JP2005353129A - Manufacturing method of substrate for magnetic recording medium and magnetic recording medium - Google Patents

Manufacturing method of substrate for magnetic recording medium and magnetic recording medium Download PDF

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匡史 岡本
Toshio Fukazawa
利雄 深澤
Hiroki Asai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a substrate for substrates for magnetic recording media which can manufacture the substrate for magnetic recording medium corresponding to high recording density at a low cost and high throughput. <P>SOLUTION: The manufacturing method of a substrate for the magnetic recording medium includes a process to contact a mold 2 on a surface of the substrate 1 and stress pressure to a surface of the substrate 1, and a transfer process which heats a surface of the substrate 1 by irradiating the surface of the substrate 1 with a laser beam 3 and transcribe the surface shape of the mold 2 on the surface of the substrate 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板の表面が高い精度で平坦化され、必要に応じてナノオーダーレベルの凹凸形状が形成された磁気記録媒体用基板を製造する方法に関している。また、本発明は、このような製造方法によって作製された磁気記録媒体用基板を備えた磁気記録媒体にも関している。   The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium in which the surface of a substrate is flattened with high accuracy and a nano-order level uneven shape is formed as necessary. The present invention also relates to a magnetic recording medium including a magnetic recording medium substrate manufactured by such a manufacturing method.

ハードディスクドライブ(HDD)では、画像や動画などの大容量データを記録するニーズが増加し、また、コンピュータの記憶デバイス用途以外にビデオレコーダーなどの家電製品への用途が急激に拡大している。このため、記憶容量を更に高めた磁気記録媒体を低価格で提供するための技術開発が活発に進められている。   In the hard disk drive (HDD), there is an increasing need for recording large-capacity data such as images and moving images, and the use for home appliances such as a video recorder is rapidly expanding in addition to the use as a storage device for computers. For this reason, technological development for providing a magnetic recording medium with a further increased storage capacity at a low price has been actively promoted.

磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには、磁気記録媒体に用いられる基板の表面における平坦度を高めるとともに、必要に応じて基板表面にナノオーダーレベルの凹凸形状を意図的に形成することが要求される。   In order to improve the recording density of the magnetic recording medium, it is possible to increase the flatness on the surface of the substrate used for the magnetic recording medium and intentionally form a nano-order level uneven shape on the substrate surface as necessary. Required.

まず、磁気記録媒体用基板の表面における平坦度の向上について説明する。   First, improvement in flatness on the surface of the magnetic recording medium substrate will be described.

磁気記録媒体の記録密度が増大すると、磁気ヘッドの浮上量が減少するため、これに対応できるように磁気記録媒体用基板の平坦度は厳しく管理されている。例えば、記録密度が50Gbit/平方インチ程度の2.5インチ用基板では、磁気ヘッドのクラッシュを防止するために基板表面の高低差は最大で5μm程度に設定されており、非常に高い平坦度が求められている。   As the recording density of the magnetic recording medium increases, the flying height of the magnetic head decreases, so that the flatness of the magnetic recording medium substrate is strictly controlled so as to cope with this. For example, in a 2.5 inch substrate with a recording density of about 50 Gbit / square inch, the height difference of the substrate surface is set to a maximum of about 5 μm in order to prevent the magnetic head from crashing. It has been demanded.

更に、上記磁気ヘッドの浮上量を安定に保つためには、磁気記録媒体用基板の面粗さを厳密に制御する必要がある。具体的には、「微小うねり」と呼ばれる、波長が約50μm以上の表面粗さ(Wa)を約0.5nm以下に抑制したり、原子間力顕微鏡を用いることによって測定し得る短波長成分の表面粗さ(Ra)を約0.5nm以下に抑制することが要求されている。   Further, in order to keep the flying height of the magnetic head stable, it is necessary to strictly control the surface roughness of the magnetic recording medium substrate. Specifically, the surface roughness (Wa) having a wavelength of about 50 μm or more, called “microwaviness”, is suppressed to about 0.5 nm or less, or a short wavelength component that can be measured by using an atomic force microscope. It is required to suppress the surface roughness (Ra) to about 0.5 nm or less.

また、磁気記録媒体用基板の表面に意図的に形成されるナノオーダーレベルの凹凸形状としては、テクスチャーと呼ばれる数十nmピッチの凹凸形状(円周状の溝)がある。上記テクスチャーを基板の表面に形成することにより、記録層の磁気的異方性が制御されて磁気記録媒体の磁気特性が向上する。   In addition, as a nano-order level uneven shape intentionally formed on the surface of the magnetic recording medium substrate, there is an uneven shape (circular groove) with a pitch of several tens of nm called a texture. By forming the texture on the surface of the substrate, the magnetic anisotropy of the recording layer is controlled and the magnetic characteristics of the magnetic recording medium are improved.

これらの要求を満足する磁気記録媒体用基板を製造するためには、研磨技術を始めとする高度かつ複雑な製造技術が必要であり、また工程数も多くなるため、製造コストが上昇しやすい。   In order to manufacture a magnetic recording medium substrate that satisfies these requirements, a sophisticated and complicated manufacturing technique such as a polishing technique is required, and the number of processes is increased, so that the manufacturing cost tends to increase.

一方、近年、ガラス系材料の基板を用い、ガラス成形技術を応用した磁気記録媒体用基板が開発されている。ガラス系材料は、アルミなどの材料に比べて硬度が高く、熱膨張係数が小さいなどの利点を有しているが、基板毎にテクスチャーを均一に形成するためには、高度な微細加工工程が必要となってコストの上昇を招くことになる。   On the other hand, in recent years, a substrate for a magnetic recording medium using a glass-based material substrate and applying a glass forming technique has been developed. Glass-based materials have advantages such as higher hardness and lower coefficient of thermal expansion than materials such as aluminum, but in order to form textures uniformly on each substrate, advanced microfabrication processes are required. It becomes necessary and causes an increase in cost.

このような問題を解決するため、特許文献1には、所定の粗さで形成された円周溝を備えた成形用金型(モールド)を用い、このモールドおよびガラス基板を所定温度に加熱してプレスする方法が開示されている。特許文献1の方法によれば、個々のガラス基板に微細加工技術によってテクスチャーを形成する工程が不要となる。   In order to solve such a problem, Patent Document 1 uses a molding die (mold) having a circumferential groove formed with a predetermined roughness, and heats the mold and the glass substrate to a predetermined temperature. A method of pressing is disclosed. According to the method of patent document 1, the process of forming a texture by the microfabrication technique on each glass substrate becomes unnecessary.

なお、磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには、熱擾乱に伴う問題を解決する必要もある。熱擾乱は、磁気記録媒体のビット面積(磁化反転単位)を微細化することによって記録密度を高めた場合に生じる現象であり、磁化反転単位の微細化に伴って磁化異方性エネルギー(磁化を一方向に向けておこうとするエネルギー)も低下するため、磁化の方向をバラバラにしようとする熱エネルギーが無視できなくなり、磁化が反転して記録情報が失われてしまうことをいう。   In order to improve the recording density of the magnetic recording medium, it is necessary to solve the problems associated with thermal disturbance. Thermal disturbance is a phenomenon that occurs when the recording density is increased by reducing the bit area (magnetization reversal unit) of a magnetic recording medium. (Energy to be directed in one direction) also decreases, so that the thermal energy for disaggregating the magnetization direction cannot be ignored, the magnetization is reversed, and the recorded information is lost.

そこで、磁化反転単位の微細化手段を不要にして熱擾乱を克服し得る媒体として、パターンド媒体(パターンドメディア)またはディスクリートトラック型媒体が提案されている。   Therefore, a patterned medium (discrete medium) or a discrete track medium has been proposed as a medium that can overcome the thermal disturbance without requiring a means for refining the magnetization reversal unit.

パターンド媒体は、磁気記録媒体の記録情報を担う磁性膜をパターニングし、磁気的に孤立化させた上記磁性膜を磁化反転単位とする媒体である。これによれば、磁化反転単位の形状の不均一さに基づくノイズを減らすことができるため、記録密度を高めることができる。一方、ディスクリートトラック型媒体は、磁性膜を記録トラック毎にパターニングし、磁気的に分離した上記磁性膜を磁化反転単位とする媒体である。これによれば、記録トラックの狭小に伴って増加するサイドフリンジ(記録にじみ)と呼ばれるノイズを減らすことができるため、記録密度を上げることができる。   The patterned medium is a medium in which the magnetic film carrying the recording information of the magnetic recording medium is patterned and the magnetic film isolated magnetically is used as a magnetization reversal unit. According to this, since the noise based on the nonuniformity of the shape of the magnetization reversal unit can be reduced, the recording density can be increased. On the other hand, a discrete track type medium is a medium in which a magnetic film is patterned for each recording track and the magnetic film magnetically separated is used as a magnetization reversal unit. According to this, since the noise called side fringe (recording blur) that increases with the narrowness of the recording track can be reduced, the recording density can be increased.

しかしながら、上述したパターンド媒体やディスクリートトラック型媒体では、数百Gbit/平方インチレベルの高記録密度を達成するために数十nmオーダーの極めて微細なパターニング技術が必要であり、このようなパターンを形成するための加工コスト(フォトリソグラフィおよびエッチング工程などのコスト)が実用化の支障になっている。   However, the above-described patterned medium and discrete track type medium require an extremely fine patterning technology of the order of several tens of nanometers in order to achieve a high recording density of several hundred Gbit / square inch level. Processing costs for forming (costs such as photolithography and etching processes) have hindered practical use.

近年、ナノメーターレベルのパターニングを低コストで達成し得るインプリント法が盛んに研究されている。インプリント法は、転写対象物に金型(モールド)をプレスすることにより、モールドの表面に形成された形状を転写対象物に転写する方法である。代表的には、レジストを用いる「レジストインプリント法」と、レジストを用いない「加熱式直接インプリント法」がある。   In recent years, an imprint method capable of achieving nanometer-level patterning at a low cost has been actively researched. The imprint method is a method of transferring a shape formed on the surface of a mold onto a transfer object by pressing a mold (mold) onto the transfer object. Typically, there are a “resist imprint method” using a resist and a “heating direct imprint method” not using a resist.

