JP2007141280A - Stamper, imprint method, and information recording medium manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報記録媒体の製造時に用いるスタンパー、基材の表面に形成した樹脂層にスタンパーを押し付けてその凹凸形状を転写するインプリント方法、および樹脂層に転写した凹凸パターンを用いて情報記録媒体を製造する情報記録媒体製造方法に関するものである。 The present invention relates to a stamper used at the time of manufacturing an information recording medium, an imprint method in which a stamper is pressed against a resin layer formed on the surface of a substrate to transfer the uneven shape, and information recording using the uneven pattern transferred to the resin layer The present invention relates to an information recording medium manufacturing method for manufacturing a medium.
情報記録媒体等を製造する工程において基材の表面に形成したレジスト層(樹脂層)に微細な凹凸パターン(レジストパターン)を形成する方法として、光リソグラフィ法が従来から知られている。この光リソグラフィ法では、基材上に形成したレジスト層に光を照射して露光パターンを形成した後にレジスト層を現像処理することによって基材の上に凹凸パターンを形成する。また、近年では、一層微細なパターンを形成するための技術として、光に代えて電子ビームを照射することでナノメートルサイズのパターンを描画して凹凸パターンを形成する電子ビームリソグラフィ法が開発されている。しかし、この電子ビームリソグラフィ法では、レジスト層に対するパターンの描画に長時間を要するため、大量生産が困難であるという問題点が存在する。 As a method for forming a fine concavo-convex pattern (resist pattern) on a resist layer (resin layer) formed on the surface of a substrate in a process of manufacturing an information recording medium or the like, a photolithography method has been conventionally known. In this photolithography method, the resist layer formed on the substrate is irradiated with light to form an exposure pattern, and then the resist layer is developed to form an uneven pattern on the substrate. In recent years, as a technique for forming a finer pattern, an electron beam lithography method has been developed in which a nanometer-sized pattern is drawn by irradiating an electron beam instead of light to form a concavo-convex pattern. Yes. However, this electron beam lithography method has a problem that mass production is difficult because it takes a long time to draw a pattern on the resist layer.
この問題点を解決する技術として、ナノメートルサイズの凹凸パターンを形成したスタンパーを基材上の樹脂層に押し付けてスタンパーの凹凸形状を樹脂層に転写することによって基材の上にナノメートルサイズの凹凸パターンを形成するナノインプリントリソグラフィ法(ナノメートルサイズの凹凸パターンを形成するインプリント方法:以下、「インプリント方法」ともいう)が米国特許5772905号明細書に開示されている。このインプリント方法では、まず、同明細書のFig.1Aに示すように、その転写面にナノメートルサイズ(一例として、最小幅が25nm程度)の凹凸パターンが形成されたスタンパー(mold)10z(以下、米国特許5772905号明細書に開示されている構成要素については、各符号に「z」を付加して表記する)を製造する。具体的には、シリコン基板(silicon substrate )12zの表面に形成された酸化シリコン等の薄膜(molding layer )14zを覆うようにして形成された樹脂層に電子ビームリソグラフィ装置を用いて所望のパターンを描画した後に、反応性イオンエッチング装置によって樹脂層をマスクとして薄膜14zをエッチング処理することにより、複数の凸部(features)16zを有する凹凸パターンを薄膜14zの厚み内に形成する。これにより、スタンパー10zが製造される。
As a technology to solve this problem, a stamper with a nanometer-size uneven pattern is pressed against the resin layer on the substrate to transfer the uneven shape of the stamper to the resin layer. A nanoimprint lithography method for forming a concavo-convex pattern (an imprint method for forming a nanometer-sized concavo-convex pattern: hereinafter, also referred to as “imprint method”) is disclosed in US Pat. No. 5,772,905. In this imprint method, first, FIG. As shown in FIG. 1A, a
次いで、例えば、シリコン製の基材(substrate )18zの表面にポリメチルメタクリレート(PMMA)をスピンコートして厚み55nm程度の樹脂層(薄膜:thin film layer )20zを形成する。続いて、基材18zおよび樹脂層20zの積層体、並びにスタンパー10zの双方を200℃程度となるように加熱した後に、同明細書のFig.1Bに示すように、13.1MPa(133.6kgf/cm2)の圧力で基材18z上の樹脂層20zにスタンパー10zの各凸部16zを押し付ける。次いで、スタンパー10zを押し付けた状態の積層体を室温となるまで放置した後に(冷却処理した後に)、樹脂層20zからスタンパー10zを剥離する。これにより、同明細書のFig.1Cに示すように、スタンパー10zの凹凸パターンにおける各凸部16zが樹脂層20zに転写されて複数の凹部(regions )24zが形成され、基材18zの上(樹脂層20z)にナノメートルサイズの凹凸パターンが形成される。
ところが、従来のインプリント方法には、以下の問題点がある。すなわち、このインプリント方法では、同明細書のFig.1A,1Bに示すように、凹凸パターンにおける凹部の底面から各凸部16zの突端部までの高さが全域に亘って均一となるように、すなわち、各凸部16zの突端部がほぼ面一となるように形成されたスタンパー10zを樹脂層20zに押し付けて基材18z上に凹凸パターンを形成している。この場合、スタンパー10zには、形成すべきデータトラックパターンやサーボパターンの形状に応じて、情報記録媒体の周方向(回転方向)に対応する向きに沿った長さ(以下、「周方向の長さ」ともいう)や情報記録媒体の径方向に対応する向きに沿った長さ(以下、「径方向の長さ」ともいう)が相違する各種の凸部16zが形成されている。しかし、従来のインプリント方法では、スタンパー10zの全域に亘ってほぼ均一な押圧力で凹凸パターンを樹脂層20zに押し付けているため、例えば、径方向に長く、かつ周方向の長さも比較的長い凸部16zの形成部位を樹脂層20zに対して十分に押し込むことが困難となっている。
However, the conventional imprint method has the following problems. That is, in this imprinting method, FIG. As shown in 1A and 1B, the height from the bottom surface of the concave portion to the protruding end portion of each
具体的には、図28に示すように、例えば情報記録媒体におけるデータトラックパターンを形成するための各凸部16zは、その周方向の長さが比較的長いものの、その径方向の長さL11が情報記録媒体の内周側から外周側までの全域において比較的短くなっている。したがって、径方向の長さL11が比較的短い凸部16zが形成されているデータトラックパターンの形成領域では、各凸部16zを押し込んだ際に各凸部16zの周囲の凹部内に向けてPMMA(樹脂層20zを形成している樹脂材料)をスムーズに移動させることができる結果、樹脂層20zに各凸部16zを十分に奥深くまで押し込むことができる。この結果、データトラックパターン形成領域では、各凸部16zの突端部と基材18zとの間(凹部24zの底部)の残渣の厚みT11が十分に薄い凹凸パターンを基材18zの上に形成することができる。
Specifically, as shown in FIG. 28, for example, each
これに対して、図29に示すように、例えば情報記録媒体におけるサーボパターンのプリアンブルパターンやセクタアドレスパターンを形成するための各凸部16zは、一般的には、その径方向の長さが情報記録媒体における内周部から外周部までの長さに対応して比較的長く、しかも、情報記録媒体の外周部に対応する部位において、その周方向の長さL12も比較的長くなっている。したがって、周方向の長さL12が比較的長い凸部16zが形成されているサーボパターン形成領域(この例では、プリアンブルパターン形成領域やセクタアドレスパターン形成領域における外周部)では、各凸部16zを押し込んだ際に各凸部16zの周囲の凹部内に向けてPMMAをスムーズに移動させるのが困難なため、樹脂層20zに各凸部16zを十分に奥深くまで押し込むことが困難となる。この結果、サーボパターン(プリアンブルパターン等)を形成すべき領域内の外周部では、各凸部16zの突端部と基材18zとの間の残渣の厚みT12を十分に薄くすることが困難となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 29, for example, each
また、例えば情報記録媒体におけるサーボパターンのうちの単位バースト領域が凸部で構成されたバーストパターンを形成するための凸部16z(バーストパターンにおける単位バースト領域間の凹部を形成するための凸部16z)は、単位バースト領域に対応する凹部の間における周方向の長さが内周部から外周部に向かって徐々に長くなるように規定されている。さらに、情報記録媒体におけるサーボパターンのうちの単位バースト領域が凹部で構成されたバーストパターンを形成するための各凸部16z(バーストパターンにおける単位バースト領域を形成するための各凸部16z)は、その周方向の長さが内周部の凸部16zよりも外周部の凸部16zの方が内周部から外周部に向かって徐々に長くなるように規定されている。したがって、周方向の長さが比較的長い凸部16zが形成されているサーボパターン形成領域(この例では、バーストパターン形成領域における外周部)では、各凸部16zを押し込んだ際に各凸部16zの周囲の凹部内に向けてPMMAをスムーズに移動させるのが困難なため、樹脂層20zに各凸部16zを十分に奥深くまで押し込むことが困難となる。この結果、サーボパターン(バーストパターン)を形成すべき領域内の外周部では、各凸部16zの突端部と基材18zとの間の残渣の厚みを十分に薄くすることが困難となっている。さらに、単位バースト領域が凸部で構成されたバーストパターンを形成するための凸部16zについては、バーストパターン形成領域内における凹部に対する面積比が大きいため、周方向の長さが比較的短い内周部においても樹脂層に対して十分に奥深くまで押し込むことが困難となるおそれがある。
Further, for example, a
この場合、基材18z上に形成した凹凸パターンを用いて、情報記録媒体を製造する際には、凹凸パターンにおける各凹部24zの底面の残渣をエッチング処理等によって基材18z上から取り除く必要がある。したがって、従来のインプリント方法によって基材18z上に凹凸パターンを形成した場合、例えば周方向の長さL12が長い凸部16zを押し込んだ部位(プリアンブルパターン等の形成領域における外周部)における厚みT12の残渣を取り除くのに長時間を要するという問題点がある。また、前述したように、例えば径方向の長さL11が短い凸部16zを押し込んだ部位(データトラックパターンの形成領域)における残渣の厚みT11は、厚みT12よりも十分に薄くなっている。したがって、厚みT12の残渣を確実に取り除くことができるように十分な時間のエッチング処理を実行したときには、厚みT12の残渣の取り除きが完了するのに先立って、厚みT11の残渣の取り除きが完了する。この結果、厚みT11の残渣が取り除かれた部位(径方向の長さが長さL11の凹部24z)では、厚みT12の残渣の取り除きが完了するまでエッチングされ続けることによって凹部24zの内側壁が浸食されて凹部24zの径方向の長さ(開口長)が拡がってしまう。このため、従来のインプリント方法には、基材18z上に凹凸パターンを形成する際に、残渣の取り除き後(エッチング処理後)の各凹部24zの長さ(開口長)を所望の幅に形成するのが困難であるという問題点が存在する。
In this case, when an information recording medium is manufactured using the concavo-convex pattern formed on the
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、所望の開口長の凹部を有する凹凸パターンを高精度で形成し得るスタンパー、インプリント方法および情報記録媒体製造方法を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and mainly provides a stamper, an imprint method, and an information recording medium manufacturing method capable of forming a concave / convex pattern having a concave portion having a desired opening length with high accuracy. Objective.
