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特開2015-144034磁気ディスクのインプリントのためのマスタ型の作製方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-144034(P2015-144034A)
(43)【公開日】2015年8月6日
(54)【発明の名称】磁気ディスクのインプリントのためのマスタ型の作製方法
(51)【国際特許分類】
G11B 5/84 20060101AFI20150710BHJP
G11B 5/855 20060101ALI20150710BHJP
B29C 59/02 20060101ALI20150710BHJP
B29C 33/38 20060101ALI20150710BHJP
【ＦＩ】
G11B5/84 Z
G11B5/855
B29C59/02 B
B29C33/38
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2015-29387(P2015-29387)
(22)【出願日】2015年2月18日
(62)【分割の表示】特願2010-234615(P2010-234615)の分割
【原出願日】2010年10月19日
(31)【優先権主張番号】12/604333
(32)【優先日】2009年10月22日
(33)【優先権主張国】US
(71)【出願人】
【識別番号】503116280
【氏名又は名称】エイチジーエスティーネザーランドビーブイ
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール特許業務法人
(74)【復代理人】
【識別番号】110001689
【氏名又は名称】青稜特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】トーマス アール アルブレット
(72)【発明者】
【氏名】ジョナサン ダレル コッカー
(72)【発明者】
【氏名】リカルド ルイズ
(72)【発明者】
【氏名】ブルース アレクサンダー ウィルソン
【テーマコード（参考）】
4F202
4F209
5D112
【Ｆターム（参考）】
4F202AA13
4F202AA21
4F202AF01
4F202AG05
4F202AH38
4F202CA19
4F202CB01
4F202CB29
4F202CD04
4F202CD24
4F202CK12
4F209AA13
4F209AA21
4F209AF01
4F209AG05
4F209AH38
4F209AJ03
4F209AR07
4F209AR12
4F209PA18
4F209PB01
4F209PC01
4F209PC05
4F209PN13
4F209PQ11
5D112AA05
5D112AA19
5D112AA24
5D112GA00
(57)【要約】 （修正有）
【課題】パターン化されたサーボセクタを有する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マスタ型を作製するためのブロックコポリマーを用いる方法を提供する。【解決手段】パターン化媒体垂直型磁気記録ディスク１０は、ブロックコポリマーの方向性自己集合を用いて作製されたマスタ型からナノインプリントされる。ディスクは、個々のデータアイランド３０のパターン化された同心円形データトラックを有し、また、パターン化されたデータトラックを横断して略径方向に延在するパターン化されたサーボセクタ１２０を有する。サーボパターンは、ストライプ横断方向においてトラックピッチと実質的に等しいストライプピッチを有する傾斜又は非径方向ストライプの山形パターンである。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心を有する基板上に、環状ゾーンに編成された略径方向に、概ねｎＬｒａｄ（ｎは２以上の整数）の周方向間隔を有するトレースのパターンを形成するステップと、
前記径方向トレースの前記パターン上に、第１および第２の成分の略径方向線に自己集合するように前記トレースにより誘導され、前記第１の成分の前記径方向線は、概ねＬｒａｄの周方向間隔を有する第１のコポリマー材料を用いて、バルク周期Ｌｒａｄを有する第１のブロックコポリマーを含む層を形成するステップと、
前記基板上に、概ねｎＬｃｉｒｃ（ｎは２以上の整数）の径方向間隔を有する同心リングのパターンと、前記同心リングのパターンから角度的に離間され、前記同心円リングのパターンと平行な非径方向であって、概ねｎＬｃｉｒｃのバンド間隔を有するバンドのパターンとを形成するステップと、
前記パターン上に、第１および第２の成分の同心リングと、前記第１および第２の成分の平行な非径方向ストライプとに自己集合するように前記同心リングおよび前記バンドにより方向付けられ、バルク周期Ｌｃｉｒｃ（Ｌｃｉｒｃは２Ｌｒａｄ以上）を有する第２のブロックコポリマーを含む材料の層を形成するステップとを含む、磁気ディスクをインプリントする際に用いるマスタ型を作製するための方法。
前記径方向トレースの前記パターン上に、第１および第２の成分の略径方向線に自己集合するように前記トレースにより誘導され、前記第１の成分の前記径方向線は、概ねＬｒａｄの周方向間隔を有する第１のコポリマー材料を用いて、バルク周期Ｌｒａｄを有する第１のブロックコポリマーを含む層を形成するステップと、
前記基板上に、概ねｎＬｃｉｒｃ（ｎは２以上の整数）の径方向間隔を有する同心リングのパターンと、前記同心リングのパターンから角度的に離間され、前記同心円リングのパターンと平行な非径方向であって、概ねｎＬｃｉｒｃのバンド間隔を有するバンドのパターンとを形成するステップと、
前記パターン上に、第１および第２の成分の同心リングと、前記第１および第２の成分の平行な非径方向ストライプとに自己集合するように前記同心リングおよび前記バンドにより方向付けられ、バルク周期Ｌｃｉｒｃ（Ｌｃｉｒｃは２Ｌｒａｄ以上）を有する第２のブロックコポリマーを含む材料の層を形成するステップとを含む、磁気ディスクをインプリントする際に用いるマスタ型を作製するための方法。
【請求項2】
前記基板上に第１のブロックコポリマーを含む層を形成するステップは、前記第１のブロックコポリマーの層を堆積させ、前記堆積させた第１のブロックコポリマーをアニーリングして、前記第１のブロックコポリマーの前記第１および第２の成分への相分離を生じさせるステップを含み、
前記基板上に第２のブロックコポリマーを含む層を形成するステップは、前記第２のブロックコポリマーの層を堆積させ、前記堆積させた第２のブロックコポリマーをアニーリングして、前記第２のブロックコポリマーの前記第１および第２の成分への相分離を生じさせるステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記基板上に第２のブロックコポリマーを含む層を形成するステップは、前記第２のブロックコポリマーの層を堆積させ、前記堆積させた第２のブロックコポリマーをアニーリングして、前記第２のブロックコポリマーの前記第１および第２の成分への相分離を生じさせるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記同心リングの前記パターンおよび平行な非径方向バンドの前記パターンを形成するステップの前に、
前記第１のブロックコポリマーの前記第２の成分の前記径方向線を除去するステップと、
前記第１のブロックコポリマーの前記第１の成分の前記径方向線を残すステップと、
前記第１のブロックコポリマーの前記第１の成分の前記径方向線上に保護層を堆積させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記第１のブロックコポリマーの前記第２の成分の前記径方向線を除去するステップと、
前記第１のブロックコポリマーの前記第１の成分の前記径方向線を残すステップと、
前記第１のブロックコポリマーの前記第１の成分の前記径方向線上に保護層を堆積させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
同心リングの前記パターンおよび平行な非径方向バンドの前記パターンを形成するステップは、前記第１のブロックコポリマーの前記第１成分の前記径方向線上の前記保護層上に、同心リングおよび平行な非径方向バンドのレジストパターンを形成するステップを含み、
さらに、
前記第１のブロックコポリマーの前記第１の成分の前記径方向線の前記レジストにより保護されていない部分から前記保護層をエッチングするステップと、
前記第１のブロックコポリマーの前記第１の成分の前記径方向線の前記レジストにより保護されていない部分をエッチングするステップと、
前記レジストを除去し、前記第１のブロックコポリマーの第１の成分のピラーのパターンを残すステップと、
前記第１のブロックコポリマーの第１の成分の前記ピラーをエッチングマスクとして用いて前記基板をエッチングするステップと、
前記第１のブロックコポリマーの第１の成分の前記ピラーを除去し、基板材料のピラーのパターンを有する基板を残すステップとをさらに含む、請求項３に記載の方法。
さらに、
前記第１のブロックコポリマーの前記第１の成分の前記径方向線の前記レジストにより保護されていない部分から前記保護層をエッチングするステップと、
前記第１のブロックコポリマーの前記第１の成分の前記径方向線の前記レジストにより保護されていない部分をエッチングするステップと、
前記レジストを除去し、前記第１のブロックコポリマーの第１の成分のピラーのパターンを残すステップと、
前記第１のブロックコポリマーの第１の成分の前記ピラーをエッチングマスクとして用いて前記基板をエッチングするステップと、
前記第１のブロックコポリマーの第１の成分の前記ピラーを除去し、基板材料のピラーのパターンを有する基板を残すステップとをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記基板上に、同心リングのパターンおよび平行な非径方向ストライプのパターンを形成するステップは、
前記保護層上に、前記第２のブロックコポリマーのいずれの成分に対しても強い親和性を有さない中立ポリマーブラシ材料の層を堆積させるステップと、
前記中立ポリマーブラシ材料上に、同心リングおよび平行な非径方向バンドのレジストパターンを形成するステップと、
前記レジストにより保護されていない前記中立ポリマーブラシ材料を化学的に改質するステップと、