このうち「レジストインプリント法」は、レジストが塗布された基板を用い、モールドをレジストにプレスすることにより、モールドの形状をレジストに転写する方法である。この方法によれば、コスト上昇の主要因であるフォトリソグラフィ工程における露光を省略できるため、前述したパターンド媒体やディスクリートトラック型媒体を低コストで製造することができる(例えば特許文献2を参照)。ただし、パターニングされたレジストをマスクとして用い下地を更にエッチングすることが必要になる。   Among these, the “resist imprint method” is a method of transferring the shape of the mold to the resist by pressing the mold onto the resist using a substrate coated with the resist. According to this method, the exposure in the photolithography process, which is the main cause of the cost increase, can be omitted, so that the above-described patterned medium and discrete track type medium can be manufactured at a low cost (see, for example, Patent Document 2). . However, it is necessary to further etch the base using the patterned resist as a mask.

一方、「加熱式直接インプリント法」は、レジストを用いず、ガラスなどの基板にモールドの表面形状を直接に転写する方法である。特許文献3は、表面に微細な加工溝が形成された成形用金型をガラス基板にプレスすることにより、ナノオーダーレベルの溝を基板の表面に直接的に形成する方法を開示している。   On the other hand, the “heating direct imprint method” is a method in which the surface shape of a mold is directly transferred to a substrate such as glass without using a resist. Patent Document 3 discloses a method of directly forming a nano-order level groove on the surface of a substrate by pressing a molding die having fine processed grooves formed on the surface thereof onto a glass substrate.

加熱式直接インプリント法によれば、露光工程のみならず、エッチング工程も省略できるため、露光工程のみ省略し得る前記のレジストインプリント法よりもコスト低減効果が大きいと考えられる。   According to the heating direct imprint method, not only the exposure step but also the etching step can be omitted. Therefore, it is considered that the cost reduction effect is greater than the resist imprint method in which only the exposure step can be omitted.

なお、前述した特許文献1の方法も、ガラス基板に直接モールドの形状(テクスチャパターン)を転写しているため、加熱式直接インプリント法に包含される。
特開2003−85740号公報 特開2003−16621号公報 特開平9−245345号公報
Note that the method of Patent Document 1 described above is also included in the heating direct imprint method because the shape (texture pattern) of the mold is directly transferred to the glass substrate.
JP 2003-85740 A JP 2003-16621 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-245345

しかしながら、前述した加熱式直接インプリント法によれば、露光工程やエッチング工程を省略できるものの、ヒーターなどによって基板やモールドを高温に加熱する必要がある。例えば、ガラス基板の表面にモールドの形状を転写するためには、ガラス転移点から軟化点程度の温度範囲(具体的な温度はガラスの組成などによって変化するが、概ね500〜700℃)に基板を加熱・昇温しなければならない。また、転写完了後は、ガラス基板の表面が充分に硬化するまでガラス基板を冷却しなければならない。このため、昇温および冷却に時間を要し、スループットを高めることができない。   However, according to the heating direct imprint method described above, although the exposure process and the etching process can be omitted, it is necessary to heat the substrate and the mold to a high temperature with a heater or the like. For example, in order to transfer the shape of the mold to the surface of the glass substrate, the substrate is in a temperature range from the glass transition point to the softening point (specific temperature varies depending on the glass composition, etc., but is generally 500 to 700 ° C.). Must be heated and heated. Further, after the transfer is completed, the glass substrate must be cooled until the surface of the glass substrate is sufficiently cured. For this reason, time is required for temperature rise and cooling, and the throughput cannot be increased.

更に、加熱式直接インプリント法では、冷却過程で生じる基板の収縮を抑制して基板の表面形状を高い精度で制御することが要請される。このため、基板を冷却する際、2つの基板面にそれぞれ対応する2つの金型の温度プロファイルや圧力プロファイルなどのインプリント条件を緻密にコントロールしなければならない。従って、基板の冷却速度を高めることは非常に困難であり、スループットと歩留りの両方を向上させることができない。   Furthermore, in the heating direct imprint method, it is required to control the surface shape of the substrate with high accuracy by suppressing the shrinkage of the substrate that occurs during the cooling process. For this reason, when the substrate is cooled, imprint conditions such as temperature profiles and pressure profiles of the two molds respectively corresponding to the two substrate surfaces must be precisely controlled. Therefore, it is very difficult to increase the cooling rate of the substrate, and it is impossible to improve both the throughput and the yield.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の表面が高い精度で平坦化され、必要に応じてナノオーダーレベルの凹凸形状を高いスループットで形成できる磁気記録媒体用基板の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is for a magnetic recording medium in which the surface of a substrate is flattened with high accuracy and a nano-order level uneven shape can be formed with high throughput as required. It is to provide a method for manufacturing a substrate.

本発明の他の目的は、上記の磁気記録媒体用基板を備えた磁気記録媒体を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a magnetic recording medium provided with the magnetic recording medium substrate.

本発明の更に他の目的は、上記の磁気記録媒体用基板を製造することができる装置や、モールドに形成されたナノオーダーレベルの凹凸形状を基板の表面に効率よく転写することが可能な転写方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide an apparatus capable of manufacturing the above-mentioned magnetic recording medium substrate, or a transfer capable of efficiently transferring the nano-order level uneven shape formed on the mold to the surface of the substrate. It is to provide a method.

本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造方法は、モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する工程と、前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する転写工程と、を包含する。   The method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to the present invention includes a step of bringing a mold into contact with the surface of the substrate, applying pressure to the surface of the substrate, and irradiating the surface of the substrate with laser light, thereby And a transfer step of transferring the surface shape of the mold onto the surface of the substrate by heating the surface of the mold.

好ましい実施形態において、前記転写工程は、前記基板の融点以上の温度まで前記基板の表面を加熱して溶融する工程、または前記基板の表面におけるガラス転移点以上の温度まで前記基板の表面を加熱して軟化する工程を含む。ここで、前記レーザ光に対する前記基板の光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記モールドの光吸収係数に比べて大きいことが好ましい。   In a preferred embodiment, the transfer step is a step of heating and melting the surface of the substrate to a temperature not lower than the melting point of the substrate, or heating the surface of the substrate to a temperature not lower than the glass transition point on the surface of the substrate. And softening process. Here, the light absorption coefficient of the substrate with respect to the laser light is preferably larger than the light absorption coefficient of the mold with respect to the laser light.

他の好ましい実施形態において、前記基板は、転写層と、前記転写層を支持する基材とを有しており、前記転写工程は、前記転写層に前記レーザ光を照射することにより、前記転写層を加熱して前記モールドの表面形状を転写層に転写する工程である。ここで前記転写工程は、前記転写層の融点以上の温度まで前記転写層を加熱して溶融する工程、または前記転写層のガラス転移点以上の温度まで前記転写層を加熱して軟化する工程を含む。前記レーザ光に対する前記転写層の光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記基材の光吸収係数よりも大きいことが好ましい。前記レーザ光に対する前記モールドの光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記転写層の光吸収係数よりも小さいことが好ましい。前記レーザ光は、前記モールドを介して照射されることが好ましい。前記基板は、シリコンまたはゲルマニウムから形成されている転写層と、前記転写層を支持するガラスから形成されている基材とを有していることが好ましい。前記転写工程は、波長が200〜300nmのレーザ光を前記転写層に転写することによって転写層を加熱することが好ましい。   In another preferred embodiment, the substrate includes a transfer layer and a base material that supports the transfer layer, and the transfer step irradiates the transfer layer with the laser light, thereby transferring the transfer layer. In this step, the surface of the mold is transferred to the transfer layer by heating the layer. Here, the transfer step includes a step of heating and melting the transfer layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the transfer layer, or a step of heating and softening the transfer layer to a temperature equal to or higher than the glass transition point of the transfer layer. Including. It is preferable that the light absorption coefficient of the transfer layer with respect to the laser light is larger than the light absorption coefficient of the base material with respect to the laser light. The light absorption coefficient of the mold with respect to the laser light is preferably smaller than the light absorption coefficient of the transfer layer with respect to the laser light. The laser beam is preferably irradiated through the mold. The substrate preferably has a transfer layer formed of silicon or germanium and a base material formed of glass that supports the transfer layer. In the transfer step, it is preferable to heat the transfer layer by transferring a laser beam having a wavelength of 200 to 300 nm to the transfer layer.

好ましい実施形態において、前記モールドは、磁気記録媒体の記録ビットまたは記録トラックに対応した凹凸形状を有している。ここで、前記転写層の厚さは、前記モールドに形成された凹凸形状の高さよりも大きいことが好ましい。   In a preferred embodiment, the mold has a concavo-convex shape corresponding to a recording bit or a recording track of a magnetic recording medium. Here, the thickness of the transfer layer is preferably larger than the height of the concavo-convex shape formed in the mold.

本発明の磁気記録媒体は、上記いずれかの製造方法によって得られた磁気記録媒体用基板と、前記基板上に形成された記録層または高透磁率軟磁性層とを備えている。   The magnetic recording medium of the present invention includes a magnetic recording medium substrate obtained by any one of the above manufacturing methods, and a recording layer or a high magnetic permeability soft magnetic layer formed on the substrate.

好ましい実施形態において、前記記録層または高透磁率軟磁性層は、前記磁気記録媒体用基板の表面に転写された形状により、記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離された複数の部分を有している。   In a preferred embodiment, the recording layer or the high magnetic permeability soft magnetic layer comprises a plurality of portions magnetically separated in recording bit units or recording track units according to the shape transferred onto the surface of the magnetic recording medium substrate. Have.

本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造装置は、モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する圧力印加手段と、前記基板の表面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、を備えており、前記レーザ光照射手段により、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する。   The apparatus for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to the present invention comprises a pressure applying means for bringing a mold into contact with the surface of the substrate and applying pressure to the surface of the substrate, and laser light irradiation for irradiating the surface of the substrate with laser light. Means for transferring the surface shape of the mold to the surface of the substrate by heating the surface of the substrate by the laser beam irradiation means.

本発明の転写方法は、モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する工程と、前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する転写工程と、を包含する。   In the transfer method of the present invention, the mold is brought into contact with the surface of the substrate, pressure is applied to the surface of the substrate, and the surface of the substrate is irradiated with laser light to heat the surface of the substrate and And a transfer step of transferring the surface shape of the mold to the surface of the substrate.

好ましい実施形態において、前記基板は、転写層と、前記転写層を支持する基材とを有しており、前記転写工程は、前記転写層に前記レーザ光を転写することにより、前記転写層を加熱して前記モールドの表面形状を転写層に転写する工程を含む。   In a preferred embodiment, the substrate includes a transfer layer and a base material that supports the transfer layer. In the transfer step, the transfer layer is transferred by transferring the laser light to the transfer layer. Heating and transferring the surface shape of the mold to a transfer layer.

