JP2006278622A - 凹凸パターン形成方法及び情報記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸パターンに幅が広い凹部が含まれる場合であっても所望の凹凸パターンを確実に形成できる凹凸パターン形成方法及びこれを用いた情報記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂層支持材１２の上に成膜した樹脂層１６にスタンパを当接させて凹凸パターンを転写し、樹脂層１６の上に樹脂層１６よりも融点が低い無機材料層２２を成膜し、且つ、無機材料層２２を加熱して流動させることにより樹脂層１６の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状に成形し、無機材料層２２に対するエッチングレートが樹脂層１６に対するエッチングレートよりも低いエッチング法により無機材料層２２及び樹脂層１６をエッチングし、無機材料層２２を樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに加工する。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば、半導体製品や情報記録媒体等の製造工程で用いられる凹凸パターン形成方法及びこれを用いた情報記録媒体の製造方法に関する。

従来、半導体製品の製造工程において、樹脂層支持材の上に樹脂のレジスト層を成膜し、これを露光、現像して所定の凹凸パターンに加工し、このレジスト層をマスクとして樹脂層支持材をエッチングして凹凸パターンに加工するリソグラフィと称される手法が知られている。近年、幅が数百ｎｍ以下の微細な凹凸パターンの加工が要求されるようになっている。このような微細な凹凸パターンを形成する場合、露光に用いる光の波長の影響が無視できなくなるため、露光のために電子線が用いられることがある。

しかしながら、電子線を用いて各半導体製品毎に露光（描画）を行う手法は生産性が低く、生産コストが高いという問題がある。

これに対し、樹脂層支持材の上の樹脂層にスタンパを当接させて凹凸パターンを転写するインプリントと称される手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。幅が数百ｎｍ以下の微細な凹凸パターンを転写する場合、特にナノインプリントと称されることがある。尚、スタンパを当接させて凹凸パターンを転写しただけでは凹部底部に樹脂層が残存し、樹脂層支持材は露出しないが、凹部底部の樹脂層を除去する程度に樹脂層を一様にエッチングすることで凹部底部から樹脂層支持材を露出させることができ、転写による段差の分だけ樹脂層を凸部として残存させ、マスクとして用いることができる。この凹凸パターンの樹脂層をマスクとして樹脂層支持材をエッチングすると、樹脂層支持材はスタンパの凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに加工される。

又、樹脂層支持材の上に下側樹脂層を成膜し、これにスタンパを当接させて凹凸パターンを転写し、凹凸パターンの下側樹脂層の上に更に上側樹脂層を成膜し、上側樹脂層に対するエッチングレートが下側樹脂層に対するエッチングレートよりも低いエッチング法により上側樹脂層及び下側樹脂層をエッチングし、下側樹脂層の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに上側樹脂層を加工し、これをマスクとして樹脂層支持材をエッチングする手法が知られている（例えば、特許文献２参照）。尚、特許文献２では下側樹脂層として重合可能な材料を用い、スタンパを当接させた状態で下側樹脂層に光や電磁波を照射したり下側樹脂層を加熱し、重合により下側樹脂層を硬化させてからスタンパを離間させて、下側樹脂層の上に上側樹脂層を成膜している。この手法を用いた場合、樹脂層支持材はスタンパの凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する凹凸パターンに加工される。

ところでハードディスク等の磁気記録媒体の分野においても、以下に説明するような事情により、このようなインプリントの手法の利用が期待されている。

磁気記録媒体は、記録層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により著しい面記録密度の向上が図られており、今後も一層の面記録密度の向上が期待されている。

しかしながら、ヘッドの加工限界、磁界の広がりに起因する記録対象のトラックに隣り合う他のトラックへの誤った情報の記録、再生時のクロストークなどの問題が顕在化し、従来の改良手法による面記録密度の向上は限界にきている。そこで、一層の面記録密度の向上を実現可能である磁気記録媒体の候補として、記録層を所定の凹凸パターンで形成してなるディスクリートトラックメディアやパターンドメディアが提案されている（例えば、特許文献３参照）。ディスクリートトラックメディアの場合、記録層はデータ領域においてトラックパターン形状で形成され、パターンドメディアの場合、記録層はビット等のパターン形状で形成される。又、ディスクリートトラックメディアやパターンドメディアの場合、サーボ領域において記録層をサーボパターン形状で形成することが提案されている。

記録層を凹凸パターンに加工する加工技術としては、イオンビームエッチング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングで記録層をエッチングする手法を用いることができる。記録層のドライエッチングのために、上記のようなインプリントの手法を用いた凹凸パターン形成方法により凹凸パターンのマスク層を効率良く形成することが期待されている。より詳細に説明すると、まず連続記録層の上にマスク層を一層又は複数層形成し、マスク層の上に樹脂層を形成する。次に、樹脂層にスタンパを当接させて樹脂層に凹凸パターンを転写し、樹脂層をマスクとしてマスク層をエッチングすることにより、マスク層を凹凸パターンに加工する。更に、連続記録層をエッチングすることにより連続記録層を凹凸パターンの記録層に加工できる。尚、記録層の材料やドライエッチングの種類により、連続記録層の上に直接樹脂層を成膜し、樹脂層をマスクとして連続記録層をエッチングして凹凸パターンの記録層を形成することも可能である。

