(57)【要約】【課題】基板やインプリントされた特性領域に対して害を及ぼさずに、基板からスタンパを分離させるための方法及び装置を提供する。【解決手段】パターン形成された基板からスタンパを分離するための方法は、上面と開口部を持つ下面を有する基板を設けるステップと、基板を保持するように構成されたサポート機構を設けるステップと、パターンが形成され基板と接触するように構成されたスタンパを設けるステップを含んでおり、スタンパが基板と接触すると基板の開口部にチャンバーが形成されることを特徴としており、さらに、加圧空気をチャンバーに送り込むためのチャンバーに通じる通路を設けるステップと、そして、通路を通じて加圧空気をチャンバーに送り、基板からのスタンパの分離を開始するステップとを含んでいる。【選択図】図６
2007230235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成された基板からスタンパを分離する方法において、
インプリント可能なレジスト層を有する上面と開口部を有する下面を持つ基板を設けるステップと、
前記基板を保持するように構成されたサポート機構を設けるステップと、
形成されたパターンを有し、前記基板の上面と接触して形成されたパターンを前記インプリント可能なレジスト層に転写するように構成されたスタンパで、スタンパが基板と接触した場合に前記基板の開口部内にチャンバーを形成するようにスタンパを設けるステップと、
前記チャンバー内に加圧空気を導入するためにチャンバーに通じる通路を形成するステップと、
前記チャンバーに前記通路を通じて加圧空気を送り、基板からのスタンパの分離を開始するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記サポート機構が真空チャックを有し、さらに前記基板を吸引力で保持するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記吸引力が前記加圧空気による力より大きいことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記インプリント可能なレジスト層を硬化させて、前記通路を通じて加圧空気を送りこむ前に固化させておくステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記最初の分離後に機械的装置を用いて前記基板とスタンパを離すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記スタンパを切り離し処理して基板から分離し易くするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記形成されたパターンがデータ記録ビットに対応したナノ・スケールの特性領域を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記インプリント可能なレジスト層が自律的に分離することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記基板が特性領域エッチング・プロセスを受けるように選択された表面層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記基板が前記表面層とインプリント可能なレジスト層との間の接着性を増強するための接着促進剤をさらに有していることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
特性領域エッチング・プロセスを実施するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記特性領域エッチング・プロセスに続いて前記基板を磁性層で覆い、パターン形成された磁気媒体を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記基板が内径及び外径を有するディスクであり、パターン形成された磁気媒体として前記基板を記憶装置内に組み込むステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
パターン形成された基板からスタンパを分離する方法において、
インプリント可能なレジスト層を有する上面と開口部を有する下面を持つ基板を設けるステップと、
吸引力で前記基板を保持するように構成された真空チャックを設けるステップと、
パターンが形成されており、前記基板の上面と接触してその形成されたパターンをインプリント可能なレジスト層に転写するように構成されたスタンパで、スタンパが基板と接触すると基板の開口部内にチャンバーが形成されるようにスタンパを設けるステップと、
前記チャンバー内に加圧空気を導入するために真空チャックを通してチャンバーに通じる通路を設けるステップと
前記チャンバーへの通路を通じて加圧空気を送り、前記基板からのスタンパの分離を開始するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記加圧空気による力より大きな吸引力で前記基板を保持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記形成されたパターンがデータ記録ビットに対応するナノ・スケールの特性領域を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記基板が特性領域エッチング・プロセスを受けるように選択された表面層を有していることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記基板が内径及び外径を有するディスクであり、パターン形成された磁気媒体として前記基板を記憶装置内に組み込むステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
パターン形成された基板からスタンパを分離する方法において、
インプリント可能なレジスト層を有する上面と開口部を有する下面を持つ基板、特性領域エッチング・プロセスを受けるように選択された表面層、及び前記表面層とインプリント可能なレジスト層との間の粘着性を強化するための接着促進剤を設けるステップと、
