(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントモールドを用いてレジストに機構をインプリントして、得られたインプリントした前記レジスト上に１つ以上の地形的な表面パターンを形成するステップと、
インプリントした前記レジスト上にブロックコポリマー（「ＢＣＰ」）材料を堆積するステップとを備え、前記ＢＣＰ材料の分子寸法Ｌｏは、得られたインプリントした前記レジスト上の前記１つ以上の地形的な表面パターンの間隔寸法と整数倍の相関関係にあり、さらに、
堆積した前記ＢＣＰをアニールするステップと、
アニールした前記ＢＣＰの少なくとも一部を除去して、個別領域を有するテンプレートを形成するステップとを備え、
前記１つ以上の地形的な表面パターンは、異なる高さを有する、方法。
【請求項２】
化学的な表面パターンを形成するように、インプリントした前記レジストを処理するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
インプリントした前記レジストを処理するステップは、インプリントした前記レジストを酸素プラズマに露出するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
インプリントした前記レジストを基板上に転写するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記レジストにインプリントするステップは、ＵＶインプリント処理、熱プリント処理、またはインキングインプリント処理を適用するステップを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＢＣＰ材料は、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）、ポリスチレン−ブロック−ポリ２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリ４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリイソプレン、ポリスチレン−ブロック−ブタジエン、およびその混合物からなるグループから選択される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ＢＣＰ材料は、ポリスチレン−ブロック−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）、ポリスチレン−ブロック−ポリフェロセニルシラン、およびその混合物からなるＢＣＰ材料のグループから選択される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
アニールした前記ＢＣＰの少なくとも一部を除去するステップによって、５〜１００ｎｍのピッチを有する前記テンプレートが形成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
アニールした前記ＢＣＰの少なくとも一部を除去するステップによって、少なくとも１Ｔｄｐｓｉのドット密度を有する前記テンプレートが形成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
アニールした前記ＢＣＰの少なくとも一部を除去するステップによって、横方向に長範囲に配列された１次元アレイおよび横方向に長範囲に配列された２次元アレイの少なくとも一方を有する前記テンプレートが形成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記テンプレートを用いて第２のレジストをパターニングするステップをさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
分野
本開示は概して高密度パターニングのためのブロックコポリマーの使用に関する。別の態様では、本開示は、ハイブリッド誘導されるブロックコポリマー組織化に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
