图案化磁记录盘和制造用于压印盘的母模的方法

专利名称：图案化磁记录盘和制造用于压印盘的母模的方法
图案化磁记录盘和制造用于压印盘的母模的方法技术领域
本发明总地涉及具有图案化伺服扇区的图案化介质磁记录盘，且涉及制造用于纳米压印该图案化介质盘的母模(master mold)的方法。
背景技术：
已经提出了具有图案化磁记录介质的磁记录硬盘驱动器以增大数据密度。在图案 化介质中，盘上的磁记录层被图案化成布置于同心数据道中的小的隔离的数据岛。为了制 造图案化数据岛的所需磁隔离，岛之间的空间的磁矩必须被消灭或者基本减小以使这些空 间实质上为非磁的。在一类图案化介质中，数据岛是拔高的区域或者柱，其延伸得高出“沟 槽”且磁材料覆盖柱和沟槽两者，通常通过用诸如硅(Si)的材料“毒化”而使沟槽中的磁材 料呈非磁性。在另一类图案化介质中，磁材料首先沉积在平的盘衬底上。然后通过研磨、蚀 刻或离子轰击数据岛周围的区域来形成磁数据岛。类似于常规的非图案化或连续介质盘，图案化介质盘也需要具有非数据伺服区 域，其用于读/写头定位。具有拔高的间隔开的数据柱的提前蚀刻型图案化介质盘中的伺 服区域也可以被图案化且因此包含通过沟槽分隔开的拔高的非数据伺服岛或柱。伺服柱通 常在制造工艺期间被伺服写入或者预磁化，并且在盘驱动器的正常操作期间无意被重写。 提出的用于伺服写入此类盘的方法是在制造期间用大磁体DC “擦除(erase) ”盘，留下全部 伺服柱沿相同方向磁化。这样，对于图案化介质垂直磁记录盘，全部伺服柱将具有相同的磁 化方向，即或者“进入”盘表面或者“离开”盘表面。然而，与基本是线或点的周期性图案的 数据柱图案不同，伺服柱图案通常具有不同的形状且不形成周期性图案，而是基本任意的。一种提出的制造图案化介质盘的方法是用模板或模具(有时也称为“压模”)纳 米压印，其具有形貌表面图案。在该方法中，表面上具有聚合物膜的磁记录盘衬底被压在模 具上。聚合物膜接收模具图案的相反图像且然后成为掩模以用于随后的对盘衬底的蚀刻以 在盘上形成柱。在一类图案化介质中，磁记录盘所需的磁层或其它层然后沉积到被蚀刻的 盘衬底上和柱顶部上以形成图案化介质盘。在另一类图案化介质中，磁记录盘所需的磁层 和其它层首先沉积在平坦的盘衬底上。纳米压印所用的聚合物膜然后被压在这些层上。聚 合物膜接收模具图案的相反图像且然后成为掩模以用于随后研磨、蚀刻或离子轰击下面的 层。模具可以是用于直接压印盘的母模。然而，更可能的方法是制造具有与盘所需的柱图 案对应的柱图案的母模以使用该母模来制造复制模具。于是复制模具具有与母模上的柱图 案对应的凹陷或孔图案。复制模具然后用于直接压印盘。图案化介质的纳米压印描述于 Bandic ^AfitJ "Patterned magnetic media impact of nanoscale patterning on hard diskdrives”，Solid State Technology S7+Suppl. S. Sep 2006 和 Terris 等人的“TOPICAL REVIEW :Nanofabricated and self-assembled magnetic structuresas data storage media”，J. Phys. D =Appl. Phys. 38 (2005) R199-R222 中。母模板或模具的制造是困难和挑战性的过程。使用利用高斯束旋转台电子束写入 器的电子束(e-beam)光刻被视为制造能纳米压印图案化介质盘的母模的一种可行方法，但是该方法将图案化介质盘的面位密度(areal bitdensity)限制到约500(ibit/in2。还已 经提出了嵌段共聚物的引导自组装用于制造母模且据信能实现大于ITerabit/in2的面位 密度。2008年6月17日提交且转让给与本申请相同的受让人的未决美国申请12/141062 描述了使用嵌段共聚物的引导自组装来制造母模，该母模允许随后纳米压印的数据柱的圆 周密度从仅用电子束光刻制造的模具能实现的圆周密度至少翻倍。然而，嵌段共聚物的引 导自组装并不通用于制造纳米压印具有周期性数据岛和基本任意的伺服柱两者的盘所需 的模具。需要一种具有图案化伺服柱的纳米压印的图案化介质磁记录盘，该图案化伺服柱 可与能通过使用嵌段共聚物的引导自组装制造的母模兼容。

发明内容
本发明涉及图案化介质垂直磁记录盘，其具有图案化伺服区域且能从使用嵌段共 聚物的引导自组装制造的母模纳米压印。该盘具有离散数据岛的图案化同心环形数据道， 道具有沿径向或跨道方向的道节距TP。该盘也具有跨越图案化数据道基本径向延伸的图案 化伺服扇区。伺服图案是倾斜或非径向的条纹的臂章图案，条纹具有与TP基本相等的沿跨 条纹方向的条纹节距。本发明还涉及一种制造用于纳米压印盘的母模的方法。常规或电子束光刻用于形 成衬底上的基本径向径迹的图案。第一嵌段共聚物材料沉积在该图案上，导致第一嵌段共 聚物被引导自组装成其组分从而将基本径向的径迹倍乘为基本径向线。径向线优选具有比 径向的径迹更高的圆周向密度。第二嵌段共聚物的引导自组装然后用于在基本径向线上形 成同心环的图案和非径向的条纹的图案。同心环用于定义通过母模形成的数据岛的径向宽 度，非径向的条纹用于定义形成所述臂章图案的条纹的跨条纹宽度。在蚀刻和抗蚀剂去除 之后，母模具有柱或者孔的图案，这取决于所使用的方法。柱或孔在模具的将形成随后纳米 压印的盘中的数据岛的部分中布置成圆形环。柱或孔在模具的形成随后纳米压印的盘中的 臂章图案的部分中布置成分段的平行非径向的条纹。该方法允许非径向条纹与同心环精确 地对准，且因为环和非径向条纹在第二嵌段共聚物的引导自组装的相同步骤中制造，所以 非径向条纹的条纹节距能与同心环的径向节距基本相同。这允许被模具纳米压印的盘在伺 服区域中具有条纹，条纹节距基本等于道节距。作为制造母模的方法的结果，纳米压印的盘将具有带非径向条纹的臂章伺服图 案，条纹是非磁空间分隔开的径向线的磁化片段。然而，母模可以以一方式制造，使得条纹 中的磁化片段垂直于条纹方向取向，或者以一方式制造使得条纹是连续磁化条纹而没有分 段。为了充分理解本发明的本质和优点，请参照下面结合附图进行的详细说明。


图1是根据本发明的具有图案化介质类型的磁记录盘的盘驱动器的俯视图；图2是根据本发明的图案化介质磁记录盘的放大部分的俯视图，示出在盘衬底的 表面上的区域之一中图案化数据道和图案化伺服扇区的布置；图3A是图案化介质盘的一部分的侧剖视图，示出拔高的间隔开的柱的数据岛，所6述柱延伸得高出盘衬底表面，柱之间有沟槽；图;3B是平坦化之后图3A的盘的该部分的侧剖视图；图4A-4P是在根据本发明的制造用于纳米压印图2所示的盘的母模的方法的连续 阶段母模的一个环形区带的一小部分的视图。
