JP2008254208A - インプリント用モールド構造体及び該インプリント用モールド構造体を用いて製造した磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】インプリント用モールド構造体と加工対象物間にナノメーターサイズのコンタミネーション（パーティクル）が存在する場合であっても加工対象物自身を破損することなく、サーボ/データ信号の真円度が確保されて性能が維持された磁気記録媒体を製造することができるインプリント用モールド構造体及び該インプリント用モールド構造体を用いて製造した磁気記録媒体の提供。
【解決手段】加工対象物に押圧されるインプリント用モールド構造体であって、基板及び前記基板の一方の表面上に形成された凸部を有するモールド基材と、前記モールド基材上に形成されたモールド表層とを備え、前記モールド表層は、前記加工対象物よりも押し込み硬度が小さく、前記モールド基材は、前記モールド表層よりも硬度が大きいことを特徴とするインプリント用モールド構造体である。
【選択図】図１

Description

本発明は、インプリント用モールド構造体及び該インプリント用モールド構造体を用いて製造した磁気記録媒体に関する。

近年、高速性やコストに優れたハードディスクドライブが、ストレージ機器の主力として、携帯電話、小型音響機器や、ビデオカメラなどのポータブル機器に搭載され始め、より一層の小型大容量化という要求に応えるために、記録密度を向上させる技術が求められている。
ハードディスクドライブの記録密度を高めるためには、磁気記録媒体の高性能化、及び磁気ヘッド幅の狭小化という手法が従来より用いられてきたが、データトラック間隔を狭めることにより、隣接トラック間の磁気の影響（クロストーク）や、熱揺らぎの影響が無視できなくなり、磁気ヘッドの狭小化などによる面記録密度の向上には限界があった。

そこで、クロストークによるノイズを解決する手段として、ディスクリートトラックメディアと呼ばれる形態の磁気記録媒体が提案されている。
ディスクリートトラックメディアは、隣接するトラック間に非磁性のガードバンド領域を設けて個々のトラックを磁気的に分離したディスクリート構造とすることにより、隣接トラック間の磁気的干渉を低減したものである。

また、熱揺らぎによる減磁を解決する手段として、信号記録のための個々のビットを予め所定の形状パターンで備えたパターンドメディアと呼ばれる形態の磁気記録媒体が提案されている。

上記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を製造する際には、特許文献１に開示されたように、レジストパターン形成用モールド（スタンパとも称することがある。）を用いて、磁気記録媒体の表面に形成されたレジスト層に所望のパターンを転写するインプリンティング法（インプリントプロセス）がある。

前記インプリントプロセスでは形状加工対象物に対してレジスト塗布、モールドを密着、圧力を印加し、レジストパターンを形成する。これまではモールドの表層に硬質保護層（例えば、ＤＬＣ膜）を形成しモールドの耐久性向上が検討されてきた（特許文献２参照）。しかし、本方式ではモールドと加工対象物間にナノメーターサイズのコンタミネーション（パーティクル）が存在すると、加工対象物に直接的に、かつ局所的に圧力が印加されてしまうため、加工対象物自身を破損してしまうことがあった。

本発明者はモールド自体を軟質素材で構成することで上記問題が解決すると考え、樹脂基体での検討を行った。これまでにも、特許文献３及び４で開示されているような検討が行われており、上記問題の解決方法が提案されている。
しかし、磁気記録媒体を作製するにあたってサーボ/データ信号を真円状に配置する必要があり、上記樹脂製モールドでは基体自身がインプリント時に変形してしまい、パターン形成はできるものの、磁気記録媒体性能が著しく低下するという問題があった。

