JP2009259374A - インプリント用モールド構造体及びそれを用いたインプリント方法、並びに磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】転写工程と、硬化工程とを少なくとも含むインプリント方法に用いられるインプリント用モールド構造体1であって、前記インプリント用モールド構造体1の前記転写面の硬度をHMSとし、前記転写工程における前記インプリントレジスト層の硬度をHBRとし、前記硬化工程後における前記インプリントレジスト層の硬度をHARとしたとき、HBR<HMS<HAR(ただし、HMS≦1GPa)を満たすインプリント用モールド構造体等である。
【選択図】図1
Description
そして、ポータブル機器に搭載される記録デバイスとしてのシェアの拡大に伴い、より一層の小型大容量化という要求に応える必要があり、記録密度を向上させる技術が求められている。
前記ハードディスクドライブの記録密度を高めるためには、磁気記録媒体におけるデータトラック間隔の狭小化や、磁気ヘッドの幅を狭小化するという手法が従来より用いられてきた。
しかしながら、前記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、記録密度に限界があった。
一方、前記磁気ヘッドの幅を狭小化することによる面記録密度の向上にも限界があった。
また、前記熱揺らぎによる減磁を解決する手段として、信号記録のための個々のビットを予め所定の形状パターンで備えたパターンドメディアと呼ばれる形態の磁気記録媒体が提案されている。
このようにして、パターンの形成性、パーティクルによるモールドの耐久性劣化を改善することができたが、転写後のレジストパターンの形状を詳細に解析した結果、パターンの断面に微小なバリが発生していることが確認された。このレジストパターン(レジストマスク)で作製した磁気記録媒体の再生信号を確認したところ、マスクバリの影響により、信号対称性が劣化し、サーボ領域においてはアドレス誤検出が発生し、ドライブとして機能しないケースがあった。
<1> 磁気記録媒体の基板上に少なくとも磁性層が積層された積層体上に、インプリントレジスト組成物よりなるインプリントレジスト層が形成され、該インプリントレジスト層に、基板と、該基板の一の表面上に、該表面を基準として複数の凸部が配列されることによって凹凸部が形成されたインプリント用モールド構造体の前記凹凸部を転写面として押圧して、前記凹凸部に基づく凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層を硬化させる硬化工程と、
を少なくとも含むインプリント方法に用いられるインプリント用モールド構造体であって、
前記インプリント用モールド構造体の転写側の最表面の硬度をHMSとし、前記転写工程における前記インプリントレジスト層の硬度をHBRとし、前記硬化工程後における前記インプリントレジスト層の硬度をHARとすると、下記数式(1)を満たすことを特徴とするインプリント用モールド構造体である。
HBR<HMS<HAR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
ただし、HMS≦1GPaである。
該<1>に記載のインプリント用モールド構造体においては、転写工程においてレジストパターンを形成した後、レジストからモールドを剥離する際に、該モールドの剥離によって発生する外力を、該モールドに形成されたパターン側が吸収し、レジストに形成されたパターンの破損を軽減することができる。
<2> インプリント用モールド構造体の転写側面に一層以上の剥離層を有する前記<1>に記載のインプリント用モールド構造体である。
<3> インプリント用モールド構造体の転写側の最表面が、剥離層である前記<1>から<2>のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体である。
<4> 剥離層の材料が、フルオロカーボン(CF)系材料である前記<2>から<3>のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体である。
<5> インプリント用モールド構造体の基板の硬度をHMBとすると、下記数式(2)を満たす前記<1>から<4>のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体である。
HMS<HMB・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(2)
ただし、HMB≧5GPaである。
<6> 磁気記録媒体の基板上に少なくとも磁性層が積層された積層体上に、インプリントレジスト組成物よりなるインプリントレジスト層が形成され、該インプリントレジスト層に、基板と、該基板の一の表面上に、該表面を基準として複数の凸部が配列されることによって凹凸部が形成されたインプリント用モールド構造体の前記凹凸部を転写面として押圧して、前記凹凸部に基づく凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層を硬化させる硬化工程と、
を少なくとも含むインプリント方法であって、
前記インプリント用モールド構造体の転写側の最表面の硬度をHMSとし、前記転写工程における前記インプリントレジスト層の硬度をHBRとし、前記硬化工程後における前記インプリントレジスト層の硬度をHARとしたとき、下記数式(1)を満たすことを特徴とするインプリント方法である。