具体实施例方式图1是与本发明涉及的图案化介质盘驱动器类似的图案化介质盘驱动器100的俯 视图。驱动器100具有外壳或基座112，其支承致动器130和心轴马达(未示出)，心轴马 达用于使图案化磁记录盘10绕其中心13旋转。致动器130可以是音圈马达(VCM)旋转致 动器，其具有刚性臂134且绕枢轴132旋转，如箭头IM所示。头-悬架组件包括悬架121 和头载具例如气垫滑块122，悬架121的一端连接到致动器臂134的末端，头载具连接到悬 架121的另一端。悬架121允许头载具122维持得非常接近盘10的表面。滑块122支承 读/写或记录头109。记录头109通常是感应写头和磁致电阻读头的组合(也称为读/写 头)，位于滑块122的拖尾端或端面上。图1仅示出一个盘表面以及相关的滑块和记录头， 但是通常有多个盘堆叠在被心轴马达旋转的毂上，独立的滑块和记录头与每个盘的每个表 面相关联。图案化磁记录盘10包括盘衬底11和衬底11上的可磁化材料的离散数据岛30。 数据岛30用作离散磁位以用于数据存储。每个离散数据岛30是通过非磁区域或空间与其 他岛分隔开的磁化岛。术语“非磁”意味着数据岛之间的空间由非铁磁材料例如电介质、或 者在没有施加磁场时基本不具有剩磁的材料、或者在岛下方凹陷得足够远的槽或沟中从而 不负面影响读取和写入的磁材料形成。数据岛之间的非磁空间亦可没有磁材料，例如磁记 录层或盘衬底中的槽或沟。数据岛30布置于径向间隔开的基本圆形道中，道分组成环形带或区带 (ZOne)151、152、153。每个道内，数据岛30 —般布置为固定字节长度的数据扇区(例如512 字节力口上用于纟L!错编石马(error correction coding)禾口数据扇区头(data sector header) 的额外字节)。数据扇区的数目在每个区带中不同。数据道分组成环形区带允许分区记录， 其中数据岛的角间距且因此数据速率在每个区带中不同。在图1中，示出三个区带151、 152、153，各区带仅示出部分代表性同心数据道161、162、163。虽然图1仅描绘了三个区带， 但是现在的盘驱动器通常具有约20个区带。每个区带中还有基本径向指向的同步(sync) 标记，如区带153中的普通标记173。每个同步标记173可以是多个在圆周向间隔开的标记， 在每个区带中角间距不同，其被读头探测从而使得写头能与该区带中的数据岛的特定间隔 同步。同步标记可以位于数据扇区的扇区头中。将要写入或读取数据的物理位置通过头编 号、道编号(当有多个盘时，也称为“柱面”编号)和数据扇区编号确定。当盘10绕其中心13沿箭头20的方向旋转时，致动器130的移动允许在头载具 122的拖尾端上的读/写头109访问盘10上的不同数据道和区带。因为致动器130是绕枢 轴132枢转的旋转致动器，所以读/写头109跨越盘10的路径不是完美的径向，而是弓形 线 135。每个数据道也包括圆周向或角间隔开的多个伺服扇区120，其包含可被读头探测 的用于将头109移动到所需数据道并将头109维持在数据道上的定位信息。每个道中的伺服扇区与其他道中的伺服扇区圆周向对准从而它们沿基本径向方向延伸跨越道，如径向指 向的伺服扇区120所示。伺服扇区120具有弓形，其基本复制头109的弓形路径135。伺服 扇区120是盘上的非数据区，其被磁化一次，通常是在盘的制造或格式化期间，且在盘驱动 器的正常操作期间无意被擦除。虽然同步标记(如同步标记173)可位于数据扇区的扇区 头中，作为替代，它们可以位于伺服扇区120中。图2是根据本发明的图案化介质垂直磁记录盘10的放大部分的俯视图。该部 分是区带152的具有带数据岛30的数据道162和伺服扇区120的部分，伺服扇区120跨 越数据道162基本径向延伸。数据岛30间隔开几乎固定的圆周向或沿道的间距或位节距 (bit pitch, BP)。数据道162间隔开几乎固定的径向或跨道方向的间距或道节距(track pitch, TP)。在图案化介质中，布置于同心道162中的离散数据岛30的图案的位纵横比 (bit-aspect-ratio, BAR)是TP对BP的比。这与沿道方向的线形岛密度(以每英寸的位 计，BPI)与在跨道方向上的道密度(以每英寸的道计，TPI)的比相同。虽然岛30示出为矩 形，但是它们可以具有其他形状，例如圆形或基本矩形或基本椭圆形。岛30也布置成基本 径向的线，如从盘中心13(图1)延伸的普通径向线170a、170b所示。因为图2示出盘衬底 11的仅有少量数据道162的仅一小部分，所以岛30的图案呈现为两组垂直线。但是，数据 道162是以盘10的中心13为中心的同心环，线170a、170b不是平行线，而是从盘10的中 心13延伸的径向线。因此对于朝向内径(ID)的径向内道(如道162a)中的线170a、170b 中的相邻岛而言从盘的中心13测量的相邻岛之间的角间距与朝向外径(OD)的径向外道 (如道162b)中的线170a、170b中的相邻岛的角间距相同。基本径向的线170a、170b可以 是非常直的径向线，但是优选是弧线或弓形径向线，其复制旋转致动器上的读/写头的弓 形路径135(图1)。头扫越数据道时这样的弓形径向线提供数据岛的恒定相位置。读头和 写头之间有非常小的径向偏移，所以实际上从不同的道读取用于对道写入的同步场区(如 图1中区带163中的场区173)。如果两个道之间岛是同相的，这是径向线是弓形的情况，则 写入被大大简化。图案化介质盘10也包括图案化伺服扇区120。在图2所示的根据本发明的图案 化介质盘中，每个伺服扇区包括圆周向相邻的场区120a、120b的V形图案或倒V形图案 (有时称为臂章(chevron)图案)，场区120a、120b分别有平行的多个非径向的磁化条纹 (stripe) 180、190。场区120a的中多个条纹180沿相对于数据道162成锐角θ的方向(图 2中向右)倾斜，场区120b的多个条纹190沿相对于数据道162成锐角(优选相同角θ的 不同方向(图2中向左))倾斜。优选在盘已被制造之后通过被DC磁化，条纹180、190优 选沿相同方向被磁化，即沿垂直地进入或离开盘衬底11的平面的方向。臂章伺服图案对于具有常规非图案化介质的常规盘驱动器而言是公知的。读头 经过臂章图案的两个场区的每个上方时读回信号记录正弦曲线。如果头的径向位置变化， 则一个正弦曲线的相将提前，另一正弦曲线的相将延迟。于是头的径向位置可以通过测量 两个正弦读回信号之间的相差来评估。