このように、インプリントの手法を用いることで凹凸パターンの記録層を有する磁気記録媒体を効率良く低コストで生産することが期待されている。

特開２００３−１００６０９号公報 米国特許出願公開第ＵＳ２００４／０１８８３８１号明細書 特開２０００−１９５０４２号公報

しかしながら、凹凸パターンに幅が広い凹部が含まれる場合、インプリントの手法を用いて樹脂層に凹凸パターンを転写する手法や、更にこの樹脂層を一様にエッチングして凹部の底部の樹脂層を除去する手法では、樹脂層を所望の凹凸パターンに加工できないことがあった。例えばディスクリートトラックメディアやパターンドメディアの場合、データ領域とサーボ領域では記録層の凹凸の幅が異なり、更に、サーボ領域内でも幅が異なる様々な凹凸が存在するので、凹凸パターンに幅が広い凹部が含まれることがあり、このような場合インプリントの手法で樹脂層を所望の凹凸パターンに加工することは困難であった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、凹凸パターンに幅が広い凹部が含まれる場合であっても所望の凹凸パターンを確実に形成できる凹凸パターン形成方法及びこれを用いた情報記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、樹脂層支持材の上に樹脂層を成膜し、樹脂層にスタンパを当接させて凹凸パターンを転写し、樹脂層の上に該樹脂層よりも融点が低い無機材料層を成膜し、且つ、該無機材料層をその融点よりも高く樹脂層の融点よりも低い温度で加熱して流動させることにより無機材料層を凹凸パターンの樹脂層の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状に成形し、無機材料層に対するエッチングレートが樹脂層に対するエッチングレートよりも低いエッチング法により無機材料層及び樹脂層をエッチングして無機材料層を樹脂層の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに加工することにより上記目的を達成するものである。

本発明に想到する過程で、発明者らは、幅が広い凹部を含む凹凸パターンをインプリントで樹脂層に転写し、この樹脂層を一様にエッチングして凹部の底部の樹脂層を除去した場合、樹脂層を所望の凹凸パターンに加工できない原因を鋭意検討したところ、インプリント後、凹部の底部に残存する樹脂の厚さは凹部の幅の広さによってばらつきがあり、凹部の幅が過度に広いと、他の凹部よりも樹脂が底部に厚く残存する傾向があることを見出した。その原因は必ずしも明らかではないが、概ね次のように考えられる。

スタンパを樹脂層に当接させると、スタンパの凸部に押し出される樹脂は隣接するスタンパの凹部に流動する。樹脂層の凹部の幅が過度に広く、対応するスタンパの凸部の幅が過度に広いと、これに押し出される樹脂が流動しにくくなるため、樹脂層の凹凸のうち、幅が過度に広い凹部の底部に樹脂が厚く残存すると考えられる。又、樹脂層の凹部の幅が過度に広くスタンパの凸部の幅が過度に広いと、スタンパの凸部が当接する部分に作用する圧力が小さくなり、樹脂が充分に塑性変形できないとも考えられる。

このため、樹脂層を所望の段差を有する凹凸パターンに加工できないことがあると考えられる。

又、インプリント後、樹脂層を一様にエッチングして凹部の底部の樹脂層を除去する際、凹部の側面の樹脂も除去され凹部の幅が若干拡大するが、このように凹部の底部に残存する樹脂の厚さに差があるために、凹部の幅が拡大する度合いに差が生じ、一部の凹部の幅が過度に拡大すると考えられる。より詳細に説明すると、底部の樹脂が完全に除去されると、凹部の側面の樹脂が除去される速度が速くなる傾向があり、幅が過度に広く底部の樹脂が厚い凹部では底部の樹脂が比較的遅れて除去されるのに対し、他の凹部では、底部の樹脂層が比較的早く除去され、側面の樹脂が除去される速度が速くなるので、幅が過度に拡大することがあると考えられる。

これに対し、発明者らは当初、上記特許文献２に示されるような、下側樹脂層の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに上側樹脂層を加工する手法を試みた。即ち、まず、インプリントにより下側樹脂層に凹凸パターンを転写し、仮にこの時点で下側樹脂層の凹部の底部の樹脂の厚さに差が生じても、この上に上側樹脂層を成膜し、上側樹脂層に対するエッチングレートが下側樹脂層に対するエッチングレートよりも低いエッチング法で上側樹脂層及び下側樹脂層をエッチングし、下側樹脂層の凹部内の上側樹脂層を凸部として残存させることで、上面の高さがほぼ等しい凸部を形成できると共に、上側樹脂層の凸部の間の下側樹脂層の凸部を一様に除去し、均一な深さの凹部を形成できると考えたためである。

