JP4553075B2 - 微細構造パターンの製造方法および情報記録媒体基板の製造方法 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリント法を用いることによって微細構造パターンを製造する微細構造パターンの製造方法および情報記録媒体基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体においては、記録密度をより高密度化するために、磁性層をパターニングすることによっ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（以下、ＰＭという）が提案されている。このＰＭの製造プロセスには、微細構造パターンの作製が要求される。また、ＰＭ以外にも、例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、微細構造パターンの作製は、要求される。微細構造パターンの作製には、一般的にはフォトリソグラフィが用いられてきた。しかし、さらなる微細化が進み、フォトリソグラフィでは困難な状況になってきている。例えば、ＰＭ用の微細構造は、数十ｎｍ程度のオーダーであり、これは、光の回折限界と同等のパターンサイズである。したがって、一般的なフォトリソグラフィによる微細構造パターンの製造方法では、ＰＭのパターンの作製は、困難である。そこで、さらに微細加工が可能な方法として、例えば、ナノインプリント法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
このナノインプリント法とは、表面に凹凸形状を有する型を、インプリント材料に押し付けること等によって、上記型の凹凸形状をインプリント材料に転写させ、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型を剥離することによって、凹凸形状である微細構造パターンを作製する方法である。ナノインプリント法によれば、フォトリソグラフィ等の従来の微細構造パターンの製造方法に比べて、格段に微細なパターンを作製することができる。
【０００４】
しかし、このナノインプリント法では、型をインプリント材料に押し付けた際に、型の凹部にインプリント材料が充填されるが、インプリント材料に混じって空気等が充填され、凹部のすべてにインプリント材料が充填されず、転写されたパターンに欠陥が生じるという問題がある。なお、このように凹部に残る空気等による気泡を残留気泡という。
【０００５】
そこで、上記問題を解決するために、例えば、特許文献３には、インプリント用モールド（型）に形成された凹凸状のパターンの凹部にマイクロトレンチ（微小凹部）を形成し、レジスト層にインプリントすることにより、インプリント用モールドとレジスト層との間に取り込まれる気体（残留気泡）をマイクロトレンチに充填させることで、残留気泡に起因するレジストパターンの欠陥を低減させることが記載されている。
【０００６】
しかしながら、この特許文献３に記載の方法では、残留気泡の量が、マイクロトレンチの容積よりも大きい場合には、パターンに欠陥が生じてしまうこととなる。残留気泡の量は、変動し得るため、残留気泡の量を考慮してマイクロトレンチの容積を決定していても、残留気泡の量が上回る可能性があり、その場合は、パターンに欠陥が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献１】
特開２００７−１１８５５２号公報
【特許文献２】
特開２００８−７８５５０号公報
【特許文献３】
特開２００７−４２７１５号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、微細構造の欠陥が生じ難い微細構造パターンの製造方法および情報記録媒体基板の製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明にかかる微細構造パターンの製造方法および情報記憶媒体基板の製造方法は、凹凸構造を有するモールドを成形材料に押し付けて前記凹凸構造を前記成形材料に転写することによって微細構造パターンを製造する微細構造パターンの製造方法および情報記録媒体基板の製造方法であって、前記モールドを押し付けた状態で、前記凹凸構造における凹部の前記モールド側に前記成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、前記空間が、前記モールドの外部とつながっており、離型の前に、前記空間が閉空間とされた後に、前記閉空間中に存在する気体が加熱されることにより、前記気体を膨張させることで、前記成形材料から前記モールドが離型されるものである。このため、本発明にかかる微細構造パターンの製造方法および情報記憶媒体基板の製造方法は、微細構造の欠陥が生じ難いものである。
【０００９】
上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】 本発明の実施の形態１に係るモールドの平面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係るモールドの断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係るパターンドメディアの製造工程を示す断面図であって、図３（Ａ）〜図３（Ｇ）は、各工程図を示す。
【図４】 本発明の実施の形態２に係るモールドの平面図である。
【図５】 本発明の実施の形態２に係るモールドの断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態２に係るパターンドメディアの製造工程を示す断面図であって、図６（Ａ）〜図６（Ｇ）は、各工程図を示す。
