JP2004221465A - レジストパターン形成方法およびレジストパターン形成用モールド - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば金属パターンを作製するためのマスクとして使用する際に不良を発生させることなくその金属パターンを作製し得るレジストパターン形成方法を提供する。
【解決手段】ディスク状基材Ｄの表面にレジスト材を塗布して所定厚みのレジスト層Ｒを形成し、レジスト材のガラス転位点以上にレジスト層Ｒを加熱し、その表面に凹凸部が形成されたモールド２４の凹凸部を加熱したレジスト層Ｒに押し当てて凹凸部の凹凸形状を転写することによってレジスト層Ｒにレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、凹凸部における凸部２４ｐの配列ピッチＰが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつレジスト層Ｒの所定厚みに対する凸部２４ｐの突出長Ｈｍの比率が２．３０以上に形成されているモールド２４を用いてレジストパターンを形成する。
【選択図】 図４
【解決手段】ディスク状基材Ｄの表面にレジスト材を塗布して所定厚みのレジスト層Ｒを形成し、レジスト材のガラス転位点以上にレジスト層Ｒを加熱し、その表面に凹凸部が形成されたモールド２４の凹凸部を加熱したレジスト層Ｒに押し当てて凹凸部の凹凸形状を転写することによってレジスト層Ｒにレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、凹凸部における凸部２４ｐの配列ピッチＰが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつレジスト層Ｒの所定厚みに対する凸部２４ｐの突出長Ｈｍの比率が２．３０以上に形成されているモールド２４を用いてレジストパターンを形成する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材表面に形成されたレジスト層にレジストパターン形成用モールドの凹凸部を押し当ててその凹凸形状を転写することによってレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法、およびそのレジストパターン形成用モールドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体素子や記録媒体を製造する工程において、基材表面のレジスト層に微細なレジストパターンを形成する方法として、光リソグラフィ法が従来から知られている。この光リソグラフィ法では、一例として、基材表面に形成したレジスト層（例えば光に反応して硬化する樹脂などのレジスト材を薄膜状に塗布して形成した層）に光を照射して凹凸パターンを描画した後に、現像を行ってレジストパターンを形成する。また、近年では、半導体素子の高密度化や記録媒体の大容量化に対応するための技術として、光に代えて電子ビームを照射することによってナノメートルサイズのレジストパターンを形成可能な電子ビームリソグラフィ法が開発されている。しかし、この電子ビームリソグラフィ法では、レジストパターンの形成に長時間を要するため大量生産が困難であるという問題点が存在する。また、電子ビームリソグラフィ装置が高価なため、その導入コストに起因して製品の価格が高騰するという問題点もある。
【０００３】
これらの問題点を解決する技術として、モールドに形成したナノメートルサイズの凹凸部を基材表面のレジスト層に押し当ててその凹凸部の凹凸形状を転写することによってナノメートルサイズのレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法（インプリント方法）が提案されている（ステファン Ｙ．チョウ（Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ）著，「Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ ｓｕｂ ２５ｎｍ ｖｉａｓ ａｎｄ ｔｒｅｎｃｈｅｓ ｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒｓ」，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，（米国），１９９５年１１月２０日，第６７巻，第２１号，ｐ．３１１４−３１１６）。
【０００４】
このレジストパターン形成方法では、まず、表面にナノメートルサイズ（最小幅２５ｎｍ）の凹凸部を形成したモールド４１（図１３参照）を作製する。この場合、モールド４１の凹凸部は、表面に酸化シリコン層を形成したシリコン基板に電子ビームリソグラフィ装置を用いてパターンを描画し、反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ）を用いてエッチング処理して形成される。したがって、モールド４１は、酸化シリコンとシリコンとの二層構造となっている。次に、シリコン製の基材Ｄｕ（図１３参照）の表面にレジスト材としてのＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）をスピンコート法によって塗布して５５ｎｍのレジスト層Ｒｕ（図１３参照）を形成する。次いで、ＰＭＭＡのガラス転位点である１０５℃以上（例えば２００℃）となるようにモールド４１、基材Ｄｕおよびレジスト層Ｒｕを加熱した後に、図１４に示すように、１３．１ＭＰａ（１９００ｐｓｉ）の圧力でレジスト層Ｒｕに対してモールド４１の凹凸部をプレスする（押し当てる）。続いて、モールド４１、基材Ｄｕおよびレジスト層Ｒｕを室温まで冷却した後に、モールド４１をレジスト層Ｒｕから引き離す。これにより、図１５に示すように、レジスト層Ｒｕにモールド４１の凹凸部の凹凸形状が転写されてナノメートルサイズのレジストパターンが形成される。
【０００５】
次いで、レジストパターンをマスクとして使用して基材Ｄｕの表面に例えば金属パターンを作製する際には、図１６に示すように、レジストパターンにおける凹部の底面から基材Ｄｕの表面までのレジスト材を酸素プラズマ処理によって除去する。続いて、図１７に示すように、レジストパターンにおける凸部の先端面、および基材Ｄｕの表面におけるレジスト材が除去された部位に金属を蒸着させて金属層Ｍｕを形成した後に、溶剤によってレジスト材を除去するリフトオフ処理を行って凸部の先端面の金属層Ｍｕをレジストと共に除去する。これにより、図１８に示すように、基材Ｄｕの表面に金属パターンが作製される。
【０００６】
【非特許文献１】
ステファン Ｙ．チョウ（Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ）著，「Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ ｓｕｂ ２５ｎｍ ｖｉａｓ ａｎｄ ｔｒｅｎｃｈｅｓ ｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒｓ」，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，（米国），１９９５年１１月２０日，第６７巻，第２１号，ｐ．３１１４−３１１６
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のレジストパターン形成方法には、以下の問題点がある。すなわち、このレジストパターン形成方法では、レジスト層Ｒｕの層厚を厚く形成するほどモールド４１の凸部を奥まで押し込むことができなくなり、形成されたレジストパターンにおける凹部の底面から基材Ｄｕの表面までの厚みが厚くなるため、酸素プラズマ処理をその厚みの分だけ長時間行うこととなる。この場合、酸素プラズマ処理を長時間行うことに起因して、図１９に示すように、レジストパターンの凸部における先端部の角部が大きく削られることがある。この状態のレジストパターンに金属を蒸着した場合、図２０に示すように、その凸部の側面部分にも金属層Ｍｕが形成されるため、図２１に示すように、この部分の金属層Ｍｕがリフトオフ処理の際に除去されずに残留するという問題点がある。
【０００８】
また、図２２に示すように、酸素プラズマ処理を長時間行ったにも拘わらず凹部の底部にレジスト材が除去しきれずに残留することもある。この際には、レジストパターンに金属を蒸着したときに、図２３に示すように、基材Ｄｕの表面と金属層Ｍｕとの間にレジストが残留しているため、図２４に示すように、金属パターンの一部となるべき破線で示す金属層Ｍｕがリフトオフ処理の際にレジストと共に除去（欠落）されてしまう。したがって、このレジストパターン形成方法には、レジストパターンにおける凹部の底面から基材Ｄｕの表面までの厚みが厚くなることに起因して、作製された金属パターンに残留や欠落などの不良が発生するという問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、例えば金属パターンを作製するためのマスクとして使用する際に不良を発生させることなくその金属パターンを作製し得るレジストパターン形成方法およびレジストパターン形成用モールドを提供することを主目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るレジストパターン形成方法は、基材表面にレジスト材を塗布して所定厚みのレジスト層を形成し、当該レジスト材のガラス転位点以上に前記レジスト層を加熱し、その表面に凹凸部が形成されたレジストパターン形成用モールドの当該凹凸部を前記加熱したレジスト層に押し当てて当該凹凸部の凹凸形状を転写することによって当該レジスト層にレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、前記レジストパターン形成用モールドとして前記凹凸部における凸部の配列ピッチが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつ前記レジスト層の前記所定厚みに対する当該凸部の突出長の比率が２．３０以上に形成されているモールドを用いて前記レジストパターンを形成する。
