JP4058425B2 - スタンパー、インプリント方法および情報記録媒体製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報記録媒体等の製造時に用いるインプリント用のスタンパー、基材の表面に形成した樹脂層にスタンパーを押し付けてその凹凸形状を転写するインプリント方法、および樹脂層に転写した凹凸パターンを用いて情報記録媒体を製造する情報記録媒体製造方法に関するものである。

半導体素子や情報記録媒体などを製造する工程において、基材の表面に形成したレジスト層に微細な凹凸パターン（レジストパターン）を形成する方法として、光リソグラフィ法が従来から知られている。この光リソグラフィ法では、基材上に形成したレジスト層に露光用の光を照射して露光パターンを形成した後にレジスト層を現像処理することによって基材の上に凹凸パターンを形成する。また、近年では、半導体素子の高密度化や情報記録媒体の大容量化に対応するための技術として、光に代えて電子ビームを照射することでナノメートルサイズのパターンを描画して凹凸パターンを形成する電子ビームリソグラフィ法が開発されている。しかし、この電子ビームリソグラフィ法では、レジスト層に対するパターンの描画に長時間を要するため、大量生産が困難であるという問題点が存在する。

この問題点を解決する技術として、ナノメートルサイズの凹凸パターンを形成したスタンパーを基材上の樹脂層に押し付けてスタンパーの凹凸形状を樹脂層に転写することによって、基材の上にナノメートルサイズの凹凸パターンを形成するナノインプリントリソグラフィ法（ナノメートルサイズの凹凸パターンを形成するインプリント方法：以下、「インプリント方法」ともいう）が米国特許５７７２９０５号明細書に開示されている。このインプリント方法では、まず、同明細書のＦｉｇ．１Ａに示すように、その転写面にナノメートルサイズ（一例として、最小幅が２５ｎｍ程度）の凹凸パターンが形成されたスタンパー（mold）１０を製造する。具体的には、シリコン基板（silicon substrate ）１２の表面に形成された酸化シリコン等の薄膜（molding layer ）１４を覆うようにして形成された樹脂層に電子ビームリソグラフィ装置を用いて所望のパターンを描画した後に、反応性イオンエッチング装置によって樹脂層をマスクとして薄膜１４をエッチング処理することによって複数の凸部（features）１６を有する凹凸パターンを薄膜１４の厚み内に形成する。これにより、スタンパー１０が製造される。

次いで、例えば、シリコン製の基材（substrate ）１８の表面にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）をスピンコートして厚み５５ｎｍ程度の樹脂層（薄膜：thin film layer ）２０を形成する。続いて、基材１８および樹脂層２０の積層体、並びにスタンパー１０の双方を２００℃程度となるように加熱した後に、同明細書のＦｉｇ．１Ｂに示すように、１３．１ＭＰａ（１３３．６ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧力で基材１８上の樹脂層２０にスタンパー１０の凸部１６，１６・・を押し付ける。次いで、スタンパー１０を押し付けた状態の積層体を室温となるまで放置した後に（冷却処理した後に）、樹脂層２０からスタンパー１０を剥離する。これにより、同明細書のＦｉｇ．１Ｃに示すように、スタンパー１０の凹凸パターンにおける凸部１６，１６・・が樹脂層２０に転写されて複数の凹部（regions ）２４が形成され、基材１８の上（樹脂層２０）にナノメートルサイズの凹凸パターンが形成される。
米国特許５７７２９０５号明細書

ところが、従来のインプリント方法には、以下の問題点がある。すなわち、このインプリント方法では、同明細書のＦｉｇ．１Ａ，１Ｂに示すように、凹凸パターンにおける凹部の底面と各凸部１６，１６・・の先端との間の距離が全域に亘って均一となるように、すなわち、各凸部１６，１６・・の先端がほぼ面一となるように形成されたスタンパー１０を樹脂層２０に押し付けて基材１８上に凹凸パターンを形成している。この場合、スタンパー１０の凹凸パターンには、横幅が比較的狭い凸部１６，１６・・が形成されている部位と、横幅が比較的広い凸部１６，１６・・が形成されている部位とが存在する。しかし、従来のインプリント方法では、スタンパー１０の全域に亘ってほぼ均一な押圧力で凹凸パターンを樹脂層２０に押し付けているため、横幅が比較的広い凸部１６，１６・・の形成部位を樹脂層２０に対して十分に押し込むことが困難となっている。

具体的には、図２１に示すように、横幅Ｗ１１が比較的狭い凸部１６，１６・・の形成部位は、凸部１６，１６・・を押し込んだ際にＰＭＭＡ（樹脂層２０を形成している樹脂材料）をスタンパー１０の凹凸パターンにおける凹部内に向けてスムーズに移動させることができる結果、樹脂層２０に凸部１６，１６・・を十分に奥深くまで押し込むことができる。この結果、凸部１６の先端と基材１８との間（凹部２４の底部）の残渣の厚みＴ１１が十分に薄い凹凸パターンを基材１８の上に形成することができる。これに対して、図２２に示すように、横幅Ｗ１３が比較的広い凸部１６，１６・・の形成部位は、凸部１６，１６・・を押し込んだ際にＰＭＭＡを凹凸パターンにおける凹部内に向けてスムーズに移動させるのが困難なため、樹脂層２０に凸部１６，１６・・を十分に奥深くまで押し込むことが困難となる。この結果、凸部１６の先端と基材１８との間の残渣の厚みＴ１３を十分に薄くすることが困難となっている。