吸引力で前記基板を保持するように構成された真空チャックを設けるステップと、
パターンが形成されており、前記基板の上面と接触してその形成されたパターンをインプリント可能なレジスト層に転写するように構成されスタンパで、スタンパが前記基板と接触すると基板の開口部にチャンバーが形成され、さらにその形成されたパターンがデータ記録ビットに対応したナノ・スケールの特性領域を含むようにスタンパを設けるステップと、
前記スタンパを切り離し処理して前記基板から分離し易くするステップと、
前記チャンバー内に加圧空気を導入するために真空チャックを通してチャンバーに通じる通路を設けるステップと、
前記基板を吸引力で保持するステップと、
前記通路を通じてチャンバーに加圧空気を送り、前記基板からのスタンパの分離を開始するステップと、
を含み、前記吸引力が加圧空気による力より大きいことを特徴とする方法。
【請求項２０】
パターン形成された基板からスタンパを分離するための装置において、
インプリント可能なレジスト層を有する上面と開口部を有する下面を持つ基板と、
前記基板を保持するように構成されたサポート機構と、
パターンが形成されており、前記基板の上面と接触してその形成されたパターンをインプリント可能なレジスト層に転写するように構成され、前記基板と接触するとその基板の開口部にチャンバーが形成されるように構成されるスタンパと、
前記チャンバーに加圧空気を導入するために、前記チャンバーに通じる通路と、
前記基板からのスタンパの分離を開始するために前記通路を介して前記チャンバーに送られる加圧空気の供給源と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記サポート機構が、前記基板を吸引力で保持するように構成された真空チャックを有し、前記吸引力が前記加圧空気の力より大きいことを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記通路が前記真空チャックを介して前記チャンバーに通じていることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記スタンパが前記基板から分離し易くするための切り離し処理を行うことを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２４】
前記インプリント可能なレジスト層が、前記スタンパから分離される前に、重合することを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２５】
前記基板が内径と外径を有するディスクであり、パターン形成された磁気媒体として記憶装置に組み込まれることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板にパターン形成を行うための方法及び装置に関するものであり、より具体的には、パターン形成された基板からスタンパを分離するための方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノインプリント技術は過去１０年間の間に急速に発展してきており、ナノメートル・スケールの構造の複製に関して有望な成果を達成している。こうした技術的改良は集積回路（ＩＣ）、微細電子機械システム（ＭＥＭＳ）、及び磁性記憶媒体などいくつかの成長産業にとっては恩恵となっている。しかしながら、微細構造の複製はインプリンティング・プロセスをより精密なものとするために克服しなければならないいくつかの問題を伴う。最善の結果を得るためには、例えば、摩擦力や接着力などを克服しなければならない。さらに、インプリンティング・プロセスを前進させ、そのプロセスのコスト効果を高めるために廉価な機構とシンプルな方法が必要となる。
【０００３】
記憶装置で使用するためのパターン形成した磁気媒体をつくるための効果的な方法として、インプリント（あるいは「ナノインプリント」）リソグラフィが提案されている。インプリント・リソグラフィはレジストにパターン形成するために鋳型（スタンパ）あるいは機械的な力を用いる。いくつかの実施の形態で、形成されたパターンが電子ビーム・リソグラフィを用いてスタンパの表面に高解像度につくられる。しかしながら、電子ビーム・リソグラフィは比較的高価で、時間のかかるプロセスで、場合によっては１つのパターンを完成するために数ヶ月を要する場合もある。しかし、電子ビームで形成されたパターンを基板表面に移すための比較的廉価なプロセスで仕上げられたスタンパを繰り返し用いられる場合がある。
【０００４】
図１Ａ−１Ｆは、データ記録ビットをつくるためのピラー１０８などのナノ・スケールの特性を形成するための先行技術に基づくインプリント・リソグラフィ・プロセスを受ける基板１００を示す断面図である。基板１００はレジスト層１０２を含んでいる（図１Ａ）。レジスト層１０２はスタンパ１０４によって成形され、硬化され、レジストにピラー１０６を作り出す（図１Ｂ−１Ｃ）。レジスト層１０２は、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）プロセス中にイオン１１４を遮るためのマスクとして機能する。ピラー１０８はエッチングによって基板１００に加工される（図１Ｅ）。磁性層１１０はその後でピラー１０８上に蒸着されて（図１Ｆ）、データ記録ビットのための磁性アイランドを提供し、それによってパターン形成された磁気媒体の基盤を形成する。
【０００５】
インプリント・リソグラフィ・プロセスは、通常、レジストを紫外線（ＵＶ）光あるいは熱エネルギーで硬化させることを必要とする。熱インプリンティングでは、スタンパ１０４、サンプル基板１００、あるいはその両方をインプリンティング・プロセス中に加熱してレジスト層１０２を柔らかくする。冷却後、インプリントされたレジストのパターンあるいは特性領域１０６が固化して、スタンパ１０４を取り外してもインプリントされた形状を保持する。
【０００６】
