(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が所定の厚さを有する基板の壁の配列を有するプレパターン基板上に、適合層を設ける工程を含み、
前記適合層は、前記基板の壁の上部と、前記基板の壁の側壁と、前記基板の壁と前記基板の壁との間とに設けられており、
前記基板の壁より薄い適合層の壁を形成するように、前記基板の壁の上部および前記基板の壁と前記基板の壁の間の前記適合層をエッチングする工程、
前記基板の壁の配列を除去して、前記適合層の壁を残す工程、
薄い前記適合層の壁の間の基板上にジブロック共重合体を設ける工程、
前記ジブロック共重合体を、薄い前記適合層の壁に沿って整列したドメインの配列を有する離散相と、連続相とに分離させる工程、
前記ジブロック共重合体の前記連続相および前記離散相の一方をエッチングにより除去する工程、
前記ジブロック共重合体の前記離散相および前記連続相の他方をレジストパターンに用いて、前記プレパターン基板をエッチングする工程、および、
前記ジブロック共重合体の前記離散相および前記連続相の前記他方および、薄い前記適合層の壁を除去する工程、を含み、前記除去する工程において、エッチングされた前記プレパターン基板は、磁気記憶装置を形成するためのインプリントスタンプを形成する、方法。
【請求項２】
薄い前記適合層の壁の厚さは、１０ｎｍ以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板の壁の厚さは５０〜１００ｎｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記適合層は、ＳｉＮからなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
薄い前記適合層の壁は、５ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ジブロック共重合体は、円柱状体または球状体の相に分離される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ジブロック共重合体の前記連続相および前記離散相の一方をエッチングにより除去する工程において、ポジティブまたはネガティブイメージが残される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記磁気記憶装置は、前記円柱状体または前記球状体に対応する磁性材料の島状体を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
薄い前記適合層の壁は、３ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
薄い前記適合層の壁は、１ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
プレパターン基板上に複数の壁を形成し、前記壁の１以上の隣接する各対の間のプレパターン基板上に１以上のドメインを形成する工程、および、
前記複数の壁および前記１以上のドメインをレジストパターンに用いて前記基板をエッチングし、磁気記憶装置を形成するためのインプリントスタンプを形成する工程、を含み、
前記複数の壁は、
基板の壁の予備配列を有する前記プレパターン基板上に、適合層を設け、
前記適合層は、前記基板の壁の上部と、前記基板の壁の側壁と、前記基板の壁と前記基板の壁の間とに設けられ、
前記基板の壁の上部および前記基板の壁と前記基板の壁の間の前記適合層をエッチングして、前記基板の壁に隣接する前記適合層の壁を残し、
前記適合層からなる前記壁を残した状態で、前記基板の壁を除去することによって形成される、方法。
【請求項１２】
前記壁の厚さは、１０ｎｍ以下である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記壁は、５ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記壁は、１ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記適合層は、ＳｉＮからなる、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記１以上のドメインは、
前記適合層からなる前記壁と前記適合層からなる前記壁の間の前記プレパターン基板上にジブロック共重合体を設け、
前記ジブロック共重合体を、前記適合層からなる前記壁に沿って整列したドメインの配列を有する離散相と、連続相とに分離させ、
