JP2010147435A - Nanoimprint device and method for manufacturing memory media using the device - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、微細なパターンを樹脂によって形成するナノインプリント装置に関する。特に、インプリント時にレジストの残渣が発生しないモールドを使用するナノインプリント装置の構造、及びこのナノインプリント装置を用いて製作した、ハードディスク装置などの情報記録再生装置で使用する記憶媒体の製造方法に関する。 This application relates to a nanoimprint apparatus that forms a fine pattern with a resin. In particular, the present invention relates to a structure of a nanoimprint apparatus that uses a mold that does not generate a resist residue during imprinting, and a method of manufacturing a storage medium that is manufactured using the nanoimprint apparatus and that is used in an information recording / reproducing apparatus such as a hard disk apparatus.
近年、磁気記録再生装置(HDD)の小型・大容量化は急速に進んでいる。本出願の1年前の時点では、市場に供給されているHDDの磁気記憶媒体は、スパッタ法等により、ガラスもしくは、アルミ合金基板に磁性材料が積層された構造をとっていた。記録磁性材料は、磁性粒子を小さくするためにさまざまな工夫がなされ、磁気粒子単位は、大凡8nm程度まで小さくなっている。この磁気粒子の微細化は、記憶媒体の低ノイズ化に寄与するところが大きい。ところが、この微細化にも製膜プロセスや熱揺らぎの観点から限界がある。この打開策として、所謂ディスクリートトラック媒体、ビットパターンド媒体と呼ばれる媒体が考えられている。これらの媒体は、記録磁性材料の膜をパターンニングすることが特徴である。ディスクリートトラック媒体の場合は、半径方向のトラックがパターンニングされている。また、ビットパターンド媒体は、円周方向、径方向ともにパターンニングされている(特許文献1参照)。 In recent years, magnetic recording / reproducing devices (HDDs) have been rapidly reduced in size and capacity. At one year before the present application, HDD magnetic storage media supplied to the market had a structure in which a magnetic material was laminated on a glass or aluminum alloy substrate by sputtering or the like. The recording magnetic material has been devised in various ways to make the magnetic particles small, and the magnetic particle unit has been reduced to about 8 nm. This miniaturization of the magnetic particles greatly contributes to the reduction in noise of the storage medium. However, this miniaturization has a limit from the viewpoint of the film forming process and thermal fluctuation. As a breakthrough, a medium called a so-called discrete track medium or a bit patterned medium is considered. These media are characterized by patterning a film of a recording magnetic material. In the case of a discrete track medium, the track in the radial direction is patterned. The bit patterned medium is patterned in both the circumferential direction and the radial direction (see Patent Document 1).
このようなビットパターンド媒体の製造は、半導体のリソグラフィ技術を記憶媒体に適用することにより製造される。ビットパターンド媒体の量産手法のひとつに、ナノインプリントと呼ばれる手法がある(非特許文献1参照)。これは、微細な押し型を媒体に塗布した被転写成型材である樹脂に転写し、その樹脂をマスクとして、磁性材料を削る手法である。ナノインプリント装置の押し型は、一般に、モールド、原盤、テンプレートなどと呼ばれ、紫外線硬化型(UV硬化型)の樹脂を用いる場合は、ガラスの押し型になる。また、熱硬化型樹脂を用いる場合もある。一般的に、UV硬化型の樹脂を用いるほうが、熱膨張によるパターンへの影響を無視できるため、微細なパターンに適している。 Such a bit patterned medium is manufactured by applying a semiconductor lithography technique to a storage medium. One of mass production techniques for bit patterned media is a technique called nanoimprint (see Non-Patent Document 1). This is a technique in which a fine stamping die is transferred to a resin, which is a transfer molding material applied to a medium, and the magnetic material is shaved using the resin as a mask. The pressing mold of the nanoimprint apparatus is generally called a mold, a master, a template or the like, and becomes a glass pressing mold when using an ultraviolet curable resin. In some cases, a thermosetting resin is used. In general, the use of a UV curable resin is suitable for a fine pattern because the influence of the thermal expansion on the pattern can be ignored.
ところが、UV硬化型の樹脂によりナノインプリントしたパターンには、押し型のために樹脂に必ず「押し残り」が存在する。この「押し残り」はレジスト残渣と呼ばれる。レジスト残渣は、レジスト直下の材料をエッチングする場合に邪魔になる。そこで一般的には、パターンニングの前に、残渣抜き、底出し等と呼ばれる、残渣を取り去るプロセスが行われるが、このプロセスが製造プロセスの工程、コスト、環境負荷等の増大を招くという課題があった。 However, a pattern imprinted with a UV curable resin always has a “push residue” due to the pressing mold. This “push residue” is called a resist residue. The resist residue becomes an obstacle when the material immediately under the resist is etched. Therefore, generally, before patterning, a process of removing residues called residue removal, bottoming out, etc. is performed, but there is a problem that this process causes an increase in manufacturing process steps, cost, environmental burden, etc. there were.
そこでこの出願は、UV硬化型の樹脂によりナノインプリントしたパターンに残渣を無くす、或いは残渣を限りなく無くすことにより、ナノインプリント装置における残渣を取り去るプロセスを省略して製造プロセスの工程の削減、コストの削減、環境負荷の低減を図ることを目的としている。
更に、この出願は、UV硬化型の樹脂によりナノインプリントしたパターンに残渣を無くす、或いは残渣を限りなく無くすことによるレジストパターンの変形(エッジの丸み)を小さくし、忠実な転写を行い、高密度化も図ることも目的としている。
Therefore, this application eliminates the residue in the nanoimprinted pattern with the UV curable resin, or eliminates the residue as much as possible, thereby omitting the process of removing the residue in the nanoimprint apparatus, reducing the manufacturing process steps, and reducing the cost. The purpose is to reduce environmental impact.
