專利名稱：納米圖案化方法及制造母板和離散軌道磁記錄介質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用表面等離子體激元效應(yīng)(plasmon effect)來(lái)實(shí)現(xiàn)高圖 案密度的納米圖案化的方法和利用該納米圖案化方法制造可復(fù)制納米圖案的 納米壓印母板和用于高密度磁記錄的離散軌道磁記錄介質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，可實(shí)現(xiàn)微細(xì)線寬度的納米圖案化的方法已經(jīng)受到很大關(guān)注。例如， 在半導(dǎo)體設(shè)備中，為了獲得高的集成密度，需要進(jìn)一步增大每單位面積的裝 置的數(shù)目，為此，需要開發(fā)用于形成高密度微細(xì)圖案的工藝。此外，磁記錄領(lǐng)域中需要高記錄密度的硬盤驅(qū)動(dòng)器，為了滿足該需求， 已經(jīng)開發(fā)出了被圖案化的介質(zhì)(例如離散軌道介質(zhì)或位圖介質(zhì))作為記錄介 質(zhì)。被圖案化的介質(zhì)包括離散軌道介質(zhì)和位圖介質(zhì)，在離散軌道介質(zhì)中，軌 道單元將記錄區(qū)域分開；在位圖介質(zhì)中，位單元將記錄區(qū)域分開。為了制造 這些介質(zhì)，采用形成微細(xì)圖案的工藝?，F(xiàn)有技術(shù)的光刻法在制造微細(xì)圖案方面的能力有限，因此，對(duì)于在制造 微細(xì)圖案的過(guò)程中使用電子束光刻法和納米壓印法，已經(jīng)進(jìn)行了許多研究。圖1A至圖1D是示出了利用電子束光刻法進(jìn)行納米圖案化的現(xiàn)有技術(shù)方 法的剖視圖。參照?qǐng)D1A,在基底10上形成蝕刻目標(biāo)材料層20 (將要被蝕刻 的材料層)和電子束抗蝕劑層30。如圖1B中所示，通過(guò)利用電子束沿著將 要被制造的圖案形狀進(jìn)行輻射來(lái)執(zhí)行曝光工藝。然后，如圖1C中所示，對(duì)圖 1B中的所得產(chǎn)品進(jìn)行顯影，從而在電子束抗蝕劑層30中形成圖案。接著， 利用電子束抗蝕劑層30作為掩模對(duì)蝕刻目標(biāo)材料層20進(jìn)行蝕刻，然后形成 納米圖案并去除電子束抗蝕劑層30，得到圖1D中示出的所得產(chǎn)品。為了在 蝕刻目標(biāo)材料層20中穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)具有甚至更深的結(jié)構(gòu)的圖案，能夠通過(guò)在蝕 刻目標(biāo)材料層20和電子束抗蝕劑層30之間形成由諸如Si02的材料形成的硬 掩模層，并將電子束抗蝕劑層30的圖案轉(zhuǎn)印到硬掩模層，可通過(guò)將蝕刻目標(biāo) 材料層20圖案化來(lái)形成微細(xì)圖案。雖然上述利用電子束光刻來(lái)制造微細(xì)圖案的方法的優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的光 刻工藝相比可以更精確地控制微細(xì)線寬度，但是存在以下缺點(diǎn)隨著圖案密 度增大，需要不斷增大的更高的光刻分辨率和不斷延長(zhǎng)的更長(zhǎng)的曝光時(shí)間。 因此，工藝成本增大并且缺陷增多的可能性增大。發(fā)明內(nèi)容為了解決以上和/或其它問(wèn)題，本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供了 一種可利用 表面等離子體激元效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)微細(xì)線寬度和高圖案密度的納米圖案化方法和 一種利用該納米圖案化方法來(lái)制造納米圖案化母板和離散軌道磁記錄介質(zhì)的方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種納米圖案化的方法，該方法包括以下步驟(a)在基底上順序地形成蝕刻目標(biāo)材料層、光致抗蝕劑層和被圖案化成 第一圖案的金屬層，第一圖案具有圖案以預(yù)定間隔被重復(fù)布置的結(jié)構(gòu)；(b)將 光照射到金屬層的表面上，以激發(fā)表面等離子體激元，使得光致抗蝕劑層通 過(guò)表面等離子體激元被曝光成第二圖案；(c)去除被圖案化的金屬層并對(duì)光致 抗蝕劑層進(jìn)行顯影；(d)利用被圖案化成第二圖案的光致抗蝕劑層作為掩模對(duì) 蝕刻目標(biāo)材料層進(jìn)行蝕刻。