JP3766360B2 - Recording medium, method for manufacturing recording medium, imprint master, and method for manufacturing imprint master - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン化された記録層を有する記録媒体、その製造方法、パターン化された金属層を有するインプリント原盤、その製造方法、およびこのインプリント原盤を用いてパターン化された記録層を有する記録媒体を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
パソコンなど情報機器の飛躍的な機能向上により、ユーザが扱う情報量は著しく増大してきている。このような状況の下で、これまでよりも飛躍的に記録密度の高い磁気記録媒体や光記録媒体、および集積度の高い半導体装置に対する期待は高まるばかりである。
【0003】
たとえば磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには、磁気記録層に含まれる磁性微粒子を微細化して互いに磁気的に分断した、いわゆるパターンドメディアを形成することが望ましい。このように微細で互いに分断された磁性微粒子を含む磁気記録層を形成するには、より微細な加工技術が必要である。
【0004】
すなわち、露光プロセスを用いた従来のフォトリソグラフィー技術は、一度に大面積の微細加工が可能であるが、光の波長以下の分解能を持たないため、約100nm以下の微細構造の作製は困難である。一方、100nm以下レベルの加工技術としては、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーなどの手法が存在するが、スループットの悪さが問題である。このため、微細なパターンを有するパターンドメディアをより簡便に製造できる方法が要望されている。
【0005】
また、光の波長以下の微細構造を高スループットで作製する手法として、1995年にS.Y.ChouらがAppl.Phys.Lett.,Vol.76(1995)p.3114において提案した「ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術」がある。ナノインプリントリソグラフィー技術は、あらかじめ電子線リソグラフィー等により所定の微細凹凸パターンを有するインプリント原盤を作製し、レジストを塗布した被加工基板に対してインプリント原盤を押し付け、原盤の凹凸を被加工基板上のレジスト膜に転写する方法である。この方法で一回の処理にかかる時間は、例えば1平方インチ以上の領域では、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーと比較して非常に短くて済む。
【0006】
従来、ナノインプリント原盤は、光リソグラフィーまたは電子線リソグラフィーもしくは集束イオンビームリソグラフィーを用いて作製されている。しかし、ナノインプリント原盤を作製する場合にも、上述したパターンドメディアの製造と同様な問題が生じ、光リソグラフィーでは100nm以下の分解能を得るのが困難であり、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーではスループットの悪さが問題になる。このため、微細なパターンを有するインプリント原盤をより簡便に製造できる方法が要望されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡便かつ安価な方法で製造することができ、安定な情報の書き込み・読み出しが可能な、パターン化された記録媒体、およびこのような記録媒体を簡便で安価に製造できる方法を提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、簡便かつ安価な方法で製造することができるインプリント原盤、このようなインプリント原盤を簡便で安価に製造できる方法、およびこのインプリント原盤を用いてパターン化された記録媒体を製造する方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る記録媒体は、媒体基板と、前記媒体基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された記録材料微粒子を含む記録層とを有し、前記記録材料微粒子は六方格子を組んで配列して前記媒体基板表面と実質的に平行な前記記録層の表面を形成し、該表面からバッファ層の深さ方向に向かって2層以上の前記記録材料微粒子が積層された部分を有することを特徴とする。
【0010】
本発明の一態様に係る上記記録媒体の製造方法は、レプリカ基板上にレジスト層を形成し、前記レジスト層上に記録材料微粒子を散布して記録材料微粒子が2層以上積層された部分を有する記録層を形成し、前記記録層上にバッファ材料を塗布し、前記バッファ材料上に媒体基板をプレスした状態で前記バッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記媒体基板、バッファ層および記録層とを剥離することを特徴とする。
【0011】
本発明の他の態様に係るインプリント原盤は、インプリント基板と、前記インプリント基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された微粒子層とを有し、前記微粒子層は、微粒子が六方格子を組んで配列して前記インプリント表面と実質的に平行な表面を形成し、表面からバッファ層の深さ方向に向かって2層以上の微粒子が積層された部分を有することを特徴とする。
【0012】
本発明の他の態様に係る上記インプリント原盤の製造方法は、レプリカ基板上にレジスト層を形成し、前記レジスト層上に微粒子が2層以上積層された部分を有する微粒子層を形成し、前記微粒子層上にバッファ材料を塗布し、前記バッファ材料上にインプリント基板をプレスした状態で前記バッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記インプリント基板、バッファ層および微粒子層とを剥離することを特徴とする。
【0013】
本発明のさらに他の態様に係る記録媒体の製造方法は、媒体基板上に記録材料層を形成し、前記記録材料層上にレジスト層を形成し、前記レジスト層に上記インプリント原盤をプレスして前記レジスト層に該インプリント原盤表面の微粒子層の凹凸形状を転写し、前記レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成し、前記マスク材料の粒子をマスクとして前記レジスト層および記録材料層をパターニングして、パターン化された記録層を形成することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る記録媒体において、記録材料は特に限定されず、たとえば磁気記録材料や相変化を起こす光記録材料などが用いられる。
【0015】
図1に本発明の一実施形態に係る記録媒体の一例として磁気記録媒体の断面図を示す。図1に示されるように、この磁気記録媒体10は、媒体基板11上にバッファ層12が形成され、バッファ層12上に磁性微粒子13が配列した磁気記録層14が形成された構造を有する。磁気記録層14は、表面で媒体基板11表面と実質的に平行な表面を形成し、表面からバッファ層12の深さ方向に向かって2層以上の磁性微粒子13が積層された部分を有する。
【0016】
磁気記録層14の表面では、2次元的に等方的な形状を有する磁性微粒子13が六方格子構造を組んでいる。磁性微粒子13が表面で最も密度の高い稠密構造をとっているので、記録密度の高い磁気記録媒体を提供することができる。後述するように、磁気記録層14の表面において配列した磁性微粒子13がトラックに対応するパターンを形成していてもよい。この磁気記録媒体10では、複数の磁性微粒子を含む領域を記録セルとして1ビットの情報を記録してもよいし、個々の磁性微粒子13を記録セルとして1ビットずつの情報を記録してもよい。
【0017】
磁気記録層14は、バッファ層12の深さ方向に2層以上の磁性微粒子13が積層された部分を含む。磁性微粒子13の積層部分における磁性微粒子13の積層数は2層でも3層でもそれ以上の多層でもよい。磁性微粒子13の積層数は均一になっている必要はなく、磁気記録層14の厚みは揃っていない。すなわち、磁気記録層14の下面(バッファ層12との界面)は不規則な凹凸構造となっている。積層部分では、3次元的に等方的な形状を有する磁性微粒子13が稠密に詰まって、面心立方格子構造や六方最密構造を組む。磁気記録層14が面心立方格子構造を組んでいる場合には、磁気記録層14の表面には面心立方格子構造における(111)面に相当する六方格子が現れる。
【0018】
磁気記録層14の下のバッファ層12は、平坦な表面を有する媒体基板11上に磁気記録層14を安定に固定する機能を有する。磁気記録層14はバッファ層12に接触している磁性微粒子13の一つ一つがバッファ層12にめり込んだ状態で固定されている。すなわち、バッファ層12は、平坦な表面を有する媒体基板11に対して不規則な凹凸構造の下面を持つ磁気記録層14を固定させる働きを持つ。
【0019】
本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体10は、単層でなく多層の磁性微粒子13が最密構造をとって配列することにより磁気記録層14が形成されているので、下層の磁性微粒子が表面の磁性微粒子と相互作用を持つことにより、表面の磁性微粒子へ記録された磁化情報の記録磁界強度および保存安定性を変化させることができる。すなわち、微粒子層形成時に微粒子層の膜厚を調整することで、得られる媒体に対し理想的な記録磁界強度を与えることができる。
【0020】
本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を、図2(A)〜(E)に示す断面図を参照して具体的に説明する。
【0021】
まず、図2(A)に示すように、平坦なレプリカ基板21上にレジスト22を塗布し、レジスト22表面にトラックに対応する溝23を形成したものを用意する。レジスト22表面の溝23は、溝に対応する凸部を形成したインプリント原盤を用いる方法またはリソグラフィー法により形成することができる。