在存在白噪声时且如果信号是高密度的话，单频率 快速傅立叶变换(FFT)方法能产生所需的相评估且是近极大似然估计量。基于非正弦输入 或更一般噪声现象的更复杂估计量能实现稍微更佳的性能。从臂章伺服图案测量的相差 仅产生头径向位置的小数部分，即臂章图案的一个完整径向跨距的小数部分，因为对于差 异为臂章图案周期的整数倍的两个头位置，相位测量将是相同的结果。因此，在具有臂章伺服图案的常规伺服系统中，径向头位置的整数部分，即实际道编号通过格雷编码道识别符 (ID)的解调来确定，其通常位于臂章图案之前伺服扇区的起始附近。在图案化介质的伺服 系统中，类似于本发明所示，臂章伺服场区120a、120b中的条纹180、190包括离散的岛片段 (segment)(如片段184a_C)，因此读回信号将不与常规伺服图案的读回信号严格相同。在 图案化介质伺服图案如图2所示的图案化介质伺服图案中，读回信号将响应沿圆周方向分 隔开Lcirc的磁化岛且同时它将被非径向的条纹180、190的间隔和锐角调制。结果是读回 信号的幅度被“包络(envelope) ”调制，类似于如上所述来自常规臂章伺服图案的正弦信 号。如图2所示的图案化介质垂直磁记录盘具有垂直于记录层或离开记录层平面的 可磁化记录材料(数据岛30和非径向条纹180、190)中的磁化方向。为了产生图案化数据 岛和条纹的所需磁隔离，岛之间和条纹之间的区域的磁矩必需被破坏或者基本减小到使这 些空间实质上是非磁的。图案化介质可以通过任何若干已知技术来制造。在一类图案化介 质中，数据岛是拔高的、间隔开的柱，其延伸得高出盘衬底表面以定义柱之间衬底表面上的 渠或槽。此类图案化介质示于图3A的剖视图中，其中仅描绘数个数据岛30。在此类图案化 介质中，能使用母模板或模具以较低成本的大批量纳米压印工艺制造具有柱31和柱之间 的区域或槽32的预蚀刻图案的衬底11。磁记录层材料然后沉积于预蚀刻的衬底的整个表 面上以覆盖柱31的末端和柱31之间的槽，得到磁记录层材料的数据岛30和磁记录层材料 的槽32。记录层材料的槽32可与读/写头间隔得足够远从而不负面影响对岛30中的记录 层材料的读和写，或者槽可以通过用材料例如Si“毒化”而变成非磁的。此类图案化介质描 述于Moritz 等人的"Patterned Media Made From Pre-Etched Wafers APromising Route Toward Ultrahigh-Density Manetic Recording，，，IEEETransactions on Magnetics, Vol. 38，No. 4，July 2002，pp. 1731—1736 中。图;3B示出用平坦化层33平坦化之后图3A的图案化介质盘。层33可以是固化的 官能化全氟聚醚(PFPE)聚合物。通过将盘浸到合适溶剂中的官能化PFPE溶液且然后蒸 发溶剂来施加官能化PFPE。一类官能化PFPE是具有丙烯酸酯(acrylate)功能端基团的 Fomblin Z型，如US6680079B2中描述的，其能通过暴露到紫外(UV)辐照而交联。图 示出在固化后，可以有平坦化层33的收缩，导致沟槽32中层33的缩进“R”，R是岛30和槽 32之间的层33的表面形貌变化的测量结果。实际缩进量非常依赖于D和W，其中D是槽32 和岛30的顶部之间的距离且约是柱31的高度，W约是柱31之间的间隙宽度。因此缩进是 个大问题，如果在盘的不同区域中，例如数据区域和伺服区域之间，W有大的变化，则盘的平 坦化变得更困难。在本发明中，定义用于伺服扇区120的母模板中的平行非径向的条纹180、190的 特征与数据道162在相同的制造步骤中形成。再参照图2，条纹180、190具有与数据道节距 TP基本相同的沿与条纹垂直的方向的条纹间距或节距，即条纹节距等于TP+/-5% TP。此 外，如条纹190a、190b所示，每个条纹的条纹宽度(SW)基本等于数据岛的径向宽度。因此 值W(图3B)在数据区域和伺服区域中基本相同，这最小化了平坦化层的缩进。非径向条纹180、190和数据道162在相同步骤中的制造还提供了伺服图案和数据 道的非常精确的空间对准(registration)。具有条纹节距TP的条纹的伺服图案与带有节 距等于BP的标记的伺服图案相比提供好得多的信噪比(SNI )。这是因为对于给定读头而9言，DC磁化的标记(全部岛具有相同的磁化取向)具有比交替磁化的岛更低的SNR。DC磁 化的伺服信号的SNR能通过使用更长的伺服条纹的节距(例如TP)来得到改善。如图2所示，在径向方向上每四个数据道重复条纹180、190的臂章图案。因此，臂 章图案产生伺服位置信号，其以每四个道为周期。可以通过改变条纹180、190的斜度(角 度Θ)来选择不同的径向周期。臂章图案的径向周期不需要是数据道的整数倍，只要它是 描述臂章图案与数据道的对准的已知数学关系。优选地，臂章图案的径向周期在约2至10 个数据道之间。在本发明中，仅能从条纹180、190的臂章图案来确定在一个臂章图案的径向跨度 (图2的示例中是四个数据道)内的头径向位置的小数部分。如在具有臂章图案的常规伺 服系统中那样，道编号(道ID)的高位在单独的伺服写入步骤中写到臂章图案外的区域，通 常在读头读取伺服扇区头时紧在臂章图案之前。再参照图2，每个条纹180、190包含非磁空间分隔开的磁化材料的片段。例如，条 纹180包括被非磁空间分隔开的普通磁化片段18加、182b、182c、182d。类似地，相邻的条 纹180b包括被非磁空间分隔开的普通磁化片段18^、184b、l別C。分段的条纹180、190是 盘从根据本发明的方法制造的母模纳米压印的结果。如图2所示，不同条纹中的磁化片段 是径向线如径向线170a、170b的一部分。例如，条纹180a中的片段182c和条纹180b中的 片段184b是同一径向线的一部分。类似地，条纹180a中的片段182d和条纹180b中的片 段184b是相同径向线的一部分。因为数据道和伺服区域120中定义径向线的特征在相同 制造工艺中形成，所以它们具有基本相同的圆周向或沿道方向节距。因此沿道方向的磁化 片段节距基本等于BP，即片段节距等于BP+/-5% BP。图2所示的盘通过从母模板或模具纳米压印而制造。制造母模板或模具以实现超 高密度图案化介质盘是困难且挑战性的工艺。使用利用高斯束旋转台电子束写入器的电子 束(e-beam)光刻被视为制造母模的可行方法。然而，为了实现具有更高面位密度(大于 lTbit/in2)和更高BAR(大于1，优选等于或大于2)两者的图案化介质盘，将需要约50nm的 道节距和约12. 5nm的岛节距，其将导致约为4的BAR。