しかしながら、上述のように、この手法を用いる場合、スタンパを当接させた状態で下側樹脂層に光や電磁波を照射したり下側樹脂層を加熱することにより下側樹脂層を硬化させてから上側樹脂層を成膜するので生産コストや加工精度という点で問題があることに気づいた。

例えば、スタンパを当接させた状態で下側樹脂層に光を照射するためにはスタンパを石英等の透光性の材料で作製する必要があり、このような材料を凹部又は凸部の幅が数百ｎｍ以下の微細な凹凸パターンに加工することは困難であり、仮に実現できても生産コストが大幅に増加するという問題があった。

又、下側樹脂層にスタンパを当接させた状態で下側樹脂層に電磁波を照射する場合は、周辺の装置への電磁波の影響を抑制するために転写装置をシールド材で遮蔽する必要があり、同様にコストが大幅に増加するという問題があった。

又、下側樹脂層にスタンパを当接させた状態で下側樹脂層を加熱する場合は、下側樹脂層の熱膨張率とスタンパの熱膨張率との差により、冷却後に凹凸形状が変化しやすく、転写精度が低いという問題があった。

更に又、以上のような手法で下側樹脂層を重合させて硬化させても、下側樹脂層及び上側樹脂層の境界部分が変形し、樹脂層を所望の凹凸パターンに加工できない場合があることを見出した。これは、上側樹脂層に含まれる溶剤等の成分により下側樹脂層が溶解したためと考えられる。

これに対し、樹脂層と無機材料層は互いに相手を溶解させることがない。又、無機材料層を流動させて凹凸パターンの樹脂層の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状に無機材料層を成形する際、樹脂層の融点よりも低い温度で無機材料層を加熱するので、樹脂層及び無機材料層の境界部分の凹凸パターンの変形を防止又は充分に抑制できる。更に、光、電磁波、熱等による樹脂層の重合を省略することも可能であり、生産コストの低減を図ることができる。

即ち、次のような本発明により、上記目的を達成することができる。

（１）樹脂層支持材の上に樹脂層を成膜する樹脂層成膜工程と、前記樹脂層にスタンパを当接させて凹凸パターンを転写する凹凸パターン転写工程と、前記樹脂層の上に該樹脂層よりも融点が低い無機材料層を成膜し、且つ、該無機材料層をその融点よりも高く、前記樹脂層の融点よりも低い温度で加熱して流動させることにより該無機材料層を前記凹凸パターンの樹脂層の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状に成形する無機材料層成膜工程と、前記無機材料層に対するエッチングレートが前記樹脂層に対するエッチングレートよりも低いエッチング法により前記無機材料層及び前記樹脂層をエッチングし、前記無機材料層を前記樹脂層の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに加工する無機材料層加工工程と、を含むことを特徴とする凹凸パターン形成方法。

（２） （１）において、前記無機材料層は、インジウム、スズ及びビスマスの少なくとも一の材料を含むことを特徴とする凹凸パターン形成方法。

（３） （２）において、前記無機材料層成膜工程と前記無機材料層加工工程との間に、前記無機材料層にケイ素、ゲルマニウム、窒素及びホウ素の少なくとも一の材料を含む材料を添加することにより融点を上昇させて該無機材料層を硬化させる無機材料層硬化工程が設けられたことを特徴とする凹凸パターン形成方法。

（４） （１）乃至（３）のいずれかに記載の凹凸パターン形成方法を用いて、凹凸パターンの記録層を有する情報記録媒体を製造することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。

尚、本出願において「エッチングレート」という用語は、エッチングによる単位時間当たりの加工量という意義で用いることとする。

又、本出願において、「凹凸パターンの記録層」とは、連続記録層が所定のパターンで多数の記録要素に分割された記録層の他、連続記録層が所定のパターンで部分的に分割され、一部が連続する記録要素で構成される記録層、又、例えば螺旋状の渦巻き形状の記録層のように、基板上の一部に連続して形成される記録層、凸部及び凹部双方が形成された連続した記録層も含む意義で用いることとする。

本発明によれば、凹凸パターンに幅が広い凹部が含まれる場合であっても所望の凹凸パターンを確実に形成できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の第１実施形態は、図１に示されるような被加工体１０の出発体にエッチング等の加工を施すことにより、樹脂層支持材１２を、図２に示されるような、幅が広い凹部を含む凹凸パターンに加工する凹凸パターン形成方法に関する。この凹凸パターン形成方法について、図３に示されるフローチャートに沿って説明する。

