JP2010061722A - 基板の製造方法、前記方法により製造される基板、及び前記基板を用いた磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の形状の凸部を有し、平坦性の高い基板を、簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】凹部が形成された犠牲層を備えた基板基材上に、凸部を構成する構造材料を溶媒に溶解させた溶液を塗布することにより、凹部に溶液を充填させる工程と、凹部に充填された溶液の溶媒を乾燥させることにより、凸部を形成する工程と、凸部を残存するように犠牲層を除去する工程とを備え、犠牲層の、溶液に対する接触角θが９０°未満であって、凹部の、基板基材の表面に平行な断面における重心を通る側面間の最小距離をＬとしたときに、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定される値ｄが、１０ｎｍ未満であって、凹部に溶液を充填したときに、溶液の基板基材から最も遠い位置と基板基材の表面との距離及び凹部の深さのうちの小さい方の長さが、ｄ以上である基板の製造方法を用いる。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板の製造方法、前記方法により製造される基板、及び前記基板を用いた磁気記録媒体に関する。

磁気記録媒体は、記録密度をより高度化するために、磁性層をパターニングして磁性層を複数の領域に物理的に分割したパターンドメディア（ＰＭ）が提案されている。このＰＭの作製方法としては、例えば、ナノインプリント法によってパターンを形成する方法が提案されている。ナノインプリント法とは、まず、表面に凹凸形状を有する鋳型を、基板基材上に塗布したインプリント材料に押し付けること等によって、鋳型の凹凸形状をインプリント材料に転写させ、そして、凹凸形状が転写されたインプリント材料を固化させた後に鋳型を剥離することによって、表面に凹凸形状を有する基板を得る方法である。例えば、特許文献１や特許文献２に記載の方法が挙げられる。

特許文献１には、平坦な基板上又は凹凸構造を有するモールド上に被転写体（インプリント材料の層）を形成する工程と、前記モールドを被転写体に接触させ加圧する工程と、前記モールドの凹凸構造を前記被転写体に転写する工程と、前記モールドを被転写体から剥離する工程と、前記モールドの凹凸構造が転写された被転写体上に磁気記録層を堆積する工程とを有する磁気記録媒体の製造方法が記載されている。

また、特許文献２には、表面にスタンパ（鋳型）のドット状凹部に対応したドット状凸部を有する下地を形成する工程と、前記下地の前記ドット状凸部を設けた面に強磁性材料を含む層（磁性層）を形成する工程とを含んだ記録媒体の製造方法が記載されている。

また、予め形成された微細な凹凸形状の凹部に磁性粒子を充填させることによって、微細構造を形成する方法としては、例えば、特許文献３に記載の方法が挙げられる。

特許文献３には、軟磁性層とその上にある磁気記録層と当該磁気記録層の直下にある中間層とを有する円板状の磁気記録媒体の製造方法であって、当該中間層の上面に、当該円板の半径方向に凹凸を繰り返す凹部と凸部とを設け、当該凹部に磁性粒子を自己組織的に充填させることを含む磁気記録媒体の製造方法が記載されている。
特開２００７−９５１６２号公報 特開２００４−３０３３０２号公報 特開２００７−２２０１９６号公報

特許文献１や特許文献２に記載されているようなナノインプリント法によれば、例えば、大気圧下で凹凸形状を形成させることができ、装置内を真空にする工程を特に必要としないので、凹凸形状を有する基板等を、簡単かつ高スループットで製造することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の方法によれば、インプリント材料によっては、所望の凹凸形状を形成することが困難である場合があった。例えば、インプリント材料として、スピンオングラス材料（ＳＯＧ）を用いた場合、ＳＯＧ中の溶媒を乾燥させると、インプリント材料がガラス質になって硬くなる。そして、鋳型を押圧させる前にインプリント材料が硬くなりすぎた場合、鋳型を押圧する圧力が不足して、転写性が不充分となってしまい、所望の凹凸形状を形成することができないという問題があった。また、転写性を高めるために押圧する圧力を高くすると、鋳型が破損するおそれがあった。これに対して、ＳＯＧ中の溶媒の乾燥が不充分な状態で、鋳型を押圧させて鋳型の形状を転写させた場合、転写中は、ＳＯＧが鋳型と基板とに挟まれており、ＳＯＧの空気に接触する面積が非常に小さいので、ＳＯＧが乾燥しにくくなる。このため、鋳型を離型する際に、形状を保持することができる程度までＳＯＧを硬化させるには、時間がかかり、高スループット化の妨げとなるという問題があった。

また、特許文献２に記載の方法によれば、鋳型上に液状のインプリント材料を塗布してそのまま乾燥させて基板を形成するので、転写中であっても、インプリント材料を乾燥させやすい。しかしながら、基板の鋳型と接触していない面は、開放された状態であるので、その面にうねり等が発生し、平坦性が低い場合があった。このような場合、鋳型から基板を離型すると、基板の鋳型と接触していない面のうねり等の平坦性の低さが、凹凸形状が転写された面にも影響するおそれがあった。例えば、平坦性の高い基板基材等に貼着させると、基板の鋳型と接触していない面のうねり等が、凹凸形状が転写された面に倣い、平坦性の低いものとなるおそれがあった。

