(57)【要約】【課題】パターン化メディア用テンプレートおよびテンプレート作製方法を得る。【解決手段】第１の材料層上にレジスト・パターンが形成され、レジスト・パターン上に第２の材料の等方層が堆積されてレジスト構造の上部および側壁を覆う。第１の材料は第２の材料よりもイオン・ミリングに高い耐性を有し、また第２の材料よりもプラズマ・エッチングに低い耐性を有する。第１の材料はアモルファス・カーボンでよく、また第２の材料は酸化アルミニウムでよい。第２の材料が上部から除去され側壁上に残される。レジスト構造と第２の材料を支えていない第１の層の部分とがプラズマによって除去される。残された構造はレジスト・パターンよりも２倍の高密度を有する。第２の材料の等方堆積およびイオン・ミリングを反復すれば、第２の材料から形成されたものの４倍の高密度ピッチのパターン構造を得ることも可能である。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン化メディアの処理方法であって、
基板によって支えられた第１の材料の第１の層を供給する工程と、
それぞれが上部表面と１又は複数の側壁を有する形状を含むレジスト・パターンを、第１の層の上に堆積させる工程と、
該レジスト・パターン上に第２の材料の等方層の第１の堆積を実行する工程と、
第２の層の方向性イオン・ミリングを実行して、前記レジスト・パターンの前記側壁の露出を回避しながら、前記レジスト・パターンの前記上部表面を露出させる工程と、
前記レジスト・パターンと前記第２の層の部分を支えていない前記第１の層の部分とを除去して、前記第１の材料によって支えられた前記第２の材料を含む第１のテンプレート・パターンを作製する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記第１の材料は前記第２の材料よりもイオン・ミリングに対して高い耐性を有し、かつ前記第２の材料よりもプラズマ・エッチングに対して低い耐性を有する前記方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記基板は概して円形の平坦な表面を有し、その上に第１の層が配置されており、また前記基板は円形の平坦な表面の中心に接近して回転軸を有しており、また前記レジスト・パターンの形状は、概して前記回転軸の回りに中心を有する複数の同心リングを含む前記方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、基板は概して円形の平坦な表面を有し、その上に第１の層が配置されており、また基板は前記円形の平坦な表面の中心に接近して回転軸を有しており、また前記レジスト・パターンの形状は、概して前記回転軸の回りに中心を有する複数の同心リングを含んでおり、各リングの各々の上部表面は放射方向の幅を有し、放射方向で前後のリングから分離されており、放射方向の分離は、前記第２の材料の等方層の前記第１の堆積の厚さの約２倍だけ前記放射方向の幅よりも大きい前記方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、更に
前記第２の材料を含む等方層の第２の堆積を実行する工程と、
構造の上部部分から前記第２の材料を除去して、前記第２の材料の前記第１の堆積から残っている前記第２の材料を支えていた残っている前記第１の材料を露出させる工程と、
前記残っている第１の材料を除去して、前記第２の材料を含む第２のテンプレート・パターンを作製する工程と、
を含む前記方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、更に方向性イオン・ミリングを実行して、前記第２の堆積の間に前記第１のテンプレート・パターンの構造間に堆積された前記第２の材料を除去する工程を含む前記方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法であって、基板は概して円形の平坦な表面を有し、その上に第１の層が配置されており、また基板は前記円形の平坦な表面の中心に接近して回転軸を有しており、また前記レジスト・パターンの形状は、概して前記回転軸の回りに中心を有する複数の同心リングを含んでおり、各リングの各々の上部表面は放射方向の幅を有し、前後のリングから放射方向に分離されており、放射方向の分離は、等方層の前記第１の堆積の厚さの約２倍だけ前記放射方向の幅よりも大きく、前記第２の材料の前記第２の等方層堆積の厚さは、前記第２の材料の前記第１の等方層堆積の厚さの約半分である前記方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記同心レジスト・リングの上部表面は約２０ｎｍの放射方向の幅を有し、また前記同心レジスト・リングは約４０ｎｍの間隔だけ離れており、前記第２の材料の前記第１の等方層堆積の厚さは約１０ｎｍであり、前記第２の材料の前記第２の等方層堆積の厚さは約５ｎｍである前記方法。
【請求項９】
