JP2010218597A - パターン転写用樹脂スタンパ、及びこれを用いた磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好なパターン転写が可能なパターン転写用スタンパを得る。
【解決手段】表面張力は３１ないし３９ｍＮ／ｍの紫外線硬化型樹脂と、臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下のスタンパとを組み合わせて使用し、パターン転写を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気記録層表面にディスクリートトラックを有する磁気記録媒体の製造方法に係り、特に、ディスクリートトラック形状を転写する際に使用される樹脂スタンパに関する。

近年、様々な分野において、さらなる高密度化や高精度化のためにナノインプリント技術が注目されている。

例えば、半導体や光学素子、磁気記録媒体などへの応用が検討されている。

磁気記録媒体では、更なる高密度化に対応するために、隣接する記録トラックを溝または非磁性材料からなるガードバンドで分離し、隣接トラック間の磁気的干渉を低減するようにしたディスクリートトラック媒体が注目されている。

このようなディスクリートトラック媒体を製造する際に、スタンパを用いてナノインプリント技術を応用し、磁性層のディスクリートトラックパターンを形成することができる。インプリント法によって記録トラックのパターンとともにサーボ領域の信号に相当する磁性層のパターンも形成すれば、従来の磁気記録媒体の製造時に必要とされるサーボトラックを描画する工程をなくすことが可能となるので、コスト低減にもつながる。

このようなディスクリートトラックパターンを形成するプロセスとして、Ｎｉスタンパーから、例えば高圧インプリント法または熱インプリント法によりレジストパターンを転写して製造するプロセスが用いられてきたが、このプロセスでは、Ｎｉスタンパーの寿命が短く大量生産には適していない。また、高データ密度化されトラックが微細になった際にはレジストパターンの転写が上手くいかなかった。

このようなことから、その他のナノインプリント技術として、光ナノインプリント法を用いることが注目されている。

光ナノインプリント法を用いてディスクリートトラック媒体上のレジストにパターンを転写するには、まず、Ｎｉスタンパー（マザースタンパー）から射出成形により樹脂スタンパーを複製し、その樹脂スタンパーと、レジストとして使用される未硬化の紫外線硬化型樹脂層とを真空貼り合わせに供する。この方法がコスト低減可能で、微細化にも適していることがわかった。

ここで、上記ディスクリートトラック媒体に転写するための紫外線硬化型樹脂に求められる特性としては、媒体上への塗布性、粘度、硬化性、樹脂スタンパーからの剥離性、転写したパターンを加工するためのエッチング耐性、及び硬化収縮性があげられる。紫外線硬化型樹脂の厚さは、転写パターンの凹凸の高さに対してインプリントに十分であることが必要であるけれども、その後の加工工程を考えると、インプリント後の紫外線硬化型樹脂の残さは少ないほうがよい。そのためには、紫外線硬化型樹脂層の塗布膜厚は６０ｎｍ以下であることが望まれる。

例えば、ラジカル重合を行う紫外線硬化型樹脂として、開始剤，ビニル（アクリロイル）基を持つオリゴマー及びモノマーが混合された紫外線硬化型樹脂があげられる。しかしながら、紫外線硬化型樹脂中にオリゴマーを入れると、粘度が高くなり、塗布膜厚を６０ｎｍ以下にすることが困難であった。

また、ナノインプリント用の紫外線硬化型樹脂として、例えば塗布性、剥離性向上のために界面活性剤が添加された紫外線硬化型樹脂があげられる（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、界面活性剤を使用しすぎると、硬化阻害や硬化時間の長時間化、磁気記録媒体の劣化しやすかった。

さらに、塗布膜厚を６０ｎｍ以下と非常に薄くしなければならないため、紫外線硬化型樹脂の粘度は１５ｃＰ以下でなければ膜厚制御は困難である。

単官能モノマーのみで硬化させると、膜の硬化性が悪く、一方、官能数を増やすと硬化するが、硬化収縮性が大きくなりやすかった。

特開２００８−１９２９２号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、磁気記録媒体の製造方法において良好なパターン転写を行うことが可能なパターン転写用樹脂スタンパを得ることを目的とする。

本発明の磁気記録媒体パターン転写用スタンパは、記録媒体の記録層表面にトラックパターンを形成するために、紫外線硬化型樹脂の塗布層を介して転写される凹凸パターンを持つスタンパであって、該凹凸パターンは、該記録媒体のデータ記録部及びアドレス部を含むデータ領域に対応する主要な領域と、該主要な領域以外のダミー領域とを有し、
該紫外線硬化型樹脂の表面張力は３１ないし３９ｍＮ／ｍであって、
該スタンパの臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、真空下で、磁気記録媒体の磁気記録層表面と、その臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下であり、該記録媒体のデータ記録部及びアドレス部を含むデータ領域に対応する主要な領域と、該主要な領域以外のダミー領域とを有する樹脂スタンパの凹凸パターン面とを、その表面張力は３１ないし３９ｍＮ／ｍである未硬化の紫外線硬化型樹脂の塗布層を介して貼り合わせ、
該未硬化の紫外線硬化型樹脂の塗布層に紫外線を照射して、硬化せしめ、
該樹脂スタンパを剥離して、前記磁気記録媒体の片面上に凹凸パターンが転写され、硬化された紫外線硬化型樹脂層を形成し、
硬化された紫外線硬化型樹脂層をマスクとしてドライエッチングを行い、磁気記録層表面に、凹凸パターンを形成することを特徴とする。