この場合、基材１８上に形成した凹凸パターンを用いて、例えば情報記録媒体を製造する際には、凹凸パターンにおける凹部２４の底面の残渣をエッチング処理等によって基材１８上から取り除く必要がある。したがって、従来のインプリント方法によって基材１８上に凹凸パターンを形成した場合、その横幅Ｗ１３が広い凸部１６，１６・・を押し込んだ部位の厚みＴ１３の残渣を取り除くのに長時間を要するという問題点がある。また、前述したように、その横幅Ｗ１１が狭い凸部１６，１６・・を押し込んだ部位の残渣の厚みＴ１１は、厚みＴ１３よりも十分に薄くなっている。したがって、厚みＴ１３の残渣を確実に取り除くことができるように十分な時間のエッチング処理を実行したときには、厚みＴ１３の残渣の取り除きが完了するのに先立って、厚みＴ１１の残渣の取り除きが完了する。この結果、厚みＴ１１の残渣が取り除かれた部位（基材１８上の横幅Ｗ１１の凹部２４）では、厚みＴ１３の残渣の取り除きが完了するまで照射され続けているガスによって凹部２４の内側壁が浸食されて凹部２４の幅が拡がってしまう。このため、従来のインプリント方法には、基材１８上に凹凸パターンを形成する際に、残渣の取り除き後（エッチング処理後）の凹部２４の幅を所望の幅に形成するのが困難であるという問題点が存在する。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、所望の横幅の凹部を有する凹凸パターンを高精度で形成し得るスタンパー、インプリント方法および情報記録媒体製造方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく本発明に係るスタンパーは、インプリント用のスタンパーであって、横幅が相違する複数種類の凸部が表面から突出して凹凸パターンが形成されて、前記凹凸パターンは、前記横幅が狭い前記凸部よりも当該横幅が広い前記凸部の方が前記表面から裏面までの間に規定した基準面と当該凸部の先端との間の距離が長くなるように当該各凸部が形成されている。なお、本発明における「凸部の横幅」とは、「凸部における互いに対向する側壁面間の距離」を意味する。また、本発明における「スタンパーの表面」とは、「凹凸パターンにおける凹部の底面」、すなわち、「凹凸パターン形成面」を意味する。この場合、凹凸パターンにおける各凹部の底面が面一ではないときには、いずれかの凹部の底面（一例として、各凹部の底面のうちのスタンパーの裏面に最も近い底面）を本発明における「スタンパーの表面」とする。さらに、本発明における「表面から裏面までの間」には、「スタンパーの表面」および「スタンパーの裏面」の双方が含まれるものとする。

また、本発明に係るスタンパーは、前記横幅が１５０ｎｍ以下の前記凸部を少なくとも１つ有し、かつ当該横幅の最大値と最小値との比が４倍以上となるように前記凹凸パターンが形成されている。

また、本発明に係るインプリント方法は、基材の表面に樹脂材料を塗布して形成した樹脂層に上記のスタンパーにおける前記凹凸パターンを押し付けるスタンパー押付け処理と、前記樹脂層から前記スタンパーを剥離するスタンパー剥離処理とをこの順で実行して、前記凹凸パターンの凹凸形状を前記樹脂層に転写する。

また、本発明に係る情報記録媒体製造方法は、上記のインプリント方法によって前記樹脂層に転写した凹凸パターンを用いて情報記録媒体を製造する。

本発明に係るスタンパー、インプリント方法および情報記録媒体製造方法によれば、横幅が狭い凸部よりも横幅が広い凸部の方が基準面（一例として、凹凸パターンにおけるいずれかの凹部の底面）と先端との間の距離が長くなるように各凸部を形成した凹凸パターンを備えたことにより、インプリント時にスタンパーの全域に亘って均一な押圧力となるように押し付けた際に、幅広の凸部を樹脂層に十分に奥深くまで押し込むことができる。このため、横幅が狭い凸部および横幅が広い凸部の双方を樹脂層に同程度で、しかも十分に押し込むことができる結果、基材上の残渣の厚みを全域に亘って均一化することができる。したがって、残渣の取り除きに要する時間が全域に亘ってほぼ同程度の時間となるため、凹凸パターンにおける凹部の側壁面が浸食されて凹部の幅が意図しない幅に形成される事態を回避することができる。これにより、全域に亘って正確なパターン幅の凹凸パターンを高精度で形成することができる。また、正確なパターン幅の凹凸パターンを用いて情報記録媒体を製造することにより、記録再生エラーが生じ難い情報記録媒体を製造することができる。

また、本発明に係るスタンパーによれば、横幅が１５０ｎｍ以下の凸部を少なくとも１つ有し、かつ横幅の最大値と最小値との比が４倍以上となるように凹凸パターンを形成したことにより、例えば、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造に際して、データ記録用トラック間のグルーブ（凹部）やサーボパターン内の凹部のように互いに横幅が相違する凹部を形成するための凹凸パターンを一括形成（一括転写）することができる。この場合、横幅の相違に起因してインプリント時に樹脂層に対する押し込み量に差異が生じ易いパターン（一例として、上記のようなディスクリートトラック型の磁気記録媒体を製造するためのパターン）であっても残渣の厚みを全域に亘って均一にすることができるため、残渣の取り除きに要する時間が全域に亘ってほぼ同程度の時間となる結果、凹凸パターンにおける凹部の側壁面が浸食されて凹部の幅が意図しない幅に形成される事態を回避することができる。これにより、全域に亘って正確なパターン幅の凹凸パターンを高精度で形成することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るスタンパー、インプリント方法および情報記録媒体製造方法の最良の形態について説明する。