ビットパターン媒体（bit pattern media：ＢＰＭ）は、高密度ディスクドライブ（high density disk drive：ＨＤＤ）において垂直磁気記録（perpendicular magnetic recording：ＰＭＲ）技術を拡張するいくつかの重要なソリューションの１つとして、磁気記録業界によって広範囲に探究されている。典型的なＢＰＭ媒体は反復する２つのゾーン、すなわちデータゾーンおよびサーボゾーンで構成される。データゾーンは、データビットを記憶する均質なドットで構成される。サーボゾーンは、データゾーン内の情報の位置およびアドレスを記述するさまざまなパターンのドットで構成される。サーボゾーンでは、ドットは、それぞれのデータゾーンについてのヘッド位置、タイミング、およびトラック追従情報などの情報を符号化するためにさまざまなパターンおよび間隔で配置される必要がある。
【０００３】
ＢＰＭの記憶容量は、媒体基板表面上の磁気アイランド、すなわち「ビット」の密度に依存する。高密度にパターニングされた媒体を達成するための現在のプロセスは、インプリントモールド作製、ナノインプリント、および磁気ドットへのパターン転写などを含む。
【０００４】
自己組織化するブロックコポリマー（ＢＣＰ）は、高密度のリソグラフビットパターニング能力を可能にするとともに、ＢＰＭテンプレートの作製について有望な材料である。方向付けられた自己組織化（directed self-assembly）は、「トップダウン」のリソグラフィ（事前に記録されたパターン）とブロックコポリマーのような「ボトムアップ」の自己組織化材料とを組み合せている。方向付けられた自己組織化によって、超高密度の均質なパターンが生成され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
要約
ある実施形態では、ナノパターニングのための方法は、インプリントモールドを用いて基板上のレジストに機構をインプリントして、得られたインプリントしたレジスト上に１つ以上の地形的な表面パターンを形成するステップを含む。得られたインプリントしたレジスト上にブロックコポリマー（「ＢＣＰ」）材料を堆積し、ＢＣＰ材料の分子寸法Ｌｏは、得られたインプリントしたレジスト上の１つ以上の地形的な表面パターンの間隔寸法と整数倍の相関関係にある。堆積したＢＣＰをアニールし、アニールしたＢＣＰの少なくとも一部を除去して、個別領域を有するテンプレートを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】ある実施形態に従ったビットパターン媒体のデータゾーンおよびサーボゾーンを示すＳＥＭ画像の図である。
【図１Ｂ】図１Ａのビットパターン媒体の高解像度部分を示すＳＥＭ画像の図である。
【図２】ある実施形態に係る、ｅビームリソグラフィおよびその後のＢＣＰパターニング処理を用いて事前にパターニングされたパターン媒体の走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope：ＳＥＭ）画像の図である。
【図３Ａ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の自己誘導組織化のためのハイブリッド事前パターン構造を示す図である。
【図３Ｂ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の自己誘導組織化のためのハイブリッド事前パターン構造を示す図である。
【図３Ｃ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の自己誘導組織化のためのハイブリッド事前パターン構造を示す図である。
【図３Ｄ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の自己誘導組織化のためのハイブリッド事前パターン構造を示す図である。
【図３Ｅ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の自己誘導組織化のためのハイブリッド事前パターン構造を示す図である。
【図３Ｆ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の自己誘導組織化のためのハイブリッド事前パターン構造を示す図である。
【図４Ａ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の円柱状ブロックコポリマーを用いるＢＣＰ自己組織化のためのハイブリッド誘導事前パターンを使用する統合されたテンプレート作製の別の例を示す図である。
【図４Ｂ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の円柱状ブロックコポリマーを用いるＢＣＰ自己組織化のためのハイブリッド誘導事前パターンを使用する統合されたテンプレート作製の別の例を示す図である。