【００１１】
また、本発明に係るレジストパターン形成用モールドは、基材表面にレジスト材を塗布して所定厚みに形成されて当該レジスト材のガラス転位点以上に加熱されたレジスト層に対してその表面に形成された凹凸部を押し当てて当該凹凸部の凹凸形状を転写することによって当該レジスト層にレジストパターンを形成するレジストパターン形成用モールドであって、前記凹凸部は、その凸部の配列ピッチが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつ前記レジスト層の前記所定厚みに対する当該凸部の突出長の比率が２．３０以上に形成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るレジストパターン形成方法およびレジストパターン形成用モールドの好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
最初に、塗布装置１および転写装置２の構成について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示す塗布装置１は、本発明に係るレジストパターン形成方法に従ってディスク状基材Ｄ（図２参照）の表面側にレジスト材を塗布してレジスト層Ｒ（図２参照）を形成する装置であって、モータ１１、ターンテーブル１２、吐出機構１３および制御部１４を備えて構成されている。モータ１１は、制御部１４の制御信号に従ってターンテーブル１２を回転させる。ターンテーブル１２は、ディスク状基材Ｄを載置可能に構成されてモータ１１によって回転させられる。吐出機構１３は、制御部１４の制御信号に従い、ターンテーブル１２に載置されたディスク状基材Ｄの内周部（中心部に形成された孔よりもやや外周側）にレジスト材（一例としてポリスチレン系共重合物）を吐出する。制御部１４は、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏ（図２参照）が所定の厚みとして６５ｎｍ（ナノメートル）となるように、モータ１１の回転、および吐出機構１３によるレジスト材の吐出を制御する。ここで、上記したディスク状基材Ｄは、一例として、ディスクリートトラック型の記録媒体（以下、「ディスクリートトラック媒体」ともいう）用の基材であって、例えばガラス材によって円板状に形成されている。この場合、完成状態におけるディスク状基材Ｄの表面には、所定の配列ピッチ（例えば１５０ｎｍ）で互いに分離された同心円状の数多くのデータ記録用トラック（以下、「ディスクリートトラック」ともいう）が形成される。なお、このディスク状基材Ｄの表面には、図２に示すように、磁性層Ｆが予め形成されている。この場合、磁性層Ｆは、垂直記録を可能とするために、実際には、裏打ち層（軟磁性層）および記録磁性層の２つの層（いずれも図示せず）をディスク状基材Ｄ側から順に積層して構成されている。
【００１５】
転写装置２は、本発明に係るレジストパターン形成方法に従ってディスク状基材Ｄの表面側に形成されたレジスト層Ｒにレジストパターンを形成する装置であって、図３に示すように、加熱ステージ２１、プレス機構２２、制御部２３およびモールド２４を備えて構成されている。加熱ステージ２１は、レジスト層Ｒおよび磁性層Ｆが形成されたディスク状基材Ｄを載置可能に構成されて、制御部２３からの制御信号に従い、レジスト層Ｒ、磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄを加熱する。プレス機構２２は、モールド２４を固定可能に構成され、制御部２３からの制御信号に従ってモールド２４を加熱ステージ２１に向けて押し下げる（プレスする）。この場合、プレス機構２２は、固定されているモールド２４を加熱する加熱機能を備えている。制御部２３は、加熱ステージ２１による加熱やプレス機構２２による加熱およびプレスを制御する。
【００１６】
モールド２４は、本発明におけるレジストパターン形成用モールドに相当し、全体として円板状に構成されて、図４に示すように、レジスト層Ｒにレジストパターンを形成するための凹凸部がその表面に形成されている。この場合、モールド２４の凹凸部には、レジストパターンを形成する工程においてレジスト層Ｒからモールド２４を引き離す際におけるレジスト材のモールド２４への付着を防止するために、例えばフッ素系のコーティング処理が施されている。また、モールド２４の凹凸部は、その凸部２４ｐの配列ピッチＰが１５０ｎｍ（本発明における「９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内」の一例）に形成されている。ここで、凸部２４ｐは、上記したディスクリートトラック媒体におけるディスクリートトラックの配列ピッチと等しい配列ピッチＰで形成されている。また、モールド２４の凹凸部は、実施例１（図１２参照）として、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍ（凹部の深さ）の比率Ｒａが２．４５（本発明における「２．３０以上」の一例）となるように形成されている。言い替えれば、レジスト層Ｒは、このモールド２４を使用して、その凸部２４ｐの突出長Ｈｍに対する層厚Ｈｏの比率が０．４１となるように形成される。したがって、この例では、凸部２４ｐの突出長Ｈｍが１５９ｎｍ（＝６５ｎｍ×２．４５）のモールド２４を使用して、層厚Ｈｏが６５ｎｍのレジスト層Ｒが形成される。この場合、モールド２４における凹凸部の形成には、一例として電子ビームリソグラフィ装置および反応性イオンエッチング装置が使用される。なお、発明の理解を容易とするために、同図に示すモールド２４は、凹凸部を誇張して表示されている。
【００１７】
次に、本発明に係るレジストパターン形成方法に従ってレジストパターンを形成する工程について図面を参照して説明する。
【００１８】
最初に、塗布装置１を用いてディスク状基材Ｄ（磁性層Ｆ）の表面にレジスト層Ｒを形成する工程について説明する。
【００１９】
まず、ディスク状基材Ｄをターンテーブル１２に載置して、塗布装置１に処理を開始させる。これに応じて、制御部１４が、モータ１１および吐出機構１３に制御信号を出力する。この際に、モータ１１が制御信号に従ってディスク状基材Ｄを載置したターンテーブル１２を例えば５回転低速で回転させ、吐出機構１３が制御信号に従って所定の量（レジスト層Ｒを６５ｎｍの層厚Ｈｏで形成するのに必要な量）のレジスト材（例えばポリスチレン系共重合物）をディスク状基材Ｄの中央部に吐出する。次いで、制御部１４は、モータ１１に対してターンテーブル１２を高速で所定時間回転させるための制御信号を出力する。これに応じて、モータ１１がターンテーブル１２を高速で回転させる。この際に、ターンテーブル１２の回転に応じて、ディスク状基材Ｄが高速で回転し、吐出されたレジスト材が遠心力によってディスク状基材Ｄの外周方向に対して均等な厚みで延伸させられる。これにより、ディスク状基材Ｄ（磁性層Ｆ）の表面にレジスト層Ｒが６５ｎｍの層厚Ｈｏで形成される。
【００２０】
次に、転写装置２を用いてレジスト層Ｒにレジストパターンを形成する工程について説明する。
【００２１】
まず、レジスト層Ｒおよび磁性層Ｆが形成されたディスク状基材Ｄを加熱ステージ２１に載置して、転写装置２に処理を開始させる。これに応じて、制御部２３が、加熱ステージ２１およびプレス機構２２に対して加熱を指示する制御信号を出力する。この際に、加熱ステージ２１が、制御信号に従い、レジスト層Ｒ、磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄを加熱し、プレス機構２２が、制御信号に従い、固定されているモールド２４を加熱する。この場合、レジスト層Ｒの温度がレジスト材のガラス転位点（この場合、ポリスチレン系共重合物のガラス転位点である１０５℃）を超えたときには、レジスト層Ｒは軟化して変形可能な状態となる。次いで、制御部２３は、例えば温度センサ（図示せず）の出力信号を監視することにより、レジスト層Ｒ、磁性層Ｆ、ディスク状基材Ｄおよびモールド２４の温度がレジスト材のガラス転位点以上の例えば１７０℃に達したことを確認した時点でプレスを指示する制御信号をプレス機構２２に出力する。これに応じて、プレス機構２２は、例えば４１．５ＭＰａ（４２３ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力でモールド２４をプレスする。
【００２２】