In addition, this application eliminates residues in nanoimprinted patterns with UV curable resins, or reduces resist pattern deformation (edge roundness) by eliminating residues as much as possible, faithfully transfers, and increases density. The purpose is also to plan.
前記目的を達成するこの出願のナノインプリント装置は、被転写成型材の表面に微小な凹凸パターンを有するモールドを押し当てることによって、モールド上の凹凸を被転写成型材の表面に転写するナノインプリント装置において、モールドの凸部の頂面に、モールドの被転写成型材への押し当て時に、被転写成型材の一部を収容可能な溝部を設けたことを特徴としている。 The nanoimprint apparatus of this application that achieves the above-described object is a nanoimprint apparatus that transfers the unevenness on the mold to the surface of the transfer molding material by pressing a mold having a fine unevenness pattern on the surface of the transfer molding material. The top surface of the convex portion of the mold is provided with a groove portion that can accommodate a part of the transfer molding material when the mold is pressed against the transfer molding material.
また、前記目的を達成するナノインプリント装置を用いた記憶媒体の製造方法は、ディスク状の基板の両面に、軟磁性裏打ち層、中間層、磁性層、下地層、及び被転写成型材を積層してディスク媒体を製造し、ナノインプリント装置に備えられた微小な凹凸パターンを有するモールドを、紫外線透過部材で構成すると共に、その凸部の頂面に被転写成型材の一部を収容可能な溝部を設け、各ディスク媒体の両面にモールドを押し当てることによって、モールド上の凹凸を被転写成型材の表面に転写すると共に、溝部に凸部によって押し退けられた被転写成型材の一部を収容し、モールドの裏面側から紫外線を照射して被転写成型材を硬化させ、モールドを取り外した後のディスク状媒体に対して、酸素ガスを導入したアッシングを行って、溝部によって形成されたダミーパターンを除去すると共に、被転写成型材と下地層を除去して磁性層にモールド上の凹部のパターンを形成して記憶媒体を製造することを特徴としている。 In addition, a method of manufacturing a storage medium using a nanoimprint apparatus that achieves the above object includes laminating a soft magnetic backing layer, an intermediate layer, a magnetic layer, an underlayer, and a transfer molding material on both sides of a disk-shaped substrate. A mold that manufactures a disk medium and has a minute uneven pattern provided in a nanoimprint apparatus is made of an ultraviolet transmitting member, and a groove that can accommodate a part of a molding material to be transferred is provided on the top surface of the protrusion. The mold is pressed against both sides of each disk medium to transfer the irregularities on the mold to the surface of the transfer molding material, and at the same time, a part of the molding material to be transferred pushed away by the projection is accommodated in the groove portion. Irradiate ultraviolet rays from the back side of the disk to cure the material to be transferred, perform ashing with oxygen gas on the disk-shaped medium after removing the mold, and To remove the dummy pattern formed by, it is characterized in that to produce a storage medium to form a pattern of recesses on the mold in a magnetic layer by removing the transferred molded material and the underlayer.
この出願によれば、UV硬化型の樹脂によりナノインプリントしたパターンに残渣が無くなる、或いは殆ど無くなるので、残渣を取り去るプロセスを省略して製造プロセスの工程の削減、コストの削減、環境負荷の低減を図ることができる。また、UV硬化型の樹脂によりナノインプリントしたパターンの残渣を無くすことにより、レジストパターンの変形(エッジの丸み)を小さくでき、忠実な転写、高密度化も図ることができる。 According to this application, the residue imprinted in the nano-imprinted pattern with the UV curable resin disappears or almost disappears. Therefore, the process of removing the residue is omitted, thereby reducing the manufacturing process steps, the cost, and the environmental load. be able to. Further, by eliminating the residue of the nano-imprinted pattern using a UV curable resin, the deformation (edge roundness) of the resist pattern can be reduced, and faithful transfer and higher density can be achieved.
以下、添付図面を用いてこの出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明するが、その前に、従来技術の問題点について図を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of this application will be described in detail based on specific examples with reference to the accompanying drawings, but before that, problems of the prior art will be described with reference to the drawings.
