JP5033615B2 - Imprint substrate - Google Patents

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Description

本発明は、光インプリント法におけるインプリント用基板に関する。   The present invention relates to an imprint substrate in an optical imprint method.

近年のIT技術の進歩により、ネットワーク技術,ソフトウェア技術、およびデバイス技術の更なる発展が必要となっている。特に半導体集積回路は、微細化,集積化による高速動作や、低消費電力動作などの高い技術が求められている。現在、光露光リソグラフィーは、最小線幅が130nmであるKrFレーザーリソグラフィから、より高解像度なArFレーザーリソグラフィへと移行している。しかし、ArFレーザーリソグラフィの量産レベルでの最小線幅が100nmであるのに対して、2007年には45nmデバイスの製造が始まろうとしている。このような状況で、より微細な技術として期待されているのがF2レーザーリソグラフィや極端紫外線露光,電子線縮小転写露光,X線リソグラフィである。しかし、微細化の進歩につれ、露光装置自身の初期コストが指数関数的に増大していることに加え、使用光波長と同程度の解像度を得るためのマスクの価格が急騰している問題がある。   Recent advances in IT technology require further development of network technology, software technology, and device technology. In particular, semiconductor integrated circuits are required to have high technologies such as high-speed operation due to miniaturization and integration, and low power consumption operation. At present, photolithographic lithography is moving from KrF laser lithography having a minimum line width of 130 nm to higher-resolution ArF laser lithography. However, the minimum line width at the mass production level of ArF laser lithography is 100 nm, whereas the manufacture of 45 nm devices is about to begin in 2007. Under such circumstances, F2 laser lithography, extreme ultraviolet exposure, electron beam reduced transfer exposure, and X-ray lithography are expected as finer technologies. However, as the miniaturization progresses, the initial cost of the exposure apparatus itself increases exponentially, and there is a problem that the price of a mask for obtaining a resolution comparable to the light wavelength used has soared. .

これに対し、微細なパターンの形成を行うインプリント技術がある。これは、基板上に形成したいパターンと同じパターンの凹凸を有するモールドを基板表面に対して型押し、モールドを剥離することで所定のパターンを転写する技術であり、安価でありながら、凹凸幅が50nm以下の微細構造を簡便に形成可能である。そして、インプリント技術は大容量記録媒体の記録ビット形成、半導体集積回路パターン形成等への応用が検討されてきている。   On the other hand, there is an imprint technique for forming a fine pattern. This is a technology that transfers a predetermined pattern by embossing a mold having the same pattern as the pattern to be formed on the substrate against the surface of the substrate, and peeling the mold. A fine structure of 50 nm or less can be easily formed. The imprint technique has been studied for application to recording bit formation, semiconductor integrated circuit pattern formation and the like of a large capacity recording medium.

ナノインプリント技術には転写される材料により2種類に大別される。一方は、転写される材料を加熱させ、モールドにより塑性変形させた後、冷却してパターンを形成する熱ナノインプリント技術である。もう一方は、基板上に室温で液状の光硬化性レジストを塗布した後、光透過性のモールドをレジストに押し当て、光を照射させることで基板上のレジストを硬化させパターンを形成する光ナノインプリント技術である。特に光ナノインプリント技術は室温にてパターン形成できるため熱による基板、モールド間の線膨張係数差による歪が発生しにくく、高精度のパターン形成が可能であり、半導体等のリソグラフィー技術の代替技術として注目を浴びている。   Nanoimprint technology is roughly divided into two types depending on the material to be transferred. One is a thermal nanoimprint technique in which a material to be transferred is heated, plastically deformed by a mold, and then cooled to form a pattern. The other is photo nanoimprint, in which a liquid photo-curable resist is applied onto a substrate at room temperature, then a light-transmitting mold is pressed against the resist, and light is irradiated to cure the resist on the substrate and form a pattern. Technology. In particular, optical nanoimprint technology enables pattern formation at room temperature, so that distortion due to differences in the linear expansion coefficient between the substrate and mold due to heat is unlikely to occur, and high-precision pattern formation is possible. Have been bathed.

光硬化性レジストを硬化させた後モールドから剥離する際、基板とレジストの密着性が十分でなく、光硬化後のレジストがモールドに付着し、凹凸パターンの欠陥が生じる可能性がある。光硬化後のレジスト凹凸パターンの欠陥は、後工程におけるドライエッチングやウェットエッチングにより基板上に微細凹凸パターンを転写した際に、そのまま欠陥となる。   When the photocurable resist is cured and then peeled off from the mold, the adhesion between the substrate and the resist is not sufficient, and the photocured resist may adhere to the mold, resulting in a defect in the concavo-convex pattern. The defect of the resist concavo-convex pattern after photocuring becomes a defect as it is when the fine concavo-convex pattern is transferred onto the substrate by dry etching or wet etching in a subsequent process.

このような問題を解決するため、非特許文献1は以下のような転写方法を提案している。具体的には、基板表面にシランカップリング剤である3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いて表面処理を行う。このシランカップリング剤により基板表面とレジストがシランカップリング剤を介して化学結合を形成することが可能となり、基板とレジストの密着力が大きく向上し、凹凸パターン欠陥のない転写が行える。   In order to solve such problems, Non-Patent Document 1 proposes the following transfer method. Specifically, surface treatment is performed on the substrate surface using 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane which is a silane coupling agent. This silane coupling agent makes it possible to form a chemical bond between the substrate surface and the resist via the silane coupling agent, greatly improving the adhesion between the substrate and the resist, and performing transfer without uneven pattern defects.

Langmuir 2005, Vol21, 6127-6130Langmuir 2005, Vol21, 6127-6130

非特許文献1の方法では基板上にシランカップリング剤とシロキサン結合を形成可能なSi元素などが存在することが必須となるが、他の化合物半導体や、磁性体を基板表面に有する場合、シランカップリング剤との反応性が低く、レジストと基板との密着性が不十分でレジストが基板から剥れてしまう問題があった。   In the method of Non-Patent Document 1, it is essential that a Si element capable of forming a siloxane coupling agent and a siloxane bond exists on the substrate. However, when other compound semiconductors or magnetic materials are present on the substrate surface, There was a problem that the reactivity with the coupling agent was low, the adhesion between the resist and the substrate was insufficient, and the resist peeled off from the substrate.

本発明は、以上のような点を考慮して為されたもので、光ナノインプリントによる欠陥率の小さい凹凸パターンの転写が可能なインプリント用基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an imprint substrate capable of transferring a concavo-convex pattern with a small defect rate by optical nanoimprint.

上記課題を達成する本発明のインプリント用基板は、光式ナノインプリントリソグラフィにおいて用いられる基板であって、基板上に金属化合物層を形成してなり、該金属化合物層上に、光式ナノインプリントリソグラフィに用いられる光硬化性樹脂との密着力が、金属化合物層より大きな中間層を形成してなることを特徴とする。   The imprint substrate of the present invention that achieves the above-described object is a substrate used in optical nanoimprint lithography, which is formed by forming a metal compound layer on the substrate, and is applied to the optical nanoimprint lithography on the metal compound layer. It is characterized in that it forms an intermediate layer that has a greater adhesion to the photocurable resin used than the metal compound layer.

