JP5175812B2 - Nano mold, mold manufacturing method and magnetic recording medium manufacturing method - Google Patents

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本発明は、ナノオーダーのパターンが形成されたナノ金型、金型の製造方法および磁気記録媒体の製造方法に関する。   The present invention relates to a nano mold having a nano-order pattern formed thereon, a mold manufacturing method, and a magnetic recording medium manufacturing method.

近年、高度情報化社会の進展により大容量の画像情報記録へのニーズが高まり、1Tb/inchというような高記録密度が磁気記録媒体に要求されている。このような高密度磁気記録媒体として、磁性ドットを非磁性体で分離する構造のパターンド磁気記録媒体が注目されている(例えば、非特許文献1参照)。 In recent years, the need for large-capacity image information recording has increased due to the advancement of an advanced information society, and a high recording density of 1 Tb / inch 2 is required for magnetic recording media. As such a high-density magnetic recording medium, a patterned magnetic recording medium having a structure in which magnetic dots are separated by a non-magnetic material has attracted attention (see, for example, Non-Patent Document 1).

非特許文献1に記載の技術では、ナノインプリントを用いてレジストをパターン化し、そのレジストをマスクとして磁性膜をエッチングすることにより、分離された磁性ドットを形成するようにしている。しかし、そのような方法では、ドットピッチは100nm以上と大きく1Tb/inchを実現するのは難しい。また、上述したような一連の加工作業を、磁気記録媒体毎に行わなければならないので加工コストの点で問題もあった。 In the technique described in Non-Patent Document 1, a resist is patterned using nanoimprint, and the magnetic film is etched using the resist as a mask to form separated magnetic dots. However, with such a method, the dot pitch is as large as 100 nm or more, and it is difficult to achieve 1 Tb / inch 2 . In addition, since a series of processing operations as described above must be performed for each magnetic recording medium, there is a problem in terms of processing costs.

そこで、本発明者らは、金属ガラス基板に対してナノ金型を用いたナノインプリンティングを行うことによりナノホールを形成し、そのナノホール内に磁性体(FePtナノ粒子)を埋め込む方法を提案した(例えば、特許文献1参照)。使用されるナノ金型は、Si基板上に形成されたSiO膜上に、フッ素系ガス(CHF等)を用いたFIB−CVD法によりタングステン薄膜のマスクを形成し、RIE(反応性イオンエッチング)によりSiOをエッチングすることにより形成していた。 Therefore, the present inventors have proposed a method of forming a nanohole by performing nanoimprinting using a nano mold on a metal glass substrate and embedding a magnetic material (FePt nanoparticle) in the nanohole ( For example, see Patent Document 1). The nano mold to be used is to form a tungsten thin film mask on the SiO 2 film formed on the Si substrate by FIB-CVD method using a fluorine-based gas (CHF 3 or the like). It was formed by etching SiO 2 by etching.

特開2008−130210号公報JP 2008-130210 A

青山勉,佐藤勇武,石尾俊二,「パターンド磁気記録媒体の製作方法と磁気的特性」,応用物理,2003,第72巻,第3号,p.298-303Tsutomu Aoyama, Yumu Sato, Shunji Ishio, “Production Method and Magnetic Properties of Patterned Magnetic Recording Media”, Applied Physics, 2003, Vol. 72, No. 3, p.298-303

しかしながら、Si基板をエッチングストッパとしてSiOをエッチングした場合、SiとSiOとの選択比がそれほど大きくないため、Si基板でエッチングが止まらずにSi基板までエッチングされ、エッチング深さが不均一になる。このような不均一性は、より小径かつ小ピッチのナノ金型を製作する上で問題となる。 However, when SiO 2 is etched using the Si substrate as an etching stopper, the selectivity between Si and SiO 2 is not so large, so the etching does not stop at the Si substrate and the etching is performed to the Si substrate, and the etching depth is uneven. Become. Such non-uniformity becomes a problem when manufacturing a nano mold having a smaller diameter and a smaller pitch.

