JP5035678B2 - ナノインプリントモールドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録媒体用のナノインプリントモールドの製造方法に関する。より詳しくは、安価に製造可能であり、凹凸パターンがモールド表面全体に、且つ、高密度に規則的に配列をした磁気記録媒体用のナノインプリントモールドの製造方法に関する。

情報記録媒体や半導体素子では、集積度の向上に伴い、飛躍的に高い記録密度を実現できる磁気記録媒体の出現が望まれている。

したがって、高い記録密度を実現するには、記録情報を書き込むことができる磁性粒子または磁性ドットなどの磁性材料を記録媒体上でいかに規則的に配列するかが鍵となる。

磁性材料を基板上に配列する方法としては、例えば以下のものが開示されている。

非特許文献１は、自己組織化作用を有する微粒子を利用して、微粒子の規則的配列を実現する方法を開示している。この文献には、ヘキサン溶媒に分散した粒径がナノメートルサイズのＦePｔ微粒子をＳｉＯ₂／Ｓｉ基板上に滴下し、室温にて溶剤を蒸発させ、次いで所定の条件でアニールすることで、基板上に規則的に配列したＦePｔ微粒子が得られる旨が記載されている。

一方、特許文献１および非特許文献２は、基板上にあらかじめフォトリソグラフィーにより溝を設け、その中に自己組織化可能な微粒子を適用することで該微粒子を基板全面に規則的に配列させる旨が開示されている。

特開２００２―３３４４１４号公報 Ｓ．Ｓｕｎ，ｅｔ．ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８７，１９８９（２０００） 櫻井正敏 他、東芝レビュー Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．１２，ｐｐ．５２〜５５（２００２） Ｓ．Ｙ Ｃｈｏｕ，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１４，ｐｐ．４１２９−４１３３（１９９６） Ｆ．Ｆｉｅｖｅｔ，ｅｔ．ａｌ．，ＭＲＳ Ｂｕｌｌ．１４，２９（１９８９） Ｋ．Ｓ．Ｓｕｓｌｉｃｋ，Ｍ，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ，Ｓｏｃ．１１８，１１９６０（１９９６） Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ, Ｖｏｌ.８５, Ｎｏ．４ ｐｐ．６５２−６７１（１９９７）

しかしながら、上記の非特許文献１の方法では、図１（ａ）に示すように、基板の各所に核生成が起こり、それらが成長してドメインとなり、近隣のドメイン同士が接触することにより、成長が終了する。その結果、ドメイン内での微粒子１０４の規則的配列は確保されるが、各ドメイン間での微粒子１０４の配列方向はランダムとなり得る。すなわち、微粒子１０４の規則的配列は、ドメイン内の粒子数の１０〜１００個程度に限られてしまい、各ドメインを併せた全体で微粒子１０４の配列が一様にならないおそれがある。このような配列を有する磁気記録媒体では、記録情報の特定が困難となり、実用的な記録再生を行うことができないおそれがある。

一方、特許文献１および非特許文献２の方法では、図１（ｂ）に示すように、あらかじめ各ドメイン間での微粒子１０４の配列方向が一定となるような溝を基板に作製しておき、その溝の中に微粒子１０４を配列させる。このため、各ドメイン間での微粒子１０４の配列方向も一定となり、非特許文献１が抱える課題を解決し得る。なお、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＣ−Ｃ’線における断面図である。

しかしながら、溝と溝の間の部分には微粒子１０４を配列することが困難である。その結果、基板全面を有効に活用できず、記録容量が向上しないおそれがある。また、溝を作製する際のフォトリソグラフ処理は、特殊装置を用いなければならないため高コストになり得る。

本発明は、上述の問題点を解決すべく、磁気記録のための磁性材料が記録媒体全面に、しかも、高密度に規則的に配列ができるような磁気記録媒体を製造するためのナノインプリントモールドを作製することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体用のナノインプリントモールドの製造方法は、モールド基板全面に自己組織化可能な微粒子を規則的に配列させる手段を作製する工程と、前記工程によって得られた基板に自己組織化可能な微粒子を滴下して、基板全面に前記微粒子を規則的に配列させる工程とを少なくとも含むことを特徴とする。微粒子を規則的に配列させる手段としては、基板全面に互いに平行な凹線を形成させる、あるいは基板全面において連続的に傾斜を形成させることが望ましい。

本発明によれば、モールド基板全面に凹凸パターンが、高密度に、且つ、規則的に配列した磁気記録媒体用のナノインプリントモールドを安価に製造することが可能となる。このモールドを用いて、磁気記録媒体を作製すると、従来の手法では困難であった記録媒体全面での高密度な磁性ドットの規則パターンが可能となる。本発明により、磁性ドット間のピッチとして１０ｎｍ以下を実現でき、面記録密度が約１０Ｔｂｉｔ／ｉｎ²の記録媒体を製造することができる。

