(57)【要約】【課題】スピンコーティングおよびインプリントによりハードディスクなどのドーナツ型基板上に凹凸パタンを有する金属酸化膜を形成する際に、欠陥の発生を低減できるインプリント材料およびパタン形成方法を提供する。【解決手段】中央部に穴を有するドーナツ型基板上に、金属アルコキシドおよび金属酸化物からなる群より選択される金属酸化膜前駆体と、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤とを含有するインプリント材料を塗布し、前記インプリント材料にスタンパを押し付けて、前記スタンパの凹凸パタンを前記インプリント材料に転写し、プラズマ処理または熱処理により前記インプリント材料から有機成分を除去して、凹凸パタンを有する金属酸化膜を形成することを特徴とするパタン形成方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に塗布され、インプリントによりスタンパの凹凸パタンが転写されるインプリント材料であって、金属アルコキシドおよび金属酸化物からなる群より選択される金属酸化膜前駆体と、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤とを含有することを特徴とするインプリント材料。
【請求項２】
溶液の形態にあり、前記金属酸化膜前駆体の含有量が３〜５重量％であり、前記エーテル系非イオン界面活性剤の含有量が０．０１〜１．０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のインプリント材料。
【請求項３】
前記金属酸化膜前駆体に含まれる金属が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂａ、Ｌａ、Ｚｒ、ＢｉおよびＹからなる群より選択されることを特徴とする請求項１または２に記載のインプリント材料。
【請求項４】
中央部に穴を有するドーナツ型基板上に、金属アルコキシドおよび金属酸化物からなる群より選択される金属酸化膜前駆体と、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤とを含有するインプリント材料を塗布し、
前記インプリント材料にスタンパを押し付けて、前記スタンパの凹凸パタンを前記インプリント材料に転写し、
プラズマ処理または熱処理により前記インプリント材料から有機成分を除去して、凹凸パタンを有する金属酸化膜を形成する
ことを特徴とするパタン形成方法。
【請求項５】
前記インプリント材料は溶液の形態にあり、前記金属酸化膜前駆体の含有量が３〜５重量％であり、前記エーテル系非イオン界面活性剤の含有量が０．０１〜１．０重量％であることを特徴とする請求項４に記載のパタン形成方法。
【請求項６】
前記金属酸化膜前駆体に含まれる金属が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂａ、Ｌａ、Ｚｒ、ＢｉおよびＹからなる群より選択されることを特徴とする請求項４または５に記載のパタン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に用いられる中央部に穴の開いたドーナツ型基板上にインプリントにより所望パタンを有する金属酸化膜を簡便に形成するためのインプリント材料およびそれを用いたパタン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のトラック密度を向上するにあたって、隣接トラックとの干渉という問題が顕在化している。特に記録ヘッド磁界のフリンジ効果による書きにじみの低減は重要な技術課題である。記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型パターン媒体（ＤＴＲ媒体）は、記録時におけるサイドイレース現象、再生時におけるサイドリード現象などを低減できるため、トラック方向の密度を大幅に高めることが可能となり、高密度記録可能な磁気記録媒体を提供できると期待されている。
【０００３】
ＤＴＲ媒体には、主に磁性膜エッチング型と基板加工型が挙げられる。このうち、磁性膜エッチング型のＤＴＲ媒体は製造工程数が多く、高コスト化が予想される。そこで、初めに凹凸基板を製造し、その上にスパッタ法で磁性膜を成膜する、基板加工型ＤＴＲ媒体が量産には好適である。基板加工型ＤＴＲ媒体を得るには、基板をエッチングして凹凸パターンを形成する方法、または基板上に金属酸化物の凹凸パターンを形成する方法のうちいずれかの方法が用いられる。
【０００４】
後者の方法で用いられる金属酸化膜は、化学的に耐性が高く、機械強度もポリマー膜などの有機物に比較して高いため、パタン形成材料として非常に有用である。基板上に金属酸化膜の凹凸パターンを形成するには、たとえば基板上にシロキサン成分を含むスピンオングラス（ＳＯＧ）溶液をスピンコーティングして、ＳＯＧにスタンパを押し付けて（インプリントして）スタンパの凹凸パタンをＳＯＧに転写し、溶剤の除去および加水分解硬化により、ＳＯＧから凹凸パタンを有するＳｉＯ2パタンを形成する方法（特許文献１参照）を適用することができる。また、金属酸化膜の前駆体として微小金属酸化物または有機金属化合物（金属アルコキシドなど）を含有する溶液を用いる方法も検討されている。
【特許文献１】特開２００３−１００６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らの研究によれば、上記のような方法により、中央部にスピンドルモータに装着するための穴を有するハードディスクなどの記録媒体用のドーナツ型基板に、金属酸化膜の前駆体を含有する溶液をスピンコーティングした場合、膜厚ムラに起因して中央部の穴から外周部へ向かう縞（ストリエーション）が生じやすく、欠陥発生の原因になることがわかってきた。
【０００６】
