(57)【要約】【課題】  秩序立った核形成層を有する垂直型磁気記録ディスクおよび垂直型磁気記録ディスクの製造方法を提供する。【解決手段】  基板と、基板上の下層と、下層の上に設けられ、粒状強磁性Ｃｏ合金とＳｉ、Ｔａ、Ｔｉ、およびＮｂの１つ以上の１つ以上の酸化物との連続層を備える垂直型磁気記録層と、下層と記録層との間に設けられ、記録層のＣｏ合金からなるアレイを備えた核形成層とを備える。【選択図】図４
2011129241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の下層と、
前記下層上に設けられ、粒状強磁性Ｃｏ合金と、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、およびＮｂの１つ以上の酸化物と、を含む垂直型磁気記録層と、
前記下層と前記垂直型磁気記録層との間に設けられ、前記粒状強磁性Ｃｏ合金を選択的に成長させるための金属又は合金が配列した核形成部を備える核形成層と、
を備える垂直型磁気記録ディスク。
【請求項２】
前記核形成層は、平坦な表面を有する、
請求項１に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項３】
前記核形成層は、前記核形成部の前記配列した金属又は合金の間に位置する非核形成部をさらに備える、
請求項１に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項４】
前記非核形成部および前記核形成部の表面高さは、互いに１ｎｍ以内である、
請求項３に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項５】
前記非核形成部は、酸化物または窒化物で形成されている、
請求項３に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項６】
前記非核形成部は、Ｓｉの酸化物または窒化物で形成されている、
請求項５に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項７】
前記垂直型磁気記録層はＳｉ酸化物を含み、
前記核形成部は、Ｒｕを含有し、Ｓｉ酸化物により囲まれており、
前記垂直型磁気記録層に含まれる前記粒状強磁性Ｃｏ合金は、前記核形成層の前記核形成部と接触し、
前記垂直型磁気記録層に含まれる前記Ｓｉ酸化物は、前記核形成層の前記Ｓｉ酸化物と接触している、
請求項１に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項８】
前記核形成部は、Ｒｕを含有する、
請求項１に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項９】
前記核形成層は、前記核形成部の前記配列した金属又は合金の間に位置する非核形成部をさらに備え、
前記非核形成部はルテニウム酸化物を含有する、
請求項８に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１０】
前記核形成部は、分子ナノ構造である、
請求項１に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１１】
前記分子ナノ構造は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＰｂＳｅ、ＦｅＰｔ、ＦｅＯ、およびＳｉからなる群から選択されるナノ結晶である、
請求項１０に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１２】
前記分子ナノ構造は、フラーレン、多環式芳香族炭化水素、およびシアニンから選択される分子の分子超構造である、
請求項１０に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１３】
前記分子超構造はＣ６０分子である、
請求項１２に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１４】
前記下層は、透磁性材料の軟磁性下層であり、
前記核形成層は、前記軟磁性下層と前記垂直型磁気記録層との間の磁気交換結合を防止するための、前記軟磁性下層と前記垂直型磁気記録層との間の交換ブレーク層である、
請求項１に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１５】
前記軟磁性下層と前記核形成層との間のシード層をさらに備える、
請求項１４に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１６】
基板と、
前記基板上の下層と、
前記下層上に設けられ、粒状強磁性Ｃｏ合金と、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、およびＮｂの１つ以上の１つ以上の酸化物と、を含む垂直型磁気記録層と、
前記垂直型磁気記録層と接触する、前記下層と前記垂直型磁気記録層との間の核形成層と、
を備え、
前記核形成層は、前記粒状強磁性Ｃｏ合金を選択的に成長させるための金属又は合金が配列した核形成部と、前記核形成部の前記配列した金属又は合金の間に位置する非核形成部と、
を備える垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１７】
前記核形成層は、平坦な表面を有する、
請求項１６に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１８】
前記垂直型磁気記録層はＳｉ酸化物を含み、
前記核形成部は、Ｒｕを含有し、Ｓｉ酸化物により囲まれており、
前記垂直型磁気記録層に含まれる前記粒状強磁性Ｃｏ合金は、前記核形成層の前記核形成部と接触し、
前記垂直型磁気記録層に含まれる前記Ｓｉ酸化物は、前記核形成層の前記Ｓｉ酸化物と接触している、
請求項１６に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項１９】
前記垂直型磁気記録層と接触する、前記垂直型磁気記録層上の粒状強磁性Ｃｏ合金からなるキャッピング層をさらに備える、
請求項１８に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項２０】
前記核形成部は、４〜２５ｎｍの面内幅と、８〜５０ｎｍの面内中心間距離と、を有する、
請求項１６に記載の垂直型磁気記録ディスク。
【請求項２１】
粒状コバルト合金および粒間酸化物材料を含む記録層を有する垂直型磁気記録ディスクの製造方法であって、
基板上に設けられた下層上に非磁性の中間層を堆積させるステップと、
前記中間層上にナノインプリント用のレジスト層を堆積させるステップと、
ナノインプリントマスタ型を用いて前記レジスト層にナノインプリントを行って、前記中間層上にパターン化レジスト層を形成するステップであって、前記ナノインプリントマスタ型は周期的パターンを有する、ステップと、
