(57)【要約】【課題】ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散を用いて柔軟性および掃引能力を増加させ、システム設計制約を緩和する。【解決手段】実施例は、固有範囲周期性にわたるいくつかの異なる長さのポリマーストリング材料の混合物を用いて、レジスト層を堆積させるステップと、柔軟性を増加させるために、せん断誘導パターンを用いていくつかの異なる長さのポリマーストリングの混合物に刻み込むステップとを含む、方法を開示する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有範囲周期性にわたるいくつかの異なる長さのポリマーストリング材料の混合物を用いて、レジスト層を堆積させるステップと、
柔軟性を増加させるために、せん断誘導パターンを用いていくつかの異なる長さのポリマーストリングの混合物に刻み込むステップとを含む、方法。
【請求項２】
いくつかの異なる長さのポリマーストリング材料のブロックコポリマー混合物の意図的非単分散を用いて、多分散が作り出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
いくつかの異なる長さのポリマーストリング材料の混合物は、正方形の構成パターンおよび六角形の構成パターンを作り出すためにＢＣＰ誘導自己組織化（ＤＳＡ）で使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
いくつかの異なる長さのポリマーストリング材料の混合物は、球または円筒構成を作り出すために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
異なる長さのポリマーストリングは、０．９５ＬO〜１ＬO〜１．０５Ｌ〜１．１０ＬOという値の固有周期性（ＬO）よりも大きいドット構成間隔のスキューのために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
掃引能力を増加させることは、トラック毎の±５％〜１０％の変化の構成間隔の範囲を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
球または円筒構成を含むパターンを使用するステップをさらに含み、ダウントラックピッチに沿ったドットを含む構成の数は、隣接する内側トラックよりも多い、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
球または円筒構成を含むパターンを使用するステップをさらに含み、ドットを含む構成の数は、トラックを横断して、およびクロストラック方向において、一定数である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
パターン構成間隔のＸＬO間隔（Ｘ≒１．０５〜Ｘ≒１．１０）への掃引のために、いくつかの異なる長さのポリマーストリング材料の混合物の固有周期性（ＬO）を使用するステップをさらに含み、
トラックに沿ったおよびダウントラックの間隔は±５％〜１０％の範囲で伸長され、ここでＸ1ＬO＝１ＬO×１．０５、Ｘ2ＬO＝Ｘ1ＬO×１．０５、Ｘ3ＬO＝Ｘ2ＬO×１．０５、およびＸNＬO＝１ＬO×１．０５UNである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
いくつかの異なる長さのポリマーストリングの意図的混合物を使用することは、パターン構成ダウントラック間隔のスキューおよび伸長を生成して、−１５％〜−１８％から＋１５％〜＋１８％の変化の範囲で旋回する記録ヘッドのための円対称の湾曲に適応する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ブロックコポリマーの混合物のいくつかの異なる長さのストリングを予め定めるように構成された装置と、
ブロックコポリマー混合物のパターン構成間隔をスキューおよび伸長するように構成されたスキュー装置とを含む、機器。
【請求項１２】
スキュー装置は、パターン構成間隔をＸＬO間隔（Ｘ≒１．０５〜Ｘ≒１．１０）へとスキューおよび伸長するために構成されている、請求項１１に記載の機器。
【請求項１３】
いくつかの異なる長さのポリマーストリングを有するブロックコポリマー（ＢＣＰ）材料の予め定められた混合物をさらに含み、トラックに沿ったおよびダウントラックの間隔は±５％〜１０％の範囲で伸長され、ここでＸ1ＬO＝１ＬO×１．０５、Ｘ2ＬO＝Ｘ1ＬO×１．０５、Ｘ3ＬO＝Ｘ2ＬO×１．０５、およびＸNＬO＝１ＬO×１．０５UNである、請求項１１に記載の機器。
【請求項１４】
いくつかの異なる長さのポリマーストリングの予め定められた混合物が、パターン構成間隔のスキューおよび伸長を作り出して、−１５％〜−１８％から＋１５％〜＋１８％の変化の範囲で旋回する記録ヘッドのための円対称の湾曲に適合することをさらに含む、請求項１１に記載の機器。
【請求項１５】
カスタム合成を用いて作られた材料を含むいくつかの異なる長さのポリマーストリングを有するブロックコポリマー（ＢＣＰ）材料の意図的非単分散混合物をさらに含む、請求項１１に記載の機器。
【請求項１６】
トラックゾーンにおいて一定の単位セル体積を有する予め定められたせん断誘導パターンと、
せん断誘導パターンの段階的に増加する伸長距離を有するダウントラックピッチと、
せん断誘導パターンのトラックゾーンにおいて段階的に減少するクロストラックピッチ幅とを含む、機器。
【請求項１７】
クロストラックピッチ幅をダウントラックピッチ伸長距離と調和させるように構成された、予め定められたせん断誘導パターン寸法のプログラム可能な制御をさらに含む、請求項１６に記載の機器。
【請求項１８】