因为电子束光刻的有限分辨率，能够 纳米压印具有12. 5nm岛节距的图案化介质盘的母模是难以制造的。面密度的进一步增大 将需要甚至更小和更密的特征。例如，BAR为2的5Tb/in2的面密度将需要8nm的沿道岛节 距。本发明涉及制造母模的方法，该母模用于纳米压印工艺中以制造具有用电子束光 刻的分辨率难以实现的岛节距(BP)和与数据道对准的臂章伺服图案的图案化介质盘。该 母模可用于直接纳米压印盘，但是更可能用于制造复制模具，复制模具又用于直接纳米压 印盘。该方法使用常规或电子束光刻来在衬底上形成基本径向径迹(trace)图案，径迹分 组成环形区带或带。第一嵌段共聚物材料沉积在该图案上，导致第一嵌段共聚物被引导自 组装成其组分，从而将基本径向的径迹倍增成基本径向的线。径向线优选具有比径向的径 迹更高的圆周向密度。然后第二嵌段共聚物的引导自组装被用于形成同心环图案和基本径向的线上的 非径向的条纹的图案。同心环用于定义通过母模形成的岛的径向宽度，非径向的条纹用于 定义形成臂章图案的条纹的跨条纹宽度(SW)。在蚀刻和抗蚀剂去除之后，母模具有柱或孔 的图案，这取决于所使用的方法。柱或孔在模具的将用于形成随后纳米压印的盘中的数据10岛的部分中布置成圆环。环被分组成环形区带。柱或孔在模具的将用于形成随后纳米压印 的盘中的伺服扇区的部分中布置成分段的平行的非径向的条纹。同心环的径向间隔选择为 使得在蚀刻工艺后母模具有带所需BAR的柱或孔的阵列，BAR大于1，优选约为2或更大。因 为该方法允许母模柱或孔的圆周向密度从仅用电子束光刻能实现的圆周向密度至少翻倍， 所以随后纳米压印的图案化介质盘能具有高的BAR(大于1且优选等于或大于2)和超高的 面密度。该方法允许非径向条纹与同心环精确对准，且因为环和非径向条纹在第二嵌段共 聚物的引导自组装的相同步骤中制造，所以非径向条纹的条纹节距能与同心环的径向节距 基本相同。已经提出自组装嵌段共聚物用于产生周期性纳米(nm)级特征。自组装嵌段共聚 物通常包含两种或更多不同聚合物嵌段组分(component)，例如组分A和B，其彼此不融 合。在合适的条件下，两种或更多种不融合的聚合物嵌段组分分离成两种或更多种不同的 相或者纳米级的微畴，由此形成隔离的纳米尺寸结构单元的有序图案。有许多类的能用于 形成自组装周期图案的嵌段共聚物。如果组分之一 A或B可被选择性去除而不必去除另 一种，则可以形成未被去除的组分的有序布置的结构单元。有若干文献描述了自组装嵌 段共聚物，包括 US734795!3B2、Kim 等人的"Rapid Directed Self-Assembly ofLamellar Microdomains from a Block Copolymer Containing Hybrid", Proc. ofSPIE Vol. 6921, 692129， (2008)、 Kim 等人的“Device-Oriented DirectedSelf-Assembly of Lamella Microdomains from a Block Copolymer ContainingHybrid", Proc. of SPIE Vol. 6921, 69212B, (2008)、以及 Kim 等人的‘、elf-Aligned, Self-Assembled Organosilicate Line Patterns of ~ 20nmHalf-Pitch from Block Copolymer Mediated Self-Assembly",Proc. of SPIE Vol. 6519，65191H，(2007)中。能用于形成自组装周期图案的合适的嵌段共聚物的具体示例包括但不限于 聚(苯乙烯-嵌段-甲基丙烯酸甲酯)(PS-b-PMMA)，聚(氧化乙烯-嵌段-异戊二烯) (PE0-b-PI)，聚(氧化乙烯-嵌段-丁二烯)(PE0-b-PBD)，聚(氧化乙烯-嵌段-苯乙烯) (PE0-b-PS)，聚(氧化乙烯-嵌段-甲基丙烯酸甲酯)(PE0-b-PMMA)，聚(氧化乙烯-嵌 段-乙基乙烯)(PE0-b-PEE)，聚(苯乙烯-嵌段-乙烯基吡啶)(PS-b-PVP)，聚(苯乙烯-嵌 段-异戊二烯)(PS-b-PI)，聚(苯乙烯-嵌段-丁二烯)(PS-b-PBD)，聚(苯乙烯-嵌段-二 茂铁基二甲基硅烷)(PS-b-PFS)，聚(丁二烯-嵌段-乙烯基吡啶)(PBD-b-PVP)，聚(异 戊二烯-嵌段-甲基丙烯酸甲酯)(PI-b-PMMA)，以及聚(苯乙烯-嵌段-二甲基硅氧烷) (PS-b-PDMS)。嵌段共聚物形成的具体自组装周期图案通过第一和第二聚合嵌段组分A和B之间 的分子体积比来确定。当第二聚合嵌段组分B的分子体积对第一聚合嵌段组分A的分子体 积的比小于约80 20但是大于约60 40时，嵌段共聚物将形成第二聚合嵌段组分B构 成的基质中第一聚合嵌段组分A构成的圆柱的有序阵列。当第一聚合嵌段组分A的分子体 积对第二聚合嵌段组分B的分子体积的比小于约60 40但是大于约40 60时，嵌段共 聚物将形成第一和第二聚合嵌段组分A和B的交替片层。在本发明中，未去除的组分将被 用作蚀刻掩模，因此交替的片层或交替圆柱的有序阵列是感兴趣的。周期图案中重复结构单元的周期或体周期(bulk period) (L0)由本征聚合物属性 例如聚合度N和Flory-Huggins相互作用参数χ确定。Ltl随着聚合度N而缩放，而聚合度N又与分子量M关联。因此，通过调节本发明的嵌段共聚物的总分子量，可以选择重复结构 单元的体周期(Ltl)。为了形成自组装周期图案，嵌段共聚物首先溶解在合适的溶剂系统中以形成嵌段 共聚物溶液，其又施加到表面上以形成嵌段共聚物薄层，接着退火嵌段共聚物薄层，这导致 嵌段共聚物中包含的不同聚合嵌段组分之间的相分离。用于溶解嵌段共聚物和形成嵌段 共聚物溶液的溶剂系统可包括任何合适的溶剂，包括但不限于甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯 (PGMEA)、丙二醇甲醚(PGME)、以及丙酮。嵌段共聚物溶液能通过任何合适的技术施加到衬 底表面，包括但不限于旋铸(spin casting)、涂覆、喷涂、墨涂、浸涂等。优选地，嵌段共聚 物溶液被旋铸到衬底表面上从而形成嵌段共聚物薄层。在嵌段共聚物薄层施加到衬底表面 上之后，整个衬底被退火从而进行嵌段共聚物包含的不同嵌段组分的微相分离，由此形成 具有重复结构单元的周期图案。上述技术中嵌段共聚物膜自组装而没有任何的指示或弓丨导。该无引导自组装导致 有缺陷的图案，因此对于需要长程有序的应用例如制造用于纳米压印图案化介质盘的母模 上的径向线的环形区带而言不实用。