(57)【要約】【課題】従来の方法では、大きさのばらつきが小さく、かつ、位置精度の高い、ナノオーダーの孤立した微粒子パターンを形成することができない。【解決手段】本発明に係る基板の製造方法は、母材上の有機材料に凹部を形成する凹部形成工程と、凹部上にＳＯＧを塗布するＳＯＧ塗布工程と、ＳＯＧの一部分を除去して有機材料を部分的に露出させる第１のエッチング工程と、露出した有機材料を除去し、逆テーパー形状を有するＳＯＧからなる凸部を形成する第２のエッチング工程とを包含する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材上の有機材料に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部上にＳＯＧを塗布するＳＯＧ塗布工程と、
前記ＳＯＧの一部分を除去して前記有機材料を部分的に露出させる第１のエッチング工程と、
露出した有機材料を除去し、逆テーパー形状を有するＳＯＧからなる凸部を形成する第２のエッチング工程と
を包含することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項２】
前記ＳＯＧは、脱水反応を起こすことでガラス化する材料である、
請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１のエッチング工程は、前記有機材料の凹部以外に塗布されたＳＯＧを除去し、かつ、前記有機材料の凹部に塗布されたＳＯＧをガラス化させる、
請求項２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記有機材料は、前記ガラス化されたＳＯＧよりも、前記第２のエッチング工程においてエッチングされ易い材料である、
請求項３に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記凹部形成工程は、逆テーパー形状の凹部を形成する、
請求項４に記載の基板の製造方法。
【請求項６】
前記ＳＯＧ塗布工程は、前記逆テーパー形状の凹部を埋めるように、ＳＯＧを塗布する、
請求項５に記載の基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１のエッチング工程が酸素エッチングである
ことを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の製造方法の各工程と、
請求項１に記載の製造方法によって作成された基板上に記録膜を形成する記録層形成工程と
を含み、
前記ＳＯＧからなる凸部上の記録膜が隣接する他領域の記録膜と分断している
ことを特徴とする記録媒体の製造方法。
【請求項９】
前記記録膜が形成された基板上にＳＯＧを塗布する第２のＳＯＧ塗布工程を含み、
前記凸部上の記録膜の周囲をＳＯＧで包埋する
ことを特徴とする請求項８に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
逆テーパー形状を有するＳＯＧからなる凸部と母材の間に有機物を有することを特徴とする基板。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板であって、前記有機物が紫外線硬化性樹脂であることを特徴とする基板。
【請求項１２】
請求項１０に記載の基板であって、前記有機物が熱可塑性樹脂であることを特徴とする基板。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれかに記載の基板を備え、
前記ＳＯＧの上部には他領域の金属膜と孤立した記録膜がある
ことを特徴とする記録媒体。
【請求項１４】
前記孤立した記録膜のまわりがＳＯＧ材料で包埋されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリントプロセスを用いた、記録媒体と記録媒体の製造方法、および基板と基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコンなどの情報機器の飛躍的な機能向上により、ユーザが扱う情報量は著しく増えており、これまでよりも、飛躍的に記録密度の高い情報記録再生装置や、集積度の高い半導体装置が求められている。
【０００３】
そこで、大容量記録媒体として、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）を代表とする磁性体を用いたメモリや、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃ）等の光メモリの大容量化が求められている。
【０００４】
まず、ＨＤＤの大容量化には、磁化を基板面内方向に記録する面内記録方式にかわり、熱ゆらぎの問題に対して強いとされる、磁化を基板垂直方向に記録する方式、いわゆる垂直記録方式のＨＤＤが製品化された。さらなる高密度化に対しては、記録ビットの微細化に伴い、磁性粒子の形状やサイズのばらつきがノイズ原因となって、信号品質を劣化させてしまうという課題がある。この解決策として、隣接する磁性粒子間の交換相互作用の低減や、磁性粒子のサイズの微細化、形状の均一化が有効であると考えられている。中でも、磁性粒子の配列を制御し、サイズの揃った磁性粒子を規則的に配列させたものはパターンドメディアと呼ばれ、１Ｔｂｉｔ／ｉｎ２級の記録密度を有する超高密度記録媒体の実現が可能であるとして注目されている。このようなパターンドメディアを作製する工法として、磁性層に対してエッチングなどの加工を施す方法（特許文献１）が挙げられる。