一方、ハードディスクドライブ等の磁気記録装置において、磁気ヘッドは、磁気記録媒体に情報を記録したり、記録した情報を読み取ったりする場合に、回転する磁気記録媒体の表面から、例えば、１０ｎｍ程度離間している。従って、上記のような、凹凸形状の転写性や凹凸形状が転写された面の平坦性等が劣った基板の表面上に磁性層等を形成させて得られた磁気記録媒体を用いると、磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触するヘッドクラッシュが起こるという問題があった。また、磁気記録媒体を製造する際、特許文献２に記載されているように、所望の形状の磁性層を形成した後に、ＳＯＧ等を塗布し、磁性層の間にＳＯＧ等からなる非磁性膜を形成させて、その後、エッチバックして、均一な表面を得ることも考えられる。しかしながら、このように表面を均一にしても、凹凸形状の転写性や凹凸形状が転写された面の平坦性等が劣った基板を用いた場合は、ヘッドクラッシュが発生するおそれがあった。また、エッチバックを施すと、高スループット化の妨げとなるという問題があった。例えば、エッチバックを行う際、ドライエッチングを用いると、エッチングを行う装置内を真空にしなければならず、高スループット化の妨げとなった。

また、特許文献３によれば、スピンコート等によって、予め形成された微細な凹凸形状の凹部のみに磁性粒子を充填させることができる。この磁性粒子の代わりに、上記インプリント材料のような構造材料を用い、予め形成された微細な凹凸形状を犠牲層として除去することによって、微細な凹凸形状を形成することができると考えられる。しかしながら、微細な凹凸形状を形成させるために、磁性粒子の代りに、ＳＯＧ等の液体状材料を用いた場合、凹部にのみに液体状材料が充填されたとしても、液体状材料の表面張力等によって、凹部の壁面付近において、液体状材料が隆起したり、沈下したりする、いわゆるメニスカスが発生する。このメニスカスによって、凹凸形状が転写された面の平坦性を充分に高めることが困難であり、ヘッドクラッシュが発生するおそれがあった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、所望の形状の凸部を複数有し、平坦性の高い基板、例えば、表面に磁性層等を設けて磁気記録媒体とした場合にヘッドクラッシュの発生を抑制する平坦性の高いものを製造できる基板を、簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。また、前記製造方法により製造される基板、及び前記基板を用いた磁気記録媒体を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る基板の製造方法は、複数の凸部を有する基板の製造方法であって、前記凸部に対応する凹部が形成された犠牲層を備えた基板基材上に、前記凸部を構成する構造材料を溶媒に溶解させた溶液を塗布することにより、前記凹部に前記溶液を充填させる工程と、前記凹部に充填された前記溶液の前記溶媒を乾燥させることにより、前記凸部を形成する工程と、前記凸部を残存するように前記犠牲層を除去する工程とを備え、前記犠牲層の、前記溶液に対する接触角θが９０°未満であって、前記凹部の、前記基板基材の表面に平行な断面における重心を通る側面間の最小距離をＬとしたときに、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定される値ｄが、１０ｎｍ未満であって、前記凹部に前記溶液を充填したときに、前記溶液の前記基板基材から最も遠い位置と前記基板基材の表面との距離、及び前記凹部の深さのうちの小さい方の長さが、前記ｄ以上であることを特徴とする。

上記構成によれば、所望の形状の凸部を複数有し、平坦性の高い基板を、簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる。このことは、以下のことによると考えられる。

まず、前記犠牲層の前記溶液に対する接触角θが９０°未満であるので、前記犠牲層の凹部に乾燥前の前記溶液を充分に充填させることができる。そして、前記凹部の側面間距離Ｌが、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定される値ｄが１０ｎｍ未満となるような大きさであると、前記凹部に充填された前記溶液の表面にメニスカスが発生しても、得られた凸部の平坦性は充分に高いものになると考えられる。よって、凸部を複数形成された面の平坦性が大きく低下することなく、平坦性の優れた基板を、特別な工程を施すことなく、簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる。また、前記凹部に充填された溶液の表面が、前記基板基材に近接すると、前記基板基材の影響を受けてしまい、前記溶液の形状が、スピンコートの回転数等の前記溶液の塗布条件によって変化する。そこで、前記溶液の前記基板基材から最も遠い位置と前記基板基材の表面との距離、及び前記凹部の深さのうちの小さい方の長さが、前記ｄ以上であることを満たすような、前記凹部に充填された前記溶液の量等に調整することによって、塗布条件等に影響されず、平坦性の高い基板を製造することができる。