【0022】
図2(A)では、次の工程でレジスト22上に形成される磁性微粒子の配列を制御するために溝23を形成しているが、溝23の代わりにトラックに対応する化学修飾パターンを形成してもよい。なお、媒体の全表面に磁性微粒子を形成する場合には、溝23や化学修飾パターンを形成する必要はない。
【0023】
図2(B)に示すように、レジスト22上に、磁性微粒子13が2層以上積層された部分を有する多層構造の磁気記録層14を形成する。レプリカ基板21の表面にはトラックに対応する溝が形成されているので、磁性微粒子13は六方格子の軸を溝に合わせて配列して溝内で平坦な構造を形成するが、磁性微粒子13が2層以上積層された部分の表面では厚みのばらつきにより平坦な構造にはならない。
【0024】
この工程は、たとえば磁性微粒子を分散させた溶媒をレプリカ上に塗布した後に溶媒を揮発させるウエットプロセス、または磁性微粒子そのものをキャリアガスとともにレプリカ表面にスプレーするドライプロセスによって行う。この際、2層以上の磁性微粒子13が積層されるように条件を調整するが、層厚を制御する必要はない。このような方法を用いれば、たとえばLB法や超高真空下でのエピタキシー法などのように確実に単層膜を作製する手法に比べ、高速かつ簡便に磁気記録層14を形成できる。また、レプリカの表面を1層のみの磁性微粒子を稠密に配列させて覆うことは磁性微粒子13同士の凝集が問題となって非常に困難であるが、磁性微粒子13の層厚を厚くすれば磁性微粒子13同士の凝集が起こってもレプリカの表面で磁性微粒子13を稠密に配列させることができる。このため、磁気記録層14の表面では磁性微粒子13の欠陥、空乏がほとんど存在しない構造が得られる。
【0025】
図2(C)に示すように、磁気記録層14の上に液状のバッファ材料12aを塗布し、磁気記録層14を構成する磁性微粒子13の間隙に浸透させる。バッファ材料は熱や光照射により固化する性質を有する。
【0026】
図2(D)に示すように、バッファ材料12a上に媒体基板11を載せ、加熱や光照射によりバッファ材料12aを固化させてバッファ層12を形成し、磁気記録層14を固定する。
【0027】
媒体基板11はバッファ層12および磁気記録層14を保持できる厚みを有するものであれば特に限定されない。上記の工程は、バッファ材料12a上に媒体基板11を載せ、例えば油圧プレス機を用いて媒体基板11とレプリカ基板21とが平行になるようにプレスし、加熱によりバッファ材料12aを固化してバッファ層12を形成することによって行う。この結果、媒体基板11と磁気記録層14の表面とが平行に保たれる。
【0028】
その後、レプリカ基板21から媒体基板11を剥離すると、磁気記録層14はバッファ層12に固着する。この結果、媒体基板11上にバッファ層12および磁気記録層14が形成された磁気記録媒体10が得られる(図2(E))。この磁気記録層14とバッファ層12との界面は平坦ではないが、磁気記録層14の表面は平坦で媒体基板11と平行になっており、かつ磁性微粒子13がトラックに対応するパターンを形成している。このため、磁気記録層14の表面で安定に情報の書き込み・読み出しができる。
【0029】
さらに、得られた磁気記録層14とバッファ層12の界面は平坦ではなく、磁気記録層の層数のばらつきを反映した凹凸構造を持つ。この凹凸構造は磁気記録層14とバッファ層12との密着性を高める特徴を持ち、磁気記録層14のバッファ層12からの膜剥がれを抑えることができる。
【0030】
上記のように磁性微粒子の厚みを揃える必要のない簡単にプロセスで多層構造の磁気記録層を形成できるので、磁性微粒子の配列した磁気記録層を有する磁気記録媒体(パターンドメディア)を安価に作製することができる。
【0031】
次に、本発明の他の実施形態に係るインプリント原盤は、インプリント基板と、インプリント基板上に形成されたバッファ層と、バッファ層上に形成された、微粒子が六方格子を組んで配列して前記インプリント表面と実質的に平行な表面を形成し、表面からバッファ層の深さ方向に向かって2層以上の微粒子が積層された部分を有する微粒子層とを有する。
【0032】
このインプリント原盤は、インプリント基板の材料および微粒子の材料としてインプリント原盤に適切な材料とを用いた以外は図1と同様の構造を有する。したがって、インプリント原盤上にバッファ層を介して形成された微粒子層の表面は、欠陥や空乏がほとんど存在しない状態で微粒子が配列した構造で平坦になっている。また、インプリント原盤上の微粒子層は、微粒子層の多層構造となっている。この微粒子層の多層構造は、微粒子層の単層構造と比べて膜厚方向に強度を増した構造である。このため、インプリント時に表面の微粒子が圧力を受けても微粒子の多層構造が変形することはなく、インプリント原盤として安定に使用することができる。
【0033】
さらに、得られたインプリント原盤とバッファ層の界面は平坦ではなく、微粒子層の層数のばらつきを反映した凹凸構造を持つ。この凹凸構造はインプリント原盤とバッファ層との密着性を高める特徴を持ち、微粒子層のバッファ層からの膜剥がれを抑えることができる。
【0034】
微粒子層は、その表面構造がレジスト層表面に押し付けられることによってレジスト層の表面形状を変化させるためのものである。すなわち微粒子層を形成する微粒子は、レジスト層を形成するレジスト材料よりも固い硬質材料で形成されていることが必要である。具体的には、硬質な微粒子層を形成する硬質微粒子の材料としては、金属、合金、金属酸化物、無機材料、セラミック材料、半導体、ガラス、もしくはこれらの化合物、混合物が好ましい。
【0035】
本発明の他の実施形態に係る上記インプリント原盤の製造方法は、レプリカ基板上にレジスト層を形成し、レジスト層上に微粒子を散布して微粒子が2層以上積層された部分を有する微粒子層を形成し、微粒子層上にバッファ材料を塗布し、バッファ材料上にインプリント基板をプレスした状態でバッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記インプリント基板、バッファ層および微粒子層とを剥離するものである。
【0036】
このような方法は、インプリント基板の材料および微粒子の材料としてインプリント原盤に適切な材料を用いる以外は図2(A)〜(E)と同様に実施することができる。したがって、微粒子の厚みを揃える必要のない簡単なプロセスで多層構造の微粒子層を形成でき、微粒子の配列した微粒子層を有するインプリント原盤を安価に作製することができる。
【0037】
本発明のさらに他の実施形態に係る記録媒体の製造方法は、媒体基板上に記録材料層を形成し、記録材料層上にレジスト層を形成し、レジスト層に上記インプリント原盤をプレスしてレジスト層にインプリント原盤表面の微粒子層の凹凸形状を転写し、レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成し、マスク材料の粒子をマスクとしてレジスト層および記録材料層をパターニングして、パターン化された記録層を形成するものである。
【0038】
レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成するには、たとえばスピンオンガラス(SOG)等に代表されるマスク材料を塗布した後、熱処理を行う方法を用いることができる。
【0039】
SOGはポリシランやポリシロキサンなどのSi含有ポリマーであり、溶液に溶解した状態でスピンキャスト等の方法で基板上に製膜した後、アニール処理等によりSiO2に変化する材料である。
【0040】
このマスク材料を適当な溶媒に溶かしてパターニングしたレジスト基板上にスピンコートすると、マスク材料の溶解した溶液は、表面張力によりレジスト基板上の凹部を選択的に埋めるように平坦化する。この後にアニール処理を行うことによりマスク材料溶液から溶媒を揮発させマスク材料をレジスト基板の凹部に選択的に堆積させることができる。
【0041】
このようなインプリント法を用いることにより、簡便かつ安価に記録媒体を製造することができる。
【0042】
なお、上述した方法において、インプリント原盤を製造するためのレプリカ基板として、媒体基板上に記録材料層およびレジスト層を形成したものを用いてもよい。この場合、媒体基板上に形成されたレジスト層上に微粒子を散布して微粒子が2層以上積層された部分を有する微粒子層を形成し、微粒子層上にバッファ材料を塗布し、バッファ材料上にインプリント基板をプレスした状態でバッファ材料を硬化させてバッファ層を形成すると、媒体基板上に形成されたレジスト層表面に微粒子層の表面形状が転写される。その後、インプリント基板/バッファ層/微粒子層という構造のインプリント原盤を剥離すると、媒体基板/記録材料層/レジスト層という構造が残り、レジスト層表面に微粒子層の表面形状に対応した凹部が形成される。したがって、レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成し、マスク材料の粒子をマスクとしてレジスト層および記録材料層をパターニングして、パターン化された記録層を形成すれば、記録媒体を製造することができる。
【0043】
このような方法を用いれば、一度の手順でインプリント原盤と、インプリント原盤表面の微粒子層の表面形状に対応する凹部が形成されたレジスト層を有する媒体基板とを同時に作製でき、この媒体基板を加工することにより1つの記録媒体を製造することができる。このため、得られたインプリント原盤を用いて記録媒体を製造する際にインプリントの回数を1回節約することができる。
【0044】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0045】
実施例1
図3(A)〜(D)および図4(E)〜(H)を参照して本発明の一実施例を説明する。
【0046】
ガラス製のインプリント原盤31上にレジスト32をスピンコートした(図3(A))。光リソグラフィーにより、約300nmピッチで幅約200nmのスパイラル状の凸(峰)構造をなすレジストパターン33を形成した(図3(B))。レジストパターン33をマスクとしてRIEによりインプリント原盤31をエッチングし、その表面に約300nmピッチで幅約200nmのスパイラル状の凸構造34を形成した。その後、残存するレジストパターン33を除去した。さらに、凸構造34を有するインプリント原盤31の表面をヘキサメチルジシラザンにより疎水化処理した(図3(C))。