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造母板的方法，該方法包括以下 步驟(a)在基底上順序地形成光致抗蝕劑層和被圖案化成第 一 圖案的金屬層， 第一圖案具有圖案被重復(fù)布置并以預(yù)定間隔分開的結(jié)構(gòu)；(b)將光照射到金屬 層的表面上，以激發(fā)表面等離子體激元，使得光致抗蝕劑層通過(guò)表面等離子 體激元被曝光成第二圖案；(c)去除被圖案化的金屬層并對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行 顯影；(d)利用被圖案化成第二圖案的光致抗蝕劑層作為掩模來(lái)蝕刻基底。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造離散軌道^f茲記錄介質(zhì)的方法， 該方法包括以下步驟(a)在基底上順序地形成下層、記錄層、光致抗蝕劑層 和被圖案化成第一圖案的金屬層，第一圖案具有形成同心圓的線圖案以預(yù)定 間隔被重復(fù)布置的結(jié)構(gòu)；(b)將光照射到金屬層的表面上，以激發(fā)表面等離子 體激元，使得光致抗蝕劑層通過(guò)表面等離子體激元被曝光成第二圖案；(c)去 除被圖案化的金屬層并對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影；(d)利用被圖案化成第二圖 案的光致抗蝕劑層作為掩模來(lái)蝕刻記錄層。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其它特 點(diǎn)及方面將變得更加清楚，在附圖中圖1A至圖1D是用于解釋形成微細(xì)圖案的現(xiàn)有技術(shù)方法的剖視圖； 圖2A至圖2K是用于解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的納米圖案化的方法 的剖視圖；圖3A至圖3J是用于解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的納米圖案化母板的 制造方法的剖視圖；圖4是在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中將被制造的離散軌道磁記錄介質(zhì)的示意圖；圖5A至圖5L是用于解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的離散軌道磁記錄介 質(zhì)的制造方法的剖視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性 實(shí)施例。在附圖中，為了清晰起見(jiàn)，夸大了層和區(qū)域的厚度，并且相同的標(biāo) 號(hào)表示相同的元件。圖2A至圖2K是用于解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的納米圖案化的方法 的剖視圖。參照?qǐng)D2A，在基底IIO上形成蝕刻目標(biāo)材料層120、光致抗蝕劑 層140、金屬層150和聚合物層160。還可以在蝕刻目標(biāo)材料層120和光致抗 蝕劑層140之間形成諸如底部抗反射涂層(BARC)的抗反射膜130,抗反射 膜130用于防止當(dāng)在曝光工藝過(guò)程中輻射光時(shí)光致抗蝕劑層140被基底110 反射的光再次曝光。形成金屬層150,以在后續(xù)的工藝中通過(guò)激發(fā)表面等離 子體激元來(lái)對(duì)光致抗蝕劑層140進(jìn)行曝光，可由從例如Au、 Al、 Ag、 Cr、 Ni、 Ti、 Ta或W中的一種或多種中選擇的材料來(lái)形成金屬層150?？衫弥T 如賊射、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD) 或原子層沉積(ALD)的工藝來(lái)形成金屬層150。形成聚合物層160,使得聚 合物層160在被圖案化成預(yù)定圖案之后用于蝕刻金屬層150的掩模，并且根 據(jù)圖案化聚合物層160的方法由適當(dāng)?shù)牟牧闲纬删酆衔飳?60。例如，可以 通過(guò)由紫外(UV)射線可固化聚合物或熱可固化聚合物形成的納米壓印樹脂 來(lái)形成聚合物層160。更具體地講，可以由包含光引發(fā)劑的丙烯酸酯類有機(jī)聚合物或有機(jī)-無(wú)機(jī)雜混聚合物或者用于光學(xué)裝置的UV可固化負(fù)性光致抗蝕 劑來(lái)形成聚合物層160。