図1(a)は、従来のビットパターンド媒体1(以後、ディスク1と言う)の外形と、そのビットパターンの一例を拡大して示すものである。ディスク1を構成する非磁性基板(ディスク基板)2の上には、磁性体から構成される単磁区微粒子(ドット)が円周方向に並んでトラック数だけ設けられている。このようなディスク1は、図1(b)から(d)に示すような工程で製造される。
FIG. 1A is an enlarged view of an outline of a conventional bit patterned medium 1 (hereinafter referred to as a disk 1) and an example of the bit pattern. On the nonmagnetic substrate (disk substrate) 2 constituting the
図1(b)はビットパターンが形成される前のディスク1と、ディスク1にビットパターンを形成する押し型である従来のモールド9の構成を示すものであるが、ディスク1の構成は簡略化して記載してある。この例では、磁性層5の上面にレジスト層7が設けられた構成を示している。一方、モールド9は局部断面を示してあるが、実際には略格子状の突起部47がモールド9には形成されている。
FIG. 1B shows the configuration of the
図1(c)は、図1(b)の状態からモールド9をレジストに押し付けた後に、元の位置に戻した状態を示すものである。モールド9の突起部47により押された部分のレジスト7には溝部57が形成されるが、モールド9の突起部47の先端部は磁性層5まで届かないので、ディスク1の上にはレジスト7の押し残り17が発生する。この押し残り17はレジスト残渣と呼ばれる。このレジスト残渣は、レジスト直下の磁性層5をエッチングする際に邪魔になるため、磁性層5のパターニング前に残渣抜きと呼ばれる処理が施される。
FIG. 1C shows a state where the
図1(d)は、磁性層5のパターニング前に残渣抜き処理が施された状態を示すものである。残渣抜き処理が行われると、レジスト7の頂面のエッジが垂直に切り立たず、エッジに丸みが生じてしまい、この後に行われる磁性層5のパターニングにおいて、磁性層5のパターンのエッジ部が鈍り、高密度化が図れなくなる虞があった。この出願は、このような課題を解消するためになされたものである。
FIG. 1 (d) shows a state where a residue removal process has been performed before patterning of the
図2は、この出願に係るナノインプリント装置10の概略構成を示すものである。ナノインプリント装置10には洗浄部12、検査部14、密着層形成部16、樹脂部形成部18、インプリント部20、及び制御部22がある。24は、後にその構造を詳述するディスクホルダであり、複数枚のディスク1、例えば20数枚のディスク1を保持できるようになっている。ナノインプリント装置10は、ディスクホルダ24に保持された複数枚のディスク1を入口部11から受け入れ、洗浄からインプリントまでインライン式に処理して出口部13から排出する。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
洗浄部12では、ディスクホルダ24に保持されたディスク1に、インプリント部20で欠陥が生じないようにゴミの除去を行う。ディスクの洗浄にはドライ方式とウェット方式があるが、どちらの方式でなければならないということはない。検査部14では、パーティクルの検査を光学的に行う。密着層形成部16では、ディスク基板と紫外線硬化型レジストの密着性を向上させる密着層の形成処理を行う。そして、樹脂部形成部18では、ディスク基板に紫外線硬化型レジストを塗布する処理を行う。
In the
図3(a)は、図2に示したナノインプリント装置10のインプリント部20の構造の一例を示すものである。インプリント部20には、制御装置21、ホルダ移動機構22、昇降ロッド25を備えたディスクリフタ23、ディスクホルダ24、2台の紫外線照射装置26、真空吸引装置27、2つのモールド装置30L,30Rがある。制御装置21はホルダ移動機構22、ディスクリフタ23、ディスクホルダ24、紫外線照射装置26、真空吸引装置27、及びモールド装置30L,30Rの動作を制御する。制御装置21はこの実施例のようにインプリント部20内に設けてもよいが、図2に示した制御部22が制御装置21の代わりをすることも可能である。
FIG. 3A shows an example of the structure of the
ホルダ移動機構22は、複数枚のディスク1を保持するディスクホルダ24を移動させるものであり、ディスクホルダ24に保持されたディスク1を順番にディスクリフタ23の真上に位置させる。ディスクリフタ23は、昇降ロッド25を上昇させてディスクホルダ24に保持されたディスク1を1枚ずつモールド装置30L,30Rの間の空間まで押し上げてインプリント処理を行わせる。また、ディスクリフタ23は、インプリント処理の終了したディスクをディスクホルダ24に戻す動作も行う。モールド装置30L,30Rは、ディスク1の両面に後述するモールドを用いてインプリント処理を施す。モールドは紫外線を透過する部材から構成されており、紫外線照射装置26はモールドを透過させて紫外線をディスク1の両面に照射することにより、ディスク基板に塗布されたレジストを硬化させる。真空吸引装置27は、モールド装置30L,30Rの動作時に発生する余分なレジストを吸引して余分なレジストをなくす。
The
図3(b)は(a)のモールド装置30L,30Rの一方の構成の一実施例を示すものである。モールド装置30L,30Rの構造は同じであるので、1つのモールド装置30の構成について説明する。モールド装置30は、円筒状の本体31の先端部に円筒状のピエゾ素子32が取り付けられており、本体31の後端部にはモータ36の回転軸37に取り付けられた制御弁38が設けられている。本体31の回転軸37が取り付けられる部位は、金属筒とすることができる。本体31の後端部は、制御弁38を介して図示しない管路で真空吸引装置27の真空ポンプ27Pに接続されている。
FIG. 3B shows an embodiment of one configuration of the
制御弁38は制御装置21からの開閉信号VSによって開閉し、制御弁38が開いた時にビエゾ素子32側が吸引される。ピエゾ素子32の両端部には電極33,34があり、一方の電極は接地されているが、他方の電極34はスイッチ35を介して電源+Bに接続されている。そして、制御装置21からの信号Sによってスイッチ35が閉じると、ピエゾ素子32の両端部に印加された電圧によってビエゾ素子32が伸張し、例えば図の破線の位置までピエゾ素子32の先端部が移動する。ピエゾ素子32の先端部の移動距離は、例えば0.4mm程度である。
The
