ブロック共重合体と電気めっき用ハードマスクを用いた、パターニングされた磁気記録ディスクのナノインプリント加工用マスタディスクの作製方法
【課題】 ブロック共重合体と電気めっき用ハードマスクを用いた、パターニングされた磁気記録ディスクのナノインプリント加工用マスタディスクの作製方法を提供する。
【解決手段】 パターニングされた媒体ディスクを作製するためのナノインプリント工程用のマスタディスクの作製方法は、導電基板と、ブロック共重合体の、ブロック共重合体成分の１つの、略半径方向の線および／または略同心円状の輪のパターンを形成する誘導自己組織化を利用する。基板上の、線および／または輪によって保護されていない領域内に金属を電気めっきする。ブロック共重合体成分を除去した後に、残っている金属のパターンをエッチングマスクとして使用して、最終的なマスタディスクまたは、後にマスタディスクの製造に使用される２つの別々のモールドのいずれかを製造する。
【解決手段】 パターニングされた媒体ディスクを作製するためのナノインプリント工程用のマスタディスクの作製方法は、導電基板と、ブロック共重合体の、ブロック共重合体成分の１つの、略半径方向の線および／または略同心円状の輪のパターンを形成する誘導自己組織化を利用する。基板上の、線および／または輪によって保護されていない領域内に金属を電気めっきする。ブロック共重合体成分を除去した後に、残っている金属のパターンをエッチングマスクとして使用して、最終的なマスタディスクまたは、後にマスタディスクの製造に使用される２つの別々のモールドのいずれかを製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、データ１ビットがディスク上の磁気的に孤立化されたデータアイランド内に保存されるパターンドメディア磁気記録ディスクに関し、より詳しくは、パターンニングされたメディアディスクのナノインプリント加工に使用されるマスタディスクを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターニングされた磁気記録媒体を使用する磁気記録ハードディスクドライブが、データ高密度化のために提案されている。パターンニングされたメディアにおいては、ディスク上の磁気記録層が、同心円状のデータトラック内に配列された、小さな孤立化されたデータアイランド（data island）へとパターニングされている。パターニングされたデータアイランドに求められる磁気的な孤立化を実現するためには、アイランド間のスペースの磁気モーメントを消滅させるか、実質的に低減させて、これらのスペースを基本的に非磁性としなければならない。あるタイプのパターンニングされたメディアでは、データアイランドは「溝（trench）」の上方に延びる、隆起領域（elevated region）または柱状体（pillar）であり、柱状体と溝の両方を磁性材料によって覆い、溝内の磁性材料を、一般的には珪素（Ｓｉ）等の材料の「ポイズニング（poisoning）」によって、非磁性化する。また別のタイプのパターンニングされたメディアの場合、まず磁性材料を平坦なディスク基板上に堆積させる。その後、磁気データアイランドを、このデータアイランドを取り囲む領域にミリング、エッチングまたはイオン衝撃法を施すことによって形成する。パターンニングされたメディアディスクは、磁化方向が記録層の平面に平行、すなわち平面内にある水平磁気記録ディスクでも、磁化方向が記録層に垂直、すなわち面から外に向かう垂直磁気記録ディスクでもよい。
【０００３】
パターンニングされたメディアディスクの製造方法として提案されているものの１つが、ナノインプリント法によるもので、これは時々「スタンパ（stamper）」とも呼ばれる、三次元的表面パターンを有するテンプレートまたはディスクを用いる。この方法においては、表面に重合膜を有する磁気記録ディスク基板をテンプレートに押し付ける。重合膜にテンプレートのパターンの逆像が転写され、すると、これがディスク基板のエッチングによりディスク上に柱状体を形成する際のマスクとなる。あるタイプのパターンニングされたメディアの場合は、それから、磁性層および磁気記録ディスクに必要なその他の層を、エッチング後のディスク基板と柱状体の上に堆積させ、パターンニングされたメディアディスクを形成する。他のタイプのパターンニングされたメディアの場合、磁性層および磁気記録ディスクに必要なその他の層を、まず平坦なディスク基板上に堆積させる。次に、ナノインプリント法で使用する重合膜をこれらの層の上に押し付ける。重合膜にテンプレートパターンの逆像が転写され、すると、これが下層のミリング、エッチングまたはイオン衝撃法のためのマスクとなる。テンプレートは、ディスクに直接インプリントするためのマスタマスクであってもよい。しかしながら、より有力な手法は、ディスクに設けたい柱状体のパターンに対応する柱状体のパターンを有するマスタディスクを製造し、このマスクディスクを使って複製テンプレートを製造することである。その複製テンプレートはそれゆえ、マスタディスク上の柱状体のパターンに対応する陥凹部または穴のパターンを有することになる。そして、複製テンプレートが、ディスクに直接インプリントするために使用される。パターンドメディアのナノインプリント加工は、非特許文献１と非特許文献２に記載されている。
【０００４】
パターンニングされたメディアでは、同心円状のトラックに配列された、分離しているデータアイランドのパターンまたはアレイのビットアスペクト比（ＢＡＲ）は、半径方向、すなわちクロストラック方向へのトラック間隔、すなわちピッチに対する円周方向、すなわちアロングトラック方向（along-the-track direction）へのアイランド間隔、すなわちピッチの比である。これは、アロングトラック方向へのビット毎インチ（ＢＰＩ）単位の線状アイランド密度（linear island destiny）に対するクロストラック方向へのトラック毎インチ（ＴＰＩ）単位のトラック密度の比と同じである。ＢＡＲはまた、ビットセルの半径方向の寸法に対するビットセルの円周方向の寸法の比とも等しく、この場合データアイランドはビットセル内に配列される。ビットセルには、磁気データアイランドだけでなく、データアイランドとそれに直接隣接するデータアイランドの間の非磁性空間の半分の空間も含まれる。データアイランドの半径方向の長さに対する円周方向の幅の比は、アイランドアスペクト比（ＩＡＲ）と呼ぶこととし、これをＢＡＲに近付け、またはそれより大きくすることができる。
【０００５】
マスタテンプレートまたはディスクの作製は、困難で高度な工程である。ガウシアンビーム回転ステージ電子ビーム（ｅビーム）ライタを用いるｅビームリソグラフィを使用することは、ＢＡＲが約１、トラックピッチ（半径方向、すなわちクロストラック方向へのアイランドとアイランドの間隔）が約３５ｎｍ、アイランドピッチ（円周方向、すなわちアロングトラック方向へのアイランドとアイランドの間隔）が約３５ｎｍのパターンニングされたメディアディスクのナノインプリント加工が可能なマスタディスクを作製する方法として有望視されている。データアイランドの半径方向の長さと円周方向の幅の各々が約２０ｎｍでＩＡＲが１の場合、これらの寸法により、パターンニングされたメディアディスクの面ビット密度は一般に、約５００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２に限定される。超高面ビット密度（１テラビット／ｉｎ２超）のパターンニングされたメディアディスクを実現するためには、トラックピッチとアイランドピッチを約２０ｎｍとする必要があるだろう。しかしながら、ディスクのデータ面積と等しい面積の上に、このような小さな寸法のパターンニングされたメディアディスクをナノインプリント加工することができるマスタディスクは、ｅビームリソグラフィの分解能では実現できない。
【０００６】
ブロック共重合体の誘導自己組織化もまた、マスタディスク作製のために提案されており、１テラビット／ｉｎ２より高い面ビット密度を実現できると考えられている。本願と同じ譲受人に譲渡されている特許文献１は、ブロック共重合体の有向または誘導自己組織化を使って、マスタディスク基板上に略半径方向の線のパターンを形成し、その後、従来のリソグラフィによって半径方向の線の上に同心円状の輪のパターンを形成することを開示している。レジストと、ブロック共重合体成分の１つを除去すると、基板にはもう一方のブロック共重合体成分の柱状体のパターンができ、これらは基板をエッチングするためのエッチングマスクとして使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，９７６，７１５ Ｂ２号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｂａｎｄｉｃ ｅｔ ａｌ．，“Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｄｉａ：ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｎａｎｏｓｃａｌｅ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｏｎ ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅｓ”，Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓ７＋Ｓｕｐｐｌ．Ｓ，ＳＥＰ ２００６
【非特許文献２】Ｔｅｒｒｉｓ ｅｔ ａｌ．，“ＴＯＰＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ：Ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ａｎｄ ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｓ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉａ”，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３８（２００５）Ｒ１９９−Ｒ２２２
【非特許文献３】Ｍｏｒｉｔｚ ｅｔ ａｌ，“Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｍｅｄｉａ Ｍａｄｅ Ｆｒｏｍ Ｐｒｅ−Ｅｔｃｈｅｄ Ｗａｆｅｒｓ：Ａ Ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ Ｒｏｕｔｅ Ｔｏｗａｒｄ Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ ２００２，ｐｐ．１７３１−１７３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
求められる高い面ビット密度のパターンニングされたメディア磁気記録ディスクを得ることのできるマスタディスクと、その作製方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ｅビームリソグラフィの分解能では実現が難しいトラックピッチとアイランドピッチを有するパターンニングされたメディアディスクを作製するためのナノインプリント工程に使用されるマスタディスクの作製方法に関する。マスタディスクは、ディスクを直接ナノインプリント加工するために使用してもよいが、後にディスクの直接ナノインプリント加工に使用される複製テンプレートを作製するために使用する可能性の方が高い。
【００１１】
本発明の１つの実施形態においては、２つの別々のモールドを作製する。各モールドは、導電性基板、たとえば高不純物濃度シリコンを使用して作製する。第一のモールドでは、ブロック共重合体の誘導自己組織化によって基板上に半径方向の線のパターンを得る。次に、この基板を電気めっきして、金属の線のパターンを形成し、これを基板のエッチング用のエッチングマスクとして使用する。金属の線を除去すると、エッチング後の基板が、半径方向の線を有する第一のモールドとして残る。同じ方法を使用して、円周方向の輪を有する第二のモールドを作製する。マスタディスク基板を、保護層とレジスト層で被覆する。第一のモールドをレジスト層の上に押し当て、その結果として得られたレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、レジストにより被覆されていない保護層をエッチングによって除去すると、第一のモールドのパターンに対応するレジストの条片と下の保護層が残る。残ったレジストの条片を、ドライまたはウェットプロセスにより除去する。その後、残りの保護層の条片を有する基板を、再びレジスト層で覆う。これに第二のモールドを押し付け、第一のパターンで形成された条片と交差する第二のモールドの溝で、レジストの条片を生成する。その結果として得られたレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、保護層のうちレジストにより被覆されていない残りの部分をエッチングで除去する。保護層の露出部分をエッチングした後、残りのレジスト条片を、ウェットまたはドライプロセスによって除去すると、下の保護層の柱状体が残る。すると、これらの柱状体は、マスタディスク基板のうち保護されていない部分をエッチングするエッチング工程用のエッチングマスクとして機能する。その結果として得られたマスタディスクはすると、基板内に、同心円状の輪と略半径方向の線のパターンの柱状体を有する。あるいは、２回目のインプリントの後に、得られたレジストパターンをリフトオフ用のマスクとして使用する。２回目のインプリントの後に、保護層と同じまたは同類の材料の薄い層をレジスト条片の上と基板の露出部分に堆積させ、基板上にすでに形成されている条片と交差する、保護層材料の新たな条片を形成する。保護層材料で被覆されたレジストを次に、適当な溶媒または酸中でのリフトオフプロセスによって除去する。リフトオフの後、基板は長方形の穴が露出した、保護層材料の格子で構成される。このグリッドを次に、エッチングマスクとして使用して、マスタテンプレートにエッチングで穴を形成する。
【００１２】
この方法の他の実施形態においては、従来の、すなわちｅビームリソグラフィを使って、導電性基板、好ましくは高不純物濃度のシリコン基板上に、略半径方向の縞（stripe）のパターンを形成し、この縞は環状の領域または帯にグループ化される。次に、バルク周期Ｌ０＝Ｌｒａｄの第一のブロック共重合体（ＢＣＰ）材料をパターン上に堆積させると、第一のＢＣＰのその成分ごとの誘導自己組織化が起こり、略半径方向の縞が多重化され、交互に配列される第一のＢＣＰ成分の、略半径方向の線となる。半径方向の線は、好ましくは、その円周方向の密度が半径方向の縞より高い。成分のうち１つの半径方向の線を除去すると、第一のＢＣＰの残りの成分の半径方向の線が残る。次に基板を電気めっきし、第一のＢＣＰの残りの成分を除去すると、金属の半径方向の線のパターンが残る。
【００１３】
次に、バルク周期Ｌ０＝Ｌｃｉｒｃの第二のＢＣＰ材料を金属の半径方向の線の上に堆積させて、略同心円状の輪を画定する。第二のＢＣＰの成分のうち１つの同心円状の輪を除去すると、残りの第二のＢＣＰ成分の同心円状の輪が残る。それによって得られる構造は、金属の半径方向の線の上の残りの第二のＢＣＰ成分の同心円状の輪のパターンを有する。その後、この構造を穴また柱状体のいずれかを有するマスタディスクの製作に使用する。
【００１４】
本発明の性質と利点を十分に理解するために、添付の図面とともに以下の詳細な説明を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】先行技術において開示されている、パターンニングされたメディアのタイプの磁気記録ディスクを用いるディスクドライブの上面図である。
【図２】パターンニングされたメディアのタイプの磁気記録ディスクの拡大部分の上面図であり、ディスク基板表面上の帯のうちの１つのデータアイランドの詳細な配列を示す図である。
【図３】１つのタイプのパターンニングされたメディアディスクの断面側面図であり、ディスク基板表面の上方に延びる、高い、離間された柱状体としてのデータアイランドと、柱状体間の溝を示す図である。
【図４】パターンニングされたメディアディスクの概略図であり、３つの環状帯の中の半径方向の線のパターンを示す図であり、半径方向の線の各々は、その帯内の同心円状の全トラックのデータアイランドを表すものとする。
【図５Ａ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｂ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｃ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｄ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｅ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｆ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｇ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｈ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｉ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｊ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｋ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｌ】２つのモールドを使用して作製されたマスタディスクの上面図であり、各モールドは図５Ａ〜５Ｋに示される方法で作製される。
【図６Ａ】本発明によるマスタディスクの製作方法の第二の実施形態による一連の段階におけるマスタディスクの１つの環状帯の一部分の図である。
【図６Ｂ】本発明によるマスタディスクの製作方法の第二の実施形態による一連の段階におけるマスタディスクの１つの環状帯の一部分の図である。
【図６Ｃ】本発明によるマスタディスクの製作方法の第二の実施形態による一連の段階におけるマスタディスクの１つの環状帯の一部分の図である。