本発明の磁気記録媒体用のナノインプリントモールドの製造方法は、モールド基板全面に自己組織化可能な微粒子を規則的に配列させる手段を作製する工程と、該工程によって得られた基板に自己組織化可能な微粒子を滴下して、基板全面に前記微粒子を規則的に配列させる工程とを少なくとも含む。

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

本発明の磁気記録媒体用のナノインプリントモールドの製造は、図２に示すような工程で行うことができる。

すなわち、モールド基板全面に自己組織化可能な微粒子を規則的に配列させる手段を作製する第１工程、該工程によって得られた基板２０２に自己組織化可能な微粒子２０４を滴下して、基板全面に自己組織化可能な微粒子２０４を規則的に配列させる第２工程（図２（ａ））である。さらに、本発明では、該微粒子２０４上から金属膜２０６を蒸着させる第３工程（図２（ｂ））、該微粒子２０４を除去して微細構造のメタルマスクパターン２０８を形成させる第４工程（図２（ｃ）（ｄ））、該メタルマスクパターン２０８をエッチングし、さらに該メタルマスクパターン２０８を除去する第５工程（図２（ｅ））を含むことができる。この方法により、ナノインプリント用のモールド２１０が得られる（図２（ｆ））。

本発明では、モールド基板全面に凹凸パターンが、高密度に、且つ、規則的に配列したナノインプリントモールドを製造するために、自己組織化可能な微粒子を規則的に配列させる第1および第２工程が鍵となる。

以下、モールド基板全面に自己組織化可能な微粒子を規則的に配列させる手段を作製する工程（第１工程）について説明する。

モールド基板全面に自己組織化可能な微粒子３０４を規則的に配列させる手段としては、基板全面に互いに平行な凹線を形成させるか（図３（ａ）（ｂ））、あるいは、基板全面において連続的に傾斜を形成させる方法がある（図３（ｃ））。なお、図３（ａ）は、基板上に配列した微粒子３０４を真上から見た図であり、図３（ｂ）は、横から見た図である。図３（ｃ）は、基板３０２上に配列した微粒子３０４の斜視図である。

先ず、基板全面に互いに平行な凹線を形成させる方法を説明する。

基板全面に互いに平行な凹線を形成させる手段の一実施態様としては、基板に研磨傷を付ける方法がある。例えば、研磨傷を付ける方法としては、研磨テープを用いる方法がある。該方法を、図４から図７を参照して説明する。

図４に示すように、砥粒が塗布された領域４０２（以下、「塗布領域」とも称する）と、塗布されていない領域４０４（以下、「非塗布領域」とも称する）が交互に並んだ研磨テープを用意する。

塗布領域４０２の横幅（Ａ）は、特に制限されるものではなく、所望の研磨傷の間隔が得られるように例えば、０．１μｍから１００ｃｍとすることができる。

非塗布領域４０４の横幅（Ｂ）は、特に制限されるものではなく、基板内部に研磨傷の始点または終点が生じないようにするために、研磨される基板の幅よりも広いことが好ましい。例えば、直径４インチの基板を用いた場合には、１０ｃｍを超えることが好ましい。

塗布領域４０２および非塗布領域４０４の縦幅（Ｃ）は、特に制限されるものではなく、研磨する基板の大きさに応じて適宜、変更できる。例えば、直径４インチの基板を用いた場合には、５ｃｍから２０ｃｍとすることができる。

塗布領域４０２に塗布される砥粒は、基板を研磨するのに適した材質のものを用いることができる。例えば、ダイヤモンドスラリー、アルミナスラリー、シリカスラリーなどを用いることができるが、機械的強度の観点から、ダイヤモンドスラリーを用いることが好ましい。

砥粒の粒径は、特に制限されるものではないが、所望の研磨傷の深さが得られるように、例えば、０．１μｍから１０μｍであることが好ましい。

塗布領域４０２における砥粒の面密度は、特に制限されるものではないが、所望の研磨傷の間隔が得られるように、例えば、１×１０²個／ｃｍ²から１×１０⁶個／ｃｍ²であることが好ましい。

次いで、図５に示すように、モールド用の基板５０２を用意し、この下端を固定手段５０４で固定する。基板表面が研磨テープ５０６の面と平行かつ離れた状態で基板を待機させる。固定手段５０４を研磨テープ５０６に向けて基板表面がテープ面と平行になるように移動させ、押し当てる。次いで、研磨テープ５０６を一定方向に巻き付ける。研磨終了後、固定手段５０４を平行に移動させ研磨テープ５０６から引き離す。

