(57)【要約】【課題】インプリントレジスト特徴寸法の拡大を可能にするパターン化磁気記録ディスクの製作方法を提供すること。【解決手段】本発明は、インプリントレジストがＮＩＬによりパターン化された後インプリントレジスト特徴部の寸法を拡大する。インプリントレジスト材料の層は、ブランクディスク上に堆積される。インプリントレジスト層はＮＩＬによりパターン化され、上部から基部まで傾斜した側壁を有する複数の離間されたレジスト柱を生じる。被覆層が、傾斜したレジスト柱側壁の上を含むパターン化されたレジスト層の上に堆積される。被覆層は次に、レジスト柱間の空間部内にブランクディスクを露出する一方で傾斜したレジスト柱側壁上に被覆層を残すためにエッチングされる。レジスト柱は次に、ブランクディスクをエッチングするためのマスクとして使用され、ブランクディスク上に複数の個別のアイランドを残す。【選択図】図１
2012119051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン化磁気記録ディスクの製作方法であって、
ほぼ平坦な表面を有する硬質基板を設ける工程と、
前記基板表面にポリマレジスト層を堆積する工程と、
複数の離間されたレジスト柱を有するためにインプリントリソグラフィにより前記レジスト層をパターン化する工程であって、前記レジスト柱のそれぞれは前記基板表面の面と平行な横方向寸法を有する上部と、前記上部の前記横方向寸法より大きな前記基板表面の前記面と平行な横方向寸法を有する基部と、前記上部から前記基部まで概して傾斜した側壁と、を有する工程と、
前記傾斜したレジスト柱側壁の上を含む前記パターン化されたレジスト層の上に被覆層を堆積する工程と、
前記基板表面に対しほぼ垂直な方向に前記被覆層をエッチングして、前記レジスト柱と前記レジスト柱の傾斜した側壁上の前記被覆層の一部との間の前記空間部内の前記被覆層を除去し、露出された基板表面を前記レジスト柱間の空間部内に残し、被覆層堆積前の前記基部の横方向寸法より大きな横方向寸法を有する前記基板表面上の基部を有する前記レジスト柱を残す工程と、を含むパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項２】
前記パターン化されたレジスト層は前記レジスト柱間の前記基板表面上に残留レジストを有し、
前記被覆層を堆積する工程は前記残留レジストの上に前記被覆層を堆積することを含み、
前記被覆層をエッチングする工程は前記被覆層と前記下の残留レジストとをエッチングすることを含む、請求項１に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項３】
前記被覆層を堆積する工程の前に、前記基板表面に対しほぼ垂直な前記パターン化されたレジスト層をエッチングして前記レジスト柱間の前記空間部内の前記レジスト層を除去し前記レジスト柱間の前記空間部内の前記基板を露出する工程をさらに含む請求項１に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法であって、
前記被覆層を堆積する工程は前記レジスト柱間の前記空間部内の前記基板上に前記被覆層を堆積することを含む、パターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項４】
前記基板表面の前記面に平行な横方向寸法Ｗｆを有するデータアイランドを有するパターン化磁気ディスクを製作する工程をさらに含む請求項１に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法であって、
前記レジスト層をパターン化する工程は、Ｗｆ未満の基部の横方向寸法Ｗｉを有するためにレジスト柱をパターン化することを含み、
前記被覆層をエッチングする工程は、前記傾斜したレジスト柱側壁上に壁厚を有する被覆層を残すために前記被覆層をエッチングすることを含み、前記被覆層壁厚は約（Ｗｆ−Ｗｉ）／２である、パターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項５】
被覆層を堆積する工程はフロン系ガスのプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によりフルオロカーボンポリマを堆積することを含む、請求項１に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項６】
被覆層を堆積する工程は、炭素と炭化水素ポリマから選択される材料を炭化水素系ガスのプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）により堆積することを含む、請求項１に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項７】
前記被覆層をエッチングする工程は酸素含有プラズマ中で前記被覆層をリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）することを含む、請求項１に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項８】
前記ポリマレジスト材料と前記被覆層材料はそれぞれエッチング速度を有し、速いエッチング速度を有する前記材料の前記エッチング速度は遅いエッチング速度を有する前記材料の前記エッチング速度の１．５倍以下である、請求項１に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項９】