請求項1の発明は、ナノインプリント法に用いられるナノ金型の製造方法であって、Al基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第1の工程と、集束イオンビーム援用化学気相成長により、被エッチング層上に薄膜パターンを形成する第2の工程と、薄膜パターンをマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより前記被エッチング層をエッチングし、複数のナノ凸パターンが形成された成型転写面を形成する第3の工程と、を有することを特徴とする。
請求項2の発明に係るナノ金型は、請求項1に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする。
請求項3の発明は、ナノインプリント法に用いられるナノ金型の製造方法であって、第1のAl基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第1の工程と、集束イオンビーム援用化学気相成長により、第1のAl基板に形成された被エッチング層上に薄膜パターンを形成する第2の工程と、薄膜パターンをマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより被エッチング層をエッチングして、複数のナノ凸パターンを有する予備金型を形成する第3の工程と、第2のAl基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第4の工程と、第2のAl基板に形成された被エッチング層上にレジスト層を形成する第5の工程と、レジスト層に対する予備金型によるインプリント成型を、ナノ凸パターンの成型転写位置が重ならないように予備金型をずらして複数回行い、レジスト層によるマスクパターンを形成する第6の工程と、レジストパターンをマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより第2のAl基板の被エッチング層をエッチングし、複数のナノ凹パターンを有する成型転写面を形成する第7の工程と、を有することを特徴とする。
請求項4の発明は、ナノインプリント法に用いられるナノ金型の製造方法であって、第1のAl基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第1の工程と、集束イオンビーム援用化学気相成長により、第1のAl基板に形成された被エッチング層上に薄膜パターンを形成する第2の工程と、薄膜パターンをマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより被エッチング層をエッチングして、複数のナノ凸パターンを有する予備金型を形成する第3の工程と、第2のAl基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第4の工程と、第2のAl基板に形成された被エッチング層上にレジスト層を形成する第5の工程と、レジスト層に対する前記予備金型によるインプリント成型を、ナノ凸パターンの成型転写位置が重ならないように予備金型をずらして複数回行い、レジスト層によるマスクパターンを形成して被エッチング層の表面の一部を露出させる第6の工程と、露出した被エッチング層の表面にスパッタ薄膜を形成する第7の工程と、スパッタ薄膜をマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより第2のAl基板の被エッチング層をエッチングし、複数のナノ凸パターンを有する成型転写面を形成する第8の工程と、を有することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項3または4に記載のナノ金型の製造方法において、第6の工程では、予備金型に形成されたナノ凸パターンのパターンピッチ方向に、パターンピッチのN等分ずつずらしながら予備金型によるインプリント成型をN回行うことを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項5に記載のナノ金型の製造方法において、予備金型に形成されたナノ凸パターンの直交する2方向のパターンピッチ方向の各々に関して、パターンピッチのN等分ずつずらしながら予備金型によるインプリント成型をN回行うことを特徴とする。
請求項7の発明に係るナノ金型は、請求項3〜6のいずれか一項に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする。
請求項8の発明によるナノ金型の製造方法は、金属ガラス基板を、その過冷却液体温度域に保持しつつ請求項7に記載のナノ金型の成型転写面に押圧して、ナノパターンが形成された金型を形成すること特徴とする。
請求項9の発明による磁気記録媒体の製造方法は、基板の上に軟磁性層を形成する第1の工程と、軟磁性層の上に金属ガラス基板を載置し、該金属ガラス基板をその過冷却液体温度域に保持しつつ加圧することで、軟磁性層上に所望の厚さの金属ガラス層を形成する第2の工程と、金属ガラス層をその過冷却液体温度域に保持しつつ、請求項7に記載のナノ金型の成形転写面を押圧して複数の凹部または凸部を形成する第3の工程と、複数の凹部または凸部のそれぞれに磁性体を形成する第4の工程と、を有することを特徴とする。
The invention of claim 1 is a method for producing a nano mold used in the nanoimprint method, the first step of forming an etched layer made of an amorphous carbon material on an Al 2 O 3 substrate, and a focused ion A second step of forming a thin film pattern on the layer to be etched by beam-assisted chemical vapor deposition; and etching the layer to be etched by dry etching using oxygen gas using the thin film pattern as a mask. And a third step of forming a molded transfer surface on which a pattern is formed.
A nano mold according to a second aspect of the present invention is manufactured by the manufacturing method according to the first aspect.
The invention of claim 3 is a method for producing a nano mold used in the nanoimprint method, wherein a first step of forming an etching target layer made of an amorphous carbon material on a first Al 2 O 3 substrate; A second step of forming a thin film pattern on the etching target layer formed on the first Al 2 O 3 substrate by focused ion beam assisted chemical vapor deposition, and oxygen gas was used with the thin film pattern as a mask. A third step of etching a layer to be etched by dry etching to form a preliminary mold having a plurality of nano-convex patterns; and a layer to be etched made of an amorphous carbon material on a second Al 2 O 3 substrate a fourth step of forming a fifth step of forming a second resist layer on the etched layer which is formed on the Al 2 O 3 substrate of the imprint formed by the preliminary mold against the resist layer The sixth step of forming the mask pattern with the resist layer by shifting the preliminary mold a plurality of times so that the molding transfer position of the nano-convex pattern does not overlap, and the dry process using oxygen gas with the resist pattern as a mask And a seventh step of etching a layer to be etched of the second Al 2 O 3 substrate by etching to form a molded transfer surface having a plurality of nano-concave patterns.
The invention of claim 4 is a method of manufacturing a nano mold used in the nanoimprint method, and includes a first step of forming an etched layer made of an amorphous carbon material on a first Al 2 O 3 substrate. A second step of forming a thin film pattern on the etching target layer formed on the first Al 2 O 3 substrate by focused ion beam assisted chemical vapor deposition, and oxygen gas was used with the thin film pattern as a mask. A third step of etching a layer to be etched by dry etching to form a preliminary mold having a plurality of nano-convex patterns; and a layer to be etched made of an amorphous carbon material on a second Al 2 O 3 substrate a fourth step of forming a fifth step of forming a resist layer on the etched layer which is formed on the second Al 2 O 3 substrate, imprinting by the preliminary mold against the resist layer A sixth step of performing molding a plurality of times by shifting the preliminary mold so that the molding transfer positions of the nano-convex patterns do not overlap, and forming a mask pattern by a resist layer to expose a part of the surface of the layer to be etched; A seventh step of forming a sputtered thin film on the surface of the exposed layer to be etched, and etching the layer to be etched of the second Al 2 O 3 substrate by dry etching using oxygen gas using the sputtered thin film as a mask, And an eighth step of forming a molded transfer surface having a plurality of nano-convex patterns.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for producing a nano mold according to the third or fourth aspect, in the sixth step, the pattern pitch N or the like is formed in the pattern pitch direction of the nano-convex pattern formed in the preliminary mold. The imprint molding using a preliminary mold is performed N times while shifting by minutes.
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a nano mold according to the fifth aspect, the pattern pitch is divided into N equal parts with respect to each of two orthogonal pattern pitch directions of the nano-convex pattern formed on the preliminary mold. The imprint molding using the preliminary mold is performed N times while shifting each time.
The nano metal mold | die which concerns on invention of Claim 7 was manufactured with the manufacturing method as described in any one of Claims 3-6, It is characterized by the above-mentioned.
The method for producing a nano mold according to the invention of claim 8 is to press the metal glass substrate against the molding transfer surface of the nano mold according to claim 7 while holding the metallic glass substrate in the supercooled liquid temperature range. It is characterized by forming a formed mold.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium manufacturing method comprising: a first step of forming a soft magnetic layer on a substrate; and a metal glass substrate is placed on the soft magnetic layer, and the metal glass substrate is A second step of forming a metal glass layer having a desired thickness on the soft magnetic layer by pressurizing while maintaining the supercooled liquid temperature range, and maintaining the metal glass layer in the supercooled liquid temperature range A third step of pressing the molding transfer surface of the nano mold according to claim 7 to form a plurality of recesses or projections, and a fourth step of forming a magnetic body in each of the plurality of recesses or projections And a process.

本発明によれば、より小径かつ小ピッチのナノパターンを形成することができる。   According to the present invention, a nanopattern having a smaller diameter and a smaller pitch can be formed.

磁気記録媒体を示す図であり、(a)は平面図、(b)はA−A断面図である。It is a figure which shows a magnetic recording medium, (a) is a top view, (b) is AA sectional drawing. 磁気記録媒体の製造方法を説明する図であり、(a)は第1の工程を、(b)は第2の工程を示す図である。It is a figure explaining the manufacturing method of a magnetic recording medium, (a) is a figure which shows a 1st process and (b) is a 2nd process. 磁気記録媒体の製造方法を説明する図であり、(a)は第3の工程を、(b)は第4の工程を示す図である。It is a figure explaining the manufacturing method of a magnetic recording medium, (a) is a 3rd process, (b) is a figure which shows a 4th process. ストッパ202,15を説明する図である。It is a figure explaining stoppers 202 and 15. 金型2の製造方法を説明する図であり、(a)は第1の工程を、(b)は第2の工程を、(c)はDLC膜21上に形成されたマスクパターン22を示す。It is a figure explaining the manufacturing method of the metal mold | die 2, (a) shows a 1st process, (b) shows a 2nd process, (c) shows the mask pattern 22 formed on the DLC film 21. . 金型2の製造方法を説明する図であり、(a)は第3の工程を示し、(b)は金型2の成形転写面を示す。It is a figure explaining the manufacturing method of the metal mold | die 2, (a) shows a 3rd process, (b) shows the shaping | molding transcription | transfer surface of the metal mold | die 2. FIG. 金型製造方法の第2の例を説明する図であり、第1の工程から第4の工程までを示す。It is a figure explaining the 2nd example of a metal mold manufacturing method, and shows from the 1st process to the 4th process. 金型製造方法の第2の例を説明する図であり、第5の工程から第8の工程までを示す。It is a figure explaining the 2nd example of a metal mold manufacturing method, and shows from the 5th process to the 8th process. レジスト72の平面図であり、(a)は図7(b)の工程後の状態を示し、(b)は図7(c)の工程後の状態を示し、(c)は最終的なレジストパターンを示す。7A is a plan view of a resist 72, FIG. 7A shows a state after the step of FIG. 7B, FIG. 7B shows a state after the step of FIG. 7C, and FIG. Indicates a pattern. (a)は金型7の斜視図であり、(b)は最終的な金型8の斜視図である。(A) is a perspective view of the mold 7, and (b) is a perspective view of the final mold 8. 磁気記録媒体の他の例を示したものであり、(a)は平面図、(b)はB−B断面図である。FIG. 6 shows another example of a magnetic recording medium, where (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view along BB. 金型9の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the metal mold | die 9. FIG.