前記構造材料が、ケイ素化合物であり、前記溶媒が、エーテル類及びアルコール類から選ばれる少なくとも１種であり、前記犠牲層が、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、及びフェノール系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。上記のような組み合わせによれば、前記犠牲層の前記溶液に対する接触角θが９０°未満を実現でき、平坦性のより高く、所望の形状の凸部を複数有する基板を、簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる。

前記凸部が、円柱状であることが好ましい。この構成によれば、平坦性のより高く、所望の形状の凸部を複数有する基板を、より簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる。また、得られた基板は、ＰＭ用の基板としてより好適である。

また、本発明の他の一態様に係る基板は、前記製造方法によって得られることを特徴とする。上記の構成によれば、所望の形状の凸部を複数有し、平坦性の高い基板が得られる。例えば、表面に磁性層等を設けて磁気記録媒体とした場合にヘッドクラッシュの発生を抑制する平坦性の高いものを製造できる基板が得られる。

また、本発明の他の一態様に係る磁気記録媒体は、前記基板と、前記基板上に設けられた磁性層とを備え、前記磁性層が、前記基板の凸部上に形成された磁性層と前記基板基材上に形成された磁性層とが規則的に配列されていることを特徴とする。上記の構成によれば、ヘッドクラッシュの発生を抑制できるような平坦性が高い磁気記録媒体が得られる。

本発明によれば、所望の形状の凸部を複数有し、平坦性の高い基板を、簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる製造方法を提供することができる。また、このような基板の製造方法により製造される基板、前記基板を用いた磁気記録媒体が提供される。

以下、本発明の基板の製造方法に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

本実施形態に係る基板の製造方法は、複数の凸部を有する基板の製造方法である。具体的には、図１に示すような前記凸部に対応する凹部１３が形成された犠牲層１２を備えた基板基材１１上に、前記凸部を構成する構造材料を溶媒に溶解させた溶液を塗布することにより、前記凹部に前記溶液を充填させる工程と、前記凹部に充填された前記溶液の前記溶媒を乾燥させることにより、前記凸部を形成する工程と、前記凸部を残存するように前記犠牲層を除去する工程とを備える。このような工程によって、複数の凸部を有する基板を製造することができる。なお、図１は、本実施形態に係る基板の製造方法に用いる犠牲層１２を備えた基板基材１１の一例を示す鳥瞰図であり、前記基板基材１１の一部を示すものである。また、ここでは、前記凹部１３として、円柱状のものを挙げて説明するが、円柱状に限らず、四角形柱状や六角形柱状等の多角形柱状であってもよいし、特定の方向に延びる溝状であってもよい。また、前記基板基材１１が円板状である場合、前記基板基材１１の円周方向に延びる溝状であってもよい。

また、ここで製造する基板としては、表面に複数の凸部を有するものであればよく、例えば、パターン化された磁気記録媒体（パターンドメディア：ＰＭ）用の基板等が挙げられる。また、前記凸部としては、微細な凸部であり、例えば、ｎｍオーダーの凸部等が挙げられる。

そして、前記犠牲層及び前記溶液の種類や形状等が、図２及び図３に示すような、以下のような関係を満たすようなものを用いる。なお、図２は、前記犠牲層１２の前記凹部１３内に前記溶液が充填された状態の前記基板基材１１の、前記凹部１３の開口上方から見た上面図を示す。図３は、図２に示す前記基板基材１１を、切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩ’から見た概略断面図である。

まず、図３に示すように、前記犠牲層１２の、前記溶液１４に対する接触角θが９０°未満である。このような関係を満たせば、前記基板基材１１に備えられた前記犠牲増１２の前記凹部１３に乾燥前の前記溶液１４を充分に充填させることができる。このことは、以下のことによると考えられる。前記犠牲層１２の前記溶液１４に対する接触角θが９０°未満であると、その状態は一般的に浸漬ぬれであると言われ、前記溶液１４が前記犠牲層１１によくぬれ広がる状態である。よって、前記溶液１４の充填性を充分に高めることができると考えられる。なお、前記溶媒を乾燥させる前は、前記溶液１４の主成分が前記溶媒であるため、前記犠牲層１２の前記溶液１４に対する接触角θは、前記犠牲層１２の前記溶媒に対する接触角θとほぼ同等であり、前記犠牲層１２と前記溶媒との性質によって、前記犠牲層１２の前記凹部１３への前記溶液１４の充填性を変化させることができると考えられる。また、このような浸漬ぬれの状態において、溶液の塗布面がわずかに粗化されていると、ぬれ性がさらに高まる。例えば、基板基材１１として、磁気記録媒体として一般的に用いられる２．５インチの基板を用いると、その基板基材１１は、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍのドーナツ形状であり、ＰＭ用の磁気記録媒体を得るためには、前記犠牲層１２の、隣り合う前記凹部１３の中心間距離が数十ｎｍという大きさであるので、上記の塗布面がわずかに粗化されている状態に該当し、ぬれ性がさらに向上するため、より充填性が高まる。このため、基板基材の面積が大きくても、良好な充填性を確保できるという点でも好適である。

