成型品の製造方法および記録媒体の製造方法
【課題】所望とおりに突起の配列を形成することができる成型品の製造方法を提供する。
【解決手段】基板の表面に球状微粒子３６は配列される。基板の表面で球状微粒子３６を覆い隠す被覆膜３７は成膜される。被覆膜３７の裏面から被覆膜３７および球状微粒子３６にエッチング処理が施される。被覆膜３７の裏面は徐々に削られていく。このとき、被覆膜３７の裏面には球状微粒子３６の働きで窪みが形成される。窪みは球状微粒子３６の外形で象られる。こういった窪みが半球体よりも縮小すると、エッチング処理は終了される。エッチング処理の終了まで窪み内に球状微粒子３６は残存する。窪みの内壁面は浸食から保護される。半球面よりも縮小された部分球面で窪みが区画されれば、成型品の成膜時に確実に窪み内に成型品の材料は入り込む。被覆膜３７の裏面から成型品が剥離される際に成型品の突起は確実に被覆膜３７の窪みから抜け出る。
【解決手段】基板の表面に球状微粒子３６は配列される。基板の表面で球状微粒子３６を覆い隠す被覆膜３７は成膜される。被覆膜３７の裏面から被覆膜３７および球状微粒子３６にエッチング処理が施される。被覆膜３７の裏面は徐々に削られていく。このとき、被覆膜３７の裏面には球状微粒子３６の働きで窪みが形成される。窪みは球状微粒子３６の外形で象られる。こういった窪みが半球体よりも縮小すると、エッチング処理は終了される。エッチング処理の終了まで窪み内に球状微粒子３６は残存する。窪みの内壁面は浸食から保護される。半球面よりも縮小された部分球面で窪みが区画されれば、成型品の成膜時に確実に窪み内に成型品の材料は入り込む。被覆膜３７の裏面から成型品が剥離される際に成型品の突起は確実に被覆膜３７の窪みから抜け出る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型品の製造方法に関し、特に、表面に微小突起を配列する成型品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献６に記載されるように、磁気ディスクの製造に用いられる金型の製造方法は広く知られる。この製造方法では基板上にナノ粒子が配列される。基板上には液状の光硬化ポリマー層が形成される。光硬化ポリマー層はナノ粒子同士の間を埋め尽くす。光硬化ポリマー層の硬化後、光硬化ポリマー層から基板が剥離される。こうして光硬化ポリマー層の表面にはナノ粒子で象られた窪みの配列が形成される。光硬化ポリマー層の表面でニッケルのめっき膜が成膜される。ニッケル製の金型が成型される。
【特許文献１】特開２００６−１５６９７７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９３２４９号公報
【特許文献３】特開２００５−３４７０４１号公報
【特許文献４】米国特許第５７７２９０５号明細書
【特許文献５】特許第２８２８３８６号公報
【特許文献６】特開２００６−３４６８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上のような製造方法では、液状の光硬化ポリマー層が完全にナノ粒子を包み込む。したがって、転写された窪みでは開口が狭められる。その結果、窪み内でめっき膜の成長は阻害されてしまう。めっき膜が十分に形成されない。たとえ窪み内でニッケルのめっき膜が形成されたとしても、離型にあたってめっき膜は窪み内に残存してしまう。光硬化ポリマー層の表面形状は十分な精度でめっき膜の表面に転写されることができない。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、所望とおりに突起の配列を形成することができる成型品の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、そういった製造方法で製造される成型品を利用する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】
【０００５】
上記目的を達成するために、成型品の製造方法は、基板の表面に球状微粒子を配列する工程と、前記球状微粒子同士の間を埋めつつ前記基板の表面で球状微粒子を覆い隠す被覆膜を成膜する工程と、前記基板から前記球状微粒子を裏面に保持する前記被覆膜を分離する工程と、分離された前記被覆膜の前記裏面から前記被覆膜および球状微粒子にエッチング処理を施す工程と、前記被覆膜から前記球状微粒子を除去し、球状微粒子で象られた窪みの配列を被覆膜の前記裏面に形成する工程と、前記被覆膜の前記裏面に成膜を実施し、表面に突起の配列を有する成型品を形成する工程とを備える。
【０００６】
こういった製造方法ではエッチング処理に基づき被覆膜の裏面は徐々に削られていく。このとき、被覆膜の裏面には球状微粒子の働きで窪みが形成される。窪みは球状微粒子の外形で象られる。こういった窪みが半球体よりも縮小すると、エッチング処理は終了される。エッチング処理の終了まで窪み内に球状微粒子は残存する。窪みの内壁面は球状微粒子で覆われ続ける。したがって、窪みの内壁面は浸食から保護される。窪みは、球状微粒子で象られた形状を維持する。窪みは半球面よりも縮小された部分球面で区画されることから、成型品の成膜時に確実に窪み内に成型品の材料は入り込むことができる。成型品の表面は確実に被覆膜の裏面の形状を反映する。しかも、被覆膜の裏面から成型品が剥離される際に成型品の突起は確実に被覆膜の窪みから抜け出る。所望とおりに突起の配列は形成されることができる。
【０００７】
成型品の製造方法では、前記球状微粒子は酸化珪素または金属酸化物から構成され、前記被覆膜は金属から構成されればよい。このとき、前記球状微粒子は酸化珪素から構成され、前記被覆膜はニッケルから構成されればよい。こういった場合には、前記エッチング処理にあたってイオンミリングが用いられればよい。前記被覆膜の成膜や前記成型品の成膜にあたってめっき法が用いられればよい。その他、前記球状微粒子は樹脂から構成され、前記被覆膜は金属から構成されてもよい。
【０００８】
以上のような成型品の製造方法で製造された成型品は記録媒体の製造方法で利用されることができる。この場合、記録媒体の製造方法は、記録媒体用基板の表面に樹脂層を形成する工程と、前記成型品の突起の配列を前記樹脂層に押し当てて、突起の配列を反映する表面形状を樹脂層に形成する工程と、前記表面形状に基づき記録媒体用基板の表面に所定のパターンに則った形状を形成する工程とを備えればよい。前述の成型品では突起の頂点は高い精度で１仮想平面内に配列されることができる。押し当てにあたって突起の頂点は確実に記録媒体用基板の表面に接触することができる。突起の配列は確実に樹脂層の表面形状に反映されることができる。その結果、記録媒体用基板の表面には所望とおりのパターンで形状が形成されることができる。この場合、前述の成型品の製造方法では、前記球状微粒子は円弧に沿って配列されることが望まれる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、所望とおりに突起の配列を形成することができる成型品の製造方法は提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１１】
図１は磁気記録媒体としての磁気ディスク１１を概略的に示す。磁気ディスク１１は円盤形に形成される。円盤の中央には円形の貫通孔１２が区画される。磁気ディスク１１が例えばハードディスク駆動装置に組み込まれる際に、磁気ディスク１１は貫通孔１２でスピンドル軸を受け入れられる。磁気ディスク１１の表裏面にはその中心軸周りで同心円状に複数本の記録トラックが確立される。記録トラックは所定の間隔で磁気ディスク１１の半径方向に配列される。記録トラックではその線方向にビットごとに磁区が配列される。後述されるように、磁区は柱状磁性体に基づき確立される。１つの柱状磁性体で１つの磁区が確立されてもよく、複数の柱状磁性体で１つの磁区が確立されてもよい。
【００１２】