前記傾斜したレジスト柱側壁上に被覆層を有する前記レジスト柱をマスクとして使用して前記基板の露出空間部をエッチングして、前記基板表面とほぼ同一平面上の上部を有するとともに被覆層エッチング後の前記レジスト柱の前記基部の横方向寸法にほぼ等しい横方向寸法を有する複数の離間された基板柱を残す工程をさらに含む請求項１に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１０】
硬質基板を設ける工程はブランクディスクを設けることを含み、
前記基板の前記露出空間部をエッチング後、前記ブランクディスクから前記レジスト柱を除去し、その後前記ブランクディスク上の柱の上に磁気記録材料の層を堆積する工程をさらに含む、請求項９に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１１】
硬質基板を設ける工程は磁気記録材料の連続層を有するブランクディスクを設けることを含み、
前記基板の前記露出空間部をエッチングする工程は、前記磁気記録材料の層をエッチングすることを含み、その後前記磁気記録材料の層から前記レジスト柱を除去することをさらに含む、請求項９に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１２】
ほぼ同心トラックに配置された個別のアイランドを有するパターン化磁気記録ディスクの製作方法であって
ほぼ平坦な表面を有する硬質ブランクディスクを設ける工程と、
前記ブランクディスク表面の上にポリマレジスト層を堆積する工程と、
複数の離間されたレジスト柱を有するためにインプリントリソグラフィにより前記レジスト層をパターン化する工程であって、前記レジスト柱のそれぞれは、前記ブランクディスク表面の面と平行な横方向寸法を有する上部と、前記上部の前記横方向寸法より大きな前記ブランクディスク表面の前記面と平行な横方向寸法を有する基部と、前記上部から前記基部まで概して傾斜した側壁と、を有する工程と、
前記傾斜したレジスト柱側壁の上を含む前記パターン化されたレジスト層の上に被覆層を堆積する工程と、
前記レジスト柱間の前記空間部内に前記ブランクディスクを露出する一方で前記傾斜したレジスト柱側壁上に被覆層を残すために、ブランクディスク表面に対しほぼ垂直な方向に前記被覆層をエッチングする工程であって、被覆層エッチング後の前記レジスト柱は被覆層堆積前の前記基部の横方向寸法より大きな横方向寸法を有する基部を前記ブランクディスク表面に有する工程と、
前記傾斜したレジスト柱側壁上に被覆層を有する前記レジスト柱をマスクとして使用して前記ブランクディスクの前記露出空間部をエッチングして、被覆層エッチング後の前記レジスト柱の前記基部の横方向寸法にほぼ等しい横方向寸法を有する上部を有する前記ブランクディスク上に複数の個別のアイランドを残す工程と、を含むパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１３】
前記パターン化されたレジスト層は前記レジスト柱間の前記ブランクディスク上に残留レジストを有し、
前記被覆層を堆積する工程は前記残留レジストの上に前記被覆層を堆積することを含み、
前記被覆層をエッチングする工程は前記被覆層と前記下の残留レジストとをエッチングすることを含む、請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１４】
前記被覆層を堆積する工程の前に、前記レジスト柱間の前記空間部内のレジスト層を除去し前記レジスト柱間の前記空間部内の前記ブランクディスクを露出するために前記ブランクディスク表面に対しほぼ垂直な前記パターン化されたレジスト層をエッチングする工程をさらに含む請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法であって、
前記被覆層を堆積する工程は前記レジスト柱間の前記空間部内のブランクディスク上に前記被覆層を堆積することを含む、パターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１５】
前記ブランクディスク上のアイランドは前記ブランクディスク表面の面に平行な横方向寸法Ｗｆを有し、
前記レジスト層をパターン化する工程はＷｆ未満の基部の横方向寸法Ｗｉを有するために前記レジスト柱をパターン化することを含み、
前記被覆層をエッチングする工程は前記傾斜したレジスト柱側壁上に壁厚を有する被覆層を残すために前記被覆層をエッチングすることを含み、前記被覆層壁厚は約（Ｗｆ−Ｗｉ）／２である、請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１６】
被覆層を堆積する工程はフルオロカーボンガスのプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によりフルオロカーボンポリマを堆積することを含む、請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１７】
被覆層を堆積する工程は、炭素と炭化水素ポリマから選択される材料を炭化水素系ガスのプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）により堆積することを含む、請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１８】
前記被覆層をエッチングする工程は酸素含有プラズマ中で前記被覆層をリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）することを含む、請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項１９】