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図1は磁気記録媒体1を示す図であり、(a)は平面図、(b)はA−A断面図である。磁気記録媒体1の基板11上には非晶質の軟磁性層12および金属ガラス層13が順に形成されている。金属ガラス層13には凹部130が規則的に複数形成されており、各凹部130内には磁気記録層(ハード磁性層)を構成する磁性体14がそれぞれ埋め込まれている。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams showing a magnetic recording medium 1, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA. On the substrate 11 of the magnetic recording medium 1, an amorphous soft magnetic layer 12 and a metallic glass layer 13 are formed in this order. A plurality of recesses 130 are regularly formed in the metal glass layer 13, and the magnetic bodies 14 constituting the magnetic recording layer (hard magnetic layer) are embedded in each recess 130.

図1に示した磁気記録媒体では、各磁性体14の間に非磁性の金属ガラス層13が介在することで、各磁性体14のそれぞれが磁気的に独立した記録ビットを構成している。基板11には、アルミ、酸化物ガラス、金属ガラスなどの非磁性材料が用いられる。軟磁性層12は磁気ヘッドからの記録磁界をサポートする機能を有するものであり、磁気ヘッドの記録磁界はこの軟磁性層12を通って閉ループを形成し、記録磁界の取り込みや信号再生感度の向上が図られる。軟磁性層12にはFe,Ni,Co,Pdなどを含む軟磁性材料が用いられ、軟磁性を示す金属ガラスを用いることもできる。後述するように、製造過程で基板全体を成形温度Tmまで昇温させるので、軟磁性層12が非晶質の材料の場合には、軟磁性材料には結晶化温度が成形温度Tmよりも高いものを使用する。   In the magnetic recording medium shown in FIG. 1, the nonmagnetic metallic glass layer 13 is interposed between the magnetic bodies 14, so that each magnetic body 14 constitutes a magnetically independent recording bit. The substrate 11 is made of a nonmagnetic material such as aluminum, oxide glass, or metal glass. The soft magnetic layer 12 has a function of supporting a recording magnetic field from the magnetic head, and the recording magnetic field of the magnetic head forms a closed loop through the soft magnetic layer 12 to improve recording magnetic field capture and signal reproduction sensitivity. Is planned. The soft magnetic layer 12 is made of a soft magnetic material containing Fe, Ni, Co, Pd, or the like, and a metallic glass exhibiting soft magnetism can also be used. As will be described later, since the entire substrate is heated to the molding temperature Tm in the manufacturing process, when the soft magnetic layer 12 is an amorphous material, the crystallization temperature of the soft magnetic material is higher than the molding temperature Tm. Use things.

金属ガラス層13全体の厚さt1は20nm程度であって、凹部130の底部分131の厚さt2は数nm程度以下とされる。この部分は、従来の垂直磁気記録媒体の中間層に相当するものである。また、マトリクス状に形成された凹部130のピッチPを25nm程度以下とすることで、1Tb/inch以上の記録密度を達成することができる。金属ガラス層13に用いられる金属ガラス材料としては、後述するようにPt基(白金系)アモルファス合金、Zr基(ジルコニウム系)アモルファス合金、La基(ランタン系)アモルファス合金やPd基(パラジウム系)アモルファス合金などがある。磁性体14には、FePtナノ粒子などのナノ磁性体粒子や、Co/Pd多層膜などが用いられる。 The total thickness t1 of the metallic glass layer 13 is about 20 nm, and the thickness t2 of the bottom portion 131 of the recess 130 is about several nm or less. This portion corresponds to the intermediate layer of a conventional perpendicular magnetic recording medium. Further, when the pitch P of the recesses 130 formed in a matrix is set to about 25 nm or less, a recording density of 1 Tb / inch 2 or more can be achieved. As described later, the metallic glass material used for the metallic glass layer 13 is a Pt-based (platinum) amorphous alloy, a Zr-based (zirconium-based) amorphous alloy, a La-based (lanthanum-based) amorphous alloy, or a Pd-based (palladium-based). There are amorphous alloys. For the magnetic body 14, nanomagnetic particles such as FePt nanoparticles, a Co / Pd multilayer film, or the like is used.

《磁気記録媒体1の製造方法の説明》
次に、図2〜図4を参照して、磁気記録媒体1の製造方法について説明する。本実施の形態では、金属ガラス層13の微細凹凸パターンを、ナノインプリント法により形成する。まず、図2(a)に示すように、スパッタ蒸着などにより、所定厚さの軟磁性層12を基板11上に形成する。図2(b)に示す工程では、金属ガラス層13をスパッタ蒸着などにより形成する。
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Next, a method for manufacturing the magnetic recording medium 1 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the fine uneven pattern of the metal glass layer 13 is formed by a nanoimprint method. First, as shown in FIG. 2A, a soft magnetic layer 12 having a predetermined thickness is formed on a substrate 11 by sputtering deposition or the like. In the step shown in FIG. 2B, the metallic glass layer 13 is formed by sputtering deposition or the like.

なお、ここでは金属ガラス層13をスパッタ蒸着で形成するようにしたが、以下のような薄膜化積層加工により形成しても良い。すなわち、薄い金属ガラス基板を軟磁性層12の上に配置し、その金属ガラス基板を後述する過冷却液体温度域に加熱すると共にプレスで加圧成型して、所望の厚さの金属ガラス層13とする。金属ガラス層13は、加圧成型過程において軟磁性層12に固着する。   Here, the metal glass layer 13 is formed by sputter deposition, but it may be formed by the following thin film lamination process. That is, a thin metal glass substrate is disposed on the soft magnetic layer 12, and the metal glass substrate is heated to a supercooled liquid temperature range described later and pressed with a press to form a metal glass layer 13 having a desired thickness. And The metallic glass layer 13 is fixed to the soft magnetic layer 12 in the pressure molding process.

次いで、図3(a)、図3(b)に示すように、金型2を用いたナノインプリント法により金属ガラス層13に凹凸を形成する。金型2には、金属ガラス層13に形成すべき凹部130に対応する凸部200と、凸部132に対応する凹部201とが形成されている。なお、金型2の作成方法については後述する。   Next, as shown in FIGS. 3A and 3B, irregularities are formed on the metallic glass layer 13 by the nanoimprint method using the mold 2. In the mold 2, a convex portion 200 corresponding to the concave portion 130 to be formed in the metallic glass layer 13 and a concave portion 201 corresponding to the convex portion 132 are formed. A method for creating the mold 2 will be described later.