上記目的を達成すべく本発明に係るスタンパーは、データトラックパターンおよびサーボパターンが凹凸パターンで形成された情報記録媒体を製造可能にスタンパー側凹凸パターンが形成され、前記スタンパー側凹凸パターンには、表面と裏面との間に規定した基準面から突端部までの高さが相違する複数種類の凸部が形成されると共に、前記データトラックパターンに対応する領域内に形成された前記各凸部のうちで前記高さが最も高い第1の凸部よりも少なくとも一部分における前記高さが高い第2の凸部が前記サーボパターンに対応する領域内に形成されている。なお、本明細書における「スタンパーの表面」とは、「スタンパー側凹凸パターンにおける凹部の底面」、すなわち、「スタンパー側凹凸パターンの形成面」を意味する。この場合、スタンパー側凹凸パターンにおける各凹部の底面が面一ではないときには、いずれかの凹部の底面(一例として、各凹部の底面のうちのスタンパーの裏面に最も近い底面)を本発明における「スタンパーの表面」とする。さらに、本発明における「表面と裏面との間」には、「スタンパーの表面」および「スタンパーの裏面」の双方が含まれるものとする。また、本明細書における「基準面」とは、スタンパーの表面から裏面までの間に規定した任意の面を意味する。 In order to achieve the above object, the stamper according to the present invention has a stamper-side concavo-convex pattern formed on the stamper-side concavo-convex pattern so that an information recording medium in which a data track pattern and a servo pattern are formed as a concavo-convex pattern can be manufactured And a plurality of types of convex portions having different heights from the reference surface to the projecting end portion defined between the back surface and the back surface, and among the convex portions formed in a region corresponding to the data track pattern The second convex portion having a height that is at least partially higher than the first convex portion having the highest height is formed in a region corresponding to the servo pattern. In this specification, “the surface of the stamper” means “the bottom surface of the recess in the stamper-side concavo-convex pattern”, that is, “the formation surface of the stamper-side concavo-convex pattern”. In this case, when the bottom surface of each recess in the stamper-side concavo-convex pattern is not flush, the bottom surface of one of the recesses (as an example, the bottom surface closest to the back surface of the stamper among the bottom surfaces of each recess) The surface. Furthermore, “between the front surface and the back surface” in the present invention includes both “the front surface of the stamper” and “the back surface of the stamper”. Further, the “reference plane” in the present specification means an arbitrary plane defined between the front surface and the back surface of the stamper.
また、本発明に係るスタンパーは、前記第2の凸部として前記情報記録媒体の径方向に対応する向きに沿って連続的に形成された第3の凸部が前記スタンパー側凹凸パターンに形成され、前記情報記録媒体の周方向に対応する向きの長さが前記第1の凸部における前記径方向に対応する向きの長さよりも長い部位において当該第1の凸部よりも前記高さが高くなるように前記第3の凸部が形成されている。なお、本明細書における「周方向に対応する向きの(凸部の)長さ」とは、「1つの凸部における互いに対向する側壁面間の周方向に沿った距離」を意味する。また、本明細書における「径方向に対応する向きの(凸部の)長さ」とは、「1つの凸部における互いに対向する側壁面間の径方向に沿った距離」を意味する。 In the stamper according to the present invention, as the second convex portion, a third convex portion continuously formed along the direction corresponding to the radial direction of the information recording medium is formed in the stamper-side concavo-convex pattern. The height of the direction of the information recording medium corresponding to the circumferential direction is higher than that of the first convex portion at a portion where the length of the first convex portion is longer than the length corresponding to the radial direction. The third convex portion is formed so as to be. In the present specification, the “length in the direction corresponding to the circumferential direction (the convex portion)” means “the distance along the circumferential direction between the side wall surfaces facing each other in one convex portion”. Further, “the length in the direction corresponding to the radial direction (of the convex portion)” in this specification means “the distance along the radial direction between the side wall surfaces facing each other in one convex portion”.
さらに、本発明に係るスタンパーは、前記サーボパターンのうちのバーストパターンにおける単位バースト領域に対応する部位が凹部で構成されると共に、当該凹部の周囲に前記第2の凸部としての第4の凸部が形成されて前記スタンパー側凹凸パターンが構成され、少なくとも一部分における前記高さが前記第1の凸部よりも高くなるように前記第4の凸部が形成されている。なお、本明細書における「単位バースト領域」とは、情報記録媒体における周方向に沿って並ぶ略平行四辺形(平行四辺形状)または略楕円形(円形を含む)の複数の凸部または複数の凹部の領域の各々をいう。 Further, in the stamper according to the present invention, the portion corresponding to the unit burst area in the burst pattern of the servo pattern is configured by a recess, and the fourth protrusion as the second protrusion is formed around the recess. The stamper-side concavo-convex pattern is formed, and the fourth convex portion is formed so that the height of at least a part thereof is higher than that of the first convex portion. In the present specification, the “unit burst area” refers to a plurality of convex portions or a plurality of substantially parallelogram (parallelogram shape) or substantially ellipse (including a circle) aligned along the circumferential direction in the information recording medium. Each of the concave regions is referred to.
また、本発明に係るスタンパーは、その全域における前記高さが前記第1の凸部よりも高くなるように前記第4の凸部が形成されている。 In the stamper according to the present invention, the fourth convex portion is formed so that the height in the entire region is higher than that of the first convex portion.
また、本発明に係るインプリント方法は、基材の表面に樹脂材料を塗布して形成した樹脂層に上記のいずれかのスタンパーにおける前記スタンパー側凹凸パターンを押し付けるスタンパー押付け処理と、前記樹脂層から前記スタンパーを剥離するスタンパー剥離処理とをこの順で実行して、前記スタンパー側凹凸パターンの凹凸形状を前記樹脂層に転写する。 Further, the imprint method according to the present invention includes a stamper pressing process for pressing the stamper-side uneven pattern in any one of the above stampers onto a resin layer formed by applying a resin material to the surface of a substrate, and from the resin layer A stamper peeling process for peeling the stamper is performed in this order, and the uneven shape of the stamper side uneven pattern is transferred to the resin layer.
また、本発明に係る情報記録媒体製造方法は、上記のインプリント方法によって前記樹脂層に転写した凹凸パターンを用いて情報記録媒体を製造する。 In addition, the information recording medium manufacturing method according to the present invention manufactures an information recording medium using the uneven pattern transferred to the resin layer by the imprint method.
