JP4551887B2 - スタンパ、スタンパ製造方法および磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
。
非磁性部によって区分けされたいわゆるディスクリート型の媒体構造が提案されている。
が特許文献1に記載されているが、そのディスクリート型の媒体がどのような手法で作製
されるのかは明示されていない。
ールドパターンをフィルムに転写する技術が記載されている。
また、特許文献3にはディスクリート型の磁気ディスクのパターンをインプリント法に
よって転写する技術が記載されている。この特許文献3においては、媒体パターンは電子
線リソグラフィ技術により作製された原盤からおこしたスタンパによって形成することが
示されているが、その電子線リソグラフィの描画手法やスタンパのパターンについて、ま
たはスタンパのパターンとインプリントを経て得られた媒体パターンとの関連性について
は述べられていない。
と、磁気ヘッドを含むヘッドスライダと、ヘッドスライダを支持するヘッドサスペンショ
ンアッセンブリと、ボイスコイルモータ(VCM)と、回路基板とを備える。
定角度毎に区切られたセクタを有し、磁気ディスクはスピンドルモータに取り付けられて
回転され、磁気ヘッドにより各種のディジタルデータが記録・再生される。そのため円周
方向にユーザーデータトラックが配される一方、位置制御のためのサーボマークが各トラ
ックを跨ぐ方向に配される。サーボマークの中にはプリアンブル部、アドレス部、バース
ト部などの領域を含む。また、これらの領域に加えてギャップ部を含んでいることもある
。
おいてはユーザーデータトラック領域およびサーボ領域の双方を同時に形成することが望
まれる。さもないと後からどちらかを付加するという、位置合わせが困難で、複雑な工程
を経ることとなるからである。
学線によって感光性樹脂を露光して形成することが出来るが、同心円を描く必要があるこ
とから、偏向がかけられる電子線での描画が好ましい。また、トラックピッチがサブミク
ロンであるというハードディスクパターンのような細かなパターンを精度良く繋ぐ必要が
ある。このため、電子ビームによって描画している時はステージを静止しておき、1つの
フィールド内の全パターンを描画し終えると次のフィールドまでステージを移動するステ
ップアンドリピート方式よりもステージが連続して移動する方式の方が望ましい。
方向に移動させる移動機構と、ステージを回転させる回転機構とを有するステージ連続移
動方式の電子線描画装置を用いることが好ましい。
移動軸上の1点からスポットビームを当てて電子線露光する場合は、電子線になにも外力
を与えないで偏向させないと、基板の回転中心と、電子線照射位置までの距離が時間とと
もに大きくなるので、図6に示すように螺旋を描くことになる。このため、電子線露光工
程において1回転毎に偏向強度(偏向量)を次第に変化させながら電子線を偏向させるこ
とにより、図7に示すように同心円を描くことができる。
方向乃至磁気ヘッドが取りつけられたアーム先端が動作する軌跡の法線方向の辺からなる
長方形乃至平行四辺形のパターンを用い、それら長方形乃至平行四辺形のパターンの集合
体としてバースト部やアドレス部を形成することができる。ここで長方形というときには
正方形をも含み、また、長方形乃至平行四辺形において円周方向の辺が円周に沿うために
極僅かな曲率を有していることや、半径位置の極僅かな差異のために内周側の辺と外周側
の辺の長さが極僅かに異なることは無視するものとする。
感光性樹脂が塗布された基板が載置されるステージを1水平方向に移動させる移動機構と
、前記ステージを回転させる回転機構とを備えた電子線描画装置(Electron B
eam Recorder:以下、EBRという)を用いて描画しようとしても、その中
央部が露光の重なりや後方散乱の影響等により太って樽のような形状になったり、露光後
現像して得られた原盤を電鋳して、スタンパを得、そのスタンパを用いてインプリントし
て磁気ディスク媒体を作製しても、媒体においてはその四角いはずのパターンがさらに太
る形状劣化を生じてしまい磁気信号が正しく得られなかったりノイズが多くなったりする
問題を生じていた。
が正しく得られなかったりノイズが多くなったりする問題を生じる。