紫外線硬化インプリンティングにおいて、透明なスタンパ１０４を液体感光性樹脂レジスト１０２で被覆された基板１００に押し付ける。紫外線光１１２に露光した後（図１Ｂ）、レジスト内の光開始剤がレジスト１０２を重合させて固体化し、硬化されたレジスト層１０２内に固化されたトポグラフィックな（インプリントされたレジストの）特性領域１０６を残す（図１Ｃ）。硬化プロセス中にスタンパ１０４及び／又は基板１００に圧力をかけて、感光性樹脂レジスト１０２内に質の高い特性領域が確実に形成されるようにしてもよい。
【０００７】
図示されている実施の形態で、スタンパ１０４は微細な穴１１６を有しており、これをパターン形成された磁気媒体のデータ記録ビットに対応してパターン形成することもできる。パターン形成された媒体は、増加したビット密度と従来の多粒子磁気媒体より高い熱安定性を有する記憶容量を提供することができる。パターン形成された媒体は、図示されたインプリント・リソグラフィ・プロセス以外に当業者に公知の種々の方法を用いて形成することもできる。
【０００８】
パターン形成された媒体を形成するために、通常は高度に規則正しく配列されたピラー１０８、あるいは磁気アイランドが、基板１００の表面に形成される。高密度は複数の（通常１０個以上の）ランダム粒子を収容するのに十分なトラック幅でではなく、トラック内で１つのアイランド幅でデータを保存することで達成される。１つの実施の形態で、ピラー１０８あるいは穴１１６の直径はほぼ２０ｎｍである。パターン形成された媒体を用いて、１平方インチあたり１テラビット程度のデータ記憶密度を達成することができる。
【０００９】
レジスト層１０２内に特性領域が形成されると、スタンパ１０４を分離して、基板１００から取り外さなければならない。スタンパ１０４内の穴１１６がスタンパ１０４の有効表面積を増大させるので、表面エネルギーが全体としてスタンパ１０４をレジスト層１０２に接着させ、従って、スタンパ１０４を基板１００から取り外すのにかなりの力を必要とする。通常、分離を行うために、ピン、フック、楔、あるいはその他の機械的な装置が用いられる。
【００１０】
分離を行うためにスタンパ１０４を直接持ち上げるのにはかなり大きな力を必要とし、インプリントされた特性領域を物理的に破損してしまう可能性がある。基板１００の表面及び／又はスタンパ１０４の表面との直接の接触は、そうした接触が非常に微細な特性領域を破損して、例えば、データ・スループットなど何らかの潜在的機能を損なってしまう可能性もあるので、一般的には望ましくない。さらに、ディスクなどの外径からモード１破断を伝播させるためにのみや楔を用いると、分離に必要な力を減らすことができるが、不均衡な力が加えられて、不均等な分離が行われてしまう可能性がある。均等な分離を行うためには、同時に機能する多重楔、機械的な傾斜、あるいはその他実行が難しい機械的技術が必要となるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上に述べたことから、基板からスタンパを分離しやすくするための方法及び装置に対するニーズが必要であることが明らかであろう。そうした装置及び方法は、基板やインプリントされた特性領域に対して害を及ぼさずに基板からスタンパを均等に分離させるための単純な力を提供してくれるであろう。加えて、そうした方法と装置は廉価で、実行しやすく、実行に必要な時間も最小限のものとなるであろう。
【００１２】
本発明は、先行技術の現状、特に、基板からスタンパを分離するために現状で用いられる方法及び装置では十分に解決できないこの技術分野での問題及びニーズに対応して行われたものである。従って、本発明はこの技術分野での上に述べたような欠陥の多く、あるいはそのすべてを克服することができる基板からのスタンパの分離のための装置と方法を提供するために行われたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この装置は、１つの実施の形態で、基板からのスタンパの分離を開始するために加圧空気供給源を提供するように構成される。この装置は、上面と開口部を有する下面を有する基板と、その基板を保持するためのサポート機構、パターンが形成されており、上記基板の上面と接触するように構成されたスタンパ、スタンパが基板と接触した時に基板の開口部に形成されるチャンバーと、そのチャンバーに通じる通路と、そして、チャンバーへの通路を通じて加圧空気を送る供給源とを含むことができる。
【００１４】
上記加圧空気は基板からスタンパを分離するのに十分な力を提供する。さらに、加圧空気はスタンパと基板の間につくられる空隙を除いて、それによって生じる破断を迅速に、そして大きな抵抗なしに伝播させる。さらに、分離を開始させたり伝播させるためにピンやフック、楔などの追加的な機械的装置を用いなくても、分離を達成することができる。加圧空気を用いると分離プロセスが簡単になり、コスト効果が高く、そしてスタンパや基板、及び／又は傷に弱い表面特性領域の破損を防止することができる。
【００１５】
さらに別の実施の形態で、本発明の装置は基板を吸引力で保持するための真空チャックを設けるように構成される。１つの実施の形態で、上記通路は上記真空チャックを通じて基板の開口部内に形成されるチャンバーに通じる。この真空チャックはクランプなどを用いないで平坦な保持表面を設けることができ、これは基板の歪みを阻止する。いくつかの実施の形態では、基板を保持するために必要とされる吸引力は加圧空気によって与えられる力より大きくしてもよい。
【００１６】
別の１つの実施の形態で、基板は内径（ＩＤ）と外径（ＯＤ）を有するディスクで構成される。ディスクの中央内径穴内にチャンバーを設けることができる。パターン形成されたディスクはパターン形成された磁気媒体として記憶装置内に組み込むことができる。ある種の実施の形態では、スタンパはデータ記録ビットに対応したナノ・スケールの特性領域を有するパターンが形成されている。
【００１７】
本発明による方法はパターン形成された基板からスタンパを分離するためのものである。１つの実施の形態で、この方法は上面と内部に開口部を有する下面を有する基板を設けるステップと、上記基板を保持するように構成されたサポート機構を設けるステップと、基板の上面と接触するように構成され、形成されたパターンを有するスタンパを設けるステップとを含んでおり、上記スタンパが基板に接触するとその基板の開口部内にチャンバーが形成されることを特徴とし、さらに、上記チャンバーに加圧空気を導入するために上記チャンバーに通じる通路を設けるステップと、上記通路を通じて上記チャンバーに加圧空気を送り基板からのスタンパの分離を開始するステップを含んでいる。
