WO2007116469A1 - パターン転写方法およびパターン転写装置 - Google Patents

パターン転写方法およびパターン転写装置 Download PDF

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resin
ultrasonic vibration
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Mineo Moribe
Takahiro Umada
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Fujitsu Limited
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Definitions

  • the present invention relates to a no-turn transfer method and pattern transfer apparatus for transferring a fine uneven pattern by so-called nanoimprint.
  • Nanoimprinting is a method of pressing servo information on the surface of a substrate by pressing a stamper having a fine uneven surface at a nanometer pitch against a resin substrate such as a disk medium or a resin layer on the substrate. This is a technique for transferring an uneven pattern.
  • Conventional fine pattern transfer methods include those disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. All of them apply heat to the thermoplastic resin by ultrasonic vibration, and the ultrasonic vibration is applied to the stamper and the substrate at a relatively large output level.
  • Patent Document 1 JP 09-201874 A
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-266417
  • An object of the present invention is to provide a pattern transfer method and a pattern transfer apparatus capable of transferring a concavo-convex pattern with high accuracy by appropriately using ultrasonic vibration.
  • the present invention takes the following technical means.
  • the pattern transfer method provided by the first aspect of the present invention is a pattern transfer method in which an uneven surface of a stamper is brought into close contact with a resin layer on a substrate and the uneven pattern is transferred to the resin layer. Then, ultrasonic vibration is applied to the substrate or the stamper so as to remove bubbles from between the concave and convex surfaces in close contact with the resin layer.
  • the ultrasonic vibration is applied only for a predetermined time at an output level sufficient to remove bubbles.
  • the resin layer is made of a thermoplastic resin, and the ultrasonic vibration is applied to at least one of the substrate and the stamper arranged in a vacuum, and then the The resin layer is heated while pressing the substrate and the stamper.
  • the resin layer is made of a thermoplastic resin
  • the substrate and the stamper are arranged under atmospheric pressure or vacuum, and the ultrasonic wave is applied to at least one of them while being pressed.
  • the resin layer is heated while applying vibration and then pressing the substrate and stamper.
  • the resin layer is made of a photo-curing resin, and the ultrasonic vibration is applied to at least one of the substrate and the stamper in a state where the substrate and the stamper are disposed under vacuum, and then the substrate and The resin layer is irradiated with resin for curing the resin while the stamper is pressed.
  • the resin layer is made of a photo-curing resin
  • the substrate and the stamper are arranged under atmospheric pressure or vacuum, and at least one of the ultrasonic vibrations is pressed in a state where they are pressed. Then, the resin layer is irradiated with the resin for curing the resin while the substrate and the stamper are pressed.
  • the resin layer is made of a room temperature transfer type resin, and the ultrasonic vibration is applied to at least one of the substrate and the stamper in a state where the substrate and the stamper are arranged in a vacuum, and then Press the substrate and stamper.
  • the resin layer is made of a room temperature transfer type resin, and the substrate and the stamper are arranged under atmospheric pressure or vacuum, and at least one of them is pressed. The ultrasonic vibration is applied to one of them.
  • a pattern transfer apparatus provided by the second aspect of the present invention is a pattern transfer apparatus for transferring a concave / convex pattern to a resin layer on a substrate, wherein the concave / convex pattern is formed on the resin layer.
  • a stamper having an uneven surface for transferring, a press holding means for holding and pressing the substrate and the stamper in parallel, and the uneven surface being brought into close contact with the above-mentioned resin layer by the press holding means
  • the substrate or the stamper is provided with an ultrasonic vibrator that applies ultrasonic vibrations.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pattern transfer apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of a pattern transfer method to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining specific contents of the pattern transfer method shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining another embodiment of a pattern transfer method to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining another embodiment of a pattern transfer method to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining another embodiment of a pattern transfer method to which the present invention is applied.
  • a pattern transfer apparatus A produces a magnetic recording medium B (hereinafter referred to as “substrate”) in the process of manufacturing a magnetic recording medium B called a discrete track medium. This is transferred to B by nanoimprint.
  • the pattern transfer device A is installed inside the working chamber C.
  • the pattern transfer apparatus A holds the stamper 1 for transfer, the stamper 1 and the upper panel 20 horizontally, the upper fixing member 2 that holds the upper unit 21, the lower panel 3 that holds the substrate B horizontally, Ultrasonic transducer 4 placed at the center of lower panel 3 so as to be in contact with the lower surface of substrate B, lower elevating member capable of moving up and down while holding lower panel 3 and ultrasonic transducer 4 5.
  • a drive motor 6 for raising and lowering the lower elevating member 5 and a vacuum pump 7 for reducing the pressure in the working chamber C may be provided.
  • Each of the upper panel 20 and the lower panel 3 functions as a heater panel that transfers heat to the stamper 1 and the substrate B while being in contact with them.
  • a mechanism and a heat exchanger for positioning the stamper 1 with respect to the substrate B in a horizontal plane (not shown) are provided inside the upper unit 21 .
  • a heat exchanger is also provided inside the lower panel 3 (not shown).