そして、図２及び図３に示すように、前記凹部１３の、前記基板基材１１の表面に平行な断面における重心を通る側面間の最小距離をＬとしたときに、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定される値ｄが、１０ｎｍ未満である。なお、ここでは、Ｌは、前記凹部１３が円柱状であるので、直径に相当する。このような関係を満たすようなＬとすることによって、前記凹部１３に充填された前記溶液１４の表面にメニスカスが発生しても、得られた凸部の平坦性は充分に高いものになると考えられる。

以下、この平坦性の高いものが得られる理由について説明するために、まず、液体の表面の形状であるメニスカスの形状について説明する。

液体の表面の形状は、一般的に液体の表面張力と重力とによって決定される。そして、メニスカスが形成されている部分の液体の内外の圧力は、表面張力の影響で、ラプラス圧力という圧力分だけ圧力差が生じる。つまり、このラプラス圧力と重力による液圧とのバランスによって、メニスカスの形状が決まる。例えば、液体が凹部等に充填されている場合、前記凹部のサイズが毛管長と呼ばれる長さから規定されるサイズより小さくなると、ラプラス圧力が液圧より常に大きくなる。このような場合、メニスカスの形状は、曲率一定の形状となる。

ここで、図１に示すような、前記犠牲層１２の円柱状の凹部１３に、前記溶液１４としてＳＯＧを充填した場合について説明する。なお、上記関係を満たすのであれば、ここでの凹部１３の形状や前記溶液１４に限定されない。

この場合、毛管長κ^−１は、下記式（１）で表すことができる。

κ^−１＝（２γ／ρｇ）^１／２ （１）
ここで、γは液体の表面張力を示し、ρは液体の密度を示し、ｇは重力加速度を示す。そして、ＳＯＧに用いられる一般的な有機溶媒の表面張力は２５ｍＮ／ｍ程度であり、密度は０．９ｇ／ｃｍ^３程度であるので、上記式（１）より、毛管長κ^−１は、２ｍｍ程度である。凹部１３の直径が、この毛管長κ^−１より小さいと、メニスカスの形状が曲率一定の形状となる。そこで、この凹部１３に対応する凸部の直径は、磁気記録媒体に用いられる基板、例えばＰＭ用基板の場合、毛管長κ^−１より遥かに小さく、数十ｎｍ以下である。このため、前記凹部１３に充填された前記溶液１４の表面の形状であるメニスカス形状は、図３に示すように、曲率一定の形状となり、球の一部を切りとった形となる。また、前記犠牲層１２の、前記溶液１４の前記溶液に対する接触角θが９０°未満であるので、前記凹部１３の、前記溶液１４の前記溶液に対する接触角θは、図３に示すように、９０°未満である。

そして、前記凹部の、前記基板基材の表面に平行な断面における重心を通る側面間の最小距離をＬとしたときに、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定される値ｄは、前記溶液１４の前記基板基材１１から最も遠い位置と前記溶液１４の前記基板基材１１に最も近い位置との距離であるメニスカスの凹み量とほぼ一致する。よって、前記凹部の側面間距離Ｌが、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定される値ｄが１０ｎｍ未満となるような大きさであると、前記凹部に充填された前記溶液の表面にメニスカスが発生しても、得られた凸部の平坦性は、ハードディスク装置に用いられた場合、ヘッドクラッシュを起こさないような充分に高いものになると考えられる。

そして、図４に示すように、前記凹部１３に前記溶液１４を充填したときに、前記溶液１４の前記基板基材１１から最も遠い位置と前記基板基材１１の表面との距離、及び前記凹部１３の深さのうちの小さい方の長さｈが、前記ｄ以上であると、塗布条件等に影響されず、平坦性の高い基板を製造することができる。これに対して、図５に示すように、前記凹部１３に前記溶液１４を充填したときに、前記溶液１４の前記基板基材１１から最も遠い位置と前記基板基材１１の表面との距離、及び前記凹部１３の深さのうちの小さい方の長さｈが、前記ｄ未満であると、前記凹部１３に充填された溶液１４の表面が、前記基板基材１１に近接し、前記基板基材１１の影響を受けてしまう。よって、前記溶液１４の形状が、スピンコートの回転数等の前記溶液１４の塗布条件によって変化してしまう。なお、図４は、前記犠牲層１２の前記凹部１３内に前記溶液が充填した際、ｈがｄ以上である場合の断面図を示す。また、図５は、前記犠牲層１２の前記凹部１３内に前記溶液が充填した際、ｈがｄ未満である場合の断面図を示す。

したがって、前記溶液１４の前記基板基材１１から最も遠い位置と前記基板基材１１の表面との距離、及び前記凹部１３の深さのうちの小さい方の長さｈが、前記ｄ以上となるように、前記凹部に充填された前記溶液の量等を調整することによって、塗布条件等に影響されず、平坦性の高い基板を製造することができる。