本発明によれば、金属化合物表面が形成された基板表面に中間層を形成することで、基板とレジストの密着力が向上し、パターン転写時におけるレジスト剥れが発生することなく転写可能である。また、磁気記録媒体や化合物半導体に適用することで、加工精度を向上することができる。   According to the present invention, by forming the intermediate layer on the surface of the substrate on which the metal compound surface is formed, the adhesion between the substrate and the resist is improved, and transfer can be performed without causing resist peeling during pattern transfer. . Further, by applying to a magnetic recording medium or a compound semiconductor, processing accuracy can be improved.

次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。図1はナノインプリントプロセスの概念を示している。基板102上に配したレジスト103をモールド100の凹凸形状形成部101で加圧し、レジスト103を硬化させることで凹凸形状形成部101の形状を有する押し広げられたレジスト104を得ることが出来る。ただし、図2に示すように基板102表面とレジストとの密着性が弱いと、図2(c)に示すようにモールドにレジストが付着しやすくなる(105b)。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 shows the concept of the nanoimprint process. By pressing the resist 103 disposed on the substrate 102 with the uneven shape forming portion 101 of the mold 100 and curing the resist 103, the spread resist 104 having the shape of the uneven shape forming portion 101 can be obtained. However, if the adhesion between the surface of the substrate 102 and the resist is weak as shown in FIG. 2, the resist is likely to adhere to the mold as shown in FIG. 2C (105b).

図3は本実施形態に係る基板102の主要部を示す概略図である。下地基板106上に金属化合物層107が形成されている。そのため、レジスト103との密着性を向上させるためにシランカップリング剤などを用いた密着処理を行っても、効果が十分でなく、微細凹凸パターンの転写において膜剥れが生じやすい。そこで、金属化合物層107上に金属化合物層107より水酸基が多い中間層108を形成する。   FIG. 3 is a schematic view showing the main part of the substrate 102 according to this embodiment. A metal compound layer 107 is formed on the base substrate 106. For this reason, even if an adhesion treatment using a silane coupling agent or the like is performed in order to improve the adhesion to the resist 103, the effect is not sufficient, and film peeling tends to occur in the transfer of the fine uneven pattern. Therefore, the intermediate layer 108 having more hydroxyl groups than the metal compound layer 107 is formed on the metal compound layer 107.

次に、本基板における中間層108の役割を図4,図5を用いて説明する。図4は金属化合物層107が形成された基板102に密着処理を行った場合の図である。図4(a)(b)は中間層108を形成しない場合であり、図4(c)(d)は中間層108を形成した場合を示している。金属化合物層107が形成された基板102にシランカップリング剤により密着処理を行った場合、図4(a)(b)では、金属化合物層107表面へのシランカップリング剤の結合量が十分でなく、レジスト103と基板102の密着力は改善できない。図4(c)(d)では、金属化合物層107表面に中間層108を形成している。中間層108は表面に金属化合物層107の表面より水酸基を多く形成することが可能であり、シランカップリング剤による密着処理を行うと、図4(c)(d)のように表面に十分なシランカップリング剤を結合することが可能であり、レジスト103と基板102の密着力は大幅に改善できる。   Next, the role of the intermediate layer 108 in this substrate will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram in the case where the adhesion process is performed on the substrate 102 on which the metal compound layer 107 is formed. 4A and 4B show the case where the intermediate layer 108 is not formed, and FIGS. 4C and 4D show the case where the intermediate layer 108 is formed. When the adhesion treatment is performed on the substrate 102 on which the metal compound layer 107 is formed with a silane coupling agent, in FIG. 4A and FIG. 4B, the bonding amount of the silane coupling agent to the surface of the metal compound layer 107 is sufficient. In addition, the adhesion between the resist 103 and the substrate 102 cannot be improved. 4C and 4D, the intermediate layer 108 is formed on the surface of the metal compound layer 107. The intermediate layer 108 can form a larger number of hydroxyl groups on the surface than the surface of the metal compound layer 107. When an adhesion treatment with a silane coupling agent is performed, the intermediate layer 108 has a sufficient surface as shown in FIGS. A silane coupling agent can be bonded, and the adhesion between the resist 103 and the substrate 102 can be greatly improved.

図5はナノインプリントプロセスにおけるモールド100と金属化合物層107を形成した基板102の剥離時を示す図である。説明のためにナノインプリント装置は省略している。図5(a)(b)は中間層108を形成しない場合であり、図5(c)(d)は中間層108を形成した場合を示している。レジスト103はスピンコート,ディスペンサ,インクジェットなどの手法により基板102上に配し、紫外光を照射してレジスト103を硬化させる。図5(a)(b)では、レジストと金属化合物層との密着力が十分でなく、剥離時にモールド側にレジストが付着する。この現象は図2に示した現象と同一である。一方、図5(c)(d)では中間層108を形成しているため、レジストと金属酸化物層との密着力が向上し、モールドと基板の剥離時にレジストの膜剥れを生じずにモールドと基板とを剥離することが出来る。   FIG. 5 is a diagram illustrating a state where the mold 100 and the substrate 102 on which the metal compound layer 107 is formed are peeled in the nanoimprint process. For the sake of explanation, the nanoimprint apparatus is omitted. 5A and 5B show the case where the intermediate layer 108 is not formed, and FIGS. 5C and 5D show the case where the intermediate layer 108 is formed. The resist 103 is disposed on the substrate 102 by a technique such as spin coating, dispenser, or ink jet, and the resist 103 is cured by irradiation with ultraviolet light. 5A and 5B, the adhesive force between the resist and the metal compound layer is not sufficient, and the resist adheres to the mold side at the time of peeling. This phenomenon is the same as that shown in FIG. On the other hand, since the intermediate layer 108 is formed in FIGS. 5C and 5D, the adhesion between the resist and the metal oxide layer is improved, and the resist film does not peel off when the mold and the substrate are peeled off. The mold and the substrate can be peeled off.

<モールド>
モールド100の材料としては、例えば、石英やガラス,シリコンなどの無機物、ニッケル等の金属、そして各種の樹脂等が挙げられる。また、モールド100の外形は、加圧方式に応じて、円形、楕円形、多角形のいずれであってもよい。モールド100には、中心穴が加工されていてもよい。また、モールド100、特に凹凸形状形成部101の表面には、押し広げられたレジスト104とモールド100との剥離を促進するために、フッ素系,シリコーン系などの離型処理を施すこともできる。なお、レジスト103として光反応性物質を用いる際には反応に用いる光の波長に対してモールド100は透明である必要がある。
<Mold>
Examples of the material of the mold 100 include inorganic materials such as quartz, glass, and silicon, metals such as nickel, and various resins. Further, the outer shape of the mold 100 may be any of a circle, an ellipse, and a polygon according to the pressurization method. A center hole may be processed in the mold 100. In addition, the surface of the mold 100, particularly the surface of the concavo-convex shape forming portion 101, can be subjected to a release treatment such as fluorine or silicone in order to promote the peeling between the spread resist 104 and the mold 100. When a photoreactive substance is used as the resist 103, the mold 100 needs to be transparent with respect to the wavelength of light used for the reaction.

モールド100上の凹凸形状形成部101は所望のモールド材料や精度に応じて周知の加工法によって形成される。例えばフォトリソグラフィ,集束イオンビームリソグラフィ,電子ビーム描画法,切削加工など機械加工、また、モールド原盤からの成型法,メッキ法などによるレプリカ作製などの手法を取ることができる。   The concavo-convex shape forming portion 101 on the mold 100 is formed by a known processing method according to a desired mold material and accuracy. For example, a technique such as photolithography, focused ion beam lithography, electron beam drawing method, machining such as cutting, or a replica production by a molding method from a mold master or a plating method can be employed.