請求項５に記載の方法であって、前記第２の材料の前記第２の等方層堆積の厚さ（Ｔ２）は前記第２の材料の等方層の前記第１の堆積の厚さ（Ｔ１）よりも小さく、前記レジスト・パターンの形状は、ほぼＴ１＋２Ｔ２に等しい放射方向の幅（Ｒｗ）を有する同心リングを含み、該同心レジスト・リング間の間隔は３Ｔ１＋２Ｔ２にほぼ等しい前記方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記レジスト・パターンは更にサーボ・パターンのための形状を含む前記方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、基板は概して円形の平面の形状をして円形の平面の中心に近接して回転軸を有しており、また第２のテンプレート・パターンは概して回転軸の回りに中心を有する複数の同心リングを含む前記方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記第１のテンプレート・パターンは前記レジスト・パターンのリングのピッチのそれより約２倍の密度の最小ピッチを有しており、また第２のテンプレート・パターンは前記レジスト・パターンのリングのピッチの密度の約４倍の密度の最小ピッチを有する前記方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記第１の材料は一般にアモルファス・カーボンを含み、また前記第２の材料は酸化アルミニウムを含む前記方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、前記第１の材料は一般にアモルファス・カーボン、シリコン・カーバイド、ルテニウムおよびクロムを含むグループから選ばれた材料を含む前記方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記レジスト・パターンと前記第１の材料の前記第１の層の部分とを除去する工程は低温でのプラズマによるエッチングを含む前記方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記プラズマは酸素を含むプラズマであり、前記低温は約−２０℃よりも低い前記方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、前記第２の材料の前記第１の等方層堆積の厚さは、前記第２の材料の等方層の第２の堆積の厚さの約２倍である前記方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、前記第１のテンプレート・パターンは、生産用テンプレートを作製するマスタ・テンプレートとして使用される前記方法。
【請求項１９】
パターン化メディアを製造するためのテンプレートであって、
１又は複数の層を含み概して平坦な第１の表面を有する基板と、
該第１の表面よりも高くなった複数の形成物であって、前記基板によって支えられたアモルファス・カーボンおよび該アモルファス・カーボンによって支えられたＡｌ２Ｏ３を含む形成物と、
を含むテンプレート。
【請求項２０】
請求項１９に記載のテンプレートであって、前記形成物は同心リングを含む前記テンプレート。
【請求項２１】
請求項２０に記載のテンプレートであって、前記同心リングは約２５ｎｍよりも小さい平均ピッチを有する前記テンプレート。
【請求項２２】
請求項２０に記載のテンプレートであって、前記同心リングは約１５ｎｍの平均ピッチを有する前記テンプレート。
【請求項２３】
請求項２２に記載のテンプレートであって、前記ピッチは約１０ｎｍの間隔によって分離され、表面から高くなった形成物からの約５ｎｍを含む前記テンプレート。
【請求項２４】
テンプレートであって、
基板によって支えられた第１の材料の第１の層を提供する工程と、
前記第１の層の上に、対応する上部表面および１又は複数の側壁を有する形状を含むレジスト・パターンを堆積させる工程と、
前記レジスト・パターンの上に第２の材料の等方層の第１の堆積を実行する工程であって、前記第１の材料は前記第２の材料よりもイオン・ミリングに対して高い耐性を有し、かつ第２の材料よりもプラズマ・エッチングに対して低い耐性を有する堆積工程と、
前記第２の層の方向性イオン・ミリングを実行して、前記レジスト・パターンの前記側壁の露出を回避しながら、前記レジスト・パターンの前記上部を露出させる工程と、
前記レジスト・パターンと、前記第２の層の部分を支えていない前記第１の層の部分とを除去すると同時に前記第２の層の部分を支えている前記第１の層の部分を保持し、それによって前記第１の材料によって支えられた前記第２の材料を含む第１のテンプレート・パターンを有するテンプレートを作製する工程と、
を含む方法によって作製されるテンプレート。
【請求項２５】
テンプレートであって、請求項２４に従う方法および
前記第２の材料を含む等方層の第２の堆積を実行する工程と、
方向性イオン・ミリングを実行して、前記第２の堆積の間にパターンの構造間に堆積された前記第２の材料を除去する工程と、
前記構造の上部部分から第２の材料を除去して、前記第２の材料の前記第１の堆積から前記第２の材料を支えていた残っている第１の材料を露出させる工程と、