【０００５】
また、光メモリの大容量化に対しては、現行の光記録方式では光の回折限界から、これ以上の記録マークの微小化は困難であるが、近接場光を用いた光記録方式がこの回折限界を打破する技術として大きな注目を集めている。そのひとつの技術として、近年、金属のプラズモン共鳴を利用した近接場光発生素子が提案されている（特許文献２）。この技術は、微小な金属膜に適当な波長の光を照射して表面プラズモン共鳴を誘起し、金属膜近傍の近接場光を発生させて記録再生を行うものである。
【０００６】
上記に述べたように、ＨＤＤの記録再生方式と光メモリの記録再生方式は全くことなる再生原理からなるものであるが、更に記録密度を向上させる記録媒体が満たすべき要件として、共通点が見受けられる。その要件は、記録媒体上に形成されるべき記録膜が孤立した微粒子でかつ、材質は磁性膜もしくは金属膜であり、これらの微粒子のサイズが均一に揃っていることである。なお、これらの微粒子の状態変化が情報の１ビットに対応するため、単位面積当たりに並べる微粒子の数が多いほど、すなわち、微粒子のサイズが小さければ小さいほど、記録媒体上に保持しうるデータ量が大きいことも共通点としてあげられる。
【０００７】
ここで、微粒子パターンの形成プロセスについて説明する。
【０００８】
近年、モールド上の微細な構造を樹脂や金属などの被加工部材に転写する微細化加工技術が開発され、注目を集めている。この技術は、ナノインプリントと呼ばれ、数ｎｍオーダーの分解能を持つため、ステッパ、スキャナなどの光露光機に変わる次世代の半導体製造技術として期待が高まっている（非特許文献１）。
【０００９】
具体的には、基板上に光硬化型の樹脂層を形成し、当該樹脂に所望の凹凸パターンが形成されたモールドを押し当て、さらに加圧し、紫外光を照射することで樹脂を硬化させる。あるいは、熱可塑性時の樹脂を基板に形成し、基板を加熱して柔らかくなった樹脂にモールドを押し当て加圧し、降温して樹脂を降下させる。以降、前者を光インプリント、後者を熱インプリントと記載する。
【００１０】
これにより樹脂層にパターンが形成されるので、これをそのまま基板として利用したり、この樹脂層をマスク層としてエッチングなどを行い、基板へのパターン形成を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−２９７９１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４１８４号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｓｔｅｐｈａｎ  ｙ．Ｃｈｏｕ  ＥＴ．Ａｌ．  Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，Ｖｏｌ．６７，Ｉｓｓｕｅ  ２１，ｐｐ．３１１４−３１１６（１９９５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の方法では、大きさのばらつきが小さく、かつ、位置精度の高い、ナノオーダーの微粒子を規則的に配列した記録媒体を供給することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の基板の製造方法は、母材上の有機材料に凹部を形成する凹部形成工程と、凹部上にＳＯＧを塗布するＳＯＧ塗布工程と、ＳＯＧの一部分を除去して有機材料を部分的に露出させる第１のエッチング工程と、露出した有機材料を除去し、逆テーパー形状を有するＳＯＧからなる凸部を形成する第２のエッチング工程とを包含することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の記録媒体の製造方法は、この逆テーパー状のＳＯＧを有する基板上に記録膜を形成し、ＳＯＧの頭頂部に孤立した記録膜を形成することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の記録媒体の製造方法は、この孤立した記録膜の上に、さらにＳＯＧを塗布し、スピンコート法で記録媒体の表面を平滑化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来技術では孤立した微粒子の形成が困難であった、記録膜材料、記録膜の構成でも、孤立した微粒子を形成できるパターンの形成方法を提供する。
【００１８】
また、この工法を用いれば、大きさのばらつきが小さく、位置精度の高いナノオーダーの微粒子を規則的に配列した記録媒体を供給することが可能になるため、ノイズが低く、記録密度の高い記録媒体を供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の全工程を示す図
【図２】比較例の微粒子形成工程の一例を示す図
【図３】比較例の微粒子形成工程の一例を示す図
【図４】実施の形態１の工程を示す図
【図５】実施の形態２の工程を示す図
【図６】実施の形態３の工程を示す図
【図７】実施の形態における製造方法を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、本発明者らの着眼点について、比較例を用いて説明する。
【００２１】
孤立した微粒子を形成する場合には、上記のナノインプリント技術も含めて、複数の工程を経ることが必要であり、各工程において様々な候補があるため、細かなプロセス条件まで挙げれば、それらの工程は無限であると言っても過言ではない。それらの中から、特に微細なパターンを効率良く形成する手法として有力な、２つの工法を、比較例として説明する。ただし、両手法にもいくつかの課題がある。