【図７】 本発明の実施の形態３に係るパターンドメディアの製造工程を示す断面図であって、図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、各工程図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る微細構造パターンの製造方法について説明する。より具体的には、その一例として、微細構造パターンを有するパターンドメディア（ＰＭ）の製造方法について説明する。まず、実施の形態１に係るＰＭの製造方法において使用される、実施の形態１に係るモールドの構成について、図１および図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るモールドの平面図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係るモールドの断面図である。なお、図２は、図１に示されたモールド１の主面の中心を通り、主面に対して垂直な面による断面図であるが、見やすさを考慮して図１に比べて、より簡略化されている。例えば、図２では、微細構造パターン１ｂが粗くされ、凸部１ｂ−１の数が少なくされている。図１および図２に示すように、モールド１は、円盤状であり、その片側主面には凹凸形状からなる微細構造パターン１ｂが形成されている。微細構造パターン１ｂは、凸部１ｂ−１および凹部１ｂ−２とを備えて構成される。特に図１を参照して、モールド１の一方の主面上に複数の突起状の凸部１ｂ−１が均一に配置されていて、その主面において、凸部１ｂ−１が存在しない箇所が凹部１ｂ−２であり、これらが微細構造パターン１ｂを構成している。したがって、凹部１ｂ−２は、モールド１の一方の主面全体に均一に広がっている。
【００１３】
また、モールド１は、例えば、微細構造パターン１ｂの周囲を取り囲むように形成された、微細構造パターン１ｂが形成されている主面に対し略垂直に立設する短高円筒状の周壁１ｄを備えており、転写の際に、インプリント材料が形成された基板等が嵌り込む構造である。そして、モールド１には、貫通孔１ａが形成されている。貫通孔１ａは、凹部１ｂ−２とモールド１の外部とを連通させるように形成されている。より具体的には、モールド１において、微細構造パターン１ｂが形成されていない主面と、凹部１ｂ−２とを結んでいる。なお、モールド１は、射出成形、ドライエッチング、ウェットエッチング、フォトリソグラフィ、電子線描画、インプリント法等の公知の技術のいずれか、あるいはこれらの組み合わせを用いて作製される。
【００１４】
このような、モールド１を用いた、実施の形態１に係るＰＭの製造方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るパターンドメディアの製造工程を示す断面図であって、図３（Ａ）〜図３（Ｇ）は、各工程図を示す。図３（Ａ）に示すように、モールド１が相対的に上方に、基板２が相対的に下方に配置され、これらが対向するように配置される。基板２上には磁性膜３が成膜され、さらに磁性膜３上にはインプリント材料４が塗布されている。なお、モールド１の微細構造パターン１ｂは、基板２においてインプリント材料４が塗布された面側と向かい合うように配置される。なお、基板２としては、例えば、ガラス、プラスチック、金属等が用いられてよく、その材質は、特に限定されない。また、基板２は、表面上に微細な複数の凹凸形状を有する構造材料からなる表面部を備えることによって、ＰＭ用の基板を形成することができる材質であればよい。例えば、基板２として用いるガラス基板として、ＨＤＤ用２．５インチガラス基板等が挙げられる。なお、磁性膜３として、例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ等を用いることができる。また、インプリント材料４は、磁性膜３上の、微細構造パターン１ｂが転写されるべき箇所（領域）に形成される。インプリント材料４として、例えば、ＳＯＧ（スピンオングラス）材料を用いることができる。塗布方法は、公知の塗布方法を用いることができ、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、ワイヤーバーおよびアプリケータ等を用いて塗り広げる方法であってもよい。なお、熱インプリント法を用いる場合では、インプリント材料４として、例えばシクロオレフィン系の樹脂を用いることができ、また、光インプリント法を用いる場合では、インプリント材料４として、例えばフォトレジストを用いることができる。
【００１５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、モールド１は、インプリント材料４、磁性膜３が積層された基板２に所定の押圧力で押し付けられ、インプリント材料４に微細構造パターン１ｂが転写される（転写工程）。なお、実施の形態１に係るモールド１は、転写の際に基板２等がモールド１に嵌り込むような構成のものを用いている。これにより、インプリント材料４が微細構造パターン１ｂの凹部１ｂ−２に充填される。この際に、インプリント材料４が凹部１ｂ−２内すべてに充填されるのではなく、凹部１ｂ−２の一部には空間１ｃが存在するように、インプリント材料４の塗布量が調整され、かつモールド１の微細構造パターン１ｂの深さサイズ等が設計される。つまり、転写後のインプリント材料４における凹部１ｂ−２内での厚さ（基板２に対して垂直方向の長さ）は、凹部１ｂ−２の深さ（モールド１に対して垂直方向の長さ）に比べて小さい。また、凹部１ｂ−２は、貫通孔１ａにより、モールド１の外部と連通しているため、凹部１ｂ−２にインプリント材料４が充填された分だけ凹部１ｂ−２中の空気は、貫通孔１ａを通じてモールド１の外部に抜ける。それにより、凹部１ｂ−２に充填されるインプリント材料４に気泡が残留することがない。そのため、インプリント材料４への転写において不良品が発生することがほとんどない。また、基板２等は、モールド１に嵌り込んでいるため、凹部１ｂ−２は、貫通孔１ａのみによりモールド１の外部とつながっていて、凹部１ｂ−２内の空気は、貫通孔１ａ以外から、モールド１の外部に抜けることはない。