予め定められたせん断誘導パターンは、内径（ＩＤ）半径から外径（ＯＤ）半径へとクロストラックピッチ幅を段階的に減少させるように構成されている、請求項１６に記載の機器。
【請求項１９】
予め定められたせん断誘導パターンは、クロストラックゾーン１周当たり一定数のＢＣＰ自己組織化正規構造に適応するために、内径（ＩＤ）から外径（ＯＤ）へとダウントラックピッチ伸長距離を段階的に増加させるように構成されている、請求項１６に記載の機器。
【請求項２０】
予め定められたせん断誘導パターンは、トラックゾーン境界でのクロストラックピッチおよびダウントラックピッチのリセットを含むように構成されている、請求項１６に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本願は、２０１３年３月１２日に出願された、筆頭発明者ルネ  バン  ドゥ  ベルドンク（Rene Van de Veerdonk）らによる「ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散の方法」(A METHOD OF DELIBERATE NONMONODISPERSITY OF BLOCK-COPOLYMER MIXTURES)と題された米国仮特許出願連続番号第６１／７７８，３６１号と、２０１３年３月１２日に出願された、筆頭発明者ルネ  バン  ドゥ  ベルドンクらによる「ゾーン化されたトラック幅変調の方法」(A METHOD OF ZONED TRACKWIDTH MODULATION)と題された米国仮特許出願連続番号第６１／７７８，３６４号とに基づいている。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】一実施例のせん断誘導パターンの方法の概要のブロック図である。
【図２】一実施例のせん断誘導パターンの方法の概要フローチャートのブロック図である。
【図３】一実施例の掃引間隔を計算する一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図４】一実施例のポリマーの多分散長の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図５】一実施例のドットダウントラック間隔を伸長する一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図６Ａ】一実施例の同時のドット圧縮および伸長の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図６Ｂ】一実施例のスキュー角の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図６Ｃ】一実施例のダウントラック伸長における円対称性の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図６Ｄ】一実施例の記録ヘッドの角度の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図７】一実施例の六角形パターン化構成の圧縮および伸長の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図８】一実施例のブロックコポリマーの意図的非単分散を用いた六角形パターン化構成の圧縮および伸長の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図９】一実施例の予め定められたせん断誘導パターンの概要のブロック図である。
【図１０】一実施例のダウントラックピッチ伸長のゾーン例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図１１】一実施例のクロストラックピッチの段階的減少の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【図１２】一実施例の一定の単位セル体積の一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
発明の詳細な説明
以下の説明では、明細書の一部を形成し、発明が実践され得る具体例を例示により示す添付図面を参照する。この発明の範囲から逸脱することなく、他の実施例が利用されてもよく、また構造的変更が行われてもよい、ということが理解されるべきである。
【０００４】
全体的概要
たとえばせん断誘導パターンの方法について以下に述べる説明は、例示的な目的のために説明されること、および、根本的なシステムは、任意の数および複数のタイプのブロックコポリマー混合物に当てはまり得ることに留意されたい。この発明の一実施例では、せん断誘導パターンの方法は、ＢＣＰにおける同じ長さではないポリマー鎖、または「ストリング」を用いて構成可能である。せん断誘導パターンの方法は、本発明を用いて、球形成ＢＣＰ材料を含むように構成可能であり、円筒形成および層形成ＢＣＰ材料を含むように構成可能である。
【０００５】
ビットパターンド媒体（Bit Patterned Media：ＢＰＭ）は、ディスク表面上に明確に規定されたアイランドの配列を作製することに依拠した記録システムである。このプロセス用に一般に認められているアプローチは、ブロックコポリマー（block-copolymer：ＢＣＰ）材料を用いた誘導自己組織化（Directed Self-Assembly：ＤＳＡ）ステップに依拠している。これらの材料は、六方または正方対称性と平衡ピッチＬOとを有する正規構造へと自己組織化する。開始ＢＣＰ材料を精製することにより、すなわち多分散を減少させることにより、球状、円筒状、または層状特性サイズ分布のサイズ分布、および（誘導構造なしで測定されたような）それらの固有の長距離規則性の程度を改良することが可能である、ということが一般に受入れられている。これらの特性の双方は、磁気記録用途にとって望ましい。
