JP2008287805A - Mold structure and imprint method using the same - Google Patents
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Abstract
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パターンを備えたモールド構造体及び該モールド構造体を用いたインプリント方法に関する。 The present invention relates to a mold structure having a concavo-convex pattern for transferring information to a magnetic recording medium and an imprint method using the mold structure.
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、ビデオカメラ等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る隣接トラック間の磁気の影響(クロストーク)、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。
In recent years, hard disk drives with excellent speed and cost have been installed in portable devices such as mobile phones, small audio devices, and video cameras as the mainstay of storage devices, in order to meet the demand for further miniaturization and larger capacity. Therefore, a technique for improving the recording density is demanded.
In order to increase the recording density of a hard disk drive, high-performance magnetic recording media and narrowing the magnetic head width have been used, but the effect of magnetism between adjacent tracks by narrowing the data track interval ( (Crosstalk) and thermal fluctuations cannot be ignored, and there is a limit to the improvement of the surface recording density by narrowing the magnetic head.
そこで、前記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)。この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。
Therefore, a magnetic recording medium called a discrete track medium has been proposed as means for solving the noise caused by the crosstalk (see
前記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)。 As means for solving the demagnetization due to the thermal fluctuation, a magnetic recording medium called a patterned medium in which individual bits for signal recording are provided in a predetermined shape pattern has been proposed (see Patent Document 3). .
前記ディスクリートトラックメディア及びパターンドメディアを製造する際には、特許文献4に開示されているように、レジストパターン形成用モールド(以下、「スタンパ」と称することもある)を用いて、表面に磁性層を具備した磁気記録媒体用基板上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ト法がある。
When the discrete track media and the patterned media are manufactured, as disclosed in
このインプリント法では、コストダウンの観点から多数回転写プロセスが必要であり、少なくとも数百〜数万回転写可能なモールドの耐久性が要求される。
また、インプリント法を用いて、ハードディスク、光ディスクなどの情報記録媒体を作製する場合、インプリントプロセスにて形成された有機物レジストパターンをマスクとして、ウェットエッチング方式又はドライエッチング方式によって、微細パターン加工が行われる。
しかし、これら微細パターン加工前には、インプリントプロセス後のレジストパターンで生じる残膜の除去が必要となる。そのため、残膜を極力低減することに加えて、基板全面での残膜の均一性が重要となる。
このような残膜の低減、及び基板全面での残膜の均一性を向上させるため、インプリントプロセスでの加圧均一性を狙った各種インプリント装置が開発されている。ただし、これらのインプリント装置を用いた場合でも、残膜は用いるモールド構造体の凹凸パターンに依存してしまう。例えば、非特許文献1、特許文献4、及び特許文献5に記載されているような配列方向における断面形状が矩形の凹凸パターンでは、レジスト層に押し当てる際に、レジスト層を充分な押圧力で押し出すことができず、また、凸部の中央部に比べて両端部に応力が集中するため、凸部の中央部の残膜が厚くなる傾向にある。更に、パターンの粗密により、微細エリアでの残膜の不均一性が生じてしまうという問題がある。
In this imprint method, a transfer process is required many times from the viewpoint of cost reduction, and the durability of the mold capable of transferring at least several hundred to several tens of thousands of times is required.
In addition, when an information recording medium such as a hard disk or an optical disk is manufactured using an imprint method, a fine pattern processing can be performed by a wet etching method or a dry etching method using an organic resist pattern formed by the imprint process as a mask. Done.
However, before these fine patterns are processed, it is necessary to remove the residual film generated in the resist pattern after the imprint process. Therefore, in addition to reducing the remaining film as much as possible, the uniformity of the remaining film over the entire surface of the substrate is important.
In order to reduce such a residual film and improve the uniformity of the residual film on the entire surface of the substrate, various imprint apparatuses aiming at pressure uniformity in the imprint process have been developed. However, even when these imprint apparatuses are used, the remaining film depends on the uneven pattern of the mold structure to be used. For example, in a concavo-convex pattern having a rectangular cross-sectional shape in the arrangement direction as described in
したがって残膜を低減でき、基板全面での残膜の均一性に優れると共に、耐久性が向上し、高精細なパターンが形成できるモールド構造体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。 Therefore, a mold structure that can reduce the remaining film, has excellent uniformity of the remaining film on the entire surface of the substrate, has improved durability, and can form a high-definition pattern has not yet been realized. The current situation is.
