KR100803217B1

KR100803217B1 - 자기기록매체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100803217B1
Application number: KR1020060097571A
Authority: KR
Inventors: 이두현; 윤성용; 손진승; 이병규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2008-02-14
Also published as: JP2013127841A; CN101159139A; US20080084635A1; CN101159139B; JP5236904B2; JP2008090999A; US8003163B2

Abstract

자기기록매체 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 개시된 자기기록매체는 기판과; 기판 위에 형성된 연자성 하지층과; 연자성 하지층 위에 형성되며, 규칙적인 패턴을 갖는 조직층과; 조직층의 패턴을 따라 유도된 편석에 의해 형성되어 규칙적인 그레뉼러 구조를 이루는 자성체 그레인과 자성체 그레인을 격리시키는 비자성체 경계를 갖는 기록층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구조에 의하여, 기록층에 대한 식각 공정 등의 가공없이 규칙적인 그레뉼러 구조를 형성하여 기록밀도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

자기기록매체 및 그 제조방법{Magnetic recording medium and manufacturing process thereof}

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기기록매체의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.

도 1b는 도 1의 자기기록매체의 기록층에서의 그레뉼러 구조를 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기기록매체의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기기록매체의 제조방법을 나타내는 도면들이다.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기기록매체의 제조방법을 나타내는 도면들이다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 자기기록매체의 제조방법을 나타내는 도면들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...기판, 110, 115...연자성 하지층

120...중간층, 140...조직층

160...기록층 161...자성체 그레인

162...비자성체 경계

본 발명은 자기기록매체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 패턴된 그레뉼러 구조를 갖는 자기기록매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

기존의 자기기록매체에 자성체 그레인의 패턴을 구현하기 위해 제안된 대표적인 공정 사례를 보면, 1) 기판에 나노 임프린트(nano imprint) 등을 이용해서 나노 홀(nano hole) 패턴을 형성한 후 이 홀에 전해도금이나 진공증착 등으로 기록층을 충진하는 공정, 2) 기록층이 증착된 기판위에 나노임프린트 등을 이용해서 나노 기둥(nano pillar) 패턴을 형성한 후 기록층을 식각하는 공정, 3) 기판 위에 나노 기둥을 나노 임프린트 등을 이용해서 형성한 후 기판을 식각하여 기판에 나노 기둥 배열(nano pillar array)을 형성한 후 그 위에 기록층을 증착하여 물리적으로 분리된 배열을 형성하는 공정, 4) 기록층을 기판에 증착한 후 나노 홀이 형성된 스텐실 마스크(stencil mask)를 이용해 선택적으로 이온을 주입함으로써 자기적 특성을 변형시켜 패터닝하는 공정 등이 있다.

이러한 공정들은 기록층 제작 시 기존의 연속 공정에서 사용되고 있는 스퍼터링 공정보다는 기록층의 자기적 특성이 좋지 못한 문제점이 있다. 스퍼터링 공정을 이용한다 하여도, 기록층을 나노 홀이나 나노 기둥에 증착시키는 공정이나, 식 각, 리프트-오프(lift-off), 이온 주입 등의 부가적인 공정에서 자기적 특성의 열화 및 기록층의 오염이 유발되는 문제점이 있다.

