CN101009104B

CN101009104B - 构图的介质及其制备方法

Info

Publication number: CN101009104B
Application number: CN2006101428040A
Authority: CN
Inventors: 李丙圭; 朴鲁烈; 孙镇升; 尹成龙
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2026-10-26
Also published as: US20070172704A1; US7754354B2; KR100738101B1; JP2007200526A; CN101009104A

Abstract

本发明提供了一种构图的介质及其制备方法，该构图的介质包括：数据区域，具有沿着多条轨道排列的多个记录点，其中，每个记录点具有小于2∶1的长宽比；以及非数据区域，该非数据区域是除数据区域之外的构图的介质的部分，具有多个图案标记，其中，每个图案标记具有大于2∶1的长宽比，该长宽比是纵向长度和横向长度的比。

Description

构图的介质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种构图的介质及其制备方法，更特别地，本发明涉及一种其上形成了纳米尺度的记录图案和获得读/写头相对于目标轨道的位置信息的伺服图案的高记录密度的构图的介质，以及制造该高密度的构图的介质的方法。

背景技术

随着比如计算机的信息装置快速地提高性能，人们对高密度信息存储介质存在需求。最近，人们已经积极地研究一种构图的介质，其中，通过形成图案将位通过预定节距在物理上彼此分开，从而记录和信息的保持可以容易地实现。

为了增加构图的介质的记录密度，必须将对应于一个位的单位图案的大小设计为纳米尺度。即，为了实现大于1TB/平方英寸的高存储密度，基本上需要实现25nm节距的精细构图技术。但是，使用目前使用的平版照相技术，难于实现小于100nm的精细图案。例如，将光刻胶很薄地沉积在衬底上，并将该光刻胶暴露于通过预定图案照射的光，以通过显影工艺在衬底上形成物理图案。所以，通过上述工艺所获得的分辨率受到光波的限制。

同时，当读/写头跟随目标轨迹时，读/写头从构图的介质读取数据或向该构图的介质写入数据。此时，读/写头可能由于外部冲击或内部操作错误而偏离目标轨迹。为了防止该寻轨错误，需要形成一种伺服图案以获得该读/写头在构图的介质上的位置信息。由于该伺服图案进行与记录图案不同的功能，所以该伺服图案的大小和图案形状均与数据区域的记录图案的不同。所以，需要对伺服图案应用与记录图案不同的工艺。

发明内容

本发明提供了一种其上形成了获得纳米尺度的记录图案和读/写头相对于目标轨道的位置信息的伺服图案的高记录密度的构图的介质，以及制造该高密度的构图的介质的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种构图的介质，其包括：数据区域，具有沿着多条轨道排列的多个记录点，其中，每个记录点具有小于2∶1的长宽比；以及非数据区域，该非数据区域是除数据区域之外的构图的介质的部分，并具有多个图案标记，其中，每个图案标记具有大于2∶1的长宽比，该长宽比是纵向长度和横向长度之间的比。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造具有不同构图尺度的数据区域和非数据区域的构图的介质的方法，其包括：在基衬底上沉积铝层；在铝层沉积光刻胶；使用平版照相工艺在光刻胶上形成对应于非数据区域的图案；通过在铝层由光刻胶暴露的部分上形成多个空穴来形成对应于数据区域的精细图案；去除光刻胶；使用形成在铝层上的图案形成模型图案；将模型图案压印在介质衬底上来在介质衬底上形成空穴；以及使用记录介质填充在介质衬底上的空穴以平坦化介质衬底的表面。

附图说明

本发明的上述及其他特征将通过参考附图详细地描述本发明的示范性实施例而变得更加清楚，在附图中：

图1图示了根据本发明实施例的构图的介质的俯视图。

图2图示了图1的圆圈部分II的放大视图。

图3图示了图2的记录轨道的放大的透视图。

图4图示了沿图2的线IV-IV截取的剖面图。

图5(a)～(k)是图示根据本发明实施例的制造构图的介质的方法的示意图。

图6(a)～(k)是图示根据本发明另一个实施例的制造构图的介质的方法的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图对本发明进行更加全面的说明，在附图中示出了本方面的示范性实施例。

图1图示了根据本发明实施例的构图的介质的俯视图。

参考图1，本实施例的构图的介质100包括与心轴马达(未示出)装配的中心孔100’和与中心孔100’同心形成的多条记录轨道120a。在读/写头(未示出)跟随形成在高速旋转的构图的介质上的目标轨道时，读/写头从该构图的介质读取数据或向该构图的介质写入数据。多个伺服区域140形成在构图的介质100上。伺服区域140在径向从中心孔100’延伸到构图的介质的最外圆周边，并且以预定的角度间隔开。该伺服区域140用于检测和纠正读/写头和目标轨道之间的位置错误，该位置错误是由装配的构图的介质100与心轴马达的中心的偏心所导致的。为了实现伺服区域140的功能，每个伺服区域140提供有多个伺服图案130，该伺服图案130在径向延伸并且跨越记录轨道120a。