前記ポリマレジスト材料と前記被覆層材料はそれぞれエッチング速度を有し、速いエッチング速度を有する前記材料の前記エッチング速度は遅いエッチング速度を有する前記材料の前記エッチング速度の１．５倍以下である、請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項２０】
前記ブランクディスクの前記露出した空間部をエッチング後、前記ブランクディスクから前記レジスト柱を除去し、その後前記ブランクディスク上の前記アイランドの上に磁気記録材料の層を堆積する工程、をさらに含む請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【請求項２１】
前記ブランクディスク表面の上にポリマレジスト層を堆積する工程の前に、前記ブランクディスク表面の上に磁気記録材料の連続層を堆積する工程を、さらに含む請求項１２に記載のパターン化磁気記録ディスクの製作方法であって、
前記ブランクディスクの前記露出した空間部をエッチングする工程は磁気記録材料の前記層の前記露出した空間部をエッチングすることを含み、その後、磁気記録材料の前記層から前記レジスト柱を除去して、前記ブランクディスク上に磁気記録材料の層を有する複数の個別のアイランドを残す工程を、さらに含むパターン化磁気記録ディスクの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的にはビットパターン媒体（ＢＰＭ：ｂｉｔ−ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｍｅｄｉａ）磁気記録ディスクに関し、具体的にはナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ：ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）を使用してディスクを製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビットパターン媒体（ＢＰＭ）とも呼ばれるパターン化磁気記憶媒体（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｍｅｄｉａ）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するために提案された。ＢＰＭ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る小さな隔離されたデータアイランドにパターン化される。ＢＰＭディスクは、磁化領域の磁化方向が記録層に対し垂直またはその面外である垂直磁気記録ディスクであってもよい。パターン化データアイランドの必要な磁気絶縁を実現するために、アイランド間の空間部の磁気モーメントはこれらの空間部を本質的に非磁性にするために破壊または大幅に低減されなければならない。
【０００３】
ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）はＢＰＭディスク上に所望のパターンのアイランドを形成するために提案された。ＮＩＬは、所望のナノスケールパターンを有するマスタテンプレートまたは成形型によりインプリントレジスト層を変形させることに基づく。マスタテンプレートは電子ビームツール等の高解像度リソグラフィツールにより製作される。パターン化される基板は、石英、ガラス、またはシリコンのようなエッチング可能材料で形成されたブランクディスク、あるいは連続層としてその上に形成された磁気記録層を有するブランクディスクであってもよい。次に、基板はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のような熱可塑性ポリマ等のインプリントレジストでスピンコートされる。ポリマは次に、そのガラス遷移温度より高い温度で加熱される。この温度では、熱可塑性レジストは粘着性になり、比較的高い圧力でテンプレートからインプリントすることによりナノスケールパターンがインプリントレジスト上に複製される。ポリマが冷却されると、テンプレートは、インプリントレジスト上にテンプレートとは逆のナノスケールパターンの凹部と空間部を残してインプリントレジストから除去される。熱可塑性ポリマの熱的硬化の代替として、紫外線（ＵＶ）光により硬化可能なポリマをインプリントレジストとして使用することができる。
【０００４】
インプリントレジストが基板上にパターン化された後、基板はパターン化インプリントレジストをマスクとして使用することによりエッチングされ、レジストは除去される。基板がその上に既に形成された磁気記録層（および任意の下層またはシード層）を有するブランクディスクであれば、インプリントレジストマスクによるエッチングは所望のパターンのデータアイランドと非磁性空間部を残して記録層の一部を除去する。基板が単なるブランクディスクであれば、インプリントレジストマスクによるエッチングは柱と凹部のパターンを残してブランクディスクの一部を除去する。次に、任意の下層またはシード層の材料と記録層の磁性材料とが柱と凹部の上にスパッタ蒸着される。この結果、所望パターンの磁気データアイランド（柱上に）および非磁性空間部（凹部内に）を生じる。凹部は、読み取りまたは書き込みに悪影響を及ぼさないように読み取り／書き込みヘッドから十分に遠くまで凹まされてもよいし、あるいは凹部を非磁性にするために添加材料で「非活性化（ｐｏｉｓｏｎｅｄ）」されてもよい。
【０００５】
ＢＰＭディスクのナノインプリンティングは非特許文献１と非特許文献２に記載されている。
【０００６】
テラバイト／平方インチ（Ｔｂ／ｉｎ２）の面記憶密度を実現するために、アイランドの横方向寸法とアイランド間の非磁性空間部は極めて小さいこと（例えば、約１０〜３０ｎｍ）が要求される限界寸法である。さらに、これらの横方向寸法は小さな公差範囲内で制御されなければならない。これはＮＩＬ処理の極めて精密な制御を必要とする。