金属ガラスと称されるアモルファス合金は、ガラス遷移温度Tgが結晶化温度Txよりも低温側に存在し、安定な過冷却液体温度域ΔTx(=Tx−Tg)が存在する。この過冷却液体温度域では、金属ガラスは完全ニュートン粘性流動を呈し、低応力での粘性流動加工が可能であることから優れた微細成形特性(微細形状転写性)を有する。本実施の形態では、金属ガラスのこのような性質を利用し、金型2に形成されたナノメートルオーダーの微細凹凸形状を金属ガラス層13に転写することにより、微細凹凸形状を容易にかつ高精度に形成するようにしている。   An amorphous alloy called metallic glass has a glass transition temperature Tg on the lower temperature side than the crystallization temperature Tx, and a stable supercooled liquid temperature range ΔTx (= Tx−Tg). In this supercooled liquid temperature range, the metallic glass exhibits a complete Newtonian viscous flow, and has an excellent fine forming property (fine shape transferability) since it can be processed by viscous flow with low stress. In the present embodiment, by utilizing such a property of the metal glass, the fine uneven shape on the order of nanometers formed on the mold 2 is transferred to the metal glass layer 13, thereby making the fine uneven shape easy and high. It is made to form with accuracy.

このようなアモルファス合金の例としては、Pt基(白金系)アモルファス合金、Zr基(ジルコニウム系)アモルファス合金、La基(ランタン系)アモルファス合金やPd基(パラジウム系)アモルファス合金などがある。例えば、Pt系のPt48.75Pd9.75Cu19.5P22合金は、ガラス遷移温度Tg=502.3K、結晶化温度Tx=587.7K、過冷却液体温度域ΔTx=85.4Kである。また、Pd系のPd40Cu30Ni10P20合金は、ガラス遷移温度Tg=577K、結晶化温度Tx=673K、過冷却液体温度域ΔTx=96Kであり、いずれの合金も比較的低温域での成形加工が可能である。   Examples of such amorphous alloys include Pt-based (platinum) amorphous alloys, Zr-based (zirconium-based) amorphous alloys, La-based (lanthanum-based) amorphous alloys, and Pd-based (palladium-based) amorphous alloys. For example, a Pt-based Pt48.75Pd9.75Cu19.5P22 alloy has a glass transition temperature Tg = 502.3K, a crystallization temperature Tx = 587.7K, and a supercooled liquid temperature range ΔTx = 85.4K. The Pd-based Pd40Cu30Ni10P20 alloy has a glass transition temperature Tg = 577K, a crystallization temperature Tx = 673K, and a supercooled liquid temperature range ΔTx = 96K, and any alloy can be formed in a relatively low temperature range. .

図3(a)に示す工程では、金属ガラス層13が形成された基板11と金型2とを、金属ガラス層13のガラス遷移温度Tg13よりも高い成形温度Tmまで過熱し、所定の荷重を加えて金属ガラス層13をインプリント成形する。その後、基板11および金型2を冷却し、それらの温度が金属ガラス層13のガラス遷移温度Tg13よりも低くなったならば、負荷を取り除く。その結果、図3(b)に示すように、深さ(t1−t2)の凹部130が金属ガラス層13に形成される。例えば、Pd40Cu30Ni10P20合金を用いた場合の成形条件は、Tm=540K、平均負荷応力20MPa、成形時間を250secとする。   In the step shown in FIG. 3A, the substrate 11 on which the metal glass layer 13 is formed and the mold 2 are heated to a molding temperature Tm higher than the glass transition temperature Tg13 of the metal glass layer 13, and a predetermined load is applied. In addition, the metallic glass layer 13 is imprinted. Thereafter, the substrate 11 and the mold 2 are cooled, and when their temperature becomes lower than the glass transition temperature Tg13 of the metallic glass layer 13, the load is removed. As a result, as shown in FIG. 3 (b), a recess 130 having a depth (t 1 -t 2) is formed in the metallic glass layer 13. For example, the molding conditions when a Pd40Cu30Ni10P20 alloy is used are Tm = 540K, an average load stress of 20 MPa, and a molding time of 250 sec.

なお、図4に示すようなストッパ202,15を金型2および軟磁性層2上に形成することで、凹部130の底部厚さt2を精度良く管理することができる。金型2のストッパ202は凸部200と同一高さに形成され、厚さt2のストッパ15はスパッタ蒸着等により成膜される。ストッパ15には、融点が成形温度Tmより高い材料を用いれば良い。   In addition, by forming the stoppers 202 and 15 as shown in FIG. 4 on the mold 2 and the soft magnetic layer 2, the bottom thickness t2 of the recess 130 can be accurately managed. The stopper 202 of the mold 2 is formed at the same height as the convex portion 200, and the stopper 15 having a thickness t2 is formed by sputtering deposition or the like. A material having a melting point higher than the molding temperature Tm may be used for the stopper 15.

その後、図3(b)のように形成された凹部130内に、磁性体14を埋め込むことにより図1に示すような磁気記録媒体1が得られる。磁性体14には、例えば、FePtナノ粒子が用いられる。FePtナノ粒子は種々の化学的溶液法によって形成される。   Then, the magnetic recording medium 1 as shown in FIG. 1 is obtained by embedding the magnetic body 14 in the recess 130 formed as shown in FIG. For the magnetic body 14, for example, FePt nanoparticles are used. FePt nanoparticles are formed by various chemical solution methods.

金属ガラス層13上にFePtナノ粒子の磁性体14を均一に敷き詰めて、スキージブレード等により余分な磁性体14を除去することで、凹部130内に磁性体14が入り込む。そのため、凹部130の寸法がFePtナノ粒子の寸法と同程度であれば、各凹部130に一つのFePtナノ粒子が埋め込まれることになる。もちろん、凹部130を、FePtナノ粒子が複数埋め込まれるような寸法に設定してもかまわない。なお、磁性体14を埋め込んだ後に、記録面の保護のためにDLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜のような保護膜を形成するようにしても良い。   The magnetic material 14 enters the recess 130 by uniformly spreading the magnetic material 14 of FePt nanoparticles on the metal glass layer 13 and removing the excess magnetic material 14 with a squeegee blade or the like. Therefore, if the size of the recess 130 is approximately the same as the size of the FePt nanoparticle, one FePt nanoparticle is embedded in each recess 130. Of course, you may set the recessed part 130 to the dimension in which several FePt nanoparticles are embedded. Note that a protective film such as a DLC (diamond-like carbon) film may be formed after the magnetic material 14 is embedded in order to protect the recording surface.

《金型の製造方法1》
図5および6は金型2の製造方法の第1の例を説明する図である。図5(a)に示す第1の工程では、Al基板20の表面にDLC膜21を形成する。なお、ここではDLC膜21としているが、膜21はDLCに限らずグラッシーカーボン等の非晶質炭素材料を用いることができる。DLC膜21は、例えばECRプラズマCVD法等により形成されるので膜厚数十nm以下の薄膜化が容易であり、高硬度、耐摩耗性といった特徴を有する。DLC膜21の膜厚は、金型2に形成される凸パターン(ドットパターン)の高さに応じて設定される。例えば、20nmに設定される。
<< Die manufacturing method 1 >>
5 and 6 are views for explaining a first example of the method for manufacturing the mold 2. In the first step shown in FIG. 5A, the DLC film 21 is formed on the surface of the Al 2 O 3 substrate 20. Although the DLC film 21 is used here, the film 21 is not limited to DLC, and an amorphous carbon material such as glassy carbon can be used. Since the DLC film 21 is formed by, for example, the ECR plasma CVD method or the like, it is easy to reduce the film thickness to several tens of nm or less, and has characteristics such as high hardness and wear resistance. The film thickness of the DLC film 21 is set according to the height of the convex pattern (dot pattern) formed on the mold 2. For example, it is set to 20 nm.

