(57)【要約】【課題】  ナノインプリンティングマスタテンプレートとその作製方法を提供する。【解決手段】  ナノインプリンティングマスタテンプレートを作製する方法は、２つのエッチング工程に金属のエッチング停止層を使用する。二酸化珪素の層がエッチング停止層上に堆積され、同心リングまたは放射状スポークのいずれかの第１のレジストパターンが二酸化珪素層上に形成される。露出された二酸化珪素層はエッチング停止層までエッチングされ、レジストはエッチング停止層上の二酸化珪素リングまたはスポークのパターンを露出するために除去される。リング（スポークが第１のパターンであれば）またはスポーク（リングが第１のパターンであれば）の第２のレジストパターンが二酸化珪素リングまたはスポークおよびエッチング停止層の上に形成される。露出された二酸化珪素はエッチング停止層までエッチングされ、レジストはエッチング停止層上の二酸化珪素柱のパターンを露出するために除去される。【選択図】図４Ｅ
2014067479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録ディスクをインプリントする際に使用されるマスタテンプレートを作製する方法であって、
中心を有する基板を設ける工程と、
フッ素含有プラズマ中のエッチングに耐性がある材料で形成されたエッチング停止層を前記基板上に堆積する工程と、
前記エッチング停止層上に二酸化珪素の層を堆積する工程と、
前記二酸化珪素層上にレジストランドとレジスト溝の第１のパターン化レジスト層を形成する工程であって、前記第１のパターンは前記基板の中心の回りのほぼ同心のリングと前記基板の中心から延びるほぼ放射状のスポークのうちの１つから選択される、工程と、
前記第１のパターンの前記レジストランド上に、フッ素含有プラズマ中のエッチングに耐性がある材料で形成される第１のマスク層を堆積する工程と、
二酸化珪素の溝を露出するために前記第１のパターンの前記レジスト溝をエッチングする工程と、
前記エッチング停止層の溝を露出するために、前記露出された二酸化珪素の溝を前記エッチング停止層までエッチングする工程と、
前記エッチング停止層上に二酸化珪素のランドを残して前記第１のパターンの前記レジストランドと前記第１のマスク層を除去する工程と、
前記二酸化珪素のランドと前記エッチング停止層の上にレジストランドとレジスト溝の第２のパターン化レジスト層を形成する工程であって、前記第２のパターンはほぼ同心のリングとほぼ放射状のスポークのうちの他方から選択される、工程と、
前記第２のパターンの前記レジストランド上に、フッ素含有プラズマ中のエッチングに耐性がある材料で形成される第２のマスク層を堆積する工程と、
二酸化珪素の領域を露出するために前記第２のパターンの前記レジスト溝をエッチングする工程と、
前記エッチング停止層の領域を露出するために、前記露出された二酸化珪素領域を前記エッチング停止層までエッチングする工程と、
二酸化珪素の柱と前記エッチング停止層の領域を残して前記第２のパターンの前記レジストランドと前記第２のマスク層を除去する工程と、を含む方法。
【請求項２】
前記二酸化珪素の柱と前記エッチング停止層の領域との上に二酸化珪素の膜を堆積する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記二酸化珪素膜を堆積する工程は、前記二酸化珪素膜を原子層成長法により５ｎｍ未満の厚さまで堆積する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記二酸化珪素の柱と前記エッチング停止層の領域との上に二酸化珪素の前記膜を堆積した後、前記テンプレートを洗浄し、その後、前記二酸化珪素の柱と前記エッチング停止層の領域との上に二酸化珪素の追加膜を堆積する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記エッチング停止層を堆積する工程は、前記エッチング停止層を１ｎｍ超〜５ｎｍ未満の間の厚さで堆積する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記エッチング停止層の材料は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｐｔとそれらの合金から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記エッチング停止層の材料は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの酸化物とＣｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの合金の酸化物とから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１と第２のマスク層のそれぞれは、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｔ、それらの合金、酸化クロム、Ａｌ２Ｏ３から選択される材料で