<中間層>
中間層の材料としてはSi,Ti,Al,Snからなる群のうち少なくとも1種を含み、さらに、Ru,Pt,Pd,W,Ti,Ta,Cr、からなる群のうち少なくとも1種を含むことが望ましい。中間層の役割は上記で述べたとおりであるが、中間層は図6に示すように無機酸化物層108aおよびマスク層108bから成る2層から構成されてもよい。
<Intermediate layer>
The intermediate layer material includes at least one selected from the group consisting of Si, Ti, Al, and Sn, and further includes at least one selected from the group consisting of Ru, Pt, Pd, W, Ti, Ta, and Cr. It is desirable. Although the role of the intermediate layer is as described above, the intermediate layer may be composed of two layers including an inorganic oxide layer 108a and a mask layer 108b as shown in FIG.

無機酸化物層108aの材料としては、Si,Ti,Al,Snからなる群のうち少なくとも1種を含むことが望ましい。無機酸化物層の膜厚はエッチング工程に好適なように10nm以下であることが望ましい。   The material of the inorganic oxide layer 108a preferably includes at least one selected from the group consisting of Si, Ti, Al, and Sn. The thickness of the inorganic oxide layer is desirably 10 nm or less so as to be suitable for the etching process.

マスク層108bの材料としては、Ru,Pt,Pd,W,Ti,Ta,Crのうち少なくとも1種を含む材料、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることが出来る。マスク層の役割は、無機酸化物層と金属化合物層とが接しないようにすることであり、無機酸化物層108aが金属化合物層107と界面で接した際にデバイス特性に影響を与える可能性があるためである。さらに、マスク層の材料としては、光式ナノインプリントリソグラフィにより、基板上にモールドの微細凹凸パターンを転写した後、光硬化性レジストパターンをエッチングし、基板上に微細凹凸パターンを転写する際に、基板が所定の深さにエッチングされるエッチング時間において、全てがエッチングされないような材料からなることが望ましい。   As a material of the mask layer 108b, a material containing at least one of Ru, Pt, Pd, W, Ti, Ta, and Cr, or an oxide or nitride thereof can be used. The role of the mask layer is to prevent the inorganic oxide layer and the metal compound layer from coming into contact with each other, and the device characteristics may be affected when the inorganic oxide layer 108a comes into contact with the metal compound layer 107 at the interface. Because there is. Furthermore, as a material for the mask layer, after transferring the fine concavo-convex pattern of the mold onto the substrate by optical nanoimprint lithography, the photocurable resist pattern is etched, and when transferring the fine concavo-convex pattern onto the substrate, the substrate It is desirable that the material is made of a material that does not etch everything during the etching time in which the material is etched to a predetermined depth.

中間層の作製方法としては、例えば、スピンコート,ディップ法、または気相蒸着法などが挙げられる。また、中間層の厚みはレジストのエッチング耐性とベース層の厚みに相対的に相応して決定するべきであるが、パターンの高さが100nm以下である場合、ベース層の厚さを含めて100nm以下であり、表面粗さRaは10nm以下であることが好ましい。   Examples of the method for producing the intermediate layer include spin coating, dipping, or vapor deposition. The thickness of the intermediate layer should be determined in accordance with the resist etching resistance and the thickness of the base layer. If the pattern height is 100 nm or less, the thickness of the intermediate layer is 100 nm including the thickness of the base layer. The surface roughness Ra is preferably 10 nm or less.

<基板>
基板としては、たとえばガラス基板,Al系合金基板,セラミック基板,カーボン基板,Si単結晶基板などを用いることが出来る。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモ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。セラミック基板としては、酸化アルミニウム,窒化アルミニウム,窒化珪素などを主成分とする焼結体や、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出来る。Si単結晶基板、いわゆるシリコンウエーハは表面に酸化膜を有していても構わない。また、上記金属基板,非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてNiP層が形成されたものを用いることも出来る。また、基板102の外形は、円形,楕円形,多角形のいずれであってもよく、中心穴が加工されていてもよい。
<Board>
As the substrate, for example, a glass substrate, an Al alloy substrate, a ceramic substrate, a carbon substrate, a Si single crystal substrate, or the like can be used. Amorphous glass or crystallized glass can be used for the glass substrate. Examples of the amorphous glass include soda lime glass and aluminosilicate glass. Examples of crystallized glass include lithium-based crystallized glass. As the ceramic substrate, a sintered body mainly composed of aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride or the like, or a fiber reinforced one of these sintered bodies can be used. The Si single crystal substrate, so-called silicon wafer, may have an oxide film on the surface. In addition, it is also possible to use a substrate in which a NiP layer is formed on the surface of the metal substrate or nonmetal substrate using a plating method or a sputtering method. Further, the outer shape of the substrate 102 may be any of a circle, an ellipse, and a polygon, and the center hole may be processed.

<カップリング剤>
前記したカップリング剤としては、それぞれの場合に使用されるレジスト材料の持つ官能基との所望の相互作用により決まる。それによって、例えばシランカップリング剤の官能基およびレジスト材料の持つ官能基との間で、π−π相互作用が起こり得る。あるいは、化学反応の結果、共有結合を形成し得る。他の適した相互作用としては、双極子相互作用である。適したシランカップリング剤が有する官能基の例は、例えば、フェニル基,アミノ基,カルボン酸基,アクリレート基,メタクリレート基である。さらには、レジストと基板との密着性の向上には共有結合の形成が望ましい。また、カップリング剤はその重合体であっても良い。
<Coupling agent>
The coupling agent described above is determined by a desired interaction with the functional group of the resist material used in each case. Thereby, for example, a π-π interaction may occur between the functional group of the silane coupling agent and the functional group of the resist material. Alternatively, a covalent reaction can be formed as a result of a chemical reaction. Another suitable interaction is a dipole interaction. Examples of the functional group that a suitable silane coupling agent has are, for example, a phenyl group, an amino group, a carboxylic acid group, an acrylate group, and a methacrylate group. Furthermore, it is desirable to form a covalent bond in order to improve the adhesion between the resist and the substrate. The coupling agent may be a polymer thereof.

カップリング剤またはその重合体としては、具体的には以下の化学式で表されるシランカップリング剤、またはこれらの1種あるいは2種類以上の水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物である重合体であることが好ましい。また、チタネート系カップリング剤,アルミネート系カップリング剤であっても良い。
〔化1〕
YnSiX(4−n)
ここで、Yはアルキル基,フルオロアルキル基,ビニル基,アミノ基,フェニル基,クロロアルキル基,イソシアネート基、もしくはエポキシ基、またはこれらを含む有機基であり、Xはアルコキシル基,アセチル基またはハロゲンを示す。nは0〜3までの整数である。また、Xで示されるアルコキシル基はメトキシ基,エトキシ基,プロポキシ基,ブトキシ基であることが好ましい。また、Yで示される有機基全体の炭素数は1〜20の範囲内、特に5〜10の範囲内であることが好ましい。
Specifically, the coupling agent or the polymer thereof is a silane coupling agent represented by the following chemical formula, or a polymer that is one or more of these water-decomposable condensates or co-hydrolyzed condensates. It is preferable that Further, a titanate coupling agent or an aluminate coupling agent may be used.
[Chemical formula 1]
YnSiX (4-n)
Here, Y is an alkyl group, fluoroalkyl group, vinyl group, amino group, phenyl group, chloroalkyl group, isocyanate group, epoxy group, or an organic group containing these, and X is an alkoxyl group, acetyl group, or halogen Indicates. n is an integer from 0 to 3. The alkoxyl group represented by X is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. Moreover, it is preferable that the carbon number of the whole organic group shown by Y exists in the range of 1-20, especially in the range of 5-10.