また、そもそもEBRを用いて描画・現像した原盤パターンにおいて、四角く描くべきパ
ターンが、露光の重なりによりその中央部が太ってしまう問題があり、電鋳インプリント
等の工程を経たときに、上記問題をさらに増大させるという問題が生じていた。
が形成されたときに所望のパターンを得られるパターンを有したスタンパを提供すること
、およびそのスタンパの製造方法を提供すること、さらにはノイズを生ずることが少ない
サーボパターンが形成された磁気ディスクを提供すること、を目的とする。
く、半径方向側に連続して配置されていてもよい。半径方向側とは、半径方向のものに限
らず、磁気ヘッドが取りつけられたアーム先端が動作する軌跡の法線方向に沿ったような
ものも含むものとする。また、当該パターンが当該パターンの円周方向の辺の長さの3倍
以下の距離だけ離れて円周方向に配置されていてもよい。
から乃至外周から順次周回毎に露光時間を減少させ、中央部に達した後、順次周回毎に露
光時間を増加させることが望ましく、そのビットパターン中央を露光する周回の際の露光
時間が当該1のビットパターンに相当する部位を露光する複数の周回の中で最短であるこ
とが円周方向の線対称性を担保する観点から望ましい。さらに、前記1のビットパターン
に相当する部位における各周回の露光を、周回毎にステージがある角度位置に居る時点を
基準として内外周間で順に遅く開始させ、中央部に達した後、順に早く開始させたり、前
記1のビットパターンに相当する部位における各周回の露光を、周回毎にステージがある
角度位置に居る時点を基準として内外周間で順に早く終了させ、中央部に達した後、順に
遅く終了させたりすると、当該パターンが半径方向にも線対称性とすることができる点で
望ましい。ただしパターンがアーム軌跡の法線方向に沿う場合等はそのための時間ずれは
上述の説明とは別途に扱うものとする。
る場合には内周から乃至外周から順次周回毎に露光時間を増加させ、中央部に達した後、
順次周回毎に露光時間を減少させること等により同様のことが行える。
するため、電子線を照射する命令乃至電子線をブランキングする命令としてのデータ文字
が複数使用されていることが望ましく、さらに、前記電子線を照射する命令乃至電子線を
ブランキングする命令としてのデータ文字が、ある基準の1の電子線を照射する命令乃至
電子線をブランキングする命令としてのデータ文字が電子線を照射する時間乃至電子線を
ブランキングする時間に対しその何倍かの時間を照射乃至ブランキングするものとして他
の電子線を照射乃至ブランキングする命令としてのデータ文字が定義されていることが望
ましい。また、前記電子線を照射乃至ブランキングする命令としてのデータ文字が1文字
で定義されていてもよい。
ーンを形成することができ、磁気記録媒体の信号エラーやノイズを低減することが可能と
なる。
本発明の実施形態によるスタンパについて図1を参照して説明する。
図1にはスタンパの各部における凸型パターンの上面図例を示している。バーストマー
クとして左側のような四角いパターンを並べられていてもよく、アドレスマークとして右
側のような所々繋がったり離れたりした四角いパターンが存在してもよい。また内周から
外周にかけて、アーム軌跡に沿うようにパターンが並んでいても良い。
ても構わないし、ディスクリートトラック部がセクタのうちの多くを占めていても構わな
いし、セクタ数にも制限はない。スタンパの形状は円盤形状であっても、ドーナツ型形状
であっても、その他の形状であっても構わない。
が得られないこととなるし、必要以上に厚いと電鋳に時間を要することとなったり、膜厚
差が大きくなったりするからである。スタンパのサイズは媒体より大きいことが好ましい
が、そのサイズは方式上特に限定されるものではない。
位が3.5インチ以下であることが望ましい。さらにインプリント時に用いるプレス能力
が過大なものにならないために、同2.5インチ以下であることが望ましい。より好まし
くは量産性の観点から、電子線描画時間が相対的に短く、インプリント時の圧力が相対的
に低く済む0.85インチや1インチ、1.8インチといった、パターンを有する部位が
1.8インチ以下のサイズであることが望ましい。
製造方法に用いられるものであって、例えば図3に示すような磁性体加工型のディスクリ
ート磁気記録媒体(Magnetic film−patterned Discret