被加工体１０の出発体は、基板１４の上に一様な厚さの連続した樹脂層支持材１２が形成された構成である。

まず、スピンコート法により、図４に示されるように、樹脂層支持材１２の上に樹脂層１６を一様な厚さで成膜する（Ｓ１０２）。尚、ディッピング法を用いて樹脂層１６を成膜してもよい。樹脂層１６の具体的な材料としては例えば、融点が約２００℃のアクリル系樹脂や、融点が概ね５００〜８００℃程度のＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）樹脂等を用いることができる。

次に、インプリント法により、樹脂層１６に凹凸パターンを転写する（Ｓ１０４）。具体的には、図５に示されるように、樹脂層支持材１２に形成しようとする凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する凹凸パターンが形成されたスタンパ１８を用意し、このスタンパ１８を樹脂層１６に当接させて、樹脂層１６にスタンパ１８の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンを転写する。スタンパ１８の凹凸パターンは、樹脂層支持材１２に形成しようとする凹凸パターンと凹凸位置関係が一致しているので、樹脂層支持材１２に形成しようとする幅が広い凹部に相当する部分はスタンパ１８においても凸部ではなく凹部である。

次に、スパッタリング法により、図６に示されるように、樹脂層１６よりも融点が低い無機材料層２２を樹脂層１６の上に成膜する。無機材料層２２の具体的な材料としては、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｂｉ（ビスマス）等を用いることができる。尚、Ｉｎの融点は約１５６．６℃、Ｓｎの融点は約２３２．０℃、Ｂｉの融点は約２７１．４℃である。従って、樹脂層１６の材料として融点が約２００℃のアクリル系樹脂を用いる場合はＩｎを用いることができる。又、樹脂層１６の材料として融点が概ね５００〜８００℃程度のＳＯＧ樹脂を用いる場合は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉのいずれも用いることができる。この際、無機材料層２２が樹脂層１６の凹凸パターンの凹部を完全に充填するように無機材料層２２を樹脂層１６の上に成膜する。この時点では、無機材料層２２は、樹脂層１６の凹凸パターンに倣った形状で成膜される。次に、無機材料層２２をその融点よりも高く、樹脂層１６の融点よりも低い温度で加熱して流動させることにより、図７に示されるように、無機材料層２２の表面を平坦化する（Ｓ１０６）。これにより、無機材料層２２は凹凸パターンの樹脂層１６の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状に成形される。

樹脂層１６と無機材料層２２は互いに相手を溶解させることがない。又、無機材料層２２を流動させて凹凸パターンの樹脂層１６の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状に無機材料層２２を成形する際、樹脂層１６の融点よりも低い温度で加熱するので、樹脂層１６及び無機材料層２２の境界部分の凹凸パターンの変形を防止又は充分に抑制でき、凹凸形状はスタンパ１８で転写された形状に保持される。

次に、スパッタリング法により、無機材料層２２の上にＳｉ（ケイ素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｂ（ホウ素）等を添加することにより融点を上昇させて無機材料層２２を硬化させる（Ｓ１０８）。

次に、無機材料層２２に対するエッチングレートが樹脂層１６に対するエッチングレートよりも低いエッチング法により無機材料層２２及び樹脂層１６をエッチングする（Ｓ１１０）。具体的なエッチング法、樹脂層１６の材料、無機材料層２２の材料としては、表１に示されるような組み合わせを挙げることができる。

尚、表１において、ＲＩＥ（ＣＦ_４、ＣＨＦ_３）は、テトラフルオロメタン又はトリフルオロメタン（フルオロホルム）を加工用ガスとする反応性イオンエッチング、ＲＩＥ（Ｏ_２、Ｏ_３）は、酸素又はオゾンを加工用ガスとする反応性イオンエッチング、ＩＢＥ（Ｏ_２、Ｏ_３）は、酸素又はオゾンを加工用ガスとする反応性イオンビームエッチングである。

樹脂層１６が露出するまでは、図８に示されるように、全面が一様にエッチングされるが、樹脂層１６の凸部の上面が露出すると、図９に示されるように、樹脂層１６の凹部を充填する無機材料層２２よりも、樹脂層１６の凸部が速くエッチングされ、無機材料層２２は樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターン（スタンパ１８の凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する凹凸パターン）に加工される。無機材料層２２は、無機材料層成膜工程（Ｓ１０６）において、上面が平坦となるように成膜されているので、樹脂層１６の凹部内の無機材料層２２は、上面の高さがほぼ等しい凸部として残存する。又、無機材料層２２の凸部の間の樹脂層１６の凸部は一様に除去され、均一な深さの凹部が形成される。尚、凹凸パターン転写工程（Ｓ１０４）において、スタンパ１８の凸部に押し出される樹脂層１６の一部が隣接するスタンパ１８の凹部に流動することにより、樹脂層１６の凸部の上面の高さに若干の差が生じうるが、無機材料層２２に対するエッチングレートが樹脂層１６に対するエッチングレートよりも低いエッチング法を用いているので、樹脂層１６の凸部は迅速に除去され、均一な深さの凹部が形成される。