  • the stamper 1 is made of, for example, a Ni substrate or a SiO substrate having a diameter of about 6 cm and is used separately.
  • stamper 1 It is made by applying resist on one side of the original master, exposing it with an electron beam, developing it, and carrying out etching or etching.
  • One side of the stamper 1 subjected to these treatments has a fine uneven surface 10 having a pitch p of about 1 OOnm and a depth h of about 50 nm (see Fig. 2). Close to B.
  • the upper panel 20 also has, for example, quartz glass force, and efficiently transmits heat to the stamper 1 in contact with the lower surface, and also plays a role of transmitting positioning light.
  • a positioning light irradiator, a light detector, and a heat exchanger are provided, and the substrate B is irradiated with resin curing light such as ultraviolet rays.
  • resin curing light such as ultraviolet rays.
  • a light irradiator is also provided (not shown).
  • the resin for curing the resin must pass through the upper panel 20 and the stamper 1 and reach the substrate B. Those that also have power are preferred.
  • the lower panel 3 and the ultrasonic transducer 4 move up and down integrally with the lower elevating member 5 as the lower elevating member 5 is raised and lowered by the drive motor 6. That is, the substrate B held horizontally by the lower panel 3 and the ultrasonic transducer 4 is separated from the stamper 1 held at a certain height from the floor surface. The stamper 1 and the substrate B are pressed in a state of being in close contact with the concave / convex surface 10.
  • the ultrasonic transducer 4 is provided on the upper side of the lower panel 3 so as to be movable up and down. When applying ultrasonic vibration to the substrate B, the ultrasonic transducer 4 is disposed on the lower surface of the substrate B. 4 is touched directly or through part of the lower panel 3.
  • This ultrasonic transducer 4 is, for example, 4 It generates ultrasonic vibrations with a relatively weak output level such as OW and a transmission frequency of about 50 kHz.
  • the vacuum pump 7 has a capability of reducing the pressure in the working chamber C to, for example, about lTorr.
  • FIGS. 2A to 2F show the manufacturing process of the substrate B.
  • the pattern transfer method using the pattern transfer apparatus A is shown in FIGS. 2A and 2B. Implemented in the process shown.
  • the substrate B has a magnetic film 91 formed on one surface of the base layer 90.
  • a resin layer 92 for use as a mask in the manufacturing process is formed by spin coating or the like.
  • the resin layer 92 is made of a thermoplastic resin such as polymethyl methacrylate resin (PMMA) and has a glass transition point of around 100 ° C.
  • the uneven surface 10 of the stamper 1 is brought into close contact with the resin layer 92. Then, the uneven surface 10 and the resin layer 92 are further subjected to application of ultrasonic vibration, pressure treatment, and heat treatment under vacuum. After the required cooling period, the uneven surface 10 of the stamper 1 is separated from the resin layer 92. As a result, as shown in FIG. 2 (b), the resin layer 92 is in a form in which the concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex surface 10 is transferred and cured. The uneven pattern formed in this way is used as an etching mask.
  • the magnetic film 91 By etching the magnetic film 91 using the resin layer 92 as a mask, and then removing the remaining resin layer 92, the magnetic film 91 has a structure as shown in FIG. A recess 93 is formed.
  • a non-magnetic material 94 is fixed to the magnetic film 91 so as to cover the whole while filling the recess 93.
  • the surfaces of the magnetic film 91 and the nonmagnetic material 94 are polished.
  • the magnetic film 91 is formed by the nonmagnetic material 94 embedded in the recess 93. It becomes a delimited form. This completes the substrate B as a discrete track medium.
  • the pattern transfer method of the present embodiment shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is specifically performed according to the procedure shown in FIGS. 3 (a) to (e).
  • the ultrasonic transducer 4 is brought into contact with the base layer 90 of the substrate B.
  • Ultrasonic vibration is applied between the resin layer 92.
  • the time for applying the ultrasonic vibration should be long enough to remove the bubbles 100 from between the uneven surface 10 and the resin layer 92.
  • the output level of ultrasonic vibration is relatively small, about 40 W, and the time for applying ultrasonic vibration is not so long, unnecessary heat generation and erosion occur between the uneven surface 10 and the resin layer 92. I will not let you.
  • the stamper 1 and the substrate B are sandwiched between the upper panel 20 and the lower panel 3 in a state where the pressing surface 10 and the resin layer 92 are in contact with each other. For example, they are pressed against each other with a relatively weak pressing force f of about 500 kgf. Thereby, the removal of the bubbles 100 between the uneven surface 10 and the resin layer 92 is further promoted.
  • the stamper 1 and the substrate B are heated to about 135 ° C., which is higher than the glass transition point of the resin layer 92 by the upper panel 20 and the lower panel 3. It is heated and pressed more strongly, for example, with a relatively strong pressing force f of about 2500 kgf.
  • the vacuum state of the working chamber B is released, and the uneven surface 10 of the stamper 1 is separated from the resin layer 92 as shown in FIG. .
  • the uneven pattern corresponding to the uneven surface 10 is transferred to the resin layer 92.