본 발명은, 상술한 종래의 패턴된 자기기록매체의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 자기적 특성의 열화 및 기록층의 오염을 유발할 수 있는 부가적인 공정없이 규칙적인 그레뉼러 구조의 기록층을 갖는 자기기록매체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기기록매체는, 기판상에 연자성 하지층(soft-magnetic underlayer)과, 조직층(texturing layer)과, 기록층이 순차적으로 적층된 자기기록매체로서, 상기 조직층은 규칙적인 패턴을 가지며, 상기 기록층은 상기 조직층의 패턴을 따라 유도된 편석(segregation)에 의해 형성된 자성체 그레인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기기록매체의 제조방법은, 기판상에 연자성 하지층과, 조직층과, 기록층이 순차적으로 적층된 자기기록매체의 제조방법으로서, 상기 조직층에 규칙적인 패턴을 형성함으로써, 상기 조직층의 패턴에 따라 자성체와 비자성체의 인위적 편석을 유도하여, 규칙적인 자성체 그레인을 갖는 기록층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기기록매체 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기기록매체의 개략적인 단면을 나타내며, 도 1b는 도 1의 자기기록매체의 기록층에서의 그레뉼러 구조를 보여준다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 자기기록매체는 기판(100) 위에 연자성 하지층(110)과, 중간층(interlayer)(120)과, 조직층(140)과, 자성체 그레인(161)을 포함하는 기록층(160)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 본 실시예의 주요 특징은 기록층(160)의 자성체 그레인(161)의 배열구조와 크기 등을 조절하기 위하여 중간층(120)에 패턴이 형성되어 있다는 점에 있다. 상기 기록층(160) 위에는 기록층(160)을 외부로부터 보호하는 보호막(미도시)이 더 형성될 수 있다. 나아가, 보호막 위에는 자기 헤드와의 충돌 및 습동 등에 의한 자기 헤드 및 보호막의 마모를 감소시키기 위한 윤활층(미도시)이 더 마련될 수 있다.

상기 기판(100)은 유리 기판이나 알루미늄 합금기판, 실리콘 기판으로 형성되며, 통상적으로 디스크 형상으로 제조된다.

상기 연자성 하지층(110)은 기록 동작시 자기 헤드(미도시)로부터 방출된 자속이 자기기록매체 내에서 원활하게 자기회로를 형성할 수 있도록 하여 기록층(160)이 효과적으로 자화되게 한다. 이를 위하여 상기 연자성 하지층(110)은 투자율이 높으면서도 보자력이 작은 연질 자성체로 형성된다. 나아가, 상기 연자성 하지층(110)은 복수의 층으로 형성될 수도 있다.

상기 중간층(120)은 비자성을 갖는 금속, 산화물, 질화물 또는 고분자 화합물로 형성된다.

상기 중간층(120)은 연자성 하지층(110) 위에 형성되어 있어 있으며, 그 상 부면에는 도 1b에 도시된 바와 같은 기록층(160)의 규칙적인 그레뉼러 구조의 원형이 패턴되어 있다. 상기 중간층(120)의 패턴은, 후술하는 바와 같이 나노 임프린트 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 패턴은 기록층(160)의 자성체 그레인이 위치하게 될 돌출부(120a)와, 돌출된 영역 사이의 골(valley)(120b)로 이루어진다. 상기 돌출부(120a)는 대략 수 nm에서 수십 nm 간격의 피치를 가지며, 그 피치 간격은 기록 밀도에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 골(120b)은 대략 수 nm 내지 수십 nm의 깊이를 가진다.

상기 조직층(140)은 기록층(160)의 그레뉼러 구조의 형성(texturing)을 유도하는 것이다. 상기 조직층(140)은 상기 중간층(120) 위에 적층되어, 상기 중간층(120)의 패턴에 따라, 돌출부와 골로 이루어진 패턴이 형성되며, 기록층(160)에 그레뉼러 구조의 패턴을 전사한다. 상기 조직층(140)의 골은 상기 중간층(120)의 수 nm 내지 수십 nm의 깊이를 갖는다. 상기 조직층(140)은 Ru, MgO, Pt 중 적어도 어느 한 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 가령, 자성체 그레인(161)이 CoPt, CoPd 또는 CoCrPt와 같은 Co계 자성체 합금으로 형성되는 경우, 상기 조직층(140)은 Ru 내지 Ru 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 결정학적 측면에서 비자성체 단일 원소 금속 중에서 CoCrPt와 격자상수 차이가 가장 작은 물질이 Ru이기 때문이다. 상기 자성체 그레인(161)이 FePt 또는 FePd와 같은 Fe계 자성체 합금으로 형성되는 경우, 상기 조직층(140)은 MgO, Pt, Pt 합금 등으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 기록층(160)은 자성체 그레인(161)과 비자성체 경계(162)를 포함하는 그레뉼러 구조를 가진다. 상기 자성체 그레인(161)과 비자성체 경계(162)는 후술하는 바와 같이 동시에 성장되며, 그 높이는 대략 수 nm 내지 수십 nm가 된다.

