JP2011103151A - Memory element and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a memory element being simple as compared with a conventional manufacturing process. <P>SOLUTION: A thin film 11 of a material which is non-magnetism and which includes the prescribed viscosity is provided at a surface of a substrate 3 of a memory element 1, a transfer pattern MA provided in a type M and formed in fine irregularities is transferred to this thin film 11, the thin film 11 in which fine transfer pattern is transferred is cured, a thin film 7A of a magnetic material is provided at the top of the cured thin film 11(uneven film 5), the thin film 7A of the magnetic material is covered by a thin film 9 of a magnetic material, and part of the thin film 9 of non-magnetism is removed until a magnetic material 7A is exposed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、メモリ素子およびメモリ素子の製造方法に係り、たとえば、ハードディスクドライブに使用されるものに関する。   The present invention relates to a memory element and a method for manufacturing the memory element, and for example, relates to one used for a hard disk drive.

図５〜図７は、垂直磁気記録方式のハードディスクドライブに使用される従来のメモリ素子（ハードディスク基板）１００の製造方法の概略を示す図である。垂直磁気記録方式は、ハードディスク基板１００が記録（記憶）できる情報量を増やすために近年において採用されている方式である。   5 to 7 are diagrams showing an outline of a manufacturing method of a conventional memory element (hard disk substrate) 100 used for a perpendicular magnetic recording type hard disk drive. The perpendicular magnetic recording method is a method that has recently been adopted to increase the amount of information that can be recorded (stored) by the hard disk substrate 100.

ハードディスク基板１００は、図７（ｈ）で示すように、中央に円形な貫通孔ｈ１を備えた円板状に形成されており、基板１０２と磁性体１０４と非磁性体１０６と保護膜（図示せず）とを備えて構成されている。保護膜は、磁性体１０４と非磁性体１０６との上面を覆っている。ハードディスクドライブに使用された場合、ハードディスク基板１００は中心軸Ｃ１を中心にして回転するようになっている。   As shown in FIG. 7 (h), the hard disk substrate 100 is formed in a disk shape having a circular through hole h1 at the center, and the substrate 102, the magnetic body 104, the nonmagnetic body 106, and a protective film (see FIG. 7). Not shown). The protective film covers the upper surfaces of the magnetic body 104 and the nonmagnetic body 106. When used in a hard disk drive, the hard disk substrate 100 rotates about the central axis C1.

ハードディスク基板１００の製造では、まず、図５（ａ）で示すように、基板１０２に磁性体膜１０８とレジスト膜１１０とを設ける。図５（ａ）に参照符号Ｍで示すものは型であり、型Ｍには微細な凹凸で形成された転写パターンＭＡが形成されている。微細な凹凸で形成された転写パターンＭＡの形成は、たとえば非特許文献１に記載されているような電子線描画法等によりなされている。   In the manufacture of the hard disk substrate 100, first, as shown in FIG. 5A, a magnetic film 108 and a resist film 110 are provided on the substrate 102. What is indicated by a reference symbol M in FIG. 5A is a mold, and a transfer pattern MA formed with fine irregularities is formed on the mold M. The transfer pattern MA formed with fine unevenness is formed by, for example, an electron beam drawing method as described in Non-Patent Document 1.

図５（ａ）で示す状態から、型Ｍで磁性体膜１０８とレジスト膜１１０とが設けられている基板１０２を押圧し（図５（ｂ）参照）、型Ｍに設けられている微細な凹凸の転写パターンＭＡをレジスト膜１１０に転写する（図５（ｃ）参照）。図５（ｃ）で示す状態では、レジスト膜１１０は硬化しており、また、レジスト膜１１０の凹部の底部には、厚さｔ２０の残膜が形成されている。   From the state shown in FIG. 5A, the substrate 102 on which the magnetic film 108 and the resist film 110 are provided is pressed with the mold M (see FIG. 5B), and the fine structure provided on the mold M is pressed. The uneven transfer pattern MA is transferred to the resist film 110 (see FIG. 5C). In the state shown in FIG. 5C, the resist film 110 is cured, and a residual film having a thickness t <b> 20 is formed at the bottom of the concave portion of the resist film 110.

図５（ｃ）で示す状態から、Ｏ２アッシング等のアッシングにより残膜を除去すると、図６（ｄ）で示すように、レジスト膜１１０の凹部の底部で磁性体膜１０８が露出した状態になる。 When the remaining film is removed by ashing such as O 2 ashing from the state shown in FIG. 5C, the magnetic film 108 is exposed at the bottom of the concave portion of the resist film 110 as shown in FIG. Become.

図６（ｄ）で示す状態において、エッチングにより磁性体膜１０８の一部（レジスト膜１１０の凹部の底部における磁性体膜１０８）を除去し（図６（ｅ）参照）、レジスト膜１１０を除去すると、図６（ｆ）で示すように、微細な磁性体１０４を備えた基板１０２が形成される。   In the state shown in FIG. 6D, a part of the magnetic film 108 (the magnetic film 108 at the bottom of the concave portion of the resist film 110) is removed by etching (see FIG. 6E), and the resist film 110 is removed. Then, as shown in FIG. 6F, the substrate 102 including the fine magnetic body 104 is formed.

図６（ｆ）で示す状態において、基板１０２と微細な磁性体１０４とを覆うように非磁性体膜１１２を設け（図７（ｇ）参照）、この後、化学機械研磨で、磁性体１０４が露出するように、非磁性体膜１１２の上部を除去する。この除去後に図示しない保護膜を設けることにより、図７（ｈ）で示すハードディスク基板１００を得ている。   In the state shown in FIG. 6F, a nonmagnetic film 112 is provided so as to cover the substrate 102 and the fine magnetic body 104 (see FIG. 7G), and then the magnetic body 104 is subjected to chemical mechanical polishing. The upper portion of the nonmagnetic film 112 is removed so that is exposed. A hard film substrate 100 shown in FIG. 7H is obtained by providing a protective film (not shown) after the removal.

