JP2009208240A - 光インプリント用モールド及び光インプリント方法、並びに磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂組成物が塗布された基板の両面に凹凸パターンを形成するための一組の光インプリント用モールドであって、前記一組の光インプリント用モールドが、いずれもインプリントの際に前記基板の両面における該一組の光インプリント用モールドの相対位置関係を決定するためのアライメントマークを少なくとも2つ有し、前記アライメントマークが、前記モールドと前記基板とが接触しない非接触領域に設けられている光インプリント用モールドである。
【選択図】図6A
Description
そこで、1組の光インプリント用モールドを用いて基板の表裏両面を同時に光インプリントする方法が検討されている。しかし、この方法では、両面に位置する1組の光インプリント用モールドの位置合わせが困難であるという問題がある。また、光インプリント用モールドは透明であるため表裏の判別が困難である。更に、微細なサーボパターンの角座標を外観から判別することは困難であるという課題がある。
また、本発明は、モールドの表裏の判別が容易になり、工程上のミスを低減することができ、表裏のパターンの角座標を一致させることが可能になり、所望のサーボ信号のモールド上の位置が明確となり、目的箇所の観察が容易である光インプリント用モールド及び該光インプリント用モールドを用いた光インプリント方法、並びに磁気記録媒体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。
<1> 樹脂組成物が塗布された基板の両面に凹凸パターンを形成するための一組の光インプリント用モールドであって、
前記一組の光インプリント用モールドが、いずれもインプリントの際に前記基板の両面における該一組の光インプリント用モールドの相対位置関係を決定するためのアライメントマークを少なくとも2つ有し、
前記アライメントマークが、前記モールドと前記基板とが接触しない非接触領域に設けられていることを特徴とする光インプリント用モールドである。
<2> 非接触領域が、基板の外延を超え、かつモールドの外周縁部までの領域である前記<1>に記載の光インプリント用モールドである。
<3> 非接触領域が、基板の中央開口部である前記<1>から<2>のいずれかに記載の光インプリント用モールドである。
<4> アライメントマークが、モールドの表裏を判別可能な形状を有する前記<1>から<3>のいずれかに記載の光インプリント用モールドである。
<5> アライメントマークの形状が、モールドの半径軸に対し左右非対称形状である前記<4>に記載の光インプリント用モールドである。
<6> ディスクリート媒体及びパターンド媒体を製造するための凹凸パターンを有し、アライメントマークの位置から特定のサーボパターンの角座標を判別可能である前記<1>から<5>のいずれかに記載の光インプリント用モールドである。
<7> 前記<1>から<6>のいずれかに記載の光インプリント用モールドを用いて位置合わせを行い、樹脂組成物が塗布された基板の両面に凹凸パターンをインプリントすることを特徴とする光インプリント方法である。
<8> 前記<1>から<6>のいずれかに記載の光インプリント用モールドを、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押圧して前記モールド構造体に形成された凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層をマスクにして、前記磁気記録媒体の基板の表面に形成された磁性層をエッチングして、前記凹凸パターンに基づく磁性パターン部を前記磁性層に形成する磁性パターン部形成工程と、
前記磁性層上に形成された凹部に非磁性材料を埋め込む非磁性パターン部形成工程と、を少なくとも含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
<9> 前記<8>に記載の磁気記録媒体の製造方法によって作製されたことを特徴とする磁気記録媒体である。
本発明の光インプリント用モールドは、樹脂組成物が塗布された基板の両面に凹凸パターンを形成するための一組のモールドであり、一対のモールドであることが好ましい。なお、前記一組のモールドは、前記基板の両面に凹凸パターンをインプリントするのに用いられるが、個々のモールドは、基板の一方の面のみに凹凸パターンを光インプリントすることも可能である。
前記アライメントマークは、前記モールドと前記基板とが接触しない非接触領域に設けられている。
前記アライメントマークは、前記一組の光インプリント用モールドの両方に設けられており、これにより基板と一組のモールドとの位置合わせが可能となる。
前記アライメントマークは、その数、大きさ、形状、位置などは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記アライメントマークの数は、個々の光インプリント用モールドにおいて、少なくとも2つであり、2〜4つが好ましい。前記アライメントマーク数が2つ未満であると、基板と一組のモールドとの位置合わせが困難となることがある。
前記非接触領域としては、(1)基板の外延を超えかつモールドの外周縁部までの領域、(2)基板の中央開口部、などが挙げられる。前記(1)及び(2)の少なくともいずれかの領域に少なくとも2つのアライメントマークを有することが好ましい。