【０００６】
しかしながら、ディスクドライブ記録システムにおける用途については、これらの規則的パターンは、記録ヘッドがアドレス可能表面の内半径から外半径へと旋回する際、記録ヘッドのスキューに適応するように円対称に湾曲する。これに適応する１つの方法は、局所的対称性を歪める誘導構造を提供することによる。たとえば、全周について固定された数のドットを確実にするために、ダウントラックピッチを伸長または圧縮することが可能である。少なくとも、内半径Ｒ（ＩＤ，ｉ）から外半径Ｒ（ＯＤ，ｉ）にわたる単一の記録ゾーンi内で、これは個々のアイランドのアドレス可能性を提供する。ゾーン移行部では、ストロークにわたって準一定の面密度を維持するために、１周当たりのドット数をリセットしてもよい。同様に、スキューに追従するためにせん断変形を採用してもよい。
【０００７】
しかしながら、歪みの範囲は、ＢＣＰ材料の物理的特性によって定まる。実際の材料系については、５％の伸長または圧縮、および／または７度のスキューが、大規模な不良領域が一般化する前の上限であることがわかっている。これらの数字は、それらがさまざまな材料系および誘導手法について報告されてきたという意味で典型的である。特に、従来のディスクドライブ設計で見られる１８度のスキューに適応するには、これでは不十分である。この作製方法の伸長または圧縮の上限、より特定的には掃引能力の上限は、全体的な記録システム設計およびその達成可能な性能に対して厳しい制約を課している。
【０００８】
所望のパターンの上面図を観察すると、ＢＣＰにおけるすべてのストリングが同じ長さではないということがわかる。たとえば、最も短いストリングは、最も近い２つの隣接ドメインの中心間の距離（２ＬO）にわたっている。その同じ方向にわたっているものの、基板および表面近くの領域で充填しているストリングは、著しくより長く（２２ＬO；この効果は、球形成ＢＣＰ材料について特に顕著であり、層形成ＢＣＰ材料についてはそれほど顕著ではない）、次に最も近い隣接ドメインの方向における面内距離（２３ＬO）と同様である。これらの検討事項は、完全に長さが整合した対称的パターンにおいても当てはまるが、せん断または伸長誘導パターンについては、追加の意図的な長さ変更が取入れられる。したがって、ＢＣＰストリング長の範囲は、所望のパターンに基づいて期待される変更に整合するよう望まれる場合がある。
【０００９】
図１は、一実施例のせん断誘導パターンの方法の概要のブロック図を示す。図１は、ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散１００を用いて多分散１１０を作り出すことを示している。多分散１１０は、固有範囲ＬOにわたるいくつかの開始材料を混合する（１２０）ことによって達成される。これらの材料は、カスタム合成１３０によって作り出される材料を含む。ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散１００は、異なる長さのポリマーストリング１４０を含む。異なる長さのポリマーストリング１４０は、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）自己組織化の際に作り出される構成間の間隔を広げ、または増加させる。構成間の増加した間隔は、ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散１００によって予め定められている。
【００１０】
ＤＳＡは、予め定められたせん断誘導パターン上にブロックコポリマー混合物の意図的非単分散を堆積させる（１４５）ことによって開始される。多分散１１０は、予め定められたせん断誘導パターンに適合する増加した掃引能力１５０を作り出す。増加した掃引能力１５０は、たとえばディスクドライブ記録システムを作製する用途に使用される。
【００１１】
規則的パターンは、記録ヘッドがアドレス可能表面の内半径から外半径へと旋回する際、記録ヘッドのスキューに適応するように円対称に湾曲する。一実施例では、せん断誘導パターンの方法は、構成パターン位置のスキューおよび伸長を達成する上でより多くの柔軟性を作り出して、記録ヘッドが旋回する際のそのスキューに整合する円対称性を作り出す。
【００１２】
したがって、実施例は、予め定められたせん断誘導パターンに適合する予め定められた多分散を特徴とする。これは、固有範囲ＬOにわたるいくつかの開始材料を混合することによって、またはカスタム合成によって、意図的に行なわれ得る。スピンコーティングされたレジストにおける異なる長さのポリマーストリングの利用可能性により、相分離境界の縁が不鮮明になる。また、この増加した柔軟性により、ＢＣＰ材料は、誘導パターンに、特にせん断誘導パターンにより容易に適合するようになるであろうということが期待される。増加した掃引能力は、全体的なシステム設計制約を大いに緩和する。パターン伸長およびスキュー能力における実施例は、サイズおよび位置精度のためにバランスが取られている。
【００１３】
図２は、一実施例のせん断誘導パターンの方法の概要フローチャートのブロック図を示す。図２は、ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散１００を示す。多分散１１０は、固有範囲ＬOにわたるいくつかの開始材料を混合する（１２０）ことによって作り出される。カスタム合成１３０は、異なる長さのポリマーストリング１４０を作るために使用される。スピンコーティングされたレジスト２００は、相分離境界の縁を不鮮明にする（２１０）。ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散１００の使用は、構成のパターン化において増加した柔軟性２２０を作り出す。