このような欠陥を防止するには、吐出ノズルの位置精度が高いスピンコータを用い、吐出時に中央部の穴のエッジにかからないように溶液をディスペンスするなどの方策が考えられる。しかし、記録媒体の記録密度を高めるために媒体表面における記録面積をできるだけ広く取ろうとすると、吐出位置精度の非常に高いディスペンサーが必要になる。また、いずれ中央部の穴の付近に塗布液界面が生じ、膜厚ムラによる欠陥が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、スピンコーティングおよびインプリントによりハードディスクなどのドーナツ型基板上に凹凸パタンを有する金属酸化膜を形成する際に、欠陥の発生を低減できるインプリント材料およびパタン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るインプリント材料は、基板上に塗布され、インプリントによりスタンパの凹凸パタンが転写されるインプリント材料であって、金属アルコキシドおよび金属酸化物からなる群より選択される金属酸化膜前駆体と、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤とを含有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の態様に係るパタン形成方法は、中央部に穴を有するドーナツ型基板上に、金属アルコキシドおよび金属酸化物からなる群より選択される金属酸化膜前駆体と、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤とを含有するインプリント材料を塗布し、前記インプリント材料にスタンパを押し付けて、前記スタンパの凹凸パタンを前記インプリント材料に転写し、プラズマ処理または熱処理により前記インプリント材料から有機成分を除去して、凹凸パタンを有する金属酸化膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るインプリント材料およびそれを用いたパタン形成方法によれば、スピンコーティングおよびインプリントによりハードディスクなどのドーナツ型基板上に凹凸パタンを有する金属酸化膜を形成する際に、欠陥の発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明をより詳細に説明する。  
本発明の実施形態に係るインプリント材料は、基板上に塗布され、インプリントによりスタンパの凹凸パタンが転写される用途に用いられる。本発明の実施形態に係るインプリント材料は、金属アルコキシドおよび金属酸化物からなる群より選択される金属酸化膜前駆体と、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤とを含有する。本発明の実施形態に係るインプリント材料は、これらの成分を含む溶液の形態で使用される。
【００１２】
金属酸化膜前駆体である金属アルコキシドや金属酸化物に含まれる金属としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂａ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｂｉ、Ｙなどが挙げられる。金属アルコキシドまたは金属酸化物の含有量は、溶液の３〜５重量％であることが好ましい。このような溶液の形態で市販されているものとして、例えば株式会社高純度化学研究所のＭＯＤ（metal organic decomposition）材料などが挙げられる。
【００１３】
フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤は、少量でも高い界面活性作用を示す。界面活性剤を多量に添加した場合には、外周エッジ部での膜退けなどの影響が生じるおそれがあるが、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤ではこのような問題を避けることができる。エーテル系非イオン界面活性剤は脂肪族化合物であることが好ましく、たとえばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル、ポリエーテルジメチルシロキサンなどが挙げられる。フッ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤はフッ素置換アルキル基を有する。フッ素置換アルキル基の分子量は特に限定されないが、分子量は３３〜１００、０００であることが好ましい。フッ素置換アルキル基の分子量が１００，０００よりも大きくなると、ポリマーとしての性質が高くなるため、溶液の粘性に影響を与えるおそれがある。
【００１４】
フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤の含有量は、金属アルコキシドまたは金属酸化物を含む溶液の０．０１〜１．０重量％であることが好ましい。０．０１重量％より少ない場合には界面活性剤としての効果が得られず、１．０重量％より多い場合には界面活性剤成分の分離などにより均一な膜が得られないおそれがある。
【００１５】
次に、本発明に実施形態に係るパタン形成方法について図１（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、中央部に穴を有するドーナツ型の基板１上にインプリント材料２を塗布する。基板１としては中央部に穴の開いたドーナツ型基板が用いられる。基板材料は特に限定されないが、プラスチック基板、ガラス基板、シリコン基板などが一般的である。必要に応じて、基板１の表面処理、基板上への各種膜の成膜などを行ってもよい。インプリント材料２は、上述したように、金属アルコキシドおよび金属酸化物からなる群より選択される金属酸化膜前駆体３〜５重量％と、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤０．０１〜１．０重量％とを含有する溶液である。インプリント材料２の塗布方法としては、スピンコーティング、ディッピング、スプレーなどを用いることができ、特に限定されない。インプリント材料２を塗布した後、必要に応じて８０〜１５０℃に加熱して溶媒を除去する。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、基板１上に塗布されたインプリント材料２に、凹凸パタンを有するスタンパ１１を重ね、プレス装置によって加圧（インプリント）した後、圧力を解放してスタンパ１１から基板１を取り外し、スタンパ１１の凹凸パタンをインプリント材料２に転写する。
