(57)【要約】【課題】パターン化磁気記録ディスクをナノインプリントするための放射状非データマークを有するマスタディスクを作製するためのブロック共重合体を使用する方法を提供する。【解決手段】  パターン化メディア磁気記録ディスクをナノインプリントするためのマスタディスクを作製する方法は、データアイランドと非データ領域の両方のパターンを有する。本方法は、ブロック共重合体（ＢＣＰ）成分の１つの隙間領域のパターンだけでなくほぼ放射状の線のパターンおよび／またはほぼ同心のリングを形成するためにブロック共重合体（ＢＣＰ）の誘導自己組織化を利用する。線および／またはリングのパターンは基板に垂直なラメラとして位置合わせされたＢＣＰ成分を有し、一方、隙間領域のパターンは基板に平行なラメラとして位置合わせされたＢＣＰ成分を有する。ＢＣＰ成分の１つは除去され、他のＢＣＰ成分をエッチマスクとして残す。【選択図】図６Ｇ
2013097863.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するマスタディスクを作製するためのブロック共重合体（ＢＣＰ）を使用する方法であって、
基板を設ける工程と、
前記基板上に重合体中立層を堆積する工程と、
前記中立層を縞と隙間領域のパターンにパターン化する工程であって、前記縞はほぼ均等に離間されてほぼｎＬ０の縞ピッチを有し、ｎは２以上の整数であり、Ｌ０はＢＣＰのバルク周期であり、前記隙間領域は２Ｌ０より大きな隙間幅を有する、工程と、
前記パターン化された中立層上にバルク周期Ｌ０を有するＢＣＰを形成する工程であって、前記ＢＣＰは、前記縞により誘導され、第１の成分と第２の成分が前記基板に垂直なラメラとして配置され且つ交互になっている前記ＢＣＰに自己組織化し、前記ＢＣＰは、第１の成分と第２の成分が前記基板に平行なラメラとして配置され且つ交互になっている前記ＢＣＰとして前記隙間領域内に自己組織化する、工程と、
前記基板上に前記第１の成分を残して前記第２の成分を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記基板はマスタディスクの作製のための成形型基板であり、
マスクとして前記ＢＣＰの前記第１の成分を使用して前記成形型基板をエッチングする工程と、
前記ＢＣＰの前記第１の成分の前記パターンに対応するパターンを有する成形型として前記成形型基板を残して前記ＢＣＰの前記第１の成分を除去する工程と、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記縞のパターンは中心の周りのほぼ放射状の縞のパターンであり、
前記ＢＣＰは、前記縞により誘導され、第１の成分と第２の成分が交互になっている前記ＢＣＰのほぼ放射状の線に自己組織化し、
前記隙間領域は、ほぼ半径方向に向いた隙間であり、
前記隙間幅は、前記半径方向に向いた隙間の円周方向幅である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記放射状の縞は、ほぼ弧状の形を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記縞のパターンは中心の周りのほぼ同心の縞のパターンであり、
前記ＢＣＰは、前記縞により誘導されて、第１の成分と第２の成分が交互になっている前記ＢＣＰのほぼ同心のリングに自己組織化し、
前記隙間領域は、ほぼ半径方向に向いた隙間であり、
前記隙間幅は前記半径方向に向いた隙間の円周方向幅である、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記同心の縞のパターンは、第１のパターンの同心状縞と、前記第１のパターンの同心状縞に対して半径方向にずらされた第２のパターンの同心状縞と、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ＢＣＰはバルク周期Ｌ０を有し、前記半径方向のずれはｘＬ０であり、−０．５≦ｘ≦０．５である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記中立層をパターン化する工程は、前記基板を露出するために前記中立層の一部を除去することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記中立層をパターン化する工程は、前記中立層の一部を化学的に変えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記パターン化された中立層上にＢＣＰを形成する工程は、
ＢＣＰの層を堆積することと、
前記第１の成分と第２の成分に相分離を引き起こすために前記堆積したＢＣＰをアニールすることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＢＣＰはポリスチレン（ＰＳ）とポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）の共重合体である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
磁気記録ディスクをインプリントする際に使用するマスタディスクを作製する方法であって、
請求項３に記載の方法を使用して第１の成形型を作製する工程と、
請求項５に記載の方法を使用して第２の成形型を作製する工程と、
マスタディスク基板を設ける工程と、
前記マスタディスク基板上にレジスト材料の層を形成する工程と、
前記第１の成形型と前記第２の成形型のうちの１つによって前記レジスト材料にインプリントして、前記マスタディスク基板上に第１のパターンのレジスト材料を形成する工程と、
エッチマスクとして前記第１のパターンを使用して前記マスタディスク基板をエッチングする工程と、
前記第１の成形型と前記第２の成形型の他方によって前記レジスト材料にインプリントして、前記マスタディスク基板上に第２のパターンのレジスト材料を形成する工程と、
前記マスタディスク基板をエッチングする工程と、
前記レジスト材料を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項１３】
磁気記録ディスクをインプリントする際に使用するマスタディスクを作製するためのブロック共重合体（ＢＣＰ）を使用する方法であって、
基板を設ける工程と、
前記基板上に第１の重合体の中立層を堆積する工程と、
前記第１の中立層を、ほぼ均等に離間され、約ｎＬｒａｄの縞ピッチを有する第１のパターンの縞にパターン化する工程であって、ｎは２以上の整数であり、Ｌｒａｄは第１のＢＣＰのバルク周期Ｌ０である、工程と、
前記パターン化された第１の中立層上にバルク周期Ｌｒａｄを有する第１のＢＣＰを形成する工程であって、前記第１のＢＣＰは、前記第１のパターンの縞により誘導され、第１の成分と第２の成分が前記基板に垂直なラメラとして配置され且つ交互になっている前記第１のＢＣＰに自己組織化する、工程と、
前記基板上に第２の重合体の中立層を堆積する工程と、
前記第２の中立層を、ほぼ均等に離間され、約ｎＬｃｉｒｃの縞ピッチを有する第２のパターンの縞にパターン化する工程であって、ｎは２以上の整数であり、Ｌｃｉｒｃは第２のＢＣＰのバルク周期Ｌ０である、工程と、
前記パターン化された第２の中立層上にバルク周期Ｌｃｉｒｃを有する第２のＢＣＰを形成する工程であって、前記第２のＢＣＰは、前記第２のパターンの縞により誘導され、第１の成分と第２の成分が前記基板に垂直なラメラとして配置され且つ交互になっている前記第２のＢＣＰに自己組織化する、工程と、を含み、
前記第１のパターン化された中立層と前記第２のパターン化された中立層の１つは、２Ｌ０より大きな隙間幅を有する隙間領域を含み、
前記パターン化された中立層上の前記ＢＣＰは、第１の成分と第２の成分が前記基板に平行なラメラとして配置され且つ交互になっている前記ＢＣＰとして前記隙間領域内に自己組織化する、方法。
【請求項１４】
前記パターン化された第２の中立層上における前記第２の中立層の前記堆積とパターニングと前記第２のＢＣＰの形成は、前記パターン化された第１の中立層上の前記第１のＢＣＰの前記堆積とパターニングと前記第１の中立層の形成の前に行なわれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の縞のパターンは中心の周りのほぼ放射状の縞のパターンであり、
前記第１のＢＣＰは、前記縞により誘導され、第１の成分と第２の成分が交互になっている前記第１のＢＣＰのほぼ放射状の線に自己組織化し、
前記第２の縞のパターンは中心の周りのほぼ同心の縞のパターンであり、
前記第２のＢＣＰは、前記縞により誘導され、第１の成分と第２の成分が交互になっている前記第２のＢＣＰのほぼ同心のリングに自己組織化する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のパターン化された中立層は隙間領域を含み、
前記隙間領域は、前記放射状の線間の半径方向に向いた隙間であり、
前記隙間幅は、前記半径方向に向いた隙間の円周方向幅である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のパターン化された中立層は隙間領域を含み、
