JP2009158729A - インプリント用基板 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、光ナノインプリントによる欠陥率の小さい凹凸パターンの転写が可能なインプリント用基板を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明のインプリント用基板は、光式ナノインプリントリソグラフィにおいて用いられる基板であって、基板上に金属化合物層を形成してなり、該金属化合物層上に、光式ナノインプリントリソグラフィに用いられる光硬化性樹脂との密着力が、金属化合物層より大きな中間層を形成してなることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、光インプリント法におけるインプリント用基板に関する。

近年のＩＴ技術の進歩により、ネットワーク技術，ソフトウェア技術、およびデバイス技術の更なる発展が必要となっている。特に半導体集積回路は、微細化，集積化による高速動作や、低消費電力動作などの高い技術が求められている。現在、光露光リソグラフィーは、最小線幅が１３０ｎｍであるＫｒＦレーザーリソグラフィから、より高解像度なＡｒＦレーザーリソグラフィへと移行している。しかし、ＡｒＦレーザーリソグラフィの量産レベルでの最小線幅が１００ｎｍであるのに対して、２００７年には４５ｎｍデバイスの製造が始まろうとしている。このような状況で、より微細な技術として期待されているのがＦ２レーザーリソグラフィや極端紫外線露光，電子線縮小転写露光，Ｘ線リソグラフィである。しかし、微細化の進歩につれ、露光装置自身の初期コストが指数関数的に増大していることに加え、使用光波長と同程度の解像度を得るためのマスクの価格が急騰している問題がある。

これに対し、微細なパターンの形成を行うインプリント技術がある。これは、基板上に形成したいパターンと同じパターンの凹凸を有するモールドを基板表面に対して型押し、モールドを剥離することで所定のパターンを転写する技術であり、安価でありながら、凹凸幅が５０ｎｍ以下の微細構造を簡便に形成可能である。そして、インプリント技術は大容量記録媒体の記録ビット形成、半導体集積回路パターン形成等への応用が検討されてきている。

ナノインプリント技術には転写される材料により２種類に大別される。一方は、転写される材料を加熱させ、モールドにより塑性変形させた後、冷却してパターンを形成する熱ナノインプリント技術である。もう一方は、基板上に室温で液状の光硬化性レジストを塗布した後、光透過性のモールドをレジストに押し当て、光を照射させることで基板上のレジストを硬化させパターンを形成する光ナノインプリント技術である。特に光ナノインプリント技術は室温にてパターン形成できるため熱による基板、モールド間の線膨張係数差による歪が発生しにくく、高精度のパターン形成が可能であり、半導体等のリソグラフィー技術の代替技術として注目を浴びている。

光硬化性レジストを硬化させた後モールドから剥離する際、基板とレジストの密着性が十分でなく、光硬化後のレジストがモールドに付着し、凹凸パターンの欠陥が生じる可能性がある。光硬化後のレジスト凹凸パターンの欠陥は、後工程におけるドライエッチングやウェットエッチングにより基板上に微細凹凸パターンを転写した際に、そのまま欠陥となる。

このような問題を解決するため、非特許文献１は以下のような転写方法を提案している。具体的には、基板表面にシランカップリング剤である３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いて表面処理を行う。このシランカップリング剤により基板表面とレジストがシランカップリング剤を介して化学結合を形成することが可能となり、基板とレジストの密着力が大きく向上し、凹凸パターン欠陥のない転写が行える。

Langmuir 2005, Vol21, 6127-6130

非特許文献１の方法では基板上にシランカップリング剤とシロキサン結合を形成可能なＳｉ元素などが存在することが必須となるが、他の化合物半導体や、磁性体を基板表面に有する場合、シランカップリング剤との反応性が低く、レジストと基板との密着性が不十分でレジストが基板から剥れてしまう問題があった。

本発明は、以上のような点を考慮して為されたもので、光ナノインプリントによる欠陥率の小さい凹凸パターンの転写が可能なインプリント用基板を提供することを目的とする。

上記課題を達成する本発明のインプリント用基板は、光式ナノインプリントリソグラフィにおいて用いられる基板であって、基板上に金属化合物層を形成してなり、該金属化合物層上に、光式ナノインプリントリソグラフィに用いられる光硬化性樹脂との密着力が、金属化合物層より大きな中間層を形成してなることを特徴とする。