【０００７】
ＮＩＬをこれらの小さな寸法と公差で難しくする問題の１つは、インプリントレジスト特徴寸法が通常、エッチングされた基板内の所望寸法を有する特徴部を製作するのに必要な理想寸法より小さいということである。これはマスタテンプレート内の凹部を互いに余り接近させることができないためである。したがって特徴寸法を小さくする凹部間必要最小間隔が必要となる。さらに、インプリントレジストは通常、硬化されると体積が縮小し、その結果インプリントされたレジスト特徴寸法はテンプレート内の凹部の寸法より小さくなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｂａｎｄｉｃ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍｅｄｉａ：ｉｍｐａｃｔ  ｏｆ  ｎａｎｏｓｃａｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  ｏｎ  ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｄｒｉｖｅｓ“，Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓ７＋Ｓｕｐｐｌ．Ｓ，ＳＥＰ  ２００６
【非特許文献２】Ｙａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｏｗａｒｄ  １Ｔｄｏｔ／ｉｎ２  ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ｆｏｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｂｉｔ−ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｍｅｄｉａ：Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ  ａｎｄ  ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ“，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ２６（６），Ｎｏｖ／Ｄｅｃ  ２００８），ｐｐ．２６０４−２６１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
必要とされるのは、ＮＩＬを使用するがインプリントレジスト特徴寸法の拡大を可能にするＢＰＭディスクの製作方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ＮＩＬを使用することによりＢＰＭディスクを製作する方法であって、インプリントレジストがＮＩＬによりパターン化された後にインプリントレジスト特徴部の寸法を拡大する方法に関する。インプリントレジスト材料の層はほぼ平坦な表面を有する基板上に堆積される。インプリントレジスト層は次に、ＮＩＬによりパターン化され、その結果複数の離間されたレジスト柱を生じる。レジスト柱のそれぞれは、基板表面の面と平行な横方向寸法を有する上部と、上部の横方向寸法より大きな基板表面の面と平行な横方向寸法を有する基部と、上部から基部まで概して傾斜した側壁と、を有する。フルオロカーボンポリマのような材料の被覆層が次に、傾斜したレジスト柱側壁の上を含むパターン化されたレジスト層の上に堆積される。これによりレジスト柱の横方向寸法を拡大する。被覆層は次に、レジスト柱間の空間部内の基板を露出させる一方で傾斜したレジスト柱側壁上に被覆層を残すために、基板表面にほぼ垂直な方向にエッチングされる。こうして傾斜したレジスト柱側壁上に被覆層を有するレジスト柱は横方向寸法が広げられ、次に基板のエッチングのマスクとして使用され、複数の離間された基板柱を残す。基板柱は、拡大されたレジスト柱の横方向寸法とほぼ等しい横方向寸法を有する上部を有する。
【００１１】
基板はその上に既に形成された磁気記録層（および任意の下層またはシード層）を有するブランクディスクであってもよいので、マスクによるエッチングは所望のパターンのデータアイランドおよび非磁性空間部を残して記録層の一部を除去する。あるいは基板は単にブランクディスクであってもよいので、マスクによるエッチングは離散したアイランドと凹部のパターンを残してブランクディスクの一部を除去する。エッチングされたブランクディスクからインプリントレジスト材料を除去した後、任意の下層またはシード層の材料と記録層の磁性材料とがアイランドと凹部の上にスパッタ蒸着される。
【００１２】
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】
【００１３】
【図１】ビットパターン媒体（ＢＰＭ）磁気記録ディスクを有する磁気記録ディスク駆動装置の平面図である。
【図２】データアイランドの詳細な配置を示すＢＰＭディスクの拡大された部分の平面図である。
【図３Ａ】ＢＰＭディスクを製作するためのナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）の先行技術方法を示す。
【図３Ｂ】ＢＰＭディスクを製作するためのナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）の先行技術方法を示す。
【図３Ｃ】ＢＰＭディスクを製作するためのナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）の先行技術方法を示す。
【図４Ａ】ＮＩＬにより形成されるインプリントレジスト柱の特徴寸法を増加するための本発明による方法の実施形態を示す。