なお、従来の技術に関連する文献として特許文献１、非特許文献２をさらに掲げることができる。   In addition, Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 2 can be further listed as documents related to the conventional technology.

特開２００６−２０９９４３号公報JP 2006-209943 A

Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｉｅｓ ｆｏｒ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２５（２００１） １９２-１９９Precision Engineering Journal of the International Society for Precision Engineering and Nanotechnology 25 (2001) 192-199 東芝レビュー Ｖｏｌ．６４ Ｎｏ．７（２００９） ６８ページ〜６９ページToshiba Review Vol. 64 no. 7 (2009) pages 68-69

ところで、上述した従来のメモリ素子（ハードディスク基板）の製造方法では、Ｏ２アッシング等のアッシング工程やレジスト工程が必要なので、工程が煩雑であるという問題がある。 By the way, the conventional method for manufacturing a memory element (hard disk substrate) described above has a problem that the process is complicated because an ashing process such as O 2 ashing and a resist process are required.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製造工程が従来に比べて簡素であるメモリ素子の製造方法およびメモリ素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a memory element and a memory element that have a simpler manufacturing process than conventional ones.

請求項１に記載の発明は、情報の記録が可能なメモリ素子の基板の表面に、非磁性で所定の粘度を備えた材料の薄膜を設ける薄膜設置工程と、前記薄膜設置工程で設けられた薄膜に、型に設けられ微細な凹凸で形成された転写パターンを転写する転写工程と、前記転写工程で微細な転写パターンが転写された薄膜を硬化させる硬化工程と、前記硬化工程で硬化した薄膜の頂部に磁性体の薄膜を設ける磁性膜設置工程と、前記磁性膜設置工程で設けられた磁性体の薄膜を、非磁性体の薄膜で覆う被覆工程と、前記磁性膜設置工程で設けられた磁性体が露出するまで、前記被覆工程で設けられた薄膜の一部を除去する除去工程とを有するメモリ素子の製造方法である。   The invention according to claim 1 is provided in a thin film installation step of providing a thin film of a non-magnetic material having a predetermined viscosity on a surface of a memory element substrate capable of recording information, and the thin film installation step. A transfer process for transferring a transfer pattern formed on a mold to a thin film with fine irregularities, a curing process for curing the thin film to which the fine transfer pattern has been transferred in the transfer process, and a thin film cured in the curing process A magnetic film installation step of providing a magnetic thin film on the top of the magnetic film, a coating step of covering the magnetic thin film provided in the magnetic film installation step with a non-magnetic thin film, and a magnetic film installation step And a removing step of removing a part of the thin film provided in the covering step until the magnetic body is exposed.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のメモリ素子の製造方法において、前記転写工程で転写された微細な転写パターンの凹凸における凹部の深さが、前記凹部の幅よりも大きくなっているメモリ素子の製造方法である。   According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a memory element according to the first aspect, the depth of the concave portion in the unevenness of the fine transfer pattern transferred in the transfer step is larger than the width of the concave portion. This is a method for manufacturing a memory element.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のメモリ素子の製造方法において、前記磁性膜設置工程で磁性膜を設置した後、前記硬化工程で硬化した薄膜の微細な転写パターンの凹凸の側部に前記磁性膜設置工程で形成された磁性体を除去し、または、前記硬化工程で硬化した薄膜の微細な転写パターンの凹凸の側部と底部とに前記磁性膜設置工程で形成された磁性体を除去し、この除去後に前記被覆工程を行うメモリ素子の製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a memory element according to the second aspect, after the magnetic film is installed in the magnetic film installation step, the unevenness of the fine transfer pattern of the thin film cured in the curing step is determined. The magnetic body formed in the magnetic film installation step is removed on the side, or formed in the magnetic film installation step on the side and bottom of the unevenness of the fine transfer pattern of the thin film cured in the curing process. In this method, the magnetic material is removed, and the covering step is performed after the removal.

請求項４に記載の発明は、情報の記録が可能なメモリ素子において、平板状の基板と、非磁性の材料で構成され、前記基板の表面に膜状に設けられ、前記基板に接している面とは反対側の面に、微細な凹凸が形成されている凹凸膜と、前記凹凸膜の頂部に所定の厚さで設けられ、もしくは、前記凹凸膜の頂部と底部とに所定の厚さで設けられた磁性体と、前記凹凸膜の頂部に設けられた磁性体が露出するようにして、前記凹凸膜の凹部に設けられた非磁性体とを有するメモリ素子である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a memory element capable of recording information, comprising a flat substrate and a nonmagnetic material, provided in a film shape on the surface of the substrate, and in contact with the substrate. A concave-convex film having fine irregularities formed on the surface opposite to the surface, and a predetermined thickness on the top of the concave-convex film, or a predetermined thickness on the top and bottom of the concave-convex film And a non-magnetic material provided in the concave portion of the concavo-convex film so that the magnetic material provided on the top of the concavo-convex film is exposed.

本発明によれば、製造工程が従来に比べて簡素であるメモリ素子の製造方法およびメモリ素子を提供することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a memory element and a memory element that have a simpler manufacturing process than conventional ones.

本発明の実施形態に係るメモリ素子の概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a memory element concerning an embodiment of the present invention. メモリ素子の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of a memory element. メモリ素子の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of a memory element. メモリ素子の製造工程の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the manufacturing process of a memory element. 従来のメモリ素子製造方法の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the conventional memory element manufacturing method. 従来のメモリ素子製造方法の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the conventional memory element manufacturing method. 従来のメモリ素子製造方法の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the conventional memory element manufacturing method.

図１は、本発明の実施形態に係るメモリ素子１の概略構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a memory element 1 according to an embodiment of the present invention.