本発明を用いると、磁気記録媒体の製造方法において良好なパターン転写を行うことが可能となる。

本発明に用いられるパターン転写方法を表す図である。 磁気記録媒体を記録再生する磁気記録再生装置を表す図である。 ディスクリート型磁気記録媒体の製造方法の一例を表す図である。

本発明のパターン転写用スタンパは、その表面張力が３１ないし３９ｍＮ／ｍである紫外線硬化型樹脂と組み合わせて使用されるもので、記録媒体の記録層表面にトラックパターンを形成するために、上記値の表面張力を有する紫外線硬化型樹脂の塗布層を介して転写される凹凸パターンを有し、かつ３１ｍＮ／ｍ以下の臨界表面張力を有することを特徴とする。

上記凹凸パターンは、記録媒体のデータ記録部及びアドレス部を含むデータ領域に対応する主要な領域と、主要な領域以外のダミー領域とを有し得る。

固体であるスタンパの臨界表面張力は、Ｚｉｓｍａｎ法で測定し得る。臨界表面張力の測定は、樹脂スタンパーの凹凸パターンが形成された面のうち、凹凸が形成されていない鏡面部分を用いて行なうことが出来る。使用した測定装置は、協和界面科学製 ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ５００画像処理式・固液界面解析システムである。試験液には、和光純薬工業製ぬれ張力試験用混合液試薬３１，試薬３４，試薬３７，試薬４０の４種を用い、各試薬との接触角θを測定し、試薬の表面張力と接触角のｃｏｓθの関係から外挿してｃｏｓθ＝１となるところの表面張力を臨界表面張力とすることができる。

一方、液体である紫外線硬化型樹脂の表面張力は、例えばプレート法（ウィルヘルミー法）を用い、協和界面化学製 自動表面張力計ＣＢＶＰ−Ｚ型を用いて測定することができる。

また、磁気記録媒体の製造方法は、臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下であるパターン形成用スタンパと、その表面張力が３１ないし３９ｍＮ／ｍである紫外線硬化型樹脂とを組み合わせて用いるもので、真空下で、磁気記録媒体の磁気記録層表面と、その臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下であるスタンパの凹凸パターン面とを、その表面張力が３１ないし３９ｍＮ／ｍである未硬化の紫外線硬化型樹脂の塗布層を介して貼り合わせ、
未硬化の紫外線硬化型樹脂の塗布層に紫外線を照射して、硬化せしめ、
樹脂スタンパを剥離して、磁気記録媒体の片面上に凹凸パターンが転写され、硬化された紫外線硬化型樹脂層を形成し、
硬化された紫外線硬化型樹脂層をマスクとしてドライエッチングを行い、磁気記録層表面に、凹凸パターンを形成する
本発明によれば、表面張力が３１ないし３９ｍＮ／ｍである紫外線硬化型樹脂と、３１ｍＮ／ｍ以下の臨界表面張力を有するスタンパとを組み合わせて用いることにより、ディスクリート型磁気記録媒体の製造において、真空貼り合わせ及び紫外線硬化後のスタンパと硬化された紫外線樹脂層との剥離性が良好となる。これにより、精度の良いパターン転写が可能となる。

また、スタンパの臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍより大きいと、真空貼り合わせ後、剥離したときに、紫外線硬化型樹脂の残渣が残りやすい。

紫外線硬化型樹脂の表面張力は、さらには、３１ないし３６ｍＮ／ｍとすることが出来る。

また、スタンパの臨界表面張力は、さらには、２６ないし３１ｍＮ／ｍにすることができる。２６未満であると、Ｎｉスタンパから微細パターンを転写するのが難しくなる傾向がある。

以下、図面を参照し、本発明に用いられるパターン転写方法を図１（ａ）〜（ｄ）を参照して概略的に説明する。

これらの図は媒体基板の片面にパターンを転写する場合を示している。図１（ａ）に示すように、スピナー４１に媒体基板５１を設置する。図１（ｂ）に示すように、スピナー４１とともに媒体基板５１をスピンさせながら、ディスペンサー４２から紫外線硬化型樹脂（２Ｐ樹脂）を滴下してスピン塗布する。図１（ｃ）に示すように、真空チャンバー８１内において、真空下で、磁気記録媒体５１の片面と透明スタンパ７１のパターン面とを２Ｐ樹脂層（図示せず）を介して貼り合わせる。図１（ｄ）に示すように、大気圧下でＵＶ光源４３から透明スタンパ７１を通してＵＶを照射して２Ｐ樹脂層を硬化させる。図１（ｄ）の後に、透明スタンパ７１を剥離する。

本発明に使用可能な磁気ディスク基板としては、たとえばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板、およびこれらの基板の表面にＮｉＰ層を形成したものなどを用いることができる。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどがある。セラミック基板としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることができる。基板の表面にＮｉＰ層を形成するには、メッキやスパッタリングが用いられる。

