KR20080061267A

KR20080061267A - 나노 구조 작성 방법 및 자기 디스크 제조 방법

Info

Publication number: KR20080061267A
Application number: KR1020070122717A
Authority: KR
Inventors: 미츠오 다케우치; 히로아키 다무라; 겐이치 이토
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2008-07-02
Also published as: CN101209814A; US20080160190A1; JP2008165849A

Abstract

본 발명은 나노 입자가 일정하게 배열된 배열 패턴을 넓은 범위에 걸쳐 간단히 얻는다.

수지 기판(21) 상에, 실리카 입자(22)가 복수층 깔려 채워진 입자층을 형성하는 입자층 형성 과정(단계 S111)과, 수지 기판(21)과 실리카 입자(22)의 층과 소정의 유지체(27)로 이루어지는 적층물로부터 수지 기판(21)을, 실리카 입자(22)의 층에 대해 불가침(不可侵)의 수법으로 제거하여, 수지 기판(21)에 접하고 있었던 입자 배열면을 노출시키는 기판 제거 과정(단계 S113)를 가졌다.

Description

나노 구조 작성 방법 및 자기 디스크 제조 방법{METHOD OF FABRICATING NANO STRUCTURE AND METHOD OF MANUFACTURING MAGNETIC DISC}

본 발명은 나노 사이즈의 요철 구조(나노 구조)를 작성하는 나노 구조 작성 방법과, 그와 같은 나노 구조를 이용하여 자기 디스크를 제조하는 자기 디스크 제조 방법에 관한 것이다.

컴퓨터의 분야에서는, 일상적으로 다량의 정보가 취급되도록 되어 있고, 이러한 다량의 정보를 기록 재생하는 장치의 하나로서, 하드 디스크 장치(HDD: Hard Disk Drive)가 사용되고 있다. 이 HDD에는, 정보가 기록되는 디스크형의 자기 기록매체인 자기 디스크 및 이 자기 디스크에 정보를 기록 재생하는 자기 헤드가 내장되어 있다.

종래, 균일한 자성 재료로 이루어지는 타입의 자기 디스크가 알려져 있지만, 이 타입의 자기 디스크는 정보의 기록 밀도의 점에서 한계에 근접하고 있다. 그래서, 기록 밀도를 더욱 높인 자기 디스크의 일례로서, 이하에 설명하는 패턴드 미디어라고 불리는 타입의 자기 디스크가 제안되고 있다.

도 1은 패턴드 미디어 타입의 자기 디스크와 자기 헤드를 도시하는 모식도이 다.

이 도 1에 도시한 바와 같이, 패턴드 미디어 타입의 자기 디스크(11)는 각각에 독립적으로 1비트 상당의 자화가 유지되는 복수의 미소 영역(1 비트 영역)(11a)을 갖고 있다. 이 도 1의 예에서는, 각 1 비트 영역(11a)은 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 디스크에 뚫어진 미소한 구멍에 자성 물질이 충전된 것이다. 이 자기 디스크(11)에서는, 각 1 비트 영역(11a) 사이에 비자성 재료가 존재하고 있으므로, 1 비트 영역(11a) 사이의 자화의 상호 간섭 등의, 높은 기록 밀도로 정보를 기록할 때의 특유의 문제를 회피할 수 있다.

또한, 자기 헤드는 그 자기 헤드를 탑재한 아암(12)에 의해 자기 디스크(11)에 근접하여 배치되고, 정보의 기록시에는, 외부로부터의 신호 전류에 따른 자계를 발생시켜, 상기 자기 디스크 표면의 각 1 비트 영역(11a)의 자화를 적절하게 반전시킴으로써, 1비트의 정보를 1 비트 영역(11a)에 있어서의 자화의 방향의 형태로 기록한다. 또한, 정보의 재생시에는, 각 1 비트 영역(11a)의 자화가 발하는 누설 자계를 자기 헤드로 검지함으로써, 1 비트 영역(11a)에서의 자화의 방향의 형태로 1비트의 정보를 재생한다.

여기서, 이 패턴드 미디어 타입의 자기 디스크(11)에, 균일한 자성 재료로 이루어지는 타입의 자기 디스크에 있어서의 기록 밀도를 넘는 기록 밀도를 실현하기 위해서는, 1 비트 영역(11a)의 배열 패턴을 도 1에 도시한 바와 같이, 각 1 비트 영역(11a)의 직경을 1 nm ∼100 ㎚로 하고, 또한 배열 간격을 1Onm ∼100 ㎚로 하는 등의 나노 사이즈로까지 미소화해야 한다. 최근에는, 정밀 가공으로 가공 가 능한 구조의 사이즈가 마이크로 사이즈로부터 나노 사이즈로까지 향상하고 있어, 이러한 패턴드 미디어 타입의 자기 디스크의 제조가 가능해지고 있다.

나노 사이즈의 정밀 가공 방법의 일례로서는, 피가공물에 미소한 바늘 등으로 물리적인 힘을 가하여 가공하는 방법이나, 반도체 소자의 제조 등에 있어서 널리 사용되고 있는 포토리소그래피나 전자빔 리소그래피 등을 이용하는 방법 등이 알려져 있다. 이들 방법은, 나노 사이즈의 정밀 가공을 정확하게 행할 수 있다고 하는 이점이 있는 한편, 공정수가 많아져 한번에 가공할 수 있는 범위가 좁기 때문에, 자기 디스크 상당의 넓은 범위에 걸쳐 1 비트 영역에 상당하는 미소한 구멍을 배열하는 등의 가공에는 많은 시간이 걸려 버린다. 이 때문에, 이들 방법에는, 이러한 넓은 범위에 대한 정밀 가공이 필요한 자기 디스크 등의 제품의 양산에는 적합하지 않다고 하는 문제가 있다.

여기서, 상기한 리소그래피의 기술에 있어서, 자기 디스크에 있어서의 1비트의 배열 패턴에 상당하는 마스크를 피가공면 상에 형성하는 시간을 다음과 같은 방법으로 생략하는 것으로 가공의 간단화를 도모한다고 하는 기술이 제안되고 있다. 이 기술에서는, 금속이나 수지 등의, 예컨대 직경이 1nm ∼100 ㎚의 구형 등의 나노 사이즈의 미립자(나노 입자)를 소위 자기 조직화 현상을 이용한 배열 방법에 의해 피가공면 상에 배열하고, 이들 나노 입자의 배열을 리소그래피의 마스크로서 이용함으로써 가공의 간단화가 도모되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조). 그러나, 이러한 방법에서는, 가공할 때마다 나노 입자를 피가공면 상에 깔아 채우지 않으면 안되고, 자기 디스크의 양산에 이용하기 위해서는 지나치게 시간 이 걸리게 된다.

그래서, 예컨대 상기한 1 비트 영역에 상당하는 구멍의 배열 패턴 등을 피가공면에 손쉽게 가공하는 방법으로서, 그와 같은 배열 패턴에 상당하는 압형(押型, imprint mold)(스탬퍼)를 상기한 리소그래피 등에 의해 미리 작성해 두고, 피가공면의 가공에 있어서는, 그 피가공면에 이 스탬퍼를 누르는 것으로 배열 패턴을 각인한다고 하는 기술이 제안되고 있다(예컨대, 특허 문헌 3 참조).