本発明に係るスタンパー、およびそのスタンパーを用いたインプリント方法によれば、データトラックパターンに対応する領域内に形成した各凸部のうちで高さが最も高い第1の凸部よりも少なくとも一部分における高さが高い第2の凸部をサーボパターンに対応する領域内に形成してスタンパー側凹凸パターンを構成したことにより、インプリント時にスタンパーの全域(データトラックパターンの形成領域およびサーボパターンの形成領域)に亘って均一な押圧力でスタンパーを樹脂層に押し付けた際に、樹脂層に押し込み難い凸部が数多く存在するサーボパターンの形成領域内における各凸部を樹脂層に十分に奥深く押し込むことができる。このため、データトラックパターン形成の領域内における各凸部およびサーボパターンの形成領域内における各凸部を樹脂層に対して同程度で、しかも十分に押し込むことができる結果、基材上の残渣の厚みを基材の全域に亘って均一化することができる。したがって、残渣の取り除きに要する時間が全域に亘ってほぼ同程度の時間とすることができるため、データトラックパターン領域に対応する領域内において樹脂層に転写されている凹凸パターンにおける各凹部の側壁面が浸食されて各凹部が意図しない広い開口幅に形成される事態を回避することができる。これにより、データトラックパターン領域およびサーボパターン領域の両領域に亘って所望通りの開口幅の凹部を有する凹凸パターンを高精度で形成することができる。また、高精度に形成した凹凸パターンを用いて情報記録媒体を製造することにより、記録再生エラーが生じ難い情報記録媒体を製造することができる。 According to the stamper and the imprint method using the stamper according to the present invention, at least a part of the first convex portion having the highest height among the convex portions formed in the region corresponding to the data track pattern. The stamper side uneven pattern is formed by forming the second convex portion having a high height in the region corresponding to the servo pattern, so that the entire area of the stamper (formation of the data track pattern formation region and the servo pattern is formed during imprinting. When the stamper is pressed against the resin layer with a uniform pressing force over the area), each protrusion in the servo pattern formation area where there are many protrusions that are difficult to be pressed into the resin layer is pressed deeply into the resin layer. Can do. For this reason, each protrusion in the data track pattern formation region and each protrusion in the servo pattern formation region can be pushed into the resin layer at the same level and sufficiently, and as a result, The thickness can be made uniform over the entire area of the substrate. Therefore, since the time required for removing the residue can be substantially the same over the entire area, the side wall surface of each recess in the uneven pattern transferred to the resin layer in the region corresponding to the data track pattern region It is possible to avoid a situation where each recess is formed to have an unintended wide opening width due to erosion. As a result, a concave / convex pattern having a concave portion having a desired opening width can be formed with high accuracy over both the data track pattern region and the servo pattern region. In addition, by manufacturing an information recording medium using a concavo-convex pattern formed with high accuracy, it is possible to manufacture an information recording medium in which recording / reproducing errors are unlikely to occur.
また、本発明に係るスタンパーによれば、情報記録媒体の周方向に対応する向きの長さが第1の凸部における径方向に対応する向きの長さよりも長い部位において第1の凸部よりも高さが高くなるように第3の凸部を形成したことにより、例えば、プリアンブルパターン形成用の凸部や、セクタアドレスパターン形成用の凸部のように、その外周部において周方向の長さがデータトラックパターン形成用の第1の凸部における径方向の長さよりも長い各第3の凸部についてもデータトラックパターン形成用の第1の凸部と同程度で、しかも十分な深さまで樹脂層に押し込むことができる。このため、データトラックパターン領域に対応する領域(データトラックパターンの形成領域)内の残渣の厚みとサーボパターン領域に対応する領域(サーボパターンの形成領域)内の残渣の厚みとをほぼ均一にすることができる。 Further, according to the stamper according to the present invention, the length of the direction corresponding to the circumferential direction of the information recording medium is longer than the length of the first protrusion at a portion longer than the length of the direction corresponding to the radial direction of the first protrusion. Since the third convex portion is formed so that the height is increased, the circumferential length of the outer peripheral portion of the third convex portion, such as a convex portion for forming a preamble pattern or a convex portion for forming a sector address pattern, is increased. The third protrusions whose length is longer than the radial length of the first protrusions for forming the data track pattern are the same as the first protrusions for forming the data track pattern, and to a sufficient depth. It can be pushed into the resin layer. Therefore, the residue thickness in the region corresponding to the data track pattern region (data track pattern formation region) and the residue thickness in the region corresponding to the servo pattern region (servo pattern formation region) are made substantially uniform. be able to.
さらに、本発明に係るスタンパーによれば、少なくとも一部分における高さが第1の凸部よりも高くなるように第4の凸部を形成したことにより、バーストパターン形成用の第4の凸部においてインプリント処理時に樹脂層に対して押し込み難い外周部について、データトラックパターン形成用の第1の凸部と同程度で、しかも十分な深さまで樹脂層に確実に押し込むことができる。このため、データトラックパターン領域に対応する領域(データトラックパターンの形成領域)内の残渣の厚みとバーストパターン領域に対応する領域(バーストパターンの形成領域)内の残渣の厚みとをほぼ均一にすることができる。 Furthermore, according to the stamper according to the present invention, the fourth convex portion for forming the burst pattern is formed by forming the fourth convex portion so that the height of at least a portion is higher than the first convex portion. The outer peripheral portion that is difficult to be pushed into the resin layer during the imprinting process can be reliably pushed into the resin layer to the same extent as the first convex portion for forming the data track pattern and to a sufficient depth. Therefore, the residue thickness in the region corresponding to the data track pattern region (data track pattern formation region) and the residue thickness in the region corresponding to the burst pattern region (burst pattern formation region) are made substantially uniform. be able to.
また、本発明に係るスタンパーによれば、その全域における高さが第1の凸部よりも高くなるように第4の凸部を形成したことにより、凹部に対する面積比が大きいことで樹脂層に対して押し込み難いバーストパターン形成用の第4の凸部について、その内周部から外周部の全域において十分な深さまで樹脂層に押し込むことができる。 Further, according to the stamper according to the present invention, the fourth convex portion is formed so that the height in the entire region is higher than that of the first convex portion, so that the resin layer has a large area ratio to the concave portion. On the other hand, the fourth convex part for forming the burst pattern which is difficult to be pushed in can be pushed into the resin layer to a sufficient depth from the inner peripheral part to the entire outer peripheral part.
また、本発明に係る情報記録媒体製造方法によれば、上記のインプリント方法によって樹脂層に転写した凹凸パターンを用いて情報記録媒体を製造することにより、サーボ信号を確実に取得できるため、所望のトラックに対して磁気ヘッドを正確にトラッキングさせることができると共に、データ記録トラックに対する記録データの正確な記録、およびデータ記録トラックからの記録データの正確な読み取りが可能な情報記録媒体を製造することができる。 Further, according to the information recording medium manufacturing method according to the present invention, the servo signal can be reliably obtained by manufacturing the information recording medium using the uneven pattern transferred to the resin layer by the above imprint method. Manufacturing an information recording medium capable of accurately tracking the magnetic head with respect to the tracks of the recording medium and accurately recording the recording data on the data recording track and reading the recording data from the data recording track. Can do.