本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造方法によれば、レーザ光の照射によって基板の表面が短時間で高温まで加熱されると共に、転写完了後の基板の表面は速やかに固化するため、従来の「加熱式直接インプリント法」では実現することができなかった、高スループットおよび高歩留まりの両方を低コストで達成することができる。   According to the method for manufacturing a magnetic recording medium substrate according to the present invention, the surface of the substrate is heated to a high temperature in a short time by the irradiation of the laser beam, and the surface of the substrate after completion of the transfer is quickly solidified. Both high throughput and high yield, which could not be realized by the “heating direct imprint method”, can be achieved at low cost.

本発明の製造方法において、転写層と、上記転写層を支持する基材とを有する基板を用い、当該転写層にレーザ光を照射する方法は、好ましい実施形態である。この実施形態によれば、転写層を有しない基板を用いた実施形態よりも、より低い出力のレーザ光で転写対象物への転写を行うことが可能である。また、同じレーザ光源を用いた場合、より低出力で加工できる本発明では、照射面積を広くすることができるために基板の大面積化を容易に実現できるという効果も得られる。   In the production method of the present invention, a method of using a substrate having a transfer layer and a base material supporting the transfer layer and irradiating the transfer layer with laser light is a preferred embodiment. According to this embodiment, it is possible to perform transfer to a transfer object with a laser beam having a lower output than in an embodiment using a substrate having no transfer layer. Further, when the same laser light source is used, the present invention capable of processing at a lower output can also provide an effect that the substrate can be easily increased in area because the irradiation area can be increased.

本発明の転写方法によれば、モールドの表面に形成されたナノオーダーレベルの凹凸形状を低コスト・高スループットで基板の表面に極めて短時間に転写することが可能となる。   According to the transfer method of the present invention, it is possible to transfer a nano-order level uneven shape formed on the surface of the mold to the surface of the substrate in a very short time with low cost and high throughput.

従来の加熱式直接インプリント法によって磁気記録媒体用基板を製造する場合、ヒーターなどの加熱手段によって基板を所定温度(ガラス転位点から軟化点程度の温度)に加熱する必要があるため、スループットが低下し、製造コストが上昇している。本発明者は、パターン転写対象である基板の表面にレーザ光を照射して加熱することにより、微細なパターンの転写を高いスループットで実現できることを見出し、本発明を想到するにいたった。   When manufacturing a substrate for a magnetic recording medium by a conventional heating type direct imprint method, it is necessary to heat the substrate to a predetermined temperature (a temperature from the glass transition point to the softening point) by a heating means such as a heater. The manufacturing cost is rising. The inventor has found that the transfer of a fine pattern can be realized at a high throughput by irradiating the surface of a substrate, which is a pattern transfer target, with a laser beam and heating the substrate, and arrived at the present invention.

(実施形態1)
まず、図1(a)から(c)を参照して、本発明による磁気記録媒体用基板の製造方法の第1の実施形態を説明する。図1(a)から(c)は、本実施形態における磁気記録媒体用基板の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
(Embodiment 1)
First, with reference to FIGS. 1A to 1C, a first embodiment of a method for manufacturing a magnetic recording medium substrate according to the present invention will be described. FIGS. 1A to 1C are process cross-sectional views schematically showing a process for manufacturing a magnetic recording medium substrate in the present embodiment.

本実施形態では、表面に凹凸パターンが形成されていない平坦度の高い表面を有するモールド2を用いて磁気記録媒体用基板を製造する。   In the present embodiment, a magnetic recording medium substrate is manufactured using a mold 2 having a surface with high flatness on which no uneven pattern is formed.

まず、図1(a)に示すように、粗加工された状態にある基板1の表面にモールド2を接触させ、プレス装置(不図示)を用いて基板1の表面に圧力を印加する。本実施形態で好適に使用され得るプレス装置(インプリント装置)の詳細は後述する。   First, as shown in FIG. 1 (a), the mold 2 is brought into contact with the surface of the substrate 1 in a roughly processed state, and pressure is applied to the surface of the substrate 1 using a press device (not shown). Details of a press apparatus (imprint apparatus) that can be suitably used in the present embodiment will be described later.

次に、図1(b)に示すように、モールド2によって押圧された状態の基板1の表面にレーザ光3を照射し、基板1の表面を加熱する。レーザ光3は、モールド2を透過し、基板1の表面に効率良く吸収される波長を有することが好ましい。レーザ光3の強度および照射時間は、印加圧力でモールド2のパターンを転写できる温度まで基板1の表面を加熱するレベルにあることが必要である。   Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the substrate 1 pressed by the mold 2 is irradiated with the laser beam 3 to heat the surface of the substrate 1. The laser beam 3 preferably has a wavelength that passes through the mold 2 and is efficiently absorbed by the surface of the substrate 1. The intensity and irradiation time of the laser beam 3 need to be at a level at which the surface of the substrate 1 is heated to a temperature at which the pattern of the mold 2 can be transferred with an applied pressure.

本実施形態では、レーザ光3の照射による基板1の加熱を開始する前に、モールド2の表面を基板1に当接し、圧力を印加している。基板1の表面に印加する圧力は、例えば0.1〜100MPaの範囲に設定され得るが、使用する基板1およびモールド2の材料、形状、サイズなどに応じて適切に設定すれば良い。   In this embodiment, before the heating of the substrate 1 by the irradiation of the laser beam 3 is started, the surface of the mold 2 is brought into contact with the substrate 1 to apply pressure. The pressure applied to the surface of the substrate 1 can be set in the range of 0.1 to 100 MPa, for example, but may be set appropriately according to the material, shape, size, etc. of the substrate 1 and the mold 2 to be used.

本実施形態によれば、レーザ光の照射によって基板の表面が短時間(例えば1ミリ秒以下)で加工可能な温度に加熱されるため、従来の加熱手段を用いたインプリント法における加工時間よりも、極めて短時間でパターンの転写を行なうことが可能になる。   According to the present embodiment, since the surface of the substrate is heated to a temperature that can be processed in a short time (for example, 1 millisecond or less) by laser light irradiation, the processing time in the imprint method using the conventional heating means However, the pattern can be transferred in a very short time.

ここで、レーザ光3の照射によって加熱される「基板1の表面」の深さは、モールド2の形状が転写される深さを少なくとも含んでいれば良い。例えば、深さ数十nmの凹凸パターンが形成されたモールド2を使用する場合、基板1の表面において転写可能温度まで加熱される領域の深さは、数十〜200nm程度の範囲内にあれば充分である。ただし、本実施形態のように、粗加工された状態の基板1に平坦度の高い表面を形成する場合は、基板1の表面における凹凸が大きかったり、あるいは基板1が湾曲などして平坦度が低下している可能性がある。このような場合は、基板1の表面から深い部分まで加熱し、軟化・溶融することが好ましい。   Here, the depth of the “surface of the substrate 1” heated by the irradiation of the laser beam 3 only needs to include at least the depth at which the shape of the mold 2 is transferred. For example, when using the mold 2 on which a concavo-convex pattern having a depth of several tens of nm is used, the depth of the region heated to the transferable temperature on the surface of the substrate 1 is within a range of about several tens to 200 nm. It is enough. However, when a surface with high flatness is formed on the roughly processed substrate 1 as in this embodiment, the surface of the substrate 1 has a large unevenness, or the substrate 1 is curved and the flatness is high. It may have declined. In such a case, it is preferable to heat from the surface of the substrate 1 to a deep portion to soften and melt.

本実施形態では、レーザ光3の照射によって基板1の表面を加熱し、少なくとも表面領域を溶融することより、モールド2の表面パターンを基板1に転写している。しかし、基板1の材料によっては、必ずしも表面を溶融する必要はなく、軟化するレベルまで昇温すればよい場合がある。   In this embodiment, the surface pattern of the mold 2 is transferred to the substrate 1 by heating the surface of the substrate 1 by irradiation with the laser beam 3 and melting at least the surface region. However, depending on the material of the substrate 1, it is not always necessary to melt the surface, and it may be sufficient to raise the temperature to a softening level.

レーザ光3の照射によって基板1の表面を軟化させる場合は、基板1の表面をガラス転移点以上の温度まで加熱することが必要であるが、融点以上の温度まで加熱して上記基板1の表面を溶融する必要はない。一方、レーザ光3の照射によって基板1の表面を溶融させる場合は、基板1の表面領域を融点以上の温度まで加熱することが必要である。具体的には、基板としてシリコン(融点:約1414℃)を使用するとき、圧力を0.1〜100MPaの範囲に制御し、下記条件のレーザ光を照射すれば、モールドパターンの転写を効果的に行なうことができる。   When the surface of the substrate 1 is softened by irradiation with the laser beam 3, it is necessary to heat the surface of the substrate 1 to a temperature above the glass transition point, but the surface of the substrate 1 is heated to a temperature above the melting point. There is no need to melt. On the other hand, when the surface of the substrate 1 is melted by irradiation with the laser beam 3, it is necessary to heat the surface region of the substrate 1 to a temperature equal to or higher than the melting point. Specifically, when silicon (melting point: about 1414 ° C.) is used as a substrate, the mold pattern can be effectively transferred by controlling the pressure within a range of 0.1 to 100 MPa and irradiating laser light under the following conditions. Can be done.

波長 : 248nm
パルス幅 : 20ナノ秒
照射回数 : 1
パワー密度 : 1.5J/cm2
Wavelength: 248nm
Pulse width: 20 nanoseconds Irradiation frequency: 1
Power density: 1.5 J / cm 2

本実施形態によれば、基板1の表面は短時間で溶融するため、モールド2の表面に形成された形状は、極めて短時間(約1ミリ秒以内)で基板1の表面に転写されることになる。従来の加熱式直接インプリント法では、基板1への転写に概ね、転写前後に必要な加熱、冷却を含め、5分間以上要していたことを考慮すると、本実施形態によって生産効率が著しく上昇する。   According to this embodiment, since the surface of the substrate 1 melts in a short time, the shape formed on the surface of the mold 2 is transferred to the surface of the substrate 1 in an extremely short time (within about 1 millisecond). become. In the conventional heating type direct imprinting method, considering that the transfer to the substrate 1 generally takes 5 minutes or more including heating and cooling required before and after the transfer, this embodiment significantly increases the production efficiency. To do.

なお、レーザ光源の出力が低い場合は、照射面積を狭めて、所定のパワー密度(光源の出力を照射面積で割った値)を確保した上で、モールドを基板内で移動させながら、繰り返し本転写工程を行う、いわゆるステップ・アンド・リピートを行うことも可能である。   When the output of the laser light source is low, the irradiation area is narrowed to ensure a predetermined power density (the value obtained by dividing the output of the light source by the irradiation area), and the mold is moved repeatedly while moving within the substrate. It is also possible to perform so-called step-and-repeat, which performs a transfer process.

