WO2007083725A1 - インプリント用転写型、インプリント転写方法、インプリント装置、インプリント用転写型の製造方法およびインプリント転写物 - Google Patents

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WO2007083725A1
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transfer mold
imprint
mold
thickness
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PCT/JP2007/050752
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Yasuo Hosoda
Tetsuya Imai
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Pioneer Corporation
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    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
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    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0147—Film patterning
    • B81C2201/015—Imprinting
    • B81C2201/0153—Imprinting techniques not provided for in B81C2201/0152

Definitions

  • the present application relates to a technical field to which, for example, nanoimprint lithography is applied, and in particular, an imprint transfer mold for transferring a shape of a transfer mold main body surface to a transfer material in which a transfer material is thinly formed on a substrate.
  • the present invention belongs to the technical field of a print transfer method, an imprint apparatus, a method for producing an imprint transfer mold, and an imprint transfer product produced by the imprint transfer mold.
  • Patent Document 1 uses a roll-shaped mold provided with a shape obtained by reversing the fine irregularities of an optical article, and a radiation-curable resin liquid on a translucent substrate film.
  • the radiation curable resin solution is preliminarily kept at room temperature in a vacuum container of 400 Pa or less, or from 30 ° C to By placing it in one of the heating containers kept within the temperature range of 100 ° C, try to remove air bubbles mixed in the radiation curable resin solution! /
  • Patent Document 2 is performed in a low pressure when spin-coating an ultraviolet curable resin solution between a template and a substrate surface in an imprint process. This prevents bubbles from being generated in the gap between the template and the substrate.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-90539
  • Patent Document 2 Special Table 2003—517727
  • the method of removing bubbles mixed in the radiation curable resin liquid in advance with a decompression vessel or a heating vessel is an actual imprint. Since this is a process that takes place in advance, bubbles may get mixed during the actual imprint.
  • Patent Document 2 requires imprinting in a decompression container in order to avoid mixing of bubbles during imprinting.
  • the apparatus is increased in size because the imprinting apparatus must be disposed in the decompression container.
  • the transfer mold and the transfer product are overlapped at room temperature and normal pressure, and the atmospheric pressure due to a slight vacuum environment is applied to the pressure for pressing the transfer mold against the transfer product.
  • the use of this pressure difference has led to various problems such as difficulty in placing in a vacuum environment or a reduced pressure environment for the purpose of removing bubbles between the transfer mold and the ultraviolet curable resin in advance.
  • the resin softened during imprinting may generate bubbles when heated, or else bubbles may be mixed when the transfer mold is pressed against the resin. Avoiding this effect was an important issue for successful imprinting.
  • the present application has been made in consideration of the above circumstances, and one example of the problem is to directly eliminate the air bubbles mixed between the transfer mold and the transferred product when imprinting. It is intended to provide an imprint transfer mold, an imprint transfer method, an imprint apparatus, a method for manufacturing an imprint transfer mold, and an imprint transcript that can prevent adverse effects on print results.
  • the imprint transfer mold according to claim 1 presses the transfer mold main body against the transfer material on which the transfer material is formed, peels off the transfer mold main body, and the transfer product
  • the thickness of the uneven portion formed on the surface of the transfer mold body is the unevenness of the transfer material that is ultimately desired to remain on the surface of the transfer product. It is characterized by being thicker than the thickness of the part.
  • the imprint transfer product according to claim 6 is a magnetic recording medium produced by the imprint transfer mold according to any one of claims 1 to 5.
  • the imprint transfer method according to claim 7 includes a pressing step of pressing the transfer mold body against a transfer material on which the transfer material is formed, and a peeling step of peeling the transfer mold main body from the transfer material.
  • the thickness of the concavo-convex portion formed on the transfer mold main body surface is finally set to It is characterized in that it is made thicker than the uneven portion of the transfer material to be left on the surface of the transfer material and pressed against the transfer material.
  • the imprint apparatus is an imprint in which a transfer mold is pressed against a transfer material on which a transfer material is formed, the transfer mold is peeled off, and the shape of the transfer mold surface is transferred to the transfer material.
  • the transfer mold is characterized in that uneven portions are formed on the surface, and the thickness of the uneven portions is made thicker than the thickness of the uneven portions of the transfer material to be finally left on the surface of the transfer product.
  • the imprint transfer mold manufacturing method is an imprint transfer mold in which an imprint transfer mold is manufactured by removing the mask from a transfer mold substrate with a mask prepared in advance through an etching process.
  • the thickness of the concavo-convex portion formed on the surface of the transfer mold is formed to be thicker than the thickness of the concavo-convex portion of the transfer material that is ultimately desired to remain on the surface of the transfer product during imprinting. It is characterized by doing.
  • a method for manufacturing an imprint transfer mold according to claim 12 is directed to a previously manufactured master mold.
  • the imprint transfer mold manufacturing method of manufacturing the imprint transfer mold through the electroplating process and the polishing process of polishing the original mold in the polishing process, the unevenness formed on the transfer mold surface
  • the thickness of the portion is formed to be thicker than the thickness of the concavo-convex portion of the transfer material to be finally left on the surface of the transfer product during imprinting.
  • FIG. 1 A perspective view showing a first embodiment of an imprint transfer mold of the present application.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 3A A cross-sectional view showing an imprint process using the transfer mold according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view showing an imprint process using the transfer mold according to the first embodiment.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view showing an imprint process using the transfer mold according to the first embodiment.
  • [3D] It is a cross-sectional view showing an imprint process by the transfer mold of the first embodiment.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing an example of a transfer mold manufacturing method in the first embodiment.
  • FIG. 4B A sectional view showing an example of a transfer mold manufacturing method according to the first embodiment.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a transfer mold in the first embodiment.
  • [4D] A sectional view showing an example of a manufacturing method of a transfer mold in the first embodiment.
  • FIG. 5A] is a cross-sectional view showing another method for manufacturing the transfer mold in the first embodiment.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing another method for manufacturing the transfer mold in the first embodiment.
  • FIG. 5C A cross-sectional view showing another method for manufacturing the transfer mold in the first embodiment.
  • FIG. 5D is a cross-sectional view showing another method for manufacturing the transfer mold in the first embodiment.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing a conventional imprint process.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing an imprint process of the present application.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the imprint transfer mold of the present application.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the imprint transfer mold of the present application.
  • FIG. 11 A sectional view showing an imprint process in the fifth embodiment.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view showing a process for manufacturing an imprint transfer mold according to Example 2.
  • FIG. 13B is a sectional view showing a process for manufacturing the imprint transfer mold according to the second embodiment.
  • FIG. 13C is a cross-sectional view showing a process for manufacturing the imprint transfer mold according to the second embodiment.
  • FIG. 13D is a cross-sectional view showing a process for manufacturing the imprint transfer mold according to the second embodiment.
  • FIG. 13E is a cross-sectional view showing a process for manufacturing the imprint transfer die according to Example 2.
  • FIG. 13F is a cross-sectional view showing a process for manufacturing the imprint transfer die according to Example 2.
  • FIG. 14 is a process diagram showing details of the method for producing an imprint transfer mold with reference to FIGS. 13A to 13F.
  • FIG. 15 is a plan view showing a patterned magnetic recording medium manufactured using the transfer molds according to the first to fifth embodiments.
  • FIG. 16 is a process diagram showing an example of producing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view showing details of a process for producing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view showing details of a process for producing the patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17C is a cross-sectional view showing details of a process for manufacturing the patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17D is a cross-sectional view showing details of a process for manufacturing the patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17E is a cross-sectional view showing details of a process for manufacturing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17F is a cross-sectional view showing details of a process for manufacturing the patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17G is a cross-sectional view showing details of a process for producing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17H is a cross-sectional view showing details of a process for manufacturing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 171 is a cross-sectional view showing details of a process for producing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17J is a cross-sectional view showing details of a process for producing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17K is a cross-sectional view showing details of a process for manufacturing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17L is a cross-sectional view showing details of a process for manufacturing the patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 17M is a cross-sectional view showing details of a process for manufacturing a patterned magnetic recording medium. Explanation of symbols
  • next-generation hard disks This is an imprint transfer mold applied to nanoimprint lithography for next-generation recording media such as next-generation optical discs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an imprint transfer mold according to the present application
  • FIG. 2 is a sectional view of FIG.
  • the transfer mold 1 as a transfer mold main body is formed in a disc shape as a whole. Further, the transfer mold 1 is formed with a concave portion la and a convex portion lb, and transfers the concavo-convex shape on the surface of the transfer mold 1 to a transfer product to be described later.
  • the recess la is formed as a through hole linearly to the back surface of the transfer mold 1.
  • the convex part lb is formed with the same width to the back. Accordingly, the uneven portions la and lb formed on the transfer mold 1 reach the back surface.
  • the thickness of the uneven portions la and lb of the transfer mold 1 is T1.