図4(a)は、図2に示したナノインプリント装置10のインプリント部20で使用する第1の実施例のモールド41の構成を示す部分的に拡大して示すものであり、(b)は(a)のA‐A線における局部断面を示すものである。第1の実施例のモールド41は、ベース板46と、このベース板46の上に格子壁状に突設された突起部47、及び突起部47の頂面に設けられた溝部48とから構成される。溝部48はこの実施例では、断面が矩形であり、突起部47の頂面に連続して設けられているが、溝部48は不連続でも構わない。
4A is a partially enlarged view showing the configuration of the
なお、図4(a)では、ベース板46の上に突設された突起部47の形状を格子壁状として説明したが、実際にはディスクの半径方向の突起部47は放射状に延伸されており、ディスクの円周方向の突起部は47は、円弧状に延伸されている。
In FIG. 4A, the shape of the
溝部48は、後述するレジストの余分な部分が全てこの溝部48に収容されるようにするものである。溝部48の深さは突起部47のベース板46からの高さよりも小さく、溝部48に入り込んだレジストによって残るパターンが、本来のパターニングの妨げにならないようにする。例えば、ディスク基板/軟磁性裏打ち層/中間層/磁性膜/カーボン層(下地層)/紫外線硬化レジスト層の構造のディスクに、紫外線レジスト層とカーボン層の2層マスクにより磁性膜をパターンニングする場合を考える。この場合は、紫外線レジスト層とカーボン層の選択比を、カーボン層を1としたときにレジスト層を1.2にした場合、カーボン層よりレジスト層の方が早く削れるため、溝部48の深さはカーボンの厚さと同じにしておけば良い。また、溝部48の配置は突起部47の中央の位置に配置しておくことが望ましい。
The
なお、磁性層をエッチングする際に、レジストマスクのみで行うか、もしくはメタルマスクを用いるかで下地層の構成が異なる。前述のカーボンは、レジストマスクのみで行う場合に、ダミー高さを吸収する目的で用いられるものである。なお、後述する実施例ではメタルマスクのプロセスが記載されるので、下地層としてクロムが記載される。 Note that when the magnetic layer is etched, the structure of the underlayer differs depending on whether the etching is performed using only a resist mask or a metal mask. The carbon described above is used for the purpose of absorbing the dummy height when the resist mask is used alone. In addition, since the process of a metal mask is described in the Example mentioned later, chromium is described as a base layer.
また、突起部47の頂面には、図4(c)に示す第2の実施例のモールド42のように、断面が半円のような溝部48Aを設けるようにしても良い。なお、第1、第2の実施例のモールド41,42は、紫外線を透過する材料、例えばガラスから構成されており、この場合には、その厚さは200μm程度で良い。また、第1、第2の実施例のモールド41,42は、ビットパターンを形成するので格子状の突起部47を備えているが、ディスクリートトラック媒体の場合は、突起部47の形状は同心円状になる。
Further, a
図5(a)は、図2に示したナノインプリント装置10のインプリント部20で使用する第3の実施例のモールド43の構成を示す部分的に拡大して示すものであり、構造を分かり易くするために、一部を切り欠いてある。また、(b)は(a)のB‐B線における局部断面を示すものである。第3の実施例のモールド43は第1の実施例のモールド41と同様に、ベース板46と、このベース板46の上に格子壁状に突設された突起部47、及び突起部47の頂面に設けられた溝部48とから構成される。
FIG. 5A is a partially enlarged view showing the configuration of the
第3の実施例のモールド43が第1の実施例のモールド41と異なる点は、溝部48の底面に、ベース板46を貫通する貫通孔49が設けられている点である。貫通孔49は溝部48の底面全面に設ける必要はなく、例えば所定間隔毎に設ければ良い。この貫通孔49は、溝48に侵入したレジストをベース板46の裏面側に逃がす働きをする。ベース板46の裏面側に逃げたレジストは、図3で説明した真空吸引装置27で吸引される。また、貫通孔49、溝部48内のレジストも真空吸引装置27で吸引されるので、第3の実施例では、モールド43を外した後にダミーパターンが発生しない。
The
図6は、図3(b)に示したモールド装置30のピエゾ素子32の先端部に、図4に示した第1の実施例のモールド41を取り付ける構成を示すものである。モールド装置30には、前述した円筒状の本体31、その先端部に取り付けられたピエゾ素子32、後端部に設けられた制御弁38に加えて、モールド40がピエゾ素子32の端部に設けられている。本体31の後端部は、制御弁38を介して図示しない管路で真空吸引装置27の真空ポンプ27Pに接続されている。
FIG. 6 shows a configuration in which the
この実施例のモールド40には、ピエゾ素子32の端面に取り付けるためのフランジ部40Fがある。このフランジ部40Fの直径はピエゾ素子32の外径よりも小さく、このフランジ部40Fがリング状のモールド抑え39によってピエゾ素子32の端面に固定される。この図にはピエゾ素子32の電極の図示は省略してある。また、この実施例のモールド40の直径は、ディスク1の直径と略同じであり、モールド抑え39に設けられた孔39Aの内径はディスク1とモールド40を収容できる大きさである。
The
ここで、以上のように構成されたナノインプリント装置10のインプリント部20の動作を、図7及び図8を用いて説明する。
Here, the operation of the
図7(a)は、図3(a)に示したディスクホルダ24の構造の一例を示しており、ディスクホルダ24の長手方向の断面図である。また、図7(b)は(a)に示したディスクホルダ24の短手方向の断面図である。ディスクホルダ24には複数枚のディスク1を立てた状態で保持する保持溝24Bが設けられており、ディスク1はこの保持溝24Bに保持されており、保持溝24Bの下部には貫通孔24Aが設けられている。ここでは説明を簡単にするために、ディスク1にはディスク基板2の上にレジスト層7が形成されたものを図示してある。ディスクホルダ24は、図3(a)で説明したホルダ移動機構22により、貫通孔24Aがディスクリフタ23の昇降ロッド25の真上に来るように、インプリント部内で移動させられる。昇降ロッド25の先端部には、ディスク1を保持するための保持部25Aが設けられている。
FIG. 7A shows an example of the structure of the
