JP2010198672A - スタンパおよび磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スタンパからパターンを転写する際の位置合わせの精度を飛躍的に向上させるとともに、スタンパの耐久性を高めることが可能なスタンパおよび磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかるスタンパ３００の代表的な構成は、内孔１００ａを有する円板形状の磁気記録媒体１００の製造工程において磁気記録層１２２の上に形成したレジスト層１３０に所定のパターンを形成するスタンパ３００であって、スタンパ基体３１０と、スタンパ基体３１０より上に形成された弾性層３２０と、弾性層３２０より上に形成されたパターン層３３０とを備え、スタンパ基体３１０基体は、磁気記録媒体１００の形状に対応した形状の台座部３１０ａを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスクリートトラックメディアやビットパターンメディアのようなパターンドメディアを製造する際に用いられるスタンパ、およびこれを用いた磁気記録媒体の製造方法に関する。

近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤの面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚あたり２００ＧＢｙｔｅを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには１平方インチあたり４００ＧＢｉｔを超える情報記録密度を実現することが求められる。

ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスク（垂直磁気記録ディスク）が提案されている。従来の面内磁気記録方式は磁気記録層の磁化容易軸が基体面の平面方向に配向されていたが、垂直磁気記録方式は磁化容易軸が基体面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、高密度記録時に、より熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。

さらに記録密度および熱揺らぎ耐性を向上させた技術として、記録用の磁性トラックの間に非磁性トラックを並行させるようにパターニングして隣接した記録トラックの干渉を防ぐディスクリートトラックメディアや、任意のパターンを人工的に規則正しく並べたビットパターンメディアなどの、いわゆるパターンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体が提案されている。

上述したパターンドメディアは、いずれも所定のパターンに従って磁性記録部と非記録部とを設けることにより、磁性記録部間を磁気的に分断して高記録密度化を図るものである。非記録部を形成するための手法としては、磁性層をエッチングによって物理的にミリング（削ること）し、ＳｉＯ_２などの非磁性材料を充填する技術が提案されている。また磁性層にエッチングを行わずに、ＮやＯ、Ｐなどのイオンを注入することによって非磁性化する技術も提案されている。

所定のパターンの形成は、磁性層の上にレジストを成膜し、レジストに所定の凹凸パターンを形成することによって行う。レジストに凹凸パターンを形成するための手法としては、極めて微細な凹凸が形成されたスタンパを押しつけてその凹凸パターンを転写するナノインプリント法や、フォトリソグラフィ技術により所望する凹凸パターンを焼き付けるフォトレジスト法などがある。そして、形成された凹部を介して磁性層にイオンを注入したり、凹部の表面に露出した磁性層をエッチングによってミリングしたりすることにより、磁性層を分離する。

スタンパと磁気記録媒体との位置合わせは、極めて正確に行う必要がある。パターンはおおむね磁気記録媒体の中心から同心円状に配置されるため、単にパターンをスタンパから媒体に転写すればよいというものではなく、基板の中心とスタンパの中心とを正確に一致させる必要がある。従来からも、スタンパにスタンパ中心特定用のマークを形成し、中間体（磁気記録媒体）の中心と、マークに基づいて特定したスタンパ中心とを一致させるようにして重ね合わせることにより、レジスト層にスタンパの凹凸パターンを転写する技術が開示されている（例えば特許文献１）。

またインプリントに用いられるスタンパは、従来、ニッケル金型を用いて製造されることが多かった。また、ニッケル金型を用いてスピンコートや射出成形によって樹脂型を製造し、これをスタンパとして用いることも提案されている（例えば特許文献２）。

米国特許第７２７９１１３号明細書 特開２００５−０４４３９０号公報

しかし、スタンパは磁気記録媒体の主表面のほぼ全面に押圧することになるのに対し、凹凸パターンは極めて微細である。このため、スタンパと磁気記録媒体の両方の表面を極めて平坦とし、かつ正確に互いに平行に支持し、厳密に直交方向に押圧して、均等な圧力分布を加えなければならない。特に平面同士を押圧する場合、周辺部に圧力が集中し、平面の中心部は圧力が低下するという、いわゆる「中抜け現象」が発生する。この中抜け現象は、圧力が高いほど、および当接させる部材が硬いほど顕著になる。このような中抜け現象が発生すると、いうまでもなく、パターン転写不良が発生してしまうおそれがある。

そこで、パターン層より下に弾性層を設けて、スタンパの表面形状を磁気記録媒体の表面に倣わせることにより、押圧する際に要求される支持姿勢および押圧方向の精度を緩和し、また中抜け現象を緩和することが考えられる。しかし弾性層を設けるといっても圧力で大幅に変形してしまうほどの柔軟性を持たせてしまうと、転写されるパターンの形状に狂いが生じてしまう。そのため、単に弾性層を設けるのみでは、中抜け現象を消失しうるほどに圧力分布を改善するには到らないという問題がある。

また上記特許文献１による方法では、磁気記録媒体の中心を検知し、同様にスタンパの中心を検知してから、スタンパを移動させて重ね合わせる。このため装置の駆動機構に高い精度が必要となり、転写装置のコストが増大する要因となっていた。また、駆動機構の位置合わせのためにずれが生じやすく、磁気記録媒体の高記録密度化の障害となっていた。そのため、さらに容易に、かつ高精度に位置合わせを行うことのできる構成が求められている。

