[发明专利]制造用于纳米压印图案化磁记录盘的母模的方法

说明书

技术领域

本发明总地涉及图案化介质磁记录盘，其中每个数据位存储于盘上的磁隔离的数据岛中，更特别地，涉及制造母模(master mold)的方法，该母模用于纳米压印所述图案化介质盘。

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来增大数据密度。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。为了产生图案化数据岛所需的磁隔离，岛之间的间隙的磁矩必须被破坏或者充分减小从而使这些间隙基本为非磁的。在一类图案化介质中，数据岛是升高的区域或者是柱，其延伸到“沟槽(trench)”之上且磁材料覆盖柱和沟槽，沟槽中的磁材料通常通过用材料例如硅(Si)来污染以使其成为非磁的。图案化介质盘可以是纵向磁记录盘，其中磁化方向平行于记录层或在记录层平面内，或者是垂直磁记录盘，其中磁化方向垂直于记录层或者离开记录层的平面。

一种提出的制造图案化介质盘的方法是用具有形貌表面图案的模板或者模具(有时也称为压模(stamper))进行纳米压印(nanoimprinting)。在该方法中，在其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，用于后面蚀刻盘衬底从而在盘上形成柱。然后，磁记录盘所需的磁层和其他层沉积到被蚀刻的盘衬底上和柱的顶部以形成图案化介质盘。模具可以是用于直接压印盘的母模。然而，更可能的途径是制造具有与盘所期望的柱图案对应的柱图案的母模，且使用该母模来制造复制模(replica mold)。因此复制模将具有与母模上的柱图案对应的孔图案。然后复制模用于直接压印所述盘。Bandic等人在“Patternedmagnetic media：impact of nanoscale patterning on hard disk drives”，Solid StateTechnology S7+Suppl.S，SEP 2006中且Terris等人在“TOPICAL REVIEW：Nanofabricated and self-assembled magnetic structures as data storage media”，J.Phys.D：Appl.Phys.38(2005)R199-R222中描述了图案化介质的纳米压印。

在图案化介质中，有与布置于同心道中的离散数据岛的图案或阵列的位纵横比(BAR)相关的两个相反要求。BAR是径向或跨道方向的道间距或节距(pitch)对圆周或沿道方向的岛间距或节距的比，其与在沿道方向上以每英寸位数(BPI)计的岛线密度对在跨道方向上以每英寸道数(TPI)计的道密度的比相同。BAR还等于位单元的径向尺寸对位单元的圆周向尺寸的比，其中数据岛位于位单元内。位单元不仅包括磁数据岛，还包括该数据岛与其直接相邻的数据岛之间的非磁间距的一半。数据岛具有岛纵横比(IAR)或径向长度对圆周向长度的比，其基本上接近BAR。第一个要求是，为了最小化制造岛所需的分辨率要求，优选地岛的阵列具有低的BAR(约为1)。第二个要求是，为了允许较宽的写头极(这对于实现高写场从而允许为了热稳定性而使用高矫顽力介质而言是必要的)，优选地岛阵列具有较高的BAR(约2或更大)。此外，从具有常规连续介质的盘驱动器转变到具有图案化介质的盘驱动器能得到简化，如果BAR高的话，因为在常规盘驱动器中BAR为约5至10之间。较高BAR的其他优点包括较低的道密度，这简化了头定位伺服要求，以及较高的数据速率。

母模板或母模的制造是困难且挑战性的过程。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BAR约为1、道节距(径向或跨道方向上的岛-岛间距)约为35nm、岛节距(圆周方向或沿道方向上的岛-岛间距)约为35nm的图案化介质盘的母模的可行方法。如果数据岛的径向长度和圆周向宽度均为约20nm以用于为1的IAR，则这些尺寸大致上将图案化介质盘的位面密度限制到约500Gb/in²。为了实现具有超高位面密度(约1Tb/in²)和较高BAR的图案化介质盘，将需要50nm的道节距和约12.5nm的岛节距，这将导致4的BAR。然而，不能用电子束光刻的分辨率实现能纳米压印具有12.5nm岛节距的图案化介质盘的母模。

需要一种母模及其制造方法，能得到具有所需的高的位面密度和较高的BAR(约2或更大)的图案化介质磁记录盘。

发明内容