図7(c)は、昇降ロッド25が上昇して、ディスクホルダ24内のディスク1をインプリント位置まで引き上げる様子を示すものである。そして、インプリント位置まで引き上げられたディスク1は、図7(d)に示すように、両側からモールド装置30L,30Rによって挟まれる。このとき、図3(b)で説明した制御弁38は半開状態(開度約20%)となっている。これは、レジストの揮発を促進するために、制御弁38は常時少しだけ(開度20%)開けてあり、真空引きを行っているからである。モールド装置30L,30Rのモールド40は、上側からディスク1に接触してゆき、ディスク1は図6で説明したリング状のモールド抑え39の孔39Aにはめ込まれる。
FIG. 7 (c) shows a state in which the elevating
図8(a)は、ディスク1が両側からモールド装置30L,30Rのモールド40によって完全に挟まれた状態を示すものである。この状態で、図3(b)で説明したスイッチ35がオンにされるのでピエゾ素子32が伸張し、モールド40によってディスク1のレジスト層がインプリントされる。この時、ドットにならないレジスト層のレジストは、モールド40の溝部に収容される。レジストが完全にパターン化されるために、この状態は一定時間保持され、この時制御弁38は全開状態になり、残渣が吸引される。制御弁38は、レジストを広げる時間と同じ時間全開として残渣を吸引するのである。
FIG. 8A shows a state in which the
この後、制御弁38が半開状態(開度約20%)にされ、紫外線照射装置26から紫外線照射が行われ、紫外線(UV光)がモールド40を透過してレジスト層に当たり、レジストが硬化する。UV光の照射時間は、例えば5秒程度である。この結果、ディスク1のレジスト層に、モールド40による凹凸パターンが形成される。
Thereafter, the
ディスク1のレジスト層に凹凸パターンが形成されると、図8(b)に示すように、モールド装置30L,30Rのモールド40がディスク1を下側から開放し、ディスク1は再び昇降ロッド25に保持される。この後、昇降ロッド25は降下し、ディスクホルダ24の保持溝24Bに凹凸パターンの形成されたディスク1を戻す。ディスク1がディスクホルダ24に戻ると、ホルダ移動機構22(図3(a)参照)によりディスクホルダ24が移動し、隣のディスク1がディスクリフタ25の真上に位置するようになる。
When the concavo-convex pattern is formed on the resist layer of the
図8(c)に示される状態は、図7(a)に示した状態からディスク1が1枚分ずれた状態と同じであり、この後、次のディスク1に対して、図7(c)、(d)、図8(a)〜(c)で説明した動作が繰り返し実行される。この動作は、ディスクホルダ24に保持された全てのディスク1に対して行われ、全てのディスク1に凹凸パターンが形成されると、ディスクホルダ24がインプリント部20から排出される。
The state shown in FIG. 8C is the same as the state where the
以上、インプリント部20におけるホルダ移動機構22、ディスクリフタ23、ディスクホルダ24、モールド装置30L,30R、及び紫外線照射装置26の動作について説明した。次に、以上説明したディスク1に凹凸パターンを形成するディスクの製造工程を、ディスク1側から見た処理として、図9及び図10を用いて説明する。
The operations of the
図9(a)はディスク1が、図4(a)、(b)で説明した第1の実施例のモールド41によって押される前の状態を示すものである。ディスク1は、内径20mm、外径65mm、厚さ0.7mmのガラスで構成されたディスク基板2を備える。ガラス基板2の上には下から順に、軟磁性裏打ち葬3、中間層4、磁性層5、エッチングのマスク層のクロム(又はカーボン)6、レジスト層7が、図示しないスパッタ装置を用いて成膜されている。そして、成膜したディスク1に、第1の実施例のモールド41によってインプリントを行う。
FIG. 9A shows a state before the
第1の実施例のモールド41は、ディスク1のデータトラックが、例えば100nmピッチで形成されている場合に、データトラックに対応する突起部47と突起部47の間の距離Tが70nm、磁性体をエッチングする突起部47の幅Eが30nmとすれば良い。また、インプリントした際の残渣を収容するモールド41の溝部48の深さは、クロム6の厚さと同程度にしておけば良い。これは、レジスト層7とカーボン6の選択比を、カーボンを1、レジスト層を1.2とした場合、カーボン6よりレジスト層7の方が早く削れるためである。カーボン6よりレジスト層7の方が早く削れると、溝部48によって形成された残渣パターン(ダミーのパターン)が先になくなり、カーボン6のエッチングに影響を与えない。
In the
図9(b)は、(a)の状態からモールド41をレジスト層7に押し付けた状態を示すものである。この時、モールド41の突起部47に押されたレジスト層7のレジストは、モールド41の溝部48に収容される。この状態で、モールド41の背面から前述のように紫外線照射が行われ、モールド層7が硬化する。この後、モールド41をディスク1から引き離せば、図9(c)に示す状態になる。レジスト層7には溝部57が形成され、溝部57の中にモールド41によってインプリントされたダミーパターン58が残る。なお、前述の第3の実施例のモールド43を使用した場合には、ダミーパターン58は発生しない。
FIG. 9B shows a state in which the
酸素ガスに対する下層のクロム6は、酸素で削られない。よって、図9(c)の状態から酸素ガスを導入したアッシングを行うと、図10(a)に示すように、ダミーパターン58は消失し、アッシングを続けることにより、図10(b)に示すようにレジスト層7が剥離されて磁性層5とクロム6からなるドットパターンが形成される。
The
なお、以上説明した実施例では、ダミーパターンをトラック間に配置したが、ハードディスク装置では、ディスクが区画に分けられているので、モールドによってその区画毎にダミーパターンを配置するようにしても良い。また、ダミーパターンは、ハードディスク装置のディスクの最外周部、及び最内周部に配置することもできる。 In the embodiment described above, the dummy pattern is arranged between the tracks. However, in the hard disk device, since the disk is divided into sections, the dummy pattern may be arranged for each section by molding. In addition, the dummy pattern can be arranged on the outermost periphery and the innermost periphery of the disk of the hard disk device.
