(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ１）基板上にエッチング対象物質層およびフォトレジスト層を順次形成する工程と、
（ａ２）前記フォトレジスト層の上面を直接覆うように金属層を形成し、さらに、この金属層の上面に直接形成された、所定周期で反復配列された構造の第１パターン形状を有するマスク層をマスクとして、前記金属層をエッチングすることにより、前記金属層を前記第１パターン形状にパターニングする工程と、
（ｂ）表面プラズモンを励起して、前記表面プラズモンによって伝達された光エネルギーが前記金属層のパターンの間の前記フォトレジスト層の部分露光するように分布させることにより、前記フォトレジスト層の上に、前記第１パターン形状よりも密度の高い第２パターン形状を形成するように、前記金属層の表面に光を照射する工程と、
（ｃ）前記パターニングされた金属層を除去し、前記フォトレジスト層を現像する工程と、
（ｄ）前記第２パターン形状にパターニングされたフォトレジスト層をマスクとして前記エッチング対象物質層をエッチングする工程と、を含むことを特徴とするナノパターニング方法。
【請求項２】
前記第１パターン形状は、ラインパターンであることを特徴とする請求項１に記載のナノパターニング方法。
【請求項３】
前記（ａ）工程は、
前記フォトレジスト層上に金属層及びポリマー層を順次形成する工程と、
前記ポリマー層に前記第１パターン形状を形成する工程と、
前記第１パターン形状にパターニングされたポリマー層をマスクとして前記金属層をエッチングし、前記ポリマー層を除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のナノパターニング方法。
【請求項４】
インプリントまたは電子ビームリソグラフィによって前記ポリマー層に前記第１パターン形状を形成することを特徴とする請求項３に記載のナノパターニング方法。
【請求項５】
前記（ａ）工程は、
前記エッチング対象物質層と前記フォトレジスト層との間に反射防止膜をさらに形成す
ることを特徴とする請求項１ないし４のうち何れか１項に記載のナノパターニング方法。
【請求項６】
前記（ｂ）工程は、
前記第１パターン形状が反復配列された方向に偏光された光を照射することを特徴とする請求項１ないし４のうち何れか１項に記載のナノパターニング方法。
【請求項７】
前記（ｂ）工程は、
前記第１パターン形状の周期より大きい波長の光を照射することを特徴とする請求項１ないし４のうち何れか１項に記載のナノパターニング方法。
【請求項８】
前記波長は、前記第１パターン形状の周期の４倍以上であることを特徴とする請求項７に記載のナノパターニング方法。
【請求項９】
（ａ１）基板上にフォトレジスト層を形成する工程と、
（ａ２）前記フォトレジスト層の上面を直接覆うように金属層を形成し、さらに、この金属層の上面に直接形成された、所定周期で反復配列された構造の第１パターン形状を有するマスク層をマスクとして、前記金属層をエッチングすることにより、前記金属層を前記第１パターン形状にパターニングする工程と、
（ｂ）表面プラズモンを励起して、前記表面プラズモンによって伝達された光エネルギーが前記金属層のパターンの間の前記フォトレジスト層の部分を露光するように分布させることにより、前記フォトレジスト層の上に、前記第１パターン形状よりも密度の高い第２パターン形状を形成するように、前記金属層の表面に光を照射する工程と、
（ｃ）前記パターニングされた金属層を除去し、前記フォトレジスト層を現像する工程と、
（ｄ）前記第２パターン形状にパターニングされたフォトレジスト層をマスクとして前記基板をエッチングする工程と、を含むことを特徴とするマスターの製造方法。
【請求項１０】
前記第１パターン形状は、ラインパターンであることを特徴とする請求項９に記載のマスターの製造方法。
【請求項１１】
前記（ａ）工程は、
前記フォトレジスト層上に金属層及びポリマー層を順次形成する工程と、
前記ポリマー層に前記第１パターン形状を形成する工程と、
前記第１パターン形状にパターニングされたポリマー層をマスクとして前記金属層をエッチングし、前記ポリマー層を除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項９に記載のマスターの製造方法。
【請求項１２】
インプリントまたは電子ビームリソグラフィによって前記ポリマー層に前記第１パターン形状を形成することを特徴とする請求項１１に記載のマスターの製造方法。
【請求項１３】
前記（ｂ）工程は、
前記第１パターン形状が反復配列された方向に偏光された光を照射することを特徴とする請求項９ないし１２のうち何れか１項に記載のマスターの製造方法。
【請求項１４】
前記（ｂ）工程は、
前記第１パターン形状の周期より大きい波長の光を照射することを特徴とする請求項９ないし１２のうち何れか１項に記載のマスターの製造方法。
【請求項１５】