이 기술은 하나의 스탬퍼를 반복 사용하는 것으로 복수의 피가공면을 가공할 수 있으므로, 양산에 적합하다고 할 수 있다. 여기서, 이 스탬퍼는 사용될 때마다 열화하는, 말하자면 소모품이기 때문에, 예컨대 자기 디스크 등의 양산에 있어서는, 이 스탬퍼 자체도 복수 필요해진다. 그러나, 이 스탬퍼를 상기한 바와 같이 리소그래피 등에 의해 작성하는 것은, 결국 지나치게 수고가 걸린다.

그런데, 스탬퍼의 바탕이 되는 배열 패턴을, 미립자 등이 기본적으로는 외부로부터의 제어 없이 자발적으로 규칙적인 구조를 발생하는 자기 조직화 현상을 이용한 배열 방법에 의해 나노 입자를 배열하는 것으로 손쉽게 작성하는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 4 참조). 스탬퍼는, 작성된 배열 패턴을 전사(transfer)하는 것으로 얻어진다.

이 자기 조직화 현상을 이용한 나노 입자의 배열 방법에는, 예컨대, 이 특허 문헌 4에 개시되어 있는, 기판 상에 미립자의 현탁액을 적절하게 적하하여 건조함으로써 현탁액 중의 미립자에 자기 조직화 현상을 생기게 하여, 그 기판 상에 미립자를 배열하는 방법 등의 여러 가지 방법이 있다. 이하, 이러한 자기 조직화 현상 을 이용한 배열 방법의 일례로서, 공정수가 적고 손쉬운 이류 집적법(移流集積法, flow-mediated aggregate method)이라고 불리는 방법으로 나노 입자를 배열하는 배열 방법에 대해 설명한다.

도 2는 이류 집적법에 따른 나노 입자의 배열 방법의 대표예를 도시하는 모식도이다.

이 도 2에 도시하는 배열 방법에 있어서의 이류 집적법은, 나노 입자(14)의 현탁액(15)에 수직으로 침지된 기판(13)이, 매초 수 ㎛ 정도의 초저속으로 도면 중의 화살표 A 방향으로 인상되면, 기액 계면에, 나노 입자(14)가 기판(13)의 표면에 자발적으로 조밀 구조로 퇴적해 나가는 자기 조직화 현상을 이용하는 것이다. 예컨대 이러한 방법으로 기판(13)의 표면에 배열된 나노 입자(14)의 배열을 전사하는 것으로 스탬퍼가 손쉽게 작성된다.

이러한 기술을 상기한 특허 문헌 3의 기술에 적용할 수 있으면, 스탬퍼 자체를 작성하는 수고도 경감되고, 예컨대 상기와 같은 자기 디스크 등의 양산이 현실성을 띠게 된다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-217390호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2005-339633호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2004-314238호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2005-76117호 공보

여기서, 전술의 이류 집적법에 따른 배열 방법은 나노 입자(14)의 현탁액(15)으로부터 기판(13)을 인상하는 만큼 공정수가 매우 적고 손쉬운 반면, 다음과 같은 문제가 있다.

도 3은 이류 집적법에 따른 배열 방법의 문제점을 도시하는 모식도이다.

이 이류 집적법에 있어서의 자기 조직화 현상은 주위의 온도나 습도 등의 주위 환경 및 현탁액의 온도 등의 액내 환경에 매우 민감하게 좌우되는 매우 불안정한 것이다. 이 때문에, 이류 집적법을 사용하여 배열된 나노 입자(14)의 배열은 기판(13)의 인상 중에, 상기한 주위 환경이나 액내 환경이 근소하게라도 변동하면, 그 변동에 영향되어, 이 도 3의 파트(a)나 파트(b)에 도시한 바와 같이, 기판(13) 상에 있어서의 층수가 기판(13)의 인상 중에 변하게 된다. 도 3의 파트(a)에는, 나노 입자(14)를 2층으로 배열하고 있었던 바, 부분적으로 3층으로 되어 버린 예가 나타나고 있고, 파트(b)에는, 4층으로 배열하고 있었던 바, 부분적으로 5층으로 되어 버린 예가 나타나고 있다.

이 도 3에 도시한 바와 같이 부분적으로 층수가 증가하고 있는 것과 같은 흐트러진 배열 패턴이 그대로 스탬퍼에 전사하면, 당연히, 그 스탬퍼를 사용하여 각인되는 배열 패턴도 흐트러지는 것이 되어 버린다. 이 때문에, 상기와 같이 이류 집적법을 사용하여 나노 입자를 배열하는데 있어서는, 상기한 주위 환경이나 액내 환경을 매우 엄밀하게 제어해야 한다. 그런데, 이러한 엄밀한 제어는 나노 입자를 배열하는 범위가 좁은 경우에는 가능하지만, 상기한 자기 디스크(11)의 전체 면이라고 하는 넓은 범위에 나노 입자를 배열하는 경우에는 거의 불가능하며, 이류 집적법에 따른 나노 입자의 배열 방법을 이용하여 자기 디스크(11)를 양산한다고 하는 것은 현실성이 부족한 것이 현상이다. 이 때문에, 상기와 같은 넓은 범위에 걸치는 나노 입자의 배열 패턴이나, 그와 같은 배열 패턴을 전사한 스탬퍼에 있어서의 나노 사이즈의 요철 구조 등의 넓은 범위에 걸친 나노 구조를 간단히 얻는 방법이 요구되고 있다.

또한, 여기까지 자기 디스크의 제조를 예를 들어, 그 제조에 있어서 나노 구조를 간단히 얻는 방법이 요구되고 있다고 하는 사정에 대해 설명했지만, 이러한 사정은, 자기 디스크의 제조에 한정되지 않고, 예컨대, 자기 디스크 이외의 패턴드 미디어나, 휴대 전화기용의 디스플레이 등에 사용되는 나노 사이즈의 조밀한 요철 구조에 의한 무반사 기능을 갖는 도광판이나, 나노 사이즈의 조밀한 홀을 갖는 고성능 필터 등의 나노 구조를 필요로 하는 것의 제조에 있어서 일반적으로 생길 수 있는 사정이다.

본 발명은 상기 사정에 감안하여, 넓은 범위에 걸친 나노 구조를 간단히 얻을 수 있는 나노 구조 작성 방법과, 그와 같은 나노 구조를 이용하여 자기 디스크를 제조하는 자기 디스크 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 나노 구조 작성 방법은 나노 스케일로 평탄한 기판 상에, 그 기판의 재질과는 상이한 재질의 나노 사이즈의 입자를 1층 이상 깔아 채워 입자층을 형성하는 입자층 형성 과정과,

상기 입자층 위에, 그 입자층을 구성하는 입자에 밀착하여 그 입자층을 유지하는 유지체를 형성하는 유지체 형성 과정과,

상기 기판을 상기 입자층에 대해 불가침의 수법으로 제거하는 기판 제거 과정을 갖는 것을 특징으로 한다.