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記二酸化珪素をエッチングする工程は、フッ素含有プラズマ中での反応性イオンエッチング工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１と第２のパターンのそれぞれの前記レジストランドとマスク層を除去する工程は、前記基板の面に対して浅い角度で化学的支援イオンビームエッチングにより前記マスク層を除去する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１と第２のパターンのそれぞれの前記レジストランドとマスク層を除去する工程は、水酸化アンモニウムと過酸化水素と水の溶液と、硫酸と過酸化水素の溶液と、から選択される湿式洗浄薬品により前記マスク層を除去する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のパターン化レジスト層を形成する工程は、第１のインプリントレジスト層を堆積する工程と前記第１のインプリントレジスト層上にテンプレートを押し付ける工程とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のパターン化レジスト層を形成する工程は、第２のインプリントレジスト層を堆積する工程と前記第２のインプリントレジスト層上にテンプレートを押し付ける工程とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記エッチング停止層を堆積する前に、前記基板上にＴａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉから選択される粘着層を堆積する工程をさらに含み、前記エッチング停止層は前記粘着層上におよびそれに接して堆積される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記エッチング停止層を堆積した後、前記エッチング停止層上にＴａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉから選択される粘着層を堆積する工程をさらに含み、前記二酸化珪素層は前記粘着層上におよびそれに接して堆積される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板は溶融石英で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
磁気記録ディスクのインプリントに使用されるマスタインプリントテンプレートであって、
中心を有するほぼ平坦な表面を有する紫外線透過基板と、
前記基板の表面上の金属層であって、フッ素含有プラズマ中のエッチングに耐性があり１ｎｍ〜５ｎｍの厚さを有する金属層と、
前記金属層から延びる複数の二酸化珪素柱であって、前記基板の中心からほぼ放射状のスポークと前記基板の中心の回りのほぼ同心のリング内に配置される複数の二酸化珪素柱と、を含むマスタインプリントテンプレート。
【請求項１８】
前記二酸化珪素柱の上に、および前記二酸化珪素柱間の前記金属層の領域上に０．５ｎｍ〜５ｎｍの厚さを有する二酸化珪素の膜をさらに含む、請求項１７に記載のマスタインプリントテンプレート。
【請求項１９】
前記金属層は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｔとそれらの合金とから選択される材料で形成される、請求項１７に記載のマスタインプリントテンプレート。
【請求項２０】
前記金属層は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの酸化物とＣｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの合金の酸化物とから選択される材料で形成される、請求項１７に記載のマスタインプリントテンプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパターン化媒体磁気記録ディスク（patterned-media magnetic recording disk）をナノインプリントするために使用されるマスタテンプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
パターン化磁気記憶媒体を有する磁気記録ハードディスク駆動装置はデータ密度を増加させるために提案されてきた。パターン化媒体（patterned media）では、ディスク上の磁気記録層は、同心データトラック内に配置された、小さな孤立化されたデータアイランドにパターン化される。パターン化データアイランドの必要な磁気絶縁を行うためには、アイランド間の空間の磁気モーメントを破壊または大幅に低減し、これらの空間を実質的に非磁性にしなければならない。１つのタイプのパターン化媒体では、磁性材料が最初に平坦なディスク基板上に堆積される。次に、磁気データアイランドは、同データアイランドを囲む領域のミリング、エッチング、またはイオン照射（ｉｏｎ−ｂｏｍｂａｒｄｉｎｇ）により形成される。別のタイプのパターン化媒体では、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（pillar）であり、磁性材料が柱と溝の両方を覆い、溝内の磁性材料は、通常は珪素（Ｓｉ）のような材料で「ポイズニング（poisoning）」することにより非磁性にされる。パターン化媒体ディスクは、磁化方向が記録層の面と平行または記録層の面内で平行である長手方向磁気記録ディスクでもよいが、より一般的には、磁化方向が記録層に対し垂直または記録層の面外である垂直磁気記録ディスクである。
