JP2010225223A - ガラススタンパの製造方法、ガラススタンパ、および磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）が低減されたガラススタンパを高い歩留まりで製造できる方法を提供する。
【解決手段】基板上にダイヤモンド膜を成膜し、ダイヤモンド膜上にレジストを塗布し、電子線描画および現像を行ってパターンを形成し、前記レジストのパターンをマスクとして、酸素またはＡｒガスで前記ダイヤモンド膜をエッチングしてパターンを転写し、前記レジストおよび基板を除去してダイヤモンドモールドを作製し、前記ダイヤモンドモールドを用いてガラス成形を行ってガラススタンパを製造することを特徴とするガラススタンパの製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラススタンパの製造方法、この方法により製造されたガラススタンパ、およびこのガラススタンパを用いた磁気記録媒体の製造方法に関する。

近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に組み込まれる磁気記録媒体において、隣接トラック間の干渉によりトラック密度の向上が妨げられるという問題が顕在化している。特に記録ヘッド磁界のフリンジ効果の低減は重要な技術課題である。

このような問題に対して、記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型パターンド媒体（ＤＴＲ媒体）が提案されている。ＤＴＲ媒体では、記録時に隣接トラックの情報を消去するサイドイレース現象、再生時に隣接トラックの情報を読み出すサイドリード現象などを低減できるため、トラック密度を高めることができる。したがって、ＤＴＲ媒体は高密度の磁気記録媒体として期待されている。

また、単一の磁性ドットを単一の記録セルとして記録再生を行うビットパターンド媒体（ＢＰＭ）が、熱揺らぎ現象および媒体ノイズを抑制できる高密度の磁気記録媒体として提案されている。

個々のＤＴＲ媒体やＢＰＭを電子線（ＥＢ）リソグラフィー技術によって製造すると、製造コストが著しく増大する。そこで、製造コストを低減するためには、電子線（ＥＢ）リソグラフィーにより微細パターンを形成した原盤からＮｉスタンパを作製し、媒体基板上に成膜した磁気記録層上に塗布したレジストにＮｉスタンパをインプリントしてパターンを転写した後、磁気記録層をエッチング加工する方法が採用されている。

Ｎｉスタンパは以下のようにして作製される。スタンパ基板上にレジストを塗布し、レジストに微細パターンをＥＢ描画し、レジストを現像して原盤を作製する。この原盤上にＮｉ導電化膜をスパッタリングにより成膜し、Ｎｉ電鋳層を堆積し、スタンパ基板からＮｉ電鋳層およびＮｉ導電化膜を剥離してＮｉスタンパを作製する。ところで、Ｎｉ導電化膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観測したところ、粒径１５〜２０ｎｍのＮｉ結晶粒が成長していることがわかった。このため、Ｎｉ導電化膜上に堆積されるＮｉ電鋳層でもＮｉ結晶粒が成長する。この結果、実際に形成されるＮｉスタンパ上のパターンは、Ｎｉ結晶粒の粒径によって規定されるラインエッジラフネス（ＬＥＲ）をもち、このＬＥＲは５ｎｍ程度までしか低減できないことがわかった。

たとえば２Ｔｂｐｓｉの記録密度のＢＰＭでは、パターンのサイズが１０ｎｍ×２０ｎｍに設計される。しかし、パターンのＬＥＲが５ｎｍ程度であるＮｉスタンパを用いた場合には、このように小さなサイズのパターンを形成することはできず、２Ｔｂｐｓｉの記録密度を持つＢＰＭを製造することはできない。

従来、ＬＥＲを低減するために、少なくとも凸部最表面がＸ線回折において結晶性ピークを有していない材料で形成されているスタンパが提案されている（特許文献１）。たとえばシリコン基板に凹凸パターンを形成し、導電化膜としてＴａＳｉを成膜し、Ｎｉ電鋳層を堆積し、Ｎｉ電鋳層およびＴａＳｉ膜を剥離してトラックピッチが２００ｎｍであるパターンを有するスタンパを作製することが開示されている。しかし、この方法でも、パターン幅を小さくした場合には、成長したＮｉ電鋳層の結晶粒によりスタンパのＬＥＲを低減できないおそれがある。

特開２００５−１３３１６６号公報

本発明の目的は、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）が低減されたガラススタンパを高い歩留まりで製造できる方法を提供することにある。

本発明の一態様に係るガラススタンパの製造方法は、基板上にダイヤモンド膜を成膜し、ダイヤモンド膜上にレジストを塗布し、電子線描画および現像を行ってパターンを形成し、前記レジストのパターンをマスクとして、酸素またはＡｒガスで前記ダイヤモンド膜をエッチングしてパターンを転写し、前記レジストおよび基板を除去してダイヤモンドモールドを作製し、前記ダイヤモンドモールドを用いてガラス成形を行ってガラススタンパを製造することを特徴とする。

