JP4946500B2 - Nanohole structure and manufacturing method thereof, and magnetic recording medium and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、磁気記録媒体等に好適なナノホール構造体及びその効率的な製造方法、コンピュータの外部記憶装置、並びに、民生用ビデオ記録装置等として広く使用されているハードディスク装置等に好適であり、大容量で高速記録が可能な磁気記録媒体及びその効率的で低コストな製造方法に関する。   The present invention is suitable for a nanohole structure suitable for a magnetic recording medium or the like and an efficient manufacturing method thereof, an external storage device for a computer, a hard disk device widely used as a consumer video recording device, etc. The present invention relates to a magnetic recording medium capable of high-capacity and high-speed recording and an efficient and low-cost manufacturing method thereof.

近年、IT産業等における技術革新に伴い、磁気記録媒体の大容量化・高速化・低コスト化の研究開発が盛んに行われてきている。該磁気記録媒体の大容量化・高速化・低コスト化のためには、該磁気記録媒体における記録密度の向上が必須である。
そこで、前記磁気記録媒体における磁性膜を、連続膜とせずに、ドット、バー、ピラー等のパターン状とし、そのサイズをナノメートルスケールにすることにより、複雑磁区ではなく単磁区構造としたパターンドメディアを用いる記録方式(非特許文献1参照)と、垂直記録による記録方式(特許文献1参照)とを併せた新しい磁気記録媒体として、陽極酸化アルミナポアのポア中に磁性金属を充填してなる磁気記録媒体が提案されている(特許文献2参照)。該磁気記録媒体は、図1に示すように、基板110上に、下地電極層120と陽極酸化アルミナ層130とをこの順に有してなり、陽極酸化アルミナ層130には多数のアルミナポアが秩序配列して形成されており、該アルミナポア中に強磁性金属が充填されて強磁性層140が形成されている。
In recent years, along with technological innovation in the IT industry and the like, research and development for increasing the capacity, speed, and cost of magnetic recording media has been actively conducted. In order to increase the capacity, speed, and cost of the magnetic recording medium, it is essential to improve the recording density of the magnetic recording medium.
Therefore, the magnetic film in the magnetic recording medium is not a continuous film, but has a pattern such as dots, bars, pillars, etc. As a new magnetic recording medium that combines a recording method using media (see Non-Patent Document 1) and a recording method using perpendicular recording (see Patent Document 1), a magnetic material in which pores of anodized alumina pores are filled with a magnetic metal. A recording medium has been proposed (see Patent Document 2). As shown in FIG. 1, the magnetic recording medium has a base electrode layer 120 and an anodized alumina layer 130 in this order on a substrate 110. The anodized alumina layer 130 has a large number of alumina pores in an ordered arrangement. A ferromagnetic layer 140 is formed by filling the alumina pores with a ferromagnetic metal.

前記陽極酸化アルミナポア中に磁性材料を充填してなる磁気記録媒体は、該陽極酸化アルミナポアが露出面に対して垂直方向に細長く(高アスペクト比で)成長しているため、垂直方向に磁化し易く、この充填された磁性材料の形状異方性により、熱揺らぎに強いという利点がある。また、通常、前記陽極酸化アルミナポアがハニカム型の六方最密格子状に自己組織化的に発生するため、リソグラフィ的手法で1ドットずつドット形成する方法に較べて低コストで製造することができるという利点がある。   The magnetic recording medium in which the magnetic material is filled in the anodized alumina pore is easy to be magnetized in the vertical direction because the anodized alumina pore is elongated in the direction perpendicular to the exposed surface (with a high aspect ratio). The shape anisotropy of the filled magnetic material has the advantage of being resistant to thermal fluctuations. In addition, since the anodized alumina pores are normally generated in a honeycomb-type hexagonal close-packed lattice in a self-organized manner, it can be manufactured at a lower cost than a method of forming dots one by one by lithography. There are advantages.

しかしながら、前記陽極酸化アルミナポアは、六方最密格子等のような、あくまで2次元的に配列形成されるので、磁気記録的な観点からは、隣り合うビット列の間に間隙を設けることができないという問題がある。即ち、前記パターンドメディアにおいては、1ドットに1ビットを記録するのが理想であるが、線方向(円周方向)と同じピッチで半径方向にもドットが存在するため、隣り合うトラックへのクロスライト又はクロクリードが生じてしまうという致命的な問題がある。そこで、例えば、図2A及び図2Bに示すように、1ビット(図2B中の63)を数個から数10個又はそれ以上のドット(図2A及び図2B中の61)にせざるを得ないが、この場合でも、依然として、前記クロスライト又はクロスリードが生じてしまうという問題が存在する。このため、磁性材料を充填した前記陽極酸化アルミナポアを1列に配列し、その列間に非磁性領域を設けた磁気記録媒体が望まれている。   However, since the anodized alumina pores are two-dimensionally arrayed, such as a hexagonal close-packed lattice, from the viewpoint of magnetic recording, it is impossible to provide a gap between adjacent bit strings. There is. That is, in the patterned medium, it is ideal to record 1 bit per dot, but since dots exist in the radial direction at the same pitch as the linear direction (circumferential direction) There is a fatal problem that a cross light or a croread is generated. Therefore, for example, as shown in FIGS. 2A and 2B, one bit (63 in FIG. 2B) must be changed from several to several tens or more dots (61 in FIGS. 2A and 2B). However, even in this case, there still remains a problem that the cross write or cross read occurs. Therefore, a magnetic recording medium is desired in which the anodized alumina pores filled with a magnetic material are arranged in a row and a nonmagnetic region is provided between the rows.

そこで、陽極酸化前に、予めアルミニウム層の表面に、陽極酸化アルミナポアの発生起点となる凹凸を形成しておくこと(以下、「テキスチャー処理」と称することがある。)により、形成されるアルミナポアを規則的に1列に配列させて、磁性ビットの配列制御を可能とし、また、陽極酸化時の酸化電圧を制御することにより、前記アルミナポアの密度、即ち記録密度を調整し、超高密度記録を実現した磁気記録媒体が、本発明者らにより提案されている(特許文献3参照)。   Therefore, before the anodic oxidation, the surface of the aluminum layer is formed with irregularities that will be the starting point of the anodic alumina pores (hereinafter, sometimes referred to as “texture treatment”), whereby the alumina pores to be formed are formed. By arranging regularly in one row, it is possible to control the arrangement of magnetic bits, and by controlling the oxidation voltage at the time of anodization, the density of the alumina pores, that is, the recording density is adjusted, and ultra-high density recording is performed. An actual magnetic recording medium has been proposed by the present inventors (see Patent Document 3).

ところで、前記アルミニウム層の表面にテキスチャー処理を施す方法としては、(1)電子線リソグラフィを用いて凹凸パターンを描画する方法、(2)表面に凸凹パターンが形成されたモールドを、直接前記アルミニウム層の表面に高圧力で押し付けるダイレクト・ハードインプリント法、(3)前記アルミニウム層上にポリマー層を形成し、該ポリマー層に前記モールドを押し付けることにより前記凸凹パターンを転写し、形成された凹凸パターンを用いて、前記アルミニウム層の表面をエッチングするソフト・インプリント法、などが知られている。
しかしながら、前記(1)に記載の電子線リソグラフィによる方法では、パターンサイズがnmオーダーと微細になるに従って、ディスク全面にわたって凹凸パターンを描画するのに長時間を要し、スループットが悪いためにコスト増を招き、前記磁気記録媒体の量産に耐え得ることができない。
また、前記(2)に記載のダイレクト・ハードインプリント法では、前記凸凹パターンの転写に必要な圧力が、例えば、100nmピッチで数100kg/cmと大きく、1インチ基板でも、数十tonの単位となる。更に、必要圧力は、ピッチが微細になるほど上昇し、実用上要求される2.5インチ基板では、25nmピッチ以下の前記凸凹パターンを転写しようとすると、数百tonを超える圧力が必要となり、非現実的である。
このため、高密度記録と量産性向上との実現を図る観点からは、前記(3)に記載のソフト・インプリント法へ移行する傾向にあり、更なる研究開発が進められている。
By the way, as a method of performing a texture treatment on the surface of the aluminum layer, (1) a method of drawing a concavo-convex pattern using electron beam lithography, and (2) a mold having a concavo-convex pattern formed on the surface is directly applied to the aluminum layer. A direct hard imprint method in which the surface is pressed with a high pressure, (3) a polymer layer is formed on the aluminum layer, and the mold pattern is transferred to the polymer layer to transfer the uneven pattern, thereby forming the uneven pattern There is known a soft imprint method for etching the surface of the aluminum layer using, for example.
However, in the method using the electron beam lithography described in (1), as the pattern size becomes as fine as the nm order, it takes a long time to draw the concavo-convex pattern over the entire surface of the disk, and the cost is increased due to poor throughput. And cannot withstand mass production of the magnetic recording medium.
Further, in the direct hard imprint method described in (2), the pressure required for transferring the uneven pattern is large, for example, several hundred kg / cm 2 at a pitch of 100 nm, and several tens of tons even for a one-inch substrate. Unit. Furthermore, the necessary pressure increases as the pitch becomes finer. With a 2.5-inch substrate that is practically required, if the uneven pattern having a pitch of 25 nm or less is to be transferred, a pressure exceeding several hundred tons is required. Realistic.
For this reason, from the viewpoint of realizing high-density recording and mass productivity improvement, there is a tendency to shift to the soft imprint method described in (3) above, and further research and development are being carried out.

しかし、前記ソフト・インプリント法を用いても、目標ピッチが小さくなるに従って以下のような問題が生じてきた。即ち、インプリントプロセスのみでは、基本的に、前記モールドに形成された凸凹よりも深い凹凸を前記アルミニウム層に形成することができず、また、前記モールドの凸凹も、アスペクト比(凹部の深さと凹凸のピッチとの比)が略1未満に制限される。
ここで、前記モールドの作製方法としては、電子線リソグラフィを用いてレジストパターンを形成し、該レジストパターンにNi等の金属を厚メッキする方法と、前記レジストパターンをエッチングプロセスを用いて基体(例えば、Ni、Si、SiO、石英ガラス等)の表面に転写する方法とが知られている。しかし、前者によれば、前記モールドにおける凸凹のアスペクト比は、前記レジストパターンに形成される凹凸により制限され、アスペクト比が1以上の構造を作製しようとすると、レジスト倒れ等が発生するという問題がある。一方、後者によれば、例えば、2層レジスト等のプロセスを使用することにより、アスペクト比が1以上の構造を作製することも可能であるが、実際にインプリントを行う際の耐久性等を考慮すると、高アスペクト比のモールドの使用は、非現実的である。したがって、実用上、ソフト・インプリント法により直接転写することができる凹凸のアスペクト比は、1未満に制限される。
However, even when the soft imprint method is used, the following problems occur as the target pitch decreases. That is, the imprint process alone cannot basically form unevenness in the aluminum layer that is deeper than the unevenness formed in the mold, and the unevenness of the mold also has an aspect ratio (recess depth and depth). The ratio with the pitch of the unevenness is limited to less than about 1.
Here, as a method for producing the mold, a resist pattern is formed using electron beam lithography, a metal such as Ni is thickly plated on the resist pattern, and the resist pattern is formed on a substrate (for example, using an etching process). , Ni, Si, SiO 2 , quartz glass, and the like). However, according to the former, the aspect ratio of the unevenness in the mold is limited by the unevenness formed in the resist pattern, and when an attempt is made to produce a structure having an aspect ratio of 1 or more, resist collapse occurs. is there. On the other hand, according to the latter, for example, it is possible to produce a structure having an aspect ratio of 1 or more by using a process such as a two-layer resist, but the durability when imprinting is actually performed. When considered, the use of high aspect ratio molds is impractical. Therefore, in practice, the aspect ratio of the unevenness that can be directly transferred by the soft imprint method is limited to less than 1.

このように、従来のソフト・インプリント法では、凸凹パターンにおける凸凹のアスペクト比が1未満に制限されるため、前記陽極酸化アルミナポアの発生起点として充分な深さの凹凸を形成することができず、前記凸凹パターンを正確に転写することができない。このため、その後の陽極酸化処理において、陽極酸化アルミナポアを規則的に配列させて形成することができないという問題が生じ、特に、形成する凹凸のピッチが微細化するに従って、この問題が顕在化する。   As described above, in the conventional soft imprint method, since the aspect ratio of the unevenness in the uneven pattern is limited to less than 1, unevenness having a sufficient depth cannot be formed as the starting point of the anodized alumina pore. The uneven pattern cannot be accurately transferred. For this reason, in the subsequent anodic oxidation treatment, there arises a problem that the anodic alumina pores cannot be regularly arranged and formed. In particular, this problem becomes apparent as the pitch of the unevenness to be formed becomes finer.

S.Y.Chou Proc.IEEE 85(4),652(1997)S. Y. Chou Proc. IEEE 85 (4), 652 (1997) 特開平6−180834号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-180834 特開2002−175621号公報JP 2002-175621 A 特開2005−305634号公報JP 2005-305634 A

本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、磁気記録媒体をはじめ、DNAチップ、触媒基板等の各種分野に好適なナノホール構造体及びその効率的な製造方法、並びに、コンピュータの外部記憶装置、民生用ビデオ記録装置等として広く使用されているハードディスク装置等に好適であり、磁気ヘッドの書込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、特にクロスリードやクロスライト等の問題がなく、極めて高品質な磁気記録媒体及びその効率的で低コストな製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, it is widely used as a nanohole structure suitable for various fields such as magnetic recording media, DNA chips, catalyst substrates, etc., and its efficient manufacturing method, as well as external storage devices for computers, consumer video recording devices, etc. It is suitable for hard disk drives, etc., which can perform high-density recording and high-speed recording without increasing the write current of the magnetic head, has a large capacity, has excellent overwrite characteristics, and has uniform characteristics. An object of the present invention is to provide an extremely high-quality magnetic recording medium free from problems such as writing, and an efficient and low-cost manufacturing method thereof.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明のナノホール構造体の製造方法は、基材上に、金属層を形成した後、該金属層の表面を平滑化する平滑化処理工程と、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点を形成する起点形成工程と、ナノホール形成処理を行うことにより、前記基材に対し略直交する方向にナノホールが複数形成された多孔質層を形成する多孔質層形成工程とを含むことを特徴とする。
該ナノホール構造体の製造方法では、前記平滑化処理工程において、前記基材上に、前記金属層が形成された後、該金属層の表面が平滑化される。前記起点形成工程において、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点が形成される。前記多孔質層形成工程において、ナノホール形成処理が行われることにより、前記基材に対し略直交する方向にナノホールが複数形成された多孔質層が形成される。その結果、ナノホールが規則的に配列してなるナノホール列が一定間隔で配列してなるナノホール構造体が、容易にかつ効率よく製造される。
Means for solving the problems are as follows. That is,
The method for producing a nanohole structure according to the present invention includes forming a metal layer on a substrate and then smoothing the surface of the metal layer, and forming the nanohole on the smoothed metal layer. A starting point forming step for forming a starting point, and a porous layer forming step for forming a porous layer in which a plurality of nanoholes are formed in a direction substantially perpendicular to the base material by performing a nanohole forming process. And
In the nanohole structure manufacturing method, in the smoothing treatment step, after the metal layer is formed on the substrate, the surface of the metal layer is smoothed. In the starting point forming step, starting points for forming nanoholes are formed in the smoothed metal layer. In the porous layer forming step, a nanohole forming process is performed to form a porous layer in which a plurality of nanoholes are formed in a direction substantially orthogonal to the base material. As a result, a nanohole structure in which nanohole arrays in which nanoholes are regularly arranged is arranged at regular intervals is easily and efficiently manufactured.

本発明のナノホール構造体は、本発明の前記ナノホール構造体の製造方法により製造され、基材に、ナノホールが規則的に配列してなるナノホール列が一定間隔で配列してなることを特徴とする。
該ナノホール構造体は、前記ナノホールに磁性材料を充填しておけば、ハードディスク装置等の磁気記録媒体とすることができ、また、前記ナノホールにDNA等を配しておけば、DNAチップ等とすることができ、前記ナノホールに抗体等を配しておけば、蛋白質検出装置、診断装置等とすることができ、前記ナノホールに、例えばカーボンナノチューブ形成用等の触媒金属を充填しておけば、カーボンナノチューブ等の形成基板、電解放出装置等とすることができる。
The nanohole structure according to the present invention is manufactured by the method for manufacturing a nanohole structure according to the present invention, and a nanohole array in which nanoholes are regularly arrayed is arranged on a substrate at regular intervals. .
The nanohole structure can be used as a magnetic recording medium such as a hard disk device if the nanohole is filled with a magnetic material, and can be used as a DNA chip if DNA or the like is arranged in the nanohole. If an antibody or the like is arranged in the nanohole, it can be used as a protein detection device, a diagnostic device, or the like. If the nanohole is filled with a catalyst metal for forming carbon nanotubes, for example, carbon can be obtained. A formation substrate such as a nanotube, a field emission device, or the like can be used.

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に、金属層を形成した後、該金属層の表面を平滑化する平滑化工程と、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点を形成する起点形成工程と、ナノホール形成処理を行うことにより、前記基板面に対し略直交する方向にナノホールを複数形成してナノホール構造体を形成するナノホール構造体形成工程と、該ナノホールの内部に磁性材料を充填する磁性材料充填工程とを含むことを特徴とする。
該磁気記録媒体の製造方法では、前記平滑化処理工程において、前記金属層が形成された後、該金属層の表面が平滑化される。前記起点形成工程において、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点が形成される。前記ナノホール構造体形成工程において、前記ナノホール形成処理が行われることにより、前記基板面に対し略直交する方向にナノホールが複数形成されてナノホール構造体が形成される。前記磁性材料充填工程において、前記ナノホールの内部に前記磁性材料が充填される。その結果、本発明の前記磁気記録媒体が、効率的かつ低コストに製造される。
The method for producing a magnetic recording medium of the present invention comprises a smoothing step of smoothing the surface of the metal layer after forming a metal layer on the substrate, and a starting point for forming nanoholes in the smoothed metal layer. Forming a starting point; forming a nanohole structure by forming a plurality of nanoholes in a direction substantially perpendicular to the substrate surface by performing a nanohole forming process; and forming a magnetic field inside the nanohole. And a magnetic material filling step for filling the material.
In the method of manufacturing the magnetic recording medium, after the metal layer is formed in the smoothing process, the surface of the metal layer is smoothed. In the starting point forming step, starting points for forming nanoholes are formed in the smoothed metal layer. In the nanohole structure forming step, by performing the nanohole forming process, a plurality of nanoholes are formed in a direction substantially orthogonal to the substrate surface to form a nanohole structure. In the magnetic material filling step, the magnetic material is filled into the nanoholes. As a result, the magnetic recording medium of the present invention is manufactured efficiently and at low cost.

本発明の磁気記録媒体は、本発明の前記磁気記録媒体の製造方法により製造され、基板上に、該基板面に対し略直交する方向にナノホールが複数形成されたナノホール構造体を有し、該ナノホールの内部に磁性材料を有してなることを特徴とする。
該磁気記録媒体においては、前記磁性材料が充填されたナノホールが規則的に配列してなるナノホール列が一定間隔で配列しているので、磁気ヘッドの書込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、特にクロスリードやクロスライト等の問題がなく、極めて高品質である。そして、該磁気記録媒体は、コンピュータの外部記憶装置、民生用ビデオ記録装置等として広く使用されているハードディスク装置等に好適である。
なお、前記磁気記録媒体が、ナノホールの内部に、軟磁性層と強磁性層とを前記基板側からこの順に有し、該強磁性層の厚みが該軟磁性層の厚み以下である場合には、前記強磁性層が、前記ナノホール構造体におけるナノホールの内部に形成した前記軟磁性層上に積層されており、該ナノホール構造体よりも厚みが薄くなっている。このため、該磁気記録媒体に対し単磁極ヘッドを用いて磁気記録を行った場合には、前記単磁極ヘッドと前記軟磁性層との間の距離が、前記ナノホール構造体の厚みよりも短く、前記強磁性層の厚みと略等しくなるため、前記ナノホール構造体の厚みに拘らず前記強磁性層の厚みだけで、前記単磁極ヘッドからの磁束の集中、使用される記録密度での最適な磁気記録再生特性などが制御可能となり、また、図3及び図4に示すように、前記単磁極ヘッド(書込兼読取用ヘッド100)からの磁束が前記強磁性層(垂直磁化膜)30に集中する結果、該磁気記録媒体においては、従来の磁気記録媒体に比し、書込み効率が大幅に向上し、書込み電流が小さくて済み、オーバーライト特性が著しく向上する。
The magnetic recording medium of the present invention is produced by the method for producing a magnetic recording medium of the present invention, and has a nanohole structure in which a plurality of nanoholes are formed on a substrate in a direction substantially perpendicular to the substrate surface, It is characterized by having a magnetic material inside the nanohole.
In the magnetic recording medium, nanohole arrays in which nanoholes filled with the magnetic material are regularly arranged are arranged at regular intervals, so that high-density recording and high-speed recording can be performed without increasing the write current of the magnetic head. It has a large capacity, excellent overwrite characteristics, uniform characteristics, and is extremely high quality without any problems such as cross-reading and cross-writing. The magnetic recording medium is suitable for an external storage device of a computer, a hard disk device widely used as a consumer video recording device and the like.
In the case where the magnetic recording medium has a soft magnetic layer and a ferromagnetic layer in this order from the substrate side inside the nanohole, and the thickness of the ferromagnetic layer is equal to or less than the thickness of the soft magnetic layer. The ferromagnetic layer is laminated on the soft magnetic layer formed inside the nanohole in the nanohole structure, and is thinner than the nanohole structure. Therefore, when performing magnetic recording on the magnetic recording medium using a single magnetic pole head, the distance between the single magnetic pole head and the soft magnetic layer is shorter than the thickness of the nanohole structure, Since the thickness of the ferromagnetic layer is substantially equal to the thickness of the ferromagnetic layer, the magnetic flux concentration from the single-pole head and the optimum magnetic density at the used recording density are determined only by the thickness of the ferromagnetic layer regardless of the thickness of the nanohole structure. Recording / reproduction characteristics and the like can be controlled, and as shown in FIGS. 3 and 4, the magnetic flux from the single pole head (write / read head 100) is concentrated on the ferromagnetic layer (perpendicular magnetization film) 30. As a result, in the magnetic recording medium, the writing efficiency is greatly improved, the writing current is reduced, and the overwrite characteristic is remarkably improved as compared with the conventional magnetic recording medium.

