(57)【要約】      （修正有）【課題】基板上の薄いレジストに対して良好にパターンを転写できる樹脂インプリントスタンパを提供する。【解決手段】中心部に貫通孔を持つドーナツ状の樹脂材料からなり、表面の一部にトラックピッチ１００ｎｍ以下で複数のランド／グルーブが円周上に配列したパターン部を有し、前記パターン部の端から内周側へ向かって３ｍｍ未満の領域に、前記パターン部の上面に対して１０μｍを超える高さをもつ突起および段差を持たないことを特徴とする樹脂インプリントスタンパ５０。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に貫通孔を持つドーナツ状の樹脂材料からなり、表面の一部にトラックピッチ１００ｎｍ以下で複数のランド／グルーブが円周上に配列したパターン部を有し、前記パターン部の端から内周側へ向かって３ｍｍ未満の領域に、前記パターン部の上面に対して１０μｍを超える高さをもつ突起および段差を持たないことを特徴とする樹脂インプリントスタンパ。
【請求項２】
マスタースタンパを準備し、
マスタースタンパに対して樹脂の射出成形を行い、
前記パターン部の端から内周側へ向かって３ｍｍ未満の領域に、前記パターン部の上面に対して１０μｍを超える高さをもつ突起および段差をなくす
ことを特徴とする樹脂インプリントスタンパの製造方法。
【請求項３】
射出成形後の樹脂インプリントスタンパの表面に修正治具を押し当てることにより、突起および段差の高さを低減させることを特徴とする請求項２に記載の樹脂インプリントスタンパの製造方法。
【請求項４】
射出成形後の樹脂インプリントスタンパの内周の一部を除去することにより、突起および段差を除去することを特徴とする請求項２に記載の樹脂インプリント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、ディスクリートトラックレコーディング方式の磁気記録媒体の製造などに適用される、樹脂インプリントスタンパおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクリートトラックレコーディング（ＤＴＲ）方式の磁気記録媒体を製造する際には、基板上に塗布したレジスト表面に凸パターンを形成したインプリントスタンパを押し付けてレジストにパターンを転写した後、磁気記録層を加工して磁性パターンを形成する。従来、インプリントスタンパはＮｉ電鋳プロセスなどにより製造していた。しかし、Ｎｉ電鋳プロセスを採用した場合、スタンパ１枚あたり１時間程度の製造時間がかかる。これに対して、射出成形プロセスで樹脂インプリントスタンパの製造が可能になれば、製造時間をスタンパ１枚あたり１０秒程度に短縮することができる。
【０００３】
トラックピッチ３００ｎｍ以上でランド／グルーブが形成された光ディスクの製造には、射出成形が採用されている。たとえば、厚さ３０μｍ以上の記録層を挟んで張り合わせる用途で用いられている。射出成形によりトラックピッチ３００ｎｍ以上のランド／グルーブが形成された光ディスクを製造する場合、射出成形時に金型とスタンパ間に生じる空間に樹脂が入り込むことによりディスクの内周側のバリが生じる（たとえば特許文献１参照）。ただし、記録層が３０μｍ以上と十分厚いため、バリが生じたとしても張り合わせ工程であまり問題にならない。また、金型表面とスタンパ表面との高低差によって生じる樹脂インプリントスタンパ内周側の段差も３０μｍ以下に抑えれば、張り合わせ工程であまり問題にならない。
【０００４】
一方、射出成形により樹脂インプリントスタンパを製造し、これを用いてトラックピッチ１００ｎｍ以下のＤＴＲ媒体を製造することを想定すると、基板上に磁気記録層を成膜し、厚さ１００ｎｍ以下のレジストを塗布し、このレジストに対して樹脂インプリントスタンパを押し当ててパターンを転写した後、磁気記録層を加工することになる。
【０００５】
このように１００ｎｍ以下の薄いレジストにパターンを転写する際に、樹脂インプリントスタンパの表面に高い突起や段差があると、スタンパとレジストとの間に空隙が生じ、スタンパ表面のパターンをレジストに転写できないという問題が生じる。