【0047】
次に、ガラス製のレプリカ基板21上にレジスト22をスピンコートした。インプリント原盤31の凸構造34をレジスト22の表面に押しつけ、1000barの圧力でプレスした後、インプリント基板31を剥離した。レプリカ基板21上のレジスト22にUV光を照射し、窒素雰囲気において200℃で30分アニールして、レジスト22を硬化した。レプリカ基板21上のレジスト22の表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察したところ、インプリント原盤31の凸構造34が転写され、約300nmピッチで幅約200nmのスパイラル状をなす深さ約20nmの溝23が形成されていることが確認された(図3(D))。
【0048】
本実施例においては、磁性粒子として、以下の手法により得たFePt微粒子を用いているが、材料及び製法はこれに限定されない。
【0049】
オクチルエーテル20mlに、還元剤である1,2−ヘキサデカンジオール粉末、白金ビスアセチルアセトナトPt(acac)2を加え、80℃に加熱した後、オレイン酸、オレイルアミン、Fe(CO)5を加えた。溶液が沸騰する280℃まで温度を上げ、30分還流した。得られた溶液を遠心分離した後、TEM観察したところ直径約10nmのFePt微粒子が観察された。1−ドデカンチオールのエタノール溶液中にこのFePt微粒子を分散させ、FePt微粒子の表面を1−ドデカンチオールで被覆した。遠心分離機でFePt微粒子を回収し、これをトルエンに分散させて微粒子分散液を得た。
【0050】
図4(E)に示すように、レプリカ基板21上の溝23を有するレジスト22上に、この微粒子分散液を散布し、トルエンを徐々に蒸発させた。断面TEMでレプリカ基板21の断面を観察した。その結果、レジスト22の溝23内にFePt微粒子13が充填され、さらに全面に2層以上のFePt微粒子13が積層された部分を有する磁気記録層14が確認された。磁気記録層14の厚さ(溝23最深部から表面までの厚さ)は約40nmであり、平均で4層のFePt微粒子13が積層されていることが確認された。ただし、部分的にはFePt微粒子13が5層や3層になっており、層厚のばらつきが観測された。
【0051】
図4(F)に示すように、磁気記録層14の上にバッファ材料としてレジスト12aをスピンコートした。断面TEMでレジスト12aの断面を観察したところ、レジスト12aが磁気記録層14を構成するFePt微粒子13の間隙に浸透し、レプリカ基板21の全面を覆っていることが確認された。
【0052】
図4(G)に示すように、レジスト12a上に媒体基板11を載せ、媒体基板11とレプリカ基板21とを油圧プレス機を用いてプレス圧1000bar、200℃で1分間プレスしてレジストを硬化させ、バッファ層12を形成した。
【0053】
その後、レプリカ基板21から媒体基板11を剥離することにより、レプリカ基板21表面の磁気記録層14はバッファ層12側へ離れる。この結果、媒体基板11上にバッファ層12および磁気記録層14が形成された磁気記録媒体10が得られる(図4(H))。
【0054】
この磁気記録媒体10の表面には、約300nmピッチで幅約200nmのスパイラル状の凸構造が観測された。幅約200nmの凸構造の最表面では、FePt微粒子13がスパイラル状のトラック方向に結晶軸を合わせて格子間隔約10nmの六方格子を組んで配列していることが確認された。磁気記録層14の厚みは、平均で4層のFePt微粒子13に相当する厚みであったが、部分的にはFePt微粒子13が3層や5層となっており、層厚のばらつきが確認された。磁気記録層14とバッファ層12は、両者の界面において、FePt微粒子13の凹凸に対応した凹凸形状で接触していることが確認された。
【0055】
得られた磁気記録媒体10では、単層でなく多層の磁性微粒子13が最密構造をとって配列することにより磁気記録層14が形成されているので、下層の磁性微粒子が表面の磁性微粒子と相互作用を持つことにより、表面磁性微粒子が単分子層からなる記録媒体に比べ、媒体の磁化安定性を増すことができた。さらに磁性微粒子層の膜剥がれも確認されなかった。
【0056】
また、上記のような方法を用いれば、磁性微粒子13の厚みを揃える必要のない簡単にプロセスで多層構造の磁気記録層14を形成できるので、磁性微粒子13の配列した磁気記録層14を有するパターンドメディアを安価に作製することができる。
【0057】
実施例2
図5(A)〜(F)を参照して本発明の他の実施例を説明する。
実施例1で用いたFePt微粒子の代わりに、硬質微粒子として以下のようにして調製した粒径約10nmのTiO2微粒子を用意した。エタノール中にTiCl4を2mol/l溶解し、その後メタノールを加えることで、50mg/mlチタンを含有するチタンアルコキシドを得た。これを加水分解の後、水溶液を遠心分離しTEM観察したところ、粒径10nmのTiO2微粒子が観察された。TiO2微粒子を用いた以外は実施例1と同じ方法により、ガラスからなるインプリント基板51上にレジストからなるバッファ層52およびTiO2微粒子53が配列した多層構造の微粒子層54が形成された構造を有するインプリント原盤50を作製した(図5(A))。このインプリント原盤50の表面には、約300nmピッチで幅約200nmのスパイラル状の凸構造が形成され、幅約200nmの凸構造の最表面ではTiO2微粒子53がスパイラル状のトラック方向に結晶軸を合わせて格子間隔約10nmの六方格子を組んで配列している。
【0058】
一方、媒体基板61上に、垂直磁気記録材料として膜厚約50nmのCoCrPt層62を製膜し、その上に膜厚約50nmのSiO2層63を製膜した。その上にレジスト64をスピンコートした(図5(B))。
【0059】
レジスト64の表面に、図5(A)図示のインプリント原盤50の微粒子層54を押し付け、1000barの圧力でプレスした後、インプリント原盤50を剥離した。レジスト64の表面をAFMで観察したところ、インプリント原盤50の微粒子層54表面の凸形状が転写されて凹部が形成されていることが確認された(図5(C))。インプリント時に微粒子層の膜剥がれは確認されなかった。
【0060】
レジスト64上にスピンオンガラス(SOG)を塗布し、200℃で30分間熱処理したところ、レジスト64の凹部に対応してSOGドット65が形成された(図5(D))。
【0061】
SOGドット65をマスクとして、Arイオンミリングによりレジスト64、SiO2層63およびCoCrPt層62をエッチングして、パターン化されたCoCrPt粒子で構成される磁気記録層66を形成した(図5(E))。
【0062】
次いで、全面に膜厚約50nmのSiO2を製膜した後、ケミカルメカニカルポリッシング(CMP)により研磨して、磁気記録層66を構成するCoCrPt粒子間の間隙にSiO2を埋め込んでマトリックス67を形成し、磁気記録媒体60を製造した(図5(F))。
【0063】
このようにして製造された磁気記録媒体60の表面を磁気力顕微鏡により観察したところ、トラックに相当する幅約200nmの範囲内でCoCrPt粒子が六方格子構造を組んで配列しているのが確認できた。
【0064】
本実施例では、従来よりも簡便で安価な方法により製造されたインプリント原盤を用いてインプリント法により磁気記録層がパターン化された磁気記録媒体(パターンドメディア)を製造することができるので、パターンドメディアの製造コストを大幅に低減することができる。
【0065】
実施例3
図6(A)〜(E)を参照して本発明のさらに他の実施例を説明する。
媒体基板61上に、垂直磁気記録材料として膜厚約50nmのCoCrPt層62を製膜し、その上に膜厚約50nmのSiO2層63を製膜した。その上にレジスト64をスピンコートした(図6(A))。本実施例においては、媒体基板61はインプリント原盤を作製するためのレプリカ基板としても用いられる。
【0066】
一方、1−ドデカンチオールのエタノール溶液中に粒径約10nmのTiO2微粒子を分散させ、TiO2微粒子の表面を1−ドデカンチオールで被覆した。遠心分離機でTiO2微粒子を回収し、これをトルエンに分散させて微粒子分散液を得た。
【0067】
媒体基板61上に形成されたレジスト64上に、この微粒子分散液を散布し、トルエンを徐々に蒸発させた。断面TEMで媒体基板61の断面を観察したところ、レジスト64の全面に2層以上のTiO2微粒子53が積層された部分を有する微粒子層54が確認された。微粒子層54の厚さは約40nmであり、平均で4層のTiO2微粒子53が積層されていることが確認された。ただし、部分的にはTiO2微粒子53が5層や3層になっており、層厚のばらつきが観測された(図6(B))。
【0068】
微粒子層54の上にバッファ材料としてレジスト52aをスピンコートした。断面TEMでレジスト52aの断面を観察したところ、レジスト52aが微粒子層54を構成するTiO2微粒子53の間隙に浸透し、媒体基板11の全面を覆っていることが確認された(図6(C))。
【0069】
レジスト52a上にインプリント基板51を載せ、インプリント基板51と媒体基板61とを油圧プレス機を用いてプレス圧1000bar、200℃で1分間プレスしてレジスト52aを硬化させ、バッファ層52を形成した(図6(D))。このとき、微粒子層54の下面が媒体基板61上に形成されたレジスト64表面に押し付けられ、レジスト64表面に微粒子層54の表面形状が転写される。インプリント時におけるインプリント基板からの微粒子層の膜剥がれは確認されなかった。
【0070】
次いで、媒体基板61からインプリント基板51を剥離すると、微粒子層54はバッファ層52に固着し、インプリント基板51/バッファ層52/微粒子層54という構造のインプリント原盤50が得られる。一方、媒体基板61/CoCrPt層62/SiO2層63/レジスト64が残り、レジスト64表面には金属層54の表面形状に対応する凹部が形成された(図6(E))。
【0071】