本発明によると、従来における問題を解決することができ、磁気記録媒体をはじめ、DNAチップ、触媒基板等の各種分野に好適なナノホール構造体及びその効率的な製造方法、並びに、コンピュータの外部記憶装置、民生用ビデオ記録装置等として広く使用されているハードディスク装置等に好適であり、磁気ヘッドの書込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、特にクロスリードやクロスライト等の問題がなく、極めて高品質な磁気記録媒体及びその効率的で低コストな製造方法を提供することができる。   According to the present invention, conventional problems can be solved, and a nanohole structure suitable for various fields such as a magnetic recording medium, a DNA chip, and a catalyst substrate, an efficient manufacturing method thereof, and an external storage of a computer Suitable for hard disk drives that are widely used as video recorders and consumer video recorders, etc., capable of high-density recording and high-speed recording without increasing the write current of the magnetic head, high capacity, and excellent overwrite characteristics Therefore, it is possible to provide an extremely high quality magnetic recording medium having a uniform characteristic and having no problems such as cross read and cross write, and an efficient and low cost manufacturing method thereof.

(ナノホール構造体の製造方法)
本発明のナノホール構造体の製造方法は、平滑化処理工程と、起点形成工程と、多孔質層形成工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
(Manufacturing method of nanohole structure)
The method for producing a nanohole structure of the present invention includes at least a smoothing treatment step, a starting point formation step, and a porous layer formation step, and further includes other steps appropriately selected as necessary.

<平滑化処理工程>
前記平滑化処理工程は、基材上に、金属層を形成した後、該金属層の表面を平滑化する工程である。
<Smoothing process>
The said smoothing process process is a process of smoothing the surface of this metal layer, after forming a metal layer on a base material.

−基材−
前記基材としては、その材料、形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるSiO/Si、などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、板状、円板状(ディスク状)などが好適に挙げられる。これらの中でも、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合には、円板状(ディスク状)であるのが好ましい。
-Base material-
There is no restriction | limiting in particular about the material, a shape, a structure, a magnitude | size, etc. as said base material, According to the objective, it can select suitably.
The material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include glass, silicon, quartz, and SiO 2 / Si formed by forming a thermal oxide film on the silicon surface. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
There is no restriction | limiting in particular as said shape, Although it can select suitably according to the objective, For example, plate shape, disk shape (disk shape), etc. are mentioned suitably. Among these, when the nanohole structure is applied to a magnetic recording medium such as a hard disk, a disk shape (disk shape) is preferable.

−金属層−
前記金属層としては、金属材料を用いて形成されている限り特に制限はなく、該金属材料としては、例えば、金属単体、その酸化物、窒化物等、合金などのいずれであってもよく、これらの中でも、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム)、アルミニウム、などが好適に挙げられ、これらの中でも、アルミニウムが特に好ましい。
前記金属層の形成は、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法(スパッタリング)、蒸着法などにより好適に行うことができる。該金属層の形成条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、前記スパッタ法の場合、前記金属材料により形成されたターゲットを用いてスパッタリングを行うことができる。この場合に用いる前記ターゲットは、高純度であるのが好ましく、前記金属材料がアルミニウムである場合には、99.990%以上であるのが好ましい。
-Metal layer-
The metal layer is not particularly limited as long as it is formed using a metal material, and the metal material may be, for example, a single metal, an oxide thereof, a nitride, or an alloy, Among these, for example, alumina (aluminum oxide), aluminum, and the like are preferably exemplified, and among these, aluminum is particularly preferable.
The metal layer can be formed according to a known method, but can be suitably performed by, for example, a sputtering method (sputtering) or a vapor deposition method. There is no restriction | limiting in particular as formation conditions of this metal layer, According to the objective, it can select suitably. In the case of the sputtering method, sputtering can be performed using a target formed of the metal material. The target used in this case preferably has a high purity, and when the metal material is aluminum, the target is preferably 99.990% or more.

前記金属層の表面を平滑化する方法(平滑化処理)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、CMP(化学機械研磨)処理、前記金属層の表面に対して角度をもって行うミリング(斜めミリング)、エッチバックなどが好適に挙げられる。
前記平滑化処理の条件などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記金属層がアルミニウム層である場合、前記CMP処理には、アルミナ系のスラリーを使用することができる。
The method for smoothing the surface of the metal layer (smoothing treatment) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, the CMP (chemical mechanical polishing) treatment may be performed on the surface of the metal layer. Suitable examples include milling (oblique milling) and etch back performed at an angle.
The conditions for the smoothing treatment and the like are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, when the metal layer is an aluminum layer, an alumina-based slurry is used for the CMP treatment. can do.

前記平滑化処理工程後の前記金属層の表面における凹凸の大きさ(深さ又は高さ:表面粗さ)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3nm以下が好ましく、1nm以下がより好ましい。
前記凹凸の大きさ(深さ又は高さ)が、3nm以下であると、後述する起点形成工程において、凹部の深さが深い(例えば、10nm程度)ナノホール形成用起点を形成することができる。
The size of the irregularities (depth or height: surface roughness) on the surface of the metal layer after the smoothing treatment step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is 3 nm or less. Is preferable, and 1 nm or less is more preferable.
When the size (depth or height) of the unevenness is 3 nm or less, the starting point for forming nanoholes can be formed in the starting point forming step described later, where the recessed portion is deep (for example, about 10 nm).

以上の工程により、前記基材上に、前記金属層が形成された後、該金属層の表面が平滑化される。
前記金属層が、例えば、アルミニウムを用いてスパッタ法により形成された場合、該金属層の表面には、粒成長に起因する深さ数十nmの凹凸が存在するため、後述する起点形成工程において、ナノホール形成用起点(凹凸パターン)を形成する際、元々前記金属層の表面に存在する凹部の深さ以上の深さを有する凹部を形成することが必要となる。そして、凹凸パターンのピッチを微細化すると、凹部が充分に深い凹凸パターンを形成することが困難となる。即ち、例えば、図5Aに、スパッタリング法により成膜した、厚み100nmのアルミニウム層の表面におけるAFM像を示し、該表面の断面高さ形状を表すグラフを図5Bに示す。アルミニウムは融点が低く、成膜中に粒状成長を起こし易いため、この時点で既に最大30nm以上の凹凸が表面に形成されている(図5B参照)。例えば、ダイレクト・ハードインプリントを用いる場合には、高圧力を印加するため、前記凹凸を物理的に押し潰すことができるが、ソフト・インプリントでは、印加する圧力が低いため、前記凹凸が残存する。
しかし、前記平滑化処理工程を行うと、前記成膜時にアルミニウム層の表面に形成された凹凸が除去され、その後の起点形成工程において、凹部の深さが深い凹凸パターン(ナノホール形成用起点)を形成することができる。
Through the above steps, after the metal layer is formed on the substrate, the surface of the metal layer is smoothed.
In the case where the metal layer is formed by sputtering using aluminum, for example, the surface of the metal layer has irregularities with a depth of several tens of nm due to grain growth. When forming the nanohole formation starting point (uneven pattern), it is necessary to form a recess having a depth equal to or greater than the depth of the recess originally present on the surface of the metal layer. When the pitch of the concave / convex pattern is reduced, it becomes difficult to form a concave / convex pattern with sufficiently deep concave portions. That is, for example, FIG. 5A shows an AFM image on the surface of an aluminum layer having a thickness of 100 nm formed by sputtering, and FIG. 5B shows a graph showing the cross-sectional height shape of the surface. Since aluminum has a low melting point and is likely to cause granular growth during film formation, at this point, irregularities of 30 nm or more are already formed on the surface (see FIG. 5B). For example, when using direct hard imprinting, the unevenness can be physically crushed because a high pressure is applied, but with soft imprinting, the unevenness remains because the applied pressure is low. To do.
However, when the smoothing process is performed, the unevenness formed on the surface of the aluminum layer during the film formation is removed, and in the subsequent starting point forming step, the unevenness pattern (starting point for forming nanoholes) having a deep recess is formed. Can be formed.

<起点形成工程>
前記起点形成工程は、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点を形成する工程である。
前記ナノホール形成用起点は、ナノホールを形成するための起点として機能するものを意味し、該ナノホール形成用起点としては、例えば、規則配列した微細な凹部を有する凹凸パターンが挙げられる。
<Starting point formation process>
The starting point forming step is a step of forming a starting point for forming nanoholes in the smoothed metal layer.
The starting point for forming nanoholes means what functions as a starting point for forming nanoholes, and examples of the starting point for forming nanoholes include a concavo-convex pattern having regularly arranged fine recesses.

前記起点形成工程は、形成するナノホールの配列パターンに対応した凸凹パターンを表面に有するモールドの該凸凹パターンを、前記金属層上に形成したポリマー層にインプリント転写することを含むのが好ましい。
前記モールドとしては、その材料(材質)等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、半導体分野で微細構造作製用材料として最も広範囲に使用されているという観点からは、シリコン、シリコン酸化膜、これらの組み合わせ等が挙げられ、連続使用耐久性の観点からは、炭化珪素などが挙げられ、また、光ディスクの成形等に使用されているNiなどが挙げられる。該モールドは、複数回使用することができる。
The starting point forming step preferably includes imprint transfer of the uneven pattern of the mold having the uneven pattern corresponding to the array pattern of nanoholes to be formed onto the polymer layer formed on the metal layer.
The mold (material) or the like is not particularly limited as the mold, and can be appropriately selected according to the purpose. However, from the viewpoint that it is most widely used as a microstructure manufacturing material in the semiconductor field. , Silicon, silicon oxide films, combinations of these, and the like. From the viewpoint of continuous use durability, silicon carbide and the like, and Ni used for molding optical disks and the like can be mentioned. The mold can be used multiple times.

前記モールドにおける凸凹パターンとしては、形成するナノホール形成用起点における凹部及び凸部にそれぞれ対応した凸部及び凹部を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記凸部の形状が円形状である、ドットパターンが好ましい。
また、前記凸部の配列パターンとしては、該凸部が一定間隔で配列する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、三角格子状配列、四角格子状配列などが挙げられる。例えば、前記凸部が三角格子状に配列している場合には、前記モールドにおける凸凹パターンを、前記金属層にインプリント転写すると、該金属層の表面に、円形状の凹部が一定間隔で三角格子状に配列した凹凸パターン(ナノホール形成用起点)が形成され、該凹部に、ナノホールを形成されると、該ナノホールが三角格子状に配列したナノホール構造体が得られる。
更に、前記凸部は、同心円状又は螺旋状に配列しているのが好ましく、特に、ハードディスク用途の場合にはアクセスの容易性の観点から同心円状が好ましく、ビデオディスク用途の場合には連続再生の容易性の観点から螺旋状が好ましい。前記凸部が同心円状又は螺旋状に配列している場合、形成するナノホールを、同心円状又は螺旋状に配列させることができる。
The convex / concave pattern in the mold is not particularly limited as long as it has convex portions and concave portions respectively corresponding to the concave portions and convex portions at the starting point for forming nanoholes to be formed, and can be appropriately selected according to the purpose. The dot pattern is preferably a circular shape.
In addition, the arrangement pattern of the convex portions is not particularly limited as long as the convex portions are arranged at regular intervals, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a triangular lattice arrangement, a square lattice arrangement, and the like Can be mentioned. For example, when the convex portions are arranged in a triangular lattice pattern, when the concave / convex pattern in the mold is imprinted onto the metal layer, circular concave portions are triangular at regular intervals on the surface of the metal layer. When a concavo-convex pattern (starting point for forming a nanohole) arranged in a lattice shape is formed and a nanohole is formed in the recess, a nanohole structure in which the nanohole is arranged in a triangular lattice shape is obtained.
Further, the convex portions are preferably arranged concentrically or in a spiral shape. In particular, in the case of a hard disk application, a concentric shape is preferable from the viewpoint of easy access, and in the case of a video disk application, continuous reproduction is preferable. From the viewpoint of easiness, a spiral shape is preferable. When the convex portions are arranged concentrically or spirally, the nanoholes to be formed can be arranged concentrically or spirally.

前記凸凹パターンにおける凸部の高さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、10nm以上が好ましく、20〜100nmがより好ましい。
前記凸部の高さが10nm未満であると、前記アルミニウム層表面への転写時に、前記ナノホールの起点の画定が不十分となり易く、得られるナノホール配列に乱れが生じることがある。一方、前記凸部の高さと凸部の間隔との比(アスペクト比)が大きすぎると、転写時にモールド凸部の変形、折損等が起き易くなる。したがって、アスペクト比は、概ね1以下、即ち凹凸のピッチを10〜50nmとしたとき、前記凸部の高さは10〜50nmであるのが好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as the height of the convex part in the said uneven pattern, Although it can select suitably according to the objective, For example, 10 nm or more is preferable and 20-100 nm is more preferable.
When the height of the convex portion is less than 10 nm, the origin of the nanoholes is easily defined at the time of transfer onto the surface of the aluminum layer, and the resulting nanohole arrangement may be disturbed. On the other hand, when the ratio (aspect ratio) between the height of the convex portion and the interval between the convex portions is too large, deformation or breakage of the mold convex portion is likely to occur during transfer. Therefore, it is preferable that the aspect ratio is approximately 1 or less, that is, when the uneven pitch is 10 to 50 nm, the height of the convex portion is 10 to 50 nm.

前記インプリント転写の方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から目的に応じて適宜選択することができるが、前記ナノホール構造体を磁気記録媒体に適用する場合には、高密度記録及び量産性向上の実現を図る点で、ソフト・インプリントが好適に挙げられる。
前記ソフト・インプリントとしては、例えば、熱インプリントが好適に挙げられ、該熱インプリントによる前記凸凹パターンの転写は、例えば、前記金属層上に形成したポリマー層に熱を印加すると共に、前記モールドを押し付けることにより行うことができる。
前記ポリマー層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記熱インプリントの場合、例えば、公知のレジスト材料、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)等の熱可塑性ポリマーなどが挙げられる。
The imprint transfer method is not particularly limited and may be appropriately selected from known methods according to the purpose. However, when the nanohole structure is applied to a magnetic recording medium, high-density recording is possible. From the viewpoint of realizing mass productivity improvement, soft imprint is preferable.
As the soft imprint, for example, a thermal imprint is preferably exemplified. The transfer of the uneven pattern by the thermal imprint applies, for example, heat to a polymer layer formed on the metal layer, and This can be done by pressing the mold.
The material for the polymer layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. In the case of the thermal imprint, for example, a known resist material, a thermoplastic polymer such as polymethyl methacrylate (PMMA), or the like. Etc.

前記起点形成工程は、前記金属層上に保護金属層及びポリマー層を、該金属層からこの順に形成した後、該ポリマー層に、前記モールドにおける前記凸凹パターンをインプリント転写し、形成された凹凸パターンを用いて前記保護金属層をエッチングした後、残存する保護金属層をマスクとして前記金属層をエッチングするのが好ましい。
なお、前記エッチングは、公知のエッチング装置、例えば、ICP−RIE(Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching)装置、イオンミリング装置などを用いて行うことができる。
前記基材と前記ポリマー層との間に前記保護金属層を形成してエッチングすることにより、前記金属層に、前記ナノホール形成用起点として充分機能することができる深さの凹部を形成することができる。
The starting point forming step includes forming a protective metal layer and a polymer layer on the metal layer in this order from the metal layer, and then imprinting the uneven pattern in the mold onto the polymer layer, thereby forming the unevenness. After the protective metal layer is etched using a pattern, the metal layer is preferably etched using the remaining protective metal layer as a mask.
The etching can be performed using a known etching apparatus such as an ICP-RIE (Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching) apparatus or an ion milling apparatus.
By forming and etching the protective metal layer between the base material and the polymer layer, forming a recess having a depth that can sufficiently function as a starting point for forming the nanoholes in the metal layer. it can.

一般的に、ソフト・インプリントに用いられるレジスト材料等は、前記金属層の材料としてのアルミニウムをエッチングするのに用いられる塩素系RIE(リアクティブ・イオン・エッチング)に対するエッチング耐性が低く、前記ナノホール形成用起点として充分機能することができる深さの凹部を形成することができない。例えば、通常、熱インプリントに用いられるレジスト材料としてのPMMAに対して、塩素系RIEによりエッチングを行ったときのPMMAのエッチングレートを図6に示す。また、同一条件で、Al(アルミニウム)をエッチングしたときのAlのエッチングレートについても、図6に併せて示す。図6に示すように、Alに対して、塩素系RIEによりエッチングする場合には、Al表面に形成された強固な自然酸化膜が還元されて純Alの表面が露出するまでエッチングが開始されない、所謂「不感時間」と称する時間が存在する。一方、PMMAには、前記不感時間が存在しないため、PMMAが一定の膜厚以下であると、Alのエッチングが全く行われない領域が発生する。上述の通り、インプリント法でPMMAに転写することができる凸凹パターンのアスペクト比は、1未満であるため、例えば、凹凸が200nmピッチであれば、PMMAに形成される凸部の高さが200nm程度であり、Al表面に約100nmの深さの凹部を形成することができるが、凹凸が100nmピッチであると、Alに凸凹パターンを全く転写することができず、ナノホール形成用起点を形成することができず、延いては前記ナノホールを規則的に配列させて形成することができない。   Generally, a resist material used for soft imprint has a low etching resistance to chlorine-based RIE (reactive ion etching) used to etch aluminum as the material of the metal layer, and the nanohole. A recess having a depth that can sufficiently function as a starting point for formation cannot be formed. For example, FIG. 6 shows the etching rate of PMMA when etching is performed by chlorine-based RIE on PMMA as a resist material usually used for thermal imprinting. Further, the etching rate of Al when Al (aluminum) is etched under the same conditions is also shown in FIG. As shown in FIG. 6, when etching with chlorine-based RIE for Al, etching is not started until the strong natural oxide film formed on the Al surface is reduced and the surface of pure Al is exposed. There is a so-called “dead time”. On the other hand, since the dead time does not exist in PMMA, if PMMA is equal to or less than a certain film thickness, a region where no Al etching is performed occurs. As described above, since the aspect ratio of the concavo-convex pattern that can be transferred to the PMMA by the imprint method is less than 1, for example, if the concavo-convex pattern has a pitch of 200 nm, the height of the ridge formed on the PMMA is 200 nm. A concave portion having a depth of about 100 nm can be formed on the Al surface. However, if the concave and convex portions have a pitch of 100 nm, the concave and convex pattern cannot be transferred to Al at all, and a starting point for forming nanoholes is formed. In other words, the nanoholes cannot be regularly arranged.

次に、前記ポリマー層、前記保護金属層及び前記金属層それぞれの材料として、PMMA、Ta及びAlを用意し、これらに対して、前記ICP−RIE装置を用いてCF系RIEによりエッチングを行ったときのそれぞれのエッチングレートを図7Aに示す。なお、エッチング条件は、チャンバー圧力=1.5Pa、CF=20sccm、Ar=20sccm、ソース電力=200W、BIAS電力=20Wである。
図7Aより、CF系RIEでは、Alが全くエッチングされないことが判る。一方、PMMAに対するTaのエッチングレート比は、0.5程度ではあるが、Taには前記不感時間が存在せず、PMMAを100nmエッチングする場合、同一条件では、Taを30nmエッチングすることができる。
これに対し、CO−アンモニア系RIEでエッチングを行ったときのエッチングレートを図7Bに示す。なお、エッチング条件は、チャンバー圧力=0.2Pa、NH=70sccm、CO=30sccm、ソース電力=700W、BIAS電力=200Wである。
図7Bより、CO−アンモニア系RIEでは、PMMAのエッチングレートが非常に大きく、PMMAをマスクとして使用することができないが、TaはAlに対して2倍以上のレート比を取ることができるため、Taをマスクとして用いてAlをエッチングすることができることが判る。
Next, PMMA, Ta, and Al were prepared as materials for the polymer layer, the protective metal layer, and the metal layer, and these were etched by CF RIE using the ICP-RIE apparatus. The respective etching rates are shown in FIG. 7A. The etching conditions are chamber pressure = 1.5 Pa, CF 4 = 20 sccm, Ar = 20 sccm, source power = 200 W, and BIAS power = 20 W.
FIG. 7A shows that Al is not etched at all in CF-based RIE. On the other hand, the etching rate ratio of Ta to PMMA is about 0.5, but the dead time does not exist in Ta, and when PMMA is etched by 100 nm, Ta can be etched by 30 nm under the same conditions.
In contrast, FIG. 7B shows an etching rate when etching is performed by CO-ammonia RIE. Etching conditions are: chamber pressure = 0.2 Pa, NH 3 = 70 sccm, CO = 30 sccm, source power = 700 W, and BIAS power = 200 W.
From FIG. 7B, in CO-ammonia-based RIE, the etching rate of PMMA is very large and PMMA cannot be used as a mask, but Ta can take a rate ratio more than twice that of Al. It can be seen that Al can be etched using Ta as a mask.

以上より、前記保護金属層としては、その材料、厚みなどについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記金属層がアルミニウム層である場合、前記保護金属層の材料としては、アルミニウムのエッチングレートとの関係で、Ta、Tiなどが好適に挙げられる。また、この場合、前記保護金属層のエッチングは、CF系RIE(リアクティブ・イオン・エッチング)により行われるのが好ましく(図7A参照)、前記金属層のエッチングは、CO−アンモニア系RIEにより行われるのが好ましい(図7B参照)。   As described above, the material, thickness and the like of the protective metal layer are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. However, when the metal layer is an aluminum layer, Preferred examples of the material include Ta and Ti in relation to the etching rate of aluminum. In this case, the protective metal layer is preferably etched by CF RIE (reactive ion etching) (see FIG. 7A), and the metal layer is etched by CO-ammonia RIE. (See FIG. 7B).

また、前記起点形成工程は、前記金属層上に前記ポリマー層を形成した後、該ポリマー層に、前記モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写して凹凸パターン形成し、該ポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層をエッチングにより除去した後、該凹部内に表出された前記金属層及び前記ポリマー層に対して保護金属を付与することにより保護金属層を形成し、前記ポリマー層に形成された凹部に位置する保護金属層及び該保護金属層の下層に位置する前記金属層表面をエッチングし、更に残存した前記ポリマー層及び前記保護金属層の残渣を除去するのが好ましい。この場合、前記ナノホール形成用起点を、より効率的に作製することができる。   Further, in the starting point forming step, after the polymer layer is formed on the metal layer, an uneven pattern in the mold is imprinted on the polymer layer to form an uneven pattern, which is formed on the surface of the polymer layer. After removing the polymer layer located on the bottom surface of the recessed portion by etching, forming a protective metal layer by applying a protective metal to the metal layer and the polymer layer exposed in the recessed portion, It is preferable to etch the protective metal layer located in the recess formed in the polymer layer and the surface of the metal layer located under the protective metal layer, and further remove the remaining polymer layer and the residue of the protective metal layer. . In this case, the starting point for forming the nanohole can be produced more efficiently.

この場合の前記起点形成工程における前記保護金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記金属層表面に直接付与されるため、前記金属層の材料と同種の金属であるのが好ましく、前記金属層がアルミニウム層である場合には、前記保護金属もアルミニウムであるのが好ましい。   The protective metal in the starting point formation step in this case is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but since it is directly applied to the surface of the metal layer, it is the same kind as the material of the metal layer. It is preferable that it is a metal, and when the said metal layer is an aluminum layer, it is preferable that the said protective metal is also aluminum.