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、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成することにより、残膜を低減でき、基板全面での残膜の均一性に優れると共に、耐久性が向上し、ディスクリートトラックメディア、及びパターンドメディアに高品質なパターンを転写し、形成することができるモールド構造体及び該モールド構造体を用いたインプリント方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention can reduce the residual film by forming the surface roughness of the top of the convex part within an appropriate range, and can improve the durability of the residual film as well as the uniformity of the residual film over the entire surface of the substrate. Another object of the present invention is to provide a mold structure capable of transferring and forming a high-quality pattern on a discrete track medium and a patterned medium, and an imprint method using the mold structure.
前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成することにより、従来は凸部の断面形状が矩形であるため充分に押し切れなかったレジスト層に対しバッファとして機能させることができ、残膜を限りなく0(ゼロ)に低減でき、かつ基板全面での残膜の均一性が向上することを知見した。また、本発明においては、インプリント後のレジストパターンの凹部には凸部における頂部の表面粗さに対応したスパイク状のレジスト残渣が生じるが、次のアッシング工程において、スパイク状のレジスト残渣はプラズマに曝される表面積が大きいため、比較的早期に除去できるため問題とはならない。ただし、凸部における頂部の表面粗さを大きくしすぎると、形成された突起部に圧力が集中して破損の原因となるため、耐久性も加味すると、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成することが有効であることを知見した。 As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above-mentioned problems, by forming the surface roughness of the top of the convex portion within a proper range, the sectional shape of the convex portion is conventionally rectangular. It was found that the resist layer that could not be fully pressed could function as a buffer, the remaining film could be reduced to 0 (zero) as much as possible, and the uniformity of the remaining film over the entire surface of the substrate was improved. In the present invention, a spike-like resist residue corresponding to the surface roughness of the top of the convex portion is generated in the concave portion of the resist pattern after imprinting. In the next ashing process, the spike-like resist residue is plasma. This is not a problem because it can be removed relatively early because of the large surface area exposed to. However, if the surface roughness of the top of the convex part is too large, pressure will concentrate on the formed protrusions and cause damage, so if durability is taken into consideration, the surface roughness of the top part of the convex part is appropriate. It has been found that it is effective to form a large layer within a certain range.
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、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> 円板状の基板と、該基板の一方の表面に複数の凸部が配列されたことによって形成された凹凸部を有するモールド構造体であって、
前記凸部における頂部の10点平均粗さRzと、凸部の高さHとの比率〔(Rz/H)×100〕が10%〜50%であることを特徴とするモールド構造体である。
<2> 凸部における頂部の10点平均粗さRzが10nm以上である前記<1>に記載のモールド構造体である。
<3> 凸部の配列方向における長さが100nm以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載のモールド構造体である。
<4> 石英、金属、及び樹脂のいずれかの材料からなる前記<1>から<3>のいずれかに記載のモールド構造体である。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載のモールド構造体を、磁気記録媒体用基板上に形成されたインプリントレジスト組成物からなるインプリントレジスト層に押圧して前記モールド構造体に形成された凹凸部に基づく凹凸パターンを転写する転写工程を少なくとも含むことを特徴とするインプリント方法である。
<6> 前記<5>に記載のインプリント方法を用いて、磁気記録媒体を製造することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
<7> 磁気記録媒体が、ディスクリート型磁気記録媒体、及びパターンドメディア型磁気記録媒体の少なくともいずれかである前記<6>に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
<8> 前記<6>から<7>のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする磁気記録媒体である。
<9> ディスクリート型磁気記録媒体、及びパターンドメディア型磁気記録媒体の少なくともいずれかである前記<8>に記載の磁気記録媒体である。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A mold structure having a disc-shaped substrate and a concavo-convex portion formed by arranging a plurality of convex portions on one surface of the substrate,
The mold structure is characterized in that a ratio [(Rz / H) × 100] of the 10-point average roughness Rz of the top part of the convex part to the height H of the convex part is 10% to 50%. .
<2> The mold structure according to <1>, wherein the top 10-point average roughness Rz of the convex portion is 10 nm or more.
<3> The mold structure according to any one of <1> to <2>, wherein a length of the convex portions in the arrangement direction is 100 nm or less.
<4> The mold structure according to any one of <1> to <3>, which is made of any material of quartz, metal, and resin.
<5> The mold structure according to any one of <1> to <4> is pressed against an imprint resist layer made of an imprint resist composition formed on a magnetic recording medium substrate. It is an imprint method characterized by including the transfer process which transfers the uneven | corrugated pattern based on the uneven | corrugated | grooved part formed in the body at least.
<6> A method of manufacturing a magnetic recording medium, wherein a magnetic recording medium is manufactured using the imprint method according to <5>.
<7> The method for producing a magnetic recording medium according to <6>, wherein the magnetic recording medium is at least one of a discrete magnetic recording medium and a patterned media magnetic recording medium.