本発明によれば、金属化合物表面が形成された基板表面に中間層を形成することで、基板とレジストの密着力が向上し、パターン転写時におけるレジスト剥れが発生することなく転写可能である。また、磁気記録媒体や化合物半導体に適用することで、加工精度を向上することができる。

次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。図１はナノインプリントプロセスの概念を示している。基板１０２上に配したレジスト１０３をモールド１００の凹凸形状形成部１０１で加圧し、レジスト１０３を硬化させることで凹凸形状形成部１０１の形状を有する押し広げられたレジスト１０４を得ることが出来る。ただし、図２に示すように基板１０２表面とレジストとの密着性が弱いと、図２（ｃ）に示すようにモールドにレジストが付着しやすくなる（１０５ｂ）。

図３は本実施形態に係る基板１０２の主要部を示す概略図である。下地基板１０６上に金属化合物層１０７が形成されている。そのため、レジスト１０３との密着性を向上させるためにシランカップリング剤などを用いた密着処理を行っても、効果が十分でなく、微細凹凸パターンの転写において膜剥れが生じやすい。そこで、金属化合物層１０７上に金属化合物層１０７より水酸基が多い中間層１０８を形成する。

次に、本基板における中間層１０８の役割を図４，図５を用いて説明する。図４は金属化合物層１０７が形成された基板１０２に密着処理を行った場合の図である。図４（ａ）（ｂ）は中間層１０８を形成しない場合であり、図４（ｃ）（ｄ）は中間層１０８を形成した場合を示している。金属化合物層１０７が形成された基板１０２にシランカップリング剤により密着処理を行った場合、図４（ａ）（ｂ）では、金属化合物層１０７表面へのシランカップリング剤の結合量が十分でなく、レジスト１０３と基板１０２の密着力は改善できない。図４（ｃ）（ｄ）では、金属化合物層１０７表面に中間層１０８を形成している。中間層１０８は表面に金属化合物層１０７の表面より水酸基を多く形成することが可能であり、シランカップリング剤による密着処理を行うと、図４（ｃ）（ｄ）のように表面に十分なシランカップリング剤を結合することが可能であり、レジスト１０３と基板１０２の密着力は大幅に改善できる。

図５はナノインプリントプロセスにおけるモールド１００と金属化合物層１０７を形成した基板１０２の剥離時を示す図である。説明のためにナノインプリント装置は省略している。図５（ａ）（ｂ）は中間層１０８を形成しない場合であり、図５（ｃ）（ｄ）は中間層１０８を形成した場合を示している。レジスト１０３はスピンコート，ディスペンサ，インクジェットなどの手法により基板１０２上に配し、紫外光を照射してレジスト１０３を硬化させる。図５（ａ）（ｂ）では、レジストと金属化合物層との密着力が十分でなく、剥離時にモールド側にレジストが付着する。この現象は図２に示した現象と同一である。一方、図５（ｃ）（ｄ）では中間層１０８を形成しているため、レジストと金属酸化物層との密着力が向上し、モールドと基板の剥離時にレジストの膜剥れを生じずにモールドと基板とを剥離することが出来る。

＜モールド＞
モールド１００の材料としては、例えば、石英やガラス，シリコンなどの無機物、ニッケル等の金属、そして各種の樹脂等が挙げられる。また、モールド１００の外形は、加圧方式に応じて、円形、楕円形、多角形のいずれであってもよい。モールド１００には、中心穴が加工されていてもよい。また、モールド１００、特に凹凸形状形成部１０１の表面には、押し広げられたレジスト１０４とモールド１００との剥離を促進するために、フッ素系，シリコーン系などの離型処理を施すこともできる。なお、レジスト１０３として光反応性物質を用いる際には反応に用いる光の波長に対してモールド１００は透明である必要がある。

モールド１００上の凹凸形状形成部１０１は所望のモールド材料や精度に応じて周知の加工法によって形成される。例えばフォトリソグラフィ，集束イオンビームリソグラフィ，電子ビーム描画法，切削加工など機械加工、また、モールド原盤からの成型法，メッキ法などによるレプリカ作製などの手法を取ることができる。