更にエッチングが進行し、図１０に示されるように、凸部を構成する無機材料層２２の間の凹部底面に樹脂層支持材１２が露出したところでエッチングを停止する。尚、樹脂層１６は概ね除去されるが無機材料層２２と樹脂層支持材１２との間に挟まれた部分は残存する。

次に、イオンビームエッチングや反応性イオンエッチング等により、凹凸パターンの無機材料層２２をマスクとして樹脂層支持材１２を加工する（Ｓ１１２）。これにより、樹脂層支持材１２も、図１１に示されるように、樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターン（スタンパ１８の凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する凹凸パターン）に加工される。尚、樹脂層支持材１２の凸部の上に残存する樹脂層１６及び無機材料層２２は、反応性イオンエッチング等により除去する。

このように、樹脂層支持材１２の上に樹脂層１６を成膜し、樹脂層１６にスタンパ１８を当接させて凹凸パターンを転写し、樹脂層１６の上に該樹脂層１６よりも融点が低い無機材料層２２を成膜し、且つ、該無機材料層２２をその融点よりも高く樹脂層１６の融点よりも低い温度で加熱して流動させることにより無機材料層２２を凹凸パターンの樹脂層１６の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状に成形し、無機材料層２２に対するエッチングレートが樹脂層１６に対するエッチングレートよりも低いエッチング法により無機材料層２２及び樹脂層１６をエッチングすることにより、無機材料層２２を樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対で幅が広い凹部を含む所望の凹凸パターンに加工することができる。更に、無機材料層２２をマスクとして樹脂層支持材１２をエッチングすることにより樹脂層支持材１２を幅が広い凹部を含む所望の凹凸パターンに加工することができる。

又、無機材料層硬化工程（Ｓ１０８）において、Ｓｉ等を無機材料層２２に添加して融点を上昇させているので、無機材料層加工工程（Ｓ１１０）や樹脂層支持材加工工程（Ｓ１１２）において、無機材料層２２の温度が上昇しても無機材料層２２が再流動しにくく、この点でも加工精度が高められている。

尚、本第１実施形態において、無機材料層成膜工程（Ｓ１０８）において、無機材料層２２を上面が平坦な形状に成形しているが、凹凸パターンの樹脂層１６の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状であれば、上面が凹凸である形状に無機材料層２２を成形してもよい。この場合も、無機材料層加工工程（Ｓ１１０）において、無機材料層２２に対するエッチングレートが樹脂層１６に対するエッチングレートよりも低いエッチング法を用いることで、樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに無機材料層２２を加工できる。

又、本第１実施形態において、無機材料層成膜工程（Ｓ１０６）において、無機材料層２２を樹脂層１６の上に成膜した後、無機材料層２２を加熱して流動させているが、無機材料層２２を樹脂層１６の上に成膜しつつ無機材料層２２を加熱して流動させてもよい。

又、本第１実施形態において、無機材料層硬化工程（Ｓ１０８）において、無機材料層２２にＳｉ等を添加して無機材料層２２の融点を上昇させているが、無機材料層加工工程（Ｓ１１０）や樹脂層支持材加工工程（Ｓ１１２）において無機材料層２２が再流動しなければ、Ｓｉ等を添加することなく冷却だけで無機材料層２２を硬化させてもよい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

前記第１実施形態は、無機材料層成膜工程（Ｓ１０８）において、前記図６に示されるように、無機材料層２２が凹凸パターンの樹脂層１６の凹部を完全に充填するように無機材料層２２を樹脂層１６の上に成膜しているのに対し、本第２実施形態では、図１２に示されるように、無機材料層２２が樹脂層１６の凹凸パターンの凹部を部分的に充填するように無機材料層２２を樹脂層１６の上に成膜することを特徴としている。無機材料層成膜工程（Ｓ１０８）の前の工程については前記第１実施形態と同じであるので説明を省略する。又、無機材料層成膜工程（Ｓ１０８）の後の工程についても、前記第１実施形態と共通点が多いので図１〜１１と同一符号を用いることとし、説明を適宜省略する。

無機材料層２２は、樹脂層１６の凹凸パターンの凹部を部分的に充填すると共に凸部の上にも成膜される。このように成膜された無機材料層２２を加熱して流動させると、図１３に示されるように、凸部の上に成膜された無機材料層２２が凹部内に流入し、凸部の上には微量の無機材料層２２が残存する。即ち、無機材料層２２は凹凸パターンの樹脂層１６の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも著しく薄い形状に成形される（Ｓ１０８）。

次に、無機材料層２２に対するエッチングレートが樹脂層１６に対するエッチングレートよりも低いエッチング法により無機材料層２２及び樹脂層１６をエッチングする（Ｓ１１０）。