以上のことから、上記の各構成を満たすようにすれば、所望の形状の凸部を複数有し、平坦性の高い基板を、簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる。また、表面に磁性層等を設けて磁気記録媒体とした場合にヘッドクラッシュの発生を抑制する平坦性の高いものを製造できる基板が得られる。また、このような基板の製造方法は、極めて高い平坦性が求められるＰＭ用の基板等の製造方法に特に好適である。

以下、本実施形態に係る基板の製造方法について説明する。

まず、図１に示すような凹部１３を複数有する犠牲層１２を備えた基板基材１１を用意する。このような凹部を複数有する犠牲層の作製方法としては、特に制限されず、例えば、以下の方法等が挙げられる。まず、スピンコート法やディップコート法等によって、犠牲層を構成する材料からなる層を形成させ、その層に対して、電子線描画（電子線リソグラフィ）法、フォトリソグラフィ法及びナノインプリント法等によって、凹部を複数形成させる。その後、必要に応じて、凹部において、基板基材表面が露出するまで、エッチングする。そうすることによって、凹部を複数有する犠牲層を備えた基板基材が得られる。

次に、前記基板基材の前記犠牲層を備えた側の表面上に前記溶液を塗布する。塗布方法としては、前記凹部に前記溶液を充填させることができれば、特に制限されず、公知の塗布方法を用いることができる。例えば、ディスペンサ等による滴下塗布であってもよいし、スピンコート法やディップコート法等であってもよいし、ワイヤーバー及びアプリケータ等を用いて塗り広げてもよい。その際、前記接触角θ、ｄ及びｈが、上記各関係を満たすように、犠牲層の種類や形状及び溶液の種類や量等を調整する。また、前記凹部に前記溶液を充填させるために、前記溶液の濃度を調整したり、スピンコート法の場合は、回転数を調整してもよい。なお、スピンコート法における回転数は、例えば、１０００〜１００００ｒｐｍであることが好ましい。

前記犠牲層、構造材料及び溶媒の組み合わせは、接触角θ等が、上記関係を満たせば、特に制限されない。例えば、前記犠牲層が、樹脂であり、前記溶媒が、有機溶媒であり、前記構造材料が、無機材料である組み合わせであることが好ましい。

前記樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられる。また、前記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、シクロオレフィン樹脂等が挙げられる。ポリスチレン系樹脂としては、例えば、電子線用レジスト樹脂として用いられるもの等が挙げられる。アクリル系樹脂としては、例えば、紫外線硬化樹脂として用いられるもの等が挙げられる。なお、前記犠牲層として、電子線用レジストとして用いられるものを用いた場合、前記凹部を形成するのに、電子線描画法を用いることができ、紫外線硬化樹脂として用いられるものを用いた場合、前記凹部を形成するのに、光インプリント法を用いることができる。

前記有機溶媒としては、例えば、ケトン類、エーテル類、アルコール類及びエステル類等が挙げられる。また、前記ケトン類としては、例えば、アセトン及びメチルイソブチルケトン等が挙げられる。前記エーテル類としては、例えば、プロピレングリコールジメチルエーテル及びエチレングリコールジメチルエーテル等のグライム等が挙げられる。前記アルコール類としては、例えば、グリコール、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール及びブタノール等が挙げられる。

前記無機材料としては、例えば、シリケート及びシロキサン等のケイ素化合物等が挙げられる。また、前記シロキサンとしては、例えば、水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）等のシルセスキオキサン等が挙げられる。

また、前記溶媒は、１種のみからなるものを用いてもよいし、溶液の粘度、乾燥速度、及び構造材料の溶解性等を調整する点から、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記構造材料は、１種のみからなるものを用いてもよいし、溶液の粘度、構造材料の溶解性及び乾燥固化後の硬さを調整する点から、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

さらに、前記構造材料が、ケイ素化合物であり、前記溶媒が、エーテル類及びアルコール類から選ばれる少なくとも１種であり、前記犠牲層が、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、及びフェノール系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種である組み合わせであることがより好ましい。上記のような組み合わせによれば、前記犠牲層の前記溶液に対する接触角θが９０°未満を実現でき、平坦性のより高く、所望の形状の凸部を複数有する基板を、簡単かつ高スループットで高精度に製造することができる。また、前記構造溶液を前記溶媒に溶解させた溶液としては、例えば、スピンオングラス（ＳＯＧ）と呼ばれる材料を用いることができる。

次に、前記凹部に充填された前記溶液の前記溶媒を乾燥させる。そうすることによって、前記凹部に充填された前記溶液が固化され、前記凹部に対応する凸部が形成される。ここでの乾燥は、形成された凸部の形状を維持できればよく、前記溶媒が全て除去されていなくてもよい。完全に乾燥されていない場合、前記犠牲層を除去した後に、さらに乾燥させてもよい。また、乾燥方法としては、特に制限なく、公知の乾燥方法を用いることができる。例えば、室温で放置してもよいが、さらに、減圧、送風及び加熱等を行うと、乾燥をより早める点から好ましい。また、加熱を行う場合、加熱温度を溶媒の沸点を超えないようにすることが好ましい。そうすることによって、前記溶液が沸騰せず、形成された凸部内部に気泡が残存する可能性が低くなるため、形成される凸部の形状不良の発生が抑制される。