＜中間層＞
中間層の材料としてはＳｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｎからなる群のうち少なくとも１種を含み、さらに、Ｒｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ、からなる群のうち少なくとも１種を含むことが望ましい。中間層の役割は上記で述べたとおりであるが、中間層は図６に示すように無機酸化物層１０８ａおよびマスク層１０８ｂから成る２層から構成されてもよい。

無機酸化物層１０８ａの材料としては、Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｎからなる群のうち少なくとも１種を含むことが望ましい。無機酸化物層の膜厚はエッチング工程に好適なように１０ｎｍ以下であることが望ましい。

マスク層１０８ｂの材料としては、Ｒｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒのうち少なくとも１種を含む材料、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることが出来る。マスク層の役割は、無機酸化物層と金属化合物層とが接しないようにすることであり、無機酸化物層１０８ａが金属化合物層１０７と界面で接した際にデバイス特性に影響を与える可能性があるためである。さらに、マスク層の材料としては、光式ナノインプリントリソグラフィにより、基板上にモールドの微細凹凸パターンを転写した後、光硬化性レジストパターンをエッチングし、基板上に微細凹凸パターンを転写する際に、基板が所定の深さにエッチングされるエッチング時間において、全てがエッチングされないような材料からなることが望ましい。

中間層の作製方法としては、例えば、スピンコート，ディップ法、または気相蒸着法などが挙げられる。また、中間層の厚みはレジストのエッチング耐性とベース層の厚みに相対的に相応して決定するべきであるが、パターンの高さが１００ｎｍ以下である場合、ベース層の厚さを含めて１００ｎｍ以下であり、表面粗さＲａは１０ｎｍ以下であることが好ましい。

＜基板＞
基板としては、たとえばガラス基板，Ａｌ系合金基板，セラミック基板，カーボン基板，Ｓｉ単結晶基板などを用いることが出来る。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどがある。セラミック基板としては、酸化アルミニウム，窒化アルミニウム，窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることが出来る。Ｓｉ単結晶基板、いわゆるシリコンウエーハは表面に酸化膜を有していても構わない。また、上記金属基板，非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることも出来る。また、基板１０２の外形は、円形，楕円形，多角形のいずれであってもよく、中心穴が加工されていてもよい。

＜カップリング剤＞
前記したカップリング剤としては、それぞれの場合に使用されるレジスト材料の持つ官能基との所望の相互作用により決まる。それによって、例えばシランカップリング剤の官能基およびレジスト材料の持つ官能基との間で、π−π相互作用が起こり得る。あるいは、化学反応の結果、共有結合を形成し得る。他の適した相互作用としては、双極子相互作用である。適したシランカップリング剤が有する官能基の例は、例えば、フェニル基，アミノ基，カルボン酸基，アクリレート基，メタクリレート基である。さらには、レジストと基板との密着性の向上には共有結合の形成が望ましい。また、カップリング剤はその重合体であっても良い。

カップリング剤またはその重合体としては、具体的には以下の化学式で表されるシランカップリング剤、またはこれらの１種あるいは２種類以上の水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物である重合体であることが好ましい。また、チタネート系カップリング剤，アルミネート系カップリング剤であっても良い。
〔化１〕
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
ここで、Ｙはアルキル基，フルオロアルキル基，ビニル基，アミノ基，フェニル基，クロロアルキル基，イソシアネート基、もしくはエポキシ基、またはこれらを含む有機基であり、Xはアルコキシル基，アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。また、Xで示されるアルコキシル基はメトキシ基，エトキシ基，プロポキシ基，ブトキシ基であることが好ましい。また、Ｙで示される有機基全体の炭素数は１〜２０の範囲内、特に５〜１０の範囲内であることが好ましい。