図２は磁気ディスク１１の断面構造を詳細に示す。磁気ディスク１１はいわゆる垂直磁気記録媒体として構成される。磁気ディスク１１は、支持体としての基板１３と、この基板１３の表裏面に広がる多層構造膜１４とを備える（裏面は図示されず）。基板１３は、例えば、円盤形のシリコン（Ｓｉ）本体１３ａと、シリコン本体１３ａの表裏面に広がる非晶質の酸化珪素（ＳｉＯ２）膜１３ｂとで構成される。ただし、基板１３にはガラス基板やアルミニウム基板、セラミック基板が用いられてもよい。多層構造膜１４に磁気情報は記録される。多層構造膜１４の表面は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜といった保護膜１５や、例えばパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）膜といった潤滑膜１６で被覆される。
【００１３】
多層構造膜１４は、酸化珪素膜１３ｂの表面に広がる裏打ち層１７を備える。裏打ち層１７は例えば鉄炭化タンタル合金（ＦｅＴａＣ）膜やニッケル鉄（ＮｉＦｅ）膜といった軟磁性体から構成されればよい。ここでは、裏打ち層１７に例えば膜厚２００ｎｍ程度のＦｅＴａＣ膜が用いられる。裏打ち層１７では基板１３の表面に平行に規定される面内方向に磁化容易軸は確立される。
【００１４】
裏打ち層１７の表面には中間層１８が広がる。中間層１８は例えばアルミニウム（Ａｌ）膜といった非磁性体から構成されればよい。中間層１８の表面には複合材すなわち記録磁性層１９が広がる。記録磁性層１９は、中間層１８の表面に広がる基体すなわち基質層２１を備える。基質層２１には例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）といった非磁性体が用いられればよい。
【００１５】
基質層２１の表面には微小ホールすなわちナノホール２２が穿たれる。ナノホール２２は円柱空間を区画する。円柱空間の中心軸は基質層２１の表面すなわち平坦面に直交する。ナノホール２２の直径は４ｎｍ〜１５０ｎｍ程度に設定されればよい。ナノホール２２の深さは２〜１０のアスペクト比に基づき設定されればよい。アスペクト比はナノホール２２の直径に対する深さの比を示す。ナノホール２２内には前述の柱状磁性体２３が配置される。ここでは、ナノホール２２は柱状磁性体２３で充填される。柱状磁性体２３は例えば鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎｉ）といった磁性体の少なくともいずれかを含めばよい。柱状磁性体２３には例えばクロム（Ｃｒ）や白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）といった材料がさらに含まれてもよい。ここでは、柱状磁性体２３には例えばコバルトが用いられればよい。柱状磁性体２３同士の間隔すなわちナノホール２２同士の間隔は例えば４ｎｍ〜１５０ｎｍ程度に設定されればよい。個々の柱状磁性体２３では基質層２１の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立される。
【００１６】
次に、磁気ディスク１１の製造方法を詳述する。まず、円盤形の基板１３が用意される。図３から明らかなように、基板１３の表面には裏打ち層１７およびアルミニウム層２５が順番に形成される。裏打ち層１７およびアルミニウム層２５の形成にあたって例えばスパッタリング法や真空蒸着法が用いられればよい。
【００１７】
続いてアルミニウム層２５の表面からナノホール２２が穿たれる。ナノホール２２の形成にあたって、最初に、アルミニウム層２５の表面にレジスト膜２６すなわち樹脂層が形成される。レジスト膜２６の形成にあたって例えばメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）といった熱可塑性のアクリル樹脂が用いられる。アルミニウム層２５の表面にメタクリル酸メチル樹脂が塗布される。メタクリル酸メチル樹脂の膜厚は例えば１００ｎｍ程度に設定される。基板１３の加熱と同時にアルミニウム層２５の表面には金型２７が押し付けられる。押し付け圧は例えば１０［ＭＰａ］程度に設定される。
【００１８】
このとき、金型２７には板材２８の表面で突起２９の配列が形成される。個々の突起２９は例えばドーム形に整形される。突起２９の頂点はナノホール２２の中心軸の配列に倣って配列される。この金型２７では、後述されるように、突起２９の頂点は高い精度で１仮想平面内に配列されることができる。金型２７の押し付けにあたって個々の突起２９の頂点はアルミニウム層２５の表面に押し当てられる。
【００１９】
その後、基板１３は冷却される。メタクリル酸メチル樹脂は固化する。固化後、基板１３から金型２７は剥がされる。図４に示されるように、レジスト膜２６には突起２９の配列に倣って窪み３１が形成される。すなわち、レジスト膜２６の表面には突起２９の配列を反映する表面形状が形成される。
【００２０】
こうして形成されるレジスト膜２６の表面形状に基づき、図５に示されるように、アルミニウム層２５の表面に所定のパターンに則って微細な穴３２が形成される。穴３２の形成にあたってアルミニウム層２５の表面に対してイオンミリングが実施される。イオン粒子がアルミニウム層２５の表面およびレジスト膜２６に叩きつけられる。高周波パワーは例えば５００［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば３０［ｓｃｃｍ］の流量でアルゴンガスが導入されればよい。レジスト膜２６の働きで穴３２の配列は高い精度で突起２９の配列を反映することができる。穴３２の形成後、レジスト膜２６は除去される。
【００２１】
続いてアルミニウム層２５には陽極酸化処理が施される。アルミニウム層２５はシュウ酸浴に浸される。アルミニウム層２５に電圧が印加される。印加電圧は例えば４０［Ｖ］に設定されればよい。図６に示されるように、陽極酸化に伴ってナノホール２２が穴３２から成長する。穴３２はナノホール２２の起点として機能する。こうしてナノホール２２の配列は突起２９の配列を反映する。ナノホール２２の深さは１００ｎｍ程度に達する。ナノホール２２の形成過程でアルミニウム層２５の表面は酸化していく。こうしてアルミニウム層２５から基質層２１が形成される。基質層２１以外は中間層１８としてアルミニウム層２５が残存する。
【００２２】
その後、基質層２１の表面でコバルト膜の成膜が実施される。成膜にあたってめっき法が用いられる。基板１３は硫酸コバルト浴に浸される。図７に示されるように、ナノホール２２内にコバルトは充填される。こうして個々のナノホール２２内には柱状磁性体２３が形成される。コバルト膜には化学的機械研磨処理（ＣＭＰ）が施される。その結果、図８に示されるように、ナノホール２２から溢れるコバルト膜は除去される。個々の孤立した柱状磁性体２３が確立される。基質層２１の表面には保護膜１５や潤滑膜１６が形成される。保護膜１５の形成には例えばスパッタリング法が用いられればよい。潤滑膜１６は例えばディップ法に基づき塗布されればよい。柱状磁性体２３には基板１３の表面に直交する磁化容易軸が確立される。磁化容易軸の確立にあたって柱状磁性体２３には加熱中に磁場が印加される。なお、裏打ち層１７やアルミニウム層２５の形成、ナノホール２２および柱状磁性体２３の形成、および、保護膜１５や潤滑膜１６の形成は磁気ディスク１１の表裏面に同時に実施されてもよい。
【００２３】
次に本発明の第１実施形態に基づき金型２７の製造方法を詳述する。まず、円盤形のシリコンウェハーが用意される。シリコンウェハーの表面には酸化膜層すなわち酸化珪素（ＳｉＯ２）層が形成される。酸化珪素層の形成にあたって例えばシリコンウェハーに対して熱酸化処理が実施されればよい。図９に示されるように、シリコンウェハー３５の表面には酸化珪素の球状微粒子３６が塗布される。塗布にあたってシリコンウェハー３５は球状微粒子３６の懸濁液に浸漬される。球状微粒子３６の平均粒径は例えば１００ｎｍに設定される。球状微粒子３６の濃度は懸濁液１００重量％に対して例えば１重量％に設定される。例えばシリコンウェハー３５が１［μｍ／ｓｅｃ］の速度で懸濁液から引き上げられると、図９に示されるように、シリコンウェハー３５の表面には球状微粒子３６の単層が形成される。シリコンウェハー３５の表面には自己組織化に基づき所定の規則に従って球状微粒子３６が配列される。
【００２４】
