(57)【要約】【課題】微細パターン形成を必要とする高密度磁気記録媒体や、微細パターンを用いるデバイスを安価に提供すること。【解決手段】金属膜のパターニング方法は、基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素から選ばれた1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状をもつパターン形状を作製する加工工程とを含む。【選択図】図２
2006127590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素の何れか1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状を作製する加工工程とを有することを特徴とする金属膜のパターニング方法。
【請求項２】
基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素の何れか1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状を作製する加工工程とを有し、前記型材は、光透過性基材で且つ型材断面形状が型材水平面に対して鉛直方向に凹部を有することを特徴とする金属膜パターニング方法。
【請求項３】
サファイア基板、石英基板から選ばれた何れか１種の基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素の何れか1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状を作製する加工工程とを用いることを特徴とするインプリント成型用モールドの製造方法。
【請求項４】
基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素の何れか1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状を作製する加工工程とを有し、前記型材は、光透過性基材で且つ型材断面形状が型材水平面に対して鉛直方向に凹部を有することを特徴とする磁気記録媒体用磁気転写マスターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にナノメートルオーダーの超微細パターン形成方法に関するものであり、より具体的には高密度磁気記録技術に関し、パターンドメディア等の磁気記録媒体やその他の磁性体製品を安価に実現するためのインプリント成型用モールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造技術の進歩とともにナノメーターオーダーの微細加工が様々なデバイス開発に応用されデバイスの高密度化、高性能化が図られている。特に半導体メモリーや、ハードディスクドライブなどの記憶再生装置に用いるデバイスの高密度化、高記録容量化を実現するために、そのデザインルールが数１００〜１０ｎｍオーダーの極めて微細なものになってきており、製造プロセス設備コストの上昇や、スループット短縮の困難さにより、高性能なデバイスの低コスト化が大きな課題となっている。また一方、微細加工を行うことで新たな技術課題もクローズアップされてきている。
【０００３】
例えば、ハードディスクドライブの記録容量の増大に伴う磁気記録媒体の面記録密度の向上を図るために、記録方式においては長手磁気記録方式から、垂直磁気記録方式に移行する必要性が出てきている。磁気記録ヘッドの記録再生素子の微細化とともに磁気記録媒体上の各記録ビットサイズを数１０ｎｍ程度の超微細なパターン形成も必要となってきている。しかしこのような微細な記録ビットから再生出力を得るためには、各ビットに出来るだけ大きな飽和磁化と磁性膜の厚膜化が必要となる。しかし記録ビットの微細化は単位ビット当たりの磁化量が小さくなり熱揺らぎによる磁化反転でせっかく記録した磁気記録情報を消失するなどの問題が生じてきている。この問題を解決する方法として、パターンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体が注目されている。パターンドメディアとは一般的に非磁性体層中に記録ビット単位となる磁性体領域を独立させ、且つ複数形成させた磁気記録媒体であり、記録ビット単位で強磁性体領域が独立しているため、それぞれの記録ビット間での干渉を防止でき、隣接するビットによる記録の消失や、再生時の雑音の低減などに効果を有する。しかしこれらビット形状の磁性体のパターニングには磁性体の成膜工程、レジストパターニングを行うフォトリソ工程、形状加工を行うエッチング工程など半導体プロセスを用いる必要がある。特にフォトリソ工程ではKrFレーザー（クリプトンフッ素レーザー）、ArFレーザー（アルゴンフッ素レーザー）などの短波長の光リソグラフィ装置や電子線を用いるＥＢリソグラフィ装置など高額設備によるプロセスで且つスループットが長時間を要するプロセスであることなどから、高記録密度磁気記録再生装置を安価に量産するためには、高精度でありながら、簡便なプロセスで、尚且つスループットの時間短縮を図ることが要望されてきている。