上記シランカップリング剤として具体的には、メチルトリクロルシラン,メチルトリブロムシラン,メチルトリメトキシシラン,メチルトリエトキシシラン,メチルトリイソプロポキシシラン,メチルトリt−ブトキシシラン,エチルトリクロルシラン,エチルトリブロムシラン,エチルトリメトキシシラン,エチルトリエトキシシラン,エチルトリイソプロポキシシラン,エチルトリt−ブトキシシラン,n−プロピルトリクロルシラン,n−プロピルトリブロムシラン,n−プロピルトリメトキシシラン,n−プロピルトリエトキシシラン,n−プロピルトリイソプロポキシシラン,n−プロピルトリt−ブトキシシラン,n−ヘキシルトリクロルシラン,n−ヘキシルトリブロムシラン,n−ヘキシルトリメトキシシラン,n−ヘキシルトリエトキシシラン,n−ヘキシルトリイソプロポキシシラン,n−ヘキシルトリt−ブトキシシラン,n−デシルトリクロルシラン,n−デシルトリブロムシラン,n−デシルトリメトキシシラン,n−デシルトリエトキシシラン,n−デシルトリイソプロポキシシラン,n−デシルトリt−ブトキシシラン;n−オクタデシルトリクロルシラン,n−オクタデシルトリブロムシラン,n−オクタデシルトリメトキシシラン,n−オクタデシルトリエトキシシラン,n−オクタデシルトリイソプロポキシシラン,n−オクタデシルトリt−ブトキシシラン,フェニルトリクロルシラン,フェニルトリブロムシラン,フェニルトリメトキシシラン,フェニルトリエトキシシラン,フェニルトリイソプロポキシシラン,フェニルトリt−ブトキシシラン,ジメトキシジエトキシシラン,ジメチルジクロルシラン,ジメチルジブロムシラン,ジメチルジメトキシシラン,ジメチルジエトキシシラン,ジフェニルジクロルシラン,ジフェニルジブロムシラン,ジフェニルジメトキシシラン,ジフェニルジエトキシシラン,フェニルメチルジクロルシラン,フェニルメチルジブロムシラン,フェニルメチルジメトキシシラン,フェニルメチルジエトキシシラン,トリクロルヒドロシラン,トリブロムヒドロシラン,トリメトキシヒドロシラン,トリエトキシヒドロシラン,トリイソプロポキシヒドロシラン,トリt−ブトキシヒドロシラン,ビニルトリクロルシラン,ビニルトリブロムシラン,ビニルトリメトキシシラン,ビニルトリエトキシシラン,ビニルトリイソプロポキシシラン,ビニルトリt−ブトキシシラン,γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン,γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン,γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン,γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン,γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン,γ−グリシドキシプロピルトリt−ブトキシシラン,γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン,γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン,γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン,γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン,γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン,γ−メタアクリロキシプロピルトリt−ブトキシシラン,γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン,γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン,γ−アミノプロピルトリメトキシシラン,γ−アミノプロピルトリエトキシシラン,γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン,γ−アミノプロピルトリt−ブトキシシラン,γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン,γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン,γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン,γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン,γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン,γ−メルカプトプロピルトリt−ブトキシシラン,β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン,β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、及び、それらの部分加水分解物、及びそれらの混合物を使用することができる。   Specific examples of the silane coupling agent include methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltrit-butoxysilane, ethyltrichlorosilane, and ethyltribromosilane. , Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane, n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltriisopropoxysilane, n-propyltri-t-butoxysilane, n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyl Triethoxysilane, n-hexyltriisopropoxysilane, n-hexyltri-t-butoxysilane, n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-decyl Triisopropoxysilane, n-decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n- Octadecyltri-t-butoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-t-but Sisilane, dimethoxydiethoxysilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldichlorosilane, diphenyldibromosilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenylmethyldichlorosilane , Phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, triisopropoxyhydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane, vinyltrichlorosilane, vinyltri Bromosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyl Nyltri-t-butoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycyl Sidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane , Γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacryloxypropyltri-butoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyl Methyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropyltrit-butoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ- Mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane, β- (3,4-epoxy Cyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, and partial hydrolysates thereof, and mixtures thereof can be used.

レジスト103は、モールド100に形成された微細パターンが転写される対象である。レジスト103は光硬化性樹脂を用いることが最も好ましい。この光硬化性樹脂は特に限定されることなくラジカル重合系,カチオン重合系,アニオン重合系など公知のものでよく、光反応性のレジストに開始剤を添加したものを使用することができる。   The resist 103 is a target to which a fine pattern formed on the mold 100 is transferred. The resist 103 is most preferably a photocurable resin. The photocurable resin is not particularly limited, and may be a known one such as a radical polymerization system, a cationic polymerization system, or an anionic polymerization system, and a photoreactive resist added with an initiator can be used.

具体的には、ベンジル(メタ)アクリレート,シクロヘキシル(メタ)アクリレート,シクロペンタニル(メタ)アクリレート,シクロペンテニル(メタ)アクリレート,アダマンチェル(メタ)アクリレート等が好ましい。また、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートも好ましく、更には構造中のエトキシ基のユニット数が4から17であるものが低粘度であり特に好ましい。これら(メタ)アクリレート材は単独で適用することも複数の(メタ)アクリレートを組合せて適用することも可能である。また、上記モノマー以外にもこれらモノマーが複数重合した(メタ)アクリレートオリゴマーを適用することも可能である。また、モールド100と光硬化させたレジスト104との剥離を促進するために、フッ素化合物、またはシリコーン系化合物を含むことが望ましい。光硬化性樹脂をレジスト103に用いる場合にはモールド100と基板102の少なくとも何れかが硬化に用いる光に対して十分に透明である必要があり、ナノインプリント装置には光照射機構を組み込む必要がある。なお、レジスト103には熱可塑性樹脂,熱硬化性樹脂や高粘性体などを用いることも可能であり、この場合はそれぞれのレジスト103に応じたモールド100,基板102,ナノインプリント装置を用いる必要がある。   Specifically, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclopentanyl (meth) acrylate, cyclopentenyl (meth) acrylate, adamantchel (meth) acrylate and the like are preferable. Further, ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate is also preferred, and those having 4 to 17 ethoxy group units in the structure are particularly preferred because of low viscosity. These (meth) acrylate materials can be applied alone or in combination with a plurality of (meth) acrylates. In addition to the above monomers, it is also possible to apply (meth) acrylate oligomers in which a plurality of these monomers are polymerized. Further, in order to promote the peeling between the mold 100 and the photocured resist 104, it is desirable to contain a fluorine compound or a silicone compound. When a photocurable resin is used for the resist 103, at least one of the mold 100 and the substrate 102 needs to be sufficiently transparent to light used for curing, and a light irradiation mechanism needs to be incorporated in the nanoimprint apparatus. . Note that a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a high-viscosity material, or the like can be used for the resist 103. In this case, it is necessary to use a mold 100, a substrate 102, and a nanoimprint apparatus corresponding to each resist 103. .