前記パターン化レジスト層を通じて前記中間層の露出した部分をエッチングして、前記中間層において凹領域を形成するステップと、
前記中間層の前記凹領域を前記中間層の材料以外の材料で充填するステップと、
前記パターン化レジスト層を除去し、前記記録層の前記粒状コバルト合金を選択的に成長させるための核形成部のパターンを有する前記中間層を残すステップと、
前記中間層上に前記粒状コバルト合金および前記粒間酸化物材料をスパッタ堆積させるステップと、
を含む製造方法。
【請求項２２】
前記中間層は、ＲｕまたはＲｕ合金を含み、
前記中間層の材料以外の前記材料は、酸化物または窒化物を含む、
請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記ナノインプリントマスタ型の前記周期的パターンは、自己集合ブロックコポリマーの周期的パターンを表す請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２４】
粒状コバルト合金および粒間酸化物材料を含む記録層を有する垂直型磁気記録ディスクの製造方法であって、
基板上に設けられた下層上に非磁性の中間層を堆積させるステップと、
前記中間層上に前記中間層の材料以外の材料の薄膜を堆積させるステップと、
前記薄膜上にナノインプリント用のレジストの層を堆積させるステップと、
ナノインプリントマスタ型を用いて前記レジスト層にナノインプリントを行って、前記薄膜上にパターン化レジスト層を形成するステップであって、前記ナノインプリントマスタ型は周期的パターンを有する、ステップと、
前記パターン化レジスト層を通じて前記薄膜の露出した部分をエッチングして、下層の前記中間層を露出させるステップと、
前記パターン化レジスト層を除去し、前記薄膜の領域と、前記記録層の前記粒状コバルト合金を選択的に成長させるための核形成部のパターンを有する前記中間層の領域と、を残すステップと、
前記薄膜の領域と、前記中間層の領域との上に前記粒状コバルト合金および前記粒間酸化物材料をスパッタ堆積させるステップと、
を含む製造方法。
【請求項２５】
前記中間層は、ＲｕまたはＲｕ合金を含み、前記中間層の材料以外の前記材料は、酸化物または窒化物を含む、
請求項２４に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記ナノインプリントマスタ型の前記周期的パターンは、自己集合ブロックコポリマーの周期的パターンを表す、
請求項２４に記載の製造方法。
【請求項２７】
粒状コバルト合金および粒間酸化物材料を含む記録層を有する垂直型磁気記録ディスクの製造方法であって、
基板上に設けられた下層上に非磁性の中間層を堆積させるステップと、
前記中間層上にナノインプリント用のレジスト層を堆積させるステップと、
ナノインプリントマスタ型を用いて前記レジスト層にナノインプリントを行って、前記中間層上にパターン化レジスト層を形成するステップであって、前記ナノインプリントマスタ型は周期的パターンを有する、ステップと、
前記パターン化レジスト層上に前記中間層の材料以外の材料の薄膜を堆積させるステップと、
前記パターン化レジスト層を除去し、前記薄膜の領域と、前記記録層の前記粒状コバルト合金を選択的に成長させるための核形成部のパターンを有する前記中間層の領域と、を残すステップと、
前記薄膜の領域と、前記中間層の領域との上に前記粒状コバルト合金および前記粒間酸化物材料をスパッタ堆積させるステップと、
を含む製造方法。
【請求項２８】
前記中間層はＲｕまたはＲｕ合金を含み、
前記中間層の材料以外の前記材料は、酸化物または窒化物を含む、
請求項２７に記載の製造方法。
【請求項２９】
前記ナノインプリントマスタ型の前記周期的パターンは、自己集合ブロックコポリマーの周期的パターンを表す、
請求項２７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、磁気記録ハードディスクドライブにおいて用いるための垂直型磁気記録ディスクなどの垂直型磁気記録媒体に関し、より詳細には、制御された粒度を有する粒状コバルト合金記録層を有する連続的媒体タイプの垂直型磁気記録ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ビットが記録層において垂直または面外の配向で格納される垂直型磁気記録は、磁気記録ハードディスクドライブにおいて超高記録密度を得るための有望な道筋である。１つの一般的なタイプの垂直型磁気記録システムは、「二重層」媒体を用いる。単一書き込みポールタイプの記録ヘッドを有するこの種のシステムを図１に示す。二重層媒体は、「軟磁性」または比較的低保磁力の透磁性下層（ＳＵＬ）上に形成された垂直型磁気データ記録層（ＲＬ）を含む。ＳＵＬは、記録ヘッドの書き込みポールからリターンポールまでのフィールドのための磁束リターン経路として供される。図１において、ＲＬは、垂直に記録または磁化された領域として示され、隣接する領域は、矢印により表すように反対の磁化方向を有している。隣接する反対方向の磁化領域間の磁気転移は、読み取り要素またはヘッドにより記録ビットとして検出可能である。他の提案されているタイプの垂直型磁気記録システムは、サーマルまたは熱アシスト磁気記録（ＴＡＭＲまたはＨＡＭＲ）およびマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）などの書き込みアシスト方法を用い、ＳＵＬを有する媒体は必要としない。
【０００３】
図１のディスクは「連続的媒体」ディスクであり、かかるディスクにおいて、ＲＬは、書き込みヘッドが磁性材料上に書き込みすると、磁気的に記録されたデータビットを含む同心データトラックに形成される粒状コバルト合金磁性材料の連続層である。連続的媒体ディスクの変形には「離散トラック媒体」ディスクがあり、これは、ＲＬが連続的磁性材料で形成された同心データトラックにパターン化されるが、データトラックが同心非磁性ガードバンドにより互いに径方向に隔てられていることを意味する。本発明の対象となる連続的媒体ディスクは、データ密度を増加させるように提案されている「ビットパターン化媒体」（ＢＰＭ）ディスクとは区別されるべきものである。ＢＰＭディスクでは、ディスク上の磁化可能な材料が、各アイランドまたは「ビット」に単一の磁区が存在するように、隔離された小データアイランドにパターン化される。単一の磁区は、単一の粒子であってもよいし、単一の磁性量として協調して磁性状態を切り替えるいくつかの強く結合された粒子で構成してもよい。この点は、単一の「ビット」が磁壁により隔てられた多数の磁区を有し得る連続的媒体ディスクと対照的である。
【０００４】