【０００３】
パターン化媒体ディスクを作製方法として提案されているものの１つは、地形学的表面パターンを有するマスタディスクまたはテンプレート（時には「スタンパ（stamper）」または「金型」とも呼ばれる）によりナノインプリントすることによるものである。この方法では、その表面上にポリマ膜を有する磁気記録ディスクがテンプレートに押し付けられる。１つのタイプのパターン化媒体では、磁気層と磁気記録ディスクに必要な他の層とが最初に平坦なディスク基板上に堆積される。ポリマ膜がこれらの層の上に形成される。ポリマ膜は、テンプレートパターンの反転像を受け取り、次に、磁気記録材料の離散的アイランドを残すための、下位層をその後ミリング、エッチング、またはイオン照射するためのマスクになる。別のタイプのパターン化媒体では、その表面上にポリマ膜を有するディスク基板がテンプレートに押し付けられる。ポリマ膜は、テンプレートパターンの反転像を受け取り、次に、ディスク基板上に柱を形成するための、ディスク基板をその後エッチングするためのマスクになる。次に、磁気層と磁気記録ディスクに必要な他の層とが、パターン化媒体ディスクを形成するために、エッチングされたディスク基板と柱の頂部上に堆積される。テンプレートは、ディスクを直接インプリントするためのマスタディスクであってもよい。しかし、より可能性の高い手法は、ディスクにとって望ましい柱のパターンに対応する柱のパターンを有するマスタテンプレートを作製し、このマスタテンプレートを使用して複製テンプレートを作製することである。したがって、複製テンプレートはマスタテンプレート上の柱のパターンに対応する凹部または孔のパターンを有することになる。次に、複製テンプレートはディスクを直接インプリントするために使用される。パターン化媒体では、データアイランドが基板上で同じ高さを有することが重要である。これは、非常に精密なインプリントテンプレートの使用を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
必要とされるのは、同じ高さを有するデータアイランドを有するパターン化媒体磁気記録ディスクをもたらすことができるマスタテンプレートとそれを作製する方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、２つのエッチング工程に金属のエッチング停止層を使用するナノインプリンティングマスタテンプレートを作製する方法に関する。フッ素含有プラズマ中のエッチングに耐性がある金属材で形成されたエッチング停止層は、溶融石英のような紫外線透過（ultraviolet-transparent）基板上に堆積される。二酸化珪素の層がエッチング停止層上に堆積され、レジストランドとレジスト溝の第１のパターン化されたレジスト層が二酸化珪素層上に形成される。第１のレジストパターンは、基板中心の回りのほぼ同心のリングまたは基板中心から延びるほぼ放射状のスポークのいずれかである。次に、フッ素含有プラズマ中のエッチングに耐性がある材料で形成された第１のマスク層が第１のパターンのレジストランド上に堆積される。第１のパターンのレジスト溝は二酸化珪素の溝を露出するためにエッチングされ、露出された二酸化珪素溝はエッチング停止層の溝を露出するためにフッ素含有プラズマ中でエッチング停止層までエッチングされる。第１のパターンのレジストランドと第１のマスク層は、同心リングまたは放射状スポークのいずれかの選択されたパターンを有するエッチング停止層上に二酸化珪素のランドを残して除去される。
【０００６】
次に、第２のレジスト層が二酸化珪素のランドとエッチング停止層全体にわたって形成され、レジストランドとレジスト溝の第２のパターンにパターン化される。第２のパターンは既に選択された同心リングまたは放射状スポークのうちの他方である。次に、フッ素含有プラズマ中のエッチングに耐性がある材料で形成された第２のマスク層が第２のパターンのレジストランド上に堆積される。第２のパターンのレジスト溝は二酸化珪素の領域を露出するためにエッチングされ、露出された二酸化珪素領域は、エッチング停止層の領域を露出するためにフッ素含有プラズマ中でエッチング停止層までエッチングされる。第２のパターンのレジストランドと第２のマスク層のレジストランドはエッチング停止層上に二酸化珪素の柱を残して除去される。二酸化珪素の任意選択的な薄膜が、原子層成長法（atomic layer deposition）により、二酸化珪素柱とエッチング停止層の領域全体にわたって堆積され得る。
【０００７】