前記保護金属の付与の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、スパッタ、MBE(Molecular Beam Epitaxy)、蒸着などが好適に挙げられる。
前記保護金属の付与は、具体的には、例えば、前記金属層としてのAl層上に、前記ポリマー層としてのPMMA層を形成した後、該PMMA層に、モールドにおける凸凹パターンを熱インプリントにより転写して凹凸パターンを形成する。次いで、前記PMMA層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層を、酸素系RIEにより除去する。そして、前記PMMA層に対して前記保護金属としてのAlをスパッタにより極薄成膜し、保護金属層を形成する。このとき、凹凸のシャドウィング効果により、PMMA層における凹部の底面に形成されるAl層は、前記PMMA層の凸部の表面に形成されるAl層よりも厚みが薄くなる。そして、前記PMMA層が除去された凹部に位置する前記保護金属層(Al層)及び該保護金属層の下層に位置する前記金属層としてのAl層をエッチングし、更に残存した前記PMMA層及び前記保護金属層の残渣を除去すると、前記金属層としてのAl層の表面には、ナノホール形成用起点としての凹凸パターンが形成される。
The method for applying the protective metal is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include sputtering, MBE (Molecular Beam Epitaxy), and vapor deposition.
Specifically, for example, after the PMMA layer as the polymer layer is formed on the Al layer as the metal layer, the uneven pattern in the mold is thermally imprinted on the PMMA layer. Transfer to form a concavo-convex pattern. Next, the polymer layer located on the bottom surface of the recess formed on the surface of the PMMA layer is removed by oxygen-based RIE. Then, an Al film as the protective metal is deposited on the PMMA layer by sputtering to form a protective metal layer. At this time, due to the uneven shadowing effect, the Al layer formed on the bottom surface of the concave portion in the PMMA layer is thinner than the Al layer formed on the surface of the convex portion of the PMMA layer. Then, the protective metal layer (Al layer) located in the recess from which the PMMA layer has been removed and the Al layer as the metal layer located under the protective metal layer are etched, and the remaining PMMA layer and When the residue of the protective metal layer is removed, a concavo-convex pattern as a starting point for nanohole formation is formed on the surface of the Al layer as the metal layer.

前記ポリマー層に形成された凹部の底面に位置する前記保護金属層及び該保護金属層の下層に位置する前記金属層のエッチングの方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、イオンミリングが好ましい。前記保護金属層及び前記金属層がアルミニウムであると、アルミニウム表面に酸化膜が形成されるため、RIE等の化学的エッチングでは、前記不感時間が存在するが(図6参照)、イオンミリングは物理的エッチングであるため、前記不感時間が発生せず、効率的にエッチングを行うことができる点で有利である。   The method for etching the protective metal layer located on the bottom surface of the recess formed in the polymer layer and the metal layer located under the protective metal layer is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. However, ion milling is preferred. When the protective metal layer and the metal layer are made of aluminum, an oxide film is formed on the aluminum surface. Therefore, in the chemical etching such as RIE, the dead time exists (see FIG. 6), but ion milling is physically performed. This is advantageous because the dead time does not occur and etching can be performed efficiently.

前記イオンミリングとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、Arイオンミリングが好適に挙げられる。
前記イオンミリングの際には、イオンビームを、前記基材表面に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向から照射するのが好ましい。この場合、前記ポリマー層(PMMA層)と前記金属層(Al層)とのエッチングレート比(PMMA/Al)を、小さくすることができ、前記ポリマー層のエッチングレートを、相対的に遅くすることができる。その結果、前記ポリマーを残存させつつ、前記金属層に、前記ナノホール形成用起点として充分に機能し得る程度の深さの凹部を形成することができる。
There is no restriction | limiting in particular as said ion milling, Although it can select suitably according to the objective, Ar ion milling is mentioned suitably.
In the ion milling, it is preferable to irradiate the ion beam from a direction inclined with respect to the vertical direction with respect to the substrate surface. In this case, the etching rate ratio (PMMA / Al) between the polymer layer (PMMA layer) and the metal layer (Al layer) can be reduced, and the etching rate of the polymer layer can be made relatively slow. Can do. As a result, a recess having a depth that can sufficiently function as the starting point for forming the nanohole can be formed in the metal layer while the polymer remains.

また、前記起点形成工程は、前記金属層上に前記ポリマー層を形成した後、該ポリマー層に、前記モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写して凹凸パターンを形成し、前記基材表面及び前記ポリマー層表面に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向から、該ポリマー層に対して保護金属を付与することにより保護金属層を形成し、前記ポリマー層に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層をエッチングにより除去した後、該ポリマー層が除去された前記金属層表面をエッチングし、更に前記ポリマー層を前記保護金属層と共に除去することにより行ってもよい。   In the starting point forming step, after the polymer layer is formed on the metal layer, an uneven pattern in the mold is imprinted on the polymer layer to form an uneven pattern, and the substrate surface and the polymer are formed. A protective metal layer is formed by applying a protective metal to the polymer layer from a direction inclined with respect to the vertical direction with respect to the layer surface, and the polymer layer is located on the bottom surface of the recess formed in the polymer layer. May be performed by etching the metal layer surface from which the polymer layer has been removed, and further removing the polymer layer together with the protective metal layer.

この場合の前記起点形成工程における前記保護金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、Fe、Ni、Coなどが好適に挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、塩素系RIEによりエッチングを行ったときのPMMA、Al及びFeのエッチングレートを図8Aに示す。なお、エッチング条件は、チャンバー圧力=0.2Pa、Cl=20sccm、BCl=20sccm、Ar=10sccm、ソース電力=400W、BIAS電力=20Wである。
また、塩素系ドライエッチングによりエッチングを行ったときのPMMA、Al及びFeのエッチングレートを図8Bに示す。なお、エッチング条件は、チャンバー圧力=0.2Pa、BCl=40sccm、Ar=5sccm、ソース電力=400W、BIAS電力=20Wである。
図8A及び図8Bより、塩素系RIE及び塩素系ドライエッチングでは、Feは、全くエッチングされないことが判る。このため、前記保護金属としてFeを用い、Feをマスクとして、Alをエッチングすることができる。また、Ni、Co等の磁性材料も同様に好適に使用することができる。
In this case, the protective metal in the starting point forming step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Fe, Ni, Co, and the like are preferable. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Here, FIG. 8A shows etching rates of PMMA, Al, and Fe when etching is performed by chlorine-based RIE. Etching conditions are: chamber pressure = 0.2 Pa, Cl 2 = 20 sccm, BCl 2 = 20 sccm, Ar = 10 sccm, source power = 400 W, and BIAS power = 20 W.
FIG. 8B shows etching rates of PMMA, Al, and Fe when etching is performed by chlorine-based dry etching. Etching conditions are chamber pressure = 0.2 Pa, BCl 3 = 40 sccm, Ar = 5 sccm, source power = 400 W, and BIAS power = 20 W.
8A and 8B show that Fe is not etched at all in chlorine-based RIE and chlorine-based dry etching. Therefore, it is possible to etch Al using Fe as the protective metal and using Fe as a mask. Similarly, magnetic materials such as Ni and Co can be used as well.

前記保護金属の付与の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、異方性の高い成膜法が好適に挙げられ、例えば、スパッタ、MBE(Molecular Beam Epitaxy)、蒸着などが好ましい。
前記保護金属の付与方向、即ち、前記保護金属を付与する際に、前記基材表面及び前記ポリマー層表面に対する鉛直方向に対して傾斜させる角度(傾斜角)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10°以上が好ましく、60°以上がより好ましい。
前記保護金属の付与は、具体的には、例えば、図9に示すように、前記金属層としてのAl層上に、前記ポリマー層としてのPMMA層を形成した後、PMMA層に、モールドにおける凸凹パターンを熱インプリントにより転写して凹凸パターンを形成する。次いで、PMMA層に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向から、PMMA層に対して前記保護金属としてのFeをスパッタにより極薄成膜する。このとき、凹凸のシャドウィング効果により、PMMA層における凹部の底面には、Fe層(前記保護金属層)が形成されない。そして、Fe層をマスク(シャドウマスク)として、前記凹部に位置するPMMA層を酸素系RIEにより除去した後、その下層に位置するAl層を塩素系RIEによりエッチングし、更にPMMA層をFe層と共に除去すると、Al層の表面には、ナノホール形成用起点としての凹凸パターンが形成される。
The method for applying the protective metal is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a highly anisotropic film forming method, such as sputtering, MBE (Molecular Beam Epitaxy). ), Vapor deposition and the like are preferable.
The direction in which the protective metal is applied, i.e., the angle at which the protective metal is inclined with respect to the vertical direction with respect to the substrate surface and the polymer layer surface (inclination angle) is not particularly limited. Although it can select suitably according to it, 10 degrees or more are preferable and 60 degrees or more are more preferable.
Specifically, for example, as shown in FIG. 9, after the formation of the PMMA layer as the polymer layer on the Al layer as the metal layer, the PMMA layer is provided with unevenness in the mold. The pattern is transferred by thermal imprinting to form an uneven pattern. Next, Fe as the protective metal is deposited on the PMMA layer by sputtering from the direction inclined with respect to the vertical direction with respect to the PMMA layer. At this time, due to the uneven shadowing effect, the Fe layer (the protective metal layer) is not formed on the bottom surface of the recess in the PMMA layer. Then, using the Fe layer as a mask (shadow mask), the PMMA layer located in the concave portion is removed by oxygen-based RIE, and the Al layer located under the PMMA layer is etched by chlorine-based RIE, and the PMMA layer together with the Fe layer is etched. When removed, a concavo-convex pattern as a starting point for forming nanoholes is formed on the surface of the Al layer.

なお、ライン&スペースパターンを表面に有するモールドを用いて、Al層の表面に凹凸パターン(ナノホール形成用起点)を形成した後、陽極酸化処理を行うと、ナノホールが一次元配列した、磁気記録媒体に好適に使用可能な磁気記録媒体が得られることが、本発明者らにより報告されている(特開2005−305634号参照)。
ディスク状に形成されたライン&スペースパターンを有するモールドを用いてナノホール形成用起点を形成する場合、上述した起点形成工程(図9参照)と同様にして行うと、図14Aに示すように、ラインがディスク状であるため、保護金属粒子(前記保護金属としてのFe)の入射方向とラインとの位置関係が平行になる部位が存在する。この場合、PMMA層(ポリマー層260)の表面に形成された凹凸パターンにおける凹部260Aの底部にまで、保護金属Feが入り込み、保護金属層(Fe層)が形成されてしまい、ディスクの全面において、均一にナノホール形成用起点を形成することができない。
A magnetic recording medium in which nanoholes are arranged one-dimensionally when an anodization process is performed after forming an uneven pattern (starting point for forming nanoholes) on the surface of an Al layer using a mold having a line and space pattern on the surface. It has been reported by the present inventors that a magnetic recording medium that can be suitably used for the above is obtained (see JP-A-2005-305634).
When forming the starting point for forming nanoholes using a mold having a line and space pattern formed in a disk shape, as shown in FIG. 14A, the line is formed as shown in FIG. 14A. Since the disk is disk-shaped, there is a portion where the incident direction of the protective metal particles (Fe as the protective metal) and the positional relationship between the lines are parallel. In this case, the protective metal Fe enters the bottom of the concave portion 260A in the concavo-convex pattern formed on the surface of the PMMA layer (polymer layer 260), and a protective metal layer (Fe layer) is formed. The starting point for forming nanoholes cannot be formed uniformly.

そこで、ライン&スペースパターンをナノホール形成用起点として使用する場合、例えば、図14Bに示す、保護金属層作製装置を用いて、保護金属層(Fe層)を形成するのが好ましい。
図14Bに示す、保護金属層作製装置400は、超高真空型の蒸着装置であり、前記基材(ガラス基板)200から離間させて配置された蒸着源(k−cell、EB−蒸着源等)410と、成膜範囲を制限すると共に、蒸着粒子(保護金属粒子)の平行度を高める機能を有するコーン420と、前記基材200を傾斜設置させ、かつ回転させることができる、基板ステージ430とを有する。なお、前記基材200を低温に保持するために、基板ステージ430は、冷却機構を有しているのが好ましい。
このような、保護金属層作製装置400を用いて、保護金属粒子(Fe)の蒸着を行うと、モールドにおける凸凹パターンが、ライン&スペースパターンであっても、常に、保護金属粒子とライン方向との位置関係が直交するように保持して前記保護金属層を形成することができるので、ディスク状の基板において、均一なライン配列のナノホール形成用起点を形成することができる。
Therefore, when the line & space pattern is used as the starting point for forming the nanohole, it is preferable to form the protective metal layer (Fe layer) using a protective metal layer manufacturing apparatus shown in FIG. 14B, for example.
A protective metal layer manufacturing apparatus 400 shown in FIG. 14B is an ultra-high vacuum type vapor deposition apparatus, and is a vapor deposition source (k-cell, EB-vapor deposition source, etc.) disposed away from the base material (glass substrate) 200. ) 410, a cone 420 having a function of limiting the film formation range and increasing the parallelism of the vapor deposition particles (protective metal particles), and the substrate 200 can be tilted and rotated, and the substrate stage 430 can be rotated. And have. In order to keep the base material 200 at a low temperature, the substrate stage 430 preferably has a cooling mechanism.
When the protective metal layer (Fe) is vapor-deposited using such a protective metal layer manufacturing apparatus 400, the protective metal particles and the line direction are always obtained even if the uneven pattern in the mold is a line & space pattern. Since the protective metal layer can be formed while maintaining the positional relationship so as to be orthogonal, a starting point for forming nanoholes having a uniform line arrangement can be formed on a disk-shaped substrate.

前記ポリマー層及び前記保護金属層(前記保護金属層の残渣)の除去の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、有機溶剤を用いたリフトオフ処理が好適に挙げられる。
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アセトン、レジスト剥離液、キシレン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
The method for removing the polymer layer and the protective metal layer (residue of the protective metal layer) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, lift-off treatment using an organic solvent is performed. Preferably mentioned.
There is no restriction | limiting in particular as said organic solvent, According to the objective, it can select suitably, For example, acetone, resist stripping solution, xylene, methyl ethyl ketone, etc. are mentioned.

以上の工程により、平滑化された前記金属層に、前記モールドにおける凸凹パターンが転写されて凹凸パターンが形成される。該凹凸パターンは、ナノホールを形成するための起点として機能し、後述する多孔質層形成工程において、ナノホールが前記凹凸パターンにおける凹部に形成され、該ナノホールが規則配列してなる多孔質層が形成される。   Through the above steps, the uneven pattern in the mold is transferred to the smoothed metal layer to form an uneven pattern. The concavo-convex pattern functions as a starting point for forming nanoholes, and in the porous layer forming step described later, nanoholes are formed in the concave portions in the concavo-convex pattern, and a porous layer is formed in which the nanoholes are regularly arranged. The

<多孔質層形成工程>
前記多孔質層形成工程は、ナノホール形成処理を行うことにより、前記基材に対し略直交する方向にナノホールが複数形成された多孔質層を形成する工程である。
<Porous layer forming step>
The porous layer forming step is a step of forming a porous layer in which a plurality of nanoholes are formed in a direction substantially orthogonal to the substrate by performing a nanohole forming process.

前記ナノホール形成処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記起点形成工程の後に、前記金属層に対して陽極酸化処理を行うのが好ましい。
前記陽極酸化処理における電圧としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、前記陽極酸化処理における電解液の種類、濃度、温度、時間等としては、特に制限はなく、形成するナノホールの数、大きさ、アスペクト比等に応じて適宜選択することができる。例えば、前記電解液の種類としては、隣接するナノホール列の間隔(ピッチ)が、150〜500nmである場合は、希釈リン酸溶液が好適に挙げられ、80〜200nmである場合は、希釈蓚酸溶液が好適に挙げられ、10〜150nmである場合は、希釈硫酸溶液が好適に挙げられる。いずれの場合も、前記ナノホールのアスペクト比の調整は、陽極酸化処理後にリン酸溶液に浸漬させて前記ナノホール(アルミナポア)の直径を増加させることにより行うことができる。
There is no restriction | limiting in particular as said nanohole formation process, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable to anodize with respect to the said metal layer after the said origin formation process.
There is no restriction | limiting in particular as a voltage in the said anodizing process, According to the objective, it can select suitably.
In addition, there is no restriction | limiting in particular as a kind, density | concentration, temperature, time, etc. of the electrolyte solution in the said anodizing process, According to the number of nanoholes to form, a magnitude | size, an aspect-ratio, etc., it can select suitably. For example, as the type of the electrolytic solution, when the interval (pitch) between adjacent nanohole rows is 150 to 500 nm, a diluted phosphoric acid solution is preferably used, and when it is 80 to 200 nm, the diluted oxalic acid solution is used. Is preferable, and when it is 10 to 150 nm, a diluted sulfuric acid solution is preferably used. In any case, the adjustment of the aspect ratio of the nanohole can be performed by increasing the diameter of the nanohole (alumina pore) by immersing in a phosphoric acid solution after the anodizing treatment.

以上の工程により、前記基材に対し略直交する方向にナノホールが複数形成された多孔質層(ナノホール構造体)が形成される。
本発明のナノホール構造体の製造方法によると、ソフト・インプリントにより、狭ピッチの凹凸パターン(ナノホール形成用起点)を容易に形成することができ、後述する本発明のナノホール構造体を容易にかつ効率よく量産することができる。
By the above process, a porous layer (nanohole structure) in which a plurality of nanoholes are formed in a direction substantially orthogonal to the substrate is formed.
According to the method for producing a nanohole structure of the present invention, it is possible to easily form a concavo-convex pattern with a narrow pitch (starting point for nanohole formation) by soft imprinting, and to easily form the nanohole structure of the present invention described later. It can be mass-produced efficiently.

(ナノホール構造体)
本発明のナノホール構造体は、本発明の前記ナノホール構造体の製造方法により製造され、基材に、ナノホールが規則的に配列してなるナノホール列が一定間隔で配列されてなること以外には特に制限はなく、その形状、構造、大きさ等について目的に応じて適宜選択することができる。
なお、前記基材については、上記ナノホール構造体の製造方法の説明において詳述した通りである。
(Nanohole structure)
The nanohole structure of the present invention is produced by the method for producing a nanohole structure of the present invention, and in particular, a nanohole array in which nanoholes are regularly arranged on a substrate is arranged at regular intervals. There is no restriction | limiting, According to the objective, the shape, a structure, a magnitude | size, etc. can be selected suitably.
In addition, about the said base material, it is as having explained in full detail in description of the manufacturing method of the said nanohole structure.

前記形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、板状、円板状(ディスク状)などが好適に挙げられる。これらの中でも、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合には、円板状(ディスク状)であるのが好ましい。
なお、前記形状が、板状、円板状等である場合には、前記ナノホール(細孔)は、これらの一の露出面(板面)に対し、略直交する方向に形成される。該ナノホールとしては、前記ナノホール構造体を貫通して孔として形成されていてもよいし、前記ナノホール構造体を貫通せず穴(窪み)として形成されていてもよいが、例えば、前記ナノホール構造体を前記磁気記録媒体として使用する場合には、前記ナノホールが前記ナノホール構造体を貫通する貫通孔として形成されているのが好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said shape, Although it can select suitably according to the objective, For example, plate shape, disk shape (disk shape), etc. are mentioned suitably. Among these, when the nanohole structure is applied to a magnetic recording medium such as a hard disk, a disk shape (disk shape) is preferable.
When the shape is a plate shape, a disk shape, or the like, the nanoholes (pores) are formed in a direction substantially orthogonal to the one exposed surface (plate surface). The nanohole may be formed as a hole penetrating the nanohole structure, or may be formed as a hole (dent) without penetrating the nanohole structure. For example, the nanohole structure Is used as the magnetic recording medium, the nanohole is preferably formed as a through hole penetrating the nanohole structure.

前記構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
前記大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合には、既存のハードディスク等の大きさに対応した大きさが好ましく、前記ナノホール構造体をDNAチップ等に適用する場合には、既存のDNAチップ等の大きさに対応した大きさが好ましく、前記ナノホール構造体を電解放出装置用のカーボンナノチューブ等の触媒基板に適用する場合には、電解放出装置に対応した大きさが好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said structure, According to the objective, it can select suitably, A single layer structure may be sufficient and a laminated structure may be sufficient.
The size is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, when the nanohole structure is applied to a magnetic recording medium such as a hard disk, the size of an existing hard disk or the like is not limited. When the nanohole structure is applied to a DNA chip or the like, the size corresponding to the size of an existing DNA chip or the like is preferable. When applied to a catalyst substrate such as a nanotube, a size corresponding to the field emission device is preferable.

前記ナノホール列の配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一方向に平行に配列していてもよいし、同心円状及び螺旋状の少なくともいずれかに配列していてもよい。前記ナノホール構造体をDNAチップ等に適用する場合には前者の配列が好ましく、前記ナノホール構造体をハードディスク、ビデオディスク等の前記磁気記録媒体に適用する場合には後者の配列が好ましく、特に、ハードディスク用途の場合にはアクセスの容易性の観点から同心円状が好ましく、ビデオディスク用途の場合には連続再生の容易性の観点から螺旋状が好ましい。
なお、前記ナノホール構造体がハードディスク等の前記磁気記録媒体に適当する場合、隣接するナノホール列におけるナノホールが、半径方向に配列しているのが好ましい。この場合、該磁気記録媒体は、磁気ヘッドの書込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、特にクロスリードやクロスライト等の問題がなく、極めて高品質である。
The arrangement of the nanohole array is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the nanohole array may be arranged in parallel in one direction, or arranged in at least one of concentric and spiral shapes. You may do it. The former arrangement is preferable when the nanohole structure is applied to a DNA chip or the like, and the latter arrangement is preferable when the nanohole structure is applied to the magnetic recording medium such as a hard disk or a video disk. In the case of use, a concentric shape is preferable from the viewpoint of easy access, and in the case of video disk use, a spiral shape is preferable from the viewpoint of easy continuous reproduction.
When the nanohole structure is suitable for the magnetic recording medium such as a hard disk, it is preferable that the nanoholes in adjacent nanohole arrays are arranged in the radial direction. In this case, the magnetic recording medium is capable of high-density recording and high-speed recording without increasing the write current of the magnetic head, has a large capacity, has excellent overwrite characteristics, and has uniform characteristics. There is no problem of light etc. and it is extremely high quality.

隣接する前記ナノホール列の間隔としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ナノホール構造体がハードディスク等の前記磁気記録媒体に適当する場合、5〜500nmが好ましく、10〜200nmがより好ましい。
前記間隔が、5nm未満であると、ナノホールの形成が困難であり、500nmを超えると、ナノホールの規則的配列が困難である。
The interval between adjacent nanohole rows is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, when the nanohole structure is suitable for the magnetic recording medium such as a hard disk, the interval is 5 to 500 nm. Preferably, 10 to 200 nm is more preferable.
If the spacing is less than 5 nm, it is difficult to form nanoholes, and if it exceeds 500 nm, regular arrangement of nanoholes is difficult.