  • a thin resin 7 having a thickness of less than lOOnm and having fluidity when heated to room temperature or higher as a transfer material is uniformly formed on the substrate 6.
  • the transfer material other than the resin 7 may be a material having fluidity when heated to room temperature or higher, such as metal glass!
  • the transfer mold 1 shown in FIGS. 1 and 2 is pressed against the thin resin 7 having fluidity.
  • the uneven portions la and lb formed on the surface of the transfer mold 1 are made thicker than the resin 7 and pressed against the transfer product 5.
  • the thin resin 7 is cured by cooling or light irradiation.
  • the transfer mold 1 is peeled from the cured resin 7.
  • the concavo-convex shape of the surface of the transfer mold 1 can be copied onto the transferred product 5 to form the concave portions 8a and the convex portions 8b.
  • the uneven portions 8a and 8b copied to the thin resin 7 as the transfer material may reach the substrate 6 as shown in FIG. 3D.
  • the thickness of the uneven portions 8a and 8b of the transfer material is tl in FIG. 3C and t2 in FIG. 3D.
  • a masked substrate 10 in which a mask 12 that is a resin pattern is formed in advance on a mold substrate 11 is prepared.
  • the mask 12 is produced by applying a resist resin by a well-known lithography technique and then exposing and developing. Further, the mask 12 may be produced by irradiating laser light or an electron beam, for example.
  • the mold substrate 11 is dry-etched from above the mask 12.
  • dry etching is performed up to the back surface of the mold substrate 11.
  • dry etching is performed so that the thickness of the uneven portions la and lb to be formed is thicker than the thickness of the transfer material before imprinting.
  • the uneven portions la and lb reach the back surface.
  • a metal mold 16 is formed on the master 15 by electric plating.
  • the electricity may be terminated before the entire pattern is covered.
  • the surface of the metal mold 16 after the polishing is polished to expose the pattern surface of the prototype 15.
  • polishing is performed so that the uneven portions la and lb to be the transfer mold 1 are formed thicker than the transfer material before imprinting.
  • the uneven portions la and lb reach the back surface.
  • the softened resin 7 shown in FIG. 3A When actually imprinting, the softened resin 7 shown in FIG. 3A generates bubbles when heated, or else bubbles are mixed when the transfer mold 1 is pressed against the resin 7.
  • the uneven portions la and lb reach the back surface, so the bubbles mixed between the transfer mold 1 and the transferred material 5 can be directly and easily applied to the back surface force. Can be discharged, and the imprint result is not adversely affected.
  • the uneven portions la and lb reach the back as shown in Fig. 6B. Therefore, the difference in pattern density between the uneven portions la and lb is determined as the height of the pattern. Therefore, it is possible to prevent the difference in the thickness of the residue from occurring.
  • the shape of such a transfer mold is the inside of the pattern.
  • the upper surface of the pattern may become convex or concave due to the wettability and surface tension between the resin and the transfer mold, or the pattern height changes depending on the pattern density. Because of the force that can not be used.
  • the transfer mold 1 is overlaid on the transfer product 5, and the pressure is applied by the weight of the transfer mold 1 or by reducing the pressure in the chamber to the atmospheric pressure. Perform transcription. If necessary, pressure may be applied to the pressing device that does not hinder the discharge of bubbles by pressure application means such as hydraulic pressure or pneumatic pressure. By imprinting in this way, the bubble discharge hole which is the recess la on the back of the transfer mold 1 is not blocked.
  • the uneven portions la and lb of the transfer mold 1 reach the back surface of the transfer mold 1, the bubbles mixed between the transfer mold 1 and the transfer product 5 are directly removed. In addition, it can be easily discharged, and the imprint result is not adversely affected.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the imprint transfer mold of the present application.
  • a wall 33 is formed on the back side of the recess 31 of the transfer mold 30.
  • an exhaust hole 3 la is formed in the wall portion 33.
  • the diameter of the exhaust hole 3 la is formed larger than bubbles, that is, air molecules.
  • the rigidity of the transfer mold 30 can be remarkably improved by reducing the area extending to the back surface of the recess 31 of the transfer mold 30.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the imprint transfer mold of the present application.
  • a deaeration device 35 is attached to the back side of the recess 31 of the transfer mold 30.
  • bubbles mixed between the transfer mold 30 and the transferred product 5 during imprinting can be forcibly discharged from the exhaust hole 31a.
  • the deaeration device 35 is attached to the back side of the recess 31 of the transfer mold 30 so that it is mixed between the transfer mold 30 and the transfer product 5 at the time of imprinting.
  • the discharged bubbles can be reliably discharged from the exhaust hole 31a.
  • FIG. 9 is a sectional view showing a fourth embodiment of the imprint transfer mold of the present application.
  • a transfer mold holding member 40 having a mesh structure is adhered to the back side of the transfer mold 1 with an adhesive. Note that the mesh structure of the transfer-type holding member 40 is formed with such a thin force that bubbles can be discharged.
  • the transfer mold 1 is mixed between the transfer mold 1 and the transfer product 5 during imprinting.
  • the discharged bubbles can be reliably discharged from the recess la, which is an exhaust hole, through the mesh of the transfer mold holding member 40.
  • the transfer mold holding member 40 having the mesh structure is attached to the back side of the transfer mold 1 so that the transfer mold holding member 40 functions as the backing of the transfer mold 1. Therefore, it is possible to prevent the uneven pattern from falling off.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the imprint transfer mold of the present application
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an imprint process in the fifth embodiment.
  • the uneven portions la and lb of the transfer mold 1 are the transfer mold.
  • the present application provides a recess 3 as in the second and third embodiments.
  • the exhaust hole 31a may not be formed on the back side of 1.
  • the thickness of the uneven portions 51 and 52 accommodates bubbles generated when the resin 7 is heated or when the transfer mold 50 is pressed. Only the thickness is set.
  • the thickness of the uneven portions 51 and 52 of the transfer mold 50 is T2.
  • the thickness T2 of the uneven portions 51 and 52 is set to a thickness that can accommodate bubbles generated when the resin 7 is heated or when the transfer mold 50 is pressed. From the back force of the transfer mold 50 as in the first to fourth embodiments, the bubbles mixed between the transfer mold 50 and the transferred product 5 without discharging the bubbles are reliably accommodated in the recess 51. The imprint result will not be adversely affected.
  • the thickness T2 of the uneven portions 51 and 52 is set to a thickness that can accommodate the generated bubbles, the same effect as in the first embodiment can be obtained. It is done.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of an imprint apparatus using a transfer mold according to the first to fifth embodiments.
  • the transfer molds are denoted by reference numerals 1, 30, and 50, respectively, but in FIG. 12, these are collectively denoted by reference numeral 60.
  • one end of a pipe 56 with a pressure regulating valve 56 interposed is connected, and the other end of the pipe 56 is connected to a vacuum pump 57.
  • a working chamber 58 is formed in the imprint apparatus 55, and the vacuum in the working chamber 58 is reduced to a pressure adjusted by the pressure regulating valve 56 by driving the vacuum pump 57.
  • the imprint apparatus 55 has a transfer mold holding member 59, and the transfer mold holding member 59 holds the transfer mold 60 as shown in the first to fifth embodiments.
  • the transfer material holding member 61 is arranged to face the transfer mold holding member 59 and is configured to be moved up and down by an elevating and pressing unit 62 that is driven by fluid pressure such as oil pressure or air pressure.
  • the transfer material 5 is held on the transfer material holding member 61, and as described above, the thin film 7 as the transfer material is uniformly formed on the substrate 6 as described above.
  • the transfer mold 60 is superimposed on the transfer material 5 by driving the lifting and pressing unit 62, and the vacuum pump 57 is driven to move the inside of the working chamber 58.
  • the transfer is performed by reducing the pressure and applying a pressure at a difference from the atmospheric pressure. If necessary, the pressure may be further increased by the elevating / pressurizing unit 62 as a pressure applying means.
  • Example 1 will be described based on FIGS. 10 and 11 used in the description of the fifth embodiment.
  • the purpose of the present application is not to completely fill the uneven shape formed on the surface of the transfer mold 50 with the resin 7.
  • the transfer material such as grease 7 on the surface of the transferred material 5 is not necessarily required to be thin, such as for use as a mask for the chemical reaction of the transferred material 5.
  • the transfer material needs to have a sufficient thickness of at least lOnm, preferably 20 nm or more. This is because the recording layer thickness required for the recording medium is about lOnm, and the non-recording material that divides it needs the same thickness. In addition, since the transfer material generally has higher etching resistance to dry etching than the recording layer material and metal mask material, the etching mask thickness is thicker than about lOnm, which is the required thickness for the recording layer. This is because it is necessary.
  • the thickness T2 of the uneven portions 51, 52 of the transfer mold 50 may be 0.25 mm or more.
  • the thickness T2 of the uneven portions 51 and 52 of the transfer mold 50 may be 2.6 m or more.