図5(b)の第2の工程では、集束イオンビーム援用化学気相成長(FIB−CVD)によりプラチナ(Pt)の薄膜を形成して、DLC膜21上にマスクパターン22を形成する。なお、DLC膜21にボロンをドープすると、FIB−CVDが行いやすくなる。このパターニングにおいては、加工領域にデポジションガスとしてPt(Et)(CO)2を吹き付けながらGaビームを照射する。その結果、ガスの分解物質としてのPtがDLC膜21の表面に堆積し、Pt薄膜が形成される。図5(c)は、DLC膜21上に形成された複数のマスクパターン22を示す図である。なお、マスクパターン22の形状によりドットパターンの断面形状が決まるが、図5(c)に示すような矩形に限らず円形でも構わない。 In the second step of FIG. 5B, a thin film of platinum (Pt) is formed by focused ion beam assisted chemical vapor deposition (FIB-CVD), and a mask pattern 22 is formed on the DLC film 21. If the DLC film 21 is doped with boron, FIB-CVD is facilitated. In this patterning, a Ga + beam is irradiated while Pt (Et) (CO) 2 is sprayed as a deposition gas on the processing region. As a result, Pt as a gas decomposition substance is deposited on the surface of the DLC film 21, and a Pt thin film is formed. FIG. 5C shows a plurality of mask patterns 22 formed on the DLC film 21. Although the cross-sectional shape of the dot pattern is determined by the shape of the mask pattern 22, the shape is not limited to the rectangle as shown in FIG.

図6(a)に示す第3の工程では、Pt薄膜のマスクパターン22を用いて、酸素ガスを用いたドライエッチングによりDLC膜21をエッチングする。このようにして形成された金型2の成形転写面には、図6(b)に示すように、金属ガラス層13の凹部130に対応する凸部200が複数形成される。通常、凸部200の径と高さの比は1:2程度に設定される。例えば、径が10nm程度の凸パターンの場合には、高さは20nm程度となる。   In the third step shown in FIG. 6A, the DLC film 21 is etched by dry etching using oxygen gas using the mask pattern 22 of the Pt thin film. A plurality of convex portions 200 corresponding to the concave portions 130 of the metal glass layer 13 are formed on the molding transfer surface of the mold 2 formed in this way, as shown in FIG. Usually, the ratio of the diameter and height of the convex portion 200 is set to about 1: 2. For example, in the case of a convex pattern having a diameter of about 10 nm, the height is about 20 nm.

上述した特許文献2に記載の技術では、基板としてSi基板を使用し、そのSi基板上にSiO膜を形成している。そして、SiO膜をエッチング(RIE)して、凸パターンを形成するようにしている。エッチングの際にフッ素系ガス(CHF等)が用いられる。CHFなど水素を含んだフッ素系ガスを用いたドライエッチングの場合、SiO上ではエッチング時に発生する酸素が不揮発性物質(重合膜)を形成する化学種(CFやCF)を酸化させるため除去される。 In the technique described in Patent Document 2 described above, a Si substrate is used as a substrate, and a SiO 2 film is formed on the Si substrate. Then, the SiO 2 film is etched (RIE) to form a convex pattern. A fluorine-based gas (CHF 3 or the like) is used during etching. In the case of dry etching using a fluorine-based gas containing hydrogen such as CHF 3, oxygen generated during etching oxidizes chemical species (CF and CF 2 ) that form a nonvolatile material (polymerized film) on SiO 2. Removed.

しかし、Si上では酸素がないため重合膜(COFやCOF)が形成され、加速されたイオンはこの重合膜を除去するために消費される。これがSiとSiOとの選択性を向上させる機構となっている。しかし、本実施の形態のようなナノパターンを形成する場合のSiOエッチング条件では、高周波出力が高くスパッタリングによる物理的な加工性が高いため、SiとSiOと選択比が低くなってしまう。そのため、Siでエッチングが止まらずにSi基板までエッチングされてしまい、エッチング深さにばらつきが生じやすく、凸パターンの径やピッチの微細化の障害となる。 However, since there is no oxygen on Si, a polymer film (COF or COF 3 ) is formed, and accelerated ions are consumed to remove the polymer film. This is a mechanism for improving the selectivity between Si and SiO 2 . However, under the SiO 2 etching conditions for forming a nanopattern as in the present embodiment, the high-frequency output is high and the physical workability by sputtering is high, so the selection ratio between Si and SiO 2 is low. For this reason, the etching is not stopped by Si but the Si substrate is etched, and the etching depth is likely to vary, which hinders the miniaturization of the diameter and pitch of the convex pattern.

そこで、本実施の形態では、Si基板に代えてAl基板20を使用するとともに、被エッチング層として非晶質炭素膜(DLC膜21)を形成して、酸素ガスを用いたドライエッチングにより非晶質炭素膜をエッチングするようにした。この場合、Al基板20はエッチングされ難いためエッチングがAl基板20で止まり、広い領域で均一な高さの凸パターンが形成できる。その結果、 径12nm、ピッチ25nmの微細パターンを形成することが可能となった。 Therefore, in this embodiment, an Al 2 O 3 substrate 20 is used instead of the Si substrate, an amorphous carbon film (DLC film 21) is formed as an etching target layer, and dry etching using oxygen gas is performed. Thus, the amorphous carbon film was etched. In this case, since the Al 2 O 3 substrate 20 is difficult to be etched, the etching stops at the Al 2 O 3 substrate 20, and a convex pattern having a uniform height can be formed in a wide area. As a result, a fine pattern having a diameter of 12 nm and a pitch of 25 nm can be formed.

《金型の製造方法2》
図7〜9は、金型の製造方法の第2の例を説明する図である。第2の例では、上述した金型2を用いて、さらにピッチの小さな凸パターンを有する金型を形成する。まず、図7(a)に示すように、Al基板70上にDLC膜71を成膜する。この工程は、図5(a)に示したものと同様の工程である。さらに、DLC膜71の上にレジスト72を形成する。
<< Die manufacturing method 2 >>
7-9 is a figure explaining the 2nd example of the manufacturing method of a metal mold | die. In the second example, a mold having a convex pattern with a smaller pitch is formed using the mold 2 described above. First, as shown in FIG. 7A, a DLC film 71 is formed on the Al 2 O 3 substrate 70. This step is the same as that shown in FIG. Further, a resist 72 is formed on the DLC film 71.