【００１８】
さらに、別の１つの実施の形態で、上記方法は切り離し処理でスタンパを処理して上記分離プロセスを容易にするステップを含んでいる。あるいは、上記基板やあるいは上記基板のインプリント可能なレジスト層は分離を容易に行えるように自動的に切り離すような性質を持たせてもよい。１つ以上のスタンパ切り離し処理及び／又は自己切り離しレジストあるいは材料を個別に、あるいは組み合わせで用いて、基板からのスタンパの完全で迅速な分離を確実に行わせるようにしてもよい。１つの実施の形態で、レジスト層は接着促進剤を用いて、レジスト層と基板の表面層の接着性を増大させるようにしてもよい。１つの構想されている実施の形態で、硬化されたレジスト層は基板に接着し、さらにスタンパから簡単に切り離されて分離を促進する。
【００１９】
本明細書の図面全体で用いられている参照番号、特徴、利点あるいは同様の用語は、本発明で実現されるすべての特徴と利点が本発明のいずれかの実施の形態に基づくものであることを示していない。さらに、これらの特徴と利点について言及する用語は、１つの実施の形態に関連して記述される特定の特徴、利点、あるいは特性が本発明の少なくとも１つの実施の形態に含まれていることを意味していると理解されるべきである。従って、本明細書全体で、特徴及び利点の記述とそして同様の言語は、例外を除いて、同じ実施の形態について言及している。
【００２０】
さらに、本発明の上に述べられたような特徴、利点、及び特性はいずれかの適切な方法で１つ、あるいは複数の実施の形態と組み合わせることができる。当業者であれば、特定の実施の形態の１つあるいは複数の特定の特徴や利点から逸脱せずに本発明を実施できることは容易に理解できるであろう。他の例、さらなる特徴及び利点もいくつかの実施の形態に認められ、それらはすべて本発明のすべての実施の形態に含まれるものである。
【００２１】
本発明は加圧空気による力を用いてスタンパと基板との分離を可能にする。いくつかの実施の形態で、加圧空気は基板の開口部、例えばディスクの内径穴に向けられる。本発明のこれらの特徴と利点は以下の説明及び添付されている請求項から十分に明らかになり、さらにここに述べられている本発明を実施することで理解できるであろう。
【００２２】
本発明の利点がよく理解できるように、上に簡略に述べた本発明のより詳細な説明を、添付図面に示す特定の実施の形態と参照して以下に行う。これらの図面は本発明の代表的な実施の形態のみを示しており、その発明を限定するものではないが、添付図面を参照することでさらなる具体性と詳細をもって本発明が記述・説明される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、加圧空気による力を用いてスタンパと基板との分離を行うので、
基板やインプリントされた特性領域に対して害を及ぼさずに、基板からスタンパを分離させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
「１つの実施の形態」、「実施の形態」、あるいは類似の用語は、本明細書全体で、その実施の形態に関連して述べられた特定の特徴、構造、あるいは特性が少なくとも１つの実施の形態の範囲内に含まれていることを意味している。従って、本明細書全体で「１つの実施の形態」、「実施の形態」、あるいは類似の用語が出てきた場合、同じ実施の形態を指しているが、例外もある。
【００２５】
さらに、上に述べた本発明の特徴、構造、あるいは特性は１つ以上の実施の形態に適切な方法で組み合わせることができる。以下の説明で、本発明の実施の形態に対する完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が開示される。しかしながら、当業者であれば、本発明がそれら具体的な詳細の１つ以上を用いなくても実施できること、あるいはその他の方法、構成要素、材料などを用いて実施できることは理解できるであろう。他の例で、本発明の実施態様を曖昧にしないように、公知の構造、材料、あるいは操作は図示あるいは説明していない。
【００２６】
図２Ａは先行技術で知られているようなインプリント技術を用いて形成されたパターン形成された磁気媒体を含んでいるディスク２００の平面図である。ディスク２００は円形外側端部２０２、中央開口部２０４、外径（ＯＤ）２０６、内径（ＩＤ）２０８、トラック２１０、及びデータ記録ビット２１２を含んでいる。中央開口部２０４は、いくつかの実施の形態ではチャンバーの一部を形成することもでき、それは図３−５に示されているように加圧空気を用いて基板からスタンパを分離する上で有利である。
【００２７】
データが書き込まれるディスク上のリングである各トラック２１０は、情報がどこに記憶されているかを示すために用いられる。パターン形成された磁気媒体のトラック２１０は通常は図１Ｆに示されているように多数の高度に均一なピラー１０８あるいはアイランドを含んでいる。各アイランドは１つの２進数に対応する個別データ記録ビット２１２を保存記憶することができる。
【００２８】
ディスク２００は情報を磁気パターンの形式で保存記憶するように設計された特殊な薄膜で被覆されている。ディスク２００の上にマイクロ・インチのわずか数分の１上方にサスペンドあるいはフローティング状態で保持される電磁読み取り／書き込みヘッドは情報を上記薄膜メディアに書き込むか、あるいはそれから情報を読み出すために用いられる。いくつかの実施の形態で、上記読み取り／書き込みヘッドはディスク２００の表面上1ナノメートル上方に位置する。その結果、品質の高いデータ・スループットを達成するためには精密さと基板の完全性が不可欠である。
【００２９】