モールド用の基板５０２は、特に制限するわけではないが、当該モールドの製造において通常用いられる例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）ウェハー、サファイアウェハーを用いることができる。さらに六方晶などの結晶型を用いてもよい。

研磨する基板の大きさは、特に制限されるものではなく、製造する磁気記録媒体の大きさに応じて適宜、変更可能である。例えば、２．５インチの磁気記録媒体の場合には、３インチ以上にすることができる。

固定手段は、特に制限されるものではないが、基板の材質、大きさなどに合わせて適宜、選択することができる。例えば、基板が炭化ケイ素（ＳｉＣ）ウェハーの場合には、ホルダーを用いることができる。

次に、図６（ａ）に示すように、固定手段６０４をテープ６１０に向けて基板表面がテープ面と平行になるように移動させ、一定の圧力で押し当てる。この際、基板表面は、非塗布領域６０８にのみ押し当てられるようにする。基板６０２を研磨テープ６１０に押し当てる際、基板表面を塗布領域６０６と非塗布領域６０８の境界にかかる態様で押し当てて研磨テープ６１０を動かした場合には、基板内部で研磨傷の始点が生じるため好ましくない。

基板６０２を押し当てる圧力は、研磨傷の深さを決めるパラメータの一つであり、例えば０．１ｋｇ／ｃｍ²から１．０ｋｇ／ｃｍ²とすることができる。

次に、図６（ｂ）に示すように、研磨テープ６１０を一定方向に一定速度で動かし、砥粒が基板表面を横切るようにする。テープ６１０の移動速度は、プロセス時間の短縮と安定な押し付け圧を両立できる観点から、１０ｍｍ／分〜１００ｍｍ／分とすることが好ましい。

次に、基板６０２を研磨テープ６１０から離す場合には、塗布領域６０６が、完全に基板表面を通過した後とする（図６（ｃ））。基板６０２を研磨テープ６１０から離す際に、基板６０２を塗布領域６０６と非塗布領域６０８の境界にかかる態様で離した場合には、基板内部で研磨傷の終点が生じるため好ましくない。

このような操作を行うことにより、図７に示すように、基板表面の研磨部には、研磨傷の始点と終点は生じない。また、固定手段６０４で基板をしっかりと固定することにより、研磨傷は基板全面において、互いに一定の間隔で、一定の深さを保持した線（凹線）となる。なお、研磨される部分（研磨部）は、基板全面ではないが、研磨部より小さい記録媒体へのインプリントであるため、研磨されない部分（ホールド部）があっても特に問題はない。

研磨傷の間隔は、基板上に規則的に配列させる自己組織化可能な微粒子の粒径に対して２から９倍、好ましくは３倍から７倍、さらに好ましくは４倍から６倍である。微粒子の粒径に対して研磨傷の間隔が２倍より小さい場合には、該微粒子が研磨傷を無視して配列するため好ましくない。一方、微粒子に対して研磨傷の間隔が９倍より大きい場合には、研磨傷間においてもランダムに配列してしまうために好ましくない。

研磨傷の深さは、基板上に規則的に配列させる自己組織化可能な微粒子の粒径に対して０．０３から０．２５、好ましくは０．０５から０．１５、さらに好ましくは０．０９から０．１３である。微粒子に対して研磨傷の深さが、０．０３より小さい場合には振動などの外乱の影響を受けて、微粒子が研磨溝から容易に離脱するため好ましくない。一方、自己組織化可能な微粒子に対して研磨傷の深さが、０．２５より大きい場合には、隣接するドメインの境界が接触しても、お互いのドメインがエネルギー的に非常に安定なため、通常の振動などの外乱では粒子配列が変化せず、結果としてドメイン境界で欠陥が多数発生するため好ましくない。

以上、基板に対して１方向に研磨傷を付ける場合についての説明をしたが、２方向に研磨傷を付ける場合について、以下に説明する。

図８は、２方向に研磨傷を付けた基板を示した図である。１回目の研磨が終了した基板を、１回目の硬磨傷に対して好ましくは、６０°または１２０゜回転させた後に、さらに１回目と同様な方法で研磨を行ってもよい。硬磨傷に対して６０°または１２０゜回転させるのは、自己組織化可能な微粒子の配列パターンが、六方格子状であるために、どの研磨傷に沿って微粒子の配列が成長しても、各ドメイン間での微粒子の配列方向は一定となるからである。２回目に付ける研磨傷の角度が１回目の研磨傷に対して６０°または１２０゜から±２゜ずれていても各ドメイン間での微粒子の配列方向にあまり影響がないと思われるが、ずれが小さいほうがより好ましい。

