JP2004079098A

JP2004079098A - 記録媒体、記録媒体の製造方法、インプリント原盤、およびインプリント原盤の製造方法

Info

Publication number: JP2004079098A
Application number: JP2002239573A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Sakurai; 櫻井　正敏; Yasuyuki Hieda; 稗田　泰之; Katsuyuki Naito; 内藤　勝之
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: JP3766360B2

Abstract

【課題】簡便かつ安価な方法で製造することができ、安定な情報の書き込み・読み出しが可能な、パターン化された記録媒体を提供する。
【解決手段】媒体基板（１１）と、媒体基板（１１）上に形成されたバッファ層（１２）と、バッファ層（１２）上に形成された記録材料微粒子（１３）を含む記録層（１４）とを有し、記録材料微粒子（１３）は六方格子を組んで配列して媒体基板表面（１１）と実質的に平行な記録層（１４）の表面を形成し、この表面からバッファ層（１２）の深さ方向に向かって２層以上の記録材料微粒子（１３）が積層された部分を有する記録媒体。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン化された記録層を有する記録媒体、その製造方法、パターン化された金属層を有するインプリント原盤、その製造方法、およびこのインプリント原盤を用いてパターン化された記録層を有する記録媒体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パソコンなど情報機器の飛躍的な機能向上により、ユーザが扱う情報量は著しく増大してきている。このような状況の下で、これまでよりも飛躍的に記録密度の高い磁気記録媒体や光記録媒体、および集積度の高い半導体装置に対する期待は高まるばかりである。
【０００３】
たとえば磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには、磁気記録層に含まれる磁性微粒子を微細化して互いに磁気的に分断した、いわゆるパターンドメディアを形成することが望ましい。このように微細で互いに分断された磁性微粒子を含む磁気記録層を形成するには、より微細な加工技術が必要である。
【０００４】
すなわち、露光プロセスを用いた従来のフォトリソグラフィー技術は、一度に大面積の微細加工が可能であるが、光の波長以下の分解能を持たないため、約１００ｎｍ以下の微細構造の作製は困難である。一方、１００ｎｍ以下レベルの加工技術としては、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーなどの手法が存在するが、スループットの悪さが問題である。このため、微細なパターンを有するパターンドメディアをより簡便に製造できる方法が要望されている。
【０００５】
また、光の波長以下の微細構造を高スループットで作製する手法として、１９９５年にＳ．Ｙ．ＣｈｏｕらがＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．７６（１９９５）ｐ．３１１４において提案した「ナノインプリントリソグラフィー（ＮＩＬ）技術」がある。ナノインプリントリソグラフィー技術は、あらかじめ電子線リソグラフィー等により所定の微細凹凸パターンを有するインプリント原盤を作製し、レジストを塗布した被加工基板に対してインプリント原盤を押し付け、原盤の凹凸を被加工基板上のレジスト膜に転写する方法である。この方法で一回の処理にかかる時間は、例えば１平方インチ以上の領域では、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーと比較して非常に短くて済む。
【０００６】