HBR<HMS<HAR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
ただし、HMS≦1GPaである。
<7> インプリント用モールド構造体の転写側の最表面に剥離層を有し、該剥離層の硬度をHMSとし、該インプリント用モールド構造体の基板の硬度をHMBとしたとき、下記数式(2)を満たす前記<6>に記載のインプリント方法である。
HMS<HMB・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(2)
ただし、HMB≧5GPaである。
<8> 剥離層の材料が、フルオロカーボン(CF)系材料である前記<7>に記載のインプリント方法である。
<9> 基板と、該基板の一の表面上に、該表面を基準として複数の凸部が配列されることによって形成された凹凸部を有するインプリント用モールド構造体を、磁気記録媒体の基板上に少なくとも磁性層が積層された積層体上に形成されたインプリントレジスト組成物よりなるインプリントレジスト層に押圧して前記凹凸部に基づく凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層を硬化させる硬化工程と、
前記凹凸パターンが転写され、硬化したインプリントレジスト層をマスクにして、前記磁性層をエッチングして、前記凹凸パターンに基づく磁性パターン部を前記磁性層に形成する磁性パターン部形成工程と、
前記磁性層を分断した凹部に非磁性材料を埋め込む非磁性パターン部形成工程と、
を少なくとも含む磁気記録媒体の製造方法であって、
前記インプリント用モールド構造体の転写側の最表面の硬度をHMSとし、前記転写工程における前記インプリントレジスト層の硬度をHBRとし、前記硬化工程後における前記インプリントレジスト層の硬度をHARとしたとき、下記数式(1)を満たすことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
HBR<HMS<HAR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
ただし、HMS≦1GPaである。
<10> インプリント用モールド構造体の転写側の最表面に剥離層を有し、該剥離層の硬度をHMSとし、該インプリント用モールド構造体の基板の硬度をHMBとしたとき、下記数式(2)を満たす前記<9>に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
HMS<HMB・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(2)
ただし、HMB≧5GPaである。
<11> 剥離層の材料が、フルオロカーボン(CF)系材料である前記<10>に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
<12> 前記<9>から<11>のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法によって製造されたことを特徴とする磁気記録媒体である。
図1は、本発明のインプリント用モールド構造体の概略構成を示す斜視図である。
図1に示すように、インプリント用モールド構造体1は、加工対象物(例えば、後述する図4におけるインプリントレジスト25)を押圧するものであり、円板状の基板2と、基板2の一の表面2a上に、該表面2aを基準として、所定の間隔で複数の凸部5が配列されることによって、凸部5,5間に形成された凹部4と共に構成される凹凸部3を少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を備える。
なお、凹凸部3の断面形状は、後述するエッチング工程を制御することにより、任意の形状を選択することができる。
また、サーボ領域は、プリアンブル部、アドレス部、及びバースト部に分けられる。
前記プリアンブル部は、再生信号のクロックを同期させるための情報が記録された領域である。具体的には、磁気記録媒体100の回転偏心等により生ずる時間ズレに対し、サーボ信号再生用クロックを同期させるPLL処理や、信号再生振幅を適正に保つAGC処理を行うために設けられている。
前記シリンダ情報は、サーボトラック毎にその情報が変化するパターンとなる。そのため、ヘッドシーク動作時のアドレス判読ミスの影響が小さくなる様に、グレイコードと呼ばれる隣接トラックとの変化が最小となるコード変換をしてから、マンチェスタコード化して記録されている。
各バーストには、周方向に複数個のマークが前記プリアンブル部と同一のピッチ周期で配置され、径方向周期は、アドレスパターンの変化周期に比例、換言すれば、サーボトラック周期に比例した周期で設けられている。本実施形態では、各バーストは、周方向に10周期分形成され、径方向に、サーボトラック周期の2倍長周期で繰返すパターンを取っている。
HBR<HMS<HAR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
ただし、HMS≦1GPaである。
剥離層5の硬度HMSは、転写工程におけるインプリントレジスト層の硬度をHBRとし、硬化工程後におけるインプリントレジスト層の硬度をHARとしたとき、下記数式(1)を満たす。