この媒体基板61に対して、実施例2の図5(D)以降と同様の工程に従い、レジスト凹部でのSOGドットの形成、SOGドットをマスクとするSiO2層63/CoCrPt層62のエッチングによる磁気記録層の形成、マトリックス材料の製膜とCMPによる平坦化を実施することにより、磁気記録媒体(パターンドメディア)を製造した。また、インプリント原盤50を用いて、実施例2の図5(A)〜(F)と同様の工程に従い、新たな磁気記録媒体(パターンドメディア)を製造できた。
【0072】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、簡便かつ安価な方法で製造することができ、安定な情報の書き込み・読み出しが可能な、パターン化された記録媒体、およびこのような記録媒体を簡便で安価に製造できる方法を提供することができる。また、本発明によれば、簡便かつ安価な方法で製造することができるインプリント原盤、このようなインプリント原盤を簡便で安価に製造できる方法、およびこのインプリント原盤を用いてパターン化された記録媒体を製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。
【図2】本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図3】実施例1における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図4】実施例1における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図5】実施例2における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図6】実施例3におけるインプリント原盤および磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
10…磁気記録媒体
11…媒体基板
12a…バッファ材料
12…バッファ層
13…磁性微粒子
14…磁気記録層
21…レプリカ基板
22…レジスト
23…溝
31…インプリント原盤
32…レジスト
33…レジストパターン
34…凸構造
50…インプリント原盤
51…インプリント基板
52…バッファ層
53…TiO2微粒子
54…微粒子層
60…磁気記録媒体
61…媒体基板
62…CoCrPt層
63…SiO2
64…レジスト
65…SOGドット
66…磁気記録層
67…マトリックス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording medium having a patterned recording layer, a manufacturing method thereof, an imprint master having a patterned metal layer, a manufacturing method thereof, and a recording layer patterned using the imprint master. The present invention relates to a method for manufacturing a recording medium having the same.
[0002]
[Prior art]
With the dramatic improvement in functions of information devices such as personal computers, the amount of information handled by users has increased significantly. Under such circumstances, expectations for a magnetic recording medium and an optical recording medium having a recording density dramatically higher than before and a semiconductor device having a high degree of integration are increasing.
[0003]
For example, in order to improve the recording density of a magnetic recording medium, it is desirable to form so-called patterned media in which magnetic fine particles contained in a magnetic recording layer are made fine and magnetically separated from each other. In order to form such a magnetic recording layer containing fine magnetic particles separated from each other, a finer processing technique is required.
[0004]
That is, the conventional photolithography technique using the exposure process can perform microfabrication of a large area at a time, but does not have a resolution below the wavelength of light, and thus it is difficult to produce a microstructure with a thickness of about 100 nm or less. . On the other hand, there are techniques such as electron beam lithography and focused ion beam lithography as processing techniques at a level of 100 nm or less, but the problem is poor throughput. For this reason, there is a demand for a method capable of more easily producing patterned media having a fine pattern.
[0005]
As a technique for producing a fine structure with a wavelength equal to or less than the wavelength of light with high throughput, S. Y. Chou et al., Appl. Phys. Lett. , Vol. 76 (1995) p. There is a “nanoimprint lithography (NIL) technology” proposed in 3114. In the nanoimprint lithography technology, an imprint master having a predetermined fine concavo-convex pattern is prepared in advance by electron beam lithography or the like, and the imprint master is pressed against the substrate to which the resist is applied. This is a method of transferring to a resist film. In this method, the time required for one process can be very short as compared with electron beam lithography or focused ion beam lithography, for example, in an area of 1 square inch or more.
[0006]
Conventionally, the nanoimprint master is produced by using optical lithography, electron beam lithography, or focused ion beam lithography. However, when producing a nanoimprint master, problems similar to those of the above-mentioned patterned media are produced, and it is difficult to obtain a resolution of 100 nm or less by optical lithography. Throughput by electron beam lithography or focused ion beam lithography is difficult. The problem is the problem. For this reason, there is a demand for a method that can more easily manufacture an imprint master having a fine pattern.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a patterned recording medium that can be manufactured by a simple and inexpensive method, capable of stably writing and reading information, and a method that can manufacture such a recording medium simply and inexpensively. Is to provide.