シリコンウェハー３５の表面には、図１０に示されるように、シリコンウェハー３５の表面を覆うニッケル被覆膜３７が成膜される。成膜にあたってシリコンウェハー３５の表面にはニッケル（Ｎｉ）の電極膜が形成される。電極膜の膜厚は例えば２０ｎｍ程度に設定される。成膜にあたって例えば真空蒸着法が用いられる。電極膜は球状微粒子３６の上側半球面を覆う。同時に、球状微粒子３６同士の合間でシリコンウェハー３５の表面を覆う。こうして形成された電極膜に基づき電鋳が実施される。シリコンウェハーは例えばスルファミン酸ニッケル浴に浸漬される。電極膜には例えば５０［Ａ］の電流が２時間にわたって流される。こうして膜厚０．２ｍｍのニッケル被覆膜３７が形成される。ニッケル被覆膜３７は球状微粒子３６同士の間を埋めつつシリコンウェハー３５の表面で球状微粒子３６を覆い隠す。ニッケル被覆膜３７は十分な膜厚を有することから、ニッケル被覆膜３７は板材として機能する。このとき、真空蒸着法では球状微粒子３６の上側半球面にはニッケル原子は十分に堆積する。その一方で、球状微粒子３６の陰や球状微粒子３６の下側半球面にはニッケル原子は堆積しにくい。したがって、球状微粒子３６の陰ではニッケル被覆膜３７は形成されにくい。下側半球面は部分的に被覆される。球状微粒子３６とシリコンウェハー３５の表面との間には多少の空隙が形成されやすい。
【００２５】
続いて図１１に示されるように、ニッケル被覆膜３７はシリコンウェハー３５の表面から分離される。ニッケル被覆膜３７の裏面には球状微粒子３６が保持される。こうしたニッケル被覆膜３７の裏面にエッチング処理が施される。エッチング処理にはドライエッチングが用いられる。ここでは、イオンミリングが実施される。イオン粒子がニッケル被覆膜３７の裏面および球状微粒子３６に叩きつけられる。高周波パワーは例えば７００［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば３０［ｓｃｃｍ］の流量でアルゴンガスが導入されればよい。その結果、図１２に示されるように、ニッケル被覆膜３７の裏面は徐々に削られていく。同時に、球状微粒子３６は削られていく。球状微粒子３６で象られる窪み３８が半球体よりも縮小すると、イオンミリングは終了される。このとき、球状微粒子３６のエッチングレートは調整される。こういった調整に基づきイオンミリングの終了まで窪み３８内に球状微粒子３６は残存する。窪み３８の内壁面は球状微粒子３６で覆われ続ける。したがって、窪み３８はイオン粒子の衝突から保護される。窪み３８は、球状微粒子３６で象られた形状を維持する。
【００２６】
その後、図１３に示されるように、残存する球状微粒子３６は除去される。ニッケル被覆膜３７は例えば濃度５重量％のフッ化水素水溶液に浸漬される。フッ化水素水溶液では水溶液全体に対して５重量％のフッ化水素が含まれる。球状微粒子３６は水溶液中に溶解する。同時に、イオンミリング時に発生するニッケル残渣も水溶液中に溶解する。その結果、ニッケル被覆膜３７の裏面には窪み３８の配列が形成される。個々の窪み３８は球状微粒子３６で象られる。個々の窪み３８は、半球面よりも縮小された部分球面、すなわち、ニッケル被覆膜３７の裏面から表面に向かうにつれて先細る部分球面で区画される。しかも、球状微粒子３６の粒径精度が高ければ、個々の窪み３８の頂点すなわち最深点は複数の窪み３８に共通の１仮想平面内に揃えられることができる。
【００２７】
続いて図１４に示されるように、ニッケル被覆膜３７の裏面で成型品すなわち金型２７が成膜される。成膜にあたってめっき法が用いられる。めっき法の実施に先立ってニッケル被覆膜３７の表面にはニッケルの電極膜が成膜される。電極膜の膜厚は例えば２０ｎｍ程度に設定される。成膜にあたって例えば真空蒸着法が用いられる。窪み３８は開口から最深点に向かって先細ることから、窪み３８の内壁面に満遍なく電極膜は形成される。同時に、ニッケル被覆膜３７の裏面に満遍なく電極膜は形成される。こうして形成された電極膜に基づき電鋳が実施される。ニッケル被覆膜３７は例えばスルファミン酸ニッケル浴に浸漬される。電極膜には例えば５０［Ａ］の電流が５時間にわたって流される。こうして膜厚０．５ｍｍの金型２７が成膜される。金型２７の表面には突起２９の配列が形成される。突起２９の配列は窪み３８の配列を反映する。
【００２８】
以上の製造方法に基づき本発明者は実際に金型２７を製造した。本発明者は、図１５に示されるように、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で金型２７の微細構造を観察した。その結果、図１６から明らかなように、高さ５０ｎｍ程度の突起２９の配列が確認された。個々の列ごとに突起２９は１０５ｎｍの繰り返し周期で形成された。
【００２９】
次に本発明の第２実施形態に基づき金型２７の製造方法を詳述する。この金型２７では突起２９は等間隔で配置される複数個の同心円に沿って配列される。こういった配列の実現にあたってシリコンウェハーの表面にはレジスト膜が形成される。レジスト膜はシリコンウェハーの表面に等間隔で配置される複数本の溝を区画する。
【００３０】
具体的には、まず、前述と同様にシリコンウェハー３５が用意される。シリコンウェハー３５の表面には酸化膜層すなわち酸化珪素層が形成される。酸素プラズマアッシング処理が実施される。高周波パワーは例えば５０［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば１００［ｓｃｃｍ］の流量で酸素ガスが導入されればよい。続いてシリコンウェハー３５の表面にはメタクリル酸メチル樹脂が塗布される。塗布にあたって例えばスピンコート法が用いられる。スピンコート法の実施にあたってメタクリル酸メチル樹脂は２．５重量％の濃度で酢酸エチルに溶解される。メタクリル酸メチル樹脂は溶液全体に２．５重量％で含まれる。酢酸エチルはシリコンウェハー３５の表面に滴下される。こうして塗布されたメタクリル酸メチル樹脂は摂氏１００度の高温で焼き固められる。こうしてシリコンウェハー３５の表面にはメタクリル酸メチル樹脂膜が形成される。例えばメタクリル酸メチル樹脂膜の膜厚は例えば８０ｎｍ程度に設定されればよい。
【００３１】
その後、図１７に示されるように、メタクリル酸メチル樹脂膜には等間隔で配置される複数本の同心円に沿って突起４１が形成される。突起４１の形成にあたってナノインプリント法が利用される。突起４１のピッチは例えば２５０ｎｍに設定される。ここでは、突起４１の幅は７０ｎｍに設定される。突起４１同士の間隔は１８０ｎｍに設定される。こうして同心円状に突起４１が確立されると、シリコンウェハー３５の表面で樹脂残渣が除去される。樹脂残渣の除去にあたってシリコンウェハー３５の表面には酸素プラズマアッシング処理が実施される。高周波パワーは例えば５０［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば１００［ｓｃｃｍ］の流量で酸素ガスが導入されればよい。樹脂残渣が除去されると、突起４１同士の間で酸化珪素層の表面は露出する。こうしてレジスト膜は形成される。
【００３２】
こうしてシリコンウェハー３５の表面に同心円状の突起４１が確立されると、前述と同様に、シリコンウェハー３５の表面には酸化珪素の球状微粒子３６が塗布される。塗布にあたってシリコンウェハー３５は球状微粒子３６の懸濁液に浸漬される。球状微粒子３６の平均粒径は１００ｎｍに設定される。球状微粒子３６の濃度は例えば１重量％に設定される。例えばシリコンウェハー３５が１［μｍ／ｓｅｃ］の速度で懸濁液から引き上げられると、図９に示されるように、シリコンウェハー３５の表面には球状微粒子３６の単層が形成される。シリコンウェハー３５の表面には自己組織化に基づき所定の規則に従って球状微粒子３６が配列される。しかも、球状微粒子３６の配列は同心円に沿って確立される。その後、前述と同様に、シリコンウェハー３５の表面にはニッケル被覆膜３７が形成される。
【００３３】
ニッケル被覆膜３７がシリコンウェハー３５から分離された後、ニッケル被覆膜３７には前述と同様にイオンミリングが実施される。ここでは、イオンミリングに先立ってニッケル被覆膜３７の表面からメタクリル酸メチル樹脂は除去される。除去にあたってニッケル被覆膜３７はキシレンに３０分間にわたって浸漬される。その後、ニッケル被覆膜には酸素プラズマアッシング処理が実施される。
【００３４】
以上のような金型２７に基づき前述の磁気ディスク１１は製造される。その結果、柱状磁性体２３は等間隔で配置される複数本の同心円に沿って配列されることができる。その結果、ビットごとに磁区の大きさは均一化されることができる。磁区は記録トラックの輪郭に沿って並べられることができる。個々の記録トラックでは一層の狭幅化は実現されることができる。