已经提出了光刻图案化的表面来引导或指引嵌段共聚物畴的自组装。一种方案使 用干涉光刻来实现衬底上与下面的化学对比图案对准的畴的有序。片层状的和圆柱状的畴 可以通过该技术形成在衬底上，如US6746825中所述。然而，干涉光刻不能用于制造径向线 的环形区带。US2006/0134556A1描述了用于生成化学对比图案以引导嵌段共聚物的自组装 来形成非周期图案的技术。另外，在这两个生成衬底上的化学对比图案以引导嵌段共聚物 的自组装的方法中，下面的化学对比图案的周期匹配嵌段共聚物的体周期k。例如，在US 2006/0134556A1中，Ltl为约40nm，因此用于引导自组装的光刻构图的衬底也具有约40nm的 周期，这可通过常规或电子束光刻实现。然而，难以利用常规或电子束光刻产生用于Ltl在 约Snm和30nm之间的嵌段共聚物的化学对比图案。本发明的制造母模的方法使用常规光学或电子束光刻在衬底上形成基本径向的 径迹的图案，径迹分组为环行区带或带。具有体周期Ltl = Lrad的第一嵌段共聚物材料沉积 在图案上，致使嵌段共聚物引导自组装成其组分从而使基本径向的径迹增大为交替的嵌段 共聚物组分的基本径向的线。组分之一的径向的线被去除，留下第一嵌段共聚物的剩余组 分的径向的线。然后保护层沉积在第一嵌段共聚物的剩余组分的径向的线上以防止它们后 续的处理中移动。然后，体周期Ltl = Lcirc的第二嵌段共聚物材料沉积在这些径向的线上从 而定义基本圆周向的环和非径向的条纹。第二嵌段共聚物的组分之一的圆周向的环和非径 向的条纹被去除，留下第二嵌段共聚物的剩余组分的圆周向的环和非径向的条纹。剩余的 第二嵌段共聚物组分的圆周向的环和非径向的条纹和下面的剩余的第二嵌段共聚物组分 的径向的线形成用作光刻掩模的栅格。通过该掩模蚀刻衬底，接着去除剩余的嵌段共聚物 材料，得到具有凹陷或孔的图案和分段的非径向条纹的图案的母模，所述凹陷或孔布置成 圆环，环分组为环形区带，或者，在嵌段共聚物栅格上镀或沉积适合的材料，然后去除剩余 的嵌段共聚物材料，得到具有布置成圆形环的点或柱的图案和分段的非径向条纹的图案的 母模，所述环分组成环形区带。L。te/LMd的比定义由模具制造的盘的BAR。参照图4A-4P对方法进行说明。图4A-4C、4E_4G和4I-4J是沿基本垂直于径向方 向的平面截取的在制造方法的各个阶段的侧剖视图，图4D和4K-4P是在该方法的各阶段的俯视图。如图4A所示，母模衬底包括基底200，基底200可由任何合适的材料形成，例如 但不限于单晶硅、非晶硅、硅石、石英、硅氮化物、碳、钽、钼、铬、氧化铝和蓝宝石。对于聚合 物嵌段之一不显示比对于聚合物嵌段中的另一种更强的润湿亲和性的材料的表面改性层 205，其将称为“中性层”，被沉积到基底200上。中性层可以是但不限于官能化聚合物刷 (brush)、可交联聚合物、官能化聚合物“Α”或“B”或者官能化无规共聚物“A-r-B”或者“A” 和“B”的混合，其中“Α”和“B”是嵌段共聚物的组成嵌段材料。官能团可以是例如羟基。在 本示例中，中性层205是分子量比所使用的嵌段共聚物低的端羟基聚苯乙烯刷。刷材料旋 涂在基底200上至约I-IOnm的厚度(优选6nm以下)。中性层的目的是适当调节表面能从 而促进期望的畴取向(垂直片层或平行圆柱)且提供适当的润湿条件以用于密度倍增。在图4B中，抗蚀剂层已经沉积于刷层205上且图案化成基本径向的抗蚀剂条 (bar) 210。抗蚀剂层通过电子束被图案化且被显影以形成被径向空间211分隔开的径向条 210的图案，径向空间211暴露部分刷层205。电子束设备图案化抗蚀剂层从而径向空间 211具有约为Ltl的整数倍(即IiLtl)的圆周向间隔，Ltl是随后将沉积的选定嵌段共聚物的已 知体周期。在图4B中，η是2。每个径向空间211的圆周向宽度选定为约0.5k。在图4C中，通过氧等离子体反应离子蚀刻(O2RIE)工艺蚀刻该结构以去除刷层 205的在径向空间211中的部分，这暴露了部分基底200。或者，径向空间211中的刷层205 的暴露部分的化学结构可被化学改变(通过氧等离子体蚀刻或者其他工艺诸如反应离子 蚀刻、中性原子(例如Ar)或分子研磨、离子轰击和光降解)从而刷层205的暴露部分具有 对于共聚物之一的优选亲合性。在图4D的俯视图中，抗蚀剂210被去除，在衬底200上留 下被基底材料(或者化学改变的刷材料)的基本径向的径迹200分隔开的聚合物刷材料的 基本径向条205的图案。在该图案中，基本径向的径迹200具有约0. 5、的圆周向宽度和 2k的圆周向节距。因为图4D仅是母模的非常小的部分，所以径迹200呈现为平行径迹。然 而，径迹200基本径向布置，如图4所示。径迹200可以是非常直的径向径迹，但是优选是 弧或弓形径向径迹，其复制旋转致动器上的读/写头的弓形路径。下面，在图4E中，第一嵌段共聚物材料的层220沉积于刷材料的径向条205和径 向空间211中基底材料(或者化学改变的刷材料)的径向径迹200上。优选的第一嵌段共 聚物材料是双嵌段共聚物聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)，L0等于Lrad且 在约5nm和30nm之间，且通过旋涂沉积至约0. 5Lrad至3LMd的厚度。在图4F中，第一嵌段共聚物层被退火，例如通过加热至约200摄氏度约60分钟， 这导致嵌段共聚物中包含的不同组分之间的相分离。在该示例中，B组分(PMMA)具有对于 基底200的表面或者对于化学改变的刷205的极性基团的亲合性且因此形成为径向径迹 200上的基本径向的线215。因为径迹200的圆周向宽度为约0.5LMd，所以A组分(PS)在 聚合物刷材料的径向条205上以相邻的径向线212形成。作为A和B组分的自组装的结果， 这导致B组分也形成为每个聚合物刷材料的径向条205的中心上的基本径向的线215。基 本径向的径迹200 (或者化学改变的刷)因此引导PS和PMMA组分的自组装以形成图4F所 示的结构中的交替的径向线212、215。尽管A和B组分优选以具有周期Lrad的平行线自组 装，但是径向径迹200的衬底图案引导交替的线212、215以形成为径向线，这意味着Lrad不 能在整个径向长度上是恒定的。然而，能实现交替径向线212、215的图案而没有任何重大缺陷，如果从Lrad的变化不超过约10%的话。