特開２００４−２２１４６５号公報 特開２００２−２０３３４２号公報 特開２００３−１２３６３９号公報 特開２００５−１５９３５８号公報

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、インプリント用モールド構造体と加工対象物間にナノメーターサイズのコンタミネーション（パーティクル）が存在する場合であっても加工対象物自身を破損することなく、サーボ/データ信号の真円度が確保されて性能が維持された磁気記録媒体を製造することができるインプリント用モールド構造体及び該インプリント用モールド構造体を用いて製造した磁気記録媒体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 加工対象物に押圧されるインプリント用モールド構造体であって、基板及び前記基板の一方の表面上に形成された凸部を有するモールド基材と、前記モールド基材上に形成されたモールド表層とを備え、前記モールド表層は、前記加工対象物よりも押し込み硬度が小さく、前記モールド基材は、前記モールド表層よりも押し込み硬度が大きいことを特徴とするインプリント用モールド構造体である。
該＜１＞に記載のインプリント用モールド構造体においては、前記モールド表層は、前記加工対象物よりも押し込み硬度が小さく、前記モールド基材は、前記モールド表層よりも押し込み硬度が大きいので、前記インプリント用モールド構造体と前記加工対象物との間にナノメーターサイズのコンタミネーション（パーティクル）が存在する場合であっても前記加工対象物に直接的かつ局所的に圧力が印加されるのを防止することができると共に、インプリント時に前記モールド基材が変形するのを防止することができ、もって、前記インプリント用モールド構造体と前記加工対象物との間にナノメーターサイズのコンタミネーション（パーティクル）が存在する場合であっても加工対象物自身を破損することなく、サーボ/データ信号の真円度が確保されて性能が維持された磁気記録媒体を製造することができる。
＜２＞ 加工対象物の押し込み硬度Ｒ１、モールド表層の押し込み硬度Ｒ２、及びモールド基材の押し込み硬度Ｒ３が、下記関係式（１）を満たす前記＜１＞に記載のインプリント用モールド構造体である。
Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２・・・（１）
＜３＞ モールド表層の押し込み硬度Ｒ２が、３ＧＰａ以下である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体である。
＜４＞ モールド表層が、加工対象物に対して剥離機能を有する材料からなる前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体である。
＜５＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体を用いて製造したことを特徴とする磁気記録媒体である。

本発明によると、インプリント用モールド構造体と加工対象物間にナノメーターサイズのコンタミネーション（パーティクル）が存在する場合であっても加工対象物自身を破損することなく、サーボ/データ信号の真円度が確保されて性能が維持された磁気記録媒体を製造することができるインプリント用モールド構造体及び該インプリント用モールド構造体を用いて製造した磁気記録媒体を提供することができる。

以下、本発明のインプリント用モールド構造体について図面を参照して説明する。

（インプリント用モールド構造体）
図１は、本発明のインプリント用モールド構造体の構成を示す部分斜視図である。
図１に示すように、インプリント用モールド構造体１は、加工対象物（例えば、後述する図３におけるインプリントレジスト２４）に押圧されるものであり、モールド基材４と、モールド基材４上に形成されたモールド表層５とを少なくとも備え、更に必要に応じて、その他の部材を備える。

加工対象物、モールド表層５、及びモールド基材４の材料は、加工対象物の押し込み硬度Ｒ１がモールド表層５の押し込み硬度Ｒ２よりも大きく、モールド基材４の硬度Ｒ３がモールド表層５の硬度Ｒ２よりも大きくなるように適宜選択される。
さらに、加工対象物の押し込み硬度Ｒ１、モールド表層５の押し込み硬度Ｒ２、及びモールド基材４の押し込み硬度Ｒ３が、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２を満たすことが好ましい。

なお、加工対象物の押し込み硬度Ｒ１、モールド表層５の押し込み硬度Ｒ２、及びモールド基材４の押し込み硬度Ｒ３は、以下に示す測定方法により測定される。

−押し込み硬度の測定方法−
ＴＲＩＢＯＳＣＯＰＥ（ＨＹＳＩＴＲＯＮ社製）を用いて、ダイヤモンド先端稜角９０度、先端曲率半径４０ｎｍの三角錐型を用いて押し込み加重５μＮで押し込み速度３ｎｍ／秒で押し込み、最大５μＮまでの圧力を印加し、その後圧力を徐々に戻す。このときの最大荷重５μＮを圧子接触部の投影面積で除算して硬度を求めた。

−モールド基材−
前記モールド基材４は、円盤状をなす基板２と、基板２の一方の表面２ａ上に、同心円状に、所定の間隔で形成された複数の凸部３とを有し、モールド表層５よりも押し込み硬度が大きい。

また、前記同心円の半径方向（凸部３が列設されている方向）における凸部３の断面形状は、例えば、矩形をなしている。
なお、前記凸部３の断面形状は、矩形に限られず、目的に応じて、後述するエッチング工程を制御することにより、任意の形状を選択することができる。
以下、本実施形態の説明において、「断面（形状）」とは、特に断りがない限り、前記同心円の半径方向（凸部３が列設されている方向）における断面（形状）を指す。