両方の二酸化珪素エッチング工程（すなわち、同心リングまたは放射状スポークを形成する第１の工程と柱を形成する第２の工程）のエッチング停止層を使用することにより、柱の頂部から同じ深さを有する柱を囲む領域を生成する。これにより、すべての柱がほぼ同じ高さを有する（これはパターン化ディスクの作製に極めて重要である）ことが保証される。
【０００８】
本発明はまた、基板表面上に金属のエッチング停止層を有する紫外線透過基板を有するマスタテンプレートに関する。金属層は１ｎｍ〜５ｎｍの厚さを有する。複数の二酸化珪素柱が金属層から突出し、ほぼ放射状のスポークまたはほぼ同心のリング内に配置される。テンプレートは、柱間の金属層の領域全体にわたる任意選択的な二酸化珪素の薄膜を有し得、金属層はテンプレート内に埋め込まれる。
【０００９】
本発明の性質と利点をより十分に理解するためには、添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術に記載されるようなパターン化媒体タイプの磁気記録ディスクを有するディスク駆動装置の上面図である。
【図２】ディスク基板の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置を示すパターン化媒体タイプの磁気記録ディスクの拡大部分の上面図である。
【図３Ａ】従来技術によるナノインプリンティングの一般的概念を示す断面図である。
【図３Ｂ】従来技術によるナノインプリンティングの一般的概念を示す断面図である。
【図３Ｃ】従来技術によるナノインプリンティングの一般的概念を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、テンプレートの断面図である。
【図４Ｂ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、テンプレートの断面図である。
【図４Ｃ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、テンプレートの断面図である。
【図４Ｄ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、テンプレートの断面図である。
【図４Ｅ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、テンプレートの断面図である。
【図４Ｆ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、テンプレートの断面図である。
【図４Ｇ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、１の金型によりパターン化された後のテンプレート上の第２の金型の斜視図である。
【図４Ｈ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、テンプレートの走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）像の上面図である。
【図４Ｉ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、テンプレートの走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）像の上面図である。
【図４Ｊ】本発明によるテンプレートとそれを作製するための方法を示し、任意選択的な二酸化珪素膜の堆積後の完成インプリントテンプレートの断面図である。
【図５Ａ】柱を囲む領域がどのようにして様々な深さを有するかを例示する従来技術のインプリントテンプレートの一部の上面図の概略図である。
【図５Ｂ】柱を囲む領域がどのようにして同じ深さを有するかを例示する本発明のインプリントテンプレートの一部の上面図の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、従来技術に記載されるようなパターン化磁気記録ディスク１０を有するディスク駆動装置１００の上面図である。駆動装置１００は、筐体または基部１１２を有し、筐体または基部１１２は、アクチュエータ１３０と、その中心１３を中心として磁気記録ディスク１０を回転させるための駆動モータとを支持する。アクチュエータ１３０は、剛性アーム１３４を有し、矢印１２４により示されるようにピボット１３２を中心として回転するボイスコイルモータ（ＶＣＭ：voice coil motor）回転アクチュエータであってもよい。ヘッドサスペンションアセンブリは、アクチュエータアーム１３４の端に取り付けられる一端を有するサスペンション１２１と、サスペンション１２１の他端に取り付けられる空気軸受スライダなどのヘッドキャリヤ１２２と、を含む。サスペンション１２１は、ヘッドキャリヤ１２２をディスク１０の表面の極近傍に維持できるようにする。磁気抵抗読み取りヘッド（図示せず）と誘導性書き込みヘッド（図示せず）は、通常、当該技術分野で周知のようにヘッドキャリヤ１２２の後端面（trailing surface）上にパターン化された一体型読み取り／書き込みヘッドとして形成される。