前記隙間領域は、前記同心のリングをリング部分に分離するほぼ円周方向の隙間領域であり、
前記隙間幅は、前記円周方向の隙間領域の円周方向幅である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
第２の重合体中立層を堆積する前に前記第１のＢＣＰ成分の１つを除去し、前記第１のＢＣＰ成分の他方の上に保護層を堆積する工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の中立層をパターン化する工程は、前記基板を露出するために前記第１の中立層の一部を除去することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の中立層をパターン化する工程は、前記第１の中立層の一部を化学的に変えることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記パターン化された第１の中立層上に第１のＢＣＰを形成する工程は、
第１のＢＣＰの層を堆積することと、
前記第１の成分と前記第２の成分に相分離を引き起こすために前記堆積された第１のＢＣＰをアニールすることと、
を含み、
前記パターン化された第２の中立層上に第２のＢＣＰを形成する工程は、
第２のＢＣＰの層を堆積することと、
前記第１の成分と前記第２の成分に相分離を引き起こすために前記堆積された第２のＢＣＰをアニールすることと、
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１のＢＣＰと前記第２のＢＣＰの少なくとも１つはポリスチレン（ＰＳ）とポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）の共重合体である、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
ＬｃｉｒｃはＬｒａｄより大きい、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、各データビットがディスク上の磁気的に絶縁されたデータアイランド内に格納されるパターン化メディア磁気記録ディスク（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ−ｍｅｄｉａ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｄｉｓｋ）に関し、特に、パターン化メディア磁気記録ディスクをナノプリントするために使用されるマスタディスクを作製するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターン化磁気記憶メディア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てきた。パターン化メディアでは、ディスク上の磁気記録層が、同心データトラック内に配置された小さな孤立データアイランド群にパターン化される。パターン化データアイランド同士の必要な磁気絶縁を得るためには、アイランド間のスペースの磁気モーメントはこれらのスペースを実質的に非磁性にするために消失されるかあるいは大幅に低減されなければならない。１つのタイプのパターン化メディアでは、データアイランドは「トレンチ」の上に延在する隆起領域または柱であり、磁性材料が柱とトレンチの両方を覆い、トレンチ内の磁性材は通常はシリコン（Ｓｉ）のような材料で「無力化する（ｐｏｉｓｏｎｉｎｇ）」ことにより非磁性にされる。別のタイプのパターン化メディアでは、最初に磁性材料が平ら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、データアイランドを囲む領域を切削、エッチング、またはイオン衝撃（ｉｏｎ−ｂｏｍｂａｒｄｉｎｇ）することにより形成される。パターン化メディアディスクは、磁化方向が記録層の面に平行または面内である水平磁気記録ディスク、あるいは磁化方向が記録層に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ってもよい。
【０００３】
パターン化メディアディスクを作製するための１つの提案された方法は、地形的表面パターンを有する、「スタンパ（ｓｔａｍｐｅｒ）」と呼ばれることもあるテンプレートまたはディスクによりナノインプリントすることによる。この方法では、表面上に重合体膜を有する磁気記録ディスク基板がテンプレートに押し付けられる。重合体膜は、テンプレートパターンの反転像を受け取り、ディスク上に柱を形成するための後続のディスク基板のエッチング用のマスクになる。１つのタイプのパターン化メディアでは、磁気記録ディスクに必要な磁性体層と他の層が、エッチング済みディスク基板上と柱の上部に堆積されて、パターン化メディアディスクを形成する。別のタイプのパターン化メディアでは、磁気記録ディスクに必要な磁性体層と他の層は最初に、平らなディスク基板上に堆積される。次に、ナノインプリンティングに関連して使用される重合体膜が、これらの層の上に押し付けられる。重合体膜は、テンプレートパターンの反転像を受け取り、下地層を後続の切削、エッチング、またはイオン衝撃するためのマスクになる。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。しかしながら、より可能性の高い手法は、ディスクに望まれる柱のパターンに対応する柱のパターンを有するマスタディスクを作製し、このマスタディスクを使用してレプリカテンプレートを作製することである。したがって、レプリカテンプレートは、マスタディスク上の柱のパターンに対応する凹部または穴のパターンを有することになる。レプリカテンプレートは次に、ディスクを直接インプリントするために使用される。パターン化メディアのナノインプリンティングについては、（非特許文献１）、（非特許文献２）に記載されている。
【０００４】
パターン化メディアでは、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またはアレイのビット・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、円周方向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インチ当たりビット（ＢＰＩ：ｂｉｔｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）の線形アイランド密度と、トラック横断方向のインチ当たりトラック（ＴＰＩ：ｔｒａｃｋｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）のトラック密度との比と同じである。ＢＡＲはまた、ビットセルの半径方向寸法とビットセルの円周方向寸法との比に等しい。データアイランドは、ビットセル内に配置される。ビットセルは、磁気データアイランドだけでなく、データアイランドとそのすぐ隣のデータアイランドとの間の非磁性スペースの半分も含む。データアイランドは、ＢＡＲに近いかあるいはそれより大きい可能性がある、半径方向長と円周方向幅の比（アイランド・アスペクト比（ＩＡＲ：ｉｓｌａｎｄ  ａｓｐｅｃｔ  ｒａｔｉｏ）とも呼ばれる）を有する。
【０００５】
マスタテンプレートまたはディスクの形成は困難だが魅力的な処理である。ガウスビーム回転ステージ電子ビームライタを利用する電子ビーム（ｅビーム）リソグラフィの使用は、約３５ｎｍのトラックピッチ（半径またはトラック横断方向のアイランド間間隔）を有する約１のＢＡＲと、約３５ｎｍのアイランドピッチ（円周方向またはトラックに沿う方向のアイランド間間隔）と、を有するパターン化メディアディスクをナノインプリントすることができるマスタディスクを作製することが可能な方法と考えられている。データアイランドが、１のＩＡＲに対してそれぞれ約２０ｎｍの半径方向長と円周方向幅とを有すれば、これらの寸法は通常、パターン化メディアディスクの面積ビット密度を約５００ギガビット／ｉｎ２に制限する。超高面積ビット密度（１テラビット／ｉｎ２を越える）を有するパターン化メディアディスクを実現するためには、約２０ｎｍのトラックピッチとアイランドピッチが必要とされる。しかしながら、ディスクのデータ領域に等しい領域の上にこれらの小さな寸法を有するパターン化メディアディスクをナノインプリントすることができるマスタディスクは、電子ビームリソグラフィの分解能では実際的ではないこともある。
【０００６】