HBR<HMS<HAR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
ただし、HMS≦1GPaである。
HMS<HMB・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(2)
ただし、HMB≧5GPaである。
前記フルオロカーボン(CF)系材料としては、例えばパーフルオロポリエーテル基を有するものとしては、パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ−n−プロピレンオキシド重合体(CF2CF2CF2O)n、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体(CF(CF3)CF2O)n、又はこれらの共重合体、などが挙げられる。
前記フッ素系シランカップリング剤としては、分子中に少なくとも1個、好ましくは1〜10個のアルコキシシラン基、クロロシラン基を有する化合物であり、分子量200〜500,000のものが好ましい。前記アルコキシシラン基としては、-Si(OCH3)3基、-Si(OCH2CH3)3基、-Si(OCH3)3基などが挙げられる。前記クロロシラン基としては、-Si(Cl)3基などが挙げられる。具体的には、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロデシルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルジメチルクロロシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラ-ハイドロオクチルトリメトキシシラン、などが挙げられる。
前記フッ素系樹脂としては、例えばPTFA、PFA、FEP、ETFEなどが挙げられる。
前記炭化水素系潤滑剤としては、例えばステアリン酸、オレイン酸等のカルボン酸類;ステアリン酸ブチル等のエステル類;オクタデシルスルホン酸等のスルホン酸類;リン酸モノオクタデシル等のリン酸エステル類;ステアリルアルコール、オレイルアルコール等のアルコール類;ステアリン酸アミド等のカルボン酸アミド類;ステアリルアミン等のアミン類などが挙げられる。
前記フッ素系潤滑剤としては、上記炭化水素系潤滑剤のアルキル基の一部又は全部をフルオロアルキル基もしくはパーフルオロポリエーテル基で置換した潤滑剤が挙げられる。前記パーフルオロポリエーテル基としては、パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ−n−プロピレンオキシド重合体(CF2CF2CF2O)n、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体(CF(CF3)CF2O)n又はこれらの共重合体等である。
なお、上市されている剥離機能を有する材料としては、例えばZ−TETRAOL、Z−DOL(ソルベイ・ソレクシス社製)などが特に好ましい。
ここで、前記硬度は、ナノインデンターなどの測定装置を用いて測定することができる。なお、ナノインデンターとは、先端半径0.1μm〜1μm程度の三角錐圧子を試料に数十nm〜数十μmまで押し込んだ際の微小荷重と微小変位の関係、圧子を戻し除荷した際の微小荷重と微小変位の関係を計測し、得られた荷重−変位曲線からナノメータ領域の深さでの硬度や弾性率を求める超微小押し込み硬さ試験(ナノインデンテーション試験)に用いる超微小押し込み硬さ試験機のことである。
具体的な測定方法としては、TRIBOSCOPE(HYSITRON社製)を用いて、ダイヤモンド先端稜角90度、先端曲率半径40nmの三角錐型を用いて押し込み加重5μNで押し込み速度3nm/秒で押し込み、最大5μNまでの圧力を印加し、その後圧力を徐々に戻す。このときの最大荷重5μNを圧子接触部の投影面積で除算して硬度を求めた。
前記その他の部材としては、本発明の効果を害しない限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、モールド基材4と剥離層5の間に介装されたモールド層等が挙げられる。
前記インプリントレジスト層25は、インプリントレジスト組成物(以下、「インプリントレジスト液」ということがある)を磁気記録媒体の基板に塗布することによって形成される層である。
前記インプリントレジスト組成物としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、熱可塑性樹脂、や紫外線硬化樹脂等の光硬化性樹脂が挙げられ、ノボラック系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、有機ガラス樹脂、無機ガラス樹脂などが好ましく、アクリル樹脂、紫外線硬化樹脂が特に好ましい。
前記インプリントレジスト層の厚みとしては、モールド1の表面2a上に形成される凸部の高さに対して5%以上、200%未満であることが好ましい。前記厚みが、5%未満であると、レジスト量が不足し、所望のレジストパターンを形成することができないことがある。
前記インプリントレジスト層の厚みは、例えば、レジスト塗布基板より一部レジストを剥離、剥離後の段差をAFM装置(Dimension5000、日本ビーコ株式会社製)にて測定することができる。