メモリ素子１は、情報の記録、記録されている情報の再生、記録されている情報の消去が可能なものであり、基板（プラッタ）３と凹凸膜５と磁性体７と非磁性体９とを備えて構成されている。また、メモリ素子１として、たとえば、ディスクリートトラック記録方式（垂直磁気記録方式）を採用したハードディスクドライブ（ＤＴＲ−ＨＤＤ）のメモリ素子（ハードディスク基板；ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ））を掲げることができる。   The memory element 1 is capable of recording information, reproducing recorded information, and erasing recorded information. The memory element 1 includes a substrate (platter) 3, an uneven film 5, a magnetic body 7, and a nonmagnetic body 9. It is configured with. As the memory element 1, for example, a memory element (hard disk substrate; discrete track medium (DTM)) of a hard disk drive (DTR-HDD) adopting a discrete track recording system (perpendicular magnetic recording system) can be listed.

基板３は、たとえば、ガラスで構成されており、平板状に形成されている。凹凸膜５は、非磁性の材料（たとえば、非磁性のスピンオンガラスもしくは紫外線硬化樹脂等の樹脂）で構成されている。また、凹凸膜５は、基板３の表面（基板３の厚さ方向における一方の面）に固化した状態で膜状に設けられており、基板３に接している面とは反対側の面（上面）に、微細な凹凸が形成されている。   The substrate 3 is made of glass, for example, and is formed in a flat plate shape. The uneven film 5 is made of a nonmagnetic material (for example, a resin such as nonmagnetic spin-on glass or ultraviolet curable resin). Further, the uneven film 5 is provided in a film shape in a solidified state on the surface of the substrate 3 (one surface in the thickness direction of the substrate 3), and the surface opposite to the surface in contact with the substrate 3 ( Fine irregularities are formed on the upper surface.

磁性体７（７Ａ）は、凹凸膜５の頂部に所定の厚さで設けられている。なお、図１では、磁性体７（７Ｂ）が、凹凸膜５の底部にも所定の厚さで設けられているが、磁性体７Ｂが、凹凸膜５の底部に設けられていない場合もある。非磁性体９は、凹凸膜５の頂部に設けられた磁性体７（７Ａ）が露出するようにして、凹凸膜５の凹部に設けられている。   The magnetic body 7 (7A) is provided on the top of the uneven film 5 with a predetermined thickness. In FIG. 1, the magnetic body 7 (7 </ b> B) is provided at a predetermined thickness on the bottom of the uneven film 5, but the magnetic body 7 </ b> B may not be provided on the bottom of the uneven film 5. . The nonmagnetic material 9 is provided in the concave portion of the uneven film 5 so that the magnetic body 7 (7A) provided on the top of the uneven film 5 is exposed.

すなわち、凹凸膜５の底部に磁性体７（７Ｂ）が設けられているか否かにかかわらず、非磁性体９が凹凸膜５の凹部を埋めて、凹凸膜５の頂部に設けられた磁性体７（７Ａ）の上面（凹凸膜５の頂部に接している面とは反対側の面）と、非磁性体９の上面とが１つの平面状に位置している。なお、図１で示す磁性体７（７Ａ）と非磁性体９との上面は、所定の厚さの保護膜（図示せず）で覆われている。   That is, regardless of whether or not the magnetic body 7 (7B) is provided on the bottom of the uneven film 5, the non-magnetic body 9 fills the recess of the uneven film 5 and is provided on the top of the uneven film 5. 7 (7A) (the surface opposite to the surface in contact with the top of the concavo-convex film 5) and the upper surface of the nonmagnetic material 9 are positioned in one plane. Note that the upper surfaces of the magnetic body 7 (7A) and the nonmagnetic body 9 shown in FIG. 1 are covered with a protective film (not shown) having a predetermined thickness.

次にメモリ素子１の製造工程について説明する。図２、図３は、メモリ素子１の製造工程を示す図である。   Next, the manufacturing process of the memory element 1 will be described. 2 and 3 are diagrams showing a manufacturing process of the memory element 1.

まず、図２（ａ）で示すように、基板３の表面に、非磁性で所定の粘度を備えた材料（たとえば、非磁性のスピンオンガラス）の薄膜１１を設ける。なお、スピンオンガラスに代えて紫外線硬化樹脂等の樹脂の薄膜を設けてあってもよい。基板３は、たとえば、円板状に形成されており、中央に円形状の貫通孔ｈ１が設けられて円環状に形成されている。   First, as shown in FIG. 2A, a thin film 11 made of a non-magnetic material having a predetermined viscosity (for example, non-magnetic spin-on glass) is provided on the surface of the substrate 3. Note that a thin film of a resin such as an ultraviolet curable resin may be provided instead of the spin-on glass. The substrate 3 is formed, for example, in a disc shape, and is formed in an annular shape with a circular through hole h1 provided in the center.

続いて、図２（ｂ）で示すように、薄膜１１に、型Ｍに設けられている転写パターンＭＡであって、微細な凹凸で形成された転写パターンＭＡを転写する。この転写により微細な凹凸の転写パターンＭＡが転写された薄膜１１（被転写膜５；凹凸膜５）が形成される（図２（ｃ）参照）。被転写膜（凹凸膜）５の断面は、たとえば、平面（図２（ｃ）で示す基準平面１３；基板３の厚さ方向における一方の面に平行な面）に、細長い微細な凸部１５を複数並べて設けた形態になっている。すなわち、被転写膜５は、ライン＆スペースの形態になっている。   Subsequently, as shown in FIG. 2B, the transfer pattern MA provided on the mold M, which is formed with fine irregularities, is transferred to the thin film 11. By this transfer, a thin film 11 (transfer film 5; uneven film 5) to which a fine uneven transfer pattern MA is transferred is formed (see FIG. 2C). The transfer film (uneven film) 5 has, for example, a thin and fine convex portion 15 on a plane (a reference plane 13 shown in FIG. 2C; a plane parallel to one surface in the thickness direction of the substrate 3). Are arranged side by side. That is, the transferred film 5 is in the form of lines and spaces.