従来、ナノインプリント原盤は、光リソグラフィーまたは電子線リソグラフィーもしくは集束イオンビームリソグラフィーを用いて作製されている。しかし、ナノインプリント原盤を作製する場合にも、上述したパターンドメディアの製造と同様な問題が生じ、光リソグラフィーでは１００ｎｍ以下の分解能を得るのが困難であり、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーではスループットの悪さが問題になる。このため、微細なパターンを有するインプリント原盤をより簡便に製造できる方法が要望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡便かつ安価な方法で製造することができ、安定な情報の書き込み・読み出しが可能な、パターン化された記録媒体、およびこのような記録媒体を簡便で安価に製造できる方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、簡便かつ安価な方法で製造することができるインプリント原盤、このようなインプリント原盤を簡便で安価に製造できる方法、およびこのインプリント原盤を用いてパターン化された記録媒体を製造する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る記録媒体は、媒体基板と、前記媒体基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された記録材料微粒子を含む記録層とを有し、前記記録材料微粒子は六方格子を組んで配列して前記媒体基板表面と実質的に平行な前記記録層の表面を形成し、該表面からバッファ層の深さ方向に向かって２層以上の前記記録材料微粒子が積層された部分を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様に係る上記記録媒体の製造方法は、レプリカ基板上にレジスト層を形成し、前記レジスト層上に記録材料微粒子を散布して記録材料微粒子が２層以上積層された部分を有する記録層を形成し、前記記録層上にバッファ材料を塗布し、前記バッファ材料上に媒体基板をプレスした状態で前記バッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記媒体基板、バッファ層および記録層とを剥離することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の態様に係るインプリント原盤は、インプリント基板と、前記インプリント基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された微粒子層とを有し、前記微粒子層は、微粒子が六方格子を組んで配列して前記インプリント表面と実質的に平行な表面を形成し、表面からバッファ層の深さ方向に向かって２層以上の微粒子が積層された部分を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の態様に係る上記インプリント原盤の製造方法は、レプリカ基板上にレジスト層を形成し、前記レジスト層上に微粒子が２層以上積層された部分を有する微粒子層を形成し、前記微粒子層上にバッファ材料を塗布し、前記バッファ材料上にインプリント基板をプレスした状態で前記バッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記インプリント基板、バッファ層および微粒子層とを剥離することを特徴とする。
【００１３】
本発明のさらに他の態様に係る記録媒体の製造方法は、媒体基板上に記録材料層を形成し、前記記録材料層上にレジスト層を形成し、前記レジスト層に上記インプリント原盤をプレスして前記レジスト層に該インプリント原盤表面の微粒子層の凹凸形状を転写し、前記レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成し、前記マスク材料の粒子をマスクとして前記レジスト層および記録材料層をパターニングして、パターン化された記録層を形成することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る記録媒体において、記録材料は特に限定されず、たとえば磁気記録材料や相変化を起こす光記録材料などが用いられる。
【００１５】
図１に本発明の一実施形態に係る記録媒体の一例として磁気記録媒体の断面図を示す。図１に示されるように、この磁気記録媒体１０は、媒体基板１１上にバッファ層１２が形成され、バッファ層１２上に磁性微粒子１３が配列した磁気記録層１４が形成された構造を有する。磁気記録層１４は、表面で媒体基板１１表面と実質的に平行な表面を形成し、表面からバッファ層１２の深さ方向に向かって２層以上の磁性微粒子１３が積層された部分を有する。
【００１６】
磁気記録層１４の表面では、２次元的に等方的な形状を有する磁性微粒子１３が六方格子構造を組んでいる。磁性微粒子１３が表面で最も密度の高い稠密構造をとっているので、記録密度の高い磁気記録媒体を提供することができる。後述するように、磁気記録層１４の表面において配列した磁性微粒子１３がトラックに対応するパターンを形成していてもよい。この磁気記録媒体１０では、複数の磁性微粒子を含む領域を記録セルとして１ビットの情報を記録してもよいし、個々の磁性微粒子１３を記録セルとして１ビットずつの情報を記録してもよい。