またスタンパはレジスト層に押圧されるため、凸パターンが変形したり、凹パターンがレジスト材で埋まってしまったりするため、使用回数に制限がある。上述のようなニッケル金型のスタンパを用いた場合、５００回〜１０００回程度の転写が上限である。また樹脂型のスタンパは１つのニッケル金型から５００個〜１０００個を製造可能であるが、樹脂型が原則として使い捨てであるために、結局は１つのニッケル金型から製造できる磁気記録媒体の数に変わりはない。このため、スタンパの耐久性を高めて、使用回数を増大させることが求められている。

そこで本発明は、スタンパからパターンを転写する際のパターン転写精度および位置合わせの精度を飛躍的に向上させるとともに、スタンパの耐久性を高めることが可能なスタンパおよび磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるスタンパの代表的な構成は、内孔を有する円板形状の磁気記録媒体の製造工程において磁気記録層の上に形成したレジスト層に所定のパターンを形成するスタンパであって、基体と、基体より上に形成された弾性層と、弾性層より上に形成されたパターン層とを備え、基体は、磁気記録媒体の形状に対応した形状の台座部を有することを特徴とする。

上記構成によれば、磁気記録媒体とスタンパの対向する面が同じ形状となるために、パターンを転写する際に、内径側と外径側の圧力分布を均等に近づけることができる。これにより凹凸パターンが従来よりも一様に転写されるため、ディスクリートトラックメディアの成型精度を高めることができる。

本発明に係るスタンパの他の代表的な構成は、内孔を有する円板形状の磁気記録媒体の製造工程において磁気記録層の上に形成したレジスト層に所定のパターンを形成するスタンパであって、基体と、基体より上に形成された弾性層と、弾性層より上に形成されたパターン層とを備え、基体の平面形状は、磁気記録媒体の平面形状に対応した、内孔を有する円板形状であることを特徴とする。

上記構成によれば、磁気記録媒体とスタンパの対向する面が同じ形状となるために、パターンを転写する際に、内径側と外径側の圧力分布を均等に近づけることができる。これにより凹凸パターンが従来よりも一様に転写されるため、ディスクリートトラックメディアの成型精度を高めることができる。

さらに磁気記録媒体とスタンパとの外形形状（外周形状および内周形状）が一致していることから、これを利用して互いの中心を容易かつ正確に一致させることができる。例えば、１つの軸部材に磁気記録媒体およびスタンパの内孔を挿通させるだけで、極めて容易に、かつ正確に位置合わせを行うことができる。したがってマークを読み取ってその中心を検出し、かつ検出した位置を一致させる従来の構成に比べて、飛躍的に容易に、かつ正確に中心を一致させることができる。

磁気記録媒体に用いられる基体をスタンパ用基体とし、基体の上に、弾性層と、パターン層とを備えていてもよい。

磁気記録媒体は基体の上に磁性層などを成膜することによって形成されるが、同じ規格の基体（磁気記録媒体の基体そのものをそのまま利用する）にパターン層を形成することにより、極めて容易に磁気記録媒体と同じ外形形状のスタンパを製造することができる。このとき基体とパターン層との間に弾性層を設けることにより、スタンパを磁気記録媒体に押圧してもパターン層の凸パターンが変形することを防止することができ、スタンパの耐久性を飛躍的に向上させることができる。

スタンパ用基体はガラス基板であってもよい。ガラス基板は硬いため押圧した際に曲がりにくく、また平滑性が高いために全面に均一に押圧することができるため、スタンパ用の基体として好ましい。

弾性層は、樹脂または金属からなっていてもよい。すなわち、押圧した際にある程度の弾性を備えていればよい。例えば樹脂としてはゴム、シリコーンゴム、エラストマー樹脂、ＥＰＤＭ（Ethylene-Propylene-Diene Monomer）などを例示することができ、金属としては錫や鉛、銅などの比較的柔らかい金属を例示することができる。

パターン層は、樹脂または金属からなっていてもよい。パターン層を形成する樹脂としては、ＳＯＧ（Spin On Glass）、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの硬度の高い樹脂を例示することができる。パターン層を形成する金属としては、ニッケルまたはニッケル合金が組織が緻密で剛性が高いために好適に用いることができる。

パターン層はナノカスティングによって形成され、弾性層の上にボンディングされていてもよい。これにより金型から複数の樹脂型を生産することができるため、１つの金型から製造可能な磁気記録媒体の数を飛躍的に増大させることができる。

また本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、内孔を有する円板形状の基体上に、磁気記録層を成膜し、磁気記録層の上に保護層を成膜し、保護層の上にレジスト層を成膜し、基体とほぼ同じ形状のスタンパを、基体とスタンパの外周または内周を一致させることによって位置合わせし、スタンパをレジスト層にインプリントして所定のレジストパターンを形成し、レジストパターンに基づいて磁気記録層を磁気的に分離し、レジスト層を除去することを特徴とする。

