JP6164730B2 - インプリント用モールドとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント用モールド、パターンドメディア作製用基板およびパターンドメディア、並びにこれらの製造方法に関する。

近年、半導体デバイスの微細回路パターン形成、光学部品に光学的機能を付加する為の微細パターン形成、およびハードディスクドライブ等に用いられる磁気記録媒体における磁性膜の微細パターン形成において、同じ微細パターンを大量に転写するためのインプリント法が用いられるようになってきている。

インプリント法に用いるモールド（以下、「インプリント用モールド」という。）は、微細パターンを大量に転写するための原版になる。インプリント法は、転写対象物上に塗布されたレジスト膜にインプリント用モールドを直接押し付けてパターンを転写する方法である。このようなインプリント法で作製される磁気記録媒体の一つとしてパターンドメディアがある。パターンドメディアは、磁性材料で構成されるパターンがビット単位で規則的に並んだ構造の磁気記録媒体である。

図８〜図１０はインプリント法による従来のパターンドメディアの製造方法の一例を示す図である。
まず、図８（Ａ）に示すように、基板５１上に下地膜５２、磁性膜５３、ハードマスク膜５４を順に形成する。次に、図８（Ｂ）に示すように、ハードマスク膜５４の上にレジスト膜５５を形成する。次に、図８（Ｃ）に示すように、インプリント用モールド５６を用いてレジストパターン５５ａを形成する。具体的には、インプリント用モールド５６をレジスト膜５５に押し付けた状態でレジストを硬化（光硬化又は熱硬化）させた後、インプリント用モールド５６を離型する。これにより、インプリント用モールド５６の凹凸のパターンを反転したかたちでレジスト膜５５にレジストパターン５５ａが形成される。

次に、図９（Ａ）に示すように、レジストパターン５５ａをマスクに用いてハードマスク膜５４をエッチングし、さらに図９（Ｂ）に示すように、そのハードマスク膜５４のパターンをマスクに用いて磁性膜５３をエッチングする。これにより、下地膜５２の上に磁性膜５３のパターンが形成される。次に、図９（Ｃ）に示すように、磁性膜５３のパターンの間を埋めるように磁性分離膜５７を形成する。次に、図１０（Ａ）に示すように、磁性膜５３のパターンの上面が露出するように平坦化する。次に、図１０（Ｂ）に示すように、磁性膜５３および磁性分離膜５７を覆うように保護膜５８を形成する。次に、図１０（Ｃ）に示すように、保護膜５８の上に潤滑膜５９を形成する。

上述した従来のパターンドメディアの製造方法においては、下地膜５２が露出するまで磁性膜５３をエッチングした後、その間を磁性分離膜５７で埋めることによりビット間の磁気分離を実現している。このため、パターンの微細化にともなって１ビット当たりのパターン寸法が小さくなると、エッチングによる磁性層ダメージ（エッチングに曝された表層数ｎｍの磁性層結晶構造変化により磁気的性質が変化した時の実効的な体積減少）が大きな問題となる。

そこで従来においては、上記の製造方法とは別の方法として、非磁性材料からなる基板の表面に１ビット単位で凹状のパターンを形成し、このパターンの凹み部分を磁性膜によって埋め込んだ後、平坦化する方法も提案されている（たとえば、特許文献１）。

特開２０１３−５８２９６号公報

近年、インプリント用モールドやパターンドメディア作製用基板の基材として、それぞれに求められる必要な機械的強度を有し、しかも価格的に安価な強化ガラス基板を使用したいという要望がある。強化ガラス基板としては、イオン交換によって機械的強度を向上させたアルカリ金属含有のガラス基板が知られている。この種のガラス基板はアルカリ金属を多く含んでいる。このため、ガラス基板の表面に直接、パターンを形成しようとすると、アルカリ金属の存在によってパターンの形成（エッチング等）が阻害される。

