JP2008142895A - モールド構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板の一方の表面上に、所定間隔を有して複数の凸部が同心円状に形成されたモールド構造体であって、前記同心円の半径方向における前記凸部の断面形状は、該凸部の高さ方向の半値幅Mが、前記同心円の半径方向における前記凸部の頂部の幅Tよりも大である形状である。
【選択図】図1
Description
ハードディスクドライブの記録密度を高めるためには、磁気記録媒体の高性能化、及び磁気ヘッド幅の狭小化という手法が従来より用いられてきたが、データトラック間隔を狭めることにより、隣接トラック間の磁気の影響(クロストーク)や、熱揺らぎの影響が無視できなくなり、磁気ヘッドの狭小化などによる面記録密度の向上には限界があった。
ディスクリートトラックメディアは、隣接するトラック間に非磁性のガードバンド領域を設けて個々のトラックを磁気的に分離したディスクリート構造とすることにより、隣接トラック間の磁気的干渉を低減したものである。
しかしながら、特許文献4に記載のレジストパターン形成用モールドでは、その表面に形成された凸部の断面形状が矩形をなしているため、レジスト層に押し当てる際に、レジスト層を十分に押し出すことができず、適正なレジストパターンが得られない結果として、モールド構造体の凸部の高さがばらつく虞があった。これは、レジスト層に押し当てた前記凸部をレジスト層から離す際にも生じ得る現象である。
また、本発明は、クロストークなどが更に少なく、信号品位が良好なパターンをディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに転写形成することができるモールド構造体を提供することを目的とする。
<1> 基板の一方の表面上に、所定間隔を有して複数の凸部が同心円状に形成されたモールド構造体であって、前記同心円の半径方向における前記凸部の断面形状は、該凸部の高さ方向の半値幅Mが、前記同心円の半径方向における前記凸部の頂部の幅Tよりも大である形状であることを特徴とするモールド構造体である。
該<1>に記載のモールド構造体においては、基板上に複数形成された凸部の、半径方向における断面形状が、少なくとも頂部を含む領域において台形形状をなしているので、磁気記録媒体の基板上に塗布された樹脂に対して当該モールド構造体を押し当ててパターンを転写する際に、前記凸部が前記樹脂に入り易く、ナノインプリント技術を用いて、ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに高品質なパターンを容易に転写形成することができる。
また、前記凸部の、半径方向における断面形状が、少なくとも頂部を含む領域において台形形状をなしていることにより、磁気記録媒体の基板上に形成されたトラック溝のパターンは、逆台形状となるので、隣接するトラック溝間のクロストークなど更に少なく、信号品位が良好なパターンをディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに転写形成することができる。
<2> 凸部の高さ方向の半値幅Mが、前記凸部と基板の一方の面との接合面の断面寸法Bと、隣接する凸部間の距離Lとの和であるトラックピッチPの半分以下である前記<1>に記載のモールド構造体である。
<3> 凸部の断面形状における高さHと、該凸部と基板の一方の面との接合面の断面寸法Bとのアスペクト比(H/B)が、5以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載のモールド構造体である。
<4> 凸部の長さ方向に対する凸部の半値幅Mのライン幅ラフネス値(LWR値)が、20nm以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載のモールド構造体である。
<5> 凸部の長さ方向に対する凸部のラインエッジラフネス値(LER値)が、20nm以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載のモールド構造体である。
<6> 基板の一方の表面に対して凸部の側面がなす角度θが、45°≦θ<90°を満たす前記<1>から<5>のいずれかに記載のモールド構造体である。
<7> 基板の一方の表面と、凸部の側面とが曲面によって接続されている前記<1>から<6>のいずれかに記載のモールド構造体である。
<8> 曲面の曲率半径が、10nm以下である前記<7>に記載のモールド構造体である。
また、本発明によれば、クロストークなどが少なく、信号品位が良好なパターンをディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに転写形成するモールド構造体を提供することができる。
<モールド構造体の構成>
図1は、本発明の第1の実施形態におけるモールド構造体の構成を示す部分斜視図である。また、図2は、本発明の第1の実施形態におけるモールド構造体の構成を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態におけるモールド構造体1は、円盤状をなす基板2の一方の表面2a(以下、基準面2aということがある。)に、複数の凸部3が同心円状に、所定の間隔で形成されてなる。
なお、基板2としては、ニッケル、シリコン、石英板、ガラス、アルミニウム、セラミックス、合成樹脂等が用いられる。
具体的には、図2Aに示すように、前記同心円の半径方向における凸部3の高さ方向の半値幅Mが、前記同心円の半径方向における凸部3の頂部の幅Tよりも大をなす。
以下、本実施形態の説明において、「断面(形状)」とは、特に断りがない限り、前記同心円の半径方向(凸部3が列設されている方向)における断面(形状)を指す。
なお、基準面2aが平坦とみなせない場合、基板2の凸部3が形成される側の面を平坦化した面を基準面2aと仮定して高さHが計測される。
凸部3の底面幅Bは、基準面2aにおける凸部3の断面の幅寸法を指す。なお、凸部3の底面幅Bは、基準面2aから凸部3の頂部方向に、基準面2aから高さHの10%以内の範囲における幅B’(図2B参照)を採用してもよい。
凸部3の頂部幅Tは、凸部3の断面形状において、基準面2aに略平行な凸部3の頂部の幅寸法を指す。なお、凸部3の頂部幅Tは、その頂部の形状が複雑であると、計測が困難であるため、凸部3の最頂部から基準面2aの方向に、前記最頂部から高さHの10%以内の範囲における幅T’(図2B参照)を採用してもよい。
ここで、トラックピッチPは、基準面2aにおける凸部3間の距離Lと、一方の凸部3の前記底面幅Bとの和を示す。本実施形態では、モールド構造体の凸部3の半値幅Mが、トラックピッチPの半分以下であることが好ましい。