e track media)または、図4に示すような基板加工型のディスクリート磁
気記録媒体(Substrate−patterned Discrete track
media)に用いる。
向に連続して配置されていてもよく、半径方向側に連続して配置されていてもよく、当該
パターンの円周方向の辺の長さの3倍以下の距離だけ離れて円周方向に配置されていても
よい。
でいる程度でもよい。
スタンパが円周方向に凹みを有していることによって、この様に狭い間隔で連続的にパ
ターンが並ぶ場合にも矩形性が良い精細なパターンを磁気ディスク媒体上に形成できる。
このような凹みを有する凸パターンでレジスト膜を図3乃至図4に示すようにインプリン
トし、媒体を得ると、媒体でのパターンが従来問題を生じていたときのように丸に近い形
状とならず、磁気信号も良好に得られる。
が載置されるステージを1水平方向に移動させる移動機構と、このステージを回転させる
回転機構とを備えた電子線描画装置を用いて前記感光性樹脂に電子線を照射して1のビッ
トパターンに相当する部位を内周から外周にかけて乃至外周から内周にかけて複数の周回
によって描画し、現像し、現像後当該基板を電鋳する工程を含むスタンパの製造方法にお
けるものである。
ビットパターンに相当する部位を露光し、現像してパターンを形成する場合、その露光に
ついて各周回の露光時間を内外周間で順に減少および順に増加させることができる。
その露光時間が一定で、露光の重なりにより太りが生じてしまっていたが、図8(b)の
ようにθ1からθ2の間までの露光時間を調整すれば、現像後、凹みのあるパターンを得
ることができる。このとき、感光性樹脂(レジスト)パターン4aの膜厚はレジストパタ
ーン4aの凹部の形状が充分に保たれる程度の厚さとする。
前にポストベーク工程を含んでいても良く、現像の後、リンス工程を含んでいても良い。
で順に遅く開始させ、また、順に早く開始させたり、内外周間で順に早く終了させ、また
、順に遅く終了させたりすることができ、円周方向の前後においてそれぞれ凹みを持った
パターンを形成することができる。
グする命令としてのデータ文字を複数使用し、それらを1文字で定義することができる。
ない場合を「0」という文字で命令し、ある基準時間電子線を出す場合を「1」という文
字で命令し、その他電子線を出す場合を「2,3,4,・・・・,d,e」等で定義し、
さらに前記「1」という文字で命令における電子線を出す時間に対し、「2」という文字
による命令の場合はその97%の時間電子線を出し、「3」という文字による命令の場合
はその94%の時間電子線を出し、「b」という文字による命令の場合はその70%の時
間電子線を出すというように定め、周回毎にそれらを変化させ、適切な時間露光すること
ができる。なお、前周と変化させない周回があっても構わない。
お、1のビットパターンに相当する部位は形状を滑らかなものとする観点から、6周以上
の周回数によって描画形成されることが望ましく、1データトラックあたり10周以上の
周回数によって描画形成されることがより好ましい。
め込み、所望の膜厚となるように形成し(図2(e)参照)、次に、Ni膜8をレジスト
4aおよび基板2から剥離し、Niからなるスタンパ8を形成する(図2(f)参照)。
なお、このとき、スタンパ8についたレジストを除去するため、酸素RIE(反応性イオ
ンエッチング)等を行う。
法によって作製された磁気ディスク媒体である。
媒体を得るための工程としては、図3(a)に示すように、基板10上に記録層となる
磁性層12が形成され、この磁性層12上にレジスト14が塗布された磁気ディスク媒体
基板を用意する。
インプリントし(図3(a)参照)、スタンパ8のパターンをレジスト14に転写する(
図3(b)参照)。
、レジストパターン14aを形成する(図3(c)参照)。
その後、このレジストパターン14aをマスクとして磁性層12をイオンミリングする
(図3(d)参照)。
その後、レジストパターン14をドライエッチングないし薬液によって除去し、ディス
クリートな磁性層12aが形成される(図3(e)参照)。
次に、全面に保護膜16を形成し(図3(f)参照)、磁気ディスク媒体を完成する。
このような磁気ディスクは信号エラーやノイズの少ない媒体として機能する。
本実施形態のスタンパ製造方法を用いてパターンを形成する基板の形状は特に限定され