更に、以上説明した実施例において残ったダミーパターンは、揮発性であり、その後のプロセスで特に意識しなくてもなくなる。一方、図3(a)、(b)に示したインプリント部20の構成のように、インプリント直後にモールドに収容されたレジストを、真空吸引装置で真空吸引することにより、気化させてなくすこともできる。よって、モールドによって形成されたダミーパターンが、インプリントされることはない。真空吸引により気化しきれなかったレジストは裏面に吸い出されるが、この時に、窒素ガスによるブローを行うことにより、レジストを完全に気化させることができる。
Furthermore, the remaining dummy pattern in the embodiment described above is volatile and does not need to be noticed in subsequent processes. On the other hand, as in the configuration of the
以上のようなディスクの製造方法により、レジスト残渣は極力薄くすることができるので、ディスク製造工程の負荷が減る。また、レジスト残渣によるレジストパターンの形状の変形(エッジの丸み)も少なくすることができる。更に、モールドとして第3の実施例のモールド43を使用し、モールド43の裏面から真空吸引することにより、モールドの裏面に染みだした余分なレジストを吸引することができる。こうすることで、ダミーパターンを設けなくても、残渣をなくすことができる。また、モールドの裏面に染みだした余分なレジストは、窒素ガスのブローによっても揮発させることができる。
According to the disk manufacturing method as described above, the resist residue can be made as thin as possible, thereby reducing the load on the disk manufacturing process. In addition, deformation of the resist pattern due to the resist residue (edge roundness) can be reduced. Furthermore, by using the
図11(a)は、図2に示したナノインプリント装置10のインプリント部20で使用する、従来の別の構成のモールド19と、モールドされたレジスト7の形状を示すものである。この例のモールド19に設けられる凹部51と突起部53のピッチは大きい。このような場合、この出願では、隣接する凹部51の間のモールド19の部分に、図11(b)に示す第4の実施例のように、レジスト溜り52を形成してモールド44とする。第4の実施例のモールド44では、インプリント時に余分なレジストをレジスト溜り52に引き込むことができるので、インプリント時にレジスト残渣が発生しない。
FIG. 11A shows the shape of the
図11(c)は、(b)に示した第4の実施例のモールド44の変形実施例である、この出願の第5の実施例のモールド45の構成を示すものである。第5の実施例のモールド45が第4の実施例のモールド44と異なる点は、突起部53の先端部に、第1の実施例と同様の溝部54が形成されている点である。第5の実施例のモールド45では、インプリント時に余分なレジストをレジスト溜り52に引き込むことができると共に、溝部54によってダミーパターン58をディスク基板2の上に形成することができる。ダミーパターン58の除去方法は、第1の実施例と同じである。
FIG. 11C shows a configuration of the mold 45 of the fifth embodiment of this application, which is a modified embodiment of the mold 44 of the fourth embodiment shown in FIG. The difference between the mold 45 of the fifth embodiment and the mold 44 of the fourth embodiment is that a groove 54 similar to that of the first embodiment is formed at the tip of the
本出願のモールド、及びこのモールドを用いたディスクの製造方法では、インプリントしてパターンニングした際の残渣を限りなく少なくすることができ、パターンの高精度・微細化が可能になるだけでなく、工程への負荷が減ることによるコストダウンの効果も期待できる。 In the mold of the present application and the manufacturing method of the disk using this mold, not only the residue when imprinted and patterned can be reduced as much as possible, but also the pattern can be highly accurate and miniaturized. Also, it can be expected to reduce costs by reducing the load on the process.
以上、この出願のナノインプリント装置を、HDDに使用するパターンドメディアの製造について説明した。一方、この出願のナノインプリント装置におけるナノインプリント技術は、バイオチップにおける抽出する分子の寸法に合わせた柱の形成や、LSIのゲート寸法の決定にも応用することができる。 The nanoimprint apparatus of this application has been described above for the manufacture of patterned media used in HDDs. On the other hand, the nanoimprint technology in the nanoimprint apparatus of this application can also be applied to the formation of columns in accordance with the size of molecules to be extracted in a biochip and the determination of the gate size of an LSI.
以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。 The present application has been described in detail with particular reference to preferred embodiments thereof. For easy understanding of the present application, specific forms of the present application are appended below.
(付記1) 被転写成型材の表面に微小な凹凸パターンを有するモールドを押し当てることによって、前記モールド上の凹凸を前記被転写成型材の表面に転写するナノインプリント装置において、
前記モールドの凸部の頂面に、前記モールドの前記被転写成型材への押し当て時に、前記被転写成型材の一部を収容可能な溝部を設けたことを特徴とするナノインプリント装置。
(付記2) 前記モールドの凸部が格子状をしていることを特徴とする付記1に記載のナノインプリント装置。
(付記3) 前記モールドの凸部が同心円状をしていることを特徴とする付記1に記載のナノインプリント装置。
(付記4) 前記溝部が、前記凸部の頂面に連続して設けられていることを特徴とする付記1から3の何れかに記載のナノインプリント装置。
(付記5) 前記溝部が、前記凸部の頂面に断続して設けられていることを特徴とする付記1から3の何れかに記載のナノインプリント装置。
(Additional remark 1) In the nanoimprint apparatus which transfers the unevenness | corrugation on the said mold to the surface of the said to-be-transferred molding material by pressing the mold which has a micro unevenness | corrugation pattern on the surface of the to-be-transferred molding material,
A nanoimprint apparatus, wherein a groove portion is provided on a top surface of a convex portion of the mold to accommodate a part of the transfer molding material when the mold is pressed against the transfer molding material.
