JP2009012290A - インプリント方法、並びにモールドの製造方法及び磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同時に複数のインプリントプロセスを行うことができ、タクトアップが図れると共に、集合体の中心部における紫外線減衰の影響を抑え、均一な紫外線照射を行えるインプリント方法、並びにモールドの製造方法及び磁気記録媒体の製造方法の提供。
【解決手段】基板上の紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層にモールドの凹凸パターンを押し付けたインプリント構造体を複数重ね合わせてなる集合体に対し、該集合体の重心部を通過するように紫外線を照射するインプリント方法である。該基板及びモールドの少なくともいずれかが紫外線に対して３０％以上の透過率を有する態様などが好ましい。
【選択図】図６

Description

本発明は、同時に複数のインプリントプロセスを行うことができ、タクトアップが図れるインプリント方法、並びに該インプリント方法を用いたモールドの製造方法及び磁気記録媒体の製造方法に関する。

近年、高速性及びコスト性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、ビデオカメラ等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）、及び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、前記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（特許文献１〜２参照）。この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、前記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（特許文献３参照）。

前記ディスクリートトラックメディア及びパターンドメディアを製造する際には、特許文献４に開示されているように、レジストパターン形成用モールド（以下、単に「モールド」と称することもある）を用いて、表面に磁性層を具備した磁気記録媒体用基板上に形成されたインプリントレジスト層に所望のパターンを転写するインプリント法がある。

前記インプリント法を用いて、モールドを製造（複製）する場合には、基板上の紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層にモールドの凹凸パターンを押し付け、紫外線照射することにより一つずつ作製しており、生産効率の向上が望まれているが、タクトアップを図るのには限界があるのが現状である。
また、磁気記録媒体の基材上にインプリントレジスト組成物を塗布し、レジストマスク層を形成する場合にも同様の問題が発生する。

特開昭５６−１１９９３４号公報 特開平２−２０１７３０号公報 特開平３−２２２１１号公報 特開２００４−２２１４６５号公報

本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、基板上の紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層にモールドの凹凸パターンを押し付けたインプリント構造体を複数重ね合わせてなる集合体に対し、紫外線を照射することにより、同時に複数のインプリントプロセスを行うことができ、タクトアップが図れると共に、集合体の重心部を通過するように紫外線を照射することにより、集合体の中心部における紫外線減衰の影響を抑え、均一な紫外線照射が行え、凹凸パターンが形成されたインプリントレジスト層を効率よく硬化させることができるインプリント方法、並びに該インプリンと方法を用いたモールドの製造方法及び磁気記録媒体の製造方法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＞ 基板上の紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層にモールドの凹凸パターンを押し付けたインプリント構造体を複数重ね合わせてなる集合体に対し、該集合体の重心部を通過するように紫外線を照射することを特徴とするインプリント方法である。
＜２＞ 基板及びモールドの少なくともいずれかが紫外線に対して３０％以上の透過率を有する前記＜１＞に記載のインプリント方法である。
＜３＞ モールドが、石英からなる前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のインプリント方法である。
＜４＞ 集合体の周囲に配置したミラー及びレンズの少なくともいずれかにより、紫外線を集光させて照射する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のインプリント方法である。
＜５＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のインプリント方法を用いてモールドを製造することを特徴とするモールドの製造方法である。
＜６＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のインプリント方法を用いて磁気記録媒体を製造することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。

本発明によると、従来における諸問題を解決でき、基板上の紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層にモールドの凹凸パターンを押し付けたインプリント構造体を複数重ね合わせてなる集合体に対し、紫外線を照射することにより、同時に複数のインプリントプロセスを行うことができ、タクトアップが図れると共に、集合体の重心部を通過するように紫外線を照射することにより、集合体の中心部における紫外線減衰の影響を抑え、均一な紫外線照射が行え、凹凸パターンが形成されたインプリントレジスト層を効率よく硬化させることができるインプリント方法、並びに該インプリント方法を用いたモールドの製造方法及び磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。

（インプリント方法）
本発明のインプリント方法は、基板上の紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層にモールドの凹凸パターンを押し付けたインプリント構造体を複数重ね合わせてなる集合体に対し、該集合体の重心部を通過するように紫外線を照射する。
本発明のインプリント方法においては、前記集合体に対し紫外線照射時の紫外線透過性の点から、基板及びモールドの少なくともいずれかが紫外線に対して３０％以上の透過率を有することが好ましく、紫外線に対して５０％以上の透過率を有することがより好ましく、基板及びモールドの両方が紫外線に対して３０％以上の透過率を有することが特に好ましい。
ここで、前記基板及びモールドの紫外線透過率は、例えば紫外可視近赤外分光光度計（Ｖ−６７０、日本分光株式会社製）などにより測定することができる。