前記波長は、前記第１パターン形状の周期の４倍以上であることを特徴とする請求項１４に記載のマスターの製造方法。
【請求項１６】
（ａ１）基板上に下地層、記録層、およびフォトレジスト層を順次形成する工程と、
（ａ２）前記フォトレジスト層の上面を直接覆うように金属層を形成し、さらに、この金属層の上面に直接形成された、同心円をなすラインパターンが所定周期で反復配列された構造の第１パターン形状を有するマスク層をマスクとして、前記金属層をエッチングすることにより、前記金属層を前記第１パターン形状にパターニングする工程と、
（ｂ）前記パターニングされた金属層に表面プラズモンが励起されて前記フォトレジスト層が、前記第１パターン形状よりも密度の高い第２パターン形状に露光されるように光を照射する工程と、
（ｃ）前記パターニングされた金属層を除去し、前記フォトレジスト層を現像する工程と、
（ｄ）前記第２パターン形状にパターニングされたフォトレジスト層をマスクとして前記記録層をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする離散トラック磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１７】
前記（ａ）工程は、
前記フォトレジスト層上に金属層及びポリマー層を順次形成する工程と、
前記ポリマー層に前記第１パターン形状を形成する工程と、
前記第１パターン形状にパターニングされたポリマー層をマスクとして前記金属層をエッチングし、前記ポリマー層を除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項１６に記載の離散トラック磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１８】
インプリントまたは電子ビームリソグラフィによって前記ポリマー層に前記第１パターン形状を形成することを特徴とする請求項１７に記載の離散トラック磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１９】
前記（ｂ）工程は、
前記第１パターン形状が反復配列された方向に偏光された光を照射することを特徴とする請求項１６ないし１８のうち何れか１項に記載の離散トラック磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２０】
前記基板を、前記同心円の軸を回転軸として回転駆動しつつ、前記第１パターン形状が反復配列された方向の偏光軸を有する偏光板を通じて光を照射することを特徴とする請求項１９に記載の離散トラック磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２１】
前記偏光板を、前記同心円の半径方向に沿って動くように駆動して光を照射することを特徴とする請求項２０に記載の離散トラック磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２２】
前記（ｂ）工程は、
前記第１パターン周期より大きい波長の光を照射することを特徴とする請求項１６ないし１８のうち何れか１項に記載の離散トラック磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面プラズモン効果を利用して高いパターン密度を具現するナノパターニング方法、それを利用してナノパターンを複製しうるナノインプリント用マスター及び高密度磁気記録用離散トラック磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、微細線間幅を具現しうるナノパターニング方法に対する関心が高まっている。例えば、半導体装置では、高い集積度をなすために単位面積にさらに多くの素子を配することが要求され、このために高密度の微細パターンを形成する工程の開発を必要とする。
【０００３】
また、磁気記録分野でも、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）の高記録密度化が要求されるにつれて、それに相応する記録媒体として、離散トラック媒体、ビットパターン媒体のようなパターン媒体が開発されている。パターン媒体としては、情報が記録される記録領域がトラック単位で離隔される形態の離散トラック媒体、記録領域がビット単位で離隔された構造のビットパターン媒体があり、これらを製造するためには、微細パターンを形成する工程が必須的に要求される。
【０００４】
このような微細パターンを一般的なフォトリソグラフィ工程によって形成することには限界があって、電子ビームリソグラフィやナノインプリントを利用する方法についての研究が進められている。
【０００５】