【図６Ｄ】本発明によるマスタディスクの製作方法の第二の実施形態による一連の段階におけるマスタディスクの１つの環状帯の一部分の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、先行技術において開示されている、パターンニングされた磁気記録ディスク１０を使用するディスクドライブ１００の上面図である。ドライブ１００は、アクチュエータ１３０を支持する筐体またはベース１１２と、磁気記録ディスク１０をその中心１３の周囲で回転させるドライブモータとを有する。アクチュエータ１３０は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）回転アクチュエータであってもよく、これは剛性のアーム１３４を有し、旋回軸１３２の周囲で、矢印１２４によって示されるように回転する。ヘッドサスペンションアセンブリには、一端がアクチュエータアーム１３４の端に取り付けられたサスペンション１２１と、サスペンション１２１のもう一端に取り付けられたヘッドキャリア１２２、たとえばエアベアリングスライダとが含まれる。サスペンション１２１によって、ヘッドキャリア１２２は、ディスク１０の表面から非常に近い位置に保持される。磁気抵抗読取ヘッド（図示せず）とインダクティブ書込みヘッド（図示せず）は一般に、ヘッドキャリア１２２の後面（trailing surface）の上にパターニングされた一体の読取／書込みヘッドとして形成され、これは当業界で周知のとおりである。
【００１７】
パターニングされた磁気記録ディスク１０は、ディスク基板１１と、基板１１上の磁性材料の分離されたデータアイランド３０を含む。データアイランド３０は、データを保存するための分離磁性ビットとして機能し、半径方向に離間された円形のトラック１１８内に配列され、トラック１１８は、環状帯１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃにグループ化される。データトラックを環状領域または帯にグループ化することによって、帯状の記録が可能となり、その場合、データアイランドの角距離（angular spacing）、およびひいてはデータレートは各帯で異なる。図１においては、内側帯１１９ａと外側帯１１９ｃの中の数個のアイランド３０と代表的なトラック１１８だけが示されている。ディスク１０がその中心１３の周囲で、矢印２０の方向に回転すると、アクチュエータ１３０の運動によって、ヘッドキャリア１２２の後端（trailing edge）の読取／書込みヘッドはディスク１０上の異なるデータトラック１１８にアクセスできる。アクチュエータ１３０が旋回軸１３２の周囲で回転して、ヘッドキャリア１２２の後端の読取／書込みヘッドがディスク内径（ＩＤ）付近からディスク外径（ＯＤ）付近へと移動すると、読取／書込みヘッドはディスク１０を横切って円弧状の経路を形成する。
【００１８】
図２は、ディスク１０の拡大部分の上面図であり、先行技術によるディスク基板１１の表面上の帯の１つにおけるデータアイランド３０の詳細な配列を示す。アイランド３０は、円形の形状で示されているが、他の形状、たとえば略長方形または略楕円形であってもよい。アイランド３０は、磁化可能な記録材料を含み、半径方向、すなわちクロストラック方向に離間されたトラックに配列され、これはトラック１１８ａ〜１１８ｅで示される。トラックは一般に、ほとんど一定のトラックピッチ、すなわち間隔ＴＳだけ離間されている。各トラック１１８ａ〜１１８ｅの中で、アイランド３０はほとんど一定のアロングトラック方向（along-the-track direction）のアイランドピッチ、すなわち間隔ＩＳで大体等しく離間されており、これは概してアイランド３０ａ、３０ｂで示され、ここで、ＩＳは１つのトラック内の２つの隣接するアイランドの中心間の間隔である。図２において、ＴＳとＩＳは等しく描かれているため、ＢＡＲは１である。アイランド３０はまた、略半径方向の線に配列され、これはディスクの中心１３（図１）から延びる半径方向の線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃで示されている。図２にはディスク基板１１のごく一部分のみが数個のデータアイランドのみとともに示されているため、アイランド３０のパターンは垂直線の２つの集合のように見える。しかしながら、トラック１１８ａ〜１１８ｅは、ディスク１０の中心１３を中心とする同心円状の輪であり、線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃは平行線ではなく、ディスク１０の中心１３から延びる半径方向の線である。それゆえ、半径方向に内側のトラック（トラック１１８ｅ等）において隣接する、線１２９ａと１２９ｂの中の隣接アイランドに関する、ディスクの中心１３から測定した隣接アイランド間の角距離は、半径方向に外側のトラック（トラック１１８ａ等）において隣接する、線１２９ａと１２９ｂの中のアイランドに関する角距離と同じである。
【００１９】
略半径方向の線（線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ等）は、完全に直線の半径方向の線であってもよいが、好ましくは、回転アクチュエータ上の読取／書込みヘッドの弓形経路を再現する、円弧または弓形の半径方向の線である。このような弓形の半径方向の線により、ヘッドがデータトラックを横切って掃引する際のデータアイランドの相位置（phase position）が一定となる。読取ヘッドと書込みヘッドの間の半径方向のオフセットが非常に小さいため、トラックの書込みに使用される同期磁界が実際には、異なるトラックから読み出される。半径方向の線が弓形である場合のように、２つのトラック間のアイランドが同相であると、書込みは大幅に単純化される。
【００２０】
図２に示されるようなパターンドメディアディスクは、磁化可能な記録材料内の磁化方向がアイランド内の記録層の平面に平行、すなわちその平面内にある水平磁気記録ディスクでも、または磁化方向がアイランド内の記録層の平面に垂直、すなわちその平面から出る方向である垂直磁気記録ディスクでもよい。パターンニングされたデータアイランドに必要な磁気的孤立化を実現するためには、アイランド間の領域の磁性モーメントを消滅させるか、実質的に低減させて、これらのスペースを基本的に非磁性化しなければならない。パターンドメディアは、いくつかの公知の方法のいずれによって作製してもよい。あるタイプのパターンニングされたメディアにおいて、データアイランドは、隆起した（高くなっている）、離間された柱状体であり、これはディスク基板表面の上方に延びて、基板表面上の柱状体間には谷または溝が画定される。このタイプのパターンニングされたメディアは、図３において断面図で示されている。このタイプのパターンニングされたメディアでは、プリエッチングされた柱状体（pillar）３１と谷（trench）、すなわち柱状体間の領域のパターンを有する基板１１を、マスタテンプレートまたはディスクを使って、比較的低コストで大量生産できるナノインプリント工程で生産することができる。この場合、磁気記録層材料をプリエッチングされた基板の表面全体に堆積させ、柱状体３１の端と柱状体３１間の谷の両方を覆うと、磁気記録層材料のデータアイランド３０と磁気記録層材料の谷３２が得られる。記録層材料の谷３２は、読取／書込みヘッドから十分に離間させて、アイランド３０内の記録層材料へ読み書きに不利な影響を与えないようにしてもよく、または、谷を、Ｓｉ等の材料の「ポイズニング」によって非磁性化してもよい。このタイプのパターンドメディアは、非特許文献３に記載されている。
【００２１】
図４は、パターンニングされたメディアディスク１０の概略図であり、３つの環状帯１１９ａ〜１１９ｃの中の略半径方向の線のパターンを示している。半径方向の線の各々は、その帯内のすべての同心円上のトラックのデータアイランドを表すものとする。半径方向の線の円周方向の密度は３つの帯すべてにおいて同じであり、半径方向の線の角距離は、帯内で、ディスクの内径（ＩＤ）から外径（ＯＤ）に向かう方向に角距離がより小さくなるように調整され、それゆえ、半径方向の線の円周方向の密度および、ひいてはデータアイランドの「線密度」またはアロングトラック方向への密度は、ディスク上のすべての帯について、比較的一定のままとなる。実際には、一般的なディスクは約２０の環状帯に分割され、これによって線密度が、すべての帯で数パーセントの範囲内で一定のままである。各帯内では、半径方向の線が、同心円状の輪に配列された、非常に短い半径方向の区分または長さに細分され（図示せず）、各輪がデータトラックであり、半径方向の区分または長さの各々が、分離されたデータアイランドである。各環状帯、たとえば帯１１９ｃは、帯のＩＤと帯のＯＤとを有する。また、実際には、略半径方向の線は、より一般的に、略弓形線であり、これは回転アクチュエータの端に取り付けられた読取／書込みヘッドの経路を再現している。
【００２２】
マスタテンプレートまたはディスクを作製して超高密度のパターンニングされたメディアディスクを実現することは、困難で高度な工程である。ガウシアンビーム回転ステージ電子（ｅビーム）ビームライタを用いたｅビームリソグラフィを利用することが、ＢＡＲが約１、トラックピッチ（半径方向、すなわちクロストラック方向へのアイランドとアイランドの間隔）が約３５ｎｍ、アイランドピッチ（円周方向、すなわちアロングトラック方向へのアイランドとアイランドの間隔）が約３５ｎｍのパターンニングされたメディアディスクをナノインプリント加工できるマスタディスクを作るための方法として、有力視されている。データアイランドの半径方向の長さと円周方向の幅が、ＩＡＲを１とするためにそれぞれ約２０ｎｍである場合、これらの寸法によって、パターンニングされたメディアディスクの面ビット密度が概して約５００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２に制限される。超高面ビット密度（１超テラビット／ｉｎ２）を有するパターンニングされたメディアディスクを実現するには、トラックピッチとアイランドピッチは約２５ｎｍとする必要がある。しかしながら、ディスクのデータ面積と等しい面積の上にこのような小さな寸法のパターンニングされたメディアディスクをナノインプリント加工できるマスタディスクは、ｅビームリソグラフィの分解能では実現不能である。
【００２３】
ＢＣＰの誘導自己組織化もまた、マスタディスク作製用として提案されており、１超テラビット／ｉｎ２の面ビット密度を実現できると考えられている。本願と同じ出願人に譲渡された特許文献１には、ＢＣＰの誘導自己組織化を利用して、マスタディスク基板上に略半径方向の線のパターンを形成し、その後、従来のリソグラフィで半径方向の線の上に同心円状の輪のパターンを形成することが記載されている。レジストとＢＣＰ成分の１つを除去した後、基板には、他のＢＣＰ成分の柱状体のパターンができ、これはその後、基板をエッチングするためのエッチングマスクとして使用される。その結果、パターンドメディアディスクに望まれるデータアイランドのパターンに対応する基板材料の柱状体を有するマスクディスクが得られる。
【００２４】
本発明は、パターンニングされたメディアディスクを作製するためのナノインプリント工程に使用されるマスタディスクの作製方法に関する。この方法は、導電性基板と、ＢＣＰの誘導自己組織化を使用して、ＢＣＰ成分の１つの略半径方向の線および／または略同心円状の輪のパターンを形成する。次に、金属を基板上の、線および／または輪によって保護されていない領域に電気めっきする。ＢＣＰ成分を除去した後に、残った金属パターンをエッチングマスクとして使用して、最終マスタディスクまたは２つの別々のモールド（mold）のいずれかを製造し、これがその後、マスタディスクの作製に使用される。
【００２５】
自己組織化ＢＣＰは、周期的なナノメータ（ｎｍ）スケールの特徴物を創出するために提案されてきた。自己組織化ＢＣＰは一般に、非相溶性の２つまたはそれ以上の異なるブロック重合体成分、たとえば成分ＡとＢを含む。適当な条件下で、これらの２つまたはそれ以上の非相溶性ブロック重合体成分は、ナノメータスケールで２つまたはそれ以上の異なる相またはミクロドメインに分離し、それによって孤立化されたナノサイズの構造的ユニットの規則化パターンが形成される。自己組織化した周期的パターンを形成するには、多様なタイプのＢＣＰを使用できる。成分ＡまたはＢの一方が、もう一方を除去することなく、選択的に除去可能であれば、除去されていない成分の規則的に配列された構造ユニットを形成できる。
【００２６】
自己組織化した周期的パターンを形成するために使用できる適当なＢＣＰの具体的な例としては、これらに限定されないが、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（エチレンオキサイド−ブロック−イソプレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＩ）、ポリ（エチレンオキサイド−ブロック−ブタジエン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＢＤ）、ポリ（エチレンオキサイド−ブロック−スチレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＳ）、ポリ（エチレンオキサイド−ブロック−メチルメタクリレート）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（エチレンオキサイド−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（イソピレン−ブロック−メチルメタクリレート）（ＰＩ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（スチレン−ブロック−ジメチルシロキサン）（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）がある。
【００２７】
ＢＣＰによって形成される具体的な自己組織化した周期的パターンは、第一と第二のブロック重合体成分ＡとＢとのモル容積比により決まる。第二のブロック重合体成分Ｂのモル容積の、第一のブロック重合体成分Ａのモル容積に対する比が約８０：２０より小さく、約６０：４０より大きい時、このＢＣＰは第二のブロック重合体成分Ｂからなるマトリクスの中に第一のブロック重合体成分Ａからなるシリンダ（cylinder）が規則的に配列したアレイを形成する。第一のブロック重合体成分Ａのモル容積の、第二のブロック重合体成分Ｂのモル容積に対する比が約６０：４０より小さく、約４０：６０より大きい時、このＢＣＰは、第一と第二のブロック重合体成分ＡとＢからなる交互配列のラメラ（lamellae）を形成する。本発明においては、除去されない成分をエッチングマスクとして使用するため、交互配列のラメラおよび交互配列のシリンダの規則的なアレイが関心対象である。
【００２８】
周期的パターンの反復構造単位の周期性、すなわちバルク周期（Ｌ０）は、固有の重合特性、たとえば重合度ＮやＦｌｏｒｙ−Ｈｕｇｇｉｎｓの相互作用パラメータχによって決まる。Ｌ０は重合度Ｎに対応し、重合度Ｎ自体は分子量Ｍと相関する。したがって、本発明のＢＣＰの総分子量を調整することによって、反復構造単位のバルク期間（Ｌ０）を選択できる。
【００２９】
自己組織化の周期パターンを形成するためには、ＢＣＰをまず適当な溶媒系に溶解させてＢＣＰ溶液を形成してから表面に塗布して薄いＢＣＰ層を形成し、その後、薄いＢＣＰ層のアニーリングを行うと、ＢＣＰに含まれる異なるブロック重合体成分間が相分離（phase isolation）する。ＢＣＰを溶解させ、ＢＣＰ溶液を形成するために使用される溶媒系は、どのような適当な無極性溶媒でもよく、たとえば、これらに限定されないが、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）、アセトンがある。ＢＣＰ溶液は、どのような適当な方法で基板表面に塗布することもでき、たとえば、これらに限定されないが、スピンキャスト、コーティング、溶射、インクコーティング、浸漬コーティングがある。好ましくは、ＢＣＰ溶液を基板表面にスピンキャストして、薄いＢＣＰ層を形成する。薄いＢＣＰ層を基板表面に形成した後に、基板全体にアニーリングを行うことによって、ＢＣＰに含まれる異なるブロック成分のミクロ相分離を起こさせ、それによって、反復構造単位の周期的パターンを形成する。
【００３０】
上記のような方法におけるＢＣＰ膜は、方向付けや誘導を一切必要とせずに自己組織化する。このような方向付けのない自己組織化によって欠陥のあるパターンができるため、長い範囲にわたる規則化が必要な用途、たとえばパターンニングされたメディアディスクのナノインプリント用マスタディスクに半径方向の線の環状帯を作製するためには実用的ではない。しかしながら、方向付けまたは誘導によるＢＣＰの自己組織化を利用してＢＣＰ成分の１つを略半径方向の線および／または略同心円状の輪にパターニングすることが、本願と同じ出願人に譲渡された特許文献１に記載されている。
【００３１】
本発明の第一の実施形態においては、一方は略半径方向の線を有し、もう一方は略同心円状の輪を有する、２つの別々のモールドを作製する。その後、２つのモールドを使って、マスタディスクを作製する。各モールドの作製方法を、図５Ａ〜５Ｋに関して説明する。図５Ａ〜５Ｃ、５Ｅ〜５Ｉおよび５Ｋは、この製造方法のさまざまな段階における断面側面図であり、図５Ｄと５Ｊは、その方法のさまざまな段階における上面図である。まず図５Ａを参照すると、基板２００は導電性である（または、導電性表面を有する）。好ましい基板は高不純物濃度シリコン、たとえば、単結晶シリコンウェハに十分な量のボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、ヒ素（Ａｓ）をドープして、導電性ウェハとしたものがある。このようなウェハは一般に、２ｎｍの自然表面酸化物層（ＳｉＯ２）を有し、これは酸化物層２００ａとして描かれている。しかしながら、ＨＦ溶液中でエッチングすることにより、ウェハ表面から自然酸化物を除去することが可能である。ＨＦ溶液中でエッチングされたシリコン表面は、表面の水素終端（surface termination with hydrogen）により、空気中での酸化に対して一時的に耐性を有することが知られている。導電性基板はまた、スパッタ法で堆積された薄い金属膜を有する基板、たとえばＳｉウェハであってもよい。金属膜は、イオンミリングまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって除去可能な、どのような材料であってもよい。タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはルテニウム（Ｒｕ）を金属膜として使用する場合、これらの材料は従来のフッ素化学を利用したＲＩＥによって除去できる。