  • the thickness of the uneven portions 51 and 52 of the transfer mold 50 T2 may be 200 nm or more.
  • the transfer mold 1 and the transfer mold 30 in which a part of the uneven portion of the transfer mold reaches the back surface even when imprinting only by the transfer mold's own weight under atmospheric pressure the transfer mold
  • the thickness of the concavo-convex shape T1 should be equal to or greater than the thickness of the transfer material.
  • the transfer material on which the thickness of the concavo-convex portion formed on the surface of the transfer mold that does not necessarily discharge the back surface force bubbles of the transfer mold is finally left on the surface of the transfer product 5.
  • the thickness T2 of the uneven portions 51 and 52 is a thickness that accommodates bubbles generated when the resin 7 is heated or when the transfer die 50 is pressed. If there is.
  • an imprint transfer mold is manufactured by an electron beam, and a patterned magnetic recording medium is manufactured as an example of a magnetic recording medium by this imprint transfer mold.
  • FIGS. 13A to 13F are cross-sectional views showing an example of a process for manufacturing an imprint transfer mold according to Example 2, and FIG. 14 shows details of a method for manufacturing the imprint transfer mold according to FIGS. 13A to 13F. It is process drawing shown.
  • an electron beam resist film for an electron beam is formed on the substrate 71 by spin coating or the like. 72 is formed.
  • the electron beam resist film 72 is pre-beta, as shown in FIG.
  • the electron beam resist film 72 is exposed to an electron beam to form a latent image 72a (“signal recording” in FIG. 14).
  • the electron beam resist film 72 is developed to form a groove 72b as shown in FIG. 13C, and then the electron beam resist film 72 is post-beta.
  • a nickel alloy thin film 73 is formed on the surfaces of the electron beam resist film 72 and the substrate 71 by sputtering, vapor deposition, or electroless plating.
  • the substrate 71 is etched using the electron beam resist film 72 as a mask instead of directly forming the nickel alloy film 73 on the surface of the electron beam resist film 72, and the groove 72b is copied to the substrate 71.
  • the line resist film 72 may be removed, and the nickel alloy film 73 may be formed on the surface of the substrate 71 on which the groove corresponding to the groove 72b is formed.
  • a nickel layer 74 is formed by applying nickel electrolysis to the surface of the nickel alloy thin film 73 using the nickel alloy thin film 73 as an electrode.
  • a master stamper 74A is obtained by polishing the upper surface of the nickel layer 74 in FIG. 13F.
  • a nickel alloy layer may be formed by electroplating, and the peeled nickel alloy layer may be used as a stamper.
  • a sub master stamper whose shape is inverted is obtained by attaching nickel again to the master stamper 74A by electric power.
  • a baby stamper with the same shape as the master stamper can be obtained by applying nickel to the submaster stamp. Further, a new stamper may be produced by transferring the shape of the baby stamper.
  • the imprint transfer mold and the imprint transfer product according to the present application are effective in ultrafine patterns corresponding to a very high surface recording density of 500 Gb psi (GbitZinch 2 ) or more, particularly about 1 to 10 Tbpsi. It is. Specifically, by using a pattern transfer mold having a pit interval of about 25 nm, it is possible to produce a high-density pattern recording medium having a transfer force recording density of about lTbpsi.
  • the manufacturing method of the mask 12 having the concavo-convex portions includes an electron beam capable of forming a high-definition pattern. It is desirable to use a drawing device. Next, a pattern drawing method for producing a dot shape of a pattern recording medium using this electron beam drawing apparatus will be specifically described.
  • the electron beam drawing apparatus includes a substrate coated with a resist, a mechanism for moving the substrate in the horizontal direction, and a rotating stage for rotating the substrate, and an electron beam exposure beam is applied to the resist.
  • This is an X- ⁇ type electron beam lithography system that draws by irradiation.
  • a dot pattern is formed by drawing at a constant interval while simultaneously rotating in the radial direction while rotating the stage. At that time, it is possible to provide a dot row in a spiral shape without deflecting the electron beam during rotation.
  • the resist It is also possible to draw concentric dot rows by exposing the light beam by changing the deflection amount of the electron beam in a sawtooth shape so as to draw concentric circles.
  • a region provided with a servo pattern for address extraction and track position control may be produced.
  • a patterned magnetic recording medium 80 called a patterned medium as a hard disk or patterned hard disk is divided into a servo pattern section 81 and a patterned data track section 82 as shown in FIG. Can do.
  • the dot pattern of the data track portion 82 is not shown only on the outer peripheral portion and the inner peripheral portion, but it is the default and omitted, and actually it covers the entire effective radius of the disc. Exist. Further, there is a servo pattern portion 81 other than that shown in FIG.
  • the swing arm head 83 is configured to be swingable in the radial direction of the magnetic recording medium 80, and reads or writes data recorded in the magnetic recording area of the magnetic recording medium 80.
  • a recording medium pattern of dot rows arranged concentrically is formed.
  • the servo pattern portion 81 a rectangular pattern indicating address information and track detection information, a line pattern extending in the radial direction across the track from which clock timing is extracted, and the like are formed.
  • the servo pattern unit 81 has the same form as the current hard disk recording medium, but adopts a new format servo pattern optimized for patterned media, and what is the current hard disk medium? Different patterns You may take a shape and a form.
  • This patterned magnetic recording medium 80 is produced by forming a latent image that has been drawn and exposed by the pattern drawing method described above, and directly etching the recording material using a resist mask formed by development. Power S that can be done, mass production efficiency will be extremely low. Therefore, it is desirable to use a manufacturing method using an imprint method as a mass production process. This involves etching a recording material, etc., using a resist pattern that has been mass-transferred by producing a transfer mold for imprinting from a resist mask and performing transfer using the imprint transfer mold. This is a method for manufacturing a patterned magnetic recording medium.
  • FIG. 16 is a process diagram showing an example of producing a patterned magnetic recording medium
  • FIGS. 17A to 17E and 17F to 17M are cross-sectional views showing details of the process of producing a patterned magnetic recording medium.
  • the process for producing the patterned magnetic recording medium described below is merely an example.
  • the process of producing a patterned magnetic recording medium is roughly divided into a transfer product forming process, an imprint process, an etching process, a nonmagnetic material filling process, and a protective film (lubricating film) forming process capability. Thus, these steps are sequentially performed.
  • a substrate serving as a base for a magnetic recording medium made of special calorie reinforced glass, Si wafer, aluminum plate, or other material. Prepare 6.
  • a recording film layer 101 is formed on the substrate 6 by sputtering or the like.
  • a laminated structure such as a soft magnetic underlayer, an intermediate layer, a ferromagnetic recording layer, etc., as indicated by a broken line in FIG. 17B.
  • a metal mask layer 102 such as Ta or Ti is formed on the recording film layer 101 by sputtering or the like, and polymethyl methacrylate resin (PMMA) t, for example, thermoplastic resin is formed on the metal mask layer 102.
  • a resin resist is formed as a transfer material (corresponding to the resin 7 in each of the above embodiments) 103 by spin coating or the like. Thereby, the transfer product 5 is formed.
  • the transfer mold 60 of the present example is set in the imprint apparatus 55 shown in FIG. 12 so that the uneven surface faces the transfer material 103. In other words, the transfer mold 60 is held by the transfer mold holding member 59, while the transfer product 5 is held on the transfer product holding member 61.
  • FIG. 17C shows a sectional view of the transfer mold of the fifth embodiment as an example, but the same applies to other embodiments.
  • the vacuum pump 57 is driven as necessary to depressurize the inside of the working chamber 58, and the transferred product 5 is fluidized as necessary. Press until heated.
  • polymethyl methacrylate resin (PM MA) has a glass transition point of around 100 ° C, so it has fluidity when heated to 120-200 ° C (eg, about 160 ° C) above the glass transition temperature.
  • pressing 1 ⁇ Press with a pressing force of LOOOOkPa (for example, about 10 OOkPa).
  • LOOOOkPa for example, about 10 OOkPa
  • the degree of vacuum achieved within the working chamber 58 is several hundred Pa or less (for example, lOPa It is desirable to make a vacuum state.
  • the thickness of the concavo-convex pattern of the transfer mold 60 is set to a thickness that accommodates bubbles generated when the transfer mold 60 is pressed. That is, also in this example, as in each of the above-described embodiments and Example 1, the thickness of the uneven pattern formed on the surface of the transfer mold 60 was finally left on the surface of the transfer material 5. Make it thicker than the thickness of the bumps.
  • the transfer material 103 is used as an etching mask and a metal mask layer using CHF gas or the like.
  • the remaining transfer material 103 is treated with a wet process or O gas.
  • the recording film layer 101 is etched by dry etching using Ar gas or the like using the metal mask layer 102 as an etching mask. Further, as shown in FIG. 17J, the remaining metal mask layer 102 is removed by any one of wet process force dry etching. [0116] Furthermore, in the nonmagnetic material filling process, as shown in FIG. 17K, the material (nonmagnetic material such as SiO in the case of a magnetic recording medium) is not recorded in the groove portion of the pattern by sputtering or coating process.