垂直磁気記録媒体を作製する場合には、基板上に軟磁性下地層（ＳＵＬ）介して垂直磁気記録層を設けたいわゆる垂直二層媒体とすることができる。垂直二層媒体の軟磁性下地層は、記録磁極からの記録磁界を通過させ、記録磁極の近傍に配置されたリターンヨークへ記録磁界を還流させるために設けられている。すなわち、軟磁性下地層は記録ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻な垂直磁界を印加して、記録効率を向上させる役目を果たす。

本発明に使用可能な軟磁性下地層としては、例えばＦｅ、ＮｉおよびＣｏのうち少なくとも１種を含む高透磁率材料が挙げられる。このような材料として、ＦｅＣｏ系合金たとえばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系およびＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえばＦｅＺｒＮなどが挙げられる。

軟磁性下地層として、Ｆｅを６０原子％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造、または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。

軟磁性下地層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＴｉおよびＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることもできる。Ｃｏは、好ましくは８０原子％以上含まれる。このようなＣｏ合金をスパッタリングにより成膜した場合にはアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。また、アモルファス軟磁性材料を用いることにより、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。

軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに下地層を設けることができる。下地層材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。

軟磁性下地層と垂直磁気記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けることができる。中間層の役割は、軟磁性下地層と記録層との交換結合相互作用を遮断すること、および記録層の結晶性を制御することである。中間層材料としては、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。

スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、厚さ０．５〜１．５ｎｍのＲｕを挟んで反強磁性結合させることができる。また、軟磁性層と、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持った硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピニング層とを交換結合させることができる。この場合、交換結合力を制御するために、Ｒｕ層の上下に、磁性層たとえばＣｏ、または非磁性層たとえばＰｔを積層することができる。

本発明に使用可能な垂直磁気記録層には、たとえば、Ｃｏを主成分とし、少なくともＰｔを含み、必要に応じてＣｒを含み、さらに酸化物（たとえば酸化シリコン、酸化チタン）を含む材料が用いることができる。垂直磁気記録層中では、磁性結晶粒子が柱状構造をなしていることが好ましい。このような構造を有する垂直磁気記録層では、磁性結晶粒子の配向性および結晶性が良好であり、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得ることができる。上記のような構造を得るためには、酸化物の量が重要になる。酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下にすることができる、さらには、５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下にすることができる。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量が上記の範囲であれば、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を孤立化および微細化させることができる。酸化物の含有量が上記範囲を超える場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されない傾向がある。一方、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の孤立化および微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られない傾向がある。

垂直磁気記録層のＰｔの含有量は、１０原子％以上２５原子％以下にすることができる。Ｐｔ含有量が上記範囲であると、垂直磁気記録層に必要な一軸磁気異方性定数Ｋｕが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好になり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られる。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがある。一方、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適したＫｕしたがって熱揺らぎ特性が得られない傾向がある。

垂直磁気記録層のＣｒの含有量は、０原子％以上１６原子％以下が好ましく、１０原子％以上１４原子％以下がより好ましい。Ｃｒ含有量が上記範囲であると、磁性粒子の一軸磁気異方性定数Ｋｕを下げることなく高い磁化を維持でき、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られる。Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、かつ磁性粒子の結晶性、配向性が悪化し、結果として記録再生特性が悪くなる傾向がある。

垂直磁気記録層は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、酸化物に加えて、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の添加元素を含むことができる。これらの添加元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進するか、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。これらの添加元素の合計含有量は、８原子％以下にすることができる。８原子％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られない傾向がある。

垂直磁気記録層の他の材料としては、ＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉが挙げられる。垂直磁気記録層に、Ｐｔ、Ｐｄ、ＲｈおよびＲｕからなる群より選択される少なくとも一種を主成分とする合金と、Ｃｏとの多層膜を用いることもできる。また、これらの多層膜の各層に、Ｃｒ、ＢまたはＯを添加した、ＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどの多層膜を用いることもできる。

垂直磁気記録層の厚さは、５〜６０ｎｍにすることができる、さらには１０〜４０ｎｍにすることができる。この範囲の厚さを有する垂直磁気記録層は高記録密度に適している。垂直磁気記録層の厚さが５ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。一方、垂直磁気記録層の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上にすることができる。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上にすることができる。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。

垂直磁気記録層上には保護層を設けることが出来る。

保護層は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ作用を有する。保護層の材料としては、たとえばＣ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２を含む材料が挙げられる。保護層の厚さは、１〜１０ｎｍとすることが好ましい。保護層の厚さを上記の範囲にすると、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。

垂直磁気記録媒体表面には、潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを塗布することができる。

本発明に用いられる紫外線硬化型樹脂材料として、少なくともモノマーであるイソボルニルアクリレートと３官能アクリレートまたはウレタンアクリレート、重合開始剤とを含む組成物を使用することが出来る。これらの他に、接着剤や離型剤などの添加物も１重量％以下で混合してもよい。

それぞれの含有量はイソボルニルアクリレートが４０重量％以上９５重量％以下、３官能アクリレートが１重量％以上３０重量％以下、重合開始剤が０．５重量％以上６重量％以下とすることが出来る。