そこで、本発明者は、ガラス基板上にシリコンを含む膜を形成し、この膜表面にエッチングによって凹凸パターンを形成する方法を試してみた。そうしたところ、予期しない問題が発生し、その対策を講じるなかで新たな知見を得た。すなわち、シリコンを含む膜で、ある特殊な条件（後述）でインプリントを実施すると、ガラス基板に含まれるアルカリ金属が凹凸パターンの表面に析出してしまうという新たな知見を得た。
なお、シリコンを含む膜を非磁性膜として形成すれば、パターンドメディアにおける磁性分離膜として用いる事ができる。

本発明の目的は、アルカリ金属を含むガラス基板上にシリコンを含む膜を形成し、この膜に凹凸パターンを形成したパターンドメディア作製用基板、パターンドメディア又はインプリント用モールドにおいて、アルカリ金属が凹凸パターンの表面に析出することを抑制することができる技術を提供することにある。

まず、本発明者が上記の知見に基づいて本発明を想到するに至った経緯について詳しく説明する。

（第１の問題）
まず、本発明者は、アルカリ金属を含むガラス基板を使用してパターンドメディア作製用基板を製造するために、ガラス基板上に非磁性膜としてシリコン膜を形成し、さらにその上にハードマスク膜として窒化クロム膜を形成した。また、ハードマスク膜の上にレジスト膜を形成し、これをインプリント用モールドでパターニングした後、ハードマスク膜とともに非磁性膜をエッチングした。そうしたところ、エッチングによって非磁性膜に形成されたパターン凹部の表面（以下、「エッチング底面」ともいう）が荒れた状態になった。本発明者は、この原因について鋭意検討した。その結果、ハードマスク（窒化クロム膜）成膜前の非磁性膜（シリコン膜）表面は自然酸化膜で覆われているが、活性な部分を維持しており、ハードマスク成膜時に界面に反応生成物としてＳｉ−Ｃｒ生成物を生ずる。これはハードマスクエッチングにて完全に除去されること無く、次工程である非磁性膜のエッチング時の部分的なマスクとして影響し、表面荒れに結び付いたと推測した。そこで、本発明者は、ハードマスク膜を形成する前に、ベーク処理（加熱処理）によって非磁性膜の表面を強制酸化して不活性化することを思い付き、実際に試してみた。そうしたところ、エッチング底面の荒れが解消された。

（第２の問題）
その一方で、本発明者は、上記のガラス基板を使用してシリコン膜をパターニング層としたインプリント用モールドを上記同様の方法（ベーク処理を含む方法）にて作成した。ところが、この方法で製造したインプリント用モールドのパターンを熱インプリント法によって他の基板（以下、「被転写基板」という）に転写しようとした場合に、ある特殊な状況のもとで新たな問題が発生した。以下、説明する。

一般に、熱インプリントにおいては、被転写基板の表面にＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）などの樹脂膜を形成し、この樹脂膜の表面にインプリント用モールドの凹凸パターンを押し付けて、パターンを転写している。このため、熱インプリントの温度条件は、樹脂膜を構成している樹脂の耐熱温度よりも低い温度（たとえば、１２０℃前後）に設定されるのが普通である。これに対して、発明者は、被転写基板の表面に樹脂膜に代えて金属ガラスの膜を形成したものを用いて熱インプリントを実施しようと試みた。その際、金属ガラスを軟化させるために３００℃超の温度条件で熱インプリントを実施した。そうしたところ、先述した通常の熱インプリントの温度条件では起こっていなかった新たな問題が生じた。具体的には、金属ガラス膜のパターン表面荒れが発生していることが判明した。本発明者は、この原因について鋭意検討した。その結果、インプリント用モールドのパターンと被転写基板の金属ガラス膜の界面で何らかの剥がれを生じ、これが荒れとして被処理基板のパターン表面に現れたのではないかと推測した。そこで、本発明者は、インプリント用モールド表面にエッチングによってパターンを形成した後に、もう一度ベーク処理によってパターンの表面を酸化することを思い付き、実際に試してみた。そうしたところ、金属ガラス膜のパターン表面に異物の発生がほとんど見られなくなった。