前記レジストを除去し、化学的に改質した中立ポリマーブラシ材料の同心リングおよび平行な非径方向バンドのパターンを残すステップと、
前記第２のブロックコポリマー材料の層を堆積させ、前記堆積させた第２のブロックコポリマー材料をアニーリングして、前記第２のコポリマーの交互の第１および第２の成分の前記略同心リングならびに前記第２のコポリマーの交互の第１および第２の成分の前記平行な非径方向ストライプへの相分離を生じさせるステップを含む、請求項３に記載の方法。
前記保護層上に、前記第２のブロックコポリマーのいずれの成分に対しても強い親和性を有さない中立ポリマーブラシ材料の層を堆積させるステップと、
前記中立ポリマーブラシ材料上に、同心リングおよび平行な非径方向バンドのレジストパターンを形成するステップと、
前記レジストにより保護されていない前記中立ポリマーブラシ材料を化学的に改質するステップと、
前記レジストを除去し、化学的に改質した中立ポリマーブラシ材料の同心リングおよび平行な非径方向バンドのパターンを残すステップと、
前記第２のブロックコポリマー材料の層を堆積させ、前記堆積させた第２のブロックコポリマー材料をアニーリングして、前記第２のコポリマーの交互の第１および第２の成分の前記略同心リングならびに前記第２のコポリマーの交互の第１および第２の成分の前記平行な非径方向ストライプへの相分離を生じさせるステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記第１のコポリマーの前記第２の成分の前記径方向線を除去するステップと、
前記第２のコポリマーの前記第２の成分の前記同心リングおよび平行な非径方向ストライプを除去し、前記第２のコポリマーの前記第１の成分の同心リングおよび平行な非径方向ストライプならびに前記第１のコポリマーの前記第１の成分の径方向線のグリッドを残すステップと、
前記グリッドをエッチングマスクとして用いて、前記基板をエッチングするステップと、
前記グリッドを除去し、前記基板材料に穴のパターンを有する基板を残すステップと、をさらに含む請求項１に記載の方法。
前記第２のコポリマーの前記第２の成分の前記同心リングおよび平行な非径方向ストライプを除去し、前記第２のコポリマーの前記第１の成分の同心リングおよび平行な非径方向ストライプならびに前記第１のコポリマーの前記第１の成分の径方向線のグリッドを残すステップと、
前記グリッドをエッチングマスクとして用いて、前記基板をエッチングするステップと、
前記グリッドを除去し、前記基板材料に穴のパターンを有する基板を残すステップと、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項7】
略径方向線の前記パターンは、前記基板上に形成され、
同心リングおよび平行な非径方向ストライプの前記パターンは、径方向線の前記パターン上に形成される請求項１に記載の方法。
同心リングおよび平行な非径方向ストライプの前記パターンは、径方向線の前記パターン上に形成される請求項１に記載の方法。
【請求項8】
同心リングおよび平行な非径方向ストライプの前記パターンは、前記基板上に形成され、
略径方向線の前記パターンは、同心リングおよび平行な非径方向ストライプの前記パターン上に形成される請求項１に記載の方法。
略径方向線の前記パターンは、同心リングおよび平行な非径方向ストライプの前記パターン上に形成される請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記第１のブロックコポリマー材料は、ポリスチレンおよびポリメチルメタクリレートのコポリマーである、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記第１および第２のブロックコポリマー材料の各々は、ポリスチレンの第１の成分およびポリメチルメタクリレートの第２の成分のジブロックコポリマー材料であり、
前記第１のコポリマー材料の分子量は、前記第２のブロックコポリマー材料の分子量と異なる請求項１に記載の方法。
前記第１のコポリマー材料の分子量は、前記第２のブロックコポリマー材料の分子量と異なる請求項１に記載の方法。
【請求項11】
Ｌｒａｄは約５ｎｍ〜３０ｎｍである請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記環状ゾーンの内径における前記略径方向トレースの前記周方向間隔は、約０．９ｎＬｒａｄ以上であり、
前記環状ゾーンの外径における前記略径方向トレースの前記周方向間隔は、約１．１ｎＬｒａｄ以下である、請求項１に記載の方法。
前記環状ゾーンの外径における前記略径方向トレースの前記周方向間隔は、約１．１ｎＬｒａｄ以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記略径方向トレースは略弓形状を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記基板上に環状ゾーンに編成された略径方向トレースのパターンを形成するステップは、前記トレースを複数の径方向に離間された環状ゾーンとして形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に、パターン化されたサーボセクタを有するパターン化媒体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型を作製するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
データ密度を増加させるため、パターン化磁気記録媒体を有する磁気記録ハードディスクドライブが提案されている。パターン化媒体において、ディスク上の磁気記録層は、同心データトラックに編成された小さい隔離されたデータアイランドにパターン化されている。パターン化されたデータアイランドの要求される磁気隔離を生じさせるため、アイランド間の空間の磁気モーメントを消失または実質的に減少させることで、これらの空間を本質的に非磁性化しなければならない。パターン化媒体の一種では、データアイランドが「トレンチ」の上方に延在する隆起領域またはピラーであり、ピラーおよびトレンチの両方を磁性材料が覆い、トレンチにおける磁性材料は、典型的にはシリコン（Ｓｉ）などの材料で「ポイズニング」することにより、非磁性化させている。別の種類のパターン化媒体では、まず、平坦なディスク基板上に磁性材料を堆積させる。次いで、磁気データアイランドを、データアイランドを取り囲むエリアに切削、エッチング、またはイオン衝撃処理を行うことにより形成する。
【0003】
従来の非パターン化または連続的媒体ディスクと同様に、パターン化媒体ディスクにも、読み書きヘッドの位置決めに用いられる非データサーボ領域を有することが要求される。隆起した離間されたデータピラーを有する事前エッチングタイプのパターン化媒体ディスクにおけるサーボ領域も、パターン化され、トレンチにより隔てられた隆起した非データサーボアイランドまたはピラーを含んでもよい。サーボピラーは、製造プロセス中に「サーボ書き込み」または事前磁化されるのが典型的であり、ディスクドライブの通常動作中に書き換えられることは意図していない。この種のディスクにサーボ書き込みを行うため、製造中に大きい磁石でディスクをＤＣ「消去」し、すべてのサーボピラーを同じ方向に磁化された状態にする方法が提案されている。従って、パターン化媒体垂直型磁気記録ディスクについては、すべてのサーボピラーが同じ磁化方向、すなわち、ディスクの表面に対して「向かう」または「離れる」いずれかの方向を有する。しかし、一般に線または点の周期的パターンであるデータピラーのパターンと異なり、サーボピラーは、異なる形状を有して周期的パターンを形成しないのが典型的であり、一般に恣意的である。
【0004】
パターン化媒体ディスクを製作するために提案されている１つの方法は、トポグラフィック表面パターンを有するテンプレートまたは型（「スタンパ」と呼ばれることもある）で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、表面上にポリマーフィルムを有する磁気記録ディスク基板を型に対して押圧する。ポリマーフィルムは、型パターンの反転像を受け、ディスク上にピラーを形成するためにディスク基板を後にエッチングするためのマスクとなる。パターン化媒体の一種では、次いで、エッチングされたディスク基板およびピラーの上部に、磁気層および磁気記録ディスクに必要な他の層を堆積させ、パターン化媒体ディスクを形成する。別の種類のパターン化媒体では、まず、平坦なディスク基板上に、磁気層および磁気記録ディスクに必要な他の層を堆積させる。次いで、これらの層の上部に、ナノインプリントで用いるポリマーフィルムを押圧する。ポリマーフィルムは、型パターンの反転像を受け、下層に対して後に切削、エッチング、またはイオン衝撃処理を行うためのマスクとなる。型は、ディスクを直接インプリントするためのマスタ型であってもよい。しかし、ディスクに所望されるピラーのパターンに対応するピラーのパターンを有するマスタ型を製作し、このマスタ型を用いてレプリカ型を製作する、というアプローチである可能性が高かろう。従って、レプリカ型は、マスタ型上のピラー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。次いで、レプリカ型を用いて、ディスクを直接インプリントする。パターン化媒体のナノインプリントについては、（非特許文献１）、および（非特許文献２）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許出願第１２／１４１，０６２号明細書
【特許文献2】米国特許第６，６８０，０７９Ｂ２号明細書
【特許文献3】米国特許第７，３４７，９５３Ｂ２号明細書
【特許文献4】米国特許第６，７４６，８２５号明細書
【特許文献5】米国特許出願公開第２００６／０１３４５５６Ａ１号明細書
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Ｂａｎｄｉｃら著「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ら著「ＴＯＰＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ：Ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ａｎｄ ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｓ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉａ」（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３８（２００５）Ｒ１９９−Ｒ２２２）