読み取り／書き込みヘッドはビット２１２あるいは孤立された磁気アイランド１０８を１つの方向あるいは他の方向に向けるための電磁場をつくりだすことでディスク２００に情報を書き込むことができる。情報を読み出すためには、読み取り／書き込みヘッドで検出された磁気パターンを一連のパルスに変換して、論理回路に送り、さらにバイナリデータに変換されて、システムの残りの部分で処理される。記憶媒体の容量を増加するために、メーカーはビット２１２のサイズとビット２１２を構成する磁気粒子を減らすことに全力を挙げている。
【００３０】
孤立されたアイランド１０８を有するパターン形成された媒体では、超常磁性効果として知られている不安定性を起こさずにビット・サイズを減らすことが可能である。通常の多粒子磁気媒体では、例えば、ビット２１２は、通常、平坦な基板を粒子として知られている基板表面に原子のクラスターを形成する磁気合金の薄い層で覆うことによってつくられている。各粒子は他の粒子からの影響を受ける部分的に独立した磁気化単位として作動する。トラック２１０に保存記憶されたデータは交互に代わる磁気極性の領域で構成される。
【００３１】
物理的に分離されていることと、相互の磁気的結合が弱められているので、磁気アイランド１０８は単一の粒子か、あるいは各アイランド内の他の粒子と強く磁気結合した粒子の集団のいずれかで構成された個別磁気単位として機能する。これらの磁気アイランド１０８は通常従来の媒体では個別粒子より大きいので、それらの磁化は熱的に安定している。
【００３２】
データ記憶密度を増大するためには、トラック２１０をより狭くするか、あるいはトラック２１０に沿った極性が交互に変化する領域の長さを減少させることができる。これらの寸法を縮小するためには、通常、磁気書き込みヘッドで明確な境界及び明確なトラック・エッジ境界を定義できるように、媒体内のランダム粒子のサイズを減少させることが必要である。粒子が大きすぎると、記録システムの信号対ノイズ比が悪影響を受け、データ・エラーが許容範囲を超える割合で発生する。逆に、粒子が小さすぎると、熱的に誘発される振動によって不安定となり、磁気極性を自発的に逆転させてしまう（記憶データの喪失）。超常磁気効果の結果として、安定した保存記憶媒体の面密度が、通常の多粒子磁気記録媒体の場合、１５０Gbit/in2 に制限されてしまう。
【００３３】
ディスク２００の基板上に個別ピラー１０８を形成すると記憶容量が増大し、そして、磁気粒子の不安定性によるデータ喪失のリスクが減少する。パターン形成された磁気媒体と、ハード・ディスク装置（ＨＤＤ）などのパターン形成された磁気媒体を組み込んだ保存記憶装置をつくることの利点は、広く知られ、実証されている。
【００３４】
図２Ｂは基板２５０の断面の１つの実施の形態を示している。基板２５０はいくつかの実施の形態では開口部２０４を有するディスク２００であってよく、ベース層２５２、表面層２５４、インプリント可能な層２５６、上面２５８、及び下面２６０を有するように構成することができる。基板２５０の厚みはディスク２００の直径２０６に応じて変えることができる。しかしながら、当業者であれば、インプリント・プロセスを受けるのに適した基板２５０は必ずしもディスク２００に限定されるものではないことはすぐ分かるであろう。さらに、基板２５０は種々の理由及び品質用に選択された複数の層を含むことができ、従って、図示された実施の形態に限定されない。
【００３５】
ベース層２５２はガラスや金属などの固体材料で構成することができる。通常用いられる金属はアルミニウムとマグネシウムの合金である。ベース層２５２はいくつかの実施の形態で基板２５０の下面２６０を有する。あるいは、下面２６０をコーティングしたり層化したりすることもできる。説明を明確にするために、本明細書で用いられる基板２５０の上面２５８とはインプリント・プロセスを受けるように選択・作製された基板の側面を意味している。
【００３６】
表面層２５４は先行技術で知られている特性領域エッチング・プロセスを受けるように選択することができる。いくつかの実施の形態で、厚みが４０ナノメートル程度の表面層２５４はベース層２５２上にコーティングされた窒化ケイ素の層である。データ記録ビット２１２に対応するピラー１０８が形成されているディスク２００あるいは磁気媒体の場合、表面層２５４はエッチングして、図１Ｆに示されるように磁気コーティング１１０の層を受け取るピラーを形成することができる。
【００３７】
表面層２５４をエッチングするためには、表面層２５４と成型されたインプリント可能な層２５６は反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）などの直接エッチング・プロセス中にイオン１１４（図１Ｄ）に露出することができる。イオン１１４はインプリント可能な層２５６及び表面層２５４の材料と結合して、無電荷ガスを形成し、この無電荷ガスがエッチング・チャンバーの外に排出されて、表面層２５４上にエッチングされたパターンが残る。インプリント可能な層２５６は表面層２５４の場合より低い速度でエッチングすることが可能であり、その結果、パターンが表面層２５４に深くエッチングされれば表面層２５４内にピラー１０８が形成される。
【００３８】
インプリント可能なレジスト層２５６には、インプリント・プロセスを受けることができるレジストであればどのレジストでも使用できる。フォトレジストは、先行技術で公知のように、通常、紫外線光で硬化可能な光開始剤を含む。あるいは、レジストを熱で硬化することもできる。構想されている１つの実施の形態では、インプリント可能なレジスト２５６は粘着性が低く、紫外線で硬化可能であり、そして、反応性イオン・エッチングに対して抵抗性を示す。当業者であれば、適切なレジストが種々の成分及び／又は添加剤を含むことが可能であることは分かるであろう。精密に定義されたパターンを複製することができるレジスト材料が開発されている。
【００３９】
