KR101002300B1 - Method for Forming High Ordered Aluminum Anodizing Oxidation Holes and Method for Forming Magnetic Recording Media Using the Same - Google Patents

Method for Forming High Ordered Aluminum Anodizing Oxidation Holes and Method for Forming Magnetic Recording Media Using the Same Download PDF

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Abstract

본 발명은 알루미늄 양극 산화시에 알루미늄에 규칙적인 나노 홀 형성을 유도할 수 있는 가이드 패턴을 미리 형성하고 양극 산화를 실시함에 의해 가이드 패턴을 따라 알루미늄 상에 나노 홀을 규칙적인 형성할 수 있는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법 및 이를 이용한 자기기록매체의 형성방법에 관한 것이다. According to the present invention, a guide pattern capable of inducing regular nano hole formation in aluminum at the time of aluminum anodization is formed in advance, and the anode can be regularly formed on the aluminum along the guide pattern by performing anodization. A method of forming aluminum anodization holes and a method of forming a magnetic recording medium using the same.

본 발명은 알루미늄층 위에 노출되는 알루미늄 영역을 선택적으로 차단하여 양극 산화시에 형성되는 양극산화 홀의 형성위치를 가이드하기 위한 가이드 패턴을 선택적으로 형성하는 단계와, 상기 노출된 알루미늄 영역에 대한 양극산화를 실시하여 노출된 알루미늄 영역을 마스킹하는 가이드 패턴의 막 종류에 따라 나노 홀의 생성 위치를 제어하여 외표면에 알루미나가 형성된 다수의 나노 홀을 규칙적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of selectively blocking an aluminum region exposed on an aluminum layer to selectively form a guide pattern for guiding a formation position of an anodization hole formed during anodization, and anodizing the exposed aluminum region. And controlling the formation position of the nano holes according to the film type of the guide pattern for masking the exposed aluminum region to form a plurality of nano holes in which alumina is formed on the outer surface.

알루미늄, 양극 산화, 자기기록매체, 나노 홀, 규칙적 생성 Aluminum, Anodic Oxidation, Magnetic Recording Media, Nano Holes, Regular Generation

Description

규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법 및 이를 이용한 자기기록매체의 형성방법{Method for Forming High Ordered Aluminum Anodizing Oxidation Holes and Method for Forming Magnetic Recording Media Using the Same}Method for Forming High Ordered Aluminum Anodizing Oxidation Holes and Method for Forming Magnetic Recording Media Using the Same}

본 발명은 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법에 관한 것으로, 특히 알루미늄 양극 산화시에 알루미늄에 규칙적인 나노 홀 형성을 유도할 수 있는 가이드 패턴을 미리 형성하고 양극 산화를 실시함에 의해 가이드 패턴을 따라 알루미늄 상에 나노 홀을 규칙적인 형성할 수 있는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법 및 이를 이용한 자기기록매체의 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming a regular aluminum anodic oxidation hole, in particular, by forming a guide pattern capable of inducing regular nano hole formation in aluminum in the case of aluminum anodic oxidation in advance and performing anodic oxidation The present invention relates to a method for forming a regular aluminum anodized hole capable of regularly forming nano holes on a surface, and a method of forming a magnetic recording medium using the same.

일반적으로 자기 기록매체는 수평 자기기록 방식(LMR: Longitudinal Magnetic Recording)과 수직 자기기록 방식(PMR: Perpendicular Magnetic Recording)으로 나누어진다. 수평 자기기록 방식은 자기 기록 매체면에 평행으로 기록 비트를 형성함으로써 자기 기록을 실행하는 방식이며, 수직 자기기록 방식은 수직 자기 이방성을 가지는 자기 기록 매체에 막 면에 대하여 수직으로 기록 비트를 형성하여 자기 기록을 실행하는 방법이다. 수직 자기기록 방식은 기존의 수평 자기 기록 방식에 비하여, 높은 정자기 에너지 및 낮은 반자계 에너지를 지니고 있 기 때문에 기록 밀도의 고밀도화에 유리하다고 알려져 있다.In general, a magnetic recording medium is classified into a horizontal magnetic recording method (LMR) and a vertical magnetic recording method (PMR). The horizontal magnetic recording method is a method of performing magnetic recording by forming recording bits parallel to the magnetic recording medium surface, and the vertical magnetic recording method is to form recording bits perpendicular to the film surface on the magnetic recording medium having vertical magnetic anisotropy. It is a way to perform magnetic recording. The vertical magnetic recording method has a high static magnetic energy and a low semi-magnetic energy compared to the conventional horizontal magnetic recording method, and thus is known to be advantageous in increasing the recording density.

한국공개특허공보 제2005-62026호에는 자기기록층과 상기 자기기록층을 지지하는 기판을 구비하는 자기기록매체에 있어서, 상기 자기기록층은 미세공극에 의해 결정을 자기적 또는 물리적으로 분리할 수 있는 다공성 결정분리막으로 되어 있으며, 상기 공극 내부에는 Co, Fe, Ni,Cr, Pt, Pd, Ti, Ta, Ru, Si, Al, Nb, B, Nd, Sm 및 Pr 중 적어도 하나 이상의 천이금속원소를 함유하는 합금 또는 단원소 성분이 담지되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체를 제안하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-62026 discloses a magnetic recording medium having a magnetic recording layer and a substrate supporting the magnetic recording layer, wherein the magnetic recording layer can magnetically or physically separate crystals by micropores. A porous crystal separation membrane, and at least one transition metal element among Co, Fe, Ni, Cr, Pt, Pd, Ti, Ta, Ru, Si, Al, Nb, B, Nd, Sm, and Pr There is proposed a magnetic recording medium characterized by supporting an alloy containing a single element or a single element.