前記インプリントレジスト組成物の粘度は、例えば、超音波式粘度計などを用いて測定される。
このようにして測定された前記インプリントレジスト組成物の粘度Pは、0.5〜70(mPa・s)が好ましい。
以下、本発明のインプリント用モールド構造体の作製方法の例について図面を参照して説明する。なお、本発明に用いられるインプリント用モールド構造体は、下記の作製方法以外の作製方法により作製されたものであってもよい。
図3A〜図3Bは、モールド構造体1の作製方法を示す断面図である。図3Aに示すように、まず、Si基板10上に、スピンコートなどでノボラック系樹脂、アクリル樹脂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。
メッキ法でのモールド作製方法は以下の通りである。
まず、原盤11の表面に導電層(不図示)を形成する。
前記導電膜の形成方法としては、一般的に真空製膜方法(スパッタリング、蒸着など)、無電解メッキ法などを用いることができる。
前記導電層の材料としては、Ni、Cr、W、Ta、Fe、Coのうち、少なくとも一種類の元素を含有する金属、合金を用いることができ、Ni、Co、FeCo合金などが好ましい。また、導電性を示すTiOなどの非金属材質も前記導電層として使用可能である。
前記導電層の膜厚は、5nm〜30nmの範囲が好ましく、10nm〜25nmの範囲がより好ましい。
上記導電層を形成した原盤を用い、メッキ法にて金属、及び合金材料を積層して、所定の厚みとなるまで形成した後に、原盤11からメッキ基体を剥離することでモールドを形成する。
ここで、前記モールドを構成するメッキ素材としては、Ni、Cr、FeCo合金などを使用することができ、Ni素材を用いたものが特に好ましい。
また、引き剥がし後のモールド1の厚みは、30μm〜500μmの範囲が好ましく、45μm〜300μmの範囲がより好ましい。前記厚みが、30μm未満であると、モールドの剛性が低下し機械特性を確保することができない。
加えて、上記転写工程(NIL、ナノインプリントリソグラフィ)を多数回実施することで、モールド1自身が変形し、著しく実用特性が低下することがある。したがって、モールドの厚みが500μm以上では剛性が高くなりすぎるため、NIL時のモールド1と、磁気記録媒体の基板40との間の密着を確保することができない。
密着確保のためには、密着圧力を上げる必要があるため、異物などが混入した際にはモールド1と、磁気記録媒体の基板40との間に致命的な形状欠陥が発生する。
ナノインプリント法を用いたモールドの複製方法は以下の通りである。
図3Bに示すように、熱可塑性樹脂、あるいは光硬化性樹脂を含有する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が一方の面に形成された基板30に対して、原盤11を押し当て、原盤11上に形成された凸部のパターンがインプリントレジスト層25に転写される。
また、前記「光透過性を有する」とは、具体的には、基板30にインプリントレジスト層24が形成される一方の面から出射するように、基板30の他方の面から光を入射した場合に、インプリントレジスト液が十分に硬化することを意味しており、少なくとも、前記他方の面から前記一方の面へ波長400nm以下の光の光透過率が50%以上であることを意味する。
また、前記「モールド構造体として機能する強度」とは、基板30上に形成されたインプリントレジスト層24に対して、平均面圧力が1kgf/cm2以上という条件下で押し当て、加圧しても剥離可能に破損しない強度を意味する。
その後、インプリントレジスト層24に熱を印加する、あるいは、紫外線などを照射して転写されたパターンを硬化させる。紫外線を照射してパターンを硬化する場合は、パターニング後であってモールド構造体と磁気記録媒体とを剥離した後に紫外線を照射し硬化してもよい。
その後、転写された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。また積層体の表面に無機系材質を形成し、レジストマスクを基として無機系材質マスクを形成し、この無機系材質マスクを用いて積層体をエッチングし、モールド構造体1を形成してもよい。
その後、必要に応じて、剥離層5を形成する場合には、モールド構造体1における凹凸部3が形成された転写面上に、前記数式(1)及び(2)を満たす材料からなる剥離層5を形成して、インプリント用モールド構造体1を得る。
以下、本発明に係るインプリント用モールド構造体を用いて作製された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、図面を参照して説明する。ただし、本発明に係る磁気記録媒体は、本発明に係るインプリント用モールド構造体を用いて製造されていれば、下記の製造方法以外の製造方法により作製されたものであってもよい。
以下、特に断らない限り、インプリントレジスト層、及びインプリントレジスト組成物は、磁気記録媒体の作製におけるインプリントレジスト層25、及び該インプリントレジスト層25を形成するインプリントレジスト組成物を指すものとする。
前記エッチング工程は、データ領域におけるインプリントレジスト層25に形成されたレジスト凹凸パターン形状に基づく凹凸形状を、データ領域の磁性層50に形成する工程である。