【特許文献１】特開２００４−３１０９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、基板上の薄いレジストに対して良好にパターンを転写できる樹脂インプリントスタンパおよびその製造方法を提供し、製造時間が短いという樹脂インプリントスタンパの利点をいかすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る樹脂インプリントスタンパは、中心部に貫通孔を持つドーナツ状の樹脂材料からなり、表面の一部にトラックピッチ１００ｎｍ以下で複数のランド／グルーブが円周上に配列したパターン部を有し、前記パターン部の端から内周側へ向かって３ｍｍ未満の領域に、前記パターン部の上面に対して１０μｍを超える高さをもつ突起および段差を持たないことを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の態様に係る樹脂インプリントスタンパの製造方法は、マスタースタンパを準備し、マスタースタンパに対して樹脂の射出成形を行い、前記パターン部の端から内周側へ向かって３ｍｍ未満の領域に、前記パターン部の上面に対して１０μｍを超える高さをもつ突起および段差をなくすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板上の薄いレジストに対して良好にパターンを転写できる樹脂インプリントスタンパおよびその製造方法を提供し、製造時間が短いという樹脂インプリントスタンパの利点をいかすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
まず、図１（ａ）〜（ｃ）を参照して射出成形により樹脂インプリントスタンパを製造する方法を説明する。マスタースタンパとして、通常の方法に従い、電子ビーム描画および電鋳を用いて作製したドーナツ状のＮｉスタンパを用意する。得られたＮｉスタンパを射出成形機に組み込む。図１（ａ）に示すように、Ｎｉスタンパ１０の裏面を第１の台座金型２０で保持し、第２の台座金型３０と対向させて、両方の金型の間にＮｉスタンパ１０を挟んだ状態で支持する。第２の台座金型３０は、Ｎｉスタンパ１０のパターンの端部より外側でＮｉスタンパ１０の表面に接している。したがって、射出成形により得られる樹脂インプリントスタンパの外周は、第２の台座金型３０とＮｉスタンパ１０が接している位置で決定される。また、Ｎｉスタンパ１０表面と第２の台座金型３０の表面との距離で樹脂インプリントスタンパの厚さが決定される。ドーナツ状のＮｉスタンパ１０の中心孔に注入金型４０をはめ込んで固定する。このとき、注入金型４０の表面が、Ｎｉスタンパ１０の表面よりも、第２の台座金型３０の方向へ突出するように配置することが好ましい。注入金型４０から溶融樹脂を注入し、Ｎｉスタンパ１０および注入金型４０と、第２の台座金型３０との間の空隙に溶融樹脂を充填する。樹脂材料は特に限定されないが、主にポリカーボネートが用いられる。注入された溶融樹脂は金型温度まで冷却されて固形化する。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、第２の台座金型３０を取り外し、Ｎｉスタンパ１０および注入金型４０から固形化した樹脂成形品（樹脂インプリントスタンパ）５０を分離する。樹脂成形品５０の中心部には、注入路内での樹脂固化物５０ａが残っている。また、Ｎｉスタンパ１０の中心孔と注入金型４０の側面との隙間に相当する位置には、バリ５１が残る。
【００１３】
図１（ｃ）に示すように、樹脂固化物５０ａを含む樹脂成形品の中心部を打抜いて除去し、ドーナツ状の樹脂インプリントスタンパ５０を製造する。
【００１４】