상기한 수직 자기기록 방식의 자기기록매체에는 다공성 결정분리막이 수직방향으로 형성된 것이 사용되고 있으며, 다공성 결정분리막의 재질은 그 미세공극 간이 자기적으로 차단되어 있는 것으로 산화알루미늄을 이용하고 있다. 산화알루미늄 재질을 이용하여 다공성 결정분리막을 제조하는 방법은 일반적인 공지의 방법인 양극 산화법을 이용할 수 있다. 이는 Al을 양극으로 하여 전기를 통하도록 함으로써 양극에서 산소가 발생하게 되고, 이에 의해 Al 표면이 산화되면서, 다공질의 Al2O3 층을 형성하게 하는 방법이다. In the magnetic recording medium of the vertical magnetic recording method, a porous crystal separation membrane is formed in a vertical direction, and a material of the porous crystal separation membrane is aluminum oxide, in which the micropores are magnetically blocked. A method of manufacturing a porous crystal separation membrane using an aluminum oxide material may use an anodic oxidation method which is a generally known method. This is a method in which oxygen is generated at the anode by allowing Al to be passed through the electricity, thereby oxidizing the Al surface, thereby forming a porous Al 2 O 3 layer.

그런데 알루미늄계 합금 기판 위에 결정분리막으로 이루어진 수직자기 기록층(perpendicular magnetic recording layer)이 적층되어 있는 자기기록매체를 제조하기 위해서는 알루미늄을 양극 산화에 의해 기판 위에 규칙적인 수직 나노 홀을 형성하는 기술이 요구되고 있다.However, in order to manufacture a magnetic recording medium in which a vertical magnetic recording layer made of a crystal separation layer is laminated on an aluminum alloy substrate, a technique for forming regular vertical nano holes on the substrate by anodizing aluminum is required. It is becoming.

종래에는 알루미늄 양극 산화에서 나노 홀의 규칙적인 배열을 위한 방법으로 알루미늄에 나노 홀을 형성할 수 있는 사이트가 미리 만들진 상태에서 양극 산화를 진행하였다. 그러나, 이와 같이 나노 간격의 모든 사이트를 만들기 위해서는 그에 적합한 나노 리소그래피 기술이 필요하므로 많은 시간과 비용을 요구하게 된다. In the prior art, anodization was performed in a state where a site capable of forming nanoholes in aluminum was made in advance as a method for regular arrangement of nanoholes in aluminum anodization. However, making all these nano-spaced sites requires a suitable nanolithography technique, which requires a lot of time and money.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 알루미늄 양극 산화시에 알루미늄에 규칙적인 나노 홀 형성을 유도할 수 있는 가이드 패턴을 미리 형성하고 양극 산화를 실시함에 의해 가이드 패턴을 따라 알루미늄 상에 나노 홀을 규칙적인 형성할 수 있는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to form a guide pattern capable of inducing regular nano hole formation in aluminum at the time of aluminum anodic oxidation and to perform anodization on the aluminum along the guide pattern. The present invention provides a method for forming a regular aluminum anodization hole that can form nano holes regularly.

본 발명은 나노 홀의 규칙적인 배열을 위한 사이트 형성에 필요한 나노 리소그래피의 많은 시간과 비용을 절약하기 위하여, 알루미늄 상에 나노 간격의 모든 사이트를 만들지 않고 가이드 패턴만을 형성하고 양극 산화를 실시하여 나노 홀의 규칙적인 배열을 형성할 수 있는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법을 제공하는 데 있다.According to the present invention, in order to save a lot of time and cost of nanolithography required for the formation of a site for a regular arrangement of nano holes, only the guide pattern is formed and anodization is performed without forming all the nano-spaced sites on the aluminum. The present invention provides a method for forming a regular aluminum anodization hole that can form a regular array.

본 발명의 또 다른 목적은 가이드 패턴을 형성하는 마스크 물질의 종류와 성질에 따라 나노 홀의 생성 거동이 틀려지는 것을 이용하여 적은 비용으로 원하는 형태의 나노 홀 패턴을 형성할 수 있는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for the formation of a regular aluminum anodization hole that can form a nano hole pattern of a desired shape at a low cost by using nano hole generation behaviors that are different depending on the type and nature of the mask material forming the guide pattern. It is to provide a formation method.

본 발명의 다른 목적은 상기한 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법 을 이용한 고밀도 자기기록매체의 형성방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for forming a high density magnetic recording medium using the above-described method for forming aluminum oxide holes.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 알루미늄층 위에 노출되는 알루미늄 영역을 선택적으로 차단하여 양극 산화시에 형성되는 양극산화 홀의 형성위치를 가이드하기 위한 가이드 패턴을 선택적으로 형성하는 단계와, 상기 노출된 알루미늄 영역에 대한 양극산화를 실시하여 노출된 알루미늄 영역을 마스킹하는 가이드 패턴의 막 종류에 따라 나노 홀의 생성 위치를 제어하여 외표면에 알루미나가 형성된 다수의 나노 홀을 규칙적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is to selectively block the aluminum region exposed on the aluminum layer to selectively form a guide pattern for guiding the formation position of the anodization hole formed during anodization, and the exposed Anodic oxidation of the aluminum region to control the generation position of the nano holes according to the film type of the guide pattern masking the exposed aluminum region to form a plurality of nano-holes having alumina formed on the outer surface regularly. A method of forming a regular aluminum anodization hole is provided.