此外，可以由熱壓印樹脂(例如聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA))或無(wú)機(jī)旋涂玻璃聚合物(例如含氬硅酸鹽類(hydrogen silsesquioxane, HSQ))來(lái)形成聚合物層160?？梢岳梅峙?dispensing),旋涂、噴涂、浸 漬涂覆、噴墨涂覆或真空沉積來(lái)形成聚合物層160。如果利用電子束光刻來(lái) 圖案化聚合物層160,則可由電子束抗蝕劑材料來(lái)形成聚合物層160。參照?qǐng)D2B,制備具有預(yù)定圖案的納米壓印母板(master) 190。例如， 由諸如Si、石英或Ni的材料形成納米壓印母板l卯。在納米壓印母板190上 形成將形成在聚合物層160中的被雕刻的第一圖案。第一圖案被形成為具有 周期性重復(fù)的預(yù)定圖案形狀，且第一圖案的圖案密度低于將形成在蝕刻目標(biāo) 材料層120中的第二圖案的圖案密度。例如，第一圖案的線寬度可大于第二 圖案的線寬度，且第一圖案的重復(fù)圖案線之間的間隔可以是第二圖案的重復(fù) 圖案線之間的間隔的幾倍大。參照?qǐng)D2C，通過(guò)將納米壓印母板190置于聚合物層160上并將UV射線 照射到納米壓印母板190上來(lái)執(zhí)行壓印。此時(shí)，根據(jù)聚合物層160的材料， 可以將熱施加到納米壓印母板190上，而不照射UV射線。圖2D示出了將聚 合物層160圖案化成第一圖案的結(jié)果。在這種情況下，為了描述將第一圖案圖案化到聚合物層160中的方法， 使用納米壓印法作為示例。然而，如果聚合物層160由電子束抗蝕劑材料形 成，則可使用電子束光刻法將聚合物層160圖案化。接著，如圖2E中所示，利用被圖案化的聚合物層160作為蝕刻掩模來(lái) 蝕刻金屬層150，并去除被圖案化的聚合物層160。因此，將金屬層150圖案 化成第一圖案?？梢酝ㄟ^(guò)濕蝕刻工藝、離子束研磨工藝或等離子體反應(yīng)離子 蝕刻(RIE )工藝來(lái)執(zhí)行對(duì)金屬層150的蝕刻。參照?qǐng)D2F,通過(guò)在金屬層150的表面上激發(fā)表面等離子體激元來(lái)對(duì)光致 抗蝕劑層140進(jìn)行曝光。關(guān)于激發(fā)表面等離子體激元所需的條件，已經(jīng)進(jìn)行 了許多研究。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果將波長(zhǎng)足以比狹縫布置中的圖案線之間 的間隔大的光照射到其中重復(fù)地形成有'J、的狹縫的金屬薄膜上，則沿著與狹 縫交叉的方向偏振的光激發(fā)表面等離子體激元。在本實(shí)施例中，利用這樣的 表面等離子體激元效應(yīng)對(duì)光致抗蝕劑層140進(jìn)行曝光。也就是說(shuō)，如果將波 長(zhǎng)足以比圖案線之間的間隔T大，或者優(yōu)選地，大于或等于4T的光照射到金屬層150上，其中，金屬層150被圖案化為具有線圖案被重復(fù)布置的結(jié)構(gòu)的第一圖案，則在金屬層150的表面上激發(fā)表面等離子體激元，并且被激發(fā) 的表面等離子體激元使光能以表面等離子體激元波的形式沿著金屬層150的 表面?zhèn)鬟f到光致抗蝕劑層140。在這種情況下，有助于金屬層150的激發(fā)的 光是沿著第一圖案被重復(fù)布置的方向(即，沿著與線圖案的縱向方向垂直的 方向)偏振的光，并且是P偏振光，如圖2F中所示。然而，為此，不是必須使入射的非偏振光偏振成P偏振光從而利用P偏 振光進(jìn)行照射。這種情況是因?yàn)槿绻丈浞瞧窆?即，其中存在隨機(jī)偏 振光的光)，則只有P偏振光有助于表面等離子體激元的激發(fā)，而不穿過(guò)被圖 案化的金屬層150的其余偏振的光無(wú)益于所述激發(fā)。然而，考慮到效率，采 用起偏振片使光偏振從而產(chǎn)生P偏振光是有利的。傳遞到光致抗蝕劑層140 的光能的分布圖案確定由曝光導(dǎo)致的形成在光致抗蝕劑層140上的圖案，并 且光能的分布圖案根據(jù)被圖案化的金屬層150的圖案線之間的間隔T、線厚 度t和線寬度w而變化。例如，光能的分布圖案可以是這樣，即，光能分布 在金屬層150的具有預(yù)定線寬度的圖案線的兩個(gè)側(cè)表面上，以對(duì)光致抗蝕劑 層140進(jìn)行曝光，如圖2G中所示；或者光能的分布圖案可以是這樣，即， 由于金屬層150的鄰近表面上產(chǎn)生的表面等離子體激元波的相互作用，導(dǎo)致 光能的分布使光致抗蝕劑層140的位于被圖案化的金屬層150的圖案線之間 的中部被曝光，如圖2H中所示。