本発明の他の態様に係るガラススタンパは、上記の方法で製造されたものである。

本発明のさらに他の態様に係る磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録層の上にカーボン保護膜および金属膜を成膜し、前記金属膜上にＵＶ硬化レジストを塗布し、上記の方法で製造したガラススタンパを用いてＵＶインプリントを行って前記ＵＶ硬化レジストにパターンを転写し、前記ＵＶ硬化レジストのパターンをマスクとして、前記金属膜および前記カーボン保護膜をエッチングして前記磁気記録層を露出させ、露出した前記磁気記録層の磁性をＨｅ−Ｎ₂ガスを用いて失活させながらエッチングして前記磁気記録層に凹部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＲが低減されたガラススタンパを高い歩留まりで製造できる方法を提供することができる。

ディスクリートトラック媒体（ＤＴＲ媒体）を示す平面図。 ビットパターンド媒体（ＢＰＭ）を示す平面図。 本発明の実施形態に係るガラススタンパの製造方法を示す断面図。 Ｎｉ導電化膜のＮｉ結晶粒を示す模式図。 ＮｉスタンパのＬＥＲを示す斜視図。 モールドの表面粗さＲａを示す断面図。 従来の方法によるダイヤモンドモールドの作製方法を示す断面図。 本発明の方法によるダイヤモンドモールドの作製方法を示す断面図。 本発明の実施形態に係る磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体またはＢＰＭ）の製造方法示す断面図。

本発明者らは、Ｎｉスタンパを用いずに２Ｔｂｐｓｉ級のＤＴＲ媒体およびＢＰＭを製造する方法を考案した。２Ｔｂｐｓｉ級のＤＴＲ媒体およびＢＰＭを製造するには、インプリントに用いるスタンパのＬＥＲを低減することが重要になる。上述したようにＮｉスタンパは導電化膜のＮｉ粒径に応じてＬＥＲが決まるため、他の材料からなるスタンパを用意する必要がある。

本発明者らは、ガラススタンパがＬＥＲを低減するのに最も有利であることを見出した。ガラススタンパを低コストで作製するにはガラス成形技術が好適である（たとえば特許第４００４２８６号公報参照）。ガラス成形は、軟化点（６５０℃）以上に加熱したガラスをモールドに流し込んで成形する方法である。ガラス成形用のモールドは、ガラス軟化点（６５０℃）以上の高温に耐えて変形しない材料で形成する。一般的にガラス成形用のモールドにはグラッシーカーボン（ＧＣ）が使用されている。しかし、グラッシーカーボンは表面粗さＲａが１０ｎｍ程度と大きく、２Ｔｂｐｓｉ級の微細パターンを形成するには適していない。そこで、６５０℃以上の高温に耐え、表面粗さＲａが数ｎｍ以下である材料を探索したところ、ダイヤモンドが好適であることがわかった。本明細書において、ダイヤモンドとは、ラマン分光分析で１３３３ｃｍ^-1にｓｐ³結合に帰属する急峻なピークが認められ、該ピーク強度が１５８０ｃｍ^-1におけるグラファイトのピーク強度に対して１．５倍以上である材料と定義する。

本発明において、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像からエッジを抽出して算出する。表面粗さＲａは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて求める。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
図１に、ディスクリートトラック媒体（ＤＴＲ媒体）１の周方向に沿う平面図を示す。図１に示すように、媒体１の周方向に沿って、サーボ領域１０と、データ領域２０が交互に形成されている。サーボ領域１０には、プリアンブル部１１、アドレス部１２、バースト部１３が含まれる。データ領域２０には互いに分断されたディスクリートトラック２１が含まれる。

図２に、ビットパターンド媒体（ＢＰＭ）２の周方向に沿う平面図を示す。図２に示すように、サーボ領域１０は図１と同様な構成を有する。データ領域２０には互いに分断された磁性ドット２２が含まれる。

本発明においては、図１に示されるＤＴＲ媒体または図２に示されるＢＰＭのデータ領域の記録トラックまたは記録ビットに対応するパターンおよびサーボ領域の情報に対応するパターンが凹凸で形成されたガラススタンパを製造する。

次に、図３（ａ）〜（ｆ）を参照して本発明に係るガラススタンパの製造方法を説明する。

図３（ａ）に示すように、４〜６インチのＳｉ基板３１上に、ＣＶＤ（化学気相堆積法）により厚さ５００μｍのダイヤモンド膜３２を成膜する。原料ガスとして、例えばメタン（ＣＨ₄）と水素（Ｈ₂）との混合ガスを用いる。

図３（ｂ）に示すように、ダイヤモンド膜３２上に電子ビーム（ＥＢ）レジスト３３（例えばＺＥＰ５２０：日本ゼオン社）を塗布し、ＥＢ描画装置を用いて図１または図２に示したＤＴＲ媒体またはＢＰＭのパターンを描画する。その後、現像液（例えばＺＥＤ−Ｎ５０：日本ゼオン社）を用いて現像し、ダイヤモンド膜３２上のＥＢレジスト３３に凹凸パターンを形成する。