マスタディスクを作製するためのブロック共重合体（ＢＣＰ：ｂｌｏｃｋ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）の有向自己組織化（ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）もまた提案されており、１テラビット／ｉｎ２を越えるビット面密度を実現することができるものと考えられている。本出願と同じ譲受人に委譲された特許（特許文献１）には、ブロック共重合体の有向自己組織化または誘導自己組織化（ｇｕｉｄｅｄ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）を利用して、マスタディスク基板上にほぼ放射状の線のパターンを形成し、続いて、従来のリソグラフィを利用して、放射状線の上に同心リングのパターンを形成することが記載されている。レジストとブロック共重合体成分の１つとを除去した後、基板は、他方のブロック共重合体成分の柱のパターンを有する。このパターンは次にエッチマスクとして使用され、基板を、同心データトラック内に配置された離散データアイランドを有するディスクをナノインプリントするためのパターンにエッチングする。
【０００７】
パターン化メディアディスクはまた、所望のデータトラック上に読み取り／書き込みヘッドを位置決めおよび維持するために使用されるサーボセクタ内のデータとマークの読み取りおよび／または書き込みのタイミングをとるために使用される同期マーク等の様々な種類の非データ領域を有するために必要とされる。これらの非データ領域は通常、データトラックの周囲の円周方向にちりばめられ、複数データトラックにわたって延在する。しかしながら、ＢＣＰの有向自己組織化は、同心トラックの繰り返しパターン内に配置された離散データアイランドを形成することができるだけであり、パターン化データアイランドと同時にパターン化非データ領域を形成することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，９７６，７１５Ｂ２号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【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】Ｔｅｒｒｉｓ  ｅｔ  ａｌ．，“ＴＯＰＩＣＡＬ  ＲＥＶＩＥＷ：Ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ａｎｄ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｓ  ｄａｔａ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉａ”，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３８（２００５）Ｒ１９９−Ｒ２２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、必要な高面積ビット密度とパターン化非データ領域とを有するパターン化メディア磁気記録ディスクを生成することができるマスタディスクと、それを作製する方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、データアイランドと非データ領域の両方に必要なパターンを有するマスタディスクを作製するためのＢＣＰの有向自己組織化を利用する方法に関する。マスタディスクは、パターン化データアイランドとして同時に形成される必要な非データ領域も有するパターン化メディアディスクを作製するナノインプリント処理において使用される。
【００１２】
本方法は、ＢＣＰ成分の１つの隙間領域のパターンだけでなくほぼ放射状の線および／またはほぼ同心のリングのパターンを形成するためにＢＣＰの誘導自己組織化を利用する。線および／またはリングのパターンは基板に垂直なラメラとして位置合わせされたＢＣＰ成分を有し、一方、隙間領域のパターンは基板に平行なラメラとして位置合わせされたＢＣＰ成分を有する。ＢＣＰ成分の１つは、最終マスタディスク、または最終マスタディスクを作製するために使用される２つの別個の成形型、のいずれかを作製するエッチマスクとして他方のＢＣＰ成分を残し、除去される。
【００１３】
本方法は、成形型基板またはマスタディスク基板上に、ＢＣＰブロックの１つが他方に対し強い濡れ親和性を示さない材料の重合体のほぼ中立な層を堆積する工程を含む。中立層は次にレジスト層で覆われる。電子ビーム工具は、放射状または同心状縞がＬ０（その後堆積される選択ＢＣＰの既知のバルク周期）のほぼ整数倍（ｎＬ０）である間隔または縞のピッチを有するように、レジスト層をパターン化する。電子ビーム工具はまた、隙間領域が、２Ｌ０より大きい所望の隙間幅を有するようにレジスト層をパターン化する。レジスト現像後、露出された中立層は次にエッチングされるあるいは化学的に変えられる。レジストは除去され、基板上に露出基板（または化学的に変えられた中立層材料）の放射状または同心状の縞と隙間領域のパターンを残す。縞と隙間領域の寸法のパターン化の結果として、ＢＣＰは、縞のパターン上の基板に垂直なラメラとしておよび隙間領域上の基板に平行なラメラとして、基板（または化学的に変えられた中立層材料）上に自己組織化する。
【００１４】
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されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術において説明したようなほぼ放射状の非データマークを有するパターン化メディアタイプの磁気記録ディスクを有するディスクドライブの上面図である。
【図２】ディスク基板の表面上の帯の１つの帯内のデータアイランドの詳細な配置を示すパターン化メディア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３】柱間にトレンチを有するディスク基板表面の上に延在する隆起および離間された柱としてデータアイランドを示す１つのタイプのパターン化メディアディスクの側面断面図である。
【図４】３つの環状帯内にパターン化非データ領域を有するパターン化メディアディスクの概略図である。
【図５】従来技術において提案されたような、いくつかのデータトラックに跨るパターン化非データ同期フィールドとパターン化非データサーボセクタとを有するパターン化メディアディスクの一部分を示す図である。
【図６Ａ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｂ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｃ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｄ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｅ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｆ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｇ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｈ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｉ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図６Ｊ】本発明によるマスタディスクを作製するのに使用される成形型を作製する連続的段階における成形型の１つの環状帯の小部分の図である。
【図７】本発明による、電子ビームにより同心棒と隙間領域内にパターン化された中立層を有する第２の成形型を示す上面図である。
【図８】本発明の処理により作製された２つの成形型がどのようにデータアイランドと非データ放射状マークの両方の所望パターンを有するマスタディスクを作製するために使用され得るかの第１の例を示す。
【図９】本発明の処理により作製された２つの成形型がどのようにデータアイランドと非データ放射状マークの両方の所望パターンを有するマスタディスクを作製するために使用され得るかの第２の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、従来技術において説明した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、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１０をその中心１３の周りで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１３４を有し且つ矢印１２４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た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た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。当該技術領域でよく知られているように、磁気抵抗読み取りヘッド（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｒｅａｄ  ｈｅａｄ）と誘導性書き込みヘッドとを含む読み取り／書き込みヘッド１０９は、通常、ヘッドキャリヤ１２２の後続表面（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）上にパターン化された読み取り／書き込み一体化ヘッドとして形成される。