バリ５１は、半値幅に対する高さのアスペクト比が２以上の急峻な突起、または前記アスペクト比が２未満のなだらかな段差として存在する。このバリ５１は、射出成形条件によって形状が異なる。しかし、このようなバリのある樹脂インプリントスタンパ５０を用い、インプリントによって例えばトラックピッチ１００ｎｍ以下の微細パターンを有するＤＴＲ媒体を製造する場合、バリの位置と大きさによっては微細パターンを良好に転写できないことが多いということがわかってきた。具体的には、樹脂インプリントスタンパ５０のパターン部の端から内周側へ向かって３ｍｍ未満の領域に、パターン部の上面に対して１０μｍを超える高さをもつ突起や段差が存在すると、微細パターンを良好に転写できなくなる。なお、光ディスクの製造プロセスでは、厚さ３０μｍ程度の記録層の存在により、高い１０μｍ以上のバリがあっても大きな問題が生じることはなかった。ところが、樹脂インプリントスタンパをＤＴＲ媒体の製造に適用する場合には、バリの影響をなくす必要がある。
【００１５】
次に、本発明において、樹脂インプリントスタンパをＤＴＲ媒体の製造に適用する場合にバリの影響をなくす方法を説明する。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｃ）は、樹脂インプリントスタンパ上のバリを、プレスにより変形させて高さを低減する方法である。図２（ａ）は、図１（ｃ）で得られた樹脂インプリントスタンパ５０を示している。図２（ｂ）に示すように、樹脂インプリントスタンパ５０の内周側に残っているバリ５１に対して修正治具６０を押し当ててプレスする。図２（ｃ）に示すように、こうしてバリ５１が塑性変形してその高さが減少する。なお、図２（ｂ）のプレス時に加熱して、樹脂を軟化させてもよい。
【００１７】
図３（ａ）、（ｂ）は、樹脂インプリントスタンパの内周部を打抜いてバリを除去する方法である。図３（ａ）は、図１（ｃ）で得られた樹脂インプリントスタンパ５０を示している。図３（ｂ）に示すように、樹脂インプリントスタンパ５０の内周部をバリ５１とともに打抜くことにより除去する。得られた樹脂インプリントスタンパ５０には射出成形時に生じていたバリが存在しない。
【００１８】
次に、図４（ａ）〜（ｅ）を参照し、本発明に係る樹脂インプリントスタンパを用いてＤＴＲ媒体を製造する方法を説明する。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、基板１上に磁気記録層２を成膜し、磁気記録層２上にレジスト３を塗布する。レジスト３に対向するように、樹脂インプリントスタンパ５０の凸パターンを対向させる。
【００２０】
図４（ｂ）に示すように、樹脂インプリントスタンパ５０をレジスト３に押し当てて、レジスト３にパターンを転写する。このとき、樹脂インプリントスタンパ５０のバリ５１の周辺では、レジスト３との間に空隙が生じることがある。この空隙の大きさは、バリ５１の高さおよび位置によって変わる。そして、この空隙が大きくなりすぎてパターン部にまで達すると、樹脂インプリントスタンパ５０のパターンをレジスト３に転写できなくなることがある。
【００２１】
図４（ｃ）に示すように、樹脂インプリントスタンパ５０を剥離する。レジスト３の表面には樹脂インプリントスタンパ５０から転写された凸パターンが形成される。
【００２２】
図４（ｄ）に示すように、レジスト３の凹部に残存しているレジスト残渣を除去して磁気記録層２を露出させる。
【００２３】
図４（ｅ）に示すように、レジストパターンをマスクとして磁気記録層２をミリング処理して加工することにより、所望の磁性パターンを得る。
【００２４】
必要に応じて磁性パターン間に非磁性層を充填し、表面にＤＬＣ保護膜を成膜し、表面に潤滑剤を塗布することにより、ＤＴＲ媒体を得る。
【００２５】
図５（ａ）、（ｂ）に、上記の方法で得られるＤＴＲ媒体の平面図を示す。これらの図においては、データ領域５とサーボ領域６とを示している。データ領域５には、トラックピッチ１００ｎｍ以下で複数のランド／グルーブが円周上に配列している。
【００２６】
図５（ａ）は、パターンの転写が良好に行われ、所望のデータ領域５とサーボ領域６が形成されていることを示している。図５（ｂ）は、一部ではデータ領域５とサーボ領域６が良好に形成されているが、バリの影響により基板１の内周側にパターンの未転写部７が生じていることを示している。
【００２７】
以下、種々の条件で樹脂インプリントスタンパを製造し、得られた樹脂インプリントスタンパを用いてＤＴＲ媒体を製造したときに、パターンの転写が良好に行われたか否かを調べた結果を説明する。