【００２２】
一つ目の工法とその課題点を図２を用いて説明する。まず、図２（Ａ）において、形成すべき凹凸パターンと凹凸の反転した原盤２０１と、紫外線硬化性樹脂２０２を形成した母材２０３を用意する。次に、図２（Ｂ）において、原盤２０１と母材２０３を貼り合わせる。次に、図２（Ｃ）において、紫外線照射装置２０４によって紫外線硬化性樹脂２０２を硬化させる。この工程において、紫外線硬化性樹脂２０２は原盤２０１と母材２０３に挟まれていることから、原盤２０１もしくは母材２０３のどちらかが紫外線に対して高い透過率を有していることが必要であり、紫外線を透過する側から、紫外線を照射する。次に、図２（Ｄ）において、原盤２０１を剥離し、紫外線硬化性樹脂２０２上に原盤２０１とは凹凸が反転したパターンを得る。次に図２（Ｅ）において、マグネトロンスパッタリング装置や真空蒸着装置などの薄膜形成装置により、紫外線硬化性樹脂２０２上に記録膜２０５を形成する。ここで凸形状の頭頂部２０６には、記録膜が形成されやすく、テーパー部２０７には、記録膜が形成されにくい。この傾向は成膜時にターゲットから飛んでくる粒子イオンの直進性が高い時に、より顕著に現れる。特に、微粒子パターンを孤立して、形成するには、テーパー部２０７に記録膜がついていないことが好ましい。しかしながら、実際には、テーパー部２０７に形成される記録膜は、いかに、直進性の高い成膜装置を用いても０ではない。これは、母材上に形成されている凹凸パターンの形状に起因する。図２（Ｆ）に微粒子パターンの拡大図を示す。光ナノインプリント法を用いて、微細パターンを転写する場合には、図中で表した微粒子パターンのテーパー角度αは９０°より大きくなることはない。これは、αの角度が９０°よりも大きくなると、図２（Ｄ）の工程で原盤２０１を剥離することが不可能になるためである。このため、光インプリント用の原盤２０１はαが９０°を超えないように、すなわち凹部が逆テーパー形状にならないように設計されている。よって、この工法で微粒子メディアを作成すると、隣接する凸部を完全に孤立化させることが難しい。
【００２３】
二つ目の工法とその課題点を図３を用いて説明する。まず、図３（Ａ）において、形成すべき凹凸パターンと凹凸の反転した原盤３０１と、紫外線硬化性樹脂３０２と記録膜３０３を形成した母材３０４を用意する。次に図３（Ｂ）において、原盤３０１と母材３０４を貼り合わせる。次に図３（Ｃ）において、紫外線照射装置３０５によって紫外線硬化性樹脂３０２を硬化させる。この際、原盤３０１もしくは、母材３０４と記録膜３０３の双方が紫外線に対して高い透過率を有していることが必要であり、紫外線を透過する側から、紫外線を照射する。次に、図３（Ｄ）において、原盤３０１を剥離する。次に、エッチング装置を用いて、樹脂及び記録膜をエッチングする。この基板にエッチング処理を施すと、樹脂の凸部３０６は、樹脂の凹部３０７に対して樹脂の厚みが大きいので、樹脂の凹部３０７の厚み分を除去する条件でエッチング処理を施すと、図３（Ｅ）のように、樹脂３０８だけが記録膜３０３上に残ることになる。さらに、この樹脂３０８をマスクにしてエッチングを行い、露出した記録膜をエッチングすると図３（Ｆ）のように、孤立した記録膜３０９のみを残すことができる。
【００２４】
しかしながら、この場合、樹脂３０８と記録膜３０３のエッチングレートが重要になる。つまり、記録膜３０３をエッチングする間に、樹脂３０８はマスクとして残存していないと、マスクという役割を果たせないことになる。
【００２５】
各材料のエッチングレートはエッチング装置の条件やエッチング時に導入するガスの種類に依存する。ドライエッチング時のエッチングレートは主に２つの作用により律速されると言われている。
【００２６】
１つは物理的にイオンが衝突することにより叩き出されて削られる効果であり、これらは材料の機械的強度やガラス転移温度や金属であれば金属イオン同士の結合力に起因する。紫外線硬化性樹脂３０２は有機物で、記録膜３０３は金属や誘電体などの無機物であるために、圧倒的に紫外線硬化性樹脂３０２のほうがエッチングレートが大きい。
【００２７】
もう１つは、ガスとの化学反応により副生成物ができ、この副生成物の沸点が装置内の温度に比して高いかどうかで、速度が大きく変わる。
【００２８】
ここで、樹脂３０８よりも記録膜３０３のエッチングレートを大きくするには、有機物よりも無機物のエッチングレートを大きくする必要があるため、ガストの化学反応により、記録膜３０３の化学反応速度を上げるしか無い。反応性の高いガスとしては、Ｃｌ２、Ｆ、Ｂｒが有名が知られている。実際には、記録膜３０３とこれら反応性ガスとの副生成物の沸点を調査し、沸点が低い副生成物ができる反応性ガスをエッチングの際に導入することで、記録膜３０３のエッチングレートを早くすることができる。ただし、これらのガスは、金属膜との化学的反応がおこり、記録膜がダメージを受け、記録特性を著しく阻害する要因になる。よって、記録膜３０３を孤立化させるためには、記録膜の厚みを薄くすることや、エッチングレートの大きい記録膜材料を用いなければならず、記録膜の材料選定において、制限を設けてしまう。
【００２９】
これらの着眼点に基づく、本発明の実施の形態を、以下、詳細に説明する。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態は記録媒体基板、記録媒体、及びその製造方法の例について説明するが、生産される商品としては、情報を記録する記録媒体に限定されるものではなく、基板に、高速、かつ均一にナノオーダーの逆テーパー状の凸パターンを形成し、孤立した金属膜を作成できる工法を提案するものであり、このような微細パターンを必要とする半導体分野、電子デバイス分野でも流用が可能である。