【００１７】
パターン化メディア磁気記録ディスク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、データ格納用離散磁気ビットとして機能し、半径方向に離間された円形トラック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。図１では、いくつかのアイランド３０と代表的トラック１１８だけが内側帯１１９ａと外側帯１１９ｃ内に示されている。データトラックの環状ゾーンまたは帯へのグループ分けにより、帯状記録が可能になる。データアイランドの角度間隔（ａｎｇｕｌａｒ  ｓｐａｃｉｎｇ）とデータ速度は、各帯で異なる。各帯内では、トラックもまた、典型的データセクタ１６４等の多くのデータフィールドまたはセクタに円周方向に分割される。各データセクタ１６４に先行して典型的な同期フィールド１７３などの同期フィールドがある。同期フィールド１７３は、非データ領域であり、データセクタ１６４内のデータビットの読み取りと書き込みの同期を可能にする読み取りヘッドにより検知可能である。
【００１８】
ディスク１０が矢印２０の方向にその中心１３の周りを回転するので、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（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｎｄ）上の読み取り／書き込みヘッドがディスク１０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。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１０９をディスク内径（ＩＤ：ｉｎｓｉｄｅ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）の近傍からディスク外径（ＯＤ：ｏｕｔｓｉｄｅ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）の近傍へ移動させるピボット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／書き込みヘッドがディスク１０全体にわたる弧状経路を為すことになる。各データトラックはまた、複数の円周方向すなわち角度方向に離間されたサーボセクタ１５０を含む。サーボセクタ１５０は、ヘッド１０９を所望のデータトラックに移動させてデータトラック上にヘッド１０９を維持するための、読み取りヘッドにより検知可能な位置決め情報を含む。各トラック内のサーボセクタは、半径方向に向いたサーボセクタ１５０により表されるように、ほぼ半径方向のトラック全体にわたるように他のトラック内のサーボセクタと円周方向に位置合わせされる。サーボセクタ１５０は、通常はディスクの製造またはフォーマット中に一回磁化されるディスク上の非データ領域である。サーボセクタ１５０はディスク駆動装置の通常動作中に消去されるように意図されてはいない。
【００１９】
図２は、従来技術によるディスク基板１１の表面上の帯の１つ内のデータアイランド３０の詳細な配置を示すディスク１０の拡大部分の上面図である。アイランド３０は円状に成形されて示されているが、それらはほぼ長方形またはほぼ楕円などの他の形状を有してもよい。アイランド３０は磁化可能記録材料を含み、トラック１１８ａ〜１１８ｅにより示されるように、半径方向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、ほぼ固定の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〜１１８ｅ内では、アイランド３０は、典型的なアイランド３０ａ、３０ｂにより示されるように、ほぼ固定のトラックに沿った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。図２では、ＴＳとＩＳは等しいものとして示されるのでビット・アスペクト比（ＢＡＲ）は１である。アイランド３０もまた、ディスク中心１３から延在する放射状線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃにより示されるように、ほぼ放射状の線内に配置される。図２はデータアイランドのいくつかだけ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。しかしながら、トラック１１８ａ〜１１８ｅはディスク１０の中心１３を中心とした同心リングであり、そして線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃは平行線ではなくディスク１０の中心１３から延在する放射状線である。したがって半径方向の内側トラック（トラック１１８ｅ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から測定される隣接アイランド間の角度間隔は、半径方向の外側トラック（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。
【００２０】
ほぼ放射状の線（線１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃのような）は、完全に直線の放射状線であってもよいが、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弓形または弧状の放射状線であることが好ましい。このような弧状の放射状線は、ヘッドがデータトラックを横切って掃引するのでデータアイランドの一定な位相位置を提供する。読み取りヘッドと書き込みヘッドとの間に非常に小さな半径方向オフセットがあり、したがってトラック上の書き込みに使用される同期フィールドは、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一致すれば（これは放射状線が弧状である場合）、書き込みは著しく単純化される。
【００２１】
図２に示すようなパターン化メディアディスクは、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、また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垂直磁気記録ディスクであってよい。パターン化データアイランド同士の必要な磁気絶縁を得るために、アイランド間の領域の磁気モーメントは、これらのスペースを実質的に非磁性にするために消失または大幅に低減されなければならない。パターン化メディアは、いくつかの既知の技術の任意のもので作製されてよい。１つのタイプのパターン化メディアでは、データアイランドは、柱間の基板表面上に谷（ｔｒｏｕｇｈ）またはトレンチを画定するようにディスク基板表面の上に延在する隆起および離間された柱である。このタイプのパターン化メディアを図３の断面図に示す。このタイプのパターン化メディアでは、プリエッチされた柱３１のパターンと柱間のトレンチまたは領域とを有する基板１１は、マスタテンプレートまたはディスクを使用して比較的低コストかつハイボリュームのナノインプリント処理で生成され得る。次に、磁気記録層材料が、プリエッチされた基板の全表面上に堆積されて、柱３１の端部と柱３１間のトレンチの両方を覆い、これにより、磁気記録層材料のデータアイランド３０と磁気記録層材料のトレンチ３２とが生じる。記録層材料のトレンチ３２は、アイランド３０内の記録層に対する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に離間されてもよいし、あるいは、トレンチはＳｉのような材料で「無力化する」ことにより非磁性にされてもよい。
【００２２】
図４は、３つの環状帯１１９ａ〜１１９ｃ内にパターン化非データ領域を有するパターン化メディアディスク１０の概略図である。各帯は、パターン化データアイランド（図示せず）を有する多数の個別データトラックを含む。各帯内の放射状線は、データフィールドまたはセクタ１６４を分離する非データ同期フィールド１７３を表す。したがって、帯内の各同期フィールド１７３は、その帯内のすべてのデータトラックを横切って半径方向に延在する。同期フィールド１７３の円周方向密度は３つの帯すべてにおいて同様であり、同期フィールド１７３の角度間隔は、ディスク内径（ＩＤ）から外径（ＯＤ）への方向のより小さな角度間隔を有するように帯内で調整される。同期フィールド１７３の円周方向密度と、データアイランドの「線形」またはトラックに沿った密度とは、ディスク上のすべての帯上で比較的一定のままである。すべての帯を横切ってほぼ半径方向に延在する典型的な非データサーボセクタ１５０も図４に示される。サーボセクタは、ディスクの周囲にほぼ均等な角度で離間される。実際は、典型的なディスクは、約２０個の環状帯に分割され、これにより線形ビット密度をすべての帯にわたって数パーセント以内まで一定のままであるようにすることができる。帯１１９ｃのような各環状帯は、帯ＩＤと帯ＯＤを有する。また、実際は、ほぼ放射状の同期フィールド１７３とサーボセクタ１５０は、通常、回転アクチュエータの端上に搭載される読み取り／書き込みヘッドの経路を複製するほぼ弓状の線である。