上述したスタンパの技術的思想に基づく構成要素やその説明は、磁気記録媒体の製造方法にも適用可能である。

本発明によれば、スタンパからパターンを転写する際のパターン転写精度および位置合わせの精度を飛躍的に向上させるとともに、スタンパの耐久性を高めることが可能なスタンパおよび磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。

スタンパの構成を説明する図である。 応力分布を説明する図である。 位置合わせについて説明する図である。 弾性層の作用を説明する図である。 スタンパの製造方法を示す図である。 磁気記録媒体の構成を説明する図である。 パターン形成工程について説明するための説明図である。 他のパターン形成工程について説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は本実施形態にかかるスタンパの構成を説明する図である。スタンパ３００は、スタンパ用の基体３１０の上に弾性層３２０と、パターン層３３０とを備えている。

図１（ａ）に示すように、スタンパ基体３１０には、磁気記録媒体に用いられる基体の形状に対応した形状の台座部３１０ａを有することとしてもよい。台座部３１０ａとは、スタンパ基体３１０のパターン層３３０側において、磁気記録媒体の基体と同じ形状に隆起した段差である。

このように台座部３１０ａを設けることにより、後述するようにスタンパ３００と磁気記録媒体１００との間の応力分布を均等にすることができる。したがって磁気記録媒体の上に、均一に凹凸パターンを転写することが可能となる。

さらに図１（ｂ）に示すように、スタンパ基体３１０は、磁気記録媒体に用いられる基体と同じ形状を用いることができる。換言すれば、磁気記録媒体とスタンパの両方の基体は、同じ基体で兼用することができる。具体的には、スタンパ基体３１０はほぼ中心に内孔３１０ｂを有する円板形状のガラスディスクであって、磁気記録媒体と同じ外形形状を有している。ここで外形形状とは、外周形状および内周形状の両方をいうものとする。スタンパ基体３１０の形状に倣って、スタンパ３００全体（弾性層３２０およびパターン層３３０を含む）の形状も同じ外形形状（外周形状および内周形状）を有している。

上記のように磁気記録媒体とスタンパ３００との外形形状を一致させることにより、図１（ａ）に示す場合と同様に、スタンパ３００と磁気記録媒体１００との間の応力分布を均等にすることができる。したがって磁気記録媒体の上に、均一に凹凸パターンを転写することが可能となる。

さらに図１（ｂ）の構成によれば、磁気記録媒体とスタンパ３００の互いの中心を一致させることができる。したがってマークを読み取ってその中心を検出し、かつ検出した位置を一致させる構成に比べて、飛躍的に容易に、かつ正確に中心を一致させることができる。

特に、磁気記録媒体は基体の上に磁性層などを成膜することによって形成されるが、同じ規格の基体にパターン層を形成することにより、極めて容易に磁気記録媒体と同じ外形形状のスタンパ３００を製造することができる。

図２は応力分布について説明する図である。図２（ａ）は参考例であって、弾性層３２０を設けておらず、パターン層３３０は剛体としてのスタンパ基体３１０の上に直接ボンディングされている場合である。この場合は、スタンパ基体３１０の下に矢印にして示しているように、磁気記録媒体１００とスタンパ３００の間の応力分布は、その周辺部に集中する。したがって磁気記録媒体１００の周辺部には良好にパターンが転写されるが、中心部付近は中抜け現象が発生する。ここで中心部付近においても確実に転写すべく高い圧力を加えると、周辺部において応力過多となって却って転写不良となったり、スタンパ３００のパターン形状が崩れてしまったりするおそれがある。

図２（ｂ）も参考例であって、弾性層３２０を設けているが、剛体としてのスタンパ基体３１０は平板形状となっている場合である。この場合は、弾性層３２０が応力によって変形するため、パターン層３３０も応力に応じて磁気記録媒体１００の表面に倣うように変形する。そのため応力集中は緩和され、中抜け現象も緩和されるものの、依然として周辺部の方が中心部付近よりも応力が高くなってしまう。そのため、中抜け現象を消失しうるほどに圧力分布を改善するには到らない。

次に図２（ｃ）は実施例であり、弾性層３２０を設け、さらに上述の台座部３１０ａを設けた例である（図１（ａ）参照）。この場合は、言い換えれば内周部も外縁となるため、矢印にて示すように、周辺部と同様に中心部にも応力集中が発生する。したがって図に示すように、半径方向において中心部側と周辺部側の両端に応力集中が発生し、半径方向の中途部の応力が低いことになるが、両端が同程度に高くなっていることから、その差は従来に比して飛躍的に軽減させることができる。したがって、中抜け現象を生じしにくく、より確実にパターンを転写することができ、パターン転写精度を向上させることができる。

図２（ｄ）は実施例であり、弾性層３２０を設け、さらにスタンパ基体３１０の外形形状を台座部３１０ａと一致させた例である（図１（ｂ）参照）。この場合においても、周辺部と同様に中心部にも応力集中するため、応力分布が均一化し、パターン転写精度を向上させることができる。

図３は位置合わせについて説明する図であって、図３（ａ）は外周形状で位置合わせする例である。図に示すように、磁気記録媒体１００とスタンパ３００の両方の外周に当接するガイド部材４１０を用いて位置決めをすることにより、容易に、かつ正確に中心を一致させることができる。なお、図においてガイド部材４１０は３点で磁気記録媒体１００とスタンパ３００に当接しているが、４点以上で当接するように構成してもよい。