【非特許文献3】Ｍｏｒｉｔｚら著「Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｍｅｄｉａ Ｍａｄｅ Ｆｒｏｍ Ｐｒｅ−Ｅｔｃｈｅｄ Ｗａｆｅｒｓ：Ａ Ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ Ｒｏｕｔｅ Ｔｏｗａｒｄ Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ ２００２，ｐｐ．１７３１−１７３６）
【非特許文献4】Ｋｉｍら著「Ｒａｐｉｄ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｌａｍｅｌｌａｒ Ｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎｓ ｆｒｏｍ ａ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｈｙｂｒｉｄ」（Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．６９２１，６９２１２９（２００８））
【非特許文献5】Ｋｉｍら著「Ｄｅｖｉｃｅ−Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｌａｍｅｌｌａ Ｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎｓ ｆｒｏｍ ａ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｈｙｂｒｉｄ」（Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．６９２１，６９２１２Ｂ（２００８））
【非特許文献6】Ｋｉｍら著「Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ，Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｏｒｇａｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｌｉｎｅ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ 〜２０ｎｍ Ｈａｌｆ−Ｐｉｔｃｈ ｆｒｏｍ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｅｄｉａｔｅｄ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ」（Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．６５１９，６５１９１Ｈ（２００７））
【非特許文献7】Ｂｌａｃｋ，Ｃ．Ｔ．、Ｒｕｉｚ，Ｒ．ら著「Ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｉｎ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」（ＩＢＭ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｖｏｌｕｍｅ ５１，Ｎｕｍｂｅｒ ５，Ｐａｇｅ ６０５（２００７））
【非特許文献8】Ｔｈｕｒｎ−Ａｌｂｒｅｃｈｔ，Ｔ．ら著「Ｎａｎｏｓｃｏｐｉｃ Ｔｅｍｐｌａｔｅｓ ｆｒｏｍ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍｓ」（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２０００，１２，７８７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
マスタテンプレートまたは型の作製は、困難で骨が折れるプロセスである。ガウスビーム回転ステージｅ−ビームライタを用いる電子ビーム（ｅ−ビーム）リソグラフィの使用が、パターン化媒体ディスクをナノインプリント可能なマスタ型を作製するための可能性がある方法であると考えられるが、この方法では、パターン化媒体ディスクのエリアビット密度が約５００Ｇビット／ｉｎ２に制限されてしまう。また、マスタ型を作製するため、ブロックコポリマーの方向性自己集合が提案され、１テラビット／ｉｎ２よりも大きいエリアビット密度を達成可能であると考えられている。２００８年６月１７日に出願され本願と同じ譲受人に譲渡された係属出願（特許文献１）には、ブロックコポリマーの方向性自己集合を用いて、後にナノインプリントされるデータピラーの周方向密度を、単なるｅ−ビームリソグラフィで製作された型で達成し得るものから少なくとも倍増させることができるマスタ型を作製することが記載されている。しかし、ブロックコポリマーの方向性自己集合は、周期的データピラーと略恣意的なサーボピラーとの両方を有するディスクをナノインプリントすることが要求される型を作製するには、一般に実用的でない。
【0008】
ブロックコポリマーの方向性自己集合の使用により製作可能なマスタ型と適合可能なパターン化されたサーボピラーを有する、ナノインプリントされたパターン化媒体磁気記録ディスクが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、パターン化されたサーボ領域を有し、ブロックコポリマーの方向性自己集合を用いて作製されたマスタ型からナノインプリント可能なパターン化媒体垂直型磁気記録ディスクに関する。ディスクは、個々のデータアイランドのパターン化された同心円形データトラックを有し、トラックは、径方向またはトラック横断方向においてトラックピッチ（ＴＰ）を有する。また、ディスクは、パターン化されたデータトラックを横断して略径方向に延在するパターン化されたサーボセクタを有する。サーボパターンは、ストライプ横断方向においてＴＰと実質的に等しいストライプピッチを有する傾斜または非径方向ストライプの山形パターンである。
【0010】
また、本発明は、ディスクをナノインプリントするために用いられるマスタ型を作製するための方法に関する。従来のまたはｅ−ビームリソグラフィを用いて、基板上に、略径方向トレースのパターンを形成する。パターン上に第１のブロックコポリマー材料を堆積させると、第１のブロックコポリマーがその成分に方向性自己集合し、略径方向トレースが略径方向線に増大する。径方向線は、径方向トレースよりも高い周方向密度を有するのが好ましい。次いで、第２のブロックコポリマーの方向性自己集合を用いて、略径方向線上に同心リングのパターンおよび非径方向ストライプのパターンを形成する。同心リングは、マスタ型により形成されるアイランドの径方向幅を画定するために用いられ、非径方向ストライプは、山形パターンを形成するストライプのストライプ横断幅を画定するために用いられる。エッチングおよびレジスト除去後、マスタ型は、用いた方法によってピラーまたは穴のいずれかのパターンを有している。ピラーまたは穴は、後にナノインプリントされるディスクにおいてデータアイランドを形成する型の部分において、円形リングに編成されている。ピラーまたは穴は、後にナノインプリントされるディスクにおいて山形パターンを形成する型の部分において、セグメント化された平行な非径方向ストライプに編成されている。本方法によれば、非径方向ストライプを同心リングと精密に位置決めすることができ、また、リングおよび非径方向ストライプが第２のブロックコポリマーの方向性自己集合の同じステップにおいて製作されるため、非径方向ストライプのストライプピッチは、同心リングの径方向ピッチと実質的に同じにすることが可能である。これにより、型によりナノインプリントされたディスクは、トラックピッチと実質的に等しいストライプピッチを有するストライプをサーボ領域に有することができる。
【0011】
マスタ型を作製する方法の結果、ナノインプリントされたディスクは、非磁性空間により隔てられた径方向線の磁化セグメントである非径方向ストライプを有する山形サーボパターンを有する。しかし、マスタ型は、ストライプにおける磁化セグメントがストライプ方向に対して垂直に配向されるように、またはストライプがセグメント化されていない連続的な磁化ストライプであるように、製作してもよい。
【0012】
本発明の性質および利点をより深く理解するため、下記の詳細な説明を添付の図面とともに参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明による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ドライブの上面図である。
【図2】本発明によるパターン化媒体磁気記録ディスクの部分拡大上面図であり、ディスク基板の表面上のゾーンの１つにおけるパターン化されたデータトラックおよびパターン化されたサーボセクタの編成を示す。
【図3A】パターン化媒体ディスクの部分側断面図であり、データアイランドをディスク基板表面の上方に延在する隆起および離間したピラーとして示し、ピラー間にはトレンチが設けられている。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図１は、本発明が関するパターン化媒体ディスクドライブ１００の上面図である。ドライブ１００は、アクチュエータ１３０とパターン化磁気記録ディスク１０をその中心１３周りに回転させるためのスピンドルモータ（図示せず）とを支持するハウジングまたはベース１１２を有する。アクチュエータ１３０は、剛性アーム１３４を有するとともに矢印１２４により示すようにピボット１３２周りに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、一端がアクチュエータのアーム１３４の端部に取り付けられたサスペンション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１２２などのヘッドキャリアとを含む。サスペンション１２１により、ヘッドキャリア１２２をディスク１０の表面に非常に近接させて維持することが可能になる。スライダ１２２は、読み書きまたは記録ヘッド１０９を支持する。記録ヘッド１０９は、誘導書き込みヘッドと磁気抵抗読み取りヘッドとの組み合わせ（読み書きヘッドとも呼ばれる）であるのが典型的で、スライダ１２２の先端または端面上に配置される。関連付けられたスライダおよび記録ヘッドを有する１つのディスク表面のみを図１に示しているが、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別々のスライダおよび記録ヘッドが関連付けられるのが典型的である。