１つの実施の形態で、インプリント可能なレジスト層２５６の表面層２５８及び／又は基板２５０への接着を確実に行わせるように接着促進剤を用いることができる。スタンパ１０４とインプリントされた特性領域の一体性を保持する上で、接着促進剤は重要な役割を果たすことができる。レジストの少しの部分でもスタンパ１０４に粘着すると、スタンパ１０４に悪影響を及ぼして、パターン形成された構造を台無しにする場合がある。あるいは、又はさらに、レジストは自動的に切り離しする性質を持っていてもよい。構想されている１つの実施の形態では、インプリント可能なレジスト層２５６は基板２５０に接着して、スタンパ１０４から分離する。当業者であれば、完全で迅速な分離を確実に行わせるようにするために、１つあるいは複数の切り離し処理、材料及び／又は自動切り離し特性を有するレジストを単独、あるいは組み合わせで用いることができることは分かるであろう。さらに、接着促進剤などのその他の材料を用いて、容易な分離など望ましい結果を達成するようにすることもできる。従って、本発明の範囲は図示されている実施の形態に限定されるものではない。
【００４０】
インプリント可能な層２５６は表面層２５４に対するマスクとして機能することもできる。１つの実施の形態で、液体レジストが液滴として表面層２５４上に沈着され、その後、スタンパ１０４によって表面２５４全体に分散される。別の１つの実施の形態で、基板２５０を回転させて、液体レジストを基板２５０の上面２５８全体に均一に分散することもできる。
【００４１】
図３は、スタンパ３００、基板３１０、真空チャック３２０、加圧空気供給源３３０、及び真空源３３２の１つの実施の形態の断面図である。スタンパ３００は基板３１０の上面３１２と接触するためのパターン形成された成型表面３０２を含むことができる。１つの実施の形態で、スタンパ３００上に形成されたパターンはデータ記録ビット２１２に対応するナノ・スケールの特性領域を含むことができ、基板３１０は図１Ａ、１Ｂに示す基板１００及び２５０と同様のものであってよい。あるいは、スタンパ３００はパターンが形成されていてもよく、基板３１０は多様性をもって構成することもできる。
【００４２】
スタンパ３００は基板３１０と接触するように機械的に配置することができる。あるいは、又はさらに、基板３１０を成型表面３０２と接触するように配置してもよい。当業者であれば、スタンパ３００と基板３１０を互いに相対的に、及び／又は特定の接触面に対して相対的に配置可能であることは分かるであろう。本発明は、従って、示された実施の形態に限定されるものでも、水平方向の配置に限定されるものでもない。１つの実施の形態で、基板３１０はスタンパ３００の上方に配置させ、その上面３１２を成型表面３１２と接触するように配置される。あるいは、スタンパ３００と基板３１０は垂直方向に配置することもできる。
【００４３】
いくつかの実施の形態では、スタンパ３００及び／又は基板３１０は離して配置したりあるいは１つ以上の機械的装置と接触するように移動させてもよい。１つの実施の形態で、機械的装置（図示せず）はスタンパ３００を基板３１０から約１ミリメートル上方の待機位置３３６に持ち上げて、スタンパ３００がインプリントに必要な場所に保持する。スタンパ３００は最初に加圧空気で基板３１０から分離するようにしてもよい。その後、単純なサスペンション取り付け具（図示せず）などの機械的装置がスタンパ３００を基板３１０から持ち上げるようにしてもよい。スタンパ３００を持ち上げる前に基板３１０からスタンパ３００を分離することによって、インプリントされた特性領域が保たれる。
【００４４】
いくつかの実施の形態で、スタンパ３００は透明であってもよい。具体的には、スタンパ３００はインプリント可能なレジストを硬化するように紫外線に対して透明であってもよい。１つの実施の形態で、スタンパ３００は紫外線透明素材であるポリメタルメタクリレート（ＰＭＭＡ）で構成される。いくつかの実施の形態では、スタンパ３００及び／又は成型表面３０２は石英やシリコンでつくることができる。１つの実施の形態で、パターン形成された成型表面３０２は電子ビーム・リソグラフィを用いて形成される。形成されたパターンは成型表面３０２にエッチングされる。さらに、形成されたパターンは望ましい表面パターンの対応する対向面であってもよい。例えば、スタンパ３００の穴は基板３１０上に形成されるピラーに対応している。
【００４５】
成型表面３０２は高密度のナノ・スケールの特性領域を有することができるので、基板３１０に接触する総表面積はスタンパ３００が基板３１０に強い粘着傾向を示すように効果的に増加させることができる。接着の可能性を最小限にするために、成型表面３０２及び／又はスタンパ３００を切り離し処理にかけて、基板３１０からの分離をより容易にすることもできる。切り離し処理の１つの例は、表面エネルギーを減少させ、吸引力を減少させることが実証されている１Ｈ、１Ｈ、２Ｈ、２Ｈペルフルオロデシル−トリクロロシラン（ＦＤＴＳ）などの自己凝集単層を化学コーティングさせる方法で行うことができる。その他のタイプの切り離し処理を用いて、スタンパ３００に「粘着しない」性質を持たせることもできる。
【００４６】
基板３１０は図２Ｂに関連して述べたように複数の層で構成することもできる。具体的には、基板３１０はスタンパ３００上に形成されたパターンを基板３１０に移すためのインプリント可能なレジスト層２５６を含むことができる。いくつかの実施の形態では、基板３１０は紫外線に対して透明で、レジストの硬化を容易にする。上に述べられた実施の形態では、基板３１０は、例えば、ディスク２００の中央開口部２０４（内径２０８）などの開口部３１４を含んでいる。
【００４７】
基板３１０はサポート機構によって支承あるいは安定させることができる。このサポート機構はインプリント・プロセス中に基板３１０を適切に保持することができる機構であってもよい。クランプなどで基板を支えることもできるが、クランプは基板３１０に歪みを発生させる場合がある。
【００４８】
真空チャック３２０は通常基板３１０を保持する吸引力に依存しており、機械的な締め付け要素の必要性をなくしてくれる場合もある。さらに、真空チャック３２０は平坦な表面と均等に分散された保持力を提供し、これらは基板の歪みを減少してくれる。
【００４９】