前記ジブロック共重合体の前記連続相および前記離散相の一方をエッチングにより除去することによって形成される、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記インプリントスタンプは、
前記ジブロック共重合体の前記連続相および前記離散相の他方および前記壁をレジストパターンに用いて前記プレパターン基板をエッチングにより除去し、
前記ジブロック共重合体のうち前記連続相および前記離散相の他方および前記壁を除去することによって形成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ジブロック共重合体の前記連続相および前記離散相の一方をエッチングにより除去する工程において、ポジティブまたはネガティブイメージが残される、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記磁気記憶装置は、前記ドメインに対応する磁性材料の島状体を有する、請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
超常磁性効果は、ディスクドライブの面密度と記憶容量を増加させつづけるに際して、大きな困難をもたらす。超常磁性効果による密度の制限を克服するためには、パターン付きの媒体の使用が最も期待される方法の一つである。従来の媒体では、磁気記録層は磁性合金からなる薄膜であり、各粒子は独立した磁性素子として振る舞い、ナノメートルスケールの粒子からなるランダムなモザイクが自然に形成されている。記録された各ビットは、多数のこうしたランダムな粒子により構成されている。パターンと媒体において、磁性層は高度に均一な島状体の規則正しい配列として形成され、各島状体は個々のビットを記憶することができる。
【０００２】
従来の媒体では、ビットセルは、ディスク上の円形トラック上に形成されている。各ビットのセルは、多くの小さな磁性粒子から構成されている。各粒子は独立した磁石のように振る舞い、データの書き込み処理中に、書き込みヘッドによって各粒子の磁化を反転させることができる。これらの粒子は、不規則な形状でランダムに配向している。これらの粒子がビットセルと比較して小さければ、磁性転位は、ビットセル間の境界を容易に検出可能な程度にはっきりとしている。ビットセルの収縮は面密度を増加させるが、粒子サイズを縮小させないと磁性転移の検出が難しくなる。
【０００３】
この問題に対する従来の解決方法は、粒子サイズの縮小である。しかしながら、実施においては限界がある。非常に小さな粒子は磁化が不安定である。粒子体積と異方性エネルギーがある一定の値を下回ると、超常磁性効果にしたがって、粒子の磁化は自発的に反転する。その結果、データの損失が起こる。
【０００４】
パターン付き媒体において、各ビットは、単一の意図的に形成された磁性切り替え体に格納されている。これは単一粒子、あるいはいくつかの交換体が結合した粒子であり、ランダムな結合していない粒子の集まりではない。単一の切り替え体である磁性の島状体は円形のトラックに沿って一定の間隔で形成される。磁性転移は、ランダムの粒子の間を曲がりくねって進むことはなく、正確に配置した島状体の間の境界において明確となる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
要約
本発明の実施形態は、厚壁の配列を有するプレパターン（予めパターニングされた）基板を準備する工程と、プレパターン基板上に適合層を設ける工程と、厚壁の上部および厚壁と厚壁の間のスペースから適合層をエッチングする工程と、厚壁をエッチングし、適合層の薄壁を残存させる工程と、を有する方法である。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態は、以下の詳細な説明において、本発明を実施するために考えられる最良の形態の例示として記述されている。当然のことながら、本発明は、本発明から逸脱することない範囲で、他にも異なる実施形態が可能であり、その細部は種々の自明な事項への変更が可能である。したがって、図面および詳細な説明は、本質の例示であって、これに限定されるものではないとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるパターニングされた記憶媒体の製造方法の概略図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明の一実施形態によるジブロック共重合体を配置するための薄壁の製造方法の一工程の概略図である。
【図２ｂ】図２ａは、本発明の一実施形態によるジブロック共重合体を配置するための薄壁の製造方法の一工程の概略図である。
【図２ｃ】図２ａは、本発明の一実施形態によるジブロック共重合体を配置するための薄壁の製造方法の一工程の概略図である。