<8> A magnetic recording medium manufactured using the method for manufacturing a magnetic recording medium according to any one of <6> to <7>.
<9> The magnetic recording medium according to <8>, wherein the magnetic recording medium is at least one of a discrete magnetic recording medium and a patterned media magnetic recording medium.
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成することにより、残膜を低減でき、基板全面での残膜の均一性に優れると共に、耐久性が向上し、ディスクリートトラックメディア、及びパターンドメディアに高品質なパターンを転写し、形成することができるモールド構造体及び該モールド構造体を用いたインプリント方法を提供することができる。 According to the present invention, various problems in the prior art can be solved, and the remaining film can be reduced and the uniformity of the remaining film over the entire surface of the substrate is excellent by forming the surface roughness of the top of the convex portion within an appropriate range. In addition, durability can be improved, and a mold structure capable of transferring and forming a high-quality pattern on a discrete track medium and a patterned medium and an imprint method using the mold structure can be provided. .
(モールド構造体)
本発明のモールド構造体は、円板状の基板と、該基板の一方の表面に複数の凸部が配列されたことによって形成された凹凸部を有してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
(Mold structure)
The mold structure of the present invention has a disk-shaped substrate and a concavo-convex portion formed by arranging a plurality of convex portions on one surface of the substrate. It has a configuration.
本発明においては、前記凸部における頂部の10点平均粗さRzと、凸部の高さHとの比率〔(Rz/H)×100〕は、10%〜50%であり、15%〜40%が好ましい。前記比率〔(Rz/H)×100〕が、10%未満であると、本発明の目的であるレジスト流動によるインプリント後の残膜低減効果が期待できないことがあり、50%を超えると、残膜部分の厚みムラ(残渣)がその後のパターン加工にばらつきを生じさせることがある。 In the present invention, the ratio [(Rz / H) × 100] of the 10-point average roughness Rz of the top part of the convex part to the height H of the convex part is 10% to 50%, 15% to 40% is preferred. If the ratio [(Rz / H) × 100] is less than 10%, the effect of reducing the residual film after imprinting due to resist flow, which is the object of the present invention, may not be expected, and if it exceeds 50%, The uneven thickness (residue) of the remaining film portion may cause variations in subsequent pattern processing.
前記凸部における頂部の10点平均粗さRzは、10nm以上が好ましく、15nm〜50nmがより好ましい。前記10点平均粗さRzが、10nm未満であると、本発明の目的であるレジスト流動によるインプリント後の残膜低減効果が期待できないことがある。
ここで、前記凸部における頂部の10点平均粗さRzとは、表面粗さの平均値からの偏差値のうち、最大のものから上位5つの偏差値の平均と、最小のものから下位5つの偏差値の是絶対値の平均値の和で定義され、表面粗さは、例えば原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)により測定することができる。
前記凸部の高さHは、図2に示すように、凸部3aの最低点(基準面2a)から凸部3aの頂部(頂部の突起のうちの最高点)までの距離を意味し、10nm〜100nmが好ましい。
前記凸部の高さHは、例えば原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)又は断面走査型電子顕微鏡(断面SEM)により測定することができる。
The 10-point average roughness Rz at the top of the convex portion is preferably 10 nm or more, and more preferably 15 nm to 50 nm. If the 10-point average roughness Rz is less than 10 nm, the effect of reducing the residual film after imprinting due to resist flow, which is the object of the present invention, may not be expected.
Here, the ten-point average roughness Rz at the top of the convex portion is the average of the five highest deviation values from the average deviation value from the average value of the surface roughness, and the lowest five from the smallest. The surface roughness can be measured by, for example, an atomic force microscope (AFM).
The height H of the convex portion means a distance from the lowest point of the
The height H of the convex portion can be measured by, for example, an atomic force microscope (AFM) or a cross-sectional scanning electron microscope (cross-section SEM).
前記モールド構造体の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、石英、金属、及び樹脂のいずれかの材料が好適である。
前記金属としては、例えばNi、Cu、Al、Mo、Co、Cr、Ta、Pd、Pt、Au等の各種金属、又はこれらの合金を用いることができる。これらの中でも、Ni、Ni合金が特に好ましい。
前記樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、低融点フッ素樹脂などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said mold structure, Although it can select suitably according to the objective, Any material of quartz, a metal, and resin is suitable.
As said metal, various metals, such as Ni, Cu, Al, Mo, Co, Cr, Ta, Pd, Pt, Au, or these alloys can be used, for example. Among these, Ni and Ni alloys are particularly preferable.
Examples of the resin include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and a low melting point fluororesin.