【００３５】
次に本発明の第３実施形態に基づき金型２７の製造方法を詳述する。この製造方法では前述の酸化珪素の球状微粒子３６に代えてポリスチレンの球状微粒子３６が用いられる。ポリスチレンの球状微粒子３６の平均粒径は例えば１０５ｎｍに設定されればよい。こういった球状微粒子３６の塗布にあたって前述と同様に懸濁液は用意される。この懸濁液では球状微粒子３６の濃度は例えば０．５重量％に設定される。例えばシリコンウェハー３５が１［μｍ／ｓｅｃ］の速度で懸濁液から引き上げられると、図９に示されるように、シリコンウェハー３５の表面には球状微粒子３６の単層が形成される。シリコンウェハー３５の表面には自己組織化に基づき所定の規則に従って球状微粒子３６が配列される。その後、前述と同様に、シリコンウェハー３５の表面にはニッケル被覆膜３７が形成される。このとき、前述のように、シリコンウェハー３５の表面にはレジスト膜に基づき等間隔で配置される複数本の溝が形成されてもよい。
【００３６】
ニッケル被覆膜３７がシリコンウェハー３５から分離された後、ニッケル被覆膜３７の裏面にエッチング処理が実施される。ここでは、ウェットエッチングが用いられる。ニッケル被覆膜３７は硝酸水溶液に浸漬される。硝酸水溶液の濃度は例えば１重量％に設定されればよい。ニッケル被覆膜３７の裏面は徐々に溶かされる。球状微粒子３６で象られる窪み３８が半球体よりも縮小すると、ニッケル被覆膜３７は硝酸水溶液から引き上げられる。このとき、ニッケル被覆膜３７の裏面は選択的に浸食される。すなわち、硝酸水溶液中で球状微粒子は維持される。窪み３８の内壁面は球状微粒子３６で覆われ続ける。したがって、窪み３８は硝酸水溶液から保護される。窪み３８は、球状微粒子３６で象られた形状を維持する。
【００３７】
続いてニッケル被覆膜３７から球状微粒子３６は除去される。ニッケル被覆膜３７はキシレンに浸漬される。その後、ニッケル被覆膜３７には酸素プラズマアッシング処理が実施される。高周波パワーは例えば１００［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば１００［ｓｃｃｍ］の流量で酸素ガスが導入されればよい。こうしてニッケル被覆膜３７の裏面には窪み３８の配列が形成される。個々の窪み３８は球状微粒子３６で象られる。個々の窪み３８は、半球面よりも縮小された部分球面、すなわち、ニッケル被覆膜３７の裏面から表面に向かうにつれて先細る部分球面で区画される。しかも、球状微粒子３６の粒径精度が高ければ、個々の窪み３８の頂点すなわち最深点は複数の窪み３８に共通の１仮想平面内に揃えられることができる。その後、ニッケル被覆膜３７の裏面で前述と同様に成型品すなわち金型２７が成膜される。
【００３８】
なお、酸化珪素の球状微粒子３６の平均粒径やポリスチレンの球状微粒子３６の平均粒径は金型２７に形成される突起２９の大きさに応じて適宜に設定されればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】磁気ディスクを概略的に示す斜視図である。
【図２】磁気ディスクの拡大部分断面図である。
【図３】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に押し当てられる金型を概略的に示す図である。
【図４】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に形成されるレジスト膜を概略的に示す図である。
【図５】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に施されるイオンミリングを概略的に示す図である。
【図６】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に形成されたナノホールを概略的に示す図である。
【図７】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に形成されたコバルト膜を概略的に示す図である。
【図８】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面で形成された柱状磁性体を概略的に示す図である。
【図９】シリコンウェハーの表面に配列された球状微粒子を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１０】シリコンウェハーの表面に成膜されたニッケル被覆膜を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１１】ニッケル被覆膜の裏面および球状微粒子に施されるイオンミリングを概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１２】イオンミリング後のニッケル被覆膜および球状微粒子を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１３】ニッケル被覆膜の裏面に形成された窪みの配列を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１４】ニッケル被覆膜の裏面で成膜された成型品すなわち金型を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１５】原子間力顕微鏡で観察される金型の表面を示す平面図に対応する原子間力顕微鏡写真である。
【図１６】図１５の１６−１６線に沿って再現された金型の部分断面を概略的に示す図である。
【図１７】球状微粒子の配列に先立ってシリコンウェハーの表面に形成されるレジスト膜を概略的に示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１ 記録媒体（磁気ディスク）１３ 記録媒体用基板、２６ 樹脂層（レジスト膜）、２７ 成型品（金型）、２９ 突起、３５ 基板としてのシリコンウェハー、３６ 球状微粒子、３７ 被覆膜（ニッケル被覆膜）、３８ 窪み。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型品の製造方法に関し、特に、表面に微小突起を配列する成型品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献６に記載されるように、磁気ディスクの製造に用いられる金型の製造方法は広く知られる。この製造方法では基板上にナノ粒子が配列される。基板上には液状の光硬化ポリマー層が形成される。光硬化ポリマー層はナノ粒子同士の間を埋め尽くす。光硬化ポリマー層の硬化後、光硬化ポリマー層から基板が剥離される。こうして光硬化ポリマー層の表面にはナノ粒子で象られた窪みの配列が形成される。光硬化ポリマー層の表面でニッケルのめっき膜が成膜される。ニッケル製の金型が成型される。
【特許文献１】特開２００６−１５６９７７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９３２４９号公報
【特許文献３】特開２００５−３４７０４１号公報
【特許文献４】米国特許第５７７２９０５号明細書
【特許文献５】特許第２８２８３８６号公報
【特許文献６】特開２００６−３４６８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上のような製造方法では、液状の光硬化ポリマー層が完全にナノ粒子を包み込む。したがって、転写された窪みでは開口が狭められる。その結果、窪み内でめっき膜の成長は阻害されてしまう。めっき膜が十分に形成されない。たとえ窪み内でニッケルのめっき膜が形成されたとしても、離型にあたってめっき膜は窪み内に残存してしまう。光硬化ポリマー層の表面形状は十分な精度でめっき膜の表面に転写されることができない。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、所望とおりに突起の配列を形成することができる成型品の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、そういった製造方法で製造される成型品を利用する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】
【０００５】