以下、添付図面を参照して、本発明に係るスタンパー、インプリント方法および情報記録媒体製造方法の最良の形態について説明する。 The best mode of a stamper, an imprint method, and an information recording medium manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
最初に、本発明に係るスタンパーを用いて情報記録媒体を製造するインプリント装置100の構成について、図面を参照して説明する。
First, a configuration of an
図1に示すインプリント装置100は、プレス機110および制御部120を備え、本発明に係るインプリント方法に従い、図2,3に示す情報記録媒体1の製造時において中間体10(図4参照)にスタンパー20(図5参照)を押し付けて凹凸パターン36(図23参照)を形成可能に構成されている。この場合、情報記録媒体1は、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体であって、図2に示すように、各データトラックパターン領域Atの間にサーボパターン領域Asが設けられてデータトラックパターン領域Atおよびサーボパターン領域Asが情報記録媒体1の回転方向(周方向:矢印Rの向き)において交互に並ぶように規定されている。また、図3に示すように、データトラックパターン領域Atには、所定の配列ピッチで互いに分割された同心円状の数多くのデータ記録用トラックおよびガードバンド部からなるデータトラックパターンが複数の凸部5aおよび複数の凹部5bを有する凹凸パターン5(凹凸パターン5t)によって形成され、サーボパターン領域Asには、トラッキングサーボ制御用の各種サーボパターンが複数の凸部5aおよび複数の凹部5bを有する凹凸パターン5(凹凸パターン5s)によって形成されている。なお、同図および図5では、本発明についての理解を容易とするために、各凸部や各凹部の長さを実際とは異なる長さで図示している。また、本明細書では、回転方向において並ぶ2つのデータトラックパターン領域Atによって挟まれた領域(1つのデータトラックパターン領域Atにおける回転方向に対して下流側の端部から、他の1つのデータトラックパターン領域Atにおける回転方向に対して上流側の端部までの間の領域)をサーボパターン領域Asとする。
An
また、図4に示すように、中間体10は、一例として、アルミナ、シリコン、ガラスまたはセラミック等で円板状に形成されたディスク状基材11の上に磁性層12、金属層13および樹脂層14がこの順で積層されて(形成されて)構成されている。この場合、実際には、ディスク状基材11と磁性層12との間に軟磁性層や配向層等の各種機能層が存在するが、本発明についての理解を容易とするために、これらについての説明および図示を省略する。なお、この例では、ディスク状基材11、磁性層12および金属層13によって本発明における基材が構成されている。また、樹脂層14を形成する樹脂材料については、後述するようにスタンパー20を剥離した際に形成される凹凸パターン36の凹凸形状が良好となることから、一例として、ポリスチレン系樹脂、メタクリル樹脂(PMMA)、ポリスチレン、フェノール系樹脂およびノボラック系樹脂などを用いるのが好ましい。この場合、この中間体10では、一例として、ノボラック系樹脂によって厚みが40nm以上100nm以下の範囲内(一例として、70nm)となるように樹脂層14が形成されているものとする。
As shown in FIG. 4, the
一方、図5に示すように、スタンパー(モールド)20は、電極膜21およびニッケル層22が積層されて厚みが300μm程度の円板状に形成され、その裏面(同図における上面)が平坦となるように形成されると共に、中間体10の樹脂層14に凹凸パターン36を形成するための凹凸パターン35(本発明におけるスタンパー側凹凸パターンの一例)がその表面(凹凸パターン35における各凹部35bの底面:同図における下面)に形成されている。また、スタンパー20には、後述するように、樹脂層14からの剥離に際して樹脂材料の付着を防止するために、電極膜21の表面(凹凸パターン35の表面)に例えばフッ素系材料のコーティング処理を施して密着力軽減膜23が形成されている。なお、密着力軽減膜23を形成する材料については、フッ素系材料のコーティング材に限定されず、樹脂層14との密着力を軽減し得る各種材料を採用することができる。この場合、このスタンパー20の凹凸パターン35は、情報記録媒体1における凹凸パターン5(凹凸パターン5t,5s)の各凹部5bに対応して各凸部35aが形成されると共に、凹凸パターン5の各凸部5aに対応して各凹部35bが形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the stamper (mold) 20 is formed in a disc shape having a thickness of about 300 μm by laminating an
具体的には、図6に示すように、スタンパー20には、情報記録媒体1のデータトラックパターン領域Atに凹凸パターン5t(データトラックパターン)を形成するための凹凸パターン35tが形成されたデータトラックパターン形成領域Atsと、情報記録媒体1のサーボパターン領域Asに凹凸パターン5s(サーボパターン)を形成するための凹凸パターン35sが形成されたサーボパターン形成領域Assとが情報記録媒体1のデータトラックパターン領域Atおよびサーボパターン領域Asに対応して規定されている。なお、同図、および後に参照する図7〜9,25〜27では、凸部35aの形成部位を斜線で塗り潰して図示している。また、サーボパターン形成領域Ass内には、プリアンブルパターンを形成するための凹凸パターン35sが形成されたプリアンブルパターン形成領域Apsと、アドレスパターンを形成するための凹凸パターン35sが形成されたアドレスパターン形成領域と(図示せず)、バーストパターンを形成するための凹凸パターン35sが形成されたバーストパターン形成領域Absとが規定されている。さらに、バーストパターン形成領域Abs内には、情報記録媒体1のバーストパターンにおける各信号領域に対応する領域Ab1s〜Ab4sの4つの領域が規定されている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the data track in which the concave /
この場合、データトラックパターン形成領域Atsに形成された各凸部35aや、サーボパターン形成領域Assに形成された各凸部35aは、情報記録媒体1のデータトラックパターンやサーボパターンの形状に応じて、情報記録媒体1における径方向に対応する向き(以下、スタンパー20において情報記録媒体1の径方向に対応する向きを「径方向」ともいう)に沿った長さ(以下、「径方向の長さ」ともいう)や、情報記録媒体1における周方向(回転方向)に対応する向き(以下、スタンパー20において情報記録媒体1の周方向に対応する向きを「周方向」ともいう)に沿った長さ(以下、「周方向の長さ」ともいう)が規定されている。具体的には、図7に示すように、データトラックパターン形成領域Atsに形成されている各凸部35a1は、情報記録媒体1におけるデータトラックパターンの各ガードバンド部(各トラック間凹部)を形成するための凸部35aであって、情報記録媒体1の周方向(回転方向)に対応する向きに沿って連続的に形成されて周方向に長い帯状に形成されている。この凸部35a1は、本発明における第1の凸部の一例であって、その周方向の長さが情報記録媒体1におけるデータトラックパターン領域Atの周方向の長さに対応して規定されている。また、図12に示すように、凸部35a1(同図における「データトラックパターン用凸部」)は、情報記録媒体1の内周部Aiに対応する領域から外周部Aoに対応する領域までの全域において、その径方向の長さ(図7に示す長さL1)が一例として100nmとなるように形成されている。なお、図7に示す凹部35b1は、情報記録媒体1におけるデータ記録トラック用の凸部5aを形成するための凹部35bであって、一例として、その径方向の長さが凸部35a1の径方向の長さとほぼ等しくなるように規定されて形成されている。
In this case, each
また、図8に示すように、サーボパターン形成領域Assにおけるプリアンブルパターン形成領域Apsに形成されている凸部35a2は、情報記録媒体1におけるプリアンブルパターン用の凹部5bを形成するための凸部35aであって、情報記録媒体1の径方向に対応する向きに沿って連続的に形成されて径方向に長い帯状に形成されている。この凸部35a2は、本発明における第2の凸部としての第3の凸部の一例であって、その径方向の長さが情報記録媒体1の内周部Aiから外周部Aoまでの長さに対応して規定されている。また、図12に示すように、凸部35a2(同図における「プリアンブルパターン用凸部(2bit長)」)は、その周方向の長さ(図8に示す長さL2)が内周部から外周部に向かって徐々に長くなるように規定され、情報記録媒体1の内周部Ai(一例として、中心からの距離が5.0mmの位置)に対応する領域において、その周方向の長さL2が一例として56nmとなるように形成されると共に、情報記録媒体1の外周部Ao(一例として、中心からの距離が13.0mmの位置)に対応する領域において、その周方向の長さL2が一例として147nmとなるように形成されている。なお、図8に示す凹部35b2は、情報記録媒体1におけるプリアンブルパターン用の凸部5aを形成するための凹部35bであって、一例として、その周方向の長さが同一半径位置における凸部35a2の周方向の長さとほぼ等しくなるように規定されて形成されている。また、図12における「2bit長」とは、同一半径位置におけるアドレスパターン等において2bit信号として認識される周方向の長さをいう。同様にして、「8bit長」とは、同一半径位置におけるアドレスパターン等において8bit信号として認識される周方向の長さをいう。
Further, as shown in FIG. 8, the convex portion 35a2 formed in the preamble pattern forming region Aps in the servo pattern forming region Ass is a
さらに、サーボパターン形成領域Assにおけるセクタアドレスパターン形成領域に形成されている凸部35a(図示せず)は、情報記録媒体1におけるセクタアドレスパターン用の凹部5bを形成するための凸部であって、前述したプリアンブルパターン用の凹部5bを形成するための凸部35a2と同様にして、情報記録媒体1の径方向に対応する向きに沿って連続的に形成されて径方向に長い帯状に形成されている。したがって、以下の説明においては、セクタアドレスパターン形成用の凸部35aについて、プリアンブルパターン形成用の凸部35a2と同一の符号を付して説明する。この凸部35a2は、本発明における第2の凸部としての第3の凸部の他の一例であって、その径方向の長さが情報記録媒体1の内周部Aiから外周部Aoまでの長さに対応して規定されている。また、セクタアドレスパターン形成用の凸部35a2は、その周方向の長さ(図8に示す長さL2)が内周部から外周部に向かって徐々に長くなるように規定されている。具体的には、図12に示すように、凸部35a2のうちの2bit長の凸部35a2は、情報記録媒体1の内周部Aiに対応する領域において、その周方向の長さL2が一例として56nmとなるように形成されると共に、情報記録媒体1の外周部Aoに対応する領域において、その周方向の長さL2が一例として147nmとなるように形成されている。さらに、セクタアドレスパターン形成用の凸部35a2のうちの8bit長の凸部35a2は、情報記録媒体1の内周部Aiに対応する領域において、その周方向の長さL2が一例として226nmとなるように形成されると共に、情報記録媒体1の外周部Aoに対応する領域において、その周方向の長さL2が一例として587nmとなるように形成されている。なお、セクタアドレスパターン形成領域に形成されている凹部35b(図示せず)は、情報記録媒体1におけるセクタアドレスパターン用の凸部5aを形成するための凹部35bであって、一例として、その周方向の長さがセクタアドレスパターン形成用の凸部35a2の周方向の長さと同様にして2bit長や8bit長などとなるように規定されて形成されている。