【００１４】
ＢＣＰ材料は、円筒形成および層形成ＢＣＰ材料を含む（２３５）増加した掃引能力１５０によって、せん断誘導パターン２４０および誘導パターン２５０により容易に適合する（２３０）。一実施例では、ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散１００を用いた増加した掃引能力１５０は、全体的なシステム設計制約を緩和する（２６０）。
【００１５】
図３は、一実施例のスキュー間隔を計算する一例を、例示的な目的のためにのみ示す図である。図３は、六角形パターンの構成を含む球または円筒構成３００を示す。球または円筒構成３００は、自己組織化用にＢＣＰで使用されるポリマーのポリマーストリング長によって作り出される固有周期性３１０を有する。せん断誘導パターンの方法は、ドット構成間隔の掃引３２０のために使用される。ドット構成間隔の掃引３２０は、周期性を固有周期性０．９５ＬO３０８〜１．００ＬO３１０〜１．０５ＬO３２２〜１．１０ＬO３２４へと増加させるために使用される。構成同士を分離する周期性距離の増加は、１．００ＬO３１０の距離３２０よりも小さい周期性（０．９５ＬO３０８の距離３２２を含む）を含み、距離３２０よりも大きく増加する（距離３２４および距離３２６を含む）。
【００１６】
掃引された構成間隔３３０はＸＬO３４０によって表わされ、構成間の間隔３３１を固有間隔１ＬO３１０から増加させる。掃引された構成間隔３３０はＸＬO３４０であり、ここでＸ≒１．０５〜Ｘ≒１．１０（３４２）である。
【００１７】
トラックに沿った間隔は±５％〜１０％の範囲で伸長され（３６０）、ここでＸ1ＬO＝１ＬO×１．０５、Ｘ2ＬO＝Ｘ1ＬO×１．０５、Ｘ3ＬO＝Ｘ2ＬO×１．０５（３６１）である。掃引間隔Ｘ1ＬO３６２、Ｘ2ＬO３６４、およびＸ3ＬO３６６は、構成を通って走る径方向の点線で見られるように、構成間間隔を１ＬO３１０よりも大きく増加させる。ＯＤ３９４での間隔ＬOD３６８のほうが、ＩＤ３９０での間隔より大きい。
【００１８】
ダウントラックピッチに沿ったドットの数は隣接する内側トラックより多い（３８０）。トラックに沿ったまたはダウントラックの長さは２×ｒ×πに等しい円周であり、ここでｒ＝半径である（３７４）。トラックピッチＴＰ３７２は、クロックトラック方向においてトラック同士を分離する距離である。図３に示すように、トラックピッチ（ＴＰ）は等しい（３７６）。一実施例では、トラックを横断する一定数のドット３７０が見える。
【００１９】
図４は、一実施例のポリマーの多分散長の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図４は、ディスクの内側４０２からディスクの外側４０４へのトラック毎の±５％〜１０％の変化４００を示す。球または円筒構成３００は、ピッチ定数４１４を有するトラックを横断するサーボアーク４１２に追従する。各トラック４１６における±５％〜１０％の変化は、多分散≒ポリマーの長さ（４２０）を用いて作り出される球または円筒構成３００のダウントラック構成間隔の掃引である。ポリマーの長さは変化しており、内側フィンガの同じ長さ４２２と外側フィンガの可変長さ４２６とが、ＢＣＰ自己組織化の際に構成同士の間隔を作り出す。多分散≒ポリマーの長さ（４２０）は、ディスクの内側４０２により近いＬｘ４２８と、ディスクの外側４０４により近いＬｙ４２４とを含む混合された構成間隔を作り出す。
【００２０】
ＢＣＰストリングおよびパターン４４０は、正方形パターン化構成４４２および六角形パターン化構成４４４を含む球または円筒構成３００を作り出すために使用される。一実施例では、多分散≒ポリマーの長さ（４２０）は、変更されたストリング長４５０と、カスタムストリング長を有するカスタムポリマー４６０とを含む。
【００２１】
図５は、一実施例のドットダウントラック間隔を伸長する一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図５は、２つ以上のポリマーを混合することによって行なわれるドット移動５００を示す。ドット移動５１０は、ＢＣＰ自己組織化の際に起こる。球または円筒構成３００の形成は、カスタムストリング長を有するカスタムポリマー４６０を含む変更されたストリング長４５０を用いて間隔をあけられる。形成中、変更されたストリング長４５０は、球または円筒構成３００の位置を内径から外径へとスキューさせる。
【００２２】
読出ヘッドは、ＢＰＭにおいて同時に２列のドットを読んでいる（５２０）。変更されたストリング長４５０を有するポリマーは、ドット移動が伸長および圧縮を同時に行なう（５２５）機能を作り出す。ドット移動は、記録ヘッド５４０のアーク経路における角変化に整合するように、ドット位置の１５〜１８％の変化５３０を作り出すよう、予め定められている。
【００２３】
記録ヘッド５４０は、ディスク表面上のその円形走行経路に沿った３ヶ所で示されている。記録ヘッドが走行する円弧は、記録ヘッド枢軸５６０に取付けられた記録ヘッドアーム５５０に取付けられた記録ヘッド５４０の動きに起因する。一実施例では、せん断誘導パターンの方法は、混合されたポリマーストリング長を用いて、ドットダウントラック間隔を伸長し、記録ヘッドのための円対称の湾曲に適応する（５７０）。
【００２４】
図６Ａは、一実施例の同時のドットスキューおよび伸長の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図６Ａは、ディスクの外径ＯＤ６００を示す。ＯＤ６００に沿って、外側トラック６１０が位置付けられている。外側トラック６１０内にはゾーンO６１５がある。ゾーンO６１５はトラックピッチＴＰOD６２０を有する。同様に図６Ａは、同じディスクの内径ＩＤ６３０を示す。