【図４Ｂ】ＮＩＬにより形成されるインプリントレジスト柱の特徴寸法を増加するための本発明による方法の実施形態を示す。
【図４Ｃ】ＮＩＬにより形成されるインプリントレジスト柱の特徴寸法を増加するための本発明による方法の実施形態を示す。
【図５Ａ】基板上のパターン化インプリントレジスト層の平面視の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像であり、図４Ａに図式的に示された構造に対応する。
【図５Ｂ】フルオロカーボンポリマ被覆層の堆積後の図５Ａのパターン化インプリントレジスト層の平面視のＳＥＭ像であり、図４Ｂに図式的に示された構造に対応する。
【図６Ａ】ＮＩＬにより形成されるインプリントレジスト柱の特徴寸法を増加させるための本発明による方法の別の実施形態を示す。
【図６Ｂ】ＮＩＬにより形成されるインプリントレジスト柱の特徴寸法を増加させるための本発明による方法の別の実施形態を示す。
【図６Ｃ】ＮＩＬにより形成されるインプリントレジスト柱の特徴寸法を増加させるための本発明による方法の別の実施形態を示す。
【図６Ｄ】ＮＩＬにより形成されるインプリントレジスト柱の特徴寸法を増加させるための本発明による方法の別の実施形態を示す。
【図７】本発明に従って製作されたインプリントレジストマスクを使用してエッチングされたブランクディスクの断面図を示す。
【図８Ａ】本発明に従って製作されたインプリントレジストマスクを使用してエッチングする前にその上に形成された垂直磁気記録層（ＲＬ）を有するブランクディスクを含む基板の断面図である。
【図８Ｂ】本発明に従って製作されたインプリントレジストマスクを使用してエッチングされた後の図８Ａの基板を有する完成したＢＰＭディスクの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、パターン化媒体磁気記録ディスク１０２を有するパターン化媒体磁気記録ディスク駆動装置１００の平面図である。駆動装置１００は、アクチュエータ１３０を支持する筐体または基部１１２と、磁気記録ディスク１０２を回転させるための駆動モータと、を有する。アクチュエータ１３０は、硬質アーム１３１を有し矢印１３３により示すようにピボット１３２を中心として回転するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）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１３１の端に取り付けられた一端を有するサスペンション１３５と、サスペンション１３５の他端に取り付けられた空気軸受スライダ１２０などのヘッドキャリヤと、を含む。サスペンション１３５は、スライダ１２０がディスク１０２の表面の極近傍に維持されるようにし、ディスク１０２が矢印２０の方向に回転するにつれてディスク１０２により生成される空気軸受上でのスライダ１２０の「上下動」と「転がり」を可能にする。当該技術領域では周知のように、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、スライダ１２０の後端部上の一連の薄膜および構造体としてパターン化された一体化読み取り／書き込みヘッドとして形成される。スライダ１２０は通常、アルミナ／炭化チタン（Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ）の化合物等の複合材料で形成される。関連するスライダと読み取り／書き込みヘッドと共に１つのディスク面だけが図１に示されるが、通常は、スピンドルモータにより回転されるハブ上に積層された複数のディスクが存在し、各ディスクの各表面に関連する個別のスライダおよび読み取り／書き込みヘッドを有する。
【００１５】
パターン化媒体磁気記録ディスク１０２は、ディスク基板と、ディスク基板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は半径方向に離間された円形トラック１１８内に配置されるが、図１ではディスク１０２の内径と外径近くのいくつかのアイランド３０と代表的なトラック１１８だけを示す。アイランド３０は円形状を有するものとして描かれているが、アイランドは他の形状（例えば、ほぼ矩形または楕円形）を有してもよい。ディスク１０２が矢印２０の方向に回転すると、アクチュエータ１３０の動きにより、スライダ１２０の後端部の読み取り／書き込みヘッドはディスク１０２上の異なるデータトラック１１８にアクセスできるようになる。
【００１６】
図２は、先行技術による１つのタイプのパターンにおけるディスク基板の表面上のデータアイランド３０の詳細な配置を示すディスク１０２の拡大部分の上面図である。アイランド３０は磁化可能記録材料を含み、トラック１１８ａ〜１１８ｅにより示すように半径方向またはトラック横断方向に離間された円形トラック内に配置される。トラックは通常、固定のトラック間隔ＴＳにより均等に離間される。トラック内のデータアイランド間の間隔はトラック１１８ａ内のデータアイランド３０ａと３０ｂ間の距離ＩＳにより示される。トラック１１８ａと１１８ｂにより示すように隣接トラックは距離ＩＳ／２だけ互いにずらされている。各アイランドはディスク１０２の面と平行な横方向寸法Ｗを有し、アイランドが円形の形状を有する場合Ｗは直径である。アイランドは他の形状（例えば、ほぼ矩形、長円形または楕円形）を有してもよく、この場合、寸法Ｗは非円形アイランドの最小寸法（例えば、矩形アイランドの小さい側の辺）と考えてもよい。隣接アイランドは横方向寸法Ｄの間隔で非磁性空間部により分離される。Ｄの値はＷの値より大きくてもよい。
【００１７】