  • the surface of the nonmagnetic material 104 is polished and flattened by etch back, chemical polishing, or the like.
  • a structure in which the recording material is separated by the non-recording material 104 can be manufactured.
  • the pattern recording medium is completed by forming the protective film 105 and the lubricating film 106 of 1 on the surface by a coating method or a dating method. Build this into your node disk drive
  • a patterned magnetic recording medium can be manufactured through the above steps.

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Abstract

　実際にインプリントする時に転写型と転写物との間に混入した気泡を直接排除して、インプリント結果に悪影響を与えるのを未然に防止可能なインプリント用転写型を提供する。 　転写物に転写型１本体表面の形状を転写するインプリント用転写型であり、転写型１本体表面に形成されている凹凸部１ａ，１ｂの厚さを、最終的に前記転写物表面に残したい転写材料の凹凸部の厚さより厚くする。

Description

インプリント用転写型、インプリント転写方法、インプリント装置、インプリン ト用転写型の製造方法およびインプリント転写物
技術分野
[0001] 本願は、例えばナノインプリントリソグラフィが適用される技術分野に係り、特に基板 上に転写材料が薄く形成された転写物に転写型本体表面の形状を転写するための インプリント用転写型、インプリント転写方法、インプリント装置、インプリント用転写型 の製造方法、および上記インプリント用転写型により作製されたインプリント転写物の 技術分野に属する。
背景技術
[0002] 従来、基板上に転写材料が形成された転写物に転写型表面の形状を転写するィ ンプリント時において、上記転写物に気泡が混入するのを防止する技術としては、例 えば特許文献 1及び 2に開示された発明がある。
[0003] 上記特許文献 1に開示された発明は、光学物品の微細凹凸形状を反転した形状が 設けられたロール状成形型を用いて、透光性基材フィルム上に放射線硬化型榭脂 液の硬化物力 なる微細凹凸形状を転写して、光学物品を製造する方法において、 上記放射線硬化型榭脂液を予め、常温に保持された真空度 400Pa以下の減圧容 器内、又は 30°C〜100°Cの温度範囲内に保持された加熱容器内のいずれかに配 置することで、放射線硬化型榭脂液内に混入する気泡を除去するようにして！/、る。
[0004] また、特許文献 2に開示された発明は、インプリント'リソグラフイエ程において、テン プレートと基板表面との間に紫外線硬化型榭脂液をスピン'コーティングする際に、 低圧内で行うことでテンプレートと基板との間のギャップ内に気泡が発生しないように している。
特許文献 1：特開 2004— 90539公報
特許文献 2：特表 2003— 517727公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0005] しカゝしながら、上記特許文献 1に開示された発明のように、減圧容器や加熱容器で 予め放射線硬化型榭脂液内に混入する気泡を除去する方法は、実際のインプリント する時点ではなぐ事前に行うプロセスであるため、実際のインプリント時に気泡が混 入することがある。
[0006] このような事前の脱泡プロセスでは、実際にインプリントする時に転写型と転写物と の間に気泡が混入した場合に対処することができないため、気泡が混入したインプリ ント結果になってしまう不具合がある。
[0007] また、上記特許文献 2に開示された発明では、インプリント時に気泡の混入を回避 するため、減圧容器内でインプリントすることが要求される。このように減圧容器内で インプリントを行う方法では、インプリント装置を減圧容器内に配置しなければならな いため、装置が大型化するという問題がある。
[0008] 特に、紫外線硬化型榭脂を用いるインプリント装置では、常温、常圧下で転写型と 転写物とを重ね合わせ、転写型を転写物に押し当てる圧力に軽度の真空環境による 大気圧との圧力差を利用することが多力つたので、予め転写型と紫外線硬化型榭脂 との間の気泡を除去する用途に真空環境や減圧環境に配置しにくい等の弊害が生 じている。
[0009] ところで、インプリント時に軟ィ匕した榭脂は、加熱時に気泡を発生したり、そうでなく とも樹脂に転写型を押し当てた時に気泡が混入してしまうことがあり、従来は、この影 響を回避することが、インプリントを正常に行うための重要な課題であった。
[0010] 因みに、榭脂に気泡が混入した状態で硬化させた場合には、インプリント転写物に 凹凸が形成され、転写物としての品質を低下させ使用に供することができないため、 歩留まりが悪ぐ生産効率が著しく低下してしまう問題がある。
[0011] そこで、上述したように特許文献 1及び 2に開示された発明のように榭脂を十分に加 熱して発生する気泡を除去するか、あるいは転写物全体を真空又は減圧雰囲気内 に配置して脱泡環境でインプリントを行った場合には、そのための設備が必要となる ことから、設備が複雑ィ匕し、設備費も嵩む等の問題がある。
[0012] 本願は、上記の事情を考慮してなされたもので、その課題の一例としては、実際に インプリントする時に転写型と転写物との間に混入した気泡を直接排除して、インプリ ント結果に悪影響を与えるのを未然に防止可能なインプリント用転写型、インプリント 転写方法、インプリント装置、インプリント用転写型の製造方法およびインプリント転 写物を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0013] 上記課題を解決するために、請求項 1に係るインプリント用転写型は、転写材料が 形成された転写物に転写型本体を押し当て、当該転写型本体を剥離し、前記転写 物に前記転写型本体表面の形状を転写するインプリント用転写型において、前記転 写型本体表面に形成されている凹凸部の厚さを、最終的に前記転写物表面に残し たい転写材料の凹凸部の厚さより厚くしたことを特徴とする。
[0014] 請求項 6に係るインプリント転写物は、請求項 1乃至 5いずれか一項に記載のインプ リント用転写型により作製された磁気記録媒体であることを特徴とする。
[0015] 請求項 7に係るインプリント転写方法は、転写材料が形成された転写物に転写型本 体を押し当てる押し当て工程と、前記転写材料から前記転写型本体を剥離する剥離 工程とを備え、前記転写物に前記転写型本体表面の形状を転写するインプリント転 写方法において、前記押し当て工程では、前記転写型本体表面に形成されている 凹凸部の厚さを、最終的に前記転写物表面に残したい転写材料の凹凸部の厚さより 厚くして前記転写物に押し当てることを特徴とする。
[0016] 請求項 8に係るインプリント装置は、転写材料が形成された転写物に転写型を押し 当て、当該転写型を剥離し、前記転写物に前記転写型表面の形状を転写するイン プリント装置において、前記転写型は、表面に凹凸部が形成され、当該凹凸部の厚 さを、最終的に前記転写物表面に残したい転写材料の凹凸部の厚さより厚くしたこと を特徴とする。
[0017] 請求項 11に係るインプリント用転写型の製造方法は、予め作製したマスク付の転写 型基板にエッチング工程を経て前記マスクを除去し、インプリント用転写型を製造す るインプリント用転写型の製造方法において、前記エッチング工程では、前記転写型 表面に形成されている凹凸部の厚さを、インプリント時に最終的に転写物表面に残し たい転写材料の凹凸部の厚さより厚く形成することを特徴とする。
[0018] 請求項 12に係るインプリント用転写型の製造方法は、予め作製した原型に電铸す る電铸工程と、前記原型を研磨する研磨工程とを経てインプリント用転写型を製造す るインプリント用転写型の製造方法において、前記研磨工程では、前記転写型表面 に形成されている凹凸部の厚さを、インプリント時に最終的に転写物表面に残したい 転写材料の凹凸部の厚さより厚く形成することを特徴とする。
図面の簡単な説明
圆 1]本願のインプリント用転写型の第 1実施形態を示す斜視図である。
[図 2]図 1の断面図である。
圆 3A]第 1実施形態の転写型によるインプリント工程を示す断面図である。
圆 3B]第 1実施形態の転写型によるインプリント工程を示す断面図である。
圆 3C]第 1実施形態の転写型によるインプリント工程を示す断面図である。
圆 3D]第 1実施形態の転写型によるインプリント工程を示す断面図である。
[図 4A]第 1実施形態における転写型の製造方法の一例を示す断面図である。 圆 4B]第 1実施形態における転写型の製造方法の一例を示す断面図である。 圆 4C]第 1実施形態における転写型の製造方法の一例を示す断面図である。 圆 4D]第 1実施形態における転写型の製造方法の一例を示す断面図である。 圆 5A]第 1実施形態における転写型の他の製造方法を示す断面図である。
圆 5B]第 1実施形態における転写型の他の製造方法を示す断面図である。
圆 5C]第 1実施形態における転写型の他の製造方法を示す断面図である。
