JP2008162101A - モールド構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに高品質なパターンを転写形成するモールド構造体を高精細で効率よく作製するモールド構造体の製造方法の提供。
【解決手段】表面に凹凸部が形成された原盤を、光透過性を有する被加工基板の一方の表面に塗布されたインプリントレジストに対して、前記凹凸部側を押し当てて、前記凹凸部の形状を前記インプリントレジスト上に転写する転写工程と、
前記インプリントレジストを硬化させる硬化工程と、
該硬化工程において硬化したインプリントレジストをマスクにして前記被加工基板の一方の表面のエッチングを行い、前記被加工基板の一方の表面上に凹凸形状のパターンを形成するパターン形成工程とを有することを特徴とするモールド構造体の製造方法である。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、磁気記録媒体に情報を転写するための凹凸状のパターンを備えたモールド構造体の製造方法に関する。

近年、高速性やコストに優れたハードディスクドライブが、ストレージ機器の主力として、携帯電話、小型音響機器や、ビデオカメラなどのポータブル機器に搭載され始め、より一層の小型大容量化という要求に応えるために、記録密度を向上させる技術が求められている。
ハードディスクドライブの記録密度を高めるためには、磁気記録媒体の高性能化、及び磁気ヘッド幅の狭小化という手法が従来より用いられてきたが、データトラック間隔を狭めることにより、隣接トラック間の磁気の影響（クロストーク）や、熱揺らぎの影響が無視できなくなり、磁気ヘッドの狭小化などによる面記録密度の向上には限界があった。

そこで、クロストークによるノイズを解決する手段として、ディスクリートトラックメディアと呼ばれる形態の磁気記録媒体が提案されている（特許文献１〜２参照）。
ディスクリートトラックメディアは、隣接するトラック間に非磁性のガードバンド領域を設けて個々のトラックを磁気的に分離したディスクリート構造とすることにより、隣接トラック間の磁気的干渉を低減したものである。

また、熱揺らぎによる減磁を解決する手段として、信号記録のための個々のビットを予め所定の形状パターンで備えたパターンドメディアと呼ばれる形態の磁気記録媒体が提案されている（特許文献３参照）。

上記ディスクリートトラックメディアやパターンドメディアを製造する際には、特許文献４〜５に開示されたように、レジストパターン形成用モールド（スタンパとも称することがある。）を用いて、磁気記録媒体の表面に形成されたレジスト層に所望のパターンを転写するインプリンティング法がある。

しかしながら、特許文献４に記載のレジストパターン形成用モールドの製造方法は、形状記憶性を有する組成の材料を、凹凸パターン化されたレジスト層上に成膜する成膜工程を有しているので、製造工程が多くなり、効率が悪かった。
また、従来では、レジストパターン形成用モールドを、後述する原盤として、その都度作製するために、生産効率が悪く、結果として、パターンが形成されたディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアを作製する効率をも下げる結果となっていた。

したがって、磁気記録媒体の基板上に塗布されたレジスト層に対してパターンを転写するモールド構造体を高精細で効率よく作製する製造方法は未だ実現されておらず、その提供が望まれているのが現状である。

特開昭５６−１１９９３４号公報 特開平２−２０１７３０号公報 特開平３−２２２１１号公報 特開２００４−２２１４６５号公報

本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに高品質なパターンを転写形成するモールド構造体を高精細で効率よく作製する製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 表面に凹凸部が形成された原盤を、光透過性を有する被加工基板の一方の表面に塗布されたインプリントレジストに対して、前記凹凸部側を押し当てて、前記凹凸部の形状を前記インプリントレジスト上に転写する転写工程と、
前記インプリントレジストを硬化させる硬化工程と、
該硬化工程において硬化したインプリントレジストをマスクにして前記被加工基板の一方の表面のエッチングを行い、前記被加工基板の一方の表面上に凹凸形状のパターンを形成するパターン形成工程とを有することを特徴とするモールド構造体の製造方法である。
該＜１＞に記載のモールド構造体の製造方法においては、原盤の表面に形成された凹凸部を、被加工基板上のインプリントレジストに押し当てて、前記凹凸部の形状を転写し、硬化させたインプリントレジストをマスクにして凹凸形状のパターンを形成するようにしたので、成膜工程等の複雑かつ時間を要する工程を経ることなく、ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに高品質なパターンを転写形成するモールド構造体を、高精細で、効率よく作製する製造方法を提供することができる。
＜２＞ 原盤の材料が、Ｎｉ、Ｓｉ、及び石英の少なくともいずれかよりなる前記＜１＞に記載のモールド構造体の製造方法である。
＜３＞ 硬化工程が、光及び熱の少なくともいずれかによってインプリントレジストを硬化させる工程である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法である。
＜４＞ 被加工基板が、石英よりなる前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法である。
＜５＞ 転写工程及び硬化工程の少なくともいずれかが、インプリント法によって行われる前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法である。
＜６＞ パターンは、少なくとも所定間隔を有して複数の凸部が同心円状に形成されたパターンである前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法である。