次いで、図7(b)に示すように、製造方法1で形成した金型2を押し付けてナノインプリント成形をする。金型2にはピッチPで凸部200が形成されているので、レジスト72には凸部200に対応した穴721aが、ピッチPでそれぞれ形成されることになる。図9はレジスト72の平面図であり、図9(a)は図7(b)の工程後の状態を示したものである。   Next, as shown in FIG. 7B, the mold 2 formed by the manufacturing method 1 is pressed to perform nanoimprint molding. Since the convex portions 200 are formed at the pitch P in the mold 2, holes 721 a corresponding to the convex portions 200 are formed at the pitch P in the resist 72. FIG. 9 is a plan view of the resist 72, and FIG. 9 (a) shows a state after the step of FIG. 7 (b).

図7(c)では、金型2またはAl基板70をP/2だけずらして、再び金型2を押し付けてナノインプリント成形をする。その結果、レジスト72には、凸部200に対応した穴721bがそれぞれ形成される。図7(d)は、図7(c)の工程後の基板断面図を示したものであり、図9(b)は、図7(c)の工程後のレジスト平面図を示したものである。図9(a)において、符号1を付した穴721aは、図7(b)の工程で形成された穴である。図7(b)では、レジスト72が形成されたAl基板70に対して、金型2を相対的にx方向にピッチP/2だけずらしてインプリント成形が行われる。そのため、穴721bは、穴721aに対してx方向にP/2だけずれて形成されている。 In FIG. 7C, the mold 2 or the Al 2 O 3 substrate 70 is shifted by P / 2, and the mold 2 is pressed again to perform nanoimprint molding. As a result, holes 721b corresponding to the convex portions 200 are formed in the resist 72, respectively. FIG. 7 (d) shows a cross-sectional view of the substrate after the step of FIG. 7 (c), and FIG. 9 (b) shows a plan view of the resist after the step of FIG. 7 (c). is there. In FIG. 9A, a hole 721a denoted by reference numeral 1 is a hole formed in the process of FIG. 7B. In FIG. 7B, imprint molding is performed with respect to the Al 2 O 3 substrate 70 on which the resist 72 is formed by relatively shifting the mold 2 by a pitch P / 2 in the x direction. Therefore, the hole 721b is formed so as to be shifted by P / 2 in the x direction with respect to the hole 721a.

その後、y方向にP/2ピッチずらしたインプリント成形、x方向およびy方向にそれぞれP/2ピッチずらしたインプリント成形を行うことにより、図9(c)に示すようなP/2ピッチで穴が配列しているレジストパターンが形成される。符号3を付した穴721cは、y方向にP/2ピッチずらしたインプリント成形で形成される穴を示し、符号4を付した穴721dは、x方向およびy方向にそれぞれP/2ピッチずらしたインプリント成形で形成される穴を示す。   Thereafter, by performing imprint molding shifted by P / 2 pitch in the y direction and imprint molding shifted by P / 2 pitch in the x direction and y direction, respectively, the P / 2 pitch as shown in FIG. A resist pattern in which holes are arranged is formed. A hole 721c denoted by reference numeral 3 indicates a hole formed by imprint molding shifted by P / 2 pitch in the y direction, and a hole 721d denoted by reference numeral 4 is shifted by P / 2 pitch in the x direction and y direction, respectively. 2 shows holes formed by imprint molding.

なお、レジスト72が形成されたAl基板70を金型に対してステップ駆動する方法としては、例えば、ピエゾ素子を用いた駆動装置により、Al基板70をx方向およびy方向にステップ駆動する方法がある。 As a method of step-driving the Al 2 O 3 substrate 70 on which the resist 72 is formed with respect to the mold, for example, the Al 2 O 3 substrate 70 is moved in the x direction and the y direction by a driving device using a piezoelectric element. There is a step driving method.

次に、図8(a)に示すように、穴721a〜721dが形成されたレジスト72をマスクとして、DLC膜71をエッチングする。その結果、DLC膜71には、穴721a〜721dに対応した穴710がそれぞれ形成されることになる。その後、レジスト72を除去すると、図8(b)に示すような金型7が形成される。図10は、金型7の斜視図であり、金型7には、ピッチP/2で多数の穴(ナノホール)710が形成されている。   Next, as shown in FIG. 8A, the DLC film 71 is etched using the resist 72 in which the holes 721a to 721d are formed as a mask. As a result, holes 710 corresponding to the holes 721a to 721d are formed in the DLC film 71, respectively. Thereafter, when the resist 72 is removed, the mold 7 as shown in FIG. 8B is formed. FIG. 10 is a perspective view of the mold 7, and a large number of holes (nanoholes) 710 are formed in the mold 7 at a pitch P / 2.

第2の製造方法では、図8(c),(d)に示すように、この金型7を用いて金属ガラス基板80を熱インプリント加工することにより、磁気記録媒体の製造に用いられる最終的な金型8が形成される。金属ガラス基板80を熱インプリント加工する工程は、図2で説明した場合と同様にして行われるので、ここでは説明を省略する。この熱インプリント加工により、金属ガラスが金型7の穴710内に入り込み、金属ガラス基板80側に穴710に対応する凸部81が形成される。図10(b)は、このようにして形成された金型8の斜視図である。金型8のドットピッチ(凸部81のピッチ)は、金型2におけるドットピッチPの半分となり、より微細なナノパターンが形成された金型を容易に形成することができる。   In the second manufacturing method, as shown in FIGS. 8C and 8D, the metal glass substrate 80 is subjected to thermal imprint processing using the mold 7 to obtain the final used for manufacturing the magnetic recording medium. A typical mold 8 is formed. Since the process of heat imprinting the metal glass substrate 80 is performed in the same manner as described with reference to FIG. 2, the description thereof is omitted here. By this thermal imprint process, the metal glass enters the hole 710 of the mold 7, and the convex portion 81 corresponding to the hole 710 is formed on the metal glass substrate 80 side. FIG. 10B is a perspective view of the mold 8 formed as described above. The dot pitch of the mold 8 (the pitch of the protrusions 81) is half of the dot pitch P in the mold 2, and a mold having a finer nanopattern can be easily formed.

上述した例では、金型2をP/2ピッチずらしてインプリント成形を4回行うことで、ピッチP/2の金型7(ナノホールパターン)を形成し、その金型7からピッチP/2の金型8(ナノドドットパターン)を形成した。同様に、凸パターンの成型転写位置をずらしながらインプリント成型を繰り返し行う操作によって、ピッチP/Nのナノ金型を形成することができる。ここで、Nは3以上の整数であり、インプリント成型の回数はN×Nとなる。また、図9(b)のようにパターンピッチがx方向とy方向とで異なるような金型であっても良く、この場合には、インプリント成型の回数はNとなる。   In the example described above, the mold 2 is shifted by P / 2 pitch and imprint molding is performed four times to form the mold 7 (nanohole pattern) having the pitch P / 2, and the pitch P / 2 is formed from the mold 7. The mold 8 (nanodot pattern) was formed. Similarly, a nano mold having a pitch P / N can be formed by repeatedly performing imprint molding while shifting the molding transfer position of the convex pattern. Here, N is an integer of 3 or more, and the number of imprint moldings is N × N. Further, as shown in FIG. 9B, a mold having a different pattern pitch between the x direction and the y direction may be used. In this case, the number of imprint moldings is N.