상기 알루미늄 양극 산화 홀을 형성할 때, 가이드 패턴을 선택적으로 형성하는 단계는, 상기 가이드 패턴으로 사용될 마스크층을 알루미늄층 위에 형성하는 단계와, 상기 마스크층을 패터닝하기 위한 식각용 마스크 패턴을 선택적으로 형성하는 단계와, 상기 식각용 마스크 패턴을 이용하여 알루미늄층이 드러날 때까지 마스크층을 식각하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.When forming the aluminum anodic oxidation hole, selectively forming a guide pattern may include forming a mask layer to be used as the guide pattern on the aluminum layer, and selectively forming an etching mask pattern for patterning the mask layer. Forming and etching the mask layer until the aluminum layer is exposed using the etching mask pattern.

이 경우, 상기 가이드 패턴은 금속층 또는 절연층으로 이루어진다.In this case, the guide pattern is made of a metal layer or an insulating layer.

상기 가이드 패턴이 금속층으로 이루어진 경우, 알루미늄 영역 상에 양극 산화를 하게 되면 양극 산화 나노 홀은 가이드 패턴의 경계선을 따라 양쪽으로 규칙적으로 배열되며, 상기 가이드 패턴이 절연층으로 이루어진 경우, 알루미늄 영역 상에 양극 산화를 하게 되면 양극 산화 나노 홀은 노출된 알루미늄 영역의 가운데에 가이드 패턴을 따라 규칙적으로 배열된다.When the guide pattern is made of a metal layer, when anodized on an aluminum region, the anodized nano holes are regularly arranged on both sides along a boundary of the guide pattern, and when the guide pattern is made of an insulating layer, When anodizing, the anodized nano holes are regularly arranged along the guide pattern in the center of the exposed aluminum region.

상기 금속층은 Cr, Al, Ti, Ta, Pt, Cu 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고, 절연층은 SiO2, Si3N4 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.The metal layer may be made of any one selected from Cr, Al, Ti, Ta, Pt, and Cu, and the insulating layer may be made of any one selected from SiO 2 and Si 3 N 4 .

상기 식각용 마스크 패턴을 선택적으로 형성하는 단계는 경화성 수지를 이용한 이빔 리소그래피 혹은 스탬프를 이용한 나노 임프린트 리소그래피를 실시하여 형성한다.The etching mask pattern may be selectively formed by performing e-beam lithography using a curable resin or nanoimprint lithography using a stamp.

한편, 상기한 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법을 이용하면, 고밀도 자기기록매체를 형성할 수 있으며, 그 방법은 기판 위에 알루미늄층을 형성하는 단계와, 상기 알루미늄층 위에 노출되는 알루미늄 영역을 선택적으로 차단하여 양극 산화시에 형성되는 양극산화 홀의 형성위치를 가이드하기 위한 적어도 하나의 가이드 패턴을 선택적으로 형성하는 단계와, 상기 노출된 알루미늄 영역에 대한 양극산화를 실시하여 노출된 알루미늄 영역을 마스킹하는 가이드 패턴의 막 종류에 따라 나노 홀의 생성 위치를 제어하여 외표면에 알루미나가 형성된 다수의 나노 홀을 규칙적으로 형성하는 단계와, 상기 다수의 규칙적인 나노 홀에 금속을 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, by using the above-described method of forming an aluminum oxide hole, a high density magnetic recording medium can be formed, and the method includes forming an aluminum layer on a substrate and selectively exposing an aluminum region exposed on the aluminum layer. Selectively forming at least one guide pattern for guiding the formation position of the anodization hole formed at the time of anodization by blocking, and a guide for masking the exposed aluminum region by anodizing the exposed aluminum region And controlling a generation position of the nano holes according to the film type of the pattern to form a plurality of nano holes with alumina formed on the outer surface regularly, and filling the metal with the plurality of regular nano holes. .

상기와 같은 본 발명의 알루미늄 양극 산화에서는 가이드 패턴을 사용하여 알루미늄 상의 나노 홀이 생성될 수 있는 위치를 제어하여 대면적의 박막 상에서 구현하기 어려운 높은 규칙도를 갖는 나노 홀의 배열을 형성하게 하는 효과를 가진다. In the aluminum anodization of the present invention as described above, the guide pattern is used to control the position where the nano holes on the aluminum can be formed to form an array of nano holes having a high degree of regularity that is difficult to realize on a large area thin film. Have

따라서, 상기한 본 발명에 따라 얻어진 다공성 결정분리막 역할을 하는 나노 홀은 이에 자성체를 채어 넣으면 높은 기록밀도를 갖는 자기기록매체로 이용할 수 있으며, 이에 Ni 등의 금속을 도금하여 레프리카를 만들면 나노 임프린트(nano imprint)의 스탬프(stamp)로 이용할 수 있다.Therefore, the nano-holes acting as a porous crystal separation membrane obtained according to the present invention can be used as a magnetic recording medium having a high recording density when the magnetic material is filled therein, and if the plated metal such as Ni is used to make a replica, the nano imprint ( It can be used as a stamp of nano imprint).