【0015】
パターン化磁気記録ディスク１０は、ディスク基板１１と基板１１上の磁化可能な材料の個々のデータアイランド３０とを含む。データアイランド３０は、データを格納するための個々の磁気ビットとして機能する。個々のデータアイランド３０の各々は、非磁性領域または空間により他のアイランドから隔てられた磁化アイランドである。「非磁性」とは、データアイランド間の空間が、誘電体などの非強磁性材料、または磁界が印加されていない状態で残留モーメントを実質的に有さない材料、または読み書きに悪影響を与えないようにアイランドから十分に遠い下方に凹設された溝またはトレンチ内の磁性材料で形成されることを意味する。また、データアイランド間の非磁性空間は、磁気記録層またはディスク基板における溝またはトラフなど磁性材料が存在しないことであってもよい。
【0016】
データアイランド３０は、径方向に離間された略円形トラックに編成され、トラックは、環状バンドまたはゾーン１５１、１５２、１５３にグループ化されている。各トラックにおいて、データアイランド３０は、固定バイト長のデータセクタ（例えば、５１２バイト＋誤り訂正符号化（ＥＣＣ）およびデータセクタヘッダ用の追加バイト）に編成されているのが典型的である。データセクタ数は、各ゾーンで異なる。データトラックが環状ゾーンにグループ化されていることにより、データアイランドの角度間隔、従ってデータレートが各ゾーンで異なるゾーン別記録が可能になる。図１では、３つのゾーン１５１、１５２、１５３を図示し、各ゾーンについて代表的な同心データトラック１６１、１６２、１６３の一部のみを図示している。図１では３ゾーンのみを示しているが、現代のディスクドライブは約２０ゾーンを有するのが典型的である。また、各ゾーンには、略径方向に方向付けられた同期（シンク）マーク（ゾーン１５３における典型的なマーク１７３等）が存在する。各シンクマーク１７３は、角度間隔が各ゾーンで異なり、読み取りヘッドにより検出されることで書き込みヘッドをそのゾーンにおけるデータアイランドの特定の間隔に同期させることを可能にする、複数の周方向に離間されたマークであってもよい。シンクマークは、データセクタのセクタヘッダに配置してもよい。データの書き込みまたは読み取りが行われる物理的な場所は、ヘッド番号、トラック番号（複数のディスクが存在するときは「シリンダ」番号とも呼ばれる）、およびデータセクタ番号により識別される。
【0017】
ディスク１０がその中心１３周りに矢印２０の方向に回転する際、アクチュエータ１３０の移動により、ヘッドキャリア１２２の先端上の読み書きヘッド１０９は、ディスク１０上の異なるデータトラックおよびゾーンにアクセスすることができる。アクチュエータ１３０はピボット１３２周りに回動する回転アクチュエータであるため、ディスク１０を横断する読み書きヘッド１０９の経路は、完璧な半径でなく弓状線１３５である。
【0018】
また、各データトラックは、ヘッド１０９を所望のデータトラックに移動させ、ヘッド１０９をデータトラック上に維持するため読み取りヘッドにより検出可能な位置決め情報を含む、複数の周方向または角度的に離間されたサーボセクタ１２０を含む。各トラックにおけるサーボセクタは、その他のトラックにおけるサーボセクタと周方向に位置合わせされ、径方向に方向付けられたサーボセクタ１２０により表されるように、トラックを横断して略径方向に延在している。サーボセクタ１２０は、ヘッド１０９の弓状経路１３５を略再現した弓形状を有する。サーボセクタ１２０は、典型的にはディスクの製造またはフォーマット中に、一度磁化されるディスク上の非データ領域であり、ディスクドライブの通常動作中に消去されることは意図していない。シンクマーク（シンクマーク１７３等）は、データセクタのセクタヘッダに配置してもよいが、代替としてサーボセクタ１２０に配置してもよい。
【0019】
図２は、本発明によるパターン化媒体垂直型磁気記録ディスク１０の部分拡大上面図である。この部分は、データアイランド３０を有するデータトラック１６２と、データトラック１６２を横断して略径方向に延在するサーボセクタ１２０とを有するゾーン１５２の一部である。データアイランド３０は、ほぼ固定された周方向またはトラックに沿う間隔またはビットピッチ（ＢＰ）により離間されている。データトラック１６２は、ほぼ固定された径方向またはトラック横断間隔またはトラックピッチ（ＴＰ）により離間されている。パターン化媒体において、同心トラック１６２に編成された個々のデータアイランド３０のパターンのビットアスペクト比（ＢＡＲ）は、ＴＰ対ＢＰの比である。これは、トラック横断方向におけるインチ当たりトラック（ＴＰＩ）でのトラック密度に対するトラックに沿う方向におけるインチ当たりビット（ＢＰＩ）での線形アイランド密度の比と同じである。アイランド３０は、矩形状であるものとして図示したが、円形、略矩形、または略楕円形などの他の形状を有してもよい。また、アイランド３０は、典型的な径方向線１７０ａ、１７０ｂにより示すように、ディスクの中心１３（図１）から延在する略径方向線に編成されている。図２は少数のデータトラック１６２のみを有するディスク基板１１の小部分のみを示しているため、アイランド３０のパターンは、２組の垂直線として表されている。しかし、データトラック１６２は、ディスク１０の中心１３を中心とする同心リングであり、線１７０ａ、１７０ｂは、平行線でなくディスク１０の中心１３から延在する径方向線である。従って、内径（ＩＤ）側の径方向内側のトラック（トラック１６２ａ等）における線１７０ａ、１７０ｂにおける隣接アイランドについてディスクの中心１３から測定した隣接アイランド間の角度間隔は、外径（ＯＤ）側の径方向外側のトラック（トラック１６２ｂ等）における線１７０ａ、１７０ｂにおける隣接アイランドについての角度間隔と同じである。略径方向線１７０ａ、１７０ｂは、完璧に真直な径方向線であってもよいが、回転アクチュエータ上の読み書きヘッドの弓状経路１３５（図１）を再現した円弧または弓形状の径方向線であるのが好ましい。かかる弓形状の径方向線により、ヘッドがデータトラックを横断して移動する際のデータアイランドの位相位置が一定になる。読み取りヘッドと書き込みヘッドとの間には、非常に小さい径方向のオフセットが存在するため、トラック上に書き込むために用いられる同期フィールド（図１のゾーン１６３におけるフィールド１７３等）は、実際には異なるトラックから読み取られる。２つのトラック間でアイランドが同位相であれば（径方向線が弓形状である場合）、書き込みが大いに簡略化される。
【0020】
また、パターン化媒体ディスク１０は、パターン化されたサーボセクタ１２０を含む。図２に示す本発明によるパターン化媒体ディスクでは、サーボセクタ１２０の各々が、それぞれ周方向に隣接するフィールド１２０ａ、１２０ｂの平行な非径方向の磁化ストライプ１８０、１９０のＶ形パターンまたは逆Ｖ形パターン（山形パターンと呼ばれることもある）を含む。フィールド１２０ａにおけるストライプ１８０は、データトラック１６２に対して鋭角θで一方向（図２における右）に傾斜し、フィールド１２０ｂにおけるストライプ１９０は、データトラック１６２に対して鋭角、好ましくは同じ角度θで異なる方向（図２における左）に傾斜している。ストライプ１８０、１９０は、好ましくはディスクの製作後にＤＣ磁化されることにより、好ましくは同じ方向、すなわちディスク基板１１の平面に対して垂直に向かうまたは離れるいずれかの方向に磁化されている。
【0021】
山形サーボパターンは、従来の非パターン化媒体を有する従来のディスクドライブ用途で周知である。読み取りヘッドが山形パターンの２つのフィールドの各々を通過する際、リードバック信号が正弦曲線を記録する。ヘッドの径方向位置が変化すると、一方の正弦曲線の位相が進み、他方の正弦曲線の位相が遅れる。従って、ヘッドの径方向位置は、２つの正弦リードバック信号間の位相差を測定することにより推定可能である。単一周波数高速フーリエ変換（ＦＦＴ）法により、必要な位相推定値を生成可能であり、ホワイトノイズの存在下および信号が高密度な場合には近似最大尤度の推定値である。非正弦入力またはより一般的なノイズ現象に基づくより複雑な推定値により、より良好な性能を達成可能である。山形パターン周期の整数倍だけ異なる２つのヘッド位置については、位相測定結果が同じになるため、山形サーボパターンから測定された位相差からは、ヘッドの径方向位置の端数部分、すなわち山形パターンの１つの完全な径方向スパンの端数部分しか得られない。従って、山形サーボパターンを有する従来のサーボシステムでは、径方向ヘッド位置の整数部分、すなわち実際のトラック番号が、山形パターン前のサーボセクタの開始付近に配置されるのが典型的である、グレイ符号化されたトラック識別（ＩＤ）を復調することにより決定される。本発明において示すものなどのパターン化媒体のためのサーボシステムでは、山形サーボフィールド１２０ａ、１２０ｂにおけるストライプ１８０、１９０が、個々のアイランドセグメント（セグメント１８４ａ〜ｃ等）で構成されるので、リードバック信号が、従来のサーボパターンからのリードバック信号と厳密に同じではない。図２に示すものなどのパターン化媒体サーボパターンでは、リードバック信号が、周方向においてＬｃｉｒｃだけ隔てられた磁化アイランドに応答し、同時に、非径方向ストライプ１８０、１９０の間隔および鋭角により変調される。その結果、上で説明した従来の山形サーボパターンからの正弦信号と同様の「包絡線」により振幅が変調されたリードバック信号となる。
【0022】