隣接するナノホール列の間隔と、ナノホール列の幅との比(間隔/幅)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、1.1〜1.9が好ましく、1.2〜1.8がより好ましい。
前記比(間隔/幅)が、1.1未満であると、隣接するナノホール同士が融合してしまい、独立したナノホールが得られないことがあり、1.9を超えると、陽極酸化処理の際に凹状ライン部分以外の部分にもナノホールが形成されてしまうことがある。
The ratio (interval / width) between the spacing between adjacent nanohole rows and the width of the nanohole rows is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 1.1 to 1.9 Preferably, 1.2 to 1.8 is more preferable.
If the ratio (interval / width) is less than 1.1, adjacent nanoholes may be fused together, so that independent nanoholes may not be obtained. In addition, nanoholes may be formed in portions other than the concave line portion.

前記ナノホール列の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ナノホール構造体がハードディスク等の前記磁気記録媒体に適当する場合、5〜450nmが好ましく、8〜200nmがより好ましい。
前記ナノホール列の幅が、5nm未満であると、ナノホールの形成が困難であり、450nmを超えると、ナノホールの規則配列が困難である。
The width of the nanohole array is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.For example, when the nanohole structure is suitable for the magnetic recording medium such as a hard disk, the width is preferably 5 to 450 nm. 8 to 200 nm is more preferable.
If the width of the nanohole array is less than 5 nm, it is difficult to form nanoholes, and if it exceeds 450 nm, regular arrangement of nanoholes is difficult.

前記ナノホールにおける開口径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合、その強磁性層を単磁区とすることができる大きさが好ましく、具体的には、200nm以下が好ましく、5〜100nmがより好ましい。
前記ナノホールにおける開口径が、200nmを超えると前記ナノホール構造体を適用した磁気記録媒体が単磁区構造にならないことがある。
The opening diameter in the nanohole is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.For example, when the nanohole structure is applied to a magnetic recording medium such as a hard disk, the ferromagnetic layer has a single magnetic domain. The specific size is preferably 200 nm or less, and more preferably 5 to 100 nm.
When the aperture diameter in the nanohole exceeds 200 nm, the magnetic recording medium to which the nanohole structure is applied may not have a single domain structure.

前記ナノホールにおける深さと開口径とのアスペクト比(深さ/開口径)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高アスペクト比であると、形状異方性が大きくなり、磁気記録媒体の保持力を向上させることができる点で好ましく、例えば、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合、2以上であるのが好ましく、3〜15であるのがより好ましい。
前記アスペクト比が、2未満であると、磁気記録媒体の保持力を十分に向上させることができないことがある。
The aspect ratio (depth / opening diameter) between the depth and the opening diameter in the nanohole is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. It is preferable in that it can be increased and the holding power of the magnetic recording medium can be improved. For example, when the nanohole structure is applied to a magnetic recording medium such as a hard disk, the number is preferably 2 or more, and 3 to 15 Is more preferable.
If the aspect ratio is less than 2, the holding power of the magnetic recording medium may not be sufficiently improved.

前記ナノホール構造体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合、500nm以下が好ましく、300nm以下がより好ましく、20〜200nmが特に好ましい。
前記ナノホール構造体の厚みが、500nmを超えると、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合、該磁気記録媒体に前記軟磁性下地層を設けたとしても高密度記録を行うことができないことがあり、該ナノホール構造体の研磨が必要になり、この場合、時間を要し高コストであり、品質劣化の原因となることがある。
The thickness of the nanohole structure is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, when the nanohole structure is applied to a magnetic recording medium such as a hard disk, the thickness is preferably 500 nm or less, and 300 nm. The following is more preferable, and 20 to 200 nm is particularly preferable.
When the thickness of the nanohole structure exceeds 500 nm, when the nanohole structure is applied to a magnetic recording medium such as a hard disk, high-density recording is performed even if the soft magnetic underlayer is provided on the magnetic recording medium. In some cases, it is necessary to polish the nanohole structure. In this case, time is required and the cost is high, which may cause quality degradation.

本発明の前記ナノホール構造体は、磁気記録媒体をはじめ、DNAチップ、触媒基板等の各種分野に好適な、コンピュータの外部記憶装置、民生用ビデオ記録装置等として広く使用しているハードディスク装置等に好適に使用することができる。   The nanohole structure according to the present invention is suitable for various fields such as magnetic recording media, DNA chips, catalyst substrates, etc., and is used in hard disk devices widely used as computer external storage devices, consumer video recording devices, etc. It can be preferably used.

(磁気記録媒体の製造方法)
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、平滑化処理工程と、起点形成工程と、ナノホール構造体形成工程(多孔質層形成工程)と、磁性材料充填工程とを含み、更に必要に応じて適宜選択した、軟磁性下地層形成工程、電極層形成工程、非磁性層形成工程、研磨工程、保護層形成工程、などのその他の工程を含む。
(Method of manufacturing magnetic recording medium)
The method for producing a magnetic recording medium of the present invention includes a smoothing treatment step, a starting point formation step, a nanohole structure formation step (porous layer formation step), and a magnetic material filling step, and further as necessary. The selected process includes other processes such as a soft magnetic underlayer forming process, an electrode layer forming process, a nonmagnetic layer forming process, a polishing process, and a protective layer forming process.

前記平滑化処理工程は、基板上に、金属層を形成した後、該金属層の表面を平滑化する工程であり、上記ナノホール構造体の製造方法における平滑化処理工程と同様にして行うのが好ましい。
前記起点形成工程は、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点を形成する工程であり、上記ナノホール構造体の製造方法における起点形成工程と同様にして行うのが好ましい。
なお、前記平滑化処理工程及び前記起点形成工程の詳細については、上述した通りである。
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記形状としては、前記磁気記録媒体がハードディスク等の磁気ディスクである場合には、円板状であり、また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、前記材質としては、上述した基材と同様のものが挙げられる。
前記基板は、適宜製造したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
The smoothing treatment step is a step of smoothing the surface of the metal layer after forming the metal layer on the substrate, and is performed in the same manner as the smoothing treatment step in the method for producing a nanohole structure. preferable.
The starting point forming step is a step of forming a starting point for forming nanoholes in the smoothed metal layer, and is preferably performed in the same manner as the starting point forming step in the method for manufacturing a nanohole structure.
The details of the smoothing process and the starting point forming process are as described above.
The shape, structure, size, material and the like of the substrate are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. As the shape, the magnetic recording medium is a magnetic disk such as a hard disk. In some cases, it is disk-shaped, and the structure may be a single-layer structure or a laminated structure, and the material is the same as that of the substrate described above. Things.
The said board | substrate may be manufactured suitably and a commercial item may be used.

前記軟磁性下地層形成工程は、必要に応じて選択され、基板上に軟磁性下地層を形成する工程である。
前記基板としては、上述したものが挙げられる。
前記軟磁性下地層の形成は、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法(スパッタリング)、蒸着法等の真空成膜法、電着(電着法)などで形成してもよいし、あるいは無電解メッキで形成してもよい。
前記軟磁性下地層形成工程により、前記基板上に所望の厚みの前記軟磁性下地層が形成される。
The soft magnetic underlayer forming step is selected as necessary, and is a step of forming a soft magnetic underlayer on the substrate.
Examples of the substrate include those described above.
The soft magnetic underlayer can be formed according to a known method. For example, the soft magnetic underlayer may be formed by a vacuum film formation method such as a sputtering method (sputtering) or a vapor deposition method, or an electrodeposition (electrodeposition method). Alternatively, it may be formed by electroless plating.
In the soft magnetic underlayer forming step, the soft magnetic underlayer having a desired thickness is formed on the substrate.

前記電極層形成工程は、前記ナノホール構造体と軟磁性下地層との間に電極層を形成する工程である。
前記電極層の形成は、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法(スパッタリング)、蒸着法などにより好適に行うことができる。該電極層の形成条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電極層形成工程により形成された前記電極層は、軟磁性層、非磁性層及び強磁性層の少なくともいずれかを電着により形成する際の電極として使用される。
The electrode layer forming step is a step of forming an electrode layer between the nanohole structure and the soft magnetic underlayer.
The electrode layer can be formed according to a known method, but can be suitably performed by, for example, a sputtering method (sputtering) or a vapor deposition method. There is no restriction | limiting in particular as formation conditions of this electrode layer, According to the objective, it can select suitably.
The electrode layer formed in the electrode layer forming step is used as an electrode when forming at least one of a soft magnetic layer, a nonmagnetic layer, and a ferromagnetic layer by electrodeposition.

前記ナノホール構造体形成工程(多孔質層形成工程)は、基板上に(前記軟磁性下地層形成工程により前記軟磁性下地層を形成した場合には該軟磁性下地層上に)ナノホール構造体(多孔質層)を形成する金属材料による金属層を形成した後、該金属層に対しナノホール形成処理(例えば、陽極酸化処理が好ましい)を行うことにより、該基板面に対し略直交する方向にナノホールを複数形成してナノホール構造体(多孔質層)を形成する工程である。
前記ナノホール構造体形成工程は、上記ナノホール構造体の製造方法における多孔質層形成工程と同様にして行うことができる。
The nanohole structure forming step (porous layer forming step) includes a nanohole structure (on the soft magnetic underlayer when the soft magnetic underlayer is formed by the soft magnetic underlayer forming step) ( After forming a metal layer made of a metal material that forms a porous layer), nanohole formation processing (for example, anodic oxidation treatment is preferable) is performed on the metal layer, whereby nanoholes are formed in a direction substantially orthogonal to the substrate surface. Are formed to form a nanohole structure (porous layer).
The nanohole structure forming step can be performed in the same manner as the porous layer forming step in the nanohole structure manufacturing method.

前記ナノホール形成処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、陽極酸化処理、エッチング処理などが好適に挙げられる。これらの中でも、前記金属層に前記基板面に略直交する方向に多数のナノホールを略等間隔にかつ均等に配列形成することができる等の点で、陽極酸化処理が特に好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as said nanohole formation process, Although it can select suitably according to the objective, For example, an anodizing process, an etching process, etc. are mentioned suitably. Among these, anodizing treatment is particularly preferable in that a large number of nanoholes can be formed in the metal layer in a direction substantially orthogonal to the substrate surface at substantially equal intervals.

前記陽極酸化処理の場合、硫酸、リン酸あるいはシュウ酸の水溶液中で、前記金属層に接する電極を陽極として電気分解エッチングさせることにより行うことができる。該電極としては、前記金属層を形成するのに先立って形成した前記軟磁性下地層、前記電極層などが挙げられる。   In the case of the anodic oxidation treatment, it can be carried out by electrolytic etching in an aqueous solution of sulfuric acid, phosphoric acid or oxalic acid, using the electrode in contact with the metal layer as an anode. Examples of the electrode include the soft magnetic underlayer and the electrode layer formed prior to forming the metal layer.

なお、本発明においては、上述のナノホール構造体の製造方法に関して説明した通り、前記陽極酸化処理の前に、前記金属層上に前記ナノホール列を形成するための凹凸パターンを予め形成しておくことが必要である。この場合、陽極酸化処理を行うと、前記凹凸パターンにおける凹部にのみ、効率的に前記ナノホールを形成することができる点で有利である。   In the present invention, as described above with respect to the method for manufacturing a nanohole structure, an uneven pattern for forming the nanohole array is formed in advance on the metal layer before the anodizing treatment. is required. In this case, the anodizing treatment is advantageous in that the nanoholes can be efficiently formed only in the recesses in the uneven pattern.

前記陽極酸化処理により前記ナノホール構造体形成工程(多孔質層形成工程)を行った場合、該金属層にナノホールを多数形成することができるが、該ナノホールの下部にバリア層が形成されてしまうことがあるが、該バリア層は、リン酸等の公知のエッチング液を用いて公知のエッチング処理を行うことにより、容易に除去することができる。
以上により、前記金属層に、前記軟磁性下地層又は前記基板を露出させる前記ナノホールを前記基板面に略直交する方向に多数形成することができる。
前記ナノホール構造体形成工程(多孔質層形成工程)により、前記基板上又は前記軟磁性下地層上に前記ナノホール構造体(多孔質層)が形成される。
When the nanohole structure forming step (porous layer forming step) is performed by the anodic oxidation treatment, a number of nanoholes can be formed in the metal layer, but a barrier layer is formed below the nanoholes. However, the barrier layer can be easily removed by performing a known etching process using a known etching solution such as phosphoric acid.
As described above, a large number of the nanoholes exposing the soft magnetic underlayer or the substrate can be formed in the metal layer in a direction substantially perpendicular to the substrate surface.
By the nanohole structure forming step (porous layer forming step), the nanohole structure (porous layer) is formed on the substrate or the soft magnetic underlayer.

前記磁性材料充填工程は、前記ナノホール構造体(多孔質層)に形成された前記ナノホールの内部に磁性材料を充填する工程であり、前記強磁性材料を前記ナノホールに充填する強磁性層形成工程を少なくとも含み、更に前記軟磁性材料を前記ナノホールに充填する軟磁性層形成工程などを含んでいてもよい。   The magnetic material filling step is a step of filling the nanohole formed in the nanohole structure (porous layer) with a magnetic material, and a step of forming a ferromagnetic layer that fills the nanohole with the ferromagnetic material. It may include at least a soft magnetic layer forming step for filling the nanoholes with the soft magnetic material.

前記軟磁性層形成工程は、前記ナノホールの内部に軟磁性層を形成する工程である。
前記軟磁性層の形成は、後述する軟磁性層の材料を電着等により前記ナノホールの内部に堆積乃至充填させることにより行うことができる。
前記電着の方法、条件等としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記軟磁性下地層又は前記電極層を電極として、前記軟磁性層の材料を含む溶液を1種又は2種以上用い、電圧を印加させることにより、前記電極上に析出乃至堆積させる方法、などが好適に挙げられる。
前記軟磁性層形成工程により、前記多孔質層におけるナノホールの内部であって、前記基板上、前記軟磁性下地層上又は前記電極層上に前記軟磁性層が形成される。
The soft magnetic layer forming step is a step of forming a soft magnetic layer inside the nanohole.
The soft magnetic layer can be formed by depositing or filling a material of the soft magnetic layer, which will be described later, into the nanoholes by electrodeposition or the like.
The electrodeposition method, conditions, etc. are not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. For example, the electrodeposition material includes the soft magnetic underlayer or the electrode layer as an electrode. Preferred examples include a method of depositing or depositing on the electrode by applying one or more kinds of solutions and applying a voltage.
By the soft magnetic layer forming step, the soft magnetic layer is formed inside the nanohole in the porous layer, on the substrate, on the soft magnetic underlayer, or on the electrode layer.

前記強磁性層形成工程は、前記軟磁性層上(又は該軟磁性層上に前記非磁性層が形成されている場合には該非磁性層上)に強磁性層を形成する工程である。
前記強磁性層の形成は、後述する強磁性層の材料を電着等により前記ナノホールの内部に形成した前記軟磁性層上に堆積乃至充填させることにより行うことができる。
前記電着の方法、条件等としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記軟磁性下地層又は前記電極層(シード層)を電極として、前記強磁性層の材料を含む溶液を1種又は2種以上用い、電圧を印加させることにより、前記ナノホール内に析出乃至堆積させる方法、などが好適に挙げられる。
前記強磁性層形成工程により、前記多孔質層におけるナノホールの内部であって、前記軟磁性層上又は前記非磁性層上に前記強磁性層が形成される。
The ferromagnetic layer forming step is a step of forming a ferromagnetic layer on the soft magnetic layer (or on the nonmagnetic layer when the nonmagnetic layer is formed on the soft magnetic layer).
The ferromagnetic layer can be formed by depositing or filling a material of a ferromagnetic layer, which will be described later, on the soft magnetic layer formed inside the nanohole by electrodeposition or the like.
The electrodeposition method, conditions, and the like are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the ferromagnetic layer can be formed using the soft magnetic underlayer or the electrode layer (seed layer) as an electrode. Preferred examples include a method of depositing or depositing in the nanohole by applying one or more kinds of solutions containing these materials and applying a voltage.
By the ferromagnetic layer forming step, the ferromagnetic layer is formed inside the nanohole in the porous layer and on the soft magnetic layer or the nonmagnetic layer.

前記非磁性層形成工程は、前記軟磁性層上に非磁性層を形成する工程である。
前記非磁性層の形成は、後述する非磁性層の材料を電着等により前記ナノホールの内部に形成した前記軟磁性層上に堆積乃至充填させることにより行うことができる。
前記電着の方法、条件等としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記軟磁性下地層又は前記電極層を電極として、前記非磁性層の材料を含む溶液を1種又は2種以上用い、電圧を印加させることにより、ナノホール内に析出乃至堆積させる方法、などが好適に挙げられる。
前記非磁性層形成工程により、前記多孔質層におけるナノホールの内部であって、前記軟磁性層上等に前記非磁性層が形成される。
The nonmagnetic layer forming step is a step of forming a nonmagnetic layer on the soft magnetic layer.
The nonmagnetic layer can be formed by depositing or filling a nonmagnetic layer material, which will be described later, on the soft magnetic layer formed inside the nanohole by electrodeposition or the like.
The electrodeposition method, conditions, and the like are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the electrodeposition layer includes the soft magnetic underlayer or the electrode layer as an electrode, and includes the material of the nonmagnetic layer. A method of depositing or depositing in a nanohole by applying one or more kinds of solutions and applying a voltage is preferable.
By the nonmagnetic layer forming step, the nonmagnetic layer is formed inside the nanohole in the porous layer and on the soft magnetic layer or the like.

前記研磨工程は、前記ナノホール構造体(多孔質層)の表面を研磨し、平坦化する工程である。該研磨工程により、前記ナノホール構造体の表面を一定の厚みで除去すると、より高密度記録・高速度記録を確保することができ、前記磁気記録媒体の表面が平滑化されると、垂直磁気記録ヘッド等の磁気ヘッドの安定浮上が可能となり、低浮上化による高密度記録と信頼性確保の双方を達成することができる点で有利である。
前記研磨工程は、前記磁性層形成工程(前記強磁性層形成工程、前記軟磁性層形成工程を含む)の後に行われるのが好ましい。前記磁性層形成工程の前に前記研磨処理を行うと、前記ナノホール構造体の破壊、前記ナノホール内部にスラリー、削り滓等が充填されてしまい、メッキ不良が生ずることがある。
The polishing step is a step of polishing and planarizing the surface of the nanohole structure (porous layer). If the surface of the nanohole structure is removed with a certain thickness by the polishing step, higher density recording / high speed recording can be ensured, and if the surface of the magnetic recording medium is smoothed, perpendicular magnetic recording This is advantageous in that a magnetic head such as a head can be stably levitated, and both high density recording and reliability can be achieved by low levitating.
The polishing step is preferably performed after the magnetic layer forming step (including the ferromagnetic layer forming step and the soft magnetic layer forming step). If the polishing treatment is performed before the magnetic layer forming step, the nanohole structure may be destroyed, and the nanoholes may be filled with slurry, shavings, or the like, resulting in poor plating.

前記研磨工程における研磨量としては、前記ナノホール構造体(多孔質層)の最表面からの厚みで、15nm以上が好ましく、40nm以上がより好ましい。
前記研磨量が15nm以上であると、前記ナノホール構造体の表面近傍に存在する、余剰ナノホール(アルミナポア)を有しアルミナポアの配列間隔に乱れが生じている層を除去することができ、研磨後の前記ナノホール構造体の表面には、ナノホールが規則的に配列してなるナノホール列を一定間隔で形成させることができる。
前記研磨工程における研磨の方法としては、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、CMP、イオンミリングなどが好適に挙げられる。
The polishing amount in the polishing step is preferably 15 nm or more, more preferably 40 nm or more in terms of the thickness from the outermost surface of the nanohole structure (porous layer).
When the polishing amount is 15 nm or more, the layer having surplus nanoholes (alumina pores) present in the vicinity of the surface of the nanohole structure and having a disorder in the arrangement interval of the alumina pores can be removed. Nanohole arrays in which nanoholes are regularly arranged can be formed on the surface of the nanohole structure at regular intervals.
There is no restriction | limiting in particular as the grinding | polishing method in the said grinding | polishing process, Although it can carry out according to a well-known method, CMP, ion milling etc. are mentioned suitably, for example.

本発明の磁気記録媒体の製造方法により、後述する本発明の磁気記録媒体を効率よく低コストで製造することができる。   By the method for producing a magnetic recording medium of the present invention, the magnetic recording medium of the present invention described later can be produced efficiently and at low cost.

(磁気記録媒体)
本発明の磁気記録媒体は、本発明の前記磁気記録媒体の製造方法により製造され、基板上に、該基板面に対し略直交する方向にナノホールが複数形成されたナノホール構造体(多孔質層)を有し、該ナノホールの内部に磁性材料を有してなる。
(Magnetic recording medium)
The magnetic recording medium of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a magnetic recording medium of the present invention, and a nanohole structure (porous layer) in which a plurality of nanoholes are formed on a substrate in a direction substantially orthogonal to the substrate surface. And has a magnetic material inside the nanohole.

前記ナノホール構造体としては、例えば、本発明の前記ナノホール構造体が好適に挙げられる。なお、該ナノホール構造体の詳細は、上述した通りである。
前記多孔質層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、500nm以下が好ましく、5〜200nmがより好ましい。
前記多孔質層の厚みが、500nmを超えると、ナノホール内への磁性材料の充填が困難になることがある。
As said nanohole structure, the said nanohole structure of this invention is mentioned suitably, for example. The details of the nanohole structure are as described above.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said porous layer, Although it can select suitably according to the objective, For example, 500 nm or less is preferable and 5-200 nm is more preferable.
When the thickness of the porous layer exceeds 500 nm, it may be difficult to fill the nanohole with the magnetic material.

前記多孔質層(ナノホール構造体)における前記ナノホールは、該多孔質層を貫通して貫通孔として形成されていてもよいし、貫通せず穴として形成されていてもよいが、該ナノホールに磁性材料を充填して磁性層を形成し、更にその下方にも磁性層を形成する場合等を考慮すると、該ナノホールが貫通孔として形成されているのが好ましい。   The nanohole in the porous layer (nanohole structure) may be formed as a through hole through the porous layer or may be formed as a hole without penetrating, but the nanohole is magnetic. In consideration of a case where a magnetic layer is formed by filling a material and a magnetic layer is further formed thereunder, the nanoholes are preferably formed as through holes.