【００１２】
パターン化磁気記録ディスク１０は、ディスク基板１１と、ディスク基板１１上の磁化可能材料の離散データアイランド３０とを含む。データアイランド３０は、データの格納のための離散的磁気ビットとして機能し、半径方向に離間された環状トラック１１８内に配置され、トラック１１８は、環状帯１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃにグループ化される。データトラックの環状区域または帯へのグルーピングにより、帯状記録（banded recording）が可能になる。ここでは、データアイランドの角度間隔（angular spacing）としたがってデータ速度は、各帯において異なる。図１では、ほんのいくつかのアイランド３０と代表的なトラック１１８とが内側帯１１９ａと外側帯１１９ｃ内に示される。ディスク１０は矢印２０の方向にその中心１３を中心として回転するので、アクチュエータ１３０の移動により、ヘッドキャリヤ１２２の後端部上の読み取り／書き込みヘッドをディスク１０上の異なるデータトラック１１８へアクセスできるようにする。ヘッドキャリヤ１２２の後端部上の読み取り／書き込みヘッドをディスク内径（ＩＤ：inside diameter）の近傍からディスク外径（ＯＤ：outside diameter）の近傍まで移動させるためのピボット１３２を中心とするアクチュエータ１３０の回転により、読み取り／書き込みヘッドはディスク１０全体にわたる弧状経路を生じることになる。
【００１３】
図２は、従来技術によるディスク基板１１の表面上の帯のうちの１つにおける非磁性領域３２により分離されたデータアイランド３０の詳細な配置を示すディスク１０の拡大部の上面図である。アイランド３０はほぼ長方形に形作られるものとして示される。アイランド３０は磁化可能記録材料を含み、トラック１１８ａ−１１８ｃにより示されるように、半径またはトラック横断方向に離間されたトラック内に配置される。トラックは通常、ほぼ固定されたトラックピッチまたは間隔ＴＳにより離間される。各トラック１１８ａ−１１８ｃ内では、アイランド３０は、典型的なアイランド３０ａおよび３０ｂにより示されるようにほぼ固定された、トラックに沿うアイランドピッチまたは間隔ＩＳによりほぼ均等に離間される。ここで、ＩＳは、トラック内の２つの隣接アイランドの中心間の間隔である。
【００１４】
同心トラック内に配置された離散データアイランドのパターンのビットアスペクト比（ＢＡＲ：bit-aspect-ratio）は、半径またはトラック横断方向のトラック間隔またはピッチと円周またはトラックに沿う方向のアイランド間隔またはピッチとの比である。これは、トラックに沿う方向のビット／インチ（ＢＰＩ：bits per inch）の線形アイランド密度とトラック横断方向のトラック／インチ（ＴＰＩ：tracks per inch）のトラック密度との比と同じである。図２において、ＴＳはＩＳの約２倍であるのでＢＡＲは約２である。
【００１５】
ディスク中心１３から延びる放射状線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃにより示されるように（図１）、アイランド３０もまたほぼ放射状の線に配置される。図２はごくわずかなデータアイランドのみを有するディスク基板１１の非常に小さい部分だけを示すので、アイランド３０のパターンは２組の垂直線であるように見える。しかし、トラック１１８ａ−１１８ｃはディスク１０の中心１３の回りの同心リングであり、線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃは平行線ではなくディスク１０の中心１３から延びる放射状線である。したがって、半径方向内側トラック（トラック１１８ｃのような）内の線１２９ａ、１２９ｂ内の隣接アイランドのディスクの中心１３から測定されるような隣接アイランド間の角度間隔は、半径方向外側トラック（トラック１１８ａのような）内の線１２９ａ、１２９ｂ内の隣接アイランドの角度間隔と同じである。
【００１６】
ほぼ放射状の線（線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃのような）は、完全に直線な放射状線であってもよいが、好適には回転アクチュエータ上の読み取り／書き込みヘッドの弧状経路を複製する円弧または弧状放射状線である。このような弧状放射状線は、ヘッドがデータトラック全体を掃引する時にデータアイランドの定位相位置を与える。読み取りヘッドと書き込みヘッドとの間の半径方向オフセットは非常に小さいので、トラック上の書き込みに使用される同期磁界は実際には、異なるトラックから読み取られる。２つのトラック間のアイランドが同相であれば（これは放射状線が弧状である場合である）、書き込みは著しく単純化される。
【００１７】
