圖案形成方法和磁記錄介質的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請
[0002] 本申請要求以日本專利申請2014-92072號（申請日：2014年4月25日）為基礎 申請的優先權。本申請通過參照該基礎申請而包含基礎申請的所有內容。
技術領域
[0003] 本發明的實施方式涉及圖案形成方法和磁記錄介質的制造方法。
【背景技術】
[0004] 以數nm~數百nm的周期規則排列的微細結構，能夠應用于催化劑、防反射膜、電 路、磁記錄介質等各種技術。要制作那樣的結構的話，可以舉出利用電子束和/或紫外光的 繪圖裝置在抗蝕劑上繪制圖案的方法、利用二嵌段共聚物和/或微粒的自組織化現象的方 法等。
[0005] 特別是如果將微粒用于圖案形成，則有與使用二嵌段共聚物和/或抗蝕劑不同的 優點。由無機物形成的微粒，具有與有機物不同的蝕刻耐性，因此通過適當選擇形成微粒的 材料，能夠使在接下來的過程中的蝕刻選擇比、生長選擇比成為優選的值。
[0006] 但是，在現有技術中，難以使由所希望的材料形成的微粒具有一定間隔地單層排 列于基板上。為了微粒的規則排列，需要在微粒中混合高粘度的粘度調整劑。但是，例如Fe 微粒的情況下，在混合了粘度調整劑的時刻粒子凝聚，涂布本身變得困難。另外，能夠在Au 粒子的周圍以聚苯乙烯類為保護基進行取代，但在這樣的方法中存在難以通過旋涂而使其 最密排列的問題。

【發明內容】

[0007] 本發明的實施方式，提供一種能夠形成面內均勻性良好的周期性圖案的圖案形成 方法和磁記錄介質的制造方法。
[0008] 根據實施方式，能夠提供一種圖案形成方法，該方法包括：
[0009] 在基板上，向具有表面極性與該基板相近的第1保護基、且至少在表面具有選自 鋁、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、釔、鋯、錫、鑰、鉭、鎢、金、銀、鈀、銅、鉬、及其氧化物中的材 料的微粒添加第2保護基和第2溶劑，調制第2分散液的工序；
[0010] 在該第2分散液中用該第2保護基修飾具有該第1保護基的微粒，形成具有該第 1保護基和第2保護基的微粒的工序；
[0011] 向包含具有該第1保護基和第2保護基的微粒的分散液添加粘度調整劑，調制該 微粒涂布液的工序；
[0012] 涂布該微粒涂布液，在上述基板上形成微粒層的工序。
【附圖說明】
[0013] 圖1是表示采用實施方式涉及的方法能夠制成的周期性圖案的例子的圖。
[0014] 圖2是表示采用實施方式涉及的方法能夠做成的周期性圖案的例子的圖。
[0015] 圖3是將能夠應用實施方式涉及的磁記錄介質的磁記錄再生裝置的一例部分拆 解的立體圖。
[0016] 圖4是表示第1實施方式中所使用的周期性圖案的形成方法的一例的流程圖。
[0017] 圖5(a)~（d)是表示形成第1實施方式涉及的磁記錄介質的工序的概略性的截 面圖。
[0018] 圖6是表示第1實施方式中所使用的周期性圖案的形成方法的另一例的流程圖。
[0019] 圖7(a)~（d)是表示第1實施方式涉及的磁記錄介質的制造工序的變形例的概 略性的截面圖。
[0020] 圖8(a)~（e)是表示形成第2實施方式涉及的磁記錄介質的工序的概略性的截 面圖。
[0021] 圖9(a)~（e)是表示形成第2實施方式涉及的磁記錄介質的工序的另一例的概 略性的截面圖。
【具體實施方式】
[0022] 以下對實施方式進行說明。
[0023] 根據第1實施方式，能夠提供一種磁記錄介質的制造方法，該制造方法的特征在 于，具備：
[0024] 在基板上，向具有表面極性與基板相近的第1保護基、且至少在表面具有選自鋁、 鈦、銀、鉻、猛、鐵、鈷、鎳、鋅、趙、錯、錫、鑰、鉭、和鶴、金、銀、把、銅、鉬、及其氧化物中的材料 的微粒添加第2保護基和第2溶劑，調制第2分散液的工序；