  • the uneven pattern formed in the resin layer 92 in this way is a precise pattern that does not have transfer defects due to bubbles or the like. Therefore, according to the pattern transfer method of the present embodiment, ultrasonic vibration is applied between the uneven surface 10 and the resin layer 92 with an appropriate strength and time, so that the resin layer 92 is peeled off.
  • the concave / convex pattern can be transferred to the resin layer 92 with high accuracy without being caused to occur.
  • each of the processes (a) to (d) in FIG. 4 may be performed after the working chamber B is in a vacuum state. It can be done under atmospheric pressure.
  • the stamper 1 and the substrate B are heated to about 135 ° C., which is equal to or higher than the glass transition point of the resin layer 92, by the upper panel 20 and the lower panel 3.
  • the stamper 1 and the substrate B are pressed more strongly with a relatively strong pressing force f of, for example, about 2500 kgf while being heated.
  • the uneven surface 10 of the stamper 1 is separated from the resin layer 92 as shown in FIG. As a result, the uneven pattern corresponding to the uneven surface 10 is transferred to the resin layer 92.
  • the uneven pattern formed on the resin layer 92 in this way is a pattern having no transfer defect corresponding to the uneven surface 10 as in the above-described embodiment.
  • the uneven pattern can be transferred to the resin layer 92 with high accuracy without peeling the resin layer 92.
  • the resin layer 92 ′ is a photocured resin.
  • the stamper 1 is composed of a light-transmitting SiO substrate. (A) in the figure
  • the working chamber B is brought into a vacuum state.
  • the ultrasonic transducer 4 is brought into contact with the base layer 90 of the substrate B. And ultrasonic vibration are applied between the resin layer 92 'and the resin layer 92'. Even in this case, the output level of the ultrasonic vibration is relatively low, about 40 W, and the time for applying the ultrasonic vibration is not so long, so unnecessary heat is generated between the uneven surface 10 and the resin layer 92 ′. The bubbles 100 can be sufficiently removed from between these without causing erosion.
  • the resin layer 92 ' is irradiated with the resin for curing the resin through the upper panel 20 and the stamper 1 as shown in FIG. 5 (d). Is done. As a result, the resin layer 92 ′ made of a photo-curing resin is cured while being in close contact with the uneven surface 10.
  • the vacuum state of the working chamber B is released, and the uneven surface 10 of the stamper 1 is separated from the resin layer 92 'as shown in FIG. 5 (e).
  • an uneven pattern corresponding to the uneven surface 10 is transferred to the resin layer 92 ′.
  • the uneven pattern formed on the resin layer 92 ′ in this way also becomes a pattern without a transfer defect corresponding to the uneven surface 10, as in the above-described embodiment.
  • a pattern transfer method also corresponds to the resin layer 92 ′ made of a photo-curing resin.
  • the processes (a) to (d) in the figure may be performed after the working chamber B is in a vacuum state, or may be performed under atmospheric pressure! [0054]
  • the stamper 1 and the substrate B are compared with each other, for example, about 30 kgf. Are pressed against each other with a weak pressing force f.
  • the resin layer 92 ' is subjected to the resin for curing the resin through the upper panel 20 and the stamper 1 while the stamper 1 and the substrate B are pressed. Irradiated. As a result, the resin layer 92 ′ made of the photo-curing resin is cured while being in close contact with the uneven surface 10.
  • the uneven surface 10 of the stamper 1 is separated from the resin layer 92 '.
  • the uneven pattern corresponding to the uneven surface 10 is transferred to the resin layer 92 ′.
  • the uneven pattern formed on the resin layer 92 ′ in this way also becomes a pattern having no transfer defect corresponding to the uneven surface 10 as in the above-described embodiment.
  • the pattern transfer method of the present embodiment it is possible to transfer the concavo-convex pattern to the resin layer 92 ′ made of a photo-curing resin in a short time and with high accuracy.
  • the uneven pattern may be transferred to a resin layer made of, for example, hydrogen silsesquioxane resin (HSQ) or room temperature transfer resin.
  • the resin layer made of room temperature transfer type resin is different from thermoplastic resin, and deforms quickly without the need for heat treatment. Therefore, Fig. 3 (d) or Fig. 4 (c), (d)
  • Fig. 3 (d) or Fig. 4 (c), (d) It is possible to apply a pattern transfer method in which the heat treatment in (2) is omitted.
  • the room temperature transfer type resin has a smaller viscosity than a thermoplastic resin, it is preferable to apply a considerably strong pressing force such as about lOOOOkgf when pressing the stamper and the substrate.
  • the pattern transfer method for the resin layer of such room temperature transfer type resin no calorie heat treatment is required! /, So that a precise uneven pattern can be transferred to the resin layer in a short time. it can.
  • a stamper or substrate is separated from the outside air. Even if it is placed inside the vacuum chamber, this chamber should be in a vacuum state.
  • the object to which the concavo-convex pattern is transferred is not limited to the discrete track medium, and the pattern transfer method according to each of the embodiments described above may be used for other objects as long as the desired fine concavo-convex pattern is required. Can be applied.