この際に、図５に示すように、モールド２４の凸部２４ｐがレジスト層Ｒに押し当てられて、レジスト層Ｒを形成するレジスト材が変形してモールド２４の凹部に入り込む。この場合、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａを２．４５に規定したことにより、突出長Ｈｍが層厚Ｈｏよりも十分に長いため、同図に示すように、凸部２４ｐの先端面が磁性層Ｆの表面近くに達するまでモールド２４が押し込まれる。続いて、制御部２３は、プレス機構２２に対してプレスの停止を指示する制御信号を出力すると共に、加熱ステージ２１およびプレス機構２２に対して加熱の停止を指示する制御信号を出力する。これに応じて、加熱ステージ２１が加熱を停止し、プレス機構２２がプレスおよび加熱を停止する。次に、レジスト層Ｒ、磁性層Ｆ、ディスク状基材Ｄおよびモールド２４の温度が室温に低下するまで放置する。この場合、冷却機構を設けて強制的に温度を低下させる方法を採用することもできる。次いで、モールド２４をレジスト層Ｒから引き離す。これにより、図６に示すように、レジスト層Ｒにモールド２４における凹凸部の凹凸形状が転写されてレジストパターンが形成される。この場合、凸部２４ｐの先端面が磁性層Ｆの表面近くに達するまでモールド２４を押し込んだことにより、レジストパターンは、同図に示すように、その凹部の底面と磁性層Ｆの表面との離間長が十分に短く（例えば１３ｎｍ）形成される。
【００２３】
次に、レジストパターンが形成されたレジスト層Ｒをマスクとして使用して、ディスク状基材Ｄの表面にディスクリートトラックを形成してディスクリートトラック媒体を製造する工程について説明する。なお、後述する酸素プラズマ処理、リフトオフ処理および反応性イオンエッチング処理については、公知の技術のため、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
まず、図７に示すように、レジストパターンにおける凹部の底面から磁性層Ｆの表面までの部位（不要な部位）を例えば酸素プラズマ処理によって除去する。この場合、レジストパターンにおける凹部の底面と磁性層Ｆの表面との離間長が十分に短いため、短時間の酸素プラズマ処理で不要な部位のレジスト材が完全に除去される。このため、レジストパターンの凸部における先端部の角部が大きく削り取られる事態が回避される。次に、図８に示すように、例えば金属を蒸着してレジストパターンにおける凸部の先端面および磁性層Ｆの表面に金属層Ｍを形成する。この場合、レジストパターンの凸部における先端部の角部が大きく削り取られていないため、凸部の側面への金属層Ｍの形成が防止される。次いで、図９に示すように、リフトオフ処理によって凸部の先端部に形成した金属層Ｍ（不要な金属層Ｍ）をレジスト材と共に除去する。これにより、同図に示すように、磁性層Ｆの表面に形成した金属層Ｍ（必要とされる金属層Ｍ）のみが除去されずに残留して金属パターンが作製される。この場合、レジストパターンにおける不要な部位が完全に除去されるため、必要な金属層Ｍと磁性層Ｆの表面との間にレジスト材が残留しない結果、必要とされる金属層Ｍがリフトオフ処理によって除去（欠落）される事態が防止される。また、レジストパターンにおける凸部の側面への金属層Ｍの形成が防止されるため、不要な金属層Ｍの残留が防止される。したがって、金属パターンの欠落や残留が十分に防止される。
【００２５】
続いて、作製した金属パターンをマスクとして使用して、磁性層Ｆに対して反応性イオンエッチング処理を行う。これにより、図１０に示すように、金属パターンを作製した部位を除く磁性層Ｆが除去される。次に、金属エッチング用のガスを使用した反応性イオンエッチング処理を行うことにより、残留した金属パターンを除去する。これにより、図１１に示すように、モールド２４における凸部２４ｐの配列ピッチＰと同ピッチで分離した磁性層Ｆ、すなわちディスクリートトラックが形成される。次いで、表面仕上げ処理を行う。この表面仕上げ処理では、まず、分離した磁性層Ｆ，Ｆ・・同士の隙間に例えば酸化シリコンを充填した後にＣＭＰ装置（ケミカル・メカニカル・ポリッシュ）を用いて表面を平坦化する。次に、平坦化した表面に例えばＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ ）で保護膜を形成し、最後に潤滑剤を塗布する。これにより、ディスクリートトラック媒体が完成する。この場合、マスクとしての金属パターンに欠落や残留がないため、ディスクリートトラックの欠落や隣接するディスクリートトラック同士の短絡などが防止される結果、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体が製造される。
【００２６】
なお、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａ（＝Ｈｍ／Ｈｏ）が図１２に示す実施例２〜６の各値となる条件下で、上記の工程に従ってレジストパターンを形成してディスクリートトラック媒体を製造し、製造した各ディスクリートトラック媒体におけるディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡の有無を走査電子顕微鏡で観察した。また、製造した各ディスクリートトラック媒体に対して記録および再生を行って記録エラーおよび再生エラーの発生有無を試験した。この場合、比率Ｒａが実施例２〜６の各値となるように凸部２４ｐの突出長Ｈｍを変更した各種モールドを使用するのに代えて、それと等価の条件として、同図に示すように、凸部２４ｐの突出長Ｈｍが１５９ｎｍのモールド２４を使用して、比率Ｒａが実施例２〜６の各値となるように層厚Ｈｏを調整しつつ各レジスト層Ｒを形成して観察および試験を行った。この結果、いずれのディスクリートトラック媒体においてもディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡が発生せずに、しかも、記録エラーおよび再生エラーも発生しなかった。さらに、比率Ｒａが同図に示す比較例１，２の各値となるように層厚Ｈｏを調整しつつ各レジスト層Ｒを形成して、上記した工程に従ってレジストパターンを形成してディスクリートトラック媒体を製造し、製造した両ディスクリートトラック媒体に対して同様の観察および試験を行った。この結果、両ディスクリートトラック媒体においてディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡を確認した。また、両ディスクリートトラック媒体において記録エラーおよび再生エラーの発生を確認した。
【００２７】
さらに、凸部２４ｐの配列ピッチＰを９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内の各値に変更すると共に、凸部２４ｐの突出長Ｈｍを１５９ｎｍに形成した各種のモールドを使用して、実施例１〜６および比較例１，２と同じ比率Ｒａとなるように層厚Ｈｏを調整しつつ各レジスト層Ｒを形成して、上記の工程に従ってレジストパターンを形成してディスクリートトラック媒体を製造し、製造したディスクリートトラック媒体に対して上記と同様の観察および試験を行った。この結果、実施例１〜６と同じ比率Ｒａとなるように層厚Ｈｏを調整しつつレジスト層Ｒを形成して製造した各ディスクリートトラック媒体では、ディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡が発生せずに、しかも、記録エラーおよび再生エラーも発生しなかった。一方、比較例１，２と同じ比率Ｒａとなるように層厚Ｈｏを調整しつつ各レジスト層Ｒを形成して製造した各ディスクリートトラック媒体では、ディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡を確認すると共に、記録エラーおよび再生エラーの発生を確認した。以上の結果から、モールド２４における凸部２４ｐの配列ピッチＰが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつレジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａが２．３０以上のときには、ディスクリートトラックの欠落や隣接するディスクリートトラック同士の短絡が発生しないため、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体を製造できることが明らかである。
【００２８】
このように、このレジストパターン形成方法によれば、凸部２４ｐの配列ピッチＰが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつレジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａを２．３０以上に形成したモールド２４をレジスト層Ｒに押し当ててレジストパターンを形成したことにより、突出長Ｈｍが層厚Ｈｏよりも十分に長いため、凸部２４ｐの先端面がディスク状基材Ｄの表面近くに達するまでモールド２４を押し込むことができる結果、その凹部の底面からディスク状基材Ｄの表面までの離間長が十分に短いレジストパターンを形成することができる。
【００２９】
