(57)【要約】【課題】反り量が小さく平坦性の高い金属スタンパを低コストで作製することがきるスタンパの製造方法を提供すること。【解決手段】金属スタンパ１１を当該金属スタンパ１１のパターン面側からみて凸状に反らせる引張応力を付与する電着条件で電鋳する電鋳工程（ａ）と、前記金属スタンパ１１のパターン面とは反対側の裏面に研磨加工を行って研磨加工歪層２０により前記引張応力より大きい圧縮応力を発生させて当該金属スタンパ１１をパターン面側からみて凹状に反らせる研磨加工工程（ｂ）と、前記金属スタンパ１１の反り量を計測しながら裏面にエッチング加工を行って当該反り量が所要の平坦性を示すまで前記研磨加工歪層２０を除去するエッチング加工工程（ｃ）とを備える。【選択図】        図１
2011146114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原盤のパターン面上に電鋳した電鋳層を剥離して金属スタンパとするスタンパの製造方法において、
前記金属スタンパを当該金属スタンパのパターン面側からみて凸状に反らせる引張応力を付与する電着条件で電鋳する電鋳工程と、
前記金属スタンパのパターン面とは反対側の裏面に研磨加工を行って研磨加工歪層により前記引張応力より大きい圧縮応力を発生させて当該金属スタンパをパターン面側からみて凹状に反らせる研磨加工工程と、
前記金属スタンパの反り量を計測しながら裏面にエッチング加工を行って当該反り量が所要の平坦性を示すまで前記研磨加工歪層を除去するエッチング加工工程とを備えること特徴とするスタンパの製造方法。
【請求項２】
前記エッチング加工をウェットエッチングで行うことを特徴とする請求項１に記載のスタンパの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクリート磁気記録媒体などのパターンド媒体の製造に用いて好適なスタンパの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体の高密度化に伴い、隣接トラックとの干渉を防止するため、トラック間に磁性膜の分離溝を形成するディスクリート磁気記録媒体などのパターンド媒体が開発されている。磁気記録媒体に磁性膜の分離パターンを形成する方法の一つとして、スタンパに所要のパターンを形成し、媒体表面に塗布したＳＯＧ（スピンオングラス）レジストにスタンパのパターンを転写し、転写されたレジストパターンをマスクとして媒体の磁性膜をミリングし、分離溝を形成する方法が知られている。
スタンパの一般的な作製方法について説明する。まず、シリコン基板やガラス基板などの基板にレジストを塗布し、電子線描画装置でパターンを描画し、現像してレジストパターンが形成された原盤（母型）を作製する。この原盤のパターン面上に電鋳により電鋳層を形成して剥離することにより、金属スタンパ、たとえばニッケルスタンパを作製する。
電鋳により作製したニッケルスタンパはパターン面とは反対側の裏面にニッケルの突起などができ易く面が粗れているため、研磨テープなどで研磨して平滑にされる。次に打ち抜き加工などで、パターン中心にインプリント時の位置合わせ用貫通孔を開け、外周部の不要な部分を除去すると、スタンパが完成する。
スタンパを使用してインプリント法でパターン転写をする方法を以下説明する。インプリント装置の下金型センターピンにスタンパを差し込む。スタンパは真空吸着により固定されるが、スタンパのパターン描画エリアを吸着すると真空吸着の孔の形状までも転写されることから、パターンに関係の無いスタンパ外周部のみを真空吸着する。
【０００３】
磁気記録媒体をセンターピンに差し込んでスタンパと接触させる。上金型を下ろして加圧することで、下金型にセットしたスタンパのパターン形状が磁気記録媒体に転写される。磁気記録媒体をスタンパから剥がして、磁性膜のミリング加工などの後加工を行う。スタンパは繰り返しインプリントに再使用される。また、上金型、下金型の両方にスタンパをそれぞれセットすれば、両面同時にインプリントすることもできる。
しかし、インプリントした磁気記録媒体のパーティクル検査において、スタンパの交換直後の１回目のインプリント転写した磁気記録媒体と、数十回のインプリント転写を繰り返した後の磁気記録媒体とをそれぞれ比較すると、後者ではサブミクロンサイズのパーティクルが増加するロットが見られた。また、スタンパの反り量が大きいとき、パーティクルが増加する傾向があることも分かった。パーティクルが増加すると、磁性膜パターン間の分離不良になり易いので、パーティクルは少ないことが望ましい。