図２に示すものなどのパターン化媒体垂直型磁気記録ディスクでは、磁化可能な記録材料（データアイランド３０および非径方向ストライプ１８０、１９０）における磁化方向が、記録層に対して垂直または面外の方向である。パターン化されたデータアイランドおよびストライプの要求される磁気隔離を生じさせるため、アイランドおよびストライプ間の領域の磁気モーメントを消失または実質的に減少させることで、これらの空間を本質的に非磁性化しなければならない。パターン化媒体は、いくつかの既知の手法のいずれかにより製作してもよい。パターン化媒体の一種では、データアイランドが、ディスク基板表面の上方に延在する隆起および離間したピラーであり、基板表面上におけるピラー間にトラフまたはトレンチが画定されている。この種のパターン化媒体を図３Ａの断面図に示し、かかる図は、いくつかのデータアイランド３０のみを示している。この種のパターン化媒体では、ピラー３１およびピラー間の領域またはトレンチ３２の事前エッチングパターンを有する基板１１を、マスタテンプレートまたは型を用いて比較的低コストの量産ナノインプリントプロセスで生産可能である。次いで、事前エッチングされた基板の表面全体にわたって磁気記録層材料を堆積させ、ピラー３１の端部とピラー３１間のトレンチとの両方を覆うことで、磁気記録層材料のデータアイランド３０および磁気記録層材料のトレンチ３２が得られる。記録層材料のトレンチ３２は、アイランド３０における記録層材料に対する読み書きに悪影響を与えないように読み書きヘッドから十分に遠く離間させてもよく、またはトレンチは、Ｓｉなどの材料で「ポイズニング」することにより非磁性化させてもよい。この種のパターン化媒体は、（非特許文献３）に記載されている。
【0023】
図３Ｂは、平坦化層３３で平坦化した後の図３Ａのパターン化媒体ディスクを示す。層３３は、硬化機能性ペルフルオロポリエステル（ＰＦＰＥ）ポリマーであってもよい。機能性ＰＦＰＥは、好適な溶媒に機能性ＰＦＰＥを溶解させた溶液にディスクを浸漬させ、次いで溶媒を蒸発させることにより塗布する。機能性ＰＦＰＥの一種は、紫外線（ＵＶ）放射への露出により架橋可能なアクリレート官能末端基を有するＦｏｍｂｌｉｎ（登録商標）Ｚタイプ（（特許文献２）に記載のもの等）である。図３Ｂは、硬化後に平坦化層３３が収縮し、その結果、トレンチ３２における層３３にくぼみ「Ｒ」が生じ得ることを示している（Ｒは、アイランド３０とトレンチ３２との間における層３３の表面トポグラフィにおける変化の尺度）。実際のくぼみの量は、ＤおよびＷに強く依存し、Ｄは、トレンチ３２とアイランド３０の上部との間の距離であり、概ねピラー３１の高さであり、Ｗは、概ねピラー３１間の間隙幅である。従って、ディスクの異なる領域（データ領域とサーボ領域との間等）においてＷが大幅に変化する場合、くぼみはより大きい問題となり、従ってディスクの平坦化はより困難になる。
【0024】
本発明において、マスタテンプレートにおけるサーボセクタ１２０の平行な非径方向ストライプ１８０、１９０を画定するフィーチャは、データトラック１６２と同じ製作ステップにおいて形成される。図２を再び参照して、ストライプ１８０、１９０は、ストライプに対して垂直な方向において、データトラックピッチＴＰと実質的に同じストライプ間隔またはピッチを有する、すなわち、ストライプピッチはＴＰ＋／−５％ＴＰと等しい。また、ストライプ１９０ａ、１９０ｂにより示すように、各ストライプは、データアイランドの径方向幅と実質的に等しいストライプ幅（ＳＷ）を有する。従って、値Ｗ（図３Ａ）は、データ領域とサーボ領域との両方において実質的に同じであり、これにより平坦化層のくぼみが最小化される。
【0025】
また、非径方向ストライプ１８０、１９０およびデータトラック１６２が同じステップにおいて製作されることにより、サーボパターンのデータトラックとの空間的位置決めが非常に精密に行われる。ストライプピッチＴＰを有するストライプのサーボパターンにより、ＢＰと等しいピッチを有するマークを有するサーボパターンよりもはるかに良好な信号対雑音比（ＳＮＲ）が得られる。これは、ＤＣ磁化されたマーク（すべてのアイランドが同じ磁化配向を有する）は、所与の読み取りヘッドについて、交流磁化アイランドよりも低いＳＮＲを有するためである。ＤＣ磁化されたサーボ信号のＳＮＲは、より長いサーボストライプのピッチ（ＴＰ等）を用いることにより向上可能である。
【0026】
図２に示すように、ストライプ１８０、１９０の山形パターンは、径方向において４データトラック毎に反復している。従って、山形パターンにより、４トラック周期のサーボ位置信号が形成される。ストライプ１８０、１９０の傾斜（角度θ）を変更することにより、異なる径方向周期を選定可能である。山形パターンの径方向周期は、データトラックの整数倍である必要はなく、データトラックに対する山形パターンの位置決めが既知の数学的関係により行われるものであればよい。山形パターンの径方向周期は、約２〜１０データトラックであるのが好ましい。
【0027】
本発明において、ストライプ１８０、１９０の山形パターンからは、１つの山形パターン（図２の例では４つのデータトラック）の径方向スパンにおけるヘッドの径方向位置の端数部分のみを判定可能である。山形パターンを有する従来のサーボシステムと同様に、典型的には読み取りヘッドがサーボセクタヘッダを読み取る際に時間的に山形パターンの直前に、別のサーボ書き込みステップにおいて、山形パターンの外側の領域にトラック番号（トラックＩＤ）の上位ビットを書き込む。
【0028】
図２を再び参照して、ストライプ１８０、１９０の各々は、非磁性空間により隔てられた磁化材料のセグメントを含む。例えば、ストライプ１８０ａは、非磁性空間により隔てられた典型的な磁化セグメント１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄを含む。同様に、隣接するストライプ１８０ｂは、非磁性空間により隔てられた典型的な磁化セグメント１８４ａ、１８４ｂ、１８４ｃを含む。セグメント化されたストライプ１８０、１９０は、本発明の方法により製作されたマスタ型からディスクをナノインプリントした結果である。図２に示すように、異なるストライプにおける磁化セグメントは、径方向線（径方向線１７０ａ、１７０ｂ等）の一部である。例えば、ストライプ１８０ａにおけるセグメント１８２ｃおよびストライプ１８０ｂにおけるセグメント１８４ａは、同じ径方向線の一部である。同様に、ストライプ１８０ａにおけるセグメント１８２ｄおよびストライプ１８０ｂにおけるセグメント１８４ｂは、同じ径方向線の一部である。データトラックおよびサーボ領域１２０における径方向線を画定するフィーチャは、同じ製作プロセスにおいて形成されるため、それらは実質的に同じ周方向またはトラックに沿うピッチを有する。従って、トラックに沿う方向における磁化セグメントのピッチは、ＢＰと実質的に等しい、すなわち、セグメントピッチはＢＰ＋／−５％ＢＰと等しい。
【0029】
図２に示すディスクは、マスタテンプレートまたは型からナノインプリントすることにより製作される。超高密度パターン化媒体ディスクを達成するためのマスタテンプレートまたは型の作製は、困難で骨が折れるプロセスである。ガウスビーム回転ステージｅ−ビームライタを用いる電子ビーム（ｅ−ビーム）リソグラフィの使用が、マスタ型を作製するための可能性がある方法であると考えられる。しかし、より高いエリアビット密度（１Ｔビット／ｉｎ２より大きい）とより高いＢＡＲ（１より大きい、好ましくは２以上）との両方を有するパターン化媒体ディスクを達成するためには、約５０ｎｍのトラックピッチおよび約１２．５ｎｍのアイランドピッチが要求され、かかる場合、ＢＡＲは４となる。１２．５ｎｍのアイランドピッチを有するパターン化媒体ディスクをナノインプリント可能なマスタ型は、ｅ−ビームリソグラフィの解像度が制限されているため製作が困難である。エリア密度をさらに増加させるには、より小さく高密度なフィーチャが要求される。例えば、ＢＡＲが２であるとともにエリア密度が５Ｔｂ／ｉｎ２である場合は、トラックに沿うアイランドピッチが８ｎｍであることが要求される。
【0030】
本発明は、ｅ−ビームリソグラフィの解像度では達成困難なアイランドピッチ（ＢＰ）を有するとともに、山形サーボパターンがデータトラックに位置決めされたパターン化媒体ディスクを作製するためにナノインプリントプロセスにおいて用いられるマスタ型を作製するための方法に関する。マスタ型は、ディスクを直接ナノインプリントするために用いてもよいが、ディスクを直接ナノインプリントするために用いられるレプリカ型を作製するために用いられることが多い。本方法は、従来のまたはｅ−ビームリソグラフィを用いて、基板上に、略径方向トレースのパターンを形成し、トレースは、環状ゾーンまたはバンドにグループ化されている。パターン上に第１のブロックコポリマー材料を堆積させると、第１のブロックコポリマーがその成分に方向性自己集合し、略径方向トレースが略径方向線に増大する。径方向線は、径方向トレースよりも高い周方向密度を有するのが好ましい。
【0031】
次いで、第２のブロックコポリマーの方向性自己集合を用いて、略径方向線上に同心リングのパターンおよび非径方向ストライプのパターンを形成する。同心リングは、マスタ型により形成されるアイランドの径方向幅を画定するために用いられ、非径方向ストライプは、山形パターンを形成するストライプのストライプ横断幅（ＳＷ）を画定するために用いられる。エッチングおよびレジスト除去後、マスタ型は、用いた方法によってピラーまたは穴のいずれかのパターンを有している。ピラーまたは穴は、後にナノインプリントされるディスクにおいてデータアイランドを形成するために用いられる型の部分において、円形リングに編成されている。リングは、環状ゾーンにグループ化されている。ピラーまたは穴は、後にナノインプリントされるディスクにおいてサーボセクタを形成するために用いられる型の部分において、セグメント化された平行な非径方向ストライプに編成されている。同心リングの径方向間隔は、エッチングプロセス後にマスタ型が所望のＢＡＲ（１より大きく、好ましくは約２以上）を有するピラーまたは穴のアレイを有するように選択される。本方法によれば、マスタ型のピラーまたは穴の周方向密度を、単なるｅ−ビームリソグラフィで達成し得るものから少なくとも倍増させることができるため、後にナノインプリントされるパターン化媒体ディスクは、高いＢＡＲ（１より大きく、好ましくは２以上）と超高エリア密度との両方を有することが可能である。本方法によれば、非径方向ストライプを同心リングと精密に位置決めすることができ、また、リングおよび非径方向ストライプが第２のブロックコポリマーの方向性自己集合の同じステップにおいて製作されるため、非径方向ストライプのストライプピッチは、同心リングの径方向ピッチと実質的に同じにすることが可能である。
【0032】