【００２５】
ＩＤ６３０に沿って、内側トラック６５０が位置付けられている。内側トラック６５０内にはゾーンi６３５がある。ゾーンi６３５はトラックピッチＴＰID６４０を有する。ＴＰOD＝ＴＰID（６４２）は、トラックの間隔がＩＤ６３０からＯＤ６００まで同じであることを示す。図６Ａは、ゾーンO６１５に沿った球または円筒構成３００のスキューおよび伸長がＬOD６２５であり、ゾーンi６３５に沿った球または円筒構成３００のスキューおよび伸長がＬID６４５であることを示す。一実施例では、ＬOD≧１．０５×ＬID（６４８）である。
【００２６】
図６Ｂは、一実施例のスキュー角の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図６Ｂは、記録ヘッド６７８が走行しているトラック６７０を示す。ｃｏｓ（θ）６７６に等しい距離が、ここにＢ６７４で表わされた位置での図３の球または円筒構成３００の伸長距離である。一実施例では、Ｂ６７４の位置は、Ｂ６７４が位置するトラック６７０での記録ヘッド６７８の位置角に整合するように、角度θ６７２によって定められた距離だけ伸長されている。
【００２７】
図６Ｃは、一実施例のダウントラック伸長における円対称性の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図６Ｃは、記録ヘッドがＩＤ６３０からＯＤ６００までディスク半径６６８の進行に沿って走行する際の円弧の記録ヘッドの角度のプロットを示す。ＴＰ６６０はＩＤ６３０から始まって一定であり、記録ヘッドの角度の円対称性６６４を増加させる。
【００２８】
図６Ｄは、一実施例の記録ヘッドの角度の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図６Ｄは、球または円筒構成３００の群を示す。記録ヘッドが旋回する際に走行する円形経路と構成位置との間に円形対称性を作り出すために、スキュー角θＳ＝記録ヘッドの角度θＲＨ（６８０）となっている。記録ヘッドがディスク表面を円弧状に横断するにつれて、記録ヘッドの角度θＲＨ６８２は変化する。スキュー角θＳ６８４は、内径半径から外径半径へと動くトラックにおける記録ヘッドの角度θＲＨ６８２に整合するように、予め定められている。一実施例では、記録ヘッド６７８が旋回する際のその位置は、スキュー角θＳ６８４に加えてドット位置伸長５７２を用いて勘案される。
【００２９】
図７は、一実施例の六角形パターン化構成の圧縮および伸長の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図７は、非圧縮および非伸長パターン化構成７２０、および、せん断誘導パターンの方法を用いて可能となった圧縮および伸長を用いて作り出された、非圧縮および非伸長パターン化構成７２０の相対位置に対して位置が段階的に移動したスキューされたパターン化構成７２２の、六角形パターン７００を示す。
【００３０】
ダウントラック整列７１２、７１０および７１４では、ダウントラック整列７１０がダウントラック整列７１２よりも遠く、またダウントラック整列７１４がダウントラック整列７１０よりも遠くなるにつれて、相対位置の移動はより大きい距離Ｓ７３０伸長される。移動位置は、ＢＣＰにおける同じ長さではないポリマー鎖または「ストリング」を用いて構成されたブロックコポリマー混合物を用いて作り出される。移動位置は、Ｌstretching７４０およびＬcompressing７６０に基づいて角度再配置を作り出す予め定められた混合物に基づいている。Ｌstretching７４０およびＬcompressing７６０を変化させる角度は、圧縮プロセスにおけるクロストラック分離距離Ｌy７５０の値を調節する。ダウントラック移動では、Ｓ７３０の長くなった値が、パターン化構成７３２からパターン化構成７３４へのより大きい伸長において示されており、パターン化構成７３６、７３８についても同様である。クロストラック方向Ｙ７０６における圧縮およびダウントラック方向Ｘ７０４における伸長の調節は、スキュー角θ＝ａｒｃｔｇ（Ｓ／Ｌｙ）（７７０）を作り出す。一実施例では、スキュー角θ７４５は、整列７１６に示すような、パターン化構成を通る垂直のクロストラック方向Ｙ７０６の整列に対するものである。
【００３１】
図８は、一実施例のブロックコポリマーの意図的非単分散を用いた六角形パターン化構成の圧縮および伸長の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図８は、ＢＣＰ自己組織化を誘導するために使用される、電子ビームプレパターン８００がエッチングされた誘導パターンの一連のスライドを示す。スライド８０２は、伸長寸法Ｓ＝０ｎｍ、スキュー角θ＝０°（８０６）を用いて作り出された六角形パターン８０４を示す。スライド８０８は、伸長寸法Ｓ＝２ｎｍ、スキュー角θ＝２．３°（８１２）を用いて作り出された六角形パターン８１０を示す。スライド８１４は、伸長寸法Ｓ＝４ｎｍ、スキュー角θ＝４．７°（８１８）を用いて作り出された六角形パターン８１６を示す。スライド８２０は、伸長寸法Ｓ＝７ｎｍ、スキュー角θ＝７．０°（８２４）を用いて作り出された六角形パターン８２２を示す。スライド８３０は、伸長寸法Ｓ＝８ｎｍ、スキュー角θ＝９．３°（８３４）を用いて作り出された六角形パターン８３２を示す。
【００３２】
電子ビームプレパターン８００は、ディスクの中心から径方向に広がるトラックドメインでの圧縮および伸長の段階的変化におけるＢＣＰパターン８４０の自己組織化を誘導する。スライド８４２は、伸長寸法Ｓ＝０ｎｍ、スキュー角θ＝０°（８０６）という誘導を用いて作り出されたＢＣＰパターン８４０の六角形パターン８４４を示す。