前記残っている第１の材料を除去して、前記基板によって支えられた前記第２の材料を含む第２のテンプレート・パターンを作製する工程と、
を含む工程によって形成されるテンプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターニングされたデータ記憶メディアに関するものであり、更に詳細には、メディア上にパターンを作製するためのテンプレートおよびそのようなテンプレートを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気データ記憶のためのメディアは基板を含み、その上には記録層が形成される。データは、記録層上の連続した磁気ドメイン間で磁気極性を変化させることによってメディアに記録される。最近の磁気記憶メディアのドメインは、磁性材料の複数の相異なるグレインを含む。ドメインをより小さくすればメディアの密度を高めることができる。しかし、どこまでドメインを縮小でき、しかも複数の相異なるグレインを含むようにできるかには、制限がある。
【０００３】
ドメイン・サイズの縮小を妨げる１つの重要な効果は超常磁性効果である。超常磁性効果は、グレインの体積が小さくなりすぎて、熱変動がグレイン中での磁化方向の自発的反転を引き起こすのを防止できなくなるときに発生する。
【０００４】
超常磁性効果の発生を遅らせる１つのやり方は、ビット・パターン化されたメディアを用いるものであり、そこでは、J.Phys.D:Applied Physics誌の第３８巻、ページＲ１９９（２００５年）に掲載されたR.D.Terris等による論文に述べられているように、各ビットが１つの磁気スイッチング・ボリューム（例えば、単一のグレイン又は強く結合した数個のグレイン）となっている。IEEE Trans. on Magnetics誌の第３５巻、ページ４４２３（１９９９年）に掲載されたD.Weller等による論文「超高密度磁気記録における熱効果制限」によれば、熱的に励起される反転を許容できるレベルに保つためには、磁気異方性をＫｕ、磁気スイッチング・ボリュームをＶ、ボルツマン定数をｋｂ、絶対温度をＴとするとき、従来の縦型メディアではＫｕＶ／ｋｂＴの比を約６０よりも大きく保たなければならない。十分高いＳＮＲを保つためには、密度が高くなってもビット当たりのグレイン数を減らさないことが望ましい。個々のドット中のスイッチング・ボリュームはビット・サイズに等しく、１０ｎｍよりも小さいドットが熱的に安定であることも可能である。
【０００５】
明らかなように、ビット・パターン化メディアは、互いに分離した極めて小さい記録ドメインの規則的パターンを生成する方法を必要とする。そのようなパターンを形成するために多様な方式が考案されてきた。１つの方法は、テンプレートを用いて、例えばレジスト中にパターンを刻印する方法を採用しており、それを固化させてからパターンを生成する多様な後処理のためのマスクとして使用することができる。例えば、より厚いレジスト領域はエッチング・プロセス等から下層領域を遮蔽することができる。エッチング等のプロセスは、記録ドメイン（当該分野で従来から呼ばれているように、本明細書でも「ドット」と呼ぶこともある）として機能する遮蔽された領域を分離する非磁性活性領域を生成するために用いられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】R.D.Terris等、J.Phys.D:Applied Physics、第３８巻、ページＲ１９９（２００５年）「データ記憶メディアとしてのナノ構造で自己組織化された磁気的構造」。
【非特許文献２】D.Weller等、IEEE Trans. on Magnetics、第３５巻、ページ４４２３（１９９９年）「超高密度磁気記録における熱効果制限」。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、そのような刻印に用いるテンプレートを作製する技術も必要となる。ビット密度の増大は留まることのない目標であり、各々の記録ドメインのサイズおよび記録ドメイン間のピッチの更なる縮小が要求される。例えば、６．４５平方センチメートル（平方インチ）当たり１兆ビットのビット密度を達成するためには、２５ｎｍオーダのピッチを有するテンプレートが必要となるが、これは一般に記録ドメインがピッチの半分となる場合であり、その結果、記録ドメインは１２−１３ｎｍのオーダとなる（これらの数字の変動は格子構造に基づいて生ずるが、関連する小さい寸法の動機付け例として与えられている）。良好な均一性および厳しい精度要件もまた重要な考察事項である。
【０００８】
メディア作製のためにそのようなインプリント手法を利用するのは、電子ビーム・リソグラフィ等の直接描画手法と比較した場合、より高いスループットおよび低コストの可能性を秘めていることから魅力的である。もちろん標準的な電子ビーム・リソグラフィ技術も、良好なスループット、均一性および精度を保ちながら、例えば２５ｎｍ以下といった望ましいドット・サイズまでスケーリングすることに挑戦することが期待される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
