JP2006286120A - 転写用原盤及びその製造技術 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写パターンのさらなる高精細化が進んでも高精度転写を実施可能な転写用原盤の製造技術を提供する。
【解決手段】 平坦基板２０へのレジスト３１の塗布、露光及び現像を実施して、レジストパターンＲ１を形成する工程（Ａ）と、レジストパターンＲ１のライン幅均一性を向上する工程（Ｂ）と、工程（Ｂ）後のレジストパターンＲ２をマスクとして平坦基板２０をエッチングし、エッチング部分を凹部２１とする表面凹凸パターンＰ１と補完的な反転パターンＰ２を形成する工程（Ｃ）とを順次実施して、転写用原盤基板の型４０を製造する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被転写体の表面に所定の信号パターンを磁気転写するために使用される転写用原盤とその製造技術に係り、特に転写用原盤基板の型の製造方法に関するものである。

磁気記録媒体の製造技術として、所定の表面凹凸パターン（転写パターン）を有し少なくとも表面が磁性を有する転写用原盤（マスタ担体）を用い、該転写用原盤の表面に被転写体（スレーブ媒体）を密着させて、被転写体に転写用原盤の表面凹凸パターンに応じた信号パターンを磁気転写する技術がある。転写用原盤としては、表面凹凸パターンを有する転写用原盤基板（マスタ基板）に磁性層が成膜されたものが広く使用されている。

転写用原盤基板は、転写用原盤基板の反転パターンを有する型を用いて効率よく製造される。特許文献１には、転写用原盤基板の型の製造方法として、平坦基板の表面にレジストの塗布・露光・現像を実施してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして平坦基板をエッチングし、さらに残存レジストを除去して、エッチング部分を凹部とする反転パターンを有する型を製造する方法が開示されている。同文献には、得られた型を用いて電鋳により転写用原盤基板を成形し、転写用原盤基板に磁性層を成膜して転写用原盤を製造する方法が開示されている。
特開２００１−２５６６４４号公報

磁気記録媒体に対するさらなる高密度記録化の要求は高く、その製造に用いる転写用原盤には転写パターンの高精細化と高精細転写パターンの高精度転写がより一層求められるようになってきている。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、転写パターンのさらなる高精細化が進んでも高精度転写を実施可能な転写用原盤の製造技術、及び該製造技術により製造される転写用原盤を提供することを目的とするものである。

本発明者は上記課題を解決するべく検討し、転写用原盤基板の型の製造に際して、平坦基板をエッチングする際のマスクであるレジストパターンの「ライン幅均一性」に着目した。レジストの塗布・露光・現像を経て形成されるレジストパターンには、図３（ａ）に示す如く僅かながらもライン幅ラフネス（ＬＷＲ、ラインパターンの幅均一性が低いこと）がある。図３（ａ）は一つのラインパターンの上面図と斜視図であり、この図ではライン幅ラフネスを実際のものより大きく誇張して図示してある。

現状の磁気転写では上記ライン幅ラフネスが磁気転写に与える影響はないと考えられており、特に対策が講じられることなく次のエッチング工程に進められている。しかしながら、本発明者は、今後さらなる転写パターンの高精細化（パターン線幅の狭小化等）が進めば、パターン線幅に対する上記ライン幅ラフネスの割合が相対的に増して磁気転写精度への影響が懸念されることに想到した。そして、例えば図３（ｂ）に示す如く、レジストパターンのライン幅均一性を高めてから平坦基板のエッチングを実施して転写用原盤基板の型を製造することで、転写パターンのさらなる高精細化が進んでも高精度転写を実施可能な転写用原盤を安定的に提供し得ることを見出し、本発明を完成した。

本発明の転写用原盤基板の型の製造方法は、被転写体の表面に所定の信号パターンを磁気転写するために使用され、前記信号パターンに応じた表面凹凸パターンを有する転写用原盤基板の上に少なくとも磁性層が積層されてなる転写用原盤の前記転写用原盤基板を成形する型の製造方法において、
平坦基板へのレジストの塗布、露光及び現像を実施して、レジストパターンを形成する工程（Ａ）と、前記レジストパターンのライン幅均一性を向上する工程（Ｂ）と、前記レジストパターンをマスクとして前記平坦基板をエッチングし、エッチング部分を凹部とする前記表面凹凸パターンと補完的な反転パターンを形成する工程（Ｃ）とを順次有することを特徴とするものである。

本明細書において、「反転パターン」とは、信号パターンに応じた表面凹凸パターンの凸部に対応する部分が凹部、同表面凹凸パターンの凹部に対応する部分が凸部のパターンである。