(Additional remark 2) The nanoimprint apparatus of
(Additional remark 3) The nanoimprint apparatus of
(Supplementary note 4) The nanoimprint apparatus according to any one of
(Supplementary note 5) The nanoimprint apparatus according to any one of
(付記6) 前記溝部の底面の所定位置に、前記モールドの裏面側に連通する貫通孔が設けられていることを特徴とする付記1から5の何れかに記載のナノインプリント装置。
(付記7) 前記モールドが紫外線透過部材から構成されており、前記モールドの裏面側に、紫外線照射装置が設けられていることを特徴とする付記1から6の何れかに記載のナノインプリント装置。
(付記8) 前記モールドの裏面側を吸引手段に接続し、前記モールドの前記被転写成型材への押し当て時に、前記モールドによって押し出された前記被転写成型材を、前記吸引手段によって吸引するようにしたことを特徴とする付記6に記載のナノインプリント装置。
(付記9) 前記ナノインプリント装置が、ディスク状の基板の上に、軟磁性裏打ち層、中間層、磁性層、下地層、及び前記被転写成型材が積層されたディスク媒体に対して転写を行うように構成されていることを特徴とする付記1から8の何れかに記載のナノインプリント装置。
(付記10) 前記前記溝部の深さが、前記下地層の厚さとほぼ等しいことを特徴とする付記9に記載のナノインプリント装置。
(Appendix 6) The nanoimprint apparatus according to any one of
(Supplementary note 7) The nanoimprint apparatus according to any one of
(Supplementary Note 8) The back side of the mold is connected to a suction means, and the transferred molding material extruded by the mold is sucked by the suction means when the mold is pressed against the transferred molding material. The nanoimprint apparatus according to
(Supplementary Note 9) The nanoimprint apparatus performs transfer on a disk medium in which a soft magnetic backing layer, an intermediate layer, a magnetic layer, an underlayer, and the material to be transferred are laminated on a disk-shaped substrate. The nanoimprint apparatus according to any one of
(Additional remark 10) The nanoimprint apparatus of
(付記11) 前記モールドの凸部の割合が凹部に対して大きい場合に、前記溝部を、前記凹部よりも容積が大きく転写パターンに関与しない大型の溝部としたことを特徴とする付記1に記載のナノインプリント装置。
(付記12) 前記ナノインプリント装置が、ディスク状の基板の上に、軟磁性裏打ち層、中間層、磁性層、下地層、及び前記被転写成型材が積層されたディスク媒体に対して転写を行うように構成されていることを特徴とする付記11に記載のナノインプリント装置。
(付記13) 被転写成型材の表面に微小な凹凸パターンを有するモールドを押し当てることによって、前記モールド上の凹凸を前記被転写成型材の表面に転写するナノインプリント装置に使用するモールドであって、
前記モールドの凸部の頂面に、前記モールドの前記被転写成型材への押し当て時に、前記被転写成型材の一部を収容可能な溝部を設けたことを特徴とするモールド。
(付記14) 前記モールドの凸部が格子状をしていることを特徴とする付記13に記載のモールド。
(付記15) 前記モールドの凸部が同心円状をしていることを特徴とする付記13に記載のモールド装置。
(Additional remark 11) When the ratio of the convex part of the said mold is large with respect to a recessed part, the said groove part was made into the large-sized groove part which has a volume larger than the said recessed part and is not concerned with a transfer pattern, It is characterized by the above-mentioned. Nanoimprint device.
(Supplementary Note 12) The nanoimprint apparatus performs transfer on a disk medium in which a soft magnetic backing layer, an intermediate layer, a magnetic layer, an underlayer, and the transfer target material are laminated on a disk-shaped substrate. The nanoimprint apparatus according to appendix 11, which is configured as follows.
(Additional remark 13) It is a mold used for the nanoimprint apparatus which transfers the unevenness | corrugation on the said mold to the surface of the said to-be-transferred molding material by pressing the mold which has a micro unevenness | corrugation pattern on the surface of a to-be-transferred molding material,
A mold having a groove on the top surface of a convex portion of the mold that can accommodate a part of the material to be transferred when the mold is pressed against the material to be transferred.