【００３２】
ブロック重合体のうちのいずれの１つに対しても、それ以外のものに対するより強い湿潤親和性を示さない材料である、ほとんど中立の層２０５を以下、「中立層」と呼ぶが、この中立層を基板２００の上に堆積させる。中立層は、官能化重合体ブラシ、架橋性重合体、官能化重合体「Ａ」または「Ｂ」または、官能化ランダム共重合体「Ａ−ｒ−Ｂ」であってもよいが、これらに限定されない。官能基は、たとえば、ヒドロキシル基であってもよい。この例において、中立層２０５は、使用されるＢＣＰより分子量が低い、末端ヒドロキシル基ポリスチレンブラシである。ブラシ材料をスピンコートにより基板２００上に約１〜１０ｎｍ（６ｎｍ以下が好ましい）の厚さに塗布する。中立層の目的は、表面エネルギーを、所望のドメイン配向（垂直ラメラ）を促進するように十分に調整することと、密度増倍のための十分な湿潤状態を提供することである。
【００３３】
略半径方向の線を有するモールドを作製するための方法が図５Ａ〜５Ｋに示されているが、この方法は、略同心円状の輪を有するモールドを作製する場合と同じである。図５Ｂにおいて、レジスト層が、ブラシ層（brush layer）２０５に堆積され、略半径方向の棒状体２１０のレジストとしてパターニングされている。レジストは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはＺｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌ．Ｐ．のＺＥＰ５２０のようなポジ型電子ビームレジストであってもよい。レジスト層は、電子ビームによってパターニングし、ブラシ層２０５の一部を露出させる半径方向のスペース２１１によって分離された半径方向の棒状体２１０のパターンを形成するように現像する。電子ビームツールでレジスト層をパターニングして、半径方向のスペース２１１の円周方向の間隔が、約Ｌ０の整数倍（すなわち、ｎＬ０）、すなわち、後に堆積することになる選択されたＢＣＰの既知のバルク期間となるようにする。図５Ｂにおいて、ｎは２である。半径方向のスペース２１１の各々の円周方向の幅は、約０．５Ｌ０となるように選択される。
【００３４】
図５Ｃにおいて、構造は酸素プラズマ反応性イオンエッチング（Ｏ２ ＲＩＥ）によるエッチングで、ブラシ層２０５のうちの半径方向のスペース２１１にある部分が除去され、それによって酸化物層２００ａの一部が露出している。あるいは、ブラシ層２０５の、半径方向のスペース２１１の中の露出部分の化学構造を、（酸素プラズマエッチングまたは、反応性イオンエッチング、中性原子（Ａｒ等）または分子ミリング、イオン衝撃および光分解により）化学的に変成して、ブラシ層２０５の露出部分が共重合体の１つについて優先的親和性（または反発力）を持つようにすることができる。図５Ｄは上面図であり、レジスト２１０が除去され、基板２００上には、酸化物の、略半径方向の縞（stripe）２００ａによって分離された重合体ブラシ材料の、略半径方向の棒状体２０５のパターンが残っている。このパターンの中で、略半径方向の縞２００ａの円周方向の幅は０．５Ｌ０であり、円周方向のピッチは２Ｌ０である。図５Ｄはマスタディスクのごく一部分であるため、縞２００ａは平行な縞に見える。しかしながら、縞２００ａは、図４に示されるように、略半径方向に配列される。縞２００ａは完全に直線の半径方向の縞であってもよいが、好ましくは、回転アクチュエータ上の読取／書込みヘッドの弓形の経路を再現する、円弧または弓形の半径方向の縞である。
【００３５】
次に、図５Ｅにおいて、ＢＣＰ材料の層２２０が、ブラシ材料の半径方向の棒状体２０５と半径方向のスペース２１１内の半径方向の縞２００ａの上に堆積されている。好ましいＢＣＰ材料は、Ｌ０が約８ｎｍから３０ｎｍのジブロック共重合体ポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）であり、スピンコートによって約０．５Ｌ０から３Ｌ０の厚さに堆積される。
【００３６】
図５Ｆでは、ＢＣＰ層に、たとえば約２５０℃まで約６０分間、窒素雰囲気化で加熱することによって、アニーリングが行われており、その結果、ＢＣＰに含まれる異なる成分間で相分離している。この例において、成分Ｂ（ＰＭＭＡ）は縞２００ａの表面に対して、または化学的に変成されたブラシ２０５の極性基に対して親和性を有し、それゆえ、半径方向の縞２００ａの上に、略半径方向の線２１５を形成する。縞２００ａの円周方向の幅が約０．５Ｌ０であるため、成分Ａ（ＰＳ）は、重合体ブラシ材料の半径方向の棒状体２０５の上で、隣り合う半径方向の線２１２を形成する。それにより、成分ＡとＢの自己組織化の結果として、成分Ｂもまた、重合体ブラシ材料の半径方向の棒状体２０５の各々の中心に、略半径方向の線２１５を形成する。それゆえ、略半径方向の縞２００ａは成分ＰＳとＰＭＭＡの自己組織化を誘導して、図５Ｆに示されるように、構造中に半径方向の線２１２、２１５の交互配列を形成する。成分ＡとＢは周期Ｌ０の平行線で自己組織化しようとするが、半径方向の縞２００ａの基板パターンによって線２１２、２１５の交互配列が誘導されて、半径方向の線が形成されており、これは、Ｌ０が半径方向の長さ全体にわたって一定となりえないことを意味する。しかしながら、半径方向の線２１２、２１５の交互配列のパターンは、Ｌ０からの変動が約１０パーセントを超えなければ、重大な欠陥を生じさせることなく実現できる。それゆえ、これを実現するために、帯のＩＤの半径方向の縞２００ａの円周方向の間隔は約０．９ｎＬ０以上とするべきであり、帯のＯＤにおける半径方向の縞２００ａの円周方向の間隔は約１．１ｎＬ０以下とするべきである（ｎは整数で、Ｌ０＝ＬｒａｄまたはＬ０＝Ｌｃｉｒｃ）。
【００３７】
あるいは、ＢＣＰを溶解させて溶液にした時に使用した無極性溶媒と同じまたは同様の蒸気に曝すことによって、ＢＣＰに「アニーリング」を行うことができる。蒸気への曝露は、「溶媒アニール」とも呼ばれ、蒸気に曝すと、膜のガラス転移温度Ｔｇが室温を下回る。蒸気を除くと（またはパージすると）膜はその最終結晶状態となる。
【００３８】
次に、図５Ｇにおいては、成分Ｂ（ＰＭＭＡ）が、ウェットエッチング（酢酸、ＩＰＡまたはその他の選択的溶媒）またはドライエッチング工程（Ｏ２ ＲＩＥ）によって選択的に除去されて、成分Ａ（ＰＳ）の略半径方向の線２１２が残っている。自然酸化物層２００ａが不純物ドープシリコン基板２００からまだ除去されていなければ、酸化物層２００ａの、半径方向の線２１２間で露出している部分を、フッ素含有プラズマを用いたドライエッチングまたはＨＦ含有溶液を用いたウェットエッチングのいずれかによって除去して、これらの領域に不純物ドープ導電性シリコン基板２００を露出させると、図５Ｈに示される構造が得られる。
【００３９】
次に、図５Ｉにおいて、基板は電気めっき浴、好ましくはＮｉめっき浴、たとえばホウ酸、硫酸ニッケルおよび塩化ニッケルを含み、室温においてｐＨ３．５で運転されるワット浴中に置かれる。Ｎｉの代わりに、その他の金属、たとえばＮｉＰまたは、Ｃｏ、Ｆｅ、ＣｒまたはＣｕまたはそれらの合金のうちの１つまたはそれ以上を、これらの金属のための公知のめっき浴および方法を用いて電気めっきしてもよい。これによって、成分Ａの半径方向の線２１２間にＮｉの半径方向の線２１３が得られる。Ｎｉの厚さは、好ましくは１ｎｍから２０ｎｍの範囲である。
【００４０】
次に、成分Ａ（ＰＳ）の半径方向の線２１２と、その下のブラシ層２０５と酸化物２００ａの領域をＯ２ ＲＩＥ工程またはフォーミングガスＲＩＥまたは灰化によって除去すると、基板２００上にＮｉの半径方向の線２１３が残る。得られた構造は、図５Ｊの上面図に示されており、同図は、円周方向の間隔Ｌ０を有する、略半径方向の金属線２１３を示す。図５Ｊでは、Ｎｉの半径方向の線２１３の円周方向の密度が図５Ｄの半径方向の縞２００ａの円周方向の密度の２倍になっている。
【００４１】
次に、Ｎｉの半径方向の線２１３をエッチングマスクとして使用して、基板２００の保護されていない部分をエッチングで除去する。
【００４２】
その後、Ｎｉの半径方向の線を、酸含有溶液、たとえば硝酸またはピラニア洗浄液によるウェットエッチングにより除去する。図５Ｋは、その結果として得られるエッチング後の基板の断面図であり、環状帯の中に略半径方向の線として配列されたエッチングされた陥凹部２１４を示しており、この時点で、これはマスタディスクの作製中に略半径方向の線をパターニングするために使用される第一のモールドとして機能できる。
【００４３】
基板２００を直接エッチングするためのマスクとして金属（Ｎｉ）の半径方向の線２１３（図５Ｊ）を使用する代わりに、金属の半径方向の線２１３は、基板２００の上に形成された二重層の上層をエッチングするためのマスクとして使用できる。この方法では、二重層を基板２００の表面上に形成してから、中立層２０５を堆積させる。二重層は、基板２００をエッチングするためのハードマスクとして使用される、たとえばＣｒ、Ｃｒ合金またはＣｒＮｘ層である厚さ約５ｎｍの下層と、たとえばＳｉ合金、ＳｉＯｘまたはＳｉＮｘ層である厚さは約５ｎｍの上層であってもよい。金属の線２１３をマスクとして使用したエッチングによって、二重層の、露出している上層を除去し、下層を露出させる。金属の半径方向の線２１３をエッチングして除去した後、得られた構造は、図５Ｋのそれと同様に見えるが、高い部分が上層となり、下層がその上層の真下に配置される点が異なる。すると、上層の高い部分が次に、下層の露出部分をエッチングにより除去するためのエッチングマスクとして使用される。上層を除去した後に、パターニングされたハードマスク、たとえばＣｒ、Ｃｒ合金またはＣｒＮｘのハードマスクが残る。このハードマスクを次に、下地の基板２００をエッチングするために使用する。ハードマスクを除去した後、構造は図５Ｋのようになる。二重層を、下地の基板２００をエッチングするために用いられるハードマスクを作製するために使用する利点は、上層を１回またはそれ以上のマスキングステップでパターニングできる点である。下層は、基板２００を上層のパターニングに使用される工程から保護する。下層のパターニングが終われば、基板２００を１回のエッチングステップでパターニングし、基板２００全体にわたり均一な深さの特徴部を作ることができる。
【００４４】
図５Ａ〜５Ｋに関して上述したものと同じ工程で、マスタディスクの作製中に同心円状の輪をパターニングするために使用される第二のモールドを作製できる。唯一の相違点は、図５Ｂでは、ブラシ層２０５上に堆積されたレジスト層が、レジストの同心円状の棒状体２１０にパターニングされている点である。ｅビームツールにより、レジスト層をパターニングして、スペース２１１の半径方向の間隔が、その後堆積することになる選択されたＢＣＰに関する既知のバルク周期であるＬ０の約整数倍（すなわち、ｎＬ０）となるようにする。それゆえ、上面図である図５Ｄには、略同心円状の縞２００ａによって分離される重合体ブラシ材料の同心円状の棒状体２０５がある。同様に、図５Ｊには、エッチングマスクとして機能する同心円状の金属の輪２１３がある。それゆえ、図５Ｋにおいて、基板２００には環状帯内に略同心円状の輪として配列された、エッチングによる陥凹部２１４があり、この時点で、これはマスタディスクの作製中に略同心円状の輪をパターニングするために使用される第二のモールドとして機能できる。
【００４５】
２つのモールド、一方が略半径方向の線のパターンを有し、もう一方が略同心円状の輪のパターンを有する２つのモールドを使用してマスタディスクを作製するために、マスタディスク基板を保護層とレジスト層で被覆する。マスタディスクの基板は、どのような適当な材料で形成してもよく、たとえば、これらに限定されないが、単結晶Ｓｉ、非晶質Ｓｉ、シリカ、石英、窒化珪素、炭素、タンタル、モリブデン、クロム、アルミナ、サファイアがある。保護層は、Ｃｒ、ＳｉＯ２またはそれらの多層構造で形成してもよい。第一のモールド、たとえば半径方向の線を有するものをレジスト層に押し付け、その結果得られるレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、レジストによって被覆されていない保護層をエッチングで除去すると、第一のモールドのパターンに対応するレジストとその下の保護層の線が残る。残りのレジストを、ドライまたはウェットプロセスで除去する。基板を再びインプリントレジストで被覆する。次に、第二のモールド、すなわち同心円状の輪を有するものを、第二のモールドの輪が第一のパターンに形成された保護層の線と交差するようにレジストに押し付ける。その結果として得られたレジストパターンを、エッチングマスクまたはリフトオフマスクのいずれかとして使用して、それぞれ柱状体形成用または穴形成用テンプレートを形成する。柱状体形成用に使用する場合、レジストパターンをマスクとして使用し、保護層の、レジストにより被覆されていない残りの部分をエッチングして除去すると、レジストとその下の保護層の柱状体が残る。すると、この柱状体は、マスタディスク基板の保護されていない部分をエッチングするエッチング工程のためのエッチングマスクとして機能する。その結果として得られるマスタディスクが、図５Ｌの上面図に描かれている。結果として得られたマスタディスク２２０は、基板内に柱状体２２５を有し、これは略半径方向の線２３４と略同心円状の輪２２５のパターンである。マスタディスク２２０を使って作製されたパターンニングされたメディアディスクは、陥凹部２２５と基本的に同じパターンと形状のデータアイランドを有することになる。図５Ｌの例において、半径方向の線２３４は円周方向の間隔Ｌｒａｄを有し、これは、半径方向の線を有するモールドを作製するために使用されるＢＣＰが、バルク周期Ｌ０＝Ｌｒａｄとなるように選択されたからである。同様に、同心円状の輪２４４は半径方向の間隔Ｌｃｉｒｃを有し、これは、同心円状の輪を有するモールドを作製するために使用されるＢＣＰが、バルク周期Ｌ０＝Ｌｃｉｒｃとなるように選択されたからである。それゆえ、マスタモールドを使って作製されるパターンニングされたメディアディスクは、ＢＡＲがＬｃｉｒｃ／Ｌｒａｄのデータアイランドを有することになる。２つのモールドを作製するために使用されるＢＣＰは、所望のＢＡＲのデータアイランドを有するディスクが得られるように、適当な数値のバルク周期のものを選択できる。
【００４６】
方法の第二の実施形態では、マスタディスクを直接作製する。工程は、図５Ａ〜５Ｊに関して上述したものと同じである。この方法の出発構造として、図５Ｊに示される金属の線２１３は、金属の半径方向の線または金属の同心円状の輪とすることができるが、ここでは金属の半径方向の線として説明する。次に、図６Ａの断面図に示されているように、表面改質層または、重合体ブラシ層２０５のような中立の重合体ブラシ層３０２を図５Ｊの構造の上に、すなわち金属の半径方向の線２１３の上と、基板２００の、金属の半径方向の線２１３間の領域の上に塗布する。次に、図６Ｂの上面図において、ｅビームレジスト３０３の層がブラシ層３０２の上に堆積されている。レジスト３０３に対して回転ステージｅビームツールを使用し、現像して、同心円状の境界領域３０７を露出させる。境界領域３０７の半径方向の幅は、約０．５Ｌｃｉｒｃとなるように選択され、Ｌｃｉｒｃは第二のＢＣＰのバルク周期である。ｅビームに暴露される境界領域３０７間の中心から中心の距離はｎ＊Ｌｃｉｒｃとなるように選択され、ｎは１またはそれ以上の整数である。次に、この構造に酸素プラズマを照射し、境界領域３０７の中立のブラシ材料３０２を改質する。レジスト３０３は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはＺｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌ．Ｐ．のＺＥＰ５２０のようなポジ型ｅビームレジストであってもよい。これにより、現像後、レジスト３０３で被覆された、半径方向の幅がｎ＊Ｌｃｉｒｃの円周方向の領域３１３が残り、改質されたブラシ層３０２の境界領域３０７はレジストで被覆されない。
【００４７】
次に、図６Ｃにおいて、レジストが除去されて、第二のＢＣＰ層が堆積され、アニーリングが行われており、その結果、ＢＣＰに含まれる異なる成分間で相分離している。この例において、成分Ｂ（ＰＭＭＡ）は、境界領域３０７内の改質されたブラシ層３０２に対する親和性を有し、それゆえ略円周方向の輪３１８を形成する。境界領域３０７の半径方向の幅が約０．５Ｌｃｉｒｃであるため、成分Ａ（ＰＳ）は円周方向の輪３１９を形成する。第二のＢＣＰの成分ＡとＢの自己組織化の結果、成分Ｂはまた、半径方向の間隔Ｌｃｉｒｃの成分Ａの輪３１９間に、略円周方向の輪３１８を形成する。その後、この構造に紫外線（ＵＶ）照射および酢酸湿式現像または乾式現像を施して、同心円状の輪３１８の第二の共重合体の成分Ｂ（ＰＭＭＡ）を除去すると、図６Ｄに示されているように、金属の半径方向の線２１３の上の成分Ａ（ＰＳ）の同心円状の輪３１９が残り、導電性基板２００の長方形の領域が露出する。
【００４８】
マスタディスクを作製するための工程のこの段階では、２つの選択肢がある。第一の選択肢は、穴または陥凹部を有するマスタディスクを作製することである。図６Ｄの構造を金属めっき浴の中に置き、露出した金属の線２１３と、基板２００の領域をＮｉ等の金属でめっきする。次に、同心円状の輪３１９の成分Ａ（ＰＳ）を酸素含有プラズマで除去する。これによって、金属の半径方向の線２１３と、同心円状の輪３１８（図６Ｃ）があった場所の金属の同心円状の輪の格子が残る。この格子を次に、エッチングマスクとして使用して、基板をエッチングし、穴または陥凹部のパターンを作る。すると、その結果として得られるマスタディスクは図５Ｌに示されるマスタディスクと同じである。
【００４９】