最後に、前記凸部を残存するように、前記犠牲層を除去する。除去方法としては、前記犠牲層のみを除去することができれば、特に限定されず、例えば、前記犠牲層を溶解させる溶媒、例えば、有機溶媒等を用いて除去してもよいし、ドライエッチングや酸素アッシング等によって除去してもよい。

上記の製造方法によって、微細な凸部を複数有する基板を、形状損傷を抑制しながら、容易に製造することができる。したがって、ここで得られる基板は、例えば、ＰＭ用の基板に好適に利用することができる。

また、この基板の表面上に、磁性層を形成させることによって、ＰＭを形成させることができる。すなわち、前記基板と、前記基板上に設けられた磁性層とを備え、前記磁性層が、前記基板の凸部上に形成された磁性層と前記基板基材上に形成された磁性層とが規則的に配列されているＰＭが得られる。このＰＭの一例としては、例えば、前記基板と、前記基板上に設けられた磁性層とを備え、前記磁性層が、前記基板の凸部上に形成された磁性層と前記基板基材上に形成された磁性層とが分離されているＰＭ等が挙げられる。基板の凸部を微細にすれば、記録密度の高いＰＭが得られる。また、前記磁性層やその形成方法としては、特に制限なく、公知の磁性層や公知の形成方法を用いることができる。また、前記基板と前記磁性層との間に、下地層を備えていてもよい。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
図６に示すように基板を作製した。

基板基材４１であるハードディスクドライブ用２．５インチガラス基板（外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ）の表面上に、紫外線硬化樹脂であるＰＡＫ−０２（東洋合成工業株式会社製）を塗布した。そして、光インプリント法を用いて、図６（ａ）に示すように、基板基材４１上に、円柱状の凹部４３を正方格子状に複数有する樹脂層４２を形成させた。その後、前記凹部４３の底面から前記基板基材４１の表面が露出するまで、前記樹脂層４２に対して酸素アッシングを施す。そうすることによって、図６（ｂ）に示すように、基板基材４１上に、ピッチ５０ｎｍ、深さ５０ｎｍ、直径２５ｎｍの円柱状の凹部４５を正方格子状に複数有する犠牲層４４を形成させた。

次に、溶液４６として、スピンオングラス材料（ＳＯＧ）であるＯＣＤ Ｔ−１２ ９００−Ｖ（東京応化工業株式会社製）を用意した。このＳＯＧは、溶媒がプロピレングリコールジメチルエーテルであり、溶質（構造材料）がラダー型の水素シルセスキオキサンである。なお、ここでの前記犠牲層４４の、前記溶液４６に対する接触角θは、３０°であり、９０°未満であった。また、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定されるｄは、７．２ｎｍであり、１０ｎｍ未満であった。

そして、図６（ｃ）に示すように、前記溶液４６をディスペンサで前記犠牲層４４上に１００μｌ滴下した。次に、前記溶液４６を滴下した前記犠牲層４４を備える基板基材４１を、回転数４０００ｒｐｍで３０秒間、スピンコートした。そうすることによって、前記犠牲層４４の前記凹部４５に前記溶液４６が充填された。また、スピンコート終了時には、前記溶液４６の溶媒がほぼ乾燥したため、特に加熱や減圧等の乾燥促進を行わなかった。すなわち、図６（ｄ）に示すように、前記犠牲層４４の前記凹部４５に凸部４７が形成された。ここで得られた凸部４７が形成された基板基材４１を割り、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、前記凹部４５に凸部４７を構成する構造材料が埋め込まれており、凹部４５の底面からメニスカスの最上面までの距離ｈが２０ｎｍであり、ｄ以上であった。また、メニスカスの凹み量が、７ｎｍであり、ｄとほぼ一致した。

最後に、酸素アッシングにより、前記犠牲層４４を除去することによって、図６（ｅ）に示すように、前記基板基材４１上に前記凸部４７が複数形成された基板４８が得られた。ここで得られた基板４８を割り、その断面をＳＥＭにより観察したところ、上記の場合と比較して、前記凸部４７の形状に特に変化がなく、得られた基板４８は、ヘッドクラッシュを起こさない程度、高い平坦性を備えていることがわかった。

［実施例２］
図７に示すように基板を作製した。

基板基材５１であるハードディスクドライブ用２．５インチガラス基板（外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ）の表面上に、電子線用レジスト樹脂であるＺＥＰ５２０Ａ（日本ゼオン株式会社製、ポリスチレン系共重合）を塗布した。そして、電子線描画及び現像によって、図７（ａ）に示すように、基板基材５１上に、ピッチ５０ｎｍ、深さ５０ｎｍ、直径２５ｎｍの円柱状の凹部５３を正方格子状に複数有する犠牲層５２を形成させた。