図２は、従来技術の垂直型磁気記録連続的媒体ディスクの概略断面図であり、記録層ＲＬに対して作用する書き込みフィールドＨｗを示している。また、ディスクは、ハードディスク基板と、ＳＵＬを成長させるためのシードまたはオンセット層（ＯＬ）と、ＳＵＬとＲＬとの間の中間層（ＩＬ）と、保護オーバーコート（ＯＣ）とを含む。ＩＬは、ＳＵＬおよびＲＬの透磁性膜間の磁気交換結合をブレークし、ＲＬのエピタキシャル成長を容易にする、「交換ブレーク層」またはＥＢＬとも呼ばれる非磁性層または多層構造である。図２には図示しないが、ＩＬの成長を容易にするため、ＳＵＬ上に直接、シード層（ＳＬ）を堆積させるのが典型的である。図２に示すように、ＲＬは、「見掛けの」記録ヘッド（ＡＲＨ）の間隙の内側に配置され、それにより、長手方向または面内の記録と比べてはるかに高い書き込みフィールドを可能にしている。ＡＲＨは、ディスク上方の実際の書き込みヘッド（ＲＷＨ）である書き込みポール（図１）と、ＲＬ下方の有効二次書き込みポール（ＳＷＰ）とを備える。ＳＷＰは、ＩＬによりＲＬから分離されるとともに、その高い透磁性により書き込みプロセス中にＲＷＨの磁気鏡像を生じさせるＳＵＬにより実現される。これにより、ＲＬを効果的にＡＲＨの間隙内に移動させ、ＲＬ内に大きい書き込みフィールドＨＷを可能にする。
【０００５】
ＲＬの材料の一種には、ｃ軸が実質的に面外またはＲＬに対して垂直に配向された六方最密（ｈｃｐ）結晶構造を有する、ＣｏＰｔＣｒ合金などの粒状強磁性コバルト（Ｃｏ）合金がある。粒状コバルト合金ＲＬは、また、高保磁力（Ｈｃ）の媒体を生じさせ、高い固有媒体ノイズの原因となる粒間交換結合を低減する良好に隔離された微粒子構造を有する。コバルト合金ＲＬにおける粒子偏析の拡張は、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、およびＮｂの酸化物を含む酸化物の添加により達成される。これらの酸化物は、粒界に沈殿する傾向があり、コバルト合金の元素とともに非磁性粒間物質を形成する。ＳｉＯ２が添加されたＣｏＰｔＣｒ粒状合金のＲＬを有する垂直型磁気記録媒体が、（非特許文献１）に記載されている。Ｔａ２Ｏ５が添加されたＣｏＰｔ粒状合金のＲＬを有する垂直型磁気記録媒体が、（非特許文献２）に記載されている。図２に示すように、ＲＬの粒子の粒間結合を仲介するため、酸化物が添加されていないまたはＲＬよりも少量の酸化物を有する粒状Ｃｏ合金などのキャッピング層（ＣＰ）を、ＲＬ上に堆積させるのが典型的である。
【０００６】
Ｃｏ合金ＲＬは、そのｈｃｐ結晶構造のｃ軸が、堆積中に層の平面に対して実質的に垂直に成長するように誘導される結果、実質的に面外または垂直な磁気異方性を有する。ｈｃｐのＲＬのこのような成長を誘導するため、ＲＬがその上に形成されるＩＬもｈｃｐ材料である。ＩＬに用いられる非磁性ｈｃｐ材料には、ルテニウム（Ｒｕ）およびＲｕＣｒなどの特定のＲｕ合金がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，６８６，０７０Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，８３５，４７５Ｂ２号明細書
【特許文献３】米国特許第７，３４７，９５３Ｂ２号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｈ．Ｕｗａｚｕｍｉら著「ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２  Ｇｒａｎｕｌａｒ  Ｍｅｄｉａ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ」（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ  ２００３，ｐｐ．１９１４−１９１８）
【非特許文献２】Ｔ．Ｃｈｉｂａら著「Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｃｏ−Ｐｔ−Ｔａ２Ｏ５  ｆｉｌｍ  ｆｏｒ  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｍｅｄｉａ」（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．２８７，Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２００５，ｐｐ．１６７−１７１）
【非特許文献３】Ｋｉｍら著「Ｒａｐｉｄ  Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｏｆ  Ｌａｍｅｌｌａｒ  Ｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎｓ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｈｙｂｒｉｄ」（Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．６９２１，６９２１２９（２００８））
【非特許文献４】Ｋｉｍら著「Ｄｅｖｉｃｅ−Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｏｆ  Ｌａｍｅｌｌａ  Ｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎｓ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｈｙｂｒｉｄ」（Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．６９２１，６９２１２Ｂ（２００８））
【非特許文献５】Ｋｉｍら著「Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ，Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｏｒｇａｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｌｉｎｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｏｆ  〜２０ｎｍ  Ｈａｌｆ−Ｐｉｔｃｈ  ｆｒｏｍ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｍｅｄｉａｔｅｄ  Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ」（Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．６５１９，６５１９１Ｈ（２００７））