【図４Ｃ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の円柱状ブロックコポリマーを用いるＢＣＰ自己組織化のためのハイブリッド誘導事前パターンを使用する統合されたテンプレート作製の別の例を示す図である。
【図４Ｄ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の円柱状ブロックコポリマーを用いるＢＣＰ自己組織化のためのハイブリッド誘導事前パターンを使用する統合されたテンプレート作製の別の例を示す図である。
【図４Ｅ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の円柱状ブロックコポリマーを用いるＢＣＰ自己組織化のためのハイブリッド誘導事前パターンを使用する統合されたテンプレート作製の別の例を示す図である。
【図４Ｆ】ある実施形態に係る、サーボゾーンおよびデータゾーン構造の円柱状ブロックコポリマーを用いるＢＣＰ自己組織化のためのハイブリッド誘導事前パターンを使用する統合されたテンプレート作製の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
詳細な説明
本開示の実施形態を、同様の符号は同様の要素を示す添付の図面において一例として限定せずに示す。
【０００８】
高密度ディスクドライブ（ＨＤＤ）１００は、データを記憶するために用いられる領域（データゾーン１１０）の他に異なる領域を有する媒体である。たとえば、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、ビットパターン媒体ＨＤＤ１００は、データビットを記憶する均質なドットで構成されるデータゾーン１１０を含む。データゾーン１１０に加えて、ＨＤＤ１００は典型的に、データゾーン１１０内の位置およびアドレス情報を記述するために用いられるサーボゾーン１２０を有し得る。それぞれのデータゾーンについてのヘッド位置、タイミング、およびトラック追跡情報などの情報を符号化するために、サーボゾーン１２０にはさまざまな形状および間隔が形成され得る。
【０００９】
図２は、ｅビームリソグラフィおよびその後のＢＣＰパターニング処理を用いて事前にパターニングされたビットパターン媒体（ＢＰＭ）の走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）画像である。図２に示すように、ビットの長範囲の横方向の配列は、ｅビームリソグラフィの後に残される汚染物質によって損なわれる。さらに、ｅビームリソグラフィの湿式剥離処理で用いられる化学物質は、典型的に人間の健康に有害であり、環境上問題がある。
【００１０】
再び図１Ａおよび図１Ｂを参照して、ハイブリッド誘導されるＢＣＰ自己組織化プロセスによってデータフォーマットゾーン１１０およびサーボフォーマットゾーン１２０の両方を同時に形成することによって、サーボゾーン１２０の作製がＢＰＭのデータゾーン１１０の作製に統合された、ＢＰＭのためのテンプレートを作製する方法が開示される。本願明細書に開示されるＢＣＰ自己組織化のためのハイブリッド誘導事前パターニングを適用する方法は、事前に記録されたドットを利用してデータゾーンドットの形成を誘導することによってデータゾーン１１０の形成のためのＢＣＰ長範囲の配列と、リッジ−溝誘導を利用してサーボゾーンドットのパターンを形成することによってサーボゾーン１２０の形成のための同時の形状操作との両方を提供し得る。
【００１１】
本方法では、データゾーン１１０内のブロックコポリマー自己組織化は、テンプレートを用いて作られる、事前にパターニングされたドットで誘導される。事前にパターニングされたドットは、化学的／地形的な対比を発生させてポリマーブロックの自己組織化の位置を固定し、データゾーン内のブロックコポリマー組織化のための長範囲の配列を達成し得る。
【００１２】