無機材料層２２は、無機材料層成膜工程（Ｓ１０８）において、樹脂層１６の凹凸パターンの凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも著しく薄い形状に成形されているので、樹脂層１６の凸部の上面が迅速に露出する。樹脂層１６の凸部の上面が露出すると、図１４に示されるように、樹脂層１６の凹部を充填する無機材料層２２よりも、樹脂層１６の凸部が速くエッチングされ、無機材料層２２は樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対で（スタンパ１８の凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する）、幅が広い凹部を含む所望の凹凸パターンに加工される。このように本第２実施形態では、樹脂層１６の凸部の上面が迅速に露出するので、無機材料層２２の加工に要する時間が短く、それだけ生産性が良い。尚、エッチングされる前の無機材料層２２は上面が平坦ではないが、樹脂層１６の凸部の上における厚さは極めて薄く、無機材料層２２は主として凹部内に限定して成膜されているので、樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の所望の凹凸パターンに加工される。更にエッチングが進行し、前記図１０に示されるように、無機材料層２２の凸部の間の凹部の底面に樹脂層支持材１２が露出したところでエッチングを停止する。

以後、前記第１実施形態と同様に、イオンビームエッチングや反応性イオンエッチング等により、凹凸パターンの無機材料層２２をマスクとして、前記図１１に示されるように、樹脂層支持材１２を樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターン（スタンパ１８の凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する凹凸パターン）に加工する（Ｓ１１２）。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。

本第３実施形態は、図１５に示されるような被加工体３０の出発体の第２のマスク層（樹脂層支持材）４６を、前記第１実施形態の凹凸パターン形成方法を用いて、図１６に示されるような幅が広い凹部を含む凹凸パターンに加工し、更にエッチング等の加工を施すことにより、図１７に示されるような磁気記録媒体５０を製造する方法に関する。

被加工体３０の出発体は基板３２の上に、下地層３４、反強磁性層３６、軟磁性層３８、配向層４０、連続記録層４２、第１のマスク層４４、前記第２のマスク層４６がこの順で形成された構成である。

基板３２の材料はガラス、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）等である。下地層３４の材料はＴａ等である。反強磁性層３６の材料はＰｔＭｎ合金、ＲｕＭｎ合金等である。軟磁性層３８の材料はＦｅ（鉄）合金又はＣｏ（コバルト）合金である。配向層４０の材料は非磁性のＣｏＣｒ合金、Ｔｉ、Ｒｕ、ＲｕとＴａの積層体、ＭｇＯ等である。連続記録層４２の材料はＣｏＣｒ（コバルト−クロム）合金である。第１のマスク層４４は、厚さが３〜５０ｎｍで、材料はＣ（炭素）である。第２のマスク層４６の材料はＮｉ（ニッケル）である。

磁気記録媒体５０は、垂直記録型のディスクリートトラックタイプの磁気ディスクで、データ領域において、記録層５２は、前記連続記録層４２が径方向に５０〜３００ｎｍ程度の微細な間隔で多数の同心円弧状の記録要素５２Ａに分割された凹凸パターン（トラックパターン）で形成されている。記録要素５２Ａの間の凹部５４には充填材５６が充填されている。記録要素５２Ａ及び充填材５６の上には保護層５８、潤滑層６０がこの順で形成されている。尚、磁気記録媒体５０はサーボ領域において、記録層５２が所定のサーボパターンで形成されている。

充填材５６の材料は、非磁性材料であるＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）である。保護層５８の材料は、ダイヤモンドライクカーボンと呼称される硬質炭素膜である。潤滑層６０の材料はＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）である。

磁気記録媒体５０の製造方法について、図１８に示されるフローチャートに沿って説明する。尚、前記第１実施形態と共通の工程については、前記第１実施形態と同一符号を用いることとして説明を適宜省略する。

まず、被加工体３０の出発体に対し、樹脂層成膜工程（Ｓ１０２）、凹凸パターン転写工程（Ｓ１０４）、無機材料層成膜工程（Ｓ１０６）、無機材料層硬化工程（Ｓ１０８）、無機材料層加工工程（Ｓ１１０）、樹脂層支持材加工工程（Ｓ１１２）をこの順で実行し、第２のマスク層４６をスタンパ１８の凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する凹凸パターンに加工する。樹脂層支持材加工工程（Ｓ１１２）のエッチング法としては、イオンビームエッチングを用いることができる。スタンパ１８の凹凸パターンは、コンタクトホールを含む所定のサーボパターン及びトラックパターンに相当する凹凸パターンである。

次に、Ｏ_２又はＯ_３ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、凹部底部の第１のマスク層４４を除去する（Ｓ２０２）。

更に、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングにより、凹部底部の連続記録層４２を除去し、多数の記録要素５２Ａに分割する（Ｓ２０４）。これにより凹凸パターンの記録層５２が形成される。第２のマスク層４６がスタンパ１８の凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する凹凸パターンに加工されているので、記録層５２も、スタンパ１８の凹凸パターンと凹凸位置関係が一致する凹凸パターンに加工される。