図３（ｃ）に示すように、ＥＢレジスト３３のパターンをエッチングマスクとし、酸素ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ）によりダイヤモンド膜３２の一部をエッチングする。

図３（ｄ）に示すように、フッ酸を用いてＳｉ基板３１および残留しているＥＢレジスト３３を除去してダイヤモンドモールド３４を作製する。

本発明の方法の優れている点は、酸素ＲＩＥでダイヤモンド膜３２をエッチングすると、ダイヤモンドモールド３４のＬＥＲが小さくなることである。

従来のＮｉスタンパの場合、ＥＢレジストにＥＢ描画および現像を行った後に、ＥＢレジストのパターン上に導電化膜としてＮｉをスパッタにより成膜する。図４の模式図に示すように、Ｎｉ導電化膜７０には粒径１５〜２０ｎｍのＮｉ結晶粒７１が成長している。このため、基板に直線状のパターンを形成した場合であっても、その上に成膜したＮｉ導電化膜のパターンにはＮｉ結晶粒の形状に応じて凹凸が生じる。さらに、Ｎｉ導電化膜上にＮｉ電鋳層を成長させ、これらを剥離することによって作製されたＮｉスタンパ８０にも、図５の斜視図に示すように、Ｎｉ結晶粒の粒径に応じたＬＥＲが生じる。

これに対して、本発明の方法ではダイヤモンド膜をエッチングするため、Ｎｉスタンパの場合のようにＮｉ結晶粒の粒径によってＬＥＲが決定されることはなく、ＥＢ描画時のＬＥＲをそのまま維持できる。また、酸素プラズマの影響により、エッジのスムージングも期待できる。したがって、従来のＮｉスタンパではＬＥＲを５ｎｍ以下にすることは困難であったが、本発明ではＬＥＲ５ｎｍ以下のパターンを容易に形成することができ、さらにＬＥＲ１ｎｍ以下のパターンを形成することもできる。

また、酸素ＲＩＥでダイヤモンド膜２２をエッチングする際に窒素ガスを混合すれば、窒素原子のドーピング効果によりダイヤモンドモールド３４の表面を容易に窒化させることもできる。窒化されたダイヤモンドモールド３４は表面が硬化し、空気中のパーティクル、ダスト等に対しての防護耐性が向上する。加えて、ダイヤモンドモールド３４そのものの耐久性を向上することができる。窒素の代わりにフッ素系ガス（ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｈ₆、ＳＦ₆等）を用いると、フッ素原子のドーピング効果によりダイヤモンドモールド３４の表面をフッ素化することができる。フッ素化することによりダイヤモンドモールド３４と成形されたガラススタンパとの離型性を向上させる効果がある。

なお、ダイヤモンド膜３２をエッチングする方法は、必ずしも酸素ＲＩＥに限らず、Ａｒガスによるイオンビームエッチングでもよい。また、プラズマ方式は、平行平板型、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）型、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）型等を用いてもよい。

図３（ｅ）に示すように、上記の方法で作製したダイヤモンドモールド３４をガラス成形機にセットし、例えば、成形温度６５０℃、成形圧力２ＭＰａ、保持時間５分でガラススタンパ３５を作製する。

図３（ｅ）に示すように、必要に応じて、作製したガラススタンパ３５のパターンをスリミングする工程を行ってもよい。スリミングとは、ウェットエッチング、ドライエッチング等でパターン凸部の幅を細くすることである。例えばフッ酸にガラススタンパ３５を浸漬し、パターンを全体的に５〜１０ｎｍ小さくする方法を用いることができる。

従来のＮｉスタンパを例えばｐＨ３程度のスルファミン酸に浸漬して同様のスリミング工程を行った場合にも、パターンを全体的に５〜１０ｎｍ小さくすることができる。しかし、Ｎｉ結晶粒の粒径で規定されるＬＥＲ（図５図示）がそのまま残るため、ランド幅のバラつきが大きなスタンパになる。

これに対して本発明のガラススタンパ３５はＬＥＲが小さいため、スタンパスリミング工程を行ってもランド幅のバラつきを小さくできる。

一般的なガラス成形では、成形されたガラスをモールドから離型することが課題になる。図６に示したようにモールド９０の表面粗さＲａが大きい場合、高温で成形されたガラスの冷却時にガラスとモールドとの熱膨張率差によってモールドへのガラスの「食い込み」が生じ、モールドからガラスを離型することが著しく困難になる。室温インプリントのようにモールドに離型剤を塗布しようとしても、一般的なフッ素離型剤は高温で分解されるため、ガラス成形では利用することができない。そこで、特許第４００４２８６号公報には、モールドの表面粗さＲａを小さくして離型性を向上させる方法が開示されている。しかし、ＤＴＲ媒体やＢＭＰを製造するためのダイヤモンドモールド３４には、図１または図２に示したような複雑なパターンが形成されており、ダイヤモンドモールド３４の表面粗さＲａのみ小さくしてもガラススタンパ３５の離型がよくなることはない。本発明者らはさらに鋭意検討した結果、ダイヤモンドモールド３４の表面粗さＲａを小さくするのに加えて、ダイヤモンドモールド３４上のパターンのＬＥＲを小さくすることにより、ガラススタンパ３５の離型性を大幅に向上できることを見出した。同時に、ダイヤモンドモールド３４の寿命を大幅に延ばすことができることも見出した。