与えられた利用可能な直接パターニング・プロセス（例えば、電子ビーム直接描画）で実現できるものよりも高密度のピッチを有するパターンを有するテンプレートを作製する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従うメディアを含むデータ記憶用のディスク・ドライブ例を示す。
【図２】基板によって支えられた表面に同心円トラック状にレジストを堆積させた例に従うマスタ・テンプレートの上面および指定された断面を示す。
【図３】図２で指定された断面の各種処理工程における図。
【図４】図２で指定された断面の各種処理工程における図。
【図５】図２で指定された断面の各種処理工程における図。
【図６】図２で指定された断面の各種処理工程における図。
【図７】図２で指定された断面の各種処理工程における図。
【図８】図２で指定された断面の各種処理工程における図。
【図９】図２で指定された断面の各種処理工程における図。
【図１０】図２で指定された断面の各種処理工程における図。
【図１１】各種処理工程で修正を施された別の断面例を、選ばれたレジスト・パターンおよび寸法情報と一緒に示す。
【図１２】各種処理工程で修正を施された別の断面例を、選ばれたレジスト・パターンおよび寸法情報と一緒に示す。
【図１３】各種処理工程で修正を施された別の断面例を、選ばれたレジスト・パターンおよび寸法情報と一緒に示す。
【図１４】各種処理工程で修正を施された別の断面例を、選ばれたレジスト・パターンおよび寸法情報と一緒に示す。
【図１５】各種処理工程で修正を施された別の断面例を、選ばれたレジスト・パターンおよび寸法情報と一緒に示す。
【図１６】図３−１０に示した断面を作製するために用いられる工程のフロー図。
【図１７】図６まで処理されたあとのマスタ・テンプレートの上面図であり、図２で元々堆積されたレジスト・パターンのピッチと比べて、トラック・ピッチがほぼ２倍の密度になっている様子を示す図。
【図１８】図１０まで処理されたあとのマスタ・テンプレートの上面図であり、図２で元々堆積されたレジスト・パターンのピッチと比べて、トラック・ピッチがほぼ４倍の密度になっている様子を示す図。
【図１９】上の例で作製されたテンプレートを使用して、記録メディア製品を製造するために使用できるテンプレートを作製する方法の工程を示す図。
【図２０】上述の例に従うテンプレート作製方法に採用できる化学機械研磨における各種物質の相対的除去速度を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１つの例示的態様は、ビット・パターニングされたメディア用テンプレートの作製方法を含む。
【００１２】
第１の特定の態様で、パターン・メディア（例えば、分離トラック記録（ＤＴＲ））製造用のテンプレート上のトラック密度を高め、しかも厳密な寸法制御および均一性を提供する方法が提供される。この方法は１０ｎｍオーダの精密な寸法を許容し、直接パターニング工程によって達成できるものよりも少なくとも４倍のピッチ改善を提供することが期待される。
【００１３】
この方法は、フォトレジスト（「レジスト」と呼ぶ）材料を含む離散同心円トラックの第１のパターンを、一般にアモルファス・カーボンを含む二次元表面上に押し付け、次にそれを基板上に配置する工程を含む。いくつかの例で、トラックは、一般にレジストのない領域によって分離することができ、そのパターンはコラム間にあるアモルファス・カーボン領域を露出させる。この工程は電子ビーム・リソグラフィ、ＵＶリソグラフィ（例えば１９３ｎｍノードによる等）によるパターニングを含むことができる。
【００１４】
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の層が堆積されて、レジストおよびすべて露出カーボンを覆うようにされる。トラックの上部およびそれらの側面は機能的に均一な層によって覆われる。そのような堆積のために原子層堆積（ＡＬＤ）を利用することができる。次に、Ａｌ２Ｏ３の上部層およびトラック間の領域のＡｌ２Ｏ３が除去され、他方コラムの側面上にあるＡｌ２Ｏ３は残される。これは縦方向のアルゴン・プラズマ・ミリングによって実現できる。レジストおよびトラック間のアモルファス・カーボンが除去されて、Ａｌ２Ｏ３のコラム間に露出されたレジストが残る。
【００１５】
露出したレジストおよびＡｌ２Ｏ３のコラム間にあるアモルファス・カーボンは、例えば酸素プラズマによって除去される。この時点で、テンプレートは、元のレジスト・パターンのピッチの約２倍の密度のピッチの同心リングのパターンを含んでいる。
【００１６】