図１Ａないし図１Ｄは、電子ビームリソグラフィを利用する一般的なナノパターニング方法を説明する図面である。図面を参照すれば、図１Ａのように、まず、基板１０上にエッチング対象物質層２０と電子ビームレジスト層３０とを形成する。次いで、図１Ｂのように、製造しようとするパターン形状によって電子ビームを照射する露光工程後、図１Ｃのように現像してレジスト層３０にパターンを形成する。次いで、パターニングされたレジスト層３０をマスクとしてエッチング対象物質層２０をエッチングし、レジスト層３０を除去すれば、図１Ｄのようにナノパターンが形成される。エッチング対象物質層２０によって深い構造のパターンを安定的に具現しようとする場合には、エッチング対象物質層２０とレジスト層３０との間にＳｉＯ２のようなハードマスク層をさらに形成し、レジスト層３０のパターンをハードマスク層に転写した後、エッチング対象物質層２０をエッチングして微細パターンを形成することも可能である。
【０００６】
電子ビームリソグラフィを利用する前記のような製造方法は、一般的なフォトリソグラフィ工程と比較するとき、微細線間幅をさらに精密に制御しうるという利点があるが、パターン密度が高まるにつれてさらに高い分解能及びさらに長い露光時間が必要となって高い工程コストが発生し、欠陥数が増加する確率が高まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の必要性によって案出されたものであって、表面プラズモン効果を利用して微細線間幅と高いパターン密度とを具現するナノパターニング方法、これを利用してナノインプリント用マスター及び離散トラック磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の実施形態によるナノパターニング方法は、（ａ）基板上にエッチング対象物質層、フォトレジスト層及び所定周期で反復配列された構造の第１パターン形状にパターニングされた金属層を順次形成する工程と、（ｂ）前記パターニングされた金属層に表面プラズモンが励起されて前記フォトレジスト層が第２パターン形状に露光されるように大きい光を照射する工程と、（ｃ）前記パターニングされた金属層を除去し、前記フォトレジスト層を現像する工程と、（ｄ）前記第２パターンにパターニングされたフォトレジスト層をマスクとして前記エッチング対象物質層をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法は、（ａ）基板上にフォトレジスト層及び所定周期で反復配列された構造の第１パターン形状にパターニングされた金属層を順次形成する工程と、（ｂ）前記パターニングされた金属層に表面プラズモンが励起されて前記フォトレジスト層が第２パターン形状に露光されるように光を照射する工程と、（ｃ）前記パターニングされた金属層を除去し、前記フォトレジスト層を現像する工程と、（ｄ）前記第２パターンにパターニングされたフォトレジスト層をマスクとして前記基板をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法は、（ａ）基板上に下地層、記録層、フォトレジスト層及び同心円をなすラインパターンが所定周期で反復配列された構造の第１パターン形状にパターニングされた金属層を順次形成する工程と、（ｂ）前記パターニングされた金属層に表面プラズモンが励起されて前記フォトレジスト層が第２パターン形状に露光されるように光を照射する工程と、（ｃ）前記パターニングされた金属層を除去し、前記フォトレジスト層を現像する工程と、（ｄ）前記第２パターンにパターニングされたフォトレジスト層をマスクとして前記記録層をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によって製造された離散トラック磁気記録媒体は、低いパターン密度の第１パターンを形成した後、さらに高いパターン密度を具現するので、さらに容易に高密度のパターンを形成できるので、高密度磁気記録に適した離散トラック磁気記録媒体を提供しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。以下の図面で、同じ参照符号は、同じ構成要素を表し、図面上で各構成要素のサイズは、説明の明瞭性及び便宜上誇張されている。
【００１３】
図２Ａないし図２Ｋは、本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。図２Ａを参照すれば、まず、基板１１０上にエッチング対象物質層１２０、フォトレジスト層１４０、金属層１５０、ポリマー層１６０を形成する。エッチング対象物質層１２０とフォトレジスト層１４０との間には、露光工程時に照射された光が基板１１０から反射されてフォトレジスト層１４０を再び露光することを防止するためにＢＡＲＣ（Ｂｏｔｔｏｍ  Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ，底部反射防止膜）のような反射防止膜１３０がさらに備えられる。金属層１５０は、後述する工程で表面プラズモンを励起してフォトレジスト層１４０を露光するために形成されるものであって、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗのうち何れか一つの金属で形成される。