オフセットデータおよびサーボ領域を備えるパターン化磁気媒体を製造するための方法
【課題】本発明は、オフセットデータおよびサーボ領域を備えるパターン化磁気媒体を製造するための方法を提供する。
【解決手段】本発明は、パターン化磁気媒体を製造するための方法である。本方法は、別領域のパターニングに悪影響を及ぼす一領域へのパターニングを必要とせずに、データ領域およびサーボ領域の両方がパターン化されることを可能にする。本方法によって、パターン化されたデータ領域と、パターン化されたサーボ領域と、サーボ領域とデータ領域との間の中間領域と、が設けられる。前記中間領域は、互いに非対称になる可能性が高いが、それが必然ではなく、本方法が媒体をパターン化するため使用されたことを示している。
【解決手段】本発明は、パターン化磁気媒体を製造するための方法である。本方法は、別領域のパターニングに悪影響を及ぼす一領域へのパターニングを必要とせずに、データ領域およびサーボ領域の両方がパターン化されることを可能にする。本方法によって、パターン化されたデータ領域と、パターン化されたサーボ領域と、サーボ領域とデータ領域との間の中間領域と、が設けられる。前記中間領域は、互いに非対称になる可能性が高いが、それが必然ではなく、本方法が媒体をパターン化するため使用されたことを示している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気データ記録に関し、特に、自己集合性データ領域（self assembled data region）および統合サーボパターン（integrated servo pattern）を備える磁気媒体を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの中心は磁気ディスクドライブと呼ばれるアセンブリである。磁気ディスクドライブは、回転磁気ディスクと、回転磁気ディスク表面近傍にあるサスペンションアームにより懸架される書き込み／読み取りヘッドと、サスペンションアームを揺動して回転ディスク上の選択された円形トラックの上に書き込み／読み取りヘッドを配設するアクチュエータとを含む。書き込み／読み取りヘッドは、エアベアリング表面（ABS：Air bearing surface）を有するスライダに直接接触して位置する。ディスクが回転していない場合、サスペンションアームはスライダにディスク表面と接触するようバイアスをかけるが、ディスクが回転している場合、回転するディスクによって空気が旋回する。スライダがエアベアリング上に乗る場合、書き込み／読み取りヘッドは、回転ディスクに磁気印加を書き込むことと、回転ディスクから磁気印加を読み取ることとに使用される。書き込み／読み取りヘッドは、書き込み／読み取り機能を実行するためのコンピュータープログラムにしたがって動作する処理回路に接続されている。
【０００３】
書き込みヘッドは、少なくとも１つのコイルと、１つの書き込み極と、１つ以上の戻り極とを含む。コイルに電流が流れている場合、生じる磁界によって磁束を書き込み極を介して流し、その結果、書き込み極のチップから書き込み磁界が放射される。この磁界は、近傍の磁気ディスクの一部を局所的に磁化し、１ビットのデータを記録するのに十分な強度である。書き込み磁界は、その後、磁気媒体の軟磁性裏打ち層（magnetically soft under-layer）を介して進行し、書き込みヘッドの戻り極へ戻る。
【０００４】
巨大磁気抵抗効果（GMR：Giant Magnetoresistive）センサまたはトンネル接合磁気抵抗（TMR：Tunnel Junction Magnetoresistive）センサのような磁気抵抗センサは、磁気媒体から磁気信号を読むために使用することができる。センサは、非磁性導電層（センサがＧＭＲセンサである場合）、または、薄膜で非磁性の電気的絶縁性バリア層（センサがＴＭＲセンサである場合）を含み、この電気的絶縁性バリア層は、第１の強磁性層と第２の強磁性層との間に挟まれるものであり、以下では固定層（pinned layer）および自由層と呼ぶ。磁気シールドは、センサ積層体の上下に位置付けられ、第１および第２の電気的リード線としても機能することができるため、電流が自由層、スペーサ層および固定層の平面に対し垂直方向に進行する（電流垂直面（ＣＰＰ：current perpendicular to the plane）動作モード）。固定層の磁化方向は、エアベアリング表面（ＡＢＳ）に対し垂直方向に固定されており、自由層の磁化方向は、ＡＢＳに対し平行に位置するが、外部からの磁界に応じて自由に回転する。固定層の磁化は、典型的には反強磁性層との交換結合により固定される。
【０００５】
固定層および自由層の磁化が互いに平行である場合、伝導電子の散乱（scattering）は最小化され、固定層および自由層の磁化が互いに反平行である場合、伝導電子の散乱は最大化される。読み取りモードでは、スピンバルブセンサの抵抗は、回転ディスクからの磁界の大きさに対しおおよそ直線的に変化する。センス電流がスピンバルブセンサを介して伝導する場合、抵抗変化が引き起こす電位変化が検知され、再生信号として処理される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
データ密度が増加するにつれ、データビット間の間隔はさらに小さくなる。このことは、近傍のビットが互いに消去しあうこと、さもなければ互いに悪影響を及ぼすことを誘発しうる。加えて、トラック上流（up-track）側もしくはトラック下流（down-track）側の近傍のビットからのデータ、または、近傍のデータのトラック上の近傍のビットからのデータは、互いの境界が不明瞭になり有効信号を読み返すことが難しくなる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、磁気データ記録用磁気媒体を製造するための方法を提供する。この方法は、データ領域およびサーボ領域を有するウェハを提供するステップと、次に、サーボ領域が第１のマスクによって保護されつつ、データ領域内にデータパターンをパターン化するステップとを含む。データ領域が第２のマスクによって保護されつつ、サーボ領域内にサーボパターンがパターン化される。
【０００８】
本方法は、第１の領域および第２の領域を有するウェハを提供するステップと、第１のハードマスク材料層を堆積するステップと、第１のハードマスク層に第１のパターンをパターン化するステップとを含むことができる。第１の保護マスクをその後形成することができ、第１の保護マスクは、第２の領域の少なくとも一部を被覆し、第１の領域の少なくとも一部を露出したままにする。第１の材料除去工程は、その後実施され、ウェハにおいて、パターン化された第１のハードマスク材料層または第１の保護マスクによって保護されていない部分を除去し、第１の領域に凹状パターンを形成する。その後、第１の保護マスクを第１のハードマスク材料層と同様に除去することができる。第２のハードマスク材料層をその後堆積し、第２の保護マスクを形成することができ、第２の保護マスクは、第１の領域の少なくとも一部を被覆し、第２の領域の少なくとも一部を露出したままにする。第２のハードマスク材料層をその後パターン化することができ、第２の材料除去工程が実施され、ウェハのうち、パターン化された第２のハードマスク材料層または第２の保護マスクによって保護されていない部分を除去し、第２の領域に凹状パターンを形成する。
【発明の効果】
【０００９】
本工程は、ウェハを、磁気ディスクに押し付けることによってそのディスクをパターン化してパターン化された媒体を形成するマスタダイ（master die）に形成するのに利用することができる。上記工程は、有利には、別領域のパターニングに悪影響を及ぼす一領域のパターニングを必要とせずに、サーボ領域およびデータ領域の両方をパターン化することを可能にする。
【００１０】
本工程の結果、パターン化された磁気媒体は、パターン化されたデータ領域と、第１の側部および第２の側部を有するパターン化されたサーボ領域と、サーボ領域の第１の側部におけるサーボ領域とデータ領域との間にある第１の中間領域と、データ領域の第２の側部におけるサーボ領域とデータ領域との間にある第２の中間領域と、を有する。第１および第２の中間領域は、本発明に係る工程がディスクを製造するために利用されていることを示している。第１および第２の中間領域は、互いに非対称である可能性が高いが、それが必然ではない。
【００１１】
これらの、および他の本発明の特徴および利点は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を図面と併せ読むことによって明らかになるであろう。図面において同一の番号は各図を通して同一の要素を示す。
【００１２】
本発明の本質および利点ならびに好ましい使用形態に対するより十分な理解のため、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照されたい。ただし、図面は縮尺どおりではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を例示するディスクドライブシステムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態によって製造されるビットパターン化媒体を上から見た図である。
【図３】図２の円３から見た拡大図であり、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トラックを示す。