この方法は、続いて２倍ピッチのテンプレートの上に別の概して等方的なＡｌ２Ｏ３が堆積される。その結果の表面が研磨されて（例えばアルゴン・イオン・ミリング）、トレンチ（すなわち高い地点の間）にあるＡｌ２Ｏ３堆積物が除去される。このとき、高い地点の頂上からもいくらかのＡｌ２Ｏ３が除去される。その結果得られたテンプレートは平坦化され（例えばＣＭＰによって）、残るカーボンが露出される。Ａｌ２Ｏ３の壁同士の間から残りのカーボンが除去され（例えば酸素プラズマによって）、元々パターニングされたレジストの約４倍以上の密度のトラック・ピッチでＡｌ２Ｏ３を含む同心円トラックを有するテンプレートが残される。
【００１７】
元々形成されたレジスト・パターンは、電子ビーム・リソグラフィ等の既存の多様な方法および技術の任意のものを利用して形成できるため、これらの例による方法によってトラック密度を改善することができる。このようにより高いトラック密度を実現することができる。あるいはオプションとして、より高速および／又はより安価なレジスト・パターニング法を採用して所望のトラック密度を達成できる。これらの例については各種の拡張が可能であり、ＤＴＲ用の同心円トラックの形状は１つの応用例である。他の応用には異なる形状が提供されよう。レジスト・パターンを定義することができ、層の厚さは、例えば均一な間隔で分離された均一なリング・パターンを生成するように選ぶことができる。その他の態様には、ここでの開示に提供される方法によって形成されたメディア製品およびテンプレートなどの生産物が含まれる。
【００１８】
以下の説明は、当該分野の関係者が発明の各種態様を実行および利用することを可能とするために提供される。特定の技術、実施および応用についての説明は単に一例として与えられる。ここに述べる例に対して各種の修正が可能であることは、本発明の開示から当業者には明らかであろう。またここに定義される一般的原理は、発明の範囲から外れることなく当業者によって他の例および応用に適用されよう。
【００１９】
以下で説明するように、１つの例示的態様は、図１に示すように、ディスク・ドライブ１００などの記憶装置に使用できるビット・パターン化メディアの製造方法を含む。
【００２０】
図１は、以下の開示に従うメディアを含むことができるディスク・ドライブ１００の例を示す。図１を参照すると、ディスク・ドライブ１００はベース１１２とトップ・カバー・プレート１１４とを含む。ベース１１２は、カバー・プレート１１４と組み合わされて密封された環境を提供し、密封された環境の外にある要素による汚染から内部構成部品を保護する。図１に示されたベースとカバー・プレートの構成は産業界でよく知られているが、構成部品を収容するその他の構成もしばしば用いられているので、ディスク・ドライブ１００は、ディスク・ドライブ容器の形状については特に何ら制限するものでない。ディスク・ドライブ１００は更に、ディスク・クランプ１１８によってスピンドル・モータ（図示されていない）上で回転するようにハブ上に搭載されるディスク・パック１１６を含む。ディスク・パック１１６は１又は複数の個別ディスクを含み、それらは中心軸の周りで供に回転するように搭載される。
【００２１】
各ディスクの表面は、ディスク表面との間で読み書きを行うためにディスク・ドライブ１００に搭載された、関連した読み書きヘッド１２０を有する。図１に示された例で、読み書きヘッド１２０はたわみ部１２２によって支えられ、それが次にアクチュエータ１２６のヘッド・マウント・アーム１２４に固定される。図１に示されたアクチュエータは、回転型移動コイル・アクチュエータとして知られているタイプのものであって、一般に１２８で示されるボイス・コイル・モータを含む。ボイス・コイル・モータ１２８は、読み書きヘッド１２０を備えたアクチュエータ１２６をピボット軸１３０の回りで回転させて、読み書きヘッド１２０をパス１３２に沿った望みのデータ・トラック上に位置決めする。図１は、開示された方法によって製造できるメディア製品としての用途の一般例として示されており、図１は、そのようなメディア製品を備えた装置で使用される構造、構成部品、形状因子、読み書きヘッド技術等に関して何ら制限するものでない。
【００２２】
図２は、複数の同心リングを含むレジスト・パターンを支えるテンプレート基板２０５の上面図を示し、そのうちのいくつかを特に識別して外側リング２１０ａおよび最も内側のリング２１０ｎとして示した。断面２１５が指定されており、これについては以下で引用される。レジスト・パターンは、任意の複数の例示的方法および技術によって形成できる。例えば電子ビームによる直接描画を利用できる。基板２０５は複数の層を含むことができ、第１の例では、レジスト・パターンが配置される表面は主としてアモルファス・カーボンを含む。
【００２３】
図３は基板２０５の断面の第１の例を示しており、それはレジスト・パターン（リング２１０ａおよび２１０ｎが識別されている）を含む。カーボン層３２０はレジスト・パターンを支え、また構造層３２５がカーボン層を支える。
【００２４】
図４は、レジスト・パターン上およびカーボン層３２０（過去に露出された部分の１つが３６０として明記されている）の露出部分の上にＡｌ２Ｏ３の層３５５を一般的に等方的（conformal）に（例えば等しい厚さに）堆積させる工程を示す。この堆積は当業者に既知の原子層堆積（ＡＬＤ）技術を用いて実行できる。