【非特許文献６】Ｂｌａｃｋ，Ｃ．Ｔ．、Ｒｕｉｚ，Ｒ．ら著「Ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｅｌｆ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｉｎ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」（ＩＢＭ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ５１，Ｎｕｍｂｅｒ  ５，Ｐａｇｅ  ６０５（２００７））
【非特許文献７】Ｔｈｕｒｎ−Ａｌｂｒｅｃｈｔ，Ｔ．ら著「Ｎａｎｏｓｃｏｐｉｃ  Ｔｅｍｐｌａｔｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｆｉｌｍｓ」（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２０００，１２，７８７）
【非特許文献８】ＰＲＬ  ９９，２２６１０５（２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
添加酸化物によるＲＬにおける磁性粒子の偏析の拡張は、高いエリア密度および記録性能を達成するために重要である。粒間酸化物材料は、粒間交換を分離させるだけでなく、ＲＬにおける磁性粒子のサイズおよび分布に対する制御も行う。現在のディスク製作方法は、この偏析されたＲＬを、ＲｕまたはＲｕ合金の粒子の柱状成長を示すＲｕまたはＲｕ合金のＩＬ上にＲＬを成長させることにより達成している。ＩＬの柱状成長は、比較的高いスパッタリング圧力でＩＬをスパッタ堆積させることにより果たされる。図３は、ＲｕのＩＬ上に形成されたＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２のＲＬの表面の一部の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像である。図３は、粒間ＳｉＯ２により隔てられた良好に偏析されたＣｏＰｔＣｒ磁性粒子を示している。しかし、図３から明らかなように、磁性粒子のサイズは、比較的大きく変動している。粒度分布が大きいことは、結果的にディスクにわたって磁気記録特性が変動するため、また、小さい粒子は熱的に不安定であることがあり、結果的にデータを喪失する可能性があるため、望ましくない。
【００１０】
実質的に同じサイズ、すなわち、粒度分布が極小の、良好に偏析された磁性粒子を有する添加酸化物を有する粒状コバルト合金ＲＬを有する連続的媒体垂直型磁気記録ディスクが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、粒度分布が極小の粒状Ｃｏ合金記録層（ＲＬ）を有する連続的媒体垂直型磁気記録ディスク、および同ディスクを作製するための方法に関する。酸化物含有粒状強磁性Ｃｏ合金ＲＬの下方に、秩序立った核形成層（ＯＮＬ）を形成する。ＯＮＬは、下部と、ＲＬがその上に堆積される略平坦な表面を有する上部とを有する。ＯＮＬの上部は、ＲＬのＣｏ合金磁性粒子の成長を容易にする略反復パターンに編成された秩序立った核形成層を有する。ＯＮＬの核形成部位は、核形成部位と異なる材料の非核形成領域により略囲まれている。従って、層の上部は、ＲＬの材料に対して「化学的コントラスト」をなす２つの異質な領域を提供し、核形成部位上には、後に堆積されるＲＬのＣｏ合金磁性粒子が成長し、非核形成領域上には、ＲＬの酸化物が略偏析される。秩序立った核形成部位はＲｕ含有材料で形成してもよく、非核形成領域は酸化物または窒化物で形成してもよい。Ｒｕ含有核形成部位は、ＲＬの粒状Ｃｏ合金におけるｈｃｐ結晶配向を制御するための六方最密（ｈｃｐ）結晶構造を有する。核形成部位は、ＲＬのｈｃｐ粒状Ｃｏ合金の成長を、そのｃ軸が実質的に垂直に配向され、その結果、垂直な磁気異方性が得られるように促進させる。
【００１２】
ＯＮＬは、本発明の方法によりナノインプリントリソグラフィを用いて、好ましくは周期的なナノメートルスケールのフィーチャを形成するための自己集合ブロックコポリマーを用いる方法で製作されたマスタ型により、形成される。
【００１３】
別の実施形態では、ＯＮＬが分子ナノ構造の規則的な周期的パターンである。分子ナノ構造は、ナノ結晶および分子超構造を含む。ナノ結晶は、コアがＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＰｂＳｅ、ＦｅＰｔ、ＦｅＯ、およびＳｉなどの１つ以上の材料で構成されたサブ１００ｎｍサイズの小結晶粒子を含む。分子超構造は、基板上に分子膜を堆積させることにより形成された構造である。この目的に使用可能な分子クラスの例には、フラーレン（例えばＣ６０）、多環式芳香族炭化水素（例えばペンタセン）、およびシアニン（例えばポリフィリン）がある。Ｒｕ含有層の下方には、分子ナノ構造の層を配置し、Ｒｕ含有層上には、酸化物含有粒状強磁性Ｃｏ合金ＲＬを堆積させる。ＯＮＬにおける分子ナノ構造は、Ｒｕ含有含有層およびＲＬにおいて略規則的なパターンを形成する核形成部位として供される。
【００１４】
本発明の性質および利点をより深く理解するため、下記の詳細な説明を添付の図面とともに参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術の垂直型磁気記録システムの概略図である。
【図２】従来技術による垂直型磁気記録ディスクの概略断面図であり、書き込みフィールドを示している。
【図３】ＲｕのＩＬ上に形成された従来技術のＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２のＲＬの表面の一部の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像である。
【図４】本発明による記録層（ＲＬ）の下方の秩序立った核形成層（ＯＮＬ）を有する連続的媒体垂直型磁気記録ディスクの側断面図である。
【図５Ａ】本発明の秩序立った核形成層を形成する方法の一実施形態におけるステップを示す側断面図である。
【図５Ｂ】本発明の秩序立った核形成層を形成する方法の一実施形態におけるステップを示す側断面図である。
【図５Ｃ】本発明の秩序立った核形成層を形成する方法の一実施形態におけるステップを示す側断面図である。
【図５Ｄ】本発明の秩序立った核形成層を形成する方法の一実施形態におけるステップを示す側断面図である。
【図５Ｅ】本発明の秩序立った核形成層を形成する方法の一実施形態におけるステップを示す側断面図である。
【図５Ｆ】本発明の秩序立った核形成層を形成する方法の一実施形態におけるステップを示す側断面図である。
【図６Ａ】自己集合ブロックコポリマーを用いてナノインプリントマスタ型を製作する方法を示す。
【図６Ｂ】自己集合ブロックコポリマーを用いてナノインプリントマスタ型を製作する方法を示す。
【図６Ｃ】自己集合ブロックコポリマーを用いてナノインプリントマスタ型を製作する方法を示す。
【図６Ｄ】自己集合ブロックコポリマーを用いてナノインプリントマスタ型を製作する方法を示す。
【図６Ｅ】自己集合ブロックコポリマーを用いてナノインプリントマスタ型を製作する方法を示す。