  • the ultrasonic vibration should be applied so that the ultrasonic vibrator is brought into contact with the stamper.

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Abstract

　基板（Ｂ）上の樹脂層（９２）にスタンパ（１）の凹凸面（１０）を密接させ、樹脂層（９２）に凹凸パターンを転写するパターン転写方法であって、凹凸面（１０）を樹脂層（９２）に密接させた状態でこれらの間から気泡（１００）を除去するように、基板（Ｂ）またはスタンパ（１）に超音波振動を付与する。超音波振動は、気泡（１００）の除去に十分な出力レベルで所定時間に限って付与される。

Description

明 細 書
パターン転写方法およびパターン転写装置
技術分野
[0001] 本発明は、いわゆるナノインプリントによって微細な凹凸パターンを転写するための ノターン転写方法およびパターン転写装置に関する。 背景技術
[0002] ナノインプリントとは、ナノメートル単位のピッチで微細な凹凸面をもつスタンパを、 ディスク媒体などの榭脂基板あるいは基板上の榭脂層に押圧することにより、基板の 表面にサーボ情報などの凹凸パターンを転写する技術である。従来の微細パターン 転写方法としては、特許文献 1や特許文献 2に開示されたものがある。これらは、いず れも超音波振動によって熱可塑性榭脂に熱を付与しており、超音波振動は、比較的 大きな出力レベルでスタンパや基板に印加されるようになっている。
[0003] 特許文献 1 :特開平 09— 201874号公報
特許文献 2：特開 2001— 266417号公報
[0004] し力しながら、凹凸パターンをエッチング用マスクとして形成するナノインプリントに おいては、榭脂層の厚みが lOOnmに満たない程度とされるにも関わらず、上記従来 のパターン転写方法による手法で榭脂層に凹凸パターンを転写すると、榭脂層に対 して超音波振動が強く作用しすぎるために、榭脂層と基板が剥離することがあった。
[0005] 一方、超音波振動を作用させずにスタンパの凹凸面を榭脂層に密接させると、凹 凸面と榭脂層との間に小さな気泡が入り込んでしまい、そのままの状態でスタンパと 基板を押圧して加熱処理を行ったのでは、凹凸パターンに転写欠陥が生じてしまう。 つまり、従来のパターン転写方法では、超音波振動を利用する目的が適切でないた め、高精度に凹凸パターンを転写することができな力つた。
発明の開示
[0006] 本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。本発明は、超音波振動 を適切に利用することで高精度に凹凸パターンを転写することができるパターン転写 方法およびパターン転写装置を提供することをその課題としている。 [0007] 上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
[0008] 本発明の第 1の側面により提供されるパターン転写方法は、基板上の榭脂層にスタ ンパの凹凸面を密接させ、上記榭脂層に凹凸パターンを転写するパターン転写方法 であって、上記凹凸面を上記榭脂層に密接させた状態でこれらの間から気泡を除去 するように、上記基板または上記スタンパに超音波振動を付与することを特徴として いる。
[0009] 好ましくは、上記超音波振動は、気泡の除去に十分な出力レベルで所定時間に限 つて付与される。
[0010] 好ましくは、上記榭脂層は、熱可塑性榭脂からなり、上記基板およびスタンパを真 空下に配置した状態でこれらの少なくともいずれか一方に上記超音波振動を付与し 、その後、上記基板およびスタンパを押圧した状態で上記榭脂層を加熱する。
[0011] 好ましくは、上記榭脂層は、熱可塑性榭脂からなり、上記基板およびスタンパを大 気圧下もしくは真空下に配置し、かつ、これらを押圧した状態で少なくともいずれか 一方に上記超音波振動を付与し、その後、上記基板およびスタンパを押圧した状態 で上記榭脂層を加熱する。
[0012] 好ましくは、上記榭脂層は、光硬化樹脂からなり、上記基板およびスタンパを真空 下に配置した状態でこれらの少なくともいずれか一方に上記超音波振動を付与し、 その後、上記基板およびスタンパを押圧した状態で上記榭脂層に榭脂硬化用光を 照射する。
[0013] 好ましくは、上記榭脂層は、光硬化樹脂からなり、上記基板およびスタンパを大気 圧下もしくは真空下に配置し、かつ、これらを押圧した状態で少なくともいずれか一 方に上記超音波振動を付与し、その後、上記基板およびスタンパを押圧した状態で 上記榭脂層に榭脂硬化用光を照射する。
[0014] 好ましくは、上記榭脂層は、常温転写型榭脂からなり、上記基板およびスタンパを 真空下に配置した状態でこれらの少なくともいずれか一方に上記超音波振動を付与 し、その後、上記基板およびスタンパを押圧する。
[0015] 好ましくは、上記榭脂層は、常温転写型榭脂からなり、上記基板およびスタンパを 大気圧下もしくは真空下に配置し、かつ、これらを押圧した状態で少なくともいずれ か一方に上記超音波振動を付与する。