次に、本発明と従来技術との差異をより詳細に説明する。

従来技術によりダイヤモンドモールドを作製する場合、図７（ａ）および（ｂ）に示すような方法を採用することが考えられる。まず、図７（ａ）に示すように、Ｓｉ基板４１上にＥＢレジストを塗布し、ＥＢ描画および現像を行ってＥＢレジストのパターンを形成し、ＣＦ₄等のフッ素系ガスを用いたＲＩＥによりＳｉ基板４１をエッチングしてパターンを転写する。このＳｉ基板４１上にＣＶＤによりダイヤモンド膜４２を成膜する。次に、図７（ｂ）に示すように、Ｓｉ基板４１をフッ酸で剥離してダイヤモンドモールド４３を作製する。この従来技術を用いた場合、図７（ａ）のＣＶＤ工程でＳｉ基板４１の側壁に回り込んで付着したダイヤモンドが、図７（ｂ）のフッ酸処理後にバリとして残り、これを除去することができない。このようにバリのあるダイヤモンドモールド４３を用いてガラススタンパを製造した場合、バリの部分がガラススタンパに凹部を形成し、ＤＴＲ媒体またはＢＰＭに欠陥パターンとして転写される。

本発明の方法では、図８（ａ）および（ｂ）に示すようにダイヤモンドモールドを作製する。まず、図８（ａ）に示すように、Ｓｉ基板３１上にダイヤモンド膜３２を成膜する。ダイヤモンド膜３２上のＥＢレジストを塗布し、ＥＢ描画および現像を行い、ＥＢレジストに凹凸パターンを形成する。ＥＢレジストのパターンをエッチングマスクとし、酸素ＲＩＥによりダイヤモンド膜３２の一部をエッチングして凹凸パターンを転写する。この酸素ＲＩＥ工程では、Ｓｉ基板３１の側壁に回りこんだダイヤモンドもエッチングされる。その後、ＥＢレジストを除去する。次に、図８（ｂ）に示すように、フッ酸を用いてＳｉ基板３１および残留しているＥＢレジストを除去してダイヤモンドモールド３４を作製する。このとき、Ｓｉ基板３１の側壁に回りこんだダイヤモンドがエッチングされているので、ダイヤモンドモールド３４の端部にバリが生じることはない。

また、図７（ａ）および（ｂ）に示す従来の方法の場合、凹凸が形成されたＳｉ基板４１上にダイヤモンド膜４２を堆積させるため、ダイヤモンド膜４２は厚さに応じて不均一な膜質で堆積される。この結果、作製されたダイヤモンドモールド４３では残留応力が緩和しきれず、ガラススタンパ成形時に破損しやすくなる。これに対して、本発明の方法では、ダイヤモンド膜３２が平坦なＳｉ基板３１上に成膜されるため、残留応力が発生しにくく、耐久度の高いダイヤモンドモールド３４を形成することができる。

また、従来の方法でダイヤモンドモールド４３の表面を窒化して硬化させる場合、フッ酸によってＳｉ基板を剥離した後に、窒素プラズマ曝露や窒素イオン注入などの工程を行う必要があるので、製造コストの増大を招く。これに対して、本発明の方法では、酸素ＲＩＥなどのプラズマプロセスでダイヤモンド表面をエッチングする際に、窒素ガスを混合したり、プロセスガスを窒素に切り替えたりするという簡便な方法でダイヤモンドモールド表面を窒化することができる。

次に、図９（ａ）〜（ｉ）を参照して、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。この方法では、上述したようにダイヤモンドモールドを用いたガラス成形で製造したガラススタンパを用いる。

図９（ａ）に示すように、ガラス基板５１上に、厚さ１２０ｎｍのＣｏＺｒＮｂからなる軟磁性下地層（図示せず）、厚さ２０ｎｍのＲｕからなる配向制御用の下地層（図示せず）、厚さ１５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ₂からなる磁気記録層５２、厚さ１５ｎｍのカーボン保護膜５３、厚さ３〜５ｎｍの金属層５４を順次成膜する。ここでは、簡略化のために、軟磁性下地層および配向制御層は図示していない。

金属層５４には、後述するＵＶ硬化レジスト（フォトポリマー剤、２Ｐ剤）との密着性がよく、後述するＨｅ＋Ｎ₂ガスによるエッチング時に完全に剥離可能な金属が用いられる。具体的には、金属はＣｏＰｔ、Ｃｕ、Ａｌ、ＮｉＴａ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、ＮｉＮｂＺｒＴｉからなる群より選択される。特に、ＣｏＰｔ、Ｃｕ、Ｓｉは、ＵＶ硬化レジストとの密着性およびＨｅ−Ｎ₂ガスによる剥離性の両方に優れている。