圆 5D]第 1実施形態における転写型の他の製造方法を示す断面図である。
[図 6A]従来例のインプリント工程を示す断面図である。
[図 6B]本願のインプリント工程を示す断面図である。
圆 7]本願のインプリント用転写型の第 2実施形態を示す断面図である。
圆 8]本願のインプリント用転写型の第 3実施形態を示す断面図である。
圆 9]本願のインプリント用転写型の第 4実施形態を示す断面図である。
圆 10]本願のインプリント用転写型の第 5実施形態を示す断面図である。
圆 11]第 5実施形態におけるインプリント工程を示す断面図である。
圆 12]第 1〜第 5実施形態による転写型を用いたインプリント装置の一例を示す構成 図である。 [図 13A]実施例 2によるインプリント用転写型の製造する工程を示す断面図である。
[図 13B]実施例 2によるインプリント用転写型の製造する工程を示す断面図である。
[図 13C]実施例 2によるインプリント用転写型の製造する工程を示す断面図である。
[図 13D]実施例 2によるインプリント用転写型の製造する工程を示す断面図である。
[図 13E]実施例 2によるインプリント用転写型の製造する工程を示す断面図である。
[図 13F]実施例 2によるインプリント用転写型の製造する工程を示す断面図である。
[図 14]図 13A〜図 13Fによりインプリント用転写型の製造方法の詳細を示す工程図 である。
[図 15]第 1〜第 5実施形態による転写型を用いて作製されるパターン磁気記録媒体 を示す平面図である。
[図 16]パターン磁気記録媒体を作製する実施例を示す工程図である。
[図 17A]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17B]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17C]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17D]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17E]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17F]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17G]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17H]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 171]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17J]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17K]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17L]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。
[図 17M]パターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面図である。 符号の説明
1 :転写型
la:凹部
lb :凸部 5:転写物
6:基板
7:榭脂
10:マスク付基板
11:モールド基板
12:マスク
15:原型
16:金属モールド
30:転写型
31:凹部
31a:排気孔
33:壁部
35:脱気装置
40:転写型保持部材
50:転写型
51:凹部
52:凸部
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本願の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、半 導体製造装置、ディスクリートトラックメディア、パターンドメディア等の磁気記録装置 、 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)^ NEMS(Nano Electro Mechanical Sy stems)の微細加工部品、次世代ハードディスク、次世代光ディスク等の次世代記録メ ディア等におけるナノインプリントリソグラフィに適用されるインプリント用転写型である
[0022] (第 1実施形態）
図 1は本願のインプリント用転写型の第 1実施形態を示す斜視図、図 2は図 1の断 面図である。なお、以下の説明では、図 4及び図 5を除いて図面における上側を背面 側とし、下側を前面側として説明する。 [0023] 図 1及び図 2に示すように、転写型本体としての転写型 1は、全体形状が円板状に 形成されている。また、転写型 1は、凹部 la及び凸部 lbが形成され、後述する転写 物に当該転写型 1表面の凹凸形状を転写するものである。凹部 laは、転写型 1の背 面まで直線状に貫通孔として形成されている。さらに、凸部 lbは背面まで同じ幅で形 成されている。したがって、転写型 1に形成されている凹凸部 la, lbは、背面まで達 していることになる。なお、本実施形態では、転写型 1の凹凸部 la, lbの厚さを T1と する。
[0024] 次に、転写型 1によるインプリント工程を図 3A〜図 3Cに基づいて説明する。
[0025] まず、図 3Aに示すように、転写物 5には、基板 6上に転写材料として室温あるいは それ以上に加温したときに流動性を有する lOOnm以下の薄い榭脂 7が均一に形成 されている。この場合、榭脂 7以外の転写材料としては、金属ガラス等のように室温あ るいはそれ以上に加温したときに流動性を有する材料であればよ!、。
[0026] 次いで、図 3Bに示すように、流動性を有する薄い榭脂 7に図 1及び図 2に示す転写 型 1を押し当てる。この押し当て工程では、転写型 1表面に形成されている凹凸部 la , lbの厚さを、榭脂 7より厚くして転写物 5に押し当てている。その後、薄い榭脂 7を 冷却又は光照射等により硬化させる。
[0027] そして、図 3Cに示すように、硬化した榭脂 7から転写型 1を剥離させる。このような 工程を経て転写物 5に転写型 1の表面の凹凸形状を写し取り、凹部 8a凸部 8bを形 成することができる。
[0028] なお、転写材料としての薄い榭脂 7に写し取った凹凸部 8a, 8bの形状は、図 3Dに 示すように基板 6まで達しているようにしてもよい。また、本実施形態では、転写材料 の凹凸部 8a, 8bの厚さを、図 3Cでは tlとし、図 3Dでは t2とする。
[0029] 次に、転写型 1の製造方法の一例を図 4A〜図 4Dに基づいて説明する。
[0030] まず、図 4Aに示すように、モールド基板 11に予め樹脂のパターンであるマスク 12 が形成されたマスク付基板 10を用意する。このマスク 12は、周知のリソグラフィ技術 によりレジスト榭脂を塗布した後に露光し、さらに現像を行って作製する。また、マスク 12は、例えばレーザ光や電子線を照射することにより作製してもよい。
[0031] 次いで、図 4Bに示すように、マスク 12上からモールド基板 11をドライエッチングす る。
[0032] さらに、図 4Cに示すように、モールド基板 11の背面までドライエッチングする。すな わち、このエッチング工程では、形成される凹凸部 la, lbの厚さを、インプリント前に おける転写材料の厚さより厚く形成するようにドライエッチングする。本実施形態では 、凹凸部 la, lbが背面まで達するようにしている。
[0033] そして、図 4Dに示すように、マスク 12を除去することにより、図 1及び図 2に示す転 写型 1を完成する。
[0034] また、転写型 1の他の製造方法を図 5A〜図 5Dに基づいて説明する。
[0035] まず、図 4Aと同様の方法により図 5Aに示すようにパターンが形成された原型 15を 作製する。
[0036] 次いで、図 5Bに示すように、原型 15に電铸により金属モールド 16を形成する。ここ で、電铸により金属モールド 16を形成する場合、ノターン全体が覆われる前に電铸 を終了させてもよい。
[0037] さらに、図 5Cに示すように、電铸後の金属モールド 16表面を研磨して原型 15のパ ターン面を露出させる。この研磨工程では、転写型 1となる凹凸部 la, lbの厚さを、 インプリント前における転写材料の厚さより厚く形成するように研磨する。この製造方 法では、図 4に示す製造方法と同様に凹凸部 la, lbが背面まで達するようにしてい る。
[0038] その後、図 5Dに示すように、原型 15を剥離して金属モールド 16表面を研磨して得 られた図 1及び図 2に示す転写型 1を完成する。
[0039] 次に、本実施形態の作用を説明する。
[0040] 実際にインプリントする時、図 3Aに示す軟ィ匕した榭脂 7は、加熱時に気泡を発生し たり、そうでなくとも榭脂 7に転写型 1を押し当てた時に気泡が混入してしまうことがあ る力 本実施形態の転写型 1では、凹凸部 la, lbが背面まで達しているので、転写 型 1と転写物 5との間に混入した気泡を背面力も直接かつ容易に排出することができ 、インプリント結果に悪影響を与えることがなくなる。
[0041] そのため、インプリント時、大気圧との圧力差程度の弱い押し付け力でも、良好なィ ンプリント結果が得られる。 [0042] また、インプリント工程において、従来では、図 6Aに示すように転写型 20の凹凸部 21 , 22のパターン密度によって凹部 21の体積と、充填される榭脂 7の体積のバラン スに差が生じて充填後に残る榭脂 7の量が局所的に変わってしまい、凹凸部 21 , 22 のパターンの底部に生じる残渣と呼ばれる榭脂 7の厚みに差が生じてしまう不具合が ある。