상기 자성체 그레인(161)은 상기 조직층(140)의 돌출부 위에서 결정성장되어 규칙적으로 패턴되며, 수직 자기이방성을 가지고 있다. 상기 자성체 그레인(161)은 Co계 또는 Fe계 자성체 합금으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 자성체 그레인(161)은 CoPt, FePt, CoPd, FePd, CoCrPt로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질로 형성될 수 있다.

상기 비자성체 경계(162)는 상기 자성체 그레인(161)을 둘러싸 상기 자성체 그레인(161)들을 격리시킨다. 상기 비자성체 경계(162)는 비자성의 산화물 또는 질화물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 비자성체 경계(162)는 SiO₂, TiO₂, ZrO₂, SiN로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질로 형성될 수 있다.

예를 들어, Ru 조직층(140)에 CoCrPt-SiO₂ 기록층(160)이 형성되는 경우, 조직층(140)의 돌출부에서는 Ru의 결정구조를 타고 CoCrPt이 결정성장되며, 조직층(140)의 골에서는 SiO₂가 편석되어 성장하여 그레뉼러 구조를 형성한다. 이때, CoCrPt 자성체 그레인은 Ru 결정 위에서 주성분인 Co가 c-축 성장되면서 수직자기이방성을 갖게 된다. 이 결과, 도 1b에서 도시되듯이, 기록층(160)은 자성체 그레인(161)과 비자성체 경계(162)가 규칙적으로 배열된 그레뉼러 구조를 가질 수 있다.

상기 비자성체 경계(162)에 의해 고립된 자성체 그레인(161)은 동일한 크기 로 규칙적으로 배열되어 있으므로, 적어도 하나의 자성체 그레인(161)이 단위 비트에 할당되어, 본 발명의 자기기록매체는 비트 패턴 매체(bit patterned media)가 될 수 있다.

표 1은 특정 기록밀도를 구현하기 위해 필요한 자성체 그레인(161)과 비자성체 경계(162)의 크기를 예시한다.

기록밀도	피치	L1	L2
500 Gb/in²	37nm	24nm	13nm
1Tb/in²	25nm	16nm	9nm

여기서, L1, L2는 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 자성체 그레인(161)의 직경과 비자성체 경계(162)의 폭을 의미한다. 표 1에 예시된 바와 같이, 500 Gb/in2의 기록밀도를 갖기 위해서는 자성체 그레인(161)간의 피치가 대략 37nm 정도가 되어야 하며, 1Tb/in2의 경우 자성체 그레인(161)간의 피치가 대략 25nm 정도가 되어야 한다. 이러한 피치 조건에서 적절한 자기적 안정성을 확보하기 위해서는 자성체 그레인(161)과 비자성체 경계(162)의 크기를 조절해야 한다. 예를 들어, 표 1에 예시된 바와 같이 L1: L2의 비를 대략 2:1 정도로 할 수 있다. 이 비율은 기록층(160)의 자기적 특성 확보를 위해 다양한 범위로 조절될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기기록매체의 개략적인 단면을 나타낸다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 자기기록매체는 기판(200) 위에 연자성 하지층(210)과, 조직층(240)과, 자성체 그레인(261)을 포함하는 기록층(260)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 본 실시예의 주요 특징은 기록층(260)의 자성체 그레인(261)의 배열구조와 크기 등을 조절하기 위하여 연자성 하지층(210)의 상면에 패턴이 형성되어 있다는 점에 있다. 즉, 본 실시예는 도 1a를 참조하여 설명된 실시예와 달리, 연자성 하지층(210)에 직접 패턴이 형성되며, 그 위에 증착되는 조직층(240)을 거쳐 기록층(260)에 그 패턴이 전사된다. 상기 연자성 하지층(210)의 패턴은 도 1a를 참조하여 설명된 실시예의 중간층(120)의 패턴과 실질적으로 동일하며, 그 위에 적층되는 조직층(240) 및 기록층(260)도 도 1a를 참조하여 설명된 실시예와 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기기록매체의 제조방법을 나타낸다. 본 실시예는, 도 1a를 참조하여 설명된 실시예의 자기기록매체를 제조하는 방법으로, 임프린트용 레진을 이용하여 패턴을 형성하고, 식각공정을 통해 중간층 및 조직층에 패턴을 전사하는 방법을 이용한다.