金属層１５０は、スパッタ、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，プラズマ増強化学気相蒸着）、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，低圧化学気相蒸着）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，原子層堆積）のような工程を使用して形成しうる。ポリマー層１６０は、所定パターンを有するようにパターニングされた後、金属層１５０をエッチングするマスクとして使われるためのものであって、ポリマー層１６０をパターニングする方法によって適切な物質として選択される。例えば、紫外線硬化性ポリマーまたは熱硬化性ポリマー材質からなるナノインプリント用レジンが採用される。具体的に、光開始剤が含まれたアクリレート系の有機ポリマーまたは有機−無機ハイブリッドポリマーを使用でき、光デバイス用の紫外線硬化性ネガティブフォトレジストを使用しうる。また、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，ポリメチルメタクリレート）のような熱インプリントレジン、ＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ，水素シルセスキオキサン）のような無機スピン・オン・ガラスポリマーを使用しうる。ポリマー層１６０の形成は、ディスペンシング、スピンコーティング、スプレイコーティング、ディープコーティング、インクジェットコーティングまたは真空蒸着などの方法を使用しうる。また、電子ビームリソグラフィによってパターニングする場合には、ポリマー層１６０を電子ビームレジスト物質で形成する。
【００１４】
次いで、図２Ｂのように、所定パターンが形成されたナノインプリント用マスター１９０を準備する。マスター１９０は、例えば、Ｓｉ、石英（Ｑｕａｒｔｚ）、Ｎｉのような材質で形成され、ポリマー層１６０に形成しようとする第１パターンがエッチングされた形状になっている。第１パターンは、例えば、ラインパターンが所定周期で反復された形状を有し、エッチング対象物質層１２０に形成しようとする第２パターンに比べて低いパターン密度を有させる。例えば、第１パターンの線間幅は、第２パターンの線間幅より大きくでき、パターンが反復された周期を第２パターンの周期の数倍ほどに大きくしうる。
【００１５】
次いで、図２Ｃのように、マスター１９０をポリマー層１６０上に積んでインプリントし、このとき、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｒａｙ，紫外線）を照射し、ポリマー層１６０の材質によって熱を加えることも可能である。これにより、図２Ｄのように、第１パターンにポリマー層１６０がパターニングされる。
【００１６】
ここで、ポリマー層１６０を第１パターンにパターニングする方法については、ナノインプリント方法を例示して説明したが、ポリマー層１６０を電子ビームレジスト物質で形成し、電子ビームリソグラフィによってパターニングすることも可能である。
【００１７】
次いで、前記パターニングされたポリマー層１６０をマスクとして金属層１５０をエッチングし、ポリマー層１６０を除去すれば、図２Ｅのように、金属層１５０が第１パターンにパターニングされる。金属層１５０のエッチングは、湿式エッチング、イオンビームミリングまたはプラズマＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ，反応性イオンエッチング）工程によって行なわれる。
【００１８】
次いで、図２Ｆは、金属層１５０の表面に表面プラズモンを励起させてフォトレジスト層１４０を露光する工程である。表面プラズモンが励起される条件については、多様な分野で研究されており、例えば、小型スリットが反復形成された金属薄膜にスリットの配列周期より十分に大きい波長の光が入射する場合、スリットを横切る方向に偏光された光が、表面プラズモンを励起させると知られている。本発明は、このような表面プラズモン効果を利用してフォトレジスト層１４０を露光する。すなわち、ラインパターンが反復配列された構造の第１パターンにパターニングされた金属層１５０にパターン周期Ｔより十分に大きい波長の光、望ましくは、４Ｔ以上の波長を有する光が入射する場合、金属層１５０の表面で表面プラズモンが励起され、これが、表面プラズモン波の形態で金属層１５０の表面に沿ってフォトレジスト層１４０に光エネルギーを伝達する。ここで、金属層１５０の励起に寄与する光は、第１パターンが反復配列された方向、すなわち、ラインパターンの長手方向に垂直である方向に偏光された光であり、図示したようなＰ偏光の光である。しかし、このために、入射光をＰ偏光で偏光させて照射せねばならないものではない。