【００２３】
図５は、従来技術で提案されたように、いくつかのデータトラックにまたがるパターン化非データ同期フィールド１７３とパターン化非データサーボセクタ１５０とを有するパターン化メディアディスクの一部分を示す図である。図５では、３つの全データトラック１１８ｂ〜１１８ｄと半トラック１１８ａとが描写されており、３つの全データトラック１１８ｂ〜１１８ｄと半トラック１１８ａのそれぞれが、それぞれのトラック中心線を有する。読み取りヘッドは、データトラック１１８ｄ内に位置するように示されている。読み取りヘッドは、ディスクが矢印２０の方向に回転するにつれて同期フィールド１７３、トラック１１８ｄ内のデータセクタ１６４内のデータアイランド、およびサーボセクタ１５０を検出することになる。
【００２４】
同期フィールド１７３は、非磁性スペースにより分離された磁化非データアイランド１７３ａ〜１７３ｄとして４つの個々の同期マークで描写されている。同期マークは半径方向のデータトラック全体にわたって延在しており、データセクタ１６４内のデータビットを読み取るまたは書き込む前にフェーズロックループデータクロック（ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ−ｌｏｏｐ  ｄａｔａ  ｃｌｏｃｋ）をロックするのに好適な単一の周波数パターンを生成する。同期フィールド１７３は、実線として表されたデータセクタ１６４（いくつかのデータアイランドを示す）に先行する。
【００２５】
サーボセクタ１５０は、セクタサーボシステムにおいて一般的に使用されるタイプの従来のサーボパターンであり、明確のために著しく単純化されたパターンを示す。サーボパターンは、非データアイランドを含むいくつかのフィールドを含み、そのうちの３つは、サーボタイミングマーク（ＳＴＭ：ｓｅｒｖｏ−ｔｉｍｉｎｇ−ｍａｒｋ）フィールド、トラックＩＤ（ＴＩＤ）フィールド、および位置誤差信号（ＰＥＳ：ｐｏｓｉｔｉｏｎ−ｅｒｒｏｒ−ｓｉｇｎａｌ）フィールドとして示される。図５に示すＰＥＳフィールドはＰＥＳアイランドＡ〜Ｄの周知の直交パターンであるが、様々な他のタイプのＰＥＳフィールドが知られている。直交ＰＥＳアイランドＡ〜Ｄは、読み取りヘッドの半径方向位置の小数部分（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  ｐａｒｔ）を判断するために使用される。読み取りヘッドがトラック中心にある場合、ＡアイランドとＢアイランドからのリードバック信号振幅は等しい。ヘッドが半トラック位置にある場合、ＣアイランドとＤアイランドからのリードバック信号振幅は等しい。ヘッドがトラックから外れるにつれて、すべてのアイランドからの振幅は増加または減少することになる。ＰＥＳアイランドの振幅は、ディスク駆動装置のサーボ電子回路において復号化され、読み取り／書き込みヘッドを再位置決めするために使用される。図５に示すように、ＳＴＭとＴＩＤは、複数のデータトラック全体にわたって半径方向に延在し、ＰＥＳの部分は通常、２つのデータトラックにまたがる。
【００２６】
図５では、同期フィールド１７３とサーボセクタ１５０内のすべてのアイランドは磁性材料の離散アイランドであり、垂直記録メディアの記録層に対して垂直（図５の紙面内または紙面外のいずれか）あるいは水平記録メディアの記録層の面内（図５のトラックに沿った方向の右または左のいずれか）のいずれかと同じ方向に磁化される。アイランドは通常、製造中に大きな磁石によりＤＣ磁化される。各離散アイランドは、磁化されたアイランドであり、参照符号１９０で表された非磁性スペースにより他のアイランドから分離される。用語「非磁性」は、アイランド間のスペース１９０が誘電体等の非強磁性の材料で、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で、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より下方に十分に深くまで凹まされた溝（ｇｒｏｏｖｅ）または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。非磁性スペース１９０はまた、磁性材料が存在しないように形成されてもよく、例えば、磁気記録層またはディスク基板内の溝または谷であってよい。
【００２７】
図５に概略的に示すように、非データアイランド（同期フィールド１７３とサーボセクタ１５０）は、データアイランド（データセクタ１６４）より実質的に低い周波数を有する。これは、読み取りヘッドの所与の分解能に関し、ディスク駆動装置の読み取り／書き込み電子回路１１３内の最新のパーシャルレスポンス（ＰＲ）読み取りチャネルが、読み取りヘッドの分解能より小さな周期を有する線形ビット密度を処理することができるからである。しかしながら、個々のパルスを明確に弁別するためには（これはデータ同期とＰＥＳ復号化に有利である）、非データアイランドの周期は読み取りヘッドの分解能に近くなくてならない。
【００２８】
超高密度パターン化メディアディスクを実現するマスタテンプレートまたはディスクの作製は、困難で挑戦的な処理である。ガウスビーム回転ステージ電子ビームライタを利用する電子ビーム（ｅビーム）リソグラフィの使用は、約３５ｎｍのトラックピッチ（半径またはトラック横断方向のアイランド間間隔）を有する約１のＢＡＲと、約３５ｎｍのアイランドピッチ（円周方向またはトラックに沿う方向のアイランド間間隔）と、を有するパターン化メディアディスクをナノインプリントすることができるマスタディスクを作製することが可能な方法と考えられている。データアイランドが、１のアイランド・アスペクト比（ＩＡＲ）に対してそれぞれが約２０ｎｍ半径方向長と円周方向幅とを有すれば、これらの寸法は通常、パターン化メディアディスクの面積ビット密度を約５００ギガビット／ｉｎ２に制限する。超高面積ビット密度（１テラビット／ｉｎ２を越える）を有するパターン化メディアディスクを実現するためには、約２５ｎｍのトラックピッチとアイランドピッチが必要とされる。しかしながら、ディスクのデータ領域に等しい領域の上にこれらの小さな寸法を有するパターン化メディアディスクをナノインプリントすることができるマスタディスクは、電子ビームリソグラフィの分解能では実現できない。
【００２９】
マスタディスクを作製するためのＢＣＰの有向自己組織化もまた提案されており、１テラビット／ｉｎ２を越えるビット面密度を実現することができるものと考えられている。本出願と同じ譲受人に委譲された特許（特許文献１）には、マスタディスク基板上にほぼ放射状の線のパターンを形成するためにＢＣＰの有向自己組織化を利用し、続いて放射状線の上の同心リングのパターンを利用することが記載されている。レジストとＢＣＰ成分の１つとを除去した後、基板は他方のＢＣＰ成分の柱のパターンを有する。このパターンは次に、基板をエッチングするためのエッチマスクとして使用される。この結果、パターン化メディアディスクのデータアイランドの所望のパターンに対応する基板材料の柱を有するマスタディスクを得る。しかしながら、ＢＣＰの有向自己組織化の従来技術の方法は、複数のトラック全体に延在するパターン化データアイランドと非データ領域を同時に形成することができない。
【００３０】
本発明は、データアイランドと非データ領域の両方に必要なパターンを有するマスタディスクを作製するためのＢＣＰの有向自己組織化を利用する方法に関する。マスタディスクは、パターン化データアイランドとして同時に形成される必要な非データ領域も有するパターン化メディアディスクを作製するナノインプリント処理において使用される。
【００３１】
本方法は、ＢＣＰ成分の１つの隙間領域のパターンだけでなくほぼ放射状の線および／またはほぼ同心のリングのパターンを形成するために、ＢＣＰの誘導自己組織化を利用する。線および／またはリングのパターンは、基板に垂直なラメラ（ｌａｍｅｌｌａｅ）として位置合わせされたＢＣＰ成分を有し、一方、隙間領域のパターンは、基板に平行なラメラとして位置合わせされたＢＣＰ成分を有する。ＢＣＰ成分の１つは除去され、他方のＢＣＰ成分は、最終マスタディスク、または最終マスタディスクを作製するために使用される２つの別個の成形型、のいずれかを作製するエッチマスクとして残される。
【００３２】
周期的ナノメートル（ｎｍ）スケール特徴を生じるための自己組織化ＢＣＰが提案されている。自己組織化ＢＣＰは、通常、互いに混ざらない２つ以上の異なる重合体ブロック成分（例えば成分ＡとＢ）を含む。好適な条件下で、２つ以上の混ざらない重合体ブロック成分は、ナノメートルスケールの２つ以上の異なる相またはミクロドメインに分離し、これにより孤立されたナノサイズの構造ユニットの規則正しいパターンを形成する。自己組織化周期パターンを形成するために使用することができる多くのタイプのＢＣＰがある。成分ＡまたはＢの１つが他方を除去する必要無く選択的に除去可能であれば、規則的に配置された除去されない成分の構造ユニットを形成することができる。