【図６Ｆ】自己集合ブロックコポリマーを用いてナノインプリントマスタ型を製作する方法を示す。
【図７】分子ナノ構造を用いる本発明の実施形態による記録層（ＲＬ）の下方の秩序立った核形成層（ＯＮＬ）を有する連続的媒体垂直型磁気記録ディスクの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図４は、本発明による連続的媒体タイプの垂直型磁気記録ディスク１０の側断面図である。図２の従来技術のディスクの非磁性中間層（ＩＬ）は、秩序立った核形成層（ＯＮＬ）１１に形成されたＩＬに置換されている。ＯＮＬ１１は、下部１２と、ＲＬがその上に堆積される実質的に平坦な表面１５を有する上部１４とを有する。ＲＬは、一つまたは複数の酸化物を有する粒状Ｃｏ合金の連続層である。ＯＮＬ１１の上部１４は、略反復パターンに編成された秩序立った核形成部位１６を有する。核形成部位１６により、ＲＬのＣｏ合金磁性粒子の成長が容易になる。核形成部位１６は、核形成部位１６と異なる材料の非核形成領域１８により略囲まれている。従って、ＯＮＬ１１の上部１４は、ＲＬの材料に対して「化学的コントラスト」をなす２つの異質な領域を提供し、核形成部位１６上には、後に堆積されるＲＬのＣｏ合金磁性粒子が成長し、非核形成領域１８上には、ＲＬの酸化物が略偏析される。好適な実施形態では、秩序立った核形成部位１６がＲｕ含有材料で形成され、非核形成領域１８が酸化物または窒化物で形成される。Ｒｕ含有核形成部位１６は、ＲＬの粒状Ｃｏ合金におけるｈｃｐ結晶配向を制御するための六方最密（ｈｃｐ）結晶構造を有する。核形成部位１６は、ＲＬのｈｃｐ粒状Ｃｏ合金の成長を、そのｃ軸が実質的に垂直に配向され、その結果、垂直な磁気異方性が得られるように促進させる。Ｒｕは、図２の従来技術における従来のＩＬに一般的に用いられる材料であるが、他の好適な材料には、Ｔｉ、Ｒｅ、およびＯｓから選択される金属、ならびにＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、およびＯｓから選択される少なくとも１つの元素を含有する合金（ＲｕＣｒ合金等のＲｕベース合金を含む）が含まれる。従って、これらの材料のいずれも、核形成部位１６の材料として用いるのに好適である。ＯＮＬ１１の下部１２は、以下で説明するＯＮＬ１１の製作方法によって、核形成部位１６（図４に示すように）と同じ材料、または非核形成領域１８と同じ材料で形成されるのが好ましい。下部１２は、本質的に、上部１４の製作後に残る元のＩＬの部分である。
【００１７】
また、図４は、ディスク１０を構成する他の層も示している。ディスク１０を構成する各種の層は、ハードディスク基板上に配置される。基板は、いずれの市販のガラス基板でもよいが、ＮｉＰもしくは他の既知の表面被覆を有する従来のアルミニウム合金、またはシリコン、カナサイト、もしくは炭化ケイ素などの代替の基板であってもよい。基板上には、ＳＵＬが基板上に直接、または接着層もしくはオンセット層（ＯＬ）上に配置される。ＯＬは、ＳＵＬの成長を容易にし、約２〜５ナノメートル（ｎｍ）の厚さを有するＡｌＴｉ合金または同様の材料であってもよい。ＳＵＬは、２層間の反強磁性交換結合を仲介する反強磁性（ＡＦ）結合膜として作用する中間層膜（Ｒｕ、Ｉｒ、またはＣｒ等）により隔てられた多数の軟磁性層で形成された多層ＳＵＬであってもよい。この種のＡＦ結合ＳＵＬは、（特許文献１）および（特許文献２）に記載されている。しかし、ＡＦ結合ＳＵＬの代わりに、ＳＵＬは、単層ＳＵＬ（図４に示すように）であってもよいし、炭素もしくはＳｉＮの膜またはＡｌもしくはＣｏＣｒの導電性膜などの非磁性膜により隔てられた多数の軟磁性膜で形成された非ＡＦ結合積層または多層ＳＵＬであってもよい。一つまたは複数のＳＵＬ層は、ＣｏＮｉＦｅ、ＦｅＣｏＢ、ＣｏＣｕＦｅ、ＮｉＦｅ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＮ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＦｅＢ、およびＣｏＺｒＮｂの合金などの非晶質透磁性材料で形成される。ＳＵＬの厚さは、概ね５０〜４００ｎｍの範囲であるのが典型的である。ＯＮＬの下部１２の成長を容易にするため、ＳＵＬ上にオプションのシード層（ＳＬ）を配置してもよい。下部１２がＲｕ含有材料である場合、ＳＬは、ＮｉＦｅまたはＮｉＷの層で形成してもよい。垂直型磁性ＲＬは、粒間酸化物（Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、およびＮｂの１つ以上の酸化物を含む）を有する粒状強磁性コバルト（Ｃｏ）合金（ＣｏＰｔＣｒ合金またはＣｏＰｔＣｒＢ合金等）の連続層として、ＯＮＬに直接接触してＯＮＬ上に形成される。Ｃｏ合金は、ｃ軸が実質的に面外またはＲＬに対して垂直に配向された六方最密（ｈｃｐ）結晶構造を有する。ＲＬ上には、キャッピング層（ＣＰ）が堆積される。ＣＰは、ＲＬにおける粒間交換結合を仲介または制御するための強磁性粒状Ｃｏ合金（ＣｏＰｔＣｒまたはＣｏＰｔＣｒＢ合金等）で構成されるのが典型的である。従って、ＣＰは、ＲＬよりも多量のＣｒおよび／またはＢを有してもよいし、ＲＬよりも少量の酸化物を有してもよい。例えば、ＣＰは、ＲＬと実質的に同じＣｏ合金組成を有してもよいが、酸化物を有さなくてもよい。その結果、ＣＰの個々のＣｏ合金粒子は、ＲＬのＣｏ合金粒子よりも大きく、ＣＰにおける破線により示すように、ＲＬの多数の粒子に略重なる。ＲＬ上に形成されたＯＣは、非晶質「ダイヤモンド状」炭素膜であってもよいし、他の既知の保護オーバーコート（窒化ケイ素（ＳｉＮ）等）であってもよい。
【００１８】
本発明において、ＯＮＬは、ナノインプリントリソグラフィにより、好ましくは周期的なナノメートル（ｎｍ）スケールのフィーチャを形成するための自己集合ブロックコポリマーを用いる方法で製作されたマスタ型により、形成される。図５Ａ〜図５Ｆは、ＯＮＬを形成する方法の一実施形態におけるステップを示す側断面図である。まず、ＯＮＬの下部１２として供される材料の層までを含む各層を、磁気記録ディスクを製作する従来の方法で（典型的にはスパッタ堆積により）堆積させる。この例では、下部１２の材料はＲｕである。次いで、図５Ａに示すように、スパッタリング装置から構造を除去し、下部１２上にナノインプリント液体レジスト２０の層を堆積させ、ナノインプリントマスタ型３０の下方に構造を配置する。この例では、ナノインプリントマスタ型３０が穴３１の周期的パターンを含んでいる。ナノインプリントレジストは、紫外線（ＵＶ）放射により硬化可能なレジストであるのが好ましい。図５Ｂにおいて、ナノインプリントマスタ型３０をナノインプリント液体レジスト２０上に押圧し、ナノインプリント液体レジスト２０を穴３１に押し込み、次いでレジストをＵＶ放射に露出させてレジストを硬化させる。図５Ｃでは、ナノインプリントマスタ型３０が除去され、下部１２上にレジスト材料のピラー２２の周期的パターンが残されている。