また磁気記録媒体１００の中心にはスピンドル（回転軸）を取り付けるための内孔１００ａが設けられているが、スタンパ３００にも同じ形状の内孔３１０ｂを設けることにより、磁気記録媒体１００の内孔１００ａとスタンパ３００の内孔３１０ｂの位置をあわせるだけで、互いの中心を確実に一致させることができる。

図３（ｂ）は内周形状で位置合わせする例である。図に示すように、１つの軸部材４２０に磁気記録媒体１００の内孔１００ａおよびスタンパ３００の内孔３１０ｂを挿通させるだけで、極めて容易に、かつ正確に位置合わせを行うことができる。

またスタンパ基体３１０にガラス基板を用いたことにより、ガラス基板は硬いため押圧した際に曲がりにくく、また平滑性が高いために全面に均一に押圧することができるため、スタンパ用の基体として好ましい。ガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されず、磁気記録媒体１００と同じ規格のものを用いていればよい。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。またガラスディスクには、化学強化を施して強度を向上させていることが好ましい。

弾性層３２０は、樹脂または金属によって形成することができる。すなわち、押圧した際にある程度の弾性を備えていればよい。これにより、スタンパ３００を磁気記録媒体１００に押圧してもパターン層３３０の凸パターンが変形することを防止することができ、スタンパ３００の耐久性を飛躍的に向上させることができる。

図４は弾性層の作用を説明する図であって、図４（ａ）は圧力の不均一を吸収する様子を説明する図、図４（ｂ）は凸欠陥を吸収する様子を説明する図である。

スタンパ３００の外形形状を上述のように磁気記録媒体１００と一致させたことにより、中心の位置合わせは容易に且つ正確に一致させることができる。しかし、スタンパ基体３１０を磁気記録媒体１００に押圧する際の加圧力を均一にすることは、位置合わせとは別の部分の駆動機構の精度が必要である。ここで仮にスタンパ３００が剛体であり、かつ不均一な力が加わったとすると、スタンパ３００が傾いた状態で磁気記録媒体１００に加圧されることとなる。するとパターンの転写が不十分な部分が生じたり、凸パターンが変形してしまう部分が生じたりするおそれがある。

そこで図４（ａ）に示すように、弾性層３２０が変形を生じることにより、スタンパ基体３１０に対してパターン層３３０が傾斜または後退して、磁気記録媒体１００の表面にパターン層３３０が倣うことができる。これにより加圧力の不均一を吸収し、磁気記録媒体１００の全面に一様に所定のパターンを形成することができる。

また磁気記録媒体１００にパーティクル１０１の混入などによる凸欠陥１００ｂがある場合に、スタンパ３００が剛体であるとすると、凸欠陥１００ｂに対応する位置の凸パターンが変形を生じてしまうおそれがある。

そこで図４（ｂ）に示すように、弾性層３２０が圧縮されることにより、パターン層３３０が凸欠陥１００ｂの形に倣って変形することができるため、凸パターンが変形してしまうことを防止することができる。したがってスタンパ３００の損傷を防止し、寿命を延長することができる。

なお、図４（ｂ）に示すように磁気記録媒体１００に凸欠陥１００ｂがある場合には、凸欠陥１００ｂおよびその周囲には正常にパターンが形成されず、パターン不良部分が発生する。しかし、スタンパ３００が剛体である場合には凸欠陥１００ｂにスタンパ３００が持ち上げられて広範囲にパターン不良が生じるところ、弾性層３２０を設けたことによりパターン層３３０が凸欠陥１００ｂに倣うため、パターン不良部分の範囲（面積）を極めて低減させることができる。また凸パターンの変形を防止できることから、次の磁気記録媒体１００に対しては正常にパターンを転写することができるため、凸欠陥の被害をまさにその媒体のその位置のみに抑えることができ、磁気記録媒体１００の生産効率も飛躍的に向上させることができる。

弾性層３２０の材質の例としては、例えば樹脂としてはゴム、シリコーンゴム、エラストマー樹脂、ＥＰＤＭなどを例示することができ、金属としては錫や鉛、銅などの比較的柔らかい金属を例示することができる。

パターン層３３０はニッケルなどの金属製であってもよいが、樹脂からなっていてもよい。パターン層を形成する樹脂としては、ＳＯＧ、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの硬度の高い樹脂を例示することができる。

パターン層３３０はナノカスティング（鋳型）によって形成され、弾性層３２０の上にボンディング（接着）されていてもよい。これにより１つの金型から複数の樹脂型をナノカスティングによって生産することができるため、１つの金型から製造可能な磁気記録媒体１００の数を飛躍的に増大させることができ、生産コストの低減を図ることができる。

［スタンパの製造方法］
図５はスタンパ３００の製造方法を示す図である。まず、石英／ガラス／Ｓｉ板のいずれかから成る基板２００を用意し（図５（ａ））、これに、ＥＢ（Electron Beam）レジスト２１０をコーティングする（図５（ｂ））。そして、最終的にディスクリート型磁気記録媒体１００に形成すべきパターン（以下「正パターン」と称する）とは逆のパターン（以下「逆パターン」と称する）を、コーティングしたＥＢレジスト２１０に描画する（図５（ｃ））。これは例えばＥＢ直描装置を用いて行ってよい。