【００３３】
スライド８５０は、伸長寸法Ｓ＝２ｎｍ、スキュー角θ＝２．３°（８１２）という誘導を用いて作り出されたＢＣＰパターン８４０の六角形パターン８５２を示す。スライド８６０は、伸長寸法Ｓ＝４ｎｍ、スキュー角θ＝４．７°（８１８）という誘導を用いて作り出されたＢＣＰパターン８４０の六角形パターン８６２を示す。スライド８７０は、伸長寸法Ｓ＝７ｎｍ、スキュー角θ＝７．０°（８２４）という誘導を用いて作り出されたＢＣＰパターン８４０の六角形パターン８７２を示す。スライド８８０は、伸長寸法Ｓ＝８ｎｍ、スキュー角θ＝９．３°（８３４）という誘導を用いて作り出されたＢＣＰパターン８４０の六角形パターン８８２を示す。
【００３４】
パターン化構成位置の予め定められた圧縮および伸長を含むＢＣＰ自己組織化を誘導するために使用される、電子ビームプレパターン８００がエッチングされた誘導パターンの使用は、制約されないパターン化スタック作製における図２の増加した柔軟性２２０を可能にする。一実施例では、ブロックコポリマー混合物ＢＣＰ材料の意図的非単分散は、図２のせん断誘導パターン２４０および図２の誘導パターン２５０に、より容易に適合する（図２の２３０）。
【００３５】
図９は、一実施例の予め定められたせん断誘導パターンの概要のブロック図を示す。図９は、予め定められた誘導パターン９００を示す。予め定められたせん断誘導パターン９００は、一定の単位セル体積を維持するためにクロストラックピッチを選択する（９１０）ために使用される。単位セル体積とは、２つの隣接するダウントラックパターン化構成と、最初の２つの構成間にあるクロストラック方向の隣接するパターン化構成との間に位置する三角形の区域である。クロストラックピッチは、各記録ゾーン内で段階的に減少する（９２０）。
【００３６】
ダウントラックピッチが、１周当たり一定数のアイランドに適応するように伸長される（９３０）。アイランドとはパターン化構成である。クロストラックピッチの変化は、ダウントラック伸長に使用される範囲と調和される（９４０）。クロストラックピッチおよびダウントラック伸長の予め定められた調和は、一定の単位セル体積を維持する。クロストラックピッチの範囲は、記録ヘッドによって適応可能である（９５０）。ダウントラックピッチのリセットとともに、クロストラックピッチのリセットが、ゾーン境界で再度行なわれる（９６０）。クロストラックピッチおよびダウントラック伸長の予め定められた調和された設定は、材料系に対する応力を減少させる（９７０）。材料系に対する応力は、たとえば次の誘導パターンまでのブロックコポリマー誘導自己組織化の距離が自己組織化の固有周期性よりも大きい場合に発生する。これは、不良の構成形状と誤った構成配置とをもたらす。この一定の体積のアプローチはまた、一定のパターン密度が望ましい関連するプロセスステップ、たとえばレジスト供給および平坦化の品質を支援する。クロストラックピッチおよびダウントラック伸長の予め定められた調和された設定は、誘導自己組織化で使用されるブロックコポリマー材料に合った一定の単位セル体積を維持する。せん断誘導パターンの調和された一定の単位セル体積は、欠陥のないブロックコポリマー適合性の径方向範囲を誘導パターンまで延ばす。
【００３７】
ビットパターンド媒体は、ディスク表面上に規定されたアイランドの配列を作製することに依拠した新規の記録システムソリューションである。このプロセス用に一般に認められているアプローチは、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）材料を用いた誘導自己組織化（ＤＳＡ）ステップに依拠している。これらの材料は、六方（または正方）対称性と平衡ピッチＬOとを有する正規構造へと自己組織化する。
【００３８】
しかしながら、ディスクドライブ記録システムにおける用途については、これらの規則的パターンは円対称に湾曲する。これに適応する１つの方法は、局所的対称性を歪める誘導構造を提供することによる。たとえば、全周について固定された数のドットを確実にするために、ダウントラックピッチを伸長することが可能である。少なくとも、内半径Ｒ（ＩＤ，ｉ）から外半径Ｒ（ＯＤ，ｉ）にわたる単一の記録ゾーンＩ内で、これは個々のアイランドのアドレス可能性を提供する。ゾーン移行部では、ストロークにわたって準一定の面密度を維持するために、１周当たりのドット数をリセットしてもよい。
【００３９】
１立方インチ当たり１テラドット以上の現在のアイランドパターンは、ゾーン化された面密度設計を有しており、円周について一定数のドットを維持するためにダウントラックピッチは各ゾーン内で約５％伸長している。現在の設計では、自己組織化プロセスに応力を加えないように、スキューはゼロに設定されている。記録ヘッドがＩＤからＯＤ半径へと旋回する際のそのスキューに整合するように、トラック密度は一定に保たれており、または、おそらくは標準余弦（スキュー角）関係に従うようにされてもよい。範囲の上位５％およびスキュー能力の欠如が、全体的なシステム設計にとっての主な制約である。
【００４０】
自己組織化プロセスの頑健性を改良するには、材料系に対する応力を減少させることが適切である。材料系に対する応力は、（ａ）たとえばせん断または伸長による、完全に対称的なパターンからのずれ、および（ｂ）材料のヤング率による単位セルの体積の変化という２つの原因によって生じる。
【００４１】