無偏光の光、すなわち、任意の偏光がランダムに存在する光を照射する場合、Ｐ偏光以外の偏光状態の光は、パターニングされた金属層１５０を透過できず、Ｐ偏光の光のみが表面プラズモンの励起に寄与するためである。但し、効率を考慮して、偏光板を利用してＰ偏光の光のみを照射することも可能である。フォトレジスト層１４０に形成される露光パターンは、フォトレジスト層１４０に伝達される光エネルギーの分布パターンによって決定され、前記光エネルギーの分布パターンは、パターニングされた金属層のパターン周期Ｔ、厚さｔ、線間幅ｗによって変わる。例えば、図２Ｇに示したように、金属層１５０の表面両側に所定線間幅でフォトレジスト層１４０が露光される分布となるか、または図２Ｈに示したように、隣接する表面で発生する表面プラズモン波の相互作用によってパターン間の中間部分が露光される分布となりうる。図示した２つのパターンは、例示的なものであり、第１パターンの金属層１５０のパターン周期Ｔ、厚さｔ、線間幅ｗを適切に調節することによって、露光パターンは、多様に変形される。いかなる場合でも、フォトレジスト層１４０を露光する光エネルギーは、金属層１５０の表面に沿ってのみフォトレジスト層１４０に伝達されるので、金属層１５０の線間幅に比べて小さい線間幅を有し、パターン間の間隔も減少した形態の露光パターンを形成する。例えば、フォトレジスト層１４０に形成されたパターンのパターン密度は、金属層１５０のパターン密度より少なくとも２倍以上となる。フォトレジスト層１４０に形成された露光パターンは、エッチング対象物質層１２０に形成しようとする第２パターンとなる。
【００１９】
金属層１５０をストリップすれば、図２Ｉのような形状となり、次いで、フォトレジスト層１４０を現像すれば、図２Ｊのように、フォトレジスト層１４０は、第２パターンにパターニングされた形状を有する。フォトレジスト層１４０の現像時に金属層１５０を共に除去することも可能である。
【００２０】
次いで、パターニングされたフォトレジスト層１４０をマスクとしてＯ２プラズマアッシングによって反射防止膜１３０を除去及びＲＩＥのようなドライエッチングを通じてエッチング対象物質層１２０をエッチングした後、残りのフォトレジスト層１４０及び反射防止膜１３０を除去すれば、図２Ｋのように、エッチング対象物質層１２０が第２パターンに形成される。
【００２１】
本発明の実施形態によるナノパターニング方法によれば、まず低密度パターンを形成した後、これから高密度のパターンを具現するので、微細なパターンをさらに容易に形成しうる。
【００２２】
図３Ａないし図３Ｊは、本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。マスターは、所定の微細パターン構造を多量複製しうるように製造されるものであって、本発明のナノパターニング方法を利用して製造しうる。
【００２３】
図３Ａを参照すれば、基板２１０上にフォトレジスト層２４０、金属層２５０、ポリマー層２６０を形成する。基板２１０とフォトレジスト層２４０との間には、露光工程時に照射された光が基板２１０から反射されてフォトレジスト層２４０を再び露光することを防止するために、ＢＡＲＣ（Ｂｏｔｔｏｍ  Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ）のような反射防止膜２３０がさらに備えられる。基板２１０は、Ｓｉ、石英（Ｑｕａｒｔｚ）、Ｎｉのような材質で形成される。金属層２５０は、表面プラズモンを励起してフォトレジスト層２４０を露光するために形成されるものであって、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗのうち何れか一つの金属で形成される。ポリマー層２６０は、所定のラインパターンを有するようにパターニングされた後、金属層２５０をエッチングするマスクとして使われるためのものであって、ポリマー層２６０をパターニングする方法によって適切な物質として選択され、例えば、電子ビームレジスト物質で形成する。
【００２４】
次いで、図３Ｂのように、電子ビームを照射し、ポリマー層２６０を第１パターンに露光する。第１パターンは、例えば、ラインパターンが所定周期で反復された形状を有し、製造しようとするマスターに形成される第２パターンに比べて低いパターン密度を有するようにする。第１パターンの線間幅は、第２パターンの線間幅より大きくし、パターンが反復された周期を第２パターンの周期の数倍ほどに大きくしうる。
【００２５】
次いで、図３Ｃのように、ポリマー層２６０を現像し、第１パターンにパターニングされたポリマー層２６０をマスクとして金属層２５０をエッチングすれば、図３Ｄのように、金属層２５０が第１パターンにパターニングされる。
【００２６】
ここで、ポリマー層２６０を第１パターンにパターニングする方法については、電子ビームリソグラフィ方法を例示して説明したが、ポリマー層２６０をナノインプリント方法によって第１パターンにパターニングすることも可能である。