또한, 본 발명에 따르면, 알루미늄 상에 나노 간격의 모든 사이트를 만들지 않고 가이드 패턴만을 형성하여 이를 따라 나노 홀의 규칙적인 배열을 형성할 수 있어, 종래에 나노 홀의 규칙적인 배열을 위한 사이트 형성에 나노 리소그래피 기술을 적용할 때 많은 시간과 비용이 발생되는 것을 절약할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to form only a guide pattern without forming all the nano-spaced sites on the aluminum, thereby forming a regular array of nano-holes according to the present invention. You can save a lot of time and money when you apply the technology.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of forming a regular aluminum anodization hole according to the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

첨부된 도 1a 내지 도 1e는 각각 본 발명에 따른 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도, 도 2는 본 발명의 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성에 사용되는 가이드 패턴의 예시도이다.1A through 1E are cross-sectional views illustrating a method of forming a regular aluminum anodization hole according to the present invention, and FIG. 2 is an exemplary view of a guide pattern used to form a regular aluminum anodization hole according to the present invention. .

먼저, 도 1a를 참고하면, 본 발명에 따른 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법은 예를 들어, Si 기판(10) 위에 알루미늄을 이베포레이션(evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering) 방법으로 미리 설정된 두께(예를 들어, 500~1000nm)로 증착하여 알루미늄층(12)을 형성한다.First, referring to FIG. 1A, a method of forming a regular aluminum anodization hole according to the present invention may be performed by evaporation or sputtering aluminum on a Si substrate 10. For example, the aluminum layer 12 is formed by depositing at 500 to 1000 nm.

그 후, 도 1b와 같이, 상기 알루미늄층(12) 위에 금속층을 이베포레이션(evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착하여 형성하거나 또는 절연층을 PECVD 방법으로 증착하여, 후속되는 알루미늄 양극 산화시에 알루미늄에 규칙적인 나노 홀 형성을 유도할 수 있는 가이드 패턴으로 사용될 마스크층(14)을 형성한다. Thereafter, as shown in FIG. 1B, a metal layer is formed on the aluminum layer 12 by evaporation or sputtering, or an insulating layer is deposited by PECVD, so that the subsequent aluminum anodic oxidation is performed. The mask layer 14 to be used as a guide pattern to induce regular nano hole formation in aluminum is formed.

이 경우, 상기 금속층은 예를 들어, Cr, Al, Ti, Ta, Pt, Cu 등으로 이루어지고, 절연층은 SiO2, Si3N4 등으로 이루어질 수 있으며, 두께는 5-50nm로 설정된다.In this case, the metal layer may be formed of, for example, Cr, Al, Ti, Ta, Pt, Cu, or the like, and the insulating layer may be formed of SiO 2 , Si 3 N 4, or the like, and the thickness is set to 5-50 nm. .

그후, 상기한 금속층 또는 절연층으로 이루어진 마스크층(14)을 패터닝하기 위하여 도 1c와 같이 경화성 수지(resin)를 전면적으로 도포한 후, 이빔 리소그래피(e-beam lithography) 혹은 스탬프를 이용한 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography) 공정을 이용하여 식각용 마스크 패턴(16)을 형성한다.Thereafter, in order to pattern the mask layer 14 formed of the metal layer or the insulating layer, a curable resin is entirely coated as shown in FIG. 1C, and then nanoimprint lithography using e-beam lithography or a stamp. A mask pattern 16 for etching is formed by using a nano imprint lithography process.

상기 식각용 마스크 패턴(16)을 형성한 후, 도 1d와 같이, 상기 마스크층(14)의 물질이 절연층의 경우에는 ICP(Inductively Coupled Plasma)/RIE(Reactive Ion Etching)를 이용하고 금속층인 경우에는 이온 밀러(Ion miller) 등을 이용하여 알루미늄층(12)이 드러날 때까지 식각한다. After the etching mask pattern 16 is formed, as shown in FIG. 1D, when the material of the mask layer 14 is an insulating layer, ICP (Inductively Coupled Plasma) / RIE (Reactive Ion Etching) is used and the metal layer is formed. In this case, etching is performed until the aluminum layer 12 is exposed by using an ion miller or the like.

그 결과 마스크층(14)이 선택적으로 식각되어 알루미늄 양극 산화시에 알루미늄에 규칙적인 나노 홀 형성을 유도하기 위한 가이드 패턴(14a)이 얻어진다. 도 2는 가이드 패턴(14a)의 일예이다.As a result, the mask layer 14 is selectively etched to obtain a guide pattern 14a for inducing regular nano hole formation in aluminum during aluminum anodization. 2 is an example of the guide pattern 14a.