【００１６】
そして、この状態でインプリント材料４が乾燥される（固化工程）。そうすることによって、インプリント材料４が固化される。これにより、微細構造がインプリント材料４に形成される。前記乾燥方法としては、特に制限がなく、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、送風および加熱等を行うと、乾燥をより早める点から好ましい。また、加熱を行う場合は、加熱温度をインプリント材料４の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、インプリント材料４が沸騰せず、インプリント材料４内部に気泡が残存する可能性が低くなるため、凹凸形状の転写不良の発生が抑制される。なお、この実施の形態では、インプリント材料４にＳＯＧ材料を用いていることから乾燥によりインプリント材料４が固化されるが、熱インプリント法を用いる場合は、加熱することで柔らかくなったインプリント材料４にモールド１を押し付けた後に冷却してインプリント材料４を固化させる必要がある。また、光インプリント法を用いる場合は、インプリント材料４にモールド１を押し付けた後に光が照射されて、インプリント材料４が固化される。それにより、インプリント材料４に微細構造が形成される。
【００１７】
次に、図３（Ｃ）に示すように、モールド１の微細構造パターン１ｂが形成されていない主面に蓋５が、設置される（閉空間形成工程）。この蓋５は、少なくとも貫通孔１ａを塞ぐものである。凹部１ｂ−２は、したがって、蓋５をモールド１上に設置することで、空間１ｃは、外部に空気が抜けることのない閉空間を形成することとなる。なお、空間１ｃは貫通孔１ａでのみモールド１の外部とつながっていることから、閉空間を形成する場合は貫通孔１ａのみを塞ぐだけでよく、容易に閉空間を形成することができる。
【００１８】
次に、図３（Ｄ）に示すように、磁性膜３およびインプリント材料４を含む基板２が、加熱部６ａを備えた加熱装置６に設置される。なお、基板２は、図３（Ｃ）に示した状態のまま加熱装置６に設置される。つまり、蓋５が設置されたモールド１が、インプリント材料４と吸着されている状態である。この状態のまま、基板２は、加熱装置６に設置される。加熱装置６を駆動させることで、加熱部６ａが加熱される（離型工程）。それにより、基板２等が加熱される。そして、空間１ｃも加熱されることとなる。空間１ｃには空気が充満されていることから、空間１ｃに充満されている空気が加熱されて膨張する。それにより、モールド１をインプリント材料４から離型するような力が加わる。より具体的には、モールド１の主面に対して垂直方向に、モールド１がインプリント材料４より離型されるような力が加わる。また、凹部１ｂ−２は、モールド１の全面に略均一に形成されていることから、空間１ｃもモールド１の全面に略均一に存在することになり、空間１ｃ内の空気の膨張により生じた、モールド１を離型させる力も、モールド１の全面に均一に加わることになるため、離型の際にモールド１等に偏った力がかかることがなく、微細構造の破損が生じにくい。このように、容易に離型がなされる上、微細構造の破損が生じにくい。また、凹部１ｂ−２にはすべてインプリント材料４が充填されるのではなく、空間１ｃが存在することから、凹部１ｂ−２の内面（凸部１ｂ−１の外面）の内、インプリント材料４が接しない箇所が生じることとなる。そのため、その部分の離型抵抗が軽減されることから、離型に必要な力も少なくてすむ。したがって、離型時にインプリント材料４に無理な力がかかりにくく、破損等が生じにくい。なお、モールド１は、空間１ｃ内の空気の膨張により撓むことが好ましく、それにより、容易に離型が行われる。したがって、モールド１は可能な限り、薄い方が好ましい。
【００１９】
このようにして離型することで、図３（Ｅ）に示すように、基板２上に形成された磁性膜３上にインプリント材料４による微細構造パターンが形成される。そして、図３（Ｆ）に示すように、磁性膜３上に残っているインプリント材料４がマスクとされ、ドライエッチングにより、磁性膜３をエッチングすることで、磁性膜３に微細構造が形成される。
【００２０】
次に、図３（Ｇ）に示すように、インプリント材料４が除去され、表面の磁性膜３に微細構造のパターン３ａが形成された情報記録媒体基板８が、製造される。なお、実施の形態１に係る製造方法においては、形成された微細構造パターンの高さ方向（基板２に対して垂直方向）においては、ばらつきが生じる可能性があるが、例えば、実施の形態１のように微細構造パターンをマスクパターンとして用いる場合は問題とならない。
【００２１】
また、空間１ｃには空気が充満しているとしたが、空気ではなく、例えばそれ以外に気体を流入しておいてもよい。なお、空間１ｃに充満しているガスとしては、基板２等を浸食、破損等しないように、例えば窒素やアルゴン等の不活性ガスが好ましい。また、空間１ｃ内に充満している気体を熱することにより膨張させ、それを利用して離型を行うことから、膨張率の高い気体である方が、容易に離型を行うことができ、好ましい。
【００２２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る微細構造パターンの製造方法について説明する。より具体的には、その一例として、微細構造パターンを有するパターンドメディア（ＰＭ）の製造方法について説明する。実施の形態２の微細構造パターンの製造方法は、実施の形態１のように、転写の際に、インプリント材料４が形成された基板等が嵌り込む構造のモールドを用いず、また、モールドには貫通孔が形成されていない。これらの点で、実施の形態２の微細構造パターンの製造方法は、実施の形態１の微細構造パターンの製造方法と異なるが、他は、ほぼ同様である。