이 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 상기 기판 상의 입자층에 있어서의, 기판측의 입자 배열이 나노 구조로서 얻어진다. 이 기판측에서는, 상기 입자는 확실히 기판에 따라 배열된다. 이 때문에, 예컨대 전술한 이류 집적법으로 넓은 범위에 걸쳐 입자층을 형성했을 때에 그 입자층에 있어서의 기판측과는 반대측의 표면에 배열의 흐트러짐이 있었다고 해도, 그와 같은 표면에서의 흐트러짐과는 무관하게, 기판에 따른 일정한 나노 구조가 넓은 범위에 걸쳐 얻어지게 된다. 이 때문에, 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 이류 집적법 등을 이용한 입자층의 형성에 있어서 주변 환경에 대한 과도하게 엄밀한 제어 등이 불필요해지고, 넓은 범위에 걸친 나노 구조를 간단히 얻을 수 있다.

여기서, 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 있어서, 「상기 입자층 형성 과정이 상기 입자의 현탁액에 상기 기판을 침지하여, 그 현탁액으로부터 그 기판을 인상하는 것으로 상기 입자층을 형성하는 과정이다」라고 하는 형태는 바람직한 형태이다.

이 바람직한 형태의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 상기 현탁액으로부터 상기 기판을 인상한 때에 기액 계면에 입자가 자발적으로 조밀 구조로 그 기판 상에 퇴적해 나가는 자기 조직화 현상을 이용한 이류 집적법에 의해, 상기 입자를 상기 기판 상에 간단히 깔아 채울 수 있다.

또한, 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 있어서, 「상기 기판이 수지제의 기판이고, 상기 입자가 실리카제의 입자로서,

상기 기판 제거 과정은 상기 기판을 소각하는 것으로 제거하는 과정이다」라고 하는 형태나, 혹은,

「상기 입자층 형성 과정은 상기 기판으로서 유리제의 기판을 이용하고, 상기 입자로서 수지제의 입자를 이용하는 과정이며,

상기 기판 제거 과정은, 상기 기판을 소정의 용제를 이용하여 용해시키는 과정이다」라고 하는 형태나, 혹은,

「상기 기판은 유리제의 기판이며, 상기 입자는 수지제의 입자로서,

상기 기판 제거 과정은, 상기 기판을 희불산으로 용해시킴으로써 제거하는 과정이다」라고 하는 형태도 바람직한 형태이다.

이들 바람직한 형태의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 상기 입자층을 남겨 상기 기판을 확실하게 제거할 수 있다. 여기서, 주변의 불연물에의 물리적인 영향을 나노 레벨로까지 억제하여 대상물을 소각하는 방법으로서는, 고온의 산소 플라즈마 등에 유기물 등의 대상물을 노출하는 것으로 그 유기물을 소각하는 플라즈마 애셔(asher)라고 불리는 장치를 이용하는 방법 등이 알려져 있다. 또한, 예컨대 자기 조직화 현상 등을 이용하여 배열된 입자는 어느 정도의 강도를 가지고 상호 확실하게 결부되고 있는 것이 종래로부터 알려져 있고, 상기 입자의 배열을 무너뜨리 지 않고 상기 기판을 상기 용제나 희불산 중에서 용해시키는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 있어서, 「상기 유지체 형성 과정은 상기 입자층 상에 금속층을 형성하고, 그 금속층에 블록체를 접착하는 과정이다」라고 하는 형태도 바람직한 형태이다.

이 바람직한 형태의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 상기 블록체를 가지고 운반하는 등과 같은 상기 입자층에 대한 용이한 취급이 가능해진다.

또한, 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 있어서, 「상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출한 상기 입자층의 그 노출한 면에 대해 금속층을 형성하고, 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하는 배열 고정 과정을 갖는다」라고 하는 형태도 바람직하다.

이 바람직한 형태의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 예컨대 자기 조직화 현상에 의한 결합을 초과한 외력 등에 의해 상기한 입자 배열이 흐트러지는 것이 회피된다. 따라서, 그 후, 그 입자 배열을 제품 제조 등에 이용하는 것 등이 용이하다.

또한, 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 있어서, 「상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출한 상기 입자층에 대해, 그 입자층의 그 노출한 면에 있어서의 입자 배열이 이면에 떠오를 정도로 얇은 금속층을 형성하고, 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하는 배열 고정 과정을 갖는다」라고 하는 형태도 바람직한 형태이다.

이 바람직한 형태의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 상기 입자 배열이 고정 된 것을, 예컨대 나노 구조의 압형(스탬퍼)의 원형(마스터)으로서 보존해 두고, 그 입자 배열을 전사하는 것으로 스탬퍼를 양산하는 등의 운용이 가능해진다.

또한, 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 있어서, 「상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출한 상기 입자층의 면에 있어서의 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 과정을 갖는다」라고 하는 형태도 바람직한 형태이다.

이 바람직한 형태의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 입자 배열을 전사한 형을 상기한 스탬퍼의 마스터로서 이용하는 것으로 스탬퍼를 양산하는 등의 운용이 가능해진다.

또한, 본 발명의 나노 구조 작성 방법에 있어서, 「상기 입자층 형성 과정은 상기 입자를 복수층 깔아 채워 입자층을 형성하는 과정이고,

상기 유지체 형성 과정은 상기 입자층 상에 금속층을 형성하여, 그 금속층에 제1 블록체를 접착하는 과정이며,

상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출한 상기 입자층의 그 노출한 면에 대해 금속층을 형성하여 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하고, 그 금속층에 제2 블록체를 접착하며, 상기 제1 블록체 및 상기 제2 블록체에 힘을 가함으로써 그 제1 블록체의 측과 그 제2 블록체의 측을 상기 입자층의 부분에서 상호 박리하여, 상기 입자층을 구성하고 있었던 입자 중, 박리한 상기 제2 블록체의 측에 붙어 온 입자를, 그 제2 블록체의 측에서의 금속층에 대해 불가침의 수법으로 제거 하는 것으로, 상기 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 과정을 갖는다」라고 하는 형태도 바람직하다.

이 바람직한 형태의 나노 구조 작성 방법에 따르면, 상기 입자 배열이 금속막이라는 강고한 물질의 형상으로서 전사되어 상기 형이 작성된다. 그리고, 그와 같은 강고한 형을 상기한 스탬퍼의 마스터로서 이용하는 것으로 스탬퍼를 양산하는 등의 운용이 가능해진다.

또한, 상기 목적을 달성하는 본 발명의 자기 디스크 제조 방법은 나노 스케일로 평탄한 기판 상에, 그 기판의 재질과는 상이한 재질의 나노 사이즈의 입자를 1층 이상 깔아 채워 입자층을 형성하는 입자층 형성 과정과,

상기 기판을, 상기 입자층에 대해 불가침의 수법으로 제거하는 기판 제거 과정과,

상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출한 상기 입자층의 면에 있어서의 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 과정과,

상기 형 작성 과정에서 작성된 형을 이용하여 비자성 재료로 이루어지는 디스크 상에, 상기 입자 배열과 동일한 배열을 갖는 복수의 구멍을 형성하는 구멍 형성 과정과,

상기 구멍 형성 과정에서 형성된 복수의 구멍 각각에 자성 금속을 충전하는 충전 과정을 갖는 것을 특징으로 한다.