【図４】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図５】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図６】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図７】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図８】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図９】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１０】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１１】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１２】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１３】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１４】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１５】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１６】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１７】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１８】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１９】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するために、現在考慮される最良の実施形態を以下に述べる。この記載は、本発明の一般的な原理を例示する目的でなされるものであり、本発明で請求する発明概念を限定することを意図しない。
【００１５】
図１を参照すると、本発明を具体化するディスクドライブ１００が示されている。図１に示すように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク１１２は、軸１１４上に支持され、ディスクドライブモータ１１８によって回転する。各ディスク上への磁気記録は、磁気ディスク１１２上、同心のデータトラック（図示せず）の環状パターン形状をとる。
【００１６】
少なくとも１つのスライダ１１３が、磁気ディスク１１２近傍に位置付けられ、各スライダ１１３は、１つ以上の磁気ヘッドアセンブリ１２１を支持する。磁気ディスクが回転すると、スライダ１１３は、ディスク表面１２２上方を半径方向内側および外側へ移動し、磁気ヘッドアセンブリ１２１は、所望のデータが書き込まれている磁気ディスクの異なるトラックへアクセスすることができる。各スライダ１１３は、サスペンション１１５を介してアクチュエータアーム１１９に取り付けられる。サスペンション１１５は、ディスク表面１２２に対してスライダ１１３にバイアスをかける軽微なばね力を提供する。各アクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ手段１２７に取り付けられる。図１に示すアクチュエータ手段１２７は、ボイスコイルモータ（VCM：voice coil motor）であってもよい。ＶＣＭは、固定の磁界内で移動可能なコイルを備え、コイルの移動方向および移動速度は、制御部１２９によって供給されるモータ電流信号によって制御される。
【００１７】
ディスク記憶システムの動作中、磁気ディスク１１２の回転により、スライダ１１３とディスク表面１２２との間にエアベアリングが生成され、スライダに上向きの力または揚力（lift）を及ぼす。エアベアリングは、このようにサスペンション１１５の軽微なばね力を平衡させて、通常動作の間、小さく実質的には一定間隔で、スライダ１１３をディスク表面から離してわずかに上方の位置で支持する。
【００１８】
ディスク記憶システムの様々な構成要素は、動作中、アクセス制御信号および内部クロック信号のような制御部１２９によって生成される制御信号により制御される。典型的には、制御部１２９は、論理制御回路と、記憶手段と、マイクロプロセッサとを含む。制御部１２９は、ライン１２３上には駆動モータ制御信号、またライン１２８上にはヘッド位置制御信号およびシーク制御信号といった制御信号を生成し、様々なシステムの動作を制御する。ライン１２８上の制御信号は、所望の電流プロファイルを提供し、ディスク１１２上の所望のデータトラックへスライダ１１３を最適に動かし位置付ける。書き込み／読み取り信号は、記録チャネル１２５を介して、書き込み／読み取りヘッド１２１へ、および書き込み／読み取りヘッド１２１から、通知される。
【００１９】
データ密度への要求が高くなればなるほど、データのトラックの間隔および個々のデータのビットの間隔を共に、さらに密にしていくことが必要になる。ビットのサイズならびにトラック間隔およびビット間隔を小さくすればするほど、近傍トラックの干渉が問題になる。データのビットを互いに区別することがより一層困難になり、さらに、近傍のデータのビットまたは近傍のデータのトラックに不注意に書き込むことなく、１ビットのデータに書き込むことが非常に困難になる。
【００２０】
この問題を軽減する方法の一つとして、製造中に媒体をパターン化することがある。例えば、トラック間隔を溝部になるように凹部としつつ、データトラックが隆起するよう媒体をエッチングすることができる。このことは物理的にトラック同士を分離し、トラック同士を区別することが、より簡単になる。これはパターン化されたトラック媒体と呼ぶことができる。加えて、個々のデータのビットは、凹部または溝部により、個々のデータのビットからみてトラック上流（up-track）側またはトラック下流（down-track）側のビットと物理的に分離されるように、同様にパターン化することができる。これはビットパターン化媒体と呼ぶことができる。トラックを分離する溝部は、結果として、同心の円環として現れるが、個々のビットを分離する溝部は、ディスク中心から半径方向に放射する線に類似している。
【００２１】
しかし、記録システムを適切に動作させるために、ディスクに記録されたデータトラックに加え、ディスクはさらに、サーボトラックを含む必要があり、サーボトラックは、任意の時点における磁気ヘッドのディスク上方での半径方向位置を決定するために使用されるものである。これらのサーボトラックは、（後述するように）データトラックとは非常に異なる外観であり、サーボ領域は、ディスク中心から外側へ向かって延在する曲線状のスポーク（spoke）として構成される。サーボトラックが、データトラックとは完全に異なる方向へ延在し、データトラックとは完全に異なるパターンを有するため、今までディスク上にこれらの特徴の両方を作成するための実用的な方法がなかった。本発明は、ディスク上にサーボトラックおよびデータトラックの両方を有効にパターン化する方法を提供することより、この課題を解決する。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク２０２を上から見た図である。図２において、分かるように、ディスク２０２は、データトラック２０４の同心の円環で構成される。データトラック２０４は、図２に破線として示され、実際には個々の隆起したビットであり同心のデータの円環状に配列されることを表す。さらに、図２において分かるように、ディスク２０２は、ディスク２０２の中心から延在する曲線部分として配列されるサーボトラック２０６を含む。これらサーボトラック領域２０６の曲線形状は、アクチュエータアームによりスライダがディスクを横断して移動した時にスライダがディスク上方に作る弓状軌道に類似している。
【００２３】
図３は、図２の円３から見たディスク２０２の一部の拡大図を示し、データトラック２０４内部にありデータトラック２０４を横断しているサーボトラック２０６の一部を示す。図３において、データトラック２０４が個々のパターン化されたビット３０２から作られることが分かる。データトラック２０４およびデータビット３０２のうちの２つのみに符号を付したが、これらの符号が図３に示す他の類似のデータトラックおよび他の類似のデータビットのすべてに当てはまることが理解されるべきである。データビット３０２は、図３として示すページ面から外へ延在するであろう隆起部分として形成される。
【００２４】
また、図３に示される磁気媒体２０２は、サーボトラック２０６を含んでいる。サーボトラック２０６の一方の側部には、所望の間隔で離れるように配置される一連のタイミングトラック３０６を含むタイミングトラックセクション３０４があり、タイミングトラック３０６は、信号処理ソフトウェアが、データトラック領域の上方でのスライダの速度およびタイミングをサーボ情報領域３１０に到達する前に設定することを可能にする。サーボ情報トラック領域は、一連の隆起するサーボ情報ビット３１２を含み、この一連のサーボ情報ビットは、信号処理エレクトロニクスがディスク媒体２０２上方のスライダの位置を決定することを可能にするように構成される。
【００２５】
さらに分かるように、媒体２０２はまた、サーボトラックのいずれの側部にも非情報領域３１４、３１６を含み、これらの領域３１４、３１６が、図３において影状に示されている。これらの領域３１４、３１６は、非対称である可能性が高いが、それが必然ではなく、これらの領域３１４、３１６のうちの一方が他方より幅広くなっている可能性が高い。これらの領域３１４、３１６は、パターン化されたビットまたはビットの残余を含んでいてもよいが、サーボ情報としても記録情報としても実際の意味を持たなくてもよい。これらの領域３１４、３１６は、実際には、サーボトラック２０６およびデータトラック２０４が磁気媒体上にパターン化されることを効果的に行うことができる工程の副産物である。この方法はさらに以下に記述される。