【図２ｄ】図２ａは、本発明の一実施形態によるジブロック共重合体を配置するための薄壁の製造方法の一工程の概略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態によるハードマスクの製造方法の一工程の平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態によるハードマスクの製造方法の一工程の平面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態によるハードマスクの製造方法の一工程の平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態によるハードマスクの製造方法の一工程の平面図である。
【図７ａ】図７ａは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【図７ｂ】図７ｂは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【図７ｃ】図７ｃは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【図７ｄ】図７ｄは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【図７ｅ】図７ｅは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【図７ｆ】図７ｆは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【図７ｇ】図７ｇは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【図７ｈ】図７ｈは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【図７ｉ】図７ｉは、本発明の一実施形態によるナノスタンパーの製造方法における一工程の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態は、厚壁の配列を有するプレパターン基板を準備する工程と、当該プレパターン基板上に適合層を設ける工程と、厚壁の上および厚壁と厚壁の間のスペースから当該適合層をエッチングする工程と、厚壁をエッチングし、適合層の薄壁を残存させる工程と、を有する方法を提供する。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、基板と、当該基板上に設けられた薄壁の配列とを有する装置を包含し、当該薄壁は約５ｎｍ以下の厚さを有する。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、基板と、当該基板上に設けられたパターン転移層と、当該パターン転移層中に設けられたホールの配列とを有する装置を包含し、ホールはホールを欠く領域の配列とともに配置され、前記ホールを欠く領域の厚みは約５ｎｍ以下である。
【００１１】
例
図１は、パターン付媒体１００を製造するための一つの方法を示す。基板１１０の表面に、ＵＶ硬化型フォトレジスト層１２０の薄層が設けられている。そして、フォトレジスト層１２０内に、透明ハードマスク（またはスタンパー）１３０が押し込められている。ＵＶ光１４０は、ハードマスク１３０がレジストに接触しているものの、ハードマスク１３０を通過して、基板１１０上に照射される。フォトレジスト１２０は硬化され、ハードマスク１３０の表面と一致した硬化フォトレジスト１２５の凹凸パターンが形成される。そして、パターン形成されたレジスト１２５を、一般的にはには反応性イオンエッチングプラズマ１５０によりエッチングし、基板１１０上に柱状配列が生成される。柱状体上の磁性材料は、離散した磁性部１６０を形成する。柱状体の底の磁性材料１６５は、磁気書き込み場から離れすぎているため、記録過程では機能しない。
【００１２】
図２ａから図２ｄは、ジブロック重合体を配列させるための薄壁を製造する、本発明の一実施形態の方法を示す。この実施形態では、プレパターン基板２００は基板２１０を有し、パターン転移層２２０、エッチング停止層２３０およびパターン化された厚壁２４０が設けられている（図２ａ）。一般的には、パターン化された厚壁２４０は約５０ｎｍから１００ｎｍの厚みを有するが、パターン化された厚壁２４０はより厚いものであってもよい。プレパターン基板２００は、従来の半導体プロセスによって製造することができる。これらのプロセスとして、化学蒸着（ＣＶＤ）、有機金属化学蒸着（ＯＭＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、液相エピタキシー（ＬＰＥ）、化学エッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、プラズマエッチング、フォトリソグラフィー、およびイオンビームリソグラフィが含まれるが、これらに限定されない。