図９（ｂ）に示すように、金属層５４の上にＵＶ硬化レジスト５５を厚さ５０ｎｍになるようにスピンコートする。ＵＶ硬化レジスト５５は、モノマー、オリゴマーおよび重合開始剤を含み、紫外線硬化性を示す。たとえば、モノマーとして８５％のイソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）、オリゴマーとして１０％のポリウレタンジアクリレート（ＰＵＤＡ）、重合開始剤として５％のダロキュア１１７３を含む組成物を用いることができる。このＵＶ硬化レジスト５５に対向するようにガラススタンパ３５を配置する。

図９（ｃ）に示すように、ガラススタンパ３５を用いてＵＶインプリントを行い、ガラススタンパ３５の凹部に対応してＵＶ硬化レジスト５５の凸部を形成した後、ガラススタンパ３５を通して紫外線を照射してＵＶ硬化レジスト５５を硬化させる。

図９（ｄ）に示すように、ガラススタンパ３５を除去した後、パターン化されたＵＶ硬化レジスト５５の凹部の底に残っているレジスト残渣を除去する。たとえばＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を用い、プロセスガスとして酸素を導入してチャンバー圧を２ｍＴｏｒｒとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗ、エッチング時間を３０秒とする。

図９（ｅ）に示すように、ＵＶ硬化レジスト５５のパターンをマスクとして、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングにより金属層５４をエッチングする。この工程は必ずしも行う必要はない。たとえば、レジスト残渣を除去する際に、異方性の高いエッチング条件を用いれば、レジスト残渣および金属層をエッチングできる。具体的には、ＩＣＰエッチング装置でプラテンＲＦパワーを３００Ｗ程度まで高くすると、エッチング異方性を高くすることができる。金属層５４にＳｉを用いた場合はＣＦ₄ガスでエッチングしてもよい。

図９（ｆ）に示すように、ＵＶ硬化レジスト５５のパターンをマスクとして、カーボン保護膜５３をパターニングする。たとえば、ＩＣＰエッチング装置を用い、プロセスガスとしてＯ₂を導入してチャンバー圧を２ｍＴｏｒｒとし、コイルＲＦパワーとプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗ、エッチング時間を３０秒とする。

図９（ｇ）に示すように、カーボン保護膜５３のパターンをマスクとしてＨｅまたはＨｅ＋Ｎ₂（混合比１：１）を用いたイオンビームエッチングを行い、磁気記録層５２の一部をエッチングして凹凸を形成するとともに、凹部に残った磁気記録層５２を失活させて非磁性層５６を形成する。このとき、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオンガンを用いることが好ましい。たとえば、マイクロ波パワー８００Ｗ、加速電圧１０００Ｖで２０秒間エッチングして磁気記録層５２に深さ１０ｎｍの凹部を形成するとともに、磁性が失活した厚さ５ｎｍの非磁性層５６を形成する。これと同時に、残存している金属層（たとえばＣｕ）５４を除去する。これは、金属層５４が残存した状態では、次工程で酸素ＲＩＥによるカーボン保護膜５３の剥離ができなくなるからである。

図９（ｈ）に示すように、カーボン保護膜５３のパターンを除去する。たとえば、酸素ガスを用い、１００ｍＴｏｒｒ、１００Ｗ、エッチング時間３０秒の条件でＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行う。

図９（ｉ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積法）により、厚さ４ｎｍのカーボンからなる表面保護膜５７を形成する。表面保護膜５７上に潤滑剤を塗布することによりＤＴＲ媒体またはＢＰＭを製造する。