【００２６】
図４から図１９は、本発明の実施形態により磁気媒体を製造するための方法を図解する。特に図４について、磁気ディスク上へ情報パターン（データおよびサーボ）をインプリントするためのダイ（die）またはインプリントツール（imprint tool）になるウェハ４０２が提供される。ウェハ４０２は、反応性イオンエッチング（RIE：Reactive Ion Etching）によりエッチングすることができる硬質材料（RIEable material）であることが好ましい。この目的を達成するために、ウェハはシリコンから作成可能である。第１のハードマスク層４０４は、ウェハ上に堆積され、第１のフォトレジスト材料層４０６は、ハードマスク層４０４上に堆積される。ハードマスク層４０４は、反応性イオンエッチングによって除去することができる、Ｃｒまたはそのような材料の多層積層体を材料とすることができる。
【００２７】
フォトレジスト層４０６は、その後、フォトリソグラフィによりパターン化され現像（develop）され、図５に示す第１のフォトマスクを形成する。フォトリソグラフィは、加工寸法が小さく優れた解像度を提供する電子ビームフォトリソグラフィであることが好ましい。図５に示すこの第１のマスクパターン４０６は、同心のデータトラックの円環のパターンとなることができ、これらの円環は、図５において断面図で示されている。したがって、図５に示す断面は、ウェハ半径と平行な平面に沿うものである。代替えの（または付加的な）マスキング層は、周期的構造を生産するためにブロックコポリマー（BCP：block copolymer）を含んでもよい。
【００２８】
図５に示すフォトレジストマスクをパターン化した後、反応性イオンエッチングを実施してハードマスク４０４のうちフォトレジストマスク４０６で保護されていない部分を除去し、それによってフォトレジストマスク４０６のイメージが、下に横たわるハードマスク４０４へ転写され、図６に示す構造を得る。ブロックコポリマーマスクを使用する状況に関し、エッチングステップは、表面を改変し、そのことが周期的ブロックコポリマーマスキング層の形成を促進するであろう（一度、ブロックコポリマー層は塗布される）。第１のフォトレジストマスク４０６は、その後、取り除かれ、図７に示す構造を得る。
【００２９】
図８および図９を参照して、他の（第２の）フォトレジスト層８０２を堆積させる。図９は、図８の線９−９から見た、図８の面に対する垂直面に沿った横断面図を示す。図９で分かるように、フォトレジスト層８０２をリソグラフィによりパターン化して現像し、各データトラックを個別のデータのビットに分割するマスク８０２を形成する。この目的を達成するため、マスク８０２は、ウェハ中心から半径方向へ延在するマスク部９０２およびトレンチ部９０４によって形成される。マスク８０２のパターンは、その後、フッ素含有プラズマ中または塩素含有プラズマ中の反応性イオンエッチングのような工程により、下に横たわるハードマスク４０４上へ転写され、ハードマスク４０４のうちこの第２のマスク８０２により保護されていない部分を除去する。マスク８０２をその後除去することができ、図１１に示す構造を得る。両矢印１１０２は、データトラックの方向を示し、同図から分かるように、上記マスキング工程の結果、ハードマスク構造４０４は、個別のパターン化されたデータのビットからなる、データトラックの同心の円環として形成される。
【００３０】
第３のフォトレジストマスク１２０２が形成される。このマスク１２０２は、比較的厚いフォトレジスト層として堆積され、拡張サーボトラック領域を被覆するように構成される。すなわち、マスク１２０２は、全体として実際のサーボ領域１２０６と同じ形状であるが、実際のサーボ領域１２０６よりわずかに幅広のサーボ領域１２０４を被覆する。この余分な幅は、マスクパターニングの異なるステップ間では避けられないマスクの位置合わせ不良に対応するものであり、後により明白になるであろう。
【００３１】
同図から分かるように、その後、マスク１２０２は、サーボ領域１２０６を保護する。このマスク１２０２が所定の位置にある状態で、反応性イオンエッチングがフッ素含有プラズマ中で実施され、ウェハ材料４０２のうち、マスク４０４およびマスク１２０２により保護されていない部分を除去し、データ領域にトレンチ１３０２を形成する。そのため、このことは図１３に示すようにパターン化されたデータビットのイメージをウェハ４０２内へ転写する。しかしながら、サーボ領域は、フォトレジストマスク１２０２によって保護される。
【００３２】
フォトレジストマスク１２０２は、その後、湿式化学エッチングのような工程により除去することができ、ハードマスク４０４は、化学的工程または反応性イオンエッチングにより除去することができる。図１４に示すように、その後、別のハードマスク材料層１４０２を堆積する。以前に堆積したハードマスク層４０４（図１３）のように、この層１４０２は、Ｃｒまたは多層のハードマスクのような材料から作ることができる。その後、図１５に関し、別の厚いフォトレジストマスク１５０２は、リソグラフィによりパターン化され現像される。このマスク１５０２は、サーボ領域１２０６の外側にあるデータ領域を被覆するように形成し、サーボ領域１２０６を露出したままにする。別々にパターン化されたマスクの完全な位置合わせは不可能であることを当業者は理解している。したがって、マスク１５０２とそれ以前のマスク８０２、４０６、１２０２との間において、ある程度の位置合わせ不良が予期されており許容範囲にある。しかし、以前に被覆される拡張サーボ領域１２０４が実際のサーボ領域１２０６よりわずかに広いので、実際のサーボ領域１２０６をまだ露出したままで、マスク１５０２は拡張サーボ領域１２０４内へ一部重なることが可能である。マスク１５０２の開口部は、さらに拡張サーボ領域１２０４の外側へわずかに延在してもよい。
【００３３】
ここで、図１６を参照し、マスク１５０２の他の部分は、サーボ領域１２０４内にサーボの外観１６０２を有するようになり、パターン化され、図３に関し、上述したタイミングパターンビット３０６およびサーボ情報３１２といったサーボ情報パターニングを定義する。したがって、図１６のマスク１６０２内に示す開口部は、様々なサーボ情報ビット（例えば図３における３０６、３１２）を定義するように構成される開口部を表している。
【００３４】
ここで、継続して図１６を参照し、反応性イオンエッチングを実施可能であり、ハードマスク層１４０４のうちマスク１５０２によって保護されていない部分を除去し、それによって下に横たわるハードマスク層１４０４上へマスク１５０２のイメージを転写する。その後、図１７を参照し、反応性イオンエッチングまたはイオンミリング（ion milling）のような材料除去工程を実施し、ウェハ４０２のうちマスク１６０２によって保護されていない部分を除去し、下に横たわるウェハ上へマスク１４０４、１６０２のパターンを転写する。それによって、サーボ領域をパターン化する。マスク１５０２、１４０４は、その後、取り除くことができ、図１９に示す構造を得る。
【００３５】
継続して図１８を参照し、上述した工程は、別のパターニング工程に影響する１パターニング工程を必要とせずに、パターン化されたデータ領域およびサーボ領域の両方を有するウェハのマスタダイの製造を可能にすることが分かる。さらに、上述した位置合わせ不良は、サーボ領域１２０２とデータ領域１２０６との間に中間領域１８０２、１８０４をもたらすことが分かる。これらの領域は、上記工程の副産物で、記録情報またはサーボ情報のいずれに関する有用情報をも含まない。これらの領域１８０２、１８０４が、様々なマスクパターニング工程の上述した位置合わせ不良により、非対称（互いに異なる幅を有する）である可能性が高い（が必然ではない）ことは、さらに指摘されるべきである。
【００３６】
ウェハ４０２は、上述したようにパターン化され、実際の記録媒体をパターン化するためのマスタダイであることが思い出されるだろう。図１９は、ダイのようなものを利用して媒体をパターン化する方法を示す。図１９は、マスタダイ４０２および滑らかで平坦な磁気媒体１９０２を示す。この磁気媒体１９０２は、高保磁力の上部磁気層、軟磁性裏打ち層、基板、硬質保護オーバーコートなどを含む様々な層を作ることができ、明瞭さの目的のために図１９にはこれらが示されていない。媒体１９０２上に所望のビットパターンを形成するため、マスタダイ４０２は、矢印１９０４によって表される高圧圧力で磁気媒体１９０２に押し付けられる。媒体１９０２用のマスクとして作用可能なモールドマスク材料１９０９がさらにあってもよい。したがって、ダイ／ウェハ４０２上で形成されるデータパターンおよびサーボパターンが、実際には磁気媒体１９０２上で形成されるパターンの陰画（negative image）であることが分かる。
【００３７】
代わりに、本発明の一実施形態はさらに、１つのハードマスク４０４および多層マスキングステップを利用することができ、ハードマスク４０４内に所望のパターンをまとめて形成する。その後、データおよびサーボは、エッチングされたトレンチ１３０２の深さがデータ領域およびサーボ領域の両方に対して同じになることを確保した１ステップによりエッチングすることができる。
【００３８】
様々な実施形態を上に説明したが、例示のためにのみ提示され限定するものではないことを理解すべきである。本発明の範囲以内にある他の実施形態もまた当業者には明らかであろう。したがって、発明の広さおよび範囲は上記の典型的な実施形態のうちのいかなるものによっても限定されるべきでないが、下記の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。