従来の加熱式直接インプリント法によれば、転写時には基板のみならず、モールドも例えばガラス転移点以上の温度まで(約500〜700℃)加熱することが必要であったが、本発明によれば、モールド2を意図的に高温に加熱する必要はない。   According to the conventional heating direct imprint method, it is necessary to heat not only the substrate but also the mold, for example, to a temperature above the glass transition point (about 500 to 700 ° C.) at the time of transfer. For example, there is no need to intentionally heat the mold 2 to a high temperature.

レーザ光照射終了後は、図1(c)に示すように、モールド2の形状が転写された基板1をモールド2から離すことによって転写プロセスが完了する。本実施形態によれば、基板1の表面は、レーザ照射を停止した後、速やかに冷却され、固化する。このため、レーザ照射の停止後、10秒以内にモールド2を基板1から離すことができる。その結果、1回のプレス(転写)工程サイクルを15秒以下に低減することが可能になる。従来の加熱式直接インプリント法では、概ね、5〜10分程度の時間が必要であったことを考慮すると、本実施形態によって転写時間を大幅に短縮することができる。   After completion of the laser light irradiation, the transfer process is completed by separating the substrate 1 onto which the shape of the mold 2 has been transferred from the mold 2 as shown in FIG. According to this embodiment, the surface of the substrate 1 is quickly cooled and solidified after the laser irradiation is stopped. For this reason, the mold 2 can be separated from the substrate 1 within 10 seconds after the laser irradiation is stopped. As a result, one press (transfer) process cycle can be reduced to 15 seconds or less. In consideration of the fact that the conventional heating direct imprint method requires a time of about 5 to 10 minutes, the transfer time can be greatly shortened by this embodiment.

本実施形態に用いられる基板1は、レーザ光3の照射によって基板1の表面が効率よく加熱されるよう、照射するレーザ光3に対する基板1の光吸収係数ができるだけ大きいことが必要である。一方、本実施形態では、モールド2を透過するようにレーザ光3を基板1の表面に照射するため、レーザ光3に対するモールド2の光吸収係数はできるだけ小さいことが好ましい。更に、基板1の表面にモールド2を接触させて圧力を印加していることから、モールド2は、機械的強度ができるだけ大きい材料から形成されていることが好ましい。このような要件を満足するモールド2の材料としては、例えば、サファイアや石英などが好ましい。   The substrate 1 used in this embodiment needs to have a light absorption coefficient of the substrate 1 as large as possible with respect to the irradiated laser light 3 so that the surface of the substrate 1 is efficiently heated by the irradiation of the laser light 3. On the other hand, in this embodiment, since the surface of the substrate 1 is irradiated with the laser beam 3 so as to pass through the mold 2, it is preferable that the light absorption coefficient of the mold 2 with respect to the laser beam 3 is as small as possible. Further, since the mold 2 is brought into contact with the surface of the substrate 1 and pressure is applied, the mold 2 is preferably formed of a material having as high a mechanical strength as possible. For example, sapphire or quartz is preferable as the material of the mold 2 that satisfies such requirements.

モールド2の表面形状は、基板1の表面に所定の形状を付与することが可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。すなわち、本実施形態のように表面が高い精度で平坦化されたモールドを使用しても良いし、後述する実施形態2のように、微細な凹凸パターンを有するように表面が加工されたモールドを使用しても良い。   The surface shape of the mold 2 may be any shape as long as a predetermined shape can be imparted to the surface of the substrate 1. That is, a mold whose surface is flattened with high accuracy as in this embodiment may be used, or a mold whose surface is processed so as to have a fine uneven pattern as in Embodiment 2 described later. May be used.

(実施形態2)
次に、図2(a)から(e)を参照しながら、本発明による磁気記録媒体用基板の製造方法の第2の実施形態を説明する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the method for manufacturing a magnetic recording medium substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態2における製造方法と実施形態1における製造方法とは、使用する基板1及びモールド2の表面形状が相違する点を除けば、同じである。従って、圧力印加方法及びレーザ光照射手段の詳細などは、実施形態1と同じであり、詳細な説明をここでは繰り返さない。   The manufacturing method in the second embodiment and the manufacturing method in the first embodiment are the same except that the surface shapes of the substrate 1 and the mold 2 to be used are different. Therefore, the details of the pressure application method and the laser beam irradiation means are the same as those in the first embodiment, and the detailed description will not be repeated here.

本実施形態では、表面が加工されていない平坦な基板を用いている。また、モールド2の表面には図2(a)に示すように、微細な凹凸パターン、すなわち、ピッチ及び深さが共にナノオーダーレベルの凹凸形状を有していて磁気記録媒体の記録ビットまたは記録トラックに対応した凹凸パターンが形成されている。   In this embodiment, a flat substrate whose surface is not processed is used. Further, as shown in FIG. 2A, the surface of the mold 2 has a fine concavo-convex pattern, that is, a concavo-convex shape in which both the pitch and the depth are on the order of nanometers. An uneven pattern corresponding to the track is formed.

まず、図2(a)に示すように、微細加工が施されたモールド2を基板1の表面に接触させ、プレス装置(不図示)を用いて基板1の表面に圧力を印加する。基板1の表面に印加する圧力は、例えば0.1〜100MPaの範囲に設定され得る。   First, as shown in FIG. 2A, a micro-processed mold 2 is brought into contact with the surface of the substrate 1, and pressure is applied to the surface of the substrate 1 using a press device (not shown). The pressure applied to the surface of the substrate 1 can be set, for example, in the range of 0.1 to 100 MPa.

次に、図2(b)に示すように、モールド2によって押圧された状態の基板1の表面にレーザ光3を照射し、基板1の表面を加熱し溶融する。レーザ光3の照射条件は、実施形態1について説明した条件と同様である。このレーザ照射工程により、基板1の溶融表面にモールド2の微細な凹凸パターンが転写される。   Next, as shown in FIG. 2B, the surface of the substrate 1 pressed by the mold 2 is irradiated with the laser beam 3, and the surface of the substrate 1 is heated and melted. The irradiation condition of the laser beam 3 is the same as the condition described in the first embodiment. By this laser irradiation process, the fine uneven pattern of the mold 2 is transferred to the molten surface of the substrate 1.

レーザ光3の照射を停止し、基板1の表面において溶融した部分が凝固した後、図2(c)に示すように、モールド2を基板1から引き離す。この段階で基板1に表面には、モールド2の微細パターンが転写された凹凸形状を有している。   After the irradiation of the laser beam 3 is stopped and the melted portion on the surface of the substrate 1 is solidified, the mold 2 is pulled away from the substrate 1 as shown in FIG. At this stage, the surface of the substrate 1 has an uneven shape to which the fine pattern of the mold 2 is transferred.

次いで、図2(d)に示すように、基板1の凹凸が形成された面に記録層4を堆積する。記録層4は、磁気記録媒体の分野で通常用いられる磁性膜から形成されており、例えばコバルト系合金(CoCr、CoCrPt、CoPtなど)などから形成される。記録層4は、スパッタ法などの公知の方法によって基板上に容易に形成することができる。   Next, as shown in FIG. 2D, the recording layer 4 is deposited on the surface of the substrate 1 where the irregularities are formed. The recording layer 4 is formed of a magnetic film usually used in the field of magnetic recording media, and is formed of, for example, a cobalt-based alloy (CoCr, CoCrPt, CoPt, etc.). The recording layer 4 can be easily formed on the substrate by a known method such as sputtering.

この後、図2(e)に示すように、記録層4の上面を研磨するなどして平坦化する。このとき、記録層4のうち、基板表面の凸部上に位置する部分は除去され、凹部内に位置する部分のみが残存するように平坦化を実行する。その結果、記録層4は、基板1の表面に転写された凹凸パターンによって規定される記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離された領域4A、4Bから構成されることになる。   Thereafter, as shown in FIG. 2E, the upper surface of the recording layer 4 is flattened by polishing or the like. At this time, the portion of the recording layer 4 located on the convex portion of the substrate surface is removed, and the planarization is performed so that only the portion located in the concave portion remains. As a result, the recording layer 4 is composed of regions 4A and 4B magnetically separated in recording bit units or recording track units defined by the concavo-convex pattern transferred to the surface of the substrate 1.

このようにして得られた記録層4上に、不図示の保護層および潤滑層を順次堆積することにより、本実施形態の磁気記録媒体が得られる。   By sequentially depositing a protective layer and a lubricating layer (not shown) on the recording layer 4 thus obtained, the magnetic recording medium of this embodiment can be obtained.

記録層4を含む積層構造は、スパッタ法などの公知の方法で形成される。   The laminated structure including the recording layer 4 is formed by a known method such as a sputtering method.

このようにして得られた磁気記録媒体は、記録層4A、4Bが記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離されているため、微細な凹凸パターンが形成されていない記録層を備えた「連続記録媒体」に比べて、遷移領域や記録フリンジに起因するノイズを著しく低減することができる。その結果、高記録密度の磁気記録媒体が得られる。   The magnetic recording medium obtained in this way was provided with a recording layer in which a fine concavo-convex pattern was not formed because the recording layers 4A and 4B were magnetically separated in units of recording bits or recording tracks. Compared with a “continuous recording medium”, noise caused by a transition region and a recording fringe can be remarkably reduced. As a result, a high recording density magnetic recording medium is obtained.

更に、本実施形態によれば、記録ビットまたは記録トラックに対応したナノメーターオーダーの形状を基板の表面に短時間で形成することができるため、高スループットかつ低コストで磁気記録媒体を量産することが可能になる。従って、前述したパターンド媒体やディスクリートトラック型媒体を低コストで提供できるようになる。   Furthermore, according to the present embodiment, a nanometer-order shape corresponding to a recording bit or a recording track can be formed on the surface of the substrate in a short time, so that mass production of a magnetic recording medium with high throughput and low cost is possible. Is possible. Therefore, the above-described patterned medium and discrete track type medium can be provided at low cost.

図3は、本実施形態に係る磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。図3の磁気記録媒体の構成は、基板1と記録層4との間に形成された高透磁率軟磁性層5を有している点で図2(e)に示す磁気記録媒体の構成と異なっている。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the magnetic recording medium according to the present embodiment. The configuration of the magnetic recording medium in FIG. 3 is the same as the configuration of the magnetic recording medium shown in FIG. 2E in that it has a high magnetic permeability soft magnetic layer 5 formed between the substrate 1 and the recording layer 4. Is different.