ある実施形態では、データゾーン１１０内の自己組織化する密度増倍されるブロックコポリマー（ＢＣＰ）構造の方法は、基板をインプリントレジストでコーティングするステップを含む。ＢＣＰの組成は、選択された分子量および固有の格子定数Ｌ0を有するように選択され、ＢＣＰ組成は第１のポリマーブロック（Ａ）および第２のポリマーブロック（Ｂ）を含む。レジストには、ＢＣＰの選択された組成に基づいて、かつ式ＬS＝ｎ×Ｌ0を満足するように、ピッチ距離ＬSの間隔を置かれたデータゾーン１１０内のインプリント機構を有するインプリントテンプレートがインプリントされ、式中、ｎは整数密度増倍係数＝０，１，２，３等である。インプリントレジストは硬化され、基板およびインプリントレジストをＢＣＰのコーティングに備えるための付加的な処理が実行され得る。ＢＣＰは、第２のポリマーブロックＢに取囲まれる第１のポリマーブロックＡの自己組織化構造へとＢＣＰを横方向に分離するようにアニールされ、当該構造は横方向の空間ピッチＬｏを有する。したがって、ブロックＡ構造（選択したポリマーに依存して、たとえばピラー、球体など）の線密度は、レジストにインプリントされたテンプレート機構の線密度のｎ倍である。インプリントされた機構の六方最密充填（hexagonal close-packed：ｈｃｐ）配置を有するテンプレートでは、自己組織化されたブロックＡ構造の面密度は、テンプレートの面密度のｎ2倍である。
【００１３】
本願明細書に記載されるすべての実施形態において、アニールは熱的プロセス、化学的プロセス（溶媒を含む）、または照射プロセスなどであり得る。
【００１４】
サーボゾーン１２０では、ＢＣＰ自己組織化は、テンプレートによって提供される事前に定義されたラインパターンによって主に誘導される。ラインパターン上にスピンコーティングされるＢＣＰの厚みを制御することによって、ＢＣＰはラインリッジ同士の間の溝内で組織化する。これらのラインの形状および間隔を事前に定義することによって、ＢＤＰの自己組織化がサーボゾーン形成に制限され得る。
【００１５】
ＢＣＰのハイブリッド誘導成長をＢＰＭ製造プロセスに組込むためのシステムおよびプロセスが本願明細書に開示される。具体的には、本願明細書に記載されるプロセスは、ビットパターン媒体（ＢＰＭ）基板上にハイブリッドナノパターンを形成するためにどのようにＢＣＰが使用され得るかを例示する。インプリント技術を用いて、ＢＣＰ構造の成長が誘導され得る。この結果、本開示の実施形態は、ｅビームリソグラフィ技術に関連するパターン欠陥および化学的毒性を回避し得る。当業者は、円柱状、層状、または球状のＢＣＰなどの異なるＢＣＰが使用され得ることを認識するであろう。ある実施形態では、ＢＣＰは有機成分、無機成分、または有機成分と無機成分との組合せを有し得る。ＢＣＰの選択は、以下にさらに記載されるＢＣＰ構成単位のサイズ、分子量、または他の特徴に基づき得る。具体的なＢＣＰが特定の用途に選択されるが、本願明細書に開示されるプロセスは一般化されたプロセスである。他の変形例が以下にさらに記載され、図面に例示される。
【００１６】
以下の例では、ＢＣＰは少なくとも２つの構成単位、構造単位、または「ブロック」で構成され、これらは本明細書において「ブロックＡ」および「ブロックＢ」、または「Ａブロック」および「Ｂブロック」と称される。以下の例では、Ａブロックの除去について記載する。しかし当業者は、ある実施形態ではＡブロックの代わりにＢブロックが除去され得ることを認識するであろう。単数の「ブロックＡ」または「ブロックＢ」の使用は、複数の「ブロックＡ」および「ブロックＢ」の使用も含む。上述のように、ブロックＡおよびブロックＢは有機もしくは無機であり得、またはブロックＡは有機、ブロックＢは無機であり得、またはブロックＡは無機、ブロックＢは有機であり得る。ある実施形態では、ブロックＡまたはブロックＢは、有機ポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリスチレン−ブロック−ポリ２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリ４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリイソプレン、またはポリスチレン−ブロック−ブタジエンを含む。ある実施形態では、ブロックＡまたはブロックＢは、無機ポリスチレン−ブロック−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ、もしくはより簡潔には、ＰＳ−ＰＤＭＳ）またはポリスチレン−ブロック−ポリフェロセニルシランを含む。当業者は、本願明細書に記載されるプロセスはＢＣＰブロックの化学的特性に依存して相応に変わり得ることを認識するであろう。当業者は、ＢＣＰの選択は、ＢＣＰを用いて作成されることになるターゲットパターンにも依存し得ることを認識するであろう。たとえば、あるＢＣＰブロックはある地形的なパターン特徴およびパターン寸法によりよく相関し得るため、以下に記載されるインプリント法によって残される地形的なパターンは、選択されるＢＣＰを決定し得る。たとえば、球状のＢＣＰ構造を形成するためにＰＳ−ＰＤＭＳが利用され得る。