【００１８】
図１（ｃ）に示すように、プラズマ処理または熱処理により酸化焼成を行い、インプリント材料から有機成分を除去して、凹凸パタンを有する金属酸化膜３を形成する。酸化焼成により形成された金属酸化膜３の厚さは、５ｎｍ〜５μｍであることが望ましい。５ｎｍよりも薄いと、ピンホールなどの欠陥のない膜を形成することが困難になる。５μｍより厚いと、焼成プロセスによって膜内の応力が高くなり、クラックなどの欠陥が生じるおそれがある。
【００１９】
さらに、たとえば垂直記録方式のＤＴＲ媒体を作製する場合には、軟磁性下地膜、垂直記録膜、保護膜などの媒体膜を成膜する。この場合、金属酸化膜３の凸部の上に形成される垂直記録膜が記録トラックなどとして用いられる。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２１】
（実施例１）
金属酸化膜前駆体として酸化アルミニウムを含有する溶液（株式会社高純度化学研究所のＭＯＤ材料、商品名Ａｌ−０３−Ｐ）に、フッ素含有ポリオキシエチレンエーテル系の界面活性剤（株式会社ネオス製、ＦＴＸ−２１８）を溶液の０．０２重量％になるように添加し、インプリント材料を調製した。このインプリント材料を２．５インチ径のドーナツ型基板上にスピンコーティングした後、１２０℃で２分間ベークした。
【００２２】
インプリント材料の薄膜に、幅１００ｎｍ、深さ７５ｎｍの凹凸パタンを有するニッケル製スタンパを重ね、プレス装置によって１０００ｂａｒの圧力で３０秒間押し付けてインプリントし、スタンパ１１の凹凸パタンをインプリント材料２に転写した。
【００２３】
この基板を酸素プラズマ装置に入れ、４００Ｗ、１Ｔｏｒｒの条件で酸化処理（アッシング）を行い、インプリント材料から有機成分を除去して、凹凸パタンを有する金属酸化膜を形成した。
【００２４】
基板中央部の穴のエッジにおいて、形成された金属酸化膜を光学顕微鏡により観察し、膜の状態を評価した。その結果を表１に示す。
【００２５】
（実施例２）
金属酸化膜前駆体として酸化チタンを含有する溶液（株式会社高純度化学研究所のＭＯＤ材料、商品名Ｔｉ−０３−Ｐ）に、ケイ素含有ポリエーテル変性ジメチルシロキサン系の界面活性剤（ＢＹＫ−３０７）を溶液の０．０２重量％になるように添加し、インプリント材料を調製した。
【００２６】
実施例１と同様に、基板上へのインプリント材料の塗布、インプリント、および酸素プラズマ処理を行い、形成された金属酸化膜を光学顕微鏡により観察して膜の状態を評価した。その結果を表１に示す。
【００２７】
（実施例３）
金属酸化膜前駆体として金属アルコキシドであるアルミニウムトリイソプロポキシドを２−プロパノールと酢酸イソアミルの１：９混合溶液に固形分が５重量％となるように溶解し、フッ素含有ポリオキシエチレンエーテル系の界面活性剤（ＦＴＸ−２１８）を溶液の０．０２重量％になるように添加し、１ミクロンメッシュのフィルターで濾過することによりインプリント材料を調製した。
【００２８】
実施例１と同様に、基板上へのインプリント材料の塗布、インプリント、および酸素プラズマ処理を行い、形成された金属酸化膜を光学顕微鏡により観察して膜の状態を評価した。その結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例１）
実施例１で用いたＡｌ−０３−Ｐを、界面活性剤を添加することなく、そのままインプリント材料として用いた。
【００３０】
実施例１と同様に、基板上へのインプリント材料の塗布、インプリント、および酸素プラズマ処理を行い、形成された金属酸化膜を光学顕微鏡により観察して膜の状態を評価した。その結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例２）
実施例１で用いたＡｌ−０３−Ｐに、界面活性剤として実施例１で用いたＦＴＸ−２１４の代わりに高級脂肪酸エステルを添加し、インプリント材料を調製した。
【００３２】
実施例１と同様に、基板上へのインプリント材料の塗布、インプリント、および酸素プラズマ処理を行い、形成された金属酸化膜を光学顕微鏡により観察して膜の状態を評価した。その結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例３）
実施例３で用いたアルミニウムトリイソプロポキシド溶液を、界面活性剤を添加することなく、そのままインプリント材料として用いた。
【００３４】
実施例１と同様に、基板上へのインプリント材料の塗布、インプリント、および酸素プラズマ処理を行い、形成された金属酸化膜を光学顕微鏡により観察して膜の状態を評価した。その結果を表１に示す。
【００３５】
表１からわかるように、金属アルコキシドおよび金属酸化物からなる群より選択される金属酸化膜前駆体と、フッ素またはケイ素を含むエーテル系非イオン界面活性剤とを含有するインプリント材料を用いて形成された金属酸化膜は、良好な状態を示している。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態におけるパタン形成方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１…基板、２…インプリント材料、３…金属酸化膜、１１…スタンパ。
【図１】
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