图2图示了图1的圆圈部分II的放大视图。

参考图2，多个记录点150沿着记录轨道排列。一行或多行记录点150形成了一条记录轨道120a，而多条记录轨道120a形成了其中可以有效地进行数据记录的数据区域120。记录点150由可以记录数据和更新数据的记录材料形成。例如，记录点150可以由磁性材料或高介电材料形成，磁性材料可以通过与读/写头的漏通量作用而被磁化，而高介电材料具有与周围基底不同的介电常数。记录点150可以形成为多边形，这包括图2所示的四边形以及六边形。每个记录点150的长宽比可以大约为1∶1，但是小于2∶1。

当读/写头读取或写入数据时，该读/写头可能由于外部冲击或内部操作错误从希望的记录轨道偏离。为了防止这种寻轨错误，轨道分离图案110同心地形成在相邻的记录轨道120a之间。轨道分离图案110具有大于2∶1的长宽比。

跨越记录轨道120a的伺服图案130例如在超过两条相邻的记录轨道120a上方延伸。与记录轨道120a的记录点150不同，伺服图案130不具有数据存储功能。即，伺服图案130位于构图的介质100上，以检测读/写头和目标轨道之间的相对位置信息。所以，伺服图案130和轨道分离图案110形成了非数据区域。

如上所述，构图的介质100通常分为由记录轨道120a形成的数据区域120和由轨道分离图案110和伺服图案130形成的非数据区域，该轨道分离图案110形成在记录轨道120a之间，伺服图案130用于对准构图的介质100和驱动该构图的介质100的心轴马达之间的相对位置。

从轨道分离图案110和伺服图案130得到的读/写头的位置信号被传递到驱动读/写头的制动器(未示出)的控制环，然后被转换为纠正读/写头和目标轨道之间的位置错误的驱动信号。伺服图案130也可以具有大于2∶1的长宽比。同时，数据区域120的记录点150和非数据区域的轨道分离图案110或伺服图案130之间的高度差或表面粗糙度差可以小于50埃，从而当从构图的介质读区域预定数据时，可以通过抑制转换的电信号的噪声从而确保有效的读取质量。

图3图示了图2的记录轨道的放大的透视图，图4图示了沿图2的线IV-IV截取的剖面图。

形成为纳米尺度的记录点150密集地沿着记录轨道120a排列。为了形成具有Tb/平方英寸记录密度的构图的介质100，包括单元记录点150的长度的位长度L必须小于25nm。记录点150可以具有多边形的横截面。记录点150通过高分辨率构图工艺形成，比如下面将更加详细说明的阳极氧化涂敷(AAO)或嵌段共聚工艺。

图5是图示根据本发明实施例的制造构图的介质的方法的示意图。

根据本实施例，首先构图非数据区域，然后精细地构图数据区域。

铝层220沉积在由玻璃或石英形成的基衬底210上(参见图5的示意图(a)和(b))。然后，光刻胶230沉积在铝层220上，并且预定的图案通过公知的平版照相工艺形成在光刻胶230上(参加图5的示意图(c)和(d))，该平版照相工艺比如为光刻工艺、电子束平版照相工艺、X射线平版照相工艺、光干涉平版照相工艺或聚焦离子束(FIB)平版照相工艺。基于预定的图案所需的精确度和何种工艺最方便，可以适当地选择一种平版照相工艺。

即使在将铝层220构图以形成例如轨道分离图案110的非数据区域之后，由光刻胶230覆盖的部分铝层220仍然得以保留，如在下面将详细地说明那样。

在形成非数据区域的图案之后，通过比如AAO工艺的电化学工艺形成数据区的精细图案(参见图5的示意图(e))。即，其上沉积了光刻胶230的铝层220在电解质中沉淀，并且对铝层230施加正的偏压。然后，多个纳米尺度的空穴220’形成在通过光刻胶230的开口图案暴露于电解质的部分铝层220中，氧化物膜(未示出)通过电解质和铝层220之间的反应形成在铝层220上。纳米尺度的空穴220’可以形成在铝层220的缺陷部分上，在其上氧化膜不容易形成，这比如含有天然杂质或其上人工形成有凹槽的部分。或者，纳米尺度的空穴220’可以形成在预定部分上，该预定部分根据形成铝层220的铝材料的晶体结构确定。纳米尺度的空穴220’的大小根据AAO工艺的条件变化，比如电解质的类型、偏压的强度、反应温度或反应时间。如图5的示意图(e)所示，空穴的深度可以形成为与铝层220的厚度相同。每个纳米尺度的空穴220’可以形成来具有多边形横截面，并且在铝层220的整个表面排列为均匀图案。即，当每个纳米尺度的空穴220’的横截面是矩形时，每个纳米尺度的空穴220’的横截面的长宽比大约为1∶1并至多2∶1。