ライン＆スペースの形態についてさらに説明する。１つの微細な凸部１５は、この長手方向に対して直交する平面による断面が、図２（ｃ）で示すように四角形状（たとえば、長方形状）になっている。そして、長方形における一対の辺（長いほうの辺でもよいし短いほうの辺でもよいが、図２（ｃ）では、たとえば、長いほうの辺）のうちの一方の辺が、基準平面１３に接するようにして、微細な凸部１５が基準平面１３に設けられている。各凸部１５は、所定のごくわずかな間隔（たとえば、基準平面１３に接している辺の長さＢ１の値よりも小さい間隔）Ｂ２をあけて、お互いが平行になって配置されている。   The line and space form will be further described. One fine convex portion 15 has a quadrangular shape (for example, a rectangular shape) as shown in FIG. Then, one of the pair of sides in the rectangle (which may be the longer side or the shorter side, but in FIG. 2C, for example, the longer side) is in contact with the reference plane 13. In this way, the fine convex portion 15 is provided on the reference plane 13. The convex portions 15 are arranged in parallel with each other with a predetermined very small interval (for example, an interval smaller than the value of the length B1 of the side in contact with the reference plane 13) B2.

なお、基板３が円板状に形成されているので、各凸部１５は、円環状に形成されており、円板状の基板３の中心軸（基板３の中心を通って基板３の厚さ方向に延びている軸）Ｃ１を中心にして同心で設けられている。また、すでに理解されるように、円環状の各凸部１５は、基板３の中心側に設けられているものは直径が小さく、基板３の外側に設けられているものほど、直径が次第に大きくなっている。   In addition, since the board | substrate 3 is formed in disk shape, each convex part 15 is formed in the annular | circular shape, and the thickness of the board | substrate 3 through the center axis | shaft of the disk-shaped board | substrate 3 (through the center of the board | substrate 3). A shaft extending in the vertical direction) is provided concentrically about C1. In addition, as already understood, each annular convex portion 15 has a smaller diameter when it is provided on the center side of the substrate 3, and gradually increases in diameter as it is provided outside the substrate 3. It has become.

凸部１５の長方形状断面の他方の辺（基準平面１３に接している辺と対向している辺;図２（ｃ）の上側の辺）で規定される円環状の平面が、微細な転写パターンが形成された薄膜１１（被転写膜５）の頂部（頂面）になる。各凸部１５の頂部は、たとえば、基準平面１３と平行な１つの平面上に存在している。また、各凸部１５の間に位置している間隔部分が、微細な転写パターンが形成された被転写膜５の凹部になっており、間隔部分における基準平面１３が、微細な転写パターン（被転写膜５）の底面（底部）になっている。底部と基板３の面との間には、図２（ｃ）に示す厚さｔａの残膜（被転写膜５で構成された残膜）が形成されている。   An annular plane defined by the other side (side facing the reference plane 13; side on the upper side of FIG. 2C) of the rectangular cross section of the projection 15 is a fine transfer. It becomes the top (top surface) of the thin film 11 (transfer film 5) on which the pattern is formed. The top part of each convex part 15 exists on one plane parallel to the reference plane 13, for example. Further, the interval portions located between the convex portions 15 are concave portions of the film to be transferred 5 on which a fine transfer pattern is formed, and the reference plane 13 in the interval portions has a fine transfer pattern (covered portion). It is the bottom surface (bottom portion) of the transfer film 5). Between the bottom and the surface of the substrate 3, a residual film (residual film composed of the transferred film 5) having a thickness ta shown in FIG. 2C is formed.

さらに、凸部１５の長方形状断面の他の一対の辺（基準平面１３に接触している辺に隣接している辺；図２（ｃ）で上下方向に延びている辺）で規定される円柱側面状の面が、微細な転写パターンが形成された被転写膜５の側面（側部）になる。すでに理解されるように、微細な転写パターンが形成された被転写膜５の側面は、基準平面１３に対して直交している。換言すれば、被転写膜５の側面は、基準平面１３から直立しており、被転写膜５の各側面の中心軸は、基板３の中心軸Ｃ１と一致している。   Furthermore, it is defined by another pair of sides (sides adjacent to the side in contact with the reference plane 13; sides extending in the vertical direction in FIG. 2C). The cylindrical side surface is the side surface (side portion) of the film to be transferred 5 on which a fine transfer pattern is formed. As already understood, the side surface of the film to be transferred 5 on which a fine transfer pattern is formed is orthogonal to the reference plane 13. In other words, the side surface of the transferred film 5 stands upright from the reference plane 13, and the central axis of each side surface of the transferred film 5 coincides with the central axis C <b> 1 of the substrate 3.

なお、微細な転写パターンが、基準平面１３に微細な直方体状等の凸部をわずかな間隔をあけて設けたドット＆スペースの形態になっていてもよい。   The fine transfer pattern may be in the form of dots and spaces in which fine rectangular parallelepiped convex portions are provided on the reference plane 13 with a slight gap.

続いて、図２（ｃ）で示すように、微細な転写パターンが転写された薄膜１１（被転写膜５）を硬化させる。この硬化は、設置された被転写膜５がスピンオンガラスの場合には、時間の経過によって硬化するスピンオンガラスを用い、微細なパターンを転写した後に所定の時間放置しておくことによりなされるものとする。また、設置された被転写膜５が紫外線硬化樹脂の場合には、紫外線を照射してなされるものとする。   Subsequently, as shown in FIG. 2C, the thin film 11 (the transferred film 5) to which the fine transfer pattern is transferred is cured. In the case where the film to be transferred 5 is spin-on glass, this curing is performed by using a spin-on glass that cures over time and leaving it for a predetermined time after transferring a fine pattern. To do. Further, when the transferred film 5 to be transferred is an ultraviolet curable resin, it is formed by irradiating with ultraviolet rays.