＜７＞ 前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法により作製されたモールド構造体に形成された凸部のパターン形状を、基板上に塗布された樹脂に対して転写する第２の転写工程と、該第２の転写工程において転写されたパターンに基づいて凹凸形状を前記基板上に形成するパターン形成工程とを有することを特徴とするディスクリート記録媒体の製造方法である。

本発明によると、従来における諸問題を解決でき、ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに高品質なパターンを転写形成するモールド構造体を効率よく作製する製造方法を提供することができる。

以下、本発明のモールド構造体の製造方法について図面を参照して説明する。

＜モールド構造体の構成＞
図１は、本発明のモールド構造体の製造方法によって作製されたモールド構造体の構成を示す部分斜視図である。
図１に示すように、本実施形態のモールド構造体の製造方法によって作製されたモールド構造体１は、円盤状をなす基板２の一方の表面２ａ（以下、基準面２ａということがある。）に、複数の凸部３が同心円状に、所定の間隔で形成されてなる。
なお、基板２としては、ニッケル、シリコン、石英板、ガラス、アルミニウム、セラミックス、合成樹脂等が用いられる。

また、前記同心円の半径方向（凸部３が列設されている方向）における凸部３の断面形状は、例えば、矩形をなしている。
なお、前記凸部３の断面形状は、矩形に限られず、目的に応じて、後述するエッチング工程を制御することにより、任意の形状を選択することができる。
以下、本実施形態の説明において、「断面（形状）」とは、特に断りがない限り、前記同心円の半径方向（凸部３が列設されている方向）における断面（形状）を指す。

（モールド構造体の作製方法）
以下、本発明に係るモールド構造体の作製方法について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
―原盤の作製―
図２Ａ〜Ｂは、第１の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図２Ａに示すように、まず、Ｓｉ基板１０上に、スピンコートなどでＰＭＭＡなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層２１を形成する。
その後、Ｓｉ基板１０を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層２１を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層２１のパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤１１を得る。

―モールドの作製―
次に、図２Ｂに示すように、光硬化性樹脂を含有するインプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層２４が一方の面に形成された被加工基板としての石英基板３０に対して、原盤１１を押し当て、原盤１１上に形成された凸部のパターンがインプリントレジスト層２４に転写される。

ここで、本発明における被加工基板の材料は、光透過性を有し、モールド構造体として機能する強度を有する材料であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択され、例えば、石英（ＳｉＯ_２）や、有機樹脂（ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリカーボネート、低融点フッ素樹脂）等が挙げられる。
また、前記「光透過性を有する」とは、具体的には、被加工基板にインプリントレジスト層が形成される一方の面から出射するように、前記被加工基板の他方の面から光を入射した場合に、インプリントレジストが十分に硬化することを意味しており、少なくとも、前記他方の面から前記一方の面への光透過率が５０％以上であることを意味する。
また、前記「モールド構造体として機能する強度を有する」とは、磁気記録媒体の基板上に形成されたインプリントレジスト層に対して、平均面圧力が４ｋｇｆ／ｃｍ^２という条件下で押し当て、加圧しても耐えられるような強度を意味する。

――硬化工程――
その後、インプリントレジスト層２４に紫外線などを照射して転写されたパターンを硬化させる。

――パターン形成工程――
その後、転写されたパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体１を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体１の凹部の断面形状が、図１に示す凸部３の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。

［第２の実施形態］
―原盤の作製―
図３Ａ〜Ｂは、第２の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図２Ａに示すように、まず、Ｓｉ基板１０上に、スピンコートなどでＰＭＭＡなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層２１を形成する。
その後、Ｓｉ基板１０を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層２１を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層２１のパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤１１を得る。

―モールドの作製―
次に、図３Ｂに示すように、光硬化性樹脂を含有するインプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層２４が形成された石英基板３０に対して、原盤１１を押し当て、原盤１１上に形成された凸部のパターンがインプリントレジスト層２４に転写される。