【０００４】
この課題解決方法の一例として、磁気記録媒体の基材上に強磁性体層を形成し、強磁性体層表面を選択的にマスクキングした後、強磁性体層表面の非マスキング領域をハロゲン等の活性な反応性ガス雰囲気にさすことで、強磁性体層を非磁性化し、従来のエッチング加工プロセスを省略する低コスト化製造方法が示されている（特許文献１）。
【０００５】
また一方、パターンドメディアの一種でもあるディスクリートトラック方式の磁気記録媒体も提案されてきている。ディスクリートトラック方式とは、トラック間領域の磁性層をエッチングプロセスを用いて、記録トラックにのみ磁性層を形成した磁気記録メディアであり、記録時及び再生時のサイドクロストークの低減などに効果を有している。しかし垂直磁気記録用の磁性層に直接エッチング加工を施して、データトラック間に断面が凹型の段差部を設けることは垂直磁気記録層にダメージを与え、磁気特性を劣化させる懸念がある。また記録トラック領域にのみ磁性層を形成したメディアであるために、媒体表面の磁性層の有無で生じる断面の凸凹形状（２０〜５０ｎｍ程度）の段差が磁気ヘッドによるシーク耐久性を著しく低下させる懸念もある。この課題を安価な製造プロセスを用いながら、解決する方法の一例として、ガラス基板上に軟磁性層を形成し、軟磁性層上に形成したレジストパターンをマスクに、軟磁性層をエッチング加工した後、非磁性材料の成膜及び、平坦化処理を行い、軟磁性層のエッチング加工でできた凹部に非磁性材料の埋め込みを行った後に、垂直磁気記録層を成膜する一連のプロセスにおいて、レジストパターン形成を従来のフォトリソ技術に代えて、トラック間隔や、サーボ信号等に対応させる凸凹形状に微細加工された成型金型を用いて、レジストを加熱しながら加圧することでレジストパターン形成を行う、所謂レジストインプリントプロセスを用いることで、安価なプロセスで且つ、サイドクロストークの低減及び、トラッキング精度の向上を図ることで、面記録密度の向上を実現する、高密度磁気記録媒体とその製造方法が示されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−３５９１３８号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１では、強磁性体層表面を選択的に残存させるためのマスキングには、光リソグラフィや電子線を用いるＥＢリソグラフィなどの高額設備を用いたレジストパターニング工程が必要であるばかりでなく磁気記録媒体一枚一枚に、パターニング形成が必要であるために、高精度な磁気記録再生装置を安価に実現するには、さらに生産性の良いプロセスが望まれる。
【０００７】
また一方、特許文献２では、レジストパターン形成を従来のフォトリソ技術に代えて、トラック間隔や、サーボ信号等に対応させる凸凹形状に微細加工された成型金型を用いて、レジストを加熱しながら加圧することでレジストパターン形成を行う、レジストインプリントプロセスを用いている。しかしながら、インプリント用マスターモールドの作製方法については、示されておらず、マスターモールドの寿命に応じてマスターモールドのパターニング形成が必要であり、光リソグラフィや電子線を用いるＥＢリソグラフィなどの高額設備を用いたレジストパターニング工程が必要であることが予測されるばかりでなく、磁気記録媒体一枚一枚の、加工プロセスが必要であるために、やはり高精度な磁気記録再生装置を安価に実現するには、さらに生産性の良いプロセスが望まれる。
【０００８】
従って、高密度磁気記録再生装置を安価に実現するために、ディスクリートトラック方式の磁気記録媒体のデータ及びサーボ情報トラック形成や、パターンドメディアとしての、記録ビットの作製には、磁気記録媒体の一枚ごとのフォトリソグラフィ工程やエッチング加工工程などの一連のパターニング形成プロセス処理（枚葉処理）を、高精度でありながら、さらに簡便なプロセスで、尚且つスループットの時間短縮を可能とするパターニング形成プロセスが望まれる。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の目的は、種々の磁性体製品や、ナノメートルオーダーの微細加工を必要とするパターン形成において、物理的ダメージや特性劣化が無く、生産性の良い安価なプロセスを実現するインプリント成型用モールドを高精度且つ、安価に実現する製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための、本発明による金属膜のパターニング方法は、基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素から選ばれた1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状をもつパターン形状を作製する加工工程とを少なくとも有する。