ここで、３官能アクリレートとしては、たとえば
トリメチロールプロパントリアクリレート
トリメチロールプロパンＰＯ変性トリアクリレート
（ＰＯ（プロポキシ基）の数：２，３，４，６）
トリメチロールプロパンＥＯ変性トリアクリレート
（ＥＯ（エトキシ基）の数：３，６，９，１５，２０）
トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート
ペンタエリスリトールトリアクリレート
ペンタエリスリトールＥＯ変性トリアクリレート
ＥＯ変性グリセリントリアクリレート
プロポキシ化（３）グリセリルトリアクリレート
高プロポキシ化（５．５）グリセリルトリアクリレート
トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェート
ε−カプロラクトン変性トリス（アクロキシエチル）イソシアヌレート
を用いることができる。

重合開始剤としては、
アルキルフェノン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤、チタノセン系重合開始剤、オキシムエステル系光重合開始剤、オキシムエステル酢酸エステル系光重合開始剤などを用いることができる。

上記重合開始剤の具体的な例として、
２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１）
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルーケトン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４）
２−ヒドロキシー２−メチルー１−フェニループロパン−１−オン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）
その他、ＩＲＧＡＣＵＲＥ２９５９，ＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７，ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７，ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９，ＩＲＧＡＣＵＲＥ３７９，ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ，ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９，ＩＲＧＡＣＵＲＥ７８４，ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０１，ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０２，ＩＲＧＡＣＵＲＥ７５４（すべてチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
が挙げられる。

イソボルニルアクリレートは、９ＣＰと比較的低粘度で、Ｔｇが高い。また、脂環式構造をとっていることから、耐エッチング性が高く、好ましい。

また、この紫外線硬化型樹脂の中に、アダマンタン環構造や芳香族環構造をもつアクリレートを追加すると、さらに耐エッチング性が高まり、より好ましい。

イソボルニルアクリレートと重合開始剤だけである場合、硬化後の膜の硬さが不十分であった。単官能モノマー、２官能モノマーとイソボルニルアクリレートの組み合わせでも同様であり、３官能モノマーとの組み合わせで耐エッチング性が良好なまま、硬化後の膜の硬さも十分となった。３官能モノマーより大きい多官能モノマーの場合、粘度が高くなるために本目的の低粘度紫外線硬化型樹脂用途では好ましくない。

重合開始剤は、ＵＶ照射に用いるランプの波長によって最適なものを選ぶ必要がある。

ＵＶ照射に用いるランプとしては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンフラッシュランプなどを使用することができる。

また、表面張力としては、スタンパの表面張力より大きく３９ｍＮ／ｍ以下が良好である。表面張力が大きいほうが好ましいが、耐エッチング性に優れたイソボルニルアクリレートと表面張力の高い材料とは塗膜後に材料が分離してしまうため、現実的に使用に適していない。

紫外線硬化型樹脂材料の表面張力は、配合される各成分の表面張力により調整し得る。紫外線硬化型樹脂材料の表面張力は、例えば紫外線硬化型樹脂材料の主成分として使用できるアクリレート類の表面張力に影響され得る。本発明に使用できる紫外線硬化型樹脂材料の一般的に多官能アクリレートになるほど大きな傾向となり、単官能アクリレートでも、３１ｍＮ／ｍを下回るものは少ない。上記実施例に使用可能な紫外線硬化型樹脂では、イソボルニルアクリレートを主剤として用いるが、イソボルニルアクリレートの表面張力は３１．７ｍＮ／ｍである。したがって、他の単官能アクリレートを混合した場合においても、表面張力の高い多官能アクリレートを混合するために下限は３１ｍＮ／ｍとなる。

また、スタンパの臨界表面張力は、スタンパ成形材料中に添加剤例えば離形剤等を混入することにより調整することができる。

また、あるいは、スタンパ表面に例えば被膜を設けることにより臨界表面張力を調整することができる。

スタンパ成形材料としては、例えば日本ゼオン社製 環状オレフィンポリマー ＺＥＯＮＯＲ １０６０Ｒ、及び帝人化成製ポリカーボネート材ＡＤ５５０３等を使用することが出来る。

スタンパ成形材料に混入可能な離形剤としては、例えばフッ素系離型剤、シリコーン、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、パーフルオロアルキル基含有リン酸エステル、モノグリセライド、ラウリル酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウムなどを使用することができる。

中でも、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノベヘネート、グリセリンモノオレート、グリセリンモノジステアレート、ジグリセリンラウレート、ジグリセリンステアレート、ソルビタンラウレート、ソルビタンパルミテートなどは成形材料に混合させやすく好ましい。また、フッ素を含む離型剤を混合させた場合、微細パターンの転写にも向いており、好適である。

離形剤の混入量は、スタンパ成形材料に対し、０．１重量％〜５．０重量％の範囲にすることができる。離形剤が５．０重量％より多いと、パターンを成形するのが困難となる傾向があり、０．１重量％より少ないと、微細パターンのＮｉスタンパからの成形が困難となる傾向がある。