図２に示すようなパターン化媒体ディスクは、磁化可能記録材料中の磁化方向がアイランド内の記録層の面と平行または記録層の面内にある長手方向磁気記録ディスクであってもよいが、磁化方向がアイランド内の記録層に対し垂直または記録層の面外である垂直磁気記録ディスクである可能性が高い。パターン化データアイランド３０の必要な磁気絶縁を行うためには、アイランド間の領域３２の磁気モーメントは破壊または大幅に低減されて、これらの空間を実質的に非磁性にしなければならない。用語「非磁性」は、アイランド間の空間が、誘電体などの非強磁性材料、または印加磁界が存在しない場合に大きな残留モーメントを有しない材料、または読み取りまたは書き込みに悪影響を与えないようにアイランドの下に十分に離れるように凹設された溝内の磁性材料で形成されることを意味する。非磁性空間はまた、磁気記録層またはディスク基板内の溝または凹部など、磁性材料が無いものであってもよい。
【００１８】
パターン化磁気記録ディスクを作製するための１つの提案技術はマスタテンプレートを使用してナノインプリントすることによる。図３Ａ〜３Ｃは、ナノインプリンティングの一般的概念を示す断面図である。図３Ａは、データアイランドを形成するためにリソグラフィパターン化とエッチングを行う前の従来技術によるディスクを示す断面図である。ディスクは、垂直（すなわち、基板表面にほぼ垂直）磁気異方性を有する記録層（ＲＬ：recording layer）を支持する基板１１を有する。インプリントレジスト層５５がＲＬ上に形成される。次に、図３Ａの構造は、所望のパターンのデータアイランドおよび非磁性領域を有するＵＶ透過（UV-transparent）テンプレート５０でナノインプリントすることによりリソグラフィ的にパターン化される。従来技術では、テンプレート５０は通常、所望のパターンを形成するために異なるエッチング工程においてエッチング除去された溶融石英基板である。その所定パターンを有するテンプレート５０は、液体インプリントレジスト層（これはＵＶ硬化可能ポリマである）と接触させられ、テンプレート５０とディスクは互いに押し付けられる。次に、液体のインプリントレジストを硬化させるためにＵＶ光が透過テンプレート５０を通して送られる。前記レジストが硬化した後、テンプレートは、硬化レジスト層上にテンプレートの逆パターンを残して除去される。テンプレートはディスクから離され、パターン化インプリントレジスト（patterned imprint resist）６６が残される。その結果の構造を図３Ｂに示す。次に、パターン化インプリントレジスト６６はエッチマスクとして利用される。インプリントレジストから下位層ＲＬへパターンを転送するために反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：reactive-ion-etching）を使用することができる。次に、インプリントレジストは、図３Ｃに示すように、非磁性領域３２により分離されたＲＬ材料のデータアイランド３０の、結果として生じた構造を残し除去される。図３Ａ〜３Ｃは、一般的ナノインプリンティング処理を単に示すための極概略的な図である。ディスクは通常、ＲＬの下に追加層を含むだろう。また、図３Ｃの構造は通常、次に、非磁性領域３２内において充填材で平坦化され、続いて保護膜と液体潤滑剤が堆積されるであろう。
【００１９】
本発明は、磁気記録ディスクをナノインプリントするための改善されたインプリントテンプレートとそれを作るための方法である。本発明によるテンプレートとそれを作るため本方法について、図４Ａ〜４Ｊにより説明する。
【００２０】
図４Ａは、インプリントレジスト層３００を有するインプリントテンプレート２００の断面図である。インプリントレジスト３００は回転塗布またはインクジェット技術により堆積され得る。インプリントテンプレート２００は、その上にエッチング停止層２０４を、そしてエッチング停止層２０４の上に二酸化珪素（ＳｉＯ２）層２０６を有する溶融石英基板２０２である。二酸化珪素層２０６のパターン化後、磁気記録ディスク上に堆積されるＵＶ硬化可能レジスト材料をインプリントするために完成インプリントテンプレート２００が最終的に使用されるので、溶融石英基板２０２はＵＶ放射に対し透過的である。エッチング停止層２０４は、二酸化珪素をエッチングするＲＩＥ処理であるフッ素含有プラズマ中の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）に対して耐性のある材料で形成される。エッチング停止層２０４に好適な材料としては、Ｃｒ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、およびそれらの合金、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの酸化物およびそれらの合金の酸化物が挙げられる。エッチング停止層２０４は完成インプリントテンプレート中に埋め込まれたままであり、したがって十分に薄い、すなわちＵＶ放射に対して透過的となるように約５ｎｍ未満である必要がある。エッチング停止層２０４に好ましい厚さは１ｎｍ〜５ｎｍである。エッチング停止層２０４の粘着性を容易にするために、Ｔａ、Ｓｉ、Ｔｉ、またはＣｒの任意選択的な粘着層（図示せず）が基板２０２上に堆積され得る（エッチング停止層２０４がＣｒ以外である場合）。二酸化珪素層２０６は好ましくは１０〜２０ｎｍの厚さを有する。その後堆積される二酸化珪素層２０６の粘着性を容易にするために、約１ｎｍの厚さを有するＴａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒの任意選択的な粘着層（図示せず）がエッチング停止層２０４上に堆積され得る（エッチング停止層２０４がＣｒ以外である場合）。