먼저, 도 3a에 도시되듯이, 통상의 수직자기이방성을 갖는 자기기록매체의 제조공정과 동일한 방법으로, 기판(300) 위에 연자성 하지층(310)과 중간층(320)을 순차적으로 적층한다. 이때 중간층(320)은 비자성을 갖는 금속, 산화물, 질화물 또는 고분자 화합물로 수 nm 내지 수십 nm 두께로 증착하여 형성한다. 이러한 증착은 스퍼터링(sputtering)과 같은 통상적인 반도체 제조공정상의 증착기술로 이루어질 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 도 3b에 도시되듯이, 중간층(320) 위에 임프린트용 레진(330)을 이후 공정에서의 중간층 식각을 고려하여 수십 nm 내지 수백 nm 두께로 도포하고, 상기 레진(330)에 도 1b에 예시된 것과 같은 규칙적인 패턴을 전사한다. 상기 전사는 패턴의 피치 등이 수 nm 내지 수십 nm의 사이즈를 가질 수 있도록 나노 임프린트 공정을 이용하는 것이 바람직하다. 나노 임프린트 공정으로는, 열을 인가하여 임프린트하는 열 임프린트(thermal imprint)나 자외선을 조사하여 임프린트하는 자외선 임프린트(UV imprint) 등의 다양한 방법들이 알려져 있다. 이와 같이 패턴이 전사된 레진(330)은 중간층(320) 위에 나노 기둥(nano pillar)들이 규칙적으로 배열된 형태를 갖는다.

다음으로, 도 3c에 도시되듯이, 패턴이 전사된 레진(330)을 마스크(mask)로 하여, 중간층(320)을 수 nm 내지 수십 nm의 깊이로 식각한다. 이때 식각은 플라즈마나 이온빔을 이용하는 건식 식각을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 습식 식각을 이용할 수 있다. 이와 같은 식각공정을 통해 중간층(320)에 골(valley)이 파임에 따라 패턴이 형성된다.

다음으로, 도 3d에 도시되듯이, 마스크로 사용되었던 레진(330)을 제거한다.

다음으로, 도 3e에 도시되듯이, 패턴이 형성된 중간층(320) 위에 Ru을 수 nm 내지 수십 nm의 두께로 증착하여 조직층(340)을 형성한다. 이때, 중간층(320)의 패턴은 조직층(340)에 그대로 전사되어, 돌출부와 골로 이루어진 패턴이 중간층(320)에 형성되어 있다. 상기 Ru는 일례로서, 기록층의 구성물질로서 CoCrPt-SiO₂를 이용하는 경우에 적당하다. 상기 중간층(320)은 Ru 합금이나, 그밖에 MgO, Pt 내지 이들 물질을 포함하는 합금으로 형성할 수도 있다.

다음으로, 도 3f에 도시되듯이, CoCrPt-SiO₂를 선택적으로 성장시켜 기록층(360)을 형성한다. 이 기록층(360)을 형성하는 공정은 종래의 스퍼터링 공정을 그대로 이용하며, 자성체 그레인(361)과 비자성체 경계(362)를 동시에 형성한다. 이때, 중간층(320)의 돌출부는 Ru가 결정성장된 면을 그대로 유지하고 있으므로, CoCrPt는 Ru의 결정구조를 타고 결정성장하여 자성체 그레인(361)이 된다. 반면에, SiO₂은 중간층(320)의 골에 편석되어 결정성장하여 비자성체 경계(362)를 형성한다. 상기 CoCrPt-SiO₂는 일례로서, 기록층(360)을 형성하는데에는 자성체로 CoPt, FePt, CoPd, FePd, CoCrPt와 같은 Co계 또는 Fe계 자성체 합금을 사용할 수 있으며, 비자성체로 SiO₂, TiO₂, ZrO₂, SiN와 같은 비자성의 산화물 또는 질화물을 사용할 수 있다.

본 실시예는 먼저 조직층(340)에 패턴을 형성함으로써, 그 위에 증착되는 CoCrPt와 SiO₂가 인위적으로 편석되도록 유도한다. 따라서, 본 발명의 자성체 그레인(361)은 종래의 자연적으로 형성된 그레뉼러 구조를 갖는 자기기록매체와 달리 규칙적으로 패턴되어, 그 각각이 단위 비트로 정보가 기록될 수 있으므로, 기록밀도가 대폭 향상될 수 있다.