(Additional remark 14) The mold of
(Additional remark 15) The mold apparatus of
(付記16) 前記溝部が、前記凸部の頂面に連続して設けられていることを特徴とする付記13から15の何れかに記載のモールド。
(付記17) 前記溝部が、前記凸部の頂面に断続して設けられていることを特徴とする付記13から15の何れかに記載のモールド。
(付記18) 前記溝部の底面の所定位置に、前記モールドの裏面側に連通する貫通孔が設けられていることを特徴とする付記13ら17の何れかに記載のモールド。
(付記19) 前記モールドが紫外線透過部材から構成されていることを特徴とする付記13ら18の何れかに記載のモールド。
(付記20) ナノインプリント装置を用いた記憶媒体の製造方法であって、
ディスク状の基板の両面に、軟磁性裏打ち層、中間層、磁性層、下地層、及び前記被転写成型材を積層してディスク媒体を製造し、
前記ナノインプリント装置に備えられた微小な凹凸パターンを有するモールドを、紫外線透過部材で構成すると共に、その凸部の頂面に前記被転写成型材の一部を収容可能な溝部を設け、
各ディスク媒体の両面に前記モールドを押し当てることによって、前記モールド上の凹凸を前記被転写成型材の表面に転写すると共に、前記溝部に前記凸部によって押し退けられた前記被転写成型材の一部を収容し、
前記モールドの裏面側から紫外線を照射して前記被転写成型材を硬化させ、
前記モールドを取り外した後の前記ディスク状媒体に対して、アッシングを行って、前記溝部によって形成されたダミーパターンを除去すると共に、前記被転写成型材と下地層を除去して前記磁性層に前記モールド上の凹部のパターンを形成して記憶媒体を製造することを特徴とする記憶媒体の製造方法。
(Supplementary Note 16) The mold according to any one of
(Supplementary Note 17) The mold according to any one of
(Supplementary note 18) The mold according to any one of
(Additional remark 19) The mold according to any one of
(Supplementary note 20) A method of manufacturing a storage medium using a nanoimprint apparatus,
A disk medium is manufactured by laminating a soft magnetic backing layer, an intermediate layer, a magnetic layer, an underlayer, and the transferred material on both sides of a disk-shaped substrate,
The mold having a micro uneven pattern provided in the nanoimprint apparatus is composed of an ultraviolet ray transmitting member, and a groove part capable of accommodating a part of the transfer molding material is provided on the top surface of the convex part.
By pressing the mold against both sides of each disk medium, the unevenness on the mold is transferred to the surface of the transfer molding material, and a part of the molding material to be transferred that is pushed away by the projection into the groove Contain
Irradiate ultraviolet rays from the back side of the mold to cure the transferred molding material,
Ashing is performed on the disk-shaped medium after the mold is removed, and the dummy pattern formed by the groove is removed, and the transfer molding material and the underlayer are removed to form the magnetic layer on the magnetic layer. A method of manufacturing a storage medium, wherein a storage medium is manufactured by forming a pattern of recesses on a mold.
1 ビットパターンド媒体
2 ディスク基板
3 裏打ち層
7 レジスト層
9 従来のモールド
10 ナノインプリント装置
20 インプリント部
21 制御装置
22 ホルダ移動機構
23 ディスクリフタ
24 ディスクホルダ
25 昇降ロッド
26 紫外線照射装置
27 真空吸引装置
30 モールド装置
32 ピエゾ素子
33,34 電極
38 制御弁
40 モールド
41 第1実施例のモールド
42 第2実施例のモールド
43 第3実施例のモールド
44 第4実施例のモールド
45 第5実施例のモールド
47、53 突起部
48、54,57 溝部
49 貫通孔
51 凹部
58 ダミーパターン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モールドの凸部の頂面に、前記モールドの前記被転写成型材への押し当て時に、前記被転写成型材の一部を収容可能な溝部を設けたことを特徴とするナノインプリント装置。 In the nanoimprint apparatus for transferring the unevenness on the mold to the surface of the transfer molding material by pressing a mold having a minute uneven pattern on the surface of the transfer molding material,
A nanoimprint apparatus, wherein a groove portion is provided on a top surface of a convex portion of the mold to accommodate a part of the transfer molding material when the mold is pressed against the transfer molding material.
ディスク状の基板の両面に、軟磁性裏打ち層、中間層、磁性層、下地層、及び前記被転写成型材を積層してディスク媒体を製造し、
前記ナノインプリント装置に備えられた微小な凹凸パターンを有するモールドを、紫外線透過部材で構成すると共に、その凸部の頂面に前記被転写成型材の一部を収容可能な溝部を設け、
各ディスク媒体の両面に前記モールドを押し当てることによって、前記モールド上の凹凸を前記被転写成型材の表面に転写すると共に、前記溝部に前記凸部によって押し退けられた前記被転写成型材の一部を収容し、
前記モールドの裏面側から紫外線を照射して前記被転写成型材を硬化させ、
前記モールドを取り外した後の前記ディスク状媒体に対して、アッシングを行って、前記溝部によって形成されたダミーパターンを除去すると共に、前記被転写成型材と下地層を除去して前記磁性層に前記モールド上の凹部のパターンを形成して記憶媒体を製造することを特徴とする記憶媒体の製造方法。 A method of manufacturing a storage medium using a nanoimprint apparatus,
A disk medium is manufactured by laminating a soft magnetic backing layer, an intermediate layer, a magnetic layer, an underlayer, and the transferred material on both sides of a disk-shaped substrate,
The mold having a micro uneven pattern provided in the nanoimprint apparatus is composed of an ultraviolet ray transmitting member, and a groove part capable of accommodating a part of the transfer molding material is provided on the top surface of the convex part,
By pressing the mold against both sides of each disk medium, the unevenness on the mold is transferred to the surface of the transfer molding material, and a part of the molding material to be transferred that is pushed away by the convex portion into the groove portion. Contain
Irradiate ultraviolet rays from the back side of the mold to cure the transferred molding material,
Ashing is performed on the disk-shaped medium after the mold is removed, and the dummy pattern formed by the groove is removed, and the transfer molding material and the underlayer are removed to form the magnetic layer on the magnetic layer. A method of manufacturing a storage medium, wherein a storage medium is manufactured by forming a concave pattern on a mold.
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JP2008326367A JP2010147435A (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Nanoimprint device and method for manufacturing memory media using the device |
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JP2016507406A (en) * | 2013-01-24 | 2016-03-10 | コーニング インコーポレイテッド | Surface nanoreplication using polymer nanomasks |
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