周期的なナノメートル（ｎｍ）スケールのフィーチャを形成するため、自己集合ブロックコポリマーが提案されている。自己集合ブロックコポリマーは、互いに混和しない２つ以上の異なるポリマーブロック成分（例えば成分ＡおよびＢ）を含むのが典型的である。好適な条件下で、２つ以上の混和しないポリマーブロック成分は、ナノメートルスケールで２つ以上の異なる相またはミクロドメインに分離し、それにより、隔離されたナノサイズ構造単位の秩序立ったパターンを形成する。自己集合周期的パターンを形成するために使用可能な多くの種類のブロックコポリマーが存在する。成分ＡまたはＢの一方を、他方を除去する必要なく選択的に除去可能であれば、秩序立てて編成された非除去成分の構造単位を形成可能である。自己集合ブロックコポリマーについて記載した無数の文献が存在し、それらには、（特許文献３）；（非特許文献４）；（非特許文献５）；および（非特許文献６）などがある。
【0033】
自己集合周期的パターンを形成するために使用可能な好適なブロックコポリマーの具体例は、以下を含むがそれらに限定されない：ポリ（スチレン−ブロック−メチルメタクリレート）（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−メチルメタクリレート）（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−メチルメタクリレート）（ＰＩ−ｂ−ＰＭＭＡ）、およびポリ（スチレン−ブロック−ジメチルシロキサン）（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）。
【0034】
ブロックコポリマーにより形成される具体的な自己集合周期的パターンは、第１および第２のポリマーブロック成分ＡおよびＢ間の分子容比により決定される。第１のポリマーブロック成分Ａの分子容に対する第２のポリマーブロック成分Ｂの分子容の比が約８０：２０よりも小さく約６０：４０よりも大きいとき、ブロックコポリマーは、第２のポリマーブロック成分Ｂで構成されたマトリクスにおいて第１のポリマーブロック成分Ａで構成された円筒の秩序立ったアレイを形成する。第２のポリマーブロック成分Ｂの分子容に対する第１のポリマーブロック成分Ａの分子容の比が約６０：４０よりも小さく約４０：６０よりも大きいとき、ブロックコポリマーは、第１および第２のポリマーブロック成分ＡおよびＢで構成された交互のラメラを形成する。本発明では、非除去成分がエッチングマスクとして用いられるので、交互のラメラおよび交互の円筒の秩序立ったアレイが対象物となる。
【0035】
周期的パターンにおける反復する構造単位の周期またはバルク周期（Ｌ０）は、重合度Ｎおよびフローリ・ハギンズの相互作用パラメータχなどの固有ポリマー特性により決定される。Ｌ０は重合度Ｎに対応し、重合度Ｎは分子量Ｍと相関する。このため、本発明のブロックコポリマーの総分子量を調整することにより、反復する構造単位のバルク周期（Ｌ０）を選択可能である。
【0036】
自己集合周期的パターンを形成するため、まず、ブロックコポリマーを好適な溶媒系に溶解させてブロックコポリマー溶液を形成し、次いで、かかるブロックコポリマー溶液を表面に塗布して薄いブロックコポリマー層を形成し、続いて、薄いブロックコポリマー層をアニーリングして、ブロックコポリマーに含まれる、異なるポリマーブロック成分間で相分離を生じさせる。ブロックコポリマーの溶解およびブロックコポリマー溶液の形成に用いられる溶媒系は、以下を含むがそれらに限定されないいずれの好適な溶媒を含んでもよい: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）、およびアセトン。ブロックコポリマー溶液は、以下を含むがそれらに限定されないいずれの好適な手法によっても基板表面に塗布可能である：スピン塗布、被覆、噴霧、インク被覆、浸漬被覆など。好ましくは、ブロックコポリマー溶液を基板表面にスピン塗布することにより、薄いブロックコポリマー層を形成する。基板表面上に薄いブロックコポリマー層を塗布した後、基板全体をアニーリングして、ブロックコポリマーに含まれる、異なるブロック成分のミクロ相分離をもたらし、それにより、構造単位が反復する周期的パターンを形成する。
【0037】
上記手法におけるブロックコポリマーフィルムは、何らの方向付けも誘導もなく自己集合する。この無方向性自己集合は、欠陥を有するパターンを生じさせるので、パターン化媒体ディスクをナノインプリントするためのマスタ型上に径方向線の環状ゾーンを作製する場合など、長距離にわたる秩序付けを要求するアプリケーションには実用的でない。
【0038】
ブロックコポリマードメインの自己集合を誘導または方向付けするため、リソグラフィによりパターン化された表面が提案されている。１つのアプローチは、干渉リソグラフィを用いて、基板上で下層の化学的コントラストパターンが位置決めされたドメインの秩序付けを達成している。この手法により、（特許文献４）に記載されているように、基板上にラメラおよび円筒ドメインを形成してもよい。しかし、干渉リソグラフィを用いて径方向線の環状ゾーンを作製することはできない。（特許文献５）は、化学的コントラストパターンを形成してブロックコポリマーの自己集合を誘導することで非周期的パターンを形成するための手法を記載している。また、基板上に化学的コントラストパターンを形成してブロックコポリマーの自己集合を誘導するこれらのアプローチの両方において、下層の化学的コントラストパターンの周期は、ブロックコポリマーのバルク周期Ｌ０と整合している。例えば、（特許文献５）では、Ｌ０が約４０ｎｍであるので、自己集合を誘導するために用いられるリソグラフィによりパターン化された基板も、従来のまたはｅ−ビームリソグラフィにより達成可能な約４０ｎｍの周期を有している。しかし、約８ｎｍ〜３０ｎｍのＬ０を有するブロックコポリマーのための化学的コントラストパターンを、従来のまたはｅ−ビームリソグラフィを用いて形成することは困難である。
【0039】
マスタ型を作製するための本発明の方法は、従来の光またはｅ−ビームリソグラフィを用いて、基板上に、略径方向トレースのパターンを形成し、トレースは、環状ゾーンまたはバンドにグループ化されている。パターン上にバルク周期Ｌ０＝Ｌｒａｄを有する第１のブロックコポリマー材料を堆積させると、ブロックコポリマーがその成分に方向性自己集合し、略径方向トレースが交互のブロックコポリマー成分の略径方向線に増大する。一方の成分の径方向線を除去すると、第１のブロックコポリマーの残りの成分の径方向線が残る。次いで、第１のブロックコポリマーの残りの成分の径方向線上に保護層を堆積させることで、後続処理中のそれらの移動を防止する。次いで、これらの径方向線上にバルク周期Ｌ０＝Ｌｃｉｒｃを有する第２のブロックコポリマー材料を堆積させて、略周方向リングおよび非径方向ストライプを画定する。第２のブロックコポリマーの一方の成分の周方向リングおよび非径方向ストライプを除去すると、第２のブロックコポリマーの残りの成分の周方向リングおよび非径方向ストライプが残る。残りの第２のブロックコポリマー成分の周方向リングおよび非径方向ストライプならびに下層の残りの第１のブロックコポリマー成分の径方向線は、リソグラフィマスクとして機能するグリッドを形成する。このマスクにより基板をエッチングし、続いて、残りのブロックコポリマー材料を除去すると、環状ゾーンにグループ化された円形リングに編成された凹部または穴のパターンを有するとともに、セグメント化された非径方向ストライプのパターンを有するマスタ型が得られる。代替として、ブロックコポリマーグリッドの上部に好適な材料をメッキするかまたは堆積させ、続いて、残りのブロックコポリマー材料を除去することにより、環状ゾーンにグループ化された円形リングに編成された点またはピラーのパターンを有するとともに、セグメント化された非径方向ストライプのパターンを有するマスタ型が得られる。Ｌｃｉｒｃ／Ｌｒａｄの比により、型から作製されるディスクのＢＡＲが画定される。
【0040】
図４Ａ〜図４Ｐに関して本方法を説明する。図４Ａ〜図４Ｃ、図４Ｅ〜図４Ｇ、および図４Ｉ〜４Ｊは、本製作方法の各段階における径方向に対して略垂直な平面に沿う側断面図であり、図４Ｄ、図４Ｈ、および図４Ｋ〜図４Ｐは、本方法の各段階における上面図である。
【0041】
図４Ａに示すように、マスタ型基板は、単結晶Ｓｉ、非晶質Ｓｉ、シリカ、石英、窒化ケイ素、炭素、タンタル、モリブデン、クロム、アルミナ、およびサファイアなどを含むがそれらに限定されないいずれの好適な材料で形成してもよいベース２００を備える。ベース２００上に、ポリマーブロックの一方に対して他方に対するよりも強い親和性を示さない材料の表面改質層２０５（「中立層」と言う）を堆積させる。中立層は、機能性ポリマーブラシ、架橋可能ポリマー、機能性ポリマー「Ａ」もしくは「Ｂ」または機能性ランダムコポリマー「Ａ−ｒ−Ｂ」、または「Ａ」および「Ｂ」の混合物（「Ａ」および「Ｂ」はブロックコポリマーの構成ブロック材料）とすることが可能であるが、それらに制限されない。官能基は、例えばヒドロキシル基であってもよい。本例では、中立層２０５が、用いられるブロックコポリマーよりも低分子量のヒドロキシル末端ポリスチレンブラシである。ブラシ材料は、ベース２００上に約１〜１０ｎｍ（６ｎｍ未満が好ましい）の厚さにスピン被覆される。中立層の目的は、表面エネルギーを適切に調整することにより、所望のドメイン配向（垂直なラメラまたは平行な円筒）を促進するとともに、密度を増大させるために適切な濡れ状態を提供することである。
【0042】
図４Ｂにおいて、ブラシ層２０５上にレジスト層を堆積させ、レジストの略径方向バー２１０にパターン化する。レジスト層は、ブラシ層２０５の一部を露出させる径方向空間２１１により隔てられた径方向バー２１０のパターンを形成するように、ｅ−ビームによりパターン化され、現像される。ｅ−ビームツールは、径方向空間２１１が、後に堆積される選択されたブロックコポリマーについての既知のバルク周期であるＬ０の概ね整数倍（すなわちｎＬ０）である周方向間隔を有するように、レジスト層をパターン化する。図４Ｂでは、ｎが２である。各径方向空間２１１の周方向幅は、概ね０．５Ｌ０となるように選択される。
【0043】
図４Ｃにおいて、酸素プラズマ反応性イオンエッチング（Ｏ２ＲＩＥ）プロセスにより構造をエッチングし、径方向空間２１１におけるブラシ層２０５の部分を除去することで、ベース２００の一部を露出させる。代替として、ブラシ層２０５の露出部分がコポリマーの一方に対して好ましい親和性を有するように、径方向空間２１１におけるブラシ層２０５の露出部分の化学構造を（酸素プラズマエッチング、または反応性イオンエッチング、中性原子（Ａｒ等）もしくは分子切削、イオン衝撃、および光分解などの他のプロセスにより）化学的に変質させることが可能である。上面図である図４Ｄにおいて、レジスト２１０を除去すると、基板２００上に、ベース材料（または化学的に変質したブラシ材料）の略径方向トレース２００により隔てられたポリマーブラシ材料の略径方向バー２０５のパターンが残る。このパターンにおいて、略径方向トレース２００は、約０．５Ｌ０の周方向幅および２Ｌ０の周方向ピッチを有する。図４Ｄはマスタ型の非常に小さい部分のみを示すため、トレース２００は平行なトレースとして表されている。しかし、トレース２００は、図４Ｄに示すように略径方向に編成されている。トレース２００は、完璧に真直な径方向トレースであってもよいが、回転アクチュエータ上の読み書きヘッドの弓状経路を再現した円弧または弓形状の径方向トレースであるのが好ましい。