被曝光的光致抗蝕劑層140的這兩種圖案 是示例，可通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂票粓D案化成第一圖案的金屬層150的圖案線之間 的間隔T、線厚度t和線寬度w來(lái)將曝光圖案改變成任何形式。在任何情況 下，因?yàn)閷?duì)光致抗蝕劑層140進(jìn)行曝光的光能僅沿著金屬層150的表面?zhèn)鬟f 到光致抗蝕劑層140,所以光能形成的圖案的線寬度小于金屬層150的圖案 的線寬度，并且光能形成的圖案的圖案之間的間隙減小。例如，形成在光致 抗蝕劑層140上的圖案的圖案密度是金屬層150的圖案的圖案密度的至少兩 倍大。由曝光導(dǎo)致的形成在光致抗蝕劑層140上的圖案是將形成在蝕刻目標(biāo) 材料層120上的第二圖案。當(dāng)剝離金屬層150時(shí)，形成具有圖21中所示的形狀的所得結(jié)構(gòu)。接著， 當(dāng)對(duì)光致抗蝕劑層140進(jìn)行顯影時(shí)，如圖2J中所示，光致抗蝕劑層140的圖 案對(duì)應(yīng)于第二圖案。也可以在光致抗蝕劑層140的顯影過(guò)程中去除金屬層 150。接著，通過(guò)02等離子體灰化來(lái)去除抗反射膜130，并利用被圖案化的光致抗蝕劑層140作為掩模通過(guò)諸如RIE的干蝕刻法對(duì)蝕刻目標(biāo)材料層120進(jìn) 行蝕刻。隨后，去除殘留的光致抗蝕劑層140和抗反射膜130,因此如圖2K 中所示，將蝕刻目標(biāo)材料層120圖案化成具有第二圖案。在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的納米圖案化的方法中，因?yàn)樵谛纬傻兔芏?圖案之后可由低密度圖案形成高密度圖案，所以可以容易地形成微細(xì)圖案。圖3A至圖3J是用于解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的納米圖案化母板的 制造方法的剖視圖。納米壓印母板被形成為大量印刷預(yù)定的微細(xì)圖案結(jié)構(gòu)， 并且可以利用根據(jù)本發(fā)明的納米圖案化的方法來(lái)制造該納米壓印母板。參照?qǐng)D3A,在基底210上形成光致抗蝕劑層240、金屬層250和聚合物 層260 。還可以在基底210和光致抗蝕劑層240之間形成諸如BARC的抗反 射膜230，抗反射膜230用于防止當(dāng)在曝光工藝過(guò)程中輻射光時(shí)光致抗蝕劑 層240被基底210反射的光再次曝光?？捎芍T如Si、石英或Ni的材料形成基 底210。形成金屬層250,以在后續(xù)的工藝中通過(guò)激發(fā)表面等離子體激元來(lái)對(duì) 光致抗蝕劑240進(jìn)行曝光，可由從例如Au、 Al、 Ag、 Cr、 Ni、 Ti、 Ta或W 中的一種或多種中選擇的材料來(lái)形成金屬層250。形成聚合物層260,使得在 聚合物層260中形成預(yù)定線圖案之后聚合物層260用作蝕刻金屬層250的掩 模，并且可根據(jù)圖案化聚合物層260的方法由適當(dāng)?shù)牟牧?例如，可以是電 子束抗蝕劑材料)形成聚合物層260。參照?qǐng)D3B,通過(guò)利用電子束進(jìn)行照射從而將聚合物層260曝光成第一圖 案。第一圖案被形成為具有這樣的形狀，即，例如，線圖案重復(fù)并且被預(yù)定 的間隔分開，并且第 一圖案的圖案密度低于將形成在納米壓印母板上的第二 圖案的圖案密度。第一圖案的線寬度可大于第二圖案的線寬度，并且第一圖 案的重復(fù)圖案線之間的間隔可以是第二圖案的重復(fù)圖案線之間的間隔的幾倍 大。參照?qǐng)D3C,對(duì)聚合物層260進(jìn)行顯影，并且當(dāng)利用被圖案化成第一圖案 的聚合物層260對(duì)金屬層250進(jìn)行圖案化時(shí)，如圖3D中所示，將金屬層250 圖案化成第一圖案。在這種情況下，為了解釋將聚合物層260圖案化成第一圖案的方法，采 用電子束光刻法作為示例。然而，還可利用納米壓印法將聚合物層260圖案 化成第一圖案。參照?qǐng)D3E,將光照射到被圖案化的金屬層250的表面上，從而可激發(fā)表 面等離子體激元。