なお、図２（ｂ）で示すような転写と図２（ｃ）で示すような硬化とをほぼ同時に行ってもよい。すなわち、図２（ｂ）で示す状態で（型Ｍを離型せず型Ｍを薄膜１１にたとえは押圧し接触させたままで）、薄膜１１を硬化させるようにしてもよい。このようにすることにより、離型するときに薄膜１１の硬化がすでに終了している。また、薄膜１１の硬化時間は、スピンオンガラスに加えてある揮発成分（もしくは有機成分）の量で調整することができ、たとえば、３分間程度に設定されている。   The transfer as shown in FIG. 2B and the curing as shown in FIG. 2C may be performed almost simultaneously. That is, the thin film 11 may be cured in the state shown in FIG. 2B (the mold M is not released but the mold M is pressed and kept in contact with the thin film 11). By doing in this way, hardening of the thin film 11 has already ended when releasing. The curing time of the thin film 11 can be adjusted by the amount of volatile components (or organic components) added to the spin-on glass, and is set to about 3 minutes, for example.

続いて、硬化した薄膜１１（被転写膜５）の頂部に、たとえば、スパッタリングにより磁性体の薄膜７（７Ａ）を設ける（図３（ｄ）参照）。   Subsequently, the magnetic thin film 7 (7A) is provided on the top of the cured thin film 11 (transfer film 5), for example, by sputtering (see FIG. 3D).

磁性体の薄膜（磁性膜）７（７Ａ）を設けるときには、微細な転写パターンが転写され硬化した薄膜１１（被転写膜５）の底部にも磁性体の薄膜（磁性膜）７（７Ｂ）が形成（設置）される。しかし、被転写膜５の側部には、磁性体７の薄膜が形成されない。この理由を説明する。スパッタリングは、図３（ｄ）で示す基板３等を陰極とし、基板３等の上方に陽極（図示せず）を設け、真空中で行われる。このときに陽極と陰極との間で、図３（ｄ）に矢印で示すように電場（基板３の厚さ方向の電場）が発生する。これにより、上記矢印に沿って磁性体の微細な粒子（電荷）が流れ、薄膜１１の側部には、磁性体７の薄膜が形成されない。   When the magnetic thin film (magnetic film) 7 (7A) is provided, the magnetic thin film (magnetic film) 7 (7B) is also formed on the bottom of the thin film 11 (transfer target film 5) to which the fine transfer pattern has been transferred and cured. Formed (installed). However, a thin film of the magnetic material 7 is not formed on the side portion of the transferred film 5. The reason for this will be explained. Sputtering is performed in a vacuum by using the substrate 3 shown in FIG. 3D as a cathode and providing an anode (not shown) above the substrate 3. At this time, an electric field (an electric field in the thickness direction of the substrate 3) is generated between the anode and the cathode as indicated by an arrow in FIG. Thereby, fine particles (electric charges) of the magnetic material flow along the arrow, and the thin film of the magnetic material 7 is not formed on the side of the thin film 11.

また、被転写膜５の頂部に電荷が集中するので、図３（ｄ）で示す頂部の磁性体７Ａの厚さｔｂのほうが、底部の磁性体７Ｂの厚さｔｃよりも厚くなっている。   Further, since charges are concentrated on the top of the film to be transferred 5, the thickness tb of the top magnetic body 7A shown in FIG. 3D is thicker than the thickness tc of the bottom magnetic body 7B.

さらに、被転写膜５の底部に形成された磁性体７Ｂの厚さｔｃの値は、被転写膜５の側部の高さ（基板３の厚さ方向における寸法；基板３の中心軸Ｃ１の延伸方向における寸法）よりも小さくなっている。   Furthermore, the value of the thickness tc of the magnetic body 7B formed on the bottom of the transfer film 5 is the height of the side of the transfer film 5 (the dimension in the thickness direction of the substrate 3; the central axis C1 of the substrate 3). Smaller than the dimension in the stretching direction).

したがって、被転写膜５の頂部に形成された磁性体（磁性膜）７Ａと、被転写膜５の底部に形成された磁性体（磁性膜）７Ｂとは、お互いが分離されている。また、磁性体７を設けた後であっても、被転写膜５の頂部に形成された磁性体７Ａの上面と、被転写膜５の底部に形成された磁性体７Ｂの上面とは、お互いが離れており、磁性体７が設けられた基板３には、微細な凹凸が存在している。すなわち、磁性体７の表面は、被転写膜５の微細な凹凸に対応して凹凸状になっている。   Therefore, the magnetic body (magnetic film) 7A formed on the top of the transferred film 5 and the magnetic body (magnetic film) 7B formed on the bottom of the transferred film 5 are separated from each other. Even after the magnetic body 7 is provided, the upper surface of the magnetic body 7A formed on the top of the transferred film 5 and the upper surface of the magnetic body 7B formed on the bottom of the transferred film 5 are mutually connected. Are separated, and the substrate 3 provided with the magnetic material 7 has fine irregularities. That is, the surface of the magnetic body 7 is uneven corresponding to the fine unevenness of the transferred film 5.

続いて、図３（ｅ）で示すように、微細な転写パターンが転写され硬化した薄膜１１（被転写膜５）と、磁性体７の薄膜とを、非磁性体９の薄膜で覆う（リフィルする）。非磁性体９は、樹脂等で構成されており、磁性体７等を覆うときには、硬化しておらず流動体状になっているが、磁性体７等を覆った後は、硬化している。また、磁性体７等を非磁性体９で覆った状態では、非磁性体９が図３（ｄ）に示す凹部（磁性体７Ｂの上方）にも入り込んで、各磁性体７（頂部に設けられた磁性体７Ａと底部に設けられた磁性体７Ｂ）を覆っており、非磁性体９の薄膜の上面（磁性体７とは反対側の面）は、平面状になっている。   Subsequently, as shown in FIG. 3E, the thin film 11 (transfer target film 5) on which the fine transfer pattern is transferred and cured and the thin film of the magnetic body 7 are covered with the thin film of the non-magnetic body 9 (refill). To do). The non-magnetic body 9 is made of a resin or the like, and is not cured when it covers the magnetic body 7 or the like, but is in a fluid form, but is cured after covering the magnetic body 7 or the like. . Further, when the magnetic body 7 and the like are covered with the non-magnetic body 9, the non-magnetic body 9 also enters the concave portion (above the magnetic body 7B) shown in FIG. The magnetic body 7A and the magnetic body 7B provided on the bottom are covered, and the upper surface (the surface opposite to the magnetic body 7) of the non-magnetic body 9 is flat.