ここで、図1は、本発明に係るモールド構造体の一実施形態における構成を示す部分斜視図であり、図2は、図1のA−A線での概略断面図である。なお、図1の凸部3aにおける頂部4には全面に渡って微細な凹凸が形成されているが一部省略しており、図2において模式的に示している。
図1のモールド構造体1は、円板状をなす基板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3a及び凹部3bが同心円状に形成されてなる。この場合、凸部3aと、複数の凸部3a間に形成された凹部3bとを総称して凹凸部3とする。
なお、前記凸部3aの配列方向における断面形状は、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。
本発明において、前記凸部3aの「断面(形状)」とは、特に断りがない限り、凸部3aの配列方向(凸部3aが列設されている方向)における断面(形状)を指す。
前記凸部3aの配列方向の長さLは、100nm以下が好ましく、90nm以下がより好ましい。前記凸部の半径方向の長さが100nmを超えると、本発明の目的である磁気記録媒体の記録密度を高めることができないことがある。
前記凸部の配列方向の長さは、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)、又は原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)にて断面形状を計測し、高さ規格の半値幅により求めることができる。
また、基板2の厚みは、0.5mm以上10mm以下であることが好ましい。
Here, FIG. 1 is a partial perspective view showing a configuration of an embodiment of a mold structure according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line AA of FIG. In addition, although the fine unevenness | corrugation is formed in the
The
In addition, the cross-sectional shape in the arrangement direction of the
In the present invention, the “cross section (shape)” of the
The length L in the arrangement direction of the
The length of the projections in the arrangement direction can be obtained by, for example, measuring the cross-sectional shape with a scanning electron microscope (SEM) or an atomic force microscope (AFM) and calculating the half width of the height standard. it can.
Moreover, it is preferable that the thickness of the board |
前記凸部3aにおける頂部4の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成(10点平均粗さRzを10nm以上)する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)モールド構造体を加工前の原盤の凹部の底部にイオン打ち込み、ブラスト処理等の物理的処理を行う方法、(2)モールド構造体を加工前の原盤の凹部の底部を表面化学反応により化学的処理する方法、(3)作製したモールド構造体の凸部における頂部を物理的処理又は化学的処理する方法、などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as a method of forming the surface roughness of the
<モールド構造体の製造方法>
以下、本発明に係るモールド構造体の製造方法について図3及び図4を参照して説明する。
−原盤の作製−
図3は、本発明のモールド構造体の製造方法における原盤の作製の一例を示す断面図である。
図3のAに示すように、まず、Si基板10上に、スピンコート法などにより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。前記フォトレジスト層の材料としては、ポジ型レジスト材料及びネガ型レジスト材料のいずれであってもよい。
次に、図3のBに示すように、Si基板10を回転させながら、データ記録用トラック及びサーボ情報の少なくともいずれか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。
次に、図3のCに示すように、フォトレジスト層21を現像処理し、露光部分を除去して残ったフォトレジスト層21によって所望の凹凸パターンを形成する。
次に、図3のDに示すように、形成されたフォトレジスト層21のパターンをマスクにしてRIE(Reactive Ion Etching;反応性イオンエッチング)などにより選択エッチングを行い、基板10に凹凸パターンを形成する。
次に、図3のEに示すように、残余フォトレジスト層21を除去して、凹凸形状を有する原盤11を作製する。
<Method for producing mold structure>
Hereinafter, a method for producing a mold structure according to the present invention will be described with reference to FIGS.
-Production of master-
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of production of a master in the method for producing a mold structure of the present invention.
As shown in FIG. 3A, first, a
Next, as shown in FIG. 3B, while rotating the
Next, as shown in FIG. 3C, the
Next, as shown in FIG. 3D, a concavo-convex pattern is formed on the
Next, as shown in FIG. 3E, the remaining
−モールド構造体の作製−
図4は、本発明のモールド構造体の製造方法におけるモールド構造体の作製の一例を示す断面図である。
図4のA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(SiO2)、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/cm2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。
-Fabrication of mold structure-
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of production of a mold structure in the method for producing a mold structure of the present invention.
As shown to A of FIG. 4, with respect to the quartz board |
Here, the material of the substrate to be processed in the present invention is appropriately selected according to the purpose without any particular limitation as long as it is a material having optical transparency and functioning as a mold structure. , Quartz (SiO 2 ), resin (PET, PEN, polycarbonate, low melting point fluororesin) and the like.
Further, the “having light transmittance” specifically means that light is emitted from the other surface of the substrate to be processed so that the light is emitted from one surface on which the imprint resist layer is formed on the substrate to be processed. This means that the imprint resist is sufficiently cured when incident, and at least the light transmittance from the other surface to the one surface is 50% or more.