（第３の問題）
ところが、２回目のベーク処理後のインプリント用モールドの状態を電子顕微鏡等で精査確認したところ、パターンの表面にナノレベルの微細なパーティクルが発生していることが判明した。このため、本発明者は、この原因についても鋭意検討した。その結果、ガラス基板に含まれているアルカリ金属が、ベーク処理を引き金として、パターンの表面に析出したのではないかと推測した。そこで、本発明者は、インプリント用モールドの構成として、ガラス基板とパターニング層との間に窒化クロム膜を形成してみた。そうしたところ、ベーク処理を終えた段階でもパーティクルの発生が見られなくなった。
上記より、熱によりアルカリ金属を含むガラス基板表面にナノメートルレベルの極微小異物析出を生じる事を見出した。この現象は、ガラス基板露出面のみならず、パターンとして配したシリコン膜上にも、同様に微細異物として顕在化する事を見出した。この微小異物は、３００℃程度の高温処理ならば数回の処理で熱拡散により顕在化する。更には、たとえ低温での熱インプリントにおいても継続使用する事により、或いはパターンドメディアを数ケ月から数年との長期間使用した場合、同様な問題を生ずると考えられた。
このナノレベルの微小異物は、インプリントとして用いた場合、当然にナノレベルのパターン作成の障害となる。メディアとして用いた場合は、異物が磁性体下で経時成長し、最悪の場合、磁性体剥離の様な重大な障害が懸念される。
以上の経緯とこれに基づく知見により、本発明者は、以下の発明を想到するに至った。

本発明の第１の態様は、アルカリ金属を含むガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されるとともに、表面に凹凸パターンが設けられた、シリコンを含むパターニング膜と、前記ガラス基板と前記パターニング膜との間に形成され、前記ガラス基板に含まれる前記アルカリ金属が、前記ガラス基板から前記パターニング膜へと拡散し当該パターニング膜の表面に析出することを抑制する析出抑制膜と、を備えることを特徴とするインプリント用モールドである。

本発明の第２の態様は、アルカリ金属を含むガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されるとともに、表面に凹凸パターンが設けられた、シリコンを含む磁性分離膜と、前記ガラス基板と前記磁性分離膜との間に形成され、前記ガラス基板に含まれる前記アルカリ金属が、前記ガラス基板から前記磁性分離膜へと拡散し当該磁性分離膜の表面に析出することを抑制する析出抑制膜と、を備えることを特徴とするパターンドメディア作製用基板である。

本発明の第３の態様は、アルカリ金属を含むガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されるとともに、表面に凹凸パターンが設けられた、シリコンを含む磁性分離膜と、前記ガラス基板と前記磁性分離膜との間に形成され、前記ガラス基板に含まれる前記アルカリ金属が、前記ガラス基板から前記磁性分離膜へと拡散し当該磁性分離膜の表面に析出することを抑制する析出抑制膜と、前記磁性分離膜の凹凸パターンの凹部に埋め込まれた磁性膜と、を備えることを特徴とするパターンドメディアである。

本発明の第４の態様は、アルカリ金属を含むガラス基板上に、シリコンを含むパターニング膜、ハードマスク膜およびレジスト膜を順に形成した後、前記レジスト膜をパターニングすることにより、レジストパターンを形成する第１工程と、前記レジストパターンを用いて前記ハードマスク膜をエッチングすることによりハードマスクパターンを形成した後、当該ハードマスクパターンを用いて前記パターニング膜をエッチングすることにより、前記パターニング膜の表面に凹凸パターンを形成する第２工程と、を含むインプリント用モールドの製造方法であって、前記第１工程においては、前記ガラス基板に含まれる前記アルカリ金属が、前記ガラス基板から前記パターニング膜へと拡散し当該パターニング膜の表面に析出することを抑制する析出抑制膜を、前記ガラス基板と前記パターニング膜との間に形成することを特徴とするインプリント用モールドの製造方法である。