レジスト103の塗布方法としては、例えばインクジェット法やディスペンス法,スクリーン印刷法などを使用することができる。何れの手法においてもレジスト103は基板102またはモールド100の表面に滴下される。そして、滴下されたレジスト103は、モールド100へと加圧されることでモールド100と基板102の表面に広がる。レジスト103を滴下する位置は、凹凸形状形成部101に対応する硬化後のレジスト104の広がりを予め評価しておき、この評価結果に基づいて凹凸形状形成部101を硬化後のレジスト104が隙間無く覆うように定めると良い。   As a method for applying the resist 103, for example, an inkjet method, a dispensing method, a screen printing method, or the like can be used. In any method, the resist 103 is dropped on the surface of the substrate 102 or the mold 100. The dropped resist 103 is applied to the mold 100 and spreads on the surfaces of the mold 100 and the substrate 102. For the position where the resist 103 is dropped, the spread of the cured resist 104 corresponding to the concavo-convex shape forming portion 101 is evaluated in advance, and the resist 104 after curing the concavo-convex shape forming portion 101 has no gap based on this evaluation result. It is good to decide to cover.

前記実施形態で微細パターンが転写された基板102は、磁気記録媒体や光記録媒体等の情報記録媒体に適用可能である。また、大規模集積回路部品や、レンズ,偏光板,波長フィルタ,発光素子,光集積回路等の光学部品,免疫分析,DNA分離,細胞培養等のバイオデバイスへの適用が可能である。   The substrate 102 onto which the fine pattern is transferred in the embodiment can be applied to an information recording medium such as a magnetic recording medium or an optical recording medium. Further, it can be applied to large-scale integrated circuit components, optical components such as lenses, polarizing plates, wavelength filters, light emitting elements, and optical integrated circuits, and biodevices such as immunoassay, DNA separation, and cell culture.

(実施例1)
本実施例では、中間層としてタングステンシリサイド(WSi)膜を形成した例を示す。被転写体1としては、直径65mm,厚さ0.631mm,中心穴径20mmの磁気記録媒体用基板を使用した。基板はガラス製であり、表面には磁気記録層等が形成されており不透明体である。この基板102は、その外周の端部、および中心穴の端部が、幅0.15mmで面取されたものである。基板102上には中間層としてタングステンシリサイド膜がスパッタ法により100nm形成されている。基板102を溶媒トルエンの1%メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン溶液に浸漬し、50℃で1時間加熱した。その後基板102をトルエンで洗浄し、中間層の密着処理を行った。被転写体1の両面には、ディスペンス法で樹脂が滴下された。樹脂は感光性物質を添加したアクリレート系樹脂であり、粘度が4mPa・sになるように調合された。樹脂は、ノズルが512(256×2列)個配列され、ピエゾ方式で樹脂を吐出する塗布ヘッドで塗布された。塗布ヘッドのノズル間隔は、列方向に70μm、列間140μmである。各ノズルからは約5pLの樹脂が吐出されるように制御された。そして、基板102の表面には、ナノインプリントの直前にインクジェット法で樹脂材料103を滴下した。
Example 1
In this embodiment, an example in which a tungsten silicide (WSi) film is formed as an intermediate layer is shown. As the transfer target 1, a magnetic recording medium substrate having a diameter of 65 mm, a thickness of 0.631 mm, and a center hole diameter of 20 mm was used. The substrate is made of glass, and a magnetic recording layer or the like is formed on the surface and is an opaque body. The substrate 102 has a peripheral edge and a center hole that are chamfered with a width of 0.15 mm. A tungsten silicide film having a thickness of 100 nm is formed as an intermediate layer on the substrate 102 by sputtering. The substrate 102 was immersed in a 1% methacryloxypropyltrimethoxysilane solution of the solvent toluene and heated at 50 ° C. for 1 hour. Thereafter, the substrate 102 was washed with toluene, and the adhesion treatment of the intermediate layer was performed. Resin was dropped on both surfaces of the transfer object 1 by a dispensing method. The resin was an acrylate resin to which a photosensitive substance was added, and was prepared so as to have a viscosity of 4 mPa · s. The resin was applied by a coating head in which 512 nozzles (256 × 2 rows) were arranged and the resin was discharged by a piezo method. The nozzle interval of the coating head is 70 μm in the row direction and 140 μm between the rows. Each nozzle was controlled to discharge approximately 5 pL of resin. And the resin material 103 was dripped at the surface of the board | substrate 102 with the inkjet method just before nanoimprint.

モールドとしては、基板102と同一の形状の石英基板が使用された。そして、このモールドの基板102と対向する側の面には、周知の電子線直接描画(EB)法によって、同心円状に複数の溝が刻まれた。この溝は、幅が50nm,深さが100nm,ピッチが100nmであった。そして、溝の中心軸は、モールドの中心軸と一致させた。   As the mold, a quartz substrate having the same shape as the substrate 102 was used. A plurality of concentric grooves were formed on the surface of the mold facing the substrate 102 by a well-known electron beam direct writing (EB) method. This groove had a width of 50 nm, a depth of 100 nm, and a pitch of 100 nm. The central axis of the groove was made to coincide with the central axis of the mold.

図7は本実施例に関わる実施プロセスを示す模式図である。ナノインプリント装置内の上下に可動するステンレス製の下部ステージ109の上面には、厚さ0.5mmのシリコーンゴム層を設置して緩衝層110としている。ナノインプリント装置の上部ステージ111は厚さ20mmの石英板よりなり、モールド100が凹凸形状形成部101を下部ステージ109に向けて設置されている。樹脂材料103を塗布した基板102を下部ステージ109の緩衝層110上に配して減圧雰囲気(約0.01気圧)として下部ステージ109を上昇させて約1MPaの圧力で基板102をモールド100に押し当て、高圧水銀灯(図示せず)からの紫外線(強度100mW/cm2)を20秒間照射した。その後下部ステージ109を下降してモールド100を基板102から離し、押し広げられた樹脂材料104からなる微細形状を基板102上に形成した。このナノインプリント工程を前記の基板102について実施した。基板102上の樹脂材料104からなる微細形状の欠陥率を表1に示す。 FIG. 7 is a schematic diagram showing an implementation process according to the present embodiment. A silicone rubber layer having a thickness of 0.5 mm is provided on the upper surface of a stainless-made lower stage 109 that can move up and down in the nanoimprint apparatus to form a buffer layer 110. The upper stage 111 of the nanoimprint apparatus is made of a quartz plate having a thickness of 20 mm, and the mold 100 is installed with the concavo-convex shape forming portion 101 facing the lower stage 109. The substrate 102 coated with the resin material 103 is disposed on the buffer layer 110 of the lower stage 109 to raise the lower stage 109 as a reduced pressure atmosphere (about 0.01 atm) and press the substrate 102 against the mold 100 with a pressure of about 1 MPa. Then, ultraviolet rays (intensity 100 mW / cm 2 ) from a high-pressure mercury lamp (not shown) were irradiated for 20 seconds. Thereafter, the lower stage 109 was lowered to release the mold 100 from the substrate 102, and a fine shape made of the resin material 104 that was spread out was formed on the substrate 102. This nanoimprint process was performed on the substrate 102. Table 1 shows the defect rate of fine shapes made of the resin material 104 on the substrate 102.