第二の選択肢は、柱状体を有するマスタディスクを作製することである。半径方向の線を電気めっきし、残りのＢＣＰを除去した後、ＳｉＯｘまたはＳｉＮｘ等の保護層を基板の上および電子めっきされた半径方向の線の上に堆積させる。その後、図６Ａの断面図に示されるように、重合体ブラシ層２０５のような、表面改質層または中立の重合体ブラシ層３０２を、新たに堆積された保護層（図６Ａには示されていない）の上、すなわち、すべて新たな保護層で被覆された金属の半径方向の線２１３と基板２００の領域の上に塗布する。次に、図６Ｂの上面図において、ｅビームレジスト層３０３をブラシ層３０２の上に堆積させる。レジスト３０３に回転ステージｅビームツールに暴露し、現像して、同心円状の境界領域３０７を露出させる。境界領域３０７の半径方向の幅は約０．５Ｌｃｉｒｃとなるように選択され、Ｌｃｉｒｃは第二のＢＣＰのバルク周期である。ｅビームにより露出した、境界領域３０７間の中心間距離はｎ＊Ｌｃｉｒｃとなるように選択され、ｎは１またはそれ以上の整数である。次に、この構造に酸素プラズマを照射し、境界領域３０７内の中立のブラシ材料３０２を改質する。レジスト３０３は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはＺｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌ．Ｐ．のＺＥＰ５２０のようなポジ型ｅビームレジストであってもよい。現像後、これによって、図６Ｂに示されているように、半径方向の幅がｎ＊Ｌｃｉｒｃの、レジスト３０３により被覆された円周方向の領域３１３が残り、改質されたブラシ層３０２の境界領域３０７はレジストで被覆されない。レジスト３０３を除去した後、第二のＢＣＰの層を堆積させ、アニーリングを行い、図６Ｃに示されているような円周方向の縞を形成する。次に、図６Ｄに示されているように、この構造にＵＶ照射と酢酸湿式現像または乾式現像を行い、同心円状の輪３１８の中の第二の共重合体の成分Ｂ（ＰＭＭＡ）を除去すると、保護層（図６Ｄには示されていない）により被覆された金属の半径方向の線２１３の上にある成分Ａ（ＰＳ）の同心円状の輪３１９が残り、導電性基板２００のうち、保護層（図６Ｄには示されていない）により被覆された長方形の領域を露出させる。成分Ａの同心円状の輪３１９をマスクとして使用し、保護層の露出部分をエッチングして、金属の導電性基板２００の部分を露出させる。次に、残りの成分Ａにより被覆された保護層の縞をエッチングマスクとして使用し、金属の半径方向の線２１３の露出部分をエッチングする。エッチングの後に、残っている成分Ａの縞と残っている保護層の縞を、ドライまたはウェットプロセスで除去する。その結果、金属層２１３の長方形のアイランドまたは柱状体が得られ、これをエッチングマスクとして使用して、エッチングにより基板に柱状体を形成できる。
【００５０】
本発明を、好ましい実施形態に関して具体的に示し、説明したが、当業者にとっては当然のことながら、本発明の真の主旨と範囲から逸脱することなく、形態や詳細部分に各種の変更を加えることができる。したがって、開示した発明は例示的にすぎないとみなし、範囲においては、付属の特許請求の範囲に明記されているようにのみ限定される。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 磁気記録ディスク
１１ ディスク基板
１３ ディスク中心
３０ データアイランド
３１ 柱状体
３２ 記録層材料の谷
１００ ドライブ
１１２ ベース
１１８ データトラック
１１９ 環状帯
１２１ サスペンション
１２２ ヘッドキャリア
１２９、２１２、２１３、２１５、２３４ 半径方向の線
１３０ アクチュエータ
１３２ 旋回軸
１３４ アクチュエータアーム
２００ 基板
２００ａ 酸化物層
２０５、３０２ ブラシ層
２１０ 半径方向の棒状体
２１１ 半径方向のスペース
２１４ 陥凹部
２２０ ＢＣＰ材料の層
２２５、２４４、３１８、３１９ 同心円状の輪
３０３ 電子ビームレジスト
３０７ 境界領域
ＩＤ 内径
ＯＤ 外径
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、データ１ビットがディスク上の磁気的に孤立化されたデータアイランド内に保存されるパターンドメディア磁気記録ディスクに関し、より詳しくは、パターンニングされたメディアディスクのナノインプリント加工に使用されるマスタディスクを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターニングされた磁気記録媒体を使用する磁気記録ハードディスクドライブが、データ高密度化のために提案されている。パターンニングされたメディアにおいては、ディスク上の磁気記録層が、同心円状のデータトラック内に配列された、小さな孤立化されたデータアイランド（data island）へとパターニングされている。パターニングされたデータアイランドに求められる磁気的な孤立化を実現するためには、アイランド間のスペースの磁気モーメントを消滅させるか、実質的に低減させて、これらのスペースを基本的に非磁性としなければならない。あるタイプのパターンニングされたメディアでは、データアイランドは「溝（trench）」の上方に延びる、隆起領域（elevated region）または柱状体（pillar）であり、柱状体と溝の両方を磁性材料によって覆い、溝内の磁性材料を、一般的には珪素（Ｓｉ）等の材料の「ポイズニング（poisoning）」によって、非磁性化する。また別のタイプのパターンニングされたメディアの場合、まず磁性材料を平坦なディスク基板上に堆積させる。その後、磁気データアイランドを、このデータアイランドを取り囲む領域にミリング、エッチングまたはイオン衝撃法を施すことによって形成する。パターンニングされたメディアディスクは、磁化方向が記録層の平面に平行、すなわち平面内にある水平磁気記録ディスクでも、磁化方向が記録層に垂直、すなわち面から外に向かう垂直磁気記録ディスクでもよい。
【０００３】
パターンニングされたメディアディスクの製造方法として提案されているものの１つが、ナノインプリント法によるもので、これは時々「スタンパ（stamper）」とも呼ばれる、三次元的表面パターンを有するテンプレートまたはディスクを用いる。この方法においては、表面に重合膜を有する磁気記録ディスク基板をテンプレートに押し付ける。重合膜にテンプレートのパターンの逆像が転写され、すると、これがディスク基板のエッチングによりディスク上に柱状体を形成する際のマスクとなる。あるタイプのパターンニングされたメディアの場合は、それから、磁性層および磁気記録ディスクに必要なその他の層を、エッチング後のディスク基板と柱状体の上に堆積させ、パターンニングされたメディアディスクを形成する。他のタイプのパターンニングされたメディアの場合、磁性層および磁気記録ディスクに必要なその他の層を、まず平坦なディスク基板上に堆積させる。次に、ナノインプリント法で使用する重合膜をこれらの層の上に押し付ける。重合膜にテンプレートパターンの逆像が転写され、すると、これが下層のミリング、エッチングまたはイオン衝撃法のためのマスクとなる。テンプレートは、ディスクに直接インプリントするためのマスタマスクであってもよい。しかしながら、より有力な手法は、ディスクに設けたい柱状体のパターンに対応する柱状体のパターンを有するマスタディスクを製造し、このマスクディスクを使って複製テンプレートを製造することである。その複製テンプレートはそれゆえ、マスタディスク上の柱状体のパターンに対応する陥凹部または穴のパターンを有することになる。そして、複製テンプレートが、ディスクに直接インプリントするために使用される。パターンドメディアのナノインプリント加工は、非特許文献１と非特許文献２に記載されている。
【０００４】
パターンニングされたメディアでは、同心円状のトラックに配列された、分離しているデータアイランドのパターンまたはアレイのビットアスペクト比（ＢＡＲ）は、半径方向、すなわちクロストラック方向へのトラック間隔、すなわちピッチに対する円周方向、すなわちアロングトラック方向（along-the-track direction）へのアイランド間隔、すなわちピッチの比である。これは、アロングトラック方向へのビット毎インチ（ＢＰＩ）単位の線状アイランド密度（linear island destiny）に対するクロストラック方向へのトラック毎インチ（ＴＰＩ）単位のトラック密度の比と同じである。ＢＡＲはまた、ビットセルの半径方向の寸法に対するビットセルの円周方向の寸法の比とも等しく、この場合データアイランドはビットセル内に配列される。ビットセルには、磁気データアイランドだけでなく、データアイランドとそれに直接隣接するデータアイランドの間の非磁性空間の半分の空間も含まれる。データアイランドの半径方向の長さに対する円周方向の幅の比は、アイランドアスペクト比（ＩＡＲ）と呼ぶこととし、これをＢＡＲに近付け、またはそれより大きくすることができる。
【０００５】
マスタテンプレートまたはディスクの作製は、困難で高度な工程である。ガウシアンビーム回転ステージ電子ビーム（ｅビーム）ライタを用いるｅビームリソグラフィを使用することは、ＢＡＲが約１、トラックピッチ（半径方向、すなわちクロストラック方向へのアイランドとアイランドの間隔）が約３５ｎｍ、アイランドピッチ（円周方向、すなわちアロングトラック方向へのアイランドとアイランドの間隔）が約３５ｎｍのパターンニングされたメディアディスクのナノインプリント加工が可能なマスタディスクを作製する方法として有望視されている。データアイランドの半径方向の長さと円周方向の幅の各々が約２０ｎｍでＩＡＲが１の場合、これらの寸法により、パターンニングされたメディアディスクの面ビット密度は一般に、約５００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２に限定される。超高面ビット密度（１テラビット／ｉｎ２超）のパターンニングされたメディアディスクを実現するためには、トラックピッチとアイランドピッチを約２０ｎｍとする必要があるだろう。しかしながら、ディスクのデータ面積と等しい面積の上に、このような小さな寸法のパターンニングされたメディアディスクをナノインプリント加工することができるマスタディスクは、ｅビームリソグラフィの分解能では実現できない。
【０００６】
ブロック共重合体の誘導自己組織化もまた、マスタディスク作製のために提案されており、１テラビット／ｉｎ２より高い面ビット密度を実現できると考えられている。本願と同じ譲受人に譲渡されている特許文献１は、ブロック共重合体の有向または誘導自己組織化を使って、マスタディスク基板上に略半径方向の線のパターンを形成し、その後、従来のリソグラフィによって半径方向の線の上に同心円状の輪のパターンを形成することを開示している。レジストと、ブロック共重合体成分の１つを除去すると、基板にはもう一方のブロック共重合体成分の柱状体のパターンができ、これらは基板をエッチングするためのエッチングマスクとして使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，９７６，７１５ Ｂ２号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｂａｎｄｉｃ ｅｔ ａｌ．，“Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｄｉａ：ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｎａｎｏｓｃａｌｅ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｏｎ ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅｓ”，Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓ７＋Ｓｕｐｐｌ．Ｓ，ＳＥＰ ２００６
【非特許文献２】Ｔｅｒｒｉｓ ｅｔ ａｌ．，“ＴＯＰＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ：Ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ａｎｄ ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｓ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉａ”，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３８（２００５）Ｒ１９９−Ｒ２２２
【非特許文献３】Ｍｏｒｉｔｚ ｅｔ ａｌ，“Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｍｅｄｉａ Ｍａｄｅ Ｆｒｏｍ Ｐｒｅ−Ｅｔｃｈｅｄ Ｗａｆｅｒｓ：Ａ Ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ Ｒｏｕｔｅ Ｔｏｗａｒｄ Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ ２００２，ｐｐ．１７３１−１７３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
求められる高い面ビット密度のパターンニングされたメディア磁気記録ディスクを得ることのできるマスタディスクと、その作製方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ｅビームリソグラフィの分解能では実現が難しいトラックピッチとアイランドピッチを有するパターンニングされたメディアディスクを作製するためのナノインプリント工程に使用されるマスタディスクの作製方法に関する。マスタディスクは、ディスクを直接ナノインプリント加工するために使用してもよいが、後にディスクの直接ナノインプリント加工に使用される複製テンプレートを作製するために使用する可能性の方が高い。
【００１１】
本発明の１つの実施形態においては、２つの別々のモールドを作製する。各モールドは、導電性基板、たとえば高不純物濃度シリコンを使用して作製する。第一のモールドでは、ブロック共重合体の誘導自己組織化によって基板上に半径方向の線のパターンを得る。次に、この基板を電気めっきして、金属の線のパターンを形成し、これを基板のエッチング用のエッチングマスクとして使用する。金属の線を除去すると、エッチング後の基板が、半径方向の線を有する第一のモールドとして残る。同じ方法を使用して、円周方向の輪を有する第二のモールドを作製する。マスタディスク基板を、保護層とレジスト層で被覆する。第一のモールドをレジスト層の上に押し当て、その結果として得られたレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、レジストにより被覆されていない保護層をエッチングによって除去すると、第一のモールドのパターンに対応するレジストの条片と下の保護層が残る。残ったレジストの条片を、ドライまたはウェットプロセスにより除去する。その後、残りの保護層の条片を有する基板を、再びレジスト層で覆う。これに第二のモールドを押し付け、第一のパターンで形成された条片と交差する第二のモールドの溝で、レジストの条片を生成する。その結果として得られたレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、保護層のうちレジストにより被覆されていない残りの部分をエッチングで除去する。保護層の露出部分をエッチングした後、残りのレジスト条片を、ウェットまたはドライプロセスによって除去すると、下の保護層の柱状体が残る。すると、これらの柱状体は、マスタディスク基板のうち保護されていない部分をエッチングするエッチング工程用のエッチングマスクとして機能する。その結果として得られたマスタディスクはすると、基板内に、同心円状の輪と略半径方向の線のパターンの柱状体を有する。あるいは、２回目のインプリントの後に、得られたレジストパターンをリフトオフ用のマスクとして使用する。２回目のインプリントの後に、保護層と同じまたは同類の材料の薄い層をレジスト条片の上と基板の露出部分に堆積させ、基板上にすでに形成されている条片と交差する、保護層材料の新たな条片を形成する。保護層材料で被覆されたレジストを次に、適当な溶媒または酸中でのリフトオフプロセスによって除去する。リフトオフの後、基板は長方形の穴が露出した、保護層材料の格子で構成される。このグリッドを次に、エッチングマスクとして使用して、マスタテンプレートにエッチングで穴を形成する。
【００１２】
この方法の他の実施形態においては、従来の、すなわちｅビームリソグラフィを使って、導電性基板、好ましくは高不純物濃度のシリコン基板上に、略半径方向の縞（stripe）のパターンを形成し、この縞は環状の領域または帯にグループ化される。次に、バルク周期Ｌ０＝Ｌｒａｄの第一のブロック共重合体（ＢＣＰ）材料をパターン上に堆積させると、第一のＢＣＰのその成分ごとの誘導自己組織化が起こり、略半径方向の縞が多重化され、交互に配列される第一のＢＣＰ成分の、略半径方向の線となる。半径方向の線は、好ましくは、その円周方向の密度が半径方向の縞より高い。成分のうち１つの半径方向の線を除去すると、第一のＢＣＰの残りの成分の半径方向の線が残る。次に基板を電気めっきし、第一のＢＣＰの残りの成分を除去すると、金属の半径方向の線のパターンが残る。
【００１３】
次に、バルク周期Ｌ０＝Ｌｃｉｒｃの第二のＢＣＰ材料を金属の半径方向の線の上に堆積させて、略同心円状の輪を画定する。第二のＢＣＰの成分のうち１つの同心円状の輪を除去すると、残りの第二のＢＣＰ成分の同心円状の輪が残る。それによって得られる構造は、金属の半径方向の線の上の残りの第二のＢＣＰ成分の同心円状の輪のパターンを有する。その後、この構造を穴また柱状体のいずれかを有するマスタディスクの製作に使用する。
【００１４】
本発明の性質と利点を十分に理解するために、添付の図面とともに以下の詳細な説明を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】先行技術において開示されている、パターンニングされたメディアのタイプの磁気記録ディスクを用いるディスクドライブの上面図である。
【図２】パターンニングされたメディアのタイプの磁気記録ディスクの拡大部分の上面図であり、ディスク基板表面上の帯のうちの１つのデータアイランドの詳細な配列を示す図である。