さらに２方向に研磨傷を付けた方が１方向の場合よりも、基板全面における微粒子の配列パターンが規則的（六方格子状）に規定され易いため好ましい。

研磨傷の間隔は、基板上に規則的に配列させる自己組織化可能な微粒子の粒径に対して２から１５倍、好ましくは２倍から９倍、さらに好ましくは３倍から７倍である。

研磨傷の深さは、基板上に規則的に配列させる自己組織化可能な微粒子の粒径に対して０．０３から０．２５、好ましくは０．０５から０．１５、さらに好ましくは０．０９から０．１３である。

次に、モールド基板全面に自己組織化可能な微粒子を規則的に配列させる別の手段として、基板全面において連続的に傾斜を形成させる方法を説明する。

基板全面に連続的に傾斜を形成させる手段の一実施態様として、ステップバンチングを形成させる方法がある。

用いる基板は、特に制限するわけではないが、炭化ケイ素（ＳｉＣ）ウェハー、サファイアウェハーなどが挙げられる。さらに六方晶などの結晶型を用いることもできる。

基板表面の研磨の方法としては、特に制限するわけではないが、平坦な表面が得られるという観点から、ケミカルメカニカルポッシング（ＣＭＰ）法を用いることが好ましい。当該基板の研磨後の表面粗度は、自己組織化可能な微粒子が規則的に配列するように、表面祖度が０．１ｎｍ以下になるまで研磨することが好ましい。表面粗度が０．３ｎｍ以上の場合には、該粗面が微粒子の規則的な配列を阻害するため好ましくない。

基板を保持する条件としては、特に制限するわけではないが、アルゴンガスなどの不活性ガスの雰囲気下で、保持温度が１５００℃〜１８００℃、保持時間が５〜３０分であることが好ましい。

以上のステップバンチングを形成させる方法により、図１０に示すように、基板表面に対して特定の角度で傾斜した傾斜面が、連続的に基板全面に現れる。

傾斜面の傾斜角度は、配列された微粒子の規則性が崩れるのを回避する観点から、基板表面に対して、１°から２０°、好ましくは２°から１５°、さらに好ましくは３°から１３°である。

以上の第１工程にて、モールド基板全面に自己組織化可能な微粒子を規則的に配列させる手段を作製した後、下記の第２工程を行う。

図２（ａ）に示すように、上記の第１工程によって得られた基板２０２に自己組織化可能な微粒子２０４を滴下して、基板全面に前記微粒子２０４を規則的に配列させる工程を以下に説明する。

先ず、微粒子２０４の滴下速度は、微粒子２０４が規則的に配列することができれば特に限定されない。例えば、第１工程において基板全面に互いに平行な凹線を形成させる手段を適用した場合には、最初に凹線上に微粒子２０４が配列され、その後、該粒子の配列に合わせて他の粒子が六方格子状に配列されるような速度が好ましい。基板全面において連続的に傾斜を形成させる手段を適用した場合には、最初に基板２０２の縁に微粒子２０４が配列し、その後、該粒子の配列に合わせて他の粒子が六方格子状に配列されるような速度が好ましい。

微粒子２０４を滴下する基板２０２における箇所は、特に限定されるわけではないが、第１工程において基板全面に互いに平行な凹線を形成させる手段を適用した場合には、最初に凹線上に微粒子２０４が配列することが好ましいことから、該凹線上またはその付近に滴下することが好ましい。基板全面において連続的に傾斜を形成させる方法を適用した場合には、最初に基板２０２の縁に微粒子２０４を配列させることが好ましいことから、縁に、またはその付近に滴下することが好ましい。

以上のように凹線または縁が微粒子配列のガイドの役割を果たし、一旦、微粒子２０４が凹線上または縁に配列すれば、その配列に合わせて他の微粒子２０４も順次、六方格子状に規則的に配列する。凹線は基板２０２表面全体に互いに平行に、あるいは縁は互いに平行に存在するため、基板２０２上の微粒子２０４の配列は、全体としても互いに規則性がある。したがって、図１（ａ）に示したような、各ドメイン間での微粒子２０４の配列方向がランダムとなることはない。さらに、微粒子２０４は、基板２０２の全面に配列することから、基板全面を有効に活用でき、記録容量を向上することができる。

次に、モールド基板２０２に規則的に配列させる自己組織化可能な微粒子２０４について説明する。

自己組織化可能な微粒子２０４の例としては、金属、高分子ポリマー、などからなる微粒子２０４が挙げられる。

金属からなる微粒子には、ＦｅＰｔ微粒子、Ａｕ微粒子、ＳｍＣｏ微粒子、ＦｅＮｉ微粒子がある。この中で、例えば、ＦｅＰｔ微粒子は、当技術分野で公知の方法を用いて製造することができる。この製造方法は、例えば、非特許文献４に開示されたポリオール（ｐｏｌｙｏｌ）製法を用いることができる。この方法の概略は以下の通りである。有機白金であるＰｔ（ａｃａｃ）₂（ａｃａｃ＝アセチルアセトネート）と炭酸鉄であるＦｅ（ＣＯ）₅とを、ジオール、エチレングリコール、グリセロールその他のポリアルコール溶媒中で混合させた後、高温で加熱すると、所望のＰｔＦｅ微粒子が析出する。この製造方法に、非特許文献５に開示されているＦｅ（ＣＯ）₅をＦｅに熱分解する方法をさらに適用してもよい。