Further, “having the strength to function as a mold structure” means that the imprint resist layer formed on the substrate of the magnetic recording medium is pressed against the imprint resist layer under the condition that the average surface pressure is 4 kgf / cm 2 . It means strength that can withstand pressure.
次に、図4のBに示すように、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。
Next, as shown in FIG. 4B, the imprint resist
次に、図4のCに示すように、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った。
その後、作製したモールド構造体の凸部における頂部をイオン打ち込み、ブラスト処理等の物理的処理、又は化学的処理することにより、図4のDに示すように、凸部における頂部の10点平均粗さRzが10nm以上であるモールド構造体1を作製できる。
Next, as shown in FIG. 4C, selective etching was performed by RIE or the like using the transferred pattern as a mask.
Thereafter, the top of the convex part of the produced mold structure is ion-implanted and subjected to physical treatment such as blasting or chemical treatment, or chemical treatment, as shown in FIG. A
また、図3のA〜Eで作製した凹凸パターンを有する原盤を用い、該原盤の表面にスパッタリング法により、導電膜を形成し、該導電膜が付与された原盤を、Ni電鋳浴に浸漬させて電鋳処理を行い、Niモールド構造体を作製することもできる。なお、原盤の凹部の底部は物理的処理又は化学的処理されており、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成できるようになっている。
また、図3のA〜Eで作製した凹凸パターンを有する原盤を用い、樹脂層が形成された基板に対して、原盤を押し当てる。その後、加熱して樹脂の粘度を下げた状態とすることで、原盤上に形成された凸部のパターンが樹脂層に転写される。その後、冷却して転写されたパターンを硬化させ、基板から樹脂層を剥離することで、凹凸形状を有する樹脂モールド構造体を作製することもできる。なお、原盤の凹部の底部は物理的処理又は化学的処理されており、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成できるようになっている。
前記樹脂層における樹脂としては、例えばポリメタアクリル酸メチル(PMMA)、ノボラック樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。
3A to E in FIG. 3 is used, a conductive film is formed on the surface of the master by sputtering, and the master provided with the conductive film is immersed in a Ni electroforming bath. The Ni mold structure can also be manufactured by performing electroforming. The bottom of the concave portion of the master is physically or chemically processed so that the surface roughness of the top of the convex portion can be increased within an appropriate range.
3 is used to press the master against the substrate on which the resin layer is formed. Then, the pattern of the convex part formed on the original disk is transcribe | transferred to a resin layer by heating and making it the state which lowered | hung the viscosity of resin. Thereafter, the pattern transferred by cooling is cured, and the resin layer is peeled from the substrate, whereby a resin mold structure having an uneven shape can be produced. The bottom of the concave portion of the master is physically or chemically processed so that the surface roughness of the top of the convex portion can be increased within an appropriate range.
Examples of the resin in the resin layer include polymethyl methacrylate (PMMA), novolac resin, and fluorine resin.
本発明のモールド構造体は、該モールド構造体の凸部をインプリントレジスト層に対向させて該インプリントレジスト層に前記凹凸パターンを転写する転写工程を少なくとも含むインプリント方法に好適に用いられ、以下に説明する磁気記録媒体の製造方法に特に好適である。 The mold structure of the present invention is suitably used in an imprint method including at least a transfer step of transferring the concavo-convex pattern to the imprint resist layer with the convex portion of the mold structure facing the imprint resist layer. It is particularly suitable for the method for producing a magnetic recording medium described below.
<磁気記録媒体の製造方法>
前記磁気記録媒体の製造方法は、本発明の前記インプリント方法を用いて磁気記録媒体を製造する。
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、パターンドメディア等の磁気記録媒体を製造する製造方法(インプリント法)について図面を参照して説明する。
<Method of manufacturing magnetic recording medium>
In the method for manufacturing the magnetic recording medium, the magnetic recording medium is manufactured by using the imprint method of the present invention.
Hereinafter, a manufacturing method (imprint method) for manufacturing a magnetic recording medium such as a discrete track medium and a patterned medium using the mold structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図5のAに示すように、磁気記録媒体用基板40上に、磁性層50と、ポリメタアクリル酸メチル(PMMA)等を含むインプリントレジスト組成物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に対して、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成したモールド構造体1を押し当て、加圧することにより、モールド構造体1上に形成された凹凸部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、レジスト層には凸部における頂部の表面粗さに対応したスパイク状のレジスト残渣が生じるが、次のアッシング工程において容易に除去される。
ここで、インプリントレジスト層24は、例えば、熱硬化性樹脂、及び光硬化性樹脂の少なくともいずれかを含有するインプリントレジスト組成物(以下、インプリントレジスト液ということがある)を磁気記録媒体用基板に塗布することによって形成される層である。
前記レジスト層の材料としては、ポジ型レジスト材料及びネガ型レジスト材料のいずれであってもよい。
前記磁性層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Fe、Co、Ni、FeCo、FeNi、CoNi、CoNiP、FePt、CoPt、NiPtなどが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
As shown in FIG. 5A, an imprint resist
Here, as the imprint resist
The material of the resist layer may be either a positive resist material or a negative resist material.