【００２７】
次いで、図３Ｅのように、パターニングされた金属層２５０の表面に表面プラズモンが励起されるように光を照射する。パターン周期Ｔ、厚さｔ、線間幅ｗを適切に調節してフォトレジスト層２４０の露光パターンを調節でき、例えば、表面プラズモン波によって伝えられる光エネルギーによる露光パターンは、図３Ｆまたは図３Ｇのようなパターンとなりうる。次いで、金属層３５０をストリップすれば、図３Ｈのような形状となる。次いで、図３Ｉのように、フォトレジスト層３４０を現像し、第２パターンにパターニングされたフォトレジスト層３４０をマスクとして反射防止膜３３０の除去及び基板３１０をエッチングした後、残りのフォトレジスト層３４０と反射防止膜３３０とを除去すれば、図３Ｊのような第２パターンを有するマスターが製造される。
【００２８】
このように製造されたマスターは、図３Ｂで電子ビームリソグラフィによって形成した第１パターンに比べて高いパターン密度を有するように形成され、これを利用して微細パターンを多量複製しうる。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態で製造しようとする離散トラック磁気記録媒体の概略的な構造を示す図面であり、図５Ａないし図５Ｌは、本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【００３０】
図４を参照すれば、離散トラック磁気記録媒体は、記録層が同心円上のラインパターンに沿ってパターニングされた構造であり、図５Ａないし図５Ｌで説明する図面は、Ａ−Ａ’ラインの断面図である。
【００３１】
図５Ａを参照すれば、まず、基板３１０上に下地層３１５、記録層３２０、フォトレジスト層３４０、金属層３５０、ポリマー層３６０を順次形成する。記録層３２０とフォトレジスト層３４０との間には、露光工程時の照射光が基板３１０から反射されてフォトレジスト層３４０を再び露光することを防止するためにＢＡＲＣのような反射防止膜３３０がさらに備えられる。下地層３１５は、例えば、ＮｉやＦｅを含んでなる軟磁性層及びＲｕのような物質からなる中間層を備える。記録層３２０としては、垂直磁気異方性の良好な磁性物質、例えば、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｄのうち何れか一つ以上を含む磁性物質が採用される。金属層３５０は、表面プラズモンを励起してフォトレジスト層３４０を露光するために形成されるものであって、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗのうち何れか一つの金属で形成される。ポリマー層３６０は、所定のラインパターンを有するようにパターニングされた後、金属層３５０をエッチングするマスクとして使われるためのものであって、ポリマー層３６０をパターニングする方法に応じた適切な物質が選択される。例えば、紫外線硬化性ポリマーまたは熱硬化性ポリマー材質からなるナノインプリント用レジンが採用される。
【００３２】
次いで、図５Ｂのように、所定パターンが形成されたナノインプリント用マスター３９０を準備する。マスター３９０は、例えば、Ｓｉ、石英（Ｑｕａｒｔｚ）、Ｎｉのような材質で形成され、ポリマー層３６０に形成しようとする第１パターンが刻まれた形状になっている。第１パターンは、記録層３２０に形成しようとする第２パターンに比べて低いパターン密度を有させる。
【００３３】
次いで、図５Ｃのように、マスター３９０をポリマー層３６０上に積んでインプリントし、このとき、ＵＶを照射する。ポリマー層３６０の材質によってインプリント工程時に熱を加えることも可能である。インプリント工程後に、図５Ｄのように、第１パターンにポリマー層３６０がパターニングされる。
【００３４】
ここでも、ポリマー層３６０を第１パターンにパターニングすることは、ナノインプリント方法だけでなく、ポリマー層３６０を電子ビームレジスト物質で形成し、電子ビームリソグラフィによってパターニングすることも可能である。
【００３５】
次いで、前記パターニングされたポリマー層３６０をマスクとして金属層３５０をエッチングし、ポリマー層３６０を除去すれば、図５Ｅのように、金属層３５０が第１パターンにパターニングされる。
【００３６】
次いで、図５Ｆのようにパターニングされた金属層３５０の表面に表面プラズモンが励起されるように光を照射する。照射する光の波長は、第１パターンの周期に比べて大きい波長、望ましくは、４Ｔ以上の周期を有するようにする。金属層３５０への表面プラズモンの励起に寄与する光は、第１パターンが反復配列された方向、すなわち、ラインパターンの長手方向に垂直である方向であり、図示したようなＰ偏光の光である。しかし、このために入射光をＰ偏光で偏光させて照射せねばならないものではない。無偏光の光、すなわち、任意の偏光がランダムに存在する光を照射する場合、Ｐ偏光以外の偏光状態の光は、パターニングされた金属層３５０を透過できず、Ｐ偏光の光のみが表面プラズモンの励起に寄与するためである。但し、効率を考慮して、偏光板を利用してＰ偏光の光のみを照射することも可能である。