【００３３】
自己組織化周期パターンを形成するために使用することができる好適なＢＣＰの特定の例としては、限定するものではないが、ポリ（スチレン・ブロック・メタクリル酸メチル）（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（エチレンオキシド・ブロック・イソプレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＩ）、ポリ（エチレンオキシド・ブロック・ブタジエン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＢＤ）、ポリ（エチレンオキシド・ブロック・スチレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＳ）、ポリ（エチレンオキシド・ブロック・メタクリル酸メチル）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（エチレンオキシド・ブロック・エチルエチレン）（ＰＥＯ−ｂ−ＰＥＥ）、ポリ（スチレン・ブロック・ビニルピリジン）（ＰＳ−ｂ−ＰＶＰ）、ポリ（スチレン・ブロック・イソプレン）（ＰＳ−ｂ−ＰＩ）、ポリ（スチレン・ブロック・ブタジエン）（ＰＳ−ｂ−ＰＢＤ）、ポリ（スチレン・ブロック・フェロセニルジメチルシラン）（ＰＳ−ｂ−ＰＦＳ）、ポリ（ブタジエン・ブロック・ビニルピリジン）（ＰＢＤ−ｂ−ＰＶＰ）、ポリ（イソプレン・ブロック・メタクリル酸メチル）（ＰＩ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリ（スチレン・ブロック・ジメチルシロキサン）（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）が挙げられる。
【００３４】
ＢＣＰにより形成された特定の自己組織化周期パターンは、第１の重合体ブロック成分Ａと第２の重合体ブロック成分Ｂとの分子体積比により決定される。第２の重合体ブロック成分Ｂの分子体積の第１の重合体ブロック成分Ａの分子体積に対する比が、約８０：２０未満であるが約６０：４０より大きい場合、ＢＣＰは、第２の重合体ブロック成分Ｂからなる行列内の第１の重合体ブロック成分Ａからなる円柱の規則正しいアレイを形成する。第１の重合体ブロック成分Ａの分子体積の第２の重合体ブロック成分Ｂの分子体積に対する比が約６０：４０未満であるが約４０：６０より大きい場合、ＢＣＰは、第１の重合体ブロック成分Ａと第２の重合体ブロック成分Ｂからなる交互のラメラを形成する。本発明では、除去されない成分はエッチマスクとして使用されるので、交互に配置されたラメラと交互に配置された円柱の規則正しいアレイが対象となる。
【００３５】
周期パターン内の繰り返し構造ユニットの周期性またはバルク周期（Ｌ０）は、重合度ＮとＦｌｏｒｙ−Ｈｕｇｇｉｎｓ相互作用パラメータχ等の固有重合体特性により決定される。Ｌ０は重合度Ｎによりスケーリングされ、重合度Ｎは分子量Ｍと相関がある。したがって、本発明のＢＣＰの全分子量を調整することにより、繰り返し構造ユニットのバルク周期（Ｌ０）を選択することができる。
【００３６】
自己組織化周期パターンを形成するために、ＢＣＰは最初に好適な溶媒系の中に溶解されてＢＣＰ溶液を形成し、次にＢＣＰ溶液は表面上に塗布されて薄いＢＣＰ層を形成し、続いて薄いＢＣＰ層をアニールし、これによりＢＣＰ内に含まれる異なる重合体ブロック成分間の相分離を引き起こす。ＢＣＰを溶解してＢＣＰ溶液を形成するのに使用される溶媒系は、限定するものではないが、トルエン、プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル（ＰＧＭＥ）、アセトンを含む任意の好適な無極性溶媒を含んでもよい。ＢＣＰ溶液は、限定するものではないが、回転成形、被覆、噴霧、インク被覆、浸漬被覆等を含む任意の好適な技術により基板表面に塗布され得る。ＢＣＰ溶液を基板表面上に回転成形して薄いＢＣＰ層を形成することが好ましい。基板表面上に薄いＢＣＰ層を塗布した後、基板全体は、ＢＣＰにより含まれる異なるブロック成分のマイクロフェーズ分離をもたらすためにアニールされ、これにより繰り返し構造ユニットを有する周期パターンを形成する。
【００３７】
上記技術におけるＢＣＰ膜は、いかなる方向付けまたは誘導も無しに自己組織化する。この無向自己組織化（ｕｎｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）は欠陥を有するパターンを生じるので、パターン化メディアディスクをナノインプリントするためのマスタディスク上に放射状線の環状帯を作製することなど、長範囲規則化（ｌｏｎｇ−ｒａｎｇｅ  ｏｒｄｅｒｉｎｇ）を必要とするアプリケーションには実際的ではない。しかしながら、ＢＣＰ成分の１つのほぼ放射状の線および／またはほぼ同心のリングのパターンを形成するためのＢＣＰの有向または誘導自己組織化は、本出願と同じ譲受人に委譲された特許（特許文献１）に記載されている。
【００３８】
本発明の第１の実施形態では、ほぼ放射状の線と可能性としてまた隙間領域を有するものと、ほぼ同心のリングと隙間領域を有するものと、の２つの別個の成形型が作製される。２つの成形型は次にマスタディスクを作製するために使用される。各成形型を作製するための方法を、図６Ａ〜６Ｊに関して説明する。図６Ａ〜６Ｃ、図６Ｅ〜６Ｇ、図６Ｊは、本製作方法の様々な段階における側面断面図であり、図６Ｄ、図６Ｈ、図６Ｉは本方法の様々な段階における上面図である。ほぼ放射状の線と隙間領域を有する成形型を作製するための方法について図６Ａ〜図６Ｊにおいて説明するが、本方法は、ほぼ同心のリングと、リングをリングの部分群に分割する円周方向隙間領域とを有する成形型を作製するものと同一である。
【００３９】
最初に図６Ａを参照すると、基板２００は基部２００を含んでよく、基部２００は限定するものではないが単結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、シリカ、石英、窒化シリコン、炭素、タンタル、モリブデン、クロム、アルミナ、サファイア等の任意の好適な材料から形成されてよい。重合体ブロックの１つが他方に対し強い濡れ親和性を示さない材料のほぼ中立な層２０５（「中立層」と呼ぶ）が、基板２００上に堆積される。中立層は、これに限定されないが、官能化重合体ブラシ、架橋可能重合体、官能化重合体「Ａ」または「Ｂ」、あるいは官能化ランダム共重合体「Ａ−ｒ−Ｂ」であってよい。官能基は例えば水酸基であってもよい。本例では、中立層２０５は、使用されるＢＣＰより低い分子量の水酸基末端ポリスチレンブラシである。ブラシ材は、約１〜１０ｎｍ（６ｎｍ未満が好ましい）の厚さで基板２００上に回転塗布される。中立層の目的は、所望の領域配向（垂直ラメラ）を促進するとともに密度増倍のための濡れ条件を提供するために適切な界面エネルギーを調節することである。
【００４０】
図６Ｂでは、レジスト層が中立層２０５上に堆積され、レジストのほぼ放射状の棒２１０にパターン化されている。レジストは、Ｚｅｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌ．Ｐのポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）またはＺＥＰ５２０のようなポジ電子ビームレジストであってもよい。レジスト層は、電子ビームによりパターン化され、現像され、放射状の縞２１１と中立層２０５の部分を露出する放射状の隙間領域２１１ａとにより分離された放射状棒２１０のパターンを形成する。電子ビーム工具は、放射状縞２１１が、Ｌ０のほぼ整数倍（ｎＬ０）すなわちその後堆積される選択ＢＣＰの既知のバルク周期である円周方向間隔または縞ピッチを有するように、レジスト層をパターン化する。図６Ｂでは、ｎは２である。電子ビーム工具はまた、隙間領域２１１ａが所望の円周方向幅を有するようにレジスト層をパターン化する。１つの隙間領域２１１ａだけが描写されているが、ナノインプリントディスク（ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔｅｄ  ｄｉｓｋ）内に非データ領域を形成するのを助けるために基板の周囲に円周方向に離間された複数の隙間領域が通常は存在するであろう。各放射状縞２１１の円周方向幅はほぼ０．５Ｌ０となるように選択される。
【００４１】