上記シランカップリング剤として具体的には、メチルトリクロルシラン，メチルトリブロムシラン，メチルトリメトキシシラン，メチルトリエトキシシラン，メチルトリイソプロポキシシラン，メチルトリｔ−ブトキシシラン，エチルトリクロルシラン，エチルトリブロムシラン，エチルトリメトキシシラン，エチルトリエトキシシラン，エチルトリイソプロポキシシラン，エチルトリｔ−ブトキシシラン，ｎ−プロピルトリクロルシラン，ｎ−プロピルトリブロムシラン，ｎ−プロピルトリメトキシシラン，ｎ−プロピルトリエトキシシラン，ｎ−プロピルトリイソプロポキシシラン，ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン，ｎ−ヘキシルトリクロルシラン，ｎ−ヘキシルトリブロムシラン，ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン，ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン，ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシシラン，ｎ−ヘキシルトリｔ−ブトキシシラン，ｎ−デシルトリクロルシラン，ｎ−デシルトリブロムシラン，ｎ−デシルトリメトキシシラン，ｎ−デシルトリエトキシシラン，ｎ−デシルトリイソプロポキシシラン，ｎ−デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタデシルトリクロルシラン，ｎ−オクタデシルトリブロムシラン，ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン，ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン，ｎ−オクタデシルトリイソプロポキシシラン，ｎ−オクタデシルトリｔ−ブトキシシラン，フェニルトリクロルシラン，フェニルトリブロムシラン，フェニルトリメトキシシラン，フェニルトリエトキシシラン，フェニルトリイソプロポキシシラン，フェニルトリｔ−ブトキシシラン，ジメトキシジエトキシシラン，ジメチルジクロルシラン，ジメチルジブロムシラン，ジメチルジメトキシシラン，ジメチルジエトキシシラン，ジフェニルジクロルシラン，ジフェニルジブロムシラン，ジフェニルジメトキシシラン，ジフェニルジエトキシシラン，フェニルメチルジクロルシラン，フェニルメチルジブロムシラン，フェニルメチルジメトキシシラン，フェニルメチルジエトキシシラン，トリクロルヒドロシラン，トリブロムヒドロシラン，トリメトキシヒドロシラン，トリエトキシヒドロシラン，トリイソプロポキシヒドロシラン，トリｔ−ブトキシヒドロシラン，ビニルトリクロルシラン，ビニルトリブロムシラン，ビニルトリメトキシシラン，ビニルトリエトキシシラン，ビニルトリイソプロポキシシラン，ビニルトリｔ−ブトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン，γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン，γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン，γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン，γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン，γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン，γ−メタアクリロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン，γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン，γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン，γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，γ−アミノプロピルトリエトキシシラン，γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン，γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキシシラン，γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン，γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン，γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン，γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン，γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン，γ−メルカプトプロピルトリｔ−ブトキシシラン，β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン，β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、及び、それらの部分加水分解物、及びそれらの混合物を使用することができる。

レジスト１０３は、モールド１００に形成された微細パターンが転写される対象である。レジスト１０３は光硬化性樹脂を用いることが最も好ましい。この光硬化性樹脂は特に限定されることなくラジカル重合系，カチオン重合系，アニオン重合系など公知のものでよく、光反応性のレジストに開始剤を添加したものを使用することができる。

具体的には、ベンジル（メタ）アクリレート，シクロヘキシル（メタ）アクリレート，シクロペンタニル（メタ）アクリレート，シクロペンテニル（メタ）アクリレート，アダマンチェル（メタ）アクリレート等が好ましい。また、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレートも好ましく、更には構造中のエトキシ基のユニット数が４から１７であるものが低粘度であり特に好ましい。これら（メタ）アクリレート材は単独で適用することも複数の（メタ）アクリレートを組合せて適用することも可能である。また、上記モノマー以外にもこれらモノマーが複数重合した（メタ）アクリレートオリゴマーを適用することも可能である。また、モールド１００と光硬化させたレジスト１０４との剥離を促進するために、フッ素化合物、またはシリコーン系化合物を含むことが望ましい。光硬化性樹脂をレジスト１０３に用いる場合にはモールド１００と基板１０２の少なくとも何れかが硬化に用いる光に対して十分に透明である必要があり、ナノインプリント装置には光照射機構を組み込む必要がある。なお、レジスト１０３には熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂や高粘性体などを用いることも可能であり、この場合はそれぞれのレジスト１０３に応じたモールド１００，基板１０２，ナノインプリント装置を用いる必要がある。