上記目的を達成するために、成型品の製造方法は、基板の表面に球状微粒子を配列する工程と、前記球状微粒子同士の間を埋めつつ前記基板の表面で球状微粒子を覆い隠す被覆膜を成膜する工程と、前記基板から前記球状微粒子を裏面に保持する前記被覆膜を分離する工程と、分離された前記被覆膜の前記裏面から前記被覆膜および球状微粒子にエッチング処理を施す工程と、前記被覆膜から前記球状微粒子を除去し、球状微粒子で象られた窪みの配列を被覆膜の前記裏面に形成する工程と、前記被覆膜の前記裏面に成膜を実施し、表面に突起の配列を有する成型品を形成する工程とを備える。
【０００６】
こういった製造方法ではエッチング処理に基づき被覆膜の裏面は徐々に削られていく。このとき、被覆膜の裏面には球状微粒子の働きで窪みが形成される。窪みは球状微粒子の外形で象られる。こういった窪みが半球体よりも縮小すると、エッチング処理は終了される。エッチング処理の終了まで窪み内に球状微粒子は残存する。窪みの内壁面は球状微粒子で覆われ続ける。したがって、窪みの内壁面は浸食から保護される。窪みは、球状微粒子で象られた形状を維持する。窪みは半球面よりも縮小された部分球面で区画されることから、成型品の成膜時に確実に窪み内に成型品の材料は入り込むことができる。成型品の表面は確実に被覆膜の裏面の形状を反映する。しかも、被覆膜の裏面から成型品が剥離される際に成型品の突起は確実に被覆膜の窪みから抜け出る。所望とおりに突起の配列は形成されることができる。
【０００７】
成型品の製造方法では、前記球状微粒子は酸化珪素または金属酸化物から構成され、前記被覆膜は金属から構成されればよい。このとき、前記球状微粒子は酸化珪素から構成され、前記被覆膜はニッケルから構成されればよい。こういった場合には、前記エッチング処理にあたってイオンミリングが用いられればよい。前記被覆膜の成膜や前記成型品の成膜にあたってめっき法が用いられればよい。その他、前記球状微粒子は樹脂から構成され、前記被覆膜は金属から構成されてもよい。
【０００８】
以上のような成型品の製造方法で製造された成型品は記録媒体の製造方法で利用されることができる。この場合、記録媒体の製造方法は、記録媒体用基板の表面に樹脂層を形成する工程と、前記成型品の突起の配列を前記樹脂層に押し当てて、突起の配列を反映する表面形状を樹脂層に形成する工程と、前記表面形状に基づき記録媒体用基板の表面に所定のパターンに則った形状を形成する工程とを備えればよい。前述の成型品では突起の頂点は高い精度で１仮想平面内に配列されることができる。押し当てにあたって突起の頂点は確実に記録媒体用基板の表面に接触することができる。突起の配列は確実に樹脂層の表面形状に反映されることができる。その結果、記録媒体用基板の表面には所望とおりのパターンで形状が形成されることができる。この場合、前述の成型品の製造方法では、前記球状微粒子は円弧に沿って配列されることが望まれる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、所望とおりに突起の配列を形成することができる成型品の製造方法は提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１１】
図１は磁気記録媒体としての磁気ディスク１１を概略的に示す。磁気ディスク１１は円盤形に形成される。円盤の中央には円形の貫通孔１２が区画される。磁気ディスク１１が例えばハードディスク駆動装置に組み込まれる際に、磁気ディスク１１は貫通孔１２でスピンドル軸を受け入れられる。磁気ディスク１１の表裏面にはその中心軸周りで同心円状に複数本の記録トラックが確立される。記録トラックは所定の間隔で磁気ディスク１１の半径方向に配列される。記録トラックではその線方向にビットごとに磁区が配列される。後述されるように、磁区は柱状磁性体に基づき確立される。１つの柱状磁性体で１つの磁区が確立されてもよく、複数の柱状磁性体で１つの磁区が確立されてもよい。
【００１２】
図２は磁気ディスク１１の断面構造を詳細に示す。磁気ディスク１１はいわゆる垂直磁気記録媒体として構成される。磁気ディスク１１は、支持体としての基板１３と、この基板１３の表裏面に広がる多層構造膜１４とを備える（裏面は図示されず）。基板１３は、例えば、円盤形のシリコン（Ｓｉ）本体１３ａと、シリコン本体１３ａの表裏面に広がる非晶質の酸化珪素（ＳｉＯ２）膜１３ｂとで構成される。ただし、基板１３にはガラス基板やアルミニウム基板、セラミック基板が用いられてもよい。多層構造膜１４に磁気情報は記録される。多層構造膜１４の表面は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜といった保護膜１５や、例えばパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）膜といった潤滑膜１６で被覆される。
【００１３】
多層構造膜１４は、酸化珪素膜１３ｂの表面に広がる裏打ち層１７を備える。裏打ち層１７は例えば鉄炭化タンタル合金（ＦｅＴａＣ）膜やニッケル鉄（ＮｉＦｅ）膜といった軟磁性体から構成されればよい。ここでは、裏打ち層１７に例えば膜厚２００ｎｍ程度のＦｅＴａＣ膜が用いられる。裏打ち層１７では基板１３の表面に平行に規定される面内方向に磁化容易軸は確立される。
【００１４】
裏打ち層１７の表面には中間層１８が広がる。中間層１８は例えばアルミニウム（Ａｌ）膜といった非磁性体から構成されればよい。中間層１８の表面には複合材すなわち記録磁性層１９が広がる。記録磁性層１９は、中間層１８の表面に広がる基体すなわち基質層２１を備える。基質層２１には例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）といった非磁性体が用いられればよい。
【００１５】
基質層２１の表面には微小ホールすなわちナノホール２２が穿たれる。ナノホール２２は円柱空間を区画する。円柱空間の中心軸は基質層２１の表面すなわち平坦面に直交する。ナノホール２２の直径は４ｎｍ〜１５０ｎｍ程度に設定されればよい。ナノホール２２の深さは２〜１０のアスペクト比に基づき設定されればよい。アスペクト比はナノホール２２の直径に対する深さの比を示す。ナノホール２２内には前述の柱状磁性体２３が配置される。ここでは、ナノホール２２は柱状磁性体２３で充填される。柱状磁性体２３は例えば鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎｉ）といった磁性体の少なくともいずれかを含めばよい。柱状磁性体２３には例えばクロム（Ｃｒ）や白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）といった材料がさらに含まれてもよい。ここでは、柱状磁性体２３には例えばコバルトが用いられればよい。柱状磁性体２３同士の間隔すなわちナノホール２２同士の間隔は例えば４ｎｍ〜１５０ｎｍ程度に設定されればよい。個々の柱状磁性体２３では基質層２１の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立される。
【００１６】
次に、磁気ディスク１１の製造方法を詳述する。まず、円盤形の基板１３が用意される。図３から明らかなように、基板１３の表面には裏打ち層１７およびアルミニウム層２５が順番に形成される。裏打ち層１７およびアルミニウム層２５の形成にあたって例えばスパッタリング法や真空蒸着法が用いられればよい。
【００１７】
続いてアルミニウム層２５の表面からナノホール２２が穿たれる。ナノホール２２の形成にあたって、最初に、アルミニウム層２５の表面にレジスト膜２６すなわち樹脂層が形成される。レジスト膜２６の形成にあたって例えばメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）といった熱可塑性のアクリル樹脂が用いられる。アルミニウム層２５の表面にメタクリル酸メチル樹脂が塗布される。メタクリル酸メチル樹脂の膜厚は例えば１００ｎｍ程度に設定される。基板１３の加熱と同時にアルミニウム層２５の表面には金型２７が押し付けられる。押し付け圧は例えば１０［ＭＰａ］程度に設定される。
【００１８】
このとき、金型２７には板材２８の表面で突起２９の配列が形成される。個々の突起２９は例えばドーム形に整形される。突起２９の頂点はナノホール２２の中心軸の配列に倣って配列される。この金型２７では、後述されるように、突起２９の頂点は高い精度で１仮想平面内に配列されることができる。金型２７の押し付けにあたって個々の突起２９の頂点はアルミニウム層２５の表面に押し当てられる。