【００２３】
まず、実施の形態２に係るＰＭの製造方法において用いる実施の形態２に係るモールドの構成について、図４および図５を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係るモールドの平面図である。また、図５は、本発明の実施の形態２に係るモールドの断面図である。なお、図５は、図４に示されたモールド１１の主面の中心を通り、主面に対して垂直な面による断面図であるが、見やすさを考慮して図４に比べて、より簡略化されている。例えば、図５では、微細構造パターン１ｂが粗くされ、凸部１ｂ−１の数が少なくされている。図４および図５に示すように、モールド１１は、円盤状であり、その片側主面には凹凸形状からなる微細構造パターン１１ｂが形成されている。微細構造パターン１１ｂは、凸部１１ｂ−１および凹部１１ｂ−２を備えて構成される。特に図４を参照して、モールド１１の一方の主面上に複数の突起状の凸部１１ｂ−１が均一に配置されていて、その主面において、凸部１１ｂ−１が存在しない箇所が凹部１１ｂ−２であり、これらが微細構造パターン１１ｂを構成している。したがって、凹部１１ｂ−２は、モールド１１の一方の主面全体に均一に広がり、均一に配置されている。なお、モールド１１は、実施の形態１のモールド１のように周壁１ｄを備えず、転写の際に、インプリント材料が形成された基板等が嵌り込む構造ではない。なお、モールド１１は、射出成形、ドライエッチング、ウェットエッチング、フォトリソグラフィ、電子線描画、インプリント法等の公知の技術のいずれか、あるいはこれらの組み合わせを用いて作製すればよい。
【００２４】
このようなモールド１１を用いた、実施の形態２に係るＰＭの製造方法について説明する。なお、図において、実施の形態１において説明した部材と同様の部材については同一の符号を付し、説明を省略している。図６は、本発明の実施の形態２に係るパターンドメディアの製造工程を示す断面図であって、図６（Ａ）〜図６（Ｇ）は、各工程図を示す。図６（Ａ）に示すように、モールド１１が相対的に上方に、基板２が相対的に下方に配置され、これらが対向するように配置される。基板２上には磁性膜３が成膜され、さらに磁性膜３上にはインプリント材料４が塗布されている。なお、モールド１１の微細構造パターン１１ｂは、基板２においてインプリント材料４が塗布された面側と向かい合うように配置される。また、インプリント材料４は、磁性膜３上の、微細構造パターン１ｂが転写されるべき箇所（領域）に塗布される。塗布方法は、公知の塗布方法を用いればよく、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、ワイヤーバーおよびアプリケータ等を用いて塗り広げる方法であってもよい。
【００２５】
次に、図６（Ｂ）に示すように、モールド１１は、インプリント材料４、磁性膜３が積層された基板２に所定の押圧力で押し付けられ、インプリント材料４に微細構造パターン１１ｂが転写される（転写工程）。これにより、インプリント材料４が微細構造パターン１１ｂの凹部１１ｂ−２に充填される。この際に、インプリント材料４が凹部１１ｂ−２内すべてに充填されるのではなく、凹部１１ｂ−２の一部には空間１１ｃが存在するように、インプリント材料４の塗布量が調整され、かつモールド１１の微細構造パターン１１ｂの深さサイズ等が設計される。つまり、転写後のインプリント材料４における凹部１ｂ−２内での厚さ（基板２に対して垂直方向の長さ）は、凹部１１ｂ−２の深さ（モールド１に対して垂直方向の長さ）に比べて小さい。また、転写の際にも、凹部１１ｂ−２は、外部とつながっていることから、凹部１１ｂ−２にインプリント材料４が充填された分だけ凹部１１ｂ−２中の空気は、モールド１１の外部に抜けるので、凹部１１ｂ−２に充填されるインプリント材料４に気泡が残留することがない。そのため、インプリント材料４への転写において不良品が発生することがほとんどない。
【００２６】
そして、この状態でインプリント材料４が乾燥される（固化工程）。そうすることによって、インプリント材料４が固化される。これにより、微細構造がインプリント材料４に形成される。前記乾燥方法としては、特に制限がなく、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、加熱を行う場合は、加熱温度をインプリント材料４の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、インプリント材料４が沸騰せず、インプリント材料４内部に気泡が残存する可能性が低くなるため、凹凸形状の転写不良の発生が抑制される。なお、インプリント材料４にＳＯＧ材料を用いている場合は、上述のように乾燥によりインプリント材料４が固化されるが、熱インプリント法を用いる場合は、加熱することで柔らかくなったインプリント材料４にモールド１１を押し付けた後に冷却してインプリント材料４を固化させる必要がある。また、光インプリント法を用いる場合は、インプリント材料４にモールド１１を押し付けた後に光が照射されて、インプリント材料４が固化される。それにより、インプリント材料４に微細構造が形成される。
【００２７】
次に、図６（Ｃ）に示すように、モールド１１および基板２等の側面を覆うような蓋１５が、設置される（閉空間形成工程）。この蓋１５を設置することで、空間１１ｃは、外部に空気が抜けることのない閉空間を形成することとなる。
【００２８】