【0044】
次に、図４Ｅにおいて、ブラシ材料の径方向バー２０５と径方向空間２１１におけるベース材料（または化学的に変質したブラシ材料）の径方向トレース２００との上に、第１のブロックコポリマー材料の層２２０を堆積させる。好ましい第１のブロックコポリマー材料は、約５ｎｍ〜３０ｎｍのＬ０＝Ｌｒａｄを有するジブロックコポリマーのポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）であり、スピン被覆により約０．５Ｌｒａｄ〜３Ｌｒａｄの厚さに堆積させる。
【0045】
図４Ｆにおいて、第１のブロックコポリマー層は、例えば摂氏約２００度に概ね６０分間加熱することによりアニーリングされており、ブロックコポリマーに含まれる、異なる成分間で相分離が生じている。本例において、Ｂ成分（ＰＭＭＡ）は、ベース２００の表面または化学的に変質したブラシ２０５の極性基に対して親和性を有するので、径方向トレース２００の上部に略径方向線２１５を形成する。トレース２００の周方向幅は概ね０．５Ｌｒａｄであるため、Ａ成分（ＰＳ）は、ポリマーブラシ材料の径方向バー２０５上で隣接する径方向線２１２を形成する。ＡおよびＢ成分の自己集合の結果、Ｂ成分も、ポリマーブラシ材料の各径方向バー２０５の中心上で略径方向線２１５を形成する。このように、略径方向トレース２００（または化学的に変質したブラシ）により、ＰＳおよびＰＭＭＡ成分の自己集合が誘導され、図４Ｆに示すように構造中に交互の径方向線２１２、２１５が形成される。ＡおよびＢ成分は、Ｌｒａｄの周期を有する平行線に自己集合する傾向があるが、径方向トレース２００の基板パターンにより、交互の線２１２、２１５が径方向線として形成されるように誘導され、これは、全径方向長にわたってＬｒａｄを一定にすることはできないことを意味している。しかし、Ｌｒａｄからの変動が概ね１０パーセントを超えなければ、交互の径方向線２１２、２１５のパターンは大きな欠陥なく完成させることが可能である。従って、これを達成するため、ゾーンＩＤにおける径方向トレース２００の周方向間隔は、約０．９ｎＬｒａｄ以上であるべきであり、ゾーンＯＤにおける径方向トレース２００の周方向間隔は、約１．１ｎＬｒａｄ以下であるべきである。
【0046】
次に、図４Ｇにおいて、ウェットエッチング（酢酸、ＩＰＡ、または他の選択溶媒）またはドライエッチングプロセス（Ｏ２ＲＩＥ）によりＢ成分（ＰＭＭＡ）を選択的に除去すると、Ａ成分（ＰＳ）の略径方向線２１２が残る。図４Ｈは、図４Ｇの上面図であり、周方向間隔Ｌｒａｄを有するＡ成分の略径方向線２１２を示している。図４Ｈにおいて、径方向線２１２の周方向密度は、図４Ｄにおける径方向トレース２００の周方向密度から倍増している。層２０５からのいずれの残留材料も、Ｏ２反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスなどのドライエッチングプロセスにより除去される。
【0047】
径方向線２１２は、図４Ｈに示すように形成された後、マスタ型によりナノインプリントされるパターン化媒体ディスク上のトラックに対応する周方向セグメントまたはリングに切断される。本方法のこの部分の第１のステップを図４Ｉの側断面図に示し、かかる図において、図４Ｈの構造上に保護層２０６を堆積させる。保護層２０６は、概ね１〜２ｎｍの厚さにスパッタ堆積させたＳｉ、ＳｉＯ２、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、または同様の材料であってもよい。保護層２０６の目的は、後続処理中における径方向線２１２の移動および／または溶解を防止することである。径方向線２１２は、距離Ｌｒａｄだけ周方向に離間されている（Ｌｒａｄは第１のブロックコポリマー材料のバルク周期の付近である）。
【0048】
図４Ｊにおいて、保護層２０６上に、中立層２０５と同様の表面改質または中立層２３０を塗布する。次に、図４Ｋにおいて、表面改質層２３０上にｅ−ビームレジストフィルム３１７を塗布し、周方向リング３１３および非径方向バンド３５３にパターン化する。レジスト層３１７は、同心境界領域３０７により隔てられた周方向リング３１３および非径方向バー３５７により隔てられた非径方向バンド３５３のパターンを形成するように、ｅ−ビームによりパターン化され、現像される。同心境界領域３０７は、ナノインプリントされるパターン化媒体ディスクのトラック１６２（図２）間の境界に対応し、非径方向バー３５７は、ナノインプリントされるパターン化媒体ディスクのサーボパターンを構成する非径方向ストライプ１８０、１９０（図２）間の境界に対応する。同心領域３０７および非径方向バー３５７により、表面改質層２３０で覆われた、交互の基板２００の部分（層２０６により被覆されている）と先に形成された径方向線２１２の部分とが露出する。ｅ−ビームライタにより、同心領域３０７および非径方向バー３５７が距離ｎＬｃｉｒｃだけ離間されるようにレジスト層３１７をパターン化する（ｎは整数であり、Ｌｃｉｒｃは後に堆積される第２のブロックコポリマー材料のバルク周期である）。図４Ｋでは、ｎ＝２であるので、同心領域３０７の径方向幅は０．５Ｌｃｉｒｃであり、非径方向バー３５７のバーに対して垂直な方向における幅は０．５Ｌｃｉｒｃである。また、本例では、図４Ｋに示すように、Ｌｃｉｒｃは２Ｌｒａｄであるように選定される。
【0049】
図４Ｌにおいて、露出部分（領域３０７およびバー３５７）を、酸素プラズマエッチング（または反応性イオンエッチング、中性原子もしくは分子切削、イオン衝撃、および光分解などの他のプロセス）によりエッチングするかまたは化学的に変質させることで、領域３０７およびバー３５７においてエッチングまたは変質層２３０’により表すように、表面改質層２３０を除去するかまたはその組成を化学的に変質させる。図４Ｍにおいて、好適な溶媒の使用によりｅ−ビームレジストを除去すると、表面改質層２３０で覆われた交互の径方向線２００および２１２の周方向リング３１３および非径方向バンド３５３と、変質層２３０’で覆われた交互の基板２００の一部および先に形成された径方向線２１２の一部の同心領域３０７および非径方向バー３５７とが残る。
【0050】
図４Ｎにおいて、ブラシ材料２３０で覆われた径方向線２１２と、変質ブラシ層２３０’で覆われた同心境界領域３０７および非径方向バー３５７との上に、第２のブロックコポリマー材料を堆積させる。好ましい第２のブロックコポリマー材料も、ジブロックコポリマーのポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）であってもよい。ブロックコポリマーにおける特徴的バルク周期Ｌ０は、その重合度Ｎ、すなわちポリマー鎖長における構成モノマー数により決定される。異なるＬ０値を有するブロックコポリマーは、適切な分子量を選択することにより選定可能である。例えば、Ｍｗ＝４６Ｋｇ／ｍｏｌの総分子量を有する対称ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡは、概ね３２ｎｍのＬ０を示すが、Ｍｗ＝３６Ｋｇ／ｍｏｌであるものは、概ね２７ｎｍのＬ０を示す。他のＬ０値が既知であり、（非特許文献７）に記載されている。第１のブロックコポリマーについてのバルク周期Ｌ０はＬｒａｄに等しく、第２のブロックコポリマー材料についてのバルク周期Ｌ０はＬｃｉｒｃに等しく、ＬｒａｄおよびＬｃｉｒｃは、所望のエリア密度およびビットアスペクト比（ＢＡＲ）により選定される。概ね２のＢＡＲについては、図４Ｉ〜図４Ｎにおける例に示すように、Ｌｃｉｒｃ＝２Ｌｒａｄである。図４Ｎにおいて、第２のブロックコポリマー層はアニーリングされており、ブロックコポリマーに含まれる、異なる成分間で相分離が生じている。本例において、Ｂ成分（ＰＭＭＡ）は、境界領域３０７および非径方向バー３５７における化学的に変質したブラシ２３０’に対して親和性を有するので、略周方向リング３１８および非径方向ストライプ３５８を形成する。領域３０７の径方向幅は概ね０．５Ｌ０であり、非径方向バーの幅は概ね０．５Ｌ０であるため、Ａ成分（ＰＳ）は、周方向リング３１９および非径方向ストライプ３５９を形成する。第２のブロックコポリマーのＡおよびＢ成分の自己集合の結果、Ｂ成分も、Ａ成分のリング３１９の間に径方向間隔Ｌｃｉｒｃを有する略周方向リング３１８を形成し、Ａ成分の非径方向ストライプ３５９の間に間隔Ｌｃｉｒｃを有する非径方向ストライプ３５８を形成する。
【0051】
図４Ｏにおいて、（非特許文献８）に記載されているように、例えば紫外線（ＵＶ）放射を使用し、続いて、選択溶媒中ですすぐことにより、Ｂ成分（ＰＭＭＡ）を選択的に除去する。次いで、残りの表面改質層２３０を除去すると、交互の径方向線２１２（第１のブロックコポリマーのＡ成分）および２００（基板）の一部の周方向リング３１８および非径方向ストライプ３５８が残る。結果的に得られる図４Ｏの構造は、第２のブロックコポリマーのＡ成分（ＰＳ）の周方向リング３１８および非径方向ストライプ３５８ならびに下層の第１のブロックコポリマーのＡ成分（ＰＳ）の径方向線２１２のグリッドである。このグリッドにより、リング３１８における基板材料（材料２０６で覆われている）の略矩形領域２００と非径方向ストライプ３５８における基板材料（材料２０６で覆われている）の略平行四辺形領域２００とが画定され、露出している。径方向線２１２の周方向ピッチは、第１のブロックコポリマーフィルムの周期により画定され、リング３１９の径方向ピッチおよびストライプ３５９のストライプピッチは、第２のブロックコポリマーの周期により画定される。ＰＳ材料の径方向線２１２と周方向リング３１９および非径方向ストライプ３５９との両方がブロックコポリマーの方向性自己集合により画定されるこの方法では、製作プロセスの順序を反転させてもよい、すなわち、まず周方向リング３１９および非径方向ストライプ３５９を画定し、続いて、径方向線２１２を集合させ、下層の周方向リング３１９および非径方向ストライプ３５９の上方に配置させてもよい。
【0052】