【００１９】
その後、基板１３は冷却される。メタクリル酸メチル樹脂は固化する。固化後、基板１３から金型２７は剥がされる。図４に示されるように、レジスト膜２６には突起２９の配列に倣って窪み３１が形成される。すなわち、レジスト膜２６の表面には突起２９の配列を反映する表面形状が形成される。
【００２０】
こうして形成されるレジスト膜２６の表面形状に基づき、図５に示されるように、アルミニウム層２５の表面に所定のパターンに則って微細な穴３２が形成される。穴３２の形成にあたってアルミニウム層２５の表面に対してイオンミリングが実施される。イオン粒子がアルミニウム層２５の表面およびレジスト膜２６に叩きつけられる。高周波パワーは例えば５００［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば３０［ｓｃｃｍ］の流量でアルゴンガスが導入されればよい。レジスト膜２６の働きで穴３２の配列は高い精度で突起２９の配列を反映することができる。穴３２の形成後、レジスト膜２６は除去される。
【００２１】
続いてアルミニウム層２５には陽極酸化処理が施される。アルミニウム層２５はシュウ酸浴に浸される。アルミニウム層２５に電圧が印加される。印加電圧は例えば４０［Ｖ］に設定されればよい。図６に示されるように、陽極酸化に伴ってナノホール２２が穴３２から成長する。穴３２はナノホール２２の起点として機能する。こうしてナノホール２２の配列は突起２９の配列を反映する。ナノホール２２の深さは１００ｎｍ程度に達する。ナノホール２２の形成過程でアルミニウム層２５の表面は酸化していく。こうしてアルミニウム層２５から基質層２１が形成される。基質層２１以外は中間層１８としてアルミニウム層２５が残存する。
【００２２】
その後、基質層２１の表面でコバルト膜の成膜が実施される。成膜にあたってめっき法が用いられる。基板１３は硫酸コバルト浴に浸される。図７に示されるように、ナノホール２２内にコバルトは充填される。こうして個々のナノホール２２内には柱状磁性体２３が形成される。コバルト膜には化学的機械研磨処理（ＣＭＰ）が施される。その結果、図８に示されるように、ナノホール２２から溢れるコバルト膜は除去される。個々の孤立した柱状磁性体２３が確立される。基質層２１の表面には保護膜１５や潤滑膜１６が形成される。保護膜１５の形成には例えばスパッタリング法が用いられればよい。潤滑膜１６は例えばディップ法に基づき塗布されればよい。柱状磁性体２３には基板１３の表面に直交する磁化容易軸が確立される。磁化容易軸の確立にあたって柱状磁性体２３には加熱中に磁場が印加される。なお、裏打ち層１７やアルミニウム層２５の形成、ナノホール２２および柱状磁性体２３の形成、および、保護膜１５や潤滑膜１６の形成は磁気ディスク１１の表裏面に同時に実施されてもよい。
【００２３】
次に本発明の第１実施形態に基づき金型２７の製造方法を詳述する。まず、円盤形のシリコンウェハーが用意される。シリコンウェハーの表面には酸化膜層すなわち酸化珪素（ＳｉＯ２）層が形成される。酸化珪素層の形成にあたって例えばシリコンウェハーに対して熱酸化処理が実施されればよい。図９に示されるように、シリコンウェハー３５の表面には酸化珪素の球状微粒子３６が塗布される。塗布にあたってシリコンウェハー３５は球状微粒子３６の懸濁液に浸漬される。球状微粒子３６の平均粒径は例えば１００ｎｍに設定される。球状微粒子３６の濃度は懸濁液１００重量％に対して例えば１重量％に設定される。例えばシリコンウェハー３５が１［μｍ／ｓｅｃ］の速度で懸濁液から引き上げられると、図９に示されるように、シリコンウェハー３５の表面には球状微粒子３６の単層が形成される。シリコンウェハー３５の表面には自己組織化に基づき所定の規則に従って球状微粒子３６が配列される。
【００２４】
シリコンウェハー３５の表面には、図１０に示されるように、シリコンウェハー３５の表面を覆うニッケル被覆膜３７が成膜される。成膜にあたってシリコンウェハー３５の表面にはニッケル（Ｎｉ）の電極膜が形成される。電極膜の膜厚は例えば２０ｎｍ程度に設定される。成膜にあたって例えば真空蒸着法が用いられる。電極膜は球状微粒子３６の上側半球面を覆う。同時に、球状微粒子３６同士の合間でシリコンウェハー３５の表面を覆う。こうして形成された電極膜に基づき電鋳が実施される。シリコンウェハーは例えばスルファミン酸ニッケル浴に浸漬される。電極膜には例えば５０［Ａ］の電流が２時間にわたって流される。こうして膜厚０．２ｍｍのニッケル被覆膜３７が形成される。ニッケル被覆膜３７は球状微粒子３６同士の間を埋めつつシリコンウェハー３５の表面で球状微粒子３６を覆い隠す。ニッケル被覆膜３７は十分な膜厚を有することから、ニッケル被覆膜３７は板材として機能する。このとき、真空蒸着法では球状微粒子３６の上側半球面にはニッケル原子は十分に堆積する。その一方で、球状微粒子３６の陰や球状微粒子３６の下側半球面にはニッケル原子は堆積しにくい。したがって、球状微粒子３６の陰ではニッケル被覆膜３７は形成されにくい。下側半球面は部分的に被覆される。球状微粒子３６とシリコンウェハー３５の表面との間には多少の空隙が形成されやすい。
【００２５】
続いて図１１に示されるように、ニッケル被覆膜３７はシリコンウェハー３５の表面から分離される。ニッケル被覆膜３７の裏面には球状微粒子３６が保持される。こうしたニッケル被覆膜３７の裏面にエッチング処理が施される。エッチング処理にはドライエッチングが用いられる。ここでは、イオンミリングが実施される。イオン粒子がニッケル被覆膜３７の裏面および球状微粒子３６に叩きつけられる。高周波パワーは例えば７００［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば３０［ｓｃｃｍ］の流量でアルゴンガスが導入されればよい。その結果、図１２に示されるように、ニッケル被覆膜３７の裏面は徐々に削られていく。同時に、球状微粒子３６は削られていく。球状微粒子３６で象られる窪み３８が半球体よりも縮小すると、イオンミリングは終了される。このとき、球状微粒子３６のエッチングレートは調整される。こういった調整に基づきイオンミリングの終了まで窪み３８内に球状微粒子３６は残存する。窪み３８の内壁面は球状微粒子３６で覆われ続ける。したがって、窪み３８はイオン粒子の衝突から保護される。窪み３８は、球状微粒子３６で象られた形状を維持する。
【００２６】
その後、図１３に示されるように、残存する球状微粒子３６は除去される。ニッケル被覆膜３７は例えば濃度５重量％のフッ化水素水溶液に浸漬される。フッ化水素水溶液では水溶液全体に対して５重量％のフッ化水素が含まれる。球状微粒子３６は水溶液中に溶解する。同時に、イオンミリング時に発生するニッケル残渣も水溶液中に溶解する。その結果、ニッケル被覆膜３７の裏面には窪み３８の配列が形成される。個々の窪み３８は球状微粒子３６で象られる。個々の窪み３８は、半球面よりも縮小された部分球面、すなわち、ニッケル被覆膜３７の裏面から表面に向かうにつれて先細る部分球面で区画される。しかも、球状微粒子３６の粒径精度が高ければ、個々の窪み３８の頂点すなわち最深点は複数の窪み３８に共通の１仮想平面内に揃えられることができる。
【００２７】
続いて図１４に示されるように、ニッケル被覆膜３７の裏面で成型品すなわち金型２７が成膜される。成膜にあたってめっき法が用いられる。めっき法の実施に先立ってニッケル被覆膜３７の表面にはニッケルの電極膜が成膜される。電極膜の膜厚は例えば２０ｎｍ程度に設定される。成膜にあたって例えば真空蒸着法が用いられる。窪み３８は開口から最深点に向かって先細ることから、窪み３８の内壁面に満遍なく電極膜は形成される。同時に、ニッケル被覆膜３７の裏面に満遍なく電極膜は形成される。こうして形成された電極膜に基づき電鋳が実施される。ニッケル被覆膜３７は例えばスルファミン酸ニッケル浴に浸漬される。電極膜には例えば５０［Ａ］の電流が５時間にわたって流される。こうして膜厚０．５ｍｍの金型２７が成膜される。金型２７の表面には突起２９の配列が形成される。突起２９の配列は窪み３８の配列を反映する。
【００２８】