図示されている実施の形態で、基板３１０は真空源３３２に接続された空気通路３２２、表面サポート３２４、基板３１０の開口部３１４につながる空気通路３２６、そして基板ガイド３２８を有する真空チャック３２０で適切な場所に保持される。構想されている１つの実施の形態で、真空チャック３２０は分離プロセス中も含めて、基板３１０をインプリントのために固定する。表面サポート３２４は空気通路３２２を通じて真空チャック３３２に接続することができる。いくつかの実施の形態で、表面サポート３２４はその形状を保持しながらその孔内部を空気が通り抜けるようにする高密度の多孔性金属で構成することができる。表面サポート３２４は吸引力３３４を受けても基板３１０の平坦性を支え保持するので、基板の歪みを防ぐことができる。基板３１０を保持する保持力３３４（ＦＨ）は空気通路３２２内の空気負圧で決めることができる。
【００５０】
図４は基板３１０に接触したスタンパ３００の１つの実施の形態を示している。チャンバー４００は基板３１０の開口部３１４内に形成されている。通路３２６は加圧空気をチャンバー４００に送るために、加圧空気の供給源３３０に結合することができる。レジスト層はレジストを形成されたパターンに合致させるために基板３１０とスタンパ３００との間に押し付けることができる。負荷及び／又は適用圧力をスタンパ３００及び／又は基板３１０にかけてインプリントされる特性領域を成型し易くすることができる。
【００５１】
基板３１０のレジスト層はインプリント・プロセス中にポリマー化あるいは固化させることができる。いくつかの実施の形態で、紫外線１１２はスタンパ３００を通過して液体レジストを硬化し、固体を形成し、パターン化された特性領域を基板３１０上に形成する。上述したように、インプリント・プロセスの性質に応じて、熱を用いてレジストを硬化させ、基板３１０内に固体のトポグラフィックな特性領域を形成してもよい。上にも述べたように、真空チャック３２０は、硬化プロセス中基板３１０を保持して基板を動かないようにすることができる。構想されている１つの実施の形態で、空気通路３２２内の空気圧力を大気圧以下に抑えて基板３１０を保持し、同時に通路３２６内の空気圧力をインプリント・プロセス及びレジスト硬化プロセス中に大気圧に維持する。
【００５２】
１つの実施の形態で、レジストを硬化した後、分離プロセスに備えるために負荷をスタンパ３００から取り除いてもよい。いくつかの実施の形態で、レジスト硬化プロセスによってチャンバー４００が密封されるが、上にも述べたように、１つあるいは複数の切り離し処理を用いることで、分離プロセスを容易にすることもできる。その結果、チャンバー４００は気密であってもなくてもよいが、スタンパ分離を開始するためには何らかの外力が通常必要となる。
【００５３】
図５は加圧空気の力５００によって基板３１０から分離中のスタンパ３００の１つの実施の形態を示している。チャンバー４００内の空気圧が分離に必要な閾値を上回ると、スタンパ３００が基板３１０から迅速に離れ、硬化されたインプリント特性領域は無傷のままに残される。加圧空気はいくつかの実施の形態で清浄で乾燥した空気（ＣＤＡ）である。あるいは、他のガスやいくつかのガスの組み合わせを加圧して同様の結果を達成することもできる。
【００５４】
チャンバー４００内で、空気はすべての側面に圧力をかけ、スタンパ３００を基板３１０から分離するモード１破断面のずれ５０２を開始するために十分に強力な持ち上げ力５００をつくりだす。圧力をかけられた空気は、分離が完了するまで、ギャップを伝播させる。中央開口部２０４を有するディスク２００基板の場合、モード１破断は内径２０８から始まるギャップをつくりだし、このギャップが外径２０６方向に伝播し、単純であるが均一な分離をつくりだし、追加的な力の必要性をなくす。もちろん、１つあるいは複数の追加的な機械装置を加圧空気と組み合わせて用いてもよいが、一般的には不必要である。
【００５５】
スタンパ３００を、その後、単純な機械的装置を用いて待機位置に移動あるいは持ち上げるようにしてもよい。両方の空気通路３２２、３２６内の空気圧を大気圧に戻し、基板３１０を真空チャック３２０から取り外すようにしてもよい。
【００５６】
分離プロセス中に基板３１０をうまく保持するためには、分離力５００（ＦＳ）の強度を基板保持力３３４（ＦＨ）で制限することができ、この場合、ＦＳ<ＦＨである。さもないと、適用される分離力５００（ＦＳ）が保持力３３４を超えてしまい、結果として結合されたスタンパ３００と基板３１０を真空チャック３２０からずれて、それによって基板分離プロセスを失敗させてしまう。しかし、スタンパ３００及び基板３１０の挟んで持ち上げる方式を加圧空気と一緒に用いれば、形成された表面構造を破損することはない。
【００５７】
基板３１０がディスク２００を含むいくつかの実施の形態で、適用される分離力５００（ＦＳ）は以下の（１）式で決めることができる。
ＦＳ＝Ａｓ＊ＰＡ＝π＊（ＤＳ／２）２＊ＰＡ                  （１）
この式で、ＦＳは基板からスタンパを分離するのに必要な分離力、
Ａｓはチェンバー内で加圧空気に露出されるスタンパ表面積、
ＰＡは適用される空気圧力、
ＤＳはチェンバー内で空気に露出されるスタンパ表面の直径である。
【００５８】
さらに、ディスク２００に対する保持力３３４（ＦＨ）は以下の（２）式で決めることができる。
【００５９】
ＦＨ＝ＡＨ＊ＰＶ＝α＊π＊［（Ｄ２２／２）２−（Ｄ１／２）２］＊ＰＶ    （２）
この式で、ＦＨは基板を保持するために必要な保持力、
ＡＨは基板を保持する表面サポートの総面積、
ＰＶは真空化によって発生する負圧
αは真空吸引力をもたらす表面サポートの部分、
Ｄ１は基板を保持する表面サポートの内径、
Ｄ２は基板を保持する表面サポートの外径である。
【００６０】
好適に、真空チャック３２０は基板の総面積とほぼ等しい多孔性サポート表面３２４を有することができる。いくつかの実施の形態で、基板３１０を保持する表面サポートの総面積（ＡＨ）は真空吸引力をもたらす表面サポートの部分（α）によって決めることができる。例えば、αの値は総表面積（π＊［（Ｄ２２／２）２−（Ｄ１／２）２］）と比較すると、サポート表面３２４の多孔性比率で示すことができる。真空圧力（ＰＶ）は真空ポンプの能力あるいは真空源によって決めることができ、一般的には−０．８atm(~-12ｐsi)の程度の負圧を達成することができる。
【００６１】