(実施例2)
本実施例では、中間層の無機酸化物層としてSiO2膜、マスク層としてTa25膜をスパッタ法によりそれぞれ10nm,100nmの厚さで形成した例を示す。実施例1と同様にして、無機酸化物層とマスク層を形成した基板102について、ナノインプリント工程を実施し、樹脂材料104からなる微細形状を基板102上に形成した。基板102上の樹脂材料104からなる微細形状の欠陥率を表1に示す。
(Example 2)
In this embodiment, an SiO 2 film is formed as an intermediate inorganic oxide layer and a Ta 2 O 5 film is formed as a mask layer by sputtering to a thickness of 10 nm and 100 nm, respectively. In the same manner as in Example 1, a nanoimprint process was performed on the substrate 102 on which the inorganic oxide layer and the mask layer were formed, and a fine shape made of the resin material 104 was formed on the substrate 102. Table 1 shows the defect rate of fine shapes made of the resin material 104 on the substrate 102.

(比較例1)
被転写体1として直径65mm,厚さ0.631mm,中心穴径20mmの磁気記録媒体用基板を使用する。基板はガラス製であり、表面には磁気記録層等が形成されており不透明体である。中間層を形成しない以外は、実施例1と同様にして、無機酸化物層とマスク層を形成した基板102について、ナノインプリント工程を実施し、樹脂材料104からなる微細形状を基板102上に形成した。基板102上の樹脂材料104からなる微細形状の欠陥率を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A substrate for a magnetic recording medium having a diameter of 65 mm, a thickness of 0.631 mm, and a center hole diameter of 20 mm is used as the transfer target 1. The substrate is made of glass, and a magnetic recording layer or the like is formed on the surface and is an opaque body. A nanoimprint process was performed on the substrate 102 on which the inorganic oxide layer and the mask layer were formed in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer was not formed, and a fine shape made of the resin material 104 was formed on the substrate 102. . Table 1 shows the defect rate of fine shapes made of the resin material 104 on the substrate 102.

(比較例2)
被転写体1として直径65mm,厚さ0.631mm,中心穴径20mmの磁気記録媒体用基板を使用し、マスク層としてTa25膜をスパッタ法により100nmの厚さで形成した例を示す。基板はガラス製であり、表面には磁気記録層等が形成されており不透明体である。無機酸化物層を形成しない以外は、実施例2と同様にして、マスク層を形成した基板102について、ナノインプリント工程を実施し、樹脂材料104からなる微細形状を基板102上に形成した。基板102上の樹脂材料104からなる微細形状の欠陥率を表1に示す。
(Comparative Example 2)
An example in which a substrate for magnetic recording medium having a diameter of 65 mm, a thickness of 0.631 mm, and a center hole diameter of 20 mm is used as the transfer target 1, and a Ta 2 O 5 film is formed as a mask layer to a thickness of 100 nm by sputtering. . The substrate is made of glass, and a magnetic recording layer or the like is formed on the surface and is an opaque body. Except not forming an inorganic oxide layer, it carried out similarly to Example 2, and the nanoimprint process was implemented about the board | substrate 102 with which the mask layer was formed, and the fine shape which consists of the resin material 104 was formed on the board | substrate 102. FIG. Table 1 shows the defect rate of fine shapes made of the resin material 104 on the substrate 102.

Figure 0005033615
Figure 0005033615

(実施例3)
本実施例では、本発明のインプリント用基板を使用したディスクリートトラックメディアの製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。参照する図面において、図8は、本実施例に関わる記録媒体を示す模式図である。本図においては各記録トラックが磁気的に分離されている所謂ディスクリートトラックメディア(DTM)の模式図を示しているが、各記録ビットが分離されているビットパターンドメディア(BPM)においても本実施例で示すプロセスを適用可能である。
(Example 3)
In this embodiment, a method for manufacturing a discrete track medium using the imprint substrate of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In the drawings to be referred to, FIG. 8 is a schematic diagram showing a recording medium according to the present embodiment. In this figure, a schematic diagram of a so-called discrete track medium (DTM) in which each recording track is magnetically separated is shown, but the present embodiment is also applied to a bit patterned medium (BPM) in which each recording bit is separated. The process shown in the example is applicable.

磁気記録媒体200は直径65mm,厚さ0.631mmの円盤状であり、基板201上に複数の磁性層および他の層が堆積された構造となっている。基板201の中央部にはスピンドルに磁気記録媒体200を固定するための直径20mmの穴202が設けられている。   The magnetic recording medium 200 has a disk shape with a diameter of 65 mm and a thickness of 0.631 mm, and has a structure in which a plurality of magnetic layers and other layers are deposited on a substrate 201. A hole 202 having a diameter of 20 mm for fixing the magnetic recording medium 200 to the spindle is provided at the center of the substrate 201.

記録トラック203は同心円状に形成されており、非磁性体により磁気的に隣接トラックと分離された構造となっている。磁気記録媒体200の最表面は平坦化されており、記録トラック203と非磁性体領域の高さの差は5nm未満となっている。隣接する記録トラック203同士の中心間距離、即ちトラックピッチ(Tp)は記録密度に応じて決定する必要があるが、本実施例においてTpは中心部で150nmである。Tpは磁気記録媒体200上のディスクの半径値に依存して変化させてある。これはハードディスクドライブ(HDD)においてロータリーアクチュエータにより記録再生ヘッドを駆動することに起因したヨー角に対応するためである。記録再生ヘッドの駆動をリニアアクチュエータを用いて行う場合は、半径値によらず一定のTpを採用してよい。   The recording track 203 is formed concentrically, and has a structure in which it is magnetically separated from adjacent tracks by a nonmagnetic material. The outermost surface of the magnetic recording medium 200 is flattened, and the difference in height between the recording track 203 and the non-magnetic region is less than 5 nm. The center-to-center distance between adjacent recording tracks 203, that is, the track pitch (Tp) needs to be determined according to the recording density. In this embodiment, Tp is 150 nm at the center. Tp is changed depending on the radius value of the disk on the magnetic recording medium 200. This is to cope with a yaw angle caused by driving a recording / reproducing head by a rotary actuator in a hard disk drive (HDD). When the recording / reproducing head is driven using a linear actuator, a constant Tp may be adopted regardless of the radius value.

また磁気記録媒体200には所望のトラック上の領域にアクセスし、記録再生動作を行うためのサーボパターン204も形成してある。図8ではサーボパターン204は模式的に曲線で示されているが、内部には微細パターンが存在している。このパターン構造については後述する。また、本実施例においては1周を200分割し、各エリアごとにサーボパターン204が入るようにした。勿論サーボパターンの数は200個に限定されるものではなく記録再生特性から決定する必要がある。   The magnetic recording medium 200 is also provided with a servo pattern 204 for accessing a region on a desired track and performing a recording / reproducing operation. In FIG. 8, the servo pattern 204 is schematically shown as a curve, but a fine pattern exists inside. This pattern structure will be described later. Further, in the present embodiment, one round is divided into 200 so that the servo pattern 204 enters each area. Of course, the number of servo patterns is not limited to 200 and needs to be determined from the recording / reproducing characteristics.

また磁気記録媒体200には記録トラック203,サーボパターン204が形成されていない内周部205と外周部206を設けることが出来る。   Further, the magnetic recording medium 200 can be provided with an inner peripheral portion 205 and an outer peripheral portion 206 in which the recording track 203 and the servo pattern 204 are not formed.