このため、例えば、レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行うことによってディスクリートトラック形成用の金属パターンを作製するためのマスクを形成する際に、短時間の酸素プラズマ処理でレジストパターンの凸部における先端部の角部を大きく削り取ることなく不要な部位を完全に除去することができる。したがって、レジストパターンにおける凸部の側面への金属層Ｍの形成や、磁性層Ｆの表面と金属層Ｍとの間におけるレジスト材の残留を防止することができるため、リフトオフ処理の際に、不要な金属層Ｍの残留や必要とされる金属層Ｍの除去を回避して良好な金属パターンを作製することができる。この結果、その金属パターンを使用することで、ディスクリートトラックの欠落や隣接するディスクリートトラック同士の短絡などを防止することができるため、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体を製造することができる。この場合、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａが６．６７以下となるようにモールド２４を形成するのが好ましく、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏとしては、モールド２４における凸部２４ｐの突出長Ｈｍに対する比率が０．１５以上０．４３以下の範囲内となるように形成するのが好ましい。
【００３０】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、ディスク状基材Ｄに予め形成された磁性層Ｆ上に金属パターンを形成する例について説明したが、磁性層Ｆ上に形成するのに限らず、各種材質上に金属パターンなどを形成する際に適用することができる。また、ディスクリートトラック媒体の製造のみならず、各種形状の各種記録媒体の製造に適用が可能である。さらに、モールド２４についても、酸化シリコンを初めとして各種材料を用いて各種形状で構成することができる。
【００３１】
また、本発明の実施の形態では、レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行った後に金属層Ｍを形成してリフトオフ処理を行うことで金属パターンを作製する例について説明したが、金属パターンの作製方法はこれに限定されず、磁性層Ｆの表面に金属層Ｍを予め形成し、レジストパターンをマスクとしてイオンミリング処理を行うことで金属パターンを作製することもできる。具体的には、この方法によってディスクリートトラック媒体を製造する際には、まず、磁性層Ｆおよび金属層Ｍがその表面に予め形成されたディスク状基材Ｄに塗布装置１を用いてレジスト材を塗布してレジスト層Ｒを形成する。次に、転写装置２を用いてレジスト層Ｒにレジストパターンを形成する。次いで、レジストパターンをマスクとしてイオンミリング処理を行うことにより、レジストパターンにおける凸部以外の部位（不要な部位）の金属を除去して金属パターンを作製する。この際に、レジストパターンにおける凹部の底面と金属層Ｍの表面との離間長を短くできるため、短時間のイオンミリング処理で不要な金属が完全に除去される。
【００３２】
次に、金属パターンをマスクとして使用して、磁性体エッチング用のガスを用いて磁性層Ｆに対して反応性イオンエッチング処理を行う。これにより、金属パターンが作製された部位を除く磁性層Ｆが除去される。この際に、不要な金属が完全に除去されているため、磁性層Ｆにおける不要な部位を完全に除去することができる。次いで、金属エッチング用のガスを用いて反応性イオンエッチング処理を行うことにより、磁性層Ｆに残留した金属パターンを除去する。これにより、ディスクリートトラックが形成される。続いて、上記した表面仕上げ処理を行うことによってディスクリートトラック媒体が完成する。この場合、磁性層Ｆにおける不要な部位を完全に除去することができるため、ディスクリートトラック同士の短絡などが防止される結果、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体を製造することができる。
【００３３】
また、本発明に係るレジストパターン形成方法に従って形成したレジストパターンを使用して、トラック状パターン以外のサーボパターンなどを形成したディスクリートトラック媒体を製造することもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るレジストパターン形成方法およびレジストパターン形成用モールドによれば、凸部の配列ピッチが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつレジスト層の厚みに対する凸部における突出長の比率を２．３０以上に形成したレジストパターン形成用モールドをレジスト層に押し当ててレジストパターンを形成したことにより、突出長がレジスト層の厚みよりも十分に長いため、凸部の先端面が基材表面近くに達するまでレジストパターン形成用モールドを押し込むことができ、これにより、その凹部の底面と基材表面との離間長が十分短いレジストパターンを形成することができる。
【００３５】
このため、例えば、レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行うことによってディスクリートトラック形成用の金属パターンを作製するためのマスクを形成する際に、短時間の酸素プラズマ処理でレジストパターンの凸部における先端部の角部を大きく削り取ることなく不要なレジスト材を完全に除去することができる。したがって、レジストパターンにおける凸部の側面への金属層の形成や、基材表面と金属層との間におけるレジスト材の残留を防止することができるため、例えばリフトオフ処理の際に、不要な金属層の残留や必要とされる金属層の除去を回避して良好な金属パターンを作製することができる。この結果、その金属パターンを使用することで、ディスクリートトラックの欠落や隣接するディスクリートトラック同士の短絡などを防止することができるため、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】磁性層Ｆおよびレジスト層Ｒが形成されたディスク状基材Ｄの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る転写装置２の構成を示すブロック図である。
【図４】転写装置２におけるモールド２４の構成を示す断面図である。
【図５】レジスト層Ｒにモールド２４をプレスした状態を示す断面図である。
【図６】レジストパターンが形成されたレジスト層Ｒの構成を示す断面図である。
【図７】レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行った状態におけるレジスト層Ｒの構成を示す断面図である。
【図８】レジストパターンに金属層Ｍを形成した状態におけるレジスト層Ｒの構成を示す断面図である。
【図９】レジストパターンに対してリフトオフ処理を行った状態における金属層Ｍ、磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄの構成を示す断面図である。
【図１０】磁性層Ｆに対して反応性イオンエッチング処理を行った状態における金属層Ｍ、磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄの構成を示す断面図である。
【図１１】金属層Ｍに対して反応性イオンエッチング処理を行った状態における磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄの構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る実施例１〜６および比較例１，２において、モールド２４およびレジスト層Ｒを形成する際に規定した比率Ｒａの各値と、モールド２４を使用して各レジスト層Ｒにレジストパターンを形成して製造した各ディスクリートトラック媒体に対する試験結果とを示す試験結果図である。
【図１３】従来のモールド４１、およびレジスト層Ｒｕが形成された基材Ｄｕの構成を示す断面図である。
【図１４】レジスト層Ｒｕにモールド４１をプレスした状態を示す断面図である。
【図１５】レジストパターンが形成されたレジスト層Ｒｕの構成を示す断面図である。
【図１６】レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行った状態におけるレジスト層Ｒｕの構成を示す断面図である。
【図１７】レジストパターンに金属層Ｍｕを形成した状態におけるレジスト層Ｒｕの構成を示す断面図である。
【図１８】レジストパターンに対してリフトオフ処理を行った状態における金属層Ｍｕおよび基材Ｄｕの構成を示す断面図である。
【図１９】レジストパターンにおける不良箇所の状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２０】レジストパターンの不良箇所に金属層Ｍｕを形成した状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２１】レジストパターンの不良箇所に対してリフトオフ処理を行った状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２２】レジストパターンにおける他の不良箇所の状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２３】レジストパターンにおける他の不良箇所に金属層Ｍｕを形成した状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２４】レジストパターンにおける他の不良箇所に対してリフトオフ処理を行った状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【符号の説明】