[0016] 本発明の第 2の側面により提供されるパターン転写装置は、基板上の榭脂層に凹 凸パターンを転写するためのパターン転写装置であって、上記榭脂層に凹凸パター ンを転写するための凹凸面をもつスタンパと、上記基板およびスタンパを平行に保持 して押圧するための押圧保持手段と、上記押圧保持手段によって上記凹凸面を上 記榭脂層に密接させた状態でこれらの間から気泡を除去するように、上記基板また は上記スタンパに超音波振動を付与する超音波振動子とを備えていることを特徴とし ている。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明が適用されたパターン転写装置の一実施形態を示す構成図である。
[図 2]本発明が適用されたパターン転写方法の一実施形態を説明するための説明図 である。
[図 3]図 2に示されたパターン転写方法の具体的内容を説明するための説明図であ る。
[図 4]本発明が適用されたパターン転写方法の他の実施形態を説明するための説明 図である。
[図 5]本発明が適用されたパターン転写方法の他の実施形態を説明するための説明 図である。
[図 6]本発明が適用されたパターン転写方法の他の実施形態を説明するための説明 図である。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
[0019] 図 1に示すように、本発明の一実施形態によるパターン転写装置 Aは、たとえばディ スクリートトラックメディアと呼ばれる磁気記録媒体 Bを製造する過程でこの磁気記録 媒体 (以下、「基板」と称する) Bに対してナノインプリントにより転写を行うものである。 このパターン転写装置 Aは、作業室 Cの内部に設置されている。パターン転写装置 A は、転写用のスタンパ 1、このスタンパ 1や上側パネル 20を水平に保持するとともに、 上部ユニット 21を保持する上側固定部材 2、基板 Bを水平に保持する下側パネル 3、 基板 Bの下面に接するように下側パネル 3の中央部に配置された超音波振動子 4、 下側パネル 3および超音波振動子 4を保持して上下方向に昇降可能な下側昇降部 材 5、この下側昇降部材 5を昇降動作させるための駆動モータ 6、ならびに作業室 C 内の圧力を減圧するための真空ポンプ 7を備えて構成されて ヽる。上側パネル 20お よび下側パネル 3のそれぞれは、スタンパ 1および基板 Bに接した状態でこれらに熱 を伝えるヒータパネルとして機能する。上部ユニット 21の内部には、水平面内におい てスタンパ 1を基板 Bに対して位置決めするための機構や熱交^^が設けられてい る（図示略)。下側パネル 3の内部にも、熱交換器が設けられている（図示略)。
[0020] スタンパ 1は、たとえば直径 6cm程度の Ni基板あるいは SiO基板からなり、別に用
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意した原盤の片面にレジストの塗布、電子ビームによる露光、現像、およびメツキ処 理またはエッチングなどを施して作製されたものである。これらの処理が施されたスタ ンパ 1の片面は、たとえば 1 OOnm程度のピッチ pで深さ hが 50nm程度の微細な凹凸 面 10をなしており（図 2参照）、この凹凸面 10が基板 Bに対して密接させられる。
[0021] 上側パネル 20は、たとえば石英ガラス力もなり、下面に接した状態のスタンパ 1に対 して効率よく熱を伝えるとともに、位置決め用の光を透過する役割を果たす。
[0022] 上部ユニット 21の内部には、位置決め用の光照射器や光検出器、熱交換器が設 けられているほか、基板 Bに対してたとえば紫外線などの榭脂硬化用光を照射するた めの光照射器も設けられている（図示略)。なお、榭脂硬化用光を照射する場合、榭 脂硬化用光が上側パネル 20およびスタンパ 1を透過して基板 Bに達しなければなら ないため、スタンパ 1としては、光透過性をもつ SiO基板力もなるものが好ましい。
2
[0023] 下側パネル 3および超音波振動子 4は、駆動モータ 6によって下側昇降部材 5が昇 降させられるのに伴い、これと一体になつて上下方向に移動する。すなわち、下側パ ネル 3および超音波振動子 4によって水平に保持された基板 Bは、床面から一定の 高さに保持されたスタンパ 1に対して接近ある 、は離隔させられ、このスタンパ 1の凹 凸面 10に密接させられた状態でスタンパ 1と基板 Bとが押圧される。
[0024] 超音波振動子 4は、下側パネル 3の上部に上下動可能に設けられており、基板 Bに 対して超音波振動を付与する際には、基板 Bの下面に超音波振動子 4が直接または 下側パネル 3の一部を介して触れた状態とされる。この超音波振動子 4は、たとえば 4 OW程度といった比較的弱い出力レベルで発信周波数が 50kHz程度の超音波振動 を発振する。
[0025] 真空ポンプ 7は、作業室 C内の圧力をたとえば lTorr程度まで減圧する能力をもつ
[0026] 図 2の（a)〜 (f)は、基板 Bの製造過程を示しており、上記パターン転写装置 Aを利 用したパターン転写方法は、同図の（a)および (b)に示される過程で実施される。