在AAO工艺中，通过防止由光刻胶230覆盖的部分铝层220与电解质反应，光刻胶230作为蚀刻掩模。因此，由于光刻胶230覆盖的部分保留作为非数据区域，例如与记录轨道120a相邻的轨道分离图案110。非数据区域的图案具有相对高的长宽比。即，与记录轨道120a相邻的轨道分离图案110或在构图的介质100的径向上在至少两条记录轨道120a上方延伸的伺服图案130具有大于2∶1的长宽比。

在上述说明中，即使当AAO工艺用于形成数据区域120时，本发明不限于此。即，用于纳米尺度高分辨率构图适当的任何种类的工艺可以用于本发明。例如，可以将嵌段共聚工艺用于本发明。即，将混合两种不同的共聚物形成的双聚物暴露于预定温度，使得具有不同抗蚀刻力的第一相和第二相之间发生相分离。例如，在其中形成多个点图案的过程中，第一相从形成周围基底的第二相分离。具有较高蚀刻速率的第一相通过蚀刻和显影工艺被除去，从而形成以预定图案排列的多个空穴。

在通过例如AAO工艺形成纳米尺度的空穴220’之后，如图5的示意图(f)和(g)所示，除去光刻胶230，通过公知的电镀工艺将金属层240形成在铝层220上。金属层240可以由具有高热导率的金属性材料形成，比如镍或镍合金。

部分金属层240填充形成在铝层220上的纳米尺度的空穴220’以形成脱模图案240a。

金属层240的其余部分以预定厚度形成在铝层220上。具有脱模图案240a的金属层240从铝层220分离以用作母衬底(参见图5的示意图(h))。

接下来，如图5的示意图(i)所示，金属层240上的脱模图案240a压印在树脂层160上，该树脂层160形成在例如由玻璃形成的介质盘180上。此时，籽层170可以形成在介质盘180和树脂层160之间以使得记录材料150可以其上生长在籽层170上，如同下面将更加详细说明的那样。

通过加热到高温并且将金属层240压在树脂层260上，脱模图案240a压印在树脂层160上以形成对应于脱模图案240a的空穴160’(参见图5的示意图(j))。然后，比如与读/写头的漏通量反应的磁性材料或具有不同于树脂层160的介电常数的铁电物质的记录材料150填充在空穴160’中以形成平坦的记录表面(参见图5的示意图(k))。

图6是图示根据本发明另一个实施例的制造构图的介质的方法的示意图。

作为将母衬底的模型图案转移的方法，有如上所述的使用预定的热量和压力将模型图案压印在软的树脂层上的方法，以及其中将模型图案压印在辐射硬化树脂层以及使用紫外线将该辐射硬化树脂层硬化的方法。

参见图6，铝层220沉积在由玻璃或石英形成的基衬底210上(参见图6的示意图(a)和(b))。然后，光刻胶230沉积在铝层220上，并且非数据区域的图案通过各种平版照相工艺形成在光刻胶230上(参加图6的示意图(c)和(d))。在完成了非数据区的图案之后，通过AAO工艺或嵌段共聚工艺形成数据区的精细空穴图案(参见图6的示意图(e))。

在形成精细空穴图案之后，移除光刻胶(参见图6的示意图(f))，使用铝层220作为蚀刻掩模将基衬底210干蚀刻。即，通过铝层220的空穴220’暴露的基衬底210的暴露部分以预定图案被蚀刻为预定深度(参见图6的示意图(g))。凹雕模型图案210’形成在基衬底210上，其可以用作待压印在辐射硬化树脂上的模型图案。或者，如图6的示意图(h)和(i)所示，形成基衬底210上凹雕模型图案210’被复制为金属层240的脱模图案240a，并且该脱模图案240a压印在辐射硬化树脂层160上。

即，辐射硬化树脂层160形成在例如由可透光的玻璃形成的介质盘180上。此时，籽层170可以形成在介质盘180和树脂层160之间。辐射硬化树脂层160可以由通过与紫外光反应而硬化的感光树脂材料形成。

通过加热到高温并且将金属层240压在树脂层260上，脱模图案240a压印在辐射硬化树脂层160上以形成对应于脱模图案240a的空穴160’，并且紫外光照射到辐射硬化树脂层160上(参见图6的示意图(j))。然后，比如与读/写头的漏通量反应的磁性材料或具有不同于辐射硬化树脂层160的介电常数的铁电物质的记录材料150填充在空穴160’中(参见图6的示意图(k))以形成平坦的记录表面。