【符号の説明】
【００３９】
３ 円
１００ ディスクドライブ
１１２ 磁気ディスク
１１３ スライダ
１１４ 軸
１１５ サスペンション
１１８ ディスクドライブモータ
１１９ アクチュエータアーム
１２１ 磁気ヘッドアセンブリ
１２２ ディスク表面
１２３、１２８ ライン
１２５ 記録チャネル
１２７ アクチュエータ手段
１２９ 制御部
２０２ ディスク
２０４ データトラック
２０６ サーボトラック
３０２ データビット
３０４ タイミングトラックセクション
３０６ タイミングトラック
３１０ サーボ情報領域
３１２ サーボ情報ビット
３１４、３１６ 非情報領域
４０２ ウェハ
４０４ 第１のハードマスク層
４０６ 第１のフォトレジスト材料層
８０２ 第２のフォトレジスト層
９０２ マスク部
９０４ トレンチ部
１１０２ 両矢印
１２０２ 第３のフォトレジストマスク
１２０４ 拡張サーボ領域
１２０６ 実際のサーボ領域
１３０２ トレンチ
１４０２ ハードマスク材料層
１４０４ ハードマスク層
１５０２ フォトレジストマスク
１６０２ サーボの外観
１８０２、１８０４ 中間領域
１８０６ データ領域
１９０２ 磁気媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気データ記録に関し、特に、自己集合性データ領域（self assembled data region）および統合サーボパターン（integrated servo pattern）を備える磁気媒体を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの中心は磁気ディスクドライブと呼ばれるアセンブリである。磁気ディスクドライブは、回転磁気ディスクと、回転磁気ディスク表面近傍にあるサスペンションアームにより懸架される書き込み／読み取りヘッドと、サスペンションアームを揺動して回転ディスク上の選択された円形トラックの上に書き込み／読み取りヘッドを配設するアクチュエータとを含む。書き込み／読み取りヘッドは、エアベアリング表面（ABS：Air bearing surface）を有するスライダに直接接触して位置する。ディスクが回転していない場合、サスペンションアームはスライダにディスク表面と接触するようバイアスをかけるが、ディスクが回転している場合、回転するディスクによって空気が旋回する。スライダがエアベアリング上に乗る場合、書き込み／読み取りヘッドは、回転ディスクに磁気印加を書き込むことと、回転ディスクから磁気印加を読み取ることとに使用される。書き込み／読み取りヘッドは、書き込み／読み取り機能を実行するためのコンピュータープログラムにしたがって動作する処理回路に接続されている。
【０００３】
書き込みヘッドは、少なくとも１つのコイルと、１つの書き込み極と、１つ以上の戻り極とを含む。コイルに電流が流れている場合、生じる磁界によって磁束を書き込み極を介して流し、その結果、書き込み極のチップから書き込み磁界が放射される。この磁界は、近傍の磁気ディスクの一部を局所的に磁化し、１ビットのデータを記録するのに十分な強度である。書き込み磁界は、その後、磁気媒体の軟磁性裏打ち層（magnetically soft under-layer）を介して進行し、書き込みヘッドの戻り極へ戻る。
【０００４】
巨大磁気抵抗効果（GMR：Giant Magnetoresistive）センサまたはトンネル接合磁気抵抗（TMR：Tunnel Junction Magnetoresistive）センサのような磁気抵抗センサは、磁気媒体から磁気信号を読むために使用することができる。センサは、非磁性導電層（センサがＧＭＲセンサである場合）、または、薄膜で非磁性の電気的絶縁性バリア層（センサがＴＭＲセンサである場合）を含み、この電気的絶縁性バリア層は、第１の強磁性層と第２の強磁性層との間に挟まれるものであり、以下では固定層（pinned layer）および自由層と呼ぶ。磁気シールドは、センサ積層体の上下に位置付けられ、第１および第２の電気的リード線としても機能することができるため、電流が自由層、スペーサ層および固定層の平面に対し垂直方向に進行する（電流垂直面（ＣＰＰ：current perpendicular to the plane）動作モード）。固定層の磁化方向は、エアベアリング表面（ＡＢＳ）に対し垂直方向に固定されており、自由層の磁化方向は、ＡＢＳに対し平行に位置するが、外部からの磁界に応じて自由に回転する。固定層の磁化は、典型的には反強磁性層との交換結合により固定される。
【０００５】
固定層および自由層の磁化が互いに平行である場合、伝導電子の散乱（scattering）は最小化され、固定層および自由層の磁化が互いに反平行である場合、伝導電子の散乱は最大化される。読み取りモードでは、スピンバルブセンサの抵抗は、回転ディスクからの磁界の大きさに対しおおよそ直線的に変化する。センス電流がスピンバルブセンサを介して伝導する場合、抵抗変化が引き起こす電位変化が検知され、再生信号として処理される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
データ密度が増加するにつれ、データビット間の間隔はさらに小さくなる。このことは、近傍のビットが互いに消去しあうこと、さもなければ互いに悪影響を及ぼすことを誘発しうる。加えて、トラック上流（up-track）側もしくはトラック下流（down-track）側の近傍のビットからのデータ、または、近傍のデータのトラック上の近傍のビットからのデータは、互いの境界が不明瞭になり有効信号を読み返すことが難しくなる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、磁気データ記録用磁気媒体を製造するための方法を提供する。この方法は、データ領域およびサーボ領域を有するウェハを提供するステップと、次に、サーボ領域が第１のマスクによって保護されつつ、データ領域内にデータパターンをパターン化するステップとを含む。データ領域が第２のマスクによって保護されつつ、サーボ領域内にサーボパターンがパターン化される。
【０００８】
本方法は、第１の領域および第２の領域を有するウェハを提供するステップと、第１のハードマスク材料層を堆積するステップと、第１のハードマスク層に第１のパターンをパターン化するステップとを含むことができる。第１の保護マスクをその後形成することができ、第１の保護マスクは、第２の領域の少なくとも一部を被覆し、第１の領域の少なくとも一部を露出したままにする。第１の材料除去工程は、その後実施され、ウェハにおいて、パターン化された第１のハードマスク材料層または第１の保護マスクによって保護されていない部分を除去し、第１の領域に凹状パターンを形成する。その後、第１の保護マスクを第１のハードマスク材料層と同様に除去することができる。第２のハードマスク材料層をその後堆積し、第２の保護マスクを形成することができ、第２の保護マスクは、第１の領域の少なくとも一部を被覆し、第２の領域の少なくとも一部を露出したままにする。第２のハードマスク材料層をその後パターン化することができ、第２の材料除去工程が実施され、ウェハのうち、パターン化された第２のハードマスク材料層または第２の保護マスクによって保護されていない部分を除去し、第２の領域に凹状パターンを形成する。
【発明の効果】
【０００９】
本工程は、ウェハを、磁気ディスクに押し付けることによってそのディスクをパターン化してパターン化された媒体を形成するマスタダイ（master die）に形成するのに利用することができる。上記工程は、有利には、別領域のパターニングに悪影響を及ぼす一領域のパターニングを必要とせずに、サーボ領域およびデータ領域の両方をパターン化することを可能にする。
【００１０】
本工程の結果、パターン化された磁気媒体は、パターン化されたデータ領域と、第１の側部および第２の側部を有するパターン化されたサーボ領域と、サーボ領域の第１の側部におけるサーボ領域とデータ領域との間にある第１の中間領域と、データ領域の第２の側部におけるサーボ領域とデータ領域との間にある第２の中間領域と、を有する。第１および第２の中間領域は、本発明に係る工程がディスクを製造するために利用されていることを示している。第１および第２の中間領域は、互いに非対称である可能性が高いが、それが必然ではない。
【００１１】
これらの、および他の本発明の特徴および利点は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を図面と併せ読むことによって明らかになるであろう。図面において同一の番号は各図を通して同一の要素を示す。
【００１２】
本発明の本質および利点ならびに好ましい使用形態に対するより十分な理解のため、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照されたい。ただし、図面は縮尺どおりではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を例示するディスクドライブシステムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態によって製造されるビットパターン化媒体を上から見た図である。
【図３】図２の円３から見た拡大図であり、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トラックを示す。