【００２５】
図５は、レジストの上部からＡｌ２Ｏ３を除去してレジストを露出させる様子を示しており、カーボン層３２０を覆って堆積されたＡｌ２Ｏ３層も同時に除去している。Ａｌ２Ｏ３のこの除去は方向選択的に行われるべきであり、レジスト側壁上のＡｌ２Ｏ３層は大分部分保存される。この方向選択的な除去はＡｒ＋イオンなどによるイオン・ミリングによって実現できる。更なる選択性は、基板を冷却し、イオンの熱エネルギーを減らすことによって得られる。そのようにすると、ほとんどのイオンは、イオン銃（イオンを実質的に垂直方向に放出させるために設置される）によって提供される運動エネルギーの助けなしではＡｌ２Ｏ３の結合を切るのに十分なエネルギーを持てなくなる。
【００２６】
図６は、図５からレジストおよびほとんどのカーボン層３２０が除去された様子を示す。この除去は酸素プラズマ・エッチなどのプラズマ・エッチングによって実現できる。元のカーボン層からの残留カーボンは、図５に示すようにＡｌ２Ｏ３の壁を支える。そのような１つの構造がカーボン部分３７５およびＡｌ２Ｏ３部分３７０として示されている。別のＡｌ２Ｏ３部分もあとで参照するために示されている。図示されたように、図６に示されたエッチングも方向性を有するものであり、トラック（リング）のＡｌ２Ｏ３壁は可能な限り保存されるべきである。
【００２７】
図６に示された生産物は、元々配置されたレジスト・パターンのほぼ２倍の密度のトラック・ピッチを有するテンプレートとして利用できる。すなわち、高密度の直接描画電子ビーム・プロセスを実行すれば、図示されたトラック密度はそのような密度よりも更に大きくなる。図６に示された生産物は、メディア製品を製造する方法に直接使用される他のテンプレートを作製するマスタ・テンプレートとして利用できる（すなわち、他のテンプレートを作製するために用いられるゴールド・テンプレートとすることができる）。形成されるパターンは、最終的にメディア製品上に形成しようとするパターンに基づいて選ばれる。そのようなパターンは既存の考慮すべき事項に基づいて選択できる。参照符号６１５は、第２の材料を支える第１の材料の上に形成された最も外側の構造を示している。
【００２８】
図７は、図６の生産物について、Ａｌ２Ｏ３の等方層７１５の堆積から始まる別の処理を提供することもできることを示している。ここでも元のＡｌ２Ｏ３壁３７０および支持用のカーボン３７５が示されている。別のイオン・ミリング工程によって、間隙部（トレンチとも呼ばれる）から堆積されたＡｌ２Ｏ３が除去される。トレンチの１つが図８に７２０として示されている。この工程は付随的に壁の上部からいくらかの量のＡｌ２Ｏ３を除去する。このミリング工程もまた選択性を有することが望ましく、水平面からの除去速度は垂直面からの除去速度よりも大きくあるべきである。
【００２９】
化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて図８の生成物が平坦化され、その結果として一般に図９に従う構造が得られる。ＣＭＰは、腐食性スラリーを使用してウエハ上の微細な表面形状を物理的に平坦に研磨し化学的に除去して、後続のプロセスが平坦な表面から開始できるようにするプロセスである。この状況では、第２の堆積によりＡｌ２Ｏ３から成る微細構造の各対の間に配置されたように示されたアモルファス・カーボンは、Ａｌ２Ｏ３よりもＣＭＰに対して高い耐性を有するのでストップ・ポイントとして機能する。所望の量の材料が除去されたときにＣＭＰを停止させるその他の方法も当業者に知られている。
【００３０】
図９は、ＣＭＰのあとで、第２の堆積によるＡｌ２Ｏ３の間のカーボンの残りの部分（例えば参照符号７３０で示されている）が露出される様子を示している。参照符号７２５は、一般にＣＭＰ工程によって定義された平坦に形成された表面を指す。側壁の一部３７５は残っているように示されている。
【００３１】
カーボンの残りの部分は酸素プラズマ・エッチなどで除去される。図１０はプロセスの最終結果を示しており、基板上の形成物のピッチは元のレジスト・パターンのピッチのおよそ４倍の密度になっている。カーボン７３０の除去によって形成される空隙が７５０として示されている。最も外側と最も内側の形状はそれぞれ７６０および７６１として示されている。
【００３２】
上の例では、ＣＭＰの前にイオン・ミリングが実行された。これは望ましいことであるが、他の例では最初にＣＭＰを実行してそのあとでイオン・ミリングが実行される。工程をそのように逆転することは、イオン・ミリングによって不規則な構造が生じる可能性があることからあまり望ましくない。付加的なＣＭＰ工程を提供してもよい。このような説明は、例示した方法の工程の順序が、その他の可能な順序又は付加的な工程を排除するものではないことを示している。
【００３３】