図６Ｃでは、この構造は、放射状縞２１１および隙間領域２１１ａ内の中立層２０５の部分を除去する（基板２００を露出する）ために、酸素プラズマ反応性イオンエッチング（Ｏ２  ＲＩＥ）の処理によりエッチングされる、あるいは、放射状縞２１１と隙間領域２１１ａ内の中立層２０５の露出部分の化学構造は、中立層２０５の露出部分が共重合体の１つに対して好ましい親和性（または反発作用）を有するように、化学的に損傷されるまたは化学的に変えられることもあり得る（酸素プラズマエッチング、あるいは反応性イオンエッチング、中性原子（Ａｒ等）または分子切削、イオン衝撃、および光崩壊等の他の処理により）。図６Ｄ（上面図）では、レジスト２１０は、基板２００上に重合体ブラシ材のほぼ放射状の棒２０５および露出基板（または化学的に変えられた中立層材料）のほぼ放射状の縞２００と隙間領域２００ａのパターンを残して、除去される。このパターンでは、ほぼ放射状の縞２００は、０．５Ｌ０の円周方向幅と２Ｌ０の円周方向ピッチを有し、隙間領域は、２Ｌ０より大きな円周方向幅を有する。図６Ｄはマスタディスクの非常に小さい部分だけであるので、縞２００と隙間領域２００ａは平行縞のように見える。しかしながら縞２００と隙間領域２００ａは図４に示すようにほぼ放射状に配置される。縞２００と隙間領域２００ａは完全に半径方向に直線であってもよいが、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ように弓形または弧状であることが好ましい。
【００４２】
次に、図６Ｅでは、ＢＣＰ材料の層２２０はブラシ材の放射状棒２０５の上と露出基板２００上に堆積される。好ましいＢＣＰ材料は約８ｎｍ〜３０ｎｍのＬ０を有するラメラ形成性ジブロック共重合体ポリスチレン・ブロック・ポリメチルメタクリラート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）であり、回転塗布により約０．５Ｌ０〜３Ｌ０の厚さに堆積される。
【００４３】
図６Ｆでは、ＢＣＰ層は、例えば窒素雰囲気下で約６０分間約２５０℃の加熱によりアニールされ、ＢＣＰ内に含まれるＡとＢ成分間の相分離を生じる。あるいは、ＢＣＰは、溶液内にＢＣＰを溶解するために使用された無極性溶媒と同一または同様な蒸気への暴露により「アニール」され得る。「溶媒アニール」とも呼ばれる蒸気への暴露は、蒸気にさらされるときにＢＣＰ層のガラス転移温度Ｔｇを室温未満まで下げる。蒸気が除去された（または浄化された）後、ＢＣＰのＡとＢ成分はそれらの最終分相状態になる。この例では、Ｂ成分（ＰＭＭＡ）は、基板表面２００（または化学的に変えられた中立層材料の極性基）に対する親和性を有し、したがって放射状の縞２００の上にほぼ放射状の線２１５として形成される。縞２００の円周方向幅は約０．５Ｌ０であるので、Ａ成分（ＰＳ）は重合体ブラシ材の放射状棒２０５上に隣接放射状線２１２を形成する。ＡとＢ成分の自己組織化の結果、これは、Ｂ成分を重合体ブラシ材のそれぞれの放射状棒２０５の中心上にほぼ放射状の線２１５のように形成させる。したがって、ほぼ放射状の縞２１５はＰＳとＰＭＭＡ成分の自己組織化を誘導し、図６Ｆに示すように、本構造内において、交互に配置された放射状の線２１２、２１５を形成する。放射状線２１２、２１５内のＡとＢのＢＣＰ成分は基板に垂直なラメラのように配置されるようになる。
【００４４】
ＡとＢ成分はＬ０の周期を有する並列線２１２、２１５に自己組織化することが好ましいが、放射状縞２００の基板パターンは、放射状線として形成されるような交互の線２１２、２１５を誘導する。このことはＬ０を放射状長さ全体にわたって一定にできないことを意味する。しかしながら、Ｌ０からの偏差が約１０パーセントを越えなければ、いかなる重大欠陥も無しに、交互に配置された放射状線２１２、２１５のパターンを完成することができる。したがって、これを実現するために、帯ＩＤにおける放射状縞２００の円周方向間隔は約０．９ｎＬ０未満であってはならず、帯ＯＤにおける放射状縞２００の円周方向間隔は約１．１ｎＬ０（ｎは整数）より大きくてはならない。
【００４５】
しかしながら、基板の露出隙間領域２００ａは２Ｌ０より大きな円周方向幅を有するので、ＡとＢのＢＣＰ成分は基板に垂直なラメラとして形成できないが、その代りに基板に平行なラメラとして配置され得る。これは、隙間領域２００ａ内の基板２００上のＡ成分２２２、下部Ａ成分２２２の上のＢ成分２２５、そしてＢ成分２２５の上のＡ成分２２２のすべてが基板に平行なラメラとして配向された図６Ｆに示される。
【００４６】
次に、図６Ｇでは、Ｂ成分（ＰＭＭＡ）は、基板に垂直なラメラとして配置されるＡ成分（ＰＳ）のほぼ放射状の線２１２と基板に平行なラメラとして配置される隙間領域２００ａ内のＡ成分２２２（および下地Ｂ成分２２５）とを残して湿式エッチ（酢酸、ＩＰＡまたは他の選択性溶媒）またはドライエッチング処理（Ｏ２  ＲＩＥ）により選択的に除去される。
【００４７】
図６Ｈは図６Ｇの上面図であり、円周方向間隔Ｌ０を有するほぼ放射状のＡ成分線２１２（基板に対し平行に配向される）と隙間領域２００ａ内のＡ成分２２２（基板に対し垂直に配向される）とを示す。図６Ｈでは、放射状線２１２の円周方向密度は、図６Ｄの放射状縞２００の円周方向密度から２倍になった。次に、Ａ成分放射状線２１２と隙間領域２００ａ内のＡ成分２２２は、基板２００の非保護部分をエッチング除去するためのエッチマスクとして使用される。
【００４８】
基板２００がエッチングされた後、Ａ成分放射状線２１２（および下地中立層２０５）とＡ成分２２２（および下地Ｂ成分２２５）は、Ｏ２  ＲＩＥ処理により、あるいは成膜ガスＲＩＥまたはアッシングにより、あるいは湿式処理により除去される。得られた構造を、図６Ｉの上面図と図６Ｊの断面図に示す。エッチングされた基板では、円周方向間隔Ｌ０を有するほぼ放射状の線として配置される凹部２１４がエッチングされている。隙間領域２２４（およびその２つの隣接放射状線）がＡ成分エッチマスクにより保護されたので、いかなる凹部もこの領域内に形成されなかった。ここで隙間領域２２４は、基板に平行なＡ成分ラメラの隙間幅に等しい円周方向隙間幅（２Ｌ０より大きい）にＡ成分（Ｌ０）の２つの隣接放射状線の円周方向幅を加えた幅を有する基板２００（図６Ｊに示すように）の表面である。Ａ成分エッチマスクにより保護された基板の部分は、図６Ｊに示すように凹部により分離された基板柱と考えられる。ここでエッチングされた基板２００は、マスタディスクの作製中にほぼ放射状の線と隙間領域をパターン化するために使用される第１の成形型として機能することができる。
【００４９】
図６Ａ〜図６Ｊに関して上に説明したのと同じ処理は、マスタディスクの作製中に同心リングと円周方向隙間領域をパターン化するために使用される第２の成形型を作製するために使用され得る。唯一の違いは、図６Ｂでは、中立層２０５上に堆積されるレジスト層が同心状縞２１１と円周方向隙間領域２００ａを有するレジストの同心棒２１０にパターン化されるということである。成形型が同心リングを作製するレジスト層のパターニングの例を、図７の上面図に示す。電子ビーム工具は、同心棒２０５間の同心状縞２１１が、０．５Ｌ０の半径方向幅と、Ｌ０のほぼ整数倍（すなわちｎＬ０、図７ではｎ＝２）である半径方向間隔または縞ピッチとを有するようにレジスト層をパターン化する。ここで、Ｌ０はその後堆積される選択ＢＣＰの既知のバルク周期であり、放射状線を形成する際に使用されるものとは異なるＬ０の値を有してもよい。隙間領域２００ａは同心棒２０５を同心棒の円周方向に離間された部分に分離する。
【００５０】
ほぼ放射状の線のパターンを有するものと、ほぼ同心のリングのパターンを有するものと、の２つの成形型を使用してマスタディスクを作製するために、マスタディスク基板は保護層とレジスト層で覆われる。マスタディスク基板は、限定するものではないが単結晶Ｓｉ、アモルファスのＳｉ、シリカ、石英、窒化シリコン、炭素、タンタル、モリブデン、クロム、アルミナとサファイアの任意の好適な材料で形成されてもよい。保護層は、Ｃｒ、ＳｉＯ２またはそれらの多層で形成されてもよい。第１の成形型、例えば放射状線を有するもの（隙間領域の有無に関らず）はレジスト層上に押し付けられ、得られたレジストパターンは、第１の成形型のパターンに対応するレジストと下地保護層の線とを残してレジストにより覆われていない保護層をエッチング除去するためのエッチマスクとして使用される。残りのレジストは乾式または湿式処理により除去される。基板はインプリントレジストにより再び被覆される。第２の成形型、すなわち同心リングと円周方向隙間領域を有するものは、次に、第１のパターン内に形成された保護層線と交差する第２の成形型のリングを有するレジスト上に押し付けられる。得られたレジストパターンは、柱トーン（ｐｉｌｌａｒ−ｔｏｎｅ）または孔トーン（ｈｏｌｅ−ｔｏｎｅ）のテンプレートをそれぞれ形成するためのエッチマスクまたはリフトオフマスクのいずれかとして使用される。柱トーンに使用される場合、レジストパターンは、レジストと下地保護層の柱を残してレジストにより覆われない保護層の残りの部分をエッチング除去するためのマスクとして使用される。柱は次に、マスタディスク基板の非保護部分をエッチングするエッチング処理のエッチマスクとして役立つ。
【００５１】