以上の製造方法に基づき本発明者は実際に金型２７を製造した。本発明者は、図１５に示されるように、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で金型２７の微細構造を観察した。その結果、図１６から明らかなように、高さ５０ｎｍ程度の突起２９の配列が確認された。個々の列ごとに突起２９は１０５ｎｍの繰り返し周期で形成された。
【００２９】
次に本発明の第２実施形態に基づき金型２７の製造方法を詳述する。この金型２７では突起２９は等間隔で配置される複数個の同心円に沿って配列される。こういった配列の実現にあたってシリコンウェハーの表面にはレジスト膜が形成される。レジスト膜はシリコンウェハーの表面に等間隔で配置される複数本の溝を区画する。
【００３０】
具体的には、まず、前述と同様にシリコンウェハー３５が用意される。シリコンウェハー３５の表面には酸化膜層すなわち酸化珪素層が形成される。酸素プラズマアッシング処理が実施される。高周波パワーは例えば５０［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば１００［ｓｃｃｍ］の流量で酸素ガスが導入されればよい。続いてシリコンウェハー３５の表面にはメタクリル酸メチル樹脂が塗布される。塗布にあたって例えばスピンコート法が用いられる。スピンコート法の実施にあたってメタクリル酸メチル樹脂は２．５重量％の濃度で酢酸エチルに溶解される。メタクリル酸メチル樹脂は溶液全体に２．５重量％で含まれる。酢酸エチルはシリコンウェハー３５の表面に滴下される。こうして塗布されたメタクリル酸メチル樹脂は摂氏１００度の高温で焼き固められる。こうしてシリコンウェハー３５の表面にはメタクリル酸メチル樹脂膜が形成される。例えばメタクリル酸メチル樹脂膜の膜厚は例えば８０ｎｍ程度に設定されればよい。
【００３１】
その後、図１７に示されるように、メタクリル酸メチル樹脂膜には等間隔で配置される複数本の同心円に沿って突起４１が形成される。突起４１の形成にあたってナノインプリント法が利用される。突起４１のピッチは例えば２５０ｎｍに設定される。ここでは、突起４１の幅は７０ｎｍに設定される。突起４１同士の間隔は１８０ｎｍに設定される。こうして同心円状に突起４１が確立されると、シリコンウェハー３５の表面で樹脂残渣が除去される。樹脂残渣の除去にあたってシリコンウェハー３５の表面には酸素プラズマアッシング処理が実施される。高周波パワーは例えば５０［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば１００［ｓｃｃｍ］の流量で酸素ガスが導入されればよい。樹脂残渣が除去されると、突起４１同士の間で酸化珪素層の表面は露出する。こうしてレジスト膜は形成される。
【００３２】
こうしてシリコンウェハー３５の表面に同心円状の突起４１が確立されると、前述と同様に、シリコンウェハー３５の表面には酸化珪素の球状微粒子３６が塗布される。塗布にあたってシリコンウェハー３５は球状微粒子３６の懸濁液に浸漬される。球状微粒子３６の平均粒径は１００ｎｍに設定される。球状微粒子３６の濃度は例えば１重量％に設定される。例えばシリコンウェハー３５が１［μｍ／ｓｅｃ］の速度で懸濁液から引き上げられると、図９に示されるように、シリコンウェハー３５の表面には球状微粒子３６の単層が形成される。シリコンウェハー３５の表面には自己組織化に基づき所定の規則に従って球状微粒子３６が配列される。しかも、球状微粒子３６の配列は同心円に沿って確立される。その後、前述と同様に、シリコンウェハー３５の表面にはニッケル被覆膜３７が形成される。
【００３３】
ニッケル被覆膜３７がシリコンウェハー３５から分離された後、ニッケル被覆膜３７には前述と同様にイオンミリングが実施される。ここでは、イオンミリングに先立ってニッケル被覆膜３７の表面からメタクリル酸メチル樹脂は除去される。除去にあたってニッケル被覆膜３７はキシレンに３０分間にわたって浸漬される。その後、ニッケル被覆膜には酸素プラズマアッシング処理が実施される。
【００３４】
以上のような金型２７に基づき前述の磁気ディスク１１は製造される。その結果、柱状磁性体２３は等間隔で配置される複数本の同心円に沿って配列されることができる。その結果、ビットごとに磁区の大きさは均一化されることができる。磁区は記録トラックの輪郭に沿って並べられることができる。個々の記録トラックでは一層の狭幅化は実現されることができる。
【００３５】
次に本発明の第３実施形態に基づき金型２７の製造方法を詳述する。この製造方法では前述の酸化珪素の球状微粒子３６に代えてポリスチレンの球状微粒子３６が用いられる。ポリスチレンの球状微粒子３６の平均粒径は例えば１０５ｎｍに設定されればよい。こういった球状微粒子３６の塗布にあたって前述と同様に懸濁液は用意される。この懸濁液では球状微粒子３６の濃度は例えば０．５重量％に設定される。例えばシリコンウェハー３５が１［μｍ／ｓｅｃ］の速度で懸濁液から引き上げられると、図９に示されるように、シリコンウェハー３５の表面には球状微粒子３６の単層が形成される。シリコンウェハー３５の表面には自己組織化に基づき所定の規則に従って球状微粒子３６が配列される。その後、前述と同様に、シリコンウェハー３５の表面にはニッケル被覆膜３７が形成される。このとき、前述のように、シリコンウェハー３５の表面にはレジスト膜に基づき等間隔で配置される複数本の溝が形成されてもよい。
【００３６】
ニッケル被覆膜３７がシリコンウェハー３５から分離された後、ニッケル被覆膜３７の裏面にエッチング処理が実施される。ここでは、ウェットエッチングが用いられる。ニッケル被覆膜３７は硝酸水溶液に浸漬される。硝酸水溶液の濃度は例えば１重量％に設定されればよい。ニッケル被覆膜３７の裏面は徐々に溶かされる。球状微粒子３６で象られる窪み３８が半球体よりも縮小すると、ニッケル被覆膜３７は硝酸水溶液から引き上げられる。このとき、ニッケル被覆膜３７の裏面は選択的に浸食される。すなわち、硝酸水溶液中で球状微粒子は維持される。窪み３８の内壁面は球状微粒子３６で覆われ続ける。したがって、窪み３８は硝酸水溶液から保護される。窪み３８は、球状微粒子３６で象られた形状を維持する。
【００３７】
続いてニッケル被覆膜３７から球状微粒子３６は除去される。ニッケル被覆膜３７はキシレンに浸漬される。その後、ニッケル被覆膜３７には酸素プラズマアッシング処理が実施される。高周波パワーは例えば１００［Ｗ］程度に設定されればよい。チャンバー内には例えば１００［ｓｃｃｍ］の流量で酸素ガスが導入されればよい。こうしてニッケル被覆膜３７の裏面には窪み３８の配列が形成される。個々の窪み３８は球状微粒子３６で象られる。個々の窪み３８は、半球面よりも縮小された部分球面、すなわち、ニッケル被覆膜３７の裏面から表面に向かうにつれて先細る部分球面で区画される。しかも、球状微粒子３６の粒径精度が高ければ、個々の窪み３８の頂点すなわち最深点は複数の窪み３８に共通の１仮想平面内に揃えられることができる。その後、ニッケル被覆膜３７の裏面で前述と同様に成型品すなわち金型２７が成膜される。
【００３８】
なお、酸化珪素の球状微粒子３６の平均粒径やポリスチレンの球状微粒子３６の平均粒径は金型２７に形成される突起２９の大きさに応じて適宜に設定されればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】磁気ディスクを概略的に示す斜視図である。
【図２】磁気ディスクの拡大部分断面図である。
【図３】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に押し当てられる金型を概略的に示す図である。
【図４】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に形成されるレジスト膜を概略的に示す図である。
【図５】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に施されるイオンミリングを概略的に示す図である。
【図６】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に形成されたナノホールを概略的に示す図である。
【図７】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面に形成されたコバルト膜を概略的に示す図である。
【図８】図２に対応する拡大部分断面図であって、基板の表面で形成された柱状磁性体を概略的に示す図である。