[0008]
Another object of the present invention is an imprint master that can be manufactured by a simple and inexpensive method, a method that can easily and inexpensively manufacture such an imprint master, and a pattern using the imprint master. It is to provide a method for manufacturing a recording medium.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A recording medium according to an aspect of the present invention includes a medium substrate, a buffer layer formed on the medium substrate, and a recording layer containing recording material fine particles formed on the buffer layer, and the recording material Fine particles are arranged in a hexagonal lattice to form the surface of the recording layer substantially parallel to the surface of the medium substrate, and two or more recording material fine particles are formed from the surface toward the depth of the buffer layer. It has a laminated portion.
[0010]
The method for manufacturing a recording medium according to one aspect of the present invention includes a portion in which a resist layer is formed on a replica substrate, and recording material fine particles are dispersed on the resist layer so that two or more recording material fine particles are stacked. Forming a recording layer, applying a buffer material on the recording layer, forming a buffer layer by curing the buffer material in a state where a medium substrate is pressed on the buffer material, the replica substrate and a resist layer; The medium substrate, the buffer layer, and the recording layer are peeled off.
[0011]
An imprint master according to another aspect of the present invention includes an imprint substrate, a buffer layer formed on the imprint substrate, and a fine particle layer formed on the buffer layer. The fine particles are arranged in a hexagonal lattice to form a surface substantially parallel to the imprint surface, and a portion in which two or more fine particles are laminated from the surface toward the depth of the buffer layer. It is characterized by.
[0012]
In the method for manufacturing an imprint master according to another aspect of the present invention, a resist layer is formed on a replica substrate, and a fine particle layer having a portion in which two or more fine particles are stacked is formed on the resist layer, A buffer material is applied on the fine particle layer, and the buffer material is cured by pressing the imprint substrate on the buffer material to form a buffer layer. The replica substrate, the resist layer, the imprint substrate, and the buffer The layer and the fine particle layer are peeled off.
[0013]
According to still another aspect of the present invention, there is provided a recording medium manufacturing method, comprising: forming a recording material layer on a medium substrate; forming a resist layer on the recording material layer; and pressing the imprint master on the resist layer. Then, the uneven shape of the fine particle layer on the surface of the imprint master is transferred to the resist layer, and the mask material particles are formed in the recesses formed in the resist layer. The resist layer and the recording are recorded using the mask material particles as a mask. The material layer is patterned to form a patterned recording layer.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the recording medium according to the embodiment of the present invention, the recording material is not particularly limited. For example, a magnetic recording material or an optical recording material that causes a phase change is used.
[0015]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a magnetic recording medium as an example of a recording medium according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the magnetic recording medium 10 has a structure in which a buffer layer 12 is formed on a medium substrate 11 and a magnetic recording layer 14 in which magnetic fine particles 13 are arranged is formed on the buffer layer 12. The magnetic recording layer 14 forms a surface substantially parallel to the surface of the medium substrate 11 on the surface, and has a portion in which two or more magnetic fine particles 13 are laminated from the surface toward the depth direction of the buffer layer 12.
[0016]
On the surface of the magnetic recording layer 14, magnetic fine particles 13 having a two-dimensional isotropic shape form a hexagonal lattice structure. Since the magnetic fine particles 13 have a dense structure with the highest density on the surface, a magnetic recording medium having a high recording density can be provided. As will be described later, the magnetic fine particles 13 arranged on the surface of the magnetic recording layer 14 may form a pattern corresponding to the track. In this magnetic recording medium 10, 1-bit information may be recorded using a region including a plurality of magnetic fine particles as a recording cell, or 1-bit information may be recorded using each magnetic fine particle 13 as a recording cell. .
[0017]
The magnetic recording layer 14 includes a portion in which two or more magnetic fine particles 13 are stacked in the depth direction of the buffer layer 12. The number of the magnetic fine particles 13 in the laminated portion of the magnetic fine particles 13 may be two, three, or more layers. The number of laminated magnetic fine particles 13 does not need to be uniform, and the thickness of the magnetic recording layer 14 is not uniform. That is, the lower surface of the magnetic recording layer 14 (interface with the buffer layer 12) has an irregular concavo-convex structure. In the laminated portion, magnetic fine particles 13 having a three-dimensional isotropic shape are densely packed to form a face-centered cubic lattice structure or a hexagonal close-packed structure. When the magnetic recording layer 14 has a face-centered cubic lattice structure, a hexagonal lattice corresponding to the (111) plane in the face-centered cubic lattice structure appears on the surface of the magnetic recording layer 14.
[0018]
The buffer layer 12 below the magnetic recording layer 14 has a function of stably fixing the magnetic recording layer 14 on the medium substrate 11 having a flat surface. The magnetic recording layer 14 is fixed in a state in which each of the magnetic fine particles 13 in contact with the buffer layer 12 is embedded in the buffer layer 12. That is, the buffer layer 12 has a function of fixing the magnetic recording layer 14 having the lower surface of the irregular concavo-convex structure to the medium substrate 11 having a flat surface.
[0019]
In the magnetic recording medium 10 according to an embodiment of the present invention, the magnetic recording layer 14 is formed by arranging not only a single layer but multiple layers of magnetic fine particles 13 in a close-packed structure. By interacting with the magnetic fine particles on the surface, the recording magnetic field strength and the storage stability of the magnetization information recorded on the magnetic fine particles on the surface can be changed. That is, by adjusting the film thickness of the fine particle layer when forming the fine particle layer, an ideal recording magnetic field strength can be given to the obtained medium.
[0020]
An example of a method for manufacturing a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to cross-sectional views shown in FIGS.
[0021]
First, as shown in FIG. 2A, a resist 22 is applied on a flat replica substrate 21, and a groove 23 corresponding to a track is formed on the resist 22 surface. The groove 23 on the surface of the resist 22 can be formed by a method using an imprint master having a convex portion corresponding to the groove or a lithography method.
[0022]
In FIG. 2A, the grooves 23 are formed in order to control the arrangement of the magnetic fine particles formed on the resist 22 in the next step, but instead of the grooves 23, chemical modification patterns corresponding to the tracks are formed. May be. When magnetic fine particles are formed on the entire surface of the medium, it is not necessary to form grooves 23 or chemical modification patterns.
[0023]
As shown in FIG. 2B, a magnetic recording layer 14 having a multilayer structure having a portion in which two or more magnetic fine particles 13 are laminated is formed on a resist 22. Since the grooves corresponding to the tracks are formed on the surface of the replica substrate 21, the magnetic fine particles 13 form a flat structure in the grooves by arranging the hexagonal lattice axes in alignment with the grooves. The surface of the portion where two or more layers are stacked does not have a flat structure due to thickness variations.
[0024]
This step is performed by, for example, a wet process in which a solvent in which magnetic fine particles are dispersed is applied on the replica and then the solvent is volatilized, or a dry process in which the magnetic fine particles are sprayed onto the replica surface together with a carrier gas. At this time, the conditions are adjusted so that two or more magnetic fine particles 13 are laminated, but it is not necessary to control the layer thickness. If such a method is used, the magnetic recording layer 14 can be formed at a higher speed and more easily than a method of reliably producing a single layer film, such as an LB method or an epitaxy method under an ultrahigh vacuum. In addition, it is very difficult to cover the surface of the replica with only one layer of magnetic fine particles densely arranged due to the problem of aggregation of the magnetic fine particles 13. Even if the fine particles 13 are aggregated, the magnetic fine particles 13 can be densely arranged on the surface of the replica. Therefore, a structure in which defects and depletions of the magnetic fine particles 13 hardly exist on the surface of the magnetic recording layer 14 is obtained.
[0025]
As shown in FIG. 2C, a liquid buffer material 12 a is applied on the magnetic recording layer 14 and penetrates into the gaps of the magnetic fine particles 13 constituting the magnetic recording layer 14. The buffer material has a property of solidifying by heat or light irradiation.
[0026]
As shown in FIG. 2D, the medium substrate 11 is placed on the buffer material 12a, the buffer material 12a is solidified by heating or light irradiation, the buffer layer 12 is formed, and the magnetic recording layer 14 is fixed.