レジスト１０３の塗布方法としては、例えばインクジェット法やディスペンス法，スクリーン印刷法などを使用することができる。何れの手法においてもレジスト１０３は基板１０２またはモールド１００の表面に滴下される。そして、滴下されたレジスト１０３は、モールド１００へと加圧されることでモールド１００と基板１０２の表面に広がる。レジスト１０３を滴下する位置は、凹凸形状形成部１０１に対応する硬化後のレジスト１０４の広がりを予め評価しておき、この評価結果に基づいて凹凸形状形成部１０１を硬化後のレジスト１０４が隙間無く覆うように定めると良い。

前記実施形態で微細パターンが転写された基板１０２は、磁気記録媒体や光記録媒体等の情報記録媒体に適用可能である。また、大規模集積回路部品や、レンズ，偏光板，波長フィルタ，発光素子，光集積回路等の光学部品，免疫分析，ＤＮＡ分離，細胞培養等のバイオデバイスへの適用が可能である。

（実施例１）
本実施例では、中間層としてタングステンシリサイド（ＷＳｉ）膜を形成した例を示す。被転写体１としては、直径６５mm，厚さ０.６３１mm，中心穴径２０mmの磁気記録媒体用基板を使用した。基板はガラス製であり、表面には磁気記録層等が形成されており不透明体である。この基板１０２は、その外周の端部、および中心穴の端部が、幅０.１５mmで面取されたものである。基板１０２上には中間層としてタングステンシリサイド膜がスパッタ法により１００ｎｍ形成されている。基板１０２を溶媒トルエンの１％メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン溶液に浸漬し、５０℃で１時間加熱した。その後基板１０２をトルエンで洗浄し、中間層の密着処理を行った。被転写体１の両面には、ディスペンス法で樹脂が滴下された。樹脂は感光性物質を添加したアクリレート系樹脂であり、粘度が４ｍＰａ・ｓになるように調合された。樹脂は、ノズルが５１２（２５６×２列）個配列され、ピエゾ方式で樹脂を吐出する塗布ヘッドで塗布された。塗布ヘッドのノズル間隔は、列方向に７０μｍ、列間１４０μｍである。各ノズルからは約５ｐＬの樹脂が吐出されるように制御された。そして、基板１０２の表面には、ナノインプリントの直前にインクジェット法で樹脂材料１０３を滴下した。

モールドとしては、基板１０２と同一の形状の石英基板が使用された。そして、このモールドの基板１０２と対向する側の面には、周知の電子線直接描画（ＥＢ）法によって、同心円状に複数の溝が刻まれた。この溝は、幅が５０ｎｍ，深さが１００ｎｍ，ピッチが１００ｎｍであった。そして、溝の中心軸は、モールドの中心軸と一致させた。

図７は本実施例に関わる実施プロセスを示す模式図である。ナノインプリント装置内の上下に可動するステンレス製の下部ステージ１０９の上面には、厚さ０.５mmのシリコーンゴム層を設置して緩衝層１１０としている。ナノインプリント装置の上部ステージ１１１は厚さ２０mmの石英板よりなり、モールド１００が凹凸形状形成部１０１を下部ステージ１０９に向けて設置されている。樹脂材料１０３を塗布した基板１０２を下部ステージ１０９の緩衝層１１０上に配して減圧雰囲気（約０.０１気圧）として下部ステージ１０９を上昇させて約１ＭＰａの圧力で基板１０２をモールド１００に押し当て、高圧水銀灯（図示せず）からの紫外線（強度１００ｍＷ／cm²）を２０秒間照射した。その後下部ステージ１０９を下降してモールド１００を基板１０２から離し、押し広げられた樹脂材料１０４からなる微細形状を基板１０２上に形成した。このナノインプリント工程を前記の基板１０２について実施した。基板１０２上の樹脂材料１０４からなる微細形状の欠陥率を表１に示す。

（実施例２）
本実施例では、中間層の無機酸化物層としてＳｉＯ₂膜、マスク層としてＴａ₂Ｏ₅膜をスパッタ法によりそれぞれ１０ｎｍ，１００ｎｍの厚さで形成した例を示す。実施例１と同様にして、無機酸化物層とマスク層を形成した基板１０２について、ナノインプリント工程を実施し、樹脂材料１０４からなる微細形状を基板１０２上に形成した。基板１０２上の樹脂材料１０４からなる微細形状の欠陥率を表１に示す。