本発明の第５の態様は、アルカリ金属を含むガラス基板上に、シリコンを含む磁性分離膜、ハードマスク膜およびレジスト膜を順に形成した後、前記レジスト膜をパターニングすることにより、レジストパターンを形成する第１工程と、前記レジストパターンを用いて前記ハードマスク膜をエッチングすることによりハードマスクパターンを形成した後、前記ハードマスクパターンを用いて前記磁性分離膜をエッチングすることにより、前記磁性分離膜の表面に凹凸パターンを形成する第２工程と、を含むパターンドメディア作製用基板の製造方法であって、前記第１工程においては、前記ガラス基板に含まれる前記アルカリ金属が、前記ガラス基板から前記磁性分離膜へと拡散し当該磁性分離膜の表面に析出することを抑制する析出抑制膜を、前記ガラス基板と前記磁性分離膜との間に形成する
ことを特徴とするパターンドメディア作製用基板の製造方法である。

本発明の第６の態様は、アルカリ金属を含むガラス基板上に、シリコンを含む磁性分離膜、ハードマスク膜およびレジスト膜を順に形成した後、前記レジスト膜をパターニングすることにより、レジストパターンを形成する第１工程と、前記レジストパターンを用いて前記ハードマスク膜をエッチングすることによりハードマスクパターンを形成した後、前記ハードマスクパターンを用いて前記磁性分離膜をエッチングすることにより、前記磁性分離膜の表面に凹凸パターンを形成する第２工程と、前記磁性分離膜の凹凸パターンの凹部に磁性膜を埋め込む第３工程と、を含むパターンドメディアの製造方法であって、前記第１工程においては、前記ガラス基板に含まれる前記アルカリ金属が、前記ガラス基板から前記磁性分離膜へと拡散し当該磁性分離膜の表面に析出することを抑制する析出抑制膜を、前記ガラス基板と前記磁性分離膜との間に形成することを特徴とするパターンドメディアの製造方法である。

本発明によれば、アルカリ金属を含むガラス基板上にシリコンを含む膜を形成し、この膜に凹凸パターンを形成したパターンドメディア作製用基板、パターンドメディア又はインプリント用モールドにおいて、アルカリ金属が凹凸パターンの表面に析出することを抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法を示す工程図（その１）である。 本発明の第１の実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法を示す工程図（その２）である。 本発明の第１の実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法の工程手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るパターンドメディア作製用基板の製造方法とこれによって得られるパターンドメディア作製用基板を用いたパターンドメディアの製造方法を示す工程図（その１）である。 本発明の第２の実施の形態に係るパターンドメディア作製用基板の製造方法とこれによって得られるパターンドメディア作製用基板を用いたパターンドメディアの製造方法を示す工程図（その２）である。 本発明の第２の実施の形態に係るパターンドメディア作製用基板の製造方法とこれによって得られるパターンドメディア作製用基板を用いたパターンドメディアの製造方法を示す工程図（その３）である。 本発明の第２の実施の形態に係るパターンドメディア作製用基板の製造方法とこれによって得られるパターンドメディア作製用基板を用いたパターンドメディアの製造方法の工程手順を示すフローチャートである。 インプリント法による従来のパターンドメディアの製造方法の一例を示す図（その１）である。 インプリント法による従来のパターンドメディアの製造方法の一例を示す図（その２）である。 インプリント法による従来のパターンドメディアの製造方法の一例を示す図（その３）である。

以下に、インプリント用モールドとその製造方法に関する実施の形態を［第１の実施の形態］として説明するとともに、パターンドメディア作製用基板およびパターンドメディアとそれらの製造方法に関する実施の形態を［第２の実施の形態］として説明する。

［第１の実施の形態］
＜インプリント用モールドの製造方法＞
図１および図２は本発明の第１の実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法を示す工程図であり、図３はその工程手順を示すフローチャートである。