現在のパターン設計は、（ほぼ）一定のクロストラックピッチを有する固有のダウントラック伸長の結果、双方の応力要因を抱えている。しかしながら、第２の応力要因は、一定の単位セル体積を維持するようにクロストラックピッチを適切に選択することによって避けることができる。最終結果は、１周当たり一定数のアイランドに適合するようにダウントラックピッチが伸長されるにつれて、各記録ゾーン内でクロストラックピッチが段階的に減少することである。クロストラックピッチの変化は、ダウントラック伸長に使用される同じゾーン範囲に対応するように予め定められており、それは一実施例では、たとえば５％に設定されている。クロストラックピッチのこの比較的小さい範囲は、記録ヘッドによって適応可能である。一実施例では、ダウントラックピッチのリセットとともに、クロストラックピッチのリセットが、ゾーン境界で再度行なわれる。
【００４２】
図１０は、一実施例のダウントラックピッチ伸長のゾーン例を、例示的な目的のためにのみ示す。図１０は、記録ヘッドの動きに整列されたディスク上のアーク１０００を示す。記録ゾーン１０１５の内径であるＩＤ１０１０が示されている。記録ゾーン１０２５の外径であるＯＤ１０２０も示されている。記録ゾーンの内側および外側境界では、ダウントラックピッチのリセットが行なわれる。クロストラックピッチ（ＴＰ）は、各記録ゾーン内で段階的に減少し（１０１６）、ＴＰID１０５２およびＴＰOD１０７２を含み、ここでＴＰOD＜ＴＰID（１０７４）である。ダウントラックピッチＬODが、１周当たり一定数のアイランドに適応するように伸長される（１０６２）。この適応はＬID１０４０およびＬOD１０６０で示されており、ここで、ＬOD≦１＋Ｘ％×ＬID（１０８０）であり、式中、Ｘ％は、予め定められた材料系の固有範囲周期性の百分率である（１０８２）。一実施例では、誘導パターンの調和された一定の単位セル体積は、単位セル体積１０９５、ＶID１０５０、およびＶOD１０７０で示されており、ここでＶOD〜ＶＩD（１０９０）である。
【００４３】
図１１は、一実施例のクロストラックピッチの段階的減少の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図１１は、段階的に減少するクロストラックピッチを達成するためにアークに沿って伸長するプログラム制御を示す。このプログラム制御は、一定の単位セル体積を維持するためにダウントラック間隔の伸長およびクロストラック間隔の段階的圧縮を予め定める誘導パターンを作り出すよう、電子ビーム機能をプログラミングする（１１００）ために使用される。
【００４４】
プログラム制御は、たとえば六角形構成１１０２のダウントラック伸長といった、アークに沿った伸長を制御する（１１１０）ために使用される。プログラム制御は、クロストラックピッチ１１１２をダウントラック伸長と調和させる。調和はたとえばＩＤ１１５２でＴＰ1１１０４で示され、狭窄はたとえばＯＤ１１１４でＴＰ2１１２２で示され、ここでＴＰ2＜ＴＰ1（１１１６）である。対応するダウントラック伸長はＬ1１１６０およびＬ2１１６２で示されており、ここでＬ1＜Ｌ2（１１６４）である。
【００４５】
クロストラックピッチの狭窄と長くなったダウントラック伸長との組合せは、六角形パターン１１１８に比べて平たくなった六角形１１２０を形成する。たとえば、クロストラックに３組の六角形構成を有するゾーンでは、そのゾーンの中央位置にある六角形パターンは、ある特定のブロックコポリマー材料系のための自己組織化の非応力固有周期性の距離の範囲に対応する、クロストラックピッチ径方向伸長およびダウントラック伸長のバランスの取れた適用である。ゾーンの中央位置にある六角形パターン内に確立された単位セル体積は、残りの内側および外側ゾーンのクロストラックの組の六角形構成において維持される。
【００４６】
中央位置の六角形パターンに比べ、内側の六角形パターンは、円周がより小さいためにダウントラック伸長がより少なく、また、ディスクのＩＤのより近くに位置するためにクロストラック伸長がより大きくなるであろう。特定のブロックコポリマー材料系の固有周期性の距離の範囲に対応する、より少ないダウントラック伸長およびより大きいクロストラック伸長の距離は、ゾーンの単位セル体積を維持するために予め定められている。
【００４７】
中央位置の伸長に比べ、ゾーンにおける第３の最も外側の六角形パターンは、その位置がより大きい円周を有するためにダウントラック伸長がゾーン内で最も大きく、また、ディスクのＩＤからより離れているためにクロストラック伸長がより小さくなるであろう。特定のブロックコポリマー材料系の固有周期性の距離の範囲に対応する、より大きいダウントラック伸長およびより小さいクロストラック伸長の距離は、ゾーンの単位セル体積を維持するために予め定められている。
【００４８】
プログラム制御は、応力を受けた材料が、ランダムで調和されていない誘導パターンを用いて自己組織化する際に生じ、欠陥につながるランダムな分布を回避するために予め定められた非動的なプロセスで、間隔を制御するために使用される。一実施例では、伸長の事前決定は、ゾーンの中心で非応力ピッチを作り出し、次に同じゾーン内でＩＤ方向およびＯＤ方向においてそれぞれ圧縮および伸長するために制御される。ゾーンのクロストラック中心に位置付けられた六角形パターンのダウントラックピッチ伸長を達成するために、予め定められたジブロックコポリマーが使用される。ここで、Ｘ％という中心間伸長は、その予め定められたジブロックコポリマーを含む予め定められた材料系の特性に基づいている（１１４０）。
【００４９】
その後のＩＤ方向およびＯＤ方向における圧縮および伸長は、予め定められたジブロックコポリマーの特性のＸ％の伸長に対応するように予め定められている。クロストラック幅の予め定められた段階的減少は、ディスクの外径に向かって外側へとゾーン毎にリセットされ、特定のブロックコポリマー材料系の固有周期性の距離の範囲を含む予め定められたジブロックコポリマーの特性のＸ％に対応している。