The material of the magnetic layer is not particularly limited and can be appropriately selected from known materials according to the purpose. For example, Fe, Co, Ni, FeCo, FeNi, CoNi, CoNiP, FePt, CoPt, NiPt etc. are mentioned suitably. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
次に、図5のBに示すように、インプリントレジスト層24にモールド構造体1を押し付ける際には、系を前記レジスト液のガラス転移温度(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温度よりも低下することにより硬化する。
Next, as shown in FIG. 5B, when the
次に、図5のCに示すように、凹凸部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に形成する。
次に、図5のDに示すように、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を作製することができる。
前記非磁性材料としては、例えばSiO2、カーボン、アルミナ;ポリメタアクリル酸メチル(PMMA)、ポリスチレン(PS)等のポリマー;円滑油などが挙げられる。
前記保護膜としては、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)、スパッタカーボン等が好ましく、該保護膜の上に更に潤滑剤層を設けてもよい。
Next, as shown in FIG. 5C, selective etching is performed by RIE using the imprint resist
Next, as shown in FIG. 5D, the
Examples of the non-magnetic material include SiO 2 , carbon, alumina; polymers such as polymethyl methacrylate (PMMA) and polystyrene (PS); and smooth oil.
The protective film is preferably diamond-like carbon (DLC), sputtered carbon or the like, and a lubricant layer may be further provided on the protective film.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
<モールド構造体の製造>
−原盤の作製−
図3のAに示すように、まず、円板状のSi基板10上に、スピンコート法によりポリメタアクリル酸メチル(PMMA)を含むフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層21を形成した。
次に、図3のBに示すように、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を照射し、フォトレジスト層全面に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した。
次に、図3のCに示すように、フォトレジスト膜21を現像処理し、露光部分を除去して残ったレジスト膜16によって所望の凹凸パターンを形成した。
次に、図3のDに示すように、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により選択エッチングを行い、余分のフォトレジスト層を除去して図3のEに示す凹凸形状を有する原盤11を作製した。
Example 1
<Manufacture of mold structure>
-Production of master-
As shown in FIG. 3A, first, a photoresist solution containing methyl polymethacrylate (PMMA) was applied on a disk-shaped
Next, as shown in FIG. 3B, while the
Next, as shown in FIG. 3C, the
Next, as shown in FIG. 3D, selective etching is performed by RIE using the pattern of the removed
−モールド構造体の作製−
次に、図4のA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。
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、該パターンをマスクにしてRIE(Reactive Ion Etching;反応性イオンエッチング)により選択エッチングを行い、モールド構造体1を作製した。
得られたモールド構造体の凸部の頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成するため、イオン源を用い、Arイオン打ち込みを行った。
-Fabrication of mold structure-
Next, as shown in FIG. 4A, the
Thereafter, the imprint resist
In order to increase the surface roughness of the top of the convex portion of the obtained mold structure within an appropriate range, Ar ion implantation was performed using an ion source.
<磁気記録媒体の作製>
図5のAに示すように、磁気記録媒体用基板40上に、磁性層50と、ポリメタアクリル酸メチル(PMMA)を含むインプリントレジスト組成物を塗布してなるインプリントレジスト層24とを、この順に有する磁気記録媒体に対して、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成したモールド構造体1を押し当て、加圧することにより、モールド構造体1上に形成された凹凸部のパターンをインプリントレジスト層24に転写した。
次に、図5のBに示すように、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温度(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温度よりも低下することにより硬化することとなる。
次に、図5のCに示すように、凹凸部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、表面を平坦化して、図5のDに示す磁気記録媒体100を作製した。
<Preparation of magnetic recording medium>
As shown in FIG. 5A, a
Next, as shown in FIG. 5B, when the
Next, as shown in FIG. 5C, selective etching is performed by RIE using the imprint resist
(実施例2〜3及び比較例1〜2)
実施例1において、表1に示すように、凸部における頂部の10点平均粗さRz、凸部の高さH、及び凸部の配列方向長さを変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜3及び比較例1〜2のモールド構造体を作製した。
なお、この原盤の凹部の底部は、ICPエッチング装置を用いてRIE後、Arガスを用いたイオン打ち込みを行うことにより、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成するための表面粗さが付与されている。
作製した各モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして、インプリント法により磁気記録媒体を作製した。
(Examples 2-3 and Comparative Examples 1-2)
In Example 1, as shown in Table 1, the same as Example 1 except that the top 10-point average roughness Rz, the height H of the convex part, and the arrangement direction length of the convex part were changed as shown in Table 1. Thus, mold structures of Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 were produced.