또한, 본 실시예는 기록층(360)의 형성시, 자성체 그레인(361)과 이들을 분리하는 비자성체 경계(362)가 동시에 성장하여 형성되므로, 기록층(360)의 표면이 요철 구조를 가지지 않고 비교적 평탄하다.

상술된 제조공정의 일 실시예는, 통상의 식각공정을 통해 중간층에 패턴을 형성한다. 그러나, 중간층에 패턴을 형성하는 방법으로는 이러한 식각방법 외에도 리프트-오프나 그 밖의 통상적인 패터닝방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 리프트-오프를 이용하여 중간층에 패턴을 형성하는 공정은 상술된 예와 달리, 중간층을 증착하기 전단계에 먼저, 연자성 하지층에 임프린트용 레진을 도포하고, 나노 임프린트 방법을 이용하여 상기 레진에 패턴을 전사한다. 그후, 패턴이 형성된 레진 위에 중간층을 구성하는 물질을 증착하고, 리프트-오프 방법을 이용하여 패턴된 레진과 그 위에 증착된 물질을 제거함으로써, 패턴된 중간층을 형성한다. 이후 조직층과 기록층을 형성하는 과정은 상술된 제조공정과 같다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기기록매체의 제조방법을 나타낸다. 본 실시예는, 도 1b를 참조하여 설명된 실시예의 자기기록매체를 제조하는 방법으로, 임프린트용 레진을 중간층으로 이용한다.

먼저, 도 4a에 도시되듯이, 통상의 수직자기이방성을 갖는 자기기록매체의 제조공정과 동일한 방법으로, 기판(400) 위에 연자성 하지층(410)을 적층하고, 그 위에 임프린트용 레진(420)을 수십 nm 두께로 도포한다. 상기 레진(420)은 임프린트 후에 경화되어 중간층으로서 자기기록매체 내부에 잔류하게 되므로, 이에 적합한 고분자 재료를 사용한다. 이러한 고분자 재료의 예로, 유기 실리콘(organo-silicon)계 고분자 화합물이 있다.

다음으로, 도 4b에 도시되듯이, 상기 레진(420)에 도 1b에 예시된 것과 같은 규칙적인 패턴을 전사한다. 상기 전사는 패턴의 피치 등이 수 nm 내지 수십 nm의 사이즈를 가질 수 있도록 나노 임프린트 공정을 이용하는 것이 바람직하다. 나노 임프린트 공정으로는, 열을 인가하여 임프린트하는 열 임프린트나 자외선을 조사하여 임프린트하는 자외선 임프린트 등의 다양한 방법들이 알려져 있으며, 도 4c에 도시되듯이 나노 임프린트 공정을 거친 후 레진(도 4b의 420)은 경화되어, 패턴을 가진 중간층(425)을 형성한다.

다음으로, 도 4d와 도 4e에 도시되듯이, 상기 패턴된 중간층(425) 위에 Ru을 성장시켜 조직층(440)을 형성하고, 그 위에 CoCrPt-SiO₂를 선택적으로 성장시켜 자성체 그레인(461)과 비자성체 경계(462)로 편석된 그레뉼러 구조의 기록층(460)을 형성한다. 상기 조직층(440)과 기록층(460)을 형성하는 공정은 상술한 도 3e와 도 3f를 참조하여 설명된 공정과 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 자기기록매체의 제조방법을 나타낸다. 본 실시예는, 도 2를 참조하여 설명된 실시예의 자기기록매체를 제조하는 방법으로, 연자성 하지층에 패턴을 형성함으로써 중간층없이 조직층에 패턴을 전사하는 방법을 이용한다.

먼저, 도 5a에 도시되듯이, 통상의 수직자기이방성을 갖는 자기기록매체의 제조공정과 동일한 방법으로, 기판(500) 위에 연자성 하지층(510)을 적층하고, 그 위에 임프린트용 레진(530)을 수십 nm 내지 수백 nm 두께로 도포한다.