次いで、図４Ｐにおいて、交差する周方向リング３１９、非径方向ストライプ３５９、および径方向線２１２のグリッドをエッチングマスクとして用いて、ドライエッチングプロセスを用いて基板２００（基板２００上に残るいずれの材料２０６の部分も含む）をエッチングし、凹部または穴２２９を形成する。次いで、周方向リング３１９、非径方向ストライプ３５９、および下層の径方向線２１２のＰＳ材料をＯ２ＲＩＥプロセスにより除去すると、基板２００に穴２２９が残る。これにより、ナノインプリントされるパターン化媒体ディスクの同心トラックに対応する周方向セグメント３２３と、ナノインプリントされるディスクの山形サーボパターンのストライプに対応する非径方向セグメント３６３とに編成された穴２２９を有する図４Ｐに示す構造が残る。結果的に得られるディスクは、Ｌｒａｄの直線またはトラックに沿うビットピッチおよび約Ｌｃｉｒｃのトラックピッチを有する。図４Ｐの例において、約２のＢＡＲについては、Ｌｃｉｒｃ＝２Ｌｒａｄである。当初ベース２００の基板であった図４Ｐの構造は、エッチングされ、基板材料２００の元の表面の下方に穴２２９のパターンを画定している。図４Ｐの構造は、穴２２９がディスクをナノインプリントするためのトポグラフィックパターンとして機能するマスタ型として機能することが可能である。代替として、交差する周方向リング３１９、非径方向ストライプ３５９、および径方向線２１２のグリッドは、好適な材料（例えばＣｒ、Ｔａ、またはＭｏ）を堆積させるかまたはメッキした後、残りのポリマーのグリッドを除去し、メッキした材料をエッチングマスクとして用いてピラーの構造（すなわち図４Ｐの反転トーン）を形成することにより、リフトオフマスクとして用いることが可能である。
【0053】
上記の一般的方法において、マスタテンプレートを製作するためのリソグラフィマスクは、使用されたブロックコポリマーの残りのブロックにより作製された、交差する周方向リング３１９、非径方向ストライプ３５９、および径方向線２１２のグリッドをリソグラフィマスクとして用いることにより画定される。ブロックコポリマーのパターンを下記のようにメッキされたグリッドに転写することにより、同様の実施形態を実現可能である。図４ＧにおいてブロックＢを除去して略径方向線２１２を形成するおよびブロックＡを残した後、上部にメッキ材料（約５ｎｍのＣｒ、Ｔａ、またはＭｏ）を堆積させ、続いて、線２１２における残りのブロックＡをウェットまたはドライプロセスにより除去すると、露出した基板２００の略径方向ストライプと交互になったメッキ材料の略径方向ストライプが得られる。次いで、図４Ｊにおけるように、メッキされた径方向ストライプおよび露出した基板２００の上部に、表面改質層２３０を堆積させる。前の手順と同様に、第２のブロックコポリマーによる周方向ストライプの製作を行う。図４Ｏにおけるように第２のブロックコポリマー層のブロックＢを除去した後、第２のメッキフィルム（５ｎｍのＣｒ、Ｔａ、またはＭｏ）を堆積させ、続いて、残りのブロックＡをドライまたはウェット除去すると、メッキ材料で作製された交差する周方向リング３１９、非径方向ストライプ３５９、および径方向線２１２のグリッドが残る。次いで、この新たなメッキグリッドをＲＩＥ用エッチングマスクとして用いて、図４Ｐにおけるようにテンプレートに穴をエッチングする。代替として、上記ステップの各々においてメッキ材料を堆積させる代わりに、エッチングプロセスを用いて、第１のブロックコポリマーフィルムを用いて略平行線をエッチングするとともに第２のブロックコポリマーフィルムの略周方向線および非径方向ストライプをエッチング可能である。その結果、要素２２９が突出するピラーである、図４Ｐにおけるものの反転トーンを有するテンプレートが得られる。
【0054】
上記の方法において、２つのブロックコポリマー成分は、例えば図４Ｆにおける交互の径方向線２１２、２１５により示すように、交互のラメラに自己集合するものとして説明している。ＡおよびＢ成分（ＰＳおよびＰＭＭＡ）が交互のラメラを形成するため、Ａ対Ｂ成分の分子量比は、約４０：６０〜６０：４０、好ましくは５０：５０付近であるべきである。しかし、Ａ成分（ＰＳ）がＢ成分（ＰＭＭＡ）のマトリクス内で径方向に位置合わせされた円筒を形成する場合も、本発明の範囲内である。Ｂ成分の材料の交互の径方向線２１５内でＡ成分の円筒が径方向線２１２を形成する、この種の構造を達成するため、成分Ａに対する成分Ｂの分子量比は、約６０：４０より大きく約８０：２０未満、好ましくは７０：３０付近であるべきである。
【0055】
図２を再び参照して、図４Ａ〜図４Ｐに関して上で説明した方法によれば、データアイランド３０の径方向幅と実質的に等しいストライプ幅ＳＷが得られる。比ＳＷ／ＴＰ（ストライプのデューティサイクル）およびデータアイランドの径方向幅対ＴＰの比（データトラックのデューティサイクル）は、ストライプ１９０ａ、１９０ｂにより示すように、実質的に同じ、すなわち約２／３（６７％）であるものとして説明している。モデリングによれば、データトラックのＳＮＲおよび誤り率を最良にするには、データトラックのデューティサイクルを５０％より大きく（好ましくは約６０〜８０％）すべきであることが示唆されている。しかし、山形パターンについては、ストライプのデューティサイクルが約５０％である場合に最良のＳＮＲが生じる。従って、データトラックおよびストライプについて異なるデューティサイクルを有することが望ましいかもしれない。従って、データアイランドは、ストライプのストライプ横断幅よりも大きいトラック横断幅を有してもよいが、ＴＰおよびストライプピッチは、実質的に等しくてもよい。ラメラブロックコポリマーは、一般に、例えば図４Ｏにおいてリング３１８、３１９およびストライプ３５８、３５９により示すように、アニーリング後および一方のコポリマー成分の除去後、デューティサイクルが５０％付近のパターンを形成する傾向がある。しかし、マスタ型の２つの領域（データトラック領域および山形パターン領域）への後続処理ステップの適用を異ならせることにより、異なるデューティサイクルを達成可能である。例えば、山形パターン（図４Ｏにおけるストライプ３５８、３５９）をフォトレジストにより一時的にマスキングし、データトラック領域（図４Ｏにおけるリング３１８、３１９）に等方性エッチングを行えば、残りのブロックコポリマー材料が腐食し、データトラックのデューティサイクルが増加する結果となる。また、方向性堆積を用いることで、他方の領域をマスキングする必要なく、一方の領域のデューティサイクルを選択的に変更可能である。
【0056】
図２を再び参照して、ストライプ１８０、１９０の各々は、非磁性空間により隔てられた磁化材料のセグメントを含む。例えば、ストライプ１８０ａは、非磁性空間により隔てられた典型的な磁化セグメント１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄを含む。同様に、隣接するストライプ１８０ｂは、非磁性空間により隔てられた典型的な磁化セグメント１８４ａ、１８４ｂ、１８４ｃを含む。セグメント化されたストライプ１８０、１９０は、図４Ａ〜図４Ｏに関して上で説明した方法により製作されたマスタ型からディスクをナノインプリントした結果であり、サーボ領域１２０における磁化セグメントにおける結果は、データトラック領域における径方向線（線１７０ａ、１７０ｂ等）に対して略平行な径方向線の部分である。しかし、磁化セグメントがストライプ１８０、１９０に対して垂直な非径方向線のセグメントであるように、マスタ型を製作可能である。これにより、ストライプからの信号に対する磁化セグメント間の非磁性空間の影響が最小化される、という利益が得られるかもしれない。これは、第１のブロックコポリマー材料の堆積前に、データトラック領域におけるポリマーブラシ材料の径方向バー２０５およびベース材料の径方向トレース２００を示す図４Ｄの構造に至る製作ステップ中に達成可能である。図４Ｂにおいて、山形領域におけるレジスト２１０を、山形パターンを構成する非径方向ストライプの所望の方向に対して垂直な非径方向線を形成するようにパターン化することで、第１のブロックコポリマーの堆積およびアニーリングならびに第１のブロックコポリマーの第１の成分を除去後、山形領域において図４Ｈに示すデータトラック領域における径方向線２１２と同様の非径方向線が得られる。
【0057】
また、ストライプ１８０、１９０は、セグメントおよび非磁性空間を有さない連続的な磁化ストライプであるように形成することも可能である。しかし、このためには、マスタ型の製作中に１つ以上のリソグラフィステップの追加が要求される。第１のブロックコポリマーの堆積およびアニーリングならびに第１のブロックコポリマーの第１の成分の除去後、サーボ領域における径方向線２１２（図４Ｈ）をエッチングにより除去するかまたは覆うことで、サーボ領域における最終的なパターンにおいてそれらの影響を排除可能である。
【0058】
本発明を好ましい実施形態を参照して特に図示し、説明したが、本発明の要旨および範囲を逸脱することなく形態および詳細における様々な変更を行ってもよいことが当業者には理解されよう。そのため、開示された発明は、例示的なものにすぎず、添付の特許請求の範囲において特定される範囲にのみ限定されるものと考えられるべきである。
【符号の説明】
【0059】
１０ ディスク１１ 基板
１３ 中心
２０ 矢印
３０ データアイランド
３１ ピラー
３２ トレンチ
３３ 平坦化層
１００ ドライブ
１０９ ヘッド
１１２ ハウジング
１２０ サーボセクタ
１２０ａ、１２０ｂ フィールド
１２１ サスペンション
１２２ ヘッドキャリア
１３０ アクチュエータ
１３２ ピボット
１３４ アーム
１３５ 弓状経路
１５１、１５２、１５３ ゾーン
１６１、１６２、１６３、１６２ａ、１６２ｂ トラック
１７０ａ、１７０ｂ、２１２、２１５ 径方向線
１７３ シンクマーク
１８０、１９０、１８０ａ、１８０ｂ、１９０ａ、１９０ｂ ストライプ
１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄ、１８４ａ、１８４ｂ、１８４ｃ セグメント
２００ ベース
２０５、２３０ 中立層
２０６ 保護層
２１０ 径方向バー
２１１ 径方向空間
２１２、２１５ 略径方向線
２２０ 第１のブロックコポリマー層
２２９ 穴
２３０ 表面改質層
２３０’ 変質層
３０７ 同心領域
３１３、３１８、３１９ 周方向リング
３１７ レジスト層
３２３ 周方向セグメント
３５３ 非径方向バンド
３５７ 非径方向バー
３５８、３５９ 非径方向ストライプ
３６３ 非径方向セグメント
Ａ、Ｂ 成分