前記ナノホールの内部に、磁性材料が充填されて磁性層が形成されているのが好ましい。
前記磁性層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、強磁性層、軟磁性層、などが挙げられる。本発明においては、前記ナノホールの内部に、前記強磁性層が少なくとも形成されていればよく、更に必要に応じて、前記軟磁性層が、前記基板と前記強磁性層との間に形成されていてもよく、更に前記強磁性層及び前記軟磁性層の間に非磁性層(中間層)が形成されていてもよい。
The nanohole is preferably filled with a magnetic material to form a magnetic layer.
There is no restriction | limiting in particular as said magnetic layer, Although it can select suitably according to the objective, For example, a ferromagnetic layer, a soft magnetic layer, etc. are mentioned. In the present invention, it is sufficient that at least the ferromagnetic layer is formed inside the nanohole, and if necessary, the soft magnetic layer is formed between the substrate and the ferromagnetic layer. Further, a nonmagnetic layer (intermediate layer) may be formed between the ferromagnetic layer and the soft magnetic layer.

前記強磁性層は、前記磁気記録媒体において記録層として機能し、前記軟磁性層と共に磁性層を構成する。
前記強磁性層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Fe、Co、Ni、FeCo、FeNi、CoNi、CoNiP、FePt、CoPt及びNiPtから選択される少なくとも1種、などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記強磁性層は、前記材料により垂直磁化膜として形成されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、Ll規則構造を有し、C軸が前記基板と垂直方向に配向しているもの、fcc構造あるいはbcc構造を有し、C軸が前記基板と垂直方向に配列しているもの、などが好適に挙げられる。
The ferromagnetic layer functions as a recording layer in the magnetic recording medium and constitutes a magnetic layer together with the soft magnetic layer.
The material of the ferromagnetic layer is not particularly limited and may be appropriately selected from known materials according to the purpose. For example, Fe, Co, Ni, FeCo, FeNi, CoNi, CoNiP, FePt, CoPt And at least one selected from NiPt are preferred. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The ferromagnetic layer is not particularly limited as long as it is formed as a perpendicular magnetization film by the material, can be appropriately selected depending on the intended purpose, for example, a Ll 0 ordered structure, wherein the C-axis substrate And those having an fcc structure or a bcc structure and having the C-axis aligned in the direction perpendicular to the substrate.

前記強磁性層の厚みとしては、本発明の効果を害さない限り特に制限はなく、記録時に使用される線記録密度等に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)前記軟磁性層の厚み以下である態様、(2)記録時に使用される線記録密度で決まる最小ビット長の1/3倍〜3倍である態様、(3)前記軟磁性層及び前記軟磁性下地層の厚みの合計以下である態様、などが好ましく、例えば、通常5〜100nm程度が好ましく、5〜50nmがより好ましく、1Tb/inをターゲットにした線記録密度1,500kBPIで磁気記録を行う場合には、50nm以下(20nm程度)であるのが好ましい。
なお、ここでの前記「強磁性層」の厚みは、該強磁性層が、積層構造、又は複数層に分割された構造(例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造)を有する場合には、各強磁性層の厚みの合計を意味する。また、前記「軟磁性層」の厚みは、該軟磁性層が、積層構造、又は複数層に分割された構造(例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造)を有する場合には、各軟磁性層の厚みの合計を意味する。また、前記「軟磁性層及び軟磁性下地層の厚みの合計」は、該軟磁性層及び該軟磁性下地層の少なくともいずれかが、積層構造、又は複数層に分割された構造(例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造)を有する場合には、各軟磁性層及び軟磁性下地層の厚みの合計を意味する。
The thickness of the ferromagnetic layer is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and can be appropriately selected according to the linear recording density used at the time of recording. For example, (1) the soft magnetism An aspect that is equal to or less than the thickness of the layer, (2) an aspect that is 1/3 to 3 times the minimum bit length determined by the linear recording density used during recording, and (3) the soft magnetic layer and the soft magnetic underlayer For example, in the case where magnetic recording is performed at a linear recording density of 1,500 kBPI targeting 1 Tb / in 2 , typically, about 5 to 100 nm is preferable, and 5 to 50 nm is more preferable. Is preferably 50 nm or less (about 20 nm).
Here, the thickness of the “ferromagnetic layer” is such that the ferromagnetic layer is a laminated structure or a structure divided into a plurality of layers (for example, a continuous layer divided by an intermediate layer such as a nonmagnetic layer). (Non-structure) means the total thickness of each ferromagnetic layer. Further, the thickness of the “soft magnetic layer” is such that the soft magnetic layer is a laminated structure or a structure divided into a plurality of layers (for example, a structure that is not divided into an intermediate layer such as a nonmagnetic layer to form a continuous layer). Means the total thickness of each soft magnetic layer. In addition, the “total thickness of the soft magnetic layer and the soft magnetic underlayer” refers to a structure in which at least one of the soft magnetic layer and the soft magnetic under layer is laminated or divided into a plurality of layers (for example, non- In the case of having a structure which is divided by an intermediate layer such as a magnetic layer and is not a continuous layer, it means the total thickness of each soft magnetic layer and soft magnetic underlayer.

前記強磁性層及び前記軟磁性層を有する磁気記録媒体の場合、磁気記録の際に使用する単磁極ヘッドと前記軟磁性層との間の距離を、前記多孔質層の厚みよりも短く、該強磁性層の厚みと略等しくすることができるため、前記多孔質層の厚みに拘らず該強磁性層の厚みだけで、前記単磁極ヘッドからの磁束の集中、使用される記録密度での最適な磁気記録再生特性などが制御可能となる。その結果、該磁気記録媒体においては、従来の磁気記録媒体に比し、書込み効率が大幅に向上し、書込み電流が小さくて済み、オーバーライト特性を著しく向上させることができる。
前記強磁性層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、電着(電着法)等により行うことができる。
In the case of a magnetic recording medium having the ferromagnetic layer and the soft magnetic layer, the distance between the single pole head used for magnetic recording and the soft magnetic layer is shorter than the thickness of the porous layer, Since the thickness of the ferromagnetic layer can be made substantially equal, regardless of the thickness of the porous layer, only the thickness of the ferromagnetic layer can be used to concentrate the magnetic flux from the single pole head and to optimize the recording density used. It is possible to control various magnetic recording / reproducing characteristics. As a result, in the magnetic recording medium, compared with the conventional magnetic recording medium, the writing efficiency is greatly improved, the writing current is reduced, and the overwrite characteristic can be remarkably improved.
The formation of the ferromagnetic layer is not particularly limited and can be performed according to a known method. For example, it can be performed by electrodeposition (electrodeposition method) or the like.

前記軟磁性層としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、NiFe、FeSiAl、FeC、FeCoB、FeCoNiB及びCoZrNbから選択される少なくとも1種、などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   The soft magnetic layer is not particularly limited and can be appropriately selected from known materials according to the purpose. For example, at least one selected from NiFe, FeSiAl, FeC, FeCoB, FeCoNiB and CoZrNb, Etc. are preferable. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記軟磁性層の厚みとしては、本発明の効果を害さない限り特に制限はなく、前記多孔質層における前記ナノホールの深さ、前記強磁性層の厚み等に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)前記強磁性層の厚み超である態様、(2)前記軟磁性下地層の厚みとの合計が前記強磁性層の厚み超である態様、などが挙げられる。   The thickness of the soft magnetic layer is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and can be appropriately selected according to the depth of the nanoholes in the porous layer, the thickness of the ferromagnetic layer, and the like. Examples include (1) an aspect in which the thickness of the ferromagnetic layer exceeds the thickness, and (2) an aspect in which the sum of the thickness of the soft magnetic underlayer exceeds the thickness of the ferromagnetic layer.

前記軟磁性層は、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束を効果的に前記強磁性層に収束させることができ、該磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる点で有利である。また、前記軟磁性層は、軟磁性下地層とともに前記磁気ヘッドと共に該磁気ヘッドから入力させる記録磁界の磁気回路を形成可能であるのが好ましい。
前記軟磁性層としては、前記基板面に略直交する方向に磁化容易軸を有しているのが好ましい。この場合、垂直磁気記録用ヘッドで記録を行うと、該垂直磁気記録用ヘッドからの磁束の集中、使用される記録密度での最適な磁気記録再生特性などが制御可能となり、磁束が前記強磁性層に集中する結果、従来の磁気記録装置に比し、書込み効率が大幅に向上し、書込み電流が小さくて済み、オーバーライト特性が著しく向上する。
前記軟磁性層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、電着(電着法)等により行うことができる。
The soft magnetic layer is advantageous in that the magnetic flux from the magnetic head used for magnetic recording can be effectively converged on the ferromagnetic layer, and the perpendicular component of the magnetic field of the magnetic head can be increased. . Preferably, the soft magnetic layer can form a magnetic circuit of a recording magnetic field input from the magnetic head together with the magnetic head together with the soft magnetic underlayer.
The soft magnetic layer preferably has an easy magnetization axis in a direction substantially perpendicular to the substrate surface. In this case, when recording is performed with the perpendicular magnetic recording head, the concentration of magnetic flux from the perpendicular magnetic recording head, the optimum magnetic recording / reproducing characteristics at the recording density to be used, and the like can be controlled. As a result of concentrating on the layers, the write efficiency is greatly improved, the write current is reduced, and the overwrite characteristics are remarkably improved as compared with the conventional magnetic recording apparatus.
The formation of the soft magnetic layer is not particularly limited and can be performed according to a known method. For example, it can be performed by electrodeposition (electrodeposition method) or the like.

前記多孔質層における前記ナノホール中には、前記強磁性層と前記軟磁性層との間に非磁性層(中間層)を有していてもよい。該非磁性層(中間層)が存在すると、前記強磁性層と前記軟磁性層との間の交換結合力の作用を弱める結果、予想とは異なる磁気記録の再生特性となってしまう場合に、それを所望の再生特性に制御することができる。
前記非磁性層の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Cu、Al、Cr、Pt、W、Nb、Ru、Ta及びTiから選択される少なくとも1種、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The nanohole in the porous layer may have a nonmagnetic layer (intermediate layer) between the ferromagnetic layer and the soft magnetic layer. If the non-magnetic layer (intermediate layer) is present, the effect of the exchange coupling force between the ferromagnetic layer and the soft magnetic layer is weakened. Can be controlled to a desired reproduction characteristic.
The material of the nonmagnetic layer is not particularly limited and can be appropriately selected from known materials. For example, the material is selected from Cu, Al, Cr, Pt, W, Nb, Ru, Ta, and Ti. At least one of them. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記非磁性層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記非磁性層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、電着(電着法)等により行うことができる。
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said nonmagnetic layer, According to the objective, it can select suitably.
The formation of the nonmagnetic layer is not particularly limited and can be performed according to a known method. For example, it can be performed by electrodeposition (electrodeposition method) or the like.

本発明の磁気記録媒体においては、前記基板と前記多孔質層との間に、軟磁性下地層を有していてもよい。
前記軟磁性下地層の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、前記軟磁性層の材料として上述したものが好適に挙げられる。これらの材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、また、前記軟磁性層の材料と互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
In the magnetic recording medium of the present invention, a soft magnetic underlayer may be provided between the substrate and the porous layer.
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said soft-magnetic underlayer, Although it can select suitably from well-known things, For example, what was mentioned above as a material of the said soft-magnetic layer is mentioned suitably. These materials may be used individually by 1 type, may use 2 or more types together, and may mutually be the same as the material of the said soft-magnetic layer, and may differ.

前記軟磁性下地層は、前記基板面の面内方向に磁化容易軸を有しているのが好ましい。この場合、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束が効果的に閉じた磁気回路を形成し、該磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる。該軟磁性下地層は、ビットサイズ(前記ナノホールの開口径)が100nm以下の単磁区記録においても有効である。
前記軟磁性下地層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、電着(電着法)や無電界メッキ等により行うことができる。
The soft magnetic underlayer preferably has an easy axis of magnetization in the in-plane direction of the substrate surface. In this case, a magnetic circuit in which the magnetic flux from the magnetic head used for magnetic recording is effectively closed can be formed, and the vertical component of the magnetic field of the magnetic head can be increased. The soft magnetic underlayer is also effective in single domain recording with a bit size (opening diameter of the nanohole) of 100 nm or less.
The formation of the soft magnetic underlayer is not particularly limited and can be performed according to a known method. For example, it can be performed by electrodeposition (electrodeposition method), electroless plating, or the like.

前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、電極層、保護層、などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as said other layer, Although it can select suitably according to the objective, For example, an electrode layer, a protective layer, etc. are mentioned.

前記電極層は、磁性層(前記強磁性層及び前記軟磁性層)を電着等により形成する際の電極として機能する層であり、一般に、前記基板上であって前記強磁性層の下方に設けられる。なお、前記磁性層を電着により形成する場合、該電極層を電極として使用してもよいが、前記軟磁性下地層等を電極として使用してもよい。
前記電極層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Cr、Co、Pt、Cu、Ir、Rh、これらの合金、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、該電極層は、これらの材料以外に、W、Nb、Ti、Ta、Si、Oなどを更に含有していてもよい。
The electrode layer is a layer that functions as an electrode when the magnetic layer (the ferromagnetic layer and the soft magnetic layer) is formed by electrodeposition or the like, and is generally on the substrate and below the ferromagnetic layer. Provided. When the magnetic layer is formed by electrodeposition, the electrode layer may be used as an electrode, but the soft magnetic underlayer or the like may be used as an electrode.
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said electrode layer, According to the objective, it can select suitably, For example, Cr, Co, Pt, Cu, Ir, Rh, these alloys, etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. The electrode layer may further contain W, Nb, Ti, Ta, Si, O, etc. in addition to these materials.

前記電極層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。該電極層は、1層のみ設けられていてもよいし、2層以上設けられていてもよい。
前記電極層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法、蒸着法等により行うことができる。
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said electrode layer, According to the objective, it can select suitably. One electrode layer may be provided, or two or more electrode layers may be provided.
The formation of the electrode layer is not particularly limited and can be performed according to a known method. For example, the electrode layer can be formed by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like.

前記保護層は、前記強磁性層を保護する機能を有する層であり、前記強磁性層の表面乃至上方に設けられる。該保護層は、1層のみ設けられていてもよいし、2層以上設けられていてもよく、また、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
前記保護層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、などが挙げられる。
The protective layer is a layer having a function of protecting the ferromagnetic layer, and is provided on the surface or above the ferromagnetic layer. The protective layer may be provided in only one layer, may be provided in two or more layers, may have a single layer structure, or may have a laminated structure.
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said protective layer, According to the objective, it can select suitably, For example, DLC (diamond-like carbon) etc. are mentioned.

前記保護層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記保護層の形成は、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法に従って行うことができるが、例えば、プラズマCVD法、塗布法、などにより行うことができる。
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said protective layer, According to the objective, it can select suitably.
The formation of the protective layer is not particularly limited, and can be performed according to a known method according to the purpose. For example, it can be performed by a plasma CVD method, a coating method, or the like.

本発明の磁気記録媒体は、磁気ヘッドを用いた各種の磁気記録に使用することができるが、単磁極ヘッドによる磁気記録に好適に使用することができ、後述する本発明の磁気記録装置及び磁気記録方法に好適に特に使用することができる。
本発明の磁気記録媒体は、磁気ヘッドの書込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、高品質である。このため、該磁気記録媒体は、各種の磁気記録媒体として設計し使用することができ、例えば、コンピュータの外部記憶装置、民生用ビデオ記録装置等として広く使用されているハードディスク装置、などに設計し使用することができ、ハードディスク等の磁気ディスクに特に好適に設計し使用することができる。
The magnetic recording medium of the present invention can be used for various types of magnetic recording using a magnetic head, but can be suitably used for magnetic recording using a single pole head. It can be particularly suitably used for the recording method.
The magnetic recording medium of the present invention is capable of high-density recording and high-speed recording without increasing the write current of the magnetic head, has a large capacity, has excellent overwrite characteristics, uniform characteristics, and high quality. For this reason, the magnetic recording medium can be designed and used as various magnetic recording media. For example, the magnetic recording medium is designed for a hard disk device widely used as an external storage device of a computer, a consumer video recording device, or the like. It can be used, and can be particularly suitably designed and used for a magnetic disk such as a hard disk.

(磁気記録装置及び磁気記録方法)
本発明の磁気記録装置は、本発明の前記磁気記録媒体と、垂直磁気記録用ヘッドとを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段乃至部材等を有してなる。
本発明の磁気記録方法は、本発明の前記磁気記録媒体に対し、垂直磁気記録用ヘッドを用いて記録を行うことを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の処理乃至工程を含む。本発明の磁気記録方法は、本発明の前記磁気記録装置を用いて好適に実施することができる。なお、前記その他の処理乃至工程は、前記その他の手段乃至部材等により行うことができる。以下、本発明の磁気記録装置の説明と共に、本発明の磁気記録方法について説明する。
(Magnetic recording apparatus and magnetic recording method)
The magnetic recording apparatus of the present invention comprises the magnetic recording medium of the present invention and a perpendicular magnetic recording head, and further comprises other means or members appropriately selected as necessary.
The magnetic recording method of the present invention includes recording on the magnetic recording medium of the present invention using a perpendicular magnetic recording head, and further includes other processes or steps appropriately selected as necessary. The magnetic recording method of the present invention can be preferably carried out using the magnetic recording apparatus of the present invention. The other processes or steps can be performed by the other means or members. Hereinafter, the magnetic recording method of the present invention will be described together with the description of the magnetic recording apparatus of the present invention.

前記垂直磁気記録用ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、単磁極ヘッド等が好適に挙げられる。また、該垂直磁気記録用ヘッドは、書込専用であってもよいし、GMRヘッド等の読取用ヘッドと一体の書込兼読込用であってもよい。   The perpendicular magnetic recording head is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a single magnetic pole head or the like is preferable. The perpendicular magnetic recording head may be dedicated for writing, or may be for writing and reading integrated with a reading head such as a GMR head.

本発明の磁気記録装置による磁気記録、又は本発明の磁気記録方法による磁気記録においては、本発明の前記磁気記録媒体を用いるので、前記強磁性層及び前記軟磁性層を有する場合には、前記垂直磁気記録用ヘッドと前記磁気記録媒体における前記軟磁性層との間の距離が、前記多孔質層の厚みよりも短く、前記強磁性層の厚みと略等しくなるため、前記多孔質層の厚みに拘らず前記強磁性層の厚みだけで、該垂直磁気記録用ヘッドからの磁束の集中、使用される記録密度での最適な磁気記録再生特性などが制御可能となる。このため、図3に示すように、前記垂直磁気記録用ヘッド(書込兼読取用ヘッド)100からの磁束が前記強磁性層(垂直磁化膜)30に集中する結果、従来の磁気記録装置に比し、書込み効率が大幅に向上し、書込み電流が小さくて済み、オーバーライト特性が著しく向上する。
なお、前記磁気記録媒体に前記軟磁性下地層が形成されている場合には、前記垂直磁気記録用ヘッドと、該軟磁性下地層との間で磁気回路が形成されるので好ましい。この場合、高密度記録が可能となる点で有利である。
In the magnetic recording by the magnetic recording apparatus of the present invention or the magnetic recording by the magnetic recording method of the present invention, since the magnetic recording medium of the present invention is used, when the ferromagnetic layer and the soft magnetic layer are provided, Since the distance between the perpendicular magnetic recording head and the soft magnetic layer in the magnetic recording medium is shorter than the thickness of the porous layer and substantially equal to the thickness of the ferromagnetic layer, the thickness of the porous layer Regardless of the thickness of the ferromagnetic layer, it is possible to control the concentration of magnetic flux from the perpendicular magnetic recording head, the optimum magnetic recording / reproducing characteristics at the recording density used, and the like. For this reason, as shown in FIG. 3, the magnetic flux from the perpendicular magnetic recording head (write / read head) 100 is concentrated on the ferromagnetic layer (perpendicular magnetization film) 30. In comparison, the write efficiency is greatly improved, the write current is reduced, and the overwrite characteristic is remarkably improved.
It is preferable that the soft magnetic underlayer is formed on the magnetic recording medium because a magnetic circuit is formed between the perpendicular magnetic recording head and the soft magnetic underlayer. This is advantageous in that high density recording is possible.

本発明の磁気記録装置による磁気記録、又は本発明の磁気記録方法による磁気記録においては、前記磁気記録媒体における前記強磁性層に前記垂直磁気記録用ヘッドからの磁束が、該強磁性層の下面、即ち前記軟磁性層又は前記非磁性層との界面付近でも、集中したままで拡散しないため、小さなビットを書くことができる。
なお、該強磁性層における前記磁束の収束の程度(拡散の程度)としては、本発明の効果を害さない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
In the magnetic recording by the magnetic recording apparatus of the present invention or the magnetic recording by the magnetic recording method of the present invention, the magnetic flux from the perpendicular magnetic recording head is applied to the ferromagnetic layer of the magnetic recording medium by the lower surface of the ferromagnetic layer. That is, even in the vicinity of the interface with the soft magnetic layer or the non-magnetic layer, it does not diffuse while being concentrated, so that a small bit can be written.
The degree of convergence (degree of diffusion) of the magnetic flux in the ferromagnetic layer is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and can be appropriately selected according to the purpose.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
−ナノホール構造体の作製及び磁気記録媒体の製造−
図10Aに示すように、ハードディスク用(直径1インチ)のガラス基板200上に、スパッタリング法を用いて、Taを20nmの厚みで成膜して密着層210を形成した後、陽極酸化時の電極層兼軟磁性層として、パーマロイを100nmの厚みで成膜してパーマロイ層220を形成し、該パーマロイ層220上に、Taを5nmの厚みで成膜して酸化停止層230を形成し、更にAlを200nmの厚みで成膜してアルミニウム層240を形成した。
次に、図10Bに示すように、アルミナ系のスラリーを用いて、アルミニウム層240の表面を、CMPにより約50nm研磨し、アルミニウム層240の表面の平滑化を行った。以上が、前記平滑化処理工程である。該平滑化処理工程後のアルミニウム層240の表面のAFM像を図16Aに示し、断面高さ形状を図16Bに示す。図16A及び図16Bより、粒成長に起因する表面の凹凸が除去されており、最大凹凸も3nm以下となっていた。
Example 1
-Production of nanohole structures and production of magnetic recording media-
As shown in FIG. 10A, an adhesion layer 210 is formed by depositing Ta with a thickness of 20 nm on a glass substrate 200 for hard disk (1 inch in diameter) using a sputtering method, and then an electrode during anodization. As the layer and soft magnetic layer, permalloy is formed to a thickness of 100 nm to form a permalloy layer 220, and Ta is formed to a thickness of 5 nm on the permalloy layer 220 to form an oxidation stop layer 230. An aluminum layer 240 was formed by depositing Al with a thickness of 200 nm.
Next, as shown in FIG. 10B, the surface of the aluminum layer 240 was polished by about 50 nm by CMP using an alumina-based slurry, and the surface of the aluminum layer 240 was smoothed. The above is the smoothing process. An AFM image of the surface of the aluminum layer 240 after the smoothing treatment step is shown in FIG. 16A, and a cross-sectional height shape is shown in FIG. 16B. From FIG. 16A and FIG. 16B, the unevenness | corrugation of the surface resulting from a grain growth was removed, and the largest unevenness | corrugation was also 3 nm or less.