因此，为了实现这种情况，径向径迹200的在 区带ID处的圆周向间距不应小于约0. QnLrad且径向径迹200在区带OD处的圆周向间距不 应大于约1. InLrado接下来，在图4G中，B组分(PMMA)通过湿法蚀刻(乙酸、IPA或其他选择性溶剂) 或干法蚀刻工艺(ARIE)被选择性去除，留下A组分(PS)的基本径向的线212。图4H是图 4G的俯视图，示出具有圆周向间距Lrad的基本径向的A组分的线212。在图4H中，径向线 212的圆周向密度已从图4D中的径向径迹200的圆周向密度加倍。层205的任何残余材料 通过干蚀刻工艺例如O2反应离子蚀刻(RIE)工艺去除。在径向线212已经形成为如图4H所示之后，它们被切割成将与将被母模纳米压印 的图案化介质盘上的道对应的圆周向片段或环。该方法的此部分中的第一步示于图41的 侧剖视图中，其中保护层206沉积于图4H的结构上。保护层206可以沉积在图4H的结构 上。保护层206可以是溅射沉积至约l-2nm厚度的Si、SiO2、氧化铝(Al2O3)或类似材料。 保护层206的目的是防止径向线212在后面的处理期间移动和/或溶解。径向线212圆周 向间隔开距离Lrad，其中Lrad接近第一嵌段共聚物材料的体周期。在图4J中，与中性层205类似的表面改性或中性层230施加于保护层206上。接 下来，在图4K中，电子束抗蚀剂膜317施加于表面改性层230上且图案化成圆周环313和非 径向的带353。抗蚀剂层317通过电子束被图案化且被显影以形成被同心边界区域307分 隔开的圆周向环313和被非径向条357分隔开的非径向带353的图案。同心边界区域307 对应于将被纳米压印的图案化介质盘的道162(图2)之间的边界，非径向条357对应于构 成将被纳米压印的图案化介质盘的伺服图案的非径向条纹180、190(图2)之间的边界。同 心区域307和非径向条357暴露覆盖有表面改性层230的交替的部分衬底200 (被层206涂 覆)和部分前面形成的径向线212。电子束写入器图案化抗蚀剂层317从而同心区域307 及非径向条357间隔开距离nL。te，η是整数，L。irc是随后将沉积的第二嵌段共聚物材料的 体周期。在图4K中，η = 2，从而同心区域307的径向宽度是0. 5Lcirc且非径向条357的沿 垂直于条的方向的宽度是0.5L&。。此外，在该示例中，Leirc选为等于2LMd，如图4K中描绘 的那样。在图4L中，暴露部分(区域307和条357)通过氧等离子体蚀刻(或其他工艺诸 如反应离子蚀刻、中性原子或分子研磨、离子轰击和光降解)被蚀刻或化学改变，从而去除 或化学改变表面改性层230的成分，如区域307和条357中被蚀刻或改变的层^O'所示。 在图4M中，电子束抗蚀剂利用合适的溶剂被去除，留下覆盖有表面改性层230的交替的径 向线200和212的圆周环313和非径向的带353以及覆盖有改变的层230'的交替的部分 衬底200和部分前面形成的径向线212的同心区域307和非径向条357。在图4N中，第二嵌段共聚物材料沉积于覆盖有刷材料230的径向线212以及覆 盖有改变的刷层230'的同心边界区域307和非径向条357上。优选的第二嵌段共聚物材 料也可以是双嵌段共聚物聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)。嵌段共聚物 中的特征体周期Ltl由其聚合度N(即聚合物链长度中的组成单体数)确定。可通过选择适 当的分子量来选取具有不同Ltl值的嵌段共聚物。例如，具有总分子量Mw = 46Kg/mol的对 称PS-b-PMMA显示约32nm的L。，而Mw = 36Kg/mol的呈现约27nm的L。。其他值的LO是已 知的且描述于 Black, C. Τ. , Ruiz, R.,等人的"Polymer self assembly insemiconductor14microelectronics", IBM Journal of Research and Development,Volume 51, Number 5, Page 605(2007)中。第一嵌段共聚物的体周期Ltl等于Lrad且第二嵌段共聚物材料的体周 期Ltl等于Lcto，根据期望的面密度和位纵横比(BAR)选取Lrad和L。irc。对于约为2的BAR， Lcirc = 2LMd，如图4I-4N描绘的示例所示。在图4N中，第二嵌段共聚物层已被退火，这导致 嵌段共聚物中包含的不同组分之间的相分离。在该示例中，B组分(PMMA)具有对边界区域 307和非径向条357中的化学改变的刷230'的亲合性且因此形成基本圆周环318和非径 向条纹358。因为区域307的径向宽度为约0. 5L0且非径向条的宽度为约0. 5L0,所以A组 分(PS)形成于圆周环319和非径向条纹359中。作为第二嵌段共聚物的A和B组分的自 组装的结果，这导致B组分也形成为具有径向间隔Lcto的A组分环319之间的基本圆周环 318，且形成为具有间隔Leirc的A组分的非径向条纹359之间的非径向条纹358。在图40中，B组分(PMMA)被选择性去除，例如通过使用紫外(UV)辐照，接着在 选择性溶剂中漂洗，如描述于Thurn-Albrecht，T.等人的“Nanoscopic Templates from Oriented Block Copolymer Films”，AdvancedMaterials 2000，12，787 中。然后剩余的表 面改性层230被去除，留下部分交替的径向线212 (第一嵌段共聚物的A组分)和200 (衬 底)的圆周环318和非径向条纹358。图40的所得结构是第二嵌段共聚物的A组分(PS) 的圆周环319和非径向条纹359和下面的第一嵌段共聚物的A组分(PQ的径向线212构成 的栅格。该栅格定义且暴露环318中的衬底材料(覆盖有材料206)的基本矩形区域200和 非径向条纹358中的衬底材料(覆盖有材料206)的基本平行四边形区域200。径向线212 的圆周向节距由第一嵌段共聚物膜的周期定义，而环319的径向节距和条纹359的条纹节 距由第二嵌段共聚物的周期定义。在径向线212以及PS材料的圆周环319和非径向条纹 359都通过嵌段共聚物的引导自组装定义的该方法中，制造工艺的顺序可以颠倒，即圆周环 319和非径向条纹359可以首先被定义，然后是径向线212的组装，其于是将被定位于下面 的圆周环319和非径向条纹359上方。然后，在图4P中，利用交叉的圆周环319、非径向条纹359和径向线212的栅格作 为蚀刻掩模，使用干法蚀刻工艺来蚀刻衬底200，包括留在衬底200上的材料206的任何部 分，从而形成凹陷或孔229。圆周环319、非径向线359和下面的径向线212的PS材料然后 通过&RIE工艺被去除，留下衬底200中的孔229。