KR20030053045A - 자기전사용 마스터 담체 - Google Patents

Abstract

(과제)마스터 담체와 슬레이브매체를 밀착시켜 전사용 자계를 인가하여 자기전사를 행할 때의, 마스터 담체의 열팽창변형에 기초하는 전사신호의 위치정밀도를 분위기 온도를 엄밀히 관리하는 일없이 확보한다.

(해결수단)마스터 담체(3)는 기판(31)에 형성된 패턴 상에 연자성층(32)을 구비하고, 기판(31)의 열팽창계수가 5∼25×10^-6/℃의 범위이며, 다른 방향의 열팽창계수의 차가 8×10^-6/℃ 이하이다. 이 열팽창계수는 자기전사하는 슬레이브매체(2)의 열팽창계수에 가깝게 하는 것이 바람직하다.

Description

자기전사용 마스터 담체{MASTER CARRIER FOR MAGNETIC TRANSFER}

본 발명은 슬레이브매체에 자기전사하는 전사정보를 담지한 자기전사용 마스터 담체에 관한 것이다.

자기전사방법은 기판의 표면에 전사정보에 대응하는 패턴이 자성체에 의해 형성된 마스터 담체의 표면을 자기기록부를 갖는 슬레이브매체의 표면에 밀착시키고, 이 상태에서 전사용자계를 인가하고, 마스터담체에 담지한 정보(예를 들면 서보신호)에 대응하는 자화(磁化)패턴을 슬레이브매체의 자기기록부에 전사기록하는것이다. 이 자기전사방법으로서는, 예를 들면 특허공개 소63-183623호 공보, 특허공개 평10-40544호 공보, 특허공개 평10-269566호 공보 등에 개시되어 있다.

자기전사에 사용되는 마스터 담체는 실리콘매체, 유리기판 등에 포토패브리케이션, 스퍼터, 에칭 등의 처리를 실시하여 자성체에 의한 요철패턴을 형성한 것으로 구성되어 있다.

또, 반도체 등에서 사용되고 있는 리소그래피기술, 또는 광디스크스탬퍼제조에 사용되고 있는 스탬퍼제조기술을 응용하고, 자기전사용 마스터 담체를 제조하는 것이 고려되고 있다.

그러나, 상기와 같은 자기전사에 있어서는 이 자기전서에 의해 슬레이브매체에 기록된 신호가, 기록재생을 행하는 드라이브에 장전되었을 때, 정확하게 판독되는 것이 중요하다.

상기 점으로부터 자기전사에 있어서는 슬레이브매체와 마스터 담체의 위치결정을 정확하게 행하여 전사신호의 위치정밀도를 높이는 것이 요구됨과 아룰어, 온도변화에 의해 슬레이브매체가 열팽창변형했을 때에도, 드라이브측에서의 판독허용범위에 있는 것이 요구된다.

자기전사가 행해지는 슬레이브매체로서는 플렉시블 디스크 및 하드 디스크가 일반적이며, 플렉시블 디스크의 지지체로서는 PET, PEN, 아라미드 등의 플라스틱필름이 사용되고, 하드 디스크의 지지체로서는 유리, 알루미늄 등의 경질판이 사용되고, 각각의 열팽창계수는 드라이브측의 요구에 적합하다.

그러나, 지지체 및 자성층을 포함하는 슬레이브매체의 열팽창특성이 드라이브측의 허용범위라도, 전사된 신호의 위치가 마스터 담체의 열팽창특성에 의해 소정위치로부터 크게 어긋나 있는 경우에는 드라이브측의 허용범위로부터 벗어나 버리는 문제가 있다.

즉, 마스터 담체에의 전사패턴 형성시의 환경온도와, 슬레이브매체에의 전사시의 환경온도의 변동 등에 기초하여, 마스터 담체의 치수가 변하기 때문에, 슬레이브매체에 전사된 신호의 위치정밀도가 변화하는 것이며, 이것을 일정하게 하기 위해서는 자기전사시의 환경온도를 소정온도로 하는 것이 요구되지만, 전사장치를 포함하는 공정의 온도관리를 엄밀히 행하는 것은 실시상의 곤란성을 수반하고, 비용면에서도 불리해진다.

본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 마스터 담체와 슬레이브매체를 밀착시켜 전사용 자계를 인가하여 자기전사를 행할 때의 마스터 담체의 열팽창변형에 기초하여, 전사신호의 위치정밀도를, 환경온도를 엄밀히 관리하는 일없이 확보할 수 있도록 한 자기전사용 마스터 담체를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 관한 마스터 담체를 사용한 자기전사방법의 공정을 나타내는 도면.