また、スタンパ表面に形成可能な被膜としては、例えばＮｉ（９９ａｔ％）−Ｖ（１ａｔ％）のイオンプレーティング、及び離型剤塗布層等があげられる。

被膜の厚さは、１ないし１０ｎｍにすることができる。

被膜の厚さが１ｎｍ未満であると、被膜が剥がれてしまう傾向があり、１０ｎｍを超えると、溝が歪む傾向がある。

図２に、磁気記録媒体を記録再生する磁気記録再生装置を表す図を示す。

この磁気記録装置は、筐体６１の内部に、磁気記録媒体６２と、磁気記録媒体６２を回転させるスピンドルモータ６３と、記録再生ヘッドを含むヘッドスライダー６４と、ヘッドスライダー６４を支持するヘッドサスペンションアッセンブリ（サスペンション６５とアクチュエータアーム６６）と、ボイスコイルモータ６７と、回路基板とを備える。

磁気記録媒体６２はスピンドルモータ６３に取り付けられて回転され、垂直磁気記録方式により各種のデジタルデータが記録される。ヘッドスライダー６４に組み込まれている磁気ヘッドはいわゆる複合型ヘッドであり、単磁極構造のライトヘッドと、ＧＭＲ膜やＴＭＲ膜などを用いたリードヘッドとを含む。アクチュエータアーム６６の一端にサスペンション６５が保持され、サスペンション６５によってヘッドスライダー６４を磁気記録媒体６２の記録面に対向するように支持する。アクチュエータアーム６６はピボット６８に取り付けられる。アクチュエータアーム６４の他端にはアクチュエータとしてボイスコイルモータ６７が設けられている。ボイスコイルモータ６７によってヘッドサスペンションアッセンブリを駆動して、磁気ヘッドを磁気記録媒体６１任意の半径位置に位置決めする。回路基板はヘッドＩＣを備え、ボイスコイルモータの駆動信号、および磁気ヘッドによる読み書きを制御するための制御信号などを生成する。

この磁気ディスク装置を用い、加工した磁気記録媒体からアドレス信号等を再生することが出来る。

本発明の方法を用いて、半径９ｍｍ〜２２ｍｍのデータゾーンにおいて、トラック密度が３２５ｋＴＰＩ（ｔｒａｃｋ ｐｅｒ ｉｎｃｈ、７８ｎｍトラックピッチに相当）である磁気ディスクを作製した。

このようなサーボ領域を有する磁気ディスクを製造するには、磁気ディスク上の磁性層パターンと対応する凹凸パターンを有するスタンパを用いてインプリントを行う。なおインプリントおよびその後の加工によって形成された磁性層の凹凸パターンは非磁性体材料によってその凹部が埋め込まれ、表面が平坦化されていても構わない。

以下、本実施例の磁気ディスクの製造方法を説明する。

まず、スタンパを作製した。

スタンパの型となる原盤の基板として６インチ径のＳｉウエハーを用意した。一方、日本ゼオン社製のレジストＺＥＰ−５２０Ａをアニソールで２倍に希釈し、０．０５μｍのフィルタでろ過した。Ｓｉウエハー上にレジスト溶液をスピンコートした後、２００℃で３分間プリベークして、厚さ約５０ｎｍのレジスト層を形成した。

ＺｒＯ／Ｗ熱電界放射型の電子銃エミッターを有する電子ビーム描画装置を用い、加速電圧５０ｋＶの条件で、Ｓｉウエハー上のレジストに所望のパターンを直接描画した。描画時にはサーボパターン、バーストパターン、アドレスパターン、トラックパターンを形成するための信号と、描画装置のステージ駆動系（少なくとも一方向の移動軸の移動機構と回転機構とを有する、いわゆるＸ−θステージ駆動系）へ送る信号と、電子ビームの偏向制御信号とを同期させて発生する信号源を用いた。描画中は線速度５００ｍｍ／ｓのＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）でステージを回転させるとともに、半径方向にもステージを移動させた。また、１回転毎に電子ビームに偏向をかけて、同心円をなすトラック領域を描画した。なお、１回転あたり７．８ｎｍずつ送り、１０周で１トラック（１アドレスビット幅に相当）を形成した。

ＳｉウエハーをＺＥＤ−Ｎ５０（日本ゼオン社製）に９０秒間浸漬してレジストを現像した後、ＺＭＤ−Ｂ（日本ゼオン社製）に９０秒間浸漬してリンスを行い、エアーブローにより乾燥させ、図示しないレジスト原盤を作製した。

レジスト原盤上にスパッタリングによってＮｉからなる導電膜を形成した。具体的には、ターゲットに純ニッケルを使用し、８×１０^−３Ｐａまで真空引きした後、アルゴンガスを導入して圧力を１Ｐａに調整したチャンバー内で４００ＷのＤＣパワーを印加して４０秒間スパッタリングを行い、厚さ約１０ｎｍの導電膜を成膜した。

導電膜をつけたレジスト原盤をスルファミン酸ニッケルメッキ液（昭和化学（株）製、ＮＳ−１６０）に浸漬し、９０分間Ｎｉ電鋳して、厚さ約３００μｍの電鋳膜を形成した。電鋳浴条件は次の通りである。