In addition, the bottom of the concave portion of this master is formed by performing ion implantation using Ar gas after RIE using an ICP etching apparatus, so that the surface roughness of the top portion of the convex portion is increased within an appropriate range. Surface roughness is imparted.
A magnetic recording medium was produced by imprinting using the produced mold structures in the same manner as in Example 1.
(実施例4)
実施例1と同様にして、凹凸パターンを有する原盤を作製した。なお、この原盤の凹部の底部は、ICPエッチング装置を用いてRIE後、Arガスを用いたイオン打ち込みを行うことにより、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成するための表面粗さが付与されている。
次に、ポリメタアクリル酸メチル(PMMA)からなる樹脂シートに対して、原盤を押し当てた。その後、加熱して樹脂の軟化点以上の温度とすることで、樹脂の粘度が低下し、原盤上に形成された凸部のパターンが樹脂シートに転写された。その後、冷却して転写されたパターンを硬化させ、原盤から樹脂シートを剥離することで、凹凸形状を有する樹脂モールド構造体を作製した。
作製した樹脂モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして、インプリント法により磁気記録媒体を作製した。
Example 4
A master having a concavo-convex pattern was produced in the same manner as in Example 1. In addition, the bottom of the concave portion of this master is formed by performing ion implantation using Ar gas after RIE using an ICP etching apparatus, so that the surface roughness of the top portion of the convex portion is increased within an appropriate range. Surface roughness is imparted.
Next, the master was pressed against a resin sheet made of polymethyl methacrylate (PMMA). Then, the viscosity of the resin was lowered by heating to a temperature equal to or higher than the softening point of the resin, and the pattern of the convex portions formed on the master was transferred to the resin sheet. Then, the pattern transferred by cooling was cured, and the resin sheet was peeled from the master to produce a resin mold structure having an uneven shape.
A magnetic recording medium was produced by imprinting using the produced resin mold structure in the same manner as in Example 1.
(実施例5)
実施例1と同様にして、凹凸パターンを有する原盤を作製した。なお、この原盤の凹部の底部は、ICPエッチング装置を用いてRIE後、Arガスを用いたイオン打ち込みを行うことにより、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成するための表面粗さが付与されている。
次に、原盤11の表面の凹凸パターンをもとに、この表面にスパッタリング法により、導電膜を形成した。導電膜が付与された原盤を、下記組成のNi電鋳浴に浸漬させて50rpm〜150rpmの回転速度で回転させながら、電鋳処理を行い、厚み300μmのNi盤を作製した。その後、このNi盤を原盤から剥離し、残留するレジスト膜を除去し、洗浄した。以上により、実施例5のNiモールド構造体を作製した。
−Ni電鋳浴組成及び温度−
・スルファミン酸ニッケル・・・600g/L
・ホウ酸・・・40g/L
・界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム)・・・0.15g/L
・pH=4.0
・温度=55℃
作製したNiモールド構造体を用いて、実施例1と同様にして、インプリント法により磁気記録媒体を作製した。
(Example 5)
A master having a concavo-convex pattern was produced in the same manner as in Example 1. In addition, the bottom of the concave portion of this master is formed by performing ion implantation using Ar gas after RIE using an ICP etching apparatus, so that the surface roughness of the top portion of the convex portion is increased within an appropriate range. Surface roughness is imparted.
Next, based on the uneven pattern on the surface of the
-Ni electroforming bath composition and temperature-
・ Nickel sulfamate ... 600g / L
・ Boric acid ... 40g / L
・ Surfactant (sodium lauryl sulfate) ... 0.15 g / L
・ PH = 4.0
・ Temperature = 55 ℃
A magnetic recording medium was manufactured by imprinting using the manufactured Ni mold structure in the same manner as in Example 1.
次に、実施例1〜5及び比較例1〜2について、以下のようにして、モールド構造体の凸部における頂部の10点平均粗さRz、凸部の高さH、凸部の配列方向長さ、残膜量、及び耐久性を評価した。結果を表1に示す。 Next, for Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, the top 10-point average roughness Rz, the height H of the projections, and the arrangement direction of the projections in the projections of the mold structure as follows The length, amount of remaining film, and durability were evaluated. The results are shown in Table 1.