−モールド表層−
前記モールド表層５は、加工対象物よりも押し込み硬度が小さく、３ＧＰａ以下である。また、モールド表層５は、加工対象物に対して剥離機能を有する材料からなることが好ましく、加工対象物に対して剥離機能を有する材料としては、公知のフッ素系樹脂、炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑剤、フッ素系シランカップリング剤などを使用できる。
前記フッ素系樹脂としては、ＰＴＦＡ，ＰＦＡ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥなどが挙げられる。
前記炭化水素系潤滑剤としては、ステアリン酸、オレイン酸等のカルボン酸類、ステアリン酸ブチル等のエステル類、オクタデシルスルホン酸等のスルホン酸類、リン酸モノオクタデシル等のリン酸エステル類、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等のアルコール類、ステアリン酸アミド等のカルボン酸アミド類、ステアリルアミン等のアミン類などが挙げられる。
前記フッ素系潤滑剤としては上記炭化水素系潤滑剤のアルキル基の一部または全部をフルオロアルキル基もしくはパーフルオロポリエーテル基で置換した潤滑剤が挙げられる。前記パーフルオロポリエーテル基としては、パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ−ｎ−プロピレンオキシド重合体（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）ｎ、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）ｎまたはこれらの共重合体等である。
前記フッ素系シランカップリング剤としては分子中に少なくとも１個、好ましくは１〜１０個のアルコキシシラン基、クロロシラン基を有するものであり、分子量２００〜５００,０００のものが好ましい。前記アルコキシシラン基の例としては、-Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３基、-Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３基、-Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３基が挙げられ、前記クロロシラン基としては、-Ｓｉ（Ｃｌ）_３基などが挙げられる。具体的には、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラ-ハイドロデシルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルジメチルクロロシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラ-ハイドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラ-ハイドロオクチルトリメトキシシランなどの素材である。

−その他の部材−
前記その他の部材としては、本発明の効果を害しない限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、モールド基材４とモールド表層５の間に介装されたモールド層等が挙げられる。

以上のように、インプリント用モールド構造体１においては、モールド表層５は、加工対象物よりも押し込み硬度が小さく、モールド基材４は、モールド表層５よりも押し込み硬度が大きいので、インプリント用モールド構造体１と加工対象物との間にナノメーターサイズのコンタミネーション（パーティクル）が存在する場合であっても加工対象物に直接的かつ局所的に圧力が印加されるのを防止することができると共に、インプリント時にモールド基材４が変形するのを防止することができ、もって、インプリント用モールド構造体１と加工対象物との間にナノメーターサイズのコンタミネーション（パーティクル）が存在する場合であっても加工対象物自身を破損することなく、サーボ/データ信号の真円度が確保されて性能が維持された磁気記録媒体（後述する図３における磁気記録媒体１００）を製造することができる。

また、加工対象物の押し込み硬度Ｒ１、モールド表層５の押し込み硬度Ｒ２、及びモールド基材４の押し込み硬度Ｒ３が、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２を満たすので、加工対象物自身の破損を確実に防止することに加え、基体自身がインプリント時に変形することで発生する磁気記録媒体性能の低下も防止することができる。

また、モールド表層５の押し込み硬度Ｒ２が、３ＧＰａ以下であるので、加工対象物、具体的には垂直磁気記録媒体を構成している保護層、磁気記録層などの機能層をナノサイズのコンタミネーション介在しても破損を防止することができる。加えてコンタミネーションを捕獲し、対象物クリーニングとしても機能することができる。

また、モールド表層５が、加工対象物に対して剥離機能を有する材料からなるので、モールド表層５を加工対象物から容易に剥離することができる。

なお、本実施形態の説明では、２層の層構成（モールド基材４及びモールド表層５）からなるインプリント用モールド構造体１を示したが、これに限定されるものではなく、少なくとも２層以上の層構成を有していればよい。

＜インプリント用モールド構造体の作製方法＞
以下、本発明に係るインプリント用モールド構造体の作製方法の例について図面を参照して説明する。なお、本発明に係るインプリント用モールド構造体は、下記の作製方法以外の作製方法により作製されたものであってもよい。
―原盤の作製―
図２Ａ〜Ｂは、インプリント用モールド構造体を示す断面図である。図２Ａに示すように、まず、Ｓｉ基板１０上に、スピンコートなどでＰＭＭＡなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層２１を形成する。
その後、Ｓｉ基板１０を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層２１を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層２１のパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤１１を得る。