【図９】シリコンウェハーの表面に配列された球状微粒子を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１０】シリコンウェハーの表面に成膜されたニッケル被覆膜を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１１】ニッケル被覆膜の裏面および球状微粒子に施されるイオンミリングを概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１２】イオンミリング後のニッケル被覆膜および球状微粒子を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１３】ニッケル被覆膜の裏面に形成された窪みの配列を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１４】ニッケル被覆膜の裏面で成膜された成型品すなわち金型を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１５】原子間力顕微鏡で観察される金型の表面を示す平面図に対応する原子間力顕微鏡写真である。
【図１６】図１５の１６−１６線に沿って再現された金型の部分断面を概略的に示す図である。
【図１７】球状微粒子の配列に先立ってシリコンウェハーの表面に形成されるレジスト膜を概略的に示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１ 記録媒体（磁気ディスク）１３ 記録媒体用基板、２６ 樹脂層（レジスト膜）、２７ 成型品（金型）、２９ 突起、３５ 基板としてのシリコンウェハー、３６ 球状微粒子、３７ 被覆膜（ニッケル被覆膜）、３８ 窪み。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に球状微粒子を配列する工程と、前記球状微粒子同士の間を埋めつつ前記基板の表面で前記球状微粒子を覆い隠す被覆膜を成膜する工程と、前記基板から前記球状微粒子を裏面に保持する前記被覆膜を分離する工程と、分離された前記被覆膜の前記裏面から前記被覆膜および前記球状微粒子にエッチング処理を施す工程と、前記被覆膜から前記球状微粒子を除去し、前記球状微粒子で象られた窪みの配列を前記被覆膜の前記裏面に形成する工程と、前記被覆膜の前記裏面に成膜を行い、表面に突起の配列を有する成型品を形成する工程とを備えることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成型品の製造方法において、前記窪みは、前記被覆膜の前記裏面から表面に向かうにつれて先細る部分球面で区画されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の成型品の製造方法において、前記球状微粒子は酸化珪素または金属酸化物から構成され、前記被覆膜は金属から構成されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の成型品の製造方法において、前記球状微粒子は酸化珪素から構成され、前記被覆膜はニッケルから構成されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の成型品の製造方法において、前記エッチング処理にあたってイオンミリングが用いられることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項６】
請求項３に記載の成型品の製造方法において、前記被覆膜の成膜にあたってめっき法が用いられることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項７】
請求項３に記載の成型品の製造方法において、前記成型品の成膜にあたってめっき法が用いられることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の成型品の製造方法において、前記球状微粒子は樹脂から構成され、前記被覆膜は金属から構成されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の成型品の製造方法において、前記球状微粒子は円弧に沿って配列されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項１０】
記録媒体用基板の表面に樹脂層を形成する工程と、請求項１〜９に記載の成型品の製造方法で製造された成型品の突起の配列を前記樹脂層に押し当てて、前記突起の配列を反映する表面形状を前記樹脂層に形成する工程と、前記表面形状に基づき前記記録媒体用基板の表面に所定のパターンに則った形状を形成する工程とを備えることを特徴とする記録媒体の製造方法。
【請求項１】
基板の表面に球状微粒子を配列する工程と、前記球状微粒子同士の間を埋めつつ前記基板の表面で前記球状微粒子を覆い隠す被覆膜を成膜する工程と、前記基板から前記球状微粒子を裏面に保持する前記被覆膜を分離する工程と、分離された前記被覆膜の前記裏面から前記被覆膜および前記球状微粒子にエッチング処理を施す工程と、前記被覆膜から前記球状微粒子を除去し、前記球状微粒子で象られた窪みの配列を前記被覆膜の前記裏面に形成する工程と、前記被覆膜の前記裏面に成膜を行い、表面に突起の配列を有する成型品を形成する工程とを備えることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成型品の製造方法において、前記窪みは、前記被覆膜の前記裏面から表面に向かうにつれて先細る部分球面で区画されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の成型品の製造方法において、前記球状微粒子は酸化珪素または金属酸化物から構成され、前記被覆膜は金属から構成されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の成型品の製造方法において、前記球状微粒子は酸化珪素から構成され、前記被覆膜はニッケルから構成されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の成型品の製造方法において、前記エッチング処理にあたってイオンミリングが用いられることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項６】
請求項３に記載の成型品の製造方法において、前記被覆膜の成膜にあたってめっき法が用いられることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項７】
請求項３に記載の成型品の製造方法において、前記成型品の成膜にあたってめっき法が用いられることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の成型品の製造方法において、前記球状微粒子は樹脂から構成され、前記被覆膜は金属から構成されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の成型品の製造方法において、前記球状微粒子は円弧に沿って配列されることを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項１０】
記録媒体用基板の表面に樹脂層を形成する工程と、請求項１〜９に記載の成型品の製造方法で製造された成型品の突起の配列を前記樹脂層に押し当てて、前記突起の配列を反映する表面形状を前記樹脂層に形成する工程と、前記表面形状に基づき前記記録媒体用基板の表面に所定のパターンに則った形状を形成する工程とを備えることを特徴とする記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−１９６１７１（Ｐ２００９−１９６１７１Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３８９５６（Ｐ２００８−３８９５６）
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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