次に、溶液５４として、スピンオングラス材料（ＳＯＧ）であるＦＯｘ−１６（東レ・ダウコーニング株式会社製）を用意した。このＳＯＧは、溶媒がメチルイソブチルケトンであり、溶質（構造材料）がかご型の水素シルセスキオキサンである。なお、ここでの前記犠牲層５２の、前記溶液５４に対する接触角θは、３０°であり、９０°未満であった。また、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定されるｄは、７．２ｎｍであり、１０ｎｍ未満であった。

そして、図７（ｂ）に示すように、前記溶液５４をディスペンサで前記犠牲層５２上に１００μｌ滴下した。次に、前記溶液５４を滴下した前記犠牲層５２を備える基板基材５１を、回転数４０００ｒｐｍで３０秒間、スピンコートした。そうすることによって、前記犠牲層５２の前記凹部５３に前記溶液５４が充填された。また、スピンコート終了時には、前記溶液５４の溶媒がほぼ乾燥したため、特に加熱や減圧等の乾燥促進を行わなかった。すなわち、図７（ｃ）に示すように、前記犠牲層５２の前記凹部５３に凸部５５が形成された。ここで得られた凸部５５が形成された基板基材５１を割り、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、前記凹部５３に凸部５５を構成する構造材料が埋め込まれており、凹部５３の底面からメニスカスの最上面までの距離ｈが２５ｎｍであり、ｄ以上であった。また、メニスカスの凹み量が、８ｎｍであり、ｄとほぼ一致した。

最後に、アセトンを用いて、前記犠牲層５２を溶解させることによって、前記犠牲層５２を除去した。そうすることによって、図７（ｄ）に示すように、前記基板基材５１上に前記凸部５５が複数形成された基板５６が得られた。ここで得られた基板５６を割り、その断面をＳＥＭにより観察したところ、上記の場合と比較して、前記凸部５５の形状に特に変化がなく、得られた基板５６は、ヘッドクラッシュを起こさない程度、高い平坦性を備えていることがわかった。

［比較例１］
前記犠牲層４４の高さ（前記凹部４５の深さ）を５ｎｍとなるようにしたこと以外、実施例１と同様にして、基板を作製した。

ここでは、前記犠牲層４４を備える基板基材４１に、前記溶液４６を滴下したものを、回転数４０００ｒｐｍで３０秒間、スピンコートした際、前記犠牲層４４の前記凹部４５に前記溶液４６が充填されたが、前記溶液４６が前記犠牲層４４を全て覆ってしまった。したがって、犠牲層４４を好適に除去することができず、平坦性の高い基板を得ることができなかった。

なお、ここでの前記犠牲層４４の、前記溶液４６に対する接触角θは、実施例１と同様、３０°であり、９０°未満であった。また、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定されるｄは、実施例１と同様、７．２ｎｍであり、１０ｎｍ未満であった。そして、前記凹部４５の深さｈは、前記溶液４６が前記犠牲層４４を全て覆ってしまっているので、前記溶液４６の前記基板基材４１から最も遠い位置と前記基板基材４１の表面との距離より小さく、５ｎｍであり、ｄ未満であった。

［比較例２］
前記基板基材４１の前記犠牲層４４を形成させた後に、フッ素系の離型剤であるオプツール ＤＳＸ（ダイキン工業株式会社製）をディップコート法により、コーティングする離型処理を施したこと以外、実施例１と同様にして、基板を作製した。

ここでは、前記犠牲層４４を備える基板基材４１に、前記溶液４６を滴下したものを、回転数４０００ｒｐｍで３０秒間、スピンコートした際、前記溶液４６が前記犠牲層４４をはじき、前記犠牲層４４の前記凹部４５に前記溶液４６が充填されなかった。したがって、所望の凸部を有する基板を得ることができなかった。

なお、ここでの前記犠牲層４４の、前記溶液４６に対する接触角θは、１００°であり、９０°以上であった。また、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定されるｄは、−２．２ｎｍであり、１０ｎｍ未満であった。そして、前記凹部４５の深さｈは、前記溶液４６の前記基板基材４１から最も遠い位置と前記基板基材４１の表面との距離より小さく、５０ｎｍであり、ｄ以上であった。

［比較例３］
ピッチ５０ｎｍ、深さ５０ｎｍ、直径２５ｎｍの円柱状の凹部４５を正方格子状に複数有する犠牲層４４の代わりに、ピッチ１００ｎｍ、深さ５０ｎｍ、直径５０ｎｍの円柱状の凹部４５を正方格子状に複数有する犠牲層４４を形成させたこと以外、実施例１と同様にして、基板を作製した。

このようにして得られた基板は、前記溶液４６の前記基板基材４１から最も遠い位置と前記基板基材４１の表面との距離ｈは、２０ｎｍであり、ｄ以上であり、メニスカスの凹み量は、１５ｎｍであった。したがって、得られた基板４８は、ヘッドクラッシュを起こさない程度の高い平坦性を備えていないことがわかった。