同様に好適に、分離力（ＦＳ）を決定する面積はチャンバー４００内の露出した表面積に限定され、基板３１０の開口部３１４によって決定されるのではない。その結果、開口部３１４のサイズとは無関係に強力な力（ＦＳ）を達成することができる。実験での観察においては、分離を達成するために用いられる空気圧力（ＰＡ）は最大８０ｐｓｉであり、従って分離プロセスを制御するための広い範囲の圧力（ＰＡ）を提供することができる。基板３１０が、外径２０６が約１．１インチのマイクロドライブ・ディスクを含む１つの実施の形態においては、スタンパは１０ｐｓｉ程度以下の適用空気圧（ＰＡ）で基板３１０からスタンパ３００を分離することができる。
【００６２】
以下の概略フロー・チャートは論理的なフロー・チャートである。従って、示されている順序及びラベルされているステップは提供される方法の１つの実施の形態を示している。示されている方法の個々の部分あるいはその一部の機能、論理、あるいは効果が同等の他のステップ及び方法も考えることができる。さらに、用いられるフォーマット及び符号はこの方法の論理的ステップを説明するためのものであり、その方法の範囲を限定するものではない。フロー・チャートでは種々のタイプの矢印や線が用いられているが、それらも対応する方法の範囲を限定するものではない。さらに、具体的な方法が行われる順番も図示されている対応ステップに厳密に従ってもよいし、従わなくてもよい。
【００６３】
図６は本発明による基板からスタンパを分離するための方法６００の１つの実施の形態を示している。方法６００は、図示されている通り、基板に開口部を設けるステップ６０２と、基板を保持するためのサポート機構を設けるステップ６０４と、スタンパが基板と接触した時に基板の開口部内にチャンバーを形成するステップ６０８と、上記チャンバーに通じる通路を設けるステップ６１０と、そして、その通路を通じて加圧空気を送るステップ６１２を含んでいる。
【００６４】
加圧された空気はスタンパ、基板、あるいはいずれかの表面のインプリント特性領域を変化させずに基板からスタンパを分離し易くする。さらに、複雑な機械的装置を用いずにスタンパを分離するための持ち上げ力を提供することができる。チャンバー内部での圧力増大がスタンパと基板との間の分離を可能にするのに十分である限り、方法６００は形成されるチャンバーには関係なく、例えば、そのチャンバーの気密度、あるいはチャンバーのサイズに関係なく、機能する。
【００６５】
方法６００は特にディスク基板に関して、インプリントされた表面をつくるための単純で廉価な製造プロセスを提供する。磁気記憶装置産業では、磁気記録ディスク２００は一般的にスタンパをその場で分離しやすくするために用いられる中央内径穴を含んでいる。スタンパの分離を開始するために加圧空気を用いるとインプリントは実行し易く、装置コストを引き下げることが可能になる。
【００６６】
本発明はその精神あるいは基本的な特性から逸脱せずに、その他の具体的な形態でも具体化することが可能である。上に述べた実施の形態はすべての点で説明的なものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の範囲は、従って、上の説明よりも、添付する請求項によって示されている。請求項と同等の意味及び範囲内でのすべての変更はその範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１Ａ】パターン形成された磁気媒体をつくるために用いられた先行技術に基づくリソグラフィ・インプリント・プロセスを示す基板の断面図である。
【図１Ｂ】パターン形成された磁気媒体をつくるために用いられた先行技術に基づくリソグラフィ・インプリント・プロセスを示す基板の断面図である。
【図１Ｃ】パターン形成された磁気媒体をつくるために用いられた先行技術に基づくリソグラフィ・インプリント・プロセスを示す基板の断面図である。
【図１Ｄ】パターン形成された磁気媒体をつくるために用いられた先行技術に基づくリソグラフィ・インプリント・プロセスを示す基板の断面図である。
【図１Ｅ】パターン形成された磁気媒体をつくるために用いられた先行技術に基づくリソグラフィ・インプリント・プロセスを示す基板の断面図である。
【図１Ｆ】パターン形成された磁気媒体をつくるために用いられた先行技術に基づくリソグラフィ・インプリント・プロセスを示す基板の断面図である。
【図２Ａ】トラック及びパターン形成されたデータ記録ビットを有するディスクの平面図である。
【図２Ｂ】インプリント特性領域エッチング・プロセスを受けるようにされた表面層とインプリント可能な層を有する基板の断面図である。
【図３】本発明によるスタンパ、基板、及び真空チャックの１つの実施の形態の断面図である。
【図４】本発明によるスタンパ、基板、及びレジスト・ポリマー化中の真空チャックの１つの実施の形態の断面図である。
【図５】本発明による、加圧空気で基板から分離中のスタンパの１つの実施の形態の断面図である。
【図６】本発明によるスタンパ分離方法の１つの実施の形態を示す概略的フロー・チャートである。
【符号の説明】
【００６８】
２００…ディスク、２０２…円形外側端部、２０４…中央開口部、２０６…外径（ＯＤ）、２０８…内径（ＩＤ）、２１０…トラック、２１２…データ記録ビット、３００…スタンパ、３０２…成型表面、３１０…基板、３１２…上面、３１４…開口部、３２０…真空チャック、３２２…空気通路、３２４…表面サポート、３２６…空気通路、３２８…基板ガイド、３３０…加圧空気供給源、３３２…真空源、３３４…基板保持力、４００…チャンバー、５００…分離力、５０２…モード１破断面のずれ。
【図１Ａ】
2007230235.tif 000003
【図１Ｂ】
2007230235.tif 000004
【図１Ｃ】
2007230235.tif 000005
【図１Ｄ】
2007230235.tif 000006
【図１Ｅ】
2007230235.tif 000007
【図１Ｆ】
2007230235.tif 000008
【図２Ａ】
2007230235.tif 000009
【図２Ｂ】
2007230235.tif 000010
【図３】
2007230235.tif 000011
【図４】
2007230235.tif 000012
【図５】
2007230235.tif 000013
【図６】
2007230235.tif 000014