【００１１】
上記本発明の、金属膜のパターニング方法により、金属膜が選択的に金属酸化膜または金属窒化膜が形成されるので、フォトリソグラフィによるパターニングプロセスを用いることなく、金属膜層と金属酸化膜層かまたは金属窒化膜らなるパターンが形成される。この金属膜層と金属酸化膜または金属窒化膜を同時にドライエッチング加工することで、エッチング加工の際にエッチングレート差により、金属膜層と金属酸化膜または金属窒化膜の間のエッチング選択比に応じて、エッチング断面形状に凹凸形状を作製することが可能となる。また金属膜形成を行う基材材料や、ドライエッチングで使用する反応性ガス種により、レジストパターンよりもエッチング選択比が向上し、その結果、高アスペクトな凸凹段差を基材に作製することが出来、高解像度レジストを用いたフォトリソグラフィによる薄膜レジストパターンでは困難な、高アスペクトな加工が可能となる。またフォトリソパターニングを用いないので、KrF（クリプトンフッ素レーザー）、ArF（アルゴンフッ素レーザー）などの光リソグラフィ装置やEBリソグラフィ装置などの高額設備を必要とせず、安価なプロセスで且つ、スループット短縮に効果があるばかりでなく、エッチング時のパターン形成されたレジスト側壁への再付着物による、バリ発生の抑止効果もあり、高精度なパターン形成を安価に実現することが可能になる。
【００１２】
また本発明の、金属膜のパターニング方法は、基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状で且つ、型材断面形状が型材水平面に対して鉛直方向に凹部を有する光透過性型材を、当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素の何れか1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状を作製する加工工程とを少なくとも有する。
【００１３】
上記本発明の、金属膜のパターニング方法により、ビット形状のような孤立パターンや、同心円を描くような多重リング形状のパターン形成が可能となる。
【００１４】
また本発明のナノインプリント成型用モールドの製造方法は、サファイア基板、石英基板から選ばれた何れか一種の基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素の何れか1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状を作製する加工工程とを少なくとも有する。
【００１５】
本発明のナノインプリント成型用モールドの製造方法により、金属膜が選択的に金属酸化膜または金属窒化膜が形成されるので、フォトリソグラフィによるパターニングプロセスを用いることなく、金属膜層と金属酸化膜層かまたは金属窒化膜らなるパターンが形成される。この金属膜層と金属酸化膜または金属窒化膜を同時にドライエッチング加工することで、エッチング加工の際にエッチングレート差により、金属膜層と金属酸化膜または金属窒化膜の間のエッチング選択比に応じて、エッチング断面形状に凹凸形状を作製することが可能となる。ドライエッチング加工を行う際に、金属膜及び金属酸化膜または金属窒化膜が消失する程度までエッチングを行い、基材断面が高アスペクトな凸凹段差パターン形状の作製が可能となる。この断面が凸凹段差状のパターン形成された基材をインプリントモールドとして利用することで、例えばレジスト樹脂や、ガラス硝材を一例として、ガラス転移点温度程度に加熱しながら、インプリントモールドを加圧することで、微細形状のナノパターンを安価なプロセスにより、インプリントすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による金属膜のパターニング方法は、基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素から選ばれた1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状をもつパターン形状を作製する加工工程とを少なくとも有する。
【００１７】
上記本発明の、金属膜のパターニング方法により、フォトリソグラフィによるパターニングプロセスを用いることなく、高アスペクトな凸凹段差を基材に作製することが出来、高解像度レジストを用いたフォトリソグラフィによる薄膜レジストパターンでは困難な、高アスペクトな加工が可能となる。またフォトリソパターニングを用いないので、KrF（クリプトンフッ素レーザー）、ArF（アルゴンフッ素レーザー）などの光リソグラフィ装置やEBリソグラフィ装置などの高額設備を必要とせず、安価なプロセスで且つ、スループット短縮に効果があるばかりでなく、エッチング時のパターン形成されたレジスト側壁への再付着物による、バリ発生の抑止効果もあり、高精度なパターン形成を安価に実現することが可能になる。