【００１７】
本開示のある局面において、図３Ａ〜図３Ｆは、ＰＳ−ＰＤＭＳを典型的な球状ＢＣＰとして用いる、統合されたデータゾーン１１０およびサーボゾーン１２０のテンプレート作製のための方法３００の例を示す。図３Ａおよび図３Ｂを参照して、本開示のある実施形態では、データゾーン１１０およびサーボゾーン１２０内の自己組織化する密度増倍されるブロックコポリマー（ＢＣＰ）構造の方法３００は、基板３１５をインプリントレジストでコーティングするステップを含む。低解像度テンプレートによって、第１の高さおよび間隔のピラー３１０がデータゾーン１１０に生成され、第２の高さのライン３２０がサーボゾーン１２０に形成される。以下に記載する理由により、ライン３２０の第２の高さはピラー３１０の第１の高さよりも大きい。ＢＣＰの組成は、選択された分子量および固有の格子定数Ｌ0を有するように選択され、ＢＣＰ組成は第１のポリマーブロック（Ａ）および第２のポリマーブロック（Ｂ）を含む。レジストには、ＢＣＰの選択された組成に基づいて、かつ式ＬS＝ｎ×Ｌ0を満足するように、ピッチ距離ＬSの間隔を置かれたインプリントピラー３１０を有するインプリントテンプレートがインプリントされ、式中、ｎは整数密度増倍係数０，１，２，３等である。インプリントレジストは硬化され、基板およびインプリントレジストをＢＣＰのコーティングに備えるための付加的なプロセスが実行され得る。ＢＣＰは、第２のポリマーブロックＢに取囲まれる第１のポリマーブロックＡの自己組織化構造へとＢＣＰを横方向に分離するようにアニールされ、当該構造は横方向の空間ピッチＬ0を有する。したがって、ブロックＡ構造（選択したポリマーに依存して、たとえばピラー、球体など）の線密度は、レジストにインプリントされたテンプレート機構の線密度のｎ倍である。インプリントされた機構の六方最密充填（ｈｃｐ）配置を有するテンプレートでは、面密度は、テンプレートの面密度のｎ2倍である。
【００１８】
サーボゾーン１２０では、ＢＣＰ自己組織化は、テンプレートによって提供される事前に定義されたライン３２０によって主に誘導される。ライン３２０上にコーティングされるＢＣＰの厚みを制御することによって、ＢＣＰはライン３２０上の空間内でアニール時に自己分離することができず、ライン３２０同士の間の溝内でのみ組織化する。これらのラインの形状および間隔を事前に定義することによって、ＢＤＰの自己組織化が所望のサーボゾーン１２０の形成に制限されることになる。
【００１９】
図３Ａおよび図３Ｂは、ハイブリッド自己組織化誘導事前パターンの例示的な構造の断面図および平面図をそれぞれ示す。データゾーン１１０では、基板３１５上に、選択したポリマーＡおよびＢによって決定される格子定数Ｌｏでｈｃｐ配列においてＢＣＰ誘導自己組織化のためにパターニングされた間隔Ｌｓで、事前記録ピラー３１０がレジストに形成される。サーボゾーン１２０では、ＢＣＰ自己組織化を制限するためにリッジライン３３０が適用され、ライン３２０同士の間の間隔は同様の規則、すなわちＬS'＝ｎ'×Ｌ0に基づいて選択され、式中、隙間ＬS'はライン３２０同士の間の隙間であり、選択したＢＣＰの固有の格子定数Ｌ0の整数倍ｎ'である。
【００２０】
図３Ｃを参照して、ＡおよびＢブロックポリマーの横方向の分離を誘発するようにＢＣＰがアニールされる。本開示のある局面において、堆積されるＢＣＰの厚みは、データゾーン１１０において、ピラー３１０が、ブロックＢポリマー（たとえばポリスチレンＰＳ）に取囲まれる球状ブロックＡポリマードット（たとえばＰＤＭＳ球体）の形成を、関係ＬS＝ｎ×Ｌ0によって決定される長範囲の配列で固定するように選択される。図３Ａ〜図３Ｃに示される例ではｎ＝２であるが、ＬSは、別の整数値を有するｎについて選択されてもよい。
【００２１】
サーボゾーン１２０では、リッジライン３３０の高さおよびライン３２０上のＢＣＰコーティングの厚みは、ライン３２０上のブロックＡポリマーの形成が不可能であるほど薄く選択され得る。代わりに、ＡおよびＢポリマーの横方向の分離がＬS'＝ｎ'×Ｌ0に従ってリッジライン３２０同士の間の空間に限定され得、式中、ｎ'は整数密度増倍係数０，１，２，３等である。示される例ではｎ'＝２であるが、間隔はｎ'列のブロックＡポリマードットを収容するようにさらに大きくてもよい。
【００２２】