最初に、本発明に係るスタンパーを用いて情報記録媒体を製造するインプリント装置１の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示すインプリント装置１は、図１９に示す情報記録媒体４０の製造に際して、本発明に係るインプリント方法に従って中間体１０（図２参照）にスタンパー２０（図３参照）を押し付けて凹凸パターン３６（図１７参照）を形成する装置であって、プレス機２と制御部３とを備えて構成されている。この場合、情報記録媒体４０は、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体であって、図１９に示すように、所定の配列ピッチで互いに分割された同心円状の数多くのデータ記録用トラックや、各データ記録用トラックに対するトラッキング制御用のサーボパターン等からなる凹凸パターン３８が形成されている。なお、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体の構成等については公知のため、その詳細な説明および図示を省略する。

また、図２に示すように、中間体１０は、一例として、シリコン、ガラスまたはセラミック等で円板状に形成されたディスク状基材１１の上に磁性層１２、金属層１３および樹脂層１４がこの順で積層されて構成されている。この場合、実際には、ディスク状基材１１と磁性層１２との間に軟磁性層や配向層等の各種機能層が存在するが、本発明についての理解を容易とするために、これらについての説明および図示を省略する。なお、この例では、ディスク状基材１１、磁性層１２および金属層１３が相俟って本発明における基材を構成する。また、樹脂層１４を形成する樹脂材料については、後述するようにスタンパー２０を剥離した際に形成される凹凸パターン３６の凹凸形状が良好となることから、一例として、ポリスチレン系樹脂、メタクリル樹脂（PMMA）、ポリスチレン、フェノール系樹脂およびノボラック系樹脂などを用いるのが好ましい。この例では、ノボラック系樹脂によって厚みが４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内（一例として、７０ｎｍ）となるように樹脂層１４を形成するものとする。

一方、図３に示すように、スタンパー（モールド）２０は、電極膜２１およびニッケル層２２が積層されて厚みが３００μｍ程度の円板状に形成されて、その裏面（同図における上面）が平坦となるように形成されると共に、中間体１０の樹脂層１４に凹凸パターン３６を形成するための凹凸パターン３５がその表面（凹凸パターン３５における凹部３５ｂ，３５ｂ・・の底面）に形成されている。また、スタンパー２０には、後述するように、樹脂層１４からの剥離に際して樹脂材料の付着を防止するために、電極膜２１の表面（凹凸パターン３５の表面）に例えばフッ素系材料のコーティング処理を施して密着力軽減膜２３が形成されている。この場合、密着力軽減膜２３を形成する材料については、フッ素系材料のコーティング材に限定されず、樹脂層１４との密着力を軽減し得る各種材料を採用することができる。

この場合、図３に示すように、スタンパー２０の凹凸パターン３５は、その横幅が相違する複数種類の凸部３５ａ，３５ａ・・が形成されて構成されている。具体的には、例えば、凸部３５ａ１は、情報記録媒体４０におけるデータ記録用トラック間のグルーブ（凹部）を形成するための凸部であって、図２０に示すように、その横幅Ｗ１が一例として８０ｎｍ程度（本発明における１５０ｎｍ以下の一例）となるように形成されている。また、凸部３５ａ２は、情報記録媒体４０におけるサーボパターン内の凹部を形成するための凸部であって、その横幅Ｗ２が一例として４００ｎｍ程度（横幅Ｗが３００ｎｍを超えて５５０ｎｍ以下である一例）となるように形成されている。さらに、凸部３５ａ３は、情報記録媒体４０におけるサーボパターン内の他の凹部を形成するための凸部であって、その横幅Ｗ３が一例として８００ｎｍ程度となるように形成されている。また、凹凸パターン３５には、上記の凸部３５ａ１〜３５ａ３のみならず、横幅Ｗが８０ｎｍを超えて３００ｎｍ以下の凸部３５ａや、横幅Ｗが５５０ｎｍを超えて８００ｎｍ未満の凸部３５ａなどの、複数種類の凸部３５ａ，３５ａ・・（図示せず）が形成されている。したがって、この凹凸パターン３５では、各凸部３５ａ，３５ａ・・の横幅Ｗのうちの最小の横幅Ｗ（この例では、Ｗ１＝８０ｎｍ）と最大の横幅Ｗ（この例では、Ｗ３＝８００ｎｍ）との比が１０倍程度となっている（本発明における４倍以上の一例）。