２４ モールド
２４ｐ 凸部
Ｄ ディスク状基材
Ｈｍ 突出長
Ｈｏ 層厚
Ｐ 配列ピッチ
Ｒ レジスト層
Ｒａ 比率
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材表面に形成されたレジスト層にレジストパターン形成用モールドの凹凸部を押し当ててその凹凸形状を転写することによってレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法、およびそのレジストパターン形成用モールドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体素子や記録媒体を製造する工程において、基材表面のレジスト層に微細なレジストパターンを形成する方法として、光リソグラフィ法が従来から知られている。この光リソグラフィ法では、一例として、基材表面に形成したレジスト層（例えば光に反応して硬化する樹脂などのレジスト材を薄膜状に塗布して形成した層）に光を照射して凹凸パターンを描画した後に、現像を行ってレジストパターンを形成する。また、近年では、半導体素子の高密度化や記録媒体の大容量化に対応するための技術として、光に代えて電子ビームを照射することによってナノメートルサイズのレジストパターンを形成可能な電子ビームリソグラフィ法が開発されている。しかし、この電子ビームリソグラフィ法では、レジストパターンの形成に長時間を要するため大量生産が困難であるという問題点が存在する。また、電子ビームリソグラフィ装置が高価なため、その導入コストに起因して製品の価格が高騰するという問題点もある。
【０００３】
これらの問題点を解決する技術として、モールドに形成したナノメートルサイズの凹凸部を基材表面のレジスト層に押し当ててその凹凸部の凹凸形状を転写することによってナノメートルサイズのレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法（インプリント方法）が提案されている（ステファン Ｙ．チョウ（Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ）著，「Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ ｓｕｂ ２５ｎｍ ｖｉａｓ ａｎｄ ｔｒｅｎｃｈｅｓ ｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒｓ」，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，（米国），１９９５年１１月２０日，第６７巻，第２１号，ｐ．３１１４−３１１６）。
【０００４】
このレジストパターン形成方法では、まず、表面にナノメートルサイズ（最小幅２５ｎｍ）の凹凸部を形成したモールド４１（図１３参照）を作製する。この場合、モールド４１の凹凸部は、表面に酸化シリコン層を形成したシリコン基板に電子ビームリソグラフィ装置を用いてパターンを描画し、反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ）を用いてエッチング処理して形成される。したがって、モールド４１は、酸化シリコンとシリコンとの二層構造となっている。次に、シリコン製の基材Ｄｕ（図１３参照）の表面にレジスト材としてのＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）をスピンコート法によって塗布して５５ｎｍのレジスト層Ｒｕ（図１３参照）を形成する。次いで、ＰＭＭＡのガラス転位点である１０５℃以上（例えば２００℃）となるようにモールド４１、基材Ｄｕおよびレジスト層Ｒｕを加熱した後に、図１４に示すように、１３．１ＭＰａ（１９００ｐｓｉ）の圧力でレジスト層Ｒｕに対してモールド４１の凹凸部をプレスする（押し当てる）。続いて、モールド４１、基材Ｄｕおよびレジスト層Ｒｕを室温まで冷却した後に、モールド４１をレジスト層Ｒｕから引き離す。これにより、図１５に示すように、レジスト層Ｒｕにモールド４１の凹凸部の凹凸形状が転写されてナノメートルサイズのレジストパターンが形成される。
【０００５】
次いで、レジストパターンをマスクとして使用して基材Ｄｕの表面に例えば金属パターンを作製する際には、図１６に示すように、レジストパターンにおける凹部の底面から基材Ｄｕの表面までのレジスト材を酸素プラズマ処理によって除去する。続いて、図１７に示すように、レジストパターンにおける凸部の先端面、および基材Ｄｕの表面におけるレジスト材が除去された部位に金属を蒸着させて金属層Ｍｕを形成した後に、溶剤によってレジスト材を除去するリフトオフ処理を行って凸部の先端面の金属層Ｍｕをレジストと共に除去する。これにより、図１８に示すように、基材Ｄｕの表面に金属パターンが作製される。
【０００６】
【非特許文献１】
ステファン Ｙ．チョウ（Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ）著，「Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ ｓｕｂ ２５ｎｍ ｖｉａｓ ａｎｄ ｔｒｅｎｃｈｅｓ ｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒｓ」，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，（米国），１９９５年１１月２０日，第６７巻，第２１号，ｐ．３１１４−３１１６
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のレジストパターン形成方法には、以下の問題点がある。すなわち、このレジストパターン形成方法では、レジスト層Ｒｕの層厚を厚く形成するほどモールド４１の凸部を奥まで押し込むことができなくなり、形成されたレジストパターンにおける凹部の底面から基材Ｄｕの表面までの厚みが厚くなるため、酸素プラズマ処理をその厚みの分だけ長時間行うこととなる。この場合、酸素プラズマ処理を長時間行うことに起因して、図１９に示すように、レジストパターンの凸部における先端部の角部が大きく削られることがある。この状態のレジストパターンに金属を蒸着した場合、図２０に示すように、その凸部の側面部分にも金属層Ｍｕが形成されるため、図２１に示すように、この部分の金属層Ｍｕがリフトオフ処理の際に除去されずに残留するという問題点がある。
【０００８】
また、図２２に示すように、酸素プラズマ処理を長時間行ったにも拘わらず凹部の底部にレジスト材が除去しきれずに残留することもある。この際には、レジストパターンに金属を蒸着したときに、図２３に示すように、基材Ｄｕの表面と金属層Ｍｕとの間にレジストが残留しているため、図２４に示すように、金属パターンの一部となるべき破線で示す金属層Ｍｕがリフトオフ処理の際にレジストと共に除去（欠落）されてしまう。したがって、このレジストパターン形成方法には、レジストパターンにおける凹部の底面から基材Ｄｕの表面までの厚みが厚くなることに起因して、作製された金属パターンに残留や欠落などの不良が発生するという問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、例えば金属パターンを作製するためのマスクとして使用する際に不良を発生させることなくその金属パターンを作製し得るレジストパターン形成方法およびレジストパターン形成用モールドを提供することを主目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るレジストパターン形成方法は、基材表面にレジスト材を塗布して所定厚みのレジスト層を形成し、当該レジスト材のガラス転位点以上に前記レジスト層を加熱し、その表面に凹凸部が形成されたレジストパターン形成用モールドの当該凹凸部を前記加熱したレジスト層に押し当てて当該凹凸部の凹凸形状を転写することによって当該レジスト層にレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、前記レジストパターン形成用モールドとして前記凹凸部における凸部の配列ピッチが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつ前記レジスト層の前記所定厚みに対する当該凸部の突出長の比率が２．３０以上に形成されているモールドを用いて前記レジストパターンを形成する。
【００１１】
また、本発明に係るレジストパターン形成用モールドは、基材表面にレジスト材を塗布して所定厚みに形成されて当該レジスト材のガラス転位点以上に加熱されたレジスト層に対してその表面に形成された凹凸部を押し当てて当該凹凸部の凹凸形状を転写することによって当該レジスト層にレジストパターンを形成するレジストパターン形成用モールドであって、前記凹凸部は、その凸部の配列ピッチが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつ前記レジスト層の前記所定厚みに対する当該凸部の突出長の比率が２．３０以上に形成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るレジストパターン形成方法およびレジストパターン形成用モールドの好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