図3に示す高透磁率軟磁性層5は、図2(d)および(e)を参照しながら説明した記録層4の形成法と同じ方法によって基板1上に形成され得る。具体的には、まず、前述した方法によって記録ビットまたは記録トラックに対応するモールド2の凹凸パターンを基板1の表面に転写した後、基板1の表面に高透磁率軟磁性層5をスパッタ法などの公知の方法によって堆積する。高透磁率軟磁性層5は、磁気記録媒体に通常用いられる磁性膜から形成されており、例えばNiFe(パーマロイ)、NiFeMo、FeTaC、FeAlSiなどの磁性材料から形成される。次いで、高透磁率軟磁性層5を研磨するなどして平坦化することにより、高透磁率軟磁性層5を記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離する。その後、スパッタ法などの方法により、高透磁率軟磁性層5上に記録層4を堆積した後、更に不図示の保護層および潤滑層を順次積層すればよい。   The high magnetic permeability soft magnetic layer 5 shown in FIG. 3 can be formed on the substrate 1 by the same method as the method of forming the recording layer 4 described with reference to FIGS. 2 (d) and 2 (e). Specifically, first, after the concave / convex pattern of the mold 2 corresponding to the recording bit or the recording track is transferred to the surface of the substrate 1 by the above-described method, the high permeability soft magnetic layer 5 is sputtered on the surface of the substrate 1. It is deposited by a known method. The high magnetic permeability soft magnetic layer 5 is formed of a magnetic film usually used for a magnetic recording medium, and is formed of a magnetic material such as NiFe (Permalloy), NiFeMo, FeTaC, or FeAlSi. Next, the high magnetic permeability soft magnetic layer 5 is planarized by polishing or the like, thereby magnetically separating the high magnetic permeability soft magnetic layer 5 in units of recording bits or recording tracks. Thereafter, after depositing the recording layer 4 on the high magnetic permeability soft magnetic layer 5 by a method such as sputtering, a protective layer and a lubricating layer (not shown) may be sequentially laminated.

(実施形態3)
次に、図4(a)から(c)を参照しながら、本発明による磁気記録媒体用基板の製造方法の第3の実施形態を説明する。図4(a)から(c)は、本実施形態における磁気記録媒体用基板の製造工程を模式的に示す工程断面図である。本実施形態では、基材7の上に転写層6が形成された基板を用い、表面に凹凸パターンが形成されていない平坦度の高いモールド2で転写を行なう。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the method for manufacturing a magnetic recording medium substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4C are process cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the magnetic recording medium substrate in this embodiment. In the present embodiment, a substrate on which a transfer layer 6 is formed on a base material 7 is used, and transfer is performed with a mold 2 having a high degree of flatness on which no concavo-convex pattern is formed.

まず、図4(a)に示すように、レーザ光を効率よく吸収する転写層6が基材7上に形成された基板を用意する。基材7の表面は粗加工された状態にあり、その上に堆積された転写層6の表面も粗い。   First, as shown in FIG. 4A, a substrate on which a transfer layer 6 that efficiently absorbs laser light is formed on a base material 7 is prepared. The surface of the substrate 7 is in a roughly processed state, and the surface of the transfer layer 6 deposited thereon is also rough.

次に、プレス装置(不図示)により、モールド2を転写層6に押し当て、その後に、レーザ光3の照射を行う。   Next, the mold 2 is pressed against the transfer layer 6 by a press device (not shown), and then the laser beam 3 is irradiated.

本実施形態では、基材7の上に転写層6を形成しているため、レーザ光3を吸収しにくい材料(ガラスなど)から形成された基材7を使用することが可能になる。更に、本実施形態では、転写層6を有していない基板を使用する実施形態1に比べて、より低い出力のレーザ光で転写層6を充分に加熱できる。これは、ガラスなどのように熱伝導率が比較的に低い材料から形成された基材7を用いることにより、レーザ光3が照射されて加熱された転写層6から基材7への熱拡散が抑制作用され、転写層6が効率よく加熱されるからである。また、基材7と転写層6との界面におけるレーザ光3の反射が生じるため、転写層6によるレーザ光3の吸収量が増加し、これによっても転写層6の加熱を効率的に行なうことが可能になる。   In this embodiment, since the transfer layer 6 is formed on the base material 7, it is possible to use the base material 7 formed of a material (such as glass) that hardly absorbs the laser light 3. Furthermore, in this embodiment, the transfer layer 6 can be sufficiently heated with a laser beam having a lower output than in the first embodiment in which a substrate that does not have the transfer layer 6 is used. This is because the base material 7 formed of a material having a relatively low thermal conductivity, such as glass, is used, so that the heat diffusion from the transfer layer 6 heated by the laser beam 3 to the base material 7 is performed. This is because the transfer layer 6 is efficiently heated. Further, since the reflection of the laser beam 3 at the interface between the substrate 7 and the transfer layer 6 occurs, the amount of absorption of the laser beam 3 by the transfer layer 6 increases, and this also efficiently heats the transfer layer 6. Is possible.

転写層6として好ましい材料はレーザ光3の波長などによって異なるが、波長が200〜300nmのレーザ光3を照射する場合は、シリコンやゲルマニウムなどの半導体材料から転写層6を形成することができる。シリコンの光吸収係数は、波長が200〜300nmのレーザ光に対して最大となるため、効率良く加熱される。一方、ゲルマニウムは、波長が248nmのレーザ光に対してシリコンと同程度の光吸収係数を有するとともに、シリコンよりも比熱が小さく、融点が低いという特徴を有している。このため、ゲルマニウムから転写層6を形成すると、シリコンから転写層6を形成した場合に比べ、より低い出力のレーザ光でパターンの転写が可能になる。   A preferable material for the transfer layer 6 varies depending on the wavelength of the laser beam 3, but when the laser beam 3 having a wavelength of 200 to 300 nm is irradiated, the transfer layer 6 can be formed from a semiconductor material such as silicon or germanium. Since the light absorption coefficient of silicon is maximized with respect to laser light having a wavelength of 200 to 300 nm, it is efficiently heated. On the other hand, germanium has a light absorption coefficient comparable to that of silicon with respect to a laser beam having a wavelength of 248 nm, a specific heat smaller than that of silicon, and a low melting point. Therefore, when the transfer layer 6 is formed from germanium, the pattern can be transferred with a laser beam having a lower output than when the transfer layer 6 is formed from silicon.

転写層6の好ましい厚さは、転写すべき形状に応じて決定される。本実施形態のように、表面が平坦なモールド2を使用する場合は、転写層6の厚さを10〜100nmと非常に薄くすることができるため、レーザ光3の照射によって転写層6のほぼ全体を溶融することが可能である。   The preferable thickness of the transfer layer 6 is determined according to the shape to be transferred. When the mold 2 having a flat surface is used as in the present embodiment, the thickness of the transfer layer 6 can be made very thin as 10 to 100 nm. It is possible to melt the whole.

転写層6は、スパッタ法などに代表される公知の薄膜堆積方法を用いて基材7の上に任意の厚さに形成される。転写層6の表面形状は、特に限定されず、図4(a)に示すように、表面に凹凸が存在する状態にあっても良いし、後述する実施形態5のように表面が平坦な転写層を用いても良い。   The transfer layer 6 is formed on the base material 7 with an arbitrary thickness by using a known thin film deposition method represented by a sputtering method or the like. The surface shape of the transfer layer 6 is not particularly limited, and as shown in FIG. 4A, the surface may be uneven, or the transfer may be performed with a flat surface as in Embodiment 5 described later. Layers may be used.

本実施形態では、基材7の上に転写層6が直接形成された基板を使用しているが、本発明は、このような場合に限定されない。例えば、基材7と転写層6との間に高透磁率軟磁性層などの中間層を挿入してもよい。   In this embodiment, a substrate in which the transfer layer 6 is directly formed on the base material 7 is used, but the present invention is not limited to such a case. For example, an intermediate layer such as a high magnetic permeability soft magnetic layer may be inserted between the base material 7 and the transfer layer 6.

モールド2が基板に印加する圧力は、例えば0.1〜100MPaの範囲に設定され得るが、使用する転写層6、基材7およびモールド2の材料、形状、サイズなどに応じて適切に設定すれば良い。   The pressure applied to the substrate by the mold 2 can be set, for example, in the range of 0.1 to 100 MPa, but can be appropriately set according to the material, shape, size, etc. of the transfer layer 6, the base material 7, and the mold 2 to be used. It ’s fine.

本実施形態では、図4(b)に示すように、モールド2によって押圧された状態の転写層6に対し、モールド2を透過するようにレーザ光3を照射している。このため、レーザ光3は、モールド2を透過し、転写層6に効率良く吸収される波長を有することが好ましい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the laser beam 3 is irradiated to the transfer layer 6 pressed by the mold 2 so as to pass through the mold 2. For this reason, it is preferable that the laser beam 3 has a wavelength that passes through the mold 2 and is efficiently absorbed by the transfer layer 6.

なお、本実施形態におけるレーザ光3の照射方向は、図4(b)に示す方向に限定されず、基材7の下方から基材7を透過するようにして転写層6を照射しても良い。この場合、基材7はレーザ光3に対して透明であることが好ましい。   Note that the irradiation direction of the laser light 3 in the present embodiment is not limited to the direction shown in FIG. 4B, and even if the transfer layer 6 is irradiated so as to pass through the substrate 7 from below the substrate 7. good. In this case, the substrate 7 is preferably transparent to the laser light 3.

レーザ光3の照射によって転写層6を軟化させる場合は、転写層6をガラス転移点以上の温度まで加熱することが必要であるが、融点以上の温度まで加熱して上記転写層6を溶融する必要はない。一方、レーザ光3の照射によって転写層6を溶融させる場合は、転写層6を融点以上の温度まで加熱することが必要である。   When the transfer layer 6 is softened by irradiation with the laser beam 3, it is necessary to heat the transfer layer 6 to a temperature not lower than the glass transition point. However, the transfer layer 6 is melted by heating to a temperature not lower than the melting point. There is no need. On the other hand, when the transfer layer 6 is melted by irradiation with the laser beam 3, it is necessary to heat the transfer layer 6 to a temperature equal to or higher than the melting point.