微粒子２０４の粒径は、少なくとも１Ｔｂｉｔ／ｉｎ²の面記録密度とするためには、２５ｎｍ以下であることが好ましい。

該微粒子の粒径分布は、微粒子が互いに規則的に配列するように、５％以下であることが好ましい。

本明細書において「自己組織化可能な微粒子」とは、人為的な形成によらずに、自然に六方格子状の配列をなすことができる微粒子を意味する。

以上の第１および２工程により基板全面に微粒子を規則的に配列させる。次いで、微粒子が規則的に配列された基板を用いて、下記の第３工程から第５工程により本発明のモールドを製造する。

以下に、第３工程から第５工程について図２（ｂ）から（ｆ）を参照して説明する。なお、これらの工程は、非特許文献６に開示の方法を参照することができる。

第３工程は、図２（ｂ）に示すように、第２工程にて得られた基板表面に規則的に配列した自己組織化可能な微粒子２０４上から、金属膜２０６を蒸着する工程である。例えば、金属膜２０６を蒸着する方法は、スパッタリング法による。このとき、スパッタ粒子同士の衝突・散乱を促進するために、スパッタ粒子の平均自由行程がターゲットと基板よりも十分小さくなるような条件とするのが良い。例えば、ターゲットと基板間の距離が５ｃｍの場合、Ａｒガス圧を５ｍＴｏｒｒ以上とする。この場合、金属膜２０６は、規則的に配列した微粒子２０４の間隙に回り込んで基板表面に蒸着する。金属膜２０６は、特に制限されるわけではないが、例えばニッケルなどの金属膜を用いることが好ましい。

次に、第４工程は、図２（ｃ）（ｄ）に示すように、微粒子２０４を除去して、開ロドットが規則的に配列した微細構造のメタルマスクパターン２０８を形成させる工程である。微粒子２０４を除去する方法は、従来通りであり、特に制限するわけではないが、例えば、室温で５〜１０分、２〜５回溶媒を新規のものに置換する条件下で、溶媒中で超音波洗浄を行うことである。溶媒は、特に制限するわけではないが、例えば安価、安全であるエタノールを用いることができる。なお、蒸着される金属粒子の回り込みにより、開ロドット径は実際に用いた微粒子の粒径よりも小さく、メタル部分はウェハー全体でつながっている。

次いで、第５工程は、図２（ｅ）に示すように、第４工程で得られたメタルマスクパターン２０８をエッチングし、さらにメタルマスク２０８を除去する工程である。

メタルマスクパターン２０８をエッチングの方法は、従来通りであり、特に制限するわけではないが、メタルマスクパターン２０８上から反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行うことが好ましい。反応性イオンエッチングの条件は、例えば平行平板型の容量結合性のＲＦ周波数（１３．５６ＭＨｚ）のプラズマを発生させ、原料ガスとして六フッ化硫黄（ＳＦ₆）ガス、ガス圧５０ｍＴｏｒｒ、注入電力５０〜３００Ｗ、基板に印加する電圧を−１００Ｖ〜−２５０Ｖとする条件下で行うことが好ましい。

エッチングをした後、さらにメタルマスク２０８を除去する。除去する方法は、従来通りであり、特に制限するわけではないが、例えば、ニッケルの場合では６０℃以上に加熱された燐酸、酢酸、硝酸の混合液中に５〜３０分浸漬する条件下、ウェットエッチングすることが好ましい。

以上の第１工程から第５工程により、モールド基板全面に凹凸パターンが、高密度に、且つ、規則的に配列した磁気記録媒体用のナノインプリントモールド２１０を得ることができる（図２（ｆ））。

このモールドを用いて種々の磁気記録媒体を製造することができる。磁気記録媒体の例としては、パターンドメディア、ディスクリートトラックメディアなどがある。

例えば、パターンドメディアは、上記の第１〜５工程で得られたモールドを、図１１（ａ）〜（ｄ）に示した従来のナノインプリント法に適用することに製造することができる。従来の方法は、上記の非特許文献３を参照することができる。その概略を以下に説明する。なお、図１１において符号１１１６は基板を示す。