−基板−
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、情報記録媒体である場合には、円板状である。また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、前記材質としては、基板材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、ニッケル、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英、透明樹脂、などが挙げられる。これらの基板材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、透明性の点から、石英、ガラス、透明樹脂が好ましく、石英が特に好ましい。
前記基板は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
前記基板の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。前記基板の厚みが５０μｍ未満であると、加工対象物とモールドとの密着時にモールド側に撓みが発生し、均一な密着状態を確保できない可能性がある。

磁気記録媒体加工時（レジストマスク層形成時）には、上記基板上に磁性層を形成した基材を用いる。
前記磁性層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＮｉ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＰ、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＮｉＰｔなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記磁性層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、通常、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度である。
前記磁性層の形成方法としては、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができ、例えば、スパッタリング法、電着（電着法）、等により行うことができる。
前記基板と前記磁性層との間には、磁性層配向用の結晶配向層、軟磁性下地層を適宜形成してもよい。前記軟磁性下地層は単層、あるいは複数層にて構成してもよい。

−紫外線硬化樹脂組成物−
前記紫外線硬化樹脂組成物は、少なくとも紫外線硬化性樹脂と、反応性希釈剤と、光重合開始剤とを含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。

前記紫外線硬化樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等のアクリレート系樹脂を用いることができる。これらの中でも、エポキシ（メタ）アクリレートは、硬化物の硬度や硬化速度を向上させる機能があるため、ウレタン（メタ）アクリレート及びポリエステル（メタ）アクリレートの少なくともいずれかと併用して用いるのが好ましい。

前記反応性希釈剤としては、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１分子中に（メタ）アクリロイル基を少なくとも１個有する（メタ）アクリレート化合物などが挙げられる。これらの成分としては、（メタ）アクリロイル基を１つだけ有する単官能化合物、又は２つ以上有する多官能化合物のいずれかの化合物を用いてもよく、樹脂の粘度、反応性の調整、あるいは硬化物の弾性率、ガラス転移温度等の物理特性を制御する目的で、適当な比率で併用してもよい。

前記光重合開始剤としては、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１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−１−｛４−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル］−フェニル｝−２−メチル−プロパン−１−オン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパノン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−ジメチルアミノ−２−（４−メチル−ベンジル）−１−（４−モリフォリン−４−イル−フェニル）−ブタン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

−モールド−
前記モールドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば円板状の基板と、該基板の一方の表面に、該表面を基準として複数の凸部が配列されたことによって形成された凹凸部を有してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。

前記モールドの材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、石英、金属、及び透明樹脂のいずれかの材料が好適である。
前記金属としては、例えばＮｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ等の各種金属、又はこれらの合金を用いることができる。これらの中でも、Ｎｉ、Ｎｉ合金が特に好ましい。
前記樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、低融点フッ素樹脂などが挙げられる。
前記モールドとしては、紫外線の照射性の点から、紫外線に対して３０％以上の透過率を有することが好ましく、石英が特に好ましい。

ここで、図１は、前記モールドの一実施形態における構成を示す部分斜視図である。
図１に示すように、モールド１は、円盤状をなす基板２の一方の表面２ａ（以下、基準面２ａということがある）に、複数の凸部３ａ及び凹部３ｂが同心円状に形成されてなる。この場合、凸部３ａと、複数の凸部３ａ間に形成された凹部３ｂとを総称して凹凸部３とする。
また、前記基板２の厚みは、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。前記基板の厚みが、０．１ｍｍ未満であると、加工対象物とモールドとが密着時にモールド側に撓みが発生し、均一な密着状態を確保できない可能性があり、１０ｍｍを超えると、加工対象物とモールドとが密着時にモールドの弾性変形が小さいため、加工対象物が大きく変形し該加工対象物が破損し、或いは局所的に圧力が印加された状態となり、パターン破損が発生することがある。
また、前記同心円の半径方向（凸部３ａが列設されている方向）における凹部３ｂの断面形状は、例えば、矩形をなしている。
なお、前記凹部３ｂ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。
本発明において、前記「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３ａが列設されている方向）における断面（形状）を指す。