（第１の成膜工程：Ｓ１１）
まず、図１（Ａ）に示すように、インプリント用モールドの基材となるガラス基板１を用意する。インプリント用モールドの基材としては石英基板などを用いることもできるが、本実施の形態においては、石英基板等に比べて安価でしかも機械的強度に優れるガラス基板１を用いる。ガラス基板１は、化学強化処理がされたアルカリ金属含有ガラス材によって形成されている。化学強化処理がされたアルカリ金属含有ガラス材としては、たとえば質量％表示で、ＳｉＯ_２を５７〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３を５〜２０％（ただし、ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３の合計量が７４％以上）、ＺｒＯ_２を０％を超え５．５％以下、Ｌｉ_２Ｏを１％を超え９％以下、Ｎａ_２Ｏを５〜１８％（ただし、質量比Ｌｉ_２Ｏ／Ｎa_２Ｏが０．５以下）、Ｋ_２Ｏを０〜６％、ＭｇＯを０〜４％、ＣａＯを０％を超え５％以下（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量は５％以下であり、かつＣａＯの含有量はＭｇＯの含有量よりも多く）、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で０〜３％、ＴｉＯ_２を０〜１％、含むガラス（清澄剤として、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３などを添加してもよい）が挙げられる。また、重量％で、６２〜７５％のＳｉＯ_２、５〜１５％のＡｌ_２Ｏ_３、４〜１０％のＬｉ_２Ｏ、４〜１２％のＮａ_２Ｏ、および５．５〜１５％のＺｒＯ_２を含有し、かつＮａ_２Ｏ／ＺｒＯ_２の重量比が０．５〜２．０であり、さらにＡｌ_２Ｏ_３／ＺｒＯ_２の重量比が０．４〜２．５であるガラス、およびこれをＮａイオンおよび／またはＫイオンを含有する処理浴でイオン交換処理して得られた化学強化ガラスが挙げられる。

このような化学強化ガラスで構成されたガラス基板１は、アルカリ金属を多く含んでいるため、その基板表面に直接、パターンを形成しようとすると、アルカリ金属の存在によって精度良くパターンを形成することができない。具体的には、ガラス基板１の表面にエッチングによって凹凸パターンを形成しようとすると、ガラス基板１に含まれるアルカリ金属がエッチングの進行度合いに影響をおよぼすため、所望の形状および寸法で凹凸パターンを形成することができない。そこで、ガラス基板１を用意したら、このガラス基板１の上に析出抑制膜２を形成（成膜）し、さらに析出抑制膜２の上にパターニング膜３を形成する。これにより、ガラス基板１の表面（上面）が析出抑制膜２で覆われるとともに、析出抑制膜２の表面（上面）がパターニング膜３で覆われる。また、ガラス基板１とパターニング膜３の間に析出抑制膜２をサンドイッチ状に挟み込んだ構成となる。

析出抑制膜２は、ガラス基板１に含まれるアルカリ金属が、ガラス基板１からパターニング膜３へと拡散しパターニング膜３の表面に析出することを抑制するものである。本発明者は当初、ガラス基板１に含まれるアルカリ金属がパターニング膜（シリコン膜）３の膜中に拡散すること、さらには当該膜中に拡散したアルカリ金属がパターニング膜３の表面に析出することは、まったく予想していなかった。というのも、上記第３の問題は、上記第１の問題および第２の問題の対策として２回のベーク処理を行ったことをきっかけに初めてその存在が確認されたものであり、それ以前の段階ではまったく問題になっていなかったからである。第３の問題の存在が明らかになった状況のもとで改めてその原因を考察してみると、ガラス基板１とパターニング膜３はいずれもシリコンを含んでいるため、外部からの熱の影響によりアルカリ金属が移動しやすい状況になったものと推測される。そして、ガラス基板１とパターニング膜３との間に、シリコンを含まない析出抑制膜２を介在させることにより、アルカリ金属の移動に対して析出抑制層２がいわゆるバリア効果を発揮し、結果的にアルカリ金属の拡散、ひいてはパターニング膜３の表面への析出を抑制することになると考えられる。このような技術的な考察から、析出抑制膜２は、たとえば、窒化クロムによって形成するとよい。析出抑制膜２の厚さは、アルカリ金属に対して十分な遮蔽（バリア）効果を発揮させるために、少なくとも５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは２０ｎｍ以上とするのがよい。析出抑制膜２の成膜方法としては、たとえばスパッタリング法などを用いることができる。