도 2는 Ni-Fe합금에 있어서의 Ni원자농도와 열팽창계수의 관계를 나타내는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 슬레이브매체 3 : 마스터 담체

31 : 기판 32 : 연자성층

본 발명의 자기전사용 마스터 담체는 기판에 형성된 패턴 상에 연자성층을 구비한 자기전사용 마스터 담체로서,

상기 기판의 열팽창계수가 5∼25×10^-6/℃의 범위이며, 다른 방향의 열팽창계수의 차가 8×10^-6/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 열팽창계수의 특성은 이 마스터 담체와 밀착시켜 자기전사하는 슬레이브매체의 열팽창계수에 가깝게 하는 것이 바람직하다.

상기 기판이 Ni-Co합금인 경우에는 Ni:99.87%, Co:0.13%인 것이 열팽창계수가 13.3×10^-6/℃로 적합하다.

또, 상기 기판이 Ni-Fe합금인 경우에는 Ni:60% 이상인 것이 열팽창계수가 12×10^-6/℃ 전후에서 안정되게 얻어 적합하다.

다른 방향의 열팽창계수의 차란 슬레이브매체와의 밀착면에 평행한 면에 있어서의 세로방향과 가로방향의 열팽창계수의 차이다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 관한 마스터 담체를 사용한 자기전사방법의 공정을 나타내는 도면이다. 또한, 도 1에 나타내는 형태는 면내 기록방식이다. 또, 도면은 모식도이며 각부의 치수는 실제와는 다른 비율로 나타내고 있다.

면내 기록에 의한 자기전사방법의 개요는 다음과 같은 것이다. 우선 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 최초에 슬레이브매체(2)에 초기 정자계(靜磁界)(Hin)를 트랙방향의 일방향으로 인가하여 미리 초기 자화(직류소자(消磁))를 행한다. 그 후, 도 1이 (b)에 나타내는 바와 같이, 이 슬레이브매체(2)의 자기기록면과, 마스터 담체(3)의 기판(31)의 미세요철패턴에 연자성층(32)이 피복되어 이루어지는 정보담지면의 볼록부패턴의 정상면을 밀착시키고, 슬레이브매체(2)의 트랙방향에 상기 초기 자계(Hin)와는 역방향으로 전사용 자계(Hdu)를 인가하여 자기전사를 행한다. 전사용 자계(Hdu)가 볼록패턴의 연자성층(32)에 흡수되어 이 부분의 자화는 반전하지 않고, 그 외의 부분의 자계가 반전하는 결과, 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 슬레이브매체(2)의 트랙에는 마스터 담체(3)의 정보담지면의 연자성층(32)의 밀착볼록부패턴과 오목부공간의 형성패턴에 따른 자화패턴이 전사기록된다.

마스터 담체(3)는 디스크형상으로 형성되고, 그 한쪽면에 서보신호에 대응한 연자성층(32)에 의한 미세요철패턴이 형성된 전사정보담지면을 갖고, 이것과 반대측의 면이 도시하지 않은 홀더에 유지되고, 슬레이브매체(2)와 밀착된다. 도시한 바와 같이, 슬레이브매체(2)의 한쪽면에 마스터 담체(3)를 밀착시켜 편면순차전사를 행하는 경우와, 슬레이브매체(2)의 양면에 각각 마스터 담체(3)를 밀착시켜 양면 동시전사를 행하는 경우가 있다.

상기와 같은 마스터 담체(3)에 있어서, 패턴이 형성된 기판(31)의 열팽창계수가 5∼25×10^-6/℃의 범위로, 또는 슬레이브매체(2)와의 밀착면에 평행한 면에 있어서의 세로방향과 가로방향의 다른방향의 열팽창계수의 차가 8×10^-6/℃ 이하로 규정되어 있다. 상기 기판(31)의 열팽창계수는 마스터담체(3)와 밀착시켜 자기전사하는 슬레이브매체(2)의 열팽창계수에 대한 드라이브측의 요구에 적합한 것이다. 더욱이, 기판(31)의 열팽창계수를 슬레이브매체(2)의 열팽창계수에 가깝게 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 열팽창특성을 갖는 기판(31)의 재료는 제 1 예로서는 Ni-Co합금으로 구성할 수 있고, 그 조성을 Ni:99.87%, Co:0.13%로 한 것이 열팽창계수가 13.3×10^-6/℃로 되어 적합하다.