次に、図６（Ｄ）に示すように、磁性膜３およびインプリント材料４を含む基板２が、加熱部６ａを備えた加熱装置６に設置される。なお、基板２は、図６（Ｃ）に示した状態のまま加熱装置６に設置される。つまり、蓋１５が設置されたモールド１１がインプリント材料４と吸着されている状態である。この状態のまま、基板２は、加熱装置６に設置される。加熱装置６を駆動させることで、加熱部６ａが加熱される（離型工程）。それにより、基板２等が加熱される。そして、空間１１ｃも加熱されることとなる。空間１１ｃには、空気が充満されていることから、空間１１ｃに充満されている空気が加熱されて膨張する。それにより、モールド１１をインプリント材料４から離型するような力が加わる。具体的には、モールド１１の主面に対して垂直方向に、モールド１１がインプリント材料４より離型されるような力が加わる。また、凹部１１ｂ−２は、モールド１の全面に略均一に形成されていることから、空間１１ｃもモールド１１の全面に略均一に存在することになり、空間１１ｃ内の空気の膨張により生じた、モールド１１を離型させる力も、モールド１１の全面に均一に加わることになるため、離型の際にモールド１１等に偏った力がかかることがなく、微細構造の破損が生じにくい。このように、容易に離型がなされる上、微細構造の破損が生じにくい。また、凹部１１ｂ−２にはすべてインプリント材料４が充填されるのではなく、空間１１ｃが存在することから、凹部１１ｂ−２の内面（凸部１１ｂ−１の外面）の内、インプリント材料４が接しない箇所が生じることとなる。そのため、その部分の離型抵抗が軽減されることから、離型に必要な力も少なくてすむ。したがって、離型時にインプリント材料４に無理な力がかかりにくく、破損等が生じにくい。なお、モールド１１は、空間１１ｃ内の空気の膨張により撓むことが好ましく、それにより、容易に離型が行われる。したがって、モールド１１は、可能な限り、薄い方が好ましい。
【００２９】
このようにして離型することで、図６（Ｅ）に示すように、基板２上に形成された磁性膜３上にインプリント材料４による微細構造パターンが形成される。そして、図６（Ｆ）に示すように、磁性膜３上に残っているインプリント材料４がマスクとされ、ドライエッチングにより、磁性膜３をエッチングすることで、磁性膜３に微細構造が形成される。
【００３０】
次に、図６（Ｇ）に示すように、インプリント材料４が除去され、表面の磁性膜３に微細構造のパターン３ａが形成された情報記録媒体基板８が、製造される。なお、実施の形態２に係る製造方法においては、形成された微細構造パターンの高さ方向（基板２に対して垂直方向）においては、ばらつきが生じる可能性があるが、例えば、実施の形態２のように微細構造パターンをマスクパターンとして用いる場合は問題とならない。
【００３１】
また、実施の形態１および実施の形態２において、空間１ｃ、１１ｃには空気が充満しているとしたが、空気ではなく、例えばそれ以外の気体を充満させてもよい。具体的には、充満させる気体中において、図３、図６に示した上記製造工程を行えばよい。なお、空間１ｃ、１１ｃに充満しているガスとしては、基板２等を浸食、破損等しないように、例えば窒素やアルゴン等の不活性ガスが好ましい。また、空間１ｃ、１１ｃ内に充満している気体を熱することにより膨張させ、それを利用して、離型を行うことから、膨張率の高い気体である方が容易に離型を行うことができ、好ましい。
【００３２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る微細構造パターンの製造方法について説明する。より具体的には、その一例として、微細構造パターンを有するパターンドメディア（ＰＭ）の製造方法について説明する。まず、実施の形態３に係るＰＭの製造方法において用いる実施の形態３に係るモールドの構成は、図１および図２を用いて説明した、本発明の実施の形態１に係るモールド１と同一であるので、その説明を省略する。
【００３３】
このようなモールド１を用いた、実施の形態３に係るＰＭの製造方法について説明する。なお、図において、実施の形態１において説明した部材と同様の部材については同一の符号を付し、説明を省略している。図７は、本発明の実施の形態３に係るパターンドメディアの製造工程を示す断面図であって、図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、各工程図を示す。図７（Ａ）に示すように、モールド１が相対的に上方に、基板２が相対的に下方に配置され、これらが対向するように配置される。基板２上には磁性膜３が成膜され、さらに磁性膜３上にはインプリント材料４が塗布されている。なお、モールド１の微細構造パターン１ｂは、基板２においてインプリント材料４が塗布された面側と向かい合うように配置する。また、インプリント材料４は、磁性膜３上の、微細構造パターン１ｂが転写されるべき箇所（領域）に塗布される。
【００３４】
次に、図７（Ｂ）に示すように、モールド１をインプリント材料４、磁性膜３が積層された基板２に所定の押圧力で押し付けられ、インプリント材料４に微細構造パターン１ｂが転写される（転写工程）。これにより、インプリント材料４が微細構造パターン１ｂの凹部１ｂ−２に充填される。この際に、インプリント材料４が凹部１ｂ−２内すべてに充填されるのではなく、凹部１ｂ−２の一部には空間１ｃが存在するように、インプリント材料４の塗布量が調整され、かつモールド１の微細構造パターン１ｂの深さサイズ等が設計される。つまり、転写後のインプリント材料４における凹部１ｂ−２内での厚さ（基板２に対して垂直方向の長さ）は、凹部１ｂ−２の深さ（モールド１に対して垂直方向の長さ）に比べて小さい。また、凹部１ｂ−２は、貫通孔１ａにより、モールド１の外部と連通しているため、凹部１ｂ−２にインプリント材料４が充填された分だけ凹部１ｂ−２中の空気は、貫通孔１ａを通じてモールド１の外部に抜ける。それにより、凹部１ｂ−２に充填されるインプリント材料４に気泡が残留することがない。そのため、インプリント材料４への転写において不良品が発生することがほとんどない。また、基板２等は、モールド１に嵌り込んでいるため、凹部１ｂ−２は、貫通孔１ａのみによりモールド１の外部とつながっていて、凹部１ｂ−２内の空気は、貫通孔１ａ以外から、モールド１の外部に抜けることはない。