−インプリント構造体−
前記インプリント構造体は、前記基板上に紫外線硬化樹脂組成物を塗布し、インプリントレジスト層を形成し、該インプリントレジスト層に前記モールドの凹凸パターンを押し付けることにより得られる。
前記紫外線硬化樹脂組成物の塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばスピンコート法、キャスト法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法などが挙げられる。

−集合体−
前記集合体は、作製した前記インプリント構造体を複数重ね合わせたて作製したものであり、２つ以上重ね合わせることが好ましく、２つ〜６つがより好ましい。これらの中でも、インプリント構造体を偶数個重ね合わせることが特に好ましい。これは、前記集合体の重心部が該集合体において対称となる点に設定することができ、該集合体に対する紫外線の照射を均一にすることができ、効率よくインプリントレジスト層を硬化させることができる。これにより、集合体に対して１回の紫外線照射により、複数のインプリントプロセスを行うことが可能になり、タクトアップが図れる。
前記インプリント構造体の重ね合わせ方法については、紫外線照射後、各インプリント構造体に容易に分離することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）基板片面に対してインプリントレジスト層を形成し、モールドを押し当てたインプリント構造体を複数個積層する態様、（２）基板の両面に対してインプリントレジスト層を形成し、両面にモールドを配置し、押し当ててインプリント構造体とし、このインプリント構造体を複数個積層する態様などが挙げられる。なお、前記（２）に関しては基板（基材）の両面にインプリント構造体が存在することと同義であるため、一つの基板（基材）であっても２つ積層したと考えてもよい。
例えば、図４に示すように、集合体７０として、基板６１上に紫外線硬化樹脂組成物を塗布し、該紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層６２を形成し、該インプリントレジスト層６２にモールド１の凹凸パターンを押し付けてなるインプリント構造体６０を４つ重ね合わせてなるものが挙げられる。
また、図５に示すように、集合体７１として、基板６１の両面に紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層６２，６２を形成し、両面にモールド１，１を配置し、押し当ててインプリント構造体６５とし、このインプリント構造体６５を４つ重ね合わせてなるものが挙げられる。

−紫外線の照射−
前記紫外線の照射は、インプリント構造体を複数重ね合わせてなる集合体の重心部を通過するように紫外線を照射する。これにより、前記集合体の中心部における紫外線減衰の影響を抑え、均一な紫外線照射強度を達成でき、紫外線硬化樹脂からなるインプリントレジスト層を効率よく硬化させることができる。
ここで、前記集合体の重心部とは、前記集合体の重心及び重心近傍を意味し、集合体の重心位置は、集合体を端点で吊り下げること、或いは計算により、求めることができる。

前記紫外線照射は、モールドがニッケルモールドのように紫外線硬化樹脂を硬化させるのに十分な紫外線透過性が無いときは、紫外線透過率が３０％以上の基板を用い該基板側から紫外線を照射する。
一方、モールドが石英モールド、ガラスモールド、透明樹脂モールドのように、モールド自身に紫外線透過性がある場合には、紫外線照射はモールド側、又は基板側のいずれから照射してもよく、両側から照射することが照射効率の点から特に好ましい。
前記紫外線光源としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が用いられ、例えば、波長３６５ｎｍで１００ｍＪ／ｃｍ^２〜２，０００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギー量を照射する。

前記紫外線の集光による照射は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、集合体の周囲に配置したミラー及びレンズの少なくともいずれかにより行うことが好ましい。
ここで、図６に示すように、図４に示すインプリント構造体６０を４つ重ね合わせてなる集合体７０の周囲にミラー８０を配置し、集合体７０の重心部を通過するように紫外線を集光させて照射する。この図６によれば、１回の紫外線照射により、４つのモールドが効率よく作製できる。図６においては、基板６１及びモールド１がいずれも紫外線に対して３０％以上の透過率を有する。

本発明のインプリント方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、モールドの製造（複製）、磁気記録媒体等の各種情報記録媒体の製造などに好適に用いられるが、以下に説明するモールドの製造方法に特に好適に用いられる。