最初に、塗布装置１および転写装置２の構成について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示す塗布装置１は、本発明に係るレジストパターン形成方法に従ってディスク状基材Ｄ（図２参照）の表面側にレジスト材を塗布してレジスト層Ｒ（図２参照）を形成する装置であって、モータ１１、ターンテーブル１２、吐出機構１３および制御部１４を備えて構成されている。モータ１１は、制御部１４の制御信号に従ってターンテーブル１２を回転させる。ターンテーブル１２は、ディスク状基材Ｄを載置可能に構成されてモータ１１によって回転させられる。吐出機構１３は、制御部１４の制御信号に従い、ターンテーブル１２に載置されたディスク状基材Ｄの内周部（中心部に形成された孔よりもやや外周側）にレジスト材（一例としてポリスチレン系共重合物）を吐出する。制御部１４は、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏ（図２参照）が所定の厚みとして６５ｎｍ（ナノメートル）となるように、モータ１１の回転、および吐出機構１３によるレジスト材の吐出を制御する。ここで、上記したディスク状基材Ｄは、一例として、ディスクリートトラック型の記録媒体（以下、「ディスクリートトラック媒体」ともいう）用の基材であって、例えばガラス材によって円板状に形成されている。この場合、完成状態におけるディスク状基材Ｄの表面には、所定の配列ピッチ（例えば１５０ｎｍ）で互いに分離された同心円状の数多くのデータ記録用トラック（以下、「ディスクリートトラック」ともいう）が形成される。なお、このディスク状基材Ｄの表面には、図２に示すように、磁性層Ｆが予め形成されている。この場合、磁性層Ｆは、垂直記録を可能とするために、実際には、裏打ち層（軟磁性層）および記録磁性層の２つの層（いずれも図示せず）をディスク状基材Ｄ側から順に積層して構成されている。
【００１５】
転写装置２は、本発明に係るレジストパターン形成方法に従ってディスク状基材Ｄの表面側に形成されたレジスト層Ｒにレジストパターンを形成する装置であって、図３に示すように、加熱ステージ２１、プレス機構２２、制御部２３およびモールド２４を備えて構成されている。加熱ステージ２１は、レジスト層Ｒおよび磁性層Ｆが形成されたディスク状基材Ｄを載置可能に構成されて、制御部２３からの制御信号に従い、レジスト層Ｒ、磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄを加熱する。プレス機構２２は、モールド２４を固定可能に構成され、制御部２３からの制御信号に従ってモールド２４を加熱ステージ２１に向けて押し下げる（プレスする）。この場合、プレス機構２２は、固定されているモールド２４を加熱する加熱機能を備えている。制御部２３は、加熱ステージ２１による加熱やプレス機構２２による加熱およびプレスを制御する。
【００１６】
モールド２４は、本発明におけるレジストパターン形成用モールドに相当し、全体として円板状に構成されて、図４に示すように、レジスト層Ｒにレジストパターンを形成するための凹凸部がその表面に形成されている。この場合、モールド２４の凹凸部には、レジストパターンを形成する工程においてレジスト層Ｒからモールド２４を引き離す際におけるレジスト材のモールド２４への付着を防止するために、例えばフッ素系のコーティング処理が施されている。また、モールド２４の凹凸部は、その凸部２４ｐの配列ピッチＰが１５０ｎｍ（本発明における「９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内」の一例）に形成されている。ここで、凸部２４ｐは、上記したディスクリートトラック媒体におけるディスクリートトラックの配列ピッチと等しい配列ピッチＰで形成されている。また、モールド２４の凹凸部は、実施例１（図１２参照）として、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍ（凹部の深さ）の比率Ｒａが２．４５（本発明における「２．３０以上」の一例）となるように形成されている。言い替えれば、レジスト層Ｒは、このモールド２４を使用して、その凸部２４ｐの突出長Ｈｍに対する層厚Ｈｏの比率が０．４１となるように形成される。したがって、この例では、凸部２４ｐの突出長Ｈｍが１５９ｎｍ（＝６５ｎｍ×２．４５）のモールド２４を使用して、層厚Ｈｏが６５ｎｍのレジスト層Ｒが形成される。この場合、モールド２４における凹凸部の形成には、一例として電子ビームリソグラフィ装置および反応性イオンエッチング装置が使用される。なお、発明の理解を容易とするために、同図に示すモールド２４は、凹凸部を誇張して表示されている。
【００１７】
次に、本発明に係るレジストパターン形成方法に従ってレジストパターンを形成する工程について図面を参照して説明する。
【００１８】
最初に、塗布装置１を用いてディスク状基材Ｄ（磁性層Ｆ）の表面にレジスト層Ｒを形成する工程について説明する。
【００１９】
まず、ディスク状基材Ｄをターンテーブル１２に載置して、塗布装置１に処理を開始させる。これに応じて、制御部１４が、モータ１１および吐出機構１３に制御信号を出力する。この際に、モータ１１が制御信号に従ってディスク状基材Ｄを載置したターンテーブル１２を例えば５回転低速で回転させ、吐出機構１３が制御信号に従って所定の量（レジスト層Ｒを６５ｎｍの層厚Ｈｏで形成するのに必要な量）のレジスト材（例えばポリスチレン系共重合物）をディスク状基材Ｄの中央部に吐出する。次いで、制御部１４は、モータ１１に対してターンテーブル１２を高速で所定時間回転させるための制御信号を出力する。これに応じて、モータ１１がターンテーブル１２を高速で回転させる。この際に、ターンテーブル１２の回転に応じて、ディスク状基材Ｄが高速で回転し、吐出されたレジスト材が遠心力によってディスク状基材Ｄの外周方向に対して均等な厚みで延伸させられる。これにより、ディスク状基材Ｄ（磁性層Ｆ）の表面にレジスト層Ｒが６５ｎｍの層厚Ｈｏで形成される。
【００２０】
次に、転写装置２を用いてレジスト層Ｒにレジストパターンを形成する工程について説明する。
【００２１】
まず、レジスト層Ｒおよび磁性層Ｆが形成されたディスク状基材Ｄを加熱ステージ２１に載置して、転写装置２に処理を開始させる。これに応じて、制御部２３が、加熱ステージ２１およびプレス機構２２に対して加熱を指示する制御信号を出力する。この際に、加熱ステージ２１が、制御信号に従い、レジスト層Ｒ、磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄを加熱し、プレス機構２２が、制御信号に従い、固定されているモールド２４を加熱する。この場合、レジスト層Ｒの温度がレジスト材のガラス転位点（この場合、ポリスチレン系共重合物のガラス転位点である１０５℃）を超えたときには、レジスト層Ｒは軟化して変形可能な状態となる。次いで、制御部２３は、例えば温度センサ（図示せず）の出力信号を監視することにより、レジスト層Ｒ、磁性層Ｆ、ディスク状基材Ｄおよびモールド２４の温度がレジスト材のガラス転位点以上の例えば１７０℃に達したことを確認した時点でプレスを指示する制御信号をプレス機構２２に出力する。これに応じて、プレス機構２２は、例えば４１．５ＭＰａ（４２３ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力でモールド２４をプレスする。
【００２２】
この際に、図５に示すように、モールド２４の凸部２４ｐがレジスト層Ｒに押し当てられて、レジスト層Ｒを形成するレジスト材が変形してモールド２４の凹部に入り込む。この場合、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａを２．４５に規定したことにより、突出長Ｈｍが層厚Ｈｏよりも十分に長いため、同図に示すように、凸部２４ｐの先端面が磁性層Ｆの表面近くに達するまでモールド２４が押し込まれる。続いて、制御部２３は、プレス機構２２に対してプレスの停止を指示する制御信号を出力すると共に、加熱ステージ２１およびプレス機構２２に対して加熱の停止を指示する制御信号を出力する。これに応じて、加熱ステージ２１が加熱を停止し、プレス機構２２がプレスおよび加熱を停止する。次に、レジスト層Ｒ、磁性層Ｆ、ディスク状基材Ｄおよびモールド２４の温度が室温に低下するまで放置する。この場合、冷却機構を設けて強制的に温度を低下させる方法を採用することもできる。次いで、モールド２４をレジスト層Ｒから引き離す。これにより、図６に示すように、レジスト層Ｒにモールド２４における凹凸部の凹凸形状が転写されてレジストパターンが形成される。この場合、凸部２４ｐの先端面が磁性層Ｆの表面近くに達するまでモールド２４を押し込んだことにより、レジストパターンは、同図に示すように、その凹部の底面と磁性層Ｆの表面との離間長が十分に短く（例えば１３ｎｍ）形成される。
【００２３】
次に、レジストパターンが形成されたレジスト層Ｒをマスクとして使用して、ディスク状基材Ｄの表面にディスクリートトラックを形成してディスクリートトラック媒体を製造する工程について説明する。なお、後述する酸素プラズマ処理、リフトオフ処理および反応性イオンエッチング処理については、公知の技術のため、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