先ず、図１１（ａ）に示すように、上記の第１〜５工程で得られたモールド１１１０を、磁性層１１１４の表面に形成したフォトレジスト層１１１２に圧着し、凹凸パターンを転写させる（図１１（ｂ））。圧着させる方法は、従来通りであり、特に制限するわけではないが、例えば、プロセス温度１００〜２００℃、印加圧力１〜数１０ＭＰａ、真空雰囲気の条件下で行うことが好ましい。磁性層１１１４は、特に制限するわけではないが、例えば、上層に硬磁性材料であるＣｏＣｒＰｔＢ合金、下層に軟磁性材料であるＣｏＺｒＮｂとすることが好ましい。フォトレジスト層１１１２は、特に制限するわけではないが、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）が好ましい。

次いで、図１１（ｃ）に示すように、得られたレジスト１１１２をマスクとしてエッチングを行う。エッチングは、従来通りであり、特に制限するわけではないが、例えば、エッチングガスにＣｌ₂、ガス圧３０ｍＴｏｒｒ、平行平板型のＲＦプラズマ、基板バイアス−２００Ｖ〜−３００Ｖ、注入電力１００Ｗの条件下での反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が好ましい。

以上の工程により各磁性ドット１１１８が最密充填で配列したパターンドメディアを得ることができる（図１１（ｄ））。

実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、以下に示す実施例は本発明を制限することを意図したものではない。

実施例１
（研磨テープの作製）
図４に示すように、ダイヤモンドスラリーが塗布されている領域（以下、「塗布領域」とも称する）と、塗布されていない領域（以下、「非塗布領域」とも称する）とが交互に並んだ研磨テープを作製した。塗布領域の横幅は５ｃｍ、縦幅は１０ｃｍであり、ダイヤモンドスラリーの粒径は１μｍ、ダイヤモンドスラリーの面密度は４ｘ１０⁴個／ｃｍ²である。非塗布領域の横幅は２０ｃｍ、縦幅は１０ｃｍである。

（基板の研磨）
図５に示すように、磁気記録媒体用のナノインプリントモールドの基板として４インチの炭化ケイ素ウェハーを用い、その下端をホルダーで固定した。ウェハーを、ウェハー表面と研磨テープ面が平行となるように離れた位置に待機させた。

図６（ａ）に示すように、ホルダーを、研磨テープ方向に平行移動させることで炭化ケイ素ウェハーを研磨テープの非塗布領域に押し当てた。なお、研磨テープへの押し当て圧力を０.２ｋｇ／ｃｍ²とした。

図６（ｂ）に示すように、塗布領域が基板を通過することにより、ウェハーを研磨した。なお、研磨テープの巻き取り速度を５０ｍｍ／分とした。

ウェハーを研磨テープから離す場合には、図６（ｃ）に示すように、ウェハーが完全に塗布領域を通過した後とする。

図７に示すように、ウェハー表面の研磨傷は、互いに平行な線であり、ウェハー内に研磨傷の始点と終点はなかった。なお、ウェハーを固定する部分は研磨されず、上端から８ｃｍの部分のみ研磨されるが、研磨されない部分はモールドとして適用しないので特に問題はない。

（自己組織化可能な微粒子の作製）
非特許文献４に開示されたポリオール製法により、粒径が１０ｎｍのＦｅＰｔ微粒子を作製した。なお、該微粒子の粒径分布は、３％以下であった。

（モールドの作製）
このＦｅＰｔ微粒子を１００ｍｇ／ｌの濃度で分散させたヘキサン溶液３．２ｍｌを、上記で得られた研磨傷を有するウェハーの表面に滴下した。その結果、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、凹線（研磨傷）に沿って該微粒子が単層で規則的に配列した。

次いで、図２（ｂ）に示すように、該ウェハー全面に規則的に配列したＦｅＰｔ微粒子の上から、Ｎｉ膜を４ｎｍの厚さで蒸着した。

さらに、エタノール中の超音波洗浄により微粒子を除去すると、８ｎｍの開ロドットが規則的に配列した微細構造のメタルマスクパターンが形成された（図２（ｃ）（ｄ））。蒸着されるＮｉ粒子の回り込みにより、ドット径は実際に用いたＦｅＰｔの粒径である１０ｎｍよりも小さく、Ｎｉパターンは基板表面の全体でつながっていた。

原料ガスとしてＳＦ₆ガスを用いて、得られたＮｉマスクパターンの上から反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行うと、深さ５０ｎｍのビアが形成した（図２（ｅ））。