可通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂平饘賹?50的圖案線之間的間隔T、線 厚度t和線寬度w來(lái)控制光致抗蝕劑層240的曝光圖案。例如，由于暴露于 通過(guò)表面等離子體激元波傳遞的光能導(dǎo)致的圖案可以是圖3F或圖3G中示出 的圖案。當(dāng)剝除金屬層250時(shí)，光致抗蝕劑層240具有圖3H中示出的形狀。 接著，如圖3I中所示，在對(duì)光致抗蝕劑層240進(jìn)行顯影之后，利用被圖案化 成第二圖案的光致抗蝕劑層240作為掩模來(lái)蝕刻抗反射膜230和基底210, 去除殘留的光致抗蝕劑層240和抗反射膜230。因此，形成如圖3J中示出的 具有第二圖案的納米壓印母板。如上所述制造的母板的圖案密度高于在圖3B中利用電子束光刻法形成 的第 一圖案的圖案密度，且可以采用該母板印刷大量的微細(xì)圖案。圖4是在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中將被制造的離散軌道磁記錄介質(zhì)的示 意圖。圖5A至圖5L是用于解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的離散軌道磁記錄 介質(zhì)的制造方法的剖視圖。參照?qǐng)D4,離散軌道磁記錄介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，記錄層 沿著同心圓上的線圖案被圖案化，圖5A至圖5L中示出的剖視圖是沿著圖4 的線A-A'截取的。參照?qǐng)D5A，在基底310上順序地形成下層315、記錄層320、光致抗蝕 劑層340、金屬層350和聚合物層360。還可以在記錄層320和光致抗蝕劑層 340之間形成諸如BARC的抗反射膜330，抗反射膜330用于防止當(dāng)在曝光 工藝過(guò)程中輻射光時(shí)光致抗蝕劑層340被基底310反射的光再次曝光。下層 315包括軟磁性層和中間層，由包括Ni或Fe的材料形成軟^磁性層，由諸如 Ru的材料形成中間層。由具有良好的垂直磁各向異性的磁性材料形成記錄層 320，所述磁性材料包括從例如Co、 Fe、 Pt或Pd中選擇的至少一種。形成金 屬層350,以通過(guò)激發(fā)表面等離子體激元來(lái)對(duì)光致抗?fàn)T劑340進(jìn)行曝光，由 從例如Au、 Al、 Ag、 Cr、 Ni、 Ti、 Ta或W中的一種或多種中選擇的金屬來(lái) 形成金屬層350。在聚合物層360被圖案化成預(yù)定的線圖案之后，聚合物層 360用作蝕刻金屬層350的掩模，并可以根據(jù)圖案化聚合物層360的方法由 適當(dāng)?shù)牟牧闲纬删酆衔飳?60。例如，可以通過(guò)由UV可固化聚合物或熱可固 化聚合物形成的納米壓印樹脂來(lái)形成聚合物層360。參照?qǐng)D5B,制備其上形成有預(yù)定圖案的納米壓印母板390。可由諸如Si、石英或Ni的材料形成納米壓印母板390，且納米壓印母板390上雕刻有將形 成在聚合物層360上的第一圖案。第一圖案的圖案密度低于將形成在記錄層 320上的第二圖案的圖案密度。參照?qǐng)D5C,將納米壓印母板390置于聚合物層360上并執(zhí)行壓印。在這 一點(diǎn)上，照射UV射線。根據(jù)聚合物層360的材料，可以將熱施加到納米壓 印母板390上，而不照射UV射線。在壓印操作之后，如圖5D中所示，聚合 物層360被圖案化成第一圖案。在這種情況下，為了將聚合物層360圖案化成第一圖案，不但可以采用 納米壓印法，而且如果由電子束抗蝕劑材料形成聚合物層360,則可以采用 電子束光刻法。接著，利用被圖案化的聚合物層360作為掩模來(lái)蝕刻金屬層350，并去 除聚合物層360。因此，如圖5E中所示，金屬層350被圖案化成第一圖案。然后，參照?qǐng)D5F,將光照射到被圖案化的金屬層350的表面上，以激發(fā) 表面等離子體激元。將被照射的光的波長(zhǎng)大于第一圖案的線之間的間隔T, 或者優(yōu)選地但不是必要地，大于或等于4T。有助于激發(fā)金屬層350的表面上 的表面等離子體激元的光是沿著第一圖案被重復(fù)布置的方向(即，沿著與線 圖案的縱向方向垂直的方向)偏振的光，并且是P偏振光，如圖5F中所示。 然而，為此，不是必須使入射的非偏振光偏振成P偏振光從而利用P偏振光 進(jìn)行照射。這種情況是因?yàn)槿绻丈浞瞧窆?即，其中存在隨機(jī)偏振光 的光)，則只有P偏振光有助于表面等離子體激元的激發(fā)，而其余偏振的光無(wú) 益于所述激發(fā)。