Further, a
また、図9に示すように、サーボパターン形成領域Assにおけるバーストパターン形成領域Abs(一例として、領域Ab1s)に形成されている凸部35a3は、本発明における第2の凸部としての第4の凸部の一例であって、情報記録媒体1におけるバーストパターンの凹部5bを形成可能に構成されている。この場合、このスタンパー20のバーストパターン形成領域Absには、一例として、各単位バースト領域が凸部で構成されたバーストパターンを有する情報記録媒体1を製造可能に平面視が平行四辺形状の複数の凹部35b3が各単位バースト領域に対応する部位に形成されている。また、凸部35a3は、一例として、各領域Ab1s〜Ab4s内の複数の凹部35b3を取り囲むようにしてバーストパターン形成領域Absに1つの凸部として形成されている。さらに、図12に示すように、凸部35a3(同図における「バーストパターン用凸部」)は、各領域Ab1s〜Ab4s内において周方向で隣り合う2つの凹部35b3の間における周方向の長さ(図9に示す長さL3)が内周部から外周部に向かって徐々に長くなるように規定され、情報記録媒体1の内周部Aiに対応する領域において56nmとなるように形成されると共に、情報記録媒体1の外周部Aoに対応する領域において147nmとなるように形成されている。なお、各凹部35b3の周方向の長さは、一例として、同一半径位置の凸部35a3における両凹部35b3の間の周方向の長さ(長さL3)とほぼ等しくなるように規定されている。
Further, as shown in FIG. 9, the convex portion 35a3 formed in the burst pattern forming region Abs (for example, the region Ab1s) in the servo pattern forming region Ass is the fourth convex portion as the second convex portion in the present invention. It is an example of a convex part, Comprising: It is comprised so that the recessed
さらに、図10に示すように、このスタンパー20では、凹凸パターン35を構成する各凸部35aの間の各凹部35bの底面がスタンパー20の凹凸パターン形成面(本発明における表面)とほぼ面一になるように形成されている。なお、本明細書では、各凹部35bの底面(すなわち、凹凸パターン形成面)を本発明における基準面(基準面X)として以下に説明する。この場合、本発明における基準面は、凹部35bの底面と一致する位置(底面を含む位置)の基準面Xに限定されず、スタンパーの裏面から凹凸パターン形成面までの間(すなわち、スタンパーの厚みの範囲内)の任意の位置に形成することができる。また、図11に示すように、その製造方法によっては、各凹部35bの底面が面一とはならないこともあり、この場合には、各凹部35bのうちのいずれかの凹部35b(この例では、凸部35a1の両側に形成されている両凹部35b)の底面を含む平面を基準面Xとすることもできる。さらに、図10に示すように、この凹凸パターン35では、各凸部35aは、その径方向の長さおよび周方向の長さに応じて、基準面Xから突端部までの高さが規定されて形成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 10, in this
具体的には、図12に示すように、径方向の長さL1が内周部から外周部の全域において100nmのデータトラックパターン形成用の凸部35a1は、基準面Xから突端部までの高さ(図10,11に示す高さH1:すなわち、凸部35a1の突出長)が内周部から外周部の全域において85nmとなるように形成されている。また、内周部における周方向の長さL2が56nmで外周部における周方向の長さL2が147nmのプリアンブルパターン形成用の凸部35a2は、基準面Xから突端部までの高さ(図10,11に示す高さH2:すなわち、凸部35a2の突出長)が内周部から外周部に向かって徐々に高くなり、内周部において80nmで外周部において88nmとなるように形成されている。同様にして、内周部における周方向の長さが56nmで外周部における周方向の長さが147nmのセクタアドレスパターン用(2bit長)の凸部35a2は、基準面Xから突端部までの高さ(すなわち、凸部35a2の突出長)が内周部から外周部に向かって徐々に高くなり、内周部において80nmで外周部において88nmとなるように形成されている。さらに、内周部における周方向の長さが226nmで外周部における周方向の長さが587nmのセクタアドレスパターン用(8bit長)の凸部35a2は、基準面Xから突端部までの高さ(すなわち、凸部35a2の突出長)が内周部から外周部に向かって徐々に高くなり、内周部において90nmで外周部において98nmとなるように形成されている。このように、このスタンパー20では、径方向に沿って連続的に形成された凸部35a2については、その周方向の長さがデータトラックパターン形成領域Atsに形成された凸部35a1における径方向の長さよりも長い部位において、基準面Xから突端部までの高さが凸部35a1の高さH1よりも高くなるように形成されている。
Specifically, as shown in FIG. 12, the convex portion 35a1 for forming the data track pattern having a radial length L1 of 100 nm in the entire region from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion is high from the reference plane X to the protruding end portion. The height H1 shown in FIGS. 10 and 11 (that is, the protruding length of the protrusion 35a1) is 85 nm from the inner periphery to the entire outer periphery. Further, the convex portion 35a2 for forming a preamble pattern having a circumferential length L2 at the inner circumferential portion of 56 nm and a circumferential length L2 at the outer circumferential portion of 147 nm is a height from the reference plane X to the protruding end portion (FIG. 10). , 11 (that is, the protrusion length of the convex portion 35a2) gradually increases from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion, and is 80 nm in the inner peripheral portion and 88 nm in the outer peripheral portion. . Similarly, the convex portion 35a2 for the sector address pattern (2 bits long) having a circumferential length of 56 nm at the inner circumferential portion and a circumferential length of 147 nm at the outer circumferential portion is a height from the reference plane X to the protruding end portion. The length (that is, the protruding length of the convex portion 35a2) gradually increases from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion, and is 80 nm at the inner peripheral portion and 88 nm at the outer peripheral portion. Further, the convex portion 35a2 for the sector address pattern (8-bit length) having a circumferential length of 226 nm at the inner circumferential portion and a circumferential length of 587 nm at the outer circumferential portion is a height from the reference plane X to the protruding end ( That is, the projecting length of the convex portion 35a2 is gradually increased from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion, and is 90 nm at the inner peripheral portion and 98 nm at the outer peripheral portion. As described above, in the
また、周方向において隣り合う2つの凹部35b3(単位バースト領域に対応する凹部35b)の間の長さL3が内周部において56nmで外周部において147nmのバーストパターン形成用の凸部35a3では、2つの凹部35b3の間の基準面Xから突端部までの高さ(図10,11に示す高さH3:すなわち、凸部35a3における両凹部35b3の間の突出長)が外周部ほど高くなり、内周部において92nmで外周部において101nmとなるように形成されている。このように、このスタンパー20では、複数の凹部35b3を取り囲むように径方向および周方向の両方向に沿って連続的に形成された凸部35aについては、その全域において基準面Xから突端部までの高さが凸部35a1の高さH1よりも高くなるように形成されている。なお、各凸部35aの高さのうちの最大の高さと最小の高さとの差については、後述する樹脂層14に対する押し付け時に各凸部35aを確実に押し込み可能とするために、最大でも50nm以下とするのが好ましい。
Further, in the convex portion 35a3 for forming a burst pattern, the length L3 between two concave portions 35b3 adjacent to each other in the circumferential direction (the