【００２８】
［例１〜４］
＜ＤＴＲ媒体の仕様＞
ＤＴＲ媒体上のパターンの仕様は以下の通りである。ＤＴＲ媒体は１．８インチ径であり、データ領域にトラックピッチ７４ｎｍでランド／グルーブを形成する。トラックの形状は、ランド幅が５２ｎｍ、グルーブ幅が２６ｎｍである。パターンの形成範囲は内径１８ｍｍ、外径４６ｍｍである。データ領域に応じて、サーボ領域には所定のサーボパターンを形成する。
【００２９】
＜Ｎｉスタンパの仕様＞
通常の方法に従い、電子ビーム描画および電鋳を用いて作製したドーナツ状のＮｉスタンパを用意する。Ｎｉスタンパは、外径８０ｍｍ、内径１６ｍｍ、厚み０．４ｍｍのドーナツ状であり、上記のＤＴＲ媒体に対応する高さ５０ｎｍのパターンを有する。
【００３０】
＜射出成形の仕様＞
第１の台座金型の外径：１００ｍｍ
第２の台座金型のＮｉスタンパとの当接部の直径：５５ｍｍ
第２の台座金型のＮｉスタンパとの当接部と樹脂成形面との段差：０．４ｍｍ
注入金型の外径：１６ｍｍ
第１の台座金型からの注入金型の突出量：０．４５ｍｍ
樹脂材料としてポリカーボネートを用い、溶融樹脂温度２００℃、成形金型温度９０℃、成形圧４０ｔ、成形時間１０秒の条件で射出成形を行う。
【００３１】
得られた樹脂成形品の内周部を直径１２ｍｍの位置で打ち抜いて樹脂インプリントスタンパを製造する。
【００３２】
＜樹脂インプリントスタンパの形状＞
ポリカーボネートからなる樹脂インプリントスタンパの形状は、内径１２ｍｍ、外径５５ｍｍ、厚さ０．４ｍｍである。内径１６ｍｍより内側の厚さは０．３５ｍｍである。パターン面と内径１６ｍｍより内側との間に０．０５ｍｍの段差がある。内径１６ｍｍの位置（パターン部の端から内周側へ向かって２ｍｍの位置）に、高さ２０μｍ、半値幅４μｍの突起をなすバリが円周状に形成されている。樹脂インプリントスタンパの裏側は平坦である。
【００３３】
例１では、上記の樹脂インプリントスタンパをそのまま使用した。この樹脂インプリントスタンパには内径１６ｍｍの位置に、高さ２０μｍ、半値幅４μｍの突起をなすバリが形成されていた。
【００３４】
例２〜４では、上記の樹脂インプリントスタンパに対し、修正治具として直径１７ｍｍ、３ｍｍ厚のアルミ円盤を用い、これを８０℃に熱し、下記の圧力で樹脂インプリントスタンパの内周部に押し当てた。このプロセス後の突起（バリ）の形状（高さおよび半値幅）をＡＦＭにより観察した。
【００３５】
例２  圧力５ｋｇｆ：高さ１５μｍ、半値幅４μｍ、
例３  圧力１０ｋｇｆ：高さ１０μｍ、半値幅４μｍ、
例４  圧力２０ｋｇｆ：高さ５μｍ、半値幅４μｍ。
【００３６】
［例５］
上記の樹脂インプリントスタンパについて、直径１７ｍｍ以内の部分をカッターで打抜いて除去した。
【００３７】
［例６］
Ｎｉスタンパの内径、注入金型の外径、および樹脂インプリントスタンパの打ち抜き位置を以下のように変更した。
【００３８】
Ｎｉスタンパの内径：１２ｍｍ、
注入金型の外径：１２ｍｍ、
樹脂インプリントスタンパの打ち抜き位置：８ｍｍ。
【００３９】
射出成形機から樹脂インプリントスタンパを取り出し後、樹脂インプリントスタンパの内径を１２ｍｍまで打ち抜いて内径を広げた。このプロセス後の突起（バリ）の形状をＡＦＭにより観測した。この樹脂インプリントスタンパには内径１２ｍｍの位置に、高さ２０μｍ、半値幅４μｍの突起をなすバリが残っていた。
【００４０】
［例７］
第１の台座金型からの注入金型の突出量を、０．３８９ｍｍに変更した。得られた樹脂インプリントスタンパをＡＦＭ観察したところ、以下の段差および突起が確認された。
【００４１】
パターン面に対する内径１６ｍｍより内周側の段差：内周側に高さ１１μｍの段差、
突起：内径１２ｍｍの位置、高さ２０μｍ、半値幅４μｍ。
【００４２】
修正治具として直径１７ｍｍ、３ｍｍ厚のアルミ円盤を用い、これを８０℃に熱し、下記の圧力で樹脂インプリントスタンパの内周部に押し当てた。この結果、突起をなくすことができたが、内周側の高さ１１μｍの段差は残っていた。
【００４３】
［例８］