【図４】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図５】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図６】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図７】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図８】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図９】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１０】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１１】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１２】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１３】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１４】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１５】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１６】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１７】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１８】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【図１９】製造の中間段階における磁気ディスクの一部を示す図であり、本発明の実施形態により磁気媒体／ディスクを製造するための方法を図解する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するために、現在考慮される最良の実施形態を以下に述べる。この記載は、本発明の一般的な原理を例示する目的でなされるものであり、本発明で請求する発明概念を限定することを意図しない。
【００１５】
図１を参照すると、本発明を具体化するディスクドライブ１００が示されている。図１に示すように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク１１２は、軸１１４上に支持され、ディスクドライブモータ１１８によって回転する。各ディスク上への磁気記録は、磁気ディスク１１２上、同心のデータトラック（図示せず）の環状パターン形状をとる。
【００１６】
少なくとも１つのスライダ１１３が、磁気ディスク１１２近傍に位置付けられ、各スライダ１１３は、１つ以上の磁気ヘッドアセンブリ１２１を支持する。磁気ディスクが回転すると、スライダ１１３は、ディスク表面１２２上方を半径方向内側および外側へ移動し、磁気ヘッドアセンブリ１２１は、所望のデータが書き込まれている磁気ディスクの異なるトラックへアクセスすることができる。各スライダ１１３は、サスペンション１１５を介してアクチュエータアーム１１９に取り付けられる。サスペンション１１５は、ディスク表面１２２に対してスライダ１１３にバイアスをかける軽微なばね力を提供する。各アクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ手段１２７に取り付けられる。図１に示すアクチュエータ手段１２７は、ボイスコイルモータ（VCM：voice coil motor）であってもよい。ＶＣＭは、固定の磁界内で移動可能なコイルを備え、コイルの移動方向および移動速度は、制御部１２９によって供給されるモータ電流信号によって制御される。
【００１７】
ディスク記憶システムの動作中、磁気ディスク１１２の回転により、スライダ１１３とディスク表面１２２との間にエアベアリングが生成され、スライダに上向きの力または揚力（lift）を及ぼす。エアベアリングは、このようにサスペンション１１５の軽微なばね力を平衡させて、通常動作の間、小さく実質的には一定間隔で、スライダ１１３をディスク表面から離してわずかに上方の位置で支持する。
【００１８】
ディスク記憶システムの様々な構成要素は、動作中、アクセス制御信号および内部クロック信号のような制御部１２９によって生成される制御信号により制御される。典型的には、制御部１２９は、論理制御回路と、記憶手段と、マイクロプロセッサとを含む。制御部１２９は、ライン１２３上には駆動モータ制御信号、またライン１２８上にはヘッド位置制御信号およびシーク制御信号といった制御信号を生成し、様々なシステムの動作を制御する。ライン１２８上の制御信号は、所望の電流プロファイルを提供し、ディスク１１２上の所望のデータトラックへスライダ１１３を最適に動かし位置付ける。書き込み／読み取り信号は、記録チャネル１２５を介して、書き込み／読み取りヘッド１２１へ、および書き込み／読み取りヘッド１２１から、通知される。
【００１９】
データ密度への要求が高くなればなるほど、データのトラックの間隔および個々のデータのビットの間隔を共に、さらに密にしていくことが必要になる。ビットのサイズならびにトラック間隔およびビット間隔を小さくすればするほど、近傍トラックの干渉が問題になる。データのビットを互いに区別することがより一層困難になり、さらに、近傍のデータのビットまたは近傍のデータのトラックに不注意に書き込むことなく、１ビットのデータに書き込むことが非常に困難になる。
【００２０】
この問題を軽減する方法の一つとして、製造中に媒体をパターン化することがある。例えば、トラック間隔を溝部になるように凹部としつつ、データトラックが隆起するよう媒体をエッチングすることができる。このことは物理的にトラック同士を分離し、トラック同士を区別することが、より簡単になる。これはパターン化されたトラック媒体と呼ぶことができる。加えて、個々のデータのビットは、凹部または溝部により、個々のデータのビットからみてトラック上流（up-track）側またはトラック下流（down-track）側のビットと物理的に分離されるように、同様にパターン化することができる。これはビットパターン化媒体と呼ぶことができる。トラックを分離する溝部は、結果として、同心の円環として現れるが、個々のビットを分離する溝部は、ディスク中心から半径方向に放射する線に類似している。
【００２１】
しかし、記録システムを適切に動作させるために、ディスクに記録されたデータトラックに加え、ディスクはさらに、サーボトラックを含む必要があり、サーボトラックは、任意の時点における磁気ヘッドのディスク上方での半径方向位置を決定するために使用されるものである。これらのサーボトラックは、（後述するように）データトラックとは非常に異なる外観であり、サーボ領域は、ディスク中心から外側へ向かって延在する曲線状のスポーク（spoke）として構成される。サーボトラックが、データトラックとは完全に異なる方向へ延在し、データトラックとは完全に異なるパターンを有するため、今までディスク上にこれらの特徴の両方を作成するための実用的な方法がなかった。本発明は、ディスク上にサーボトラックおよびデータトラックの両方を有効にパターン化する方法を提供することより、この課題を解決する。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク２０２を上から見た図である。図２において、分かるように、ディスク２０２は、データトラック２０４の同心の円環で構成される。データトラック２０４は、図２に破線として示され、実際には個々の隆起したビットであり同心のデータの円環状に配列されることを表す。さらに、図２において分かるように、ディスク２０２は、ディスク２０２の中心から延在する曲線部分として配列されるサーボトラック２０６を含む。これらサーボトラック領域２０６の曲線形状は、アクチュエータアームによりスライダがディスクを横断して移動した時にスライダがディスク上方に作る弓状軌道に類似している。
【００２３】
図３は、図２の円３から見たディスク２０２の一部の拡大図を示し、データトラック２０４内部にありデータトラック２０４を横断しているサーボトラック２０６の一部を示す。図３において、データトラック２０４が個々のパターン化されたビット３０２から作られることが分かる。データトラック２０４およびデータビット３０２のうちの２つのみに符号を付したが、これらの符号が図３に示す他の類似のデータトラックおよび他の類似のデータビットのすべてに当てはまることが理解されるべきである。データビット３０２は、図３として示すページ面から外へ延在するであろう隆起部分として形成される。
【００２４】
また、図３に示される磁気媒体２０２は、サーボトラック２０６を含んでいる。サーボトラック２０６の一方の側部には、所望の間隔で離れるように配置される一連のタイミングトラック３０６を含むタイミングトラックセクション３０４があり、タイミングトラック３０６は、信号処理ソフトウェアが、データトラック領域の上方でのスライダの速度およびタイミングをサーボ情報領域３１０に到達する前に設定することを可能にする。サーボ情報トラック領域は、一連の隆起するサーボ情報ビット３１２を含み、この一連のサーボ情報ビットは、信号処理エレクトロニクスがディスク媒体２０２上方のスライダの位置を決定することを可能にするように構成される。
【００２５】
さらに分かるように、媒体２０２はまた、サーボトラックのいずれの側部にも非情報領域３１４、３１６を含み、これらの領域３１４、３１６が、図３において影状に示されている。これらの領域３１４、３１６は、非対称である可能性が高いが、それが必然ではなく、これらの領域３１４、３１６のうちの一方が他方より幅広くなっている可能性が高い。これらの領域３１４、３１６は、パターン化されたビットまたはビットの残余を含んでいてもよいが、サーボ情報としても記録情報としても実際の意味を持たなくてもよい。これらの領域３１４、３１６は、実際には、サーボトラック２０６およびデータトラック２０４が磁気媒体上にパターン化されることを効果的に行うことができる工程の副産物である。この方法はさらに以下に記述される。