【００３１】
図７は、実施の形態における製造方法を示すフローチャートである。
【００３２】
実施の形態における基板の製造方法は、母材上の有機材料に凹部を形成する凹部形成工程と、凹部上にＳＯＧを塗布するＳＯＧ塗布工程と、ＳＯＧの一部分を除去して前記有機材料を部分的に露出させる第１のエッチング工程と、露出した有機材料を除去し、逆テーパー形状を有するＳＯＧからなる凸部を形成する第２のエッチング工程とを包含する。
【００３３】
また、実施の形態における記録媒体の製造方法は、上述の基板の製造方法の各工程に加えて、作成された基板上に記録膜を形成する記録層形成工程を含む。
【００３４】
まずは、図１を用いて、本発明の実施の形態における基板（例えば、記録媒体用基板）の製造方法を利用した、例えば、孤立化した微粒子を作製する方法を説明する。
【００３５】
（１）凹部の形成
まず、母材上の有機材料（例えば、樹脂１０２）に凹部を形成する凹部形成工程を行う。
【００３６】
例えば、本実施の形態において主に説明するようなインプリントでは、転写を２回繰り返すので、原盤と最終形態である基板の凹凸は反転しない。よって、図１（Ａ）で原盤１０１は作成したい基板の形状の凹凸パターンと同じ物を用意する。原盤の材質は、特に限定すべきものではないが、パターンの機械的精度が原盤の精度に依存することから、熱インプリントを用いる場合には、ＳｉＯ２などの熱膨張率の小さな材料が好ましい。なお、光インプリントでも熱インプリントでも、貼り合わせ時には圧力を印加するために、ニッケルやガラスやシリコンなど機械的強度が強いものが好ましい。樹脂１０２には、熱インプリントの場合は、熱硬化性樹脂もしくは、熱可塑性樹脂、光インプリントの場合は、光硬化性樹脂を選択する。これらの工法も特に限定すべきものではないが、１枚に対する処理時間を考えると、光インプリントのほうが生産性に適していると言える。
【００３７】
母材１０３に樹脂１０２を形成する。母材１０３の材料としては、やはり機械的精度が高いものが好ましく、ＳｉＯ２やシリコンや単結晶基板などが適している。これは、原盤１０１の機械的精度が高いので、同程度に母材１０３の機械的精度が高くないと、貼り合わせの加圧時に均一に圧力がかからないためである。
【００３８】
なお、光インプリントを選択した場合には、原盤１０１もしくは母材１０３のどちらかが紫外線に対して透過性を有することが必要である。
【００３９】
なお、樹脂１０２を塗布する工法としては、スピンコート法もしくは、インクジェット法が好ましい。
【００４０】
図１（Ｂ）で原盤１０１と母材１０３を貼り合わせる。このとき、気泡欠陥が入らないように、真空中で貼り合わせることが好ましい。もしくは、原盤１０１と母材１０３を傾けて空気を押し出すように貼り合わせることも、気泡欠陥を入れずに貼り合わせる方法として有効である。
【００４１】
図１（Ｃ）で樹脂１０２を硬化する。光インプリントの場合は、紫外線照射装置１０４を用いる。なお、紫外線照射装置１０４は原盤１０１が紫外線に対して透明な場合は、原盤側から、母材１０３が紫外線に対して透明な場合は、母材側から照射する。熱インプリントの場合は、貼り合わせの後に、樹脂１０２がガラス転移温度以上になるように昇温させた後に、貼りあわせた状態のまま、ガラス転移温度以下になるまで温度を下げて、樹脂１０２を硬化させる。
【００４２】
図１（Ｄ）において、原盤１０１を剥離すると、樹脂１０２上には原盤１０１とは凹凸パターンが反転した微細パターンが転写される。
【００４３】
なお、凹部形成工程は、リソグラフィやエッチングで行われても良い。しかし、上述したインプリントが、生産性が高いことから、好ましい。
【００４４】
（２）ＳＯＧ塗布
ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）について説明する。ＳＯＧは溶剤中にＳｉＯ２系の材料を溶かした液体の樹脂材料である。塗布方法にはスピンコート法が一般的で、凹部を埋めるようにＳＯＧを塗布することができる。なお、インクジェット法により、ＳＯＧを塗布しても良い。
【００４５】
ＳＯＧは、脱水反応を起こすことで、ガラス化する特性を持っている。脱水反応の誘起には、４００〜１０００℃での焼結が一般的で、基板の平滑化プロセスとして半導体分野では導入されている。その他にも、電子線やラジカルの照射によってガラス化が誘起されることから、電子線用高解像度レジストとして報告されている。また、Ｏ２プラズマでもガラス化が起きることが報告されている。本実施例では、このＯ２プラズマでのカラス化現象を利用して、プロセスに導入している。
【００４６】
母材上の有機材料の凹部上にＳＯＧを塗布するＳＯＧ塗布工程を行う。例えば、図１（Ｅ）に示すようにＳＯＧ１０５をスピンコート法で塗布し、樹脂１０２の凹部を埋める。
【００４７】
（３）エッチング
まず、ＳＯＧの一部分を除去して有機材料を部分的に露出させる第１のエッチング工程を行う。例えば、図１（Ｅ）の基板をプラズマエッチング装置のチャンバーに入れ、真空に引いた後で、Ｏ２ガスを流し、エッチング処理を行う。このとき、ＳＯＧはエッチングされるのと同時に、ガラス化現象が起きて、ＳＯＧはＳｉＯ２に変質する。エッチングする時間を制御して、図１（Ｆ）のように、樹脂が露出するところで処理を止める。このとき、樹脂１０２の凹部に埋め込まれたＳＯＧ１０６はすべてガラス化しており、逆テーパーの形をしている。
【００４８】