前記凸凹形状の形成方法としては、イオンビームエッチング、反応性化学エッチング、ウェットエッチングなどの手法を用いることができる。
イオンビームエッチングでのプロセスガスとしてはアルゴン(Ar)、反応性化学エッチングのエッチャントとしてはCO+NH3、塩素ガスなどを用いることができる。
前記その他の工程としては、必要に応じて、前記磁性層の凹部をSiO2、カーボン、アルミナ;ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリスチレン(PS)等のポリマー;潤滑油等の非磁性材料で埋める工程、表面を平坦化する工程、平坦化した表面にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等で保護膜を形成する工程、最後に潤滑剤を塗布する工程などが挙げられる。
上記のようにして作製された本発明の磁気記録媒体は、図5に示すように、基板40の一の表面上に、同心円状に、所定の間隔で形成された複数のデータ領域の磁性パターン部51が非磁性層70によって隔たれて形成されている。なお、サーボ領域の磁性パターン部においても構成は同様である。
<インプリント用モールド構造体の作製>
<<原盤の作製>>
直径8インチの円板状のSi基板上に電子線レジストを、スピンコート法を用いて100nmの厚みに塗布した。
回転式電子線露光装置にて所望のパターンを露光、現像することで、凹凸パターンを有する前記電子線レジストをSi基板上に形成する。
凹凸パターンを有する前記電子線レジストをマスクとして、前記Si基板に対して反応性イオンエッチング処理を行い、Si基板上に凹凸形状を形成する。
残存した前記電子線レジストを、可溶溶剤にて洗浄することで除去し、乾燥した後に原盤を得た。
データ部は、凸部の巾:120nm、凹部の巾:30nm(トラックピッチ=150nm)の凹凸パターンとした。
サーボ部に関しては、基準信号長を90nmとし、総セクタ数を240とし、プリアンブル部(45bit)、SAM部(10bit)、SectorCode部(8bit)、CylinderCode部(32bit)、及びBurst部で構成されている。
前記SAM部は、“0000101011”であり、前記SectorCode部における凹凸パターンは、Binary変換を用いて形成され、CylinderCode部における凹凸パターンは、Gray変換を用いて形成され、最終的にマンチェスター変換を用いて形成される。
また、前記Burst部における凹凸パターンは、一般的な位相バースト信号(16bit)である。
そして、前記原盤を使用し、ナノインプリントを行った。ナノインプリント後の凹凸レジストパターンを元にエッチャントとしてCHF3を用いたRIEでインプリント用モールド構造体を作製した。なお、作製したインプリント用モールド構造体の転写側面(レジストに押し当てる側の面)には、ウェット法により剥離層を形成した。該剥離層を構成する剥離剤としては、EGC−1720(住友3M社製;フッ素系表面処理剤)を用いた。
前記石英基板の硬度HMBを測定した。該硬度(表面硬度)の測定は、剥離層形成前に行った。該表面硬度は、微小硬度で表現される。通常のビッカース、ヌーブ硬度測定のように、大きな荷重の印加を行う測定方法では、対象とする極表面の硬度を評価できない、という経験に基づくものである。具体的には、測定装置としてTRIBOSCOPE(HYSITRON社製)を用いた。これは、2枚の電極板の中間に、圧子が設置されたピックアップ電極を置き、該ピックアップ電極の動きに伴う静電容量の変化より、力と変位を高感度に検出する方法で、前記硬度HMBの測定を行った。結果を表1に示す。
モールドの最表面(剥離層)の硬度HMSを測定した。前記硬度は、剥離層形成後に測定した。なお、該硬度HMSの測定方法は、前記硬度HMBの測定方法と、同様にして行った。結果を表1に示す。
2.5インチガラス基板上に、以下の手順で各層を形成し、磁気記録媒体を作製した。
作製した磁気記録媒体は、軟磁性層、第1の非磁性配向層、第2の非磁性配向層、磁性層(「磁気記録層」ということがある)、保護層、及び潤滑剤層が順次形成されている。
なお、軟磁性膜、第1の非磁性配向層、第2の非磁性配向層、磁気記録層、及び保護層はスパッタリング法で形成し、潤滑剤層はディップ法で形成した。
軟磁性層として、CoZrNbよりなる層を100nmの厚みで形成した。
具体的には、前記ガラス基板を、CoZrNbターゲットと対向させて設置し、Arガスを0.6Paの圧になるように流入させ、DC 1,500Wで成膜した。
第1の非磁性配向層として、5nmの厚みのTi層を形成した。
具体的に、第1の非磁性配向層は、Tiターゲットと対向設置し、Arガスを0.5Paの圧になるように流入させ、DC 1,000Wで放電し、5nmの厚みになるようにTiシード層を成膜した。
その後、第2の非磁性配向層として、10nmの厚みのRu層を形成した。
第1の非磁性配向層形成後に、Ruターゲットと対向させて設置し、Arガスを0.5Paの圧になるように流入させ、DC 1,000Wで放電し、10nmの厚みになるように第2の非磁性配向層としてRu層を成膜した。
その後、磁気記録層として、CoCrPtO層を15nmの厚みで形成した。
具体的には、CoPtCrターゲットと対向させて設置し、O2 0.04%を含むArガスを、圧力が18Paとなるようにして流入させ、DC 290Wで放電し、磁気記録層を形成した。