（モールドの製造方法）
本発明のモールドの製造方法は、本発明のインプリント方法を用いてモールドを製造するものである。

ここで、図２及び図３は、モールドの作製方法を示す断面図である。図２に示すように、まず、石英基板３０上に、スピンコート法等で感光性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、石英基板３０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、フォトレジスト層２１の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（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ；反応性イオンエッチング）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３１を得る。

次に、図３に示すように、光硬化樹脂を含有するレジスト液を塗布してなるレジスト層２４が形成された石英基板３０に対して、原盤３１を押し当て、原盤３１上に形成された凸部のパターンがレジスト層２４に転写される。
その後、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、該パターンをマスクにして、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ；反応性イオンエッチング）などにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する石英製のモールド１を得る。

次に、図４に示すように、作製した石英モールド１を用い、ガラス基板６１上に紫外線硬化樹脂組成物を塗布し、該紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層６２にモールド１の凹凸パターンを押し付けてインプリント構造体６０を作製し、該インプリント構造体６０を４つ重ね合わせて集合体７０を作製する。
次に、図６に示すように、インプリント構造体６０を４つ重ね合わせてなる集合体７０の周囲にミラー８０を配置し、集合体７０の重心部を通過するように紫外線を照射させて、凹凸パターンが形成されたインプリントレジスト層６２を硬化させる。その際、紫外線光源として、高圧水銀ランプ又はメタルを用い、波長３６５ｎｍで１００ｍＪ／ｃｍ^２〜２，０００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギー量を照射することが好ましい。
次に、図７に示すように、集合体を４つのインプリント構造体６０ごとに分離する。
次に、図８に示すように、各インプリント構造体からモールド１を剥離することにより、１回の紫外線照射により、モールドの凹凸パターンが転写された４つのモールドが製造（複製）される。

本発明のモールドの製造方法は、本発明の前記インプリント方法を用いているので、同時に複数のインプリントプロセスを行うことができ、タクトアップが図れると共に、集合体の中心部における紫外線減衰の影響を抑え、均一な紫外線照射強度を達成でき、凹凸パターンが形成されたインプリントレジスト層を効率よく硬化させることができる。
なお、本発明の磁気記録媒体の製造方法において、磁気記録媒体の基材上にインプリントレジスト組成物を塗布し、インプリントレジスト層を形成し、該レジスト層にモールドを押し付けて凹凸パターン（レジストマスク層）を形成する場合にも、本発明のインプリント方法と同様にして行うことができる。

以上、本発明のインプリント方法及びモールドの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差支えない。

本発明のインプリント方法によれば、同時に複数のインプリントプロセスを行うことができるので、モールドの製造（複製）、磁気記録媒体等の各種情報記録媒体の製造などに好適に用いられる。

図１は、モールドの一例を示す部分斜視図である。 図２は、モールドの製造方法における原盤の作製を示す工程図である。 図３は、モールドの製造方法におけるモールドの作製を示す工程図である。 図４は、インプリント構造体を積層した集合体の一例を示す図である。 図５は、インプリント構造体を積層した集合体の他の一例を示す図である。 図６は、図４の集合体に対し紫外線を照射する方法を示す図である。 図７は、紫外線照射後の図４の集合体を分離する状態を示す図である。 図８は、分離された各インプリント構造体からモールドを剥離する状態を示す図である。

符号の説明

１ モールド
２ 基板
３ 凹凸部
３ａ 凸部
３ｂ 凹部
２１ フォトレジスト層
２４ レジスト層
３０ 基板
３１ 原盤
６０ インプリント構造体
６１ 基板
６２、６５ インプリントレジスト層
７０、７１ 集合体
８０ ミラー

Claims (6)

1. 基板上の紫外線硬化樹脂組成物からなるインプリントレジスト層にモールドの凹凸パターンを押し付けたインプリント構造体を複数重ね合わせてなる集合体に対し、該集合体の重心部を通過するように紫外線を照射することを特徴とするインプリント方法。
2. 基板及びモールドの少なくともいずれかが紫外線に対して３０％以上の透過率を有する請求項１に記載のインプリント方法。
3. モールドが、石英からなる請求項１から２のいずれかに記載のインプリント方法。
4. 集合体の周囲に配置したミラー及びレンズの少なくともいずれかにより紫外線を集光させて照射する請求項１から３のいずれかに記載のインプリント方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のインプリント方法を用いてモールドを製造することを特徴とするモールドの製造方法。
6. 請求項１から４のいずれかに記載のインプリント方法を用いて磁気記録媒体を製造することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

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