るものではないが、円盤形状のもの、例えばシリコンウエハーなどが好ましい。
、Al系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、化合物半導体基板などを用いること
ができる。
ルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。
結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどがある。
分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることができる。化合
物半導体基板としては、GaAs,AlGaAsなどがある。
のサイズは方式上特に限定されるものではない。しかしながら、電子線による描画時間が
過剰なものにならないよう3.5インチ以下であることが望ましい。
チ以下であることが望ましい。より好ましくは量産性の観点から、電子線描画時間が相対
的に短く、インプリント時の圧力が相対的に低く済む0.85インチや1インチ、1.8
インチといった、1.8インチ以下のサイズであることが望ましい。また、磁気ディスク
媒体として使用される面が片面であっても両面であっても構わない。
が一定角度毎に区切られたセクタを有し、磁気ディスクはスピンドルモータに取り付けら
れて回転され、ヘッドにより各種のディジタルデータが記録・再生される。そのため円周
方向にユーザーデータトラックが配される一方、位置制御のためのサーボマークが各トラ
ックを跨ぐ方向に配される。
アドレス部、トラックに対するヘッドの相対位置検出のためのバースト部などの領域を含
む。また、これらの領域に加えてギャップ部を含んでいることもある。
においてもユーザーデータ領域部の分離部となる非磁性部とデータの記録領域となる磁性
部を形成したり、対応するサーボ領域のアドレスビットを形成したり、バーストマークな
どを形成したりする必要があるため、カッティングに際しては数周〜数十周で1トラック
を形成するように描画することが求められる。
良好に反映できなくなるし、カッティング周回数が多いと制御信号が複雑化・大容量化す
る問題があるので、6周以上36周以下の周回数で1トラックが形成されることが望まし
く、また、約数を多く持つ数字の周回数であることが、パターン配置設計上有利である。
ージは線速度を一定に保ちながら回転することが望ましい。
例えば、1ユーザーデータ領域のトラックが300nmのピッチからなる場合に、12
周のカッティングで1トラックを形成しようとすると、カッティング・トラックピッチは
300÷12=25nmとなる。カッティング・トラックピッチは露光不足のエリアや、
現像残りを無くすため、ビーム径以下であることが望ましい。
ついては、少なくとも、ブランキングさせる地点とその信号と半径方向および回転方向の
移動制御のステージ動作信号とが同期していることが必要である。
(実施例1)
本発明の実施例1による磁気ディスク媒体を図2および図3を参照して説明する。
電子銃、コンデンサレンズ、対物レンズ、ブランキング電極および偏向器を備えたZr
O/W熱電界放射型の電子銃エミッターを有する加速電圧50kVの電子線描画装置を用
いた。
μmのメンブランフィルタでろ過後、HMDS処理した8インチシリコンウエハー基板2
にスピンコートした後、200℃で3分間プリベークして、膜厚が0.1μmのレジスト
4を形成した(図2(a)参照)。
もと、以下の条件の同心円型パターンを得るべく露光を行った(図2(b)参照)。
セクタ数/トラック:150
ビット数/セクタ:4000
トラックピッチ:300nm
送り量:20nm
1トラック当たりの露光周回数:15周
1バーストマーク当たりの露光周回数:10周
ここで1回転する間に徐々に増加しながら偏向強度を強めて同心円を描いた。
なお、アドレス部にはプリアンブルパターン、バーストパターン、セクタおよびトラッ
クアドレスパターン、ギャップパターンを含んでいた。
また、トラック部がセクタの9割のエリアを占めていた。バーストパターンの露光部に
おいて、両端は「1」という信号で露光を命令し、その内側(2周目と9周目)は「2」
という信号で露光を命令し、さらにその内側(3周目と8周目)は「3」という信号で露