식각 후 알루미늄층(12)이 드러나면(0.1-0.5M 옥살산을 쿨러를 이용하여 0-20℃로 쿨링(cooling)한 후 패턴된 알루미늄을 넣어 알루미늄층(12)을 양극으로 하 고, Pt를 음극으로 하며 낮은 전압(0.5-5V : 패턴의 면적 및 크기에 따라 적당한 전압으로 변화시킴)에서 양극산화를 실시하면, 즉, 알루미늄(Al)을 양극으로 하여 전기를 통하도록 하면 양극에서 산소가 발생하게 되고, 이에 의해 노출된 알루미늄 영역(12a)의 표면이 산화되면서 금속 또는 절연층으로 이루어진 가이드 패턴(14a)을 따라 드러난 알루미늄이 산화되어 규칙적인 다공질의 나노 홀(12b)이 도 1e와 같이 형성된다.After etching, the aluminum layer 12 is revealed (0.1-0.5M oxalic acid is cooled to 0-20 ° C. using a cooler, and then patterned aluminum is added to make the aluminum layer 12 an anode, and Pt is a cathode. If anodization is performed at low voltage (0.5-5V: change to proper voltage according to the area and size of the pattern), that is, if aluminum (Al) is used as the anode, oxygen is generated at the anode. As a result, as the surface of the exposed aluminum region 12a is oxidized, aluminum exposed along the guide pattern 14a made of a metal or an insulating layer is oxidized to form a regular porous nanohole 12b as shown in FIG. 1E. .

양극 산화가 이루어지게 되면 노출된 알루미늄 영역(12a)을 마스킹하는 가이드 패턴(14a)의 막 종류(재료)에 따라 선택적으로 다른 형태의 나노 홀(12b)이 형성하게 되며, 가이드 패턴(14a)의 형태와 막 종류에 따라 다양한 형태의 규칙적인 나노 홀(12b)의 배열을 형성시킬 수 있다.When anodic oxidation is performed, nano holes 12b having a different shape are selectively formed according to the film type (material) of the guide pattern 14a masking the exposed aluminum region 12a. According to the shape and the type of the film it is possible to form a regular array of nano holes (12b) of various forms.

이 경우, 양극 산화를 하게 되면 알루미늄의 표면이 알루미나(산화알루미늄)층(13)을 형성하면서 양극 산화하게 되고 이에 따라 가이드 패턴(14a)을 금속층으로 패턴을 형성하였을 경우, 중앙의 노출된 알루미늄 영역(12a) 보다 가이드 패턴(14a)의 경계선에 있는 금속층(예를 들어 증착된 Cr 층)으로 전류가 더 크게 흐르게 되어 알루미늄 양극 산화 시, 도 3a와 같이 금속층과 가까운 알루미늄 영역(12a)에 가이드 패턴(14a)의 경계선을 따라 다수의 나노 홀(12b)이 형성이 되게 된다. 이를 이용하면 오픈된 알루미늄 영역(12a) 상에 규칙적인 나노 홀(12b)을 배열할 수 있게 된다. In this case, when anodizing, the surface of aluminum is anodized while forming an alumina (aluminum oxide) layer 13. Accordingly, when the guide pattern 14a is formed of a metal layer, the center of the exposed aluminum region is formed. The current flows to the metal layer (for example, the deposited Cr layer) at the boundary of the guide pattern 14a more than that of the guide pattern 14a. A plurality of nano holes 12b are formed along the boundary line of 14a. By using this, regular nano holes 12b can be arranged on the open aluminum region 12a.

따라서, 상기와 같이 금속층으로 가이드 패턴(14a)을 형성한 상태에서 알루미늄 영역(12a) 상에 양극 산화를 하게 되면 가이드 패턴(14a)의 경계선을 따라 양 쪽으로 규칙적인 나노 홀(12b)의 배열을 형성할 수 있기 때문에 나노 리소그래피 기술의 많은 시간과 비용을 절약할 수 있을 뿐 아니라 더 미세한 피치를 갖는 나노 홀(12b)의 배열을 형성할 수 있게 된다. Therefore, when anodizing on the aluminum region 12a in the state where the guide pattern 14a is formed of the metal layer as described above, the regular arrangement of the nano holes 12b is arranged along the boundary line of the guide pattern 14a. The ability to form not only saves a lot of time and money in nanolithography technology, but also allows the formation of an array of nano holes 12b with finer pitch.

이 경우 가이드 패턴(14a)의 경계선을 따라 양쪽으로 규칙적인 나노 홀(12b)의 배열을 형성할 수 있도록 하기 위한 가이드 패턴(14a)의 폭은 20-100nm 범위로 설정된다. 만약, 패턴이 일정 크기 이상으로 증가하게 되면 가이드 패턴(14a)에 의해 형성되는 나노 홀(12b) 의외에 불규칙한 나노 홀들이 생기게 된다. 예를 들어, 금속층의 경우 패턴이 커지면 나노 홀이 라인을 따라 배열하는 것 외에도 기존의 나노 홀 사이에 다른 홀들이 형성된다. 즉, 3~4줄씩 배열하게 되는데 금속층에 맞다은 나노 홀(12b)만이 규칙적인 배열을 하며 그 외의 나노 홀들은 불규칙한 배열을 하게 된다. 따라서 가이드 패턴(14a)의 크기가 적정 수준 이상이 되어야 규칙적인 배열이 가능하다.In this case, the width of the guide pattern 14a for setting a regular array of nano holes 12b on both sides along the boundary line of the guide pattern 14a is set in the range of 20-100 nm. If the pattern is increased to a predetermined size or more, irregular nano holes are generated in addition to the nano holes 12b formed by the guide pattern 14a. For example, in the case of the metal layer, when the pattern is larger, in addition to arranging the nano holes along a line, other holes are formed between the existing nano holes. That is, three to four lines are arranged, but only the nano holes 12b that fit the metal layer are regularly arranged, and other nano holes are irregularly arranged. Therefore, the regular arrangement is possible only when the size of the guide pattern 14a is more than an appropriate level.