이 본 발명의 자기 디스크 제조 방법에 따르면, 상기 형을 스탬퍼의 마스터로서 이용함으로써 상기 디스크 상에 복수의 구멍의 배열 패턴이라는 나노 구조를 용이하게 설치할 수 있다. 그리고, 이들 구멍에 상기 자성 금속이 충전됨으로써, 자화를 유지하는 미소 영역이 형성되어 자기 디스크가 완성된다. 이와 같이, 상기 형을 이용함으로써 상기 자기 디스크를 적은 공정수와 수고로 작성할 수 있다. 또한, 이 본 발명의 자기 디스크 제조 방법에 따르면, 그 형 자체도 간단히 얻을 수 있으므로, 적은 공정수와 수고로 자기 디스크를 양산하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 자기 디스크 제조 방법에 대해서는, 여기서는 그 기본 형태와 각 방법에 특유의 형태만을 도시하는 것에 그치지만, 이것은 단순히 중복을 피하기 위해서이며, 본 발명의 자기 디스크 제조 방법에는, 상기한 형태만이 아닌, 전술한 본 발명의 나노 구조 작성 방법의 각 형태에 대응하는 각종의 형태가 포함된다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 넓은 범위에 걸친 나노 구조를 간단히 얻을 수 있는 나노 구조 작성 방법과, 그와 같은 나노 구조를 이용하여 자기 디스크를 제조하는 자기 디스크 제조 방법을 얻을 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 4는, 본 발명의 일 실시형태인 자기 디스크 제조 방법을 도시하는 흐름도 이다.

이 도 4의 흐름도가 도시하는 자기 디스크 제조 방법은, 본 발명 중의 자기 디스크 제조 방법의 일 실시형태에 상당하고, 도 1에 도시한 바와 같이 알루미늄제 의 디스크 상에 복수의 1 비트 영역(11a)을 나노 사이즈의 배열 패턴으로 형성하는 것으로 자기 디스크(11)를 제조하는 방법으로서, 스탬퍼 준비 공정(단계 S100)와, 제조 공정(단계 S200)을 갖고 있다.

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기한 1 비트 영역(11a)은 디스크에 뚫어진 미소한 구멍에 자성 물질이 충전된 것이다. 스탬퍼 준비 공정(단계 S100)은 그 스탬퍼 준비 공정(단계 S100)에 계속되는 제조 공정(단계 S200)에 있어서, 상기한 미소한 구멍의 원형이 되는 오목부를, 나노 사이즈의 배열 패턴으로 알루미늄기판에 각인하는 압형(스탬퍼)을 작성하는 공정이다.

우선, 이 스탬퍼 준비 공정(단계 S100)의 상세에 대해 설명한다.

도 5는 도 4에 도시하는 스탬퍼 준비 공정(단계 S100)을 도시하는 흐름도이다.

이 도 5에 도시한 바와 같이 스탬퍼 준비 공정(단계 S100)은 스탬퍼형(stamper mold) 준비 공정(단계 S110)과, 스탬퍼 취득 공정(단계 S150)을 갖고 있다.

본 실시형태로 얻어지는 스탬퍼는 미소한 볼록부가 나노 사이즈인 배열 패턴으로, 자기 디스크(11)의 표면에 상당하는 넓은 범위에 걸쳐 일정하게 배열된 금속판이다. 스탬퍼 준비 공정(단계 S100)에서는, 이 스탬퍼의 작성에 있어서, 우선, 스탬퍼형 준비 공정(단계 S110)에 있어서, 상기한 볼록부의 배열 패턴에 대응하는 오목부의 배열 패턴을 스탬퍼와 동등한 넓은 범위에 걸쳐 갖는 주형인 스탬퍼형이 작성된다. 그리고, 이 스탬퍼형 준비 공정(단계 S110)에 계속되는 스탬퍼 취득 공 정(단계 S150)에서는, 상기한 스탬퍼형을 사용하여 스탬퍼가 작성된다.

스탬퍼형 준비 공정(단계 S110)에서는, 우선, 도 2를 참조하여 설명한 이류 집적법에 따른 나노 입자의 배열 방법을 사용하여, 자기 디스크(11)의 표면에 상당하는 넓은 표면을 갖는 기판 상에, 나노 입자가 그 넓은 표면에 복수층 깔아 채워진 입자층을 형성하는 입자층 형성 과정이 실행된다.

도 6은 도 5에 도시하는 스탬퍼형 준비 공정(단계 S110)에 있어서 실행되는 입자층 형성 과정을 도시하는 모식도이다.

이 도 6에 도시하는 입자층 형성 과정(단계 S111)은 본 발명에서 말하는 입자층 형성 과정의 일례에 상당한다.

전술한 바와 같이, 이 입자층 형성 과정(단계 S111)에서 사용되는 나노 입자의 배열 방법은 전술한 이류 집적법에 따른 나노 입자의 배열 방법이다. 단, 도 2에서는, 나노 입자나 기판의 종류까지는 특정하지 않았지만, 본 실시형태에서는, 나노 입자로서, 직경이 1nm ∼100 ㎚의 구형(球形)을 갖는 실리카제의 입자(실리카 입자)(22)가 사용되고, 기판으로서, 두께 수십 ㎛의 수지제의 기판(수지 기판)(21)이 사용된다. 또한, 본 실시형태에서는, 실리카 입자의 현탁액(23)에 침지한 수지 기판(21)을 인상하는 때에는 수지 기판(21) 상에 실리카 입자(22)의 층이 복수층 형성되는 속도로 수지 기판(21)이 화살표 A 방향으로 인상된다.

또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 나노 입자로서 실리카 입자(22)가 사용되고, 기판으로서 수지 기판(21)이 사용되는 예를 도시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 별도의 예로서는, 예컨대, 나노 입자로서 폴리스 티렌 등의 수지제의 입자가 사용되고, 판으로서 유리 기판이 사용되는 예 등도 들 수 있다. 이하에서는, 폴리스티렌 입자와 유리 기판을 사용한 별도의 예도 근거하면서 설명을 계속한다.

도 7은 도 6에 도시하는 입자층 형성 과정(단계 S111)에서 수지 기판(21) 상에 실리카 입자의 층이 형성되고 나서, 스탬퍼가 취득되기까지의 처리의 흐름을 도시한 도면이다.

이 도 7에는, 도 6의 입자층 형성 과정(단계 S111)도 기재되어 있다. 여기서, 도 6에 도시한 이류 집적법을 사용한 배열 방법에서는, 수지 기판(21)을 인상할 때의 주위 환경이나 액내 환경의 미묘한 변동의 영향으로, 수지 기판(21) 상의 실리카 입자(22)의 층수가 인상되는 중에 변하게 될 가능성이 높다. 도 7에는, 입자층 형성 과정(단계 S111)에 의해 수지 기판(21) 상에 형성되는 실리카 입자(22)의 층의 일례로서, 기본적으로는 2층으로서 부분적으로 3층으로 되어 있는 입자층을 나타내고 있다.

입자층 형성 과정(단계 S111)이 종료하면, 수지 기판(21) 상의 입자층의 표면에 밀착하여 이 입자층을 지지하는, 실리콘제인 수백 ㎚의 두께를 갖는 지지막(24)을 스퍼터법을 이용하여 형성하는 지지막 형성 과정(단계 S112)이 실행되고, 그 후, 그 형성된 지지막(24)에 제1 블록체(25)를 접착제(26)로 접합하는 블록체 접착 과정(단계 S113)이 실행된다. 이에 따라, 지지막(24)과 제1 블록체(25)로 이루어지는 유지체(27)가 완성된다. 여기서, 지지막 형성 과정(단계 S112)과 블록체 접착 과정(단계 S113)을 합한 과정이, 본 발명에서 말하는 유지체 형성 과정의 일 례에 상당한다.