【００１８】
また本発明の、金属膜のパターニング方法は、基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状で且つ、型材断面形状が型材水平面に対して鉛直方向に凹部を有する光透過性型材を、当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素の何れか1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状を作製する加工工程とを少なくとも有する。
【００１９】
上記本発明の、金属膜のパターニング方法により、ビット形状のような孤立パターンや、同心円を描くような多重リング形状のパターン形成が可能となり例えば、高密度記録再生用ハードディスク装置に用いる、磁気記録媒体のサーボ情報の書き込み用磁気転写マスターの作成が、安価に作製することが可能となる。
【００２０】
また本発明のナノインプリント成型用モールドの製造方法は、サファイア基板、石英基板から選ばれた何れか一種の基材の表面にSi、Al、Zr、Cr、Ti、Ta、から選ばれた一種類以上の元素を用いた金属膜を形成する工程と、前記金属膜表面に平滑な表面形状の型材を選択的に当接させる工程と、前記金属膜表面の露出部を酸素、窒素の何れか1種類以上のガスを含む活性な反応ガス雰囲気にさらし化学反応加速手段により前記露出部および下層を変質させる工程と、前記金属膜をエッチング処理し、前記金属膜の膜表面に対して鉛直方向に段差形状を作製する加工工程とを少なくとも有する。
【００２１】
上記発明のナノインプリント成型用モールドの製造方法により、金属膜が選択的に金属酸化膜または金属窒化膜が形成されるので、フォトリソグラフィによるパターニングプロセスを用いることなくドライエッチング加工を行う際に、金属膜及び金属酸化膜または金属窒化膜が消失する程度までエッチングを行い、基材断面が高アスペクトな凸凹段差パターン形状の作製が可能となる。この断面が凸凹段差状のパターン形成された基材をインプリントモールドとして利用することで、例えばレジスト樹脂や、ガラス硝材を一例として、ガラス転移点温度程度に加熱しながら、インプリントモールドを加圧することで、微細形状のナノパターンを安価なプロセスにより、インプリントすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１の（ａ）〜（ｈ）は本発明の金属膜のパターニングプロセスの第一の実施例を示したものである。図１（ａ）は基材１００を示す。基材１００の材料としては特に限定されるものではなく、例えば、シリコン基板や石英ガラス、サファイアガラスなどを用いてもよい。図１（ｂ）に示すように、基材１００上に金属膜１０１を形成する。この金属膜１０１としてはＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ等の一般的に酸化物、窒化物になり得る金属であればいかなる金属元素であってもよい。図１（ｃ）は機材１００上に形成された金属膜１０１の膜面上に型材１０２を密着固定させ、金属膜１０１の膜面上を選択的に被覆した状態である。型材１０２の材料としては、特に限定するものではないが、線膨張係数の比較的小さいもので、且つ金属膜１０１に当接する面においては、例えば、表面粗度（Ra）が1ｎｍ以下程度の平滑面であることが望ましい。例えば、材料としては、シリコンやセラミック類でもよく、金属材料でもよい。図１（ｄ）は、図１（ｃ）の材料構成を、活性な反応ガスに曝すために、酸素または、窒素、又は、酸素と窒素の混合した反応性ガス雰囲気１０８の中に設置し、反応性ガスを活性化させるための手段１０３を与える。反応性ガス活性化手段はフラッシュランプなどの熱源アニール、もしくは、基材１００を３００℃以上に加熱する手段、例えばホットプレート（図示せず）などで加熱した状態でＵＶランプでのアニール、などでも良い。望ましくは、アニール処理の時間短縮を図るためにレーザーを用いることで、金属膜の酸化または窒化処理が活性的に行われる。この場合のレーザーは、Ｋｒｆレーザー（クリプトンフッ素レーザー）、ＡｒＦレーザー（アルゴンフッ素レーザー）やその他の一般的レーザーでも特に限定しない。また反応性ガス雰囲気１０８において酸素反応させる場合は、酸素分圧は２０％以上が望ましいが、金属膜の厚みや、反応層の厚み方向での制御などに応じて、分圧の調整を行うことは言うまでもない。窒化処理を行ううえでも同様に分圧調整を行う。反応性ガスの活性化処理により、酸化反応もしくは、窒化反応を終えた金属膜変質層１０１ｂが金属膜１０１の露出部分に形成される。