また、スタンパの反り量に関しては、センターピンとスタンパ貫通孔のクリアランスが１０μｍの場合、スタンパ反り量が１００μｍを超えると、インプリントを数十回繰り返したときにパーティクルが増加する関係のあることが実験的に確認された。この場合にパーティクルが増加する原因については、スタンパ外周部のみが真空吸着で固定されていて、内周部は固定されていないことから、インプリント転写の際に、加圧と減圧が繰り返されるので、反っているスタンパが、バネのような動きをして凹凸を繰り返して、センターピンと擦れたことに起因すると推測される。パーティクルの増加が速いとスタンパを早期に交換してパーティクルの増加を早めに抑える必要があるので、製造コストの増加を招くことになる。従って、スタンパの反り量はできる限り小さいことが望ましい。
【０００４】
スタンパの反り量を抑制する方法に関して、電鋳時の応力をモニターし、電鋳応力がゼロになるように電鋳速度を調整しながら電鋳を行うことで、スタンパの反り量を抑制する方法が知られている（特許文献１）。また、電鋳による引張応力と、後工程の研磨加工で発生する圧縮応力を相殺させてスタンパの反り量を低減する方法が知られている（特許文献２）。また、電鋳で応力の異なる層を２層以上形成し、各層の応力を調整することで、スタンパの反り量を低減する方法も知られている（特許文献３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２８７５７６号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４２９６号公報
【特許文献３】特開２００８−１３７２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１、３のように、電鋳時の応力を抑制しても、後工程の研磨時に発生する応力でスタンパに再度反り量が生じることから、インプリントに使用する時点でのスタンパ反り量を制御することは難しい。
前記特許文献２の記載のように、電鋳時に発生する応力と後工程の研磨時に発生する応力とを相殺させるにしても、電鋳では電鋳液の温度やｐＨ、不純物濃度などにより発生する応力にバラツキがでる。同様に、研磨加工でも、装置の加圧ローラーの状態や研磨紙のロットによる砥粒径にバラツキがある。
さらに、電鋳後のスタンパの裏面状態により平坦に仕上げるまでの研磨時間が変動すると、結果として、発生する応力の大きさが変わり、スタンパ反り量も変動する。
このように、電鋳や研磨で発生する応力を量産工程で厳密に調整しながら、反り量の小さいスタンパを安定して生産することは非常に手間がかかるので、コスト面で問題となり易い。
本発明は、以上述べた点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、反り量が小さく平坦性の高い金属スタンパを低コストで作製することがきるスタンパの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の目的を達成するため、原盤のパターン面上に電鋳した電鋳層を剥離して金属スタンパとするスタンパの製造方法において、前記金属スタンパを当該金属スタンパのパターン面側からみて凸状に反らせる引張応力を付与する電着条件で電鋳する電鋳工程と、前記金属スタンパのパターン面とは反対側の裏面に研磨加工を行って研磨加工歪層により前記引張応力より大きい圧縮応力を発生させて当該金属スタンパをパターン面側からみて凹状に反らせる研磨加工工程と、前記金属スタンパの反り量を計測しながら裏面にエッチング加工を行って当該反り量が所要の平坦性を示すまで前記研磨加工歪層を除去するエッチング加工工程とを備えること特徴とする。
ここで、前記エッチング加工をウェットエッチングで行うことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、反り量が小さく平坦性の高い金属スタンパを低コストで作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態のスタンパの製造工程を金属スタンパの反り状態を示す断面模式図で示す工程図で、（ａ）は電鋳後に原盤から剥離した状態、（ｂ）は研磨加工後の状態、（ｃ）はエッチング加工後の状態を示す。
【図２】本発明の実施例の金属スタンパの裏面のエッチング加工に用いるエッチン装置の概略構成を示す模式図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態として、磁気記録媒体用スタンパの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施形態の記載に限定されるものではない。