따라서, 다수의 나노 홀(12b)이 가이드 패턴(14a)의 경계선을 따라 양쪽으로 규칙적으로 배열되는 것을 이용하여 알루미늄 기판에 다수의 가이드 패턴을 형성하여 양극 산화를 실시함에 의해 미세 피치를 갖는 다수의 나노 홀을 규칙적으로 형성하는 것이 가능하여 높은 기록밀도를 갖는 자기기록매체를 형성하는 데 이용될 수 있다.Therefore, by using a plurality of nano holes 12b regularly arranged on both sides along the boundary of the guide pattern 14a, a plurality of guide patterns are formed on an aluminum substrate and subjected to anodic oxidation, thereby providing a plurality of fine pitches. It is possible to form nano holes regularly and can be used to form a magnetic recording medium having a high recording density.

한편, 가이드 패턴(14a)을 절연층으로 형성하였을 경우, 절연층(예를 들어 증착된 SiO2 층)보다 알루미늄으로 전류가 더 크게 흐르게 되어 노출된 알루미늄 영 역(12a)을 양극 산화 시, 절연층보다는 알루미늄 영역(12a)을 따라 도 4a와 같이 나노 홀(12c)이 형성된다. 즉, 작은 가이드 패턴(14a) 안에 나노 홀(12c)이 형성되기 때문에 가이드 패턴(14a)을 따라 패턴 가운데 균일하게 나노 홀(12c)이 형성되게 된다. 이를 이용하면 오픈된 알루미늄 영역(12a) 상에 규칙적인 다수의 나노 홀(12c)을 배열할 수 있게 된다. On the other hand, when the guide pattern 14a is formed as an insulating layer, a larger current flows into aluminum than the insulating layer (for example, a deposited SiO 2 layer), so that the exposed aluminum region 12a is insulated during anodization. The nano holes 12c are formed along the aluminum region 12a rather than the layer as shown in FIG. 4A. That is, since the nano holes 12c are formed in the small guide pattern 14a, the nano holes 12c are uniformly formed among the patterns along the guide pattern 14a. By using this, it is possible to arrange a plurality of regular nano holes 12c on the open aluminum region 12a.

상기한 바와 같이, 절연층으로 가이드 패턴(14a)을 형성한 알루미늄 영역(12a) 상에 양극 산화를 하게 되면 가이드 패턴(14a)을 따라 양쪽으로 규칙적인 배열을 형성할 수 있기 때문에 나노 리소그래피 기술의 많은 시간과 비용을 절약하며 미세한 피치를 갖는 다수의 나노 홀(12c)의 배열을 형성할 수 있게 된다. As described above, when anodizing on the aluminum region 12a in which the guide pattern 14a is formed as the insulating layer, a regular array can be formed on both sides along the guide pattern 14a. It is possible to form an arrangement of a plurality of nano holes 12c having a fine pitch while saving a lot of time and cost.

도 3b는 Cr 마스크를 패터닝하여 가이드 패턴(14a)을 Cr 금속층으로 형성한 상태에서 알루미늄 영역(12a) 상에 양극 산화를 실시한 경우, 가이드 패턴(14a)의 경계선을 따라 양쪽으로 규칙적인 나노 홀(12b)이 형성된 것을 확인할 수 있는 확대사진이고, 도 4b는 SiO2 마스크를 패터닝하여 가이드 패턴(14a)을 SiO2 절연층으로 형성한 상태에서 알루미늄 영역(12a) 상에 양극 산화를 실시한 경우, 가이드 패턴(14a)의 가운데에 규칙적인 나노 홀(12c)이 형성된 것을 확인할 수 있는 확대사진이다.FIG. 3B shows regular nano holes on both sides along a boundary of the guide pattern 14a when anodization is performed on the aluminum region 12a while the guide mask 14a is formed of a Cr metal layer by patterning a Cr mask. 12b) is an enlarged photograph showing that the film is formed, and FIG. 4b shows a guide when anodization is performed on the aluminum region 12a in a state in which a guide pattern 14a is formed of an SiO 2 insulating layer by patterning a SiO 2 mask. It is an enlarged photograph showing that regular nano holes 12c are formed in the center of the pattern 14a.

더욱이, 상기한 나노 홀(12b,12c)은 양극 산화시에 홀의 내벽에 알루미나(Al2O3)층(13)이 형성되면서 미세공극 간을 자기적으로 차단하는 분리막 역할을 하게 된다. 그 결과 알루미늄층(12)에 수직방향으로 형성된 나노 홀(12b,12c)은 다 공성 결정분리막으로 이용될 수 있다.Furthermore, the nano holes 12b and 12c serve as a separator that magnetically blocks the micropores while an alumina (Al 2 O 3 ) layer 13 is formed on the inner wall of the hole during anodization. As a result, the nano holes 12b and 12c formed in the direction perpendicular to the aluminum layer 12 may be used as the porous crystal separation membrane.

상기한 수직방향으로 형성된 다공성 결정분리막은 이에 전기도금법을 이용하여 기록물질인 FePt와 같은 자성체를 채어 넣으면 높은 기록밀도를 갖는 자기기록매체로 이용할 수 있으며, 이에 Ni 등의 금속을 도금하여 레프리카(replica)를 만들면 다공성 결정분리막을 형성하는 데 이용되는 나노 임프린트 스탬프(nano imprint stamp)로 이용할 수 있다.The porous crystal separation membrane formed in the vertical direction can be used as a magnetic recording medium having a high recording density by filling a magnetic material such as FePt, which is a recording material by electroplating, and plated with a metal such as Ni. ) Can be used as a nano imprint stamp used to form a porous crystal separation membrane.