レーザ光照射終了後は、図4(c)に示すように、モールド2の形状が転写された転写層6と基材7とをモールド2から離すことによって転写プロセスが完了する。本実施形態によれば、転写層6は、レーザ照射を停止した後、速やかに冷却され、固化する。このため、レーザ照射の停止後、10秒以内にモールド2を転写層6と基材7とから離すことができる。その結果、1回のプレス(転写)工程サイクルを15秒以下に低減することが可能になる。   After the end of the laser beam irradiation, as shown in FIG. 4C, the transfer process is completed by separating the transfer layer 6 onto which the shape of the mold 2 has been transferred and the substrate 7 from the mold 2. According to this embodiment, the transfer layer 6 is quickly cooled and solidified after the laser irradiation is stopped. For this reason, the mold 2 can be separated from the transfer layer 6 and the substrate 7 within 10 seconds after the laser irradiation is stopped. As a result, one press (transfer) process cycle can be reduced to 15 seconds or less.

本実施形態に用いられる転写層6は、レーザ光3の照射によって転写層6が効率よく加熱されるよう、照射するレーザ光3に対する転写層6の光吸収係数ができるだけ大きいことが必要である。   The transfer layer 6 used in the present embodiment needs to have a light absorption coefficient as large as possible with respect to the laser beam 3 to be irradiated so that the transfer layer 6 is efficiently heated by the irradiation of the laser beam 3.

(実施例1)
以下、本実施形態の具体的な実施例を説明する。
Example 1
Hereinafter, specific examples of the present embodiment will be described.

まず、RFスパッタ法を用い、Raが1.2nm、Waが0.8nmのガラス基材上に厚さ50nmのシリコン転写層を形成することによって、面粗さ(Ra)が1.1nm、微小うねり(Wa)が0.8nmの基板を用意した。ここで、Raは、原子間力顕微鏡によって測定された値であり、Waは走査型白色干渉法によって測定した結果をカットオフ波長が50μmのローパスフィルターを透過させて測定した値である。   First, by using an RF sputtering method, a silicon transfer layer having a thickness of 50 nm is formed on a glass substrate having a Ra of 1.2 nm and a Wa of 0.8 nm, so that the surface roughness (Ra) is 1.1 nm and a minute amount. A substrate having a swell (Wa) of 0.8 nm was prepared. Here, Ra is a value measured by an atomic force microscope, and Wa is a value measured by passing through a low-pass filter having a cutoff wavelength of 50 μm as a result of measurement by a scanning white interference method.

次に、表面のRaおよびWaが共に0.3nmの石英製モールドを用い、下記の条件に従って転写層への転写を行った。   Next, using a quartz mold having both Ra and Wa on the surface of 0.3 nm, transfer to the transfer layer was performed according to the following conditions.

圧力 : 1MPa
波長 : 248nm
パルス幅 : 20ナノ秒
照射回数 : 1ショット
パワー : 0.12J/cm2
Pressure: 1 MPa
Wavelength: 248nm
Pulse width: 20 nanoseconds Irradiation frequency: 1 shot Power: 0.12 J / cm 2

転写後の転写層のRa及びWaは共に、0.3nmであり、転写工程に要した時間は1秒以下であった。本実施例によれば、モールドに形成された十分の1nmレベルの凹凸パターンを高い精度で短時間に転写することができた。   The Ra and Wa of the transfer layer after transfer were both 0.3 nm, and the time required for the transfer process was 1 second or less. According to this example, a sufficient 1 nm level concavo-convex pattern formed on the mold could be transferred in a short time with high accuracy.

(実施形態4)
次に、図5(a)から(e)を参照しながら、本発明による磁気記録媒体用基板の製造方法の第4の実施形態を説明する。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the method for manufacturing a magnetic recording medium substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態4における製造方法と実施形態3における製造方法とは、使用する基材7、転写層6及びモールド2の表面形状が相違する点を除けば、同じである。従って、圧力印加方法及びレーザ光照射手段の詳細などは、実施形態3と同じであり、その詳細な説明は省略する。   The manufacturing method in the fourth embodiment and the manufacturing method in the third embodiment are the same except that the surface shapes of the base material 7, the transfer layer 6, and the mold 2 to be used are different. Therefore, details of the pressure application method and the laser beam irradiation means are the same as those in the third embodiment, and a detailed description thereof is omitted.

本実施形態では平坦な表面を有する基材7上に形成された転写層6にモールド2の表面形状を転写する。   In this embodiment, the surface shape of the mold 2 is transferred to the transfer layer 6 formed on the substrate 7 having a flat surface.

まず、図5(a)に示すように、表面に微細加工が施されたモールド2を転写層6に接触させ、プレス装置(不図示)を用いて転写層6に圧力を印加する。転写層6に印加する圧力は、例えば0.1〜100MPaの範囲に設定され得る。本実施形態で用いるモールド2に形成された凹凸パターンのピッチおよび深さは、ナノオーダーレベルの大きさを有しており、磁気記録媒体の記録ビットまたは記録トラックを規定する形状を有している。   First, as shown in FIG. 5 (a), the mold 2 whose surface is finely processed is brought into contact with the transfer layer 6, and pressure is applied to the transfer layer 6 using a press device (not shown). The pressure applied to the transfer layer 6 can be set in the range of 0.1 to 100 MPa, for example. The pitch and depth of the concavo-convex pattern formed on the mold 2 used in this embodiment has a nano-order level size, and has a shape that defines recording bits or recording tracks of the magnetic recording medium. .

次に、図5(b)に示すように、モールド2によって押圧された状態の転写層6にレーザ光3を照射し、転写層6を加熱し溶融する。レーザ光3の照射条件は、実施形態3について説明した条件と同様である。このレーザ照射工程により、転写層6の溶融表面にモールド2の微細な凹凸パターンが転写される。   Next, as shown in FIG. 5B, the transfer layer 6 pressed by the mold 2 is irradiated with the laser beam 3, and the transfer layer 6 is heated and melted. The irradiation condition of the laser beam 3 is the same as the condition described in the third embodiment. By this laser irradiation step, the fine uneven pattern of the mold 2 is transferred to the molten surface of the transfer layer 6.

レーザ光3の照射を停止し、転写層6において溶融した部分が凝固した後、図5(c)に示すように、モールド2を転写層6と基材7とからなる基板から引き離す。この段階で転写層6は、モールド2の微細パターンが転写された凹凸形状を有している。   After the irradiation of the laser beam 3 is stopped and the melted portion in the transfer layer 6 is solidified, the mold 2 is separated from the substrate composed of the transfer layer 6 and the base material 7 as shown in FIG. At this stage, the transfer layer 6 has an uneven shape to which the fine pattern of the mold 2 is transferred.

次いで、図5(d)に示すように、転写層6の凹凸パターンが形成された面上に記録層4を堆積する。記録層4の種類および形成方法は、実施形態2と同様である。   Next, as shown in FIG. 5D, the recording layer 4 is deposited on the surface of the transfer layer 6 on which the concavo-convex pattern is formed. The type and formation method of the recording layer 4 are the same as those in the second embodiment.

次に、図5(e)に示すように、記録層4の上面を研磨するなどして平坦化する。このとき、記録層4のうち、転写層の凸部上に位置する部分は除去され、凹部内に位置する部分のみが残存するように平坦化を実行する。その結果、記録層4は、転写層6に転写された凹凸パターンによって規定される記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離された領域4A、4Bから構成されることになる。このようにして得られた記録層4上に、不図示の保護層および潤滑層を順次堆積することにより、本実施形態の磁気記録媒体が得られる。記録層4を含む積層構造は、スパッタ法などの公知の方法で形成される。   Next, as shown in FIG. 5E, the upper surface of the recording layer 4 is flattened by polishing or the like. At this time, the portion of the recording layer 4 located on the convex portion of the transfer layer is removed, and flattening is performed so that only the portion located in the concave portion remains. As a result, the recording layer 4 is composed of regions 4A and 4B magnetically separated in recording bit units or recording track units defined by the concavo-convex pattern transferred to the transfer layer 6. By sequentially depositing a protective layer and a lubricating layer (not shown) on the recording layer 4 thus obtained, the magnetic recording medium of this embodiment can be obtained. The laminated structure including the recording layer 4 is formed by a known method such as a sputtering method.

本実施形態の磁気記録媒体では、記録層4の領域4A、4Bが記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離されているため、微細な凹凸パターンが形成されていない記録層を備えた「連続記録媒体」に比べて、遷移領域や記録フリンジに起因するノイズを著しく低減することができる。その結果、高記録密度の磁気記録媒体が得られる。   In the magnetic recording medium of the present embodiment, since the regions 4A and 4B of the recording layer 4 are magnetically separated in units of recording bits or recording tracks, the recording layer 4 includes a recording layer in which a fine uneven pattern is not formed. Compared with a “continuous recording medium”, noise caused by a transition region and a recording fringe can be remarkably reduced. As a result, a high recording density magnetic recording medium is obtained.

更に、本実施形態によれば、記録ビットまたは記録トラックに対応したナノメーターオーダーの形状を基板の表面に短時間で形成することができるため、高記録密度の磁気記録媒体を高スループット・低コストで提供される。   Furthermore, according to the present embodiment, a nanometer-order shape corresponding to a recording bit or a recording track can be formed on the surface of the substrate in a short time, so that a high recording density magnetic recording medium can be produced with high throughput and low cost. Provided in.

図6は、本実施形態の製造方法で製造される磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。図6の磁気記録媒体は、基材7と転写層6との間に高透磁率軟磁性層5からなる中間層が形成されている点を除けば、図4(e)に示す磁気記録媒体の構成と同様の構成を有している。   FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the magnetic recording medium manufactured by the manufacturing method of the present embodiment. The magnetic recording medium shown in FIG. 6 is the same as the magnetic recording medium shown in FIG. 4E except that an intermediate layer composed of the high permeability soft magnetic layer 5 is formed between the base material 7 and the transfer layer 6. It has the same configuration as the configuration.

高透磁率軟磁性層5は、実施形態2において記録層4を形成した方法と同じ方法によって転写層6の上に形成すれば良い。具体的には、まず、前述した方法によって記録ビットまたは記録トラックに対応するモールド2の凹凸パターンを転写層6に転写した後、転写層6に高透磁率軟磁性層5をスパッタ法などの公知の方法によって形成する。次いで、高透磁率軟磁性層5を研磨するなどして平坦化することにより、高透磁率軟磁性層5は記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離される。   The high magnetic permeability soft magnetic layer 5 may be formed on the transfer layer 6 by the same method as the method for forming the recording layer 4 in the second embodiment. Specifically, first, after transferring the concavo-convex pattern of the mold 2 corresponding to the recording bit or recording track to the transfer layer 6 by the above-described method, a high permeability soft magnetic layer 5 is applied to the transfer layer 6 by a known method such as sputtering. It is formed by the method. Next, the high permeability soft magnetic layer 5 is planarized by polishing or the like, so that the high permeability soft magnetic layer 5 is magnetically separated in units of recording bits or recording tracks.