【図３】１つのタイプのパターンニングされたメディアディスクの断面側面図であり、ディスク基板表面の上方に延びる、高い、離間された柱状体としてのデータアイランドと、柱状体間の溝を示す図である。
【図４】パターンニングされたメディアディスクの概略図であり、３つの環状帯の中の半径方向の線のパターンを示す図であり、半径方向の線の各々は、その帯内の同心円状の全トラックのデータアイランドを表すものとする。
【図５Ａ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｂ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｃ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｄ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｅ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｆ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｇ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｈ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｉ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｊ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｋ】本発明によるマスタディスクの作製に使用されるモールドを作製する一連の段階におけるモールドの１つの環状帯の一部分の図である。
【図５Ｌ】２つのモールドを使用して作製されたマスタディスクの上面図であり、各モールドは図５Ａ〜５Ｋに示される方法で作製される。
【図６Ａ】本発明によるマスタディスクの製作方法の第二の実施形態による一連の段階におけるマスタディスクの１つの環状帯の一部分の図である。
【図６Ｂ】本発明によるマスタディスクの製作方法の第二の実施形態による一連の段階におけるマスタディスクの１つの環状帯の一部分の図である。
【図６Ｃ】本発明によるマスタディスクの製作方法の第二の実施形態による一連の段階におけるマスタディスクの１つの環状帯の一部分の図である。
【図６Ｄ】本発明によるマスタディスクの製作方法の第二の実施形態による一連の段階におけるマスタディスクの１つの環状帯の一部分の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、先行技術において開示されている、パターンニングされた磁気記録ディスク１０を使用するディスクドライブ１００の上面図である。ドライブ１００は、アクチュエータ１３０を支持する筐体またはベース１１２と、磁気記録ディスク１０をその中心１３の周囲で回転させるドライブモータとを有する。アクチュエータ１３０は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）回転アクチュエータであってもよく、これは剛性のアーム１３４を有し、旋回軸１３２の周囲で、矢印１２４によって示されるように回転する。ヘッドサスペンションアセンブリには、一端がアクチュエータアーム１３４の端に取り付けられたサスペンション１２１と、サスペンション１２１のもう一端に取り付けられたヘッドキャリア１２２、たとえばエアベアリングスライダとが含まれる。サスペンション１２１によって、ヘッドキャリア１２２は、ディスク１０の表面から非常に近い位置に保持される。磁気抵抗読取ヘッド（図示せず）とインダクティブ書込みヘッド（図示せず）は一般に、ヘッドキャリア１２２の後面（trailing surface）の上にパターニングされた一体の読取／書込みヘッドとして形成され、これは当業界で周知のとおりである。
【００１７】
パターニングされた磁気記録ディスク１０は、ディスク基板１１と、基板１１上の磁性材料の分離されたデータアイランド３０を含む。データアイランド３０は、データを保存するための分離磁性ビットとして機能し、半径方向に離間された円形のトラック１１８内に配列され、トラック１１８は、環状帯１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃにグループ化される。データトラックを環状領域または帯にグループ化することによって、帯状の記録が可能となり、その場合、データアイランドの角距離（angular spacing）、およびひいてはデータレートは各帯で異なる。図１においては、内側帯１１９ａと外側帯１１９ｃの中の数個のアイランド３０と代表的なトラック１１８だけが示されている。ディスク１０がその中心１３の周囲で、矢印２０の方向に回転すると、アクチュエータ１３０の運動によって、ヘッドキャリア１２２の後端（trailing edge）の読取／書込みヘッドはディスク１０上の異なるデータトラック１１８にアクセスできる。アクチュエータ１３０が旋回軸１３２の周囲で回転して、ヘッドキャリア１２２の後端の読取／書込みヘッドがディスク内径（ＩＤ）付近からディスク外径（ＯＤ）付近へと移動すると、読取／書込みヘッドはディスク１０を横切って円弧状の経路を形成する。
【００１８】
図２は、ディスク１０の拡大部分の上面図であり、先行技術によるディスク基板１１の表面上の帯の１つにおけるデータアイランド３０の詳細な配列を示す。アイランド３０は、円形の形状で示されているが、他の形状、たとえば略長方形または略楕円形であってもよい。アイランド３０は、磁化可能な記録材料を含み、半径方向、すなわちクロストラック方向に離間されたトラックに配列され、これはトラック１１８ａ〜１１８ｅで示される。トラックは一般に、ほとんど一定のトラックピッチ、すなわち間隔ＴＳだけ離間されている。各トラック１１８ａ〜１１８ｅの中で、アイランド３０はほとんど一定のアロングトラック方向（along-the-track direction）のアイランドピッチ、すなわち間隔ＩＳで大体等しく離間されており、これは概してアイランド３０ａ、３０ｂで示され、ここで、ＩＳは１つのトラック内の２つの隣接するアイランドの中心間の間隔である。図２において、ＴＳとＩＳは等しく描かれているため、ＢＡＲは１である。アイランド３０はまた、略半径方向の線に配列され、これはディスクの中心１３（図１）から延びる半径方向の線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃで示されている。図２にはディスク基板１１のごく一部分のみが数個のデータアイランドのみとともに示されているため、アイランド３０のパターンは垂直線の２つの集合のように見える。しかしながら、トラック１１８ａ〜１１８ｅは、ディスク１０の中心１３を中心とする同心円状の輪であり、線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃは平行線ではなく、ディスク１０の中心１３から延びる半径方向の線である。それゆえ、半径方向に内側のトラック（トラック１１８ｅ等）において隣接する、線１２９ａと１２９ｂの中の隣接アイランドに関する、ディスクの中心１３から測定した隣接アイランド間の角距離は、半径方向に外側のトラック（トラック１１８ａ等）において隣接する、線１２９ａと１２９ｂの中のアイランドに関する角距離と同じである。
【００１９】
略半径方向の線（線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ等）は、完全に直線の半径方向の線であってもよいが、好ましくは、回転アクチュエータ上の読取／書込みヘッドの弓形経路を再現する、円弧または弓形の半径方向の線である。このような弓形の半径方向の線により、ヘッドがデータトラックを横切って掃引する際のデータアイランドの相位置（phase position）が一定となる。読取ヘッドと書込みヘッドの間の半径方向のオフセットが非常に小さいため、トラックの書込みに使用される同期磁界が実際には、異なるトラックから読み出される。半径方向の線が弓形である場合のように、２つのトラック間のアイランドが同相であると、書込みは大幅に単純化される。
【００２０】
図２に示されるようなパターンドメディアディスクは、磁化可能な記録材料内の磁化方向がアイランド内の記録層の平面に平行、すなわちその平面内にある水平磁気記録ディスクでも、または磁化方向がアイランド内の記録層の平面に垂直、すなわちその平面から出る方向である垂直磁気記録ディスクでもよい。パターンニングされたデータアイランドに必要な磁気的孤立化を実現するためには、アイランド間の領域の磁性モーメントを消滅させるか、実質的に低減させて、これらのスペースを基本的に非磁性化しなければならない。パターンドメディアは、いくつかの公知の方法のいずれによって作製してもよい。あるタイプのパターンニングされたメディアにおいて、データアイランドは、隆起した（高くなっている）、離間された柱状体であり、これはディスク基板表面の上方に延びて、基板表面上の柱状体間には谷または溝が画定される。このタイプのパターンニングされたメディアは、図３において断面図で示されている。このタイプのパターンニングされたメディアでは、プリエッチングされた柱状体（pillar）３１と谷（trench）、すなわち柱状体間の領域のパターンを有する基板１１を、マスタテンプレートまたはディスクを使って、比較的低コストで大量生産できるナノインプリント工程で生産することができる。この場合、磁気記録層材料をプリエッチングされた基板の表面全体に堆積させ、柱状体３１の端と柱状体３１間の谷の両方を覆うと、磁気記録層材料のデータアイランド３０と磁気記録層材料の谷３２が得られる。記録層材料の谷３２は、読取／書込みヘッドから十分に離間させて、アイランド３０内の記録層材料へ読み書きに不利な影響を与えないようにしてもよく、または、谷を、Ｓｉ等の材料の「ポイズニング」によって非磁性化してもよい。このタイプのパターンドメディアは、非特許文献３に記載されている。
【００２１】
図４は、パターンニングされたメディアディスク１０の概略図であり、３つの環状帯１１９ａ〜１１９ｃの中の略半径方向の線のパターンを示している。半径方向の線の各々は、その帯内のすべての同心円上のトラックのデータアイランドを表すものとする。半径方向の線の円周方向の密度は３つの帯すべてにおいて同じであり、半径方向の線の角距離は、帯内で、ディスクの内径（ＩＤ）から外径（ＯＤ）に向かう方向に角距離がより小さくなるように調整され、それゆえ、半径方向の線の円周方向の密度および、ひいてはデータアイランドの「線密度」またはアロングトラック方向への密度は、ディスク上のすべての帯について、比較的一定のままとなる。実際には、一般的なディスクは約２０の環状帯に分割され、これによって線密度が、すべての帯で数パーセントの範囲内で一定のままである。各帯内では、半径方向の線が、同心円状の輪に配列された、非常に短い半径方向の区分または長さに細分され（図示せず）、各輪がデータトラックであり、半径方向の区分または長さの各々が、分離されたデータアイランドである。各環状帯、たとえば帯１１９ｃは、帯のＩＤと帯のＯＤとを有する。また、実際には、略半径方向の線は、より一般的に、略弓形線であり、これは回転アクチュエータの端に取り付けられた読取／書込みヘッドの経路を再現している。
【００２２】
マスタテンプレートまたはディスクを作製して超高密度のパターンニングされたメディアディスクを実現することは、困難で高度な工程である。ガウシアンビーム回転ステージ電子（ｅビーム）ビームライタを用いたｅビームリソグラフィを利用することが、ＢＡＲが約１、トラックピッチ（半径方向、すなわちクロストラック方向へのアイランドとアイランドの間隔）が約３５ｎｍ、アイランドピッチ（円周方向、すなわちアロングトラック方向へのアイランドとアイランドの間隔）が約３５ｎｍのパターンニングされたメディアディスクをナノインプリント加工できるマスタディスクを作るための方法として、有力視されている。データアイランドの半径方向の長さと円周方向の幅が、ＩＡＲを１とするためにそれぞれ約２０ｎｍである場合、これらの寸法によって、パターンニングされたメディアディスクの面ビット密度が概して約５００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２に制限される。超高面ビット密度（１超テラビット／ｉｎ２）を有するパターンニングされたメディアディスクを実現するには、トラックピッチとアイランドピッチは約２５ｎｍとする必要がある。しかしながら、ディスクのデータ面積と等しい面積の上にこのような小さな寸法のパターンニングされたメディアディスクをナノインプリント加工できるマスタディスクは、ｅビームリソグラフィの分解能では実現不能である。
【００２３】
ＢＣＰの誘導自己組織化もまた、マスタディスク作製用として提案されており、１超テラビット／ｉｎ２の面ビット密度を実現できると考えられている。本願と同じ出願人に譲渡された特許文献１には、ＢＣＰの誘導自己組織化を利用して、マスタディスク基板上に略半径方向の線のパターンを形成し、その後、従来のリソグラフィで半径方向の線の上に同心円状の輪のパターンを形成することが記載されている。レジストとＢＣＰ成分の１つを除去した後、基板には、他のＢＣＰ成分の柱状体のパターンができ、これはその後、基板をエッチングするためのエッチングマスクとして使用される。その結果、パターンドメディアディスクに望まれるデータアイランドのパターンに対応する基板材料の柱状体を有するマスクディスクが得られる。
【００２４】
本発明は、パターンニングされたメディアディスクを作製するためのナノインプリント工程に使用されるマスタディスクの作製方法に関する。この方法は、導電性基板と、ＢＣＰの誘導自己組織化を使用して、ＢＣＰ成分の１つの略半径方向の線および／または略同心円状の輪のパターンを形成する。次に、金属を基板上の、線および／または輪によって保護されていない領域に電気めっきする。ＢＣＰ成分を除去した後に、残った金属パターンをエッチングマスクとして使用して、最終マスタディスクまたは２つの別々のモールド（mold）のいずれかを製造し、これがその後、マスタディスクの作製に使用される。
【００２５】
自己組織化ＢＣＰは、周期的なナノメータ（ｎｍ）スケールの特徴物を創出するために提案されてきた。自己組織化ＢＣＰは一般に、非相溶性の２つまたはそれ以上の異なるブロック重合体成分、たとえば成分ＡとＢを含む。適当な条件下で、これらの２つまたはそれ以上の非相溶性ブロック重合体成分は、ナノメータスケールで２つまたはそれ以上の異なる相またはミクロドメインに分離し、それによって孤立化されたナノサイズの構造的ユニットの規則化パターンが形成される。自己組織化した周期的パターンを形成するには、多様なタイプのＢＣＰを使用できる。成分ＡまたはＢの一方が、もう一方を除去することなく、選択的に除去可能であれば、除去されていない成分の規則的に配列された構造ユニットを形成できる。
【００２６】
自己組織化した周期的パターンを形成するために使用できる適当なＢＣＰの具体的な例としては、これらに限定されないが、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（エチレンオキサイド−ブロック−イソプレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＩ）、ポリ（エチレンオキサイド−ブロック−ブタジエン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＢＤ）、ポリ（エチレンオキサイド−ブロック−スチレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＳ）、ポリ（エチレンオキサイド−ブロック−メチルメタクリレート）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（エチレンオキサイド−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（イソピレン−ブロック−メチルメタクリレート）（ＰＩ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（スチレン−ブロック−ジメチルシロキサン）（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）がある。
【００２７】
ＢＣＰによって形成される具体的な自己組織化した周期的パターンは、第一と第二のブロック重合体成分ＡとＢとのモル容積比により決まる。第二のブロック重合体成分Ｂのモル容積の、第一のブロック重合体成分Ａのモル容積に対する比が約８０：２０より小さく、約６０：４０より大きい時、このＢＣＰは第二のブロック重合体成分Ｂからなるマトリクスの中に第一のブロック重合体成分Ａからなるシリンダ（cylinder）が規則的に配列したアレイを形成する。第一のブロック重合体成分Ａのモル容積の、第二のブロック重合体成分Ｂのモル容積に対する比が約６０：４０より小さく、約４０：６０より大きい時、このＢＣＰは、第一と第二のブロック重合体成分ＡとＢからなる交互配列のラメラ（lamellae）を形成する。本発明においては、除去されない成分をエッチングマスクとして使用するため、交互配列のラメラおよび交互配列のシリンダの規則的なアレイが関心対象である。
【００２８】
周期的パターンの反復構造単位の周期性、すなわちバルク周期（Ｌ０）は、固有の重合特性、たとえば重合度ＮやＦｌｏｒｙ−Ｈｕｇｇｉｎｓの相互作用パラメータχによって決まる。Ｌ０は重合度Ｎに対応し、重合度Ｎ自体は分子量Ｍと相関する。したがって、本発明のＢＣＰの総分子量を調整することによって、反復構造単位のバルク期間（Ｌ０）を選択できる。
【００２９】
自己組織化の周期パターンを形成するためには、ＢＣＰをまず適当な溶媒系に溶解させてＢＣＰ溶液を形成してから表面に塗布して薄いＢＣＰ層を形成し、その後、薄いＢＣＰ層のアニーリングを行うと、ＢＣＰに含まれる異なるブロック重合体成分間が相分離（phase isolation）する。ＢＣＰを溶解させ、ＢＣＰ溶液を形成するために使用される溶媒系は、どのような適当な無極性溶媒でもよく、たとえば、これらに限定されないが、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）、アセトンがある。ＢＣＰ溶液は、どのような適当な方法で基板表面に塗布することもでき、たとえば、これらに限定されないが、スピンキャスト、コーティング、溶射、インクコーティング、浸漬コーティングがある。好ましくは、ＢＣＰ溶液を基板表面にスピンキャストして、薄いＢＣＰ層を形成する。薄いＢＣＰ層を基板表面に形成した後に、基板全体にアニーリングを行うことによって、ＢＣＰに含まれる異なるブロック成分のミクロ相分離を起こさせ、それによって、反復構造単位の周期的パターンを形成する。