次に、ニッケル電鋳法によって、１回目の電鋳品である正パターンニッケル金型２２０を鋳造する（図５（ｄ））。この正パターンニッケル金型２２０から、２回目のニッケル電鋳法によって、逆パターンニッケル金型２３０が合計１０個程度得られる（図５（ｅ））。逆パターンニッケル金型２３０には、位置合わせのための円孔を開けるパンチング工程（図５（ｆ））が必要であるが、位置合わせについては後述する。

石英／ガラス／Ｓｉ板のいずれかから成る他の基板２４０を用意し（図５（ｇ））、これに、スピンコート法を用いてＳＯＧ２５０をコーティングする（図５（ｈ））。これに、逆パターンニッケル金型２３０を室温インプリントし、正パターンのＳＯＧ型２６０を製造する（図５（ｉ））。

このＳＯＧ型２６０は、１個の逆パターンニッケル金型２３０から、１０００個は製造可能である。このように、数を増やせるため、ＳＯＧ型２６０を介在させることが有効である。なお、逆パターンニッケル金型２３０のようなニッケル金型からＳＯＧ２５０へのインプリントは可能だが、石英金型から直接ＳＯＧ２５０へインプリントすることはできない。ＳＯＧ２５０へのインプリントには、５０〜１００ＭＰａ程度の非常に大きな圧力が必要となるところ、石英金型では、割れてしまうためである。したがって、上記のようにニッケル金型を用いるのが望ましい。

ただし将来、低圧でインプリント可能なＳＯＧ型が開発された場合には、ニッケル金型に代えて、石英、Ｓｉまたは硬度の高い樹脂を用いてもよい。

次に、スタンパ製造工程を行う。この工程では、ＳＯＧ型２６０でパターン層３３０をナノカスティングする。すなわち、ＳＯＧ型２６０に、樹脂をスピンコートし、これによって、逆パターンのパターン層３３０を製造する（図５（ｊ））。この樹脂として、熱硬化性樹脂（エポキシ系樹脂）またはＵＶ硬化性樹脂に離型剤を混入したものを用いてよい。

パターン層３３０に用いられる樹脂は、磁気記録媒体１００にナノインプリントする際に用いられるレジスト層１３０（後述）と異なる材質となる。パターン層３３０とレジスト層１３０の材質が同一である場合には、スタンパ３００の表面に、剥離剤を塗布する必要がある。剥離剤は、フッ素系剥離財としてもよいし、炭素系剥離剤としてもよい。

なお、スタンパ３００は、ナノカスティング以外に、ＳＯＧ型２６０を利用して、ナノインプリントプロセスにより作成することも可能である。

製造されたパターン層３３０は使い捨てであるが、上記のナノカスティングにおいても、１個のＳＯＧ型２６０から１０００個以上のパターン層３３０が得られる。既に述べたように、１個の逆パターンニッケル金型２３０から、１０００個のＳＯＧ型２６０が得られるから、通算すると、１個のニッケル金型から、ＳＯＧ型１０００個×樹脂型１０００個＝１００万回のインプリントが可能となり、ニッケル金型を元にして製造されるディスクリートトラックメディアやビットパターンメディアの枚数を、従来より飛躍的に増大させることが可能である。そして、これによって大幅なコスト削減が可能となる。

一方、最終的なスタンパ３００の基体であるスタンパ基体３１０として、磁気記録媒体用のガラス基体を準備し（図５（ｋ））、その上に弾性層３２０を積層する（図５（ｌ））。弾性層３２０はゴム、シリコーンゴム、エラストマー樹脂、ＥＰＤＭなどを塗布したり、錫や鉛、銅などの比較的柔らかい金属をスパッタリングやメッキ法によって形成することができる。そして弾性層３２０の上に、パターン層３３０をボンディング（接着）する（図５（ｍ））ことによって、スタンパ３００として完成する。

最後に、磁気記録媒体１００のレジスト層１３０（図５（ｎ））にスタンパ３００でインプリントすることにより、ディスクリート型の磁気記録媒体１００を製造する（図５（ｏ））。これ以降の垂直磁気記録媒体製造工程については、図５では省略している。

（位置合わせ）
以下、スタンパ製造方法を通して行われる位置合わせについて説明する。図５（ｆ）では、逆パターンニッケル金型２３０に対して、中心となる位置に第１の円孔２３０ａを開けるパンチング工程を行う。このとき、第１の円孔２３０ａの大きさはスタンパ基体３１０の内孔３１０ｂと同じ大きさとする。

ＳＯＧ型用基板２４０（図５（ｇ））には、第１の円孔２３０ａと大きさの等しい第２の円孔２４０ａが開けられる。逆パターンニッケル金型２３０によってＳＯＧ２５０にインプリントする際には、第１の円孔２３０ａと第２の円孔２４０ａとを位置合わせする（図５（ｉ））。