【００３５】
そして、この状態でインプリント材料４が乾燥される（固化工程）。そうすることによって、インプリント材料４が固化される。これにより、微細構造がインプリント材料４に形成される。前記乾燥方法としては、特に制限がなく、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、加熱を行う場合は、加熱温度をインプリント材料４の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、インプリント材料４が沸騰せず、インプリント材料４内部に気泡が残存する可能性が低くなるため、凹凸形状の転写不良の発生が抑制される。なお、インプリント材料４にＳＯＧ材料を用いている場合は、上述のように乾燥によりインプリント材料４が固化されるが、熱インプリント法を用いる場合は、加熱することで柔らかくなったインプリント材料４にモールド１を押し付けた後に冷却してインプリント材料４を固化させる必要がある。また、光インプリント法を用いる場合は、インプリント材料４にモールド１を押し付けた後に光が照射されて、インプリント材料４が固化される。それにより、インプリント材料４に微細構造が形成される。
【００３６】
次に、図７（Ｃ）に示すように、貫通孔１ａから空間１ｃに、流体である圧縮空気７が流入される（離型工程）。貫通孔１ａに圧縮空気７が流入されることで、空間１ｃにおいて圧力がかかり、モールド１をインプリント材料４から離型するような力が加わる。具体的には、モールド１の主面に対して垂直方向に、モールド１がインプリント材料４より離型されるような力が加わる。また、凹部１ｂ−２は、モールド１の全面に略均一に形成されていることから、空間１ｃもモールド１の全面に略均一に存在することになり、空間１ｃ内に流入された圧縮空気７の圧力により生じた、モールド１を離型させる力も、モールド１の全面に均一に加わることになるため、離型の際にモールド１等に偏った力がかかることがなく、微細構造の破損が生じにくい。このように、容易に離型がなされる上、微細構造の破損が生じにくい。また、凹部１ｂ−２にはすべてインプリント材料４が充填されるのではなく、空間１ｃが存在することから、凹部１ｂ−２の内面（凸部１ｂ−１の外面）の内、インプリント材料４が接しない箇所が生じることとなる。そのため、その部分の離型抵抗が軽減されることから、離型に必要な力も少なくてすむ。したがって、離型時にインプリント材料４に無理な力がかかりにくく、破損等が生じにくい。なお、モールド１は、空間１ｃ内の圧縮空気７の圧力により撓むことが好ましく、それにより、容易に離型が行われる。したがって、モールド１は、可能な限り、薄い方が好ましい。なお、圧縮空気７の代わりに、他に、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いることが好ましい。これにより、これら気体により、基板２等が浸食、破損等されにくい。また、いずれの設備においても容易に使用することができるガスを用いればよい。また、圧縮空気７の代わりに、気体以外の流体、例えば水などの液体を用い、貫通孔１ａにこの液体を流入してもよい。この液体としては、容易に入手でき、基板２等を浸食しないものが好ましい。
【００３７】
このようにして離型することで、図７（Ｄ）に示すように、基板２上に形成された磁性膜３上にインプリント材料４による微細構造パターンが形成される。そして、図７（Ｅ）に示すように、磁性膜３上に残っているインプリント材料４がマスクとされ、ドライエッチングにより、磁性膜３をエッチングすることで、磁性膜３に微細構造が形成される。
【００３８】
次に、図７（Ｆ）に示すように、インプリント材料４が除去され、表面の磁性膜３に微細構造のパターン３ａが形成された情報記録媒体基板８が、製造される。なお、実施の形態３に係る製造方法においては、形成された微細構造パターンの高さ方向（基板２に対して垂直方向）においては、ばらつきが生じる可能性があるが、例えば、実施の形態３のように微細構造パターンをマスクパターンとして用いる場合は問題とならない。
【００３９】
なお、実施の形態１〜実施の形態３において、磁性膜３をエッチングすることとで微細構造を形成しているが、磁性膜３をエッチングすることなくインプリント材料４をマスクとしてイオン照射することにより非磁性化されてもよい。この場合、磁性膜３に非磁性化部分のパターンが形成されることになる。また、この他、磁性膜の作製においては、公知の技術を用いることができる。
【００４０】
また、実施の形態１〜実施の形態３において、磁性膜３上にインプリント材料４による微細構造パターンが形成され、磁性膜３上に残っているインプリント材料４がマスクとして用いられているが、インプリント材料４による微細構造パターンがそのまま利用されてもよい。例えば、インプリント材料４による微細構造パターン上に磁性膜を形成してＰＭとすることも可能である。ただし、この場合には、インプリント材料４で形成された微細構造パターンの高さ方向（基板２に対して垂直方向）に関してばらつきが生じる可能性がある。この場合には、離型工程の後に、インプリント材料４で形成された微細構造パターンの凸部の高さを揃えるように研磨することが好ましい。
【００４１】
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