【００２６】
図４から図１９は、本発明の実施形態により磁気媒体を製造するための方法を図解する。特に図４について、磁気ディスク上へ情報パターン（データおよびサーボ）をインプリントするためのダイ（die）またはインプリントツール（imprint tool）になるウェハ４０２が提供される。ウェハ４０２は、反応性イオンエッチング（RIE：Reactive Ion Etching）によりエッチングすることができる硬質材料（RIEable material）であることが好ましい。この目的を達成するために、ウェハはシリコンから作成可能である。第１のハードマスク層４０４は、ウェハ上に堆積され、第１のフォトレジスト材料層４０６は、ハードマスク層４０４上に堆積される。ハードマスク層４０４は、反応性イオンエッチングによって除去することができる、Ｃｒまたはそのような材料の多層積層体を材料とすることができる。
【００２７】
フォトレジスト層４０６は、その後、フォトリソグラフィによりパターン化され現像（develop）され、図５に示す第１のフォトマスクを形成する。フォトリソグラフィは、加工寸法が小さく優れた解像度を提供する電子ビームフォトリソグラフィであることが好ましい。図５に示すこの第１のマスクパターン４０６は、同心のデータトラックの円環のパターンとなることができ、これらの円環は、図５において断面図で示されている。したがって、図５に示す断面は、ウェハ半径と平行な平面に沿うものである。代替えの（または付加的な）マスキング層は、周期的構造を生産するためにブロックコポリマー（BCP：block copolymer）を含んでもよい。
【００２８】
図５に示すフォトレジストマスクをパターン化した後、反応性イオンエッチングを実施してハードマスク４０４のうちフォトレジストマスク４０６で保護されていない部分を除去し、それによってフォトレジストマスク４０６のイメージが、下に横たわるハードマスク４０４へ転写され、図６に示す構造を得る。ブロックコポリマーマスクを使用する状況に関し、エッチングステップは、表面を改変し、そのことが周期的ブロックコポリマーマスキング層の形成を促進するであろう（一度、ブロックコポリマー層は塗布される）。第１のフォトレジストマスク４０６は、その後、取り除かれ、図７に示す構造を得る。
【００２９】
図８および図９を参照して、他の（第２の）フォトレジスト層８０２を堆積させる。図９は、図８の線９−９から見た、図８の面に対する垂直面に沿った横断面図を示す。図９で分かるように、フォトレジスト層８０２をリソグラフィによりパターン化して現像し、各データトラックを個別のデータのビットに分割するマスク８０２を形成する。この目的を達成するため、マスク８０２は、ウェハ中心から半径方向へ延在するマスク部９０２およびトレンチ部９０４によって形成される。マスク８０２のパターンは、その後、フッ素含有プラズマ中または塩素含有プラズマ中の反応性イオンエッチングのような工程により、下に横たわるハードマスク４０４上へ転写され、ハードマスク４０４のうちこの第２のマスク８０２により保護されていない部分を除去する。マスク８０２をその後除去することができ、図１１に示す構造を得る。両矢印１１０２は、データトラックの方向を示し、同図から分かるように、上記マスキング工程の結果、ハードマスク構造４０４は、個別のパターン化されたデータのビットからなる、データトラックの同心の円環として形成される。
【００３０】
第３のフォトレジストマスク１２０２が形成される。このマスク１２０２は、比較的厚いフォトレジスト層として堆積され、拡張サーボトラック領域を被覆するように構成される。すなわち、マスク１２０２は、全体として実際のサーボ領域１２０６と同じ形状であるが、実際のサーボ領域１２０６よりわずかに幅広のサーボ領域１２０４を被覆する。この余分な幅は、マスクパターニングの異なるステップ間では避けられないマスクの位置合わせ不良に対応するものであり、後により明白になるであろう。
【００３１】
同図から分かるように、その後、マスク１２０２は、サーボ領域１２０６を保護する。このマスク１２０２が所定の位置にある状態で、反応性イオンエッチングがフッ素含有プラズマ中で実施され、ウェハ材料４０２のうち、マスク４０４およびマスク１２０２により保護されていない部分を除去し、データ領域にトレンチ１３０２を形成する。そのため、このことは図１３に示すようにパターン化されたデータビットのイメージをウェハ４０２内へ転写する。しかしながら、サーボ領域は、フォトレジストマスク１２０２によって保護される。
【００３２】
フォトレジストマスク１２０２は、その後、湿式化学エッチングのような工程により除去することができ、ハードマスク４０４は、化学的工程または反応性イオンエッチングにより除去することができる。図１４に示すように、その後、別のハードマスク材料層１４０２を堆積する。以前に堆積したハードマスク層４０４（図１３）のように、この層１４０２は、Ｃｒまたは多層のハードマスクのような材料から作ることができる。その後、図１５に関し、別の厚いフォトレジストマスク１５０２は、リソグラフィによりパターン化され現像される。このマスク１５０２は、サーボ領域１２０６の外側にあるデータ領域を被覆するように形成し、サーボ領域１２０６を露出したままにする。別々にパターン化されたマスクの完全な位置合わせは不可能であることを当業者は理解している。したがって、マスク１５０２とそれ以前のマスク８０２、４０６、１２０２との間において、ある程度の位置合わせ不良が予期されており許容範囲にある。しかし、以前に被覆される拡張サーボ領域１２０４が実際のサーボ領域１２０６よりわずかに広いので、実際のサーボ領域１２０６をまだ露出したままで、マスク１５０２は拡張サーボ領域１２０４内へ一部重なることが可能である。マスク１５０２の開口部は、さらに拡張サーボ領域１２０４の外側へわずかに延在してもよい。
【００３３】
ここで、図１６を参照し、マスク１５０２の他の部分は、サーボ領域１２０４内にサーボの外観１６０２を有するようになり、パターン化され、図３に関し、上述したタイミングパターンビット３０６およびサーボ情報３１２といったサーボ情報パターニングを定義する。したがって、図１６のマスク１６０２内に示す開口部は、様々なサーボ情報ビット（例えば図３における３０６、３１２）を定義するように構成される開口部を表している。
【００３４】
ここで、継続して図１６を参照し、反応性イオンエッチングを実施可能であり、ハードマスク層１４０４のうちマスク１５０２によって保護されていない部分を除去し、それによって下に横たわるハードマスク層１４０４上へマスク１５０２のイメージを転写する。その後、図１７を参照し、反応性イオンエッチングまたはイオンミリング（ion milling）のような材料除去工程を実施し、ウェハ４０２のうちマスク１６０２によって保護されていない部分を除去し、下に横たわるウェハ上へマスク１４０４、１６０２のパターンを転写する。それによって、サーボ領域をパターン化する。マスク１５０２、１４０４は、その後、取り除くことができ、図１９に示す構造を得る。
【００３５】
継続して図１８を参照し、上述した工程は、別のパターニング工程に影響する１パターニング工程を必要とせずに、パターン化されたデータ領域およびサーボ領域の両方を有するウェハのマスタダイの製造を可能にすることが分かる。さらに、上述した位置合わせ不良は、サーボ領域１２０２とデータ領域１２０６との間に中間領域１８０２、１８０４をもたらすことが分かる。これらの領域は、上記工程の副産物で、記録情報またはサーボ情報のいずれに関する有用情報をも含まない。これらの領域１８０２、１８０４が、様々なマスクパターニング工程の上述した位置合わせ不良により、非対称（互いに異なる幅を有する）である可能性が高い（が必然ではない）ことは、さらに指摘されるべきである。
【００３６】
ウェハ４０２は、上述したようにパターン化され、実際の記録媒体をパターン化するためのマスタダイであることが思い出されるだろう。図１９は、ダイのようなものを利用して媒体をパターン化する方法を示す。図１９は、マスタダイ４０２および滑らかで平坦な磁気媒体１９０２を示す。この磁気媒体１９０２は、高保磁力の上部磁気層、軟磁性裏打ち層、基板、硬質保護オーバーコートなどを含む様々な層を作ることができ、明瞭さの目的のために図１９にはこれらが示されていない。媒体１９０２上に所望のビットパターンを形成するため、マスタダイ４０２は、矢印１９０４によって表される高圧圧力で磁気媒体１９０２に押し付けられる。媒体１９０２用のマスクとして作用可能なモールドマスク材料１９０９がさらにあってもよい。したがって、ダイ／ウェハ４０２上で形成されるデータパターンおよびサーボパターンが、実際には磁気媒体１９０２上で形成されるパターンの陰画（negative image）であることが分かる。
【００３７】
代わりに、本発明の一実施形態はさらに、１つのハードマスク４０４および多層マスキングステップを利用することができ、ハードマスク４０４内に所望のパターンをまとめて形成する。その後、データおよびサーボは、エッチングされたトレンチ１３０２の深さがデータ領域およびサーボ領域の両方に対して同じになることを確保した１ステップによりエッチングすることができる。
【００３８】
様々な実施形態を上に説明したが、例示のためにのみ提示され限定するものではないことを理解すべきである。本発明の範囲以内にある他の実施形態もまた当業者には明らかであろう。したがって、発明の広さおよび範囲は上記の典型的な実施形態のうちのいかなるものによっても限定されるべきでないが、下記の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。