その後、スパッタ法などの公知の形成方法により、高透磁率軟磁性層5上に記録層4を堆積した後、更に不図示の保護層および潤滑層を順次積層することにより、磁気記録媒体が得られる。   Thereafter, the recording layer 4 is deposited on the high magnetic permeability soft magnetic layer 5 by a known forming method such as sputtering, and then a protective layer and a lubricating layer (not shown) are sequentially laminated to obtain a magnetic recording medium. It is done.

図7は、本実施形態の製造方法で作製される磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。図7の磁気記録媒体は、転写層6に形成された凹部と記録層4の間に高透磁率軟磁性層5が形成されている点で、図5の構成と相違している。高透磁率軟磁性層5は、図5の磁気記録媒体において記録層4を形成した手順と同じ手順によって基材上に形成することができる。図7に示される軟磁性層5は、転写層6の凸部によって相互に分離された複数の領域から構成されている。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the magnetic recording medium manufactured by the manufacturing method of the present embodiment. The magnetic recording medium of FIG. 7 is different from the configuration of FIG. 5 in that a high magnetic permeability soft magnetic layer 5 is formed between the recess formed in the transfer layer 6 and the recording layer 4. The high magnetic permeability soft magnetic layer 5 can be formed on the substrate by the same procedure as that for forming the recording layer 4 in the magnetic recording medium of FIG. The soft magnetic layer 5 shown in FIG. 7 is composed of a plurality of regions separated from each other by the convex portions of the transfer layer 6.

(実施形態5)
次に、図8を参照しながら、本発明による磁気記録媒体用基板の製造装置(インプリント装置)の実施形態を説明する。図示されている装置は、モールド2を基板の表面に接触させ、基板の表面に圧力を印加する圧力印加手段と、基板の表面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段とを備えている。
(Embodiment 5)
Next, an embodiment of a magnetic recording medium substrate manufacturing apparatus (imprint apparatus) according to the present invention will be described with reference to FIG. The illustrated apparatus includes pressure applying means for bringing the mold 2 into contact with the surface of the substrate and applying pressure to the surface of the substrate, and laser light irradiation means for irradiating the surface of the substrate with laser light.

本実施形態における圧力印加手段は、基板を保持する台座10と、モールド2を基板の表面に接触させる押さえ板8と、押さえ板8の両端に配置されて台座10と押さえ板8とを留めるクランプ9と、クランプ9と台座10とを固定して基板の表面に圧力を印加するネジ11とから構成されている。   The pressure application means in this embodiment includes a base 10 that holds the substrate, a pressing plate 8 that brings the mold 2 into contact with the surface of the substrate, and a clamp that is disposed at both ends of the pressing plate 8 and holds the base 10 and the pressing plate 8 together. 9 and a screw 11 that fixes the clamp 9 and the base 10 and applies pressure to the surface of the substrate.

なお、図8に示す装置では、モールド2と押さえ板8とは一体化されておらず、それぞれが独立した部品から構成されている。この理由は、以下に説明するように、モールド2をできるだけ薄くするためである。すなわち、モールド2の表面に微細なパターンを形成するためには、露光装置やエッチング装置を用いて微細加工プロセスを実行する必要があるが、これらの装置は、典型的には厚さ1mm以下の半導体ウェハ上にパターンを形成するように設計されている。このため、モールド2が厚くなりすぎると、これらの既存の装置を用いてモールド2の表面に微細なパターンを形成することが困難になる。モールド2を薄く形成するためには、押さえ板8をモールド2とは別の部品として構成することが好ましい。モールド2の好ましい厚さの範囲は、0.5mm〜50mmである。   In the apparatus shown in FIG. 8, the mold 2 and the pressing plate 8 are not integrated, and each is composed of independent parts. The reason for this is to make the mold 2 as thin as possible, as will be described below. That is, in order to form a fine pattern on the surface of the mold 2, it is necessary to execute a microfabrication process using an exposure apparatus or an etching apparatus. Typically, these apparatuses have a thickness of 1 mm or less. Designed to form a pattern on a semiconductor wafer. For this reason, when the mold 2 becomes too thick, it becomes difficult to form a fine pattern on the surface of the mold 2 using these existing apparatuses. In order to form the mold 2 thinly, it is preferable to configure the pressing plate 8 as a component different from the mold 2. A preferable thickness range of the mold 2 is 0.5 mm to 50 mm.

なお、モールド2の表面に微細なパターンを形成した後は、押さえ板3をモールド2の裏面に貼り付け、これらを一体化してもよい。また、比較的厚いモールド2に対して微細加工を施すことのできる露光装置やエッチング装置があれば、モールド2と押さえ板8とを同一の材料(例えば石英)から一体的に形成することも可能である。   In addition, after forming a fine pattern on the surface of the mold 2, you may affix the pressing plate 3 on the back surface of the mold 2, and integrate these. In addition, if there is an exposure apparatus or an etching apparatus that can perform fine processing on the relatively thick mold 2, the mold 2 and the pressing plate 8 can be integrally formed from the same material (for example, quartz). It is.

図8のインプリント装置では、ネジ11を締めることにより、モールド2で転写層6を押圧しているが、基板に圧力を印加する方法は、このような場合に限定されない。ネジ11を用いる代わりに、圧縮空気などの気体、または液体を用いて加圧を実行しても良い。   In the imprint apparatus of FIG. 8, the transfer layer 6 is pressed by the mold 2 by tightening the screw 11, but the method of applying pressure to the substrate is not limited to such a case. Instead of using the screw 11, pressurization may be performed using a gas such as compressed air or a liquid.

本実施形態におけるレーザ光照射手段は、押さえ板8の裏面から転写層6に向けてレーザ光3を照射する位置に配置されている。このため、レーザ光照射手段から放射されたレーザ光3は、押さえ板8およびモールド2を透過して転写層6に入射する。したがって、モールド2のみならず、押さえ板8もレーザ光を効率よく透過する材料から形成されることが必要である。   The laser beam irradiation means in this embodiment is arranged at a position where the laser beam 3 is irradiated from the back surface of the pressing plate 8 toward the transfer layer 6. For this reason, the laser beam 3 emitted from the laser beam irradiation means passes through the pressing plate 8 and the mold 2 and enters the transfer layer 6. Therefore, it is necessary that not only the mold 2 but also the holding plate 8 is made of a material that efficiently transmits laser light.

ただし、レーザ光3の照射方向は、図8に示す例に限定されない。台座10および基材7がレーザ光を透過する材料から形成されている場合は、これらを透過するように下方からレーザ光を転写層6に照射してもよい。   However, the irradiation direction of the laser beam 3 is not limited to the example shown in FIG. When the base 10 and the base material 7 are formed of a material that transmits laser light, the transfer layer 6 may be irradiated with the laser light from below so as to transmit these.

レーザ光3の種類は、転写層6を短時間に充分加熱し得るものであれば特に限定されない。高出力で短時間に転写層6を溶融するには、レーザ光照射手段としてエキシマレーザ装置を使用することが好ましい。   The type of the laser beam 3 is not particularly limited as long as it can sufficiently heat the transfer layer 6 in a short time. In order to melt the transfer layer 6 at a high output in a short time, it is preferable to use an excimer laser device as the laser beam irradiation means.

(実施例2)
次に、図8のインプリント装置を用いて本発明の磁気記録媒体を製造する実施例を説明する。
(Example 2)
Next, an example of manufacturing the magnetic recording medium of the present invention using the imprint apparatus of FIG. 8 will be described.

本実施例では、RFスパッタ法を用い、直径26mmの円盤状ガラス製基材7に厚さが50nmのシリコン製転写層6を形成することにより、表面が平坦な基板を用意した。モールド2は、基板と同じ直径を有する石英から形成されている。モールド2の表面には、誘導結合型プラズマソースを備えたドライエッチ装置により、半径10mmの位置を中心とした150nmの周期で幅70nm、段差30nmの同心円状ラインを1000本形成した。   In this example, a substrate having a flat surface was prepared by forming a silicon transfer layer 6 having a thickness of 50 nm on a disk-shaped glass substrate 7 having a diameter of 26 mm by using an RF sputtering method. The mold 2 is made of quartz having the same diameter as the substrate. On the surface of the mold 2, 1000 concentric lines having a width of 70 nm and a step of 30 nm were formed with a period of 150 nm centered on a position having a radius of 10 mm by a dry etching apparatus equipped with an inductively coupled plasma source.

次に、上記の基板とモールド2とを台座10にセットした後、ネジ11を締めることにより、基板の表面に約5MPaの圧力を印加した。この後、押さえ板8の裏面から転写層6に向けてレーザ光3を照射した。レーザ光の波長は248nm、パルス半値幅は25n秒であり、エキシマレーザ装置を光源として用いた。照射時のレーザ光強度(パワー)は0.12J/cm2、照射領域の形状は直径約30mmの円形、照射回数は1回とした。 Next, after setting the substrate and the mold 2 on the pedestal 10, the screw 11 was tightened to apply a pressure of about 5 MPa to the surface of the substrate. Thereafter, the laser beam 3 was irradiated from the back surface of the pressing plate 8 toward the transfer layer 6. The wavelength of the laser light was 248 nm, the pulse half width was 25 ns, and an excimer laser device was used as the light source. The laser beam intensity (power) at the time of irradiation was 0.12 J / cm 2 , the shape of the irradiated region was a circle with a diameter of about 30 mm, and the number of times of irradiation was one.

本実施例におけるレーザ光強度は、転写層を有しない基板を用いたときに施されるレーザ光強度(約1.5J/cm2)の約十分の1以下に相当する。 The laser beam intensity in this embodiment corresponds to about 1 or less of the sufficient laser beam intensity (about 1.5 J / cm 2 ) applied when a substrate having no transfer layer is used.

レーザ光照射終了後、ネジ11を緩め、モールド2の表面形状が転写された基板からモールド2を離した。転写完了後の基板表面を原子間力顕微鏡で観察した結果、モールド2に施された段差と同じ30nmの段差が基板の表面にも形成されていることが確認された。   After the laser beam irradiation, the screw 11 was loosened, and the mold 2 was released from the substrate on which the surface shape of the mold 2 was transferred. As a result of observing the substrate surface after completion of the transfer with an atomic force microscope, it was confirmed that the same 30 nm step as the step applied to the mold 2 was also formed on the surface of the substrate.