図５Ｄにおいて、下部１２におけるＲｕの露出部分を概ね５〜２０Åだけエッチングまたは切削して凹領域１７を形成すると、レジスト材料のピラー２２の下方に隆起したＲｕからなる核形成部位１６が残る。次いで、図５Ｅにおいて、ピラー２２および下層の核形成部位１６上に、非核形成領域１８を形成する材料を、凹部と実質的に同じ厚さ（すなわち５〜２０Å）まで堆積させ、実質的に平坦な表面を得る。この例では、非核形成領域１８の材料が酸化ケイ素、例えばＳｉＯ２である。次に、レジスト材料のピラー２２をドライまたはウエットエッチングにより除去すると、ＯＮＬの上部１４が後に残る。上部１４は、ＳｉＯ２の非核形成領域１８に囲まれるとともに略隣接するＲｕからなる核形成部位１６の秩序立ったアレイまたは周期的パターンである。図５Ｆに示すように、核形成部位１６および略隣接する非核形成領域１８により、実質的に平坦な表面１５が形成される。本明細書で用いる「実質的に平坦」とは、核形成部位の表面の高さと、核形成部位を囲む領域、例えば図５Ｆにおける非核形成領域１８の高さとが、互いに少なくとも３ｎｍ以内、好ましくは互いに１ｎｍ以内であることを意味する。核形成部位１６は、横方向または面内の幅寸法が約４〜２５ｎｍの範囲であるのが好ましく、横方向または面内の中心間距離が約８〜５０ｎｍの範囲であるのが好ましい。
【００１９】
図５Ａ〜図５Ｆの方法に対する第１の代替では、ナノインプリント液体レジスト２０（図５Ａ参照）の堆積前に、Ｒｕ層の上部に、非核形成材料（ＳｉＯ２等）の非常に薄い（例えば３ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下）膜を堆積させる。この例では、レジスト層に、インプリントされたパターンがレジストにおいて穴を形成するようにインプリントを行う。次いで、図５Ｄのように、レジストの穴のマトリクスをマスクとして用いて穴を通じてＳｉＯ２の薄膜をエッチングし、露出領域におけるＳｉＯ２のみを除去すると、Ｒｕの核形成部位が残る。次いで、レジストのマトリクスを除去すると、レジストの下方にあったＳｉＯ２の非核形成領域が残る。ＳｉＯ２の膜は厚さがたった１ｎｍであるのが好ましいため、結果的に得られる隣接する核形成部位および非核形成領域の面は、実質的に平坦である。図５Ｃのようなピラートーンレジストパターンを用いる場合は、まず、ＳｉＯ２膜を堆積させ、続いて非常に薄い（３ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下）Ｒｕ膜を堆積させる。次いで、レジスト材料のピラー２２を通じてＲｕ膜をエッチングし、ＳｉＯ２非核形成領域により囲まれたＲｕ核形成部位を生成させる。
【００２０】
図５Ａ〜図５Ｆの方法に対する第２の代替では、図５Ｃにおけるレジスト材料のピラー２２上に、非核形成材料（ＳｉＯ２等）の非常に薄い（例えば３ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下）膜を堆積させ、露出領域に薄い非核形成領域を形成する。この方法では、エッチングを必要としない。次いで、レジスト材料のピラー２２を除去すると、それらの下方にあったＲｕの核形成部位が残る。ＳｉＯ２の膜は厚さがたった１ｎｍであるのが好ましいため、結果的に得られる隣接する核形成部位および非核形成領域の面は、実質的に平坦である。代替として、図５Ａにおける基板（すなわち、Ｒｕ層の代わりに）の上部にＳｉＯ２膜を堆積させ、ピラー２２の代わりにレジストの穴のマトリクスを形成するようにレジストパターンにインプリントを行う。次いで、レジストのマトリクスの上部および穴の内部に、非常に薄い（３ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下）Ｒｕ膜を堆積させる。次いで、ウエットまたはドライプロセスによりレジストを除去すると、ＳｉＯ２非核形成領域により囲まれたＲｕ核形成部位のアレイが後に残る。
【００２１】
次いで、図５Ｆに示す構造をスパッタリング装置に戻し、ＲＬおよびＯＣを堆積させる。ＲＬは、ＣｏＰｔＣｒまたはＣｏＰｔＣｒＢなどのＣｏ合金ターゲットおよびＳｉＯ２などの酸化物ターゲットから同時スパッタリングされるのが典型的である。すると、ＯＮＬの上部１４は、化学的コントラストをなす２つの領域を有している。従って、ＯＮＬの上部１４上でＲＬが成長するにつれ、Ｒｕからなる核形成部位１６上ではＣｏ合金粒子が成長し、非核形成領域１８上ではＳｉＯ２が粒間材料として形成する。この結果、図４に概略的に示すように、粒間酸化物材料により良好に偏析された、略均一サイズ、すなわち粒度分布が極小のＣｏ合金粒子を有するＲＬが得られる。
【００２２】
図５Ａ〜図５Ｆに示す方法の例では、下部１２が、核形成部位１６と同じ材料であるＲｕである。しかし、ＯＮＬは、ＳｉＯ２で形成された下部１２で開始しても製作可能である。この例では、マスタ型が図５Ａにおけるナノインプリントマスタ型３０に対する反転像を有するため、レジスト硬化およびマスタ型除去後、レジスト層は「穴」のパターンとなる。次いで、下部１２におけるＳｉＯ２の露出部分を、穴を通じてエッチングまたは切削すると、レジスト層の穴にＳｉＯ２の凹部が残る。次いで、エッチングまたは切削されたＳｉＯ２の厚さと同じ厚さまで、穴をＲｕで再充填する。レジスト除去後、ＯＮＬの下部１２が非核形成領域１８と同じ材料（この例ではＳｉＯ２）で形成されている点を除き、構造は、図５Ｆに示す構造と本質的に同一である。
【００２３】
図６Ａ〜図６Ｆを参照して、自己集合ブロックコポリマーを用いてナノインプリントマスタ型３０を製作するための方法を説明する。ナノインプリントマスタ型３０は、単結晶Ｓｉ、非晶質Ｓｉ、シリカ、石英、窒化ケイ素、炭素、タンタル、モリブデン、クロム、アルミナ、またはサファイアなどの好適な基板材料から形成される。図６Ａにおいて、後にブロックコポリマー膜の配向に影響を与えるため、ナノインプリントマスタ型３０となる基板の表面を好適なポリマーブラシ層５０で処理してもよい。続いて、自己集合ブロックコポリマー材料の薄膜５２を堆積させる。自己集合ブロックコポリマーは、互いに混和しない２つ以上の異なるポリマーブロック成分（例えば成分ＡおよびＢ）を含むのが典型的である。好適な条件下で、２つ以上の混和しないポリマーブロック成分は、ナノメートルスケールで２つ以上の異なる相またはミクロドメインに分離し、それにより、隔離されたナノサイズ構造単位の秩序立ったパターンを形成する。図６Ｂでは、ブロックコポリマーのミクロ相を、材料Ａのマトリクスに埋め込まれた垂直に配向された材料Ｂの円筒磁区のナノメートルスケールの規則的なアレイに分離させるように、ブロックコポリマー材料の薄膜５２がアニーリングされている。図６Ｃは、アニーリング後のブロックコポリマー膜の上面図の走査電子顕微鏡画像（ＳＥＭ）であり、材料Ａのマトリクスに埋め込まれた材料Ｂの円筒を示している。次いで、図６Ｄにおいて、Ａ材料を選択的に除去すると、Ｂ材料の円筒ピラーの周期的パターンを有するテンプレートが残る。次いで、図６Ｅにおいて、材料Ｂのピラーを通じて、露出したポリマーブラシ層５０および下層の基板（ナノインプリントマスタ型３０）を、マスタ型の穴に所望される深さまでエッチングする。図６Ｆにおいて、ポリマーブラシ層５０の残りの部分およびＢ材料のピラーを除去すると、穴３１のパターンを有するナノインプリントマスタ型３０が残る。次いで、図５Ａに示すように、このナノインプリントマスタ型３０を用いてＯＮＬを製作する。