【００１７】
磁気記録層１４は、バッファ層１２の深さ方向に２層以上の磁性微粒子１３が積層された部分を含む。磁性微粒子１３の積層部分における磁性微粒子１３の積層数は２層でも３層でもそれ以上の多層でもよい。磁性微粒子１３の積層数は均一になっている必要はなく、磁気記録層１４の厚みは揃っていない。すなわち、磁気記録層１４の下面（バッファ層１２との界面）は不規則な凹凸構造となっている。積層部分では、３次元的に等方的な形状を有する磁性微粒子１３が稠密に詰まって、面心立方格子構造や六方最密構造を組む。磁気記録層１４が面心立方格子構造を組んでいる場合には、磁気記録層１４の表面には面心立方格子構造における（１１１）面に相当する六方格子が現れる。
【００１８】
磁気記録層１４の下のバッファ層１２は、平坦な表面を有する媒体基板１１上に磁気記録層１４を安定に固定する機能を有する。磁気記録層１４はバッファ層１２に接触している磁性微粒子１３の一つ一つがバッファ層１２にめり込んだ状態で固定されている。すなわち、バッファ層１２は、平坦な表面を有する媒体基板１１に対して不規則な凹凸構造の下面を持つ磁気記録層１４を固定させる働きを持つ。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体１０は、単層でなく多層の磁性微粒子１３が最密構造をとって配列することにより磁気記録層１４が形成されているので、下層の磁性微粒子が表面の磁性微粒子と相互作用を持つことにより、表面の磁性微粒子へ記録された磁化情報の記録磁界強度および保存安定性を変化させることができる。すなわち、微粒子層形成時に微粒子層の膜厚を調整することで、得られる媒体に対し理想的な記録磁界強度を与えることができる。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を、図２（Ａ）〜（Ｅ）に示す断面図を参照して具体的に説明する。
【００２１】
まず、図２（Ａ）に示すように、平坦なレプリカ基板２１上にレジスト２２を塗布し、レジスト２２表面にトラックに対応する溝２３を形成したものを用意する。レジスト２２表面の溝２３は、溝に対応する凸部を形成したインプリント原盤を用いる方法またはリソグラフィー法により形成することができる。
【００２２】
図２（Ａ）では、次の工程でレジスト２２上に形成される磁性微粒子の配列を制御するために溝２３を形成しているが、溝２３の代わりにトラックに対応する化学修飾パターンを形成してもよい。なお、媒体の全表面に磁性微粒子を形成する場合には、溝２３や化学修飾パターンを形成する必要はない。
【００２３】
図２（Ｂ）に示すように、レジスト２２上に、磁性微粒子１３が２層以上積層された部分を有する多層構造の磁気記録層１４を形成する。レプリカ基板２１の表面にはトラックに対応する溝が形成されているので、磁性微粒子１３は六方格子の軸を溝に合わせて配列して溝内で平坦な構造を形成するが、磁性微粒子１３が２層以上積層された部分の表面では厚みのばらつきにより平坦な構造にはならない。
【００２４】
この工程は、たとえば磁性微粒子を分散させた溶媒をレプリカ上に塗布した後に溶媒を揮発させるウエットプロセス、または磁性微粒子そのものをキャリアガスとともにレプリカ表面にスプレーするドライプロセスによって行う。この際、２層以上の磁性微粒子１３が積層されるように条件を調整するが、層厚を制御する必要はない。このような方法を用いれば、たとえばＬＢ法や超高真空下でのエピタキシー法などのように確実に単層膜を作製する手法に比べ、高速かつ簡便に磁気記録層１４を形成できる。また、レプリカの表面を１層のみの磁性微粒子を稠密に配列させて覆うことは磁性微粒子１３同士の凝集が問題となって非常に困難であるが、磁性微粒子１３の層厚を厚くすれば磁性微粒子１３同士の凝集が起こってもレプリカの表面で磁性微粒子１３を稠密に配列させることができる。このため、磁気記録層１４の表面では磁性微粒子１３の欠陥、空乏がほとんど存在しない構造が得られる。
【００２５】
図２（Ｃ）に示すように、磁気記録層１４の上に液状のバッファ材料１２ａを塗布し、磁気記録層１４を構成する磁性微粒子１３の間隙に浸透させる。バッファ材料は熱や光照射により固化する性質を有する。
【００２６】
図２（Ｄ）に示すように、バッファ材料１２ａ上に媒体基板１１を載せ、加熱や光照射によりバッファ材料１２ａを固化させてバッファ層１２を形成し、磁気記録層１４を固定する。
【００２７】