[0027] 図 2の（a)に示すように、基板 Bは、ベース層 90の片面に磁性膜 91が形成されたも のである。磁性膜 91の表面には、製造過程でマスクとして用いるための榭脂層 92が スピンコートなどによって形成される。この榭脂層 92は、たとえばポリメタクリル酸メチ ル榭脂（PMMA)といった熱可塑性榭脂からなり、ガラス転移点が 100°C前後である
[0028] 榭脂層 92を形成した後、この榭脂層 92には、スタンパ 1の凹凸面 10が密接させら れる。そのままの状態でさらにその後、凹凸面 10や榭脂層 92には、真空下における 超音波振動の付与や加圧処理、さらには加熱処理が行われる。そして、所要の冷却 期間を経た後、スタンパ 1の凹凸面 10は、榭脂層 92から離隔させられる。その結果、 図 2の（b)に示すように、榭脂層 92は、凹凸面 10に応じた凹凸パターンが転写され て硬化した形態となる。こうして形成された凹凸パターンがエッチング用マスクとして 用いられる。
[0029] 凹凸パターンが転写された直後の榭脂層 92には、マスクとして不要な残渣部分が 存在するため、図 2の（c)に示すように、榭脂層 92の残渣部分が除去される。これに より、榭脂層 92の凹部は、磁性膜 91が露出した状態となる。
[0030] この榭脂層 92をマスクとして磁性膜 91にエッチング処理を行い、その後、残った榭 脂層 92を除去することにより、図 2の（d)に示すように、磁性膜 91には、凹部 93が形 成される。
[0031] その後、図 2の（e)に示すように、磁性膜 91には、凹部 93を埋めながら全体を覆う ように非磁性材料 94が定着させられる。
[0032] 最終的には、図 2の (f)に示すように、磁性膜 91および非磁性材料 94の表面が研 磨される。その結果、磁性膜 91は、凹部 93に埋め込まれた非磁性材料 94によって 区切られた形態となる。これにより、ディスクリートトラックメディアとしての基板 Bが完 成する。
[0033] 図 2の（a)および (b)に示した本実施形態のパターン転写方法は、具体的には図 3 の（a)〜（e)に示す手順で行われる。
[0034] 図 3の（a)に示すように、スタンパ 1の凹凸面 10を榭脂層 92に密接させる際には、 真空ポンプ 7 (同図においては図示略)を作動させることで作業室 Bを真空状態とす る。このとき、達成真空度が lTorr程度であり、し力も凹凸面 10と榭脂層 92とが不完 全に接触しやすいため、凹凸面 10と榭脂層 92との間には、各所に小さい気泡 100 が入り込んだ状態となる。
[0035] そのため、図 3の（b)に示すように、基板 Bのベース層 90には、超音波振動子 4が 接触させられ、この超音波振動子 4を発振させることで凹凸面 10と榭脂層 92との間 に超音波振動が付与される。超音波振動を付与する時間は、凹凸面 10と榭脂層 92 との間から気泡 100を除去するのに十分な時間的長さがあればよい。これにより、た とえば超音波振動を付与し始めてから 5秒も経過すると、凹凸面 10と榭脂層 92との 間から完全に気泡 100が除去される。超音波振動の出力レベルが比較的小さい 40 W程度であり、超音波振動を付与する時間もそれほど長くないため、凹凸面 10と榭 脂層 92との間に不要な発熱や壊食現象を生じさせることはない。
[0036] その後、図 3の（c)に示すように、スタンパ 1および基板 Bは、押圧面 10と榭脂層 92 とが接した状態で上側パネル 20と下側パネル 3との間に挟み込まれ、たとえば 500k gf程度の比較的弱い押圧力 fで互いに押圧させられる。これにより、凹凸面 10と榭脂 層 92との間における気泡 100の除去がより促進される。
[0037] さらにその後、図 3の（d)に示すように、スタンパ 1および基板 Bは、上側パネル 20 および下側パネル 3によって榭脂層 92のガラス転移点以上となる 135°C程度までカロ 熱され、たとえば 2500kgf程度の比較的強い押圧力 fでより強く押圧させられる。
[0038] そして、所要の冷却期間を経た後、作業室 Bの真空状態が解除され、図 3の (e)に 示すように、スタンパ 1の凹凸面 10は、榭脂層 92から離隔させられる。これにより、榭 脂層 92には、凹凸面 10に応じた凹凸パターンが転写される。こうして榭脂層 92に形 成された凹凸パターンは、気泡などによる転写欠陥をもたない精密なパターンとなる [0039] したがって、本実施形態のパターン転写方法によれば、凹凸面 10と榭脂層 92との 間に適切な強さおよび時間をもって超音波振動が付与されるので、榭脂層 92を剥離 させることなくこの榭脂層 92に対して凹凸パターンを高精度に転写することができる。
[0040] 他の実施形態によるパターン転写方法としては、図 4〜6に示す手順で行うようにし てもよい。なお、先述したものと同一または類似の構成要素については、同一符号を 付してその説明を省略する。