また、図３に示すように、このスタンパー２０では、凹凸パターン３５を構成する各凸部３５ａ，３５ａ・・の間の凹部３５ｂ，３５ｂ・・の底面がスタンパー２０の凹凸パターン形成面（本発明における表面）とほぼ面一になるように形成されている。なお、本明細書では、各凹部３５ｂ，３５ｂ・・の底面（すなわち、凹凸パターン形成面）を本発明における基準面（基準面Ｘ）として以下に説明する。この場合、本発明における基準面の位置は、凹部３５ｂの底面と一致する位置（底面を含む位置）に限定されず、スタンパーの裏面から凹凸パターン形成面までの間（すなわち、スタンパーの厚みの範囲内）の任意の位置を基準面Ｘとすることができる。また、図４に示すように、その製造方法によっては、各凹部３５ｂ，３５ｂ・・の底面が面一とはならないこともあり、この場合には、各凹部３５ｂ，３５ｂ・・のうちのいずれかの凹部３５ｂ（この例では、凸部３５ａ３の両側に形成されている凹部３５ｂ，３５ｂ）の底面を含む平面を基準面Ｘとすることもできる。

また、図３に示すように、この凹凸パターン３５では、凸部３５ａ，３５ａ・・は、その各横幅Ｗに応じて、基準面Ｘと各凸部の先端との間の距離Ｌが規定されて形成されている。具体的には、横幅Ｗ１が８０ｎｍ程度の凸部３５ａ１は、基準面Ｘと凸部３５ａ１の先端との間の距離Ｌ１（すなわち、凸部３５ａ１の突出長）が１５０ｎｍ程度（図２０参照）となるように形成されている。また、横幅Ｗ２が４００ｎｍ程度の凸部３５ａ２は、基準面Ｘと凸部３５ａ２の先端との間の距離Ｌ２（すなわち、凸部３５ａ２の突出長）が１６５ｎｍ程度（図２０参照）となるように形成されている。さらに、横幅Ｗ３が８００ｎｍ程度の凸部３５ａ３は、基準面Ｘと凸部３５ａ３の先端との間の距離Ｌ３（すなわち、凸部３５ａ３の突出長）が１７５ｎｍ程度（図２０参照）となるように形成されている。この結果、横幅Ｗ１が８０ｎｍの凸部３５ａ１の基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ１と、横幅Ｗ３が８００ｎｍの凸部３５ａ３の基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ３との間に２５ｎｍの差が設けられている。なお、横幅Ｗが最小の凸部３５ａの基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ（この例では、凸部３５ａ１の基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ１）と、横幅Ｗが最大の凸部３５ａの基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ（この例では、凸部３５ａ３の基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ３）との差については、後述する樹脂層１４に対する押し付け時に各凸部３５ａ，３５ａ・・を確実に押し込み可能とするために、最大でも５０ｎｍ以下とするのが好ましい。

一方、図１に示すように、プレス機２は、ホットプレート４ａ，４ｂおよび上下動機構５を備えている。ホットプレート４ａ，４ｂ（以下、区別しないときには「ホットプレート４」ともいう）は、制御部３の制御下で中間体１０およびスタンパー２０を加熱処理する。また、図１３に示すように、ホットプレート４ａは、樹脂層１４の形成面を上向きにした状態の中間体１０を保持可能に構成され、ホットプレート４ｂは、凹凸パターン３５の形成面を下向きにした状態のスタンパー２０を保持可能に構成されている。上下動機構５は、ホットプレート４ａによって保持された中間体１０に向けてホットプレート４ｂを移動（下降）させることにより、ホットプレート４ｂによって保持されているスタンパー２０を中間体１０の樹脂層１４に押し付ける（プレスする）。また、上下動機構５は、ホットプレート４ａに対してホットプレート４ｂを離間（上昇）させることにより、樹脂層１４に押し付けられているスタンパー２０を樹脂層１４から剥離する。制御部３は、ホットプレート４を制御して中間体１０およびスタンパー２０の双方を加熱させると共に、上下動機構５を制御して、中間体１０に対するスタンパー２０の押し付け（本発明におけるスタンパー押し付け処理）、および中間体１０に押し付けられているスタンパー２０の中間体１０からの剥離（本発明におけるスタンパー剥離処理）を実行する。

次に、スタンパー２０の製造方法について、図面を参照して説明する。

まず、図５に示すように、表面が平坦となるように研磨したシリコン製のディスク状基材２５にレジスト（一例として、日本ゼオン株式会社製：ＺＥＰ５２０Ａ）をスピンコートすることにより、ディスク状基材２５の表面に厚み１３０ｎｍ程度のレジスト層２６を形成する。なお、スタンパー２０の製造に際して用いる基材はシリコン製の基材に限定されず、ガラス基材やセラミック基材等の各種基材を用いることができる。また、レジスト層２６を形成するためのレジストについても上記のレジストに限定されず、任意のレジスト材を用いることができる。次いで、図６に示すように、電子ビームリソグラフィ装置を用いてレジスト層２６に電子線３０を照射して所望の露光パターン３１を描画する。続いて、この状態のレジスト層２６を現像処理することによって潜像２６ａの部位を消失させる。これにより、図７に示すように、ディスク状基材２５の上に凹凸パターン３２が形成される。次いで、この状態のディスク状基材２５にニッケルを蒸着処理することにより、図８に示すように、厚み５０ｎｍ程度のニッケル層２７を形成する。続いて、この状態のディスク状基材２５をレジスト剥離液に浸してレジスト層２６を除去することにより、図９に示すように、ディスク状基材２５の上にニッケル層２７からなるマスクパターン３３を形成する（リフトオフ処理）。