なお、前記距離Lは、前記同心円の半径方向の断面において、一の凸部3の高さH/2での側面3aの接線と、基準面2aとの交点と、一の凸部3に隣接する他の凸部3の高さH/2での側面3aの接線と、基準面2aとの交点との距離を指す。
加えて、凸部3の長さ方向に対する半値幅Mのラインエッジラフネス(LER)値が20nm以下であることが好ましい。半値幅Mのラインエッジラフネス(LER)値が20nmを越えると、凸部3と、インプリントレジストとの接地面積が増大し、剥離性に問題が生じることがある。
なお、本実施形態におけるライン幅ラフネス(LWR)値、及びラインエッジラフネス(LER)値は、基準面2aの法線方向から見た凸部3の形状について、特開2006−38779号公報に開示されたラインパターンに関するライン幅ラフネス(LWR)値、及びラインエッジラフネス(LER)値の測定方法を適用した。
以下、本発明に係るモールド構造体の作製方法について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図3は、第1の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図3に示すように、まず、Si(シリコン)基板10上に、スピンコートなどでPMMA(ポリメチルメタクリレート)などのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層21を形成する。
その後、基板10を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光(又は電子ビーム)を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層21を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層21のパターンをマスクにしてRIE(Reactive Ion Etching;反応性イオンエッチング)などにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体1を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体1の凹部の断面形状が、図2A〜Bに示す凸部3の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。
図4A〜Bは、第2の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図4Aに示すように、まず、Si(シリコン)基板10上に、スピンコートなどでPMMAなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層21を形成する。
その後、基板10を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光(又は電子ビーム)を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジストを現像処理し、露光部分を除去して、フォトレジストパターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤11を得る。
次に、図4Bに示すように、原盤11の表面の凹凸パターンをもとに、この表面にスパッタリング、あるいは無電解メッキなどにより、導電膜22を形成する。その後、導電膜22に対してメッキなどにより導電膜22を所定の厚さに成膜して、ポジ状凹凸パターンを有するNi基板23を作製し、原盤11から剥離する。このようにして、モールド構造体1が得られる。
なお、導電膜22を所定の厚さに成膜してNi基板23を作製する際には、Ni基板23の凹部の断面形状が、図2A〜Bに示す凸部3の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。
この凹凸パターンがサーボバースト信号である場合は、円周方向よりも半径方向に長い矩形状の凸部が形成される。具体的には、半径方向の長さは0.05〜20μm、円周方向は0.05〜1μmが好ましく、この範囲で半径方向の方が長い形状となる値を選ぶことがサーボ信号の情報を担持するパターンとして好ましい。
図5は、第3の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図5に示すように、まず、石英基板30上に、スピンコートなどでPMMAなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層21を形成する。
その後、石英基板30を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光(又は電子ビーム)を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層21を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層21のパターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体1を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体1の凹部の断面形状が、図2A〜Bに示す凸部3の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。
図6A〜Bは、第4の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図6Aに示すように、まず、Si基板10上に、スピンコートなどでPMMAなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層21を形成する。
その後、Si基板10を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光(又は電子ビーム)を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層21を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層21のパターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤11を得る。
その後、インプリントレジスト層24に紫外線などを照射して転写されたパターンを硬化させ、該パターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体1を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体1の凹部の断面形状が、図2A〜Bに示す凸部3の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。