【００２１】
図４Ｂは、レジスト３００が第１の金型４００からのインプリントによりパターン化された後、および金型４００がレジスト層３００（図示のように破線矢印により描写される）から除去された後のインプリントテンプレート２００の断面図である。金型４００は、レジスト層３００内にランド３０２と溝３０４のパターンを形成するパターンを有する。ランド３０２と溝３０４のパターンは、基板２０２の中心の回りのほぼ同心のリングのパターンまたは基板２０２の中心から延びるほぼ放射状スポークのパターンのいずれかである。
【００２２】
図４Ｃは、レジストランド３０２の上に硬質マスク層３０６を堆積した後のインプリントテンプレート２００の断面図である。硬質マスク材料は、二酸化珪素をエッチングするＲＩＥ処理であるフッ素含有プラズマ中のＲＩＥに対し耐性がある。高質マスク層３０６は金属層（すなわち金属、合金、金属酸化物）である。したがって、硬質マスク層３０６は、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｔ、またはそれらの合金、または酸化クロムやアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）のような金属酸化物で形成され得る。硬質マスク層３０６の材料は、基板２０２が回転される間にマスクを介し基板の面に対し非常に浅い角度で堆積される。これは、硬質マスク層３０６の材料がレジスト溝３０４中ではなくランド３０２の上だけに堆積されることを保証する。
【００２３】
図４Ｄは、硬質マスク層３０６をエッチマスクとしてレジストランド３０２のパターンを使用することにより、レジスト溝３０４を除去した後、および二酸化珪素層２０６をエッチングした後のインプリントテンプレート２００の断面図である。二酸化珪素層２０６は、二酸化珪素ランド２０６ａとエッチング停止材料の溝２０４ａのパターンを残して、エッチング停止層２０４までエッチングされる。二酸化珪素のエッチングは、ＣＨＦ３またはＣＦ４などのフッ素含有プラズマ中のＲＩＥによる。次に、レジストランド３０２は、基板の面の法線から浅い角度（例えば約５０〜８０度）で化学的支援イオンビームエッチング（chemically assisted ion beam etching）により、または水酸化アンモニウムと過酸化水素と水の溶液、硫酸と過酸化水素の溶液、オゾン含有水、または無極性溶媒などの湿式洗浄薬品（wet cleaning chemistry）により除去される。これにより、図４Ｅに示すように、どの金型が使用されたかに依存して、エッチング停止層２０４上に二酸化珪素ランド２０６ａの同心リングまたは放射状スポークのいずれかのパターンを有するインプリントテンプレート２００を残して、硬質マスク層３０６がリフトオフされる。
【００２４】
次に、図４Ｆに示すように、第２のレジスト層３５０が二酸化珪素ランド２０６ａの上とエッチング停止層溝２０４ａ上に堆積される。次に、図４Ｂ〜４Ｅに説明された処理が、第１の金型４００の選択されなかったパターンを有する第２の金型４１０で繰り返される。例えば、第１の金型４００が同心リングのパターンを有すれば、第２の金型４１０は放射状スポークのパターンを有する。これを、第２のレジスト層３５０の堆積前の図４Ｅの構造の上の第２の金型４１０で示された斜視図である図４Ｇに示す。
【００２５】
図４Ｈは、第２の金型４１０による第２のレジスト層３５０のインプリント後のインプリントテンプレートの部分の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscopy）像の上面図である。第２のレジスト層３５０は、二酸化珪素ランド２０６ａのほぼ直交する列の上のランド３１２と溝３１４の列にパターン化された。二酸化珪素ランド２０６ａ間の溝もまた、このインプリント工程中にレジスト３５０により埋められる。
【００２６】
第２のレジスト層３５０のパターン化、第２の硬質マスク層の堆積、第２のレジスト層のエッチング、二酸化珪素のエッチング、第２のレジスト層と第２の硬質マスク層の除去（すべて、図４Ｂ〜４Ｅにより第１の金型に関して上に説明したように）後、インプリントテンプレート２００が完成される。ここで、インプリントテンプレート２００はエッチング停止層２０４から延びる二酸化珪素柱のパターンを有する。図４Ｉは、エッチング停止層２０４（より暗い領域）上の二酸化珪素柱２０６ｃ（より明るい領域）のＳＥＭ像の上面図である。柱２０６ｃは、ほぼ同心のリング２０８とほぼ放射状のスポーク２１０内に配置される。柱２０６ｃのほぼ長方形の形状とリング２０８の半径方向間隔により示されるように、インプリントテンプレート２００でパターン化された磁気記録ディスクは約１．５のＢＡＲを有するデータアイランドを有することになる。