なお、図8(a),(b)に示す例では、パターン化されたレジスト72をマスクに使用してエッチングを行ったが、以下に説明するような方法で形成されたマスクを用いて、DLC膜71のエッチングを行うようにしても良い。   In the example shown in FIGS. 8A and 8B, etching is performed using the patterned resist 72 as a mask. However, using a mask formed by a method described below, The DLC film 71 may be etched.

図12(a)は、図7(d)に示す断面図と同じものである。図7(d)では図示を省略したが、実際には、穴721a内のDLC膜71の表面には、図12(a)に示すようにレジスト72が僅かに薄く残っている。図12(a)に示す工程では、例えば、Nプラズマを用いたアッシング等により、このDLC膜71上の薄いレジストを除去して、DLC膜71の表面を露出させる。 FIG. 12A is the same as the cross-sectional view shown in FIG. Although not shown in FIG. 7D, actually, the resist 72 remains slightly thin on the surface of the DLC film 71 in the hole 721a as shown in FIG. In the step shown in FIG. 12A, the thin resist on the DLC film 71 is removed by, for example, ashing using N 2 plasma, and the surface of the DLC film 71 is exposed.

図12(b)に示す工程では、レジスト72上および露出したDLC膜71表面上に、Ptなどのスパッタ膜73(ここでは、Pt膜73と称することにする)を形成する。その後、レジスト72を除去することにより、図12(c)に示すようなPt膜73によるマスクパターンがDLC膜71上に形成される。このマスクパターンは、矩形島状のPt膜73が、図10(b)の凸部81と同様の配列で形成されている。   In the step shown in FIG. 12B, a sputtered film 73 such as Pt (hereinafter referred to as a Pt film 73) is formed on the resist 72 and the exposed DLC film 71 surface. Thereafter, the resist 72 is removed to form a mask pattern on the DLC film 71 by the Pt film 73 as shown in FIG. In this mask pattern, rectangular island-shaped Pt films 73 are formed in the same arrangement as the convex portions 81 in FIG.

次いで、Pt膜73をマスクとしてDLC膜71をエッチングすると、Pt膜73が形成された部分のDLC膜71だけが残り、図12(d)に示すような金型9(凸パターン)が形成される。金型9は図10(b)に示す金型8と同一形状を有しており、Pt膜73およびDLC膜71から成る凸部91が、図10(b)の凸部81と同様に配列されている。金型9の場合、Pt膜のようなスパッタ膜をマスクとして用いるため、被エッチング層であるDLC膜71と比較した場合にエッチング速度が大きく異り、すなわち、エッチング選択性が高く、レジスト72をマスクに用いる場合よりも微細なパターンを加工することができる。なお、金型8を形成した場合にと同様に、金型9の凸部91が形成された面を金属ガラス基板に転写することで、ナノ凹パターンが形成された金属ガラスの金型を形成しても良い。   Next, when the DLC film 71 is etched using the Pt film 73 as a mask, only the portion of the DLC film 71 where the Pt film 73 is formed remains, and a mold 9 (convex pattern) as shown in FIG. The The mold 9 has the same shape as the mold 8 shown in FIG. 10B, and the convex portions 91 made of the Pt film 73 and the DLC film 71 are arranged in the same manner as the convex portions 81 in FIG. 10B. Has been. In the case of the mold 9, since a sputtered film such as a Pt film is used as a mask, the etching rate is greatly different from that of the DLC film 71 that is an etching target layer, that is, the etching selectivity is high, and the resist 72 is formed. A finer pattern than that used for a mask can be processed. As in the case where the mold 8 is formed, the surface of the mold 9 on which the convex portion 91 is formed is transferred to the metal glass substrate, thereby forming the metal glass mold on which the nanoconcave pattern is formed. You may do it.

図1に示した磁気記録媒体1では、金属ガラス層13に凹部130を複数形成して、その中に磁性体14を埋め込む構成としたが、図11に示すように、金属ガラス層13に凸部133を複数形成して、その凸部133上に磁性体14を形成するようにしても良い。図11において、(a)は平面図であり、(b)はB−B断面図である。この場合には、図10(a)に示す金型7を用いた熱インプリント加工により、金属ガラス層13に凸部133を形成する。   In the magnetic recording medium 1 shown in FIG. 1, a plurality of recesses 130 are formed in the metal glass layer 13 and the magnetic body 14 is embedded therein. However, as shown in FIG. A plurality of portions 133 may be formed, and the magnetic body 14 may be formed on the convex portion 133. In FIG. 11, (a) is a plan view and (b) is a BB cross-sectional view. In this case, the convex part 133 is formed in the metallic glass layer 13 by the thermal imprint process using the metal mold | die 7 shown to Fig.10 (a).

上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、磁気記録媒体を形成するためのナノ金型を例に説明したが、本発明によるナノ金型の製造方法は、DVD,マイクロレンズアレイ等の光学素子やマイクロ化学チップなどを形成するための金型にも適用することができる。   Each of the embodiments described above may be used alone or in combination. This is because the effects of the respective embodiments can be achieved independently or synergistically. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired. For example, in the above-described embodiment, the nano mold for forming the magnetic recording medium has been described as an example. However, the method of manufacturing the nano mold according to the present invention can be applied to an optical element such as a DVD or a micro lens array, or a microchemical It can also be applied to a mold for forming a chip or the like.

1:磁気記録媒体、2,7,8:金型、11:基板、12:軟磁性層、13:金属ガラス層、14:磁性体、15,202:ストッパ、20,70:Al基板、21,71:DLC膜、22:マスクパターン、72:レジスト、80:金属ガラス基板、130,201:凹部、81,132,133,200:凸部、710,721a〜712d:穴 1: magnetic recording medium, 2, 7, 8: mold, 11: substrate, 12: soft magnetic layer, 13: metallic glass layer, 14: magnetic material, 15, 202: stopper, 20, 70: Al 2 O 3 Substrate, 21, 71: DLC film, 22: Mask pattern, 72: Resist, 80: Metal glass substrate, 130, 201: Recess, 81, 132, 133, 200: Protrusion, 710, 721a to 712d: Hole

Claims (9)