这留下如图4P所示的结构，孔229以圆 周向的片段323和非径向片段363布置，片段323对应于将要被纳米压印的图案化介质盘 的同心道，片段363对应于将要纳米压印的盘的臂章伺服图案的条纹。所得盘将具有Lrad 的线性或沿道位节距Lrad和约Lcto的道节距。在图4P的示例中，Lcirc = 2Lrad,以得到约为 2的BAR。始于基底200的衬底的图4P的结构现在已经被蚀刻以定义衬底材料200的原始 表面之下的孔229的图案。图4P的结构可用作具有孔229的母模，孔2 用作用于纳米压 印盘的形貌图案。或者，交叉的圆周环319、非径向条纹359和径向线212的栅格可用作浮 脱(lift-off)掩模，通过沉积或镀合适的材料(例如Cr、Ta或Mo)及随后去除剩余聚合物 的栅格并使用镀的材料作为蚀刻掩模以产生柱结构(即图4P的反转色调)，。在上述一般方法中，通过使用交叉的圆周环319、非径向条纹359和径向线212的 栅格作为光刻掩模，其中该栅格由所使用的嵌段共聚物的残余嵌段制成，来定义制造母模 板的光刻掩模。类似的实施例能通过如下将嵌段共聚物图案转换成镀的栅格来实现。在去 除嵌段B且留下形成图4G中的基本径向的线212的嵌段A之后，镀材料(约5nm的Cr、Ta15或Mo)沉积在顶上，接着通过湿法或干法工艺去除线212中的残余嵌段材料A，得到与暴露 衬底200的基本径向的条纹交替的镀材料的基本径向的条纹。表面改性材料230然后沉积 在镀的径向条纹和暴露的衬底200上，如图4J中那样。通过第二嵌段共聚物制造圆周条纹 遵循与前述相同的工序。一旦第二嵌段共聚物层的嵌段B被去除，如图40中那样，则沉积 第二镀膜(5nm Cr、Ta或Mo)，随后接着是残余嵌段A的干法或湿法去除，留下镀材料制成 的交叉的圆周环319、非径向条纹359和径向线212的栅格。该新的镀的栅格于是用作RIE 蚀刻掩模以蚀刻孔成为模板，如图4P中那样。或者，代替上面的每个步骤中沉积镀材料，蚀 刻工艺能用于蚀刻使用第一嵌段共聚物膜的基本径向的线和使用第二嵌段共聚物膜的基 本圆周线和非径向条纹。结果是与图4P相反色调的模板，其中元件2 是突出柱。在上述方法中，通过例如图4F中交替的径向线212、215，两种嵌段共聚物组分描 述为自组装成交替的片层，如图所示。对于形成为交替片层的A和B组分(PS和PMMA)，A对 B组分的分子量比应在约40 60和60 40之间，优选接近50 50。然而，A组分(PS) 形成为B组分(PMMA)基质中的径向排列的圆柱也在本发明的范围内。为了实现A组分圆 柱形成B组分材料的交替径向线215内的径向线212的此类结构，组分B对组分A的分子 量比应小于约80 20但大于约60 40，优选接近70 30。再参照图2，上面参照图4A-4P描述的方法导致条纹宽度SW基本等于数据岛30 的径向宽度。比率SW/TP(条纹的占空因数(duty cycle))和数据岛的径向宽度对TP的比 (数据道的占空因数)描绘为基本相同，即约2/3(67%)，如条纹190a、190b所示。模拟表 明，数据道的占空因数应大于50% (优选在约60-80%之间)以获得数据道的最佳SNR和 误差率。然而，对于臂章图案，最佳SNR将发生在约50%的条纹占空因数处。因此，数据道 和条纹具有不同的占空因数可以是合意的。因此，数据岛可具有比条纹的跨条纹宽度更大 的跨道宽度，而TP和条纹节距可以基本相等。片层嵌段共聚物一般趋向于在退火后且在一 种共聚物组分被去除之后产生接近50%占空因数的图案，如例如图40中的环318、319和条 纹358、359所示。然而，通过向母模的两个区域(数据到区域和臂章图案区域)不同地应 用后续处理步骤，能实现不同的占空因数。例如，如果臂章图案(图40中的条纹358、359) 被光致抗蚀剂临时掩蔽，且数据道区域(图40中的环318、319)经历各向同性蚀刻，则残留 的嵌段共聚物材料将被侵蚀，导致数据道的占空因数增大。此外，定向沉积能用于选择性改 变一个区域的占空因数，而不需要掩蔽其他区域。再参照图2，条纹180、190的每个包含非磁空间分隔开的磁化材料的片段。例如， 条纹180a包括非磁空间分隔开的普通磁化片段182a、182b、182c、182d。类似地，相邻条纹 180b包括非磁空间分隔开的普通磁化片段18^、184b、l別C。分段条纹180、190是从根据 上面参照4A-40描述的方法制造的母盘纳米压印的盘的结果且导致伺服区域120中的磁化 片段是与数据道区域中的径向线如线170a、170b基本平行的径向线的部分。然而，可以制 造母模使得磁化片段是垂直于条纹180、190的非径向线的片段。这可以具有最小化磁化片 段之间的非磁空间对来自条纹的信号的影响。这能在第一嵌段共聚物材料的沉积之前，在 导致图4D的结构的制造步骤期间实现，图4D示出数据道区域中聚合物刷材料的径向条205 和基底材料的径向径迹200。在图4B中，臂章区域中的抗蚀剂210将被图案化以形成与构 成臂章图案的非径向条纹的期望方向垂直的非径向线，从而在第一嵌段共聚物的沉积和退 火之后以及第一嵌段共聚物的第一组分的去除之后，将有非径向线在臂章区域中，类似于图4H所示的数据道区域中的径向线212。还可以形成条纹180、190使得它们是连续磁化条纹而没有片段和非磁空间。然 而，这将在母模的制造期间需要一个或更多额外光刻步骤。在第一嵌段共聚物的沉积和退 火以及第一嵌段共聚物的第一组分的去除之后，伺服区域中的径向线212(图4H)能或者通 过蚀刻被去除或者被覆盖从而它们的影响在伺服区域中的最终图案中被消除。虽然已经参照优选实施例特别显示和描述了本发明，但是本领域技术人员将理 解，在不偏离本发明的思想和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。因此，所 公开的发明应仅理解为示范性的且范围上仅由所附权利要求定义。
权利要求
1.一种图案化介质垂直磁记录盘，包括 盘衬底；多个同心基本圆形的数据道，在该衬底上且被图案化成可磁化材料的离散数据岛，所 述道具有跨道方向的道节距TP ；以及多个角间隔开的伺服扇区，在该衬底上且跨越多个数据道基本径向延伸，每个伺服扇 区包括相对于数据道倾斜的磁化伺服条纹的第一和第二圆周向相邻的场区，所述伺服条纹 的在跨条纹方向上的条纹节距基本等于TP。
2.如权利要求1所述的盘，其中该第一场区中的条纹和该第二场区中的条纹沿不同方 向倾斜。
3.如权利要求2所述的盘，其中所述数据道和所述第一场区中的条纹之间的锐角与所 述数据道与所述第二场区中的条纹之间的锐角基本相同。