然而，考慮到效率，采用起偏振片使光偏振從而產(chǎn)生P偏振 光是有利的。圖5G是示出照射P偏振光的方法的剖視圖。參照?qǐng)D5G,利用起偏振片 480使非偏振光偏振成P偏振光，并將P偏振光照射到金屬層350上。在這 一點(diǎn)上，因?yàn)榻饘賹?50的線圖案形成同心圓，所以在將其上形成有層的基 底310放置在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸(即，同心圓的對(duì)稱軸(Z軸))轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)470 上之后，在光照射過(guò)程中可由第一驅(qū)動(dòng)單元(例如主軸電機(jī))驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)470。 當(dāng)以這種方式照射光時(shí)，將沿著線圖案被重復(fù)布置的方向(即，沿著與半徑 對(duì)齊的方向(R方向))偏振的光照射在形成同心圓的線圖案的任何部分上。 如果起偏振片480的沿著R方向的長(zhǎng)度沒(méi)有基底310的半徑長(zhǎng)，則可在利用 第二驅(qū)動(dòng)單元沿著半徑方向移動(dòng)起偏振片480的同時(shí)照射光。通過(guò)P偏振光在金屬層350的表面上激發(fā)的表面等離子體激元使光能沿著金屬層350的表面?zhèn)鬟f到光致抗蝕劑層340,因此形成曝光圖案?？赏ㄟ^(guò) 控制金屬層350的第一圖案的圖案線之間的間隔T、線厚度t和線寬度w來(lái) 適當(dāng)?shù)乜刂乒庵驴刮g劑層340的曝光圖案。例如，由通過(guò)表面等離子體激元 傳遞的光能形成的曝光圖案的形狀可以與光能分布對(duì)應(yīng)，例如，該圖案可具 有如圖5H中所示的形狀，其中，當(dāng)光能分布在金屬層350的具有預(yù)定線寬 度的圖案線的兩個(gè)側(cè)表面上以對(duì)光致抗蝕劑層340進(jìn)行曝光時(shí)，得到如圖5H 中所示的形狀。作為另一示例，曝光圖案可具有如圖51中所示的形狀，其中， 當(dāng)由金屬層350的鄰近側(cè)表面上產(chǎn)生的表面等離子體激元波的相互作用導(dǎo)致 光能的分布使光致抗蝕劑層340的位于被圖案化的金屬層350的線之間的中 部被曝光時(shí)，得到如圖51中所示的形狀。被曝光的光致抗蝕劑層340的這兩 種圖案是示例，可通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂凭哂械谝粓D案的金屬層350的圖案線之間 的間隔T、線厚度t和線寬度w來(lái)將曝光圖案改變成具有任何形式。在任何 情況下，因?yàn)閷?duì)光致抗蝕劑層340進(jìn)行曝光的光能僅沿著金屬層350的表面 傳遞到光致抗蝕劑層340,所以光能形成的曝光圖案的線寬度小于金屬層350 的圖案的線寬度，并且在光能形成的曝光圖案的形狀中，圖案之間的間隙減 小。例如，形成在光致抗蝕劑層340上的圖案的圖案密度是金屬層350的圖 案的圖案密度的至少兩倍大。當(dāng)剝除金屬層350時(shí)，形成具有如圖5J中所示的形狀的所得結(jié)構(gòu)。接著， 參照?qǐng)D5K，對(duì)光致抗蝕劑層340進(jìn)行顯影，并利用被圖案化成第二圖案的光 致抗蝕劑層340作為掩模來(lái)蝕刻抗反射膜330和記錄層320，隨后，去除殘 留的光致抗蝕劑層340和抗反射膜330。因此，如圖5L中所示，形成被圖案 化成第二圖案的離散軌道磁記錄介質(zhì)。雖然未示出，但是通常還在記錄層320上形成保護(hù)記錄層320不受外部 的影響的保護(hù)膜和用于防止保護(hù)膜磨損的潤(rùn)滑膜，可在形成圖5L的離散軌道 磁記錄介質(zhì)之后執(zhí)行該工藝?？蛇x地，在圖5A的4喿作中，在記錄層320上 形成保護(hù)膜和潤(rùn)滑膜之后，可執(zhí)行后續(xù)的工藝。通過(guò)形成具有低圖案密度的第一圖案且隨后利用該具有低圖案密度的第 一圖案，根據(jù)上述方法制造的離散軌道磁記錄介質(zhì)被形成為具有高圖案密度。 因此，可以容易地形成具有高圖案密度的離散軌道磁記錄介質(zhì)，從、而提供了 適合于高密度記錄介質(zhì)的離散軌道磁記錄介質(zhì)。