다음으로, 도 5b에 도시되듯이, 나노 임프린트(nano imprint) 공정을 이용하여 상기 레진(530)에 도 1b에 예시된 것과 같은 패턴을 전사한다.

다음으로, 도 5c에 도시되듯이, 패턴이 전사된 레진(530)을 마스크로 하여, 연자성 하지층(510)을 수 nm 내지 수십 nm의 깊이로 식각하여 규칙적인 패턴을 형성한다.

다음으로, 도 5d 내지 도 5f에 도시되듯이, 마스크로 사용되었던 레진(530)을 제거하고, 패턴된 연자성 하지층(515) 위에 Ru을 성장시켜 조직층(540)을 형성하고, 그 위에 CoCrPt-SiO₂를 선택적으로 성장시켜 자성체 그레인(561)과 비자성체 경계(562)로 편석된 그레뉼러 구조의 기록층(560)을 형성한다. 상기 조직층(540)과 기록층(560)을 형성하는 공정은 상술한 도 3e와 도 3f를 참조하여 설명된 공정과 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

상술된 바와 같이 본 발명의 제조공정은, 기록층에 대한 가공공정이 포함되지 않으므로, 기록층의 자기적 특성의 열화나 기판의 오염을 막을 수 있다. 특히, 규칙적인 홀을 형성하고 도금충진하는 공정이나, 증착 후 리프트-오프하는 공정과 같은 기록층의 가공공정이 없어, 하부에 규칙적인 구조를 형성시킨 후에 바로 증착을 통해 최종제품을 만들 수 있다는 점은 공정을 단순화시키고 그 실시를 용이하게 한다.

또한, 본 발명의 제조공정은, 종래의 그레뉼러 구조의 자기기록매체 제조공정에서 Ru 공정(즉, 조직층 형성단계) 전에 규칙적인 패턴을 형성하는 공정을 추가하는 것을 제외하고는 종래의 그래뉼러 매체 제조공정 기술을 그대로 활용할 수 있으므로 종래의 자기기록매체의 제조공정과 호환성이 높다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자기기록매체 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과를 가지고 있다.

첫째, 기록층을 패턴된 그레뉼러 구조로 형성함으로써, 기록밀도를 대폭 향상시킬 수 있다.

둘째, 기록층에 대한 가공 공정이 들어가지 않아서 자기적 특성의 열화나 기판의 오염을 막을 수 있다.

셋째, 기록층의 형성시, 자성체 그레인과 비자성체 경계를 동시에 성장시킴으로써, 기록층의 표면이 요철 구조를 가지지 않고 비교적 평탄하다.

넷째, 기록층을 증착하기 전에 규칙적인 패턴을 형성하는 공정을 추가하는 것을 제외하고는 종래의 그래뉼러 매체 제조공정 기술을 그대로 활용할 수 있으므로 종래의 그래뉼러 매체의 제조공정과 호환성이 높고, 그 기술구현이 용이하다.

이러한 본원 발명인 자기기록매체 및 그 제조방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

기판과;

상기 기판 위에 형성된 연자성 하지층과;

상기 연자성 하지층 위에 형성되며, 돌출부와 상기 돌출부 사이의 골(valley)로 이루어진 규칙적인 패턴을 갖는 조직층과;

상기 조직층의 패턴을 따라 유도된 편석에 의해 형성되어 규칙적인 그레뉼러 구조를 이루는 자성체 그레인과 상기 자성체 그레인을 격리시키는 비자성체 경계를 갖는 기록층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항에 있어서,

상기 연자성 하지층은 돌출부와 상기 돌출부 사이의 골(valley)로 형성된 규칙적인 패턴을 가지며,

상기 조직층은 상기 연자성 하지층의 패턴을 따라 돌출부와 골이 형성된 규칙적인 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항에 있어서,

상기 연자성 하지층과 상기 조직층 사이에 개재되며, 돌출부와 상기 돌출부 사이의 골로 형성된 규칙적인 패턴을 가지는 중간층을 더 포함하며,

상기 조직층은 상기 중간층의 패턴을 따라 돌출부와 골이 형성된 규칙적인 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제3항에 있어서,