또, 제 2 예로서는 기판(31)을 Ni-Fe합금으로 구성할 수 있고, 그 조성은 Ni량이 60at%이상인 것이 적합하다. 즉, 도 2에 Ni-Fe합금에 있어서의 Ni원자농도(at%)와 열팽창계수의 관계를 나타내는 바와 같이, Ni량이 60at% 이상의 범위에서, 열팽창계수가 12×10^-6/℃ 전후에서 안정되게 얻어진다.

상기한 바와 같이 마스터 담체(3)의 기판(31)의 열팽창계수를 상기의 범위로 설정함으로써, 자기전사시에 그 환경온도에 따른 열팽창상태에 있는 마스터 담체(3)를 슬레이브매체(2)에 밀착시켜 전사용 자계를 인가하여 자기전사를 행하면, 이 마스터 담체(3)의 열팽창계수는 드라이브측의 요구에 적합하고, 마찬가지로 신호가 전사된 슬레이브매체(2)의 열팽창계수도 드라이브측의 요구에 적합하기 때문에, 전사된 신호의 위치정밀도를 확보할 수 있고, 드라이브에서의 판독을 양호하게 행할 수 있게 된다. 이로 인해, 자기전사시의 환경온도에의 요구가 완화되고, 온도관리가 용이해진다.

마스터 담체(3)의 기판(31)으로서는 상술한 바와 같은 니켈계 금속에 의한 것 외에, 실리콘, 알루미늄, 그 외 합금 등을 사용할 수 있고, 이들의 경우에 관해서도 상기와 같은 열팽창계수를 갖는 것으로 구성된다.

요철패턴의 형성은 스템퍼법 등에 의해 행해진다. 예를 들면, 스템퍼법은 표면이 평활한 유리판(또는 석영판) 상에 스핀코트 등으로 포토레지스트를 형성하고, 이 유리판을 회전시키면서 서보신호에 대응하여 변조한 레이저광(또는 전자빔)을 조사하고, 소정의 패턴, 예를 들면 서보신호에 상당하는 패턴을 노광한다. 그 후, 포토레지스트를 현상처리하고, 노광부분을 제거하여 포토레지스트에 의한 요철형상을 갖는 원반을 얻는다. 다음에, 원반의 표면의 요철패턴을 바탕으로, 이 표면에 소정의 조성 도금(전기주조)을 실시하고, 포지티브 요철패턴을 갖는 기판을 제조하고, 원반으로부터 박리한다. 기판의 요철패턴의 깊이(돌기의 높이)는 80㎚∼800㎚의 범우가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100㎚∼600㎚이다.

또, 상기 원반에 도금을 실시하여 제 2 원반을 제조하고, 이 제 2 원반을 사용하여 도금을 행하고, 네거티브 요철패턴을 갖는 기판을 제조해도 된다. 더욱이, 제 2 원반에 도금을 행하거나 수지액을 눌러붙여 경화를 행하여 제 3 원반을 제조하고, 제 3 원반에 도금을 행하고, 포지티브 요철패턴을 갖는 기판을 제조해도 된다. 한편, 상기 유리판에 포토레지스트에 의한 패턴을 형성한 후, 에칭하여 유리판에 구멍을 형성하고, 포토레지스트를 제거한 원반을 얻고, 이하 상기와 같이 기판을 형성해도 된다.

상기 연자성층(32)의 형성은 자성재료를 진공증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법 등의 진공성막수단, 도금법 등에 의해 성막한다. 그 자성재료로서는 Co, Co합금(CoNi, CoNiZr, CoNbTaZr법), Fe, Fe합금(FeCo, FeCoNi, FeNiMo, FeAlSi, FeAl, FeTaN), Ni, Ni합금(NiFe)을 이용할 수 있다. 특히 바람직하게는 FeCo, FeCoNi이다. 연자성층(32)의 두께는 50㎚∼500㎚의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100㎚∼400㎚이다.

수직기록방식의 경우에는 상기 면내기록과 거의 같은 마스터 담체(3)가 사용된다. 이 수직기록의 경우에는 슬레이브매체(2)의 자화를 미리 수직방향의 일방향으로 초기 직류자화해 두고, 마스터 담체(3)와 밀착시켜 그 초기 직류자화 방향과 대략 역방향인 수직방향으로 전사용 자계를 인가하여 자기전사를 행하는 것이며, 이 전사용 자계가 마스터 담체(3)의 볼록부패턴의 연자성층(32)에 흡수되어, 볼록부패턴에 대응하는 부분의 수직자화가 반전하고, 요철패턴에 대응한 자화패턴이 슬레이브매체(2)에 기록된다.