【００２４】
図６Ｃに示す自己集合周期的パターンを形成するために使用可能な多くの種類のブロックコポリマーが存在する。成分ＡまたはＢの一方を、他方を除去する必要なく選択的に除去することにより、秩序立てて編成された非除去成分の構造単位が得られる。自己集合ブロックコポリマーについて記載した無数の文献が存在し、それらには、（特許文献３）；（非特許文献３）；および（非特許文献４）；および（非特許文献５）などがある。
【００２５】
自己集合周期的パターンを形成するために使用可能な好適なブロックコポリマーの具体例は、以下を含むがそれらに限定されない：ポリ（スチレン−ブロック−メチルメタクリレート）（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（エチレンオキシド−ブロック−イソプレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＩ）、ポリ（エチレンオキシド−ブロック−ブタジエン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＢＤ）、ポリ（エチレンオキシド−ブロック−スチレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＳ）、ポリ（エチレンオキシド−ブロック−メチルメタクリレート）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（エチレンオキシド−ブロック−エチルエチレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＥＥ）、ポリ（スチレン−ブロック−ビニルピリジン）（ＰＳ−ｂ−ＰＶＰ）、ポリ（スチレン−ブロック−イソプレン）（ＰＳ−ｂ−ＰＩ）、ポリ（スチレン−ブロック−ブタジエン）（ＰＳ−ｂ−ＰＢＤ）、ポリ（スチレン−ブロック−フェロセニルジメチルシラン）（ＰＳ−ｂ−ＰＦＳ）、ポリ（ブタジエン−ブロック−ビニルピリジン）（ＰＢＤ−ｂ−ＰＶＰ）、ポリ（イソプレン−ブロック−メチルメタクリレート）（ＰＩ−ｂ−ＰＭＭＡ）、およびポリ（スチレン−ブロック−ジメチルシロキサン）（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）。
【００２６】
ブロックコポリマーにより形成される具体的な自己集合周期的パターンは、第１および第２のポリマーブロック成分ＡおよびＢ間の分子容比により決定される。第１のポリマーブロック成分Ａの分子容に対する第２のポリマーブロック成分Ｂの分子容の比が約８０：２０よりも小さく約６０：４０よりも大きいとき、ブロックコポリマーは、第２のポリマーブロック成分Ｂで構成されたマトリクスにおいて第１のポリマーブロック成分Ａで構成された円筒の秩序立ったアレイを形成する。第２のポリマーブロック成分Ｂの分子容に対する第１のポリマーブロック成分Ａの分子容の比が約６０：４０よりも小さく約４０：６０よりも大きいとき、ブロックコポリマーは、第１および第２のポリマーブロック成分ＡおよびＢで構成された交互のラメラを形成する。本発明では、図６Ｄに示されるように、非除去成分がエッチングマスクとして用いられるので、交互のラメラおよび交互の円筒の秩序立ったアレイが対象物となる。
【００２７】
周期的パターンにおける反復する構造単位の周期またはバルク周期（Ｌ０）は、重合度Ｎおよびフローリ・ハギンズの相互作用パラメータχなどの固有ポリマー特性により決定される。Ｌ０は重合度Ｎに対応し、重合度Ｎは分子量Ｍと相関する。約８〜５０ｎｍのＬ０を達成可能なブロックコポリマーが入手可能である。このため、本発明のブロックコポリマーの総分子量を調整することにより、反復する構造単位のバルク周期（Ｌ０）を選択可能である。ブロックコポリマー材料は、ジブロックコポリマーのポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）であってもよい。例えば、Ｍｗ＝４６Ｋｇ／ｍｏｌの総分子量を有する対称ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡは、概ね３２ｎｍのＬ０を示すが、Ｍｗ＝３６Ｋｇ／ｍｏｌであるものは、概ね２７ｎｍのＬ０を示す。他のＬ０値が既知であり、（非特許文献６）に記載されている。ブロックコポリマー材料が（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）である場合、（非特許文献７）に記載されているように、例えば紫外線（ＵＶ）放射を使用し、続いて、選択溶媒中ですすぐことにより、ＰＭＭＡを選択的に除去可能である。
【００２８】
自己集合周期的パターンを形成するため、まず、ブロックコポリマーを好適な溶媒系に溶解させてブロックコポリマー溶液を形成し、次いで、かかるブロックコポリマー溶液を表面に塗布して薄いブロックコポリマー膜を形成し、続いて、薄いブロックコポリマー層をアニーリングして、ブロックコポリマーに含まれる、異なるポリマーブロック成分間で相分離を生じさせる。ブロックコポリマーの溶解およびブロックコポリマー溶液の形成に用いられる溶媒系は、以下を含むがそれらに限定されないいずれの好適な溶媒を含んでもよい:トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、およびアセトン。ブロックコポリマー溶液は、以下を含むがそれらに限定されないいずれの好適な手法によっても基板表面に塗布可能である：スピン塗布、被覆、噴霧、インク被覆、浸漬被覆など。好ましくは、ブロックコポリマー溶液を基板表面にスピン塗布することにより、薄いブロックコポリマー層を形成する。基板表面上に薄いブロックコポリマー層を塗布した後、基板全体をアニーリングして、ブロックコポリマーに含まれる、異なるブロック成分のミクロ相分離をもたらし、それにより、構造単位が反復する周期的パターンを形成する。ポリマーブラシ層５０は、ポリマーブロックの一方に対して他方に対するよりも強い親和性を示さない材料の中立層であってもよい。中立層の目的は、表面エネルギーを適切に調整することにより、所望のドメイン配向（垂直なラメラまたは平行な円筒）を促進するとともに、適切な濡れ状態を提供することである。中立層は、例えば、用いられるブロックコポリマーよりも低分子量のヒドロキシル末端ポリスチレンブラシであってもよい。ポリマーブラシ層５０は、ナノインプリントマスタ型３０となる基板上に約１〜１０ｎｍ（６ｎｍ未満が好ましい）の厚さにスピン被覆される。