図１６は、図３−１０に示された断面構造に対応した方法１６００のフロー図を示す。方法１６００は、アモルファス・カーボンなどの第１の材料の表面にレジスト・パターン（同心リングなど）を堆積させる工程１６０５を含む。酸化アルミニウムなどの第２の材料の第１の堆積（工程１６１０）が、第１の材料のすべての露出部分およびレジストを覆って実施される。好ましくは、第１の堆積は概して均等な厚さの層（等方層）の堆積をもたらす。第２の材料はレジストの上部および側面を覆う。
【００３４】
工程１６１５は、水平部分に堆積された酸化アルミニウムを、垂直に堆積された表面（例えばレジストの側壁）から酸化アルミニウムを除去する速度よりも高速に除去するイオン・ミリングを含む。このように、酸化アルミニウムは等方的に堆積されるが、水平面は露出され、垂直な酸化アルミニウムは保持される。工程１６２０は、酸素プラズマなどによって第１の材料およびレジストをエッチングする工程を含む。このエッチングも方向性のものであり、それによって水平面に露出しているカーボンおよびレジストは、垂直表面に露出しているカーボンよりも高速にエッチングされる。更に、第１および第２の材料は、第２の材料の方が第１の材料よりもイオン・ミリングに対してより反応性が高く、またプラズマ・エッチングに対してより反応性が低いように選ばれるべきである。言い換えれば、第１の材料は第２の材料よりも高速にエッチングされ、他方、イオン・ミリングに対しては第２の材料よりも高い耐性を有するべきである。これらのパラメータに従えば第１の材料の一例がアモルファス・カーボンであり、またこれらのパラメータに従えば第２の材料の一例が酸化アルミニウムである。
【００３５】
工程１６２０に続いて、図６に断面を示すように、第１のテンプレート・パターンが得られる。従って上部表面は図１７に示されており、レジスト・パターンは１組の同心リングになっており、同心リングの最終パターンともなっている。参照符号６１５（図６）は、工程１６２０の完了後に形成される最も外側の構造を示している。
【００３６】
方法１６００は工程１６２５へと続き、工程１６２０の結果の表面に酸化アルミニウムの第２の等方的堆積が行われる（図６および１７）。図７に断面を示したように、第２の材料（例えば酸化アルミニウム）のこの第２の堆積は、図６に示された構造を包み込む。イオン・ミリングの工程１６３０は、図７に断面を示された構造間に入り込んだ酸化アルミニウムを除去し、同時に構造の酸化アルミニウムを幾分腐食させる（図８）。そして構造はカーボンをストップ層として平坦化され（工程１６４０）、従ってカーボンは構造の上部表面に沿って露出される（図９の断面）。カーボンはエッチングによって除去され（工程１６４５）、第１の材料（ここでは、アモルファス・カーボン）の元の層を支えていた基板によって支えられた酸化アルミニウムが残される。
【００３７】
第２の材料層の堆積によってもたらされる等方性の程度は、それらの層の合計厚さに関連し、一般に厚さの変動は合計の層厚に比べて小さくあるべきである。必要とされる等方性の程度に影響するその他の変数には、イオン・ミリングにおける方向選択性の大きさがある。水平面のミリングにおける選択性が大きくなれば、層のより小さい等方性を許容する。これは、第２の材料の各層に要求される１つの機能上の特徴が、水平面に堆積された材料の除去後に、また第１の堆積の場合には下層のレジストの露出後に、側壁（一般に基板に対して垂直な第２の材料の部分）の構造的完全性が保たれているべきであるからである。プロセス条件もまたイオン・ミリングの選択性の程度に影響を及ぼす。例えば、基板を低温、例えば−２０から−４０℃に保持することによって、水平面のミリングの選択性は高くなる。
【００３８】
図１８は、図１０に断面が示された第２のテンプレート・パターンの上部表面を示しており、ここで元のレジスト・パターンは１組の同心リングである。最も外側と最も内側に形成された形状（ここではリング）は、それぞれ７６０と７６１として示されている（図７）。
【００３９】
上述の例における１つの態様は、元々堆積されたレジスト構造が一般に同じサイズで均等な間隔を置いた構造を有するということである。そのようなレジスト構造は、それらの例において陸地（land）と溝との間で等しくない間隔を有する第１（図６）および第２（図１０）のテンプレート・パターンをもたらす。いくつかの応用ではこの結果は許容可能、あるいは望ましいものである。しかし、以下で説明するように、レジスト・パターンの態様を制御することによって、各陸地（基板から高くなった部分）間に等しい間隔（すなわち溝又はトレンチ）を有するパターンを含むその他のパターンを得ることができる。
【００４０】
図１１−１５は、図１６の方法に従って構築される第２の例を示しており、その結果を示している。図１１は基板を示しており、その上に第１の材料の層１１０１、レジスト構造（１つが１１０２として示されている）および第２の材料の第１の等方性層（１１０３）が堆積される。レジスト・ピッチ１１２５、レジスト幅（Ｒｗ）１１１０、レジスト構造間の間隔（Ｓ）１１１５および第２の材料の第１の層の厚さ（Ｔ１）１１２０のすべてが示されている。図１２は、先に説明したように第１のイオン・ミリングを示している。図１３は、プラズマ・エッチと、それに続く厚さＴ２  １１３０を有する第２の材料の第２の層（１３０４）の堆積の両方を示している。図１４は、先に説明したように第２のイオン・ミリング工程およびＣＭＰ工程を示す。図１５は、最後のエッチ工程の後で得られる第２のテンプレート・パターンを示す。図１５の構造の最終的なピッチ１１３５、構造間の空隙間隔１１４０および構造の幅（Ｗ）１１４５のすべてを示している。