ここから、図１（Ｇ）のようにＳＯＧを孤立化させるためには、ＳＯＧ間にある樹脂１０２を取り除く必要がある。すなわち、露出した有機材料を除去し、逆テーパー形状を有するＳＯＧからなる凸部を形成する第２のエッチング工程を行う。これはウェットエッチングでもドライエッチングでも可能である。ウェットエッチングの場合は、樹脂が溶ける溶剤を使い、所望の部分の樹脂が溶ける時間だけ、浸漬することが好ましい。また、ドライエッチングの場合は、Ｏ２エッチングを連続的に続けることで樹脂１０２だけを選択に除去することができる。エッチングレートはエッチング装置の仕様や、エッチング条件によってもことなるが、一般的にＳｉＯ２と有機材料のエッチングレート比は２０を超える。このため、選択的に樹脂が除去されるため、図１（Ｇ）のような形状になり、ガラス化したＳＯＧ１０７は逆テーパー形状になる。
【００４９】
なお、ＳＯＧと基板で挟まれた領域はエッチングされにくいため、樹脂１０８が残存する。ただし、エッチング時間を長くし過ぎると、樹脂１０８部が溶解してしまうため、ガラス化したＳＯＧ１０７を基板上に固定しておくことが難しくなる。このため、樹脂１０８部が消失しないように、エッチング時間を制御する必要があり、これは、ドライエッチングにもウェットエッチングにも双方に当てはまる。
【００５０】
（４）記録膜形成
上記の（１）〜（３）により作成された基板上に記録膜を形成する記録膜形成工程を行う。
【００５１】
磁気記録媒体の場合でも、光メモリの場合でも、記録膜に用いられる材料は金属膜である。また、これらは大気や樹脂に接することで、酸化したり、イオン化することで腐食することがあるため、保護膜として、誘電体材料を記録膜の前後に形成したりすることがある。これらの材料はいずれもマグネトロンスパッタリング装置や蒸着装置などで薄膜として形成することができる。本実施の形態でも、通常の成膜装置を流用することができる。図１（Ｇ）の基板を成膜装置に投入して、所望の記録膜を形成する。成膜装置によって、金属粒子が基板上にたたきつけられ、成膜されるが、金属粒子はこのとき逆テーパーの形状をしている１０７の壁面に回りこむことができないため、壁面部は記録膜が形成されない。よって、図１（Ｈ）のようにＳＯＧ上の記録膜１０９は隣接する記録膜の部分と孤立する。
【００５２】
本発明の実施の形態では、上記（１）〜（４）の工程を経ることによって、例えば、孤立化した微粒子を作製することができる。以下には、具体的な材料、プロセス条件も含め、より詳細に実施の形態を説明する。
【００５３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、光インプリント工法を使い、ドットパターンを転写し、ドライエッチング工法でＳＯＧ間の樹脂を除去し、記録膜を形成する方法をより具体的に説明する。
【００５４】
まず、凹部形成工程を行った。
【００５５】
図４（Ａ）において、母材４０１としてシリコンウェハーを用いた。この母材４０１上に紫外線硬化性樹脂（丸善石油化学株式会社製、ＭＵＲ−ＸＲ０１）をポリプレングリコールモノメチルエタアセテート（通称ＰＧＭＥＡ）で希釈してスピンコート法で塗布した。ＭＵＲ−ＸＲ０１を１０ｗｔ％、ＰＧＭＥＡを９０ｗｔ％に調合して撹拌し、１０００（ｒｐｍ）の回転数で１２０（ｓｅｃ）回転させ、溶媒を蒸発させることで、３０ｎｍの厚みで紫外線硬化性樹脂４０２を形成することができた。原盤４０３には、材質が石英で凸部の直径が３０ｎｍ、高さが３０ｎｍのドットがピッチ６０ｎｍの間隔で正方配列している原盤を採用した。これをナノインプリント装置（ｓｃｉｖａｘ社  ｘ−３００）のチャンバー内に設置し、１０ｍｍＴｏｒｒの真空化で図４（Ｂ）のように貼り合せた。さらに、両サイドから圧力を１００ｋｇ／ｃｍ２かけ、印加したまま、紫外線照射装置４０４によって紫外線硬化性樹脂を硬化させた。
【００５６】
次に、原盤４０３を剥離し、図４（Ｃ）のように、紫外線硬化性樹脂４０２上に凹型のホールパターンを形成した。図４（Ｃ）の上部はパターンの形成領域の断面図を表し、図４（Ｃ）の下部は矢印４０５側から、基板を観察した際のホールパターンを表す。ここで、図中の４０６で示した距離、すなわち紫外線硬化性樹脂４０２の凸部の厚みは３６ｎｍであり、図中の４０７で示した距離、すなわち紫外線硬化性樹脂４０２の凹部の厚みは６ｎｍであることをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて確認した。
【００５７】
次に、ＳＯＧ塗布工程を行った。
【００５８】
すなわち、このホールパターンにＳＯＧの一種であるハイドロジェンシルセスキオキサン（通称ＨＳＱ、東レダウコーニング社製、ＦＯＸ−１５）を塗布した。ＨＳＱを１５ｗｔ％、メチルイソブチルケトン（通称ＭＩＢＫ）を８５ｗｔ％調合し、撹拌してから、１０００（ｒｐｍ）の回転数で１２０（ｓｅｃ）間、回転させ、溶媒であるＭＩＢＫを蒸発させた。この結果、図４（Ｄ）のように紫外線硬化性樹脂４０２の凹部をＨＳＱで埋めることができた。このとき、図中４０８で示したＨＳＱの厚みは１０ｎｍであることをＡＦＭで確認した。また、表層をＡＦＭで測定したところ、φ５ｎｍ深さ５ｎｍの凹み４０９があることが確認できた。
【００５９】
なお、本実施例では、紫外線硬化性樹脂のＭＵＲ−ＸＲ０１が硬化後にＭＩＢＫに対して不溶であることを確認してある。ＨＳＱの溶媒には、必ず、紫外線硬化性樹脂が溶けない溶媒を選択する必要がある。
【００６０】
次に、第１のエッチング工程と第２のエッチング工程とを行った。
【００６１】