【００３０】
上記のような方法におけるＢＣＰ膜は、方向付けや誘導を一切必要とせずに自己組織化する。このような方向付けのない自己組織化によって欠陥のあるパターンができるため、長い範囲にわたる規則化が必要な用途、たとえばパターンニングされたメディアディスクのナノインプリント用マスタディスクに半径方向の線の環状帯を作製するためには実用的ではない。しかしながら、方向付けまたは誘導によるＢＣＰの自己組織化を利用してＢＣＰ成分の１つを略半径方向の線および／または略同心円状の輪にパターニングすることが、本願と同じ出願人に譲渡された特許文献１に記載されている。
【００３１】
本発明の第一の実施形態においては、一方は略半径方向の線を有し、もう一方は略同心円状の輪を有する、２つの別々のモールドを作製する。その後、２つのモールドを使って、マスタディスクを作製する。各モールドの作製方法を、図５Ａ〜５Ｋに関して説明する。図５Ａ〜５Ｃ、５Ｅ〜５Ｉおよび５Ｋは、この製造方法のさまざまな段階における断面側面図であり、図５Ｄと５Ｊは、その方法のさまざまな段階における上面図である。まず図５Ａを参照すると、基板２００は導電性である（または、導電性表面を有する）。好ましい基板は高不純物濃度シリコン、たとえば、単結晶シリコンウェハに十分な量のボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、ヒ素（Ａｓ）をドープして、導電性ウェハとしたものがある。このようなウェハは一般に、２ｎｍの自然表面酸化物層（ＳｉＯ２）を有し、これは酸化物層２００ａとして描かれている。しかしながら、ＨＦ溶液中でエッチングすることにより、ウェハ表面から自然酸化物を除去することが可能である。ＨＦ溶液中でエッチングされたシリコン表面は、表面の水素終端（surface termination with hydrogen）により、空気中での酸化に対して一時的に耐性を有することが知られている。導電性基板はまた、スパッタ法で堆積された薄い金属膜を有する基板、たとえばＳｉウェハであってもよい。金属膜は、イオンミリングまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって除去可能な、どのような材料であってもよい。タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはルテニウム（Ｒｕ）を金属膜として使用する場合、これらの材料は従来のフッ素化学を利用したＲＩＥによって除去できる。
【００３２】
ブロック重合体のうちのいずれの１つに対しても、それ以外のものに対するより強い湿潤親和性を示さない材料である、ほとんど中立の層２０５を以下、「中立層」と呼ぶが、この中立層を基板２００の上に堆積させる。中立層は、官能化重合体ブラシ、架橋性重合体、官能化重合体「Ａ」または「Ｂ」または、官能化ランダム共重合体「Ａ−ｒ−Ｂ」であってもよいが、これらに限定されない。官能基は、たとえば、ヒドロキシル基であってもよい。この例において、中立層２０５は、使用されるＢＣＰより分子量が低い、末端ヒドロキシル基ポリスチレンブラシである。ブラシ材料をスピンコートにより基板２００上に約１〜１０ｎｍ（６ｎｍ以下が好ましい）の厚さに塗布する。中立層の目的は、表面エネルギーを、所望のドメイン配向（垂直ラメラ）を促進するように十分に調整することと、密度増倍のための十分な湿潤状態を提供することである。
【００３３】
略半径方向の線を有するモールドを作製するための方法が図５Ａ〜５Ｋに示されているが、この方法は、略同心円状の輪を有するモールドを作製する場合と同じである。図５Ｂにおいて、レジスト層が、ブラシ層（brush layer）２０５に堆積され、略半径方向の棒状体２１０のレジストとしてパターニングされている。レジストは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはＺｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌ．Ｐ．のＺＥＰ５２０のようなポジ型電子ビームレジストであってもよい。レジスト層は、電子ビームによってパターニングし、ブラシ層２０５の一部を露出させる半径方向のスペース２１１によって分離された半径方向の棒状体２１０のパターンを形成するように現像する。電子ビームツールでレジスト層をパターニングして、半径方向のスペース２１１の円周方向の間隔が、約Ｌ０の整数倍（すなわち、ｎＬ０）、すなわち、後に堆積することになる選択されたＢＣＰの既知のバルク期間となるようにする。図５Ｂにおいて、ｎは２である。半径方向のスペース２１１の各々の円周方向の幅は、約０．５Ｌ０となるように選択される。
【００３４】
図５Ｃにおいて、構造は酸素プラズマ反応性イオンエッチング（Ｏ２ ＲＩＥ）によるエッチングで、ブラシ層２０５のうちの半径方向のスペース２１１にある部分が除去され、それによって酸化物層２００ａの一部が露出している。あるいは、ブラシ層２０５の、半径方向のスペース２１１の中の露出部分の化学構造を、（酸素プラズマエッチングまたは、反応性イオンエッチング、中性原子（Ａｒ等）または分子ミリング、イオン衝撃および光分解により）化学的に変成して、ブラシ層２０５の露出部分が共重合体の１つについて優先的親和性（または反発力）を持つようにすることができる。図５Ｄは上面図であり、レジスト２１０が除去され、基板２００上には、酸化物の、略半径方向の縞（stripe）２００ａによって分離された重合体ブラシ材料の、略半径方向の棒状体２０５のパターンが残っている。このパターンの中で、略半径方向の縞２００ａの円周方向の幅は０．５Ｌ０であり、円周方向のピッチは２Ｌ０である。図５Ｄはマスタディスクのごく一部分であるため、縞２００ａは平行な縞に見える。しかしながら、縞２００ａは、図４に示されるように、略半径方向に配列される。縞２００ａは完全に直線の半径方向の縞であってもよいが、好ましくは、回転アクチュエータ上の読取／書込みヘッドの弓形の経路を再現する、円弧または弓形の半径方向の縞である。
【００３５】
次に、図５Ｅにおいて、ＢＣＰ材料の層２２０が、ブラシ材料の半径方向の棒状体２０５と半径方向のスペース２１１内の半径方向の縞２００ａの上に堆積されている。好ましいＢＣＰ材料は、Ｌ０が約８ｎｍから３０ｎｍのジブロック共重合体ポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）であり、スピンコートによって約０．５Ｌ０から３Ｌ０の厚さに堆積される。
【００３６】
図５Ｆでは、ＢＣＰ層に、たとえば約２５０℃まで約６０分間、窒素雰囲気化で加熱することによって、アニーリングが行われており、その結果、ＢＣＰに含まれる異なる成分間で相分離している。この例において、成分Ｂ（ＰＭＭＡ）は縞２００ａの表面に対して、または化学的に変成されたブラシ２０５の極性基に対して親和性を有し、それゆえ、半径方向の縞２００ａの上に、略半径方向の線２１５を形成する。縞２００ａの円周方向の幅が約０．５Ｌ０であるため、成分Ａ（ＰＳ）は、重合体ブラシ材料の半径方向の棒状体２０５の上で、隣り合う半径方向の線２１２を形成する。それにより、成分ＡとＢの自己組織化の結果として、成分Ｂもまた、重合体ブラシ材料の半径方向の棒状体２０５の各々の中心に、略半径方向の線２１５を形成する。それゆえ、略半径方向の縞２００ａは成分ＰＳとＰＭＭＡの自己組織化を誘導して、図５Ｆに示されるように、構造中に半径方向の線２１２、２１５の交互配列を形成する。成分ＡとＢは周期Ｌ０の平行線で自己組織化しようとするが、半径方向の縞２００ａの基板パターンによって線２１２、２１５の交互配列が誘導されて、半径方向の線が形成されており、これは、Ｌ０が半径方向の長さ全体にわたって一定となりえないことを意味する。しかしながら、半径方向の線２１２、２１５の交互配列のパターンは、Ｌ０からの変動が約１０パーセントを超えなければ、重大な欠陥を生じさせることなく実現できる。それゆえ、これを実現するために、帯のＩＤの半径方向の縞２００ａの円周方向の間隔は約０．９ｎＬ０以上とするべきであり、帯のＯＤにおける半径方向の縞２００ａの円周方向の間隔は約１．１ｎＬ０以下とするべきである（ｎは整数で、Ｌ０＝ＬｒａｄまたはＬ０＝Ｌｃｉｒｃ）。
【００３７】
あるいは、ＢＣＰを溶解させて溶液にした時に使用した無極性溶媒と同じまたは同様の蒸気に曝すことによって、ＢＣＰに「アニーリング」を行うことができる。蒸気への曝露は、「溶媒アニール」とも呼ばれ、蒸気に曝すと、膜のガラス転移温度Ｔｇが室温を下回る。蒸気を除くと（またはパージすると）膜はその最終結晶状態となる。
【００３８】
次に、図５Ｇにおいては、成分Ｂ（ＰＭＭＡ）が、ウェットエッチング（酢酸、ＩＰＡまたはその他の選択的溶媒）またはドライエッチング工程（Ｏ２ ＲＩＥ）によって選択的に除去されて、成分Ａ（ＰＳ）の略半径方向の線２１２が残っている。自然酸化物層２００ａが不純物ドープシリコン基板２００からまだ除去されていなければ、酸化物層２００ａの、半径方向の線２１２間で露出している部分を、フッ素含有プラズマを用いたドライエッチングまたはＨＦ含有溶液を用いたウェットエッチングのいずれかによって除去して、これらの領域に不純物ドープ導電性シリコン基板２００を露出させると、図５Ｈに示される構造が得られる。
【００３９】
次に、図５Ｉにおいて、基板は電気めっき浴、好ましくはＮｉめっき浴、たとえばホウ酸、硫酸ニッケルおよび塩化ニッケルを含み、室温においてｐＨ３．５で運転されるワット浴中に置かれる。Ｎｉの代わりに、その他の金属、たとえばＮｉＰまたは、Ｃｏ、Ｆｅ、ＣｒまたはＣｕまたはそれらの合金のうちの１つまたはそれ以上を、これらの金属のための公知のめっき浴および方法を用いて電気めっきしてもよい。これによって、成分Ａの半径方向の線２１２間にＮｉの半径方向の線２１３が得られる。Ｎｉの厚さは、好ましくは１ｎｍから２０ｎｍの範囲である。
【００４０】
次に、成分Ａ（ＰＳ）の半径方向の線２１２と、その下のブラシ層２０５と酸化物２００ａの領域をＯ２ ＲＩＥ工程またはフォーミングガスＲＩＥまたは灰化によって除去すると、基板２００上にＮｉの半径方向の線２１３が残る。得られた構造は、図５Ｊの上面図に示されており、同図は、円周方向の間隔Ｌ０を有する、略半径方向の金属線２１３を示す。図５Ｊでは、Ｎｉの半径方向の線２１３の円周方向の密度が図５Ｄの半径方向の縞２００ａの円周方向の密度の２倍になっている。
【００４１】
次に、Ｎｉの半径方向の線２１３をエッチングマスクとして使用して、基板２００の保護されていない部分をエッチングで除去する。
【００４２】
その後、Ｎｉの半径方向の線を、酸含有溶液、たとえば硝酸またはピラニア洗浄液によるウェットエッチングにより除去する。図５Ｋは、その結果として得られるエッチング後の基板の断面図であり、環状帯の中に略半径方向の線として配列されたエッチングされた陥凹部２１４を示しており、この時点で、これはマスタディスクの作製中に略半径方向の線をパターニングするために使用される第一のモールドとして機能できる。
【００４３】
基板２００を直接エッチングするためのマスクとして金属（Ｎｉ）の半径方向の線２１３（図５Ｊ）を使用する代わりに、金属の半径方向の線２１３は、基板２００の上に形成された二重層の上層をエッチングするためのマスクとして使用できる。この方法では、二重層を基板２００の表面上に形成してから、中立層２０５を堆積させる。二重層は、基板２００をエッチングするためのハードマスクとして使用される、たとえばＣｒ、Ｃｒ合金またはＣｒＮｘ層である厚さ約５ｎｍの下層と、たとえばＳｉ合金、ＳｉＯｘまたはＳｉＮｘ層である厚さは約５ｎｍの上層であってもよい。金属の線２１３をマスクとして使用したエッチングによって、二重層の、露出している上層を除去し、下層を露出させる。金属の半径方向の線２１３をエッチングして除去した後、得られた構造は、図５Ｋのそれと同様に見えるが、高い部分が上層となり、下層がその上層の真下に配置される点が異なる。すると、上層の高い部分が次に、下層の露出部分をエッチングにより除去するためのエッチングマスクとして使用される。上層を除去した後に、パターニングされたハードマスク、たとえばＣｒ、Ｃｒ合金またはＣｒＮｘのハードマスクが残る。このハードマスクを次に、下地の基板２００をエッチングするために使用する。ハードマスクを除去した後、構造は図５Ｋのようになる。二重層を、下地の基板２００をエッチングするために用いられるハードマスクを作製するために使用する利点は、上層を１回またはそれ以上のマスキングステップでパターニングできる点である。下層は、基板２００を上層のパターニングに使用される工程から保護する。下層のパターニングが終われば、基板２００を１回のエッチングステップでパターニングし、基板２００全体にわたり均一な深さの特徴部を作ることができる。
【００４４】
図５Ａ〜５Ｋに関して上述したものと同じ工程で、マスタディスクの作製中に同心円状の輪をパターニングするために使用される第二のモールドを作製できる。唯一の相違点は、図５Ｂでは、ブラシ層２０５上に堆積されたレジスト層が、レジストの同心円状の棒状体２１０にパターニングされている点である。ｅビームツールにより、レジスト層をパターニングして、スペース２１１の半径方向の間隔が、その後堆積することになる選択されたＢＣＰに関する既知のバルク周期であるＬ０の約整数倍（すなわち、ｎＬ０）となるようにする。それゆえ、上面図である図５Ｄには、略同心円状の縞２００ａによって分離される重合体ブラシ材料の同心円状の棒状体２０５がある。同様に、図５Ｊには、エッチングマスクとして機能する同心円状の金属の輪２１３がある。それゆえ、図５Ｋにおいて、基板２００には環状帯内に略同心円状の輪として配列された、エッチングによる陥凹部２１４があり、この時点で、これはマスタディスクの作製中に略同心円状の輪をパターニングするために使用される第二のモールドとして機能できる。
【００４５】
２つのモールド、一方が略半径方向の線のパターンを有し、もう一方が略同心円状の輪のパターンを有する２つのモールドを使用してマスタディスクを作製するために、マスタディスク基板を保護層とレジスト層で被覆する。マスタディスクの基板は、どのような適当な材料で形成してもよく、たとえば、これらに限定されないが、単結晶Ｓｉ、非晶質Ｓｉ、シリカ、石英、窒化珪素、炭素、タンタル、モリブデン、クロム、アルミナ、サファイアがある。保護層は、Ｃｒ、ＳｉＯ２またはそれらの多層構造で形成してもよい。第一のモールド、たとえば半径方向の線を有するものをレジスト層に押し付け、その結果得られるレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、レジストによって被覆されていない保護層をエッチングで除去すると、第一のモールドのパターンに対応するレジストとその下の保護層の線が残る。残りのレジストを、ドライまたはウェットプロセスで除去する。基板を再びインプリントレジストで被覆する。次に、第二のモールド、すなわち同心円状の輪を有するものを、第二のモールドの輪が第一のパターンに形成された保護層の線と交差するようにレジストに押し付ける。その結果として得られたレジストパターンを、エッチングマスクまたはリフトオフマスクのいずれかとして使用して、それぞれ柱状体形成用または穴形成用テンプレートを形成する。柱状体形成用に使用する場合、レジストパターンをマスクとして使用し、保護層の、レジストにより被覆されていない残りの部分をエッチングして除去すると、レジストとその下の保護層の柱状体が残る。すると、この柱状体は、マスタディスク基板の保護されていない部分をエッチングするエッチング工程のためのエッチングマスクとして機能する。その結果として得られるマスタディスクが、図５Ｌの上面図に描かれている。結果として得られたマスタディスク２２０は、基板内に柱状体２２５を有し、これは略半径方向の線２３４と略同心円状の輪２２５のパターンである。マスタディスク２２０を使って作製されたパターンニングされたメディアディスクは、陥凹部２２５と基本的に同じパターンと形状のデータアイランドを有することになる。図５Ｌの例において、半径方向の線２３４は円周方向の間隔Ｌｒａｄを有し、これは、半径方向の線を有するモールドを作製するために使用されるＢＣＰが、バルク周期Ｌ０＝Ｌｒａｄとなるように選択されたからである。同様に、同心円状の輪２４４は半径方向の間隔Ｌｃｉｒｃを有し、これは、同心円状の輪を有するモールドを作製するために使用されるＢＣＰが、バルク周期Ｌ０＝Ｌｃｉｒｃとなるように選択されたからである。それゆえ、マスタモールドを使って作製されるパターンニングされたメディアディスクは、ＢＡＲがＬｃｉｒｃ／Ｌｒａｄのデータアイランドを有することになる。２つのモールドを作製するために使用されるＢＣＰは、所望のＢＡＲのデータアイランドを有するディスクが得られるように、適当な数値のバルク周期のものを選択できる。
【００４６】
方法の第二の実施形態では、マスタディスクを直接作製する。工程は、図５Ａ〜５Ｊに関して上述したものと同じである。この方法の出発構造として、図５Ｊに示される金属の線２１３は、金属の半径方向の線または金属の同心円状の輪とすることができるが、ここでは金属の半径方向の線として説明する。次に、図６Ａの断面図に示されているように、表面改質層または、重合体ブラシ層２０５のような中立の重合体ブラシ層３０２を図５Ｊの構造の上に、すなわち金属の半径方向の線２１３の上と、基板２００の、金属の半径方向の線２１３間の領域の上に塗布する。次に、図６Ｂの上面図において、ｅビームレジスト３０３の層がブラシ層３０２の上に堆積されている。レジスト３０３に対して回転ステージｅビームツールを使用し、現像して、同心円状の境界領域３０７を露出させる。境界領域３０７の半径方向の幅は、約０．５Ｌｃｉｒｃとなるように選択され、Ｌｃｉｒｃは第二のＢＣＰのバルク周期である。ｅビームに暴露される境界領域３０７間の中心から中心の距離はｎ＊Ｌｃｉｒｃとなるように選択され、ｎは１またはそれ以上の整数である。次に、この構造に酸素プラズマを照射し、境界領域３０７の中立のブラシ材料３０２を改質する。レジスト３０３は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはＺｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌ．Ｐ．のＺＥＰ５２０のようなポジ型ｅビームレジストであってもよい。これにより、現像後、レジスト３０３で被覆された、半径方向の幅がｎ＊Ｌｃｉｒｃの円周方向の領域３１３が残り、改質されたブラシ層３０２の境界領域３０７はレジストで被覆されない。