――硬化工程――
その後、インプリントレジスト層２４に紫外線などを照射して転写されたパターンを硬化させる。

――パターン形成工程――
その後、転写されたパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体１を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体１の凹部の断面形状が、図１に示す凸部３の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。

［第３の実施形態］
―原盤の作製―
図４Ａ〜Ｂは、第３の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図４Ａに示すように、まず、石英基板３０上に、スピンコートなどでＰＭＭＡなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層２１を形成する。
その後、石英基板３０を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト層２１の全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層２１を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層２１のパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤３１を得る。

―モールドの作製―
次に、図４Ｂに示すように、光硬化樹脂が含有されたインプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層２４が形成された石英基板３０に対して、原盤３１を押し当て、原盤３１上に形成された凸部のパターンがインプリントレジスト層２４に転写される。

――硬化工程――
その後、インプリントレジスト層２４に紫外線などを照射して転写されたパターンを硬化させる。

――パターン形成工程――
その後、転写されたパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体１を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体１の凹部の断面形状が、図１に示す凸部３の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。

［第４の実施形態］
―原盤の作製―
図５Ａ〜Ｂは、第４の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図５Ａに示すように、まず、Ｓｉ基板１０上に、スピンコートなどでＰＭＭＡなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層２１を形成する。
その後、Ｓｉ基板１０を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層２１を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層２１のパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤１１を得る。

―モールドの作製―
次に、図５Ｂに示すように、熱硬化性樹脂を含有するインプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層２４が一方の面に形成された被加工基板としての石英基板３０に対して、原盤１１を押し当て、原盤１１上に形成された凸部のパターンがインプリントレジスト層２４に転写される。

――硬化工程――
その後、インプリントレジスト層２４に熱を加えて、転写されたパターンを硬化させる。

――パターン形成工程――
その後、転写されたパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体１を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体１の凹部の断面形状が、図１に示す凸部３の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。

［第５の実施形態］
―原盤の作製―
図６Ａ〜Ｂは、第１の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図６Ａに示すように、まず、Ｓｉ基板１０上に、スピンコートなどでＰＭＭＡなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層２１を形成する。
その後、Ｓｉ基板１０を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層２１を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層２１のパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤１１を得る。

―モールドの作製―
次に、図６Ｂに示すように、光硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有するインプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層２４が一方の面に形成された被加工基板としての石英基板３０に対して、原盤１１を押し当て、原盤１１上に形成された凸部のパターンがインプリントレジスト層２４に転写される。

――硬化工程――
その後、インプリントレジスト層２４に熱を加えて、紫外線などを照射することで、転写されたパターンを硬化させる。

――パターン形成工程――
その後、転写されたパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体１を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体１の凹部の断面形状が、図１に示す凸部３の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。

上記第１〜３の実施形態においては、ポジ型のフォトレジストを用いて露光及び現像を行ったが、前記レジスト液をネガ型とすることで、本実施形態とは対称的なパターンのモールド構造体を作製することもできる。したがって、本実施形態におけるフォトレジストの適用に特に制限はなく、目的に応じて、ネガ型フォトレジスト、及びポジ型フォトレジストのいずれが適宜選択される。

また、前記原盤にメッキを施して第２の原盤を作製し、この第２の原盤を使用してメッキを行い、ネガ状凹凸パターンを有する基板を作製してもよい。更に、第２の原盤にメッキを行うか、樹脂液を押し付けて硬化を行って第３の原盤を作製し、第３の原盤にメッキを行い、ポジ状凹凸パターンを有する基板を作製してもよい。

更に、上記第１〜３の実施形態においては、光硬化性樹脂を含有するインプリントレジスト液を基板上に塗布してインプリントレジスト層２４を形成する実施形態を説明したが、前記インプリントレジスト液には、光硬化性樹脂、及び熱硬化性樹脂の少なくともいずれかが含まれていることが好ましい。
前記インプリントレジスト液に熱硬化性樹脂が含まれる場合には、前述の被加工基板の「光透過性」の条件と同様に、レジストが十分に硬化する程度の熱伝導率の材料が、前記被加工基板に採用されていることが好ましい。
そして、前記インプリントレジスト液に光硬化性樹脂、及び熱硬化性樹脂が含まれる場合には、前述の硬化工程において、被加工基板への光の照射、及び被加工基板の加熱が段階的に行われてもよい。
熱可塑性樹脂がインプリントレジスト液に含まれる場合、該熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）付近に維持した状態で、凸部のパターンをインプリントレジスト層２４に転写後、インプリントレジスト層２４を前記熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも低下させることにより転写されたパターンを硬化させ、該パターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体１を得ることとなる。