以下、本発明において用いられる材料および個々の工程の詳細について説明する。

［ＵＶ硬化レジスト］
ＵＶ硬化レジスト（２Ｐ剤）は紫外線硬化性を持つ材料であり、モノマー、オリゴマー、重合開始剤を含み、溶媒を含まない組成物からなる。

モノマーとしては下記のようなものが用いられる。

・アクリレート類
ビスフェノールＡ・エチレンオキサイド変性ジアクリレート（ＢＰＥＤＡ）
ジペンタエリスリトールヘキサ（ペンタ）アクリレート（ＤＰＥＨＡ）
ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート（ＤＰＥＨＰＡ）
ジプロピレングリコールジアクリレート（ＤＰＧＤＡ）
エトキシレイテッドトリメチロールプロパントリアクリレート（ＥＴＭＰＴＡ）
グリセリンプロポキシトリアクリレート（ＧＰＴＡ）
４−ヒドロキシブチルアクリレート（ＨＢＡ）
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）
２−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）
２−ヒドロキシプロピルアクリレート（ＨＰＡ）
イソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）
ポリエチレングリコールジアクリレート（ＰＥＤＡ）
ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）
テトラヒドロフルフリルアクリレート（ＴＨＦＡ）
トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）
トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）
・メタクリレート類
テトラエチレングリコールジメタクリルレート（４ＥＤＭＡ）
アルキルメタクリレート（ＡＫＭＡ）
アリルメタクリレート（ＡＭＡ）
１，３−ブチレングリコールジメタクリレート（ＢＤＭＡ）
ｎ−ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）
ベンジルメタクリレート（ＢＺＭＡ）
シクロヘキシルメタクリレート（ＣＨＭＡ）
ジエチレングリコールジメタクリレート（ＤＥＧＤＭＡ）
２−エチルヘキシルメタクリレート（ＥＨＭＡ）
グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）
１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート（ＨＤＤＭＡ）
２−ヒドロキシエチルメタクリレート（２−ＨＥＭＡ）
イソボルニルメタクリレート（ＩＢＭＡ）
ラウリルメタクリレート（ＬＭＡ）
フェノキシエチルメタクリレート（ＰＥＭＡ）
ｔ−ブチルメタクリレート（ＴＢＭＡ）
テトラヒドロフルフリルメタクリレート（ＴＨＦＭＡ）
トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＭＡ）
特に、イソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、ジプロピレングリコールジアクリレート（ＤＰＧＤＡ）、ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＮＰＤＡ）、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート（ＴＩＴＡ）などは粘度を１０ｃＰ以下にすることができるため良好である。

オリゴマーとしては、たとえばウレタンアクリレート系材料、たとえばポリウレタンジアクリレート（ＰＵＤＡ）やポリウレタンヘキサアクリレート（ＰＵＨＡ）、その他、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、フッ化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−Ｆ）、ポリカーボネートジアクリエート、フッ化ポリカーボネートメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ＰＣ−Ｆ）などが用いられる。

重合開始剤としては、チバガイギー社製イルガキュア１８４およびチバガイギー社製ダロキュア１１７３などが用いられる。

［表面保護膜］
表面保護膜は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的で設けられる。表面保護膜の材料としては、例えばカーボン（Ｃ）、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂を含むものがあげられる。カーボンはｓｐ²結合炭素（グラファイト）とｓｐ³結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はｓｐ³結合炭素のほうが優れているが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンの成膜はグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。この方法では、ｓｐ²結合炭素とｓｐ³結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。ｓｐ³結合炭素の割合が大きいものはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれ、耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れている。ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によるＤＬＣの成膜では、原料ガスをプラズマ中で励起して分解し、化学反応によってＤＬＣを生成させるため、条件を適切に設定することによって、よりｓｐ³結合炭素に富んだＤＬＣを形成することができる。

［残渣除去］
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により、レジストの凹部の底に残存している残渣を除去する。プラズマソースは、低圧で高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）が好適であるが、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマや、一般的な並行平板型ＲＩＥ装置を用いてもよい。ＵＶ硬化レジスト（２Ｐ剤）の残渣除去には酸素ガスを用いるのが好ましい。

［磁性失活エッチング］
記録再生ヘッドの浮上性を考慮すると凹凸の深さを１０ｎｍ以下にすることが好ましいが、信号出力を確保するために磁気記録層の膜厚が１５ｎｍ程度必要となる。そこで、磁気記録層の膜厚１５ｎｍのうち、１０ｎｍを物理的に除去し、残りの５ｎｍを磁気的に失活させるようにすれば、記録ヘッドの浮上性を確保しつつサイドイレースおよびサイドリードを抑制できるので、ＤＴＲ媒体およびＢＰＭを製造できる。厚さ５ｎｍの磁気記録層を磁気的に失活させる方法として、ＨｅやＮ₂イオンを曝露する方法が用いられる。Ｈｅイオンを曝露した場合、曝露時間に従ってヒステリシスループの角形を維持したままＨｃ（保磁力）が減少し、やがてヒステリシスがなくなる（磁性失活）。この場合、Ｈｅガスの曝露時間が不十分であると、角形のよい（Ｈｎ（反転核形成磁界）がある）ヒステリシスが保持される。しかし、このことは、凹部底部の磁性層に記録能力があることを意味し、ＤＴＲ媒体またはＢＰＭの利点が失われる。一方、Ｎ₂イオンを曝露した場合、曝露時間に従ってヒステリシスループの角形が劣化して、やがてヒステリシスがなくなる。この場合、Ｈｎは急激に劣化するが、Ｈｃが減少しにくい。しかし、Ｎ₂ガス曝露時間が不十分であると、凹部底部にＨｃの大きい磁性層が残ることになり、ＤＴＲ媒体またはＢＰＭの利点が失われる。そこで、Ｈｅガスによる磁性失活とＮ₂ガスによる磁性失活の挙動が異なることに着目し、Ｈｅ＋Ｎ₂混合ガスを用いることにより、磁気記録層をエッチングしながら効率的に凹部底部の磁気記録層の磁性を失活することができる。