まず、図７に示すように、レジストパターンにおける凹部の底面から磁性層Ｆの表面までの部位（不要な部位）を例えば酸素プラズマ処理によって除去する。この場合、レジストパターンにおける凹部の底面と磁性層Ｆの表面との離間長が十分に短いため、短時間の酸素プラズマ処理で不要な部位のレジスト材が完全に除去される。このため、レジストパターンの凸部における先端部の角部が大きく削り取られる事態が回避される。次に、図８に示すように、例えば金属を蒸着してレジストパターンにおける凸部の先端面および磁性層Ｆの表面に金属層Ｍを形成する。この場合、レジストパターンの凸部における先端部の角部が大きく削り取られていないため、凸部の側面への金属層Ｍの形成が防止される。次いで、図９に示すように、リフトオフ処理によって凸部の先端部に形成した金属層Ｍ（不要な金属層Ｍ）をレジスト材と共に除去する。これにより、同図に示すように、磁性層Ｆの表面に形成した金属層Ｍ（必要とされる金属層Ｍ）のみが除去されずに残留して金属パターンが作製される。この場合、レジストパターンにおける不要な部位が完全に除去されるため、必要な金属層Ｍと磁性層Ｆの表面との間にレジスト材が残留しない結果、必要とされる金属層Ｍがリフトオフ処理によって除去（欠落）される事態が防止される。また、レジストパターンにおける凸部の側面への金属層Ｍの形成が防止されるため、不要な金属層Ｍの残留が防止される。したがって、金属パターンの欠落や残留が十分に防止される。
【００２５】
続いて、作製した金属パターンをマスクとして使用して、磁性層Ｆに対して反応性イオンエッチング処理を行う。これにより、図１０に示すように、金属パターンを作製した部位を除く磁性層Ｆが除去される。次に、金属エッチング用のガスを使用した反応性イオンエッチング処理を行うことにより、残留した金属パターンを除去する。これにより、図１１に示すように、モールド２４における凸部２４ｐの配列ピッチＰと同ピッチで分離した磁性層Ｆ、すなわちディスクリートトラックが形成される。次いで、表面仕上げ処理を行う。この表面仕上げ処理では、まず、分離した磁性層Ｆ，Ｆ・・同士の隙間に例えば酸化シリコンを充填した後にＣＭＰ装置（ケミカル・メカニカル・ポリッシュ）を用いて表面を平坦化する。次に、平坦化した表面に例えばＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ ）で保護膜を形成し、最後に潤滑剤を塗布する。これにより、ディスクリートトラック媒体が完成する。この場合、マスクとしての金属パターンに欠落や残留がないため、ディスクリートトラックの欠落や隣接するディスクリートトラック同士の短絡などが防止される結果、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体が製造される。
【００２６】
なお、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａ（＝Ｈｍ／Ｈｏ）が図１２に示す実施例２〜６の各値となる条件下で、上記の工程に従ってレジストパターンを形成してディスクリートトラック媒体を製造し、製造した各ディスクリートトラック媒体におけるディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡の有無を走査電子顕微鏡で観察した。また、製造した各ディスクリートトラック媒体に対して記録および再生を行って記録エラーおよび再生エラーの発生有無を試験した。この場合、比率Ｒａが実施例２〜６の各値となるように凸部２４ｐの突出長Ｈｍを変更した各種モールドを使用するのに代えて、それと等価の条件として、同図に示すように、凸部２４ｐの突出長Ｈｍが１５９ｎｍのモールド２４を使用して、比率Ｒａが実施例２〜６の各値となるように層厚Ｈｏを調整しつつ各レジスト層Ｒを形成して観察および試験を行った。この結果、いずれのディスクリートトラック媒体においてもディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡が発生せずに、しかも、記録エラーおよび再生エラーも発生しなかった。さらに、比率Ｒａが同図に示す比較例１，２の各値となるように層厚Ｈｏを調整しつつ各レジスト層Ｒを形成して、上記した工程に従ってレジストパターンを形成してディスクリートトラック媒体を製造し、製造した両ディスクリートトラック媒体に対して同様の観察および試験を行った。この結果、両ディスクリートトラック媒体においてディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡を確認した。また、両ディスクリートトラック媒体において記録エラーおよび再生エラーの発生を確認した。
【００２７】
さらに、凸部２４ｐの配列ピッチＰを９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内の各値に変更すると共に、凸部２４ｐの突出長Ｈｍを１５９ｎｍに形成した各種のモールドを使用して、実施例１〜６および比較例１，２と同じ比率Ｒａとなるように層厚Ｈｏを調整しつつ各レジスト層Ｒを形成して、上記の工程に従ってレジストパターンを形成してディスクリートトラック媒体を製造し、製造したディスクリートトラック媒体に対して上記と同様の観察および試験を行った。この結果、実施例１〜６と同じ比率Ｒａとなるように層厚Ｈｏを調整しつつレジスト層Ｒを形成して製造した各ディスクリートトラック媒体では、ディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡が発生せずに、しかも、記録エラーおよび再生エラーも発生しなかった。一方、比較例１，２と同じ比率Ｒａとなるように層厚Ｈｏを調整しつつ各レジスト層Ｒを形成して製造した各ディスクリートトラック媒体では、ディスクリートトラックの欠落および隣接するディスクリートトラック同士の短絡を確認すると共に、記録エラーおよび再生エラーの発生を確認した。以上の結果から、モールド２４における凸部２４ｐの配列ピッチＰが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつレジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａが２．３０以上のときには、ディスクリートトラックの欠落や隣接するディスクリートトラック同士の短絡が発生しないため、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体を製造できることが明らかである。
【００２８】
このように、このレジストパターン形成方法によれば、凸部２４ｐの配列ピッチＰが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつレジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａを２．３０以上に形成したモールド２４をレジスト層Ｒに押し当ててレジストパターンを形成したことにより、突出長Ｈｍが層厚Ｈｏよりも十分に長いため、凸部２４ｐの先端面がディスク状基材Ｄの表面近くに達するまでモールド２４を押し込むことができる結果、その凹部の底面からディスク状基材Ｄの表面までの離間長が十分に短いレジストパターンを形成することができる。
【００２９】
このため、例えば、レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行うことによってディスクリートトラック形成用の金属パターンを作製するためのマスクを形成する際に、短時間の酸素プラズマ処理でレジストパターンの凸部における先端部の角部を大きく削り取ることなく不要な部位を完全に除去することができる。したがって、レジストパターンにおける凸部の側面への金属層Ｍの形成や、磁性層Ｆの表面と金属層Ｍとの間におけるレジスト材の残留を防止することができるため、リフトオフ処理の際に、不要な金属層Ｍの残留や必要とされる金属層Ｍの除去を回避して良好な金属パターンを作製することができる。この結果、その金属パターンを使用することで、ディスクリートトラックの欠落や隣接するディスクリートトラック同士の短絡などを防止することができるため、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体を製造することができる。この場合、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏに対する凸部２４ｐにおける突出長Ｈｍの比率Ｒａが６．６７以下となるようにモールド２４を形成するのが好ましく、レジスト層Ｒの層厚Ｈｏとしては、モールド２４における凸部２４ｐの突出長Ｈｍに対する比率が０．１５以上０．４３以下の範囲内となるように形成するのが好ましい。
【００３０】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、ディスク状基材Ｄに予め形成された磁性層Ｆ上に金属パターンを形成する例について説明したが、磁性層Ｆ上に形成するのに限らず、各種材質上に金属パターンなどを形成する際に適用することができる。また、ディスクリートトラック媒体の製造のみならず、各種形状の各種記録媒体の製造に適用が可能である。さらに、モールド２４についても、酸化シリコンを初めとして各種材料を用いて各種形状で構成することができる。
【００３１】