図８Ａ〜図８Ｃには、本発明の処理により作製された２つの成形型が、図５に示すデータセクタ１６４、同期フィールド１７３およびサーボセクタ１５０のようなデータアイランドと非データ放射状マークの両方の所望のパターンを有するマスタディスクを作製するためにどのように使用され得るかの例を示す。図８Ａには、本出願と同じ譲受人に委譲された特許（特許文献１）に記載された処理に従って作製された放射状線を有する（隙間領域は無い）成形型の上面図を示す。図８Ａでは、放射状線は、ＢＣＰのＡとＢ成分がｎＬ０（ここで、Ｌ０は放射状線を作製するために選択されたＢＣＰのバルク周期である）の円周方向間隔を有する放射状線を形成するように基板に垂直なラメラとして形成されるようにパターン化された中立層で形成されている。図８Ｂは、本発明の処理に従って作製された同心リングと４つの円周方向隙間領域３０１〜３０４を有する成形型を示す。隙間領域３０１〜３０４は同心リングをリング部分３２１〜３２４に分離する。図８Ｂでは、同心リング部分３２１〜３２４は、ＢＣＰのＡとＢ成分がｎＬ０（ここで、Ｌ０は同心リングを作製するために選択されたＢＣＰのバルク周期であり、放射状の線を作製するために選択されたＢＣＰのＬ０と異なってもよい）の放射状間隔を有する同心リングを形成するように基板に垂直なラメラとして形成されるように、パターン化された中立層により形成されている。しかしながら、中立層は、円周方向隙間領域３０１〜３０４のそれぞれが２Ｌ０より大きな円周方向幅を有するように、基板に平行なＢＣＰのＡとＢ成分を形成するように円周方向隙間領域３０１〜３０４内でパターン化される。図８Ｃは、図８Ａと図８Ｂの成形型を使用して作製されたマスタディスクの上面図を示す。離散データアイランドを有する複数の同心データトラックで構成された４つのデータフィールド３３１〜３３４と、データトラック全体にわたって半径方向に延在しデータフィールド３３１〜３３４間の円周方向に離間される４つの非データ領域３１１〜３１４と、を有するマスタディスクが描かれている。非データ領域３１１〜３１４は、複数のデータトラック全体にわたって半径方向に延在し同期フィールドとサーボセクタマークの部分として機能することができる非データ領域としてナノインプリントディスクに複写される。
【００５２】
図９Ａ〜図９Ｃには、本発明の処理により作製された２つの成形型がデータアイランドと非データ放射状マークの両方の所望のパターンを有するマスタディスクを作製するためにどのように使用され得るかの別の例を示す。図９Ａは、本発明の処理に従って作製された放射状の線と放射状の隙間領域３５１、３５２、３５３を有する成形型の上面図を示す。図９Ｂは図８Ｂのような成形型を示すが、リング部３２３は隣接リング部分３２２、３２４に対してｘＬ０だけ半径方向にずらされる。ここで−０．５≦ｘ≦０．５である。したがって、リング部３２２は、２つの円周方向に隣接する半径方向に向いた隙間３０１、３０２間の同心状縞の第１のパターンであり、リング部３２３は、２つの円周方向に隣接する半径方向に向いた隙間３０２、３０３間のリング部３２２に対し半径方向にずれた同心状縞の第２のパターンである。これはレジストの電子ビームパターン化処理中に完成されるので、レジスト現像後、部分３２３内の露出中立層は半径方向にずらされる。例えば、ＢＣＰの周期的性質が、図５に示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄフィールドの正確な構成の実現を困難にすると仮定すると、可能な代替案は、それぞれｘＡ＝０、ｘＢ＝０．２５、ｘＣ＝０．５、ｘＤ＝−０．２５となるようなオフセットｘＬ０を有するオフセットフィールドを設計することである。ここでオフセットフィールドはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａの順序で配置され得る。このような構成はＰＥＳ信号を抽出するために使用されてもよい。図９Ｃは、図９Ａと図９Ｂの成形型を使用して作製されたマスタディスクの上面図を示す。マスタディスクは、隙間領域３５１、３５２、３５３が半径方向に延在することと、リング部３２３が半径方向にずらされること以外は図８Ｃのマスタディスクと同様である。図９Ｃのマスタディスクによりナノインプリントディスクでは、隙間領域３５１〜３５３は放射状同期フィールドまたは他の非データ放射状マークとして機能することができ、ずらされたリング部３２３はＰＥＳフィールドの一部として機能することができる。図８Ａ〜８Ｃと図９Ａ〜図９Ｃは、本発明の方法を使用して、マスタディスク上に形成することができる非データ領域の可能なタイプの単に２つの例である。基板に平行に配向されたＢＣＰラメラを使用する隙間領域は、放射状線および／または基板に垂直に配向されたＢＣＰラメラを使用する同心リングと同時に形成され得る。異なるサイズと位置の隙間領域を有する２つの成形型を組み合わせることによりナノインプリントディスク中に様々な特徴を形成することが可能であることは明らかである。
【００５３】
本方法の第２の実施形態では、マスタディスクは直接作製される。この方法は、本出願と同じ譲受人に委譲された特許（特許文献１）に記載され参照により本明細書に援用する方法を使用するが、放射状線および／または同心リングと同時に隙間領域を作製する方法を取り入れている。本方法のこの実施形態は、バルク周期Ｌ０＝Ｌｒａｄを有する第１のＢＣＰ材料を使用して、ほぼ放射状の縞を交互の第１のＢＣＰ成分のほぼ放射状の線に増倍するためにその成分中に第１のＢＣＰの誘導自己組織化を生じさせることと、任意選択的な隙間領域を形成するために基板に平行なラメラとして第１のＢＣＰ成分を任意選択的に形成することを含む。第１のＢＣＰ成分の１つは、隙間領域内に残りの第１のＢＣＰ成分と残りの第１のＢＣＰ成分の放射状の線を残して除去される。得られた構造は図６Ｇ〜６Ｈに示した通りである。次に、任意選択的な保護層が第１のＢＣＰの残りの成分の上に堆積される。保護層は、約１〜２ｎｍの厚さにスパッタ蒸着されたＳｉ、ＳｉＯ２、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または同様の材料であってよい。保護層の目的は、後続の処理中の残りの第１のＢＣＰ成分の移動および／または溶解を防ぐことである。次に、第２の中立層が保護層上に堆積される。レジスト層が第２の中立層の上に塗布され、そして図７に示すように電子ビームにより同心棒と隙間領域にパターン化される。次に、ほぼ同心のリングと隙間領域を画定するために、バルク周期Ｌ０＝Ｌｃｉｒｃを有する第２のＢＣＰがこれらの同心棒と隙間領域の上に堆積される。第２のＢＣＰの成分の１つは、隙間領域内に残りの第２のＢＣＰ成分と残りの第２のＢＣＰ成分の同心リングを残して除去される。第２のＢＣＰの成分の１つの同心リングは、第２のＢＣＰの残りの成分の同心リングを残して除去される。残りの第２のＢＣＰ成分の同心リングと隙間領域と、残りの第１のＢＣＰ成分の下地放射状線と隙間領域は、エッチマスクとして機能するグリッドを形成する。マスクを介した基板のエッチングとそれに続く残りのＢＣＰ材料の除去により、凹部または孔のパターンを有するマスタ成形型が得られる。Ｌｃｉｒｃ／Ｌｒａｄの比は、マスタディスクから作製されるディスクのＢＡＲを規定する。Ｌｃｉｒｃ＝ＬｒａｄであればＢＡＲは１となるが、ＢＡＲは異なるバルク比率Ｌ０を有する２つのＢＣＰの適切な選択により１を越え得る。
【００５４】
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は明らかであろう。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】
【００５５】
１０  磁気記録ディスク
１１  ディスク基板
１３  中心
２０  矢印
３０、３０ａ、３０ｂ  アイランド
３１  柱
３２  トレンチ
１００  ディスク駆動装置
１０９  読み取り／書き込みヘッド
１１２  基部
１１８、１１８ａ〜１１８ｅ  トラック
１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ  環状帯
１２１  サスペンション
１２２  ヘッドキャリヤ
１２４  矢印
１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ  放射状線
１３０  アクチュエータ
１３２  ピボット
１３４  アクチュエータアーム
１５０  サーボセクタ
１６４  データセクタ
１７３、１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ、１７３ｄ  同期フィールド
１９０  非磁性スペース
２００  基板
２００ａ、２１１ａ、２２４、３０１〜３０４、３５１〜３５３  隙間領域
２０５  中立層
２１０  放射状棒
２１１  放射状縞
２１２  隣接放射状線
２１４  凹部
２１５  放射状線
２２０  ＢＣＰ材料の層
２２２  Ａ成分
２２５  Ｂ成分
３１１〜３１４  非データ領域
３２１〜３２４  リング部
３３１〜３３４  データフィールド
ＩＤ  内径
ＩＳ  間隔
Ｌ０  バルク周期
ＯＤ  外径
ＰＥＳ  位置誤差信号
ＳＴＭ  サーボタイミングマーク
ＴＳ  間隔
【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６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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