媒体基板１１はバッファ層１２および磁気記録層１４を保持できる厚みを有するものであれば特に限定されない。上記の工程は、バッファ材料１２ａ上に媒体基板１１を載せ、例えば油圧プレス機を用いて媒体基板１１とレプリカ基板２１とが平行になるようにプレスし、加熱によりバッファ材料１２ａを固化してバッファ層１２を形成することによって行う。この結果、媒体基板１１と磁気記録層１４の表面とが平行に保たれる。
【００２８】
その後、レプリカ基板２１から媒体基板１１を剥離すると、磁気記録層１４はバッファ層１２に固着する。この結果、媒体基板１１上にバッファ層１２および磁気記録層１４が形成された磁気記録媒体１０が得られる（図２（Ｅ））。この磁気記録層１４とバッファ層１２との界面は平坦ではないが、磁気記録層１４の表面は平坦で媒体基板１１と平行になっており、かつ磁性微粒子１３がトラックに対応するパターンを形成している。このため、磁気記録層１４の表面で安定に情報の書き込み・読み出しができる。
【００２９】
さらに、得られた磁気記録層１４とバッファ層１２の界面は平坦ではなく、磁気記録層の層数のばらつきを反映した凹凸構造を持つ。この凹凸構造は磁気記録層１４とバッファ層１２との密着性を高める特徴を持ち、磁気記録層１４のバッファ層１２からの膜剥がれを抑えることができる。
【００３０】
上記のように磁性微粒子の厚みを揃える必要のない簡単にプロセスで多層構造の磁気記録層を形成できるので、磁性微粒子の配列した磁気記録層を有する磁気記録媒体（パターンドメディア）を安価に作製することができる。
【００３１】
次に、本発明の他の実施形態に係るインプリント原盤は、インプリント基板と、インプリント基板上に形成されたバッファ層と、バッファ層上に形成された、微粒子が六方格子を組んで配列して前記インプリント表面と実質的に平行な表面を形成し、表面からバッファ層の深さ方向に向かって２層以上の微粒子が積層された部分を有する微粒子層とを有する。
【００３２】
このインプリント原盤は、インプリント基板の材料および微粒子の材料としてインプリント原盤に適切な材料とを用いた以外は図１と同様の構造を有する。したがって、インプリント原盤上にバッファ層を介して形成された微粒子層の表面は、欠陥や空乏がほとんど存在しない状態で微粒子が配列した構造で平坦になっている。また、インプリント原盤上の微粒子層は、微粒子層の多層構造となっている。この微粒子層の多層構造は、微粒子層の単層構造と比べて膜厚方向に強度を増した構造である。このため、インプリント時に表面の微粒子が圧力を受けても微粒子の多層構造が変形することはなく、インプリント原盤として安定に使用することができる。
【００３３】
さらに、得られたインプリント原盤とバッファ層の界面は平坦ではなく、微粒子層の層数のばらつきを反映した凹凸構造を持つ。この凹凸構造はインプリント原盤とバッファ層との密着性を高める特徴を持ち、微粒子層のバッファ層からの膜剥がれを抑えることができる。
【００３４】
微粒子層は、その表面構造がレジスト層表面に押し付けられることによってレジスト層の表面形状を変化させるためのものである。すなわち微粒子層を形成する微粒子は、レジスト層を形成するレジスト材料よりも固い硬質材料で形成されていることが必要である。具体的には、硬質な微粒子層を形成する硬質微粒子の材料としては、金属、合金、金属酸化物、無機材料、セラミック材料、半導体、ガラス、もしくはこれらの化合物、混合物が好ましい。
【００３５】
本発明の他の実施形態に係る上記インプリント原盤の製造方法は、レプリカ基板上にレジスト層を形成し、レジスト層上に微粒子を散布して微粒子が２層以上積層された部分を有する微粒子層を形成し、微粒子層上にバッファ材料を塗布し、バッファ材料上にインプリント基板をプレスした状態でバッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記インプリント基板、バッファ層および微粒子層とを剥離するものである。
【００３６】
このような方法は、インプリント基板の材料および微粒子の材料としてインプリント原盤に適切な材料を用いる以外は図２（Ａ）〜（Ｅ）と同様に実施することができる。したがって、微粒子の厚みを揃える必要のない簡単なプロセスで多層構造の微粒子層を形成でき、微粒子の配列した微粒子層を有するインプリント原盤を安価に作製することができる。
【００３７】
本発明のさらに他の実施形態に係る記録媒体の製造方法は、媒体基板上に記録材料層を形成し、記録材料層上にレジスト層を形成し、レジスト層に上記インプリント原盤をプレスしてレジスト層にインプリント原盤表面の微粒子層の凹凸形状を転写し、レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成し、マスク材料の粒子をマスクとしてレジスト層および記録材料層をパターニングして、パターン化された記録層を形成するものである。
【００３８】
レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成するには、たとえばスピンオンガラス（ＳＯＧ）等に代表されるマスク材料を塗布した後、熱処理を行う方法を用いることができる。
【００３９】
ＳＯＧはポリシランやポリシロキサンなどのＳｉ含有ポリマーであり、溶液に溶解した状態でスピンキャスト等の方法で基板上に製膜した後、アニール処理等によりＳｉＯ_２に変化する材料である。
【００４０】
このマスク材料を適当な溶媒に溶かしてパターニングしたレジスト基板上にスピンコートすると、マスク材料の溶解した溶液は、表面張力によりレジスト基板上の凹部を選択的に埋めるように平坦化する。この後にアニール処理を行うことによりマスク材料溶液から溶媒を揮発させマスク材料をレジスト基板の凹部に選択的に堆積させることができる。
【００４１】
このようなインプリント法を用いることにより、簡便かつ安価に記録媒体を製造することができる。
【００４２】
なお、上述した方法において、インプリント原盤を製造するためのレプリカ基板として、媒体基板上に記録材料層およびレジスト層を形成したものを用いてもよい。この場合、媒体基板上に形成されたレジスト層上に微粒子を散布して微粒子が２層以上積層された部分を有する微粒子層を形成し、微粒子層上にバッファ材料を塗布し、バッファ材料上にインプリント基板をプレスした状態でバッファ材料を硬化させてバッファ層を形成すると、媒体基板上に形成されたレジスト層表面に微粒子層の表面形状が転写される。その後、インプリント基板／バッファ層／微粒子層という構造のインプリント原盤を剥離すると、媒体基板／記録材料層／レジスト層という構造が残り、レジスト層表面に微粒子層の表面形状に対応した凹部が形成される。したがって、レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成し、マスク材料の粒子をマスクとしてレジスト層および記録材料層をパターニングして、パターン化された記録層を形成すれば、記録媒体を製造することができる。
【００４３】
このような方法を用いれば、一度の手順でインプリント原盤と、インプリント原盤表面の微粒子層の表面形状に対応する凹部が形成されたレジスト層を有する媒体基板とを同時に作製でき、この媒体基板を加工することにより１つの記録媒体を製造することができる。このため、得られたインプリント原盤を用いて記録媒体を製造する際にインプリントの回数を１回節約することができる。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４５】
実施例１
図３（Ａ）〜（Ｄ）および図４（Ｅ）〜（Ｈ）を参照して本発明の一実施例を説明する。
【００４６】
ガラス製のインプリント原盤３１上にレジスト３２をスピンコートした（図３（Ａ））。光リソグラフィーにより、約３００ｎｍピッチで幅約２００ｎｍのスパイラル状の凸（峰）構造をなすレジストパターン３３を形成した（図３（Ｂ））。レジストパターン３３をマスクとしてＲＩＥによりインプリント原盤３１をエッチングし、その表面に約３００ｎｍピッチで幅約２００ｎｍのスパイラル状の凸構造３４を形成した。その後、残存するレジストパターン３３を除去した。さらに、凸構造３４を有するインプリント原盤３１の表面をヘキサメチルジシラザンにより疎水化処理した（図３（Ｃ））。
【００４７】
次に、ガラス製のレプリカ基板２１上にレジスト２２をスピンコートした。インプリント原盤３１の凸構造３４をレジスト２２の表面に押しつけ、１０００ｂａｒの圧力でプレスした後、インプリント基板３１を剥離した。レプリカ基板２１上のレジスト２２にＵＶ光を照射し、窒素雰囲気において２００℃で３０分アニールして、レジスト２２を硬化した。レプリカ基板２１上のレジスト２２の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察したところ、インプリント原盤３１の凸構造３４が転写され、約３００ｎｍピッチで幅約２００ｎｍのスパイラル状をなす深さ約２０ｎｍの溝２３が形成されていることが確認された（図３（Ｄ））。
【００４８】
本実施例においては、磁性粒子として、以下の手法により得たＦｅＰｔ微粒子を用いているが、材料及び製法はこれに限定されない。
【００４９】
オクチルエーテル２０ｍｌに、還元剤である１，２−ヘキサデカンジオール粉末、白金ビスアセチルアセトナトＰｔ（ａｃａｃ）_２を加え、８０℃に加熱した後、オレイン酸、オレイルアミン、Ｆｅ（ＣＯ）_５を加えた。溶液が沸騰する２８０℃まで温度を上げ、３０分還流した。得られた溶液を遠心分離した後、ＴＥＭ観察したところ直径約１０ｎｍのＦｅＰｔ微粒子が観察された。１−ドデカンチオールのエタノール溶液中にこのＦｅＰｔ微粒子を分散させ、ＦｅＰｔ微粒子の表面を１−ドデカンチオールで被覆した。遠心分離機でＦｅＰｔ微粒子を回収し、これをトルエンに分散させて微粒子分散液を得た。