続いて、たとえば、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）で、硬化した薄膜１１の頂部に設けられた磁性体７Ａが露出するまで、非磁性体の薄膜９の一部と、硬化した薄膜１１の頂部に設けられた磁性体７Ａの一部とを除去する。すなわち、図３（ｅ）で示す破線Ｌ１よりも上部の部位１７を除去する。   Subsequently, a part of the non-magnetic thin film 9 and the top of the cured thin film 11 are exposed until the magnetic body 7A provided on the top of the cured thin film 11 is exposed by, for example, chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing). A part of the magnetic body 7 </ b> A provided in is removed. That is, the part 17 above the broken line L1 shown in FIG.

非磁性体の薄膜（非磁性膜）９の一部等を除去し終えた状態では、図１で示すように、硬化した薄膜１１の底部に設けられた磁性体７Ｂが露出しておらず、硬化した薄膜１１の頂部に設けられた磁性体７Ａと、非磁性体９とで、平面（上面；基板３の厚さ方向の一方の面と平行な面）が形成されている。   In a state where a part of the non-magnetic thin film (non-magnetic film) 9 has been removed, the magnetic body 7B provided at the bottom of the cured thin film 11 is not exposed, as shown in FIG. A flat surface (upper surface; a surface parallel to one surface in the thickness direction of the substrate 3) is formed by the magnetic body 7A provided on the top of the cured thin film 11 and the nonmagnetic body 9.

続いて、上記除去により現れた平面を覆うように保護膜（図示せず）を設ける等の種々の工程を経てメモリ素子１を得る。   Subsequently, the memory element 1 is obtained through various processes such as providing a protective film (not shown) so as to cover the plane that appears by the removal.

完成したメモリ素子１をハードディスクドライブに使用した場合、このハードディスクドライブのヘッドにより、硬化した薄膜１１（被転写膜５）の頂部に設けられた磁性体７Ａのみに情報の書き込みができ、また、ヘッドにより、被転写膜５の頂部に設けられた磁性体７Ａのみから情報の読み取りができるようになっている。また、ヘッドにより、被転写膜５の頂部に設けられた磁性体７Ａに記録されている情報のみを消去することができるようになっている。被転写膜５の底部に設けられた磁性体７Ｂは、情報の記録等に関しては不要なものであり、被転写膜５の底部に設けられた磁性体７Ｂへのヘッドによる情報の書き込みや、被転写膜５の底部に設けられた磁性体７Ｂからの情報の読み取りや、被転写膜５の底部に設けられた磁性体７Ｂでのヘッドによる情報の消去は、できないようになっている。   When the completed memory element 1 is used in a hard disk drive, information can be written only to the magnetic body 7A provided on the top of the hardened thin film 11 (transfer film 5) by the head of the hard disk drive. Thus, information can be read only from the magnetic body 7A provided on the top of the film to be transferred 5. Further, only the information recorded on the magnetic body 7A provided on the top of the film to be transferred 5 can be erased by the head. The magnetic body 7B provided at the bottom of the film to be transferred 5 is not necessary for information recording and the like, and writing of information by the head to the magnetic body 7B provided at the bottom of the film to be transferred 5 is performed. Reading of information from the magnetic body 7B provided at the bottom of the transfer film 5 and erasure of information by the head at the magnetic body 7B provided at the bottom of the transfer film 5 are not allowed.

ところで、被転写膜５に転写された微細な転写パターンでは、たとえば、図２（ｃ）で示すように、微細な凹凸における凹部の深さＨ１が、凹部の幅Ｂ２よりも小さくなっているが、ここで、凹部の深さＨ１を凹部の幅Ｂ２より大きくしてもよいし、さらに、凸部１５の幅Ｂ１より大きくしてもよい。すなわち、たとえば、アスペクト比（凹部の深さＨ１／凹部の幅Ｂ２）が１よりも大きくなっていてもよい。これにより、スパッタリングで磁性体７を設ける場合、被転写膜５の頂部に電荷が一層集中し、図３（ｄ）で示す頂部の磁性体７Ａの厚さｔｂが、底部の磁性体７Ｂの厚さｔｃよりも一層厚くなる。もしくは、底部に磁性体が形成されないようになる。   By the way, in the fine transfer pattern transferred to the film to be transferred 5, for example, as shown in FIG. 2C, the depth H1 of the concave portion in the fine unevenness is smaller than the width B2 of the concave portion. Here, the depth H1 of the concave portion may be larger than the width B2 of the concave portion, or may be larger than the width B1 of the convex portion 15. That is, for example, the aspect ratio (recess depth H1 / recess width B2) may be greater than 1. As a result, when the magnetic body 7 is provided by sputtering, charges are further concentrated on the top of the film to be transferred 5, and the thickness tb of the top magnetic body 7A shown in FIG. 3D is the thickness of the bottom magnetic body 7B. It will be thicker than tc. Alternatively, no magnetic material is formed on the bottom.