本媒体の製造プロセスについて図9を用いて説明する。製造プロセスにおいてはまず基板201上に軟磁性裏打層207(SUL)を成長させた。基板201の材料はガラスに限ることなく、アルミニウムなどの金属、シリコンなどの半導体、セラミックスやポリカーボネイトなどの絶縁体などを選択することが可能である。軟磁性裏打層207はFe−Ta−C合金を採用し、真空チャンバー内でのスパッタ蒸着後、必要な熱処理を行った。軟磁性裏打層207には媒体半径方向への磁気異方性をつけておくことが望ましい。Fe−Ta−C合金に代えて他の軟磁性裏打層207を用いても構わず、また、スパッタ蒸着以外の他の成長方法を採用しても構わない。また必要に応じて基板201と軟磁性裏打層207の間に、両者の密着性を高めるための密着層、軟磁性裏打層207の結晶性を制御する中間層などを挿入してもよい。軟磁性裏打層207の形成後に、引き続き記録層208を真空中にてスパッタ蒸着により成長させる。本実施例においては記録層208としてCo−Cr−Pt膜を採用した。この材料は膜面方向に対し垂直方向に磁化容易軸を有する特徴を有する。従って本実施例においては磁気異方性の軸が基板面に対しほぼ垂直となるようにスパッタ蒸着の条件を選んだ。記録層208として用いる磁性材料はCo−Cr−Pt合金に限らず、他の材料でも構わない。さらに、実施例1で述べたように、中間層209を形成した。以上のプロセスにより図9(a)に示す基板201を形成する。   The manufacturing process of this medium will be described with reference to FIG. In the manufacturing process, a soft magnetic backing layer 207 (SUL) was first grown on the substrate 201. The material of the substrate 201 is not limited to glass, and a metal such as aluminum, a semiconductor such as silicon, an insulator such as ceramics or polycarbonate, and the like can be selected. The soft magnetic backing layer 207 employs an Fe—Ta—C alloy and is subjected to necessary heat treatment after sputter deposition in a vacuum chamber. The soft magnetic backing layer 207 is preferably provided with magnetic anisotropy in the medium radial direction. Instead of the Fe—Ta—C alloy, another soft magnetic backing layer 207 may be used, and other growth methods other than sputtering deposition may be employed. Further, if necessary, an adhesion layer for improving the adhesion between the substrate 201 and the soft magnetic backing layer 207, an intermediate layer for controlling the crystallinity of the soft magnetic backing layer 207, or the like may be inserted. After the formation of the soft magnetic backing layer 207, the recording layer 208 is subsequently grown by sputtering deposition in a vacuum. In this embodiment, a Co—Cr—Pt film is used as the recording layer 208. This material is characterized by having an easy axis of magnetization in a direction perpendicular to the film surface direction. Therefore, in this embodiment, the sputter deposition conditions are selected so that the axis of magnetic anisotropy is substantially perpendicular to the substrate surface. The magnetic material used for the recording layer 208 is not limited to the Co—Cr—Pt alloy, and other materials may be used. Further, as described in Example 1, the intermediate layer 209 was formed. The substrate 201 shown in FIG. 9A is formed by the above process.

引き続き図8(b)(c)(d)に示すナノインプリント工程を行う。なお、本図では簡略化のためナノインプリント装置は省略する。以下、光硬化終了までの工程は紫外線カット下で行う。前記プロセスにより完成した平坦な構造上に、液状の感光性物質を添加したアクリレート系光硬化性樹脂(以下、レジスト210と呼ぶ)を塗布する。本実施例に於いては実施例1で説明したインクジェット法を使用してレジスト210を塗布した。   Subsequently, the nanoimprint process shown in FIGS. 8B, 8C, and 8D is performed. In this figure, the nanoimprint apparatus is omitted for simplification. Hereinafter, the process up to the end of photocuring is performed under ultraviolet cut. An acrylate photocurable resin (hereinafter referred to as a resist 210) to which a liquid photosensitive material is added is applied on the flat structure completed by the above process. In this embodiment, the resist 210 is applied using the ink jet method described in the first embodiment.

このようにレジスト210が塗布された基板201を、図9(b)に示すようにレジスト塗布面を上にしてナノインプリント装置上の下部ステージ上に配置する。また、直径65mm,厚さ1mmのモールド211はナノインプリント装置の上部ステージに、基板201のレジスト塗布面とモールド211の凹凸形成面が相対するように配置されている。本実施例においてはモールド211は石英よりなるが、レジスト210の硬化に必要な波長の光を透過させることができる材料であれば他の物質でも構わない。本実施例ではモールド211にも基板と同一の直径20mmの中心穴202が形成されている。この中心穴202を用いてモールド211と基板201に対して機械的に中心位置アライメントを行った。但し、本実施例においては使用しなかったが必要に応じて光学的測定によるフィードバック機構を用いても構わない。アライメントに用いる移動機構は、水平面内移動、上下移動,回転,傾き補正が可能である。モールド211には先に示した磁気記録媒体200上に形成される記録トラック203,サーボパターン204に対応し、鏡英の関係にある凹凸形状が形成されている。本モールド211に形成する凹部の深さは全て100nmである。   The substrate 201 thus coated with the resist 210 is placed on the lower stage on the nanoimprint apparatus with the resist coating surface facing upward as shown in FIG. 9B. The mold 211 having a diameter of 65 mm and a thickness of 1 mm is arranged on the upper stage of the nanoimprint apparatus so that the resist coating surface of the substrate 201 and the unevenness forming surface of the mold 211 face each other. In this embodiment, the mold 211 is made of quartz, but other materials may be used as long as they can transmit light having a wavelength necessary for curing the resist 210. In this embodiment, the mold 211 is also formed with a central hole 202 having a diameter of 20 mm, which is the same as that of the substrate. This center hole 202 was used to mechanically align the center position with respect to the mold 211 and the substrate 201. Although not used in this embodiment, a feedback mechanism based on optical measurement may be used as necessary. The moving mechanism used for alignment can move in a horizontal plane, move up and down, rotate, and tilt. The mold 211 is formed with a concave and convex shape corresponding to the recording track 203 and the servo pattern 204 formed on the magnetic recording medium 200 and having a mirror-like relationship. The depths of the recesses formed in the mold 211 are all 100 nm.

位置決め終了後、図9(c)に示すようにモールド211と基板201を0.9MPaの圧力で接触した後に光を照射した。本実施例においては光源として100mW/cm2の高圧水銀灯を使用した。照射量はレジスト210の種類に依存するが本実施例に於いては0.3mJ/cm2とした。この値は使用するレジスト210の種類や照射条件などに応じて変更する必要がある。光の強度は予め測定しておき、必要なエネルギーに達するよう照射時間で制御した。もちろん、チャンバー内に光検出器を設置し、実時間で光量をモニターし光のドーズ量を測定しても構わない。光硬化後に図9(d)に示すように基板201とモールド211をそれぞれ裏面から真空吸着し、基板201面に対して垂直方向に引っ張り応力を印加することにより剥離を行った。本工程によって硬化したレジスト212を基板201上に形成した。 After the positioning, as shown in FIG. 9C, the mold 211 and the substrate 201 were contacted with a pressure of 0.9 MPa and then irradiated with light. In this embodiment, a 100 mW / cm 2 high-pressure mercury lamp was used as the light source. Although the irradiation amount depends on the type of the resist 210, it is set to 0.3 mJ / cm 2 in this embodiment. This value needs to be changed according to the type of resist 210 used, irradiation conditions, and the like. The light intensity was measured in advance and controlled by the irradiation time so as to reach the required energy. Of course, a photodetector may be installed in the chamber, and the amount of light may be measured by monitoring the amount of light in real time. After photocuring, as shown in FIG. 9D, the substrate 201 and the mold 211 were vacuum-sucked from the back surface, and peeling was performed by applying a tensile stress in a direction perpendicular to the surface of the substrate 201. A resist 212 cured by this step was formed on the substrate 201.