＜電鋳工程＞
電鋳の際に、電鋳層として原盤のパターン面上に形成される金属スタンパは、電着する金属の集積密度や結晶粒径の違いに伴って応力が発生するため、平坦にならず、反りが発生し易いが、インプリント転写に用いるには反りの小さい平坦性のよい金属スタンパが必要である。また、電鋳後、金属スタンパを原盤から剥がした後の金属スタンパの裏面は、研磨などにより平滑面とする平滑処理を必要とする。
このように電鋳の際には、金属スタンパには応力の発生が避けられず、反りが存在し易いが、この実施形態では、電鋳の際には金属スタンパ１１に引張応力が発生する電着条件とし、かつこの引張応力は次工程の裏面１１ｂを平滑にするための研磨加工で金属スタンパ１１に発生する圧縮応力よりも小さくなるようにおおまかに調整しておく。このとき、図１（ａ）に示すように、電鋳後の金属スタンパ１１はパターン面１１ａからみて凸形状に反る。
＜研磨加工工程＞
次に、パターン面とは反対側の裏面１１ｂをテープ研磨加工などで研磨すると、研磨加工歪層２０が形成されて圧縮応力が発生する。このとき、前記引張応力より圧縮応力の方が大きいので、金属スタンパ１１は、図１（ｂ）に示すように、パターン面１１ａからみて凹形状に反る。
＜エッチング加工工程＞
次に、スタンパの反り量を超音波距離センサなどで計測しながら、パターン面１１ａとは反対側の裏面１１ｂをスピンエッチャーなどを使用して希硫酸などでエッチングする。前述のテープ研磨による研磨加工歪層２０が徐々にエッチングで除去されることで、圧縮応力は小さくなる。金属スタンパ１１の反り量は、パターン面１１ａからみて凹形状から反りゼロの状態に変化していく。反り量がゼロ近傍になったところでエッチングを停止する。この結果、図１（ｃ）に示すように、平坦性の高い金属スタンパ１１が作製できる。
【実施例】
【００１１】
以下に、上述の実施形態をより具体的にした実施例のスタンパの製造方法について詳細に説明する。
まず、外径φ１５０ｍｍのシリコン基板またはガラス基板に、レジストを７０ｎｍの厚さに塗布して、電子線描画および現像処理を実施してパターンを形成した原盤を作製する。
次に、この原盤から電鋳で厚さ２００〜３００μｍの金属スタンパ１１としてニッケルスタンパを周知の電鋳方法で作製する。必要に応じて、ニッケルスタンパから電鋳で複製を作製することも好ましい。
インプリントに使用するニッケルスタンパ１１を電鋳で作製するとき、まず、電鋳液を調整してニッケルスタンパ１１に引張応力が入るようにする。たとえば、ニッケル濃度６００ｇ／Ｌ、液温５０±１度、ｐＨ４．０、電流密度１０Ａ／ｃｍ2で、ニッケルの電着を行うと、図１（ａ）に示すように、電鋳後のニッケルスタンパ１１の反り方向はパターン面１１ａ側からみて凸形状（以降、凸形状の反り量＋と表記）になる。また、ニッケルスタンパ１１の反り量は、表１に示すように、＋１００μｍ〜＋３００μｍになる。ここで、反り量とは、図１（ａ）に示す状態で平坦な板の上に置かれた直径１５０ｍｍのニッケルスタンパ１１の中心の裏面と前記平坦な板面との間の距離である。
【００１２】
【表１】
2011146114.tif 000003
次に、ニッケルスタンパ１１のパターン面１１ａが汚れないように保護膜を形成してから、ニッケルスタンパ１１の裏面１１ｂを平滑にするためテープ研磨加工などを行う。たとえば、アルミナ砥粒の番手４００の研磨テープで加工を行うと、図１（ｂ）に示すように、ニッケルスタンパ１１に加工歪層２０が形成されて、前記電鋳時の引張応力よりも大きい圧縮応力が発生してパターン面１１ａが凸面から凹形状に反る。
前記研磨テープのアルミナ砥粒の番手は４００番を使用したが、そのほか、番手２００〜１０００番手のアルミナ砥粒から選択することができる。電鋳後の引張応力はこの圧縮応力より小さくなるように電鋳時の電着条件が決められているので、テープ研磨加工後のニッケルスタンパ１１の研磨加工面は圧縮応力が支配的になる。
その結果、表１に示すように、テープ研磨後ニッケルスタンパ１１はパターン面１１ａからみて凹形状（以降、凹形状の反り量−と表記）に反り、その反り量は−５００μｍ〜−２００μｍになる。
次に、裏面のテープ研磨後のニッケルスタンパ１１を図２に示すスピンエッチャー１０を使用して、ウェットエッチングを行う。ニッケルスタンパ１１はパターン面１１ａを下、裏面１１ｂを上にして、外周部をピンチャック１２で支える。ピンチャック１２の中心には超音波距離センサ１３などが埋め込まれおり、ニッケルスタンパ１１のパターン面１１ａとの距離を常に計測している。予め反りの無いニッケル板などで反りゼロの位置を確認しておく。