電鋳浴条件
スルファミン酸ニッケル：６００ｇ／Ｌ
ホウ酸：４０ｇ／Ｌ
界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）：０．１５ｇ／Ｌ
液の温度：５５℃
ｐＨ：４．０
電流密度：２０Ａ／ｄｍ^２
レジスト原盤から、電鋳膜および導電膜をレジスト残渣がついた状態で剥離した。酸素プラズマアッシングによりレジスト残渣を除去した。具体的には、酸素ガスを１００ｍｌ／ｍｉｎで導入して圧力を４Ｐａに調整したチャンバー内で１００Ｗのパワーを印加して２０分間プラズマアッシングを行った。

図３（ａ）に示すように、こうした導電膜および電鋳膜を含むファザースタンパ１を得た。その後、さらに電鋳を行い、図３（ｂ）に示すようなマザースタンパー２を複製し、マザースタンパ２の不要部を金属刃で打ち抜くことにより射出成形用スタンパを得た。

このマザースタンパー２から図３（ｃ）に示すように、東芝機械製射出成形装置により樹脂スタンパー３を複製した。成形材料としては、日本ゼオン社製 環状オレフィンポリマー ＺＥＯＮＯＲ １０６０Ｒを用いた。なお、樹脂スタンパーの凹凸パターンは、記録媒体のデータ記録部及びアドレス部を含むデータ領域に対応する主要な領域と、主要な領域以外のダミー領域とを有し得る。

次に、磁気ディスクを作製した。
図３（ｇ）に示す１．８インチ径のドーナツ型ガラスからなるディスク基板上にスパッタリングにより磁気記録層を形成した。この磁気記録層上に金属マスク層を３ｎｍ積層した。金属マスク層に用いることができる金属は、
Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｃ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｎなどや、これらを含む合金（例えば、ＣｒＴｉ，ＣｏＢ，ＣｏＰｔ，ＣｏＺｒＮｂ，ＮｉＴａ，ＮｉＷ，Ｃｒ−Ｎ，ＳｉＣ，ＴｉＯｘなど）などである。中でも、ＳｉやＣｕは樹脂スタンパーからの剥離性や加工性が優れ、好ましい。また、金属マスク層の膜厚も、加工性によって決まり、薄いほど良好である。本実施例においては、Ｃｕを３ｎｍ磁気記録層上に積層したものを用いた。

図３（ｉ）に示すように、この磁気記録層５上に表面保護層６を形成した後、紫外線硬化型樹脂材料からなるレジスト７を図３（ｊ）に示すように、回転数１００００ｒｐｍでスピンコートした。

ここで、紫外線硬化型樹脂材料は、下記式（１）で表されるイソボルニルアクリレート８４重量％、下記式（２）で表される６官能ウレタンアクリレート １０重量％、ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３ ６重量％を混合したものを用いた。

この紫外線樹脂の表面張力は３２ｍＮ／ｍであった。なお、表面張力は、プレート法（ウィルヘルミー法）を用い、協和界面化学製自動表面張力計ＣＢＶＰ−Ｚ型で測定を行った。紫外線硬化型樹脂は、これに限定するものではなく、上述のように種々の紫外線硬化型樹脂から選択することが出来る。真空貼り合わせ法により樹脂スタンパ３をディスク基板表面の紫外線硬化型樹脂レジスト７に貼り合わせ、紫外線照射し樹脂を硬化させた後、図３（ｄ）に示すように、樹脂スタンパー３を剥離した。

紫外線インプリントによる凹凸形成プロセスでは、パターン凹部の底にレジスト残渣が残る。

次に、酸素ガスを用いたＲＩＥにより、パターン凹部の底にあるレジスト残渣を除去した。レジスト７のパターンをマスクとして、Ａｒイオンミリングにより、図３（ｅ）に示すように、磁気記録層をエッチングした。続いて、図３（ｆ）に示すように、酸素ＲＩＥによりレジストのパターンを剥離した。さらに全面に図示しないカーボン保護層を成膜した。その後、作製した磁気ディスクに潤滑剤を塗布する。

ここで、上述した磁気ディスク媒体においては、磁気記録層をレジストのマスクがない部位において底までエッチングしているが、途中でＡｒイオンミリングを止め、凹凸が出来る程度の媒体であっても構わない。また、初めに磁性層を設けずにスタンパを基板上のレジストにインプリントした後エッチングするなどして先に基板形状に凹凸を設け、その後磁性膜を製膜した媒体であっても構わない。さらに、上述したものを含めいずれの場合にも溝部が何らかの非磁性材料によって埋め込まれていても構わない。

以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。

実施例１
１つのＮｉスタンパと、射出成形樹脂材料として、帝人化成製ポリカーボネート材ＡＤ５５０３に離型剤としてグリセリンモノステアレートを１重量％混合したものとを用いて、射出成形を行い、樹脂スタンパＡを作成した。

臨界表面張力を前述の方法で測定したところ、３１ｍＮ／ｍとなった。

図３（ｃ），図３（ｄ）に示す方法で、光透過性を持つ樹脂スタンパＡを、紫外線硬化型樹脂材料は、上記式（１）で表されるイソボルニルアクリレート８４重量％、上記式（２）で表される６官能ウレタンアクリレート １０重量％、ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３ ６重量％を混合した紫外線硬化型樹脂レジストを介して、磁気記録媒体に貼り合わせ、紫外線照射し、樹脂を硬化させた後、樹脂スタンパーを剥離した。