次いで、ディスク状基材２５上のニッケル層２７（マスクパターン３３）をマスクとして用いて、例えばＣＦ_４とＯ_２との混合ガスによる反応性イオンエッチング処理を実行することにより、図１０に示すように、ディスク状基材２５をエッチングして凹部３４ａ，３４ａ・・を形成して凹凸パターン３４を形成する。この際に、ＣＦ_４とＯ_２との混合比（流量比）、処理装置内の圧力、付与するエネルギー量、および処理時間等を適宜調節することにより、マスクパターン３３から露出している部位が狭い場所（後に、スタンパー２０の凸部３５ａ１等を形成するための部位）に形成される凹部３４ａよりも、マスクパターン３３から露出している部位が広い場所（後に、スタンパー２０の凸部３５ａ３等を形成するための部位）に形成される凹部３４ａの方を深くエッチングする。具体的には、一例として、ＣＦ_４およびＯ_２のエッチングガスの流量比を３５：１５（ＣＦ_４：３５ｓｃｃｍ、Ｏ_２：１５ｓｃｃｍの流量）で、処理室内の圧力を０．３Ｐａに規定し、かつマイクロ波電力をＲＦ１ｋＷ、ディスク状基材２５に印加するバイアス電力をＲＦ２００Ｗに規定して２５秒のエッチング処理を実行する。この結果、図１０に示すように、幅が狭い凹部３４ａよりも幅が広い凹部３４ａの方が深い凹凸パターン３４が形成される。

続いて、この状態のディスク状基材２５を例えば王水に浸してディスク状基材２５上のニッケル層２７を除去する。これにより、マスター原盤（図示せず）が完成する。次いで、図１１に示すように、マスター原盤における凹凸パターン３４の凹凸形状に沿って、電鋳用の電極膜２１を成膜した後に、この電極膜２１を電極として使用して電鋳処理を実行することにより、図１２に示すように、ニッケル層２２を形成する。続いて、電極膜２１およびニッケル層２２の積層体（後にスタンパー２０となる部位）をディスク状基材２５から剥離する。この際には、一例として、電極膜２１、ニッケル層２２およびディスク状基材２５の積層体に対してウェットエッチング処理を実行してディスク状基材２５を除去することで、電極膜２１およびニッケル層２２の積層体を剥離する。これにより、マスター原盤の凹凸パターン３４が電極膜２１およびニッケル層２２に転写されて凹凸パターン３５（図１３参照）が形成される。この後、ニッケル層２２の裏面側を研磨して平坦となるように整形すると共に、電極膜２１の表面にフッ素系材料のコーティング処理を施して密着力軽減膜２３を成膜することにより、図３に示すように、その横幅Ｗと、基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌとが相違する凸部３５ａ，３５ａ・・を有する凹凸パターン３５が形成されたスタンパー２０が完成する。

続いて、本発明に係るインプリント方法に従い、上記したスタンパー２０を用いて中間体１０に凹凸パターンを形成する工程について、図面を参照して説明する。

まず、中間体１０およびスタンパー２０をプレス機２にセットする。具体的には、図１３に示すように、樹脂層１４の形成面を上向きにして中間体１０をホットプレート４ａに取り付けると共に、凹凸パターン３５の形成面を下向きにしてスタンパー２０をホットプレート４ｂに取り付ける。なお、同図および後に参照する図１４，１７では、本発明についての理解を容易とするために、凹凸パターン３５における各凸部３５ａ，３５ａ・・の幅や距離など揃えて図示している。続いて、制御部３が、ホットプレート４を制御して中間体１０およびスタンパー２０の双方を加熱させる。この際に、ホットプレート４は、中間体１０およびスタンパー２０の双方が、樹脂層１４を形成しているノボラック系樹脂のガラス転移点（この例では、約７０℃）よりも１００℃程度高温の１７０℃程度となるように加熱処理する。これにより、樹脂層１４が軟化して容易に変形可能な状態となる。この場合、樹脂材料のガラス転移点に対して７０℃以上１２０℃以下の範囲内で高温となるように加熱するのが好ましく、１００℃以上高温となるように加熱するのが一層好ましい。これにより、後述するように、樹脂層１４に対するスタンパー２０の押し付けを容易に行うことができる。

次いで、制御部３は、上下動機構５を制御してホットプレート４ｂをホットプレート４ａに向けて下降させることにより、図１４に示すように、ホットプレート４ａ上の中間体１０における樹脂層１４にスタンパー２０の凹凸パターン３５を押し付けさせる（本発明におけるスタンパー押付け処理）。この際に、上下動機構５は、制御部３の制御に従い、一例として、スタンパー２０の全域に亘って３４ｋＮの荷重をかけた状態を５分間に亘って維持する。また、ホットプレート４は、制御部３の制御に従い、上下動機構５によってスタンパー２０が中間体１０に押し付けられている間に、中間体１０およびスタンパー２０の温度が低下しないように加熱処理を継続して実行する。なお、加熱処理時には、１７０℃±１℃の範囲内の温度に（一例として、温度変化が±０．２℃の範囲内の温度に）維持するのが好ましい。これにより、スタンパー２０の凹凸パターン３５が樹脂層１４に転写されて凹凸パターン３６が形成される。この際に、このインプリント装置１では、横幅Ｗが狭い凸部３５ａよりも横幅Ｗが広い凸部３５ａの方が基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌが長い凹凸パターン３５が形成されたスタンパー２０を用いている。したがって、スタンパー２０の全域に亘って均一な押圧力を加えるようにして押し付けた際に、横幅Ｗが広い凸部３５ａについても、横幅Ｗが狭い凸部３５ａと同様にして樹脂層１４に奥深くまで押し込まれる。この結果、横幅Ｗの相違する各凸部３５ａ，３５ａ・・が樹脂層１４にほぼ均一に押し込まれる。