この後、Ｎｉ膜を燐酸、酢酸、硝酸の混合液を用いるウェットエッチングにより除去して、ナノインプリント用のモールドを得た（図２（ｆ））。

（パターンドメディアの製造）
上記のように作製された磁気記録媒体用のナノインプリントモールドを、図１１に示した工程により、非特許文献３に記載の方法に準じて、パターンドメディアを製造した。その結果、磁性ドット径が６ｎｍφ、磁性ドット間距離が４ｎｍ、磁性ドット間ピッチが１０ｎｍ、面記録密度が約１０Ｔｂｉｔ／ｉｎ²の超高密度のパターンドメディアを得た。磁性ドットを読み込むことができないエラーレート（以下、「ビットエラーレート」とも称する）を測定すると３の値を超え、磁性ドットが記録媒体全面に渡り、規則的に配列していることが確認できた。ビットエラーレートは、−ｌｏｇ₁₀（エラービット数／全測定ビット数）の式で算出した。ビットエラーレートの値が大きいほど磁性ドットが記録媒体全面に渡り、規則的に配列していることを示す。なお、ビット数はＧｕｚｉｋ社製スピンスタンドで測定した。

（実施例２）
本発明のナノインプリントモールドの製造では、自己組織化可能な微粒子をモールド基板の表面にいかに規則正しく配列させるかが重要である。そこで研磨傷の間隔が、基板表面に配列する微粒子の規則性に与える影響について検討した。特に記述をしない限り、研磨テープの作製、基板の研磨、自己組織化可能な微粒子の作製、モールドの作製、およびパターンドメディアの製造は、実施例１に記載の方法と同様である。研磨傷の間隔と深さは、原子間力顕微鏡（以下、「ＡＦＭ」とも称する）を用いて測定した。微粒子の規則性は、記録媒体のビットエラーレートにより判断した。

先ず、塗布領域の横幅を０．２ｃｍ、１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍ、３０ｃｍと変化させて、炭化ケイ素ウェハーを研磨し、研磨傷の間隔がそれぞれ、１０ｎｍ、１６ｎｍ、２２ｎｍ、３５ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍ、１２２ｎｍである８種類のウェハーを作製した。研磨傷の深さはいずれの場合においても約１．５ｎｍであった。また、ＦｅＰｔ微粒子の粒径を１０ｎｍとした。それぞれの研磨傷の間隔を有するウェハーを用いてモールドを作製し、パターンドメディアを製造した。各研磨傷の間隔とビットエラーレートの対応は、表１と図１２に示す通りである。

研磨傷の間隔が、２２ｎｍから７０ｎｍの範囲では３の値を超えるエラーレートが得られた。この結果は、ＦｅＰｔ微粒子が隣接する研磨傷の間に２個〜７個並ぶように研磨傷の間隔を制御すると、規則性の高い磁性ドットの配列が得られることを示している。

一方、研磨傷の間隔が１６ｎｍ以下では磁性ドットの規則性は全く得られなかった。これは微粒子の粒径に対してあまりにも研磨傷の間隔が狭いため、研磨傷を無視して微粒子が並んでしまったためと考えられる。また、１００ｎｍ以上の研磨傷の間隔においても規則的な配列が得られなかった。これは研磨傷の間隔が広すぎるため、その中で微粒子がランダムな配列を起こしてしまったものと考えられる。

（実施例３）
次に、研磨傷の深さが基板表面に配列する微粒子の規則性に与える影響について検討した。特に記述をしない限り、研磨テープの作製、基板の研磨、自己組織化可能な微粒子の作製、モールドの作製、およびパターンドメディアの製造は、実施例１に記載の方法と同様である。研磨傷の間隔と深さは、ＡＦＭを用いて測定した。微粒子の規則性は、記録媒体のビットエラーレートにより判断した。

先ず、ダイヤモンドスラリーの粒径を０．０３μｍ、０．０５μｍ、０．１μｍ、０．２５μｍ、０．５μｍ、１μｍ、６μｍ、１５μｍと変化させて、炭化ケイ素ウェハーを研磨し、研磨傷の深さがそれぞれ、０．１ｎｍ、０．２ｎｍ、０．５ｎｍ、０．８ｎｍ、１．０ｎｍ、１．５ｎｍ、３．０ｎｍ、５．０ｎｍである８種類のウェハーを作製した。研磨傷の間隔をいずれも５０ｎｍとした。また、ＦｅＰｔ微粒子の粒径を１０ｎｍとした。それぞれの研磨傷の深さを有するウェハーを用いてモールドを作製し、パターンドメディア製造した。各研磨傷の深さとビットエラーレートの対応は、表２と図１３に示す通りである。

研磨傷の深さが、０．５ｎｍから１．５ｎｍの範囲では３の値を超えるエラーレートが得られた。

（実施例４）
実施例１に記載の方法に準じて、基板を研磨した後、研磨傷に対して基板を１２０^°回転させ、さらに基板を研磨して、２方向に研磨傷を作製した。さらに研磨の際には、実施例２、３に記載の方法に準じて、研磨傷の間隔と深さが異なるウェハーを各８種類作製した。これを夫々用いてモールドを作製し、パターンドメディアを製造した。各研磨傷の間隔とビットエラーレートの対応は、表３と図１４に示す通りである。各研磨傷の深さとビットエラーレートの対応は、表４と図１５に示す通りである。