【００１３】
適合層２５０は、プレパターン基板２００上に設けられる（図２ｂ）。適合層は、本質的に均一な厚さを提供できる任意の蒸着技術によって設けることができる。好ましくは、適合層はパターン化された厚壁２４０の側壁に沿って均一な厚みを有する。蒸着技術として、ＣＶＤ、ＯＭＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ、ＭＢＥ、およびＬＰＥが含まれるが、これらに限定されない。本発明の一形態では、パターン転移層２２０はＳｉＯＸからなり、エッチング停止層２３０はクロムからなり、パターニングされた厚壁２４０はアルミニウムからなり、適合層２５０はＳｉＮからなる。これらの組成物は、単なる例示であってこれらに限定されることを意味するものではない。
【００１４】
次の工程（図２ｃ）において、パターニングされた厚壁２４０の上部とエッチング停止層２３０から適合層２５０がエッチングにより除去される。一方、パターニングされた厚壁２４０の側壁に沿った適合層の材料は残存する。結果的に、適合層の材料からなる薄壁２６０が形成される。
【００１５】
本実施形態の最後の工程では、パターニングされた厚壁２４０は、選択的にエッチングにより除去される。結果的に、適合層の材料からなる薄壁２６０の配列が形成される。選択的なエッチングは、たとえばＲＩＥのような任意の適切な方法により行うことができる。薄壁２６０の厚さは、適合層を設けるステップによって決定され、非常に薄くてもよい。好ましくは、薄壁２６０の厚さは約５ｎｍ以下である。より好ましくは、薄壁２６０の厚さは約３ｎｍ以下である。さらにより好ましくは、薄壁２６０の厚さは約１ｎｍ以下である。
【００１６】
図３から図６は、本発明の別の実施形態を示す図である。具体的には、図３から図６は、本発明の一形態に係るハードマスクの製造方法を示している。この実施形態の最初の工程では、薄壁２６０を有するプレパターン基板２０５が準備される。そして、プレパターン基板２０５は、たとえばＰ（Ｓ−ブロック−ＰＦＳ）のような適切なジブロック共重合体（ＤＢＣＰ）で被覆される。その後、ＤＢＣＰは、微視的相に分離して適当な形状のドメインを形成する。図３に示すように、ＤＢＣＰは、分離して円柱状の相２７０と連続相２７５を形成する。その他の公知のドメインの形状として、球形、らせん状、およびラメラが含まれる。ドメインの形状の選択は、ＤＢＣＰの様々なブロックの体積分率によって制御され、ハードマスクのデザインに応じて適宜選択することができる。
【００１７】
次の工程では、図４に示すように、円柱状の相２７０が選択的にエッチング停止層２３０までエッチングされる。選択的なエッチングの工程は、ポジティブまたはネガティブのイメージの一方を残すために行うことができる。図では、ポジティブのイメージが形成される。
【００１８】
次の工程では、図５に示すように、二回目の選択的なエッチングが行なわれる。このステップでは、露出しているエッチング停止層２３０の材料が下部のパターン転移層２２６とともに除去される。
【００１９】
最後の工程では、図６に示すように、パターニングされた薄壁２６０とＤＢＣＰの連続相２７５が除去される。その結果、残るハードマスク２８０は、パターン転移層２２０に一定間隔で配置されたホールの配列を有する基板を構成する。本発明の別の実施形態では、ハードマスク２８０は、ナノスケールのドメインを有するパターニングされた記憶媒体を製造するために使用することができる。
【００２０】
本発明の別の実施形態は、図７ａから図７ｉに示される。本実施形態では、最終製品は、ハードマスク１３０と類似のナノスケールのハードマスク（またはスタンパー）３３０となる。すなわち、ナノスケールのハードマスク３００は、上記の実施形態のようにホールを有さないものの、フォトレジスト層に押し込むのに適した柱状部を有する。
【００２１】
本実施形態では、プレパターン基板３００が準備される。プレパターン基板３００は、透明基板２１０、エッチング停止層２３０、およびパターニングされた厚壁２４０を備える。基板は、好ましくは石英であるが、任意の適当な透明な材料を用いることができる。エッチング停止層は、好ましくはクロムから形成されるが、任意の好適な金属または合金材料を用いることができる。エッチング停止層がクロム製の場合には、約５ｎｍの厚さが好ましい。エッチング停止層の厚さは、使用する材料に応じて変更することができる。
【００２２】