【００２７】
図４Ｊは、二酸化珪素柱２０６の上とエッチング停止溝２０４ａの上の任意選択的な二酸化珪素膜２１２の堆積後の完成インプリントテンプレート２００の断面図である。二酸化珪素膜２１２は原子層成長法（ＡＬＤ：atomic layer deposition）により約０．５〜５ｎｍの厚さまで堆積され得る。この処理は周知であるが、一般的には、気相化学処理の連続的使用に基づく薄膜堆積技術として説明される。この技術においては、前駆体として知られた気相化学剤を成長表面に繰り返し晒し、熱またはプラズマでそれらを活性化することにより、高精度に制御された薄膜を共形的（conformal）やり方で堆積する。そうでなければ露出されるエッチング停止溝２０４ａの上の二酸化珪素膜２１２は、完成インプリントテンプレート２００のすべての表面が二酸化珪素により覆われることを保証する。二酸化珪素膜２１２はさらに、水酸化アンモニウムと過酸化水素と水の溶液や硫酸と過酸化水素の溶液などのテンプレート洗浄剤に対してエッチング停止溝２０４ａと二酸化珪素ランド２０６ｃとを保護する。これはまた、二酸化珪素が剥離剤とうまく作用し、磁気記録ディスク上のレジストのインプリント後のレジストからの良好な剥離性を可能にすることが知られているので、利点を与える。マスタテンプレートは、その限界寸法を保存するために使用中に多くの洗浄および再状態調整工程を例えば１０〜１００回経験し得る。加えて、二酸化珪素膜２１２は、膜２１２がテンプレート洗浄および再状態調整後に洗浄剤により損傷されたまたは薄くされたときはＡＬＤにより補充されることができる。これにより、エッチング停止溝２０４ａと二酸化珪素ランド２０６ｃの保護を強化し、テンプレートの剥離性を維持する。
【００２８】
図４Ｉと４Ｊにより示されるように、エッチング停止層２０４は完成インプリントテンプレート上に留まり、図４Ｊの任意選択的な実施形態におけるテンプレート中に埋め込まれる。両方の二酸化珪素エッチング工程、すなわち同心リングまたは放射状スポークを形成するための第１の工程と柱を形成するための第２の工程に使用されるエッチング停止層は、すべての柱がほぼ同じ高さを有する（これはパターン化ディスクの作製に極めて重要である）ことを保証する。図５Ａは、従来技術のインプリントテンプレート５０の一部の上面図の概略図であり、どのようにして、柱５２を囲む領域が溶融石英基板中への直接エッチングの結果として異なる深さＤ１、Ｄ２、Ｄ３を有し得るかを例示する。図５Ｂは、この発明のインプリントテンプレート２００の一部の上面図の概略図であり、どのようにして、柱２０６ｃを囲む領域が両方のエッチング工程に使用される同じエッチング停止層２０４の結果として柱の頂部から上方に同じ深さＤを有するかを例示する。
【００２９】
本発明は好ましい実施形態を参照し具体的に示され説明されたが、形式と詳細の様々な変更が本発明の精神および範囲を逸脱することなくなされ得ることは当業者により理解されるだろう。したがって、開示された発明は、単に例示的であり、そして添付の特許請求の範囲に規定される範囲内においてのみ限定されるものと考えるべきである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ディスク
１１  基板
１３  基板の中心
２０  ディスク回転方向
３０、３０ａ、３０ｂ  アイランド
３２  非磁性領域
５０  インプリントテンプレート
５２  柱
５５  インプリントレジスト層
６６  パターン化インプリントレジスト
１００  ディスク駆動装置
１１２  基部
１１８、１１８ａ、１１８ｂ，１１８ｃ  データトラック
１１９ａ  内側環状帯
１１９ｂ  環状帯
１１９ｃ  外側環状帯
１２１  サスペンション
１２２  ヘッドキャリヤ
１２４  剛性アーム回転方向
１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ  放射状線
１３０  アクチュエータ
１３２  ピボット
１３４  剛性アーム
２００  インプリントテンプレート
２０２  基板
２０４、２０４ａ  エッチング停止層
２０６  二酸化珪素層
２０６ａ、２０６ｃ  二酸化珪素柱
２０６ａ  二酸化珪素ランド
２０８  リング
２１０  放射状スポーク
２１２  二酸化珪素膜
３００  インプリントレジスト層
３０２  レジストランド
３０４  レジスト溝
３０６  硬質マスク層
３１２  ランド
３１４  溝
３５０  第２のレジスト層
４００  第１の金型
４１０  第２の金型
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  深さ
ＩＤ  ディスク内径
ＩＳ  アイランド中心間間隔
ＯＤ  ディスク外径
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図４Ｊ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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