根据本发明，可以获得纳米尺度的记录图案和大于1Tb/平方英寸的高记录密度。读/写头的位置信息可以通过伺服图案和轨道分离图案准确地检测从而最小化该读/写头的伺服错误。

根据本发明的制造构图的介质的方法，通过不同的方法制造数据区域的点图案和非数据区域的图案。即，非数据区域的通过平版照相工艺构图，在这之后使用纳米尺度高密度构图方法精细构图。所以，可以低成本地获得高密度记录介质。

尽管已经参考本发明的示范性实施例对本发明进行了具体的示出和说明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节的修改。

Claims

1.一种构图的介质，包括：

数据区域，具有沿着多条轨道排列的多个记录点，其中，每个所述记录点具有小于2∶1的长宽比；以及

非数据区域，所述非数据区域是除所述数据区域之外的所述构图的介质的部分，并具有多个图案标记，其中，每个所述图案标记具有大于2∶1的长宽比，所述长宽比是纵向长度和横向长度之间的比，和其中，所述非数据区域包括多个伺服图案，其沿径向在至少两条轨道上方延伸并跨越所述轨道，

其中所述数据区域的记录点通过精细构图工艺形成，该精细构图工艺能制备节距小于25nm的精细图案。

2.根据权利要求1的构图的介质，其中，所述记录点和图案标记成多边形。

3.根据权利要求1的构图的介质，其中，所述非数据区域还包括：

多个形成在所述轨道之间的轨道分离图案，其中，所述轨道分离图案与所述轨道平行。

4.根据权利要求3的构图的介质，其中，所述伺服图案排列在从中心孔到所述构图的介质的最外周边于径向上延伸的多个伺服区域中，所述伺服区域以预定角度彼此分开。

5.根据权利要求1的构图的介质，其中，所述数据区域的记录点和所述非数据区域的图案标记之间的表面粗糙度差小于50埃。

6.根据权利要求1的构图的介质，其中，其中所述精细构图工艺通过阳极氧化工艺和嵌段共聚工艺中的一种进行。

7.一种制造具有不同构图尺度的数据区域和非数据区域的构图的介质的方法，包括：

在基衬底上沉积铝层；

在所述铝层沉积光刻胶；

使用平版照相工艺在所述光刻胶上形成对应于所述非数据区域的图案；

通过在所述铝层由所述光刻胶暴露的部分上形成多个空穴来形成对应于所述数据区域的精细图案；

去除所述光刻胶；

使用形成在所述铝层上的图案形成模型图案；

将所述模型图案压印在介质衬底上来在所述介质衬底上形成空穴；以及

使用记录材料填充在所述介质衬底上的空穴以平坦化所述介质衬底的表面；

其中对应于所述非数据区域的所述图案具有多个图案标记，每个所述图案标记具有大于2∶1的长宽比，所述长宽比是纵向长度和横向长度之间的比，和所述非数据区域包括多个伺服图案，其沿径向在至少两条轨道上方延伸并跨越所述轨道，

8.根据权利要求7的方法，其中，所述精细构图工艺是阳极氧化工艺和嵌段共聚工艺中的一种。

9.根据权利要求7的方法，其中，所述平版照相工艺是选自光刻工艺、电子束平版照相工艺、X射线平版照相工艺、光干涉平版照相工艺和聚焦离子束平版照相工艺的一种。

10.根据权利要求7的方法，其中，所述介质衬底包括介质盘、其上压印所述模型图案的树脂层、在所述介质盘和所述树脂层之间的籽层。

11.根据权利要求7的方法，其中，所述形成模型图案包括：在所述铝层上沉积由金属性材料形成的金属层，在该过程中所述金属性材料填充形成在所述铝层上的空穴，以及由所述铝层围绕其上形成了对应于所述空穴的模型图案的金属层。

12.根据权利要求11的方法，其中，所述压印所述模型图案包括加热所述模型图案并将所述模型图案压印在所述介质衬底上。

13.根据权利要求10的方法，其中，所述形成模型图案包括：使用所述铝层作为蚀刻掩模蚀刻通过所述空穴暴露的部分基衬底，去除所述铝层，使得具有被蚀刻图案的基衬底能够用作所述模型图案。

14.根据权利要求13的方法，其中，所述压印所述模型图案还包括：照射紫外光到所述介质衬底以硬化其上压印了所述模型图案的树脂层。

15.根据权利要求13的方法，其中，所述树脂层由紫外光硬化的感光树脂材料形成。

16.根据权利要求13的方法，其中，所述基衬底由能够透射紫外光的透明玻璃形成。

17.根据权利要求7的方法，其中，所述记录材料是磁性材料或具有不同于形成周围基底的树脂层的介电常数的铁电物质。