【００４２】
一態様にかかる微細構造パターンの製造方法は、成形材料に、凹凸構造を有するモールドを押し付けて前記凹凸構造を前記成形材料に転写する転写工程と、前記モールドを押し付けた状態で、前記成形材料を固化させる固化工程と、前記固化した成形材料から、前記モールドを離型する離型工程とを備え、前記転写工程において、前記モールドを押し付けた状態で、前記凹凸構造における凹部の前記モールド側に前記成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、前記空間は、前記モールドの外部とつながっている。
【００４３】
この構成によれば、転写工程において、モールドを押し付けた状態で、凹凸構造における凹部のモールド側に成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、この空間は、前記モールドの外部とつながっているので、充填前に凹部に存在した気体がモールドの外部に抜けることとなるから、残留気泡の発生が低減され、微細構造の欠陥が生じ難い。
【００４４】
また、他の一態様では、上述の微細構造パターンの製造方法において、好ましくは、前記転写工程の後であって、前記離型工程の前に、前記空間を閉空間とする閉空間形成工程をさらに備え、前記離型工程において、前記閉空間中に存在する気体を加熱することにより、前記気体を膨張させることで、前記成形材料から前記モールドを離型することである。ここで、閉空間とは、密閉された空間であって、外部から例えば空気等の気体が流入できず、かつ外部へ例えば空気等の気体が漏れることがない空間をいう。
【００４５】
この構成によれば、閉空間中の気体が加熱により膨張されることにより、モールドが成形材料から剥離されるような力が閉空間に生じることとなり、容易に離型が行われる。また、凹部がモールドの全面に存在することから、閉空間もモールドの全面に存在することとなり、上記モールドが成形材料から剥離されるような力は、モールド全面にかかることとなる。したがって、成形材料に転写された微細構造パターンに偏った力がかかることがなく、微細構造パターンの破損等は、生じにくい。
【００４６】
また、他の一態様では、上述の微細構造パターンの製造方法において、好ましくは、前記モールドには、前記凹部と前記モールドの外部とを連通させる貫通孔が形成されていて、前記転写工程においては、前記凹部は、前記貫通孔のみにより前記モールドの外部とつながっていて、前記転写工程の後であって、前記離型工程の前に、前記貫通孔を塞ぐことで、前記空間を閉空間とする閉空間形成工程をさらに備え、前記離型工程において、前記閉空間中に存在する気体を加熱することにより、前記気体を膨張させることで、前記成形材料から前記モールドを離型することである。
【００４７】
この構成によれば、閉空間を形成するためには、貫通孔のみを塞ぐだけでよいので、容易に閉空間を形成することができる。
【００４８】
また、他の一態様では、上述の微細構造パターンの製造方法において、好ましくは、前記気体は、不活性ガスであることである。
【００４９】
この構成によれば、前記気体により、成形材料やモールドが浸食等されることがない。
【００５０】
また、他の一態様では、上述の微細構造パターンの製造方法において、好ましくは、前記離型工程において、前記空間に流体を流入することで、前記成形材料から前記モールドを離型することである。
【００５１】
この構成によれば、前記空間に流体を流入することで、モールドが成形材料から剥離されるような力が生じることとなり、容易に離型が行われる。
【００５２】
また、他の一態様では、上述の微細構造パターンの製造方法において、好ましくは、前記モールドには、前記凹部と前記モールドの外部とを連通させる貫通孔が形成されていて、前記転写工程においては、前記凹部は前記貫通孔のみにより前記モールドの外部とつながっていて、前記離型工程において、前記貫通孔から前記空間に流体を流入することで、前記成形材料から前記モールドを離型することである。
【００５３】
この構成によれば、貫通孔を用いて容易に空間に流体を流入することができる。これにより、モールドが成形材料から剥離されるような力が生じることとなり、容易に離型が行われる。
【００５４】
また、他の一態様では、上述の微細構造パターンの製造方法において、好ましくは、前記流体は、気体または液体であることである。
【００５５】
この構成によれば、成形材料には気体または液体が接触することとなり、成形材料に傷等をつけることがない。また、成形材料およびモールドにかかる圧力は一定であり、偏った力がかからず、微細構造パターンが破損等することがない。
【００５６】
また、他の一態様では、上述の微細構造パターンの製造方法において、好ましくは、前記流体は、不活性ガスであることである。
【００５７】
この構成によれば、前記気体により、成形材料やモールドが浸食等されることがない。
【００５８】
そして、他の一態様にかかる情報記録媒体基板の製造方法は、磁性膜が積層された基板上に成形材料を形成した後に、前記基板上に形成された前記成形材料に、凹凸構造を有するモールドを押し付けて前記凹凸構造を前記成形材料に転写する転写工程と、前記モールドを押し付けた状態で、前記成形材料を固化させる固化工程と、前記固化した成形材料から、前記モールドを離型する離型工程と、前記固化した成形材料をマスクとして前記磁性膜をエッチングまたは非磁性化する工程と、前記磁性膜上の前記固化した成形材料を除去する除去工程とを備え、前記転写工程において、前記凹凸構造における凹部に前記成形材料が充填された場合は、前記凹部の前記モールド側に前記成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、前記空間、は前記モールドの外部とつながっている。