図２に示すようなＢＰＭディスクは、アイランド３０内の磁化可能記録材料内の磁化方向がアイランド内の記録層に対して平行またはその面内である水平磁気記録ディスク、あるいは磁化方向がアイランド内の記録層に対して垂直またはその面外である直磁気記録ディスクであってもよい。パターン化データアイランド３０の必要な磁気絶縁を実現するために、アイランド３０間の領域または空間部の磁気モーメントはこれらの空間部を実質的に非磁性にするために除去または大幅に低減されなければならない。用語「非磁性」は、アイランド３０間の空間部が誘電体等の非強磁性の材料、あるいは印加磁界が存在しない場合に実質的に残留モーメントを有しない材料、あるいは読み取りまたは書き込みに悪影響を及ぼさないようにアイランド３０より下方に十分に遠くまで凹まされたトレンチ内の磁性材料、で形成されていることを意味する。非磁性空間部はまた、磁性材料が無いこと（例えば、磁気記録層またはディスク基板内のトレンチまたは凹部）であってもよい。
【００１８】
図３Ａ−３Ｃには、ＢＰＭディスクを製作するためのナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）の先行技術方法を示す。図３Ａでは、連続インプリントレジスト層２０８が基板２００のほぼ平坦な表面２００ａ上に堆積される。インプリントレジスト層２０８は、ポリ−メタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等の任意の好適な熱可塑性高分子材料またはＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｉｍｐｒｉｎｔｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＭｏｎｏＭａｔ等のＵＶ硬化性ポリマで形成されてもよい。マスタディスクまたはテンプレート２３０はレジスト層２０８上に押し付けられる。マスタテンプレート２３０は横方向寸法Ｗを有する離間ピット２３１のパターンを有し、ピット同士は距離Ｄで離間される。図３Ｂは、テンプレート２３０を硬化させ除去した後のインプリントレジスト層２０８を示す。パターン化インプリントレジスト層２０８は下の基板内に複製されることになる柱２１１と凹部２１０のパターンを有する。ＮＩＬ処理の結果、レジスト層２０８は凹部２１０の下に残留レジスト材の領域２１２を有することになる。レジスト柱２１１は、上部２１１ａと、基部２１１ｂと、概ね傾斜した側壁を２１１ｃと、を有する。レジスト柱２１１はその基部２１１ｂにおいてＷにほぼ等しい横方向寸法（すなわち、基板表面２００ａと平行方向寸法）を有し、その基部２１１ｂにおいてＤにほぼ等しい横方向寸法だけ離間される。パターン化されたレジスト層２０８は次に、ブランクディスクあるいはその上に形成された記録層と下層を有するブランクディスクであってもよい下の基板２００をエッチングするためにマスクとして使用される。エッチングされた基板２００を図３Ｃに示す。基板２００はＷにほぼ等しい横方向寸法の上部２４０ａを有する基板柱２４０を有し、基板柱２４０はほぼ距離Ｄだけ離間される。基板柱上部２４０ａは基板表面２００ａの一部である（図３Ｂ）。
【００１９】
ＮＩＬ製作法における問題の１つは、データアイランドとそれらの間隔の極小の限界寸法を精密に制御する必要性の結果として発生する。例えばテラバイト／平方インチ（Ｔｂ／ｉｎ２）の面記憶密度を実現するために、アイランドの横方向寸法Ｗ（すなわち円形状アイランド３０（図２）の直径）は１０〜３０ｎｍ、アイランド間の間隔の横方向寸法Ｄは５〜３０ｎｍであってもよく、可能性の高いＷとＤの値は５〜２０ｎｍである。より重要なことは、完成したパターン化ディスクにおいて、小さな公差範囲内でデータアイランドのすべては同じＷの値を有しかつアイランド間のすべての間隔は同じＤの値を有しなければならない。
【００２０】
ＮＩＬでは、所望の理想寸法より概して小さいインプリントレジスト特徴寸法（すなわち、レジスト柱の寸法）となるいくつかの要因が存在する。マスタテンプレート２３０内の孔または凹部２３１（図３Ａ）は互いに余り接近させることができない、すなわちこれらはテンプレートの製作中に連結される可能性がある。したがってテンプレート内の２つの隣接する凹部間の最少必要間隔があり、これにより特徴寸法が低減される。さらに、インプリントレジストは通常は硬化されると体積が縮小し、その結果インプリントされたレジスト特徴寸法はテンプレート内の凹部の寸法より小さくなる。また、レジスト柱２１１は傾斜した側壁２１１ｃしたがってほぼ台形の断面（図３Ｂ）を有する。基板をパターン化するエッチング工程中、パターン化インプリントレジスト層をマスクとして使用することによりレジスト柱の高さは低減されレジスト柱側壁の一部は除去され、その結果特徴寸法が低減される可能性がある。
【００２１】
本発明では、ＷとＤの所望値を有するデータアイランドを有する完成したＢＰＭディスクは、インプリントレジストがＮＩＬによりパターン化された後のレジスト柱の特徴寸法を増加することにより得られる。本発明による方法の実施形態を図４Ａ〜４Ｃに示す。図４Ａは、マスタテンプレートを硬化させ除去した後の基板２００の表面２００ａ上のインプリントレジスト層３０８を示す。パターン化インプリントレジスト層３０８は、凹部３１０下の残留レジスト材の領域３１２を有する柱３１１と凹部３１０とのパターンを有する。インプリントレジスト層３０８は、約５〜１０ｎｍの残留レジスト領域３１２の厚さを含め２０〜３０ｎｍの合計厚を有してもよい。レジスト柱３１１は上部３１１ａと基部３１１ｂと概ね傾斜した側壁を３１１ｃとを有する。レジスト柱３１１は、その基部３１１ｂにおいてＷｉにほぼ等しい横方向寸法（すなわち、基板表面２００ａと平行方向寸法）を有し、その基部３１１ｂにおいてＤｉにほぼ等しい横方向寸法だけ離間される。ここで、ＷｉとＤｉは、マスタテンプレート内の同様な寸法に由来するこれらの寸法の初期値である。
