JP4482047B2 - インプリント方法 - Google Patents

Description

本発明はインプリント方法に関し、特にディスクリートトラックレコーディング方式の磁気記録媒体の製造に適用されるインプリント方法に関する。また、本発明はこのインプリント方法に用いられるスタンパに関する。

近年、半導体素子や情報記録媒体の製造工程において、ナノメーターサイズまで微細化したパターンを形成することが求められている。基板上に微細構造を形成する方法として、ＡｒＦ液浸リソグラフィやＥＵＶリソグラフィなどのリソグラフィ、およびナノインプリントが提案されている。このうちナノインプリントは、基板上に塗布したレジストに対して、所望の凸パターンが形成されたスタンパを押し当てて微細パターンを転写する技術である。このため、ナノインプリントは、大面積に微細パターンを転写するために、コストとスループットの点で有利な方法として検討されている。

上記のように微細なパターニングを必要とする記録媒体のひとつとして、記録トラックを物理的に分断したディスクリートトラックレコーディング方式の磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体）が知られている。

ＤＴＲ媒体を製造する際のインプリントについて説明する。まず、基板の両面にレジストを塗布する。基板としては、ガラス基板、Ｓｉのような金属基板、カーボン基板、樹脂基板などが用いられる。レジストとしては、熱硬化樹脂、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂、ゾルゲル材料などが用いられる。レジストはスピンコート法、ディップコート法、インクジェット法など様々な方法で塗布される。レジストの厚さは１μｍ以下、さらに数百ｎｍ以下に設定される。

一方、表面に微細な凸パターンが形成されたスタンパを用意する。スタンパの材料としては、Ｎｉ、Ｓｉ、ガラス、石英、樹脂などが用いられる。例えばＤＴＲ媒体の製造に用いられるスタンパでは、記録トラックに対応するパターンが１００ｎｍ以下のトラックピッチで形成されている。

次に、基板の両面に塗布されたレジストに、上下両側から２つのスタンパの凸パターン面を対向させて押し当て、スタンパのパターンをレジストに転写する。この工程は、レジストの種類に応じて以下のようにして行われる。レジストとして熱硬化樹脂を用いた場合には、レジストを昇温した状態でスタンパを押し当てた後、レジストを冷却して微細構造を転写する。レジストとしてＵＶ硬化性樹脂を用いた場合には、スタンパを押し当てた状態で透明基板を通してＵＶを照射し微細構造を転写する。レジストとしてゾルゲル材料を用いた場合には高圧でスタンパをレジストに押し当てて微細構造を転写させる。こうして、基板両面にレジストを介して２枚のスタンパが押し当てられた構造体が得られる。

ＤＴＲ媒体を製造するために基板を加工するにはレジストからスタンパを剥離する必要がある。しかし、レジストの厚さが１μｍ以下と薄く、かつ基板の両面にスタンパが押し当てられていると、スタンパを剥離することが困難である。

従来、ＤＶＤなどの光ディスクを製造するために、基板からダミーディスクまたはスタンパを剥離する装置および方法が開発されている（特許文献１および２参照）。光ディスクの製造の場合、基板とダミーディスクまたはスタンパとの間の間隙が数μｍ程度であり、しかも基板の片面のみからダミーディスクまたはスタンパを剥離すればよいので、比較的容易に作業を行うことができる。

しかし、従来の装置を、ＤＴＲ媒体を製造する場合のように基板とスタンパとの間のレジストの厚さが１μｍ以下と薄く、かつ基板の両面からスタンパを剥離する作業に適用することは困難である。
特開２００１−５２３７８号公報 特開２００７−１１８５５２号公報

本発明の目的は、基板とスタンパとの間のレジストの厚さが薄く、かつ基板の両面にスタンパが存在する場合でも、スタンパを容易に剥離することができるインプリント方法を提供することにある。

本発明に係るインプリント方法は、基板上の両面にレジストを塗布し、前記基板上の両面に塗布されたレジストに対して、凸パターンが形成された２つのスタンパをインプリントし、前記基板と各々のスタンパとの間に剥離爪の先端を押し込み、前記基板と各々のスタンパとの間に気体を導入して前記基板から各々のスタンパを剥離する方法であって、前記剥離爪の先端が押し込まれる個所で、前記基板と各々のスタンパとの間隙を前記レジストの厚みよりも大きくし、前記基板の内周側または外周側のパターンが形成されていない位置において、２つのスタンパを真空チャックにより保持した状態で前記基板と一方のスタンパとの間に前記剥離爪を押し込んで一方のスタンパを剥離し、前記基板と他方のスタンパを真空チャックにより保持した状態で前記基板と他方のスタンパとの間に前記剥離爪を押し込んで他方のスタンパを剥離することを特徴とする。