本発明の転写用原盤基板の型の製造方法において、前記工程（Ｂ）は、前記レジストパターンを選択的にエッチングして実施することができる。

ライン幅均一性は「ライン幅ラフネス値（ＬＷＲ値）」によりパラメータ化することができ、前記工程（Ｂ）は前記レジストパターンのＬＷＲ値を５ｎｍ以下として実施することが好ましい。

本明細書において、「ＬＷＲ値」は、臨界寸法（Critical dimension）を測定可能な走査型電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）を用い、任意のラインパターンを選択してそのライン幅を１０ｎｍピッチで２μｍの距離に渡って複数箇所で測定した時のライン幅のばらつき３σである。

本発明の転写用原盤の製造方法は、上記の本発明の転写用原盤基板の型の製造方法により製造された型を用いて転写用原盤基板を成形し、該転写用原盤基板の表面に少なくとも磁性層を積層することを特徴とするものである。

本発明の転写用原盤は、上記の本発明の転写用原盤の製造方法により製造されたものであることを特徴とするものである。

本発明の転写用原盤基板の型の製造方法では、平坦基板へのレジストの塗布、露光及び現像を実施してレジストパターンを形成し（工程（Ａ））、このレジストパターンのライン幅均一性を向上してから（工程（Ｂ））、レジストパターンをマスクとして平坦基板をエッチングする（工程（Ｃ））構成としている。かかる構成では、エッチング工程（Ｃ）においてマスクとして機能するレジストパターンのライン幅均一性が従来よりも向上されたものとなるので、エッチング工程（Ｃ）で形成される凹部の側壁平滑性が向上し、ライン幅均一性が良好な転写用原盤基板の型を製造することができる。かかる転写用原盤基板の型を用いて製造される転写用原盤はライン幅均一性が良好なものとなるので、転写パターンのさらなる高精細化が進んでも高精度転写を実施可能なものとなる。

本発明ではライン幅均一性が良好な転写用原盤基板の型が製造されるので、転写用原盤基板の型から成形された転写用原盤基板の剥離が容易となり、転写用原盤基板を型から剥離する際の表面凹凸パターンの損傷が抑制されるという利点もある。

次に、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。各図においては、視認しやすくするため実際のものとは縮尺やパターンを異ならせてある。

「転写用原盤、磁気転写方法」
本発明は特に転写用原盤基板の型の製造方法が特徴的であるが、はじめに、転写用原盤基板の型を用いて製造される転写用原盤の一例、及びこれを用いた磁気転写方法について簡単に説明する。図１は転写用原盤等のトラック方向厚み断面図である。

転写用原盤１０は中心部に開口部を有するディスク状物であり、図１（ｂ）に示すように、被転写体１３に転写する信号パターンに応じた表面凹凸パターンＰ１を有する金属製の転写用原盤基板（マスタ基板）１１と、その表面形状に沿って積層された磁性層１２とを備えている。

被転写体１３としては、片面又は両面に磁気記録層（図示略）を有するディスク状のスレーブ媒体が使用される。図１（ａ）に示すように、あらかじめ被転写体１３に対してトラック方向又は厚み方向に磁界Ｈ_ｉｎを印加し、磁気記録層（図示略）を初期磁化させる（トラック方向に磁界Ｈ_ｉｎを印加した場合について図示してある）。この状態で被転写体１３を転写用原盤１０の表面に供給し、両者を密着させる。次に、図１（ｂ）に示すように、密着させた転写用原盤１０及び被転写体１３に対して初期磁化方向と略反対方向に転写用磁界Ｈ_ｄｕを印加する。この際、転写用磁界Ｈ_ｄｕは、転写用原盤１０において、被転写体１３と密着した磁性層１２の凸部１２ａにのみ略選択的に吸い込まれる。その結果、面内記録の場合、被転写体１３の磁気記録層では、凸部１２ａに密着した部分の初期磁化は反転せずその他の部分の初期磁化が反転する。垂直記録の場合には逆に、被転写体１３の磁気記録層では、凸部１２ａに密着した部分の初期磁化が反転しその他の部分の初期磁化は反転しない。このようにして、転写用原盤１０の表面凹凸パターンに応じた磁化パターンが被転写体１３に磁気転写され、磁気記録媒体が製造される。

「転写用原盤基板の型の製造方法、転写用原盤の製造方法」
次に、図２に基づいて、上記転写用原盤１０を製造する場合を例として、本発明に係る実施形態の転写用原盤基板の型の製造方法、及び転写用原盤の製造方法について説明する。図２は図１と同様の厚み断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）には部分拡大斜視図も合わせて図示してある。

（転写用原盤基板の型の製造方法）
＜工程（Ａ）＞
はじめに、図２（ａ）に示す如く、平坦基板２０を用意し、その表面全体にスピンコート法等によりポジ型又はネガ型のレジスト３１を塗布する。平坦基板２０としては制限されず、以下の工程において半導体技術で使用される装置をそのまま利用できることから、シリコンウエハが好ましく用いられる。