[0043] この場合でも本実施形態の転写型 1では、図 6Bに示すように凹凸部 la, lbが背面 まで達しているので、凹凸部 la, lbのパターン密度の差をそのパターンの高さ方向 で確実に吸収することができ、上記残渣の厚みの差の発生を未然に防止することが できる。
[0044] 一般に、インプリント工程やプレスにおいては、転写物の表面に形成された凹凸形 状のパターンをそのまま使用することを考慮して 、たので、このような転写型の形状 は、パターン内部で榭脂と転写型との濡れ性及び表面張力により、パターン上面が 凸形状になったり、凹形状になったりしてしまうことがあり、あるいはパターン密度によ りパターンの高さが変わってしまうため、使用することができな力つた。
[0045] しかし、本実施形態の凹凸部 la, lbのパターンをエッチングマスクとして使用する 場合には、パターン表面の多少の凹凸が関係なくなるので、本実施形態の転写型 1 を有効に使用することができる。
[0046] また、実際のインプリント工程では、転写物 5に転写型 1を重ねた状態で、転写型 1 の自重により、あるいはチャンバ一内を減圧して大気圧との差で圧力を加えて転写を 行う。必要に応じて、気泡の排出を妨げない形状の押し付け装置に油圧、空気圧等 の圧力印加手段により圧力を加えるようにしてもょ 、。このようにインプリントすることで 、転写型 1背面の凹部 laである気泡排出孔を閉塞することがなくなる。
[0047] このように本実施形態によれば、転写型 1の凹凸部 la, lbが転写型 1の背面まで 達しているので、転写型 1と転写物 5との間に混入した気泡を直接かつ容易に排出す ることができ、インプリント結果に悪影響を与えることがなくなる。
[0048] (第 2実施形態）
図 7は本願のインプリント用転写型の第 2実施形態を示す断面図である。
[0049] 本実施形態では、図 7に示すように転写型 30の凹部 31の背面側に壁部 33が形成 され、この壁部 33に排気孔 3 laが形成されている。この排気孔 3 laの径は、気泡、す なわち空気の分子より大きく形成されている。
[0050] ところで、転写型 30と転写物との間の気泡を排出することが重要であるので、凹部
31は前記第 1実施形態のように転写型 1の背面まで達して 、る必要はな!/、。
[0051] 本実施形態のように凹部 31に 1箇所でも排気孔 31aが形成されていれば、インプリ ント時に転写型 30と転写物 5との間に混入した気泡を排気孔 31aから直接かつ容易 に排出することができる。
[0052] このように本実施形態によれば、転写型 30の凹部 31の背面まで抜けている面積を 少なくすることにより、転写型 30の剛性を格段と向上させることができる。
[0053] なお、本実施形態では、 1つの凹部 31に対して 1つの排気孔 31aを形成した例に ついて説明したが、これに限らず、 1つの凹部 31に対して複数の排気孔 31aを形成 するようにしてもよい。また、製造方法及びインプリント方法は、前記第 1実施形態と 同様であるので、その説明を省略する。以下の各実施形態でも同様とする。
[0054] (第 3実施形態）
図 8は本願のインプリント用転写型の第 3実施形態を示す断面図である。
[0055] 図 8に示すように、本実施形態では、図 7に示す第 2実施形態の構成に加え、転写 型 30の凹部 31の背面側に脱気装置 35が取り付けられている。
[0056] したがって、本実施形態では、インプリント時に転写型 30と転写物 5との間に混入し た気泡を排気孔 31aから強制的に排出することができる。
[0057] このように本実施形態によれば、転写型 30の凹部 31の背面側に脱気装置 35を取 り付けたことにより、インプリント時に転写型 30と転写物 5との間に混入した気泡を排 気孔 31aから確実に排出することができる。
[0058] (第 4実施形態）
図 9は本願のインプリント用転写型の第 4実施形態を示す断面図である。
[0059] 本実施形態では、図 9に示すように転写型 1の背面側にメッシュ構造を有する転写 型保持部材 40が接着剤により貼着されている。なお、転写型保持部材 40のメッシュ 構造は、気泡を排出することができる程度の細力さに形成されて 、る。
[0060] したがって、本実施形態では、インプリント時に転写型 1と転写物 5との間に混入し た気泡を排気孔である凹部 laから転写型保持部材 40のメッシュを経て確実に排出 することができる。
[0061] このように本実施形態によれば、転写型 1の背面側にメッシュ構造を有する転写型 保持部材 40を貼着したことにより、転写型保持部材 40が転写型 1の裏打ちとしての 機能を有することとなり、凹凸形状のパターンの抜け落ちを未然に防止することがで きる。
[0062] なお、転写型 1の背面まで抜けた凹凸部のパターンが周方向全体に亘る場合には 、本実施形態のように裏打ちを設けないとパターン内部が抜け落ちてしまうことになる
[0063] (第 5実施形態）
図 10は本願のインプリント用転写型の第 5実施形態を示す断面図、図 11は第 5実 施形態におけるインプリント工程を示す断面図である。
[0064] なお、本願は、前記第 1、第 4実施形態のように転写型 1の凹凸部 la, lbが転写型
1の背面まで達していなくてもよい。また、本願は、第 2、第 3実施形態のように凹部 3
1の背面側に排気孔 31aを形成しなくてもよい。
[0065] すなわち、本実施形態では、図 10及び図 11に示すように凹凸部 51, 52の厚さは、 榭脂 7の加熱時や転写型 50を押し当てた時に発生した気泡を収容するだけの厚さ に設定されている。なお、本実施形態では、転写型 50の凹凸部 51, 52の厚さを T2 とする。
[0066] したがって、本実施形態では、凹凸部 51, 52の厚さ T2を、榭脂 7の加熱時や転写 型 50を押し当てた時に発生した気泡を収容するだけの厚さに設定したことから、前 記第 1〜第 4実施形態のように転写型 50の背面力 気泡を排出することなぐ転写型 50と転写物 5との間に混入した気泡を凹部 51に確実に収容するので、インプリント結 果に悪影響を与えることがなくなる。
[0067] このように本実施形態によれば、発生した気泡を収容するだけの厚さに凹凸部 51, 52の厚さ T2を設定したとしても、前記第 1実施形態と同様の効果が得られる。
[0068] また、本実施形態によれば、転写型 50の凹部 51の背面が抜けていないので、転写 型 50の剛性を格段と向上させることができる。 [0069] (インプリント装置）
次に、前記第 1〜第 5実施形態による転写型を用いたインプリント装置について説 明する。図 12は前記第 1〜第 5実施形態による転写型を用いたインプリント装置の一 例を示す構成図である。
[0070] なお、前記第 1〜第 5実施形態では、転写型をそれぞれ符号 1, 30, 50で示してい るが、図 12ではこれらを纏めて符号 60で示す。
[0071] 図 12に示すように、インプリント装置 55には、圧力調整弁 56を介挿した配管 56の 一端が接続され、この配管 56の他端が真空ポンプ 57に接続されている。インプリント 装置 55内は、作業用チャンバ一 58が形成され、この作業用チャンバ一 58内は、真 空ポンプ 57を駆動することにより、圧力調整弁 56で調整された圧力に減圧される。
[0072] また、インプリント装置 55は、転写型保持部材 59を有し、この転写型保持部材 59 は、前記第 1〜第 5実施形態で示したような転写型 60を保持する。
[0073] 一方、転写物保持部材 61は、転写型保持部材 59に対向して配置され、例えば油 圧、空気圧等の流体圧で駆動する昇降加圧ユニット 62により昇降可能に構成されて いる。転写物保持部材 61上には、転写物 5が保持され、この転写物 5には、上述した ように基板 6上に転写材料としての薄 、榭脂 7が均一に形成されて 、る。
[0074] このように構成されたインプリント装置 55では、昇降加圧ユニット 62を駆動させるこ とにより転写物 5に転写型 60を重ね、真空ポンプ 57を駆動して作業用チャンバ一 58 内を減圧して大気圧との差で圧力を加えて転写を行う。また、必要に応じて、圧力印 加手段としての昇降加圧ユニット 62によりさらに圧力をカ卩えるようにしてもよい。
[0075] (実施例 1)
本実施例 1では、前記第 5実施形態の説明で用いた図 10及び図 11に基づいて説 明する。
[0076] ところで、本願は、転写型 50表面に形成されている凹凸形状を完全に榭脂 7で充 填することが目的ではない。また、転写物 5の表面の榭脂 7等の転写材料は、転写物 5の化学反応のマスクとして使う用途のように薄くても存在すれば良いのではなぐィ ンプリントした転写材料の凹凸パターンをそのままパターン記録媒体の非記録材料 領域として用いたり、転写材料の凹凸パターンを記録層材料またはメタルマスク材料 をドライエッチングする時のエッチングマスクとして用いるための工程であるため、ドラ ィエッチングに耐えうる所望の凹凸深さを得ることが必要になる。そのため、凹凸部 5 1, 52の厚さ T2は、転写物 5の表面に残したい必要な転写材料の厚さによって決定 される。具体的には、必要な転写材料の厚さよりも深いパターンが必要である。