계속해서, 수지 기판(21)과 실리카 입자(22)의 층과 유지체(27)로 이루어지는 적층물로부터 수지 기판(21)을 실리카 입자(22)의 층에 대해 불가침인 이하의 수법으로 제거하는 기판 제거 과정(단계 S114)이 실행된다. 이 기판 제거 과정(단계 S114)에서는, 수지 기판(21)의 제거에, 주로 산소 가스 등의 반응 가스를 플라즈마화함으로써 고온의 산소 플라즈마를 발생시켜, 그 산소 플라즈마 중에 유기물을 두는 것으로 그 유기물을 소각하는 플라즈마 애셔라고 불리는 장치가 사용된다. 상기한 기판 제거 과정(단계 S114)에서는, 이 플라즈마 애셔에 의해 상기한 적층물 중 유기물인 수지 기판(21)만이 소각되는 것이 된다. 이 기판 제거 과정(단계 S114)은 본 발명에서 말하는 기판 제거 과정의 일례에 상당한다. 여기서, 이 플라즈마 애셔에 의한 대상물의 소각 방법은 주변의 불연물에의 물리적인 영향을 나노 레벨로까지 억제하여 대상물을 소각하는 방법으로서 공지의 방법이며, 이 기판 제거 과정(단계 S114)에서는, 실리카 입자(22)의 층을 무너뜨리지 않고 수지 기판(21)이 소각된다.

또한, 여기서는, 수지 기판(21)의 제거 방법의 일례로서, 플라즈마 애셔에 의해 소각하는 방법을 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예컨대, 수지 기판(21)의 제거 방법은, 톨루엔이나 크실렌 등의 유기 용제를 사용하여 수지 기판(21)을 용해시키는 방법 등이더라도 좋다. 이 방법에 있어서도, 무기물인 실리카 입자(22)는 남게 된다. 또한, 상기의 이류 집적법에 의해 층이 형성된 실리카 입자(22)는 종래부터 알려져 있는 바와 같이 어느 정도의 강도로 상호 확실히 결부되 어 있으므로, 실리카 입자(22)의 층이 붙은 수지 기판(21)을 이러한 용제 중에서 용해시키더라도 실리카 입자(22)의 층은 무너지지 않고 남게 된다.

여기서, 상기한 폴리스티렌 입자와 유리 기판을 사용한 다른 예에 대해 설명한다. 이 다른 예에서는, 본 실시형태와 동일하게, 유리 기판 및 폴리스티렌 입자의 층과, 도 7의 유지체(27)와 동등한 입자층 지지 블록으로 이루어지는 적층물이 형성된 후, 유리 기판이 제거된다. 단, 이 다른 예에서는, 적층물을 희불산 등의 용제에 침수될 수 있는 것으로 유리 기판을 용해시켜 제거한다. 또한, 이 다른 예에서도, 유리 기판 상에서 층을 이루는 폴리스티렌 입자가 어느 정도의 강도로 상호 결부되어 있기 때문에, 폴리스티렌 입자의 층이 붙은 유리 기판을 이러한 희불산 속에서 용해시키더라도 폴리스티렌 입자의 층은 무너지지 않고 남게 된다.

본 실시형태로 되돌아가 설명을 계속한다.

상기한 기판 제거 과정(단계 S114)에 의해 수지 기판(21)이 제거되면, 도 7에 도시한 바와 같이, 실리카 입자(22)의 층의 수지 기판(21)측의 면(최하층에 상당하는 면)이 노출된다. 실리카 입자(22)의 층에 있어서, 기판측의 층에서는 실리카 입자(22)는 확실하게 수지 기판(21)을 따라 배열된다. 이 때문에, 예컨대, 입자층 형성 과정(단계 S111)에 있어서 층수의 변동이 생겨, 이 도 7에 도시한 바와 같이 수지 기판(21)과는 반대측의 표면에 배열 패턴의 흐트러짐이 생기고 있었다고하더라도, 기판 제거 과정(단계 S114)에 의해 노출되는 면은 넓은 범위에 걸쳐 실리카 입자(22)가 조밀하게 배열된 동일한 배열 패턴이 된다. 이 실리카 입자(22)의 배열 패턴은, 본 발명에서 말하는 나노 구조의 일례에 상당한다. 또한, 상기한 입 자층 형성 과정(단계 S111)으로부터 기판 제거 과정(단계 S114)에 이르는 일련의 처리는, 본 발명 중의 나노 구조 작성 방법의 일 실시형태라고 생각되어진다.

여기서, 본 발명의 발명자는 자기 디스크 상당의 넓은 범위에 걸쳐 얻은 실리카 입자(22)의 배열 패턴의 동일성에 대해, 그 범위 중에서 무작위로 선택한 20개소의 관측 영역을 전자현미경으로 촬영함으로써 확인하고 있다. 이하에, 이 촬영으로 얻은 전자현미경 사진 중의 1장을 대표예로서 나타낸다.

도 8은 넓은 범위에 걸쳐 얻은 실리카 입자(22)의 배열 패턴의 동일성을 확인하기 위해 얻은 전자현미경 사진의 대표예이다.

이 도 8의 전자현미경 사진에는, 실리카 입자(22)가 흐트러지지 않고 조밀하게 배열되어 있는 모습이 찍혀 있다. 다른 전자현미경 사진에 대해서는, 여기서는 제시를 할애하지만, 어느쪽의 전자현미경 사진에도, 실리카 입자(22)의 조밀한 배열 패턴이 확인되고 있는 점에서, 도 7의 기판 제거 과정(단계 S114)으로 얻어진 실리카 입자(22)의 배열 패턴은 자기 디스크 상당의 넓은 범위에 걸쳐 동일성을 갖고 있는 것으로 생각된다.

이러한 배열 패턴을 얻을 수 있으면, 다음으로, 그 배열 패턴에 밀착하는 실리콘의 막(28)을 스퍼터법을 이용하여 형성하는 실리콘막 형성 과정(단계 S115)이 실행되고, 그 형성된 실리콘의 막(28)에 이 실리콘의 막(28)을 지지하는 제2 블록체(29)를 접착제(26)로 접착하는 실리콘막 지지 블록체 접착 과정(단계 S116)이 실행된다.

계속해서, 상기한 제1 블록체(25)와 상기한 제2 블록체(29)에 상호 박리하는 방향의 힘을 가하는 박리 과정(단계 S117)이 실행된다. 이 박리 과정(단계 S117)에서는, 상기한 제1 블록체(25)로부터 제2 블록체(29)에 이르는 적층물이, 복수층에 적층되어 있는 가장 취약한 실리카 입자(22)의 층에서 분리되는 것이 된다. 그 결과, 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 블록체(29)에 접착된 실리콘의 막(28)에 입자층의 일부가 부착된 상태의 적층물을 얻을 수 있다.

그리고, 이 박리 과정(단계 S117)에서 얻어진 제2 블록체(29) 측의 적층물을 희불산 등의 용제에 침수되어, 실리콘의 막(28)에 부착된 실리카 입자(22)를 제거하는 입자 제거 과정(단계 Sl18)이 실행된다. 이 입자 제거 과정(단계 S118)은 본 발명에서 말하는 입자 제거 과정의 일례에 상당한다. 또한, 이 도 7에서는, 이 입자 제거 과정(단계 S118) 직후의 상태가, 상기한 제2 블록체(29)와 접착제(26)가 생략되어 도시되어 있다.