図7A〜Bは、第5の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図6Aに示すように、まず、Si基板10上に、スピンコートなどでPMMAなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層21を形成する。
その後、Si基板10を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光(又は電子ビーム)を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層21を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層21のパターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤11を得る。
その後、インプリントレジスト層24に紫外線などを照射して転写されたパターンを硬化させ、該パターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体1を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体1の凹部の断面形状が、図2A〜Bに示す凸部3の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。
図8A〜Bは、第6の実施形態におけるモールド構造体の作製方法を示す断面図である。図8Aに示すように、まず、石英基板30上に、スピンコートなどでPMMAなどのフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層21を形成する。
その後、石英基板30を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光(又は電子ビーム)を照射し、フォトレジスト層21の全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。
その後、フォトレジスト層21を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層21のパターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有する原盤31を得る。
その後、インプリントレジスト層24に紫外線などを照射して転写されたパターンを硬化させ、該パターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体1を得る。
なお、前記選択エッチングは、凹凸形状を有するモールド構造体1の凹部の断面形状が、図2A〜Bに示す凸部3の断面形状を転写した断面形状となるように行われる。
熱可塑性樹脂がインプリントレジスト液に含まれる場合、該熱可塑性樹脂のガラス転移点(Tg)付近に維持した状態で、凸部のパターンをインプリントレジスト層24に転写後、インプリントレジスト層24を前記熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも低下させることにより転写されたパターンを硬化させ、該パターンをマスクにしてRIEなどにより選択エッチングを行い、凹凸形状を有するモールド構造体1を得ることとなる。
以下、本発明に係るモールド構造体を用いて、ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアなどの磁気記録媒体を作製する作製方法について図面を参照して説明する。
図9に示すように、例えば、上記第2の実施形態で作製したモールド構造体1を用いる場合、磁性層50と、PMMAなどのインプリントレジスト液を塗布してなるインプリントレジスト層24とがこの順に形成された磁気記録媒体の基板40に対して、モールド構造体1を押し当て、加圧することにより、モールド構造体1上に形成された凸部3のパターンをインプリントレジスト層24に転写する。
なお、インプリントレジスト層24にモールド構造体1を押し当てる際には、系を前記レジスト液のガラス転移点(Tg)付近に維持しておき、転写後、インプリントレジスト層24が前記レジスト液のガラス転移点よりも低下することにより硬化することとなる。
その後、凸部3のパターンが転写されたインプリントレジスト層24をマスクにして、RIEなどにより選択エッチングを行い、モールド構造体1上に形成されたパターン形状に基づく凹凸形状を磁性層50に形成し、凹部に非磁性材料70を埋め込み、表面を平坦化した後、必要に応じて、保護膜などを形成して磁気記録媒体100を得る。
また、本発明に係るモールド構造体によれば、被転写体である磁気記録媒体の溝部の断面形状が逆台形状をなすため、離型し易い。
更に、本発明に係るモールド構造体によれば、前述のように、被転写体である磁気記録媒体の溝部の断面形状が逆台形状をなすため、クロストークなどが少なく、信号品位が良好なパターンをディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアに転写形成するモールド構造体を提供することができる。
2 基板
3 凸部
10 Si基板
11 Si原盤
21 フォトレジスト
22 導電膜
23 Ni基板
24 インプリントレジスト層
30 石英基板
31 石英原盤
40 磁気記録媒体の基板
50 磁性層
100 磁気記録媒体
Claims (6)
- 基板の一方の表面上に、所定間隔を有して複数の凸部が同心円状に形成されたモールド構造体であって、前記同心円の半径方向における前記凸部の断面形状は、該凸部の高さ方向の半値幅Mが、前記同心円の半径方向における前記凸部の頂部の幅Tよりも大である形状であることを特徴とするモールド構造体。
- 凸部の高さ方向の半値幅Mが、前記凸部と基板の一方の面との接合面の断面寸法Bと、隣接する凸部間の距離Lとの和であるトラックピッチPの半分以下である請求項1に記載のモールド構造体。
- 凸部の断面形状における高さHと、該凸部と基板の一方の面との接合面の断面寸法Bとのアスペクト比(H/B)が、5以下である請求項1から2のいずれかに記載のモールド構造体。
- 凸部の長さ方向に対する凸部の半値幅Mのライン幅ラフネス値(LWR値)が、20nm以下である請求項1から3のいずれかに記載のモールド構造体。
- 基板の一方の表面に対して凸部の側面がなす角度θが、45°≦θ<90°を満たす請求項1から4のいずれかに記載のモールド構造体。
- 基板の一方の表面と、凸部の側面とが曲面によって接続されている請求項1から5のいずれかに記載のモールド構造体。
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