【００５０】
図４（Ｅ）に示すように、レプリカ基板２１上の溝２３を有するレジスト２２上に、この微粒子分散液を散布し、トルエンを徐々に蒸発させた。断面ＴＥＭでレプリカ基板２１の断面を観察した。その結果、レジスト２２の溝２３内にＦｅＰｔ微粒子１３が充填され、さらに全面に２層以上のＦｅＰｔ微粒子１３が積層された部分を有する磁気記録層１４が確認された。磁気記録層１４の厚さ（溝２３最深部から表面までの厚さ）は約４０ｎｍであり、平均で４層のＦｅＰｔ微粒子１３が積層されていることが確認された。ただし、部分的にはＦｅＰｔ微粒子１３が５層や３層になっており、層厚のばらつきが観測された。
【００５１】
図４（Ｆ）に示すように、磁気記録層１４の上にバッファ材料としてレジスト１２ａをスピンコートした。断面ＴＥＭでレジスト１２ａの断面を観察したところ、レジスト１２ａが磁気記録層１４を構成するＦｅＰｔ微粒子１３の間隙に浸透し、レプリカ基板２１の全面を覆っていることが確認された。
【００５２】
図４（Ｇ）に示すように、レジスト１２ａ上に媒体基板１１を載せ、媒体基板１１とレプリカ基板２１とを油圧プレス機を用いてプレス圧１０００ｂａｒ、２００℃で１分間プレスしてレジストを硬化させ、バッファ層１２を形成した。
【００５３】
その後、レプリカ基板２１から媒体基板１１を剥離することにより、レプリカ基板２１表面の磁気記録層１４はバッファ層１２側へ離れる。この結果、媒体基板１１上にバッファ層１２および磁気記録層１４が形成された磁気記録媒体１０が得られる（図４（Ｈ））。
【００５４】
この磁気記録媒体１０の表面には、約３００ｎｍピッチで幅約２００ｎｍのスパイラル状の凸構造が観測された。幅約２００ｎｍの凸構造の最表面では、ＦｅＰｔ微粒子１３がスパイラル状のトラック方向に結晶軸を合わせて格子間隔約１０ｎｍの六方格子を組んで配列していることが確認された。磁気記録層１４の厚みは、平均で４層のＦｅＰｔ微粒子１３に相当する厚みであったが、部分的にはＦｅＰｔ微粒子１３が３層や５層となっており、層厚のばらつきが確認された。磁気記録層１４とバッファ層１２は、両者の界面において、ＦｅＰｔ微粒子１３の凹凸に対応した凹凸形状で接触していることが確認された。
【００５５】
得られた磁気記録媒体１０では、単層でなく多層の磁性微粒子１３が最密構造をとって配列することにより磁気記録層１４が形成されているので、下層の磁性微粒子が表面の磁性微粒子と相互作用を持つことにより、表面磁性微粒子が単分子層からなる記録媒体に比べ、媒体の磁化安定性を増すことができた。さらに磁性微粒子層の膜剥がれも確認されなかった。
【００５６】
また、上記のような方法を用いれば、磁性微粒子１３の厚みを揃える必要のない簡単にプロセスで多層構造の磁気記録層１４を形成できるので、磁性微粒子１３の配列した磁気記録層１４を有するパターンドメディアを安価に作製することができる。
【００５７】
実施例２
図５（Ａ）〜（Ｆ）を参照して本発明の他の実施例を説明する。
実施例１で用いたＦｅＰｔ微粒子の代わりに、硬質微粒子として以下のようにして調製した粒径約１０ｎｍのＴｉＯ_２微粒子を用意した。エタノール中にＴｉＣｌ_４を２ｍｏｌ／ｌ溶解し、その後メタノールを加えることで、５０ｍｇ／ｍｌチタンを含有するチタンアルコキシドを得た。これを加水分解の後、水溶液を遠心分離しＴＥＭ観察したところ、粒径１０ｎｍのＴｉＯ_２微粒子が観察された。ＴｉＯ_２微粒子を用いた以外は実施例１と同じ方法により、ガラスからなるインプリント基板５１上にレジストからなるバッファ層５２およびＴｉＯ_２微粒子５３が配列した多層構造の微粒子層５４が形成された構造を有するインプリント原盤５０を作製した（図５（Ａ））。このインプリント原盤５０の表面には、約３００ｎｍピッチで幅約２００ｎｍのスパイラル状の凸構造が形成され、幅約２００ｎｍの凸構造の最表面ではＴｉＯ_２微粒子５３がスパイラル状のトラック方向に結晶軸を合わせて格子間隔約１０ｎｍの六方格子を組んで配列している。
【００５８】
一方、媒体基板６１上に、垂直磁気記録材料として膜厚約５０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ層６２を製膜し、その上に膜厚約５０ｎｍのＳｉＯ_２層６３を製膜した。その上にレジスト６４をスピンコートした（図５（Ｂ））。
【００５９】