[0077] ここで、転写材料の厚さは、少なくとも lOnm以上、好ましくは 20nm以上の充分な 厚さである必要がある。何故なら、記録媒体において必要な記録層厚さは lOnm程 度であり、それを分断する非記録材料も同様な厚さが必要であるからである。また、 転写材料は一般にドライエッチングに対するエッチング耐性が記録層材料やメタル マスク材料と比較して高くな 、ために、記録層にお 、て必要な厚さである lOnm程度 よりも厚いエッチングマスク厚さが必要となるからである。
[0078] 一般に、転写型の表面全体の面積に対して転写型の凹凸形状部分の面積は小さ ぐ流動性を有する転写材料に転写型を短時間に押し付けてインプリントする場合、 微視的には転写材料が転写型端部力 外に押し出されて減少することは、考慮に入 れなくてもよい。
[0079] 次に、転写型 50表面に形成されている凹凸部 51, 52の厚さ T2を転写物 5表面に 形成された転写材料に対して設定する原理について説明する。
[0080] 転写型 50のようにパターン内の気泡が背面力 排出されな 、場合、転写型 50が自 重または加圧手段によって転写材料を押す圧力を M[Pa]、インプリント雰囲気の圧 力を P[Pa] (大気圧 1 X 105 [Pa]または減圧環境）とすると、転写型 50によって圧縮 される深さ K[nm]のパターン内に転写物が k[nm]入った時の空気の高さ K k[nm ]は、等温下では、圧力と体積の積が一定であるボイルの法則に従って、 K—k= {P Z (P + M) } * K [nm]で表される。
[0081] 書き換えると、高さ k[nm]の転写物形状を得るためには、転写型 50の凹凸部 51, 52の厚さ T2は、 K={(P + M) ZM}* k[nm]だけあれば、空気が転写型 50の凹凸 部 51, 52の内部に封入されてしまっていても問題なく転写することができることにな る。
[0082] 例えば、自重で約 40Paの圧力が加えられる転写型 50を用いて、 lOOnmの転写物 の凹凸形状高さが必要な場合、 a)大気圧下で転写型の自重のみでインプリントをする場合には、転写型 50の凹凸 部 51, 52の厚さ T2は 0. 25mm以上であればよい。
[0083] b)大気圧下で lkg程度の重石を転写型 50の上に載せて押し付け圧力を lkPaとす る場合には、転写型 50の凹凸部 51, 52の厚さ T2は 9. 9 m以上であればよい。
[0084] c) lkPaまで減圧した環境下で転写型の自重のみでインプリントをする場合には、 転写型 50の凹凸部 51, 52の厚さ T2は 2. 6 m以上であればよい。
[0085] d) lkPaまで減圧した環境下で、かつ lkg程度の重石を転写型 50の上に載せて押 し付け圧力を lkPaとする場合には、転写型 50の凹凸部 51, 52の厚さ T2は 200nm 以上であればよい。
[0086] e)大気圧下で転写型の自重のみでインプリントをする場合でも、転写型の凹凸部 の一部が背面まで達している転写型 1および転写型 30の場合には、転写型の凹凸 形状の厚さ T1は転写材料の厚み以上であればょ 、。
[0087] このようにして本願では、必ずしも転写型の背面力 気泡を排出することなぐ転写 型表面に形成されている凹凸部の厚さを、最終的に転写物 5表面に残したい転写材 料の凹凸部の厚さより厚くすればよい。したがって、本願は、前記第 5実施形態のよう に凹凸部 51, 52の厚さ T2は、榭脂 7の加熱時や転写型 50を押し当てた時に発生し た気泡を収容するだけの厚さがあればょ 、。
[0088] (実施例 2)
本実施例では、インプリント用転写型の製造方法の具体例について説明する。なお 、本実施例では、電子ビームによりインプリント用転写型を製造し、このインプリント用 転写型により磁気記録媒体の一例としてパターン磁気記録媒体を製造するための実 施例である。
[0089] 図 13A〜図 13Fは実施例 2によるインプリント用転写型を製造する工程の一例を示 す断面図、図 14は図 13A〜図 13Fによりインプリント用転写型の製造方法の詳細を 示す工程図である。
[0090] まず、 13A及び図 14に示すように、 Siウェハやガラス等の材料力もなる基板 71を 研磨、洗浄した後、この基板 71上にスピンコート等により電子ビーム用の電子線レジ スト膜 72を形成する。次に、電子線レジスト膜 72をプリベータし、図 13Bに示すように 、電子線レジスト膜 72を電子ビームにより露光して潜像 72aを形成する（図 14におけ る「信号記録」）。次いで、電子線レジスト膜 72を現像して、図 13Cに示すような溝部 72bを形成した後、電子線レジスト膜 72のポストベータを行う。
[0091] 次に、図 13Dに示すように、スパッタリング法、蒸着法あるいは無電解メツキにより、 電子線レジスト膜 72および基板 71の表面にニッケル合金薄膜 73を形成する。このと き、電子線レジスト膜 72の表面に直接ニッケル合金膜 73を形成するのではなぐ電 子線レジスト膜 72をマスクとして基板 71にエッチングを行って溝部 72bを基板 71に 写し取った後、電子線レジスト膜 72を除去し、溝部 72bに対応した溝部が形成された 基板 71の表面にニッケル合金膜 73を形成しても構わない。
[0092] その後、図 13Eに示すように、ニッケル合金薄膜 73を電極として用いてニッケル合 金薄膜 73表面にニッケル電铸を施すことにより、ニッケル層 74を形成する。そして、 図 13Fに示すように、ニッケル層 74を基板 71から剥離した後、図 13Fにおいて-ッ ケル層 74の上面を研磨する等して、マスタースタンパ 74Aが得られる。なお、 -ッケ ル層 74に代えて、ニッケル合金層を電铸により形成し、剥離したニッケル合金層をス タンパとして使用してもよい。
[0093] 図 14に示すように、マスタースタンパ 74Aに対して、再度、電铸によりニッケルを付 着させることにより形状が反転したサブマスタスタンパが得られる。サブマスタスタンプ に対して、さらに電铸によりニッケルを付着させることによりマスタースタンパと同一形 状のベビースタンパが得られる。さらにべビースタンパの形状を転写して新たなスタン パを作製してもよい。
[0094] ところで、本願に係るインプリント転写型及びインプリント転写物は、密度が 500Gb psi(GbitZinch2)以上、特に l〜10Tbpsi程度の非常に高い面記録密度に相当する 超微細パターンにおいて効果的である。具体的には、約 25nmのピット間隔のパター ンの転写型を用いることで、その転写物力 記録密度がおよそ lTbpsiの高密度パタ ーン記録媒体を作製することが可能となる。
[0095] これを実現するためには、前記第 1〜第 5実施形態の転写型の製造方法における、 凹凸部が形成されたマスク 12の製造方法には、高精細パターンが形成可能な電子 線描画装置を用いることが望まし 、。 [0096] 次に、この電子線描画装置によりパターン記録媒体のドット形状を作製するための パターン描画方法について具体的に説明する。
[0097] 上記電子線描画装置は、レジストが塗布された基板に、その基板を水平方向に移 動させる機構と基板を回転させる回転ステージとを有し、レジストに電子線の露光ビ ームを照射して描画する X— Θ型の電子線描画装置である。
[0098] この電子線描画装置を用いて、ステージを回転すると同時に半径方向に移動させ ながら、一定の間隔で描画を行ってドットパターンを形成する。その際に、回転中に 電子線を偏向せずに、スパイラル状にドット列を設けることも可能であるが、特開 200 2— 367241号公報に開示されているように、 1回転毎にレジストに同心円を描くよう に電子線の偏向量を鋸歯状に次第に変化させて露光することによって、同心円状の ドット列を描画することも可能となる。
[0099] もちろん、データ用ドットパターン以外にも、アドレスの抽出やトラック位置制御用に サーボパターンを設けた領域を作製しても構わな 、。
[0100] 通常、ハードディスク又はパターンィ匕されたハードディスクとしてのパターンドメディ ァと呼ばれるパターン磁気記録媒体 80は、図 15に示すように、サーボパターン部 81 とパターンィ匕されたデータトラック部 82に分けることができる。なお、図 15では、デー タトラック部 82のドットパターンが外周部と内周部にのみに示していないが、デフオル メかつ省略されたものであって、実際にはディスクの有効半径全体に渡って存在する 。また、サーボパターン部 81も図 15に示した以外にも存在する。
[0101] なお、スイングアームヘッド 83は、磁気記録媒体 80の径方向に揺動可能に構成さ れ、磁気記録媒体 80の磁気記録領域に記録されたデータを読み出したり、あるいは 書き込むものである。
[0102] データトラック部 82は、同心円状に並んだドット列の記録媒体パターンが形成され ている。サーボパターン部 81には、アドレス情報やトラック検出情報を示す方形のパ ターン、クロックタイミングを抽出するトラックを横切る径方向に延びたライン状のパタ ーン等が形成されている。ここでは、サーボパターン部 81は、現行のハードディスク 記録媒体と同様な形態としているが、パターンドメディア用に最適化された新たなフォ 一マットのサーボパターンを採用して、現行のハードディスク媒体とは異なるパターン 形状、形態を採っても構わない。
[0103] このパターン磁気記録媒体 80は、前述のパターン描画方法によって描画 ·露光さ れた潜像を形成し、現像することによって形成されたレジストマスクを用いて直接記録 材料をエッチングすることによって作製することもできる力 S、量産効率が極めて低くな つてしまう。そのため、量産工程としてインプリント方式を用いた製造方法を用いること が望ましい。これは、レジストマスクからー且インプリント用転写型を作製し、インプリン ト転写型を用いて転写を行うことによって量産的に転写された榭脂パターンをマスク として、記録材料等をエッチングすることによってパターン磁気記録媒体を製造する 方法である。