本発明によれば、基板とスタンパとの間のレジストの厚さが薄く、かつ基板の両面にスタンパが存在する場合でも、スタンパを容易に剥離することができるインプリント方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態においては、ドーナツ状の基板とドーナツ状のスタンパとを用い、中心孔に剥離爪は配置して、基板とスタンパを内周側で剥離する場合について説明する。

第１の実施形態
第１の実施形態では、内周部の厚みを他の部分よりも薄くして段差を設けたスタンパを用いる。

図１（ａ）はインプリントした構造体を剥離装置に設置した状態を説明する断面図、図１（ｂ）は平面図である。

図１（ａ）を参照して、基板の両面に塗布されたレジストに対して２つのスタンパをインプリントした構造体を、剥離装置に設置した状態を説明する。基板１０の両面にレジスト２０が塗布されている。表面に凸パターンが形成され、内周部の厚みを他の部分よりも薄くして段差を設けた２つのスタンパ３０を用意する。基板１０の両面に塗布されたレジスト２０に対して、上下から２つのスタンパ３０の凸パターンが押し当てられている。

この構造体を剥離装置に設置し、構造体の内周部の下部および上部を真空チャック５１、５２で保持する。この状態で剥離爪６０を構造体の中心孔に設置し、剥離爪６０の先端を基板１０と上部のスタンパ３０との間の高さになるように位置決めする。図１（ｂ）に示すように、剥離爪６０は４分割体となっている。

図２（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図１（ａ）および（ｂ）に対応する図である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、４つの剥離爪６０を中心から外側へ移動させることにより、剥離爪６０の先端を基板１０と上部のスタンパ３０との間隙に押し込む。

以下、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して、基板からスタンパを剥離する方法を説明する。図３（ａ）〜（ｄ）では中心孔から見てインプリントした構造体の左側のみを図示している。

図３（ａ）に示すように、スタンパ３０の内周部において厚みを薄くして段差をつけているので、内周部では基板１０とスタンパ３０との間隙ａは、基板１０に塗布されたレジスト２０の厚さｔより大きくなっている。レジスト２０の厚さｔは１μｍ以下であるので、基板１０とスタンパ３０との間隙ａは１μｍ以上にする。こうして、剥離爪６０の先端の曲率が１／ｔより大きい場合でも、剥離爪６０の先端を基板１０とスタンパ３０との間隙に押し込むことができる。

図３（ｂ）に示すように、剥離爪６０を上方向に移動させ、基板１０からスタンパ３０の一部を機械的に剥離する。この状態で、４つの剥離爪６０の中心から圧搾空気を供給し、基板１０とスタンパ３０との間に圧搾空気を流通させ、基板１０から上部のスタンパ３０を剥離する。

図３（ｃ）に示すように、上部のスタンパ３０を剥離した後、基板１０の内周部の上部を真空チャック５２で保持する。このとき、真空チャック５２によりパターンが形成されない位置で基板１０を保持する。具体的には、基板１０の内周から３ｍｍ以内の位置で、真空チャック５２を基板１０の上面に当接させる。次に、剥離爪６０を下方向に移動させ、基板１０からスタンパ３０の一部を機械的に剥離する。この状態で、４つの剥離爪６０の中心から圧搾空気を供給し、基板１０とスタンパ３０との間に圧搾空気を流通させ、基板１０から下部のスタンパ３０を剥離する。

こうして図３（ｄ）に示すように、基板１０から上下のスタンパ３０を良好に剥離することができ、全面で良好なパターン形状を得ることができる。

なお、インプリントした構造体の外周から剥離爪６０を押し込んで、スタンパ３０を剥離してもよい。この場合にも、図３（ｃ）に対応する工程では、真空チャック５２によりパターンが形成されない位置で基板１０を保持するように、基板１０の外周から３ｍｍ以内の位置で、真空チャック５２を基板１０の上面に当接させる。

比較のために、内周部に段差を設けていない平坦なスタンパを用いた以外は図３（ａ）〜（ｄ）と同様の条件でスタンパの剥離を試みたところ、基板からスタンパを剥離することができなかった。

第２の実施形態
第２の実施形態では、基板上に塗布されるレジストの厚みを基板の内周部のみで厚くする。スピンコーティングの条件を調整することによって、基板上に塗布されるレジストの一部の厚みを厚くすることができる。