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出并描述了根據(jù)本發(fā)明的納 米圖案化的方法和利用該納米圖案化的方法制造納米壓印母板和離散軌道磁 記錄介質(zhì)的方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的由 權(quán)利要求限定的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明做出形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1、一種納米圖案化的方法，包括以下步驟(a)在基底上順序地形成蝕刻目標(biāo)材料層、光致抗蝕劑層和被圖案化成第一圖案的金屬層，第一圖案具有圖案以預(yù)定間隔被重復(fù)布置的結(jié)構(gòu)；(b)將光照射到金屬層的表面上，以激發(fā)表面等離子體激元，使得光致抗蝕劑層通過(guò)表面等離子體激元被曝光成第二圖案；(c)去除被圖案化的金屬層并對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影；(d)利用被圖案化成第二圖案的光致抗蝕劑層作為掩模對(duì)蝕刻目標(biāo)材料層進(jìn)行蝕刻。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，第一圖案由線圖案組成。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，第二圖案的圖案密度大于第一圖案的圖案密度。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(a)中，在基底上順序地形 成蝕刻目標(biāo)材料層、光致抗蝕劑層和金屬層的步驟包括以下步驟在光致抗蝕劑層上順序地形成金屬層和聚合物層； 在聚合物層中形成第一圖案；利用被圖案化成第 一 圖案的聚合物層作為蝕刻掩模來(lái)蝕刻金屬層并去除 聚合物層。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，利用壓印法或電子束光刻法將聚合 物層圖案化成第一圖案。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(a)中，在基底上順序地形 成蝕刻目標(biāo)材料層、光致抗蝕劑層和金屬層的步驟還包括在蝕刻目標(biāo)材料層 和光致抗蝕劑層之間形成抗反射膜。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)中，將光照射到金屬層 的表面上的步驟包括照射偏振光，其中，偏振方向與第一圖案被重復(fù)布置的 方向?qū)R。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，(b)將光照射到金屬層的表面上的 步驟包括照射波長(zhǎng)比第 一圖案的圖案之間的預(yù)定間隔大的光。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述波長(zhǎng)是第一圖案的圖案之間的 預(yù)定間隔的至少四#"大。
10、 一種制造母板的方法，包括以下步驟(a) 在基底上順序地形成光致抗蝕劑層和被圖案化成第一圖案的金屬 層，第一圖案具有圖案以預(yù)定間隔被重復(fù)布置的結(jié)構(gòu)；(b) 將光照射到金屬層的表面上，以激發(fā)表面等離子體激元，使得光致抗蝕劑層通過(guò)表面等離子體激元被曝光成第二圖案；(c) 去除被圖案化的金屬層并對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影；(d) 利用被圖案化成第二圖案的光致抗蝕劑層作為掩模來(lái)蝕刻基底。
11、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，第一圖案由線圖案組成。
12、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，第二圖案的圖案密度大于第一圖 案的圖案密度。
13、 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在步驟(a)中，在基底上順序地 形成光致抗蝕劑層和被圖案化成第 一 圖案的金屬層的步驟包括以下步驟在光致抗蝕劑層上順序地形成金屬層和聚合物層； 在聚合物層中形成第一圖案；利用被圖案化成第 一 圖案的聚合物層作為蝕刻掩模來(lái)蝕刻金屬層并去除 聚合物層。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，利用壓印法或電子束光刻法將聚 合物層圖案化成第一圖案。