一方、図1に示すように、プレス機110は、ホットプレート111,112および上下動機構113を備えている。ホットプレート111,112は、制御部120の制御下で中間体10およびスタンパー20を加熱処理する。また、図20に示すように、ホットプレート111は、樹脂層14の形成面を上向きにした状態の中間体10を保持可能に構成され、ホットプレート112は、凹凸パターン35の形成面を下向きにした状態のスタンパー20を保持可能に構成されている。上下動機構113は、ホットプレート111によって保持された中間体10に向けてホットプレート112を移動(下降)させることにより、ホットプレート112によって保持されているスタンパー20を中間体10の樹脂層14に押し付ける(プレスする)。また、上下動機構113は、ホットプレート111に対してホットプレート112を離間(上昇)させることにより、樹脂層14に押し付けられているスタンパー20を樹脂層14から剥離する。制御部120は、ホットプレート111,112を制御して中間体10およびスタンパー20の双方を加熱させると共に、上下動機構113を制御して、中間体10に対するスタンパー20の押し付け(本発明におけるスタンパー押し付け処理)、および中間体10に押し付けられているスタンパー20の中間体10からの剥離(本発明におけるスタンパー剥離処理)を実行する。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the press machine 110 includes
次に、スタンパー20の製造方法について、図面を参照して説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、図13に示すように、表面が平坦となるように研磨したシリコン製のディスク状基材25上にニッケルを蒸着処理することにより、厚み10nm程度のニッケル層26を形成する。なお、スタンパー20の製造に際して用いる基材はシリコン製の基材に限定されず、ガラス基材やセラミック基材等の各種基材を用いることができる。次いで、図14に示すように、形成したニッケル層26の上レジスト(一例として、日本ゼオン株式会社製:ZEP520A)をスピンコートすることにより、ニッケル層26の表面に厚み100nm程度のレジスト層27を形成する。なお、レジスト層27を形成するためのレジストについては、上記のレジストに限定されず、任意のレジスト材を用いることができる。続いて、電子ビームリソグラフィ装置を用いてレジスト層27に電子線を照射して所望の露光パターン31(この例では、スタンパー20における各凸部35aに対応するパターン)を描画する。続いて、この状態のレジスト層27を現像処理することによって潜像27aの部位を消失させる。これにより、図15に示すように、ニッケル層26の上に凹凸パターン32が形成される。次いで、凹凸パターン32(レジスト層27)をマスクとして用いてニッケル層26をエッチング処理することにより、図16に示すように、ディスク状基材25の上にニッケル層26からなるマスクパターン33を形成する。
First, as shown in FIG. 13, a
次いで、ディスク状基材25上のニッケル層26(マスクパターン33)をマスクとして用いて、例えばCF4とO2との混合ガスによる反応性イオンエッチング処理を実行することにより、図17に示すように、ディスク状基材25をエッチングして複数の凹部34aを形成して凹凸パターン34を形成する。この際に、CF4とO2との混合比(流量比)、処理装置内の圧力、付与するエネルギー量、および処理時間等を適宜調節することにより、マスクパターン33から露出している部位の径方向または周方向の長さが短い部位(開口幅が狭い部位:例えば、後に、スタンパー20の各凸部35a1等が形成される部位)に形成する凹部34aよりも、マスクパターン33から露出している部位の径方向または周方向の長さが長い部位(開口幅が広い部位:例えば、後に、スタンパー20の凸部35a3等が形成される部位)に形成する凹部34aの方を深くエッチングする。具体的には、一例として、CF4およびO2のエッチングガスの流量比を35:15(CF4:35sccm、O2:15sccmの流量)で、処理室内の圧力を0.3Paに規定し、かつマイクロ波電力をRF1kW、ディスク状基材25に印加するバイアス電力をRF50Wに規定して25秒のエッチング処理を実行する。この結果、同図に示すように、開口幅が狭い(径方向または周方向の長さが短い)凹部34aよりも開口幅が広い(径方向または周方向の長さが長い)凹部34aの方が深い凹凸パターン34が形成される。
Next, using the nickel layer 26 (mask pattern 33) on the disk-shaped
続いて、この状態のディスク状基材25を例えば過マンガン酸カリウム溶液に浸すことにより、凹凸パターン34の表面(ディスク状基材25上のニッケル層26の表面)を酸化処理する。これにより、マスター原盤(図示せず)が完成する。次いで、図18に示すように、マスター原盤における凹凸パターン34の凹凸形状に沿って、電鋳用の電極膜21を成膜した後に、この電極膜21を電極として使用して電鋳処理を実行することにより、図19に示すように、電極膜21の上にニッケル層22を形成する。続いて、電極膜21およびニッケル層22の積層体(後にスタンパー20となる部位)をディスク状基材25およびニッケル層26の積層体から剥離する。この際に、凹凸パターン34の表面が酸化処理されているため、電極膜21およびニッケル層22の積層体を容易に剥離することができる。これにより、マスター原盤の凹凸パターン34が電極膜21およびニッケル層22に転写されて凹凸パターン35(図10参照)が形成される。この後、ニッケル層22の裏面側を研磨して平坦となるように整形すると共に、電極膜21の表面にフッ素系材料のコーティング処理を施して密着力軽減膜23を成膜することにより、図10に示すように、その径方向の長さおよび周方向の長さと、基準面Xから突端部までの高さとが相違する複数の凸部35aを有する凹凸パターン35が形成されたスタンパー20が完成する。
Subsequently, the surface of the uneven pattern 34 (the surface of the
続いて、本発明に係るインプリント方法に従い、上記したスタンパー20を用いて中間体10に凹凸パターンを形成する工程について、図面を参照して説明する。
Next, a process of forming a concavo-convex pattern on the
まず、中間体10およびスタンパー20をプレス機110にセットする。具体的には、樹脂層14の形成面を上向きにして中間体10をホットプレート111に取り付けると共に、凹凸パターン35の形成面を下向きにしてスタンパー20をホットプレート112に取り付ける。続いて、制御部120が、ホットプレート111,112を制御して中間体10およびスタンパー20の双方を加熱させる。この際に、ホットプレート111,112は、中間体10およびスタンパー20の双方が、樹脂層14を形成しているノボラック系樹脂のガラス転移点(この例では、約70℃)よりも100℃程度高温の170℃程度となるように加熱処理する。これにより、樹脂層14が軟化して容易に変形可能な状態となる。この場合、樹脂材料のガラス転移点に対して70℃以上120℃以下の範囲内で高温となるように加熱するのが好ましく、100℃以上高温となるように加熱するのが一層好ましい。これにより、後述するように、樹脂層14に対するスタンパー20の押し付けを容易に行うことができる。
First, the
次いで、制御部120は、上下動機構113を制御してホットプレート112をホットプレート111に向けて下降させることにより、図20に示すように、ホットプレート111上の中間体10における樹脂層14にスタンパー20の凹凸パターン35を押し付けさせる(本発明におけるスタンパー押付け処理)。なお、同図および後に参照する図21,22では、本発明についての理解を容易とするために、凹凸パターン35における各凸部35aの長さや凹部35bの開口幅を実際とは相違する長さや開口幅で図示している。この際に、上下動機構113は、制御部120の制御に従い、一例として、スタンパー20の全域に亘って34kNの荷重をかけた状態を5分間に亘って維持する。また、ホットプレート111,112は、制御部120の制御に従い、上下動機構113によってスタンパー20が中間体10に押し付けられている間に、中間体10およびスタンパー20の温度が低下しないように加熱処理を継続して実行する。この加熱処理時には、170℃±1℃の範囲内の温度に(一例として、温度変化が±0.2℃の範囲内の温度に)維持するのが好ましい。これにより、スタンパー20の凹凸パターン35が樹脂層14に転写されて凹凸パターン36が形成される。
Next, the
この場合、このインプリント装置100で用いるスタンパー20は、前述したように、サーボパターン形成領域Assに形成された各凸部35aのうち、その周方向の長さがデータトラックパターン形成領域Atsの凸部35a1における径方向の長さよりも長い凸部35a2(各凸部35a2において周方向の長さが凸部35a1における径方向の長さよりも長い部位)の方が基準面Xから突端部までの高さが高くなるように凹凸パターン35が形成されている。したがって、スタンパー20の全域に亘って均一な押圧力を加えるようにして押し付けた際に、その周方向の長さが長い凸部35a(この例では、凸部35a2)についても、凸部35a1等と同様にして樹脂層14に奥深くまで押し込まれる。また、前述したように、バーストパターン形成用の凸部35a3については、周方向において隣り合う2つの凹部35b3の間の基準面Xから突端部までの高さが内周部から外周部に向かうほど徐々に高くなるように形成され、しかも、その全域において凸部35a1の高さH1よりも高くなるように形成されている。したがって、スタンパー20の全域に亘って均一な押圧力を加えるようにして押し付けた際に、凹部35b3に対する面積比が大きいことで樹脂層14に対して押し込み難い凸部35a3についても、上記の凸部35a1,35a2等と同様にして樹脂層14に奥深くまで押し込まれる。この結果、径方向の長さおよび周方向の長さが相違する各凸部35aが樹脂層14にほぼ均一に押し込まれる。
In this case, as described above, the
具体的には、図21に示すように、例えば、その径方向の長さL1が100nmの複数の凸部35a1が形成されているデータトラックパターン形成領域Atsでは、各凸部35a1が押し込まれた部位の樹脂層14がスタンパー20の凹部35b1に向けてスムーズに移動する結果、各凸部35a1が中間体10の樹脂層14に対して十分に奥深くまで押し込まれる。したがって、凸部35a1を押し込んだ部位の残渣(各凹部36b1の底面と金属層13の表面との間の樹脂層14)の厚みT1が28nm±3nm程度となる。一方、図22に示すように、外周部においてその周方向の長さL2が147nm程度の凸部35a2が形成されているサーボパターン形成領域Ass(この例では、プリアンブルパターン形成領域Aps、および2bit長のセクタアドレスパターンが形成されているセクタアドレスパターン形成領域)では、凸部35a2の外周部側における基準面Xから突端部までの高さH2が凸部35a1の高さH1よりも3nm程度高い88nmであるため、凸部35a1よりも樹脂層14に押し込み難い幅広の凸部35a2が樹脂層14に対して十分に奥深くまで押し込まれる。したがって、凸部35a2を押し込んだ部位の残渣(各凹部36b2の底面と金属層13の表面との間の樹脂層14)の厚みT2が29nm±3nm程度となる。
Specifically, as shown in FIG. 21, for example, in the data track pattern formation region Ats where a plurality of convex portions 35a1 having a radial length L1 of 100 nm are formed, each convex portion 35a1 is pushed. As a result of the