次に、図10Cに示すように、平滑化したアルミニウム層240の表面に、膜厚が15nmとなるように、スパッタリング法によりTaを成膜して保護金属層250を形成し、図10Dに示すように、保護金属層250上に、濃度5質量%のPMMAを、スピンコート法により1,200rpmで塗布し、厚みが100nmとなるように成膜してポリマー層260を形成した。なお、PMMAは、ガラス軟化点が112℃であり、低温で軟化するポリマーである。
次いで、図10Eに示すように、熱インプリント装置を用い、凸凹ピッチが100nm、凸部の高さが100nm、凸部の径が50nmで、該凸部が三角格子状に配列した凸凹パターンを表面に有する、Ni製のモールド300を用いて、基板温度120℃、圧力50kg/cmで、1分間にわたってインプリント処理を行った。
次に、図10Fに示すように、ポリマー層260に転写された凹凸パターンにおける、凹部260Aの底部に存在する残渣を除去するため、アッシング装置を用いて、200Pa、20Wの条件の酸素プラズマ中にて、1分間のアッシング処理を行った。図10Gに示すように、ガラス基板200をICP−RIEチャンバーに導入し、チャンバー圧力=1.5Pa、CF=20sccm、Ar=20sccm、ソース電力=200W、BIAS電力=20Wの条件で、15秒間、保護金属層250のエッチングを行った後、図10Hに示すように、保護金属層250をマスクとして、チャンバー圧力=0.2Pa、NH=70sccm、CO=30sccm、ソース電力=700W、BIAS電力=200Wの条件で、12秒間、アルミニウム層240のエッチングを行った。ここで、保護金属層250及びアルミニウム層240のそれぞれ10nm相当に対して、それぞれ60%、50%のオーバーエッチを行ったこととなった。
更に、図10Iに示すように、チャンバー圧力=1.5Pa、CF=20sccm、Ar=20sccm、ソース電力=200W、BIAS電力=20Wの条件で、10秒間エッチングを行うことにより、残存する保護金属層250を除去した。その結果、アルミニウム層240の表面に、ナノホール形成用起点としての凹凸パターンPが形成された。以上が、前記起点形成工程である。
図11Aに、前記起点形成工程後のアルミニウム層240の表面のAFM像を示し、図11Bに、該表面の断面高さ形状を表すグラフを示す。図11Aより、アルミニウム層240の表面に、凹部が三角格子状に配列された凹凸パターン(ナノホール形成用起点)が形成されているのが確認された。
Next, as shown in FIG. 10C, a protective metal layer 250 is formed on the surface of the smoothed aluminum layer 240 by sputtering to form a protective metal layer 250 so as to have a film thickness of 15 nm, as shown in FIG. 10D. As described above, PMMA having a concentration of 5 mass% was applied on the protective metal layer 250 by spin coating at 1,200 rpm, and the polymer layer 260 was formed by forming a film having a thickness of 100 nm. PMMA has a glass softening point of 112 ° C. and is a polymer that softens at a low temperature.
Next, as shown in FIG. 10E, using a thermal imprint apparatus, an uneven pattern in which the uneven pitch is 100 nm, the height of the protrusion is 100 nm, the diameter of the protrusion is 50 nm, and the protrusions are arranged in a triangular lattice pattern An imprint process was performed for 1 minute at a substrate temperature of 120 ° C. and a pressure of 50 kg / cm 2 using a Ni mold 300 on the surface.
Next, as shown in FIG. 10F, in the concavo-convex pattern transferred to the polymer layer 260, in order to remove the residue existing at the bottom of the concave portion 260A, an ashing device is used to perform oxygen plasma under conditions of 200 Pa and 20 W. For 1 minute. As shown in FIG. 10G, the glass substrate 200 is introduced into the ICP-RIE chamber, and the chamber pressure = 1.5 Pa, CF 4 = 20 sccm, Ar = 20 sccm, source power = 200 W, BIAS power = 20 W for 15 seconds. After etching the protective metal layer 250, as shown in FIG. 10H, using the protective metal layer 250 as a mask, chamber pressure = 0.2 Pa, NH 3 = 70 sccm, CO = 30 sccm, source power = 700 W, BIAS power = The aluminum layer 240 was etched for 12 seconds under the condition of 200W. Here, overetching of 60% and 50% was performed on the protective metal layer 250 and the aluminum layer 240 corresponding to 10 nm, respectively.
Furthermore, as shown in FIG. 10I, the remaining protective metal is obtained by performing etching for 10 seconds under the conditions of chamber pressure = 1.5 Pa, CF 4 = 20 sccm, Ar = 20 sccm, source power = 200 W, BIAS power = 20 W. Layer 250 was removed. As a result, a concavo-convex pattern P as a starting point for forming nanoholes was formed on the surface of the aluminum layer 240. The above is the starting point forming step.
FIG. 11A shows an AFM image of the surface of the aluminum layer 240 after the starting point forming step, and FIG. 11B shows a graph showing the cross-sectional height shape of the surface. From FIG. 11A, it was confirmed that the uneven | corrugated pattern (starting point for nanohole formation) in which the recessed part was arranged in the triangular lattice form was formed in the surface of the aluminum layer 240. FIG.

次いで、図10Jに示すように、0.3M/lのシュウ酸浴を用いて、電圧40Vにて、アルミニウム層240の陽極酸化処理を行った。その結果、ガラス基板200に対し略直交する方向にアルミナナノホール270Aが複数形成された多孔質層270が形成された。以上が、前記多孔質層形成工程(前記ナノホール構造体形成工程)である。以上により、ナノホール構造体を作製した。図11Cに、実施例1のナノホール構造体における多孔質層270の表面のSEM写真を示し、図11Dに、前記起点形成工程を行わないで、前記多孔質層形成工程を行ったときの多孔質層の表面のSEM写真を示す。図11Cより、前記起点形成工程を行った場合には、アルミナナノホールが規則的に配列しており、図11Dに示す、前記起点形成工程を行なわなかった場合に比して、アルミナナノホールの配列の規則性が向上しているのが判った。   Next, as shown in FIG. 10J, anodization of the aluminum layer 240 was performed at a voltage of 40 V using a 0.3 M / l oxalic acid bath. As a result, a porous layer 270 in which a plurality of alumina nanoholes 270A were formed in a direction substantially orthogonal to the glass substrate 200 was formed. The above is the porous layer forming step (the nanohole structure forming step). Thus, a nanohole structure was produced. FIG. 11C shows an SEM photograph of the surface of the porous layer 270 in the nanohole structure of Example 1, and FIG. 11D shows the porosity when the porous layer forming step is performed without performing the starting point forming step. The SEM photograph of the surface of a layer is shown. From FIG. 11C, when the starting point forming step is performed, alumina nanoholes are regularly arranged, and compared with the case where the starting point forming step shown in FIG. It turns out that the regularity is improving.

次に、図10Kに示すように、前記アルミナナノホール270A内に、硫酸コバルト(Co)50gと、ホウ酸20g/lの水溶液とを含有するCoメッキ浴を用い、交流50Hz、12VAC、3分間の低電圧交流メッキにより、前記強磁性材料としてのコバルト(Co)280を充填させ、該アルミナナノホール270A内に強磁性層を形成した。このとき、該アルミナナノホール270A内が、コバルト(Co)280でメッキされると共に、該アルミナナノホール270Aの表面からコバルト(Co)280が溢れた状態となった。以上が、前記磁性材料充填工程である。   Next, as shown in FIG. 10K, in the alumina nanohole 270A, using a Co plating bath containing 50 g of cobalt sulfate (Co) and an aqueous solution of boric acid 20 g / l, an alternating current of 50 Hz, 12 VAC, Cobalt (Co) 280 as the ferromagnetic material was filled by low voltage AC plating, and a ferromagnetic layer was formed in the alumina nanohole 270A. At this time, the inside of the alumina nanohole 270A was plated with cobalt (Co) 280, and cobalt (Co) 280 overflowed from the surface of the alumina nanohole 270A. The above is the magnetic material filling step.

次いで、図10Lに示すように、前記多孔質層270の表面を研磨することにより、前記アルミナナノホール270Aの表面から溢れ出したコバルト(Co)280を除去した。以上が、前記研磨工程である。更に、図10Mに示すように、スパッタリング法により、厚み1nmのカーボン保護膜290を成膜した後、フッ素系潤滑剤を塗布した。以上が、前記保護層形成工程である。以上により、磁気ディスクを製造した。   Next, as shown in FIG. 10L, the surface of the porous layer 270 was polished to remove cobalt (Co) 280 overflowing from the surface of the alumina nanohole 270A. The above is the polishing step. Furthermore, as shown in FIG. 10M, a carbon protective film 290 having a thickness of 1 nm was formed by sputtering, and then a fluorine-based lubricant was applied. The above is the protective layer forming step. Thus, a magnetic disk was manufactured.

(実施例2)
−ナノホール構造体の作製及び磁気記録媒体の製造−
実施例1において、前記起点形成工程を、下記方法により行った以外は、実施例1と同様にして、ナノホール構造体を作製し、磁気記録媒体を製造した。
(Example 2)
-Production of nanohole structures and production of magnetic recording media-
In Example 1, a nanohole structure was produced and a magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the starting point forming step was performed by the following method.

実施例1と同様にして、図10Aに示すように、ハードディスク用(直径1インチ)のガラス基板200上に、密着層210、パーマロイ層220、酸化停止層230、アルミニウム層240を、ガラス基板200側からこの順に形成した後、図10Bに示すように、アルミニウム層240の表面の平滑化を行った。以上が、前記平滑化処理工程である。   Similarly to Example 1, as shown in FIG. 10A, an adhesion layer 210, a permalloy layer 220, an oxidation stop layer 230, and an aluminum layer 240 are formed on a glass substrate 200 for a hard disk (1 inch in diameter). After forming in this order from the side, the surface of the aluminum layer 240 was smoothed as shown in FIG. 10B. The above is the smoothing process.

次に、図12Aに示すように、平滑化したアルミニウム層240上に、濃度5質量%のPMMAを、スピンコート法により1,200rpmで塗布し、厚みが100nmとなるように成膜してポリマー層260を形成した。
次いで、図12Bに示すように、熱インプリント装置を用い、凸凹ピッチが100nm、凸部の高さが100nm、凸部の径が50nmで、該凸部が三角格子状に配列した凸凹パターンを表面に有する、Ni製のモールド300を用いて、基板温度120℃、圧力50kg/cmで、1分間にわたってインプリント処理を行った。該インプリント処理後のアルミニウム層240上に形成されたポリマー層260における表面の一部拡大図を、図12Cに示す。
次に、ガラス基板200をICP−RIEチャンバーに導入し、チャンバー圧力=1.5Pa、O=5sccm、N=95sccm、ソース電力=400W、BIAS電力=40Wの条件で、10秒間、酸素系RIEにより、ポリマー層260に転写された凹凸パターンにおける、凹部260Aの底部に存在するポリマー層260の残渣エッチングを行った。ここで、アルミニウム層240上に形成されたポリマー層260における表面の一部拡大図を、図17Aに示す。
次に、図17Bに示すように、前記保護金属としてAlを用い、保護金属層(Al膜)330を形成した。なお、ポリマー層260に形成された凹部260Aに位置する保護金属層330の厚みは、7nmであった。
Next, as shown in FIG. 12A, PMMA having a concentration of 5% by mass is applied onto the smoothed aluminum layer 240 at 1,200 rpm by a spin coating method to form a film having a thickness of 100 nm. Layer 260 was formed.
Next, as shown in FIG. 12B, using a thermal imprint apparatus, an uneven pattern in which the uneven pitch is 100 nm, the height of the protrusions is 100 nm, the diameter of the protrusions is 50 nm, and the protrusions are arranged in a triangular lattice pattern. An imprint process was performed for 1 minute at a substrate temperature of 120 ° C. and a pressure of 50 kg / cm 2 using a Ni mold 300 on the surface. A partially enlarged view of the surface of the polymer layer 260 formed on the aluminum layer 240 after the imprint process is shown in FIG. 12C.
Next, the glass substrate 200 is introduced into the ICP-RIE chamber, and the oxygen system is used for 10 seconds under the conditions of chamber pressure = 1.5 Pa, O 2 = 5 sccm, N 2 = 95 sccm, source power = 400 W, BIAS power = 40 W. Residual etching of the polymer layer 260 existing at the bottom of the concave portion 260A in the concave / convex pattern transferred to the polymer layer 260 was performed by RIE. Here, FIG. 17A shows a partially enlarged view of the surface of the polymer layer 260 formed on the aluminum layer 240.
Next, as shown in FIG. 17B, Al was used as the protective metal, and a protective metal layer (Al film) 330 was formed. In addition, the thickness of the protective metal layer 330 located in the recessed part 260A formed in the polymer layer 260 was 7 nm.

次に、図17Cに示すように、ガラス基板200をArイオンミリングチャンバーに導入し、チャンバー圧力=4×10−4Torr、印加電圧700Vの条件で、150秒間、前記基板200の鉛直方向に対して45°の角度でのArイオンミリングにより、ポリマー層260に形成された凹部260Aに位置する保護金属層(Al膜)330及びその下層に位置する金属層(アルミニウム層)240のエッチングを行った。 Next, as shown in FIG. 17C, the glass substrate 200 is introduced into an Ar ion milling chamber, and the chamber pressure = 4 × 10 −4 Torr and the applied voltage of 700 V are applied for 150 seconds with respect to the vertical direction of the substrate 200. The protective metal layer (Al film) 330 located in the recess 260A formed in the polymer layer 260 and the metal layer (aluminum layer) 240 located therebelow were etched by Ar ion milling at a 45 ° angle. .

ここで、サンプルとして、PMMA層及びAl層を作製し、それぞれの層の鉛直方向に対して0°及び45°の角度で、Arイオンミリングを行い、PMMA及びAlのミリング量とエッチング時間とを測定した。結果を表1及び図18Aに示す。
図18Aより、Arイオンミリングによれば、ミリング量が、ほぼ時間に比例しており、RIEによるエッチングの際に生じる前記不感時間が存在しないため、効率的にエッチングを行うことができることが判った。また、それぞれの層の鉛直方向に対して傾斜させて(45°の角度で)イオンビームを照射すると、傾斜させない場合(0°の場合)に比して、ミリング量が多くなることが判った。
Here, as a sample, a PMMA layer and an Al layer were prepared, Ar ion milling was performed at angles of 0 ° and 45 ° with respect to the vertical direction of each layer, and the milling amount and etching time of PMMA and Al were determined. It was measured. The results are shown in Table 1 and FIG. 18A.
From FIG. 18A, it was found that according to Ar ion milling, the amount of milling is almost proportional to time, and there is no dead time generated during etching by RIE, so that etching can be performed efficiently. . In addition, it was found that when the ion beam is irradiated with an inclination with respect to the vertical direction of each layer (at an angle of 45 °), the amount of milling increases as compared with the case where the ion beam is not inclined (when the angle is 0 °). .

また、PMMA層及びAl層それぞれの鉛直方向に対して0°及び45°の角度で、Arイオンミリングを行い、PMMA及びAlのエッチングレートを測定し、エッチングレート比を算出した。結果を表2及び図18Bに示す。
図18Bより、PMMA層及びAl層それぞれの鉛直方向に対して傾斜させて(45°の角度で)イオンビームを照射すると、傾斜させない場合(0°の場合)に比して、いずれもエッチングレートが上がるが、表2より、PMMAとAlとのエッチングレート比(PMMA/Al)は、約2.4倍から約1.6倍に下がり、相対的にPMMAのエッチングレートが遅くなっていることが判った。このため、Arイオンミリングによれば、ポリマー層260を残存させつつ、アルミニウム層240に、ナノホール形成用起点として充分に機能し得る程度の深さの凹部を形成することができる。
Further, Ar ion milling was performed at angles of 0 ° and 45 ° with respect to the vertical directions of the PMMA layer and the Al layer, the etching rates of PMMA and Al were measured, and the etching rate ratio was calculated. The results are shown in Table 2 and FIG. 18B.
From FIG. 18B, when the ion beam is irradiated with an inclination (at an angle of 45 °) with respect to the vertical direction of each of the PMMA layer and the Al layer, both of the etching rates are compared with the case where the ion beam is not inclined (when the angle is 0 °). However, from Table 2, the PMMA / Al etching rate ratio (PMMA / Al) is reduced from about 2.4 times to about 1.6 times, and the etching rate of PMMA is relatively slow. I understood. For this reason, according to Ar ion milling, a recess having a depth that can sufficiently function as a starting point for forming nanoholes can be formed in the aluminum layer 240 while the polymer layer 260 remains.

更に、アセトン超音波を用いたリフトオフ処理により、残存するポリマー層260を、保護金属層330の残渣と共に除去した。その結果、図12Kに示すように、アルミニウム層240の表面に、ナノホール形成用起点としての凹凸パターンPが形成された。以上が、前記起点形成工程である。   Furthermore, the remaining polymer layer 260 was removed together with the residue of the protective metal layer 330 by a lift-off process using acetone ultrasonic waves. As a result, as shown in FIG. 12K, a concavo-convex pattern P as a starting point for forming nanoholes was formed on the surface of the aluminum layer 240. The above is the starting point forming step.

その後、実施例1と同様にして、陽極酸化処理により前記多孔質層形成工程を行い、ナノホール構造体を作製した。図19に、実施例2のナノホール構造体における多孔質層の表面のSEM写真を示す。図19より、前記起点形成工程を行った場合、アルミナナノホールが完全に規則的に配列していることが判った。   Thereafter, in the same manner as in Example 1, the porous layer forming step was performed by anodizing treatment to produce a nanohole structure. In FIG. 19, the SEM photograph of the surface of the porous layer in the nanohole structure of Example 2 is shown. From FIG. 19, it was found that when the starting point forming step was performed, alumina nanoholes were completely regularly arranged.

更に、実施例1と同様にして、前記磁性材料充填工程、前記研磨工程及び前記保護層形成工程を行うことにより、磁気記録媒体を製造した。   Further, in the same manner as in Example 1, the magnetic recording medium was manufactured by performing the magnetic material filling step, the polishing step, and the protective layer forming step.

(実施例3)
−ナノホール構造体の作製及び磁気記録媒体の製造−
実施例1において、前記起点形成工程を、下記方法により行った以外は、実施例1と同様にして、ナノホール構造体を作製し、磁気記録媒体を製造した。
(Example 3)
-Production of nanohole structures and production of magnetic recording media-
In Example 1, a nanohole structure was produced and a magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the starting point forming step was performed by the following method.

実施例1と同様にして、図10Aに示すように、ハードディスク用(直径1インチ)のガラス基板200上に、密着層210、パーマロイ層220、酸化停止層230、アルミニウム層240を、ガラス基板200側からこの順に形成した後、図10Bに示すように、アルミニウム層240の表面の平滑化を行った。以上が、前記平滑化処理工程である。   Similarly to Example 1, as shown in FIG. 10A, an adhesion layer 210, a permalloy layer 220, an oxidation stop layer 230, and an aluminum layer 240 are formed on a glass substrate 200 for a hard disk (1 inch in diameter). After forming in this order from the side, the surface of the aluminum layer 240 was smoothed as shown in FIG. 10B. The above is the smoothing process.

次に、図12Aに示すように、平滑化したアルミニウム層240上に、濃度5質量%のPMMAを、スピンコート法により1,200rpmで塗布し、厚みが100nmとなるように成膜してポリマー層260を形成した。
次いで、図12Bに示すように、熱インプリント装置を用い、凸凹ピッチが100nm、凸部の高さが100nm、凸部の径が50nmで、該凸部が三角格子状に配列した凸凹パターンを表面に有する、Ni製のモールド300を用いて、基板温度120℃、圧力50kg/cmで、1分間にわたってインプリント処理を行った。該インプリント処理後のアルミニウム層240上に形成されたポリマー層260における表面の一部拡大図を、図12Cに示す。
次に、図12Dに示すように、スパッタ装置内に、ガラス基板200を斜めに設置し、前記保護金属としてFeを用い、30°斜め方向から成膜し、膜厚3nm相当の保護金属層(Fe膜)310を形成した。ここで、アルミニウム層240上に形成されたポリマー層260における表面の一部拡大図を、図12Eに示す。図12Eに示すように、ポリマー層260の表面に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向からFeが付与されるように、ガラス基板200を30°傾斜させると共に、スパッタの際に、水平成分のFeを遮断するためのダミー基板320を配設し、保護金属層310を形成した。
図13A及び図13Bに、それぞれ保護金属層(Fe膜)310を、10nm相当及び3nm相当形成したときのポリマー層260の表面のSEM写真を示す。図13Bより、保護金属層310を3nm相当形成したときのポリマー層260の表面には、凹部260Aが三角格子状に配列した凹凸パターンが明確に観られるのに対し、図13Aより、保護金属層310を10nm相当形成したときのポリマー層260の表面は、Feで覆われてしまい、凹凸パターンを確認することができなかった。
Next, as shown in FIG. 12A, PMMA having a concentration of 5% by mass is applied onto the smoothed aluminum layer 240 at 1,200 rpm by a spin coating method to form a film having a thickness of 100 nm. Layer 260 was formed.
Next, as shown in FIG. 12B, using a thermal imprint apparatus, an uneven pattern in which the uneven pitch is 100 nm, the height of the protrusions is 100 nm, the diameter of the protrusions is 50 nm, and the protrusions are arranged in a triangular lattice pattern. An imprint process was performed for 1 minute at a substrate temperature of 120 ° C. and a pressure of 50 kg / cm 2 using a Ni mold 300 on the surface. A partially enlarged view of the surface of the polymer layer 260 formed on the aluminum layer 240 after the imprint process is shown in FIG. 12C.
Next, as shown in FIG. 12D, a glass substrate 200 is installed obliquely in the sputtering apparatus, Fe is used as the protective metal, and a film is formed from an oblique direction of 30 °, and a protective metal layer equivalent to a film thickness of 3 nm ( Fe film) 310 was formed. Here, a partially enlarged view of the surface of the polymer layer 260 formed on the aluminum layer 240 is shown in FIG. 12E. As shown in FIG. 12E, the glass substrate 200 is tilted by 30 ° so that Fe is applied from the direction tilted with respect to the vertical direction with respect to the surface of the polymer layer 260. A protective substrate layer 310 was formed by disposing a dummy substrate 320 for blocking the above.
FIGS. 13A and 13B show SEM photographs of the surface of the polymer layer 260 when protective metal layers (Fe films) 310 corresponding to 10 nm and 3 nm are formed, respectively. From FIG. 13B, a concave / convex pattern in which concave portions 260A are arranged in a triangular lattice pattern is clearly seen on the surface of the polymer layer 260 when the protective metal layer 310 is formed to have a thickness equivalent to 3 nm. The surface of the polymer layer 260 when 310 was formed corresponding to 10 nm was covered with Fe, and the uneven pattern could not be confirmed.