パターン層３３０（図５（ｊ））は、ＳＯＧ型２６０に樹脂をナノカスティング（スピンコート）して離型することにより第２の円孔２４０ａと大きさの等しい第３の円孔３３０ａを有することとなる。

そして、スタンパ基体３１０は内孔３１０ｂを有しているから、第３の円孔３３０ａと内孔３１０ｂとを位置合わせしてパターン層３３０をボンディングする（図５（ｍ））。

上記の構成によれば、上記のスタンパ３００を用いてインプリントするときに、磁気記録媒体１００の基板の円孔に、内孔３１０ｂを位置合わせして行えば、ニッケル金型から磁気記録媒体１００まで、一貫した位置合わせが完成する。特に、最も大量に生産される最終的なスタンパ３００に、やはり大量に工業生産される磁気記録媒体用のガラス基体を用いることにより、安価に外形形状の精度の高いスタンパ３００を得ることができる。

［磁気記録媒体の製造方法］
次に、磁気記録媒体の製造方法の実施例について説明する。図６は磁気記録媒体１００の構成を説明する図である。磁気記録媒体１００は、ガラス基板からなるディスク基体１１０、ガラスと金属膜の付着性を向上させる付着層１１２、書き込み時に磁路を形成する第１軟磁性層１１４ａ、これと磁気的にカップリングする第２軟磁性層１１４ｃ、ＡＦＣカップリング（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を生じさせるためのＲｕの薄膜であるスペーサ層１１４ｂ、下地層の結晶配向性を向上させる前下地層１１６、磁気記録層の結晶配向性を向上させる第１下地層１１８ａおよび第２下地層１１８ｂ、グラニュラーの磁気的分離性を向上させる非磁性グラニュラー層１２０、保持力Ｈｃを担保するための第１磁気記録層１２２ａ、主記録層である第２磁気記録層１２２ｂ、面内方向に磁気的に連続した補助記録層１２４、保護層１２６、潤滑層１２８で構成されている。

なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃは、あわせて軟磁性層１１４を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂは、あわせて磁気記録層１２２を構成する。

（パターン形成工程）
次に、磁気記録層１２２に所定のパターンの磁性記録部および非記録部を形成するパターン形成行程について説明する。なおパターン形成行程においては、信号を随時記録する磁性記録部と同時に、サーボ情報を固定的に記憶するサーボパターン部を形成する。

パターン形成工程は、保護層成膜工程を行った後に行う。これにより、パターン形成工程を行った後に保護層１２６を成膜する必要がなくなり、製造工程が簡便になることで、生産性の向上および磁気記録媒体１００の製造工程における汚染の低減を図ることができる。

（イオン注入によるパターン形成工程）
図７はイオン注入によるパターン形成行程の説明図である。なお、図７において、理解を容易にするために磁気記録層１２２よりディスク基体１１０側の層の記載を省略する。パターン形成工程は、レジスト層成膜工程、パターニング工程、イオン注入工程、レジスト除去工程を含んで構成される。以下、パターン形成工程における各工程について説明する。

図７（ａ）に示すように、保護層１２６の上に、スピンコート法を用いてレジスト層１３０を成膜する（レジスト層成膜工程）。レジスト層１３０としてシリカを主成分とするＳＯＧ（Spin On Glass）、一般的なノボラック系のフォトレジスト等を好適に利用できる。

図７（ｂ）に示すように、レジスト層１３０にスタンパ３００を押し当てることによって（インプリント法）、磁性パターンを転写する（パターニング工程）。このとき、図３を用いて説明したように、磁気記録媒体１００とスタンパ３００の外形形状を利用して位置合わせを行うことができる。

スタンパ３００のパターン層３３０には、転写しようとする磁性記録部（ディスクリートトラックの場合はトラックパターン、ビットパターンの場合はビットパターン）と、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部等のサーボ情報を記憶するためのサーボパターン部と、磁性記録部とサーボパターン部を離隔するブロック部と、のそれぞれのパターンに対応する凹凸パターンを有する。

スタンパ３００によってレジスト層１３０に磁性パターンを転写した後、スタンパ３００をレジスト層１３０から取り除くことにより、レジスト層１３０に凹凸パターンが形成される。なお、スタンパ３００の表面にフッ素系剥離剤を塗布しておくことにより、レジスト層１３０から良好にスタンパ３００を剥離することが可能となる。また、スタンパ３００のパターン層３３０の組成の一部にフッ素系剥離剤を含有させることによっても、離型性を向上させることができる。

図７（ｃ）に示すように、パターニング工程で所定のパターンにパターニングされたレジスト層１３０の凹部から、保護層１２６を介して、磁気記録層１２２へ、イオンビーム法を用いてイオンを注入する（イオン注入工程）。これにより、イオンが注入された磁気記録層１２２におけるイオンが注入された部分の結晶を非晶質化させて、磁気記録層１２２をレジスト層１３０のパターンに倣って磁気的に分離させることができる。なおイオンを注入する部分は完全に非磁性化するのではなく、ある程度の磁性（非透磁率μ＝２〜１００程度）の半硬磁性とすることにより、オーバーライト特性と電磁変換特性を向上させることができる。