[0027]
The medium substrate 11 is not particularly limited as long as it has a thickness capable of holding the buffer layer 12 and the magnetic recording layer 14. In the above process, the medium substrate 11 is placed on the buffer material 12a, pressed using, for example, a hydraulic press machine so that the medium substrate 11 and the replica substrate 21 are parallel, and the buffer material 12a is solidified by heating to be buffered. This is done by forming layer 12. As a result, the medium substrate 11 and the surface of the magnetic recording layer 14 are kept parallel.
[0028]
Thereafter, when the medium substrate 11 is peeled from the replica substrate 21, the magnetic recording layer 14 is fixed to the buffer layer 12. As a result, the magnetic recording medium 10 having the buffer layer 12 and the magnetic recording layer 14 formed on the medium substrate 11 is obtained (FIG. 2E). Although the interface between the magnetic recording layer 14 and the buffer layer 12 is not flat, the surface of the magnetic recording layer 14 is flat and parallel to the medium substrate 11, and the magnetic fine particles 13 form a pattern corresponding to the track. ing. Therefore, information can be stably written and read on the surface of the magnetic recording layer 14.
[0029]
Further, the interface between the obtained magnetic recording layer 14 and the buffer layer 12 is not flat, and has a concavo-convex structure reflecting the variation in the number of magnetic recording layers. This concavo-convex structure has a feature of improving the adhesion between the magnetic recording layer 14 and the buffer layer 12 and can suppress peeling of the magnetic recording layer 14 from the buffer layer 12.
[0030]
As described above, a magnetic recording layer with a multilayer structure can be formed by a simple process that does not require the thickness of the magnetic fine particles to be uniform. can do.
[0031]
Next, an imprint master according to another embodiment of the present invention includes an imprint substrate, a buffer layer formed on the imprint substrate, and fine particles formed on the buffer layer arranged in a hexagonal lattice. And a fine particle layer having a portion in which two or more fine particles are laminated from the surface toward the depth of the buffer layer.
[0032]
This imprint master has the same structure as that shown in FIG. 1 except that a material suitable for the imprint master is used as the material for the imprint substrate and the material for the fine particles. Therefore, the surface of the fine particle layer formed on the imprint master through the buffer layer is flat with a structure in which the fine particles are arranged in a state where there are almost no defects or depletions. Further, the fine particle layer on the imprint master has a multilayer structure of fine particle layers. The multilayer structure of the fine particle layer is a structure in which the strength is increased in the film thickness direction as compared with the single layer structure of the fine particle layer. For this reason, even when the fine particles on the surface are subjected to pressure during imprinting, the multilayer structure of the fine particles is not deformed and can be used stably as an imprint master.
[0033]
Furthermore, the interface between the obtained imprint master and the buffer layer is not flat, and has a concavo-convex structure reflecting the variation in the number of fine particle layers. This concavo-convex structure has the characteristic of improving the adhesion between the imprint master and the buffer layer, and can prevent film peeling of the fine particle layer from the buffer layer.
[0034]
The fine particle layer is for changing the surface shape of the resist layer by pressing the surface structure against the surface of the resist layer. That is, the fine particles forming the fine particle layer must be formed of a hard material harder than the resist material forming the resist layer. Specifically, the material of the hard fine particles forming the hard fine particle layer is preferably a metal, an alloy, a metal oxide, an inorganic material, a ceramic material, a semiconductor, glass, or a compound or a mixture thereof.
[0035]
The method for manufacturing an imprint master according to another embodiment of the present invention includes: a fine particle layer having a portion in which a resist layer is formed on a replica substrate, and fine particles are dispersed on the resist layer to laminate two or more fine particles. The buffer material is applied onto the fine particle layer, and the buffer material is cured by pressing the imprint substrate on the buffer material to form the buffer layer, and the replica substrate, the resist layer, and the imprint substrate The buffer layer and the fine particle layer are peeled off.
[0036]
Such a method can be carried out in the same manner as in FIGS. 2A to 2E except that an appropriate material for the imprint master is used as the material for the imprint substrate and the material for the fine particles. Therefore, a fine particle layer having a multilayer structure can be formed by a simple process that does not require uniform thickness of the fine particles, and an imprint master having a fine particle layer in which fine particles are arranged can be manufactured at low cost.
[0037]
A method for manufacturing a recording medium according to still another embodiment of the present invention includes forming a recording material layer on a medium substrate, forming a resist layer on the recording material layer, and pressing the imprint master disc on the resist layer. The uneven shape of the fine particle layer on the surface of the imprint master is transferred to the resist layer, the mask material particles are formed in the recesses formed in the resist layer, and the resist layer and the recording material layer are patterned using the mask material particles as a mask. A patterned recording layer is formed.
[0038]
In order to form the particles of the mask material in the recesses formed in the resist layer, for example, a method of performing a heat treatment after applying a mask material typified by spin-on glass (SOG) or the like can be used.
[0039]
SOG is a Si-containing polymer such as polysilane or polysiloxane. After being formed on a substrate by a method such as spin casting in a state dissolved in a solution, SiOG is annealed or the like. 2 It is a material that changes.
[0040]
When this mask material is dissolved in an appropriate solvent and spin-coated on a patterned resist substrate, the solution in which the mask material is dissolved is planarized so as to selectively fill the recesses on the resist substrate by surface tension. By performing an annealing process thereafter, the solvent can be volatilized from the mask material solution, and the mask material can be selectively deposited on the recesses of the resist substrate.
[0041]
By using such an imprint method, a recording medium can be manufactured easily and inexpensively.
[0042]
In the above-described method, a replica substrate for manufacturing an imprint master may be one in which a recording material layer and a resist layer are formed on a medium substrate. In this case, fine particles are dispersed on the resist layer formed on the medium substrate to form a fine particle layer having a portion in which two or more fine particles are laminated, a buffer material is applied on the fine particle layer, and the buffer material is coated on the buffer material. When the buffer material is cured by pressing the imprint substrate and the buffer layer is formed, the surface shape of the fine particle layer is transferred to the surface of the resist layer formed on the medium substrate. After that, when the imprint master having the structure of imprint substrate / buffer layer / fine particle layer is peeled off, the structure of medium substrate / recording material layer / resist layer remains, and a recess corresponding to the surface shape of the fine particle layer is formed on the resist layer surface. Is done. Therefore, if the mask material particles are formed in the recesses formed in the resist layer, the resist layer and the recording material layer are patterned using the mask material particles as a mask, and the patterned recording layer is formed, the recording medium is obtained. Can be manufactured.
[0043]
By using such a method, it is possible to simultaneously produce an imprint master and a medium substrate having a resist layer in which a recess corresponding to the surface shape of the fine particle layer on the surface of the imprint master is formed in one procedure. By processing this, one recording medium can be manufactured. Therefore, the number of imprints can be saved once when a recording medium is manufactured using the obtained imprint master.
[0044]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[0045]
Example 1
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (A) to (D) and FIGS. 4 (E) to (H).
[0046]
A resist 32 was spin-coated on a glass imprint master 31 (FIG. 3A). A resist pattern 33 having a spiral convex (peak) structure with a pitch of about 300 nm and a width of about 200 nm was formed by photolithography (FIG. 3B). The imprint master 31 was etched by RIE using the resist pattern 33 as a mask, and a spiral convex structure 34 with a width of about 200 nm was formed on the surface thereof at a pitch of about 300 nm. Thereafter, the remaining resist pattern 33 was removed. Further, the surface of the imprint master 31 having the convex structure 34 was hydrophobized with hexamethyldisilazane (FIG. 3C).
[0047]
Next, a resist 22 was spin-coated on the glass replica substrate 21. The convex structure 34 of the imprint master 31 was pressed against the surface of the resist 22 and pressed with a pressure of 1000 bar, and then the imprint substrate 31 was peeled off. The resist 22 on the replica substrate 21 was irradiated with UV light and annealed at 200 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to cure the resist 22. When the surface of the resist 22 on the replica substrate 21 was observed with an atomic force microscope (AFM), the convex structure 34 of the imprint master 31 was transferred, and a depth of about 20 nm forming a spiral shape with a width of about 200 nm at a pitch of about 300 nm. It was confirmed that the groove 23 was formed (FIG. 3D).