図３Ｄは、アニール後の露出したＢポリマーブロックおよびインプリントレジストの選択的エッチング除去の結果的な除去を示す。選択的エッチングは、たとえば、エッチングマスクとして作用するＡポリマーブロックを実質的に除去しないＯ2反応性イオンエッチングであり得る。コーティングおよびアニールの後、地形効果によって、エッチング除去処理時にＰＤＭＳによってマスクされるＰＳのカラム上に球状ブロックＰＤＭＳを含むピラーが形成され、高い配置精度で長範囲に配列されたピラー機構３５０がもたらされることが、データゾーン１１０において達成され得る。サーボゾーン１２０では、リッジライン３２０上のブロックコポリマーは、コポリマーが薄いため十分に自己組織化し得ない。溝は、ＢＣＰをピラー機構３５０と整列させ、ＢＣＰを設計されたサーボ形成に制限する。
【００２３】
残りのＡポリマー（たとえば球状ポリマー）およびＢポリマー、ならびにＡポリマーによってマスクされたレジストは、マスクとして作用し得る。図３Ｅを参照して、本開示のある局面において、基板３１５は石英、またはＡおよびＢポリマーならびにレジストを実質的にエッチングしない処理におけるエッチングに好適な材料であり得る。このため、ＡおよびＢポリマーならびにレジストが除去された後、図３Ｅに示すように、基板がエッチングされて基板からテンプレート３１６が作製され得る。
【００２４】
テンプレート３１６の平面図が図３Ｆに示され、ドットは、基板３１６がエッチングされてすべてのポリマーおよびレジストが除去された後に残っているピラーを表わす。得られたテンプレートを用いて、レジストまたは他のインプリント可能な材料が基板にインプリントされ得、その上に、たとえば、磁気、光磁気、光学、電子または同等の高密度機構が形成され得る。
【００２５】
本開示の別の局面において、図４Ａ〜図４Ｆは、ＰＳ−ＰＭＭＡなどの円柱状ブロックコポリマーを用いるＢＣＰ自己組織化のためのハイブリッド誘導事前パターンを使用する統合されたテンプレート作製の別の例を示す。図４Ａは、低密度テンプレート（図示せず）がインプリントされたレジストを有する基板４１５の側面図を示す。テンプレートは、以下に記載するように、高さの異なる機構をインプリントし得る。データゾーン１１０では、第１の高さのレジストの低密度事前記録ピラードット４１０が、誘導ＢＣＰ自己組織化のために形成される。サーボゾーン１２０では、ＢＣＰ組織化はレジストライン４２０と低密度事前記録レジストピラードット４２５との組合せによって制限されることになる。リッジがサーボ形成の形状を定義し、ＢＣＰ自己組織化の長範囲の配列の配置精度が事前記録レジストドットによって向上する。事前記録ピラードット４１０，４２５およびライン４２０は、突出した機構（ピラー型）または凹んだ機構（ホール型）のいずれかであり得る。以下の図面では、当該例を図示するためにピラーが適用される。ピラードット４１０および４２５の高さは、図３Ａ〜図３Ｆに関して上記に述べたのと同じ理由により、ライン４２０の高さよりも低い。インプリント処理が、ピラー４１０，４２５およびライン４２０を取囲む領域からレジストを完全に除去しない場合、反応性酸素イオンエッチング、酸素プラズマアッシングなどの付加的なデスカミング（descumming）および洗浄工程が用いられ得る。
【００２６】
図４Ｃは、図４Ａおよび図４Ｂに示されるハイブリッド事前パターン上のブロックコポリマー自己組織化を示す。そして、レジストがインプリントされた基板４１５が、ＰＳ−ＰＭＭＡなどのＢＣＰでコーティングされる。アニール後、ＢＣＰは、ＰＳ（ポリスチレン）に取囲まれるＰＭＭＡポリマー（ブロックＡ）のカラムへと横方向に分離し、レジストのピラー４１０は、密度増倍されたカラムの長範囲の配列を固定および実現する。サーボゾーン１２０については、ライン４２０上のブロックコポリマーは、ライン４２０のより大きい高さによってライン４２０の上方のＢＣＰの厚みが小さいため、自己組織化し得ない。しかし、ライン４２０同士の間のサーボゾーン１２０内の溝が、ＢＣＰの横方向の分離が自己整列してＰＭＭＡブロックに組織化するように促す。
【００２７】
図４Ｄに示されるように、適切なエッチングまたは化学的プロセスによってＰＭＭＡブロック（たとえばブロックＡ）を除去すると、ライン４２０同士の間の隙間とピラードット４２５との組合せによって、長範囲の配列および高配置精度を有するＰＳ（ポリスチレン）の高密度ホール４４０がデータゾーン１１０に、長範囲の配列および高配置精度を有するＰＳ（ポリスチレン）の高密度ホール４４０がサーボゾーン１２０に残る。図４Ｅは、図４Ｄのパターンの平面図である。