すなわち、この基板をエッチング装置（神港精機、ＰＯＥＭ）のチャンバー内に入れて、圧力が０．１Ｐａになるまで減圧した。次に、酸素を１００ｓｃｃｍの流量で入れながら、チャンバー内を３０Ｐａに保つように真空装置でチャンバー内を排気した。この雰囲気の中で、ＲＦ電源を使って２００（Ｗ）のパワーで３分間酸素プラズマ処理を行った。この酸素プラズマ処理によって、液体状態であったＨＳＱはガラス化し、ＳｉＯ２に変質した。
【００６２】
また、紫外線硬化性樹脂４０２とＳｉＯ２のエッチングレート比は１／３０であり、圧倒的に紫外線硬化性樹脂４０２が除去される速度が速い。このため、選択的に紫外線硬化性樹脂４０２が除去され、図４（Ｅ）のようにＨＳＱ間の紫外線硬化性樹脂のみが除去され、逆テーパー状のＨＳＱ４１０とその真下にある紫外線硬化性樹脂部４１１のみが残存した。
【００６３】
次に、記録膜形成工程を行った。
【００６４】
すなわち、この基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバーに入れて、真空に排気した後、ＳｉＮ１０ｎｍ、ＧｅＳｂ１０ｎｍ、ＳｉＮ１０ｎｍを順次積層して形成した。
【００６５】
図４（Ｆ）に成膜後の断面図と上から見た外観図を示す。図には、成膜した積層膜をまとめて記録膜４１２及び記録膜４１３として示す。ＨＳＱの逆テーパーの斜面部にはＳｉＮ、ＧｅＳｂなどの膜がつかないので、図のように孤立した記録膜を形成することができた。よって、逆テーパー状のＨＳＱ４１０上部に積層された記録膜４１２は、隣接するトレンチ部に成膜された記録膜４１３からも独立しているため、孤立化した微粒子として存在することができる。
【００６６】
本実施の形態によれば、記録膜の材料や厚みを制限することなく、記録媒体の構成を設計することが可能である。
【００６７】
なお、原盤４０３のパターン形状を小さくすれば、逆テーパー形状のＨＳＱもこれに応じて小さくなるため、パターンの微細化に適している。
【００６８】
なお、本実施の形態１の方法で作成されたドットパターン上に、実施の形態２で説明するような磁性層５１２を形成しても良い。
【００６９】
なお、ドットパターンは、実施の形態２で説明するような熱インプリント工法で形成しても良い。
【００７０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、熱インプリント工法を使い、ラインパターンを転写し、ウェットエッチング工法でＳＯＧ間の樹脂を除去し、磁性膜を形成する方法をより具体的に説明する。
【００７１】
まず、凹部形成工程を行った。
【００７２】
図５（Ａ）において、母材５０１として厚み０．６ｍｍの石英ガラスを用いた。熱可塑性樹脂５０２として、シクロオレフィンポリマー（日本ゼオン社製  ＺＥＯＮＯＲ）を用い、ガラス転移温度が１４０℃の材料を選択した。シクロオレフィンポリマー１ｗｔ％に対し、アセトン９９ｗｔ％で調合し、撹拌して溶解させ、スピンコート法で塗布した。１０００（ｒｐｍ）の回転数で１２０（ｓｅｃ）回転させ、アセトンを蒸発させることで、３５ｎｍの厚みで熱可塑性樹脂５０２を形成することができた。原盤５０３には、材質がシリコンでライン幅が４０ｎｍ、高さが５０ｎｍのラインがピッチ８０ｎｍの間隔で配列している原盤を採用した。これをインプリント装置（ｓｃｉｖａｘ社  ｘ−３００）のチャンバー内に設置した。図５（Ｂ）に示すように、原盤５０３と熱可塑性樹脂５０２を塗布した母材５０１を上部金型５０４と下部金型５０５で挟みこみ、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけた状態で、室温から徐々に温度を上げていった。樹脂温度の制御は上部金型５０４と下部金型５０５の内部に設置してある（図示せず）ヒーターによって制御を行なっている。熱可塑性樹脂５０２の温度が１６０℃にした段階で印加圧力を２００ｋｇ／ｃｍ２にあげた。この温度、圧力で１分間保持した後に、２００ｋｇ／ｃｍ２の圧力を印加したまま、温度を室温まで下げた。
【００７３】
次に、金型から基板をリリースし、インプリント装置から取り出し、原盤５０３を剥離し、図５（Ｃ）のように、熱可塑性樹脂５０２上に凹型のラインパターンを形成した。図５（Ｃ）の上部はパターンの形成領域の断面図を表し、図５（Ｃ）の下部は矢印５０６側から、基板を観察した際のラインパターンを表す。ここで、図中の５０７で示した距離、すなわち熱可塑性樹脂５０２の凸部の厚みは６０ｎｍであり、図中の５０８で示した距離、すなわち熱可塑性樹脂５０２の凹部の厚みは１０ｎｍであることをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて確認した。
【００７４】
次に、ＳＯＧ塗布工程を行った。
【００７５】
すなわち、このラインパターンにＳＯＧの一種である有機ＳｉＯ２系被膜形成用塗布液（東京応化工業株式会社製  以下ＳＯＧと記載）を塗布した。ＳＯＧを５ｗｔ％、ＰＧＭＥＡを９５ｗｔ％調合し、撹拌してから、１０００（ｒｐｍ）の回転数で１２０（ｓｅｃ）間、回転させ、溶媒であるＰＧＭＥＡを蒸発させた。この結果、図５（Ｄ）のように熱可塑性樹脂５０２の凹部をＳＯＧ５０９で埋めることができた。このとき、図中５１０で示したＳＯＧの厚みは４０ｎｍであることをＡＦＭで確認した。また、表層をＡＦＭで測定したところ、凹みは観測されなかったため、熱可塑性樹脂５０２の凹部が完全にＳＯＧで埋まったことが確認できた。
【００７６】
次に、第１のエッチング工程を行った。
【００７７】