次に、バイアススパッタリングにより被加工体３０の表面に充填材５６を成膜する（Ｓ２０６）。充填材５６は、記録層５２を覆うように成膜され、凹部５４に充填材５６が充填される。

次に、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングにより、充填材５６のうち記録要素５２Ａの上面よりも基板１２と反対側に形成された余剰部分を除去して表面を平坦化する(Ｓ２０８)。

次に、ＣＶＤ法により記録要素５２Ａ及び充填材５６の上面に保護層５８を成膜する(Ｓ２１０)。最後に、ディッピング法により保護層５８の上に潤滑層６０を成膜する（Ｓ２１２）。これにより、前記図１７に示される磁気記録媒体５０が完成する。

尚、本第３実施形態において、被加工体３０の出発体は、連続記録層４２の上に第１のマスク層４４、第２のマスク層４６が形成され、前記第１実施形態の凹凸パターン形成方法を用い、樹脂層支持材として第２のマスク層を凹凸パターンに加工しているが、連続記録層の上のマスク層の積層数、材料は、連続記録層４２の材料や連続記録層４２を加工するためのエッチングの種類等に応じて適宜選択すればよい。例えば、連続記録層４２の上にマスク層を１層だけ形成し、このマスク層を樹脂層支持材として前記第１実施形態の凹凸パターン形成方法を用いて凹凸パターンに加工してもよい。又、連続記録層４２の上に３層以上のマスク層を形成し、前記第１実施形態の凹凸パターン形成方法を用いて最も上側のマスク層を樹脂層支持材として凹凸パターンに加工してもよい。又、マスク層を省略し、前記第１実施形態の凹凸パターン形成方法を用いて連続記録層４２を樹脂層支持材として凹凸パターンに加工してもよい。

又、本第３実施形態において、磁気記録媒体５０は記録層５２等が基板３２の片側だけに形成されているが、基板の両側に記録層を備える両面記録式の磁気記録媒体の製造にも、本発明は適用可能である。

又、本第３実施形態において、磁気記録媒体５０は垂直記録型であるが、面内記録型の磁気記録媒体の製造にも、本発明は適用可能である。

又、本第３実施形態において、磁気記録媒体５０はディスクリートトラックメディアであるが、トラックの径方向及び周方向の両方向に微細な間隔で分割されたパターンドメディア、凹凸パターンの連続した記録層を有するパーム(ＰＥＲＭ)タイプの磁気ディスク、記録層が螺旋形状をなす磁気ディスクの製造についても本発明は当然適用可能である。又、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスクのような磁気ディスクの他、磁気テープ、磁気と光を併用するＭＯ等の光磁気記録媒体、磁気と熱を併用する熱アシスト型の磁気記録媒体の製造に対しても本発明を適用可能である。

又、本第３実施形態は磁気記録媒体の製造方法に関するが、製造工程において凹凸パターンの形成を要する製品であれば、例えば、光記録媒体や半導体製品の製造にも本発明は適用可能である。

又、前記第１〜第３実施形態において、凹凸パターンに加工された無機材料層をマスクとして、樹脂層支持材１２、第２のマスク層４６をエッチングしているが、樹脂層支持材はエッチングされず、無機材料層が凹凸パターンを構成する製品の製造にも本発明は適用可能である。このような製品としては、例えば、スタンパを製造するための原盤を挙げることができる。

上記第１実施形態のとおり、樹脂層支持材１２を凹凸パターンに加工した。具体的には、樹脂層支持材１２に表２に示される２種類の凹凸パターンを形成した。

これらの凹凸パターンを形成した方法を簡単に説明する。まず、スピンコート法により樹脂層支持材１２の上に融点が約２００℃のアクリル系樹脂で樹脂層１６を約１００ｎｍの厚さで成膜した(Ｓ１０２)。その後、約９０℃でベイク処理することにより、樹脂層１６中の溶剤成分を揮発させた。

次に、被加工体１０とスタンパ１８をインプリント装置（図示省略）に設置し、スタンパ１８の凹凸パターンを樹脂層１６に転写した（Ｓ１０４）。この際、スタンパ１８を樹脂層１６に約１６．３ＭＰａの圧力で約５分間当接させた。

次に、スパッタリング法により樹脂層１６の上に材料がＩｎである無機材料層２２を約１００ｎｍの厚さに成膜した。更に、被加工体１０を回転させながら無機材料層２２を約１６０℃の温度で約５分間加熱して流動させ、無機材料層２２を上面が平坦な形状に成形した（Ｓ１０６）。

次に、スパッタリング法により無機材料層２２の上にＳｉを添加して融点を上昇させ、無機材料層２２を硬化させた(Ｓ１０８)。

次に、プラズマ化したＯ_２ガスを加工用ガスとする反応性イオンエッチングにより、無機材料層２２及び樹脂層１６をエッチングし、樹脂層１６の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに無機材料層２２を加工した（Ｓ１１０）。