【００２８】
本開示のある局面において、基板４１５をコーティングする（レジストの）ＰＳおよびライン４２０は、適切な除去技術（たとえばドライエッチング）によって薄くされ、ホール４４０の下に基板４１５を露出し得る。残りのレジストおよびＰＳを含むエッチングされた基板４１５全体が、Ｃｒなどのマスク層でコーティングされ得、残りのレジストおよびＰＳが除去され、ＰＭＭＡカラムが以前あった場所にＣｒドットが残る。基板４１５は、マスクとして作用するＣｒドットでエッチング可能な石英またはシリコンなどのエッチング処理可能な材料であり得る。そして、エッチングによって、図４Ｆに示すように、データゾーン１１０およびサーボゾーン１２０の両方を含む基板上にピラーの高密度テンプレートが形成され、高密度ＢＰＭのインプリント製造に使用され得る。
【００２９】
上述のように、図３〜図４に示され本願明細書に記載されるプロセスは、ＢＰＭ媒体作製プロセスの一部を形成し得る。ある実施形態では、本開示は、記憶媒体における磁気膜層のパターニング、および半導体製造などの、横方向の長範囲の配列を有する大面積高密度ナノパターニングを特色とする、任意の作製プロセスに適用され得る。ある実施形態では、本願明細書に記載されるプロセスは、マスクとして使用するテンプレートを作製するために使用され得、それによって機能性材料の堆積または他のアディティブ法を容易にする。ある実施形態では、本願明細書に記載されるプロセスは、記憶媒体上にパターンを直接的もしくは間接的に形成するための機能性材料のエッチング、または他のサブトラクティブ法を容易にするために使用され得る。本開示の範囲から逸脱することなく他の用途も可能である。
【００３０】
上記の記載は、如何なる当業者も本願明細書に記載されるさまざまな局面を実施することができるように提供される。これらの局面に対するさまざまな修正例が当業者にとって容易に明らかとなり、本願明細書に定義される一般的な原理は他の局面にも適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本願明細書に示される局面に限定されることを意図しておらず、特許請求の範囲の文言と一致する全範囲に合致するよう意図されるべきである。単数の要素への言及は、具体的にそのように述べられていなければ、「１つおよび１つのみ」を意味するのではなく、「１つ以上」を意味することが意図される。特に別記しない限り、「いくつか」という用語は１つ以上を指す。ある項目のリストの「少なくとも１つ」に言及している文言は、単一の部材を含むそれらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「ａ，ｂまたはｃの少なくとも１つ」とは、ａ；ｂ；ｃ；ａおよびｂ；ａおよびｃ；ｂおよびｃ；ならびにａ，ｂおよびｃを含むことが意図される。当業者が分かるかまたは後で分かるようになる本開示を通して記載されるさまざまな局面の要素に対するすべての構造的および機能的な均等物は、本願明細書において参照により明確に援用されるとともに、特許請求の範囲に含まれることが意図される。さらに、本願明細書に開示されていないものは、そのような開示が特許請求の範囲に明確に記載されているかどうかにかかわらず、公衆に供されることが意図される。どの特許請求の範囲の要素も、当該要素が「するための手段」という文言を用いて明確に記載されていない限り、または方法の請求項の場合は、「するためのステップ」という文言を用いて明確に記載されていない限り、米国特許法第１１２条第６項の規定に基づき解釈されるべきではない。
【００３１】
本願明細書に記載されるすべての要素、部分、およびステップは含まれることが好ましい。これらの要素、部分、およびステップのいずれも、当業者には自明のように、他の要素、部分、およびステップによって置換され得るか、またはともに除去され得ることが理解されるべきである。
【００３２】
広く言えば、本文書は、ナノパターニングのための方法が、インプリントモールドを用いてレジストに機構をインプリントして、インプリントしたレジスト上に１つ以上の地形的な表面パターンを形成するステップを含むことを開示している。インプリントしたレジスト上にブロックコポリマー（「ＢＣＰ」）材料を堆積し、ＢＣＰ材料の分子寸法Ｌｏは、インプリントしたレジスト上の１つ以上の地形的な表面パターンの間隔寸法と整数倍の相関関係にある。堆積したＢＣＰをアニールし、アニールしたＢＣＰの少なくとも一部を除去して、個別領域を有するテンプレートを形成する。
【００３３】
概念