適合層２５０は、プレパターン基板３００（図７ｂ）上に設けられる。適合層は本質的に均一な厚さを提供する任意の蒸着技術によって設けることができる。好ましくは、適合層はパターニングされた厚壁２４０の側壁に沿って均一な厚みを有する。蒸着技術として、ＣＶＤ、ＯＭＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ、ＭＢＥ、およびＬＰＥが含まれるが、これらに限定されない。本発明の一形態では、パターニングされた厚壁２４０はＡｌからなり、適合層２５０はＳｉＮからなる。
【００２３】
次の工程（図７ｃ）において、パターニングされた厚壁２４０の上部とエッチング停止層２３０から適合層２５０がエッチングにより除去される。一方、パターニングされた厚壁２４０の側壁に沿った適合層の材料は残存する。結果的に、適合層の材料からなる薄壁２６０が形成される。
【００２４】
本実施形態の次の工程（図７ｄ）では、パターニングされた厚壁２４０は、選択的にエッチング除去される。結果的に、適合層の材料からなる薄壁２６０の配列が形成される。選択的なエッチングは、たとえばＲＩＥのような任意の適当な方法により行うことができる。薄壁２６０の厚さは、適合層を設けるステップによって決定され、非常に薄くてもよい。好ましくは、薄壁２６０の厚さは約５ｎｍ以下である。より好ましくは、薄壁２６０の厚さは約３ｎｍ以下である。さらにより好ましくは、薄壁２６０の厚さは約１ｎｍ以下である。
【００２５】
次の工程（図７ｅ）では、たとえば、Ｐ（Ｓ−ブロック−ＦＦＳ）のような適切なジブロック共重合体（ＤＢＣＰ）２７２が薄壁２６０の間のエッチング停止層２３０上に設けられる。その後、ＤＢＣＰ２７２は、微視的相に分離して適当な形状のドメインを形成する。図７ｆに示すように、ＤＢＣＰは、分離して円柱状の相２７０と連続相２７５を形成する。その他の公知のドメインの形状として、球形、らせん状配列、およびラメラが含まれる。ドメインの形状の選択は、ＤＢＣＰの様々なブロックの体積分率によって制御され、ハードマスクのデザインに応じて適宜選択することができる。
【００２６】
次の工程では、図７ｈに示されるように、連続相２７５が選択的に透明基板２１０までエッチングされる。すなわち、連続相２７５の下のエッチング停止層２３０も同様にエッチングされ除去される。連続相２７５とエッチング停止層２３０の選択的なエッチングは、同一の選択的なエッチング工程によるものであっても、または異なるエッチング条件の下での二段階のエッチング工程によるものであってもよい。このステップの最終結果は、エッチング停止層２３０の材料と、ＤＢＣＰの円柱状の相２７０を含む円柱体のパターンである。
【００２７】
次の工程では、図７ｈに図示したように、別の選択的なエッチングが行なわれる。この工程では、下部の透明基板２１０がエッチングされる。図示したように、ＤＢＣＰの円柱状の相２７０はまた、この工程で除去される。ＤＢＣＰの円柱状の相２７０の除去は、別のエッチングの工程により達成してもよい。
【００２８】
最終工程では、エッチング停止層２３０は基板２１０から除去される。結果的に、透明ナノスケールのハードマスク３３０となる。ナノスケールのハードマスク３３０は、ナノインプリントリソグラフィでの使用に適する。それは、たとえば、図１に示したような方法において、ナノスケールのドメインを有する記憶媒体を製造するため使用することができる。
【００２９】
上記実施形態および他の実施形態は、本発明の請求項の範囲に含まれるものである。
【図１ａ】
0005523469.tif 000002
【図１ｂ】
0005523469.tif 000003
【図１ｃ】
0005523469.tif 000004
【図２ａ】
0005523469.tif 000005
【図２ｂ】
0005523469.tif 000006
【図２ｃ】
0005523469.tif 000007
【図２ｄ】
0005523469.tif 000008
【図３】
0005523469.tif 000009
【図４】
0005523469.tif 000010
【図５】
0005523469.tif 000011
【図６】
0005523469.tif 000012
【図７ａ】
0005523469.tif 000013
【図７ｂ】
0005523469.tif 000014
【図７ｃ】
0005523469.tif 000015
【図７ｄ】
0005523469.tif 000016
【図７ｅ】
0005523469.tif 000017
【図７ｆ】
0005523469.tif 000018
【図７ｇ】
0005523469.tif 000019
【図７ｈ】
0005523469.tif 000020
【図７ｉ】
0005523469.tif 000021