また、このスタンパー20では、その周方向の長さが内周部において226nmで外周部において587nmのセクタアドレスパターン用(8bit長)の凸部35a2が形成されているサーボパターン形成領域Ass(8bit長のセクタアドレスパターンが形成されているセクタアドレスパターン形成領域)においても、基準面Xから突端部までの高さが内周部から外周部にかけて90nmから98nmと徐々に高くなるように形成されて凸部35a1よりも突端部が突出させられている。このため、この凸部35a2についても、樹脂層14に対して十分で、かつ凸部35a1と同程度だけ押し込まれる。さらに、周方向に沿って並ぶ2つの凹部35b間における周方向の長さが内周部において56nmで外周部において147nmのバーストパターン用の凸部35a3が形成されているサーボパターン形成領域Ass(バーストパターン形成領域Abs)においても、基準面Xから突端部までの高さが内周部から外周部にかけて92nmから101nmと徐々に高くなるように形成されて凸部35a1よりも突端部が突出させられている。このため、この凸部35a3についても樹脂層14に対して十分で、かつ凸部35a1と同程度だけ押し込まれる。したがって、径方向および周方向の長さが相違する各種の凸部35aを押し込んだ部位の残渣の厚みが各データトラックパターン形成領域Atsおよび各サーボパターン形成領域Assの全域においてほぼ同程度となる。続いて、制御部120は、ホットプレート111,112を制御して加熱処理を継続させつつ(170℃±1℃の範囲内の温度を維持しつつ)、図23に示すように、上下動機構113を制御して、ホットプレート112を上昇させることにより、中間体10(樹脂層14)からスタンパー20を剥離させる(本発明におけるスタンパー剥離処理)。これにより、スタンパー20における凹凸パターン35の凹凸形状が中間体10の樹脂層14に転写されることで金属層13の上に凹凸パターン36が形成される。以上により、インプリント処理が完了する。
Further, in this
次に、本発明に係る情報記録媒体製造方法に従って情報記録媒体1を製造する工程について、図面を参照して説明する。
Next, the process of manufacturing the
まず、樹脂層14における凹凸パターン36の凹部底面に残存する樹脂材料(残渣)を酸素プラズマ処理によって除去する。この際に、金属層13上の残渣の厚みが25nm以上32nm以下の範囲内で全域に亘ってほぼ同程度の厚みのため、残渣の取り除き時に凹部が意図しない広い開口幅となる事態(凹部の側壁面が大きく浸食される事態)が回避される。次いで、凹凸パターン36(凸部)をマスクとして用いて、金属エッチング用のガスを用いたエッチング処理を行う。この際に、図24に示すように、凹凸パターン36の凹部における底面部分の金属層13が除去されて、磁性層12上に金属材料からなる凹凸パターン37が形成される。続いて、凹凸パターン37(残存した金属層13)をマスクとして用いて、磁性体用のガスを用いたエッチング処理を行う。これにより、凹凸パターン37から露出していた部位の磁性層12が除去される。
First, the resin material (residue) remaining on the bottom surface of the concave portion of the concave-
次いで、金属エッチング用のガスを用いたエッチング処理を行うことにより、磁性層12の上に残留している金属層13を除去する。これにより、図3に示すように、スタンパー20の凹凸形状を転写した凹凸パターン36における各凹部に対応する溝が磁性層12に形成された凹凸パターン5(凹凸パターン5t,5s)が形成される。次いで、表面仕上げ処理を行う。この表面仕上げ処理では、まず、例えば二酸化ケイ素を溝に充填した後に(図示せず)、イオンビームエッチングによって表面を平坦化する。次に、平坦化した表面に例えばDLC(Diamond Like Carbon )で保護膜を形成し、最後に潤滑剤を塗布する。これにより、情報記録媒体1が完成する。この場合、この情報記録媒体1は、その開口幅が所望の幅となるように形成された凹部を有する凹凸パターン36を用いて形成した凹凸パターン37を用いて製造されているため、この凹凸パターン36,37を用いて形成した凹凸パターン5(データ記録用トラックやサーボパターン等)の各凹部5bも所望の幅となる。この結果、情報記録媒体1において記録エラーおよび再生エラーの発生が回避されている。
Next, the
このように、このスタンパー20、およびスタンパー20を用いたインプリント方法によれば、データトラックパターン形成領域Ats内に形成した各凸部35aのうちで高さが最も高い凸部35a(この例では、凸部35a1)よりも少なくとも一部分における高さが高い凸部35a(この例では、凸部35a2,35a3等)をサーボパターン形成領域Ass内に形成して凹凸パターン35を構成したことにより、インプリント時にスタンパー20の全域(各データトラックパターン形成領域Atsおよび各サーボパターン形成領域Ass)に亘って均一な押圧力でスタンパー20を樹脂層14に押し付けた際に、樹脂層14に押し込み難い凸部35aが数多く存在するサーボパターン形成領域Ass内の各凸部35aを樹脂層14に十分に奥深く押し込むことができる。このため、データトラックパターン形成領域Ats内の各凸部35aおよびサーボパターン形成領域Ass内の各凸部35aを樹脂層14に対して同程度で、しかも十分に押し込むことができる結果、金属層13上の残渣の厚みTを中間体10の全域に亘って均一化することができる。したがって、残渣の取り除きに要する時間が全域に亘ってほぼ同程度の時間とすることができるため、データトラックパターン領域に対応する領域内において樹脂層14に転写されている凹凸パターン36における各凹部36bの側壁面が浸食されて各凹部36bが意図しない広い開口幅に形成される事態を回避することができる。これにより、データトラックパターン領域およびサーボパターン領域の両領域に亘って所望通りの開口幅の凹部を有する凹凸パターン36を高精度で形成することができる。また、高精度に形成した凹凸パターン36を用いて情報記録媒体1を製造することにより、記録再生エラーが生じ難い情報記録媒体1を製造することができる。
Thus, according to the
また、このスタンパー20によれば、周方向の長さが凸部35a1における径方向の長さL1よりも長い部位において凸部35a1よりも高さが高くなるようにサーボパターン形成領域Ass内に本発明における第3の凸部(この例では、凸部35a2)を形成したことにより、例えば、プリアンブルパターン形成用の凸部35a2や、セクタアドレスパターン形成用の凸部35a2のように、その外周部において周方向の長さがデータトラックパターン形成用の凸部35a1における径方向の長さL1よりも長い各凸部35aについてもデータトラックパターン形成用の凸部35a1と同程度で、しかも十分な深さまで樹脂層14に押し込むことができる。このため、データトラックパターン領域に対応する領域(データトラックパターン形成領域Ats)内の残渣の厚みとサーボパターン領域に対応する領域(サーボパターン形成領域Ass)内の残渣の厚みとをほぼ均一にすることができる。
Further, according to this
さらに、このスタンパー20によれば、その全域における高さが凸部35a1よりも高くなるようにサーボパターン形成領域Ass内のバーストパターン形成領域Absに本発明における第4の凸部(この例では、凸部35a3)を形成したことにより、凹部35b3に対する面積比が大きいことで樹脂層14に対して押し込み難いバーストパターン形成用の凸部35a3について、その内周部から外周部の全域において十分な深さまで樹脂層14に押し込むことができる。
Furthermore, according to this
また、このスタンパー20を用いた情報記録媒体1の製造方法によれば、上記のインプリント方法によって樹脂層14に転写した凹凸パターン36を用いて情報記録媒体1を製造することにより、サーボ信号を確実に取得できるため、所望のトラックに対して磁気ヘッドを正確にトラッキングさせることができると共に、データ記録トラックに対する記録データの正確な記録、およびデータ記録トラックからの記録データの正確な読み取りが可能な情報記録媒体1を製造することができる。
Further, according to the method for manufacturing the
なお、本発明は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、バーストパターン形成領域Abs内の凸部35a3をその内周部から外周部までの全域においてデータトラックパターン形成領域Ats内の凸部35a1よりも高く形成した例について説明したが、例えば、その内周部において周方向で並ぶ両凹部35b3の間における周方向の長さ(凸部35a3の周方向の長さ)が上記のスタンパー20よりも短いときには、その部位を凸部35a1よりも低く形成することができる。この例では、凸部35a1の高さH1よりも高く形成した部位(凸部35a3における外周部)が本発明における「少なくとも一部分」に相当する。このように、少なくとも一部分における高さが凸部35a1よりも高くなるようにサーボパターン形成領域Ass内のバーストパターン形成領域Absに本発明における第4の凸部(この例では、凸部35a3等)を形成することにより、バーストパターン形成用の凸部35a3においてインプリント処理時に樹脂層14に対して押し込み難い外周部について、データトラックパターン形成用の凸部35a1と同程度で、しかも十分な深さまで樹脂層14に確実に押し込むことができる。このため、データトラックパターン領域に対応する領域(データトラックパターン形成領域Ats)内の残渣の厚みとバーストパターン領域に対応する領域(バーストパターン形成領域Abs)内の残渣の厚みとをほぼ均一にすることができる。
In addition, this invention is not limited to said structure and method. For example, the example in which the convex portion 35a3 in the burst pattern formation region Abs is formed higher than the convex portion 35a1 in the data track pattern formation region Ats in the entire region from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion has been described. When the circumferential length between the concave portions 35b3 arranged in the circumferential direction at the circumferential portion (the circumferential length of the convex portion 35a3) is shorter than the
また、情報記録媒体1における単位バースト領域に対応する部位が凹部35b3で構成された凹凸パターン35を有するスタンパー20について説明したが、図25に示すスタンパー20Aのように、情報記録媒体1における単位バースト領域に対応する部位を凸部35aで構成して凹凸パターン35を形成することもできる。この場合、スタンパー20Aにおけるバーストパターン形成領域Absのように、その周方向に沿った長さL4および径方向に沿った長さL5の少なくとも一方が凸部35a1における径方向の長さよりも非常に長い凸部35aについては、基準面Xから突端部までの高さを凸部35a1の高さH1よりも高くするのが好ましい。これにより、インプリント処理時において樹脂層14に対して押し込み難い凸部35a(長さL4,L5のいずれかが長さL1よりも非常に長い凸部35a)についても、前述した凸部35a2,35a3と同様にして、凸部35a1と同程度で、しかも十分な深さまで樹脂層14に押し込むことができる。
Further, the