[0048]
In this example, FePt fine particles obtained by the following method are used as the magnetic particles, but the material and manufacturing method are not limited thereto.
[0049]
20 ml of octyl ether, 1,2-hexadecanediol powder as a reducing agent, platinum bisacetylacetonate Pt (acac) 2 And heated to 80 ° C., then oleic acid, oleylamine, Fe (CO) Five Was added. The temperature was raised to 280 ° C. where the solution boiled, and refluxed for 30 minutes. When the obtained solution was centrifuged and observed by TEM, FePt fine particles having a diameter of about 10 nm were observed. The FePt fine particles were dispersed in an ethanol solution of 1-dodecanethiol, and the surface of the FePt fine particles was coated with 1-dodecanethiol. FePt fine particles were collected with a centrifuge and dispersed in toluene to obtain a fine particle dispersion.
[0050]
As shown in FIG. 4E, this fine particle dispersion was sprayed on the resist 22 having the grooves 23 on the replica substrate 21, and toluene was gradually evaporated. A cross section of the replica substrate 21 was observed with a cross section TEM. As a result, the magnetic recording layer 14 having a portion in which the FePt fine particles 13 were filled in the grooves 23 of the resist 22 and two or more FePt fine particles 13 were laminated on the entire surface was confirmed. The thickness of the magnetic recording layer 14 (thickness from the deepest part of the groove 23 to the surface) was about 40 nm, and it was confirmed that four layers of FePt fine particles 13 were laminated on average. However, the FePt fine particles 13 were partially composed of five layers or three layers, and variations in layer thickness were observed.
[0051]
As shown in FIG. 4F, a resist 12a as a buffer material was spin coated on the magnetic recording layer. When the cross section of the resist 12a was observed with the cross section TEM, it was confirmed that the resist 12a penetrated into the gaps of the FePt fine particles 13 constituting the magnetic recording layer 14 and covered the entire surface of the replica substrate 21.
[0052]
As shown in FIG. 4G, the medium substrate 11 is placed on the resist 12a, and the medium substrate 11 and the replica substrate 21 are pressed using a hydraulic press machine at a pressure of 1000 bar and 200 ° C. for 1 minute to cure the resist. Thus, the buffer layer 12 was formed.
[0053]
Thereafter, by peeling the medium substrate 11 from the replica substrate 21, the magnetic recording layer 14 on the surface of the replica substrate 21 is separated toward the buffer layer 12. As a result, the magnetic recording medium 10 having the buffer layer 12 and the magnetic recording layer 14 formed on the medium substrate 11 is obtained (FIG. 4H).
[0054]
On the surface of the magnetic recording medium 10, a spiral convex structure having a pitch of about 300 nm and a width of about 200 nm was observed. On the outermost surface of the convex structure with a width of about 200 nm, it was confirmed that the FePt fine particles 13 were arranged in a hexagonal lattice with a lattice spacing of about 10 nm with the crystal axis aligned in the spiral track direction. The thickness of the magnetic recording layer 14 was an average thickness corresponding to the four layers of FePt fine particles 13, but the FePt fine particles 13 were partially formed into three or five layers, and variations in the layer thickness were confirmed. It was. It was confirmed that the magnetic recording layer 14 and the buffer layer 12 were in contact with each other in an uneven shape corresponding to the unevenness of the FePt fine particles 13 at the interface between them.
[0055]
In the obtained magnetic recording medium 10, the magnetic recording layer 14 is formed by arranging a plurality of magnetic fine particles 13 instead of a single layer in a close-packed structure. By having the interaction, the magnetization stability of the medium can be increased as compared with the recording medium in which the surface magnetic fine particles are composed of a monomolecular layer. Further, no peeling of the magnetic fine particle layer was confirmed.
[0056]
Further, if the method as described above is used, the magnetic recording layer 14 having a multilayer structure can be formed by a simple process that does not require the thickness of the magnetic fine particles 13 to be uniform. Media can be manufactured at low cost.
[0057]
Example 2
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Instead of the FePt fine particles used in Example 1, TiO having a particle diameter of about 10 nm prepared as hard fine particles as follows. 2 Fine particles were prepared. TiCl in ethanol Four Was dissolved in 2 mol / l, and then methanol was added to obtain a titanium alkoxide containing 50 mg / ml titanium. After hydrolysis, the aqueous solution was centrifuged and observed by TEM. 2 Fine particles were observed. TiO 2 A buffer layer 52 made of resist and TiO are formed on an imprint substrate 51 made of glass by the same method as in Example 1 except that fine particles were used. 2 An imprint master disc 50 having a structure in which a fine particle layer 54 having a multilayer structure in which fine particles 53 are arranged was produced (FIG. 5A). On the surface of the imprint master 50, a spiral convex structure having a pitch of about 300 nm and a width of about 200 nm is formed. On the outermost surface of the convex structure having a width of about 200 nm, TiO 2 is formed. 2 The fine particles 53 are arranged in a hexagonal lattice with a lattice interval of about 10 nm with the crystal axis aligned in the spiral track direction.
[0058]
On the other hand, a CoCrPt layer 62 having a film thickness of about 50 nm is formed on the medium substrate 61 as a perpendicular magnetic recording material, and an SiO film having a film thickness of about 50 nm is formed thereon. 2 Layer 63 was formed. A resist 64 was spin-coated thereon (FIG. 5B).
[0059]
The fine particle layer 54 of the imprint master 50 shown in FIG. 5A was pressed against the surface of the resist 64 and pressed at a pressure of 1000 bar, and then the imprint master 50 was peeled off. When the surface of the resist 64 was observed by AFM, it was confirmed that the convex shape on the surface of the fine particle layer 54 of the imprint master 50 was transferred to form a concave portion (FIG. 5C). No film peeling of the fine particle layer was confirmed during imprinting.
[0060]
When spin-on glass (SOG) was applied on the resist 64 and heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes, SOG dots 65 were formed corresponding to the concave portions of the resist 64 (FIG. 5D).
[0061]
Using the SOG dot 65 as a mask, resist 64, SiO by Ar ion milling 2 The layer 63 and the CoCrPt layer 62 were etched to form a magnetic recording layer 66 composed of patterned CoCrPt particles (FIG. 5E).
[0062]
Next, a SiO film with a thickness of about 50 nm is formed on the entire surface. 2 Is then polished by chemical mechanical polishing (CMP) to form SiO in the gaps between CoCrPt particles constituting the magnetic recording layer 66. 2 Was embedded to form the matrix 67, and the magnetic recording medium 60 was manufactured (FIG. 5F).
[0063]
When the surface of the magnetic recording medium 60 thus manufactured was observed with a magnetic force microscope, it was confirmed that CoCrPt particles were arranged in a hexagonal lattice structure within a range of about 200 nm in width corresponding to the track. It was.
[0064]
In this embodiment, a magnetic recording medium (patterned media) in which a magnetic recording layer is patterned by an imprinting method can be produced using an imprinting master produced by a simpler and cheaper method than before. The manufacturing cost of patterned media can be greatly reduced.
[0065]
Example 3
Still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
A CoCrPt layer 62 having a film thickness of about 50 nm is formed on the medium substrate 61 as a perpendicular magnetic recording material, and an SiO film having a film thickness of about 50 nm is formed thereon. 2 Layer 63 was formed. A resist 64 was spin-coated thereon (FIG. 6A). In this embodiment, the medium substrate 61 is also used as a replica substrate for producing an imprint master.
[0066]
On the other hand, TiO having a particle size of about 10 nm in an ethanol solution of 1-dodecanethiol. 2 Fine particles are dispersed and TiO 2 The surface of the fine particles was coated with 1-dodecanethiol. TiO in centrifuge 2 The fine particles were collected and dispersed in toluene to obtain a fine particle dispersion.