【符号の説明】
【００３９】
３ 円
１００ ディスクドライブ
１１２ 磁気ディスク
１１３ スライダ
１１４ 軸
１１５ サスペンション
１１８ ディスクドライブモータ
１１９ アクチュエータアーム
１２１ 磁気ヘッドアセンブリ
１２２ ディスク表面
１２３、１２８ ライン
１２５ 記録チャネル
１２７ アクチュエータ手段
１２９ 制御部
２０２ ディスク
２０４ データトラック
２０６ サーボトラック
３０２ データビット
３０４ タイミングトラックセクション
３０６ タイミングトラック
３１０ サーボ情報領域
３１２ サーボ情報ビット
３１４、３１６ 非情報領域
４０２ ウェハ
４０４ 第１のハードマスク層
４０６ 第１のフォトレジスト材料層
８０２ 第２のフォトレジスト層
９０２ マスク部
９０４ トレンチ部
１１０２ 両矢印
１２０２ 第３のフォトレジストマスク
１２０４ 拡張サーボ領域
１２０６ 実際のサーボ領域
１３０２ トレンチ
１４０２ ハードマスク材料層
１４０４ ハードマスク層
１５０２ フォトレジストマスク
１６０２ サーボの外観
１８０２、１８０４ 中間領域
１８０６ データ領域
１９０２ 磁気媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気データ記録用磁気媒体を製造するための方法であって、
データ領域およびサーボ領域を有するウェハを提供するステップと、
前記サーボ領域が第１のマスクにより保護されつつ、前記データ領域内にデータパターンをパターン化するステップと、
前記データ領域が第２のマスクにより保護されつつ、前記サーボ領域内にサーボパターンをパターン化するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記データ領域内にデータパターンをパターン化するステップが、
一連の同心の円環をパターン化して、複数のデータトラックを定義するステップと、
複数の輻射状の形状物をパターン化して、前記データトラックを個々のビットへ区分するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サーボ領域内にサーボパターンをパターン化するステップが、
一連のタイミング機構をパターン化するステップと、
一連のサーボ機構をパターン化するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
磁気データ記録用磁気媒体を製造するための方法であって、
第１の領域および第２の領域を有するウェハを提供するステップと、
第１のハードマスク材料層を堆積するステップと、
前記第１のハードマスク材料層に第１のパターンをパターン化するステップと、
第１の保護マスクを形成し、前記第１の保護マスクが前記第２の領域の少なくとも一部を被覆し、前記第１の領域の少なくとも一部を露出したままにするステップと、
第１の材料除去工程を実施し、前記ウェハのうち、前記パターン化された第１のハードマスク材料層または前記第１の保護マスクにより保護されていない部分を除去し、前記第１の領域に凹状パターンを形成するステップと、
前記第１の保護マスクおよび前記第１のハードマスク材料層を除去するステップと、
第２のハードマスク材料層を堆積するステップと、
第２の保護マスクを形成し、前記第２の保護マスクが前記第１の領域の少なくとも一部を被覆し、前記第２の領域の少なくとも一部を露出したままにするステップと、
前記第２のハードマスク材料層に第２のパターンをパターン化するステップと、
第２の材料除去工程を実施し、前記ウェハのうち、前記パターン化された第２のハードマスク材料層または前記第２の保護マスクにより保護されていない部分を除去し、前記第２の領域に凹状パターンを形成するステップと、
を含む、方法。
【請求項５】
前記第１の領域がデータ領域であり、前記第２の領域がサーボ領域である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の領域がサーボ領域であり、前記第２の領域がデータ領域である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第１および前記第２の材料除去工程の各々が、反応性イオンエッチングを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、前記第２の保護マスクを形成するステップの後に実施される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、前記第２の保護マスクを形成するステップの前に実施される、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のハードマスク材料層をパターン化するステップが、
同心の円環を含む第１のフォトレジストマスクを形成するステップと、
第１の反応性イオンエッチングを実施して、前記第１のフォトレジスト層のパターンを前記第１のハードマスク材料層上へ転写するステップと、
輻射状に延在するセグメントを含む第２のフォトレジストマスクを形成するステップと、
第２の反応性イオンエッチングを実施して、前記第２のフォトレジスト層のイメージを前記第１のハードマスク材料層上へ転写するステップと、
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１および前記第２の保護マスクの各々が、フォトレジストを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、
フォトレジストマスクを形成するステップと、
反応性イオンエッチングを実施して、前記フォトレジストマスクのイメージを前記第２のハードマスク材料層上へ転写するステップと、
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のハードマスク材料層をパターン化するステップが、ビットパターン化されたサーボ領域の陰画をパターン化するステップを含み、
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、ビットパターン化されたデータ領域の陰画をパターン化するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のハードマスク材料層をパターン化するステップが、ビットパターン化されたサーボ領域の陰画をパターン化するステップを含み、
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、トラックパターン化されたデータ領域の陰画をパターン化するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
パターン化されたデータ領域と、
第１の側部および第２の側部を有するパターン化されたサーボ領域と、
前記サーボ領域の前記第１の側部における前記サーボ領域と前記データ領域との間にある第１の中間領域と、
前記データ領域の第２の側部における前記サーボ領域と前記データ領域との間にある第２の中間領域と、
を含む、パターン化された磁気媒体。
【請求項１６】
前記第１の中間領域および前記第２の中間領域が互いに非対称であり、一方が他方より幅広である、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項１７】
データを収容しないデータフリー領域をさらに含み、
前記データフリー領域が、前記サーボ領域からのトラック上流側およびトラック下流側に位置する、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項１８】
前記第１の中間領域および前記第２の中間領域の各々が、有用なサーボ情報も有用なデータ情報も提供しないパターンを有する、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項１９】
前記サーボ領域が、タイミングパターンおよびサーボパターンを含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２０】
前記データ領域が、個々のビットからなる同心のトラックのパターンを含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２１】
前記データ領域が、同心の連続的なトラックのパターンを含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２２】
前記データフリー領域が、データトラック方向に沿って測定した長さにおいて不均等になっている、請求項１７に記載の磁気媒体。
【請求項２３】
前記パターン化されたデータ領域を作り出すために使用されるマスクのオーバレイ（重畳）を記録するアライメントターゲットをさらに含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２４】
前記パターン化されたサーボ領域を作り出すために使用されるマスクのオーバレイ（重畳）を記録するアライメントターゲットをさらに含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２５】
筐体と、
前記筐体内に搭載される磁気媒体と、
アクチュエータと、
スライダと、
を備え、
前記スライダは、当該スライダ上に形成される磁気センサと磁気書き込みヘッドを有し、前記スライダは、前記磁気媒体の表面の近傍における移動のために前記アクチュエータに接続され、
前記磁気媒体は、
パターン化されたデータ領域と、