（比較例１）
被転写体１として直径６５mm，厚さ０.６３１mm，中心穴径２０mmの磁気記録媒体用基板を使用する。基板はガラス製であり、表面には磁気記録層等が形成されており不透明体である。中間層を形成しない以外は、実施例１と同様にして、無機酸化物層とマスク層を形成した基板１０２について、ナノインプリント工程を実施し、樹脂材料１０４からなる微細形状を基板１０２上に形成した。基板１０２上の樹脂材料１０４からなる微細形状の欠陥率を表１に示す。

（比較例２）
被転写体１として直径６５mm，厚さ０.６３１mm，中心穴径２０mmの磁気記録媒体用基板を使用し、マスク層としてＴａ₂Ｏ₅膜をスパッタ法により１００ｎｍの厚さで形成した例を示す。基板はガラス製であり、表面には磁気記録層等が形成されており不透明体である。無機酸化物層を形成しない以外は、実施例２と同様にして、マスク層を形成した基板１０２について、ナノインプリント工程を実施し、樹脂材料１０４からなる微細形状を基板１０２上に形成した。基板１０２上の樹脂材料１０４からなる微細形状の欠陥率を表１に示す。

（実施例３）
本実施例では、本発明のインプリント用基板を使用したディスクリートトラックメディアの製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。参照する図面において、図８は、本実施例に関わる記録媒体を示す模式図である。本図においては各記録トラックが磁気的に分離されている所謂ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）の模式図を示しているが、各記録ビットが分離されているビットパターンドメディア（ＢＰＭ）においても本実施例で示すプロセスを適用可能である。

磁気記録媒体２００は直径６５mm，厚さ０.６３１mmの円盤状であり、基板２０１上に複数の磁性層および他の層が堆積された構造となっている。基板２０１の中央部にはスピンドルに磁気記録媒体２００を固定するための直径２０mmの穴２０２が設けられている。

記録トラック２０３は同心円状に形成されており、非磁性体により磁気的に隣接トラックと分離された構造となっている。磁気記録媒体２００の最表面は平坦化されており、記録トラック２０３と非磁性体領域の高さの差は５ｎｍ未満となっている。隣接する記録トラック２０３同士の中心間距離、即ちトラックピッチ（Ｔｐ）は記録密度に応じて決定する必要があるが、本実施例においてＴｐは中心部で１５０ｎｍである。Ｔｐは磁気記録媒体２００上のディスクの半径値に依存して変化させてある。これはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）においてロータリーアクチュエータにより記録再生ヘッドを駆動することに起因したヨー角に対応するためである。記録再生ヘッドの駆動をリニアアクチュエータを用いて行う場合は、半径値によらず一定のＴｐを採用してよい。

また磁気記録媒体２００には所望のトラック上の領域にアクセスし、記録再生動作を行うためのサーボパターン２０４も形成してある。図８ではサーボパターン２０４は模式的に曲線で示されているが、内部には微細パターンが存在している。このパターン構造については後述する。また、本実施例においては１周を２００分割し、各エリアごとにサーボパターン２０４が入るようにした。勿論サーボパターンの数は２００個に限定されるものではなく記録再生特性から決定する必要がある。