次に、レジスト３１の露光及び現像を実施し、転写用原盤基板１１に形成する表面凹凸パターンＰ１に対応した図２（ｂ）に示すレジストパターンＲ１を形成する。露光は、平坦基板２０を回動させながら、レジスト３１に対して転写用原盤基板１１に形成する表面凹凸パターンＰ１に対応して変調したレーザ光又は電子線を照射することで、実施できる。レーザ光又は電子線は、用いるレジスト３１の種類に応じて、製造される転写用原盤基板１１の型において凸部となる部分にレジスト３１が残るよう照射する。露光後現像前には、必要に応じて熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）を実施する。

レジスト３１としては制限されず、高感度かつ高解像度を有し高精細パターンを形成できることから、化学増幅型レジストが好ましく用いられる。化学増幅型レジストは、電子線等による露光で酸が発生し、露光後に熱処理（ＰＥＢ）することで発生した酸を触媒としてレジスト反応が進行するものである。通常、化学増幅型レジストでは、露光部分に発生した酸は熱処理（ＰＥＢ）時に周辺に拡散するため、現像後に現れるパターンは露光部分より広がった形状となる。

＜工程（Ｂ）＞
レジストの塗布・露光・現像を経て形成される上記レジストパターンＲ１には、部分拡大斜視図に示すように僅かながらもライン幅ラフネス（ＬＷＲ）がある。そこで、工程（Ｂ）では、図２（ｃ）に示す如く、レジストパターンＲ１のライン幅均一性を向上する処理を実施し、レジストパターンＲ１をライン幅均一性が向上されたレジストパターンＲ２とする。

レジストパターンＲ１の選択的エッチング（トリミングやアッシング等）によりライン幅均一性を向上することができる。選択的エッチングは例えば、ＣＦ_４、Ｏ_２、Ａｒ等のガスを用いた、後記エッチング工程（Ｃ）よりも低出力条件のプラズマドライエッチングにより実施できる。レジストパターンＲ１の選択的エッチングに際して、基本的には平坦基板２０はエッチングされないが、後記凹部２１が形成されない範囲内で多少エッチングされることは差し支えない。

また、選択的エッチング以外にもレジスト３１が樹脂からなることを利用し、加熱、紫外線照射等によってレジスト３１の表面を変質等させ、ライン幅均一性を向上することもできる。

レジストパターンＲ１のラインパターン側壁がテーパ状であり、レジストパターンＲ２のラインパターン側壁が垂直状となる場合について図示しているが、ライン幅均一性が向上される条件を充たせば、工程（Ｂ）前後のラインパターン側壁の平坦基板２０に対する角度は変化してもしなくてもよい。

ライン幅均一性は「ライン幅ラフネス値（ＬＷＲ値）」によりパラメータ化できる。本発明者は、工程（Ａ）後のＬＷＲ値は例えば１０〜２０ｎｍ程度であり、工程（Ｂ）において、レジストパターンＲ２のＬＷＲ値を好ましくは５ｎｍ以下、特に好ましくは３ｎｍ以下とすることで、転写パターンのさらなる高精細化が進んでも高精度転写を実施可能な転写用原盤１０を安定的に提供する転写用原盤基板の型４０が製造できることを見出している。

＜工程（Ｃ）＞
次に、図２（ｄ）に示す如く、ライン幅均一性が向上されたレジストパターンＲ２をマスクとして平坦基板２０をエッチングし、平坦基板２０に凹部２１を形成する。凹部２１は製造される型を用いて得られる転写用原盤基板１１の凸部となる部分である。エッチング終了後、図２（ｅ）に示す如く、酸素プラズマアッシング等を実施して残存するレジスト３１を除去する。

工程（Ｃ）終了後、表面凹凸パターンＰ１と補完的な反転パターンＰ２を有する型４０が製造される。反転パターンＰ２は、表面凹凸パターンＰ１の凸部に対応する部分が凹部２１、表面凹凸パターンＰ１の凹部に対応する部分が凸部２２のパターンである。エッチング方法としては制限なく、高精細エッチングが可能なことからドライエッチングが好ましく、特にＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）等のプラズマドライエッチングが好ましい。

（転写用原盤の製造方法）
＜工程（Ｄ）＞
図２（ｆ）に示す如く、転写用原盤基板の型４０の上に転写用原盤基板１１を成形する。転写用原盤基板１１は、型４０の表面全体に金属スパッタリング等により導電層５１を成膜しその後電鋳を実施することで成形できる。導電層５１は、反転パターンＰ２が壊れないよう薄く成膜する。導電層５１は転写用原盤基板１１と同一材質（例えばニッケル）で成膜することが好ましい。導電層５１は電鋳により転写用原盤基板１１の一部となる。