【００２２】
図４Ｂでは、被覆層３５０が、レジスト柱側壁を３１１ｃ含むレジスト柱３１１の上におよび残留レジスト材３１２上の凹部３１０内に堆積される。被覆層３５０は、Ｃ４Ｆ８またはＣ４Ｆ６のようなフルオロカーボン（ＣｘＦｙ）ガスのプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）により堆積されてもよいフルオロカーボンポリマであってもよい。被覆層はまたＰＥＣＶＤにより堆積される炭素または炭化水素ポリマであってもよい。被覆層３５０はレジスト柱上部３１１ａ上におよび凹部３１０の残留レジスト領域３１２上に厚さＴまで堆積される。厚さＴは５〜１０ｎｍであってもよい。しかしながらレジスト柱３１１側壁ｃ上の被覆層３５０の厚さｔは通常、ＰＥＣＶＤ処理と側壁３１１ｃの傾斜の結果としてＴより薄い。
【００２３】
図４Ｃでは、基板表面２１０ａに直角の指向性エッチが、凹部３１０内の被覆層および残留レジスト領域と、レジスト柱の上部から被覆層と、レジスト柱３１１の上部からレジストの一部と、を除去し凹部３１０内の基板表面２００ａを露光させた。エッチングは酸素（Ｏ２）プラズマ中のリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によって行われてもよい。ＲＩＥはまたＣＯ２または水素／アルゴン混合物のような酸素以外のガスで行われてもよい。ＲＩＥ中、大きな電圧差が２つの電極（そのうちの１つは基板２００を支持するプラテン）間に発生し、その結果基板に向かうイオンが生じ被覆層材料とレジスト材料と反応する。インプリントレジスト材料と被覆層材料は著しく異なるエッチング速度を有してはならない。それらのエッチング速度は約５０％の範囲内にあることが望ましい。すなわち、速いエッチング速度を有する材料のエッチング速度は遅いエッチング速度を有する材料の１．５倍以下でなければならない。これにより柱の上面が適度に平坦であるということを保証する。インプリントレジスト材料が被覆層材料よりはるかに速くエッチングされると、得られたレジスト柱はその周辺部にリング状柵を有することになる。被覆層材料がインプリントレジスト材料より速くエッチングされると、得られた柱は中心に高い部分を有する２段の断面形状を有することになる。
【００２４】
しかしながらエッチングは基板表面２００ａに対して直角であるので、被覆層の一部だけがレジスト柱側壁３１１ｃから除去されており、側壁上の残りの被覆層は約αｔの壁厚を有する。ここでαはエッチング後に残るｔのある割合である。したがってレジスト柱３１１は、基部３１１ｂにおいて被覆層壁厚の約２倍だけ横方向寸法が広げられ、すなわち拡大され、基部３１１ｂにおいて横方向寸法Ｗｆを有する。ここでＷｆはＷｉ＋２αｔにほぼ等しい。レジスト柱は今やその基部３１１ｂにおいてＤｆにほぼ等しい横方向寸法だけ離間される。ｔとαの値は、実験的に決定することができる。これらの値は、ＷｉとＤｉの所望値を有するマスタテンプレートを設計しレジスト柱３１１の最適拡大寸法を実現するために使用することができる。元のインプリントレジスト柱の寸法Ｗｉはインプリントテンプレート制限とレジスト収縮により決定される。最終のインプリントレジスト柱の寸法Ｗｆは、所望データ密度を提供する柱の最適横方向寸法があるので、所望磁気記録性能から決定される。堆積条件を調整することにより被覆層の厚さｔを調整することができる。Ｗｆ＝Ｗｉ＋２αｔであるので、ｔ＝（Ｗｆ−Ｗｉ）／（２α）となるようにｔを選択することができる。補正係数αは、実験的に決定することができる。あるいは、一連の実験を異なる被覆層厚さ（例えばｔ１、ｔ２、ｔ３等）で実行することができ、Ｗｆの所望値を与える最良の厚さが選択される。図４Ｃに示す得られたパターン化レジスト３０８は基板２００のエッチング用マスクである。したがって基板２００のエッチング後、基板柱の上部（図３Ｃの先行技術における柱２４０のような）は、基板表面２００ａに対しほぼ同一平面上となり、拡大されたレジスト柱３１１の基部３１１ｂの横方向寸法Ｗｆにほぼ等しい横方向寸法を有することになる。
【００２５】
図５Ａは、基板上のパターン化インプリントレジスト層の平面視の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像であり、図４Ａに図式的に描かれた構造体に対応する。白点はレジスト柱であり、基部において１３〜１６ｎｍの横方向寸法Ｗｉと２０〜２３ｎｍの間隔Ｄｉとを有する。図５Ｂは、フルオロカーボンポリマ被覆層の堆積後の図５Ａのパターン化インプリントレジスト層の平面視のＳＥＭ像であり、図４Ｂに図式的に描かれた構造体に対応する。被覆層はＣ４Ｆ６のＰＥＣＶＤにより約４０秒間堆積された。白点は上部に被覆層を有するレジスト柱であり、基部において約Ｗｉ＋２ｔ（１９〜２３ｎｍの横方向寸法）と４〜１７ｎｍの間隔Ｄとを有する。
【００２６】
図６Ａ−６Ｄは、ＮＩＬにより形成されるインプリントレジスト柱の特徴寸法を増加させるための本発明による方法の別の実施形態を示す。図６Ａは図４Ａと同一であり、マスタテンプレートを硬化させ除去した後のインプリントレジスト層３０８を示す。図６Ｂは、残留レジスト領域３１２と柱３１１の上部のレジスト材料の一部とを除去して基板表面２００ａを露出させるための酸素プラズマ中の指向性ＲＩＥ後のパターン化されたレジストを示す。図６Ｃでは、被覆層３５０は、レジスト柱側壁３１１ｃを含むレジスト柱３１１の上に、および凹部３１０内の基板表面上に堆積される。図６Ｄでは、基板表面２１０ａに直角の指向性エッチは、レジスト柱の上部からおよび凹部３１０から被覆層を除去し凹部３１０内の基板表面２００ａを露出させる。しかしながら図４Ｃのように、エッチングは基板表面２００ａに対して直角であるので、被覆層の一部だけがレジスト柱側壁３１１ｃから除去された。したがってレジスト柱３１１は基部３１１ｂにおける横方向寸法が広げられた、すなわち拡大された。図６Ｄに示す得られたパターン化レジスト３０８は基板２００のエッチング用マスクである。したがって基板２００のエッチング後、基板柱の上部（図３Ｃの先行技術における柱２４０のような）は、基板表面２００ａに対しほぼ同一平面上となり、拡大されたレジスト柱３１１の基部３１１ｂの横方向寸法Ｗｆにほぼ等しい横方向寸法を有することになる。