【００１３】
ウェットエッチングは、ニッケルスタンパ１１を回転させながら、ニッケルスタンパ１１の裏面１１ｂにノズルでエッチング液、たとえば、希硫酸などをかけて行う。ウェットエッチングを始めるとテープ研磨に起因する研磨加工歪層２０が除去されるに従い、圧縮応力が低減するため、ニッケルスタンパ１１の反り量は小さくなり、超音波距離センサ１３で検出される距離も小さくなる。図１（ｃ）に示すように、反りゼロ位置になったら、エッチング液を停止し、別のノズルから純水を流して洗浄する。
この実施例によれば、平坦性の高いニッケルスタンパ１１が確実に、容易に作製できる。前記表１に示すように、エッチング後の反り量は±２５μｍ以内となれば、平坦性に問題が無いので、平坦性の高いニッケルスタンパ１１となる。このように、ニッケルスタンパ１１の反り量を２５μｍ以内で作製できると、パーティクルの増加が確認され始めるニッケルスタンパ１１の反り量は１００μｍであるので、充分に余裕を持ってパーティクルの発生を抑制することができる平坦性の高いスタンパを作製することができる。
次に、このニッケルスタンパ１１に、所定の寸法、たとえば外径φ９５ｍｍ、内径φ２０ｍｍに打抜き加工を行い、予め磁気記録媒体に塗布しておいたＳＯＧレジストなどにインプリントでパターンを転写する。
【００１４】
ニッケルスタンパ１１の反り量が小さいので、インプリント金型のセンターピンとの擦れによるパーティクル発生を抑制することができ、同じスタンパでインプリントを数百回繰り返すことができ、スタンパのコスト低減となり、磁気記録媒体のコスト低減となる。
（比較例）
外径φ１５０ｍｍのシリコン基板やガラス基板に、レジストを７０ｎｍの厚さに塗布して、電子線描画および現像処理を行いパターンを形成した原盤を作製する。次に、前記実施例と同様に、原盤から電鋳で厚さ２００〜３００μｍのニッケルスタンパを作製する。
インプリントに使用するニッケルスタンパを電鋳するとき、予め研磨で発生する反り量を計測して、電鋳条件を決定する。たとえば、ニッケル濃度６００ｇ／Ｌ、液温５０±１度、ｐＨ４．０、電流密度２０Ａ／ｃｍ2で行うことで引張応力（ニッケルスタンパの反り方向はパターン面からみて凸形状）になるようにする。前記表１に比較例の欄に示すようにニッケルスタンパの反り量は＋３００μｍ〜＋５００μｍの大きい引張応力とする。
次に、ニッケルスタンパのパターン面が汚れないように保護膜を形成してから、ニッケルスタンパのパターン裏面を平滑にするため、テープ研磨加工などを行う。たとえば、アルミナ砥粒の番手４００の研磨テープで加工を行うと、研磨加工歪層が形成されて圧縮応力が発生する。この圧縮応力を前記引張応力と同じにするのは難しいので、前記表１の比較例の欄に示すようにニッケルスタンパの反り量は−１５０μｍ〜＋１５０μｍのばらつきの大きなものになる。
【００１５】
この状態のニッケルスタンパに、所定の寸法、たとえば外径φ９５ｍｍ、内径φ２０ｍｍに打抜き加工を行い、予め磁気記録媒体に塗布しておいたＳＯＧレジストなどにインプリントでパターンを転写する。この際、スタンパの反り量のばらつきが大きいため、スタンパの反り量が１００μｍを超えるスタンパについては、同じスタンパでインプリントを数十回繰り返しただけでパーティクルが増大し、スタンパの交換が必要となるので、スタンパ費用のほか交換によるロスが発生してコストアップにつながる。
これに対し、前述した実施例のスタンパの製造方法によれば、反り量の小さな金属スタンパを安定して作製することができるので、スタンパの交換頻度を少なくすることができることから、コストダウンにつながる。
以上のとおり、本発明の製造方法によれば、電鋳や研磨で発生する応力が複雑な要因で変化しても、エッチング加工工程で反り量を調整できるため、反り量の小さなスタンパを安定して容易に製造することができ、製造コストの削減を図ることができる。また、前記特許文献２の記載のように電鋳と研磨で発生する応力を相殺させるとき、研磨の応力を調整する方法が考えられるが、本発明のようにエッチングでリアルタイムで反り量を検出するようにすれば、より高精度にスタンパの反り量を抑制することができる点で優れている。
【符号の説明】
【００１６】
１０      スピンエッチャー
１１      金属スタンパ（ニッケルスタンパ）
１１ａ    パターン面
１１ｂ    裏面
１２      ピンチャック
１３      超音波距離センサ
２０      研磨加工歪層
【図１】
2011146114.tif 000004
【図２】
2011146114.tif 000005