【００４７】
次に、図６Ｃにおいて、レジストが除去されて、第二のＢＣＰ層が堆積され、アニーリングが行われており、その結果、ＢＣＰに含まれる異なる成分間で相分離している。この例において、成分Ｂ（ＰＭＭＡ）は、境界領域３０７内の改質されたブラシ層３０２に対する親和性を有し、それゆえ略円周方向の輪３１８を形成する。境界領域３０７の半径方向の幅が約０．５Ｌｃｉｒｃであるため、成分Ａ（ＰＳ）は円周方向の輪３１９を形成する。第二のＢＣＰの成分ＡとＢの自己組織化の結果、成分Ｂはまた、半径方向の間隔Ｌｃｉｒｃの成分Ａの輪３１９間に、略円周方向の輪３１８を形成する。その後、この構造に紫外線（ＵＶ）照射および酢酸湿式現像または乾式現像を施して、同心円状の輪３１８の第二の共重合体の成分Ｂ（ＰＭＭＡ）を除去すると、図６Ｄに示されているように、金属の半径方向の線２１３の上の成分Ａ（ＰＳ）の同心円状の輪３１９が残り、導電性基板２００の長方形の領域が露出する。
【００４８】
マスタディスクを作製するための工程のこの段階では、２つの選択肢がある。第一の選択肢は、穴または陥凹部を有するマスタディスクを作製することである。図６Ｄの構造を金属めっき浴の中に置き、露出した金属の線２１３と、基板２００の領域をＮｉ等の金属でめっきする。次に、同心円状の輪３１９の成分Ａ（ＰＳ）を酸素含有プラズマで除去する。これによって、金属の半径方向の線２１３と、同心円状の輪３１８（図６Ｃ）があった場所の金属の同心円状の輪の格子が残る。この格子を次に、エッチングマスクとして使用して、基板をエッチングし、穴または陥凹部のパターンを作る。すると、その結果として得られるマスタディスクは図５Ｌに示されるマスタディスクと同じである。
【００４９】
第二の選択肢は、柱状体を有するマスタディスクを作製することである。半径方向の線を電気めっきし、残りのＢＣＰを除去した後、ＳｉＯｘまたはＳｉＮｘ等の保護層を基板の上および電子めっきされた半径方向の線の上に堆積させる。その後、図６Ａの断面図に示されるように、重合体ブラシ層２０５のような、表面改質層または中立の重合体ブラシ層３０２を、新たに堆積された保護層（図６Ａには示されていない）の上、すなわち、すべて新たな保護層で被覆された金属の半径方向の線２１３と基板２００の領域の上に塗布する。次に、図６Ｂの上面図において、ｅビームレジスト層３０３をブラシ層３０２の上に堆積させる。レジスト３０３に回転ステージｅビームツールに暴露し、現像して、同心円状の境界領域３０７を露出させる。境界領域３０７の半径方向の幅は約０．５Ｌｃｉｒｃとなるように選択され、Ｌｃｉｒｃは第二のＢＣＰのバルク周期である。ｅビームにより露出した、境界領域３０７間の中心間距離はｎ＊Ｌｃｉｒｃとなるように選択され、ｎは１またはそれ以上の整数である。次に、この構造に酸素プラズマを照射し、境界領域３０７内の中立のブラシ材料３０２を改質する。レジスト３０３は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはＺｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌ．Ｐ．のＺＥＰ５２０のようなポジ型ｅビームレジストであってもよい。現像後、これによって、図６Ｂに示されているように、半径方向の幅がｎ＊Ｌｃｉｒｃの、レジスト３０３により被覆された円周方向の領域３１３が残り、改質されたブラシ層３０２の境界領域３０７はレジストで被覆されない。レジスト３０３を除去した後、第二のＢＣＰの層を堆積させ、アニーリングを行い、図６Ｃに示されているような円周方向の縞を形成する。次に、図６Ｄに示されているように、この構造にＵＶ照射と酢酸湿式現像または乾式現像を行い、同心円状の輪３１８の中の第二の共重合体の成分Ｂ（ＰＭＭＡ）を除去すると、保護層（図６Ｄには示されていない）により被覆された金属の半径方向の線２１３の上にある成分Ａ（ＰＳ）の同心円状の輪３１９が残り、導電性基板２００のうち、保護層（図６Ｄには示されていない）により被覆された長方形の領域を露出させる。成分Ａの同心円状の輪３１９をマスクとして使用し、保護層の露出部分をエッチングして、金属の導電性基板２００の部分を露出させる。次に、残りの成分Ａにより被覆された保護層の縞をエッチングマスクとして使用し、金属の半径方向の線２１３の露出部分をエッチングする。エッチングの後に、残っている成分Ａの縞と残っている保護層の縞を、ドライまたはウェットプロセスで除去する。その結果、金属層２１３の長方形のアイランドまたは柱状体が得られ、これをエッチングマスクとして使用して、エッチングにより基板に柱状体を形成できる。
【００５０】
本発明を、好ましい実施形態に関して具体的に示し、説明したが、当業者にとっては当然のことながら、本発明の真の主旨と範囲から逸脱することなく、形態や詳細部分に各種の変更を加えることができる。したがって、開示した発明は例示的にすぎないとみなし、範囲においては、付属の特許請求の範囲に明記されているようにのみ限定される。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 磁気記録ディスク
１１ ディスク基板
１３ ディスク中心
３０ データアイランド
３１ 柱状体
３２ 記録層材料の谷
１００ ドライブ
１１２ ベース
１１８ データトラック
１１９ 環状帯
１２１ サスペンション
１２２ ヘッドキャリア
１２９、２１２、２１３、２１５、２３４ 半径方向の線
１３０ アクチュエータ
１３２ 旋回軸
１３４ アクチュエータアーム
２００ 基板
２００ａ 酸化物層
２０５、３０２ ブラシ層
２１０ 半径方向の棒状体
２１１ 半径方向のスペース
２１４ 陥凹部
２２０ ＢＣＰ材料の層
２２５、２４４、３１８、３１９ 同心円状の輪
３０３ 電子ビームレジスト
３０７ 境界領域
ＩＤ 内径
ＯＤ 外径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録ディスクのインプリント用のマスタディスクを作製するためのモールドの作製方法において、
中心を有する導電性基板の上に、環状帯内に配列された縞のパターンを形成するステップと、
パターニングされた前記導電性基板の上にブロック共重合体を含む材料の層を形成するステップであって、前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞によって、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列へと自己組織化するように誘導される、ステップと、
前記第二の成分を除去して、前記第一の成分を残すステップと、
前記導電性基板の、前記第一の成分間の領域に金属を電気めっきするステップと、
前記第一の成分を除去して、金属のパターンを残すステップと、
前記金属のパターンをマスクとして使用して前記導電性基板をエッチングするステップと、
前記金属を除去して、環状帯内に配列された陥凹部のパターンを有するモールドを残すステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記縞のパターンを形成するステップが、略半径方向の縞のパターンを形成するステップを含み、前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞によって、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略半径方向の線へと自己組織化するように誘導される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記縞の円周方向の間隔が約ｎＬｒａｄであり、ｎが２またはそれ以上の整数であり、
前記ブロック共重合体のバルク周期がＬｒａｄであり、
前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞により、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略半径方向の線へと自己組織化するように誘導され、各成分の前記半径方向の線の円周方向の間隔が約Ｌｒａｄである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記略半径方向の縞が略弓形である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記縞のパターンを形成するステップが、略同心円状の縞のパターンを形成するステップを含み、前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞によって、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略同心円状の輪へと自己組織化するように誘導される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記縞の半径方向の間隔が約ｎＬｃｉｒｃであり、ｎが２またはそれ以上の整数であり、
前記ブロック共重合体のバルク周期がＬｃｉｒｃであり、
前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞により、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略同心円状の輪へと自己組織化するように誘導され、各成分の前記同心円状の輪の半径方向の間隔が約Ｌｃｉｒｃである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記導電性基板が不純物ドープシリコンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記導電性基板が、その基板上に金属膜を有するシリコンウェハを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記不純物ドープシリコンがその表面上に酸化物層を有し、前記金属を電気めっきするステップの前に、前記酸化物層を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記導電性基板が、その表面上に形成された二重層を有する基板を含み、前記二重層の下層がＣｒを含み、
前記導電性基板をエッチングするステップが、前記金属のパターンをマスクとして使用して前記二重層の上層をエッチングして、前記下層の一部を露出させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記金属を電気めっきするステップが、ニッケル−リン（ＮｉＰ）と、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）のうちの１つまたはそれ以上から選択される材料を電気めっきするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記パターニングされた基板上にブロック共重合体を含む材料の層を形成するステップが、ブロック共重合体材料の層を堆積させるステップと、前記堆積されたブロック共重合体材料をアニーリングし、前記第一の成分と第二の成分への相分離を起こさせるステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ブロック共重合体を含む材料が、ポリスチレン（ＰＳ）とポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）の共重合体である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
磁気記録ディスクのインプリント用のマスタディスクの作製方法であって、
請求項２の前記方法を使用して第一のモールドを作製するステップと、
請求項５の前記方法を使用して第二のモールドを作製するステップと、
マスタディスク基板の上にレジスト材料の層を形成するステップと、
前記第一のモールドで前記レジスト材料をインプリントして、前記マスタディスク基板上にレジスト材料の第一の線を形成するステップと、
前記第一の線をエッチングマスクとして使用して、前記マスタディスク基板をエッチングするステップと、
前記第二のモールドで前記レジスト材料をインプリントして、前記マスタディスク基板上にレジスト材料の第二の線を形成するステップと、
前記マスタディスク基板をエッチングして、マスタディスク基板材料の柱状体を、環状帯内に配列された複数の同心円状の輪と複数の略半径方向の線の配列によって形成するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
磁気記録ディスクのインプリント用のマスタディスクの作製方法において、
中心を有する導電性基板の上に、環状帯内に配列された第一の縞のパターンを形成するステップと、
パターニングされた前記導電性基板の上に第一のブロック共重合体を含む材料の層を形成するステップであって、前記第一のブロック共重合体を含む材料が、前記第一の縞のパターンによって、前記第一のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の線の交互配列へと自己組織化するように誘導される、ステップと、
前記第一のブロック共重合体の前記第二の成分の線を除去して、前記第一のブロック共重合体の前記第一の成分の線を残すステップと、
前記導電性基板の、前記第一のブロック共重合体の前記第一の成分の前記線間の領域に金属を電気めっきするステップと、
前記第一のブロック共重合体の前記第一の成分の前記線を除去して、金属の線のパターンを残すステップと、
前記導電性基板と前記金属の線のパターンの上に重合体ブラシ材料の層を堆積させるステップと、
前記重合体ブラシ材料の上に、レジストの棒状体のパターンを形成するステップと、
前記レジストの棒状体によって保護されていない前記重合体ブラシ材料を改質するステップと、
前記レジストを除去して、改質された重合体ブラシ材料の第二の縞のパターンを残すステップと、
前記導電性基板、前記金属の線のパターン、および前記改質された重合体ブラシ材料の第二の縞のパターンの上に前記第二のブロック共重合体材料の層を堆積させるステップであって、前記第二のブロック共重合体の材料が、前記第二の改質された重合体ブラシ材料の第二の縞のパターンにより、前記第二のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の線の交互配列へと自己組織化するように誘導される、ステップと、
前記第二のブロック共重合体の前記第二の成分の前記線を除去して、前記金属の線の上にある前記第二のブロック共重合体の第一の成分の線のパターンを残すステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
前記金属の線と、前記導電性基板の、前記金属の線間の領域とに金属を電気めっきするステップと、
前記第二のブロック共重合体の前記第一の成分を除去して、交差する金属の線の格子を残すステップと、
前記交差する金属の線の格子をマスクとして使用して前記導電性基板をエッチングするステップと、
前記金属の線を除去して、環状帯内に配列された陥凹部のパターンを有するマスタディスクを残すステップと、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記導電性基板が、その表面上に形成された二重層を有する基板を含み、前記二重層の下層がＣｒを含み、
前記導電性基板をエッチングするステップが、前記金属の線のパターンをマスクとして使用して前記二重層の上層をエッチングするステップと、前記金属の線を除去するステップと、前記二重層の前記上層をマスクとして使用して前記二重層の前記下層をエッチングするステップと、前記二重層の前記上層を除去するステップと、前記二重層の前記下層をハードマスクとして使用して前記導電性基板をエッチングするステップとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第二のブロック共重合体の前記第一の成分の前記線によって保護されていない前記金属の線をエッチングするステップと、
前記第二のブロック共重合体の前記第一の成分の線を除去して、前記導電性基板上に金属の柱状体のパターンを残すステップと、
前記金属の柱状体をマスクとして使用して前記導電性基板をエッチングするステップと、
前記金属の柱状体を除去して、環状帯内に配列された柱状体のパターンを有するマスタディスクを残すステップと、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記導電性基板が、その表面上に形成された二重層を有する基板を含み、前記二重層の下層がＣｒを含み、
前記導電性基板をエッチングするステップが、前記金属の柱状体のパターンをマスクとして使用して前記二重層の上層をエッチングするステップと、前記金属の柱状体を除去するステップと、前記二重層の前記上層をマスクとして使用して前記二重層の前記下層をエッチングするステップと、前記二重層の前記上層を除去するステップと、前記二重層の前記下層をハードマスクとして使用し前記導電性基板をエッチングするステップと、を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一の縞のパターンを形成するステップが、略半径方向の縞のパターンを形成するステップを含み、
前記第一のブロック共重合体の材料が、前記略半径方向の縞によって、前記第一のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略半径方向の線へと自己組織化するように誘導され、
前記改質された重合体ブラシ材料の第二の縞のパターンが、略同心円状の縞のパターンを含み、