【００２７】
上述の本発明の方法は、全体のディスク製作工程時間にほとんど影響を与えること無く実行することができ、このことはパターン化媒体ディスクの大量生産にとって重要である。被覆層を堆積させ１分未満でエッチングを行なう能力は重要である。好ましい製作工程は、ディスクを運搬すること無く堆積とエッチングが両方とも同じチャンバ内で行なわれる製作工程である。あるいは製作工程は、堆積が１つのチャンバ内で行われエッチングが第２のチャンバ内で行われ、真空を破ること無くディスクは第２のチャンバに運搬される一連のチャンバを使用することができる。
【００２８】
前述のように、パターン化される基板２００は石英、ガラス、またはシリコンのようなエッチング可能材料で形成されたブランクディスク、あるいは連続層としてその上に形成された磁気記録層を有するブランクディスクであってもよい。図７は、柱４００と凹部４０１のパターンを作成するために図４Ｃまたは図６Ｄに描かれるように本発明に従って製作されたインプリントレジストマスクを使用してエッチングされたブランクディスク２００の断面図を示す。ブランクディスク２００は石英、ガラス、またはシリコンで形成されたものなど任意の従来のブランクディスクであってもよい。磁性体層４０２（例えば、垂直磁気異方性を有するＣｏＰｔＣｒ合金）は、柱４００の上の基板表面２００ａ上のエッチングされたブランクディスク２００上および凹部４０１内に堆積される。１つまたは複数のシード層または下層（図示せず）が磁性体層４０２の堆積前のブランクディスク２００上に堆積されてもよい。磁性体層は約１０〜５０ｎｍの範囲の典型的な厚さを有する。非晶質炭素保護膜等の保護膜４１２が磁性体層４０２の上に堆積される。次に凹部４０１はディスク面を平坦化するためにＳｉＯ２のような充填材４１０で充填されてもよい。このとき液体の潤滑材層４１４が、平坦化されたディスク面の上に塗布されてもよい。
【００２９】
図８Ａは、図４Ｃまたは図６Ｄに示すインプリントレジストマスクを使用するエッチングの前にその上に形成された垂直磁気記録層（ＲＬ：ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を有するブランクディスクを含む基板２００の断面図である。ディスク駆動装置書き込みヘッドからの書き込み磁場の磁束戻り経路として機能するように任意の軟磁性下層（ＳＵＬ：ｓｏｆｔ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｕｎｄｅｒｌａｙｅｒ）をＲＬの下に配置してもよい。ＳＵＬの堆積前に、ＳＵＬの成長のための粘着層またはオンセット層（ＯＬ：ｏｎｓｅｔ  ｌａｙｅｒ）をブランクディスク上に堆積してもよい。交換遮断層（ＥＢＬ：ｅｘｃｈａｎｇｅ−ｂｒｅａｋ  ｌａｙｅｒ）が通常、ＳＵＬの透磁性膜とＲＬとの間の磁気交換結合を遮断するとともにＲＬのエピタキシャル成長を容易にするためにＳＵＬの上に配置される。図８Ｂには、図８Ａの基板２００を有する完成したＢＰＭディスクの断面図を示す。インプリントレジストをマスクとして使用する図８Ａの基板２００のエッチングは、上面２００ａと共にＲＬ材料の柱４００を残し凹部４０１を形成した。凹部４０１は平坦化材料４１０で充填される。非晶質炭素保護膜等の保護膜４１２が平坦化表面の上に堆積され、次に液体潤滑材層４１４がディスク保護膜４１２の上に塗布されてもよい。
【００３０】
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】
【００３１】
Ｄ  間隔
Ｄｉ  初期間隔
Ｄｆ  最終間隔
ＥＢＬ  交換遮断層
ＩＳ  データアイランド間距離
ＯＬ  オンセット層
ＲＬ  記録層
ＳＵＬ  軟磁性下層
ｔ、Ｔ  厚さ
ＴＳ  トラック間隔
Ｗ  横方向寸法
Ｗｉ  初期横方向寸法
Ｗｆ  最終横方向寸法
２０、１３３  矢印
３０、３０ａ、３０ｂ  データアイランド
１００  パターン化媒体磁気記録ディスク駆動装置
１０２  パターン化媒体磁気記録ディスク
１１２  基部
１１８、１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄ、１１８ｅ  トラック
１２０  空気軸受スライダ
１３０  アクチュエータ
１３１  アクチュエータアーム
１３２  ピボット
１３５  サスペンション
２００  基板
２００ａ  上面
２０８  インプリントレジスト層
２１０  凹部
２１１  柱
２１１ｂ  上部
２１１ｂ  基部
２１１ｃ  側壁
２１２  残留レジスト材領域
２３０  テンプレート
２３１  凹部
２４０  基板柱
２４０ａ  基板柱上部
３０８  パターン化レジスト
３１０  凹部
３１１  レジスト柱
３１１ａ  レジスト柱上部
３１１ｂ  レジスト柱基部
３１１ｃ  レジスト柱側壁
３１２  残留レジスト領域
３５０  被覆層
４００  柱
４０１  凹部
４０２  磁性体層
４１０  平坦化材料
４１２  保護膜
４１４  液体潤滑材層
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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