여기서, 상기한 폴리스티렌 입자와 유리 기판을 사용한 다른 예에 대해 설명한다. 이 다른 예에서는, 본 실시형태와 동일하게, 폴리스티렌 입자의 층의 위에 실리콘의 막이 형성되고, 그 후에, 제2 블록(29)과 동등한 블록의 접착과 전술한 박리가 행해지고, 실리콘의 막에 폴리스티렌 입자가 부착된 것을 얻을 수 있다. 그리고, 이 다른 예에서는, 이 폴리스티렌 입자의 제거가 본 실시형태와는 달리, 전술한 플라즈마 애셔를 사용하여 폴리스티렌 입자를 소각하는 것으로 행해진다.

본 실시형태로 되돌아가 설명을 계속한다.

이 입자 제거 과정(단계 S118)에서는, 실리콘의 막(28)의, 제2 블록체(29)와는 반대측의 면이 노출되지만, 이 면은 전술한 기판 제거 과정(단계 S114)에서 얻 어지는 실리카 입자(22)의 동일한 배열 패턴이 자기 디스크 상당의 넓은 범위에 걸쳐 요철을 반전하여 전사한 면이 된다.

여기서, 본 발명의 발명자는 자기 디스크 상당의 넓은 범위에 걸쳐 얻어진 실리콘의 막(28)의 요철 패턴의 동일성에 대해, 그 범위 중에서 무작위로 선택한 20개소의 관측 영역을 전자현미경으로 촬영함으로써 확인하고 있다. 이하에, 이 촬영으로 얻은 전자현미경 사진 중의 1장을 대표예로서 나타낸다.

도 9는 실리콘의 막(28)의 요철 패턴의 동일성을 확인하기 위해 얻은 전자현미경 사진의 대표예이다.

이 도 9의 전자현미경 사진에는, 실리콘의 막(28)의 면에, 도 8의 전자현미경 사진에 찍혀 있는 것과 같은 실리카 입자(22)의 조밀한 배열 패턴을 요철을 반전하여 전사한 조밀한 요철 패턴이 나타나고 있는 모습이 전사되어 있다. 여기서도, 다른 전자현미경 사진에 대해서는 제시를 할애하고 있지만, 어느 쪽의 전자현미경 사진에도 이러한 조밀한 요철 패턴이 확인되고 있는 점에서, 도 7의 입자 제거 과정(단계 S118)에서 얻어진 실리콘의 막(28)의 면에서의 조밀한 요철 패턴은 자기 디스크 상당의 넓은 범위에 걸쳐 동일성을 갖고 있는 것으로 생각된다.

여기서, 본 실시형태에서는, 이 실리콘의 막(28)은 후술하는 바와 같이 스탬퍼를 작성하기 위한 주형으로서 사용되는 것으로, 이하, 이 입자 제거 과정(단계 S118)을 거친 실리콘의 막(28)을 스탬퍼형(30)이라고 부른다.

이상으로 설명한 실리콘막 형성 과정(단계 S115)으로부터 입자 제거 과정(단계 S118)에 이르는 일련의 처리가, 본 발명에서 말하는 형 작성 과정의 일례에 상 당하고, 상기한 스탬퍼형(30)이 본 발명에서 말하는 형의 일례에 상당하며, 이 스탬퍼형(30)이 갖는 요철 구조가, 본 발명에서 말하는 나노 구조의 일례에 상당한다. 또한, 상기한 입자층 형성 과정(단계 S111)으로부터 입자 제거 과정(단계 S118)에 이르는 일련의 처리도, 본 발명 중의 나노 구조 작성 방법의 일 실시형태라고 생각되어진다.

이러한 스탬퍼형(30)이 얻어지면, 전해 도금법에 의해 소정의 금속을 주형에 블록형으로 될 때까지 부착시켜 그 후에 주형을 박리한다고 하는 소위 전주(electroforming) 처리를, 그 스탬퍼형(30)을 주형으로서 행함으로써 스탬퍼(31)를 얻고, 도 5에는 하나의 블록으로 도시한 스탬퍼 취득 공정(단계 S150)이 실행된다. 또한, 이 스탬퍼 취득 공정(단계 S150)은 상기한 스탬퍼형(30)을 사용하여 복수회 반복으로 행할 수 있고, 소모품으로서 취급되는 스탬퍼(31)를 양산할 수 있다. 여기서, 이 스탬퍼(31)가 갖는 요철 구조도, 본 발명에서 말하는 나노 구조의 일례에 상당한다. 또한, 상기한 입자층 형성 과정(단계 S111)으로부터 스탬퍼 취득 공정(단계 S150)에 이르는 일련의 처리도, 본 발명 중의 나노 구조 작성 방법의 일 실시형태라고 생각되어진다.

이상, 도 6에서 도 7을 참조하여 설명한 일련의 처리가, 도 4에 하나의 블록으로 도시하는 스탬퍼 준비 과정(단계 S100)에 상당한다.

다음으로, 이 도 4에 하나의 블록으로 도시하는 제조 공정(단계 S200)의 상세에 대해 설명한다.

도 10은 도 4의 제조 공정(단계 S200)의 상세를 도시한 도면이다.

이 제조 공정(단계 S200)에서는, 우선, 자기 디스크(11)의 베이스가 되는 디스크형의 알루미늄판(11b)의 표면에, 상기한 스탬퍼 준비 과정(단계 S100)으로 준비된 스탬퍼(31)를 고압력으로 압박하는 것으로 그 면에, 나노 사이즈의 배열 패턴으로 복수의 오목부를 형성하는 프레스 과정(단계 S201)이 실행된다.

계속해서, 이 프레스 과정(단계 S201)으로 형성된 복수의 오목부 각각을, 양극 산화법을 이용하여 성장시키는 것으로 직경 10nm ∼100 ㎚의 구멍(11c)에 정형하는 정형 과정(단계 S202)이 실행된다.

여기서, 상기한 프레스 과정(단계 S201)과 정형 과정(단계 S202)을 합한 과정은 본 발명에서 말하는 구멍 형성 과정의 일례에 상당한다.

또한, 이 정형 과정(단계 S202)에서 얻어진 복수의 구멍(11c)에, 자성 금속을 충전하는 충전 과정(단계 S203)이 실행된다. 이 충전 과정(단계 S203)은 본 발명에서 말하는 충전 과정의 일례에 상당한다. 이 충전 과정(단계 S203)에서는, 우선, 알루미늄판(11b)에서의 복수의 구멍(11c)이 뚫어진 면이 자성 금속으로 도금된다. 그 후에, 구멍(11c)의 속 이외의 부분의 여분의 자성 금속이 랩·폴리싱법에 의해 제거됨으로써, 각 구멍(11c)에 자성 금속이 충전된, 도 1에도 도시한 1 비트 영역(11a)이 형성된다. 그리고, 마지막으로, 여기서는 도시를 생략한 여러 가지 후처리가 실시되어 자기 디스크(11)가 완성된다.