【００３７】
図５Ｇは、Ｐ偏光の光を照射する方法を例示した図面である。図面を参照すれば、無偏光の光が偏光板４８０を通じてＰ偏光の光として金属層３５０に入射する。このとき、金属層３５０のラインパターンは、同心円を形成するパターンであるので、光が照射される間に、前記層が形成された基板３１０を前記同心円の軸（Ｚ軸）を回転軸として回転する回転ステージ４７０に上げた後、例えば、スピンドルモータのような第１駆動部によって回転駆動させうる。このように光を照射すれば、同心円上のラインパターンのいかなる部分でもラインパターンが反復配列された方向、すなわち、半径方向（Ｒ方向）の偏光を有する光が入射される。偏光板４８０の半径方向の長さが、基板３１０の半径をカバーする長さとならない場合、偏光板４８０を第２駆動部によって半径方向に動かしながら光を照射することも可能である。
【００３８】
Ｐ偏光の光によって金属層３５０の表面に励起された表面プラズモンは、金属層３５０の表面に沿ってフォトレジスト層３４０に光エネルギーを伝達して露光パターンを形成する。金属層３５０の第１パターンの周期（Ｔ）、厚さ（ｔ）、線間幅（ｗ）を適切に調節して、フォトレジスト層３４０の露光パターンを調節でき、例えば、表面プラズモン波によって伝えられる光エネルギーによる露光パターンは、例えば、図５Ｈに示したように、金属層３５０の表面の両側に所定の線間幅でフォトレジスト層３４０が露光される分布となるか、または図５Ｉに示したように、隣接する表面で発生する表面プラズモン波の相互作用によってパターン間の中間部分が露光される分布となりうる。図示した２つのパターンは、例示的なものであり、第１パターンの金属層３５０のパターン周期（Ｔ）、厚さ（ｔ）、線間幅（ｗ）を適切に調節することによって、露光パターンは、多様に変形される。いかなる場合でも、フォトレジスト層３４０を露光する光エネルギーは、金属層３５０の表面に沿ってのみフォトレジスト層３４０に伝達されるので、金属層３５０の線間幅に比べて小さい線間幅を有し、パターン間の間隔も減少した形態の露光パターンを形成する。例えば、フォトレジスト層３４０に形成されたパターンのパターン密度は、金属層３５０のパターン密度より少なくとも２倍以上となる。
【００３９】
次いで、金属層３５０をストリップすれば、図５Ｊのような形状となる。次いで、図５Ｋのように、フォトレジスト層３４０を現像し、第２パターンにパターニングされたフォトレジスト層３４０をマスクとして反射防止膜３３０の除去及び記録層３２０をエッチングした後、残りのフォトレジスト層３４０と反射防止膜３３０とを除去すれば、図５Ｌのように、記録層３２０が第２パターンにパターニングされた離散トラック磁気記録媒体が製造される。
【００４０】
記録層３２０上には、記録層３２０を外部から保護する保護膜（図示せず）と保護膜の摩耗を防止する潤滑膜（図示せず）とが一般的にさらに形成され、この工程は、図５Ｌ以後に行なわれる。または、図５Ａ工程で、記録層３２０上に保護膜及び潤滑膜をまず形成した後、次の工程を進めることも可能である。
【００４１】
このような本願発明のナノパターニング方法、これを利用したマスター及び離散トラック磁気記録媒体の製造方法は、理解を助けるために、図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるものである。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、磁気記録媒体関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】微細パターンを形成する一般的な方法を説明する図面である。
【図１Ｂ】微細パターンを形成する一般的な方法を説明する図面である。
【図１Ｃ】微細パターンを形成する一般的な方法を説明する図面である。
【図１Ｄ】微細パターンを形成する一般的な方法を説明する図面である。
【図２Ａ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｄ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｅ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｆ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｇ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｈ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｉ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｊ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図２Ｋ】本発明の実施形態によるナノパターニング方法を説明する図面である。