前記アライメントマークの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばライン、円、円弧、十字状、コの字状、三角形、四角形、矢印状、文字、記号などが挙げられる。これらの中でも、モールドの表裏を判別可能である点から、基板の半径軸に対し左右非対称形状であることが好ましい。
前記基板の半径軸に対し左右非対称形状としては、例えば図1〜図4に示すような形状などが挙げられる。これら図1〜図4に示す形状のアライメントマークであれば、モールドの裏側から見たのと、モールドの表側から見たものとで形状が異なるので、モールドの裏表の判別が容易に可能となる。
前記特定のサーボパターンの角座標としては、セクタサーボ信号により規定される円周方向の位置情報などがある。セクタサーボ信号とは、セクタサーボ方式と呼ばれる位置決め制御方式において、ディスクを扇形のセクタと呼ばれる領域に等分割した際の、各セクタの先頭に記録される円周方向の位置を表すサーボ信号のことを指す。
前記アライメントマーク材質としては、例えばモールド上の凹凸パターン、金属膜パターン、蛍光体パターン、などが挙げられる。
前記アライメントマークの大きさとしては、目的に応じて適宜選択することができ、1μm以上が好ましく、10μm以上であることがより好ましい。前記アライメントマークの大きさが1μm未満であると、顕微鏡による検出が困難となり正確に位置合わせできない可能性がある。
なお、前記アライメントマークを用いた光インプリント方法(位置合わせを含む)については後述する。
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。
前記樹脂組成物としては、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、紫外線照射により硬化して樹脂層を形成可能な紫外線硬化樹脂組成物であることが好ましい。
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。
前記光インプリント用モールドとしては、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。
図5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。
本発明の光インプリント方法は、本発明の前記光インプリント用モールドを用いて位置合わせを行い、基板の両面に凹凸パターンをインプリントする。
前記アライメントマークの位置合わせは、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、目視、顕微鏡による観察、CCDカメラによる観察、などが挙げられる。
前記紫外線照射は、基板の両面に満遍なく照射することが好ましい。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/cm2〜2,000mJ/cm2のエネルギー量を照射する。
図6Aは、本発明の光インプリント用モールドを用いて光インプリントを行う際の位置決めを行う様子を示す平面図であり、図6Bは、図6Aの一部断面側面図である。
図6Bに示す上面モールド1bと下面モールド1aには、基板の外延を超え、かつモールドの外周縁部までの非接触領域に、図7に示すモールドの半径軸に対し非対称形状のアライメントマーク6が2つ設けられている。
まず、下側モールド1aをインプリント装置のステージ9に設置する。この際、インプリント装置のステージ1には下面モールド位置合わせ用の十字形状のアライメントマーク8,8が予め設けられている(図7参照)ので、下側モールド1aのアライメントマーク6,6とインプリント装置のステージのアライメントマーク8,8とが一致するように、CCDカメラ10,10で観察しながら、位置決めを行う。
次に、両面に紫外線硬化性樹脂組成物を塗布したディスク基板4を下面モールド1a上に基板搬送用ロボットを使用してステージに配置する。なお、基板の中心がアライメントマーク8,8の中心と一致する位置に基板が配置されるように基板搬送用ロボットをあらかじめ設定しておく。
次に、ディスク基板上に上面モールド1bを配置し、下面モールド1aのアライメントマーク6と、上面モールド1bのアライメントマーク6とが一致するように、CCDカメラ10,10で観察しながら、位置決めを行う。これにより、図7最下図に示すように、上面モールド1bのアライメントマーク6と、下面モールド1aのアライメントマーク6と、インプリント装置のステージ9のアライメントマーク8とが重なる。
次いで、両側からモールドを加圧し、高圧水銀灯で両面に向けて紫外線を照射した後、両面のモールドを剥離する。
図8Bに示す上面モールド1bと下面モールド1aには、基板の外延を超え、かつモールドの外周縁部までの非接触領域に、図7に示すモールドの半径軸に対し非対称形状のアライメントマーク6が2つ設けられている。また、基板の中央開口部の非接触領域に、十字形状のアライメントマーク11が2つ設けられている。なお、基板の中央開口部の非接触領域に設けるアライメントマーク11は非対称形状であって構わない。