その結果、研磨傷の間隔が、２２ｎｍから７０ｎｍの範囲では４の値を超えるエラーレートが得られた。この結果より、２方向の傷の場合には、１方向の傷の場合と比較してエラーレートの値は大きく、規則性の高い磁性ドットの配列が得られることがわかった。なお、研磨傷の間隔が１２２ｎｍの場合においてもビットエラーレートの値は３．５であり、研磨傷の間隔が広い場合であっても高い規則性が得られることがわかった。

一方、研磨傷の深さが０．５ｎｍから１．５ｎｍの範囲においても、４の値を超えるエラーレートを得た。この結果は、１方向の傷の場合よりも規則性の高い磁性ドットの配列が得られることを示している。

（実施例５）
基板として六方晶型の４Ｈ−炭化ケイ素ウェハーを準備した。なお、その基板表面は、六方晶の結晶軸であるｃ軸が＜１，１，−２，０＞方向に８°傾いたのものであった（図９）。このウェハーの表面は、ケミカルメカニカルポッシング（ＣＭＰ）などにより、表面粗度が０．１ｎｍ以下に研磨されていた。このようなウェハーをアルゴン雰囲気下、１５００℃、３０分保持した。その結果、＜１，−１，０，０＞方向に沿って、表面から８°傾いた（０，０，０，１）面が全面に現れた（図１０）。実施例１に記載の方法に準じて、このウェハーからモールドを作製し、パターンドメディアを製造した。ビットエラーレートの結果は、３×１０^-4であった。

従来技術における微粒子の配列を示した図である。 本発明のナノインプリントモールドの製造工程を説明するための図である。 凹線または縁に沿って、微粒子が規則的に配列している状態を示した図である。 研磨テープを説明するための図である。 基板を研磨テープに押し当てる前の状態図である。 基板を研磨する工程を説明するための図である。 研磨された基板を示した図である。 基板上に作製した研磨傷を示した図である。 六方晶型４Ｈ−炭化ケイ素ウェハーの基板表面を説明するための図である。 六方晶型４Ｈ−炭化ケイ素ウェハーの基板表面を説明するための図である。 磁気記録媒体の製造工程を説明するための図である。 研磨傷の間隔とエラーレートの関係を示した図である。 研磨傷の深さとエラーレートの関係を示した図である。 研磨傷の間隔とエラーレートの関係を示した図である。 研磨傷の深さとエラーレートの関係を示した図である。

符号の説明

１０２ ２０２ ３０２ ６０２ １１１６ 基板
１０４ ２０４ ３０４ 自己組織化可能な微粒子
２１０ １１１０ インプリントモールド
１１１８ 磁性ドット
４０２ ６０６ 塗布領域
４０４ ６０８ 非塗布領域
５０６ ６１０ 研磨テープ

Claims (10)

1. 磁気記録媒体用のナノインプリントモールドの製造方法であって、
   モールド基板面に自己組織化可能な微粒子を規則的に配列させる手段を作製する工程と、前記工程によって得られた基板に自己組織化可能な微粒子を滴下して、基板面に前記微粒子を規則的に配列させる工程と、
   前記微粒子上から金属膜を蒸着させる工程と、
   前記微粒子を除去してメタルマスクパターンを形成させる工程と、
   前記メタルマスクパターンをエッチングし、さらに前記メタルマスクパターンを除去する工程と
   を含むことを特徴とする、ナノインプリントモールドの製造方法。
2. 前記微粒子を規則的に配列させる手段が、基板面に互いに平行な凹線を形成させることを特徴とする、請求項１に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
3. 凹線の形成工程において、形成された互いに平行な凹線に対して６０°または１２０°の角度をなして交差する平行な凹線をさらに形成させる工程を含むことを特徴とする、請求項２に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
4. 形成された凹線の間隔が該微粒子の粒径の２倍から９倍であることを特徴とする、請求項２に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
5. 形成された凹線の間隔が該微粒子の粒径の３倍から７倍であることを特徴とする、請求項２に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
6. 形成された凹線の深さが該微粒子の粒径の０．０３から０．２５であることを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
7. 凹線が研磨傷であることを特徴とする、請求項２から６のいずれか１項に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
8. 前記微粒子を規則的に配列させる手段が、基板面において連続的に傾斜を形成させることであることを特徴とする、請求項１に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
9. 前記傾斜が、基板表面に対して１°から２０°傾斜していることを特徴とする、請求項８に記載のナノインプリントモールドの製造方法。
10. 磁気記録媒体がパターンドメディアであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のナノインプリントモールドの製造方法。

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