このように本実施例によれば、モールド2の表面に形成された数十ナノオーダーレベルの凹凸形状を基板の転写層に精度良く極めて短時間に転写することができた。   As described above, according to this example, the uneven shape of the order of several tens of nanometers formed on the surface of the mold 2 could be accurately transferred to the transfer layer of the substrate in a very short time.

なお、本発明による転写方法は、モールドを基板の表面に接触させ、基板の表面に圧力を印加する圧力印加工程と、基板の表面にレーザ光を照射することにより、基板の表面を加熱してモールドの表面形状を転写する転写工程とを包含している。この転写方法は、本発明の磁気記録媒体用基板を製造するのに有用であるのみならず、半導体やディスプレーデバイスを始めとする、微細加工を要する電子デバイスなどを製造するのにも好適に用いられる。   In the transfer method according to the present invention, the mold is brought into contact with the surface of the substrate, the pressure is applied to the surface of the substrate, and the surface of the substrate is irradiated with laser light to heat the surface of the substrate. And a transfer step of transferring the surface shape of the mold. This transfer method is not only useful for producing the magnetic recording medium substrate of the present invention, but also suitably used for producing electronic devices that require microfabrication, such as semiconductors and display devices. It is done.

本発明によれば、ナノオーダーレベルで表面形状が整えられた高記録密度磁気記録媒体用基板を低コスト・高スループットで量産できるため、産業上極めて有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a substrate for a high recording density magnetic recording medium having a surface shape adjusted at a nano-order level can be mass-produced at low cost and with high throughput, which is extremely useful industrially.

また、本発明による磁気記録媒体は、記録層または高透磁率軟磁性層が記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離されているため、記録密度が向上する。   In the magnetic recording medium according to the present invention, since the recording layer or the high magnetic permeability soft magnetic layer is magnetically separated in units of recording bits or recording tracks, the recording density is improved.

(a)から(c)は、実施形態1における製造工程を模式的に示す工程断面図である。FIGS. 3A to 3C are process cross-sectional views schematically showing a manufacturing process in the first embodiment. (a)から(e)は、実施形態2における製造工程を模式的に示す工程断面図である。(A) to (e) are process cross-sectional views schematically showing the manufacturing process in the second embodiment. 実施形態2の製造方法で作製され得る磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。6 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of a magnetic recording medium that can be manufactured by the manufacturing method of Embodiment 2. FIG. (a)から(c)は、実施形態3における製造工程を模式的に示す工程断面図である。(A) to (c) is a process cross-sectional view schematically showing a manufacturing process in the third embodiment. (a)から(e)は、実施形態4における製造工程を模式的に示す工程断面図である。(A) to (e) are process cross-sectional views schematically showing the manufacturing process in the fourth embodiment. 実施形態4の製造方法で作製され得る磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。10 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of a magnetic recording medium that can be manufactured by the manufacturing method of Embodiment 4. FIG. 実施形態4の製造方法で作製され得る磁気記録媒体の更に他の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing still another configuration example of a magnetic recording medium that can be manufactured by the manufacturing method of Embodiment 4. 本発明に用いられる代表的な形状転写装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the typical shape transfer apparatus used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 モールド
3 レーザ光
4 記録層
4A、4B 記録層において磁気的に分離された個々の領域
5 高透磁率軟磁性層
6 転写層
7 基材
8 押さえ板
9 クランプ
10 台座
11 ネジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Mold 3 Laser beam 4 Recording layer 4A, 4B Each area | region magnetically isolate | separated in the recording layer 5 High magnetic permeability soft magnetic layer 6 Transfer layer 7 Base material 8 Holding plate 9 Clamp 10 Base 11 Screw

Claims (19)

モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する工程と、
前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する転写工程と、
を包含する磁気記録媒体用基板の製造方法。
Contacting the mold with the surface of the substrate and applying pressure to the surface of the substrate;
A transfer step of irradiating the surface of the substrate with a laser beam to heat the surface of the substrate and transfer the surface shape of the mold to the surface of the substrate;
A method for manufacturing a magnetic recording medium substrate comprising:
前記転写工程は、前記基板の表面における融点以上の温度まで前記基板の表面を加熱して溶融する工程を含む請求項1に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the transfer step includes a step of heating and melting the surface of the substrate to a temperature equal to or higher than a melting point of the surface of the substrate. 前記転写工程は、前記基板の表面におけるガラス転移点以上の温度まで前記基板の表面を加熱して軟化する工程を含む請求項1に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   2. The method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the transfer step includes a step of heating and softening the surface of the substrate to a temperature equal to or higher than a glass transition point on the surface of the substrate. 前記レーザ光に対する前記基板の光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記モールドの光吸収係数に比べて大きい請求項1から3のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   4. The method of manufacturing a magnetic recording medium substrate according to claim 1, wherein a light absorption coefficient of the substrate with respect to the laser light is larger than a light absorption coefficient of the mold with respect to the laser light. 前記基板は、転写層と、前記転写層を支持する基材とを有しており、
前記転写工程は、前記転写層に前記レーザ光を照射することにより、前記転写層を加熱して前記モールドの表面形状を転写層に転写する工程である請求項1に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
The substrate has a transfer layer and a base material that supports the transfer layer,
2. The magnetic recording medium substrate according to claim 1, wherein the transfer step is a step of irradiating the transfer layer with the laser beam to heat the transfer layer to transfer the surface shape of the mold to the transfer layer. Manufacturing method.
前記転写工程は、前記転写層の融点以上の温度まで前記転写層を加熱して溶融する工程を含む請求項5に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The method of manufacturing a magnetic recording medium substrate according to claim 5, wherein the transfer step includes a step of heating and melting the transfer layer to a temperature equal to or higher than a melting point of the transfer layer. 前記転写工程は、前記転写層のガラス転移点以上の温度まで前記転写層を加熱して軟化する工程を含む請求項5に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   6. The method of manufacturing a magnetic recording medium substrate according to claim 5, wherein the transfer step includes a step of heating and softening the transfer layer to a temperature equal to or higher than a glass transition point of the transfer layer. 前記レーザ光に対する前記転写層の光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記基材の光吸収係数よりも大きい請求項5から7のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to claim 5, wherein a light absorption coefficient of the transfer layer with respect to the laser light is larger than a light absorption coefficient of the base material with respect to the laser light. 前記レーザ光に対する前記モールドの光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記転写層の光吸収係数よりも小さい請求項5から8のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to claim 5, wherein a light absorption coefficient of the mold with respect to the laser light is smaller than a light absorption coefficient of the transfer layer with respect to the laser light. 前記レーザ光は、前記モールドを介して照射される請求項5から9のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to claim 5, wherein the laser beam is irradiated through the mold. 前記基板は、シリコンまたはゲルマニウムから形成されている転写層と、前記転写層を支持するガラスから形成されている基材とを有している請求項5から10のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The magnetic recording medium according to claim 5, wherein the substrate includes a transfer layer formed of silicon or germanium, and a base material formed of glass that supports the transfer layer. Manufacturing method for industrial use. 前記転写工程は、波長が200〜300nmのレーザ光を前記転写層に転写することによって転写層を溶融する請求項5から11のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to claim 5, wherein the transfer step melts the transfer layer by transferring a laser beam having a wavelength of 200 to 300 nm to the transfer layer. 前記モールドは、磁気記録媒体の記録ビットまたは記録トラックに対応した凹凸形状を有している請求項1から12のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the mold has an uneven shape corresponding to a recording bit or a recording track of the magnetic recording medium. 前記転写層の厚さは、前記モールドに形成された凹凸形状の高さよりも大きい請求項13に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。   The method for manufacturing a magnetic recording medium substrate according to claim 13, wherein a thickness of the transfer layer is larger than a height of the concavo-convex shape formed on the mold. 請求項1から14のいずれかに記載の製造方法によって得られた磁気記録媒体用基板と、前記基板上に形成された記録層または高透磁率軟磁性層とを備えた磁気記録媒体。   A magnetic recording medium comprising: a magnetic recording medium substrate obtained by the manufacturing method according to claim 1; and a recording layer or a high magnetic permeability soft magnetic layer formed on the substrate. 前記記録層または高透磁率軟磁性層は、前記磁気記録媒体用基板の表面に転写された形状により、記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離された複数の部分を有している請求項15に記載の磁気記録媒体。   The recording layer or the high magnetic permeability soft magnetic layer has a plurality of portions magnetically separated in units of recording bits or recording tracks by a shape transferred onto the surface of the magnetic recording medium substrate. Item 16. The magnetic recording medium according to Item 15. モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する圧力印加手段と、
前記基板の表面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
を備えており、
前記レーザ光照射手段により、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する磁気記録媒体用基板の製造装置。
Pressure applying means for bringing the mold into contact with the surface of the substrate and applying pressure to the surface of the substrate;
Laser light irradiation means for irradiating the surface of the substrate with laser light;
With
An apparatus for manufacturing a substrate for a magnetic recording medium, wherein the surface of the mold is transferred to the surface of the substrate by heating the surface of the substrate by the laser light irradiation means.
モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する工程と、
前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する転写工程と、
を包含する転写方法。
Contacting the mold with the surface of the substrate and applying pressure to the surface of the substrate;
A transfer step of irradiating the surface of the substrate with a laser beam to heat the surface of the substrate and transfer the surface shape of the mold to the surface of the substrate;
A transcription method comprising:
前記基板は、転写層と、前記転写層を支持する基材とを有しており、
前記転写工程は、前記転写層に前記レーザ光を転写することにより、前記転写層を加熱して前記モールドの表面形状を転写層に転写する工程を含む請求項18に記載の転写方法。
The substrate has a transfer layer and a base material that supports the transfer layer,
The transfer method according to claim 18, wherein the transfer step includes a step of transferring the laser light to the transfer layer to heat the transfer layer to transfer the surface shape of the mold to the transfer layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008146803A (en) * 2006-11-13 2008-06-26 Showa Denko Kk Method for testing magnetic recording medium and method for production of magnetic recording medium including testing step
JP2014086100A (en) * 2012-10-20 2014-05-12 Meisho Kiko Kk Manufacturing method and manufacturing apparatus of nano-uneven patter
WO2023027142A1 (en) * 2021-08-26 2023-03-02 古河電気工業株式会社 Magnetic disk substrate, manufacturing method thereof, and magnetic disk

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