次に、図12Fに示すように、ガラス基板200をICP−RIEチャンバーに導入し、チャンバー圧力=0.2Pa、O=5sccm、N=45sccm、ソース電力=400W、BIAS電力=20Wの条件で、90秒間、酸素系RIEにより、ポリマー層260の残渣エッチングを行った。ここで、アルミニウム層240上に形成されたポリマー層260における表面の一部拡大図を、図12Gに示す。図12Gに示すように、酸素系RIEによりエッチングを行った場合、ポリマー層260を100%以上オーバーエッチングしても、アルミニウム層240及び保護金属層310は、何ら影響を受けていなかった。
更に、図12Hに示すように、チャンバー圧力=0.2Pa、Cl=20sccm、BCl=20sccm、Ar=10sccm、ソース電力=400W、BIAS電力=20Wの条件で、90秒間、塩素系RIEにより、アルミニウム層240のエッチングを行った。ここで、アルミニウム層240上に形成されたポリマー層260における表面の一部拡大図を、図12Iに示す。図12Iに示すように、塩素系RIEによりエッチングを行った場合、アルミニウム層240を100%以上オーバーエッチングしても、保護金属層310は、何ら影響を受けていなかった。
更に、図12Jに示すように、アセトン超音波を用いたリフトオフ処理により、ポリマー層260を、保護金属層310と共に除去した。その結果、図12Kに示すように、アルミニウム層240の表面に、ナノホール形成用起点としての凹凸パターンPが形成された。以上が、前記起点形成工程である。
図13Cに、前記起点形成工程後のアルミニウム層240の表面のAFM像を示し、図13Dに、該表面の断面高さ形状を表すグラフを示す。図13Cより、アルミニウム層240の表面に、凹部が三角格子状に配列した凹凸パターン(ナノホール形成用起点)が形成されているのが確認され、厚み3nmの非常に薄い保護金属層310により、エッチング耐性のないポリマー(PMMA)層260を保護することができることが判った。
Next, as shown in FIG. 12F, the glass substrate 200 is introduced into the ICP-RIE chamber, and the chamber pressure = 0.2 Pa, O 2 = 5 sccm, N 2 = 45 sccm, source power = 400 W, BIAS power = 20 W. Then, residual etching of the polymer layer 260 was performed by oxygen-based RIE for 90 seconds. Here, a partially enlarged view of the surface of the polymer layer 260 formed on the aluminum layer 240 is shown in FIG. 12G. As shown in FIG. 12G, when etching was performed by oxygen-based RIE, the aluminum layer 240 and the protective metal layer 310 were not affected at all even when the polymer layer 260 was over-etched by 100% or more.
Further, as shown in FIG. 12H, chlorine-based RIE is performed for 90 seconds under conditions of chamber pressure = 0.2 Pa, Cl 2 = 20 sccm, BCl 2 = 20 sccm, Ar = 10 sccm, source power = 400 W, BIAS power = 20 W. The aluminum layer 240 was etched. Here, a partially enlarged view of the surface of the polymer layer 260 formed on the aluminum layer 240 is shown in FIG. As shown in FIG. 12I, when etching was performed by chlorine-based RIE, the protective metal layer 310 was not affected at all even if the aluminum layer 240 was over-etched by 100% or more.
Furthermore, as shown in FIG. 12J, the polymer layer 260 was removed together with the protective metal layer 310 by a lift-off process using acetone ultrasonic waves. As a result, as shown in FIG. 12K, a concavo-convex pattern P as a starting point for forming nanoholes was formed on the surface of the aluminum layer 240. The above is the starting point forming step.
FIG. 13C shows an AFM image of the surface of the aluminum layer 240 after the starting point forming step, and FIG. 13D shows a graph showing the cross-sectional height shape of the surface. From FIG. 13C, it is confirmed that a concave / convex pattern (starting point for nanohole formation) in which concave portions are arranged in a triangular lattice pattern is formed on the surface of the aluminum layer 240, and etching is performed by a very thin protective metal layer 310 having a thickness of 3 nm. It has been found that a non-resistant polymer (PMMA) layer 260 can be protected.

その後、実施例1と同様にして、陽極酸化処理により前記多孔質層形成工程を行い、ナノホール構造体を作製した。図13Eに、実施例3のナノホール構造体における多孔質層の表面のSEM写真を示し、図13Fに、前記起点形成工程を行わないで、前記多孔質層形成工程を行ったときの多孔質層の表面のSEM写真を示す。図13Eより、前記起点形成工程を行った場合には、アルミナナノホールが規則的に配列しており、図13Fに示す、前記起点形成工程を行わなかった場合に比して、アルミナナノホールの配列の規則性が向上しているのが判った。   Thereafter, in the same manner as in Example 1, the porous layer forming step was performed by anodizing treatment to produce a nanohole structure. FIG. 13E shows an SEM photograph of the surface of the porous layer in the nanohole structure of Example 3, and FIG. 13F shows the porous layer when the porous layer forming step is performed without performing the starting point forming step. The SEM photograph of the surface of is shown. From FIG. 13E, when the starting point forming step is performed, alumina nanoholes are regularly arranged, and compared with the case where the starting point forming step shown in FIG. It turns out that the regularity is improving.

更に、実施例1と同様にして、前記磁性材料充填工程、前記研磨工程及び前記保護層形成工程を行うことにより、磁気記録媒体を製造した。   Further, in the same manner as in Example 1, the magnetic recording medium was manufactured by performing the magnetic material filling step, the polishing step, and the protective layer forming step.

実施例1、実施例2及び実施例3で得られた磁気記録ディスク(前記磁気記録媒体)について、書込み用の磁気ヘッドとしての単磁極ヘッド及び読出用の磁気ヘッドとしてのGMRヘッドを備えた磁気記録装置を用いて、該単磁極ヘッドによる書込み、及び該GMRヘッドの読み出しによる磁気記録を行い、記録再生特性を評価した。
まず、前記磁気記録ディスクを永久磁石により、基板面に垂直な一方向に磁化し、その後、前記磁気ディスクサンプルを回転させて磁気ヘッドを浮上させて、磁気信号の記録及び再生を行った。その結果、円周状に配置されたナノホール列に対応する規則信号が観測された。
The magnetic recording disk (the magnetic recording medium) obtained in Example 1, Example 2 and Example 3 was provided with a single pole head as a magnetic head for writing and a GMR head as a magnetic head for reading. Using a recording apparatus, writing by the single magnetic pole head and magnetic recording by reading from the GMR head were performed, and the recording / reproducing characteristics were evaluated.
First, the magnetic recording disk was magnetized by a permanent magnet in one direction perpendicular to the substrate surface, and then the magnetic disk sample was rotated to float the magnetic head, and magnetic signals were recorded and reproduced. As a result, a regular signal corresponding to the array of nanoholes arranged circumferentially was observed.

(実施例4)
−ナノホール構造体の作製−
実施例3において、モールド300における表面の凸凹パターンを、ドットパターンから、ライン&スペースパターンに変えた以外は、実施例3と同様にして、ナノホール構造体を作製した。
なお、ライン&スペースパターンを表面に有するモールドを用いて、アルミニウム層の表面に凹凸パターン(ナノホール形成用起点)を形成した後、陽極酸化処理を行うと、アルミナナノホールが一次元配列した、磁気記録媒体に好適に使用可能な磁気記録媒体が得られることが、本発明者らにより報告されている(特開2005−305634号参照)。
Example 4
-Fabrication of nanohole structures-
In Example 3, a nanohole structure was produced in the same manner as in Example 3 except that the uneven pattern on the surface of the mold 300 was changed from a dot pattern to a line & space pattern.
In addition, when a concavo-convex pattern (starting point for forming nanoholes) is formed on the surface of the aluminum layer using a mold having a line and space pattern on the surface, anodization is performed, and then magnetic recording in which alumina nanoholes are arranged one-dimensionally. It has been reported by the present inventors that a magnetic recording medium that can be suitably used as a medium is obtained (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-305634).

ライン&スペースパターンを有するモールドを用いてナノホール形成用起点を形成する場合、実施例3における起点形成工程と同様にして行うと、図14Aに示すように、ラインがディスク状であるため、保護金属粒子の入射方向とラインとの位置関係が平行になる部位が生じる。この場合、ポリマー層260の表面に形成された凹凸パターンにおける凹部260Aの底部にまで、保護金属が入り込み、保護金属層が形成されてしまい、ディスクの全面において、均一にナノホール形成用起点を形成することができない。   When forming the starting point for forming nanoholes using a mold having a line and space pattern, the line is disk-shaped as shown in FIG. A region where the positional relationship between the incident direction of the particle and the line is parallel is generated. In this case, the protective metal enters the bottom of the concave portion 260A in the concave / convex pattern formed on the surface of the polymer layer 260, and the protective metal layer is formed, so that the starting points for forming nanoholes are uniformly formed on the entire surface of the disk. I can't.

そこで、実施例4における起点形成工程では、図14Bに示す、保護金属層作製装置を用いて、保護金属層の形成を行った。
図14Bに示す、保護金属層作製装置400は、超高真空型の蒸着装置であり、ガラス基板200から離間させて配置された蒸着源(k−cell、EB−蒸着源等)410と、成膜範囲を制限すると共に、蒸着粒子(保護金属粒子)の平行度を高める機能を有するコーン420と、ガラス基板200を傾斜設置させ、かつ回転させることができる、基板ステージ430とを有する。なお、ガラス基板200を低温に保持するために、基板ステージ430は、冷却機構を有しているのが好ましい。
このような、保護金属層作製装置400を用いて、保護金属粒子(Fe)の蒸着を行うと、モールドにおける凸凹パターンが、ライン&スペースパターンであっても、常に、保護金属粒子とライン方向との位置関係が直交するように保持して前記保護金属層を形成することができるので、ディスク状の基板において、均一なライン配列のナノホール形成用起点を形成することができる。
Therefore, in the starting point formation step in Example 4, the protective metal layer was formed using the protective metal layer manufacturing apparatus shown in FIG. 14B.
A protective metal layer manufacturing apparatus 400 shown in FIG. 14B is an ultra-high vacuum type deposition apparatus, and a deposition source (k-cell, EB-deposition source, etc.) 410 disposed away from the glass substrate 200, The cone 420 has a function of limiting the film range and increasing the parallelism of the vapor deposition particles (protective metal particles), and the substrate stage 430 capable of tilting and rotating the glass substrate 200. In order to keep the glass substrate 200 at a low temperature, the substrate stage 430 preferably has a cooling mechanism.
When the protective metal layer (Fe) is vapor-deposited using such a protective metal layer manufacturing apparatus 400, the protective metal particles and the line direction are always obtained even if the uneven pattern in the mold is a line & space pattern. Since the protective metal layer can be formed while maintaining the positional relationship so as to be orthogonal, a starting point for forming nanoholes having a uniform line arrangement can be formed on a disk-shaped substrate.

前記起点形成工程を行うことにより作製した本発明のナノホール構造体、及び従来のプロセスにより作製したナノホール構造体におけるナノホールの配列状態の一例を図15に示す。
図15に示すように、本発明のナノホール構造体におけるナノホールは、規則的に一次元配列していることが判った。一方、従来のソフト・インプリント法によりモールドの表面形状(パターン)をポリマー層に転写し、該ポリマー層をマスクとしてアルミニウム層をエッチングし、陽極酸化処理によりナノホールを形成した、従来のナノホール構造体では、ポリマー層の表面に前記パターンが転写されていても、前記アルミニウム層の表面が全くエッチングされていないため、ナノホールの配列がランダムとなることが判った。
FIG. 15 shows an example of the arrangement of nanoholes in the nanohole structure of the present invention produced by performing the starting point formation process and the nanohole structure produced by the conventional process.
As shown in FIG. 15, it was found that the nanoholes in the nanohole structure of the present invention are regularly arranged one-dimensionally. On the other hand, a conventional nanohole structure in which a mold surface shape (pattern) is transferred to a polymer layer by a conventional soft imprint method, an aluminum layer is etched using the polymer layer as a mask, and nanoholes are formed by anodization Then, it was found that even when the pattern was transferred to the surface of the polymer layer, the surface of the aluminum layer was not etched at all, so that the nanohole arrangement was random.

本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
(付記1) 基材上に、金属層を形成した後、該金属層の表面を平滑化する平滑化処理工程と、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点を形成する起点形成工程と、ナノホール形成処理を行うことにより、前記基材に対し略直交する方向にナノホールが複数形成された多孔質層を形成する多孔質層形成工程とを含むことを特徴とするナノホール構造体の製造方法。
(付記2) 金属層が、アルミニウムからなる付記1に記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記3) 平滑化処理工程が、CMP(化学機械研磨)処理により行われる付記1から2のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記4) 平滑化処理工程後の金属層表面の凹凸が、3nm以下である付記1から3のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記5) 起点形成工程が、形成するナノホールの配列パターンに対応した凸凹パターンを表面に有するモールドの該凸凹パターンを、金属層上に形成したポリマー層にインプリント転写することを含む付記1から4のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記6) モールドにおける凸凹パターンが、円形状の凸部が一定間隔で三角格子状に配列してなる付記5に記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記7) 起点形成工程が、金属層上に保護金属層及びポリマー層を、該金属層からこの順に形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写し、形成された凹凸パターンを用いて前記保護金属層をエッチングした後、残存する保護金属層をマスクとして前記金属層をエッチングする付記5から6のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記8) 金属層がアルミニウム層であり、保護金属層がTa層及びTi層のいずれかであり、かつ前記保護金属層のエッチングがCF系RIEにより行われ、前記金属層のエッチングがCO−アンモニア系RIEにより行われる付記7に記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記9) 起点形成工程が、金属層上にポリマー層を形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写して凹凸パターン形成し、該ポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層をエッチングにより除去した後、該凹部内に表出された前記金属層及び前記ポリマー層に対して保護金属を付与することにより保護金属層を形成し、前記ポリマー層に形成された凹部に位置する保護金属層及び該保護金属層の下層に位置する前記金属層表面をエッチングし、更に残存した前記ポリマー層及び前記保護金属層の残渣を除去する付記5から6のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記10) 保護金属が、アルミニウムである付記9に記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記11) 保護金属の付与が、スパッタ、MBE、及びEB蒸着のいずれかにより行われる付記9から10のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記12) 金属層がアルミニウム層であり、かつポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層のエッチングが酸素系RIEにより行われ、前記金属層表面のエッチングがイオンミリングにより行われる付記9から11のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記13) 起点形成工程が、金属層上にポリマー層を形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写して凹凸パターンを形成し、基材表面及び前記ポリマー層表面に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向から、該ポリマー層に対して保護金属を付与することにより保護金属層を形成し、前記ポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層をエッチングにより除去した後、該ポリマー層が除去された前記金属層表面をエッチングし、更に前記ポリマー層を前記保護金属層と共に除去する付記5から6のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記14) 保護金属が、Fe、Ni及びCoから選択される少なくとも1種である付記13に記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記15) 保護金属の付与が、スパッタ、MBE及びEB蒸着のいずれかにより行われる付記13から14のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記16) 金属層がアルミニウム層であり、かつポリマー層のエッチングが酸素系RIEにより行われ、前記金属層表面のエッチングが塩素系RIEにより行われる付記13から15のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記17) ポリマー層及び保護金属層の除去が、有機溶剤を用いたリフトオフ処理により行われる付記13から16のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法。
(付記18) 付記1から17のいずれかに記載のナノホール構造体の製造方法により製造され、基材に、ナノホールが規則的に配列してなるナノホール列が一定間隔で配列してなることを特徴とするナノホール構造体。
(付記19) 基板上に、金属層を形成した後、該金属層の表面を平滑化する平滑化処理工程と、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点を形成する起点形成工程と、ナノホール形成処理を行うことにより、前記基板面に対し略直交する方向にナノホールを複数形成してナノホール構造体を形成するナノホール構造体形成工程と、該ナノホールの内部に磁性材料を充填する磁性材料充填工程とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
(付記20) 付記19に記載の磁気記録媒体の製造方法により製造され、
基板上に、該基板面に対し略直交する方向にナノホールが複数形成されたナノホール構造体を有し、該ナノホールの内部に磁性材料を有してなることを特徴とする磁気記録媒体。
The preferred embodiments of the present invention are as follows.
(Additional remark 1) After forming a metal layer on a base material, the smoothing process process which smoothes the surface of this metal layer, and the starting point formation process which forms the starting point for nanohole formation in the said smoothed metal layer And a porous layer forming step of forming a porous layer in which a plurality of nanoholes are formed in a direction substantially perpendicular to the base material by performing a nanohole forming process, Method.
(Additional remark 2) The manufacturing method of the nanohole structure of Additional remark 1 whose metal layer consists of aluminum.
(Additional remark 3) The manufacturing method of the nanohole structure in any one of Additional remark 1 to 2 with which a smoothing process process is performed by CMP (chemical mechanical polishing) process.
(Additional remark 4) The manufacturing method of the nanohole structure in any one of Additional remark 1 to 3 whose unevenness | corrugation of the metal layer surface after a smoothing process process is 3 nm or less.
(Supplementary Note 5) From Supplementary Note 1, the starting point formation step includes imprint transfer of the concave / convex pattern of the mold having a convex / concave pattern corresponding to the array pattern of nanoholes to be formed onto a polymer layer formed on the metal layer. 5. The method for producing a nanohole structure according to any one of 4 above.
(Additional remark 6) The manufacturing method of the nanohole structure of Additional remark 5 with which the uneven | corrugated pattern in a mold arrange | positions circular convex part at a regular interval in the shape of a triangular lattice.
(Supplementary Note 7) After the starting point forming step forms the protective metal layer and the polymer layer on the metal layer in this order from the metal layer, the uneven pattern in the mold is imprinted and transferred to the polymer layer. The method for producing a nanohole structure according to any one of appendices 5 to 6, wherein the metal layer is etched using the remaining protective metal layer as a mask after the protective metal layer is etched using a pattern.
(Supplementary Note 8) The metal layer is an aluminum layer, the protective metal layer is either a Ta layer or a Ti layer, and the protective metal layer is etched by CF-based RIE, and the metal layer is etched by CO- The method for producing a nanohole structure according to appendix 7, which is performed by ammonia-based RIE.
(Supplementary Note 9) After the starting point forming step forms a polymer layer on the metal layer, a concave / convex pattern in the mold is imprinted on the polymer layer to form a concave / convex pattern, and the concave portion formed on the surface of the polymer layer After removing the polymer layer located on the bottom surface of the substrate by etching, a protective metal layer is formed by applying a protective metal to the metal layer and the polymer layer exposed in the recess, and the polymer layer The protective metal layer located in the recess formed in the substrate and the surface of the metal layer located under the protective metal layer are etched, and the polymer layer and the residue of the protective metal layer remaining are removed. The manufacturing method of the nanohole structure in any one.
(Supplementary note 10) The method for producing a nanohole structure according to supplementary note 9, wherein the protective metal is aluminum.
(Supplementary note 11) The method for producing a nanohole structure according to any one of supplementary notes 9 to 10, wherein the protective metal is applied by any one of sputtering, MBE, and EB vapor deposition.
(Supplementary note 12) The metal layer is an aluminum layer, and the etching of the polymer layer located on the bottom surface of the recess formed on the surface of the polymer layer is performed by oxygen-based RIE, and the etching of the surface of the metal layer is performed by ion milling. The method for producing a nanohole structure according to any one of appendices 9 to 11, which is performed.
(Additional remark 13) After an origin formation process forms a polymer layer on a metal layer, the uneven | corrugated pattern in a mold is imprint-transferred to this polymer layer, an uneven | corrugated pattern is formed, and with respect to the base-material surface and the said polymer layer surface A protective metal layer is formed by applying a protective metal to the polymer layer from a direction inclined with respect to the vertical direction, and the polymer layer located on the bottom surface of the recess formed on the surface of the polymer layer The method for producing a nanohole structure according to any one of appendices 5 to 6, wherein after removing by etching, the surface of the metal layer from which the polymer layer has been removed is etched, and the polymer layer is removed together with the protective metal layer.
(Supplementary note 14) The method for producing a nanohole structure according to supplementary note 13, wherein the protective metal is at least one selected from Fe, Ni, and Co.
(Supplementary note 15) The method for producing a nanohole structure according to any one of supplementary notes 13 to 14, wherein the protective metal is applied by any one of sputtering, MBE, and EB deposition.
(Supplementary note 16) The nanohole structure according to any one of supplementary notes 13 to 15, wherein the metal layer is an aluminum layer, the polymer layer is etched by oxygen-based RIE, and the metal layer surface is etched by chlorine-based RIE. Body manufacturing method.
(Supplementary note 17) The method for producing a nanohole structure according to any one of supplementary notes 13 to 16, wherein the polymer layer and the protective metal layer are removed by lift-off treatment using an organic solvent.
(Supplementary note 18) A nanohole structure manufactured by the method for producing a nanohole structure according to any one of supplementary notes 1 to 17, wherein a nanohole array in which nanoholes are regularly arranged is arranged on a substrate at regular intervals. Nanohole structure.
(Additional remark 19) After forming a metal layer on a board | substrate, the smoothing process process which smoothes the surface of this metal layer, The starting point formation process which forms the starting point for nanohole formation in the said smoothed metal layer, A nanohole structure forming step of forming a nanohole structure by forming a plurality of nanoholes in a direction substantially orthogonal to the substrate surface by performing a nanohole formation process, and a magnetic material that fills the inside of the nanohole with a magnetic material A method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising: a filling step.
(Supplementary note 20) Manufactured by the method for producing a magnetic recording medium according to supplementary note 19,
A magnetic recording medium comprising a nanohole structure in which a plurality of nanoholes are formed in a direction substantially perpendicular to the substrate surface on a substrate, and having a magnetic material inside the nanoholes.