すなわち、これをエッチング装置（神港精機、ＰＯＥＭ）のチャンバー内に入れて、圧力が０．１Ｐａになるまで減圧した。次に、Ａｒガスを５０ｓｃｃｍの流量で入れながら、チャンバー内を２０（Ｐａ）に保つように真空装置でチャンバー内を排気した。この雰囲気の中で、ＲＦ電源を使って１００（Ｗ）のパワーで２分間Ａｒプラズマ処理を行い４０ｎｍの厚みのＳＯＧを除去した。このＡｒプラズマ処理によって、液体状態であったＳＯＧはガラス化し、ＳｉＯ２に変質した。このプラズマ処理により、図５（Ｅ）に示すように、熱可塑性樹脂５０２の凹部に逆テーパー形状でＳｉＯ２化したＳＯＧ５１１を形成することができた。
【００７８】
このあと、第２のエッチング工程を行った。
【００７９】
すなわち、この基板をアセトンに１時間浸漬して、ウェットエッチングを行った。この処理により、選択的に熱可塑性樹脂５０２が除去され、図５（Ｆ）のようにＳＯＧ間の熱可塑性樹脂のみが除去され、逆テーパー状のＳＯＧとその真下にある紫外線硬化性樹脂部のみが残存した。
【００８０】
次に、記録膜形成工程を行った。
【００８１】
すなわち、この基板を蒸着装置のチャンバーに入れて、真空に排気した後、軟磁性体からなるＳＵＬ層を５０ｎｍ程度成膜する。ここで、ＳＵＬ層の材料としては、たとえば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ系合金などを上げることができる。次にＳＵＬ層上に非磁性体からなる中間層を１０〜２０ｎｍ程度の厚さに成膜する。中間層の材料としては、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉあるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。そして、中間層の上に記録層を２０ｎｍ程度の厚さに成膜する。記録層の材料としては、ＣｏＣｒＰｔを上げることができる。これらＳＵＬ層、中間層、記録層とで垂直磁性媒体の磁性層５１２（記録膜）を形成することができる。
【００８２】
なお、これらの層はいずれも逆テーパー形状のＳＯＧの壁面に付着することはないので、ＳＯＧ上に形成された磁性層５１２は隣接するトラックとは物理的に孤立している。
【００８３】
なお、本実施の形態２の方法で作成されたラインパターン上に、実施の形態１で説明したような記録膜４１２を形成しても良い。
【００８４】
なお、ラインパターンは、実施の形態１で説明したような光インプリント工法で形成しても良い。
【００８５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、保護層としてＳＯＧを形成する工法を説明する。
【００８６】
本実施の形態３の製造方法は、実施の形態１または２にて説明した製造方法に加えて、記録膜が形成された基板上にＳＯＧを塗布する第２のＳＯＧ塗布工程を含み、凸部上の記録膜の周囲をＳＯＧで包埋する。
【００８７】
本発明の実施形態は記録媒体に関するものだが、信号を読み出す際には、記録媒体表面の平滑性を求められることがある。記録媒体が平滑であると、情報の記録及び再生時の読み取りヘッドとの距離を一定に保持することが容易になる場合がある。また、褶動する読み取りヘッドの場合は、記録媒体の表面あらさと摩擦力には強い相関があるため、表面性をできるだけ向上させたほうが、ヘッドと記録媒体の間に生じる摩擦力を軽減する効果がある。
【００８８】
実施の形態１及び２で提案している記録媒体は記録膜部が凸部になり突出しているため、この記録膜の周囲や上部を、機械的強度に富み、化学的安定性に優れた材料で覆うことが好ましい。
【００８９】
図６を用いて実施の形態を説明する。図６（Ａ）の記録媒体は、母材６０１にサファイア基板、６０２に紫外線硬化性樹脂、６０３はＨＳＱ材料で形状は逆テーパーになっている。このような基板に記録膜ＧｅＳｂＴｅ６０４を２０ｎｍの厚みで形成してあるため記録膜６０４部は他の部分からより独立している。母材６０１の表層から、ＨＳＱ６０３と紫外線硬化性樹脂６０２を含めた記録膜６０４の上部までの高さは、８０ｎｍであり、凸部はピラー上で直径５０ｎｍ、トラックピッチ１００ｎｍで六方最密構造に配列している。
【００９０】
この図６（Ａ）の記録媒体の上に、ハイドロジェンシルセスキオキサン（通称ＨＳＱ、東レダウコーニング社製、ＦＯＸ−１５）を塗布した。ＨＳＱを４０ｗｔ％、ＭＩＢＫを６０ｗｔ％調合し、撹拌してから、１０００（ｒｐｍ）の回転数で１２０（ｓｅｃ）間、回転させ、溶媒であるＭＩＢＫを蒸発させた。この工程により図６（Ｂ）のように、ＨＳＱ６０５で、記録媒体を覆うことができた。また、部分的にピンセットで罫書くことにより、母材６０１面を露出させ、ＡＦＭで段差を測定すると、母材６０１の表層から、ＨＳＱ６０５の表層までの距離は１００ｎｍである事がわかった。
【００９１】
次に、この記録媒体をアニール炉（図示せず）に入れて、１０００℃で３０分間焼結処理を行い、ＨＳＱ６０５を完全にガラス化させた。
【００９２】
アニール処理の後、ＨＳＱ６０５の表面をＡＦＭで測定した結果、表面あらさＲａは０．１ｎｍと極めて小さいため、ＨＳＱ６０５は保護コートとしても有用である。
【００９３】
なお、本実施の形態では、ＨＳＱのガラス化に焼結を用いたが、記録媒体に高い温度をかけられない場合は、酸素エッチング処理などが有効である。
【００９４】
以上のように、実施の形態における製造方法は、ある局面においては、下記の構成を有している。
【００９５】
すなわち、実施の形態における基板の製造方法は、母材上の有機材料に凹部を形成する凹部形成工程と、凹部上にＳＯＧを塗布するＳＯＧ塗布工程と、ＳＯＧの一部分を除去して有機材料を部分的に露出させる第１のエッチング工程と、露出した有機材料を除去し、逆テーパー形状を有するＳＯＧからなる凸部を形成する第２のエッチング工程とを包含する。