なお、図３（ｄ）で示す矢印が若干曲がりもしくは斜めになり、薄膜１１（被転写膜５）の微細な転写パターンの凹凸の側部に磁性体の薄膜７Ｃが形成される場合がある（図４（ａ）参照）。ここで、各磁性体７の膜の厚さを比較すると、「頂部に形成された磁性体７Ａの膜厚ｔ２＞底部に形成された磁性体７Ｂの膜厚ｔ３＞側部に形成された磁性体７Ｃの膜厚ｔ４」になっている。   Note that the arrow shown in FIG. 3D may be slightly bent or slanted, and a thin film 7C of magnetic material may be formed on the side of the unevenness of the fine transfer pattern of the thin film 11 (transfer target film 5) ( (See FIG. 4 (a)). Here, when the thickness of each magnetic body 7 is compared, “the film thickness t2 of the magnetic body 7A formed on the top> the film thickness t3 of the magnetic body 7B formed on the bottom> the magnetic film formed on the side part. The film thickness of the body 7C is t4 ".

磁性体７Ｃが形成された場合、磁性体７を設置した後、薄膜１１（被転写膜５）における微細な転写パターンの凹凸の頂部に設けられた磁性体７Ａが残るようにして、たとえば、液体を用いたエッチングで、磁性体７Ｃを除去する。   When the magnetic body 7C is formed, after the magnetic body 7 is installed, the magnetic body 7A provided on the top of the unevenness of the fine transfer pattern in the thin film 11 (transfer target film 5) remains, for example, liquid The magnetic body 7C is removed by etching using.

すなわち、図４（ａ）で示す状態から、磁性体７を厚さｔ４の分だけ除去する。これにより、図４（ｂ）で示すように、被転写膜５の微細な凹凸の頂部には、厚さｔ５（ｔ２−ｔ４）の磁性体７Ａが残り、微細な凹凸の底部には、厚さｔ６（ｔ６≦ｔ３−ｔ４）の磁性体７Ｂが残る。この後、図３（ｅ）で示すように、非磁性体９を設ける。   That is, the magnetic material 7 is removed by the thickness t4 from the state shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 4B, the magnetic material 7A having a thickness t5 (t2-t4) remains on the top of the fine unevenness of the film to be transferred 5, and the thickness on the bottom of the fine unevenness. The magnetic body 7B of t6 (t6 ≦ t3-t4) remains. Thereafter, as shown in FIG. 3E, a nonmagnetic material 9 is provided.

なお、被転写膜５の凹凸の頂部に設けられた磁性体７Ａだけが残るように、たとえば、液体を用いたエッチングで、被転写膜５の微細な転写パターンの凹凸の側部と底部とに設けられた磁性体７Ｂ，７Ｃを除去してもよい。   In order to leave only the magnetic body 7A provided on the top of the unevenness of the film to be transferred 5, for example, etching using a liquid is performed on the side and bottom of the unevenness of the fine transfer pattern of the film to be transferred 5. The provided magnetic bodies 7B and 7C may be removed.

すなわち、図４（ａ）で示す状態から、磁性体７を厚さｔ３の分だけ除去する。これにより、図４（ｃ）で示すように、被転写膜５の微細な凹凸の頂部に、厚さｔ７（ｔ７≦ｔ２−ｔ３）の磁性体７Ａが残る。   That is, the magnetic body 7 is removed by the thickness t3 from the state shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 4C, the magnetic material 7 </ b> A having a thickness t <b> 7 (t <b> 7 ≦ t <b> 2 − t <b> 3) remains on the top of the fine unevenness of the transferred film 5.

また、図３（ｄ）で示すように、微細な凹凸の側部に磁性体７Ｃが形成されておらず、磁性体７Ａの厚さｔｂが磁性体７Ｂの厚さｔｃよりも厚い場合、上述した場合と同様にして、被転写膜５の底部の磁性体７Ｂのみを除去してもよい。   In addition, as shown in FIG. 3D, when the magnetic body 7C is not formed on the side of the fine unevenness and the thickness tb of the magnetic body 7A is thicker than the thickness tc of the magnetic body 7B, In the same manner as described above, only the magnetic body 7B at the bottom of the transfer film 5 may be removed.

メモリ素子１によれば、従来の製造方法で必要とされていたアッシングやレジスト膜の生成等が不要なので、製造工程を従来に比べて簡素にすることができる。   According to the memory element 1, ashing and generation of a resist film, which are required in the conventional manufacturing method, are unnecessary, so that the manufacturing process can be simplified as compared with the conventional method.

また、メモリ素子１において、被転写膜５における微細な凹凸のアスペクト比を１よりも大きくすれば、磁性体７をスパッタリングで設けるときに、微細な凹凸の底部における磁性体（ハードディスク基板では不要な磁性体）７Ｂの厚さを、微細な凹凸の頂部における磁性体７Ａの厚さよりも薄くすることができる。そして、メモリ素子１に記録された情報をハードディスクドライブのヘッドで読み取る等するときに、ヘッドが微細は凹凸の底部に設けられた磁性体７Ｂの影響を受けにくくなり、ノイズが低減される。また、メモリ素子１の製造工程において、磁性体７の使用量を少なくすることができる。   Further, in the memory element 1, if the aspect ratio of the fine irregularities in the film to be transferred 5 is larger than 1, when the magnetic body 7 is provided by sputtering, the magnetic substance at the bottom of the fine irregularities (not necessary for the hard disk substrate). The thickness of the magnetic body 7B can be made thinner than the thickness of the magnetic body 7A at the top of the fine irregularities. When the information recorded in the memory element 1 is read by the head of the hard disk drive, etc., the head is not easily affected by the magnetic body 7B provided on the bottom of the unevenness, and noise is reduced. In addition, in the manufacturing process of the memory element 1, the amount of magnetic material 7 used can be reduced.

また、メモリ素子１において、図４（ａ）〜（ｃ）で示すように、被転写膜５に形成された微細な凹凸の側部や底部の磁性体７Ｂ、７Ｃを除去すれば、ノイズが発生しないメモリハードディスクドライブを提供することができる。   Further, in the memory element 1, as shown in FIGS. 4A to 4C, if the magnetic bodies 7B and 7C on the fine uneven side and bottom formed on the transferred film 5 are removed, noise is generated. A memory hard disk drive that does not occur can be provided.