【００５０】
固有周期性に対応するクロストラック幅の段階的減少およびダウントラック伸長の制御された事前決定は、材料系に応力をかけることなく、一貫したゾーンの単位セル体積を維持する。クロストラック幅の段階的減少の制御された事前決定は、記録ヘッドによって適応可能なクロストラックピッチの範囲を作り出す。同時に、内半径から外半径にわたる単一の記録ゾーン内では、ストロークにわたって準一定の面密度を作り出しつつ、個々のアイランドのアドレス可能性が維持される。
【００５１】
ゾーン移行部でのゾーン毎のクロストラック幅の予め定められたリセットは、予め定められた材料系に対する応力を排除するように構成されている。予め定められた材料系に対する応力の排除は、ランダムな分布を回避する。調和されたせん断誘導パターンおよび一貫したゾーンの単位セル体積は、個々のアイランドのアドレス可能性を維持し、それにより読出／書込エラーを減少させる。
【００５２】
制御され調和されたせん断誘導パターンは、Ｖ1１１４２およびＶ2１１４４に示すように一定の単位セル体積を発生させ、ここで、パターンが平たくなった六角形１１２０へと移行してもＶ1≒Ｖ2（１１４６）であり、単位セル体積は一定である。伸長の適応はＣＴ1１１３２およびＣＴ2１１３４で示されており、ここでＣＴ1＞ＣＴ2（１１４６）である。クロストラック幅はＩＤからＯＤへと狭くなっている（１１８０）。一実施例では、せん断誘導パターンに対して自己組織化を誘導するテンプレートパターン１１９０は、ＩＤ１１５２からＯＤ１１５４へと、各記録ゾーン内でクロストラックピッチが段階的に減少する（９２０）ように制御される。
【００５３】
図１２は、一実施例の一定の単位セル体積の一例を、例示的な目的のためにのみ示す。図１２は、ＩＤパターン構成１２００を示す。ＩＤパターン構成１２００は、ダウントラック（ＤＴ）１２０２の方向およびクロストラック（ＣＴ）１２０４の方向に整列してパターン化される。クロストラックピッチ（ＣＴＰ）１２０５の距離は、予め定められている。たとえば、クロストラック（ＣＴ）１２０４の方向における距離ＣＴＰ1１２０６は、トラックピッチＴＰとして表わされる。ＣＴＰ1１２０６の距離は、ダウントラック伸長（Ｓ）１２０９である距離Ｓ1に関連している。Ｓ1１２０８は、ダウントラックピッチＬOによって表わされる伸長距離である。ＣＴＰ1１２０６およびＳ1１２０８の双方の距離または長さは、制御プログラムを用いて予め定められている。
【００５４】
これらの予め定められた距離は、面積Ａ1１２１０を確立している。Ａ1１２１０は、単位セル体積Ｖｏによって表わされる面積測定値であり、ここで単位セル体積≒面積（Ａ）（１２１２）である。予め定められた距離は、Ａ＝１／２×ＣＴＰ×Ｓである面積を計算するために使用される。距離Ｓは、アーク伸長を補償するためにダウントラックピッチを増加させる（１２２０）ように調節される。各トラックについて内径から外径へとＣＴＰX１２２４が定められ、ここでＣＴＰX＜ＣＴＰ1（１２３０）である。これに応じて、制御プログラムを用いてＳX１２２２が定められ、ここでＳX＞Ｓ1（１２２６）である。
【００５５】
対応する予め定められた距離は、そのトラックにおける構成の面積ＡX１２２８を確立し、ここでＡX≒Ａ1（１２４２）である。単位セル体積が一定の予め定められた値であるように、Ｓの値の伸長の段階的増加はＣＴＰの値の減少と調和される。クロストラックおよびダウントラックピッチの調節の調和が行なわれる。さもなければ、面積Ａは、内径からの径方向距離の増加とともに増加するであろう。ＣＴＰの減少に伴うＳの対応する増加は、欠陥を防止するために、径方向距離が増加するにつれてパターン面積を減少させる（１２４０）。制御は、アーク伸長を補償するためにＯＤクロストラックピッチを減少させるために使用される（１２５０）。ＯＤでは、ＣＴＰ2１２５２は、径方向距離が増加するにつれてトラックピッチを減少させる（１２６０）ように調節され、ここでＣＴＰ2＜ＣＴＰX（１２７０）である。Ｓ2１２５４は、Ｓ2＞ＳX（１２５６）となるように調和され、それによりＡ2１２５８は一定の面積測定値を維持し、ここでＡ1≒Ａ2（１２２８）である。制御されていないパターン化欠陥は磁気構成に転移され、それにより品質が低下する。一実施例では、一定の単位セル体積を維持するために制御プログラムを使用する予め定められたせん断誘導パターンは、使用されるパターン化材料における応力を防止して、制御されていない自己組織化によって欠陥が発生することを防止する。
【００５６】
前述の事項は、この発明の動作の原理、実施例、および形態を説明したものである。しかしながら、この発明は、説明された特定の実施例に限定されるよう解釈されるべきではない。上述の実施例は限定的ではなく例示的であるとして見なされるべきであり、また、以下の請求項によって定義されるようなこの発明の範囲から逸脱することなく、それらの実施例で当業者によって変更がなされてもよいということが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５７】
１００：ブロックコポリマー混合物の意図的非単分散、１１０：多分散、３００：球または円筒構成、５４０：記録ヘッド。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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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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【外国語明細書】
2014207047000001.pdf