具体的には、図１５に示すように、その横幅Ｗ１が８０ｎｍ程度の凸部３５ａ１，３５ａ１・・が形成されている部位では、凸部３５ａ１が押し込まれた部位の樹脂層１４がスタンパー２０の凹部３５ｂに向けてスムーズに移動する結果、各凸部３５ａ１，３５ａ１・・が中間体１０の樹脂層１４に対して十分に奥深くまで押し込まれる。したがって、凸部３５ａ１を押し込んだ部位の残渣（凹部３６ｂ１，３６ｂ１・・の底面と金属層１３の表面との間の樹脂層１４）の厚みＴ１が１０ｎｍ±３ｎｍ程度（図２０参照）と非常に薄厚になる。一方、図１６に示すように、その横幅Ｗ３が８００ｎｍ程度の凸部３５ａ３，３５ａ３・・が形成されている部位では、凸部３５ａ３の基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ３が凸部３５ａ１の基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ１よりも２５ｎｍ程度長尺の１２５ｎｍであるため、樹脂層１４に押し込まれ難い幅広の凸部３５ａ３，３５ａ３・・が樹脂層１４に対して十分に奥深くまで押し込まれる。したがって、凸部３５ａ３を押し込んだ部位の残渣（凹部３６ｂ３，３６ｂ３・・の底面と金属層１３の表面との間の樹脂層１４）の厚みＴ３が１２ｎｍ±３ｎｍ程度（図２０参照）と非常に薄厚となる。

また、図２０に示すように、このスタンパー２０では、横幅Ｗが８０ｎｍを超えて３００ｎｍ以下の凸部３５ａ、横幅Ｗが３００ｎｍを超えて５５０ｎｍ以下の凸部３５ａ（一例として、横幅Ｗ２が４００ｎｍ程度の凸部３５ａ２）、および横幅Ｗが５５０ｎｍを超えて８００ｎｍ未満の凸部３５ａについても、横幅Ｗが広いほど（樹脂層１４に押し込まれ難い幅であるほど）基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌが長くなるように形成されている。このため、各種横幅の凸部３５ａ，３５ａ・・が樹脂層１４に対して十分、かつ同程度だけ押し込まれる。したがって、各種横幅の凸部３５ａ，３５ａ・・を押し込んだ部位の残渣の厚みＴが１２ｎｍ±４ｎｍ〜１３ｎｍ±３ｎｍ程度と非常に薄厚で、しかも、凸部３５ａ１，３５ａ３の押し込み部位の残渣の厚みＴ１，Ｔ３と同程度になる。これにより、横幅Ｗが８０ｎｍから８００ｎｍの各種凸部３５ａ，３５ａ・・の押し込み部位に形成された凹部３６ｂ，３６ｂ・・の残渣の厚みＴが金属層１３の全域に亘ってほぼ同程度となる。

続いて、制御部３は、ホットプレート４を制御して加熱処理を継続させつつ（１７０℃±１℃の範囲内の温度を維持しつつ）、図１７に示すように、上下動機構５を制御して、ホットプレート４ｂを上昇させることにより、中間体１０（樹脂層１４）からスタンパー２０を剥離させる（本発明におけるスタンパー剥離処理）。これにより、スタンパー２０における凹凸パターン３５の凹凸形状が中間体１０の樹脂層１４に転写されることで金属層１３の上に凹凸パターン３６が形成される。以上により、インプリント処理が完了する。

次に、本発明に係る情報記録媒体製造方法に従って情報記録媒体４０を製造する工程について、図面を参照して説明する。

まず、樹脂層１４における凹凸パターン３６の凹部底面に残存する樹脂材料（残渣）を酸素プラズマ処理によって除去する。この際に、金属層１３上の残渣の厚みＴ１〜Ｔ３が７ｎｍ〜１６ｎｍ程度（図２０参照）と極く薄厚で、ほぼ同程度の厚みのため、比較的短時間のエッチング処理を実行することで磁性層１２の全域における残渣の取り除きが完了する。したがって、残渣の取り除き時に凹部の幅が意図しない幅に形成される事態（凹部の側壁面が大きく浸食される事態）が回避される。次いで、凹凸パターン３６（凸部）をマスクとして用いて、金属エッチング用のガスを用いたエッチング処理を行う。この際に、図１８に示すように、凹凸パターン３６の凹部における底面部分の金属層１３が除去されて、磁性層１２上に金属材料からなる凹凸パターン３７が形成される。続いて、凹凸パターン３７（残存した金属層１３）をマスクとして用いて、磁性体用のガスを用いたエッチング処理を行う。これにより、凹凸パターン３７から露出していた部位の磁性層１２が除去される。