図１（ｅ）〜（ｇ）はドライエッチング処理の概念図である。図１（ｅ）金属膜１０１と金属膜変質層１０１ｂを全面同時に反応性ガスの高密度プラズマ１０４を用いてドライエッチング行えば、金属膜１０１と金属膜変質層１０１ｂのそれぞれのエッチングレート差に応じて断面に段差形状を持つパターンが形成される。図１（ｆ）はドライエッチング処理の途中過程の概念図である。例えば、反応性ガス雰囲気１０８内で酸化処理を行い、ドライエッチング装置内でハロゲンガス例えば、フッ素系ガスあるいは、フッ素系ガスと不活性ガスとの混合ガスによる高密度プラズマを用いて、全面エッチング処理を行えば、金属膜１１０と金属酸化膜１２０層との間にそれぞれの材料間でのエッチングレート差により段差形状が作製される。所望の段差に応じて、金属膜１０１の厚みや、ドライエッチング深さの調整により、作製することが可能になる。尚金属膜１１０、金属酸化膜１２０のそれぞれの材料が消失するまでエッチングを行うことで、図１（ｇ）に示すように、段差パターン基材１３０を容易に作製することができる。尚、図１（ｄ）で示すハロゲンガス中での反応性ガスによる活性化処理で、型材１０２で覆われなかった露出部１０１ｂが、図１（ｆ）〜（ｇ）に示す反応性ガスの高密度プラズマ中での、ドライエッチング処理において、エッチレートが高く、その結果、図１（ｅ）での段差部の凹部１２０を形成しているように表示しているが、反応性ガス雰囲気１０８内での活性化処理の度合いや、ドライエッチング処理時の高密度プラズマを発生させる反応性ガス種によっては、露出部１０１ｂが、図１（ｅ）に示す段差部の凸部１１０を形成するようにしても一向に差し支えるものではない。
【００２４】
例えば、型材１０２に微細加工されたメッシュ形状のステンシルマスクなどを用い、基材１００にシリコンまたはガラス基板などを用い、金属膜１０１にＳＩ膜（例えば５０〜５００ｎｍ程度の膜厚）を用い、反応性ガス雰囲気１０８で酸素分圧２０％以上の雰囲気を作り、反応性ガス活性化手段１０３にＫｒＦレーザー（クリプトンフッ素レーザー）１００ｍｊ以上の出力を用い、酸化反応の活性化処理を行い、且つ高密度プラズマ１０４にフッ素系ガスと不活性ガスの混合ガスまたは、フッ素系ガスによる高密度プラズマを用いたエッチング加工を行い、金属膜１１０、金属酸化膜１２０が消失するまでエッチング処理を行うことで、段差パターン形成された基材１３０を作製することが出来る。これは例えば、図１（ｈ）に示すように、例えば、基材１４０がシリコンであれば、基材最表面１５０のパターン形状を持つ、パターンドメディア方式の磁気記録媒体用の磁気転写マスターなどが作製でき、又例えば、基材１４０がガラス基板であれば、基材最表面１５０のパターン形状を持つ、パターンドメディア方式の磁気記録媒体の基材が作製できる。
【００２５】
（第２の実施の形態）
図２の（ｉ）〜（ｐ）は本発明の金属膜のパターニングプロセスの第二の実施例を示したものである。
【００２６】
図２（ｉ）は基材２００を示す。基材２００の材料としては特に限定されるものではなく、例えば、シリコン基板や石英ガラス、サファイアガラスなどを用いてもよい。図２（Ｊ）に示すように、基材２００上に金属膜２０１を形成する。この金属膜２０１としてはＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ等の一般的に酸化物、窒化物になり得る金属であればいかなる金属元素であってもよい。図２（ｋ）は機材２００上に形成された金属膜２０１の膜面上に、型材２０２を密着固定させ、金属膜２０１の膜面上を選択的に被覆した状態である。型材１０２の材料としては、特に限定するものではないが、線膨張係数の比較的小さいもので、且つ金属膜１０１に当接する面においては、例えば、表面粗度（Ra）が1ｎｍ以下程度の平滑面で、型材断面形状が型材水平面に対して鉛直方向に凹部を有する光透過性型材であることが望ましい。例えば、サファイアガラス、その他の光透過性基材でもよいが、望ましくは石英ガラスなどが最適である。
【００２７】
図２（Ｌ）は、図２（Ｋ）の材料構成を、活性な反応ガスに曝すために、酸素または、窒素、又は、酸素と窒素の混合した反応性ガス雰囲気２０８の中に設置し、反応性ガスを活性化させるための手段２０３を与える。反応性ガス活性化手段はフラッシュランプなどの熱源アニール、もしくは、基材２００を３００℃以上に加熱する手段、例えばホットプレート（図示せず）などで加熱した状態でＵＶランプでのアニール、などでも良い。望ましくは、アニール処理の時間短縮を図るためにレーザーを用いることで、金属膜の酸化または窒化処理が活性的に行われる。この場合のレーザーは、Ｋｒｆレーザー（クリプトンフッ素レーザー）、ＡｒＦレーザー（アルゴンフッ素レーザー）やその他の一般的レーザーでも特に限定しない。