【００５９】
この構成によれば、転写工程において、モールドを押し付けた状態で、凹凸構造における凹部のモールド側に成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、この空間は、前記モールドの外部とつながっているので、充填前に凹部に存在した気体がモールドの外部に抜けることとなるから、残留気泡の発生が低減され、微細構造の欠陥が生じ難い。
【００６０】
この出願は、２００８年１２月１日に出願された日本国特許出願特願２００８−３０６３４６を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
【００６１】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、微細構造パターンの製造方法および情報記録媒体基板の製造方法を提供することができる。

Claims (6)

1. 成形材料に、凹凸構造を有するモールドを押し付けて前記凹凸構造を前記成形材料に転写する転写工程と、
   前記モールドを押し付けた状態で、前記成形材料を固化させる固化工程と、
   前記固化した成形材料から、前記モールドを離型する離型工程とを備え、
   前記転写工程において、前記モールドを押し付けた状態で、前記凹凸構造における凹部の前記モールド側に前記成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、前記空間は、前記モールドの外部とつながっており、
   前記転写工程の後であって、前記離型工程の前に、前記空間を閉空間とする閉空間形成工程をさらに備え、
   前記離型工程において、前記閉空間中に存在する気体を加熱することにより、前記気体を膨張させることで、前記成形材料から前記モールドを離型する、微細構造パターンの製造方法。
2. 成形材料に、凹凸構造を有するモールドを押し付けて前記凹凸構造を前記成形材料に転写する転写工程と、
   前記モールドを押し付けた状態で、前記成形材料を固化させる固化工程と、
   前記固化した成形材料から、前記モールドを離型する離型工程とを備え、
   前記転写工程において、前記モールドを押し付けた状態で、前記凹凸構造における凹部の前記モールド側に前記成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、前記空間は、前記モールドの外部とつながっており、
   前記モールドには、前記凹部と前記モールドの外部とを連通させる貫通孔が形成されていて、前記転写工程においては、前記凹部は、前記貫通孔のみにより前記モールドの外部とつながっていて、
   前記転写工程の後であって、前記離型工程の前に、前記貫通孔を塞ぐことで、前記空間を閉空間とする閉空間形成工程をさらに備え、
   前記離型工程において、前記閉空間中に存在する気体を加熱することにより、前記気体を膨張させることで、前記成形材料から前記モールドを離型する、微細構造パターンの製造方法。
3. 前記気体は、不活性ガスである請求項１または請求項２に記載の微細構造パターンの製造方法。
4. 磁性膜が積層された基板上に成形材料を形成した後に、前記基板上に形成された前記成形材料に、凹凸構造を有するモールドを押し付けて前記凹凸構造を前記成形材料に転写する転写工程と、
   前記モールドを押し付けた状態で、前記成形材料を固化させる固化工程と、
   前記固化した成形材料から、前記モールドを離型する離型工程と、
   前記固化した成形材料をマスクとして前記磁性膜をエッチングまたは非磁性化する工程と、
   前記磁性膜上の前記固化した成形材料を除去する除去工程とを備え、
   前記転写工程において、前記凹凸構造における凹部に前記成形材料が充填された場合は、前記凹部の前記モールド側に前記成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、前記空間は、前記モールドの外部とつながっており、
   前記転写工程の後であって、前記離型工程の前に、前記空間を閉空間とする閉空間形成工程をさらに備え、
   前記離型工程において、前記閉空間中に存在する気体を加熱することにより、前記気体を膨張させることで、前記成形材料から前記モールドを離型する、情報記録媒体基板の製造方法。
5. 磁性膜が積層された基板上に成形材料を形成した後に、前記基板上に形成された前記成形材料に、凹凸構造を有するモールドを押し付けて前記凹凸構造を前記成形材料に転写する転写工程と、
   前記モールドを押し付けた状態で、前記成形材料を固化させる固化工程と、
   前記固化した成形材料から、前記モールドを離型する離型工程と、
   前記固化した成形材料をマスクとして前記磁性膜をエッチングまたは非磁性化する工程と、
   前記磁性膜上の前記固化した成形材料を除去する除去工程とを備え、
   前記転写工程において、前記凹凸構造における凹部に前記成形材料が充填された場合は、前記凹部の前記モールド側に前記成形材料が存在しない空間が形成され、かつ、前記空間は、前記モールドの外部とつながっており、
   前記モールドには、前記凹部と前記モールドの外部とを連通させる貫通孔が形成されていて、前記転写工程においては、前記凹部は、前記貫通孔のみにより前記モールドの外部とつながっていて、
   前記転写工程の後であって、前記離型工程の前に、前記貫通孔を塞ぐことで、前記空間を閉空間とする閉空間形成工程をさらに備え、
   前記離型工程において、前記閉空間中に存在する気体を加熱することにより、前記気体を膨張させることで、前記成形材料から前記モールドを離型する、情報記録媒体基板の製造方法。
6. 前記気体は、不活性ガスである請求項４または請求項５に記載の情報記録媒体基板の製造方法。

Images