また磁気記録媒体２００には記録トラック２０３，サーボパターン２０４が形成されていない内周部２０５と外周部２０６を設けることが出来る。

本媒体の製造プロセスについて図９を用いて説明する。製造プロセスにおいてはまず基板２０１上に軟磁性裏打層２０７（ＳＵＬ）を成長させた。基板２０１の材料はガラスに限ることなく、アルミニウムなどの金属、シリコンなどの半導体、セラミックスやポリカーボネイトなどの絶縁体などを選択することが可能である。軟磁性裏打層２０７はＦｅ−Ｔａ−Ｃ合金を採用し、真空チャンバー内でのスパッタ蒸着後、必要な熱処理を行った。軟磁性裏打層２０７には媒体半径方向への磁気異方性をつけておくことが望ましい。Ｆｅ−Ｔａ−Ｃ合金に代えて他の軟磁性裏打層２０７を用いても構わず、また、スパッタ蒸着以外の他の成長方法を採用しても構わない。また必要に応じて基板２０１と軟磁性裏打層２０７の間に、両者の密着性を高めるための密着層、軟磁性裏打層２０７の結晶性を制御する中間層などを挿入してもよい。軟磁性裏打層２０７の形成後に、引き続き記録層２０８を真空中にてスパッタ蒸着により成長させる。本実施例においては記録層２０８としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ膜を採用した。この材料は膜面方向に対し垂直方向に磁化容易軸を有する特徴を有する。従って本実施例においては磁気異方性の軸が基板面に対しほぼ垂直となるようにスパッタ蒸着の条件を選んだ。記録層２０８として用いる磁性材料はＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金に限らず、他の材料でも構わない。さらに、実施例１で述べたように、中間層２０９を形成した。以上のプロセスにより図９（ａ）に示す基板２０１を形成する。

引き続き図８（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すナノインプリント工程を行う。なお、本図では簡略化のためナノインプリント装置は省略する。以下、光硬化終了までの工程は紫外線カット下で行う。前記プロセスにより完成した平坦な構造上に、液状の感光性物質を添加したアクリレート系光硬化性樹脂（以下、レジスト２１０と呼ぶ）を塗布する。本実施例に於いては実施例１で説明したインクジェット法を使用してレジスト２１０を塗布した。

このようにレジスト２１０が塗布された基板２０１を、図９（ｂ）に示すようにレジスト塗布面を上にしてナノインプリント装置上の下部ステージ上に配置する。また、直径６５mm，厚さ１mmのモールド２１１はナノインプリント装置の上部ステージに、基板２０１のレジスト塗布面とモールド２１１の凹凸形成面が相対するように配置されている。本実施例においてはモールド２１１は石英よりなるが、レジスト２１０の硬化に必要な波長の光を透過させることができる材料であれば他の物質でも構わない。本実施例ではモールド２１１にも基板と同一の直径２０mmの中心穴２０２が形成されている。この中心穴２０２を用いてモールド２１１と基板２０１に対して機械的に中心位置アライメントを行った。但し、本実施例においては使用しなかったが必要に応じて光学的測定によるフィードバック機構を用いても構わない。アライメントに用いる移動機構は、水平面内移動、上下移動，回転，傾き補正が可能である。モールド２１１には先に示した磁気記録媒体２００上に形成される記録トラック２０３，サーボパターン２０４に対応し、鏡英の関係にある凹凸形状が形成されている。本モールド２１１に形成する凹部の深さは全て１００ｎｍである。

位置決め終了後、図９（ｃ）に示すようにモールド２１１と基板２０１を０.９ＭＰａの圧力で接触した後に光を照射した。本実施例においては光源として１００ｍＷ／cm²の高圧水銀灯を使用した。照射量はレジスト２１０の種類に依存するが本実施例に於いては０.３ｍＪ／cm²とした。この値は使用するレジスト２１０の種類や照射条件などに応じて変更する必要がある。光の強度は予め測定しておき、必要なエネルギーに達するよう照射時間で制御した。もちろん、チャンバー内に光検出器を設置し、実時間で光量をモニターし光のドーズ量を測定しても構わない。光硬化後に図９（ｄ）に示すように基板２０１とモールド２１１をそれぞれ裏面から真空吸着し、基板２０１面に対して垂直方向に引っ張り応力を印加することにより剥離を行った。本工程によって硬化したレジスト２１２を基板２０１上に形成した。

次にディスクをナノインプリント装置から取り出し、イオンミリング装置にて、上方からイオンにてミリングした。本実施例においてイオン種はＡｒを使用したが、他のイオン種を使用してもよい。またイオンミリングではなく反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）やウェットエッチングなどによりパターン転写を行っても構わない。この工程により、硬化したレジスト２１２全体を薄層化し、硬化したレジスト２１２の膜厚の薄い領域の下地にある中間層２０９および記録層２０８をアルゴンイオン暴露によって除去する。この工程によって図９（ｅ）に示すよう硬化したレジスト２１２の凹凸形状が記録層２０８上に形成される。なお、本工程では行わなかったがイオンミリングの前に酸素プラズマで予め硬化したレジスト２１２をエッチングし、硬化したレジスト２１２の膜厚の薄い領域を除去して下地にある磁性膜２０８が直接に後のイオンミリング工程でアルゴンイオンに曝されるようにしておくとパターン精度向上の点でより好ましい。