[0067]
The fine particle dispersion was sprayed on the resist 64 formed on the medium substrate 61, and toluene was gradually evaporated. When the cross section of the medium substrate 61 was observed with a cross section TEM, two or more layers of TiO 2 were formed on the entire surface of the resist 64. 2 A fine particle layer 54 having a portion where the fine particles 53 were laminated was confirmed. The fine particle layer 54 has a thickness of about 40 nm, and an average of four TiO layers. 2 It was confirmed that the fine particles 53 were laminated. However, in part TiO 2 The fine particles 53 consist of five layers or three layers, and variation in the layer thickness was observed (FIG. 6B).
[0068]
On the fine particle layer 54, a resist 52a was spin coated as a buffer material. When the cross section of the resist 52a is observed with a cross section TEM, the resist 52a forms the fine particle layer 54 with TiO. 2 It was confirmed that the fine particles 53 penetrated into the gaps and covered the entire surface of the medium substrate 11 (FIG. 6C).
[0069]
The imprint substrate 51 is placed on the resist 52a, and the imprint substrate 51 and the medium substrate 61 are pressed using a hydraulic press machine at a pressure of 1000 bar and 200 ° C. for 1 minute to cure the resist 52a, thereby forming the buffer layer 52. (FIG. 6D). At this time, the lower surface of the fine particle layer 54 is pressed against the surface of the resist 64 formed on the medium substrate 61, and the surface shape of the fine particle layer 54 is transferred to the surface of the resist 64. No film peeling of the fine particle layer from the imprint substrate during imprinting was confirmed.
[0070]
Next, when the imprint substrate 51 is peeled from the medium substrate 61, the fine particle layer 54 is fixed to the buffer layer 52, and the imprint master disk 50 having the structure of the imprint substrate 51 / buffer layer 52 / fine particle layer 54 is obtained. On the other hand, the medium substrate 61 / CoCrPt layer 62 / SiO 2 The layer 63 / resist 64 remained, and a concave portion corresponding to the surface shape of the metal layer 54 was formed on the surface of the resist 64 (FIG. 6E).
[0071]
For this medium substrate 61, SOG dots are formed in the resist recesses and SiO is formed using the SOG dots as a mask according to the same steps as those in FIG. 2 A magnetic recording medium (patterned medium) was manufactured by forming a magnetic recording layer by etching the layer 63 / CoCrPt layer 62, forming a matrix material, and performing planarization by CMP. In addition, a new magnetic recording medium (patterned medium) could be manufactured by using the imprint master 50 according to the same steps as those in FIGS. 5A to 5F of Example 2.
[0072]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, a patterned recording medium that can be manufactured by a simple and inexpensive method and that can stably write and read information, and such a recording medium can be easily used. And a method that can be manufactured at low cost. Further, according to the present invention, an imprint master that can be manufactured by a simple and inexpensive method, a method that can easily and inexpensively manufacture such an imprint master, and a pattern using the imprint master A method for manufacturing a recording medium can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetic recording medium according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a magnetic recording medium in Example 1. FIG.
4 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a magnetic recording medium in Example 1. FIG.
5 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a magnetic recording medium in Example 2. FIG.
6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an imprint master and a magnetic recording medium in Embodiment 3. FIG.
[Explanation of symbols]
10. Magnetic recording medium
11 ... Media substrate
12a ... Buffer material
12 ... Buffer layer
13 ... Magnetic fine particles
14 ... Magnetic recording layer
21 ... Replica board
22 ... resist
23 ... Groove
31 ... Imprint master
32 ... resist
33 ... resist pattern
34 ... Convex structure
50 ... Imprint master
51. Imprint substrate
52 ... Buffer layer
53 ... TiO 2 Fine particles
54 ... Fine particle layer
60. Magnetic recording medium
61 ... Media substrate
62 ... CoCrPt layer
63 ... SiO 2 layer
64 ... resist
65 ... SOG dot
66 ... Magnetic recording layer
67 ... Matrix

Claims (5)

媒体基板と、前記媒体基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された記録材料微粒子を含む記録層とを有し、前記記録材料微粒子は六方格子を組んで配列して前記媒体基板表面と実質的に平行な前記記録層の表面を形成し、該表面からバッファ層の深さ方向に向かって2層以上の前記記録材料微粒子が積層された部分を有することを特徴とする記録媒体。A medium substrate; a buffer layer formed on the medium substrate; and a recording layer including recording material fine particles formed on the buffer layer, wherein the recording material fine particles are arranged in a hexagonal lattice, and A surface of the recording layer that is substantially parallel to the surface of the medium substrate is formed, and a portion in which two or more recording material fine particles are stacked from the surface in the depth direction of the buffer layer is provided. recoding media. レプリカ基板上にレジスト層を形成し、
前記レジスト層上に記録材料微粒子を散布して記録材料微粒子が2層以上積層された部分を有する記録層を形成し、
前記記録層上にバッファ材料を塗布し、
前記バッファ材料上に媒体基板をプレスした状態で前記バッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、
前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記媒体基板、バッファ層および記録層とを剥離する
ことを特徴とする請求項1記載の記録媒体の製造方法。
Forming a resist layer on the replica substrate;
The recording material fine particles are dispersed on the resist layer to form a recording layer having a portion in which two or more recording material fine particles are laminated,
Applying a buffer material on the recording layer,
A buffer layer is formed by curing the buffer material in a state where a medium substrate is pressed on the buffer material;
The method for manufacturing a recording medium according to claim 1, wherein the replica substrate and the resist layer are separated from the medium substrate, the buffer layer, and the recording layer.
インプリント基板と、前記インプリント基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された微粒子層とを有し、前記微粒子層は、微粒子が六方格子を組んで配列して前記インプリント表面と実質的に平行な表面を形成し、表面からバッファ層の深さ方向に向かって2層以上の微粒子が積層された部分を有することを特徴とするインプリント原盤。An imprint substrate; a buffer layer formed on the imprint substrate; and a fine particle layer formed on the buffer layer, wherein the fine particle layer includes fine particles arranged in a hexagonal lattice to form the imprint substrate. An imprinting master having a surface that forms a surface substantially parallel to the printed surface and in which two or more fine particles are laminated from the surface toward the depth of the buffer layer. レプリカ基板上にレジスト層を形成し、
前記レジスト層上に微粒子が2層以上積層された部分を有する微粒子層を形成し、
前記微粒子層上にバッファ材料を塗布し、
前記バッファ材料上にインプリント基板をプレスした状態で前記バッファ材料を硬化させてバッファ層を形成し、
前記レプリカ基板およびレジスト層と、前記インプリント基板、バッファ層および微粒子層とを剥離する
ことを特徴とする請求項3記載のインプリント原盤の製造方法。
Forming a resist layer on the replica substrate;
Forming a fine particle layer having a portion in which two or more fine particles are laminated on the resist layer;
Applying a buffer material on the fine particle layer;
A buffer layer is formed by curing the buffer material in a state where an imprint substrate is pressed on the buffer material;
4. The method for producing an imprint master according to claim 3, wherein the replica substrate and the resist layer are peeled from the imprint substrate, the buffer layer, and the fine particle layer.
媒体基板上に記録材料層を形成し、
前記記録材料層上にレジスト層を形成し、
前記レジスト層に請求項3記載のインプリント原盤をプレスして前記レジスト層に該インプリント原盤表面の微粒子層の凹凸形状を転写し、
前記レジスト層に形成された凹部にマスク材料の粒子を形成し、
前記マスク材料の粒子をマスクとして前記レジスト層および記録材料層をパターニングして、パターン化された記録層を形成する
ことを特徴とする記録媒体の製造方法。
Forming a recording material layer on the medium substrate;
Forming a resist layer on the recording material layer;
The imprint master according to claim 3 is pressed on the resist layer to transfer the irregular shape of the fine particle layer on the surface of the imprint master to the resist layer,
Forming particles of mask material in the recesses formed in the resist layer;
A method of manufacturing a recording medium, wherein the resist layer and the recording material layer are patterned using the particles of the mask material as a mask to form a patterned recording layer.
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