まず、下側モールド1aをインプリント装置のステージ9に設置する。この際、インプリント装置のステージ1には下面モールド位置合わせ用の十字形状のアライメントマーク8,8が予め設けられている(図7参照)ので、下側モールド1aのアライメントマーク6,6とインプリント装置のステージのアライメントマーク8,8とが一致するように、CCDカメラ10で観察しながら、位置決めを行う。
次に、両面に紫外線硬化性樹脂組成物を塗布したディスク基板4を下面モールド1a上に、ディスク基板4の端面と下面モールド1aのアライメントマーク11とが一致するようにCCDカメラ10で観察することにより位置決めして配置する。
次に、ディスク基板上に上面モールド1bを配置し、下面モールド1aのアライメントマーク6と、上面モールド1bのアライメントマーク6とが一致するように、CCDカメラ10で観察しながら、位置決めを行う。これにより、図7最下図に示すように、上面モールド1bのアライメントマーク6と、下面モールド1aのアライメントマーク6と、インプリント装置のステージ9のアライメントマーク8とが重なる。
次いで、両側からモールドを加圧し、高圧水銀灯で両面に向けて紫外線を照射した後、両面のモールドを剥離する。
また、本発明の光インプリント用モールドを用いた光インプリント方法によれば、モールドの表裏の判別が容易になり、工程上のミスを低減することができ、表裏のパターンの角座標を一致させることが可能になり、所望のサーボ信号のモールド上の位置が明確となり、目的箇所の観察が容易である。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、本発明の前記光インプリント用モールドを、磁気記録媒体の基板上に形成したインプリントレジスト層に押圧して前記モールドに形成された凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記インプリントレジスト層に転写された凹凸パターンを硬化させ、モールド構造体を剥離する硬化工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層をマスクにして、前記磁気記録媒体の基板の表面に形成された磁性層をエッチングして、前記凹凸パターンに基づく磁性パターン部を前記磁性層に形成する磁性パターン部形成工程と、
前記磁性層上に形成された凹部に非磁性材料を埋め込む非磁性パターン部形成工程と、を少なくとも含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
以下、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磁気記録媒体の製造方法の一例について図9を参照して説明する。
図9のAに示すように、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英等の基板40の両面に、Fe又はFe合金、Co又はCo合金等の磁性層50を有する磁気記録媒体中間体の磁性層50上にアクリレート系樹脂等の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を形成したレジスト層付き磁気記録媒体中間体に対して、表面に凹凸パターンが形成された光インプリント用モールド1,1を上下方向から押し当て、加圧することにより、モールド上に形成された凹凸パターンをインプリントレジスト層24,24に転写する。
−光照射による硬化−
図9のBに示すように、インプリントレジスト層24を形成するインプリントレジスト組成物に、紫外線を光インプリント用モールド1,1を介してインプリントレジスト層24,24に照射すると、該インプリントレジスト層が硬化して、凹凸パターンが転写される。
なお、位置決め方法及び紫外線の照射条件などは上記発明の光インプリント方法と同様である。
次に、図9のCに示すように、凹凸部のパターンが転写されたインプリントレジスト層をマスクにして、ドライエッチングを行い、インプリントレジスト層に形成された凹凸パターン形状に基づく凹凸形状を磁性層50に形成する。
前記ドライエッチングとしては、磁性層に凹凸形状を形成できるものであ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、イオンミリング法、反応性イオンエッチング(RIE)、スパッタエッチング、等が挙げられる。これらの中でも、イオンミリング法、反応性イオンエッチング(RIE)が特に好ましい。
前記イオンミリング法は、イオンビームエッチングとも言われ、イオン源にAr等の不活性ガスを導入し、イオンを生成した。これを、グリッドを通して加速して、試料基板に衝突させてエッチングするものである。前記イオン源としては、例えばカウフマン型、高周波型、電子衝撃型、デュオプラズマトロン源、フリーマン型、ECR(電子サイクロトロン共鳴)型、Closed drift型、などが挙げられる。
イオンビームエッチングでのプロセスガスとしてはAr、RIEのエッチャントとしてはCO+NH3、塩素ガス、CF系ガス、CH系ガス、又はこれらのガスに酸素、窒素、水素ガスを添加したものなどを用いることができる。
次に、図9のDに示すように、形成された凹部に非磁性材料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を作製することができる。
前記非磁性材料としては、例えばSiO2、カーボン、アルミナ、ポリメタアクリル酸メチル(PMMA)、ポリスチレン(PS)等のポリマー、円滑油などが挙げられる。