<凸部における頂部の10点平均粗さRzの測定>
凸部における頂部の10点平均粗さRzは、平均値からの偏差値のうち、最大のものから上位5つの偏差値の平均と、最小のものから下位5つの偏差値の是絶対値の平均値の和で定義され、表面粗さは原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)で測定した。
<Measurement of 10-point average roughness Rz at the top of the convex portion>
The 10-point average roughness Rz at the top of the convex portion is the average of the absolute values of the deviation values from the average to the top five deviation values and the minimum to the bottom five deviation values. The surface roughness was measured with an atomic force microscope (AFM).
<凸部の高さH、凸部の配列方向長さの測定>
凸部の高さHは、走査型電子顕微鏡(SEM)、又は原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)にて計測した。
凸部の配列方向の長さは、走査型電子顕微鏡(SEM)、又は原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)にて断面形状を計測し、高さ規格の半値幅により求めた。
<Measurement of the height H of the convex portions and the length in the arrangement direction of the convex portions>
The height H of the convex portion was measured with a scanning electron microscope (SEM) or an atomic force microscope (AFM).
The length in the arrangement direction of the convex portions was obtained by measuring the cross-sectional shape with a scanning electron microscope (SEM) or an atomic force microscope (AFM) and calculating the half width of the height standard.
<残膜量の評価>
作製した各モールド構造体を用いて、基板側に形成したレジスト層に凹凸微細パターンを転写した際に、各モールド構造体のレジスト層の樹脂残膜量を断面の透過型電子顕微鏡(TEM)にて測定し、その平均値を求め、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○:残膜量の値がパターン高さの20%未満
×:残膜量の値がパターン高さの20%以上
<Evaluation of remaining film amount>
When the concave / convex fine pattern was transferred to the resist layer formed on the substrate side using each mold structure produced, the residual resin amount of the resist layer of each mold structure was measured with a cross-sectional transmission electron microscope (TEM). The average value was obtained and evaluated according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
○: The value of the remaining film amount is less than 20% of the pattern height. X: The value of the remaining film amount is 20% or more of the pattern height.
<耐久性の評価>
作製した各モールド構造体を用いて、基板側に形成した樹脂上に凹凸微細パターンを転写するプロセスを100回繰り返して実施し、該プロセス後に原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)で各モールド構造体の半径位置25mm箇所で90°毎に4箇所の1μm角エリアを測定し、目詰まり、パターン倒れの有無を下記の基準で評価した。
〔評価基準〕
○:凹部の深さが所定の40%未満のパターンであり、パターン倒れが1点もない。
×:凹部の深さが所定の40%未満のパターンであり、パターン倒れが1点以上存在する。
<Durability evaluation>
The process of transferring the concave / convex fine pattern onto the resin formed on the substrate side was repeated 100 times using each mold structure produced, and after that process, each mold was measured with an atomic force microscope (AFM). Four 1 μm square areas were measured every 90 ° at a radius position of 25 mm of the structure, and the presence or absence of clogging and pattern collapse was evaluated according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
A: The depth of the recess is a pattern with a predetermined depth of less than 40%, and there is no pattern collapse.
X: It is a pattern whose depth of a recessed part is less than predetermined 40%, and one or more pattern collapse exists.
本発明のモールド構造体及び該モールド構造体を用いたインプリント方法は、凸部における頂部の表面粗さを適正な範囲内で大きく形成することにより、残膜を低減でき、基板全面での残膜の均一性に優れると共に、耐久性が向上するので、ディスクリートメディアの作製、及びパターンドメディアの作製に好適である。 The mold structure of the present invention and the imprint method using the mold structure can reduce the residual film by forming the surface roughness of the top of the convex portion within an appropriate range, thereby reducing the remaining film on the entire surface of the substrate. The film is excellent in film uniformity and durability, and is suitable for manufacturing discrete media and patterned media.
1 モールド構造体
2 基板
3 凹凸部
3a 凸部
3b 凹部
4 頂部
24 インプリントレジスト層
40 磁気記録媒体用基板
50 磁性層
100 磁気記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記凸部における頂部の10点平均粗さRzと、凸部の高さHとの比率〔(Rz/H)×100〕が10%〜50%であることを特徴とするモールド構造体。 A mold structure having a disk-shaped substrate and uneven portions formed by arranging a plurality of protrusions on one surface of the substrate,
The mold structure characterized in that the ratio [(Rz / H) × 100] of the 10-point average roughness Rz of the top part of the convex part to the height H of the convex part is 10% to 50%.
Priority Applications (1)
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JP2007131879A JP2008287805A (en) | 2007-05-17 | 2007-05-17 | Mold structure and imprint method using the same |
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JP2012232456A (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Fujikura Ltd | Imprint mold |
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- 2007-05-17 JP JP2007131879A patent/JP2008287805A/en active Pending
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