―モールドの作製―
次に、図２Ｂに示すように、光硬化性樹脂を含有するインプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層２４が一方の面に形成された被加工基板としての石英基板３０に対して、原盤１１を押し当て、原盤１１上に形成された凸部のパターンがインプリントレジスト層２４に転写される。

ここで、前記被加工基板の材料は、光透過性を有し、モールド構造体として機能する強度を有する材料であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択され、例えば、石英（ＳｉＯ_２）等が挙げられる。
また、前記「光透過性を有する」とは、具体的には、被加工基板にインプリントレジスト層が形成される一方の面から出射するように、前記被加工基板の他方の面から光を入射した場合に、インプリントレジストが十分に硬化することを意味しており、少なくとも、前記他方の面から前記一方の面への光透過率が５０％以上であることを意味する。
また、前記「モールド構造体として機能する強度を有する」とは、磁気記録媒体の基板上に形成されたインプリントレジスト層に対して、平均面圧力が４ｋｇｆ／ｃｍ^２という条件下で押し当て、加圧しても耐えられるような強度を意味する。

――硬化工程――
その後、インプリントレジスト層２４に紫外線などを照射して転写されたパターンを硬化させる。

――パターン形成工程――
その後、転写されたパターンをマスクにしてＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド基材４を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド基材４の凹部の断面形状が、図１に示す凸部３の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。

――モールド表層形成工程――
上述したように作製されたモールド基材４上に、加工対象物及びモールド基材４よりも押し込み硬度が小さく、前記加工対象物に対して剥離機能を有する材料からなるモールド表層５を形成する。

（磁気記録媒体）
以下、本発明に係るインプリント用モールド構造体を用いて作製された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などの磁気記録媒体を図面を参照して説明する。但し、本発明に係る磁気記録媒体は、本発明に係るインプリント用モールド構造体を用いていれば、下記の製造方法以外の製造方法により作製されたものであってもよい。

図３に示すように、磁性層５０と、インプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層２４とがこの順に形成された磁気記録媒体の基板４０に対して、モールド構造体１を押し当て、加圧することにより、モールド構造体１上に形成された凸部３のパターンをインプリントレジスト層２４に転写する。

その後、凸部３のパターンが転写されたインプリントレジスト層２４をマスクにして、ＲＩＥなどにより選択エッチングを行い、モールド構造体１上に形成されたパターン形状に基づく凹凸形状を磁性層５０に形成し、凹部に非磁性材料７０を埋め込み、表面を平坦化した後、必要に応じて、保護膜などを形成して磁気記録媒体１００を得る。

図１は、本発明のインプリント用モールド構造体の構成を示す部分斜視図である。 図２Ａは、本発明のインプリント用モールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図２Ｂは、本発明のインプリント用モールド構造体の製造方法を示す断面図である。 図３は、本発明のインプリント用モールド構造体を用いて磁気記録媒体を製造する製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１ モールド構造体
２ 基板
２ａ 表面
３ 凸部
４ モールド基材
５ モールド表層
１０ Ｓｉ基板
１１ Ｓｉ原盤
２１ フォトレジスト層
２４ インプリントレジスト層
３０ 石英基板
４０ 磁気記録媒体の基板
５０ 磁性層
７０ 非磁性材料
１００ 磁気記録媒体

Claims (5)

1. 加工対象物に押圧されるインプリント用モールド構造体であって、基板及び前記基板の一方の表面上に形成された凸部を有するモールド基材と、前記モールド基材上に形成されたモールド表層とを備え、前記モールド表層は、前記加工対象物よりも押し込み硬度が小さく、前記モールド基材は、前記モールド表層よりも押し込み硬度が大きいことを特徴とするインプリント用モールド構造体。
2. 加工対象物の押し込み硬度Ｒ１、モールド表層の押し込み硬度Ｒ２、及びモールド基材の押し込み硬度Ｒ３が、下記関係式（１）を満たす請求項１に記載のインプリント用モールド構造体。
   Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２・・・（１）
3. モールド表層の押し込み硬度Ｒ２が、３ＧＰａ以下である請求項１から２のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体。
4. モールド表層が、加工対象物に対して剥離機能を有する材料からなる請求項１から３の
   いずれかに記載のインプリント用モールド構造体。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体を用いて製造したことを特徴とする磁気記録媒体。