得られた樹脂スタンパーの剥離性を、剥離を行った時に、目視で確認し、樹脂スタンパ側に２Ｐ樹脂が残らないものを○、わずかに残るものを△、広い面積で残るものを×と評価した。

剥離後の樹脂スタンパーを観察すると、紫外線硬化型樹脂の剥離残りは観察されなかった。

得られた結果を下記表１に示す。

原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で溝形状観察も行ったが、良好にパターンが転写できていることがわかった。

実施例２
射出成形樹脂材料として、日本ゼオン製環状オレフィンポリマーＺＥＯＮＯＲ １０６０Ｒにジグリセリンステアレートを１重量％混合したものを用いて射出成型を行い、樹脂スタンパＢを作成した。

臨界表面張力を前述の方法で測定したところ、２９ｍＮ／ｍとなった。

実施例１と同様にパターン転写・剥離実験を行い、剥離後の樹脂スタンパーを観察すると、紫外線硬化型樹脂の剥離残りは観察されなかった。得られた結果を下記表１に示す。

ＡＦＭで溝形状観察も行ったが、良好にパターンが転写できていることがわかった。

実施例３
射出成型樹脂材料として日本ゼオン製環状オレフィンポリマーＺＥＯＮＯＲ １０６０Ｒを用い、成形に用いるＮｉスタンパーにイオンプレーティングにてＮｉ（９９ａｔ％）−Ｖ（１ａｔ％）を１０ｎｍ積層した。

このＮｉスタンパーを用いて射出成形を行い、樹脂スタンパＣを得た。

臨界表面張力を前述の方法で測定したところ、２９ｍＮ／ｍとなった。

実施例１と同様にパターン転写・剥離実験を行い、剥離後の樹脂スタンパーを観察すると、紫外線硬化型樹脂の剥離残りは観察されなかった。

得られた結果を下記表１に示す。

ＡＦＭで溝形状観察も行ったところ、良好にパターンが転写できていることがわかった。

実施例４
Ｎｉスタンパーに離型剤として（株）ハーベス社製ＨＤ２１００をスピンコートで３０００ｒｐｍにて６ｎｍ塗布してから、射出成形樹脂材料として日本ゼオン製環状オレフィンポリマーＺＥＯＮＯＲ １０６０Ｒを用い、射出成形を行った。このようにして樹脂スタンパＤを得た。

臨界表面張力を前述の方法で測定したところ、２８ｍＮ／ｍとなった。

実施例１と同様にパターン転写・剥離実験を行い、剥離後の樹脂スタンパーを観察すると、紫外線硬化型樹脂の剥離残りは観察されなかった。

得られた結果を下記表１に示す。

ＡＦＭで溝形状観察も行ったところ、良好にパターンが転写できていることがわかった。

実施例５
紫外線硬化型樹脂はイソボルニルアクリレート ５０ｗｔ％、２−フェノキシエチルアクリレート ４０ｗｔ％、エトキシ化（３）テトラメチロールプロパントリアクリレート ７ｗｔ％、ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９ ３ｗｔ％を混合したものを用い、その他は実施例１と同様にパターン転写・剥離実験を行った。

剥離は良好で、剥離残りは観察されなかった。

得られた結果を下記表１に示す。

また、用いた紫外線硬化型樹脂の表面張力は３８．５ｍＮ／ｍであった。

比較例１
射出成形樹脂材料として、帝人化成製ポリカーボネート材ＡＤ５５０３を用いて射出成形を行い、樹脂スタンパＥを作成した。

臨界表面張力を前述の方法で測定したところ、３５ｍＮ／ｍとなった。

実施例１と同様にパターン転写・剥離実験を行い剥離後の樹脂スタンパーを観察すると、紫外線硬化型樹脂の剥離残りが観察された。

得られた結果を下記表１に示す。

比較例２
射出成形樹脂材料として、日本ゼオン製環状オレフィンポリマーＺＥＯＮＯＲ １０６０Ｒを用いて射出成形を行い、樹脂スタンパＦを作成した。

臨界表面張力を前述の方法で測定したところ、３３ｍＮ／ｍとなった。

実施例１と同様にパターン転写・剥離実験を行い剥離後の樹脂スタンパーを観察すると、紫外線硬化型樹脂の剥離残りが観察された。

得られた結果を下記表１に示す。

比較例３
サートマー社製ＣＤ２７７（アクリレートエステル）をイソボルニルアクリレートの代わりに使用し、構成比や他の材料は同じとした紫外線硬化型樹脂を用い、あとは実施例１と同様にパターン転写・剥離実験を行った。樹脂スタンパーと紫外線硬化型樹脂が密着してしまい、剥離することはできなかった。紫外線硬化型樹脂の表面張力は２９ｍＮ／ｍであった。