［カーボン保護膜剥離］
磁気記録層の磁性を失活させた後、カーボン保護膜を剥離する。カーボン保護膜は、酸素プラズマ処理を行うことで容易に剥離できる。

［表面保護膜形成および後処理］
最後にカーボンからなる表面保護膜を形成する。表面保護膜は、凹凸へのカバレッジをよくするためにＣＶＤで成膜することが望ましいが、スパッタ法または真空蒸着法でもよい。ＣＶＤ法によれば、ｓｐ³結合炭素を多く含むＤＬＣが形成される。表面保護膜の膜厚が２ｎｍ未満だとカバレッジが悪くなり、１０ｎｍを超えるとヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってＳＮＲが低下するので好ましくない。表面保護膜上に潤滑剤を塗布する。潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。

実施例１
図３に示した方法でガラススタンパを製造した。６インチのＳｉ基板上にＣＶＤにより厚さ５００μｍのダイヤモンド膜を成膜した。ダイヤモンド膜の表面をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察し、表面粗さＲａを測定したところ０．６５ｎｍであった。ダイヤモンド膜３２上に厚さ４０ｎｍのＥＢレジストをスピンコートした。ＥＢ描画装置を用いて図１に示したようなＤＴＲ媒体のパターンを描画し、現像してＥＢレジストに凹凸パターンを形成した。ＥＢレジストのパターンをエッチングマスクとし、酸素ＲＩＥによりダイヤモンド膜の一部をエッチングして、ダイヤモンド膜にパターンを転写した。フッ酸を用いてＳｉ基板および残留しているＥＢレジストを除去してダイヤモンドモールドを作製した。得られたダイヤモンドモールドのパターンは、凸幅５０ｎｍ、凹幅２５ｎｍ、トラックピッチ７５ｎｍ、ＬＥＲ０．７０ｎｍ、表面粗さＲａ０．６５ｎｍであった。

作製したダイヤモンドモールドをガラス成形機に装着し、成形温度６５０℃、成形圧力２ＭＰａ、保持時間５分でガラススタンパを製造した。連続的に２０枚のガラススタンパを製造したが、成形不良品はなかった。得られたガラススタンパのパターンは、凸幅２５ｎｍ、凹幅５０ｎｍ、トラックピッチ７５ｎｍ、ＬＥＲ０．７０ｎｍ、表面粗さＲａ０．６５ｎｍであった。

上記のようにダイヤモンドモールドとガラススタンパは、ＬＥＲおよびＲａが同じ値であり、良好なガラス成形ができた。

得られたガラススタンパを用いてＵＶ硬化レジスト（２Ｐ剤）に対してＵＶインプリントを行ったところ、５０回連続して転写が可能であった。５１回目にガラススタンパにＵＶ硬化レジストのダストが残ったが、ガラススタンパを硫酸と過酸化水素水の混合液に浸漬し、純水でリンスしたところ、ガラススタンパの再生が可能であった。

一方、Ｎｉスタンパにレジストのダストが残ると、スタンパの再生は不可能である。ダストが残ったＮｉスタンパを用いてインプリントを行うと、パターン欠損が生じる。

実施例２
実施例１と同様の方法でガラススタンパを製造した。その後、ガラススタンパをフッ酸に３０分浸漬してスリミングを行った。得られたガラススタンパのパターンは、凸幅１５ｎｍ、凹幅６０ｎｍ、トラックピッチ７５ｎｍ、ＬＥＲ０．７０ｎｍ、表面粗さＲａ０．６５ｎｍであった。本実施例のガラススタンパは、スリミングによって実施例１のガラススタンパよりも凸幅を１０ｎｍ細くでき、しかも実施例１のガラススタンパと同じＬＥＲおよび表面粗さＲａを維持できる。

一方、Ｎｉスタンパをスルファミン酸に３０分浸漬してスリミングを行った場合にも凸幅を１０ｎｍ細くすることができるが、ＬＥＲが３〜５ｎｍ程度と非常に大きくなる。

実施例３
実施例１と同様の方法でガラススタンパを製造した。ＬＥＲおよびＲａが種々の値であるダイヤモンドモールドを用いてガラス成形によりパターンサイズ（凸幅）が１５ｎｍであるＤＴＲパターンを有するガラススタンパを製造した。２０回のガラス成形を行い、ガラススタンパの歩留まりを調べた。その結果を表１に示す。

表１から以下のことがわかる。ＬＥＲおよびＲａがともに１ｎｍ以下である場合には、ダイヤモンドモールドからのガラススタンパの離型性がよく、ほぼ１００％の歩留まりでガラススタンパを製造できる。しかし、Ｒａが１ｎｍを超えるかまたはＬＥＲが１ｎｍを超えた場合には、ガラススタンパの歩留まりが６０％以下になる。

一方、ダイヤモンドモールドを用いてガラス成形によりパターンサイズ（凸幅）が２０ｎｍ以上であるガラススタンパを製造した場合には、ＬＥＲおよびＲａによらず、ガラススタンパの歩留まりはほぼ１００％であった。