상기 중간층은 비자성을 갖는 금속, 산화물, 질화물 또는 고분자 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성체 그레인은 상기 조직층의 돌출부에서 결정성장되며, 상기 비자성체 경계는 상기 패턴의 골에서 결정성장되어 상기 자성체 그레인을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조직층은 Ru, MgO, Pt 중 적어도 어느 한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성체 그레인은 수직 자기이방성을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성체 그레인은 Co계 또는 Fe계 자성체 합금으로 형성되는 것을 특징 으로 하는 자기기록매체.
상기 제8항에 있어서,

상기 자성체 그레인은 CoPt, FePt, CoPd, FePd, CoCrPt로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 비자성체 경계는 비자성의 산화물 또는 질화물로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
상기 제10항에 있어서,

상기 비자성체 경계는 SiO₂, TiO₂, ZrO₂, SiN로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
기판상에 연자성 하지층과, 조직층(texturing layer)과, 기록층이 순차적으로 적층된 자기기록매체의 제조방법에 있어서,

상기 조직층에 돌출부와 상기 돌출부 사이의 골로 이루어진 규칙적인 패턴을 형성함으로써, 상기 조직층의 패턴에 따라 자성체와 비자성체의 인위적 편석(segregation)을 유도하여, 규칙적인 그레뉼러 구조를 갖는 기록층을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제12항에 있어서, 상기 조직층에 규칙적인 패턴을 형성하는 방법은,

상기 연자성 하지층과 상기 조직층 사이에 중간층을 삽입하는 단계와;

상기 중간층에 패턴을 형성하는 단계와;

상기 중간층 위에 조직층을 성장시켜, 상기 중간층의 패턴에 대응되는 패턴을 갖는 조직층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제13항에 있어서, 상기 중간층에 패턴을 형성하는 방법은,

상기 중간층 위에 임프린트용 레진을 도포하는 단계와;

상기 레진에 패턴을 전사하는 단계와;

상기 패턴이 전사된 레진을 마스크로 하여 상기 중간층을 식각하는 단계;

상기 레진을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제13항에 있어서, 상기 중간층에 패턴을 형성하는 방법은,

상기 연자성 하지층 위에 임프린트용 레진을 도포하는 단계와;

상기 레진에 패턴을 전사하는 단계와;

상기 패턴이 전사된 레진 위에 중간층(interlayer)을 증착하는 단계;

리프트-오프를 이용하여 중간층에 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제14항 또는 제15항에 있어서,

상기 중간층은 비자성을 갖는 금속, 산화물, 질화물, 고분자 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제13항에 있어서, 상기 중간층에 패턴을 형성하는 방법은,

상기 중간층 위에 임프린트용 레진을 도포하는 단계와;

상기 레진에 패턴을 전사하는 단계와;

상기 패턴이 형성된 레진을 경화시켜 중간층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제17항에 있어서, 상기 레진은,

유기 실리콘계 고분자 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제12항에 있어서, 상기 조직층에 규칙적인 패턴을 형성하는 방법은,

상기 연자성 하지층에 패턴을 형성하는 단계와;

상기 연자성 하지층 위에 조직층을 성장시켜, 상기 연자성 하지층의 패턴에 대응되는 패턴을 갖는 조직층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자 기기록매체의 제조방법.
상기 제19항에 있어서, 상기 연자성 하지층에 패턴을 형성하는 단계는,

상기 연자성 하지층 위에 임프린트용 레진을 도포하는 단계와;

상기 레진에 패턴을 전사하는 단계와;

상기 레진에 전사된 패턴(resin pattern)을 마스크로 하여 상기 연자성 하지층을 식각하는 단계;

상기 레진을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제14항, 제15항, 제17항 및 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레진에 패턴을 전사하는 단계는,

열 임프린트 또는 자외선 임프린트를 이용하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제12항 내지 제15항, 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조직층은 Ru, MgO, Pt 중 적어도 어느 한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제12항 내지 제15항, 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기록층의 자성체는 Co계 또는 Fe계 자성체 합금인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제12항 내지 제15항, 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성체는 CoPt, FePt, CoPd, FePd, CoCrPt로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제12항 내지 제15항, 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기록층의 비자성체는 비자성의 산화물 또는 질화물인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
상기 제12항 내지 제15항, 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 비자성체는 SiO₂, TiO₂, ZrO₂, SiN로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.