光を命令し、その他(4周目〜7周目)は「4」という信号で露光を命令し、「2」は「
1」の95%の時間を、「3」は「1」の90%の時間を、「4」は「1」の85%の時
間を露光するように各命令が定義し、その短縮時間については描画前方および後方を等し
く短縮した。
ームの偏向制御は同期させて発生できる信号源を用いた。露光中はステージを線速度50
0mm/sのCLV(Constant Linear Vleocity)で回転させ
るとともに、回転半径方向にもステージを移動させた。
社製))に90秒間浸漬して現像し、その後、リンス液(例えば、ZMD−B(日本ゼオ
ン社製))に90秒間浸漬してリンスを行い、エアーブローにより乾燥させ、凹凸あるレ
ジスト原盤が作製できた(図2(c)参照)。
は純ニッケルを使用し、8×10−3Pa迄真空引きした後、アルゴンガスを導入して1
Paに調整されたチャンバー内で400WのDCパワーをかけて40秒間スパッタリング
させて、30nmの導電膜を得た(図2(d)参照)。
、NS−160)を使用し、90分間電鋳した(図2(e)参照)。
電鋳浴条件は次の通りである。
スルファミン酸ニッケル:600g/L
ホウ酸:40g/L
界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム):0.15g/L
液の温度:55℃
P.H:4.0
電流密度:20A/dm2
電鋳膜8の厚さは300μmであった。この後、レジスト原盤から電鋳膜8を剥離する
ことにより、導電膜6及び電鋳膜8及びレジスト残渣を備えたスタンパ8を得た(図2(
f)参照)。
ガスを100ml/minで導入し4Paの真空に調整されたチャンバー内で100Wで
20分間プラズマアッシングを行なった。導電膜及び電鋳膜を備えたファザースタンパ8
を得た。その後、得られたスタンパ8の不要部を金属刃で打ち抜くことによりインプリン
ト用スタンパ8とした。
るため、フルオロアルキルシラン<CF3(CF2)7CH2CH2Si(OMe)3>
(GE東芝シリコーン株式会社製、TSL8233)をエタノールで5%に希釈した溶液
で30分浸し、ブロアーで溶液をとばした後に、120℃で1時間アニールした。
12をスパッタリング法で形成し、この記録層12上にノボラック系レジスト(ローム・
アンド・ハース製、S1801)14を回転数3800rpmでスピンコータした(図3
(a)参照)。
ト14にそのパターンを転写した(図3(b)参照)。パターンが転写されたレジスト1
4を5分間UV照射した後、160℃で30分間加熱した。
置を用い、2mTorrのエッチング圧下で酸素RIEを行い(図3(c)参照)、続い
てArイオンミリングで記録層12をエッチングした(図3(d)参照)。
、400W、1Torrで酸素RIEを行った。エッチングマスク14aの剥離後、保護
膜16としてCVD(化学気相成膜法)で3nm厚のDLC(Diamond Like
Carbon)を成膜し、さらに、潤滑剤をディップ法で1nm厚となるように塗布し
た。
、バースト部の形状が矩形性良く形成されていた。また、磁気記録装置に組み込んで信号
を検出したところ、良好なバースト信号を得て、ヘッドの位置制御が適切に行えた。
次に、本発明の実施例2による磁気記録異媒体の製造方法を図4を参照して説明する。
本実施例の製造方法によって製造される磁気記録媒体は、基板加工型の磁気記録媒体(
Substrate−patterne Discrete track media)
である。
を用い、特に図2(b)においては本発明の描画方法にて作製する。
次に、以下のようにインプリントリソグラフィー法を用いて凹凸加工基板を作製する。
図4(a)に示すように、基板60上にインプリント用のレジスト61を塗布する。続い
て、図4(b)に示すように、基板60上のレジスト61にスタンパ30を対向させ、圧
力をかけてレジスト61にスタンパ30を押し付けてスタンパ30の表面の凸部パターン
をレジスト61の表面に転写する。その後、スタンパを取り外す。これにより、レジスト
61に凹凸パターンが形成されたレジストパターン61aとなる(図4(b)参照)。
凹凸パターンが形成された基板61aを得る。その後、レジストパターン61aを除去す
る(図4(c)参照)。
膜63を成膜する。このとき、基板60aの凸部に成膜された磁性膜が凸部磁性体部63