次いで、金属エッチング用のガスを用いたエッチング処理を行うことにより、磁性層１２の上に残留している金属層１３を除去する。これにより、図１９に示すように、スタンパー２０の凹凸形状を転写した凹凸パターン３６における各凸部の配列ピッチと同ピッチの溝が磁性層１２のトラック形成領域に形成された凹凸パターン３８が形成される。この場合、その溝によって互いに分離された磁性層１２、すなわちディスクリートトラックが形成される。次いで、表面仕上げ処理を行う。この表面仕上げ処理では、まず、例えば二酸化ケイ素を溝に充填した後に（図示せず）、ＣＭＰ装置（ケミカル・メカニカル・ポリッシュ）を用いて表面を平坦化する。次に、平坦化した表面に例えばＤＬＣ（Diamond Like Carbon ）で保護膜を形成し、最後に潤滑剤を塗布する。これにより、情報記録媒体４０が完成する。この場合、この情報記録媒体４０は、そのパターン幅が所望の幅に形成されている凹凸パターン３６を用いて製造されているため、この凹凸パターン３６（凹凸パターン３７）を用いて形成した凹凸パターン３８（データ記録用トラックやサーボパターン等）も所望の幅に形成されている。この結果、記録エラーおよび再生エラーの発生が回避されている。

このように、スタンパー２０を用いたインプリント方法（情報記録媒体４０の製造方法）によれば、横幅Ｗが狭い凸部３５ａ（例えば凸部３５ａ１）よりも横幅Ｗが広い凸部３５ａ（例えば凸部３５ａ３）の方が基準面Ｘ（この例では、凹部３５ｂの底面を含む平面）と先端との間の距離Ｌが長くなるように各凸部３５ａ，３５ａ・・を形成した凹凸パターン３５を備えたことにより、インプリント時にスタンパー２０の全域に亘って均一な押圧力となるように押し付けた際に、樹脂層１４に押し込まれ難い幅広の凸部３５ａ（例えば、凸部３５ａ３）を樹脂層１４に奥深くまで十分に押し込むことができる。このため、横幅Ｗが狭い凸部３５ａ（例えば、凸部３５ａ１）および横幅Ｗが広い凸部３５ａ（例えば、凸部３５ａ３）の双方を樹脂層１４に同程度で、しかも十分に押し込むことができる結果、金属層１３上の残渣の厚みＴを全域に亘って均一化することができる。したがって、残渣の取り除きに要する時間が全域に亘ってほぼ同程度の時間となるため、凹凸パターン３６における凹部３６ｂの側壁面が浸食されて凹部３６ｂの幅が意図しない幅に形成される事態を回避することができる。これにより、全域に亘って正確なパターン幅の凹凸パターン３６を高精度で形成することができる。また、正確なパターン幅の凹凸パターン３６を用いて情報記録媒体４０を製造することにより、記録再生エラーが生じ難い情報記録媒体４０を製造することができる。

また、横幅Ｗが１５０ｎｍ以下の凸部３５ａ（例えば凸部３５ａ１）を少なくとも１つ有すると共に、各凸部３５ａの横幅Ｗの最大値と最小値との比が４倍以上（この例では１０倍程度）となるようにスタンパー２０の凹凸パターン３５を形成したことにより、例えば、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造に際して、データ記録用トラック間のグルーブ（凹部）やサーボパターン内の凹部のように互いに横幅が相違する凹部を形成するための凹凸パターンを一括形成（一括転写）することができる。この場合、横幅の相違に起因してインプリント時に樹脂層１４に対する押し込み量に差異が生じ易いパターン（一例として、上記のようなディスクリートトラック型の磁気記録媒体を製造するための凹凸パターン）であっても残渣の厚みを全域に亘って均一にすることができるため、残渣の取り除きに要する時間が全域に亘ってほぼ同程度の時間となる結果、凹凸パターン３６における凹部３６ｂの側壁面が浸食されて凹部３６ｂの幅が意図しない幅に形成される事態を回避することができる。これにより、全域に亘って正確なパターン幅の凹凸パターン３６を高精度で形成することができる。

なお、本発明は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、上記のスタンパー２０の製造方法では、ニッケル層２７（マスクパターン３３）をマスクとして用いてディスク状基材２５をエッチングして形成した凹凸パターン３４を覆うようにして電極膜２１およびニッケル層２２を形成してスタンパー２０を製造しているが、本発明に係るスタンパーの製造方法はこれに限定されず、例えば、ディスク状基材２５上のレジスト層２６に深さが相違する凹部を形成して凹凸パターンを形成し（図示せず）、この凹凸パターンを覆うようにして電極膜２１およびニッケル層２２を形成することによってスタンパー２０を製造することもできる。また、上記のスタンパー２０の凹凸形状をスタンパー形成材料に転写して製造したスタンパーをマスタースタンパーとして用いて、このマスタースタンパーの凹凸形状を他のスタンパー形成材料に転写することによって、すなわち、上記のスタンパー２０の凹凸形状を偶数回だけ転写することによって、本発明に係るスタンパーを製造することもできる。