本発明のナノホール構造体の製造方法は、本発明のナノホール構造体の製造に好適に使用することができる。
本発明のナノホール構造体は、磁気記録媒体をはじめ、DNAチップ、診断装置、検出センサー、触媒基板、電界放出ディスプレイ等の各種分野に好適に使用することができ、特に、コンピュータの外部記憶装置、民生用ビデオ記録装置等として広く使用されているハードディスク装置等に好適に使用することができる。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、本発明の磁気記録媒体の製造に好適に使用することができる。
本発明の磁気記録媒体は、コンピュータの外部記憶装置、民生用ビデオ記録装置等として広く使用されているハードディスク装置等に好適に使用することができる。
本発明の磁気記録装置は、コンピュータの外部記憶装置、民生用ビデオ記録装置等として広く使用されているハードディスク装置等として好適に使用することができる。
本発明の磁気記録方法は、磁気ヘッドの書込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、特にクロスリードやクロスライト等の問題がなく、極めて高品質な記録に好適に使用することができる。
The method for producing a nanohole structure of the present invention can be suitably used for producing the nanohole structure of the present invention.
The nanohole structure of the present invention can be suitably used in various fields such as a magnetic recording medium, a DNA chip, a diagnostic device, a detection sensor, a catalyst substrate, a field emission display, and in particular, an external storage device of a computer, It can be suitably used for a hard disk device or the like widely used as a consumer video recording device or the like.
The method for producing a magnetic recording medium of the present invention can be suitably used for producing the magnetic recording medium of the present invention.
The magnetic recording medium of the present invention can be suitably used for hard disk drives and the like that are widely used as external storage devices for computers, consumer video recording devices, and the like.
The magnetic recording device of the present invention can be suitably used as a hard disk device or the like widely used as an external storage device of a computer, a consumer video recording device or the like.
The magnetic recording method of the present invention is capable of high-density recording and high-speed recording without increasing the write current of the magnetic head, has a large capacity, has excellent overwrite characteristics, and has uniform characteristics. Therefore, it can be suitably used for extremely high quality recording.

図1は、陽極酸化アルミナポアのポア中に磁性金属を充填してなり、パターンドメディアと垂直記録方式とを併せた磁気記録媒体の一例を示す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of a magnetic recording medium obtained by filling a pore of an anodized alumina pore with a magnetic metal and combining a patterned medium and a perpendicular recording system. 図2Aは、二次元的に配列した陽極酸化アルミナポアに磁性金属を充填してなる磁気記録媒体の一例を示す概略説明図である。FIG. 2A is a schematic explanatory view showing an example of a magnetic recording medium formed by filling a two-dimensionally arrayed anodized alumina pore with a magnetic metal. 図2Bは、図2AのB−B’断面図である。2B is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 2A. 図3は、垂直記録方式による磁気記録の際に、磁束が拡散せず集中する状態の一例を説明するための概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining an example of a state in which the magnetic flux is concentrated without being diffused during the magnetic recording by the perpendicular recording method. 図4は、磁気記録媒体に対し、単磁極ヘッドを用いて垂直磁気記録方式により磁気記録を行っている状態の一例を示す一部断面概略説明図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional schematic explanatory view showing an example of a state in which magnetic recording is performed on a magnetic recording medium by a perpendicular magnetic recording method using a single magnetic pole head. 図5Aは、スパッタリング法により成膜したアルミニウム層の表面の一例を示すAFM像である。FIG. 5A is an AFM image showing an example of the surface of an aluminum layer formed by a sputtering method. 図5Bは、スパッタリング法により成膜したアルミニウム層の表面の断面高さ分布の一例を示すグラフである。FIG. 5B is a graph showing an example of the cross-sectional height distribution of the surface of the aluminum layer formed by sputtering. 図6は、塩素系RIEによりエッチングを行ったときのPMMA及びAlのエッチングレートの一例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of etching rates of PMMA and Al when etching is performed by chlorine-based RIE. 図7Aは、CF系RIEによりエッチングを行ったときのTa及びAlのエッチングレートの一例を示すグラフである。FIG. 7A is a graph showing an example of etching rates of Ta and Al when etching is performed by CF-based RIE. 図7Bは、CO−アンモニア系RIEによりエッチングを行ったときのPMMA、Ta及びAlのエッチングレートの一例を示すグラフである。FIG. 7B is a graph showing an example of etching rates of PMMA, Ta, and Al when etching is performed by CO-ammonia RIE. 図8Aは、塩素系RIEによりエッチングを行ったときのPMMA、Al及びFeのエッチングレートの一例を示すグラフである。FIG. 8A is a graph showing an example of etching rates of PMMA, Al, and Fe when etching is performed by chlorine-based RIE. 図8Bは、塩素系ドライエッチングによりエッチングを行ったときのPMMA、Al及びFeのエッチングレートの一例を示すグラフである。FIG. 8B is a graph showing an example of etching rates of PMMA, Al, and Fe when etching is performed by chlorine-based dry etching. 図9は、PMMA層の表面に保護金属層を形成する方法の一例を示す概略説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view showing an example of a method for forming a protective metal layer on the surface of the PMMA layer. 図10Aは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その1)である。FIG. 10A is a process diagram (No. 1) for explaining a process of the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図10Bは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その2)である。FIG. 10B is a process diagram (part 2) for explaining a process of the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図10Cは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その3)である。FIG. 10C is a process diagram (part 3) for explaining a process of the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図10Dは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その4)である。FIG. 10D is a process diagram (No. 4) for explaining a process of the method of producing the nanohole structure of the invention and the magnetic recording medium of the invention. 図10Eは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その5)である。FIG. 10E is a process diagram (part 5) for explaining a process of the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図10Fは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その6)である。FIG. 10F is a process diagram (No. 6) for explaining a process of the method of producing the nanohole structure of the invention and the magnetic recording medium of the invention. 図10Gは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その7)である。FIG. 10G is a process diagram (No. 7) for explaining a process of the method of producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図10Hは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その8)である。FIG. 10H is a process diagram (part 8) for explaining a process of the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図10Iは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その9)である。FIG. 10I is a process diagram (part 9) for explaining a process of the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図10Jは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その10)である。FIG. 10J is a process diagram (part 10) for explaining a process of the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図10Kは、本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その11)である。FIG. 10K is a process diagram (part 11) for explaining a process of the method of manufacturing the magnetic recording medium according to the present invention. 図10Lは、本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その12)である。FIG. 10L is a process diagram (part 12) for describing a process of the method of manufacturing the magnetic recording medium according to the present invention. 図10Mは、本発明の磁気記録媒体の製造方法の工程を説明するための工程図(その13)である。FIG. 10M is a process diagram (part 13) for describing a process of the method of manufacturing the magnetic recording medium according to the present invention. 図11Aは、起点形成工程後のアルミニウム層の表面の一例を示すAFM像である。FIG. 11A is an AFM image showing an example of the surface of the aluminum layer after the starting point formation step. 図11Bは、起点形成工程後のアルミニウム層の表面の断面高さ形状の一例を示すグラフである。FIG. 11B is a graph showing an example of the cross-sectional height shape of the surface of the aluminum layer after the starting point forming step. 図11Cは、実施例1のナノホール構造体における多孔質層の表面を示すSEM写真である。FIG. 11C is an SEM photograph showing the surface of the porous layer in the nanohole structure of Example 1. 図11Dは、起点形成工程を行わないで形成した多孔質層の表面を示すSEM写真である。FIG. 11D is an SEM photograph showing the surface of the porous layer formed without performing the starting point forming step. 図12Aは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の一例を説明するための工程図(その1)である。FIG. 12A is a process diagram (part 1) for explaining an example of a starting point formation process in the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図12Bは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の一例を説明するための工程図(その2)である。FIG. 12B is a process diagram (part 2) for explaining an example of the starting point formation process in the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図12Cは、図12Bに示すアルミニウム層上に形成されたポリマー層における表面の一部拡大図である。FIG. 12C is a partially enlarged view of the surface of the polymer layer formed on the aluminum layer shown in FIG. 12B. 図12Dは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の一例を説明するための工程図(その3)である。FIG. 12D is a process diagram (part 3) for explaining an example of the starting point formation process in the method of manufacturing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図12Eは、図12Dに示すアルミニウム層上に形成されたポリマー層における表面の一部拡大図である。FIG. 12E is a partially enlarged view of the surface of the polymer layer formed on the aluminum layer shown in FIG. 12D. 図12Fは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の一例を説明するための工程図(その4)である。FIG. 12F is a process diagram (part 4) for explaining an example of the starting point formation process in the method for manufacturing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図12Gは、図12Fに示すアルミニウム層上に形成されたポリマー層における表面の一部拡大図である。FIG. 12G is a partially enlarged view of the surface of the polymer layer formed on the aluminum layer shown in FIG. 12F. 図12Hは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の一例を説明するための工程図(その5)である。FIG. 12H is a process diagram (part 5) for explaining an example of the starting point formation process in the method of manufacturing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図12Iは、図12Hに示すアルミニウム層上に形成されたポリマー層における表面の一部拡大図である。FIG. 12I is a partially enlarged view of the surface of the polymer layer formed on the aluminum layer shown in FIG. 12H. 図12Jは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の一例を説明するための工程図(その6)である。FIG. 12J is a process diagram (part 6) for explaining an example of the starting point formation process in the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図12Kは、図12Jに示すアルミニウム層上に形成されたポリマー層における表面の一部拡大図である。FIG. 12K is a partially enlarged view of the surface of the polymer layer formed on the aluminum layer shown in FIG. 12J. 図13Aは、実施例3における起点形成工程において、保護金属層を10nm相当の厚みで形成したときのポリマー層表面のSEM写真である。FIG. 13A is an SEM photograph of the surface of the polymer layer when the protective metal layer is formed with a thickness equivalent to 10 nm in the starting point formation step in Example 3. 図13Bは、実施例3における起点形成工程において、保護金属層を3nm相当の厚みで形成したときのポリマー層表面のSEM写真である。FIG. 13B is an SEM photograph of the surface of the polymer layer when the protective metal layer is formed with a thickness equivalent to 3 nm in the starting point formation step in Example 3. 図13Cは、実施例3における起点形成工程後のアルミニウム層の表面の一例を示すAFM像である。FIG. 13C is an AFM image showing an example of the surface of the aluminum layer after the starting point formation step in Example 3. 図13Dは、実施例3における起点形成工程後のアルミニウム層の表面の断面高さ形状の一例を示すグラフである。FIG. 13D is a graph showing an example of a cross-sectional height shape of the surface of the aluminum layer after the starting point formation step in Example 3. 図13Eは、実施例3のナノホール構造体における多孔質層表面のSEM写真である。FIG. 13E is an SEM photograph of the surface of the porous layer in the nanohole structure of Example 3. 図13Fは、起点形成工程を行わないで作製したナノホール構造体の一例における多孔質層表面のSEM写真である。FIG. 13F is an SEM photograph of the surface of the porous layer in an example of the nanohole structure manufactured without performing the starting point formation step. 図14Aは、ライン&スペースパターンを表面に有するモールドを用いて、ディスク状の基板にナノホール形成用起点を形成する場合の不具合を説明するための概略説明図である。FIG. 14A is a schematic explanatory diagram for explaining a problem when a starting point for forming nanoholes is formed on a disk-shaped substrate using a mold having a line and space pattern on the surface. 図14Bは、ライン&スペースパターンを表面に有するモールドを用いて、ディスク状の基板にナノホール形成用起点を形成する、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の一例を説明するための概略説明図である。FIG. 14B shows a starting point forming step in the manufacturing method of the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention, in which a nanohole forming starting point is formed on a disk-shaped substrate using a mold having a line and space pattern on the surface. It is a schematic explanatory drawing for demonstrating an example. 図15は、本発明のナノホール構造体、及び従来のプロセスにより作製したナノホール構造体におけるナノホールの配列状態の一例を示す写真である。FIG. 15 is a photograph showing an example of the arrangement of nanoholes in the nanohole structure of the present invention and the nanohole structure produced by a conventional process. 図16Aは、実施例1の平滑化処理工程後のアルミニウム層の表面の一例を示すAMF像である。16A is an AMF image showing an example of the surface of the aluminum layer after the smoothing process of Example 1. FIG. 図16Bは、実施例1の平滑化処理工程後のアルミニウム層の表面の断面高さ形状の一例を示すグラフである。FIG. 16B is a graph showing an example of a cross-sectional height shape of the surface of the aluminum layer after the smoothing process of Example 1. 図17Aは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の他の例を説明するための工程図(その1)であり、図12Cの次のステップを示す。FIG. 17A is a process diagram (No. 1) for explaining another example of the starting point forming process in the manufacturing method of the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention, and shows the next step of FIG. 12C. . 図17Bは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の他の例を説明するための工程図(その2)である。FIG. 17B is a process diagram (part 2) for explaining another example of the starting point formation process in the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図17Cは、本発明のナノホール構造体及び本発明の磁気記録媒体の製造方法における起点形成工程の他の例を説明するための工程図(その3)である。FIG. 17C is a process diagram (part 3) for explaining another example of the starting point formation process in the method for producing the nanohole structure of the present invention and the magnetic recording medium of the present invention. 図18Aは、PMMA及びAlのミリング量とエッチング時間との関係(時間依存性)を示すグラフ図である。FIG. 18A is a graph showing the relationship (time dependence) between the milling amounts of PMMA and Al and the etching time. 図18Bは、PMMA及びAlのエッチングレートとイオンビームの照射角度との関係(角度依存性)を示すグラフ図である。FIG. 18B is a graph showing the relationship (angle dependency) between the etching rate of PMMA and Al and the irradiation angle of the ion beam. 図19は、実施例2のナノホール構造体における多孔質層表面のSEM写真である。FIG. 19 is an SEM photograph of the surface of the porous layer in the nanohole structure of Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

10 軟磁性層
30 記録層
100 書込兼読取用ヘッド(単磁極ヘッド)
110 基板
120 下地電極層
130 陽極酸化アルミナ層
140 強磁性層
200 ガラス基板
210 密着層
220 パーマロイ層
230 酸化停止層
240 アルミニウム層
250 保護金属層
260 ポリマー層(PMMA層)
260A 凹部
270 多孔質層(ナノホール構造体)
270A アルミナナノホール
280 強磁性材料(コバルト)
290 カーボン保護層
300 モールド
310 保護金属層(Fe膜)
320 ダミー基板
330 保護金属層(Al膜)
400 保護金属層作製装置
410 蒸着源
420 コーン
430 基板ステージ
P 凹凸パターン(ナノホール形成用起点)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Soft magnetic layer 30 Recording layer 100 Writing / reading head (single pole head)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Substrate 120 Base electrode layer 130 Anodized alumina layer 140 Ferromagnetic layer 200 Glass substrate 210 Adhesion layer 220 Permalloy layer 230 Oxidation stop layer 240 Aluminum layer 250 Protective metal layer 260 Polymer layer (PMMA layer)
260A Concave portion 270 Porous layer (nanohole structure)
270A Alumina nanohole 280 Ferromagnetic material (cobalt)
290 Carbon protective layer 300 Mold 310 Protective metal layer (Fe film)
320 Dummy substrate 330 Protective metal layer (Al film)
400 Protective metal layer manufacturing apparatus 410 Vapor deposition source 420 Cone 430 Substrate stage P Concavity and convexity pattern (starting point for nanohole formation)

Claims (5)

基材上に、金属層を形成した後、該金属層の表面を平滑化する平滑化処理工程と、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点を形成する起点形成工程と、ナノホール形成処理としての陽極酸化処理を行うことにより、前記基材に対し略直交する方向にナノホールが複数形成された多孔質層を形成する多孔質層形成工程とを含み、
前記起点形成工程が、前記金属層上に保護金属層及びポリマー層を、前記金属層からこの順に形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写し、形成された凹凸パターンを用いて前記保護金属層をエッチングした後、残存する前記保護金属層をマスクとして前記金属層をエッチングする第1の起点形成工程、前記金属層上にポリマー層を形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写して凹凸パターン形成し、該ポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層をエッチングにより除去した後、該凹部内に表出された前記金属層及び前記ポリマー層に対して保護金属を付与することにより保護金属層を形成し、前記基材表面に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向からイオンビームを照射するイオンミリングにより前記ポリマー層に形成された凹部に位置する前記保護金属層及び前記保護金属層の下層に位置する前記金属層表面をエッチングし、更に残存した前記ポリマー層及び前記保護金属層の残渣を除去する第2の起点形成工程、並びに、前記金属層上にポリマー層を形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写して凹凸パターンを形成し、基材表面及び前記ポリマー層表面に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向から、該ポリマー層に対して保護金属を付与することにより保護金属層を形成し、前記ポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層をエッチングにより除去した後、該ポリマー層が除去された前記金属層表面をエッチングし、更に前記ポリマー層を前記保護金属層と共に除去する第3の起点形成工程のいずれかであることを特徴とするナノホール構造体の製造方法。
After forming a metal layer on the substrate, a smoothing process for smoothing the surface of the metal layer, a starting point forming step for forming a starting point for forming nanoholes in the smoothed metal layer, and nanohole formation A porous layer forming step of forming a porous layer in which a plurality of nanoholes are formed in a direction substantially orthogonal to the substrate by performing an anodizing treatment as a treatment,
The starting point forming step forms a protective metal layer and a polymer layer on the metal layer in this order from the metal layer, and then imprints the uneven pattern in the mold onto the polymer layer, and forms the formed uneven pattern. A first starting point forming step of etching the metal layer using the remaining protective metal layer as a mask after etching the protective metal layer using, after forming a polymer layer on the metal layer, An uneven pattern in the mold is imprinted to form an uneven pattern, and after the polymer layer located on the bottom surface of the recess formed on the surface of the polymer layer is removed by etching, the metal exposed in the recess the protective metal layer is formed by applying a protective metal to the layer and the polymer layer, inclined with respect to the vertical direction with respect to the substrate surface The metal layer surface located in the lower layer of the protective metal layer and the protective metal layer located in a recess formed in said polymer layer by ion milling for irradiating the ion beam from the direction was etched, the polymer was further left A second starting point forming step of removing the residue of the layer and the protective metal layer, and after forming a polymer layer on the metal layer, the uneven pattern in the mold is imprinted and transferred to the polymer layer. A protective metal layer is formed by applying a protective metal to the polymer layer from a direction inclined with respect to the substrate surface and the vertical direction with respect to the polymer layer surface, and formed on the surface of the polymer layer. After removing the polymer layer located on the bottom surface of the recessed portion by etching, the metal layer surface from which the polymer layer has been removed is removed. Etching, and method of manufacturing a nanohole structure, characterized in that the polymer layer is either a third start point forming step is removed together with the protective metal layer.
第1の起点形成工程において、金属層がアルミニウム層であり、保護金属層がTa層及びTi層のいずれかであり、かつ前記保護金属層のエッチングがCF系RIEにより行われ、前記金属層のエッチングがCO−アンモニア系RIEにより行われる請求項1に記載のナノホール構造体の製造方法。   In the first starting point forming step, the metal layer is an aluminum layer, the protective metal layer is one of a Ta layer and a Ti layer, and the protective metal layer is etched by CF-based RIE. The method for producing a nanohole structure according to claim 1, wherein the etching is performed by CO-ammonia RIE. 第2の起点形成工程において、金属層がアルミニウム層であり、かつポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層のエッチングが酸素系RIEにより行われる請求項1に記載のナノホール構造体の製造方法。 2. The nanohole according to claim 1, wherein in the second starting point forming step, the metal layer is an aluminum layer, and the etching of the polymer layer located on the bottom surface of the recess formed on the surface of the polymer layer is performed by oxygen-based RIE. Manufacturing method of structure. 第3の起点形成工程において、金属層がアルミニウム層であり、かつポリマー層のエッチングが酸素系RIEにより行われ、前記金属層表面のエッチングが塩素系RIEにより行われる請求項1に記載のナノホール構造体の製造方法。   The nanohole structure according to claim 1, wherein in the third starting point forming step, the metal layer is an aluminum layer, the etching of the polymer layer is performed by oxygen-based RIE, and the etching of the surface of the metal layer is performed by chlorine-based RIE. Body manufacturing method. 基板上に、金属層を形成した後、該金属層の表面を平滑化する平滑化処理工程と、平滑化された前記金属層に、ナノホール形成用起点を形成する起点形成工程と、ナノホール形成処理としての陽極酸化処理を行うことにより、前記基板面に対し略直交する方向にナノホールを複数形成してナノホール構造体を形成するナノホール構造体形成工程と、該ナノホールの内部に磁性材料を充填する磁性材料充填工程とを含み、
前記起点形成工程が、前記金属層上に保護金属層及びポリマー層を、前記金属層からこの順に形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写し、形成された凹凸パターンを用いて前記保護金属層をエッチングした後、残存する前記保護金属層をマスクとして前記金属層をエッチングする第1の起点形成工程、前記金属層上にポリマー層を形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写して凹凸パターン形成し、該ポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層をエッチングにより除去した後、該凹部内に表出された前記金属層及び前記ポリマー層に対して保護金属を付与することにより保護金属層を形成し、前記基板表面に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向からイオンビームを照射するイオンミリングにより前記ポリマー層に形成された凹部に位置する前記保護金属層及び前記保護金属層の下層に位置する前記金属層表面をエッチングし、更に残存した前記ポリマー層及び前記保護金属層の残渣を除去する第2の起点形成工程、並びに、前記金属層上にポリマー層を形成した後、該ポリマー層に、モールドにおける凸凹パターンをインプリント転写して凹凸パターンを形成し、基板表面及び前記ポリマー層表面に対する鉛直方向に対して傾斜させた方向から、該ポリマー層に対して保護金属を付与することにより保護金属層を形成し、前記ポリマー層の表面に形成された凹部の底面に位置する該ポリマー層をエッチングにより除去した後、該ポリマー層が除去された前記金属層表面をエッチングし、更に前記ポリマー層を前記保護金属層と共に除去する第3の起点形成工程のいずれかであることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
After a metal layer is formed on the substrate, a smoothing process for smoothing the surface of the metal layer, a starting point forming process for forming a starting point for forming nanoholes in the smoothed metal layer, and a nanohole forming process The nanohole structure forming step of forming a nanohole structure by forming a plurality of nanoholes in a direction substantially orthogonal to the substrate surface by performing an anodizing treatment as described above, and a magnetic material that fills the inside of the nanohole with a magnetic material Including a material filling step,
The starting point forming step forms a protective metal layer and a polymer layer on the metal layer in this order from the metal layer, and then imprints the uneven pattern in the mold onto the polymer layer, and forms the formed uneven pattern. A first starting point forming step of etching the metal layer using the remaining protective metal layer as a mask after etching the protective metal layer using, after forming a polymer layer on the metal layer, An uneven pattern in the mold is imprinted to form an uneven pattern, and after the polymer layer located on the bottom surface of the recess formed on the surface of the polymer layer is removed by etching, the metal exposed in the recess the protective metal layer is formed by applying a protective metal to the layer and the polymer layer, inclined with respect to the vertical direction with respect to the substrate surface The metal layer surface located in the lower layer of the protective metal layer and the protective metal layer located in a recess formed in said polymer layer by ion milling for irradiating the ion beam from the direction was etched, the polymer was further left A second starting point forming step of removing the residue of the layer and the protective metal layer, and after forming a polymer layer on the metal layer, the uneven pattern in the mold is imprinted and transferred to the polymer layer. Forming a protective metal layer by applying a protective metal to the polymer layer from a direction inclined with respect to the substrate surface and the direction perpendicular to the polymer layer surface, and formed on the surface of the polymer layer. After removing the polymer layer located on the bottom surface of the recessed portion by etching, the metal layer surface from which the polymer layer has been removed is removed. Etching, and further method of manufacturing a magnetic recording medium, characterized in that the polymer layer is either a third start point forming step is removed together with the protective metal layer.
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