次にディスクをナノインプリント装置から取り出し、イオンミリング装置にて、上方からイオンにてミリングした。本実施例においてイオン種はArを使用したが、他のイオン種を使用してもよい。またイオンミリングではなく反応性イオンエッチング(RIE)やウェットエッチングなどによりパターン転写を行っても構わない。この工程により、硬化したレジスト212全体を薄層化し、硬化したレジスト212の膜厚の薄い領域の下地にある中間層209および記録層208をアルゴンイオン暴露によって除去する。この工程によって図9(e)に示すよう硬化したレジスト212の凹凸形状が記録層208上に形成される。なお、本工程では行わなかったがイオンミリングの前に酸素プラズマで予め硬化したレジスト212をエッチングし、硬化したレジスト212の膜厚の薄い領域を除去して下地にある磁性膜208が直接に後のイオンミリング工程でアルゴンイオンに曝されるようにしておくとパターン精度向上の点でより好ましい。   Next, the disk was taken out from the nanoimprint apparatus and milled with ions from above with an ion milling apparatus. In this embodiment, Ar is used as the ionic species, but other ionic species may be used. Alternatively, pattern transfer may be performed by reactive ion etching (RIE) or wet etching instead of ion milling. Through this step, the entire cured resist 212 is thinned, and the intermediate layer 209 and the recording layer 208 under the thin region of the cured resist 212 are removed by exposure to argon ions. Through this step, the uneven shape of the cured resist 212 is formed on the recording layer 208 as shown in FIG. Although not performed in this step, the resist 212 previously cured with oxygen plasma is etched before ion milling, and the thin region of the cured resist 212 is removed so that the underlying magnetic film 208 is directly behind. In the ion milling step, exposure to argon ions is more preferable in terms of improving pattern accuracy.

その後、硬化したレジスト212をリンス工程によって除去して図9(f)に示す凹凸形状を有する記録層208を形成することができる。その後、必要に応じ溝部に非磁性体213を埋め込む。例えば、Si−Oを基板上部から成長させ、エッチバックまたは化学機械研磨(CMP)により平坦化することが可能である。更に必要に応じ、さらに保護膜214や潤滑膜(図示せず)を成長させ図9(g)に示す磁気記録媒体200が完成する。本実施例では記録層208上に中間層209を形成することにより、パターン欠陥率の低減を図ることで、精度の高い加工が可能となった。   Thereafter, the hardened resist 212 is removed by a rinsing step, and the recording layer 208 having the uneven shape shown in FIG. 9F can be formed. Thereafter, if necessary, the nonmagnetic material 213 is embedded in the groove. For example, Si—O can be grown from the top of the substrate and planarized by etch back or chemical mechanical polishing (CMP). Further, if necessary, a protective film 214 and a lubricating film (not shown) are further grown to complete the magnetic recording medium 200 shown in FIG. In this embodiment, by forming the intermediate layer 209 on the recording layer 208, the pattern defect rate can be reduced, so that highly accurate processing can be performed.

ナノインプリントプロセスの概念図。The conceptual diagram of a nanoimprint process. 基板から光硬化性レジストが剥れた場合のナノインプリントプロセスの概念図。The conceptual diagram of the nanoimprint process when a photocurable resist peels from the board | substrate. 基板102の概略図。FIG. 本発明における中間層の効果を示す模式図。The schematic diagram which shows the effect of the intermediate | middle layer in this invention. 本発明における中間層をナノインプリントに適用した場合の効果を示す模式図。The schematic diagram which shows the effect at the time of applying the intermediate | middle layer in this invention to nanoimprint. 本発明における中間層の構成図。The block diagram of the intermediate | middle layer in this invention. 実施例1の転写プロセスを示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a transfer process of Example 1. 実施例3の記録媒体を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a recording medium of Example 3. 実施例3の記録媒体の製造プロセスを示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a recording medium of Example 3.

符号の説明Explanation of symbols

100,211 モールド
101 凹凸形状形成部
102,201 基板
103 光硬化性レジスト
104 モールドによって押し広げられた光硬化性レジスト
105a 基板上に転写された凹凸形状を有する光硬化性レジスト
105b モールドに付着した光硬化性レジスト
106 下地基板
107 金属化合物層
108 中間層
108a 無機酸化物層
108b マスク層
109 下部ステージ
110 緩衝層
111 上部ステージ
200 磁気記録媒体
202 穴
203 記録トラック
204 サーボパターン
205 外周部
206 内周部
207 軟磁性裏打層
208 記録層
209 中間層形成部
210 レジスト
212 硬化したレジスト
213 非磁性体
214 保護膜
100, 211 Mold 101 Concavity and convexity forming portions 102 and 201 Substrate 103 Photocurable resist 104 Photocurable resist 105a spread and spread by mold Photocurable resist 105b having concave and convex shape transferred onto the substrate Light attached to the mold Curable resist 106 Underlying substrate 107 Metal compound layer 108 Intermediate layer 108a Inorganic oxide layer 108b Mask layer 109 Lower stage 110 Buffer layer 111 Upper stage 200 Magnetic recording medium 202 Hole 203 Recording track 204 Servo pattern 205 Outer peripheral part 206 Inner peripheral part 207 Soft magnetic backing layer 208 Recording layer 209 Intermediate layer forming part 210 Resist 212 Hardened resist 213 Nonmagnetic material 214 Protective film

Claims (2)

光式ナノインプリントリソグラフィにおいて用いられる基板であって、
基板上に形成された磁性層を有する金属化合物層と、
前記金属化合物層の表面に形成された中間層と、を有し、
前記中間層は、最表面の無機酸化物層と、前記金属化合物層と前記無機酸化物層の間に形成されたマスク層の2層以上から構成され、
前記無機酸化物層が、Si,Ti,Al,Snからなる群から少なくとも1種を含む材料で構成され、
前記マスク層が、Ru,Pt,Pd,W,Ti,Ta,Cr、からなる金属群のうち少なくとも1種を含む材料で構成され、
前記無機酸化物層が、カップリング剤により表面処理されていることを特徴とするインプリント用基板。
A substrate used in optical nanoimprint lithography,
And a metal compound layer having a magnetic layer formed on a substrate,
An intermediate layer formed on the surface of the metal compound layer ,
The intermediate layer is composed of two or more layers of an outermost inorganic oxide layer and a mask layer formed between the metal compound layer and the inorganic oxide layer,
The inorganic oxide layer is made of a material including at least one selected from the group consisting of Si, Ti, Al, and Sn;
The mask layer is made of a material containing at least one of a metal group consisting of Ru, Pt, Pd, W, Ti, Ta, Cr,
The imprint substrate, wherein the inorganic oxide layer is surface-treated with a coupling agent .
請求項1に記載のインプリント用基板において、前記無機酸化物層の厚さが10nm以下であることを特徴とするインプリント用基板。The imprint substrate according to claim 1, wherein the inorganic oxide layer has a thickness of 10 nm or less.
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