초기 자계 및 전사용 자계를 인가하는 자계생성수단은 면내 기록의 경우에는 예를 들면, 슬레이브매체(2)의 반경방향으로 연장되는 갭을 갖는 코어에 코일이 감긴 링형 전자석장치가 상하 양측에 설치되어 이루어지고, 상하로 같은 방향으로 트랙방향과 평행하게 발생시킨 전사용 자계를 인가한다. 자계인가시에는 슬레이브매체(2)와 마스터 담체(3)의 밀착체를 회전시키면서 자계생성수단에 의해 전사용 자계를 인가한다. 자계생성수단을 회전이동시키도록 설치해도 된다. 상기 자계생성수단은 한측에만 설치하도록 해도 된다. 영구자석장치를 양측 또는 한측에 설치해도 된다.

수직기록인 경우의 자계생성수단은 극성이 다른 전자석 또는 영구자석을 슬레이브매체(2)와 마스터 담체(3)의 밀착체의 상하에 배치하고, 수직방향으로 자계를 발생시켜 인가한다. 부분적으로 자계를 인가하는 것에서는, 슬레이브매체(2)와 마스터 담체(3)의 밀착체를 이동시키거나 자계를 이동시켜 전면의 자기전사를 행한다.

슬레이브매체(2)는 양면 또는 한쪽면에 자성층이 형성된 하드 디스크, 고밀도 플렉시블 디스크 등의 자기기록매체가 사용되고, 플렉시블 디스크의 지지체는 PET, PEN, 아미드 등의 플라스틱 필름이 사용되고, 하드 디스크의 지지체로서는 유리, 알루미나 등의 경질판이 사용되고, 각각의 열팽창계수는 드라이브측의 요구에 적합하다. 또, 그 자기기록부는 도포형 자성층 또는 금속박막형 자성층으로 구성된다. 금속박막형 자성층의 자성재료로서는 Co, Co합금(CoPtCr, CoCr, CoPtCrTa, CoPtCrNbTa, CoCrB, CoNi 등), Fe, Fe합금(FeCo, FePt, FeCoNi)을 이용할 수 있다. 이것은 자속밀도가 큰 것, 자계인가방향과 같은 방향(면내기록이면 면내방향, 수직기록이면 수직방향)의 자기이방성(磁氣異方性)을 갖고 있는 것이, 명료한 전사가 행해지기 때문에 바람직하다. 그리고 자성재료 밑(지지체측)에 필요한 자기이방성을 붙이기 때문에 비자성의 하지층을 형성하는 것이 바람직하다. 결정구조와 격자정수를 자성층에 맞추는 것이 필요하다. 그러기 위해서는 Cr, CrTi, CoCr, CrTa, CrMo, NiAl, Ru 등을 이용한다.

상기와 같은 본 발명의 마스터 담체에 의하면, 패턴이 형성된 기판의 열팽창계수를 5∼25×10^-6/℃의 범위로, 다른 방향의 열팽창계수의 차가 8×10^-6/℃ 이하로 규정했기 때문에, 마스터 담체에 형성된 패턴의 열팽창에 수반되는 변화가 드라이브측의 허용범위이며, 이에 따라, 슬레이브매체에의 자기전사시의 온도관리를 엄밀히 행하는 일없이 슬레이브매체에 전사기록된 신호의 위치정밀도를 드라이브측의 요구에 맞출수 있고, 전사신호의 판독의 신뢰성이 높아짐과 아울러, 전사장치를 포함하는 공정의 환경온도관리가 완화되어 비용면에서 유리해진다.

특히, 마스터 담체의 기판의 열팽창계수를 이 마스터 담체와 밀착시켜 자기전사하는 슬레이브매체의 열팽창계수에 가깝게 하면, 보다 정밀도가 높은 자기전사를 행할 수 있다.

Claims (1)

1. 기판에 형성된 패턴 상에 연자성층을 구비한 자기전사용 마스터 담체로서,

   상기 기판의 열팽창계수가 5∼25×10^-6/℃범위이며, 다른방향의 열팽창계수의 차가 8×10^-6/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 자기전사용 마스터 담체.