また、上記のインプリント装置１によるインプリント方法（情報記録媒体４０の製造の製造方法）では、中間体１０に対するスタンパー２０の押し付け処理開始前からスタンパー２０の剥離処理が完了するまでの間において、中間体１０およびスタンパー２０の双方に対する加熱処理を継続して実行しているが、本発明はこれに限定されず、例えば、中間体１０に対してある程度十分にスタンパー２０を押し付けた後に、中間体１０およびスタンパー２０に対する加熱処理を終了し、その後にスタンパー２０を剥離する工程を採用することもできる。この場合、中間体１０に対するスタンパー２０の押し付け処理時と、スタンパー２０の剥離処理時とにおいて、中間体１０およびスタンパー２０の双方の温度が急速に低下しないように保温するのが好ましく、樹脂層１４を構成する樹脂材料のガラス転移点を下回らないように保温するのが一層好ましい。これにより、剥離完了前に中間体１０（ディスク状基材１１）およびスタンパー２０の間で収縮量の差異が生じる事態が回避される結果、変形や欠落が存在しないか、または変形量や欠陥箇所が極く少ない凹凸パターンを形成することができる。

さらに、本発明に係るインプリント方法によって形成した凹凸パターンの用途は、ディスクリートトラック型の情報記録媒体の製造に限定されず、トラック状のパターン以外のパターンを有するパターンド媒体の製造や、情報記録媒体以外（例えば、電子部品）の製造に利用することができる。

インプリント装置１の構成を示すブロック図である。 中間体１０の構成を示す断面図である。 スタンパー２０の構成を示す断面図である。 凹部３５ｂ，３５ｂ・・の底面が面一ではないスタンパー２０の断面図である。 スタンパー２０の製造工程においてディスク状基材２５上にレジスト層２６を形成した状態の断面図である。 図５に示す状態のレジスト層２６に電子線３０を照射して露光パターン３１を描画（潜像２６ａを形成）した状態の断面図である。 図６に示す状態のレジスト層２６を現像処理してディスク状基材２５の上に凹凸パターン３２を形成した状態の断面図である。 図７に示す凹凸パターン３２の上にニッケル層２７を形成した状態の断面図である。 図８に示す状態のディスク状基材２５をレジスト剥離液に浸してレジスト層２６を除去することによってディスク状基材２５上にマスクパターン３３を形成した状態の断面図である。 マスクパターン３３を用いてディスク状基材２５をエッチング処理することによって凹凸パターン３４を形成した状態の断面図である。 図１０に示すマスクパターン３３を覆うようにして電極膜２１を成膜した状態の断面図である。 図１１に示す電極膜２１を覆うようにしてニッケル層２２を形成した状態の断面図である。 中間体１０の上方にスタンパー２０を位置させた状態の断面図である。 中間体１０の樹脂層１４にスタンパー２０を押し付けた状態の断面図である。 図１４の状態における凸部３５ａ１，３５ａ１・・の押し付け部位近傍の断面図である。 図１４の状態における凸部３５ａ３，３５ａ３・・の押し付け部位近傍の断面図である。 図１４に示す状態の中間体１０からスタンパー２０を剥離して凹凸パターン３６を形成した状態の断面図である。 図１７に示す凹凸パターン３６を用いて金属層１３をエッチングすることによって凹凸パターン３７を形成した状態の断面図である。 図１８に示す凹凸パターン３７を用いて形成した情報記録媒体４０の断面図である。 スタンパー２０における凹凸パターン３５の凸部３５ａの横幅Ｗ、凸部３５ａの基準面Ｘおよび先端の間の距離Ｌ、距離Ｌの差、およびスタンパー２０を押し付けて形成した凹凸パターン３６の残渣の厚みＴの関係を示す関係図である。 従来のスタンパー１０における横幅Ｗ１１が狭い凸部１６を樹脂層２０に押し込んだ状態の断面図である。 従来のスタンパー１０における横幅Ｗ１３が広い凸部１６を樹脂層２０に押し込んだ状態の断面図である。

符号の説明

１ インプリント装置
２ プレス機
１０ 中間体
１１ ディスク状基材
１２ 磁性層
１３ 金属層
１４ 樹脂層
２０ スタンパー
３５〜３８ 凹凸パターン
３５ａ，３５ａ１〜３５ａ３，３６ａ１〜３６ａ３ 凸部
３５ｂ，３６ｂ１〜３６ｂ３ 凹部
４０ 情報記録媒体
Ｌ，Ｌ１〜Ｌ３ 距離
Ｔ，Ｔ１〜Ｔ３ 厚み
Ｗ，Ｗ１〜Ｗ３ 横幅
Ｘ 基準面

Claims (4)

1. 横幅が相違する複数種類の凸部が表面から突出して凹凸パターンが形成されて、
   前記凹凸パターンは、前記横幅が狭い前記凸部よりも当該横幅が広い前記凸部の方が前記表面から裏面までの間に規定した基準面と当該凸部の先端との間の距離が長くなるように当該各凸部が形成されているインプリント用のスタンパー。
2. 前記凹凸パターンは、前記横幅が１５０ｎｍ以下の前記凸部を少なくとも１つ有し、かつ当該横幅の最大値と最小値との比が４倍以上となるように形成されている請求項１記載のスタンパー。
3. 基材の表面に樹脂材料を塗布して形成した樹脂層に請求項１または２記載のスタンパーにおける前記凹凸パターンを押し付けるスタンパー押付け処理と、前記樹脂層から前記スタンパーを剥離するスタンパー剥離処理とをこの順で実行して、前記凹凸パターンの凹凸形状を前記樹脂層に転写するインプリント方法。
4. 請求項３記載のインプリント方法によって前記樹脂層に転写した凹凸パターンを用いて情報記録媒体を製造する情報記録媒体製造方法。

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