이들 일련의 처리가 스탬퍼(31)를 사용하여 반복됨으로써 자기 디스크(11)가 양산된다. 또한, 스탬퍼(31)는 자기 디스크(11)를 제조할 때마다 열화하는 소모품이지만, 전술한 바와 같이, 이 스탬퍼(31) 자체도, 상기한 스탬퍼형(30)(도 7 참 조)을 사용하여 양산할 수 있으므로, 자기 디스크(11)의 대량 생산이 가능해진다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 자기 디스크 제조 방법에 따르면, 우선, 실리카 입자(22)의 조밀하면서 동일한 배열 패턴을 자기 디스크(11) 상당의 넓은 범위에 걸쳐 얻을 수 있다. 이에 따라, 그와 같은 넓은 범위에 걸치는 실리카 입자(22)의 배열을 전사한 스탬퍼형(30)의 작성이 가능해지고, 또한, 그 스탬퍼형(30)을 사용한 스탬퍼(31), 나아가서는 그 스탬퍼(31)를 사용한 자기 디스크(11)의 양산이 가능해진다.

또한, 여기까지, 본 발명의 일 실시형태로서 나노 사이즈의 입자에 의한 나노 구조의 작성으로부터 자기 디스크의 제조에 이르는 자기 디스크 제조 방법에 대해 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 실시형태는 나노 사이즈의 입자를 사용하여 작성한 나노 구조를 그대로 보존할 수 있도록 고정해 두는 등의 것이더라도 좋다. 이하, 이 나노 구조를 보존하는 타입의 실시형태에 대해 설명한다. 여기서, 이 타입의 실시형태에도 나노 사이즈의 입자로서 상기한 실리카 입자(22)가 사용되는 것으로 한다.

이 타입의 실시형태에서는, 도 7에 도시하는 입자층 형성 과정(단계 S111)으로부터 기판 제거 과정(단계 S114)에 이르는 일련의 처리와 동등한 처리 후, 그 처리에 의해 작성된 실리카 입자(22)의 배열 패턴, 즉 나노 구조를 고정하는 배열 고정 과정이 실행된다.

도 11은 배열 고정 과정을 도시한 도면이다.

우선, 이 도 11에는, 도 7의 기판 제거 과정(단계 S114)까지의 처리에 의해 얻어진, 실리카 입자(22)의 층과 유지체(27)로 이루어지는 적층물을 나타내고 있다.

이 도 11에 도시하는 배열 고정 과정(단계 S301)에서는, 실리카 입자(22)의 층에 대해, 그 층의 노출하고 있는 면에 있어서의 배열 패턴이 이면에 떠오를 정도로 얇은 실리콘제의 금속막(32)이 증착법에 의해 형성된다. 이 배열 고정 과정(단계 S301)은 본 발명에서 말하는 배열 고정 과정의 일례에 상당한다. 이 배열 고정 과정(단계 S301)에서 형성된 얇은 금속막(32)에 의해, 실리카 입자(22)의 취약한 배열 패턴이 고정된다. 이에 따라, 그와 같은 배열 패턴 자체를 보존해 두고, 그 고정된 배열을 전술한 전주 등의 공지의 수법으로 전사하는 것으로 나노 구조를 양산하는 등의 연용이 가능해진다.

또한, 상기에서는, 본 발명에서 말하는 입자층 형성 과정의 일례로서, 이류 집적법을 이용하여 나노 입자를 배열하는 입자층 형성 과정(단계 S111)을 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 입자층 형성 과정은 예컨대, 자기 조직화 현상을 이용한 이류 집적법 이외의 배열 방법을 이용하여 나노 입자를 배열하는 것 등이라도 좋다.

또한, 상기에서는, 본 발명에서 말하는 입자층 형성 과정의 일례로서, 이류 집적법에 있어서 기판 상에 나노 입자를 복수층 깔아 채워 인상하는 속도로 기판을 인상하는 입자층 형성 과정(단계 S111)을 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 입자층 형성 과정은, 예컨대, 이류 집적법에 있어서 기판 상에 나노 입자를 1층 깔아 채워 인상하는 속도로 기판을 인상하는 것 등이라도 좋다.

또한, 상기에서는, 본 발명에서 말하는 입자의 일례 중 수지제의 입자로서, 폴리스티렌의 입자를 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 이 수지제의 입자는, 폴리스티렌 이외의 수지로 성형된 것 등이라도 좋다.

또한, 상기에서는, 본 발명의 나노 구조 작성 방법의 적용예로서, 스탬퍼를 준비한 후에, 그 스탬퍼를 사용하여 자기 디스크를 제조하는 자기 디스크 제조 방법을 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 나노 구조 작성 방법은, 예컨대, 자기 디스크 이외의 패턴드 미디어의 제조에 적용하더라도 좋고, 혹은, 휴대 전화기용의 디스플레이 등에 사용되는 나노 사이즈의 조밀한 요철 구조에 의한 무반사 기능을 갖는 도광판의 제조에 적용하더라도 좋고, 나노 사이즈의 조밀한 홀을 갖는 고성능 필터의 제조에 적용하더라도 좋다.

이하, 본 발명의 각종 형태에 대해 부기한다.

(부기 1)

나노 스케일의 평탄한 기판 상에, 상기 기판의 재질과는 상이한 재질의 나노 사이즈의 입자를 1층 이상 깔아 채워 입자층을 형성하는 입자층 형성 과정과,

상기 입자층 위에, 상기 입자층을 구성하는 입자에 밀착하여 상기 입자층을 유지하는 유지체를 형성하는 유지체 형성 과정과,

상기 기판을, 상기 입자층에 대해 불가침의 수법으로 제거하는 기판 제거 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.

(부기 2)

상기 입자층 형성 과정이 상기 입자의 현탁액에 상기 기판을 침지하고, 상기 현탁액으로부터 상기 기판을 인상하는 것으로 상기 입자층을 형성하는 과정인 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 3)

상기 기판은 수지제의 기판이며, 상기 입자는 실리카제의 입자로서,

상기 기판 제거 과정은, 상기 기판을 소각하는 것으로 제거하는 과정인 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 4)

상기 기판 제거 과정은, 상기 기판을 유기 용제로 용해시킴으로써 제거하는 과정인 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 5)

상기 기판은 유리제의 기판이며, 상기 입자는 수지제의 입자로서,

상기 기판 제거 과정은, 상기 기판을 희불산으로 용해시킴으로써 제거하는 과정인 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 6)

상기 유지체 형성 과정은 상기 입자층 상에 금속층을 형성하고, 그 금속층에 블록체를 접착하는 과정인 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 7)

상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층의 그 노출된 면에 대해 금속층을 형성하고, 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하는 배열 고정 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 8)

상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층에 대해, 상기 입자층의 그 노출된 면에 있어서의 입자 배열이 이면에 떠오를 정도로 얇은 금속층을 형성하고, 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하는 배열 고정 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 9)

상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출한 상기 입자층의 면에 있어서의 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 10)

상기 입자층 형성 과정은 상기 입자를 복수층 깔아 채워 입자층을 형성하는 과정이고,

상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층의 그 노출된 면에 대해 금속층을 형성하여 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하고, 그 금속층에 제2 블록체를 접착하여, 상기 제1 블록체 및 상기 제2 블록체에 힘을 가함으로써 상기 제1 블록체의 측과 상기 제2 블록체의 측을 상기 입자층의 부분에서 상호 박리하고, 상기 입자층을 구성하고 있었던 입자 중, 박리한 상기 제2 블록체의 측에 붙어 온 입자를, 상기 제2 블록체의 측에서의 금속층에 대해 불가침의 수법으로 제거함으로써, 상기 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 나노 구조 작성 방법.