最後に、イオンビームエッチングにより、凹凸パターンの無機材料層２２をマスクとして、樹脂層支持材１２を凹凸パターンに加工した（Ｓ１１２）。

樹脂層支持材１２の凹凸パターンは、２種類の凹凸パターンを含み、従来の手法では所望の形状に加工することが困難であったが、樹脂層支持材１２は所望の凹凸パターンに加工されていることが確認された。

本発明は、例えば、ディスクリートトラックメディア、パターンドメディア等の凹凸パターンの記録層を有する磁気記録媒体、光記録媒体等の情報記録媒体の他、半導体製品等を製造するために利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る被加工体の出発体の構造を模式的に示す側断面図 樹脂層支持材が凹凸パターンに加工された同被加工体を模式的に示す側断面図 同樹脂層支持材の凹凸パターン形成方法の概略を示すフローチャート 同樹脂層支持材の上に樹脂層が成膜された同被加工体を示す側断面図 同樹脂層に凹凸パターンが転写された同被加工体を示す側断面図 同樹脂層の上に無機材料層が凹凸パターンで成膜された同被加工体を示す側断面図 同無機材料層が加熱により流動して表面が平坦化された同被加工体を示す側断面図 同無機材料層の上面近傍がエッチングされた同被加工体を示す側断面図 前記樹脂層の凸部が露出した同被加工体を示す側断面図 前記無機材料層が凹凸パターンに加工された同被加工体を示す側断面図 前記樹脂層支持材が凹凸パターンに加工された同被加工体を示す側断面図 本発明の第２実施形態において、凹凸パターンの樹脂層の上に無機材料層が成膜された被加工体を示す側断面図 同無機材料層が加熱により流動して凸部の上の無機材料層が凹部内に流入した同被加工体を示す側断面図 エッチングにより樹脂層の凸部が露出した同被加工体を示す側断面図 本発明の第３実施形態に係る被加工体の出発体の構造を模式的に示す側断面図 第２のマスク層（樹脂層支持材）が凹凸パターンに加工された同被加工体を模式的に示す側断面図 同被加工体を加工して得られる磁気記録媒体の構造を模式的に示す側断面図 同磁気記録媒体の製造方法の概略を示すフローチャート

符号の説明

１０、３０…被加工体
１２…樹脂層支持材
１４、３２…基板
１６…樹脂層
１８…スタンパ
２２…無機材料層
３４…下地層
３６…反強磁性層
３８…軟磁性層
４０…配向層
４２…連続記録層
４４…第１のマスク層
４６…第２のマスク層（樹脂層支持材）
５０…磁気記録媒体
５２…記録層
５２Ａ…記録要素
５４…凹部
５６…充填材
５８…保護層
６０…潤滑層
Ｓ１０２…樹脂層成膜工程
Ｓ１０４…凹凸パターン転写工程
Ｓ１０６…無機材料層成膜工程
Ｓ１０８…無機材料層硬化工程
Ｓ１１０…無機材料層加工工程
Ｓ１１２…樹脂層支持材加工工程
Ｓ２０２…第１のマスク層加工工程
Ｓ２０４…記録層加工工程
Ｓ２０６…充填材成膜工程
Ｓ２０８…平坦化工程
Ｓ２１０…保護層成膜工程
Ｓ２１２…潤滑層成膜工程

Claims (4)

1. 樹脂層支持材の上に樹脂層を成膜する樹脂層成膜工程と、前記樹脂層にスタンパを当接させて凹凸パターンを転写する凹凸パターン転写工程と、前記樹脂層の上に該樹脂層よりも融点が低い無機材料層を成膜し、且つ、該無機材料層をその融点よりも高く、前記樹脂層の融点よりも低い温度で加熱して流動させることにより該無機材料層を前記凹凸パターンの樹脂層の凸部の上における厚さが凹部の上における厚さよりも薄い形状に成形する無機材料層成膜工程と、前記無機材料層に対するエッチングレートが前記樹脂層に対するエッチングレートよりも低いエッチング法により前記無機材料層及び前記樹脂層をエッチングし、前記無機材料層を前記樹脂層の凹凸パターンと凹凸位置関係が反対の凹凸パターンに加工する無機材料層加工工程と、を含むことを特徴とする凹凸パターン形成方法。
2. 請求項１において、
   前記無機材料層は、インジウム、スズ及びビスマスの少なくとも一の材料を含むことを特徴とする凹凸パターン形成方法。
3. 請求項２において、
   前記無機材料層成膜工程と前記無機材料層加工工程との間に、前記無機材料層にケイ素、ゲルマニウム、窒素及びホウ素の少なくとも一の材料を含む材料を添加することにより融点を上昇させて該無機材料層を硬化させる無機材料層硬化工程が設けられたことを特徴とする凹凸パターン形成方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の凹凸パターン形成方法を用いて、凹凸パターンの記録層を有する情報記録媒体を製造することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。

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