また反応性ガス雰囲気２０８において酸素反応させる場合は、酸素分圧は２０％以上が望ましいが、金属膜の厚みや、反応層の厚み方向での制御などに応じて、分圧の調整を行うことは言うまでもない。窒化処理を行ううえでも同様に分圧調整を行う。反応性ガスの活性化処理により、酸化反応もしくは、窒化反応を終えた金属膜変質層２０１ｂが金属膜２０１の露出部分に形成される。図２（ｍ）〜（ｏ）はドライエッチング処理の概念図である。図２（ｍ）の金属膜２０１と金属膜変質層２０１ｂを全面同時に反応性ガスの高密度プラズマ２０４を用いてドライエッチング行えば、金属膜２０１と金属膜変質層２０１ｂのそれぞれのエッチングレート差に応じて断面に段差形状を持つパターンが形成される。図２（ｎ）はドライエッチング処理の途中過程の概念図である。例えば、反応性ガス雰囲気２０８内で酸化処理を行い、ドライエッチング装置内でハロゲンガス例えば、フッ素系ガスあるいは、フッ素系ガスと不活性ガスとの混合ガス、又あるいは塩素系ガスなど、による高密度プラズマを用いて、全面エッチング処理を行えば、金属膜２１０と金属酸化膜２２０層との間にそれぞれの材料間でのエッチングレート差により段差形状が作製される。所望の段差に応じて、金属膜２０１の厚みや、ドライエッチング深さの調整により、作製することが可能になる。尚、金属膜２１０、金属酸化膜２２０のそれぞれの材料が消失するまでエッチングを行うことで、図２（ｏ）に示すように、段差パターン基材２３０を容易に作製することができる。尚、図１（Ｌ）で示すハロゲンガス、または塩素系ガス中での反応性ガスによる活性化処理で、型材２０２で覆われなかった露出部２０１ｂが、図２（ｎ）〜（ｏ）に示す反応性ガスの高密度プラズマ中での、ドライエッチング処理において、エッチレートが高く、その結果、図２（ｍ）での段差部の凹部２２０を形成しているように表示しているが、反応性ガス雰囲気２０８内での活性化処理の度合いや、ドライエッチング処理時の高密度プラズマを発生させる反応性ガス種によっては、露出部２０１ｂが、図２（ｍ）に示す段差部の凸部２１０を形成するようにしても一向に差し支えるものではない。
【００２８】
例えば、図２（ｉ）の基材２００に石英ガラス、またはシリコンなどを用い、型材２０２に微細加工された孤立パターン、より具体的にはビット形状や、複数のリング形状が入れ子状になった複数トラック形状の型材を用い、金属膜２０１にＳＩ膜あるいはＡｌ膜（例えば５０〜５００ｎｍ程度の膜厚）を用い、反応性ガス雰囲気２０８で酸素分圧２０％以上の雰囲気を作り、反応性ガス活性化手段２０３にＫｒＦレーザー（クリプトンフッ素レーザー）１００ｍｊ以上の出力を用い、酸化反応の活性化処理を行い、且つ高密度プラズマ２０４にフッ素系ガスと不活性ガスの混合ガスまたは、フッ素系ガスによる高密度プラズマを用いたエッチング加工を行い、金属膜２１０、金属酸化膜２２０が消失するまでエッチング処理を行うことで、段差パターン形成された基材２３０を作製することが出来る。これは例えば、図２（ｐ）に示すように、基材２４０がシリコンであれば、基材最表面２５０や２６０のパターン形状を持つ、パターンドメディア方式の磁気記録媒体用の磁気転写マスターなどが作製でき、又例えば、基材２４０がガラス基板であれば、基材最表面２５０や２６０のパターン形状を持つ、パターンドメディア方式やディスクリートトラック方式の磁気記録媒体の基材が作製できる。又一方、基材２４０に石英ガラスやサファイアガラスを用いれば、磁気記録媒体や、その他のメモリー例えば、マグネチックランダムアクセスメモリー（ＭＲＡＭ）に用いる基材や、レジストインプリント成型用モールドや、ガラスインプリント成型用モールドなどの作製が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る、パターン形成方法とそれを用いた磁気記録媒体作製用モールドの製造方法によって、高密度磁気記録再生用ハードディスク装置に使用される、微細加工が施された磁気記録媒体用を安価に提供することに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における、金属膜パターニング方法のプロセスフロー概略図
【図２】本発明の実施の形態２における、金属膜パターニング方法のプロセスフロー概略図
【符号の説明】
【００３１】
１００，２００    基材
１０１，２０１    金属膜
１０１ｂ，２０１ｂ    金属膜変質層
１０２，２０２    型材
１０３，２０３    反応性ガス活性化手段
１０４，２０４    反応性ガスの高密度プラズマ
１０８，２０８    反応性ガス雰囲気
１１０，２１０    金属膜のエッチング過程イメージ図
１２０，２２０    金属膜変質層のエッチング過程イメージ図
１３０，２３０    断面が段差形状の基材
１４０，２４０    基材
１５０，２５０，２６０    パターン形状の例
【図１】
2006127590.tif 000003
【図２】
2006127590.tif 000004