더욱이, 상기한 본 발명에 따라 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀 형성방법을 이용하여 자기기록매체를 형성하는 경우 형성되는 양극 산화 홀은 미세 피치를 가지고 대면적의 박막 상에서 구현하기 어려운 높은 규칙도를 갖는 나노 홀의 배열을 형성하게 되어 고밀도의 신뢰성이 높은 자기기록매체가 얻어진다.Furthermore, according to the present invention, when the magnetic recording medium is formed by using the regular aluminum anodic oxidation hole formation method, the anodic oxide holes are nano having a fine pitch and have a high regularity which is difficult to realize on a large-area thin film. The array of holes is formed to obtain a high density and highly reliable magnetic recording medium.

도 1a 내지 도 1e는 각각 본 발명에 따른 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도,1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of forming a regular aluminum anodization hole according to the present invention, respectively;

도 2는 본 발명의 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성에 사용되는 가이드 패턴의 예시도,2 is an illustration of a guide pattern used to form a regular aluminum anodization hole of the present invention;

도 3a 및 도 3b는 각각 가이드 패턴을 금속층으로 형성하여 양극산화를 실시하는 경우 얻어지는 알루미늄 양극 산화 홀의 형태를 개략적으로 나타내는 평면도 및 확대 사진,3A and 3B are plan views and enlarged photographs schematically showing the shape of aluminum anodization holes obtained when anodization is performed by forming a guide pattern as a metal layer, respectively;

도 4a 및 도 4b는 각각 가이드 패턴을 절연층으로 형성하여 양극산화를 실시하는 경우 얻어지는 알루미늄 양극 산화 홀의 형태를 개략적으로 나타내는 평면도 및 확대 사진이다.4A and 4B are plan views and enlarged photographs schematically showing the shape of aluminum anodization holes obtained when anodization is performed by forming a guide pattern as an insulating layer, respectively.

*도면 내 주요부분에 대한 부호설명** Description of Signs for Main Parts in Drawings *

10 : 기판 12 : 알루미늄층10 substrate 12 aluminum layer

12a : 노출된 알루미늄 영역 12b,12c : 나노 홀12a: exposed aluminum region 12b, 12c: nano holes

13 : 알루미나층 14 : 마스크층13 alumina layer 14 mask layer

14a : 가이드 패턴 16 : 식각용 마스크 패턴14a: guide pattern 16: etching mask pattern

Claims (11)