その後、硬化したレジスト２１２をリンス工程によって除去して図９（ｆ）に示す凹凸形状を有する記録層２０８を形成することができる。その後、必要に応じ溝部に非磁性体２１３を埋め込む。例えば、Ｓｉ−Ｏを基板上部から成長させ、エッチバックまたは化学機械研磨（ＣＭＰ）により平坦化することが可能である。更に必要に応じ、さらに保護膜２１４や潤滑膜（図示せず）を成長させ図９（ｇ）に示す磁気記録媒体２００が完成する。本実施例では記録層２０８上に中間層２０９を形成することにより、パターン欠陥率の低減を図ることで、精度の高い加工が可能となった。

ナノインプリントプロセスの概念図。 基板から光硬化性レジストが剥れた場合のナノインプリントプロセスの概念図。 基板１０２の概略図。 本発明における中間層の効果を示す模式図。 本発明における中間層をナノインプリントに適用した場合の効果を示す模式図。 本発明における中間層の構成図。 実施例１の転写プロセスを示す模式図。 実施例３の記録媒体を示す模式図。 実施例３の記録媒体の製造プロセスを示す模式図。

符号の説明

１００，２１１ モールド
１０１ 凹凸形状形成部
１０２，２０１ 基板
１０３ 光硬化性レジスト
１０４ モールドによって押し広げられた光硬化性レジスト
１０５ａ 基板上に転写された凹凸形状を有する光硬化性レジスト
１０５ｂ モールドに付着した光硬化性レジスト
１０６ 下地基板
１０７ 金属化合物層
１０８ 中間層
１０８ａ 無機酸化物層
１０８ｂ マスク層
１０９ 下部ステージ
１１０ 緩衝層
１１１ 上部ステージ
２００ 磁気記録媒体
２０２ 穴
２０３ 記録トラック
２０４ サーボパターン
２０５ 外周部
２０６ 内周部
２０７ 軟磁性裏打層
２０８ 記録層
２０９ 中間層形成部
２１０ レジスト
２１２ 硬化したレジスト
２１３ 非磁性体
２１４ 保護膜

Claims (9)

1. 光式ナノインプリントリソグラフィにおいて用いられる基板であって、
   基板上に金属化合物層を形成してなり、
   表面の水酸基の数が該金属化合物層表面より多く有する中間層を形成してなることを特徴とするインプリント用基板。
2. 前記中間層が、Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｎからなる群のうち少なくとも１種を含み、かつ、Ｒｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ、からなる群のうち少なくとも１種を有してなることを特徴とする請求項１に記載のインプリント用基板。
3. 前記中間層が、最表面に無機酸化物層を形成してなり、
   該基板と該無機酸化物層との間にマスク層を形成してなる少なくとも２層以上からなることを特徴とする請求項１に記載のインプリント用基板。
4. 前記無機酸化物層が、Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｎからなる群から少なくとも１種を選択されることを特徴とする請求項１に記載のインプリント用基板。
5. 前記無機酸化物層が、カップリング剤により表面処理されていることを特徴とする請求項４に記載のインプリント用基板。
6. 前記マスク層が、Ｒｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ、からなる金属群のうち少なくとも１種を有してなる金属、または前記金属群の少なくとも１種からなる金属酸化物、金属窒化物からなる層を含むことを特徴とする請求項３に記載のインプリント用基板。
7. 前記金属化合物層が磁性層を有することを特徴とする請求項１に記載のインプリント用基板。
8. 前記金属化合物層が化合物半導体層を有することを特徴とする請求項１に記載のインプリント用基板。
9. 光式ナノインプリントリソグラフィにおいて用いられる基板であって、
   基板上に金属化合物層を形成してなり、
   カップリング剤により表面処理した際に、該金属化合物表面より多くのカップリング剤結合部位を有する中間層を形成してなることを特徴とするインプリント用基板。

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