第１の台座金型からの注入金型の突出量を、０．３９０ｍｍに変更した。得られた樹脂インプリントスタンパをＡＦＭ観察したところ、以下の段差および突起が確認された。
【００４４】
パターン面に対する内径１６ｍｍより内周側の段差：内周側に高さ１０μｍの段差、
突起：内径１２ｍｍの位置、高さ２０μｍ、半値幅４μｍ。
【００４５】
修正治具として直径１７ｍｍ、３ｍｍ厚のアルミ円盤を用い、これを８０℃に熱し、下記の圧力で樹脂インプリントスタンパの内周部に押し当てた。この結果、突起をなくすことができたが、内周側の高さ１０μｍの段差は残っていた。
【００４６】
（ＤＴＲ媒体製造プロセス）
例１〜８の樹脂インプリントスタンパを用いて、以下のプロセスでＤＴＲ媒体を製造した。
【００４７】
基板上に、厚さ１５ｎｍの磁気記録層を形成し、その上に厚さ５０ｎｍのＵＶ硬化レジストをスピンコートした。レジストに対して、各樹脂インプリントスタンパのパターン面を対向させて押し当ててパターンを転写した後、樹脂インプリントスタンパを剥離した。レジスト表面には高さ５０ｎｍの凸パターンが転写されていた。酸素ＲＩＥによりレジストを２０ｎｍエッチングして、レジスト凹部で磁気記録層を露出させた。レジスト表面の凸パターンの高さは４０ｎｍになった。Ａｒイオンミリングによりレジスト凹部で露出した磁気記録層を１０ｎｍエッチングした。酸素ＲＩＥにより残ったレジストを除去した。媒体表面に５ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を成膜した後、潤滑剤を塗布し、ＤＴＲ磁気記録媒体を得た。
【００４８】
例１〜８の各樹脂インプリントスタンパを用いて製造した磁気記録媒体のパターン面をＯＳＡにて観察した。図５（ａ）に示したように、基板の内周までのパターンの転写が確認されたものを全面転写という。図５（ｂ）に示したように、基板の内周部に未転写領域７がある場合、未転写領域７の外径を測定した。また、パターン最内周の直径１８ｍｍ位置のパターン転写の状態を確認した。以上の結果を表１にまとめて示す。
【表１】
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【００４９】
例６のように突起の位置がパターン最内周から３ｍｍ以上離れていれば、突起の高さが２０μｍであっても内周までパターン転写が可能であることがわかる。例１〜５の結果から、突起の高さが１０μｍ以下であれば、突起の位置がパターン最内周から３ｍｍ以内であっても良好な転写が可能であることがわかる。
【００５０】
例７，８の結果から、パターン面からの段差の高さが１０μｍ以下であれば、段差の位置がパターン最内周から３ｍｍ以内であっても良好な転写が可能であることがわかる。
【００５１】
以上のように本発明の方法を用いれば、媒体表面のレジストへ良好にパターンを転写することができ、記録再生に問題のないＤＴＲ媒体を製造することができる。そして、射出成形によれば樹脂インプリントスタンパを１枚１０秒の速度で製造することができ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】射出成形により樹脂インプリントスタンパを製造する方法を示す断面図。
【図２】樹脂インプリントスタンパ上のバリをプレスにより変形させて高さを低減する方法を示す断面図。
【図３】樹脂インプリントスタンパの内周部を打抜いてバリを除去する方法を示す断面図。
【図４】本発明に係る樹脂インプリントスタンパを用いてＤＴＲ媒体を製造する方法を示す断面図。
【図５】本発明に係る方法により製造されたＤＴＲ媒体の平面図。
【符号の説明】
【００５３】
１…基板、２…磁気記録層、３…レジスト、５…データ領域、６…サーボ領域、７…未転写部、１０…Ｎｉスタンパ、２０…第１の台座金型、３０…第２の台座金型、４０…注入金型、５０…樹脂インプリントスタンパ（樹脂成形品）、５０ａ…樹脂固化物、５１…バリ、６０…修正治具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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