4.如权利要求1所述的盘，其中每个所述磁化条纹包括通过非磁空间分隔开的磁化片段。
5.如权利要求4所述的盘，其中所述磁化片段基本垂直于所述跨道方向取向。
6.如权利要求5所述的盘，其中所述离散数据岛具有沿道方向的位节距BP，所述伺服 条纹中的磁化片段的沿道方向的片段节距基本等于BP。
7.如权利要求4所述的盘，其中所述磁化片段基本垂直于所述跨条纹方向取向。
8.如权利要求1所述的盘，其中所述离散数据岛具有比所述磁化条纹的跨条纹宽度更 大的跨道宽度。
9.如权利要求1所述的盘，其中所述多个同心数据道布置成多个环形区带。
10.如权利要求1所述的盘，其中所述数据岛和伺服条纹是从衬底延伸的柱。
11.如权利要求10所述的盘，还包括在该数据岛和伺服条纹的柱之间的衬底上的平坦化层。
12.一种制造用于压印磁记录盘的母模的方法，包括在具有中心的衬底上形成以环形区带布置的基本径向的径迹的图案，该径迹具有约为 nLrad的圆周向间隔，其中η是等于或大于2的整数；在径向径迹的图案上形成包括第一嵌段共聚物的材料层，第一嵌段共聚物具有体周期 Lrad，由此第一共聚物材料被所述径迹引导以自组装成第一共聚物的第一和第二组分交替 的基本径向的线，第一共聚物的第一组分的基本径向的线具有约Lrad的圆周向间隔；在该衬底上形成同心环的图案和与该同心环的图案角间隔开的平行的非径向的带的 图案，该同心环具有约IiLeirc的径向间隔，该带具有约IiLeirc的带间隔，其中η是等于或大于 2的整数；以及在环和带的图案上形成包括第二嵌段共聚物的材料层，该第二嵌段共聚物具有体周期 Lcdrc，其中Lcto等于或大于2LMd，由此该第二共聚物材料被所述环和带引导以自组装成第二 共聚物的第一和第二组分交替的基本同心的环和该第二共聚物的第一和第二组分交替的 平行非径向的条纹。
13.如权利要求12所述的方法，其中在衬底上形成包括第一嵌段共聚物的材料层包括 沉积第一嵌段共聚物材料层及退火所沉积的第一嵌段共聚物材料从而导致所述第一嵌段 共聚物的所述第一和第二组分的相分离，且其中在所述衬底上形成包括第二嵌段共聚物的材料层包括沉积第二嵌段共聚物材料层及退火所沉积的第二嵌段共聚物材料从而导致所 述第二嵌段共聚物的所述第一和第二组分的相分离。
14.如权利要求12所述的方法，还包括，在形成所述同心环的图案和所述平行的非径 向的带的图案之前，去除所述第一嵌段共聚物的第二组分的径向线，留下所述第一嵌段共 聚物的第一组分的径向线，且沉积保护层在所述第一嵌段共聚物的第一组分的径向线上。
15.如权利要求14所述的方法，其中形成所述同心环的图案和所述平行的非径向的带 的图案包括在所述第一嵌段共聚物的第一组分的径向线上的该保护层上形成同心环和平 行的非径向的带的抗蚀剂图案，且该方法还包括从该第一嵌段共聚物的第一组分的径向线的未被该抗蚀剂保护的部分蚀刻保护层； 蚀刻该第一嵌段共聚物的第一组分的径向线的未被该抗蚀剂保护的部分； 去除所述抗蚀剂，留下该第一嵌段共聚物的第一组分的柱的图案； 使用该第一嵌段共聚物的第一组分的柱作为蚀刻掩模，蚀刻该衬底；以及 去除该第一嵌段共聚物的第一组分的柱，留下具有衬底材料的柱的图案的衬底。
16.如权利要求14所述的方法，其中在所述衬底上形成同心环的图案和平行的非径向 的条纹的图案包括在所述保护层上沉积中性聚合物刷材料的层，所述中性聚合物刷材料对于所述第二嵌 段共聚物的任何组分没有强的亲合性；在所述中性聚合物刷材料上形成同心环和平行的非径向的带的抗蚀剂图案； 化学改变未被该抗蚀剂保护的该中性聚合物刷材料；去除该抗蚀剂，留下化学改变的中性聚合物刷材料的同心环和平行的非径向的带的图 案；以及沉积所述第二嵌段共聚物材料的层且退火所沉积的第二嵌段共聚物材料从而导致相 分离成所述第二共聚物的第一和第二组分交替的所述基本同心的环和所述第二共聚物的 第一和第二组分交替的所述平行的非径向的条纹。
17.如权利要求12所述的方法，还包括 去除所述第一共聚物的第二组分的径向线；去除所述第二共聚物的第二组分的同心环和平行的非径向的条纹，留下所述第二共聚 物的第一组分的同心环和平行的非径向的条纹和所述第一共聚物的第一组分的径向线的 栅格；使用所述栅格作为蚀刻掩模，蚀刻所述衬底；以及 去除所述栅格，留下具有在所述衬底材料中的孔的图案的衬底。
18.如权利要求12所述的方法，其中所述基本径向线的图案形成在所述衬底上，所述 同心环和平行的非径向的条纹的图案形成在所述径向线图案上。
19.如权利要求12所述的方法，其中所述同心环和平行的非径向的条纹的图案形成在 所述衬底上，所述基本径向线的图案形成在所述同心环和平行的非径向的条纹的图案上。
20.如权利要求12所述的方法，其中所述第一嵌段共聚物材料是聚苯乙烯和聚甲基丙 烯酸甲酯的共聚物。
21.如权利要求12所述的方法，其中所述第一和第二嵌段共聚物材料中的每个是聚苯 乙烯第一组分和聚甲基丙烯酸甲酯第二组分的双嵌段共聚物材料，且其中所述第一共聚物材料的分子量不同于所述第二嵌段共聚物材料的分子量。
22.如权利要求12所述的方法，其中Lrad在5nm和30nm之间。
23.如权利要求12所述的方法，其中所述基本径向径迹的在所述环形区带的内径处的 圆周向间距不小于约0. 9nLMd，所述基本径向径迹的在所述环形区带的外径处的圆周向间 距不大于约1. InLrado
24.如权利要求12所述的方法，其中所述基本径向径迹具有基本弓形。
25.如权利要求12所述的方法，其中在所述衬底上形成以环形区带布置的基本径向径 迹的图案包括将所述径迹形成为多个径向间隔开的环形区带。
全文摘要
本发明提供一种图案化磁记录盘和制造用于压印磁记录盘的母模的方法。该磁记录盘具有图案化的伺服区域且从使用嵌段共聚物的引导自组装制造的母模纳米压印。该盘具有离散数据岛的图案化同心圆形数据道，道具有沿径向或跨道方向的道节距。盘也具有越过图案化数据道基本径向延伸的图案化伺服扇区。伺服图案是倾斜的或非径向条纹的臂章图案，所述条纹具有与道节距基本相等的在跨条纹方向上的条纹节距。作为制造母模的方法的结果，纳米压印的盘具有带非径向条纹的臂章伺服图案，条纹是非磁空间分隔开的径向线的磁化片段。
文档编号G11B5/84GK102044265SQ20101052128
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者乔纳森·D·科克尔, 布鲁斯·A·威尔逊, 托马斯·R·阿尔布雷克特, 里卡多·鲁伊斯 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司