本文書はさらに、少なくとも以下の概念を開示している。
【００３４】
概念１．インプリントモールドを用いてレジストに機構をインプリントして、得られたインプリントした上記レジスト上に１つ以上の地形的な表面パターンを形成するステップと、
インプリントした上記レジスト上にブロックコポリマー（「ＢＣＰ」）材料を堆積するステップとを備え、上記ＢＣＰ材料の分子寸法Ｌｏは、得られたインプリントした上記レジスト上の上記１つ以上の地形的な表面パターンの間隔寸法と整数倍の相関関係にあり、さらに、
堆積した上記ＢＣＰをアニールするステップと、
アニールした上記ＢＣＰの少なくとも一部を除去して、個別領域を有するテンプレートを形成するステップとを備える、方法。
【００３５】
概念２．化学的な表面パターンを形成するように、インプリントした上記レジストを処理するステップをさらに備える、概念１に記載の方法。
【００３６】
概念３．インプリントした上記レジストを処理するステップは、インプリントした上記レジストを酸素プラズマに露出するステップを含む、概念２に記載の方法。
【００３７】
概念４．インプリントした上記レジストを基板上に転写するステップをさらに備える、概念１に記載の方法。
【００３８】
概念５．上記レジストにインプリントするステップは、ＵＶインプリント処理を適用するステップを含む、概念１に記載の方法。
【００３９】
概念６．上記レジストにインプリントするステップは、熱インプリント処理を適用するステップを含む、概念１に記載の方法。
【００４０】
概念７．上記レジストにインプリントするステップは、インキングインプリント処理を適用するステップを含む、概念１に記載の方法。
【００４１】
概念８．上記ＢＣＰ材料は、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）、ポリスチレン−ブロック−ポリ２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリ４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリイソプレン、ポリスチレン−ブロック−ブタジエン、およびその混合物からなるグループから選択される、概念１に記載の方法。
【００４２】
概念９．上記ＢＣＰ材料は、ポリスチレン−ブロック−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）、ポリスチレン−ブロック−ポリフェロセニルシラン、およびその混合物からなるＢＣＰ材料のグループから選択される、概念１に記載の方法。
【００４３】
概念１０．アニールした上記ＢＣＰの少なくとも一部を除去するステップによって、５〜１００ｎｍのピッチを有する上記テンプレートが形成される、概念１に記載の方法。
【００４４】
概念１１．アニールした上記ＢＣＰの少なくとも一部を除去するステップによって、少なくとも１Ｔｄｐｓｉのビット密度を有する上記テンプレートが形成される、概念１に記載の方法。
【００４５】
概念１２．アニールした上記ＢＣＰの少なくとも一部を除去するステップによって、横方向に長範囲に配列された１次元アレイおよび横方向に長範囲に配列された２次元アレイの少なくとも一方を有する上記テンプレートが形成される、概念１に記載の方法。
【００４６】
概念１３．上記１つ以上の地形的な表面パターンは、異なる高さを有する、概念１に記載の方法。
【００４７】
概念１４．上記テンプレートを用いて第２のレジストをパターニングするステップをさらに備える、概念１に記載の方法。
【００４８】
概念１５．上記テンプレートをマスクとして用いるステップをさらに備える、概念１に記載の方法。
【００４９】
概念１６．概念１に記載の方法によって製造される装置。
【図１Ｂ】
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【図４Ｄ】
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【図１Ａ】
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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３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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