磁性層形成後に、Cターゲットと対向させて設置し、Arガスを、圧力が0.5Paになるように流入させ、DC 1,000Wで放電し、C保護層を4nmの厚みで形成した。
なお、磁気記録媒体の保磁力は、334kA/m(4.2kOe)とした。
また、本実施例における磁気記録媒体の第1の非磁性材料は、PtOである。
前記保護層上に、アクリル系レジスト(東洋合成工業株式会社製、PAK−01−500)を100nmの厚みになるように、スピンコート法(3,600rpm)により、インプリントレジスト層を形成した。
硬化工程を施す前のレジストの硬度HBRを測定した。具体的には、石英基板上に、レジスト層(PAK−01−500、東洋合成工業株式会社製)を、スピンコート法(3,600rpm)により、100nm厚みで形成した。該レジストの硬度HBRは、測定装置TRIBOSCOPE(HYSITRON社製)を用いて、測定した。ダイヤモンド先端稜角90度、先端曲率半径40nmの三角錐型を用いて押し込み加重5μN、押し込み速度3nm/秒で押し込み、最大5μNまでの圧力を印加し、その後圧力を徐々に戻した。このときの最大荷重5μNを圧子接触部の投影面積で除算して、硬度を求めた。結果を表1に示す。
インプリントレジスト層が形成された基板に対して、上記モールドの凹凸部が形成された側の面を対向させて配置し、インプリントレジスト層が形成された基板を3MPaの圧力にて10秒間密着させ、紫外線を10mJ/cm2照射した。
以上の工程を終了した後、インプリントレジスト層が形成された基板から前記モールドを剥離した。
その後、前記モールドの凹凸部に基づく凹凸パターンをインプリントレジスト層に転写することによって、該インプリントレジスト層に形成された凹凸パターンのうち、凹部に残存したインプリントレジスト層を、O2反応性化学エッチングにて除去した。このO2反応性化学エッチングは、前記凹部において前記磁性層が露出するように行われる。
モールドの押圧によってパターンが転写されたレジストに対して、紫外線が照射されたことにより硬化したレジストの硬度HARを測定した。
上記レジスト塗布済み石英基板に、紫外線を照射し、レジストを十分に硬化させた。紫外線の照射条件は、10mJ/cm2、30秒間であった。その後、レジストの硬度HARを測定した。具体的には、測定装置TRIBOSCOPE(HYSITRON社製)を用いて、測定した。ダイヤモンド先端稜角90度、先端曲率半径40nmの三角錐型を用いて押し込み加重5μN、押し込み速度3nm/秒で押し込み、最大5μNまでの圧力を印加し、その後圧力を徐々に戻した。このときの最大荷重5μNを圧子接触部の投影面積で除算して、硬度HARを求めた。結果を表1に示す。
前記凹部に残存したインプリントレジスト層を除去した後に、磁性層の凹凸形状の加工を実施した。
磁性層の加工としては、イオンビームエッチング法を用いた。
具体的には、Arガスを用い、イオン加速エネルギーは500eVとし、磁性層に対して垂直方向よりイオンビームを入射した。
このようにして磁性層を加工した後、O2反応性化学エッチングにて、磁性層(未加工部分)上に残存したレジストを除去した。
その後、ディップ法により、PFPE潤滑剤を2nmの厚みに塗布した。
上記磁性層を加工した後に、磁性材料を含む層として、厚みが50nmとなるように、スパッタリングを実施してSiO2層を形成し、イオンビームエッチングにて磁性層と、非磁性層とが面一になるように、SiO2層を除去した。
磁性体層を形成する前の磁気記録媒体の中間体を用い、データ領域と、サーボ領域との間のレジスト形状を比較し、レジストパターンの成形性の評価を以下のように実施した。
まず、転写工程を経てレジストパターンが形成された垂直磁気記録媒体の中間体を破断し、走査型電子顕微鏡(FE−SEM S800、株式会社日立製作所製)を用いて、破断後の断面に対するデータ領域のレジストパターンの残レジスト膜厚A、サーボ領域におけるバースト部のレジストパターンの残レジスト膜厚Bを測長し、両者の比(B/A)を磁気記録媒体について半径25mm、ほぼ等角度間隔で8箇所の測定を行い、これらの平均値を算出し、下記基準で評価した。結果を表1に示す。
〔評価基準〕
○:比(B/A)の値が0.8〜1.0
×:比(B/A)の値が0.8未満
<<サーボ信号の品位の評価>>
サーボアドレスエラー評価として、アイメス社製BitFinderを評価装置として使用した。該装置において、VCMモードとして、リード巾120nm、ライト巾200nmのGMRヘッドを装着し、サーボフォローイングの評価を実施した。具体的には、サーボフォロー状態でのアドレスエラー率を算出した。50周分のアドレスエラー発生数を検出し、評価対象となる全セクタ数に対するアドレスエラー率を求め、下記基準で評価した。結果を表1に示す。
〔評価基準〕
○:アドレスエラー率が0.1%未満
×:アドレスエラー率が0.1%以上
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1において、モールド構造体の転写側表面に形成した剥離層の材料を、Z−DOL(ソルベイ・ソレクシス社製;フルオロカーボン系材料)に代えた以外は、実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして、実施例2の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