[0104] 次に、本願の各実施形態のインプリント用転写型を用いてパターン磁気記録媒体 を作製する実施例について説明する。
[0105] 図 16はパターン磁気記録媒体を作製する実施例を示す工程図、図 17A〜図 17E 及び図 17F〜図 17Mはパターン磁気記録媒体を作製する工程の詳細を示す断面 図である。なお、以下に説明するパターン磁気記録媒体を作製する工程は、あくまで も一例である。
[0106] 図 16に示すように、パターン磁気記録媒体を作製する工程は、大別して転写物形 成工程、インプリント工程、エッチング工程、非磁性材料充填工程、保護膜 (潤滑膜） 形成工程力 なり、これらの工程が順次行われる。
[0107] さらに詳細に説明すると、まず転写物形成工程では、図 17Aに示すように特殊カロ エイ匕学強化ガラス、 Siウェハ、アルミニウム板、他の材料からなる磁気記録媒体用の ベースとなる基板 6を準備する。
[0108] 次いで、図 17Bに示すように、基板 6上にスパッタリング等で記録膜層 101を成膜 する。なお、垂直磁気記録媒体の場合には、軟磁性下地層、中間層、強磁性記録層 等のように図 17B中、破線で示すような積層構造体になる。
[0109] 次に、記録膜層 101上にスパッタリング等で Taや Ti等のメタルマスク層 102を形成 し、このメタルマスク層 102上に例えばポリメタクリル酸メチル榭脂（PMMA) t 、つた 熱可塑性榭脂のレジストを転写材料 (前記各実施形態の榭脂 7に相当） 103としてス ピンコート法等で成膜する。これにより、転写物 5が形成される。 [0110] さらに、インプリント工程では、図 17Cに示すように本実施例の転写型 60を、凹凸 面が転写材料 103に向き合うように図 12に示すインプリント装置 55にセットする。す なわち、転写型 60は転写型保持部材 59により保持される一方、転写物 5が転写物 保持部材 61上に保持される。なお、図 17Cでは、例として第 5実施形態の転写型の 断面図を示してあるが、他の実施形態においても同様である。
[0111] インプリント装置 55においては、図 17Dに示すように必要に応じて真空ポンプ 57を 駆動することにより、作業用チャンバ一 58内を減圧した後、必要に応じて転写物 5が 流動性を持つまで加熱した後、押圧する。例えば、ポリメタクリル酸メチル榭脂（PM MA)のガラス転移点が 100°C前後であるので、ガラス転移温度以上の 120〜200°C (例えば 160°C程度)まで加熱して流動性を持たせた後で 1〜： LOOOOkPa (例えば 10 OOkPa程度)の押圧力で押圧する。その際、転写物 5から塗布時の溶媒の残りゃ榭 脂に含まれていた水分等の脱ガスが発生するため、作業用チャンバ一 58内を、達成 真空度が数百 Pa以下 (例えば lOPa程度)の真空状態にすることが望ましい。
[0112] そして、図 17Eに示すように雰囲気を元に戻し、転写型 60を剥がすことにより、転 写型 60の凹凸パターンが転写材料 103に転写されてインプリント工程が終了する。
[0113] ここで、転写型 60の凹凸パターンの厚さは、転写型 60を押し当てた時に発生した 気泡を収容するだけの厚さに設定されている。すなわち、本実施例でも、前記各実 施形態や実施例 1と同様に、転写型 60表面に形成されている凹凸パターンの厚さを 、最終的に転写物 5表面に残した 、転写材料の凹凸部の厚さより厚くして 、る。
[0114] さらに、エッチング工程では、図 17Fに示すようにエッチングマスクとして不要な転 写材料 103を Oガス等を用いたソフトアツシング等で取り除く。続いて、図 17Gに示
2
すように転写材料 103をエッチングマスクとして CHFガス等を用いてメタルマスク層
3
102をエッチングカ卩ェする。
[0115] 次いで、図 17Hに示すように、残存する転写材料 103を、ウエットプロセスか Oガス
2 を用いたドライアツシングによって除去する。そして、図 171に示すように、メタルマスク 層 102をエッチングマスクとして Arガス等を用いてドライエッチングで記録膜層 101を エッチングカ卩ェする。また、図 17Jに示すように、残存するメタルマスク層 102をゥエツ トプロセス力ドライエッチングかのいずれかによつて除去する。 [0116] さらに、非磁性材料充填工程では、図 17Kに示すようにスパッタリングや塗布工程 等でパターンの溝部分に記録されな 、材料 (磁気記録媒体の場合は SiO等の非磁
2 性材料 104)を充填する。
[0117] 次に、図 17Lに示すようにエッチバックやケミカルポリッシュ等で非磁性材料 104表 面を研磨し平坦ィ匕する。これによつて記録材料が非記録性材料 104によって分離さ れた構造を作製することができる。
[0118] さらに、保護膜 (潤滑膜)形成工程では、図 17Mに示すように、例えば記録膜層 10
1の保護膜 105や潤滑膜 106を塗布方式ゃデイツビング方式によって表面に形成す ることで、パターン記録媒体が完成する。これをノヽードディスクドライブに組み込んで
、ノターンドメディアとなる。以上の工程を経てパターン磁気記録媒体を作製すること ができる。
[0119] なお、本願は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、 例示であり、本願の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構 成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本願の技術的範 囲に包含される。

Claims

請求の範囲
[1] 転写材料が形成された転写物に転写型本体を押し当て、当該転写型本体を剥離 し、前記転写物に前記転写型本体表面の形状を転写するインプリント用転写型にお いて、
前記転写型本体表面に形成されて 、る凹凸部の厚さを、最終的に前記転写物表 面に残したい転写材料の凹凸部の厚さより厚くしたことを特徴とするインプリント用転 写型。
[2] 請求項 1に記載のインプリント用転写型において、
前記転写型本体表面に形成されて!、る凹凸部の厚さを、インプリント前の前記転写 物本体表面に形成された前記転写材料の厚さより厚くしたことを特徴とするインプリン ト用転写型。
[3] 請求項 1に記載のインプリント用転写型において、
前記転写型本体が前記転写材料を押し当てる圧力を M、前記インプリント雰囲気 の圧力を P、最終的に前記転写物に残したい前記転写材料の凹凸部の厚さを kとす ると、前記転写型本体表面に形成されている凹凸部の厚さを、 { (P + M) /M} * kで 表せる長さより厚くしたことを特徴とするインプリント用転写型。
[4] 請求項 1に記載のインプリント用転写型において、
前記転写型本体表面に形成されている凹凸部の凹部の少なくとも一部が前記転写 型本体の背面まで達していることを特徴とするインプリント用転写型。
[5] 請求項 4に記載のインプリント用転写型において、
前記転写型本体の背面に、当該転写型本体に入った気泡を排出すると共に、当該 転写型本体を保持する転写型保持部材が当接して設置されていることを特徴とする インプリント用転写型。
[6] 請求項 1乃至 5いずれか一項に記載のインプリント用転写型により作製された磁気 記録媒体であることを特徴とするインプリント転写物。
[7] 転写材料が形成された転写物に転写型本体を押し当てる押し当て工程と、前記転 写材料から前記転写型本体を剥離する剥離工程とを備え、前記転写物に前記転写 型本体表面の形状を転写するインプリント転写方法において、 前記押し当て工程では、前記転写型本体表面に形成されている凹凸部の厚さを、 最終的に前記転写物表面に残したい転写材料の凹凸部の厚さより厚くして前記転写 物に押し当てることを特徴とするインプリント転写方法。
[8] 転写材料が形成された転写物に転写型を押し当て、当該転写型を剥離し、前記転 写物に前記転写型表面の形状を転写するインプリント装置において、
前記転写型は、表面に凹凸部が形成され、当該凹凸部の厚さを、最終的に前記転 写物表面に残したい転写材料の凹凸部の厚さより厚くしたことを特徴とするインプリン ト装置。
[9] 請求項 8に記載のインプリント装置において、
前記転写型の背面に、当該転写型に入った気泡を排出すると共に、当該転写型を 保持する転写型保持部材が当接して設置されていることを特徴とするインプリント装 置。
[10] 請求項 8又は 9に記載のインプリント装置において、
前記転写型の背面力 気泡を抜く脱気装置を設けたことを特徴とするインプリント装 置。
[11] 予め作製したマスク付の転写型基板にエッチング工程を経て前記マスクを除去し、 インプリント用転写型を製造するインプリント用転写型の製造方法において、 前記エッチング工程では、前記転写型表面に形成されている凹凸部の厚さを、イン プリント時に最終的に転写物表面に残したい転写材料の凹凸部の厚さより厚く形成 することを特徴とするインプリント用転写型の製造方法。
[12] 予め作製した原型に電铸する電铸工程と、前記原型を研磨する研磨工程とを経て インプリント用転写型を製造するインプリント用転写型の製造方法において、 前記研磨工程では、前記転写型表面に形成されている凹凸部の厚さを、インプリン ト時に最終的に転写物表面に残したい転写材料の凹凸部の厚さより厚く形成するこ とを特徴とするインプリント用転写型の製造方法。
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