実施例４
実施例２と同様の方法でガラススタンパを製造した。得られたガラススタンパのパターンは、凸幅１５ｎｍ、凹幅６０ｎｍ、トラックピッチ７５ｎｍ、ＬＥＲ０．７０ｎｍ、表面粗さＲａ０．６５ｎｍであった。このガラススタンパを用いて図９に示した方法でＤＴＲ媒体を作製した。金属層５４としてＣｕを用いた。得られたＤＴＲ媒体のパターンは、ランド幅５７ｎｍ、グルーブ幅１８ｎｍ、トラックピッチ７５ｎｍ、凹部の深さ１０ｎｍであった。作製したＤＴＲ媒体にカーボンからなる表面保護膜を成膜し、潤滑剤を塗付し、ハードディスクドライブに組み込んでグライド試験を行った。その結果、８ｎｍ浮上ヘッドによるグライド試験に合格した。

ハードディスクドライブに組み込んだＤＴＲ媒体についてオントラックでビットエラーレート（ＢＥＲ）を測定したところ、−５．０乗を得た。記録再生ヘッドの位置決め精度は６ｎｍであった。また、中央トラックに記録を行った後にＢＥＲを測定し、その後、隣接トラックに１０万回記録して中央トラックのＢＥＲを再び測定し、ＢＥＲの低下を調べることによりフリンジ特性を評価した。その結果、ＢＥＲに劣化は認められず、良好なフリンジ耐性を有することがわかった。本発明の製造方法で作製したＤＴＲ媒体は、浮上性が良好で、ヘッド位置決め精度も良好で、フリンジ耐性にも優れていることがわかった。

実施例５
ＥＢ描画装置を用いて図２に示したようなビットパターンドメディア（ＢＰＭ）に対応するパターンを描画した以外は実施例１と同様にしてガラススタンパを製造した。このガラススタンパを用いて実施例４と同様の方法でＢＰＭを作製した。作製したＢＰＭのビットサイズは５７ｎｍ×２０ｎｍであった。

ＢＰＭはＢＥＲの定義ができないため、信号振幅強度を評価した。ＢＰＭを一方向に着磁し、ドライブへ組み込んで再生波形を観察したところ、信号振幅強度は２００ｍＶであった。記録再生ヘッド位置決め精度は６ｎｍであった。ＤＴＲ媒体と同様の作製方法でＢＰＭも作製できることがわかった。

１…ＤＴＲ媒体、２…ＢＰＭ、１０…サーボ領域、１１…プリアンブル部、１２…アドレス部、１３…バースト部、２０…データ領域、２１…ディスクリートトラック、２２…磁性ドット、３１…Ｓｉ基板、３２…ダイヤモンド膜、３３…レジスト、３４…ダイヤモンドモールド、３５…ガラススタンパ、４１…Ｓｉ基板、４２…ダイヤモンド膜、４３…ダイヤモンドモールド、５１…ガラス基板、５２…磁気記録層、５３…カーボン保護膜、５４…金属層、５５…ＵＶ硬化レジスト、７０…Ｎｉ導電化膜、７１…Ｎｉ結晶粒、８０…Ｎｉスタンパ、９０…モールド。

Claims (6)

1. 基板上にダイヤモンド膜を成膜し、
   ダイヤモンド膜上にレジストを塗布し、電子線描画および現像を行ってパターンを形成し、
   前記レジストのパターンをマスクとして、酸素またはＡｒガスで前記ダイヤモンド膜をエッチングしてパターンを転写し、
   前記レジストおよび基板を除去してダイヤモンドモールドを作製し、
   前記ダイヤモンドモールドを用いてガラス成形を行ってガラススタンパを製造する
   ことを特徴とするガラススタンパの製造方法。
2. 製造された前記ガラススタンパをさらにスリミングすることを特徴とする請求項１に記載のガラススタンパの製造方法。
3. 請求項１記載の方法で製造されたガラススタンパ。
4. 表面粗さが１ｎｍ以下、ラインエッジラフネスが１ｎｍ以下であるパターンが形成されていることを特徴とする請求項３に記載のガラススタンパ。
5. 磁気記録層の上にカーボン保護膜および金属膜を成膜し、
   前記金属膜上にＵＶ硬化レジストを塗布し、
   請求項１に記載の方法で製造したガラススタンパを用いてＵＶインプリントを行って前記ＵＶ硬化レジストにパターンを転写し、
   前記ＵＶ硬化レジストのパターンをマスクとして、前記金属膜および前記カーボン保護膜をエッチングして前記磁気記録層を露出させ、
   露出した前記磁気記録層の磁性をＨｅ−Ｎ₂ガスを用いて失活させながらエッチングして前記磁気記録層に凹部を形成する
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
6. 前記金属膜が、ＮｉＴａ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、ＣｏＰｔ、Ｃｕおよびこれらの窒化物からなる群より選択される材料を含むことを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体の製造方法。

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