レジスト６４の表面に、図５（Ａ）図示のインプリント原盤５０の微粒子層５４を押し付け、１０００ｂａｒの圧力でプレスした後、インプリント原盤５０を剥離した。レジスト６４の表面をＡＦＭで観察したところ、インプリント原盤５０の微粒子層５４表面の凸形状が転写されて凹部が形成されていることが確認された（図５（Ｃ））。インプリント時に微粒子層の膜剥がれは確認されなかった。
【００６０】
レジスト６４上にスピンオンガラス（ＳＯＧ）を塗布し、２００℃で３０分間熱処理したところ、レジスト６４の凹部に対応してＳＯＧドット６５が形成された（図５（Ｄ））。
【００６１】
ＳＯＧドット６５をマスクとして、Ａｒイオンミリングによりレジスト６４、ＳｉＯ_２層６３およびＣｏＣｒＰｔ層６２をエッチングして、パターン化されたＣｏＣｒＰｔ粒子で構成される磁気記録層６６を形成した（図５（Ｅ））。
【００６２】
次いで、全面に膜厚約５０ｎｍのＳｉＯ_２を製膜した後、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）により研磨して、磁気記録層６６を構成するＣｏＣｒＰｔ粒子間の間隙にＳｉＯ_２を埋め込んでマトリックス６７を形成し、磁気記録媒体６０を製造した（図５（Ｆ））。
【００６３】
このようにして製造された磁気記録媒体６０の表面を磁気力顕微鏡により観察したところ、トラックに相当する幅約２００ｎｍの範囲内でＣｏＣｒＰｔ粒子が六方格子構造を組んで配列しているのが確認できた。
【００６４】
本実施例では、従来よりも簡便で安価な方法により製造されたインプリント原盤を用いてインプリント法により磁気記録層がパターン化された磁気記録媒体（パターンドメディア）を製造することができるので、パターンドメディアの製造コストを大幅に低減することができる。
【００６５】
実施例３
図６（Ａ）〜（Ｅ）を参照して本発明のさらに他の実施例を説明する。
媒体基板６１上に、垂直磁気記録材料として膜厚約５０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ層６２を製膜し、その上に膜厚約５０ｎｍのＳｉＯ_２層６３を製膜した。その上にレジスト６４をスピンコートした（図６（Ａ））。本実施例においては、媒体基板６１はインプリント原盤を作製するためのレプリカ基板としても用いられる。
【００６６】
一方、１−ドデカンチオールのエタノール溶液中に粒径約１０ｎｍのＴｉＯ_２微粒子を分散させ、ＴｉＯ_２微粒子の表面を１−ドデカンチオールで被覆した。遠心分離機でＴｉＯ_２微粒子を回収し、これをトルエンに分散させて微粒子分散液を得た。
【００６７】
媒体基板６１上に形成されたレジスト６４上に、この微粒子分散液を散布し、トルエンを徐々に蒸発させた。断面ＴＥＭで媒体基板６１の断面を観察したところ、レジスト６４の全面に２層以上のＴｉＯ_２微粒子５３が積層された部分を有する微粒子層５４が確認された。微粒子層５４の厚さは約４０ｎｍであり、平均で４層のＴｉＯ_２微粒子５３が積層されていることが確認された。ただし、部分的にはＴｉＯ_２微粒子５３が５層や３層になっており、層厚のばらつきが観測された（図６（Ｂ））。
【００６８】
微粒子層５４の上にバッファ材料としてレジスト５２ａをスピンコートした。断面ＴＥＭでレジスト５２ａの断面を観察したところ、レジスト５２ａが微粒子層５４を構成するＴｉＯ_２微粒子５３の間隙に浸透し、媒体基板１１の全面を覆っていることが確認された（図６（Ｃ））。
【００６９】
レジスト５２ａ上にインプリント基板５１を載せ、インプリント基板５１と媒体基板６１とを油圧プレス機を用いてプレス圧１０００ｂａｒ、２００℃で１分間プレスしてレジスト５２ａを硬化させ、バッファ層５２を形成した（図６（Ｄ））。このとき、微粒子層５４の下面が媒体基板６１上に形成されたレジスト６４表面に押し付けられ、レジスト６４表面に微粒子層５４の表面形状が転写される。インプリント時におけるインプリント基板からの微粒子層の膜剥がれは確認されなかった。
【００７０】
次いで、媒体基板６１からインプリント基板５１を剥離すると、微粒子層５４はバッファ層５２に固着し、インプリント基板５１／バッファ層５２／微粒子層５４という構造のインプリント原盤５０が得られる。一方、媒体基板６１／ＣｏＣｒＰｔ層６２／ＳｉＯ_２層６３／レジスト６４が残り、レジスト６４表面には金属層５４の表面形状に対応する凹部が形成された（図６（Ｅ））。
【００７１】