注入するイオンとしては、Ａｒ、Ｎ_２、Ｏ_２の１または複数を用いることができる。その他のイオンとして、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ，Ｆ、Ｃ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｗ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎ_２、Ｏ_２からなる群から選択されたいずれか１または複数のイオンを注入してもよい。

図７（ｄ）に示すように、レジスト層１３０をフッ素系ガスを用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）により除去する（レジスト除去工程）。フッ素系ガスとしては、ＳＦ_６、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、Ｃ_２Ｆ_６からなる群から選択されたいずれか１種または複数の混合ガスを好適に利用することができる。

なおレジスト層１３０としてＳＯＧを用いているため、フッ素系ガスを用いてＲＩＥを行っているが、レジスト層１３０の材質によってガスの種類を適宜変更することはいうまでもない。例えば、レジスト層１３０としてノボラック系フォトレジストを用いた場合、酸素ガスを用いたＲＩＥが好適である。

ＲＩＥのプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）を利用しているが、これに限定されず、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマや、一般的な平行平板型ＲＩＥ装置を利用することもできる。

（エッチングによるパターン形成工程）
上述のイオン注入工程に代えて、以下のエッチング工程を行うことにより、パターニングを行ってもよい。図８は、図７（ｂ）の状態からエッチング工程を行った状態を示す。図８においても、理解を容易にするために非磁性グラニュラー層１２０よりディスク基体１１０側の層の記載を省略する。

図８（ａ）に示すように、パターニング工程（図７（ｂ）参照）で所定のパターンにパターニングされたレジスト層１３０の凹部から、保護層１２６および磁気記録層１２２をイオンミリングし、磁気記録層１２２を物理的に分断するように、所定のパターンの凸部と凹部を形成する。

保護層１２６は、酸素を用いたＲＩＥにより除去する(酸素アッシング)。ＲＩＥのプラズマ源は低圧で高密度プラズマが生成可能なＩＣＰを好適に用いることができるが、これに限定されず、ＥＣＲプラズマや、一般的な平行平板型ＲＩＥ装置を利用することもできる。

磁気記録層１２２は、Ａｒを用いたＩＢＥ（Ion Beam Etching：イオンビームエッチング）によりイオンミリングを行い除去する。ＩＢＥのプラズマ源は、ＥＣＲプラズマを好適に利用することができるが、低圧で高密度プラズマが生成可能なＩＣＰや、一般的な平行平板型ＲＩＥ装置を利用することもできる。ＥＣＲイオンガンを用いたイオンミリングでは、静止対向型（イオン入射角９０°）でエッチングすることで、磁気記録層１２２に形成される凹部、凸部にテーパを設けず加工することが可能となる。

エッチング工程において、マイクロ波パワー８００Ｗ、加速電圧４００から５００Ｖ、イオン入射角度は３０°から７０°まで変化させて磁気記録層１２２をエッチングする。

上記エッチング（イオンミリング）を行うことにより、パターニング工程で転写された凹部の下の部分に存在するレジスト層１３０、保護層１２６および磁気記録層１２２を除去することができ、凸部の下の部分に存在する磁気記録層１２２は、残存させることが可能となる。また図８（ｂ）に示すように、磁気記録層１２２は、磁気記録層１２２の直下の層である非磁性グラニュラー層１２０の表面が出現するまで、イオンミリングを行う。これにより、磁気記録層１２２の磁性記録部としての凸部を確実に分離させることができる。

次に図８（ｃ）に示すように、非磁性材料を用いて成膜し、エッチング工程で形成された凹部１３６（図８（ｂ）参照）に充填層１３８(図８中黒色で示す)を成膜する（充填層成膜工程）。充填層１３８は、保護層１２６の底面の高さ（補助記録層１２４の高さ）と略等しい高さとなるように調節する(図８(ｃ)参照)。

充填層１３８としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＣ、ＴｉＯ_２、Ｃを利用することができる。充填層１３８は、バイアスをかけないスパッタ法で成膜する。ここで、基体にバイアスをかけながらスパッタを行うバイアススパッタ法を利用すると、凹部１３６に容易に充填層１３８を成膜することができるが、バイアス電圧をかけることによる基体の温度上昇およびこれに伴う基体の溶解が生じたり、スパッタダストが生じることによる基体表面の平坦化への妨げが発生したりするため、バイアスをかけないスパッタ法が好適である。

なお、ディスクリート型である場合には、補助記録層１２４が凹部１３６によって分断されても、トラック方向には連続していることになる。このため補助記録層１２４はトラック方向に隣接する磁性粒子に亘って磁気的に連続することとなり、補助記録層１２４としての役割を発揮することができる。これに対しビットパターン型である場合には、記録ビット単位で補助記録層１２４も分断されてしまう。このため、ビットパターン型である場合には、補助記録層１２４を設けなくてもよい。さらには、充填層成膜工程において充填層１３８の高さを磁気記録層１２２の高さと略等しく成膜し、その後に、隣接する凸部にある補助記録層１２４を接続するように、凹部１３６に補助記録層１２４を再成膜してもよい（補助記録層再成膜工程）。再成膜する補助記録層１２４の膜厚は、当然に凸部にある補助記録層１２４の膜厚と略等しくすることが好ましい。