＜磁気記録媒体の作製方法＞
以下、本発明に係るモールド構造体を用いて、ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアなどの磁気記録媒体を作製する作製方法について図面を参照して説明する。
図７に示すように、例えば、上記第１の実施形態で作製したモールド構造体１を用いる場合、磁性層５０と、ＰＭＭＡなどのインプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層２４とがこの順に形成された磁気記録媒体の基板４０に対して、モールド構造体１を押し当て、加圧することにより、モールド構造体１上に形成された凸部３のパターンをインプリントレジスト層２４に転写する。
なお、インプリントレジスト層２４にモールド構造体１を押し当てる際には、系を前記レジスト液のガラス転移点（Ｔｇ）付近に維持しておき、転写後、インプリントレジスト層２４が前記レジスト液のガラス転移点よりも低下することにより硬化することとなる。
その後、凸部３のパターンが転写されたインプリントレジスト層２４をマスクにして、ＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、モールド構造体１上に形成されたパターン形状に基づく凹凸形状を磁性層５０に形成し、凹部に非磁性材料７０を埋め込み、表面を平坦化した後、必要に応じて、保護膜などを形成して磁気記録媒体１００を得る。

以上説明したように、本発明に係るモールド構造体の製造方法によれば、原盤の表面に形成された凹凸部を、被加工基板上のインプリントレジストに押し当てて、前記凹凸部の形状を転写し、硬化させたインプリントレジストをマスクにして凹凸形状のパターンを形成することにより、原盤を複製したモールド構造体を作製することができるので、成膜工程等の複雑かつ時間を要する工程を経ることなく、ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに高品質なパターンを転写形成するモールド構造体を、高精細で、効率よく作製する製造方法を提供することができる。

本発明のモールド構造体は、該モールド構造体上に形成された微細なパターンが、基板上のレジストに効率よく入り込み、高い歩留まりで前記基板上にパターンを形成することができるので、ディスクリートメディアの作製や、パターンドメディアの作製に好適である。

図１は、本発明のモールド構造体の製造方法によって作製されたモールド構造体の構成を示す斜視図である。 図２Ａは、本発明の第１の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図２Ｂは、本発明の第１の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図３Ａは、本発明の第２の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図３Ｂは、本発明の第２の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図４Ａは、本発明の第３の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図４Ｂは、本発明の第３の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図５Ａは、本発明の第４の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図５Ｂは、本発明の第４の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図６Ａは、本発明の第５の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図６Ｂは、本発明の第５の実施形態におけるモールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図７は、本発明のモールド構造体の製造方法によって作製されたモールド構造体を用いて磁気記録媒体を製造する製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１ モールド構造体
２ 基板
３ 凸部
１０ Ｓｉ基板
１１ Ｓｉ原盤
２１ フォトレジスト
２２ 導電膜
２３ Ｎｉ基板
２４ インプリントレジスト層
３０ 石英基板
３１ 石英原盤
４０ 磁気記録媒体の基板
５０ 磁性層
１００ 磁気記録媒体

Claims (6)

1. 表面に凹凸部が形成された原盤を、光透過性を有する被加工基板の一方の表面に塗布されたインプリントレジストに対して、前記凹凸部側を押し当てて、前記凹凸部の形状を前記インプリントレジスト上に転写する転写工程と、
   前記インプリントレジストを硬化させる硬化工程と、
   該硬化工程において硬化したインプリントレジストをマスクにして前記被加工基板の一方の表面のエッチングを行い、前記被加工基板の一方の表面上に凹凸形状のパターンを形成するパターン形成工程とを有することを特徴とするモールド構造体の製造方法。
2. 原盤の材料が、Ｎｉ、Ｓｉ、及び石英の少なくともいずれかよりなる請求項１に記載のモールド構造体の製造方法。
3. 硬化工程が、光及び熱の少なくともいずれかによってインプリントレジストを硬化させる工程である請求項１から２のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法。
4. 被加工基板が、石英よりなる請求項１から３のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法。
5. 転写工程及び硬化工程の少なくともいずれかが、インプリント法によって行われる請求項１から４のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法。
6. パターンは、少なくとも所定間隔を有して複数の凸部が同心円状に形成されたパターンである請求項１から５のいずれかに記載のモールド構造体の製造方法。

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