得られた結果を下記表１に示す。

比較例４
紫外線硬化型樹脂として、イソボルニルアクリレート３０ｗｔ％，２−フェノキシエチルアクリレート４０ｗｔ％，エトキシ化（３）テトラメチロールプロパントリアクリレート ２３ｗｔ％、ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９ ３ｗｔ％を混合したものを用い、その他は実施例１と同様に実験を行った。紫外線硬化型樹脂は白濁して混合せず、磁気記録媒体に塗布したときにむらが発生し、剥離はできたもののパターンのマスクとして使用することはできなかった。

得られた結果を下記表１に示す。

比較例５
射出成形樹脂材料として、帝人化成製ポリカーボネート材ＡＤ５５０３に離型剤としてグリセリンモノステアレートを６重量％混合したものを用いて射出成形を行い、樹脂スタンパＧを作成した。樹脂スタンパのパターンを調べたところ、Ｎｉスタンパから転写しておらず、その後の転写剥離実験に使用することはできなかった。

得られた結果を下記表１に示す。

実施例１〜２により、成形材料に離型剤を添加することによって樹脂スタンパの臨界表面張力を向上させることができ、剥離性を向上することができることがわかった。

実施例３ではＮｉスタンパにＮｉ−Ｖ合金を成膜することにより、樹脂スタンパの臨界表面張力を向上させることができた。

ＮｉよりもＮｉＶのほうがＮｉスタンパーの熱伝導性が高く、成形時に樹脂スタンパー表面の冷却が向上して表面性が変化したからではないかと推測する。

実施例４では、Ｎｉスタンパに離型剤を塗布することで、樹脂スタンパの臨界表面張力を向上させることができた。

実施例５では、紫外線硬化型樹脂の表面張力を実施例１より高くしたことにより、より良い剥離性が得られた。

比較例１，２からは、成形材料を変更することによって臨界表面張力を変更することが７可能であることが示唆される。

比較例３，４では、紫外線硬化型樹脂の表面張力が３１ｍＮ／ｍより下あるいは３９ｍＮ／ｍより上の場合、磁気記録媒体へのパターン転写に使用することができなかった。

比較例５では、成形樹脂に離型剤を５％より多く混合した場合、パターン転写に問題が生じることがわかった。

なお、パターン転写が良好であった実施例１〜５までの樹脂スタンパと紫外線硬化型樹脂を用い、樹脂スタンパからのパターン転写を行って、磁気記録媒体の加工を行い、ＤＴＲ媒体を作成して記録再生特性を調べたところ、良好な特性を得ることができた。

３，７１…樹脂スタンパ，５…磁気記録層，７…紫外線硬化型樹脂層，５１，６２…磁気記録媒体

また、磁気記録媒体の製造方法は、臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下であるパターン形成用スタンパと、その表面張力が３１ないし３９ｍＮ／ｍである紫外線硬化型樹脂とを組み合わせて用いるもので、磁気記録媒体の磁気記録層上に形成され、その表面張力が３１ないし３９ｍＮ／ｍである未硬化の紫外線硬化型樹脂の塗布層と、凹凸パターン面を含み、その臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下である樹脂スタンパとを、真空下で接触し、
未硬化の紫外線硬化型樹脂の塗布層に紫外線を照射して、硬化せしめ、
樹脂スタンパを剥離して、磁気記録媒体の片面上に凹凸パターンが転写され、硬化された紫外線硬化型樹脂層を形成し、
硬化された紫外線硬化型樹脂層をマスクとしてドライエッチングを行い、磁気記録層表面に、凹凸パターンを形成する
本発明によれば、表面張力が３１ないし３９ｍＮ／ｍである紫外線硬化型樹脂と、３１ｍＮ／ｍ以下の臨界表面張力を有するスタンパとを組み合わせて用いることにより、ディスクリート型磁気記録媒体の製造において、真空貼り合わせ及び紫外線硬化後のスタンパと硬化された紫外線樹脂層との剥離性が良好となる。これにより、精度の良いパターン転写が可能となる。

Claims (4)

1. 記録媒体の記録層表面にトラックパターンを形成するために、紫外線硬化型樹脂の塗布層を介して転写される凹凸パターンを持つスタンパであって、
   該紫外線硬化型樹脂の表面張力は３１ないし３９ｍＮ／ｍであって、
   該スタンパの臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とするパターン転写用スタンパ。
2. 前記スタンパの臨界表面張力が２６ないし３１ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項１に記載のパターン転写用スタンパ。
3. 真空下で、磁気記録媒体の磁気記録層表面と、その臨界表面張力が３１ｍＮ／ｍ以下である樹脂スタンパの凹凸パターン面とを、その表面張力が３１ないし３９ｍＮ／ｍである未硬化の紫外線硬化型樹脂の塗布層を介して貼り合わせ、
   該未硬化の紫外線硬化型樹脂の塗布層に紫外線を照射して、硬化せしめ、
   該パターン形成用スタンパを剥離して、前記磁気記録媒体の片面上に凹凸パターンが転写され、硬化された紫外線硬化型樹脂層を形成し、
   硬化された紫外線硬化型樹脂層をマスクとしてドライエッチングを行い、磁気記録層表面に、凹凸パターンを形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 前記スタンパの臨界表面張力が２６ないし３１ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項３に記載の方法。

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