【００９６】
以上の構成によれば、大きさのばらつきが小さく、かつ、位置精度の高い逆テーパー形状の凸部を有する基板を製造することができる。
【００９７】
また、実施の形態における基板の製造方法においては、ＳＯＧは、脱水反応を起こすことでガラス化する材料であっても良い。
【００９８】
また、実施の形態における基板の製造方法においては、第１のエッチング工程は、有機材料の凹部以外に塗布されたＳＯＧを除去し、かつ、有機材料の凹部に塗布されたＳＯＧをガラス化させても良い。
【００９９】
以上の構成によれば、より大きさのばらつきが小さく、かつ、より位置精度の高い逆テーパー形状の凸部を、基板上に形成することができる。
【０１００】
また、実施の形態における基板の製造方法においては、有機材料は、ガラス化されたＳＯＧよりも、第２のエッチング工程においてエッチングされ易い材料であっても良い。
【０１０１】
また、実施の形態における基板の製造方法においては、凹部形成工程は、逆テーパー形状の凹部を形成しても良い。
【０１０２】
また、実施の形態における基板の製造方法においては、ＳＯＧ塗布工程は、逆テーパー形状の凹部を埋めるように、ＳＯＧを塗布しても良い。
【０１０３】
以上の構成によれば、より確実に、逆テーパー形状の凸部を、基板上に形成することができる。
【０１０４】
また、実施の形態における基板の製造方法においては、第１のエッチング工程が酸素エッチングであっても良い。
【０１０５】
また、実施の形態における記録媒体の製造方法は、実施の形態の基板の製造方法の各工程と、作成された基板上に記録膜を形成する記録層形成工程とを含む。このとき、ＳＯＧからなる凸部上の記録膜が、隣接する他領域の記録膜と分断している。
【０１０６】
以上の構成によれば、大きさのばらつきが小さく、かつ、位置精度の高い、それぞれ孤立した記録膜を有した記録領域を有する記録媒体を製造することができる。
【０１０７】
また、実施の形態における記録媒体の製造方法においては、記録膜が形成された基板上にＳＯＧを塗布する第２のＳＯＧ塗布工程を含んでも良い。このとき、凸部上の記録膜の周囲をＳＯＧで包埋しても良い。
【０１０８】
以上の構成によれば、記録媒体の表面を平滑にすることができる。
【０１０９】
また、実施の形態における基板および記録媒体は、ある局面においては、下記の構成を有している。
【０１１０】
すなわち、実施の形態における基板は、逆テーパー形状を有するＳＯＧからなる凸部と母材の間に有機物を有する。
【０１１１】
また、実施の形態における基板においては、有機物が紫外線硬化性樹脂であっても良い。
【０１１２】
また、実施の形態における基板においては、有機物が熱可塑性樹脂であっても良い。
【０１１３】
また、実施の形態における記録媒体は、実施の形態の基板を備え、ＳＯＧの上部には他領域の金属膜と孤立した記録膜がある。
【０１１４】
また、実施の形態における記録媒体においては、孤立した記録膜のまわりがＳＯＧ材料で包埋されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明にかかる記録媒体の基板の製造方法は、微細凹凸パターンを容易に複製することができ、作成に要する時間も短く、大量生産が可能である。また、工業的に汎用性が高く、実績のある一般的な設備を用いていることから、生産設備を準備することも容易である。
【符号の説明】
【０１１６】
１０１    原盤
１０２    樹脂
１０３    母材
１０４    紫外線照射装置
１０５    ＳＯＧ
１０６    ＳｉＯ２化したＳＯＧ
１０７    ＳＯＧ
１０８    樹脂
１０９    ＳＯＧ上の記録膜
２０１    原盤
２０２    紫外線硬化性樹脂
２０３    母材
２０４    紫外線照射装置
２０５    記録膜
２０６    凸形状の頭頂部
２０７    テーパー部
３０１    原盤
３０２    紫外線硬化性樹脂
３０３    記録膜
３０４    母材
３０５    紫外線照射装置
３０６    樹脂の凸部
３０７    樹脂の凹部
３０８    樹脂
３０９    孤立した記録膜
４０１    母材
４０２    紫外線硬化性樹脂
４０３    原盤
４０４    紫外線照射装置
４０５    矢印
４０６    紫外線硬化性樹脂の凸部の厚み
４０７    紫外線硬化性樹脂の凹部の厚み
４０８    ＨＳＱの厚み
４０９    ＨＳＱ上の凹み
４１０    逆テーパー状のＨＳＱ
４１１    紫外線硬化性樹脂
４１２    ＨＳＱ上部の記録膜
４１３    トレンチ部の記録膜
５０１    母材
５０２    熱可塑性樹脂
５０３    原盤
５０４    上部金型
５０５    下部金型
５０６    矢印
５０７    熱可塑性樹脂の凸部の厚み
５０８    熱可塑性樹脂の凹部の厚み
５０９    ＳＯＧ
５１０    ＳＯＧの厚み
５１１    ＳｉＯ２化したＳＯＧ
５１２    磁性層
６０１    母材
６０２    紫外線硬化性樹脂
６０３    ＨＳＱ
６０４    記録膜
６０５    ＨＳＱ
【図１】
2014078309.tif 000003
【図２】
2014078309.tif 000004
【図３】
2014078309.tif 000005
【図４】
2014078309.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014078309.tif 000009