【図３Ａ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｅ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｆ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｇ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｈ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｉ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図３Ｊ】本発明の実施形態によるナノインプリント用マスターの製造方法を説明する図面である。
【図４】本発明の実施形態で製造しようとする離散トラック磁気記録媒体の概略的な構造を示す図面である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｅ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｆ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｇ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｈ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｉ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｊ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｋ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【図５Ｌ】本発明の実施形態による離散トラック磁気記録媒体の製造方法を説明する図面である。
【符号の説明】
【００４４】
１１０  基板
１２０  エッチング対象物質層
１３０  反射防止膜
１４０  フォトレジスト層
１５０  金属層
１６０  ポリマー層
１９０  マスター
【図１Ａ】
0005345812.tif 000002
【図１Ｂ】
0005345812.tif 000003
【図１Ｃ】
0005345812.tif 000004
【図１Ｄ】
0005345812.tif 000005
【図２Ａ】
0005345812.tif 000006
【図２Ｂ】
0005345812.tif 000007
【図２Ｃ】
0005345812.tif 000008
【図２Ｄ】
0005345812.tif 000009
【図２Ｅ】
0005345812.tif 000010
【図２Ｆ】
0005345812.tif 000011
【図２Ｇ】
0005345812.tif 000012
【図２Ｈ】
0005345812.tif 000013
【図２Ｉ】
0005345812.tif 000014
【図２Ｊ】
0005345812.tif 000015
【図２Ｋ】
0005345812.tif 000016
【図３Ａ】
0005345812.tif 000017
【図３Ｂ】
0005345812.tif 000018
【図３Ｃ】
0005345812.tif 000019
【図３Ｄ】
0005345812.tif 000020
【図３Ｅ】
0005345812.tif 000021
【図３Ｆ】
0005345812.tif 000022
【図３Ｇ】
0005345812.tif 000023
【図３Ｈ】
0005345812.tif 000024
【図３Ｉ】
0005345812.tif 000025
【図３Ｊ】
0005345812.tif 000026
【図４】
0005345812.tif 000027
【図５Ａ】
0005345812.tif 000028
【図５Ｂ】
0005345812.tif 000029
【図５Ｃ】
0005345812.tif 000030
【図５Ｄ】
0005345812.tif 000031
【図５Ｅ】
0005345812.tif 000032
【図５Ｆ】
0005345812.tif 000033
【図５Ｇ】
0005345812.tif 000034
【図５Ｈ】
0005345812.tif 000035
【図５Ｉ】
0005345812.tif 000036
【図５Ｊ】
0005345812.tif 000037
【図５Ｋ】
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【図５Ｌ】
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