また、平行四辺形状の単位バースト領域が周方向に並ぶバーストパターンを有するスタンパー20,20Aについて説明したが、略楕円形または円形の単位バースト領域が周方向に並ぶバーストパターンを形成可能なスタンパーに本発明を適用することができる。さらに、例えば、図26に示すスタンパー20Bのように、周方向に沿ってジグザグ状となる複数の凸部35a(複数の凹部35b)を径方向に並べた凹凸パターン35によってバーストパターンを形成する構成を採用することもできる。このスタンパー20Bにおける凸部35aは、本発明における第3の凸部の一例であって、同図に示す矢印Bの部位が径方向沿って連続的に形成されている。したがって、この凸部35aにおける周方向の長さ(同図に示す長さL6)が前述した凸部35a1における径方向の長さL1よりも長い部位については、基準面Xから突端部までの高さHを凸部35a1の高さH1よりも高くするのが好ましい。これにより、インプリント処理に際して、この凸部35aを十分な深さまで樹脂層14に押し込むことができる。なお、同図に示すように、本発明における「径方向沿って連続的に形成されている」との状態には、周方向(同図に示す矢印Rの向き)に対して直交する向きに沿って連続的に形成されている状態のみならず、径方向に対して鋭角に交差する向きに沿って連続的に形成されている状態が含まれる。
Further, the
さらに、図27に示すスタンパー20Cのように、平行四辺形状の複数の凸部35a(複数の凹部35b)をチェックパターン状に配置してバーストパターンを形成する構成を採用することもできる。この場合、スタンパー20Cにおけるバーストパターン形成領域Absのように、その周方向に沿った長さL7および径方向に沿った長さL8の少なくとも一方が凸部35a1における径方向の長さよりも非常に長い凸部35aについては、基準面Xから突端部までの高さを凸部35a1の高さH1よりも高くするのが好ましい。これにより、インプリント処理時において樹脂層14に対して押し込み難い凸部35a(長さL7,L8のいずれかが長さL1よりも非常に長い凸部35a)についても、前述した凸部35a2,35a3と同様にして、凸部35a1と同程度で、しかも十分な深さまで樹脂層14に押し込むことができる。
Further, as in the stamper 20C shown in FIG. 27, a configuration in which a plurality of parallelogram-shaped
また、上記のスタンパー20の製造方法では、ニッケル層26(マスクパターン33)をマスクとして用いてディスク状基材25をエッチングして形成した凹凸パターン34を覆うようにして電極膜21およびニッケル層22を形成してスタンパー20を製造しているが、本発明に係るスタンパーの製造方法はこれに限定されず、例えば、ディスク状基材25の上にレジスト層27を形成すると共に、このレジスト層27に深さが相違する凹部を形成して凹凸パターンを形成し(図示せず)、この凹凸パターンを覆うようにして電極膜21およびニッケル層22を形成することによってスタンパー20を製造することもできる。さらに、上記のスタンパー20の凹凸形状をスタンパー形成材料に転写して製造したスタンパーをマスタースタンパーとして用いて、このマスタースタンパーの凹凸形状を他のスタンパー形成材料に転写することによって、すなわち、上記のスタンパー20の凹凸形状を偶数回だけ転写することによって、本発明に係るスタンパーを製造することもできる。
Further, in the manufacturing method of the
また、上記のインプリント装置100によるインプリント方法(情報記録媒体1の製造の製造方法)では、中間体10に対するスタンパー20の押し付け処理開始前からスタンパー20の剥離処理が完了するまでの間において、中間体10およびスタンパー20の双方に対する加熱処理を継続して実行しているが、本発明はこれに限定されず、例えば、中間体10に対してある程度十分にスタンパー20を押し付けた後に、中間体10およびスタンパー20に対する加熱処理を終了し、その後にスタンパー20を剥離する工程を採用することもできる。さらに、スタンパー20の剥離に先立ってスタンパー20および中間体10の双方を樹脂層14のガラス転移点以下の温度まで冷却することもできる。また、そのガラス転移点が常温(一例として、25℃程度)よりも低い樹脂材料を用いて本発明における樹脂層を形成し、スタンパー押付け処理からスタンパー剥離処理までの間において加熱処理や冷却処理を実行することなく凹凸パターンを樹脂層に形成する方法を採用することもできる。さらに、本発明における樹脂材料として紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂などを使用して樹脂層を形成し、スタンパー押付け処理後に紫外線または電子線を照射して樹脂層硬化(または、半硬化)させてからスタンパー剥離処理を実行することで凹凸パターンを樹脂層に形成する方法を採用することもできる。
Further, in the imprint method (manufacturing method of manufacturing the information recording medium 1) by the
また、本発明に係るインプリント方法によって形成した凹凸パターンの用途は、ディスクリートトラック型の情報記録媒体の製造に限定されず、トラック状のパターン以外のパターンを有するパターンド媒体の製造や、磁気記録媒体以外の各種情報記録媒体(例えば、光記録媒体や光磁気記録媒体)の製造に利用することができる。 Further, the use of the uneven pattern formed by the imprint method according to the present invention is not limited to the manufacture of a discrete track type information recording medium, the manufacture of a patterned medium having a pattern other than the track-like pattern, and the magnetic recording It can be used for manufacturing various information recording media other than the media (for example, optical recording media and magneto-optical recording media).
1 情報記録媒体
5,35〜37 凹凸パターン
5a,35a,35a1〜35a3 凸部
5b,35b,35b1〜35b3,36b 凹部
10 中間体
11 ディスク状基材
12 磁性層
13 金属層
14 樹脂層
20,20A〜20C スタンパー
100 インプリント装置
110 プレス機
120 制御部
As サーボパターン領域
At データトラックパターン領域
Abs バーストパターン形成領域
Aps プリアンブルパターン形成領域
Ass サーボパターン形成領域
Ats データトラックパターン形成領域
L1〜L8 長さ
H1〜H3 高さ
T1,T2 厚み
X 基準面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記スタンパー側凹凸パターンには、表面と裏面との間に規定した基準面から突端部までの高さが相違する複数種類の凸部が形成されると共に、前記データトラックパターンに対応する領域内に形成された前記各凸部のうちで前記高さが最も高い第1の凸部よりも少なくとも一部分における前記高さが高い第2の凸部が前記サーボパターンに対応する領域内に形成されているスタンパー。 The stamper side uneven pattern is formed so that an information recording medium in which the data track pattern and the servo pattern are formed as an uneven pattern can be manufactured,
The stamper-side concavo-convex pattern is formed with a plurality of types of convex portions having different heights from the reference surface defined between the front surface and the back surface to the projecting end portion, and in a region corresponding to the data track pattern. Among the formed convex portions, a second convex portion having a height that is at least partially higher than the first convex portion having the highest height is formed in a region corresponding to the servo pattern. Stamper.
前記第3の凸部は、前記情報記録媒体の周方向に対応する向きの長さが前記第1の凸部における前記径方向に対応する向きの長さよりも長い部位において当該第1の凸部よりも前記高さが高くなるように形成されている請求項1記載のスタンパー。 The stamper-side concavo-convex pattern is formed with a third convex portion that is continuously formed along the direction corresponding to the radial direction of the information recording medium as the second convex portion.
The third convex portion has a length in a direction corresponding to the circumferential direction of the information recording medium at a portion longer than a length in a direction corresponding to the radial direction in the first convex portion. The stamper according to claim 1, wherein the stamper is formed to have a height higher than that of the stamper.
前記第4の凸部は、少なくとも一部分における前記高さが前記第1の凸部よりも高くなるように形成されている請求項1または2記載のスタンパー。 In the stamper side uneven pattern, a portion corresponding to a unit burst region in the burst pattern of the servo pattern is formed by a recess, and a fourth protrusion as the second protrusion is formed around the recess. Formed and configured,
3. The stamper according to claim 1, wherein the fourth protrusion is formed so that the height of at least a part of the fourth protrusion is higher than that of the first protrusion.
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