【００２９】
上記手法におけるブロックコポリマー膜は、何らの方向付けも誘導もなく自己集合する。この無方向性自己集合は、軽微な欠陥を有するパターンを生じさせるので、長距離にわたる精密な秩序付けを要求する用途には実用的でない。このような長距離にわたる精密な秩序付けの欠如は、図６ＣのＳＥＭに見られる。しかし、ＯＮＬにおける核形成部位の長距離にわたる精密な秩序付けは、マスタ型で製作されたＯＮＬ上に粒間酸化物を有する連続的粒状Ｃｏ合金を堆積させる本発明には必要ない。
【００３０】
化学的コントラストパターンを有するＯＮＬを形成する方法の別の実施形態では、イオン注入が用いられる。この方法は、図５Ｃの構造から説明可能である。ピラー２２の秩序立ったアレイを有するこのレジスト層をマスクとして用いて、ＯＮＬの下部１２のＲｕの露出領域に高エネルギーイオンを注入する。例えば、高エネルギー酸素原子を注入して、ルテニウム酸化物の非核形成領域１８を形成可能である。レジスト除去後、ＯＮＬの上部１４は、ルテニウム酸化物の非核形成領域１８により囲まれたＲｕからなる核形成部位１６の秩序立ったアレイである。イオン注入は材料を除去しないため、エッチングおよびそれに続く再充填を行う必要はなく、ＯＮＬの上部１４は、その固有の実質的に平坦な表面１５を保持する。
【００３１】
化学的コントラストパターンを有するＯＮＬを形成する方法の別の実施形態では、分子ナノ構造が用いられる。分子ナノ構造は、ナノ結晶および分子超構造を含む。
【００３２】
ナノ結晶は、コアがＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＰｂＳｅ、ＦｅＰｔ、ＦｅＯ、およびＳｉなどの１つ以上の材料で構成されたサブ１００ｎｍサイズの小結晶粒子を含む。ナノ結晶は、様々なサイズにおいて狭いサイズ分布で合成可能である。例えば、２〜７ｎｍの直径および１０％未満の直径分布を有するＣｄＳｅナノ結晶が市販されている。ナノ結晶は、スピン被覆および浸漬などのいくつかの十分に確立された手法により、良好に秩序立った膜に分散させることが可能である。
【００３３】
分子超構造は、基板上に分子膜を堆積させることにより形成された構造である。この目的に使用可能な分子クラスの例には、フラーレン（例えばＣ６０）、多環式芳香族炭化水素（例えばペンタセン）、およびシアニン（例えばポリフィリン）がある。基板は、磁気スタックの成分であるか、貴金属（例えばＡｕ）または無機質（例えばＳｉ）薄膜で構成されたシード層であることが可能である。Ｃ６０は、金属膜と強く相互作用することが可能な球状分子である。金（Ａｕ）膜に対するＣ６０金属の相互作用により、例えば、５ｎｍの周期を有する超構造が形成され、かかる周期は、０．７ｎｍであるＣ６０の直径よりもほぼ一桁大きい（非特許文献８）。分子超構造は、熱蒸発により中サイズ（０．５〜１ｎｍ）の分子の膜を堆積させることにより形成可能である。分子のサイズは、秩序立った膜についての重要な長さのスケールであるが、分子膜は、分子−表面間の相互作用から得られる超構造を形成することが頻繁にある。本発明におけるＯＮＬの一実施形態では、Ｃ６０単分子層と、ＳＵＬの上部のＣ６０単分子層のためのＡｕシード層とが用いられる。
【００３４】
分子ナノ構造を有するＯＮＬを作製する方法では、ＳＵＬおよび分子ナノ構造がその上に堆積される層までを含むディスクのすべての層を、スパッタ堆積などの従来の方法で堆積させる。次いで、スピン被覆または液体浸漬が要求される場合は、分子ナノ構造を堆積させるためスパッタリング装置から構造を除去する。分子ナノ構造は、用いる分子によって、蒸気曝露、熱蒸発、スピン被覆、または液体浸漬などの各種の標準的な分子堆積手法を用いて堆積させることが可能である。分子ナノ構造を堆積させた後、残りの磁気スタック成分の堆積を再開させる前に、必要に応じて熱アニーリングまたはさらなる接着／シード層の堆積などの追加プロセスを行ってもよい。ナノ結晶を秩序付け層として用いるための手順は、分子超構造の手順と同様である。しかし、ナノ結晶は、通常、スピン被覆または液体浸漬を用いてのみ堆積させることが可能である。かかる堆積手法には、これらの堆積専用の別の機械が要求される。
【００３５】
ＳＵＬの上部に分子ナノ構造を堆積させる場合は、分子ナノ構造の堆積に先立って、ＳＵＬの上部にＡｕ、Ｔａ、またはＮｉＷなどの接着層またはシード層を堆積させることが可能である。接着層またシード層の組成および厚さは、ＯＮＬにおける適正な秩序付けを促進するとともに分子ナノ構造の堆積中にＳＵＬを損傷から保護するように選択する。
【００３６】
図７は、分子超構造（例えばＣ６０分子の層）を用いる本発明の実施形態による記録層（ＲＬ）の下方の秩序立った核形成層（ＯＮＬ）を有する連続的媒体垂直型磁気記録ディスクの側断面図である。ナノ結晶を有する実施形態は同様であるが、分子層がナノ結晶層に置換されている。ＳＵＬ上に、ＳＵＬのための保護層および／またはＣ６０層のためのシード層（ＳＬ）を堆積させる。ＯＮＬ上に、後に堆積されるＲｕまたはＲｕ含有層のためのシード層（Ｒｕ−ＳＬ）を堆積させる。Ｒｕ−ＳＬは、約１〜５ｎｍの厚さを有するＡｕ／ＮｉＷ二重層であってもよい。次いで、Ｒｕ−ＳＬ上に、Ｒｕ層またはＲｕ含有層を約１０〜２５ｎｍの厚さに堆積させる。次いで、Ｒｕ層上に、従来のＲＬ、ＣＰ、およびＯＣを従来の方法で堆積させる。ＯＮＬにおけるＣ６０分子により、トポグラフィックフィーチャおよび核形成中心のより均一な分布が促進される。次いで、ＯＮＬにより、Ｒｕシード層において略規則的なパターンが形成され、それにより、Ｒｕ層およびＲＬにおいてより均質な粒子形成が誘導される。
【００３７】
本発明を好ましい実施形態を参照して特に図示し、説明したが、本発明の要旨および範囲を逸脱することなく形態および詳細における様々な変更を行ってもよいことが当業者には理解されよう。そのため、開示された発明は、例示的なものにすぎず、添付の特許請求の範囲において特定される範囲にのみ限定されるものと考えられるべきである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ディスク
１１  核形成層（ＯＮＬ）
１２  下部
１４  上部
１５  表面
１６  核形成部位
１７  凹領域
１８  非核形成領域
２０  ナノインプリント液体レジスト
２２  ピラー
３０  ナノインプリントマスタ型
３１  穴
５０  ポリマーブラシ層
５２  薄膜
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図３】
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【図６Ｃ】
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