[0025] 在該第2分散液中用該第2保護基修飾具有該第1保護基的微粒，形成具有該第 1保護基和第2保護基的微粒的工序；
[0026] 向包含具有該第1保護基和第2保護基的微粒的分散液添加粘度調整劑，調制微 粒涂布液的工序；
[0027] 涂布微粒涂布液，在基板上形成單層的微粒層，形成由微粒構成的周期性圖案的 工序；以及
[0028] 在周期性圖案上形成磁記錄層的工序。
[0029] 根據第1實施方式，能夠得到在單層的微粒層中各微粒不凝聚地排列的周期性圖 案，所述單層的微粒層，是在微粒的周圍設置與基板相容性良好的第1保護基，而且向具有 第1保護基的微粒追加第2保護基，并使其分散于混合有所希望的粘度的粘度調整劑的溶 劑中，進行涂布而能夠使微粒排列的層。由此，能夠得到粒子的尺寸分布低的圖案化介質。 而且，后來添加的第2保護基，能夠以除了微粒表面以外還分散于分散液中的狀態存在，因 此所添加的第2保護基被填充到基板表面、微粒間，微粒間的分子間作用力均勻地發揮作 用，能夠提高排列性。
[0030] 在此，基板是微粒涂布液所應用的層，根據需要，能夠為單層或多層。
[0031] 根據第1實施方式，能夠提供一種圖案形成方法，該方法包括：
[0032] 在基板上，向具有表面極性與基板相近的第1保護基、且至少在表面具有選自鋁、 鈦、銀、鉻、猛、鐵、鈷、鎳、鋅、趙、錯、錫、鑰、鉭、鶴、金、銀、把、銅、鉬、及其氧化物中的材料的 微粒添加第2保護基和第2溶劑而調制分散液，并在該分散液中用該第2保護基修飾具有 該第1保護基的微粒，形成具有該第1保護基和第2保護基的微粒的工序；
[0033] 向包含具有該第1保護基和第2保護基的微粒的分散液添加粘度調整劑，調制微 粒涂布液的工序；以及
[0034] 涂布微粒涂布液，在基板上形成微粒層的工序。
[0035] 第2實施方式涉及的磁記錄介質的制造方法，其特征在于，具備：
[0036] 向具有表面極性與包含磁記錄層的基板相近的第1保護基、且至少在表面具有選 自鋁、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、釔、鋯、錫、鑰、鉭、鎢、金、銀、鈀、銅、鉬、及其氧化物中的 材料的微粒添加第2保護基和第2溶劑，調制第2分散液的工序；
[0037] 在第2分散液中用第2保護基修飾具有第1保護基的微粒，形成具有第1保護基 和第2保護基的微粒的工序；
[0038] 向包含具有第1保護基和第2保護基的微粒的分散液添加粘度調整劑，調制微粒 涂布液的工序；
[0039] 在上述基板上涂布微粒涂布液，形成單層的微粒層的工序；
[0040] 將由微粒層構成的周期性圖案向上述磁記錄層轉印的工序。
[0041] 根據第2實施方式，能夠得到在單層的微粒層中各微粒不凝聚地排列的周期性圖 案。由此，能夠得到磁性體粒子的尺寸分布低的圖案化介質。
[0042] 在此，所謂周期性圖案，指具有一定的規則性的圖案排列。圖案可以是凹凸的，可 以是化學組成不同的材料，也可以是其兩者。例如Fe微粒以埋入到聚甲基丙烯酸甲酯的基 質中的狀態排列的情況下，雖沒有凹凸但成為化學組成不同的材料的排列。另外，通過RIE 工藝除去了聚甲基丙烯酸甲酯的基質的情況下，僅殘存Fe微粒并成為凹凸圖案。所謂一定 的規則性，意味著利用凹凸和/或化學組成不同的材料，且其一方進行排列。排列可以是六 方最密排列，也可以是正方排列。排列表示包含至少大于或等于100個的圖案。將規則排 列的區域稱為域（domain)，實施方式中的微粒排列體，能夠具有多個域。在域和域的邊界排 列被打亂。
[0043] 另外，所謂磁性體粒子，表示在磁記錄層中，磁性體作為單一粒子引起磁化反轉的 區域。可以舉出例如具有規則結構的磁性體粒子。所謂規則結構，可以是單晶，可以是如L1。 結構那樣的交替疊層膜，也可以是保持了相同的面取向的人造晶格那樣的結構。另外，顆粒 介質之類的磁性體顆粒埋入到非磁性基質那樣的結構的情況下，基質內的磁性體部分是在 本申請中所說的磁性體粒子。磁性體粒子的粒子尺寸分布，與記錄再生時的抖動噪聲直接 關聯。粒子尺寸分布少的介質是理想的。在本申請中，由于利用微粒的周期性圖案將磁記 錄層分隔，因此微粒的粒子尺寸分布與磁性體顆粒的粒子尺寸分布大致等同。