なお、ここでの前記犠牲層４４の、前記溶液４６に対する接触角θは、実施例１と同様、３０°であり、９０°未満であった。また、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定されるｄは、１４．４ｎｍであり、１０ｎｍ以上であった。

以上より、（１）前記犠牲層の、前記溶液に対する接触角θが９０°未満であること、（２）前記凹部の、前記基板基材の表面に平行な断面における重心を通る側面間の最小距離をＬとしたときに、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定される値ｄが、１０ｎｍ未満であること、（３）前記凹部に前記溶液を充填したときに、前記溶液の前記基板基材から最も遠い位置と前記基板基材の表面との距離、及び前記凹部の深さのうちの小さい方の長さが、前記ｄ以上であることのすべてを満たしている場合（実施例１及び実施例２）、得られた基板が、ヘッドクラッシュを起こさない程度の高い平坦性を備えた基板が得られた。これに対して、上記（１）〜（３）のいずれかを満たさない場合（比較例１〜３）、ヘッドクラッシュを起こさない程度の高い平坦性を備えた基板が得られなかった。

次に、スピンコート法における回転数を変化させた場合について検討した。

［実施例３］
スピンコート法における回転数を、１０００〜７０００ｒｐｍに変更して行う以外、実施例１と同様にして、基板を作製した。すべての回転数において、ヘッドクラッシュを起こさない程度の高い平坦性を備えた基板が得られた。

［比較例４］
スピンコート法における回転数を、１０００〜７０００ｒｐｍに変更して行う以外、比較例１と同様にして、基板を作製した。回転数が４０００ｒｐｍ以下では、ヘッドクラッシュを起こさない程度の高い平坦性を備えた基板が得られなかった。

以上のことから、上記（１）〜（３）の全てを満たす場合（実施例３）、スピンコートの回転数等の塗布条件によらず、ヘッドクラッシュを起こさない程度の高い平坦性を備えた基板が得られた。これに対して、上記（１）を満たさない場合（比較例４）、塗布条件によっては、ヘッドクラッシュを起こさない程度の高い平坦性を備えた基板が得られなかった。このことは、凹部に充填された液体の表面と基板基材との表面が近接することとなるため、基板基材の影響を受けてしまったものと考えられる。

本実施形態に係る基板の製造方法に用いる犠牲層１２を備えた基板基材１１の一例を示す鳥瞰図である。 前記犠牲層１２の前記凹部１３内に前記溶液が充填された状態の前記基板基材１１の、前記凹部１３の開口上方から見た上面図を示す。 図２に示す前記基板基材１１を、切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩ’から見た概略断面図である。 前記犠牲層１２の前記凹部１３内に前記溶液が充填した際、ｈがｄ以上である場合の断面図を示す。 前記犠牲層１２の前記凹部１３内に前記溶液が充填した際、ｈがｄ未満である場合の断面図を示す。 実施例１に係る基板の製造方法を示す図面である。 実施例２に係る基板の製造方法を示す図面である。

符号の説明

１１，４１，５１ 基板基材
１２，４４，５２ 犠牲層
１３，４３，４５，５３ 凹部
１４，４６，５４ 溶液
４２ 樹脂層
４７，５５ 凸部
４８，５６ 基板

Claims (5)

1. 複数の凸部を有する基板の製造方法であって、
   前記凸部に対応する凹部が形成された犠牲層を備えた基板基材上に、前記凸部を構成する構造材料を溶媒に溶解させた溶液を塗布することにより、前記凹部に前記溶液を充填させる工程と、
   前記凹部に充填された前記溶液の前記溶媒を乾燥させることにより、前記凸部を形成する工程と、
   前記凸部を残存するように前記犠牲層を除去する工程とを備え、
   前記犠牲層の、前記溶液に対する接触角θが９０°未満であって、
   前記凹部の、前記基板基材の表面に平行な断面における重心を通る側面間の最小距離をＬとしたときに、Ｌ×（１−ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）により決定される値ｄが、１０ｎｍ未満であって、
   前記凹部に前記溶液を充填したときに、前記溶液の前記基板基材から最も遠い位置と前記基板基材の表面との距離、及び前記凹部の深さのうちの小さい方の長さが、前記ｄ以上であることを特徴とする基板の製造方法。
2. 前記構造材料が、ケイ素化合物であり、
   前記溶媒が、エーテル類及びアルコール類から選ばれる少なくとも１種であり、
   前記犠牲層が、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、及びフェノール系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
3. 前記凸部が、円柱状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板の製造方法によって得られることを特徴とする基板。
5. 請求項４に記載の基板と、前記基板上に設けられた磁性層とを備え、
   前記磁性層が、前記基板の凸部上に形成された磁性層と前記基板基材上に形成された磁性層とが規則的に配列されていることを特徴とする磁気記録媒体。

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