この媒体基板６１に対して、実施例２の図５（Ｄ）以降と同様の工程に従い、レジスト凹部でのＳＯＧドットの形成、ＳＯＧドットをマスクとするＳｉＯ_２層６３／ＣｏＣｒＰｔ層６２のエッチングによる磁気記録層の形成、マトリックス材料の製膜とＣＭＰによる平坦化を実施することにより、磁気記録媒体（パターンドメディア）を製造した。また、インプリント原盤５０を用いて、実施例２の図５（Ａ）〜（Ｆ）と同様の工程に従い、新たな磁気記録媒体（パターンドメディア）を製造できた。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、簡便かつ安価な方法で製造することができ、安定な情報の書き込み・読み出しが可能な、パターン化された記録媒体、およびこのような記録媒体を簡便で安価に製造できる方法を提供することができる。また、本発明によれば、簡便かつ安価な方法で製造することができるインプリント原盤、このようなインプリント原盤を簡便で安価に製造できる方法、およびこのインプリント原盤を用いてパターン化された記録媒体を製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図３】実施例１における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図４】実施例１における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図５】実施例２における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図６】実施例３におけるインプリント原盤および磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
１０…磁気記録媒体
１１…媒体基板
１２ａ…バッファ材料
１２…バッファ層
１３…磁性微粒子
１４…磁気記録層
２１…レプリカ基板
２２…レジスト
２３…溝
３１…インプリント原盤
３２…レジスト
３３…レジストパターン
３４…凸構造
５０…インプリント原盤
５１…インプリント基板
５２…バッファ層
５３…ＴｉＯ_２微粒子
５４…微粒子層
６０…磁気記録媒体
６１…媒体基板
６２…ＣｏＣｒＰｔ層
６３…ＳｉＯ_２層
６４…レジスト
６５…ＳＯＧドット
６６…磁気記録層
６７…マトリックス

Claims

媒体基板と、前記媒体基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された記録材料微粒子を含む記録層とを有し、前記記録材料微粒子は六方格子を組んで配列して前記媒体基板表面と実質的に平行な前記記録層の表面を形成し、該表面からバッファ層の深さ方向に向かって２層以上の前記記録材料微粒子が積層された部分を有することを特徴とする記録媒体。
レプリカ基板上にレジスト層を形成し、
前記レジスト層上に記録材料微粒子を散布して記録材料微粒子が２層以上積層された部分を有する記録層を形成し、
前記記録層上にバッファ材料を塗布し、
前記バッファ材料上に媒体基板をプレスした状態で前記バッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、
前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記媒体基板、バッファ層および記録層とを剥離する
ことを特徴とする請求項１記載の記録媒体の製造方法。
インプリント基板と、前記インプリント基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された微粒子層とを有し、前記微粒子層は、微粒子が六方格子を組んで配列して前記インプリント表面と実質的に平行な表面を形成し、表面からバッファ層の深さ方向に向かって２層以上の微粒子が積層された部分を有することを特徴とするインプリント原盤。
レプリカ基板上にレジスト層を形成し、
前記レジスト層上に微粒子が２層以上積層された部分を有する微粒子層を形成し、
前記微粒子層上にバッファ材料を塗布し、
前記バッファ材料上にインプリント基板をプレスした状態で前記バッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、
前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記インプリント基板、バッファ層および微粒子層とを剥離する
ことを特徴とする請求項３記載のインプリント原盤の製造方法。
媒体基板上に記録材料層を形成し、
前記記録材料層上にレジスト層を形成し、
前記レジスト層に請求項３記載のインプリント原盤をプレスして前記レジスト層に該インプリント原盤表面の微粒子層の凹凸形状を転写し、
前記レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成し、
前記マスク材料の粒子をマスクとして前記レジスト層および記録材料層をパターニングして、パターン化された記録層を形成する
ことを特徴とする記録媒体の製造方法。