前記第二のブロック共重合体の材料が、前記略同心円状の縞のパターンにより、前記第二のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略同心円状の輪へと自己組織化するように誘導される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一のブロック共重合体のバルク周期がＬ０＝Ｌｒａｄであり、
前記略半径方向の縞の円周方向への間隔が約ｎＬｒａｄであり、ｎが２またはそれ以上の整数であり、
前記第一のブロック共重合体の材料が、前記略半径方向の縞により、前記第一のブロック共重合体の第一と第二の成分の交互配列の、略半径方向の線へと自己組織化するように誘導され、
前記第一のブロック共重合体の各成分の前記半径方向の線の円周方向の間隔が約Ｌｒａｄであり、
前記第二のブロック共重合体のバルク周期がＬ０＝Ｌｃｉｒｃであり、
前記略同心円状の縞の半径方向の間隔が約ｎＬｃｉｒｃであり、ｎが２またはそれ以上の整数であり、
前記第二のブロック共重合体の材料が、前記略同心円状の縞により、前記第一のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略同心円状の輪へと自己組織化するように誘導され、前記第二のブロック共重合体の各成分の前記同心円状の輪の半径方向の間隔が約Ｌｃｉｒｃである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記略半径方向の縞が略弓形である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記導電性基板が不純物ドープシリコンを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記不純物ドープシリコンがその表面上に酸化物層を有し、前記金属を電気めっきするステップの前に、前記酸化物層を除去するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記第一のブロック共重合体材料が、ポリスチレン（ＰＳ）とポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）の共重合体である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記第一と第二のブロック共重合体材料の各々が、ポリスチレン（ＰＳ）の第一の成分とポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）の第二の成分のジブロック共重合体材料であり、前記第一のブロック共重合体材料の分子量が前記第二のブロック共重合体材料の分子量と異なる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１】
磁気記録ディスクのインプリント用のマスタディスクを作製するためのモールドの作製方法において、
中心を有する導電性基板の上に、環状帯内に配列された縞のパターンを形成するステップと、
パターニングされた前記導電性基板の上にブロック共重合体を含む材料の層を形成するステップであって、前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞によって、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列へと自己組織化するように誘導される、ステップと、
前記第二の成分を除去して、前記第一の成分を残すステップと、
前記導電性基板の、前記第一の成分間の領域に金属を電気めっきするステップと、
前記第一の成分を除去して、金属のパターンを残すステップと、
前記金属のパターンをマスクとして使用して前記導電性基板をエッチングするステップと、
前記金属を除去して、環状帯内に配列された陥凹部のパターンを有するモールドを残すステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記縞のパターンを形成するステップが、略半径方向の縞のパターンを形成するステップを含み、前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞によって、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略半径方向の線へと自己組織化するように誘導される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記縞の円周方向の間隔が約ｎＬｒａｄであり、ｎが２またはそれ以上の整数であり、
前記ブロック共重合体のバルク周期がＬｒａｄであり、
前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞により、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略半径方向の線へと自己組織化するように誘導され、各成分の前記半径方向の線の円周方向の間隔が約Ｌｒａｄである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記略半径方向の縞が略弓形である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記縞のパターンを形成するステップが、略同心円状の縞のパターンを形成するステップを含み、前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞によって、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略同心円状の輪へと自己組織化するように誘導される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記縞の半径方向の間隔が約ｎＬｃｉｒｃであり、ｎが２またはそれ以上の整数であり、
前記ブロック共重合体のバルク周期がＬｃｉｒｃであり、
前記ブロック共重合体を含む材料が、前記縞により、前記ブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略同心円状の輪へと自己組織化するように誘導され、各成分の前記同心円状の輪の半径方向の間隔が約Ｌｃｉｒｃである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記導電性基板が不純物ドープシリコンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記導電性基板が、その基板上に金属膜を有するシリコンウェハを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記不純物ドープシリコンがその表面上に酸化物層を有し、前記金属を電気めっきするステップの前に、前記酸化物層を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記導電性基板が、その表面上に形成された二重層を有する基板を含み、前記二重層の下層がＣｒを含み、
前記導電性基板をエッチングするステップが、前記金属のパターンをマスクとして使用して前記二重層の上層をエッチングして、前記下層の一部を露出させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記金属を電気めっきするステップが、ニッケル−リン（ＮｉＰ）と、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）のうちの１つまたはそれ以上から選択される材料を電気めっきするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記パターニングされた基板上にブロック共重合体を含む材料の層を形成するステップが、ブロック共重合体材料の層を堆積させるステップと、前記堆積されたブロック共重合体材料をアニーリングし、前記第一の成分と第二の成分への相分離を起こさせるステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ブロック共重合体を含む材料が、ポリスチレン（ＰＳ）とポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）の共重合体である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
磁気記録ディスクのインプリント用のマスタディスクの作製方法であって、
請求項２の前記方法を使用して第一のモールドを作製するステップと、
請求項５の前記方法を使用して第二のモールドを作製するステップと、
マスタディスク基板の上にレジスト材料の層を形成するステップと、
前記第一のモールドで前記レジスト材料をインプリントして、前記マスタディスク基板上にレジスト材料の第一の線を形成するステップと、
前記第一の線をエッチングマスクとして使用して、前記マスタディスク基板をエッチングするステップと、
前記第二のモールドで前記レジスト材料をインプリントして、前記マスタディスク基板上にレジスト材料の第二の線を形成するステップと、
前記マスタディスク基板をエッチングして、マスタディスク基板材料の柱状体を、環状帯内に配列された複数の同心円状の輪と複数の略半径方向の線の配列によって形成するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
磁気記録ディスクのインプリント用のマスタディスクの作製方法において、
中心を有する導電性基板の上に、環状帯内に配列された第一の縞のパターンを形成するステップと、
パターニングされた前記導電性基板の上に第一のブロック共重合体を含む材料の層を形成するステップであって、前記第一のブロック共重合体を含む材料が、前記第一の縞のパターンによって、前記第一のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の線の交互配列へと自己組織化するように誘導される、ステップと、
前記第一のブロック共重合体の前記第二の成分の線を除去して、前記第一のブロック共重合体の前記第一の成分の線を残すステップと、
前記導電性基板の、前記第一のブロック共重合体の前記第一の成分の前記線間の領域に金属を電気めっきするステップと、
前記第一のブロック共重合体の前記第一の成分の前記線を除去して、金属の線のパターンを残すステップと、
前記導電性基板と前記金属の線のパターンの上に重合体ブラシ材料の層を堆積させるステップと、
前記重合体ブラシ材料の上に、レジストの棒状体のパターンを形成するステップと、
前記レジストの棒状体によって保護されていない前記重合体ブラシ材料を改質するステップと、
前記レジストを除去して、改質された重合体ブラシ材料の第二の縞のパターンを残すステップと、
前記導電性基板、前記金属の線のパターン、および前記改質された重合体ブラシ材料の第二の縞のパターンの上に前記第二のブロック共重合体材料の層を堆積させるステップであって、前記第二のブロック共重合体の材料が、前記第二の改質された重合体ブラシ材料の第二の縞のパターンにより、前記第二のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の線の交互配列へと自己組織化するように誘導される、ステップと、
前記第二のブロック共重合体の前記第二の成分の前記線を除去して、前記金属の線の上にある前記第二のブロック共重合体の第一の成分の線のパターンを残すステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
前記金属の線と、前記導電性基板の、前記金属の線間の領域とに金属を電気めっきするステップと、
前記第二のブロック共重合体の前記第一の成分を除去して、交差する金属の線の格子を残すステップと、
前記交差する金属の線の格子をマスクとして使用して前記導電性基板をエッチングするステップと、
前記金属の線を除去して、環状帯内に配列された陥凹部のパターンを有するマスタディスクを残すステップと、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記導電性基板が、その表面上に形成された二重層を有する基板を含み、前記二重層の下層がＣｒを含み、
前記導電性基板をエッチングするステップが、前記金属の線のパターンをマスクとして使用して前記二重層の上層をエッチングするステップと、前記金属の線を除去するステップと、前記二重層の前記上層をマスクとして使用して前記二重層の前記下層をエッチングするステップと、前記二重層の前記上層を除去するステップと、前記二重層の前記下層をハードマスクとして使用して前記導電性基板をエッチングするステップとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第二のブロック共重合体の前記第一の成分の前記線によって保護されていない前記金属の線をエッチングするステップと、
前記第二のブロック共重合体の前記第一の成分の線を除去して、前記導電性基板上に金属の柱状体のパターンを残すステップと、
前記金属の柱状体をマスクとして使用して前記導電性基板をエッチングするステップと、
前記金属の柱状体を除去して、環状帯内に配列された柱状体のパターンを有するマスタディスクを残すステップと、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記導電性基板が、その表面上に形成された二重層を有する基板を含み、前記二重層の下層がＣｒを含み、
前記導電性基板をエッチングするステップが、前記金属の柱状体のパターンをマスクとして使用して前記二重層の上層をエッチングするステップと、前記金属の柱状体を除去するステップと、前記二重層の前記上層をマスクとして使用して前記二重層の前記下層をエッチングするステップと、前記二重層の前記上層を除去するステップと、前記二重層の前記下層をハードマスクとして使用し前記導電性基板をエッチングするステップと、を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一の縞のパターンを形成するステップが、略半径方向の縞のパターンを形成するステップを含み、
前記第一のブロック共重合体の材料が、前記略半径方向の縞によって、前記第一のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略半径方向の線へと自己組織化するように誘導され、
前記改質された重合体ブラシ材料の第二の縞のパターンが、略同心円状の縞のパターンを含み、
前記第二のブロック共重合体の材料が、前記略同心円状の縞のパターンにより、前記第二のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略同心円状の輪へと自己組織化するように誘導される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一のブロック共重合体のバルク周期がＬ０＝Ｌｒａｄであり、
前記略半径方向の縞の円周方向への間隔が約ｎＬｒａｄであり、ｎが２またはそれ以上の整数であり、
前記第一のブロック共重合体の材料が、前記略半径方向の縞により、前記第一のブロック共重合体の第一と第二の成分の交互配列の、略半径方向の線へと自己組織化するように誘導され、
前記第一のブロック共重合体の各成分の前記半径方向の線の円周方向の間隔が約Ｌｒａｄであり、
前記第二のブロック共重合体のバルク周期がＬ０＝Ｌｃｉｒｃであり、
前記略同心円状の縞の半径方向の間隔が約ｎＬｃｉｒｃであり、ｎが２またはそれ以上の整数であり、
前記第二のブロック共重合体の材料が、前記略同心円状の縞により、前記第一のブロック共重合体の第一の成分と第二の成分の交互配列の、略同心円状の輪へと自己組織化するように誘導され、前記第二のブロック共重合体の各成分の前記同心円状の輪の半径方向の間隔が約Ｌｃｉｒｃである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記略半径方向の縞が略弓形である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記導電性基板が不純物ドープシリコンを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記不純物ドープシリコンがその表面上に酸化物層を有し、前記金属を電気めっきするステップの前に、前記酸化物層を除去するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記第一のブロック共重合体材料が、ポリスチレン（ＰＳ）とポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）の共重合体である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記第一と第二のブロック共重合体材料の各々が、ポリスチレン（ＰＳ）の第一の成分とポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）の第二の成分のジブロック共重合体材料であり、前記第一のブロック共重合体材料の分子量が前記第二のブロック共重合体材料の分子量と異なる、請求項１５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図５Ｊ】
【図５Ｋ】
【図５Ｌ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図５Ｊ】
【図５Ｋ】
【図５Ｌ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【公開番号】特開２０１３−６５３９２（Ｐ２０１３−６５３９２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０４２２０（Ｐ２０１２−２０４２２０）
【出願日】平成２４年９月１８日（２０１２．９．１８）
【出願人】（５０３１１６２８０）エイチジーエスティーネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１８日（２０１２．９．１８）
【出願人】（５０３１１６２８０）エイチジーエスティーネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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