なお、上記説明では、微細な凹凸の断面が長方形状に形成されているが、図４（ｄ）で示すように、被転写膜５の微細な凹凸の断面が当脚台形状等の矩形状以外の形状に形成されていてもよい。この場合、微細な凹凸の側面に磁性体が形成されるので、この側面に形成された磁性体は、上述した場合（図４（ａ）〜（ｃ）の場合）と同様にしてエッチングにより除去する。   In the above description, the cross section of the fine unevenness is formed in a rectangular shape, but as shown in FIG. 4D, the cross section of the fine unevenness of the transferred film 5 is a rectangular shape such as a foot base shape. It may be formed in other shapes. In this case, since the magnetic material is formed on the side surface of the fine irregularities, the magnetic material formed on the side surface is removed by etching in the same manner as described above (in the case of FIGS. 4A to 4C). To do.

また、上記説明では、基板３の厚さ方向における一方の面に磁性体７等を設ける場合について説明したが、基板３の厚さ方向における両面に、たとえば同時に磁性体７を設ける等してもよいし、基板３の厚さ方向における両面に、たとえば片面ずつ磁性体７を設ける等してもよい。   In the above description, the case where the magnetic body 7 or the like is provided on one surface in the thickness direction of the substrate 3 has been described. However, for example, the magnetic body 7 may be provided on both surfaces in the thickness direction of the substrate 3 at the same time. Alternatively, for example, the magnetic body 7 may be provided on each side of the substrate 3 in the thickness direction.

１ メモリ素子（ハードディスク基板）
３ 基板
５ 被転写膜
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ 磁性体
９ 非磁性体
１１ （スピンオンガラスの）薄膜 1 Memory device (hard disk substrate)
3 Substrate 5 Transferred film 7, 7A, 7B, 7C Magnetic material 9 Non-magnetic material 11 Thin film (of spin-on glass)

Claims (4)

情報の記録が可能なメモリ素子の基板の表面に、非磁性で所定の粘度を備えた材料の薄膜を設ける薄膜設置工程と、
前記薄膜設置工程で設けられた薄膜に、型に設けられ微細な凹凸で形成された転写パターンを転写する転写工程と、
前記転写工程で微細な転写パターンが転写された薄膜を硬化させる硬化工程と、
前記硬化工程で硬化した薄膜の頂部に磁性体の薄膜を設ける磁性膜設置工程と、
前記磁性膜設置工程で設けられた磁性体の薄膜を、非磁性体の薄膜で覆う被覆工程と、
前記磁性膜設置工程で設けられた磁性体が露出するまで、前記被覆工程で設けられた薄膜の一部を除去する除去工程と、
を有することを特徴とするメモリ素子の製造方法。 A thin film installation step of providing a thin film of a non-magnetic material having a predetermined viscosity on the surface of a memory element substrate capable of recording information;
A transfer step of transferring a transfer pattern provided on the mold and formed with fine irregularities to the thin film provided in the thin film installation step;
A curing step of curing the thin film to which a fine transfer pattern is transferred in the transfer step;
A magnetic film installation step of providing a magnetic thin film on top of the thin film cured in the curing step;
A coating step of covering the magnetic thin film provided in the magnetic film installation step with a non-magnetic thin film;
A removal step of removing a part of the thin film provided in the coating step until the magnetic material provided in the magnetic film installation step is exposed;
A method for manufacturing a memory element, comprising: 請求項１に記載のメモリ素子の製造方法において、
前記転写工程で転写された微細な転写パターンの凹凸における凹部の深さが、前記凹部の幅よりも大きくなっていることを特徴とするメモリ素子の製造方法。 The method of manufacturing a memory element according to claim 1.
A method for manufacturing a memory element, characterized in that the depth of the recess in the unevenness of the fine transfer pattern transferred in the transfer step is larger than the width of the recess. 請求項２に記載のメモリ素子の製造方法において、
前記磁性膜設置工程で磁性膜を設置した後、前記硬化工程で硬化した薄膜の微細な転写パターンの凹凸の側部に前記磁性膜設置工程で形成された磁性体を除去し、または、前記硬化工程で硬化した薄膜の微細な転写パターンの凹凸の側部と底部とに前記磁性膜設置工程で形成された磁性体を除去し、この除去後に前記被覆工程を行うことを特徴とするメモリ素子の製造方法。 The method of manufacturing a memory element according to claim 2.
After the magnetic film is installed in the magnetic film installation process, the magnetic material formed in the magnetic film installation process is removed from the uneven side of the fine transfer pattern of the thin film cured in the curing process, or the curing is performed. A magnetic element formed by the magnetic film installation step on the uneven side and bottom of the fine transfer pattern of the thin film cured in the step is removed, and the covering step is performed after the removal. Production method. 情報の記録が可能なメモリ素子において、
平板状の基板と、
非磁性の材料で構成され、前記基板の表面に膜状に設けられ、前記基板に接している面とは反対側の面に、微細な凹凸が形成されている凹凸膜と、
前記凹凸膜の頂部に所定の厚さで設けられ、もしくは、前記凹凸膜の頂部と底部とに所定の厚さで設けられた磁性体と、
前記凹凸膜の頂部に設けられた磁性体が露出するようにして、前記凹凸膜の凹部に設けられた非磁性体と、
を有することを特徴とするメモリ素子。 In a memory device capable of recording information,
A flat substrate;
A concavo-convex film made of a non-magnetic material, provided in a film shape on the surface of the substrate, and having a fine concavo-convex formed on a surface opposite to the surface in contact with the substrate;
A magnetic body provided at a predetermined thickness on the top of the uneven film, or provided at a predetermined thickness on the top and bottom of the uneven film;
A non-magnetic material provided in the concave portion of the concave-convex film so that the magnetic material provided on the top of the concave-convex film is exposed;
A memory element comprising:
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