【００４１】
図１１−１５に示した構築物はまた、レジスト、間隔および用いられた第２の材料の層の厚さの比の一例を一定の比率で示しており、結果として一般に同じサイズの構造間に等しい間隔が得られている。より形式的には、適用可能な１組の制約例は、（１）Ｔ２＜Ｔ１、（２）Ｒｗ＝Ｔ１＋２Ｔ２、（３）Ｓ＝３Ｔ１＋２Ｔ２である。厚さＴ２は、第２のテンプレート・パターン（図１５）の構造の最終的な幅１１４５を制御し、他方、Ｔ１は構造間の空隙間隔１１４０を制御する。
【００４２】
レジスト・ピッチ１１２５はＲｗ＋Ｓに等しく、また図１１を図１５と比較することで明らかなように、元のレジスト・ピッチのなかに４つの構造が含まれており、従って最終的なピッチ１１３５はレジスト・ピッチ１１２５よりもおよそ４倍の高密度になっている。
【００４３】
テンプレート・パターンが一旦得られたとして、生産指向の環境でテンプレート・パターンをマスタ・テンプレートとして用いる方法１９００の例を図１９に示す。方法１９００は、マスタ・テンプレートを得る工程１９０５、およびマスタ・テンプレートを用いて１又は複数の生産用テンプレートを作製する工程１９１０を含む。方法１９００は、メディア製品を製造するために、生産用テンプレート（単数又は複数）を使用してレジスト中にパターンをエンボス加工する工程１９１５を含む。もちろん、マスタ・テンプレートおよび／又は生産用テンプレートは多様なパターニング目的の任意のもののために使用することができ、その一例がレジストのエンボス加工である。
【００４４】
図２０は、ＣＭＰ時の各種材料についての相対的除去速度のチャートを示している。ここに示すように、酸化アルミニウムとアモルファス・カーボンとでは大きな差があり、既に各図面に関して説明したように、平坦化の際の効果的なＣＭＰストップとしてそのようなカーボンを利用することが可能となっている。これも図示されているが、その他の材料でもそのような差を示すことがあり、上で説明したように、必要とされるその他の特性を許容する限りそれらを代替物として利用することができる。例えばいくつかの場合で、タンタルの場合に見受けられるように、層が基板から剥離するなどといった理由からその材料が不適当であることもある。
【００４５】
要約すると、これらの例は、与えられた利用可能な直接パターニング・プロセス（例えば電子ビーム直接描画）で実現できるものよりも高密度のピッチを有するパターンを有するテンプレートを作製できることを示している。この明細書は、図面とその説明を含めて、与えられた直接描画戦略によって実現できるものよりも高密度のパターンを作製することに関してその他の態様および例を提供する。当業者は、対象物上へのパターン作製に関する多様な活動に関して、また多様な状況の中でこれらの例および開示を修正し、それらに追加を行い、あるいは利用することができる。このように、パターン・メディア、更に詳細には分離トラック記録についての特別な応用はこれに限定するものでなく、分かりやすい例という意味で取り上げたに過ぎない。例えば、開示された方法によれば、ＤＴＲにおいて望ましいように、同心リングのみでなく幅広い多様な形状を生成できることは明らかであろう。更に、同心リングなどの任意の与えられた形状は、放射方向において、例えばサーボ・パターンを含むように変形できる。従って、これらの応用はすべて、添付される請求項によって定義される発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１００  ディスク・ドライブ
１１２  ベース
１１４  トップ・カバー・プレート
１１６  ディスク・パック
１１８  ディスク・クランプ
１２０  読み書きヘッド
１２２  たわみ部
１２４  ヘッド・マウント・アーム
１２６  アクチュエータ
１２８  ボイス・コイル・モータ
１３０  ピボット軸
１３２  パス
２０５  テンプレート基板
２１０ａ、２１０ｎ  リング
２１５  断面位置
３２０  カーボン層
３２５  構造層
３７５  カーボン部分
３７０  Ａｌ２Ｏ３部分
７１５  Ａｌ２Ｏ３の正角層
７５０  間隙
１１０１  第１の材料の層
１１０２  レジスト構造
１１０３  第２の材料の層
１１１０  レジスト幅
１１１５  レジスト構造間の間隔
１１２０  第２の材料の第１の層の厚さ
１１２５  レジスト・ピッチ
１１３０  第２の材料の第２の層の厚さ
１１３５  最終的なピッチ
１１４０  構造間の空隙間隔
１１４５  構造の幅
１３０４  第２の材料の第２の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【外国語明細書】
2010167782000001.pdf