[0044] 另外，基板是微粒涂布液所應用的層，根據需要，能夠成為單層或多層。
[0045] 根據實施方式，能夠在微粒的周圍設置與基板相容性良好的第1保護基，進而向 具有第1保護基的微粒追加第2保護基，并使其分散于混合有所希望的粘度的粘度調整劑 的溶劑中，進行涂布而使微粒排列。此時，通過調整溶劑和保護基、粘度調整劑的溶解性，使 得粘度調整劑和保護基很好地混合，由此雖然根據涂布條件不是最密的，但能夠規則地排 列微粒。而且，后來添加的第2保護基，能夠以除了微粒表面以外還分散于分散液中的狀態 存在，因此所添加的第2保護基被填充到基板表面、微粒間，微粒間的分子間作用力均勻地 發揮作用，能夠提高排列性。
[0046] 另外，關于微粒的應用，在具有以圖案化介質為首的納米結構的器件中，能夠使微 粒以高密度向基板上最密填充并且進行排列。或者，作為形成納米結構的模板來考慮。在 使微粒向基板上單層排列時成為問題的是微粒和基板的涂布性和密著性。如果密著性過強 則微粒單獨地吸附于基板上，不進行排列。但是，如果密著性弱，則微粒不殘留于基板之上。 根據實施方式，在微粒的周圍使表面極性與基板相近的第1保護基化合，能夠進行單層涂 布。而且，通過在微粒分散液之中混合粘度高的粘度調整劑，能夠使微粒規則排列。采用該 方法排列的直徑小于或等于IOnm的粒子，能夠作為磁記錄介質的模板使用。
[0047] 如果采用第3實施方式涉及的圖案形成方法，則能夠得到各微粒不凝聚地排列的 周期性圖案。所添加的第2保護基，被填充到基板表面、微粒間，微粒間的分子間作用力均 勻地發揮作用，能夠提高排列性。
[0048] 在此，基板是向其表面涂布微粒涂布液的基板，包含：最終與微粒一同形成周期性 圖案的層、被加工成周期性圖案的層、或最終被加工成周期性圖案的層與從該層除去的層 的疊層等。
[0049]〈微粒〉
[0050] 在實施方式中所使用的微粒是指粒徑為Inm~1 μ m左右的微粒。在使用于磁記 錄介質中的情況下，粒徑，包括保護基在內能夠設為小于或等于20nm。形狀大多為球形，但 也可以呈現四面體、長方體、八面體、三棱柱、六棱柱、或圓筒形等的形狀。在考慮到規則地 排列的情況下，能夠提高形狀的對稱性。上述微粒，為了提高涂布時的排列性，優選粒徑分 散小。例如用于HDD介質的情況下，粒徑分散優選為小于或等于20%，進一步優選為小于或 等于15%。如果粒徑分散小，則能夠降低HDD介質的振動噪聲。如果分散超過20%，則與 通過濺射制作的以往的介質相比，沒有粒徑分散的優點。
[0051] 微粒的材料，優選為金屬或無機物、或者它們的化合物。具體而言，可以舉出A1、 Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Y、Zr、Sn、Mo、Ta、W、Au、Ag、Pd、Cu、Pt 等。另外，也能夠使用它 們的氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硫化物等。粒子可以是結晶性的，也可以是非晶。例 如可以是如由FeO x(x = 1~1. 5)覆蓋在Fe的周圍的結構那樣的芯殼型的粒子。在芯殼 型的情況下，可以是SiO2覆蓋Fe3O 4的周圍那樣的、組成不同的材料。此外，也可以如Co/Fe 那樣的金屬芯殼型的表面被氧化而成為如Co/Fe/FeOx那樣的大于或等于3層的結構。如 果主成分是上述舉出的物質，則也可以是例如如Fe 50Pt5。那樣的、與Pt、Ag等貴金屬的化合 物。但是，貴金屬的比率超過50%的情況下，由于保護基的結合變得難以進行，因此不適當。
[0052] 由于微粒的排列在溶液系中進行，因此微