実施例1において、アクリル系レジスト(東洋合成工業株式会社製、PAK−01−500)をノボラック系レジスト(mr−I7000E、マイクロレジスト社製)に代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1における基板を、石英からニッケル(Ni)に代え、Niモールド作製にメッキ法を用いた以外は、実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして実施例4の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1における基板を、石英からアルミニウム(Al)に代え、Alモールド作製にNIL(ナノインプリントリソグラフィ)及びRIE(反応性イオンエッチング)を用いた以外は、実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして、実施例5の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1において、モールド構造体の転写側表面に形成した剥離層の材料を、Z−TETRAOL(ソルベイ・ソレクシス社製;フルオロカーボン材料)に代えた以外は、実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして実施例6の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1において、剥離層の形成の代わりに、イオンガンにより、DLC(ダイヤモンダライクカーボン)層50nmを形成した以外は、実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして比較例1の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1において、剥離層の形成の代わりに、C(カーボン)層をスパッタリングして形成した以外は、実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
なお、前記C(カーボン)層は、RIEによるエッチング後に、モールドの凹凸面をCターゲットに対向させて設置し、Arガスを、圧力が0.3Paになるように流入させ、DC700Wで放電し、C(カーボン)層を100nmの厚みで形成した。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして比較例2の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1において、剥離層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして比較例3の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1において、基板を石英からNiに代え、剥離層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、実施例1と同様にして比較例4の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
<インプリント用モールド構造体の作製>
実施例1と同様にして、インプリント用モールド構造体を作製し、硬度HMS及びHMBを測定した。結果を表1に示す。
上記において作製したインプリント用モールド構造体を用いて、アクリル系レジスト(東洋合成工業株式会社製、PAK−01−500)の代わりにテフロン(登録商標)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例5の磁気記録媒体を作製し、硬度HBR及びHARを測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、レジストパターンの成形性を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、サーボ信号の品位を評価した。結果を表1に示す。
また、数式(1)を満たす実施例1〜6において作製されたインプリント用モールド構造体を用いることにより、数式(1)を満たさない比較例1〜5よりも、信号品位特性に優れた磁気記録媒体を提供することができた。
2 基板
2a 表面
3 凹凸部
4 凹部
5 凸部
6 剥離層
10 Si基板
11 Si原盤
21 フォトレジスト層
24 インプリントレジスト層
25 インプリントレジスト層
30 被加工基板
40 磁気記録媒体の基板
50 磁性層
70 非磁性層
90 積層体
100 磁気記録媒体
Claims (12)
- 磁気記録媒体の基板上に少なくとも磁性層が積層された積層体上に、インプリントレジスト組成物よりなるインプリントレジスト層が形成され、該インプリントレジスト層に、基板と、該基板の一の表面上に、該表面を基準として複数の凸部が配列されることによって凹凸部が形成されたインプリント用モールド構造体の前記凹凸部を転写面として押圧して、前記凹凸部に基づく凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層を硬化させる硬化工程と、
を少なくとも含むインプリント方法に用いられるインプリント用モールド構造体であって、
