Festplatten: Nanolithographie soll Kapazität verdoppeln

HGST, die heute zu Western Digital gehörende ehemalige Festplattensparte von Hitachi, hat Festplatten mit einer Strukturgröße von nur 10 Nanometern entwickelt. Damit soll sich die Kapazität von Festplatten verdoppeln lassen.

Artikel veröffentlicht am 1. März 2013, 11:58 Uhr, Jens Ihlenfeld

Doppelte Festplattenkapaität noch in diesem Jahrzehnt? (Bild: HGST)

Dem Festplattenhersteller HGST ist es mit Hilfe sich selbst anordnender Moleküle und Nanoprägelithographie gelungen, große Flächen dichter magnetischer Inseln herzustellen, die nur 10 Nanometer breit sind. HGST geht davon aus, dass dies einen großen Einfluss auf die Herstellung sogenannter Bit-Patterned-Medien haben wird, mit denen sich die Datendichte von Festplatten deutlich steigern lassen soll. Bit-Patterned-Medien sollen sich so noch in diesem Jahrzehnt kostengünstig herstellen lassen.

Mit dem Einsatz der Nanolithographie will HGST die Grenzen der Fotolitographie überwinden, die bei sehr kleinen Strukturgrößen an ihre physikalischen Grenzen stößt. Dabei werden sich selbst anordnende Moleküle mit sogenannten Copolymeren aus sich gegenseitig abstoßenden Segmenten als dünner Film auf eine zuvor präparierte Oberfläche aufgetragen.

Sie formen sich dann zu perfekten Linien, wobei die Größe der Polymer-Segmente den Linienabstand bestimmt. Anschließend werden die Strukturen mit Line-Doubling wie bei der Chipherstellung nochmals verkleinert und so aus jeder Linie zwei erzeugt. Im nächsten Schritt werden die so entstandenen, sehr feinen Muster dann in Vorlagen für die Nanolithographie umgewandelt, um auf eine Chip- oder Plattenoberfläche übertragen zu werden.

Die größte Herausforderung besteht darin, die Oberfläche, auf die die Copolymere aufgetragen werden, so zu präparieren, dass diese kreisrunde Pfade bilden, wie man sie für sich drehende Medien benötigt. Das ist HGST gelungen. So entstanden Flächen mit einer hohen Dichte an magnetischen Inseln. Das von HGST genutzte Muster mit 10-Nanometer-Strukturen ermöglicht es, die Datendichte im Vergleich zu aktuellen Festplatten zu verdoppeln.

Erste Labortests haben auf gute Schreib- und Leseeigenschaften und hohe Datenhaltbarkeit hingewiesen. Ausgeweitet auf die Größe einer Festplatte sollen sich mit dem Prozess mehr als eine Billion magnetische Inseln erzeugen lassen.

HGST-Fellow Tom Albrecht, der mit seinem Team die Technik entwickelt hat, geht davon aus, dass es mit den richtigen Chemikalien und der korrekten Präparation der Oberfläche möglich ist, auch noch kleinere Strukturgrößen zu erreichen.