前記保護膜としては、ダイヤモンドカーボン(DLC)、スパッタカーボン等が好ましく、該保護膜の上に更に潤滑剤層を設けてもよい。
<モールド製造方法>
−Si原盤の作製−
6インチSi基板上に、レジストを塗布し、該レジスト層にEB描画により、100nmピッチの同心円パターンとアライメントマークを形成し、Siエッチング(深さ100nm)し、洗浄した。
なお、アライメントマークは、基板の外径が65mmであるため、基盤の中心から50mmの位置に幅20μm/長さ100μmの図7に示す形状のマークを2箇所ずつ描画(180度)した。
6インチの石英基板上に、厚み100nmとなるようにレジスト(光硬化性樹脂:PAK01、東洋合成工業株式会社製)を塗布し、インプリントレジスト層を形成した。該インプリントレジスト層に上記Si原盤で光インプリントし、石英エッチング(深さ100nm)し、洗浄した。以上により、上面及び下面の石英モールドを作製した。
図6A及び図6Bに示すように、CCDカメラ10で下面の石英モールド1aのアライメントマークを観察しながら、インプリント装置のステージ9に下面側のモールド1aを設置した。なお、インプリント装置のステージには下面モールド位置合わせ用のアライメントマーク8が予め設けられている。
次に、ディスク基板(ガラス製、内径20mm、外径65mm)4の両面に、厚みが100nmとなるようにレジスト(光硬化性樹脂:PAK01、東洋合成工業株式会社製)を塗布した。
次に、レジストを塗布済みのディスク基板4を下面モールド1a上に設置した。ディスク基板はインプリント装置の所定の位置に設置されるように設定されている(誤差5μm以内)。
次に、CCDカメラ10で設置済みモールドの基板密着領域以外のアライメントマーク6を観察しながら、上面及び下面モールド1a,1bの基板密着領域以外のアライメントマーク6,6が一致するように上面モールド1bを設置した。
次いで、両側から1MPaで1分間加圧し、365nmピーク波長の高圧水銀灯で上下両面に向けて100mJ/cm2で照射した後、両面のモールドを剥離した。
得られた樹脂パターン付ガラス基板を顕微鏡で観察し、焦点距離を変えることにより、上下面の同心円パターン位置合わせ精度を測定したところ、10μm以内にあることを確認できた。
実施例1において、図8A及び図8Bに示すように、基板の中央開口部の非接触領域にも、十字形状のアライメントマーク11を2つ設けた以外は、実施例1と同様にして、位置決めを行う、光インプリントを行った。
得られた樹脂パターン付ガラス基板を顕微鏡で観察し、焦点距離を変えることにより、上下面の同心円パターン位置合わせ精度を測定したところ、10μm以内にあることを確認できた。
2 基板
3 凹凸部
3a 凸部
3b 凹部
4 基板
5 転写パターン
6 アライメントマーク
7 中央開口部
8 インプリント装置のアライメントマーク
9 インプリント装置のステージ
10 CCDカメラ
11 アライメントマーク
Claims (9)
- 樹脂組成物が塗布された基板の両面に凹凸パターンを形成するための一組の光インプリント用モールドであって、
前記一組の光インプリント用モールドが、いずれもインプリントの際に前記基板の両面における該一組の光インプリント用モールドの相対位置関係を決定するためのアライメントマークを少なくとも2つ有し、
前記アライメントマークが、前記モールドと前記基板とが接触しない非接触領域に設けられていることを特徴とする光インプリント用モールド。 - 非接触領域が、基板の外延を超え、かつモールドの外周縁部までの領域である請求項1に記載の光インプリント用モールド。
- 非接触領域が、基板の中央開口部である請求項1から2のいずれかに記載の光インプリント用モールド。
- アライメントマークが、モールドの表裏を判別可能な形状を有する請求項1から3のいずれかに記載の光インプリント用モールド。
- アライメントマークの形状が、モールドの半径軸に対し左右非対称形状である請求項4に記載の光インプリント用モールド。
- ディスクリート媒体及びパターンド媒体を製造するための凹凸パターンを有し、アライメントマークの位置から特定のサーボパターンの角座標を判別可能である請求項1から5のいずれかに記載の光インプリント用モールド。
- 請求項1から6のいずれかに記載の光インプリント用モールドを用いて位置合わせを行い、樹脂組成物が塗布された基板の両面に凹凸パターンをインプリントすることを特徴とする光インプリント方法。
- 請求項1から6のいずれかに記載の光インプリント用モールドを、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押圧して前記モールド構造体に形成された凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層をマスクにして、前記磁気記録媒体の基板の表面に形成された磁性層をエッチングして、前記凹凸パターンに基づく磁性パターン部を前記磁性層に形成する磁性パターン部形成工程と、
前記磁性層上に形成された凹部に非磁性材料を埋め込む非磁性パターン部形成工程と、を少なくとも含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項8に記載の磁気記録媒体の製造方法によって作製されたことを特徴とする磁気記録媒体。
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