次に図８（ｄ）に示すように、充填層成膜工程において磁気記録層１２２の凹部１３６に充填層１３８を成膜した後、凹部１３６の充填層１３８の上にさらに保護層１４０を成膜する（保護層再成膜工程）。なお、図８(ｄ)中、保護層１２６をハッチングで示す。凹部１３６に成膜される保護層１４０は、保護層１２６の表面と略等しくなる膜厚で成膜される。

次に図８（ｅ）に示すように、レジスト層１３０を除去する（レジスト除去工程）。レジスト除去工程は、図７（ｄ）を用いて説明したレジスト除去工程と同様に行うことができる。

レジスト除去工程のあと、図８（ｆ）に示すように、さらに保護層１２６を表面に成膜する(最終保護層成膜工程)。これにより、保護層１２６をより均一に成膜することが可能となる。また、膜硬度をさらに向上させることができる。最終保護層成膜工程における成膜方法は、保護層成膜工程および保護層再成膜工程と同様の成膜方法を適用することが可能である。

最終保護層成膜工程で成膜された保護層１２６の表面を、酸素を用いたＲＩＥ（酸素アッシング）により平坦化する(平坦化工程)。ＲＩＥによって突出した部分から優先的にエッチングされるため、その表面を全体的に平坦にすることができる。ＲＩＥのプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なＩＣＰを利用することができるが、ＥＣＲプラズマや、一般的な平行平板型ＲＩＥ装置を利用することもできる。平坦化工程を終了すると、潤滑層１２８を形成して磁気記録媒体１００の製造が完了する。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、凹凸パターンが転写されたレジスト層１３０に別途処理を行わずイオン注入を行っているが、これに限定されず、凹凸パターンが転写されたレジスト層１３０の凹部底面に残存するレジスト層をエッチング等によって除去してからイオン注入を行ってもよい。

また、上記実施形態では、磁気記録層がグラニュラー構造を有する２層で構成しているが、これに限定されず、１層もしくは複数層で構成されてもよく、グラニュラー構造を有しなくてもよい。

本発明は、ディスクリートトラックメディアやビットパターンメディアのようなパターンドメディアを製造する際に用いられるスタンパ、およびこれを用いた磁気記録媒体の製造方法として利用可能である。

１００…磁気記録媒体、１００ａ…内孔、１００ｂ…凸欠陥、１０１…パーティクル、１１０…ディスク基体、１１２…付着層、１１４…軟磁性層、１１４ａ…第１軟磁性層、１１４ｂ…スペーサ層、１１４ｃ…第２軟磁性層、１１６…前下地層、１１８…下地層、１１８ａ…第１下地層、１１８ｂ…第２下地層、１２０…非磁性グラニュラー層、１２２…磁気記録層、１２２ａ…第１磁気記録層、１２２ｂ…第２磁気記録層、１２４…補助記録層、１２６…保護層、１２８…潤滑層、１３０…レジスト層、１３８…充填層、２００…基板、２１０…ＥＢレジスト、２２０…正パターンニッケル金型、２３０…逆パターンニッケル金型、２３０ａ…第１の円孔、２４０…基板、２４０ａ…第２の円孔、２５０…ＳＯＧ、２６０…ＳＯＧ型、３００…スタンパ、３１０…スタンパ基体、３１０ａ…内孔、３２０…弾性層、３３０…パターン層、３３０ａ…第３の円孔、４１０…ガイド部材、４２０…軸部材

Claims (8)

1. 内孔を有する円板形状の磁気記録媒体の製造工程において磁気記録層の上に形成したレジスト層に所定のパターンを形成するスタンパであって、
   基体と、
   前記基体より上に形成された弾性層と、
   前記弾性層より上に形成されたパターン層とを備え、
   前記基体は、前記磁気記録媒体の形状に対応した形状の台座部を有することを特徴とするスタンパ。
2. 内孔を有する円板形状の磁気記録媒体の製造工程において磁気記録層の上に形成したレジスト層に所定のパターンを形成するスタンパであって、
   基体と、
   前記基体より上に形成された弾性層と、
   前記弾性層より上に形成されたパターン層とを備え、
   前記基体の平面形状は、前記磁気記録媒体の平面形状に対応した、内孔を有する円板形状であることを特徴とするスタンパ。
3. 前記磁気記録媒体に用いられる基体をスタンパ用基体とし、該基体の上に、前記弾性層と、前記パターン層とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタンパ。
4. 前記スタンパ用基体は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタンパ。
5. 前記弾性層は、樹脂または金属からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタンパ。
6. 前記パターン層は、樹脂または金属からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタンパ。
7. 前記パターン層はナノカスティングによって形成され、
   前記弾性層の上にボンディングされていることを特徴とする請求項６に記載のスタンパ。
8. 内孔を有する円板形状の基体上に、磁気記録層を成膜し、
   前記磁気記録層の上に保護層を成膜し、
   前記保護層の上にレジスト層を成膜し、
   前記基体とほぼ同じ形状のスタンパを、前記基体とスタンパの外周または内周を一致させることによって位置合わせし、
   前記スタンパを前記レジスト層にインプリントして所定のレジストパターンを形成し、
   前記レジストパターンに基づいて前記磁気記録層を磁気的に分離し、
   前記レジスト層を除去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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