＜工程（Ｅ）＞
次に、図２（ｇ）に示す如く、転写用原盤基板１１を型４０から剥離し、転写用原盤基板１１が製造される。

上記工程（Ｄ）と（Ｅ）を繰り返し実施することで、１つの型４０から複数の転写用原盤基板１１を簡易に効率よく製造できる。

＜工程（Ｆ）＞
成形された転写用原盤基板１１の表面に磁性材料をスパッタリングするなどして、転写用原盤基板１１の表面形状に沿って磁性層１２を積層し、図１（ｂ）に示した転写用原盤１０が完成する。磁性層１２は、少なくとも転写用原盤基板１１の表面凸部の上に成膜すればよい。転写用原盤１０の製造にあたっては、磁性層１２の他、必要に応じて他の層を成膜することができる。例えば、転写用原盤基板１１と磁性層１２との間に非磁性層を介在させたり、磁性層１２の上に保護層を設けることができる。

本実施形態の転写用原盤基板の型４０の製造方法は、平坦基板２０へのレジスト３１の塗布、露光及び現像を実施してレジストパターンＲ１を形成し（工程（Ａ））、このレジストパターンＲ１のライン幅均一性を向上してから（工程（Ｂ））、ライン幅均一性が向上されたレジストパターンＲ２をマスクとして平坦基板２０をエッチングする（工程（Ｃ））構成としている。かかる構成では、エッチング工程（Ｃ）においてマスクとして機能するレジストパターンのライン幅均一性が従来よりも向上されたものとなるので、エッチング工程（Ｃ）で形成される凹部２１の側壁平滑性が向上し、ライン幅均一性が良好な転写用原盤基板の型４０を製造することができる。かかる転写用原盤基板の型４０を用いて製造される転写用原盤基板１１及び転写用原盤１０はライン幅均一性が良好なものとなるので、転写用原盤１０は転写パターンのさらなる高精細化が進んでも高精度転写を実施可能なものとなる。

本実施形態ではライン幅均一性が良好な転写用原盤基板の型４０が製造されるので、転写用原盤基板の型４０からの転写用原盤基板１１の剥離が容易となり、転写用原盤基板１１を型４０から剥離する際の表面凹凸パターンＰ１の損傷が抑制されるという利点もある。

本発明の技術は、被転写体の表面に所定の信号パターンを磁気転写するために使用される転写用原盤に適用することができる。

（ａ）、（ｂ）は転写用原盤の一例と磁気転写方法を示す図 （ａ）〜（ｇ）は本発明に係る実施形態の転写用原盤基板の型の製造方法、及び転写用原盤の製造方法を示す工程図 （ａ）、（ｂ）は本発明の転写用原盤基板の型の製造方法の工程（Ｂ）を説明するための説明図

符号の説明

１０ 転写用原盤
１１ 転写用原盤基板
１２ 磁性層
１３ 被転写体
２０ 平坦基板
２１ 凹部
３１ レジスト
４０ 転写用原盤基板の型
Ｐ１ 表面凹凸パターン
Ｐ２ 反転パターン
Ｒ１ 工程（Ａ）後のレジストパターン
Ｒ２ 工程（Ｂ）後のレジストパターン

Claims (5)

1. 被転写体の表面に所定の信号パターンを磁気転写するために使用され、前記信号パターンに応じた表面凹凸パターンを有する転写用原盤基板の上に少なくとも磁性層が積層されてなる転写用原盤の前記転写用原盤基板を成形する型の製造方法において、
   平坦基板へのレジストの塗布、露光及び現像を実施して、レジストパターンを形成する工程（Ａ）と、
   前記レジストパターンのライン幅均一性を向上する工程（Ｂ）と、
   前記レジストパターンをマスクとして前記平坦基板をエッチングし、エッチング部分を凹部とする前記表面凹凸パターンと補完的な反転パターンを形成する工程（Ｃ）とを順次有することを特徴とする転写用原盤基板の型の製造方法。
2. 前記工程（Ｂ）は、前記レジストパターンを選択的にエッチングして実施することを特徴とする請求項１に記載の転写用原盤基板の型の製造方法。
3. 前記工程（Ｂ）は、前記レジストパターンのライン幅ラフネス値（ＬＷＲ値）を５ｎｍ以下として実施することを特徴とする請求項１又は２に記載の転写用原盤基板の型の製造方法。
4. 請求項１〜３に記載の転写用原盤基板の型の製造方法により製造された型を用いて転写用原盤基板を成形し、該転写用原盤基板の表面に少なくとも磁性層を積層することを特徴とする転写用原盤の製造方法。
5. 請求項４に記載の転写用原盤の製造方法により製造されたものであることを特徴とする
   転写用原盤。

Images