また、本発明の実施の形態では、レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行った後に金属層Ｍを形成してリフトオフ処理を行うことで金属パターンを作製する例について説明したが、金属パターンの作製方法はこれに限定されず、磁性層Ｆの表面に金属層Ｍを予め形成し、レジストパターンをマスクとしてイオンミリング処理を行うことで金属パターンを作製することもできる。具体的には、この方法によってディスクリートトラック媒体を製造する際には、まず、磁性層Ｆおよび金属層Ｍがその表面に予め形成されたディスク状基材Ｄに塗布装置１を用いてレジスト材を塗布してレジスト層Ｒを形成する。次に、転写装置２を用いてレジスト層Ｒにレジストパターンを形成する。次いで、レジストパターンをマスクとしてイオンミリング処理を行うことにより、レジストパターンにおける凸部以外の部位（不要な部位）の金属を除去して金属パターンを作製する。この際に、レジストパターンにおける凹部の底面と金属層Ｍの表面との離間長を短くできるため、短時間のイオンミリング処理で不要な金属が完全に除去される。
【００３２】
次に、金属パターンをマスクとして使用して、磁性体エッチング用のガスを用いて磁性層Ｆに対して反応性イオンエッチング処理を行う。これにより、金属パターンが作製された部位を除く磁性層Ｆが除去される。この際に、不要な金属が完全に除去されているため、磁性層Ｆにおける不要な部位を完全に除去することができる。次いで、金属エッチング用のガスを用いて反応性イオンエッチング処理を行うことにより、磁性層Ｆに残留した金属パターンを除去する。これにより、ディスクリートトラックが形成される。続いて、上記した表面仕上げ処理を行うことによってディスクリートトラック媒体が完成する。この場合、磁性層Ｆにおける不要な部位を完全に除去することができるため、ディスクリートトラック同士の短絡などが防止される結果、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体を製造することができる。
【００３３】
また、本発明に係るレジストパターン形成方法に従って形成したレジストパターンを使用して、トラック状パターン以外のサーボパターンなどを形成したディスクリートトラック媒体を製造することもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るレジストパターン形成方法およびレジストパターン形成用モールドによれば、凸部の配列ピッチが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつレジスト層の厚みに対する凸部における突出長の比率を２．３０以上に形成したレジストパターン形成用モールドをレジスト層に押し当ててレジストパターンを形成したことにより、突出長がレジスト層の厚みよりも十分に長いため、凸部の先端面が基材表面近くに達するまでレジストパターン形成用モールドを押し込むことができ、これにより、その凹部の底面と基材表面との離間長が十分短いレジストパターンを形成することができる。
【００３５】
このため、例えば、レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行うことによってディスクリートトラック形成用の金属パターンを作製するためのマスクを形成する際に、短時間の酸素プラズマ処理でレジストパターンの凸部における先端部の角部を大きく削り取ることなく不要なレジスト材を完全に除去することができる。したがって、レジストパターンにおける凸部の側面への金属層の形成や、基材表面と金属層との間におけるレジスト材の残留を防止することができるため、例えばリフトオフ処理の際に、不要な金属層の残留や必要とされる金属層の除去を回避して良好な金属パターンを作製することができる。この結果、その金属パターンを使用することで、ディスクリートトラックの欠落や隣接するディスクリートトラック同士の短絡などを防止することができるため、記録エラーおよび再生エラーのない良好なディスクリートトラック媒体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】磁性層Ｆおよびレジスト層Ｒが形成されたディスク状基材Ｄの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る転写装置２の構成を示すブロック図である。
【図４】転写装置２におけるモールド２４の構成を示す断面図である。
【図５】レジスト層Ｒにモールド２４をプレスした状態を示す断面図である。
【図６】レジストパターンが形成されたレジスト層Ｒの構成を示す断面図である。
【図７】レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行った状態におけるレジスト層Ｒの構成を示す断面図である。
【図８】レジストパターンに金属層Ｍを形成した状態におけるレジスト層Ｒの構成を示す断面図である。
【図９】レジストパターンに対してリフトオフ処理を行った状態における金属層Ｍ、磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄの構成を示す断面図である。
【図１０】磁性層Ｆに対して反応性イオンエッチング処理を行った状態における金属層Ｍ、磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄの構成を示す断面図である。
【図１１】金属層Ｍに対して反応性イオンエッチング処理を行った状態における磁性層Ｆおよびディスク状基材Ｄの構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る実施例１〜６および比較例１，２において、モールド２４およびレジスト層Ｒを形成する際に規定した比率Ｒａの各値と、モールド２４を使用して各レジスト層Ｒにレジストパターンを形成して製造した各ディスクリートトラック媒体に対する試験結果とを示す試験結果図である。
【図１３】従来のモールド４１、およびレジスト層Ｒｕが形成された基材Ｄｕの構成を示す断面図である。
【図１４】レジスト層Ｒｕにモールド４１をプレスした状態を示す断面図である。
【図１５】レジストパターンが形成されたレジスト層Ｒｕの構成を示す断面図である。
【図１６】レジストパターンに対して酸素プラズマ処理を行った状態におけるレジスト層Ｒｕの構成を示す断面図である。
【図１７】レジストパターンに金属層Ｍｕを形成した状態におけるレジスト層Ｒｕの構成を示す断面図である。
【図１８】レジストパターンに対してリフトオフ処理を行った状態における金属層Ｍｕおよび基材Ｄｕの構成を示す断面図である。
【図１９】レジストパターンにおける不良箇所の状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２０】レジストパターンの不良箇所に金属層Ｍｕを形成した状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２１】レジストパターンの不良箇所に対してリフトオフ処理を行った状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２２】レジストパターンにおける他の不良箇所の状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２３】レジストパターンにおける他の不良箇所に金属層Ｍｕを形成した状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【図２４】レジストパターンにおける他の不良箇所に対してリフトオフ処理を行った状態を示すレジスト層Ｒｕの断面図である。
【符号の説明】
２４ モールド
２４ｐ 凸部
Ｄ ディスク状基材
Ｈｍ 突出長
Ｈｏ 層厚
Ｐ 配列ピッチ
Ｒ レジスト層
Ｒａ 比率
Claims (2)
- 基材表面にレジスト材を塗布して所定厚みのレジスト層を形成し、当該レジスト材のガラス転位点以上に前記レジスト層を加熱し、その表面に凹凸部が形成されたレジストパターン形成用モールドの当該凹凸部を前記加熱したレジスト層に押し当てて当該凹凸部の凹凸形状を転写することによって当該レジスト層にレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、
前記レジストパターン形成用モールドとして前記凹凸部における凸部の配列ピッチが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつ前記レジスト層の前記所定厚みに対する当該凸部の突出長の比率が２．３０以上に形成されているモールドを用いて前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成方法。 - 基材表面にレジスト材を塗布して所定厚みに形成されて当該レジスト材のガラス転位点以上に加熱されたレジスト層に対してその表面に形成された凹凸部を押し当てて当該凹凸部の凹凸形状を転写することによって当該レジスト層にレジストパターンを形成するレジストパターン形成用モールドであって、
前記凹凸部は、その凸部の配列ピッチが９０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内でかつ前記レジスト層の前記所定厚みに対する当該凸部の突出長の比率が２．３０以上に形成されているレジストパターン形成用モールド。
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