[0041] 図 4に示す他の実施形態によるパターン転写方法では、同図の（a)〜（d)の各処理 にっき、作業室 Bを真空状態とした上で行うようにしてもよいし、大気圧下で行うように してちよい。
[0042] 図 4の (b)に示すように、凹凸面 10と榭脂層 92との間に超音波振動を付与する際 には、それと同時にスタンパ 1および基板 Bがたとえば 500kgf程度の比較的弱い押 圧力 fで互いに押圧させられる。この際においても、超音波振動の出力レベルが比較 的小さい 40W程度であり、超音波振動を付与する時間がそれほど長くないため、凹 凸面 10と榭脂層 92との間に不要な発熱や壊食現象を生じさせることなぐこれらの 間から気泡 100を十分に除去することができる。
[0043] その後、図 4の（c)に示すように、スタンパ 1および基板 Bは、上側パネル 20および 下側パネル 3によって榭脂層 92のガラス転移点以上となる 135°C程度まで加熱され る。
[0044] さらにその後、図 4の（d)に示すように、スタンパ 1および基板 Bは、加熱された状態 のまま、たとえば 2500kgf程度の比較的強い押圧力 fでより強く押圧させられる。
[0045] そして、所要の冷却期間を経た後、図 4の（e)に示すように、スタンパ 1の凹凸面 10 は、榭脂層 92から離隔させられる。これにより、榭脂層 92には、凹凸面 10に応じた 凹凸パターンが転写される。こうして榭脂層 92に形成された凹凸パターンも、先述し た実施形態によるものと同様に凹凸面 10に応じた転写欠陥のないパターンとなる。
[0046] したがって、本実施形態のパターン転写方法によっても、榭脂層 92を剥離させるこ となくこの榭脂層 92に対して凹凸パターンを高精度に転写することができる。
[0047] 図 5に示す他の実施形態によるパターン転写方法では、榭脂層 92'が光硬化榭脂 からなり、スタンパ 1としては、光透過性をもつ SiO基板で構成される。同図の（a)に
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示すように、スタンパ 1の凹凸面 10を榭脂層 92'に密接させる際には、作業室 Bを真 空状態とする。
[0048] その後、図 5の（b)に示すように、基板 Bのベース層 90には、超音波振動子 4が接 触させられ、この超音波振動子 4を発振させることで凹凸面 10と榭脂層 92'との間に 超音波振動が付与される。この際においても、超音波振動の出力レベルが比較的小 さい 40W程度であり、超音波振動を付与する時間がそれほど長くないため、凹凸面 10と榭脂層 92'との間に不要な発熱や壊食現象を生じさせることなぐこれらの間か ら気泡 100を十分に除去することができる。
[0049] その後、図 5の（c)に示すように、スタンパ 1および基板 Bは、押圧面 10と榭脂層 92
'とが接した状態で上側パネル 20と下側パネル 3との間に挟み込まれ、たとえば 30k gf程度の比較的弱い押圧力 fで互いに押圧させられる。これにより、凹凸面 10と榭脂 層 92'との間における気泡 100の除去がより促進される。
[0050] このようにスタンパ 1および基板 Bを押圧した状態で、図 5の（d)に示すように、榭脂 層 92'には、上側パネル 20およびスタンパ 1を通して榭脂硬化用光が照射される。こ れにより、光硬化樹脂からなる榭脂層 92'は、凹凸面 10に密接した状態のまま硬化 する。
[0051] そして、所要時間を経た後、作業室 Bの真空状態が解除され、図 5の (e)に示すよう に、スタンパ 1の凹凸面 10は、榭脂層 92'から離隔させられる。これにより、榭脂層 92 'には、凹凸面 10に応じた凹凸パターンが転写される。こうして榭脂層 92'に形成さ れた凹凸パターンも、先述した実施形態によるものと同様に凹凸面 10に応じた転写 欠陥のな 、パターンとなる。
[0052] したがって、本実施形態のパターン転写方法によれば、加熱時間や冷却時間を要 する場合に比べてより短時間で光硬化樹脂からなる榭脂層 92'に精密な凹凸パター ンを転写することができる。
[0053] 図 6に示す他の実施形態によるパターン転写方法も、光硬化樹脂からなる榭脂層 9 2'に対応したものである。同図の（a)〜（d)の各処理については、作業室 Bを真空状 態とした上で行うようにしてもょ ヽし、大気圧下で行うようにしてもよ!ヽ。 [0054] 図 6の (b)に示すように、凹凸面 10と榭脂層 92'との間に超音波振動を付与する際 には、それと同時にスタンパ 1および基板 Bがたとえば 30kgf程度の比較的弱い押圧 力 fで互いに押圧させられる。この際においても、超音波振動の出力レベルが比較的 小さい 40W程度であり、超音波振動を付与する時間がそれほど長くないため、凹凸 面 10と榭脂層 92'との間に不要な発熱や壊食現象を生じさせることなぐこれらの間 力も気泡 100を十分に除去することができる。
[0055] その後、図 6の（c)に示すように、スタンパ 1および基板 Bが押圧された状態のまま、 榭脂層 92'には、上側パネル 20およびスタンパ 1を通して榭脂硬化用光が照射され る。これにより、光硬化樹脂からなる榭脂層 92'は、凹凸面 10に密接した状態のまま 硬化する。