図４（ａ）に示すように、基板１０上に塗布されるレジスト２０の厚みを内周部のみで厚くしているので、内周部では基板１０とスタンパ３０との間隙ａは、基板１０の中央部に塗布されたレジスト２０の厚さｔより大きくなっている。こうして、剥離爪６０の先端を基板１０とスタンパ３０との間隙に押し込むことができる。

図４（ｂ）に示すように、剥離爪６０を上方向に移動させ、基板１０からスタンパ３０の一部を機械的に剥離する。この状態で、４つの剥離爪６０の中心から圧搾空気を供給し、基板１０とスタンパ３０との間に圧搾空気を流通させ、基板１０から上部のスタンパ３０を剥離する。

図４（ｃ）に示すように、上部のスタンパ３０を剥離した後、基板１０の内周部の上部を真空チャック５２で保持する。次に、剥離爪６０を下方向に移動させ、基板１０からスタンパ３０の一部を機械的に剥離する。この状態で、４つの剥離爪６０の中心から圧搾空気を供給し、基板１０とスタンパ３０との間に圧搾空気を流通させ、基板１０から下部のスタンパ３０を剥離する。

こうして図４（ｄ）に示すように、基板１０から上下のスタンパ３０を良好に剥離することができ、全面で良好なパターン形状を得ることができる。

なお、本発明においては、上下のスタンパの内周を、それぞれ上側および下側に反らせることによって、基板１０とスタンパ３０との間隙に剥離爪６０の先端を押し込みやすくするようにしてもよい。

以上のように、本発明の方法を用いれば、インプリントした構造体からスタンパを容易に剥離することができ、基板の両面に微細パターンを均一に転写することができる。本発明の方法は、ドーナツ状の基板およびスタンパを用いる場合に限定されず、あらゆる形状の基板およびスタンパに適用することができる。

次に、図５（ａ）〜（ｆ）を参照して、インプリント方法を用いるＤＴＲ媒体の製造方法を概略的に説明する。

図５（ａ）に示すように、基板１０の表面に磁性膜１１を成膜し、磁性膜１１上にレジスト２０を塗布する。レジスト２０に対向するように、凸パターンが形成されたスタンパ３０を配置する。

図５（ｂ）に示すように、レジスト２０にスタンパ３０を押し当てた後、スタンパ３０を除去することにより、レジスト２０にパターンを転写する。この工程は、図３（ａ）〜（ｄ）または図４（ａ）〜（ｄ）の工程に相当する。

図５（ｃ）に示すように、レジストパターンの底部に残っているレジスト残渣を除去し、磁性膜１１を露出させる。

図５（ｄ）に示すように、レジストパターンをマスクとして、磁性膜１１をエッチングして凸状の磁性パターンからなるディスクリートトラックなどを形成する。

図５（ｅ）に示すように、残留したレジスト２０を除去する。

図５（ｆ）に示すように、凸状の磁性パターン間の凹部に非磁性体１２を充填した後、エッチバックして表面を平坦化する。

その後、カーボン保護膜の成膜、潤滑剤の塗布を経てＤＴＲ媒体を製造する。

インプリントした構造体を剥離装置に設置した状態を説明する断面図および平面図。 インプリントした構造体を剥離装置に設置した状態を説明する断面図および平面図。 本発明の第１の実施形態におけるスタンパの剥離方法を示す断面図。 本発明の第２の実施形態におけるスタンパの剥離方法を示す断面図。 ＤＴＲ媒体の製造方法を示す断面図。

符号の説明

１０…基板、１１…磁性膜、１２…非磁性体、２０…レジスト、３０…スタンパ、５１、５２…真空チャック、６０…剥離爪。

Claims (1)

1. 基板上の両面にレジストを塗布し、
   前記基板上の両面に塗布されたレジストに対して、凸パターンが形成された２つのスタンパをインプリントし、
   前記基板と各々のスタンパとの間に剥離爪の先端を押し込み、
   前記基板と各々のスタンパとの間に気体を導入して前記基板から各々のスタンパを剥離する方法であって、
   前記剥離爪の先端が押し込まれる個所で、前記基板と各々のスタンパとの間隙を前記レジストの厚みよりも大きくし、前記基板の内周側または外周側のパターンが形成されていない位置において、２つのスタンパを真空チャックにより保持した状態で前記基板と一方のスタンパとの間に前記剥離爪を押し込んで一方のスタンパを剥離し、前記基板と他方のスタンパを真空チャックにより保持した状態で前記基板と他方のスタンパとの間に前記剥離爪を押し込んで他方のスタンパを剥離することを特徴とするインプリント方法。

Images