aとなり、基板60aの凹部に成膜された磁性膜が凹部磁性体部63bとなる。
い。さらに磁性膜63上にカーボンからなる保護膜65を設け、さらに潤滑剤を塗布する
ことにより、磁気記録媒体を作製する。
tterned Dicrete track media)の磁性体部位と非磁性体部
位が、それぞれ本実施例の凸部磁性体部63aと凹部磁性体部63bに相当する。磁気記
録装置中での両者の機能は同じである。
バースト部における各周の露光の調整を以外は実施例1と同様に磁気記録媒体を製作し
た。
このようにインプリントおよび加工された媒体のなかから抜き取り検査を行ったところ
、バースト部の形状が若干丸みを帯びていた。また、磁気記録装置に組み込んで信号を検
出したところ、良好なバースト信号のS/Nが低く、ヘッドの位置制御が行えないトラブ
ルが、特に内周において起こった。
8…スタンパ、10…基板、12…磁性層(記録層)、14…レジスト
16…保護膜、60…基板、61…レジスト、30…スタンパ、
63…磁性膜、65…保護膜
Claims (11)
- 少なくともサーボ領域とデータ領域を有し、前記サーボ領域内乃至データ領域内が非磁性部によって分離乃至凹凸によって区分されている磁気記録媒体の製造をインプリント法で行う際に用いるスタンパにおいて、
前記スタンパは、半径方向側の1辺につき1つ円周方向に凹みがある凸パターンを有する
ことを特徴とするスタンパ。 - 前記円周方向に凹みがある凸パターンが円周方向に連続して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のスタンパ。
- 前記円周方向に凹みがある凸パターンが半径方向側に連続して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のスタンパ。
- 前記円周方向に凹みがある凸パターンが当該パターンの円周方向の辺の長さの3倍以下の距離だけ離れて円周方向に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載のスタンパ。
- 少なくとも感光性樹脂が塗布された基板が載置されるステージを1水平方向に移動させる移動機構と、前記ステージを回転させる回転機構とを備えた電子線描画装置を用いて前記感光性樹脂に電子線を照射して1のビットパターンに相当する部位を内周から外周にかけて乃至外周から内周にかけて複数の周回によって描画し、現像し、現像後当該基板を電鋳する工程を含むスタンパの製造方法において、
前記1のビットパターンに相当する部位を形成するための露光について各周回の露光時間を内外周間で順に減少させた後に順に増加させる
ことを特徴とするスタンパ製造方法。 - 前記1のビットパターンに相当する部位における各周回の露光を、周回毎にステージがある角度位置に居る時点を基準として内外周間で順に遅く開始させ、また、順に早く開始させることを特徴とする請求項5に記載のスタンパ製造方法。
- 前記1のビットパターンに相当する部位における各周回の露光を、周回毎にステージがある角度位置に居る時点を基準として内外周間で順に早く終了させ、また、順に遅く終了させることを特徴とする請求項5乃至請求項6に記載のスタンパ製造方法。
- 請求項5乃至請求項7に記載のスタンパ製造方法において、電子線を照射する命令乃至電子線をブランキングする命令としてのデータ文字が複数使用されていることを特徴とするスタンパ製造方法。
- 前記電子線を照射する命令乃至電子線をブランキングする命令としてのデータ文字が、ある基準の1の電子線を照射する命令乃至電子線をブランキングする命令としてのデータ文字が電子線を照射する時間乃至電子線をブランキングする時間に対して、その何倍かの時間を照射乃至ブランキングするものとして他の電子線を照射する命令乃至他の電子線をブランキングする命令としてのデータ文字が定義されていることを特徴とする請求項8に記載のスタンパ製造方法。
- 前記電子線を照射する命令乃至電子線をブランキングする命令としてのデータ文字が1文字で定義されていることを特徴とする請求項8乃至請求項9に記載のスタンパ製造方法。
- 請求項1乃至請求項4に記載のスタンパを用いて作製された磁気記録媒体。
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