前記インプリント用モールド構造体の転写側の最表面の硬度をHMSとし、前記転写工程における前記インプリントレジスト層の硬度をHBRとし、前記硬化工程後における前記インプリントレジスト層の硬度をHARとすると、下記数式(1)を満たすことを特徴とするインプリント用モールド構造体。
HBR<HMS<HAR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
ただし、HMS≦1GPaである。 - インプリント用モールド構造体の転写側面に一層以上の剥離層を有する請求項1に記載のインプリント用モールド構造体。
- インプリント用モールド構造体の転写側の最表面が、剥離層である請求項1から2のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体。
- 剥離層の材料が、フルオロカーボン(CF)系材料である請求項2から3のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体。
- インプリント用モールド構造体の基板の硬度をHMBとすると、下記数式(2)を満たす請求項1から4のいずれかに記載のインプリント用モールド構造体。
HMS<HMB・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(2)
ただし、HMB≧5GPaである。 - 磁気記録媒体の基板上に少なくとも磁性層が積層された積層体上に、インプリントレジスト組成物よりなるインプリントレジスト層が形成され、該インプリントレジスト層に、基板と、該基板の一の表面上に、該表面を基準として複数の凸部が配列されることによって凹凸部が形成されたインプリント用モールド構造体の前記凹凸部を転写面として押圧して、前記凹凸部に基づく凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層を硬化させる硬化工程と、
を少なくとも含むインプリント方法であって、
前記インプリント用モールド構造体の転写側の最表面の硬度をHMSとし、前記転写工程における前記インプリントレジスト層の硬度をHBRとし、前記硬化工程後における前記インプリントレジスト層の硬度をHARとしたとき、下記数式(1)を満たすことを特徴とするインプリント方法。
HBR<HMS<HAR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
ただし、HMS≦1GPaである。 - インプリント用モールド構造体の転写側の最表面に剥離層を有し、該剥離層の硬度をHMSとし、該インプリント用モールド構造体の基板の硬度をHMBとしたとき、下記数式(2)を満たす請求項6に記載のインプリント方法。
HMS<HMB・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(2)
ただし、HMB≧5GPaである。 - 剥離層の材料が、フルオロカーボン(CF)系材料である請求項7に記載のインプリント方法。
- 基板と、該基板の一の表面上に、該表面を基準として複数の凸部が配列されることによって形成された凹凸部を有するインプリント用モールド構造体を、磁気記録媒体の基板上に少なくとも磁性層が積層された積層体上に形成されたインプリントレジスト組成物よりなるインプリントレジスト層に押圧して前記凹凸部に基づく凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層を硬化させる硬化工程と、
前記凹凸パターンが転写され、硬化したインプリントレジスト層をマスクにして、前記磁性層をエッチングして、前記凹凸パターンに基づく磁性パターン部を前記磁性層に形成する磁性パターン部形成工程と、
前記磁性層を分断した凹部に非磁性材料を埋め込む非磁性パターン部形成工程と、
を少なくとも含む磁気記録媒体の製造方法であって、
前記インプリント用モールド構造体の転写側の最表面の硬度をHMSとし、前記転写工程における前記インプリントレジスト層の硬度をHBRとし、前記硬化工程後における前記インプリントレジスト層の硬度をHARとしたとき、下記数式(1)を満たすことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
HBR<HMS<HAR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
ただし、HMS≦1GPaである。 - インプリント用モールド構造体の転写側の最表面に剥離層を有し、該剥離層の硬度をHMSとし、該インプリント用モールド構造体の基板の硬度をHMBとしたとき、下記数式(2)を満たす請求項9に記載の磁気記録媒体の製造方法。
HMS<HMB・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(2)
ただし、HMB≧5GPaである。 - 剥離層の材料が、フルオロカーボン(CF)系材料である請求項10に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 請求項9から11のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法によって製造されたことを特徴とする磁気記録媒体。
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