ナノインプリント法に用いられるナノ金型の製造方法であって、
Al基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第1の工程と、
集束イオンビーム援用化学気相成長により、前記被エッチング層上に薄膜パターンを形成する第2の工程と、
前記薄膜パターンをマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより前記被エッチング層をエッチングし、複数のナノ凸パターンが形成された成型転写面を形成する第3の工程と、を有することを特徴とするナノ金型の製造方法。
A method for producing a nano mold used in the nanoimprint method,
A first step of forming an etched layer made of an amorphous carbon material on an Al 2 O 3 substrate;
A second step of forming a thin film pattern on the etched layer by focused ion beam assisted chemical vapor deposition;
Using the thin film pattern as a mask, and etching the layer to be etched by dry etching using oxygen gas to form a molded transfer surface on which a plurality of nano-convex patterns are formed. A method for manufacturing a nano mold.
請求項1に記載の製造方法で製造されたナノ金型。   A nano mold manufactured by the manufacturing method according to claim 1. ナノインプリント法に用いられるナノ金型の製造方法であって、
第1のAl基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第1の工程と、
集束イオンビーム援用化学気相成長により、前記第1のAl基板に形成された被エッチング層上に薄膜パターンを形成する第2の工程と、
前記薄膜パターンをマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより前記被エッチング層をエッチングして、複数のナノ凸パターンを有する予備金型を形成する第3の工程と、
第2のAl基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第4の工程と、
前記第2のAl基板に形成された被エッチング層上にレジスト層を形成する第5の工程と、
前記レジスト層に対する前記予備金型によるインプリント成型を、前記ナノ凸パターンの成型転写位置が重ならないように前記予備金型をずらして複数回行い、前記レジスト層によるマスクパターンを形成する第6の工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより前記第2のAl基板の被エッチング層をエッチングし、複数のナノ凹パターンを有する成型転写面を形成する第7の工程と、を有することを特徴とするナノ金型の製造方法。
A method for producing a nano mold used in the nanoimprint method,
A first step of forming an etched layer made of an amorphous carbon material on a first Al 2 O 3 substrate;
A second step of forming a thin film pattern on the etching target layer formed on the first Al 2 O 3 substrate by focused ion beam assisted chemical vapor deposition;
A third step of forming a preliminary mold having a plurality of nano-convex patterns by etching the layer to be etched by dry etching using oxygen gas using the thin film pattern as a mask;
A fourth step of forming an etched layer made of an amorphous carbon material on the second Al 2 O 3 substrate;
A fifth step of forming a resist layer on the layer to be etched formed on the second Al 2 O 3 substrate;
Imprint molding with the preliminary mold on the resist layer is performed a plurality of times while shifting the preliminary mold so that molding transfer positions of the nano-convex patterns do not overlap, and a mask pattern with the resist layer is formed. Process,
A seventh step of etching a layer to be etched of the second Al 2 O 3 substrate by dry etching using oxygen gas using the resist pattern as a mask to form a molded transfer surface having a plurality of nanoconcave patterns; A method for producing a nano mold, comprising:
ナノインプリント法に用いられるナノ金型の製造方法であって、
第1のAl基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第1の工程と、
集束イオンビーム援用化学気相成長により、前記第1のAl基板に形成された被エッチング層上に薄膜パターンを形成する第2の工程と、
前記薄膜パターンをマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより前記被エッチング層をエッチングして、複数のナノ凸パターンを有する予備金型を形成する第3の工程と、
第2のAl基板上に非晶質炭素材料から成る被エッチング層を形成する第4の工程と、
前記第2のAl基板に形成された被エッチング層上にレジスト層を形成する第5の工程と、
前記レジスト層に対する前記予備金型によるインプリント成型を、前記ナノ凸パターンの成型転写位置が重ならないように前記予備金型をずらして複数回行い、前記レジスト層によるマスクパターンを形成して前記被エッチング層の表面の一部を露出させる第6の工程と、
前記露出した被エッチング層の表面にスパッタ薄膜を形成する第7の工程と、
前記スパッタ薄膜をマスクとして、酸素ガスを用いたドライエッチングにより前記第2のAl基板の被エッチング層をエッチングし、複数のナノ凸パターンを有する成型転写面を形成する第8の工程と、を有することを特徴とするナノ金型の製造方法。
A method for producing a nano mold used in the nanoimprint method,
A first step of forming an etched layer made of an amorphous carbon material on a first Al 2 O 3 substrate;
A second step of forming a thin film pattern on the etching target layer formed on the first Al 2 O 3 substrate by focused ion beam assisted chemical vapor deposition;
A third step of forming a preliminary mold having a plurality of nano-convex patterns by etching the layer to be etched by dry etching using oxygen gas using the thin film pattern as a mask;
A fourth step of forming an etched layer made of an amorphous carbon material on the second Al 2 O 3 substrate;
A fifth step of forming a resist layer on the layer to be etched formed on the second Al 2 O 3 substrate;
Imprint molding with the preliminary mold on the resist layer is performed a plurality of times by shifting the preliminary mold so that the molding transfer positions of the nano-convex patterns do not overlap, and a mask pattern with the resist layer is formed to form the mask. A sixth step of exposing a part of the surface of the etching layer;
A seventh step of forming a sputtered thin film on the surface of the exposed layer to be etched;
An eighth step of forming a molding transfer surface having a plurality of nano-convex patterns by etching the etching target layer of the second Al 2 O 3 substrate by dry etching using oxygen gas using the sputtered thin film as a mask; A method for producing a nano mold, comprising:
請求項3または4に記載のナノ金型の製造方法において、
前記第6の工程では、前記予備金型に形成されたナノ凸パターンのパターンピッチ方向に、パターンピッチのN等分ずつずらしながら前記予備金型によるインプリント成型をN回行うことを特徴とするナノ金型の製造方法。
In the manufacturing method of the nano metal mold according to claim 3 or 4,
In the sixth step, imprint molding with the preliminary mold is performed N times while shifting the pattern pitch by N equal parts in the pattern pitch direction of the nano-convex pattern formed on the preliminary mold. Manufacturing method of nano mold.
請求項5に記載のナノ金型の製造方法において、
前記予備金型に形成されたナノ凸パターンの直交する2方向のパターンピッチ方向の各々に関して、パターンピッチのN等分ずつずらしながら前記予備金型によるインプリント成型をN回行うことを特徴とするナノ金型の製造方法。
In the manufacturing method of the nano metal mold according to claim 5,
The imprint molding by the preliminary mold is performed N times while shifting the pattern pitch by N equal parts for each of the two orthogonal pattern pitch directions of the nano-convex pattern formed on the preliminary mold. Manufacturing method of nano mold.
請求項3〜6のいずれか一項に記載の製造方法で製造されたナノ金型。   The nano metal mold | die manufactured with the manufacturing method as described in any one of Claims 3-6. 金属ガラス基板を、その過冷却液体温度域に保持しつつ前記請求項7に記載のナノ金型の成型転写面に押圧して、ナノパターンが形成された金型を形成すること特徴とするナノ金型の製造方法。   The metal glass substrate is pressed against the molding transfer surface of the nano mold according to claim 7 while maintaining the supercooled liquid temperature range to form a nano pattern-formed mold. Mold manufacturing method. 基板の上に軟磁性層を形成する第1の工程と、
前記軟磁性層の上に金属ガラス基板を載置し、該金属ガラス基板をその過冷却液体温度域に保持しつつ加圧することで、前記軟磁性層上に所望の厚さの金属ガラス層を形成する第2の工程と、
前記金属ガラス層をその過冷却液体温度域に保持しつつ、請求項7に記載のナノ金型の成形転写面を押圧して複数の凹部または凸部を形成する第3の工程と、
前記複数の凹部または凸部のそれぞれに磁性体を形成する第4の工程と、を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
A first step of forming a soft magnetic layer on the substrate;
A metal glass substrate is placed on the soft magnetic layer, and the metal glass substrate is pressed while being held in the supercooled liquid temperature range, thereby forming a metal glass layer having a desired thickness on the soft magnetic layer. A second step of forming;
A third step of forming a plurality of concave portions or convex portions by pressing the molding transfer surface of the nano mold according to claim 7 while maintaining the metallic glass layer in the supercooled liquid temperature range;
And a fourth step of forming a magnetic material in each of the plurality of concave portions or convex portions.
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