[0056] そして、所要時間を経た後、図 6の（d)に示すように、スタンパ 1の凹凸面 10は、榭 脂層 92'から離隔させられる。これにより、榭脂層 92'には、凹凸面 10に応じた凹凸 ノターンが転写される。こうして榭脂層 92'に形成された凹凸パターンも、先述した実 施形態によるものと同様に凹凸面 10に応じた転写欠陥のないパターンとなる。
[0057] したがって、本実施形態のパターン転写方法によっても、短時間でかつ高精度に 光硬化樹脂からなる榭脂層 92'に凹凸パターンを転写することができる。
[0058] さらにその他の実施形態としては、特に図示しないが、たとえば水素シルセスキォ キサン樹脂 (HSQ) 、つた常温転写型榭脂からなる榭脂層に凹凸パターンを転写 するようにしてもよい。常温転写型榭脂からなる榭脂層は、熱可塑性榭脂などとは異 なり、加熱処理を要することなく速やかに変形するので、図 3の（d)あるいは図 4の（c) , (d)の加熱処理を省略したパターン転写方法を適用することができる。なお、常温 転写型榭脂は、熱可塑性榭脂などと比べて粘度が小さいため、スタンパおよび基板 を押圧する際には、たとえば lOOOOkgf程度といった相当強い押圧力とするのが好ま しい。このような常温転写型榭脂の榭脂層に対するパターン転写方法によれば、カロ 熱処理が必要とされな!/、ため、それだけ短時間で精密な凹凸パターンを榭脂層に転 写することができる。
[0059] なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。
[0060] たとえばパターン転写装置においては、スタンパや基板が外気と隔離されたチャン バ室の内部に配置され、このチャンバ室を真空状態とするようにしてもょ 、。
[0061] 凹凸パターンを転写する対象物としては、ディスクリートトラックメディアに限らず、所 望とする微細な凹凸パターンを必要とする物であれば、他の物でも上記各実施形態 によるパターン転写方法を適用することができる。
[0062] 超音波振動は、超音波振動子をスタンパに接触させるようにして付与するようにして ちょい。

Claims

請求の範囲
[1] 基板上の榭脂層にスタンパの凹凸面を密接させ、上記榭脂層に凹凸パターンを転 写するパターン転写方法であって、
上記凹凸面を上記榭脂層に密接させた状態でこれらの間から気泡を除去するよう に、上記基板または上記スタンパに超音波振動を付与することを特徴とする、パター ン転写方法。
[2] 上記超音波振動は、気泡の除去に十分な出力レベルで所定時間に限って付与さ れる、請求項 1に記載のパターン転写方法。
[3] 上記榭脂層は、熱可塑性榭脂からなり、上記基板およびスタンパを真空下に配置 した状態でこれらの少なくともいずれか一方に上記超音波振動を付与し、その後、上 記基板およびスタンパを押圧した状態で上記榭脂層を加熱する、請求項 1または 2に 記載のパターン転写方法。
[4] 上記榭脂層は、熱可塑性榭脂からなり、上記基板およびスタンパを大気圧下もしく は真空下に配置し、かつ、これらを押圧した状態で少なくともいずれか一方に上記超 音波振動を付与し、その後、上記基板およびスタンパを押圧した状態で上記榭脂層 を加熱する、請求項 1または 2に記載のパターン転写方法。
[5] 上記榭脂層は、光硬化樹脂からなり、上記基板およびスタンパを真空下に配置した 状態でこれらの少なくともいずれか一方に上記超音波振動を付与し、その後、上記 基板およびスタンパを押圧した状態で上記榭脂層に榭脂硬化用光を照射する、請 求項 1または 2に記載のパターン転写方法。
[6] 上記榭脂層は、光硬化樹脂からなり、上記基板およびスタンパを大気圧下もしくは 真空下に配置し、かつ、これらを押圧した状態で少なくともいずれか一方に上記超音 波振動を付与し、その後、上記基板およびスタンパを押圧した状態で上記榭脂層に 榭脂硬化用光を照射する、請求項 1または 2に記載のパターン転写方法。
[7] 上記榭脂層は、常温転写型榭脂からなり、上記基板およびスタンパを真空下に配 置した状態でこれらの少なくともいずれか一方に上記超音波振動を付与し、その後、 上記基板およびスタンパを押圧する、請求項 1または 2に記載のパターン転写方法。
[8] 上記榭脂層は、常温転写型榭脂からなり、上記基板およびスタンパを大気圧下もし くは真空下に配置し、かつ、これらを押圧した状態で少なくともいずれか一方に上記 超音波振動を付与する、請求項 1または 2に記載のパターン転写方法。
基板上の榭脂層に凹凸パターンを転写するためのパターン転写装置であって、 上記榭脂層に凹凸パターンを転写するための凹凸面をもつスタンパと、 上記基板およびスタンパを平行に保持して押圧するための押圧保持手段と、 上記押圧保持手段によって上記凹凸面を上記榭脂層に密接させた状態でこれら の間から気泡を除去するように、上記基板または上記スタンパに超音波振動を付与 する超音波振動子と、
を備えていることを特徴とする、パターン転写装置。
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