(부기 11)

상기 기판을 상기 입자층에 대해 불가침의 수법으로 제거하는 기판 제거 과정과,

상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층의 면에 있어서의 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 과정과,

상기 구멍 형성 과정에서 형성된 복수의 구멍 각각에 자성 금속을 충전하는 충전 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 제조 방법.

(부기 12)

미소 입자의 현탁액에 기판을 침지하는 공정과,

상기 기판을 상기 현탁액으로부터 인상하는 공정과,

상기 현탁액으로부터 인상된 상기 기판 상에 형성된 상기 미소 입자로 이루어지는 입자층 위에 제1 층을 형성하는 공정과,

상기 기판으로부터 상기 입자층을 상기 제1 층과 함께 분리하는 공정과,

상기 입자층의 상기 기판에 접하고 있었던 면에 제2 층을 형성하는 공정과,

상기 제2 층으로부터 상기 입자층 및 상기 제1 층을 분리하는 공정과,

상기 제2 층을 형으로서 스탬퍼를 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 형성 방법.

(부기 13)

미소 입자의 현탁액에 기판을 침지하는 공정과,

상기 기판을 상기 현탁액으로부터 인상하는 공정과,

상기 현탁액으로부터 인상된 상기 기판 상에 형성된 상기 미소 입자로 이루어지는 입자층 위에, 제1 층을 형성하는 공정과,

상기 기판으로부터, 상기 입자층을 분리하는 공정과,

상기 입자층의 상기 기판에 접하고 있었던 면에, 제2 층을 형성하는 공정과,

상기 제2 층으로부터, 상기 입자층을 분리하는 공정과,

상기 제2 층을 형으로서, 스탬퍼를 형성하는 공정과,

상기 스탬퍼를 기재에 압박하여, 패턴이 형성된 기체를 생성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기체 생성 방법.

도 1은 HDD에 내장되는 자기 디스크와 자기 헤드를 도시하는 모식도.

도 2는 이류 집적법에 따른 나노 입자의 배열 방법의 대표예를 도시하는 모식도.

도 3은 이류 집적법에 따른 배열 방법의 문제점을 도시하는 모식도.

도 4는 본 발명의 일 실시형태인 자기 디스크 제조 방법을 도시하는 흐름도.

도 5는 도 4에 도시하는 스탬퍼 준비 공정(단계 S100)을 도시하는 흐름도.

도 6은 도 5에 도시하는 스탬퍼형 준비 공정(단계 S110)에 있어서 실행되는 입자층 형성 과정을 도시하는 모식도.

도 7은 도 6에 도시하는 입자층 형성 과정(단계 S111)에서 수지 기판(21) 상에 실리카 입자의 층이 형성되고 나서, 스탬퍼가 취득되기까지의 처리의 흐름을 도시한 도면.

도 8은 넓은 범위에 걸쳐 얻은 실리카 입자(22)의 배열 패턴의 동일성을 확인하기 위해 얻은 전자현미경 사진의 대표예.

도 9는 실리콘의 막(28)의 요철 패턴의 동일성을 확인하기 위해 얻은 전자현미경 사진의 대표예.

도 10은 도 4의 제조 공정(단계 S200)의 상세를 도시한 도면.

도 11은 배열 고정 과정을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 자기 디스크 11a: 1 비트 영역

12: 아암 13: 기판

14: 나노 입자 15, 23: 현탁액

21: 수지 기판 22: 실리카 입자

24: 지지막 25: 제1 블록체

26: 접착제 27: 입자층 지지 블록

28: 실리콘의 막 29: 제2 블록체

30: 스탬퍼형 31: 스탬퍼

Claims

나노 스케일의 평탄한 기판 상에, 상기 기판의 재질과는 상이한 재질의 나노 사이즈의 입자를 1층 이상 깔아 채워 입자층을 형성하는 입자층 형성 단계와,

상기 입자층 위에, 상기 입자층을 구성하는 입자에 밀착하여 상기 입자층을 유지하는 유지체를 형성하는 유지체 형성 단계와,

상기 기판을, 상기 입자층에 대해 불가침(不可侵)의 수법으로 제거하는 기판 제거 단계

를 갖는 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
제1항에 있어서, 상기 입자층 형성 단계는 상기 입자의 현탁액에 상기 기판을 침지하고, 상기 현탁액으로부터 상기 기판을 인상하는 것으로 상기 입자층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판은 수지제의 기판이고, 상기 입자는 실리카제의 입자로서,

상기 기판 제거 단계는 상기 기판을 소각함으로써 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판은 수지제의 기판이고, 상기 입자는 실리카제의 입자로서,

상기 기판 제거 단계는 상기 기판을 유기 용제로 용해시킴으로써 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판은 유리제의 기판이고, 상기 입자는 수지제의 입자로서,

상기 기판 제거 단계는 상기 기판을 희불산으로 용해시킴으로써 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판 제거 단계에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층의 그 노출된 면에 대해 금속층을 형성하고, 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하는 배열 고정 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판 제거 단계에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층에 대해, 상기 입자층의 그 노출된 면에 있어서의 입자 배열이 이면에 떠오를 정도로 얇은 금속층을 형성하고, 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하는 배열 고정 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판 제거 단계에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층의 면에 있어서의 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 단계를 갖는 것 을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
제1항에 있어서, 상기 입자층 형성 단계는 상기 입자를 복수층 깔아 채워 입자층을 형성하는 단계이고,

상기 유지체 형성 단계는 상기 입자층 상에 금속층을 형성하여, 그 금속층에 제1 블록체를 접착하는 단계이며,

상기 기판 제거 단계에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층의 그 노출된 면에 대해 금속층을 형성하여 그 면에 있어서의 입자 배열을 고정하고, 그 금속층에 제2 블록체를 접착하며, 상기 제1 블록체 및 상기 제2 블록체에 힘을 가함으로써 상기 제1 블록체의 측과 상기 제2 블록체의 측을 상기 입자층의 부분에서 상호 박리하고, 상기 입자층을 구성하고 있었던 입자 중, 박리한 상기 제2 블록체의 측에 붙어온 입자를, 상기 제2 블록체의 측에서의 금속층에 대해 불가침의 수법으로 제거하는 것으로, 상기 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 나노 구조 작성 방법.
나노 스케일의 평탄한 기판 상에, 상기 기판의 재질과는 상이한 재질의 나노 사이즈의 입자를 1층 이상 깔아 채워 입자층을 형성하는 입자층 형성 단계와,

상기 입자층 위에, 상기 입자층을 구성하는 입자에 밀착하여 상기 입자층을 유지하는 유지체를 형성하는 유지체 형성 단계와,

상기 기판을, 상기 입자층에 대해 불가침의 수법으로 제거하는 기판 제거 단 계와,

상기 기판 제거 과정에서 기판이 제거되어 노출된 상기 입자층의 면에 있어서의 입자 배열을 전사한 형을 작성하는 형 작성 단계와,

상기 형 작성 단계에서 작성된 형을 이용하여 비자성 재료로 이루어지는 디스크 상에, 상기 입자 배열과 동일한 배열을 갖는 복수의 구멍을 형성하는 구멍 형성 단계와,

상기 구멍 형성 단계에서 형성된 복수의 구멍 각각에 자성 금속을 충전하는 충전 단계

를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 제조 방법.