第１側部および第２側部を有するパターン化されたサーボ領域と、
前記サーボ領域の前記第１の側部における前記サーボ領域と前記データ領域との間にある第１の中間領域と、
前記データ領域の第２の側部における前記サーボ領域と前記データ領域との間にある第２の中間領域と、
をさらに含む、磁気データ記録システム。
【請求項１】
磁気データ記録用磁気媒体を製造するための方法であって、
データ領域およびサーボ領域を有するウェハを提供するステップと、
前記サーボ領域が第１のマスクにより保護されつつ、前記データ領域内にデータパターンをパターン化するステップと、
前記データ領域が第２のマスクにより保護されつつ、前記サーボ領域内にサーボパターンをパターン化するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記データ領域内にデータパターンをパターン化するステップが、
一連の同心の円環をパターン化して、複数のデータトラックを定義するステップと、
複数の輻射状の形状物をパターン化して、前記データトラックを個々のビットへ区分するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サーボ領域内にサーボパターンをパターン化するステップが、
一連のタイミング機構をパターン化するステップと、
一連のサーボ機構をパターン化するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
磁気データ記録用磁気媒体を製造するための方法であって、
第１の領域および第２の領域を有するウェハを提供するステップと、
第１のハードマスク材料層を堆積するステップと、
前記第１のハードマスク材料層に第１のパターンをパターン化するステップと、
第１の保護マスクを形成し、前記第１の保護マスクが前記第２の領域の少なくとも一部を被覆し、前記第１の領域の少なくとも一部を露出したままにするステップと、
第１の材料除去工程を実施し、前記ウェハのうち、前記パターン化された第１のハードマスク材料層または前記第１の保護マスクにより保護されていない部分を除去し、前記第１の領域に凹状パターンを形成するステップと、
前記第１の保護マスクおよび前記第１のハードマスク材料層を除去するステップと、
第２のハードマスク材料層を堆積するステップと、
第２の保護マスクを形成し、前記第２の保護マスクが前記第１の領域の少なくとも一部を被覆し、前記第２の領域の少なくとも一部を露出したままにするステップと、
前記第２のハードマスク材料層に第２のパターンをパターン化するステップと、
第２の材料除去工程を実施し、前記ウェハのうち、前記パターン化された第２のハードマスク材料層または前記第２の保護マスクにより保護されていない部分を除去し、前記第２の領域に凹状パターンを形成するステップと、
を含む、方法。
【請求項５】
前記第１の領域がデータ領域であり、前記第２の領域がサーボ領域である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の領域がサーボ領域であり、前記第２の領域がデータ領域である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第１および前記第２の材料除去工程の各々が、反応性イオンエッチングを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、前記第２の保護マスクを形成するステップの後に実施される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、前記第２の保護マスクを形成するステップの前に実施される、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のハードマスク材料層をパターン化するステップが、
同心の円環を含む第１のフォトレジストマスクを形成するステップと、
第１の反応性イオンエッチングを実施して、前記第１のフォトレジスト層のパターンを前記第１のハードマスク材料層上へ転写するステップと、
輻射状に延在するセグメントを含む第２のフォトレジストマスクを形成するステップと、
第２の反応性イオンエッチングを実施して、前記第２のフォトレジスト層のイメージを前記第１のハードマスク材料層上へ転写するステップと、
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１および前記第２の保護マスクの各々が、フォトレジストを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、
フォトレジストマスクを形成するステップと、
反応性イオンエッチングを実施して、前記フォトレジストマスクのイメージを前記第２のハードマスク材料層上へ転写するステップと、
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のハードマスク材料層をパターン化するステップが、ビットパターン化されたサーボ領域の陰画をパターン化するステップを含み、
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、ビットパターン化されたデータ領域の陰画をパターン化するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のハードマスク材料層をパターン化するステップが、ビットパターン化されたサーボ領域の陰画をパターン化するステップを含み、
前記第２のハードマスク材料層をパターン化するステップが、トラックパターン化されたデータ領域の陰画をパターン化するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
パターン化されたデータ領域と、
第１の側部および第２の側部を有するパターン化されたサーボ領域と、
前記サーボ領域の前記第１の側部における前記サーボ領域と前記データ領域との間にある第１の中間領域と、
前記データ領域の第２の側部における前記サーボ領域と前記データ領域との間にある第２の中間領域と、
を含む、パターン化された磁気媒体。
【請求項１６】
前記第１の中間領域および前記第２の中間領域が互いに非対称であり、一方が他方より幅広である、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項１７】
データを収容しないデータフリー領域をさらに含み、
前記データフリー領域が、前記サーボ領域からのトラック上流側およびトラック下流側に位置する、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項１８】
前記第１の中間領域および前記第２の中間領域の各々が、有用なサーボ情報も有用なデータ情報も提供しないパターンを有する、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項１９】
前記サーボ領域が、タイミングパターンおよびサーボパターンを含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２０】
前記データ領域が、個々のビットからなる同心のトラックのパターンを含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２１】
前記データ領域が、同心の連続的なトラックのパターンを含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２２】
前記データフリー領域が、データトラック方向に沿って測定した長さにおいて不均等になっている、請求項１７に記載の磁気媒体。
【請求項２３】
前記パターン化されたデータ領域を作り出すために使用されるマスクのオーバレイ（重畳）を記録するアライメントターゲットをさらに含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２４】
前記パターン化されたサーボ領域を作り出すために使用されるマスクのオーバレイ（重畳）を記録するアライメントターゲットをさらに含む、請求項１５に記載の磁気媒体。
【請求項２５】
筐体と、
前記筐体内に搭載される磁気媒体と、
アクチュエータと、
スライダと、
を備え、
前記スライダは、当該スライダ上に形成される磁気センサと磁気書き込みヘッドを有し、前記スライダは、前記磁気媒体の表面の近傍における移動のために前記アクチュエータに接続され、
前記磁気媒体は、
パターン化されたデータ領域と、
第１側部および第２側部を有するパターン化されたサーボ領域と、
前記サーボ領域の前記第１の側部における前記サーボ領域と前記データ領域との間にある第１の中間領域と、
前記データ領域の第２の側部における前記サーボ領域と前記データ領域との間にある第２の中間領域と、
をさらに含む、磁気データ記録システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−２０６９５（Ｐ２０１３−２０６９５Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５４４３５（Ｐ２０１２−１５４４３５）
【出願日】平成２４年７月１０日（２０１２．７．１０）
【出願人】（５０３１１６２８０）エイチジーエスティーネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１０日（２０１２．７．１０）
【出願人】（５０３１１６２８０）エイチジーエスティーネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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