15、 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，(b)將光照射到金屬層的表面上 的步驟包括照射偏振光，其中，偏振方向與第一圖案被重復(fù)布置的方向?qū)R。
16、 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在步驟(b)中，將光照射到金屬 層的表面上的步驟包括照射波長(zhǎng)比第一圖案的圖案之間的預(yù)定間隔大的光。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述波長(zhǎng)是第一圖案的圖案之間 的預(yù)定間隔的至少四4咅大。
18、 一種制造離散軌道磁記錄介質(zhì)的方法，包括以下步驟(a) 在基底上順序地形成下層、記錄層、光致抗蝕劑層和被圖案化成第 一圖案的金屬層，第 一圖案具有形成同心圓的線圖案以預(yù)定間隔被重復(fù)布置 的結(jié)構(gòu)；(b) 將光照射到金屬層的表面上，以激發(fā)表面等離子體激元，使得光致 抗蝕劑層通過(guò)表面等離子體激元被曝光成第二圖案；(c) 去除被圖案化的金屬層并對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影；(d)利用被圖案化成第二圖案的光致抗蝕劑層作為掩模來(lái)蝕刻記錄層。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，第二圖案的圖案密度大于第一圖案的圖案密度。
20、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，在步驟(a)中，在基底上順序地 形成下層、記錄層、光致抗蝕劑層和金屬層的步驟包括以下步驟在光致抗蝕劑層上順序地形成金屬層和聚合物層； 在聚合物層中形成第一圖案；利用被圖案化成第 一 圖案的聚合物層作為蝕刻掩模來(lái)蝕刻金屬層并去除 聚合物層。
21、 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，利用壓印法或電子束光刻法將聚 合物層圖案化成第一圖案。
22、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，在步驟(b)中，將光照射到金屬 層的表面上的步驟包括照射偏振光，其中，偏振方向與第一圖案被重復(fù)布置 的方向?qū)R。
23、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，在相對(duì)于所述同心圓的對(duì)稱軸轉(zhuǎn) 動(dòng)基底的同時(shí)，穿過(guò)起偏振片照射光，其中，所述起偏振片的偏振軸沿著第 一圖案被重復(fù)布置的方向。
24、 如權(quán)利要求23所述的方法，其中，在驅(qū)動(dòng)起偏振片使起偏振片沿著 所述同心圓的半徑方向移動(dòng)的同時(shí)照射光。
25、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，在步驟(b)中，將光照射到金屬 層的表面上的步驟包括照射波長(zhǎng)比第一圖案的線圖案之間的間隔大的光。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米圖案化的方法和一種制造納米壓印母板和離散軌道磁記錄介質(zhì)的方法。該納米圖案化的方法包括以下步驟(a)在基底上順序地形成蝕刻目標(biāo)材料層、光致抗蝕劑層和被圖案化成第一圖案的金屬層，第一圖案具有線圖案以預(yù)定的間隔被重復(fù)布置的結(jié)構(gòu)；(b)將光照射到金屬層的表面上，以激發(fā)表面等離子體激元，使得光致抗蝕劑層通過(guò)表面等離子體激元被曝光成第二圖案；(c)去除金屬層并對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影；(d)利用被圖案化成第二圖案的光致抗蝕劑層作為掩模對(duì)蝕刻目標(biāo)材料層進(jìn)行蝕刻。
文檔編號(hào)H01L21/027GK101403854SQ20081014525
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月1日
發(fā)明者孫鎮(zhèn)昇, 李明馥, 金海成 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社