금속층 또는 절연층으로 이루어진 마스크층(14)을 알루미늄층(12) 위에 형성하는 단계와,Forming a mask layer 14 made of a metal layer or an insulating layer on the aluminum layer 12, 상기 마스크층(14)을 패터닝하기 위한 식각용 마스크 패턴(16)을 선택적으로 형성하는 단계와,Selectively forming an etching mask pattern 16 for patterning the mask layer 14; 상기 식각용 마스크 패턴(16)을 이용하여 알루미늄층(12)이 드러날 때까지 마스크층(14)을 식각함에 의해, 알루미늄층(12) 위에 노출되는 알루미늄 영역(12a)을 선택적으로 차단하여 양극 산화시에 선 형상으로 배치되는 다수의 양극산화 나노 홀(12b;12c)의 형성위치를 가이드하기 위한 직사각형상의 알루미늄 영역을 노출하는 가이드 패턴(14a)을 형성하는 단계와,By etching the mask layer 14 using the etching mask pattern 16 until the aluminum layer 12 is exposed, anodization by selectively blocking the aluminum region 12a exposed on the aluminum layer 12 is performed. Forming a guide pattern 14a exposing a rectangular aluminum region for guiding a formation position of a plurality of anodized nano holes 12b; 상기 노출된 알루미늄 영역(12a)에 대한 양극산화를 실시하여 노출된 알루미늄 영역(12a)을 마스킹하는 가이드 패턴(14a)의 막 종류에 따라 다수의 양극산화 나노 홀(12b;12c)의 생성 위치를 제어하여 외표면에 알루미나층(13)이 형성된 다수의 양극산화 나노 홀(12b;12c)을 직사각형상의 노출된 알루미늄 영역(12a) 내부에 규칙적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법.According to the film type of the guide pattern 14a which masks the exposed aluminum region 12a by performing anodization on the exposed aluminum region 12a, the generation positions of the plurality of anodized nano holes 12b and 12c are determined. Regular aluminum forming a plurality of anodized nano holes 12b; 12c having an alumina layer 13 formed on an outer surface thereof in a rectangular exposed aluminum region 12a. Method for forming anodized holes. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 가이드 패턴이 금속층으로 이루어진 경우, 알루미늄 영역 상에 양극 산화를 하게 되면 다수의 양극 산화 나노 홀은 가이드 패턴의 경계선을 따라 양쪽으로 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법.The method of claim 1, wherein when the guide pattern is made of a metal layer, when anodic oxidation on the aluminum region, a plurality of anodized nano holes are regularly arranged on both sides along the boundary of the guide pattern. Method for forming anodized holes. 제1항에 있어서, 상기 가이드 패턴이 절연층으로 이루어진 경우, 알루미늄 영역 상에 양극 산화를 하게 되면 다수의 양극 산화 나노 홀은 노출된 알루미늄 영역의 가운데에 가이드 패턴을 따라 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법.The method of claim 1, wherein when the guide pattern is formed of an insulating layer, when anodizing the aluminum region, the plurality of anodized nano holes are regularly arranged along the guide pattern in the center of the exposed aluminum region. Method of forming a regular aluminum anodic oxidation hole. 제1항에 있어서, 상기 금속층은 Cr, Al, Ti, Ta, Pt, Cu 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고, 절연층은 SiO2, Si3N4 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법.The method of claim 1, wherein the metal layer is made of any one selected from Cr, Al, Ti, Ta, Pt, Cu, the insulating layer is a regular aluminum anode, characterized in that made of any one selected from SiO 2 , Si 3 N 4 . Method of forming oxide holes. 제1항에 있어서, 상기 식각용 마스크 패턴을 선택적으로 형성하는 단계는 The method of claim 1, wherein the forming of the etching mask pattern selectively 경화성 수지를 이용한 이빔 리소그래피 혹은 스탬프를 이용한 나노 임프린트 리소그래피를 실시하여 형성하는 것을 특징으로 하는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법.A method for forming a regular aluminum anodization hole, characterized in that it is formed by carrying out two-beam lithography using a curable resin or nanoimprint lithography using a stamp. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄층은 반도체 기판 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법.The method of claim 1, wherein the aluminum layer is formed on a semiconductor substrate. 제1항에 있어서, 상기 가이드 패턴의 폭은 20-100nm 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 규칙적인 알루미늄 양극 산화 홀의 형성방법.The method of claim 1, wherein the width of the guide pattern is set in a range of 20-100 nm. 기판(10) 위에 알루미늄층(12)을 형성하는 단계와,Forming an aluminum layer 12 on the substrate 10, 금속층 또는 절연층으로 이루어진 마스크층(14)을 상기 알루미늄층(12) 위에 형성하는 단계와,Forming a mask layer 14 formed of a metal layer or an insulating layer on the aluminum layer 12; 경화성 수지를 이용한 이빔 리소그래피나 혹은 스탬프를 이용한 나노 임프린트 리소그래피 방법에 의해 상기 마스크층(14)을 패터닝하기 위한 식각용 마스크 패턴(16)을 선택적으로 형성하는 단계와,Selectively forming an etching mask pattern 16 for patterning the mask layer 14 by two-beam lithography using a curable resin or a nanoimprint lithography method using a stamp; 상기 식각용 마스크 패턴(16)을 이용하여 알루미늄층(12)이 드러날 때까지 마스크층(14)을 식각함에 의해, 알루미늄층(12) 위에 다수의 알루미늄 영역(12a)을 선택적으로 차단하여 양극 산화시에 선 형상으로 배치되는 다수의 양극산화 나노 홀(12b;12c)의 형성위치를 가이드하기 위한 직사각형상의 다수의 알루미늄 영역(12a)을 노출하는 가이드 패턴(14a)을 형성하는 단계와,By etching the mask layer 14 using the etching mask pattern 16 until the aluminum layer 12 is exposed, a plurality of aluminum regions 12a are selectively blocked on the aluminum layer 12 to anodize. Forming a guide pattern 14a exposing a plurality of rectangular aluminum regions 12a for guiding the formation positions of the plurality of anodized nano holes 12b; 상기 노출된 다수의 알루미늄 영역(12a)에 대한 양극산화를 실시하여 노출된 다수의 알루미늄 영역(12a)을 마스킹하는 가이드 패턴(14a)의 막 종류에 따라 다수의 양극산화 나노 홀(12b;12c)의 생성 위치를 제어하여 외표면에 알루미나층(13)이 형성된 다수의 양극산화 나노 홀(12b;12c)을 직사각형상의 노출된 알루미늄 영역(12a) 각각의 내부에 선형상으로 규칙적으로 형성하는 단계와,A plurality of anodized nano holes 12b and 12c according to the film type of the guide pattern 14a which masks the exposed plurality of aluminum regions 12a by anodizing the exposed plurality of aluminum regions 12a. Forming a plurality of anodized nano holes 12b; 12c having alumina layer 13 formed on an outer surface thereof regularly and linearly in each of the rectangular exposed aluminum regions 12a having alumina layer 13 formed on the outer surface; , 상기 다수의 규칙적인 양극산화 나노 홀(12b;12c)에 금속을 채우는 단계를 포함하며,Filling a metal into the plurality of regular anodized nano holes (12b; 12c), 상기 가이드 패턴(14a)이 금속층으로 이루어진 경우 다수의 양극 산화 나노 홀(12b)은 가이드 패턴(14a)의 경계선을 따라 노출된 알루미늄 영역(12a)의 양쪽으로 규칙적으로 배열되고, 상기 가이드 패턴(14a)이 절연층으로 이루어진 경우 다수의 양극 산화 나노 홀(12c)은 노출된 알루미늄 영역(12a)의 가운데에 가이드 패턴(14a)을 따라 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 형성방법.When the guide pattern 14a is made of a metal layer, the plurality of anodized nano holes 12b are regularly arranged on both sides of the exposed aluminum region 12a along the boundary line of the guide pattern 14a, and the guide pattern 14a. ) Is formed of an insulating layer, characterized in that a plurality of anodized nano holes (12c) are arranged regularly along the guide pattern (14a) in the center of the exposed aluminum region (12a). 삭제delete
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