パターニング膜３は、インプリント用モールドの凹凸パターンを形成するための層となる。パターニング膜３は、たとえば、シリコンによって形成する。パターニング膜３の厚さは、少なくともインプリント用モールドに求められる凹凸パターンの凹部の深さ寸法を確保し得る範囲で設定される。具体的には、パターニング膜３の厚さは、上記凹部の深さ寸法を考慮して、たとえば８０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定するとよい。パターニング膜３の成膜方法としては、たとえばスパッタリング法などを用いることができる。

（第１のベーク工程：Ｓ１２）
次に、パターニング膜３の表面（上面）を全面にわたって不活性化する。本書で記述する「不活性化」とは、不活性化する前の状態に比べて、他の物質と化学反応を起こしにくい状態にすること、言い換えると、化学的に不安定な状態から安定な状態に変化させることをいう。たとえば、パターニング膜３をシリコンで形成した場合、パターニング膜３の表面はシリコン又は自然酸化した酸化シリコンが露出している。第１のベーク工程Ｓ１２では、第１の成膜工程を終えたモールドブランクスに対し、あらかじめ決められた処理条件でベーク処理を施すことにより、図１（Ｂ）に示すように、パターニング膜３の表面に酸化膜３ａを形成する。この酸化膜３ａは、自然酸化によって形成される自然酸化膜よりも厚く強い酸化膜（ＳｉＯ_２膜）となる。具体的には、パターニング膜３をシリコンで形成した場合は、その表面に形成される自然酸化膜の厚さは１ｎｍ未満、具体的には０．７ｎｍ程度にとどまる。これに対して、第１のベーク工程Ｓ１２では、パターニング膜３の表面にベーク処理によって自然酸化膜よりも厚い膜厚で強い酸化膜３ａを形成する。具体的には、ベーク温度を２００℃〜４００℃の範囲内に設定し、かつ、ベーク時間を３０分程度に設定する。これにより、パターニング膜３の表面は、酸化膜３ａの存在によって化学的活性度が著しく低下した状態になる。

（第２の成膜工程：Ｓ１３）
次に、図１（Ｃ）に示すように、パターニング膜３の上にハードマスク膜４を形成する。これにより、パターニング膜３の表面がハードマスク膜４によって覆われる。ハードマスク膜４は、好ましい一つの例として、前述した析出抑制膜２と同じ材料（本形態例では窒化クロム）および同じ成膜方法で形成する。ちなみに、パターニング膜３の表層部分には上記第１のベーク工程Ｓ１２によって酸化膜３ａが形成されているため、ハードマスク膜４は、この酸化膜３ａを覆う状態に形成される。

（インプリント工程：Ｓ１４）
次に、図１（Ｄ）に示すように、ハードマスク膜４の上にレジスト膜５を形成するとともに、インプリント法によってレジストパターン５ａを形成する。さらに詳述すると、インプリント工程Ｓ１４は、たとえば、紫外線照射による光インプリント法により行う。その場合は、まず、ハードマスク膜４の上に、紫外線硬化型のレジストを用いてレジスト膜５を形成する。次に、マスター（原盤）またはサブマスターとなるモールド６を用いて、このモールド６に形成された凹凸パターン６ａをレジスト膜５に押し付け、その状態でレジスト膜５に紫外線を照射することにより、レジスト膜５を硬化定着させる。その際、モールド６を光透過性の材料（たとえば、石英基板）で構成しておき、このモールド６を通してレジスト膜５に紫外線を照射する。その後、モールド６をレジスト膜５から分離（離型）する。そうすると、ハードマスク膜４の上には、モールド６の凹凸パターン６ａに対応するレジストパターン５ａが形成（転写）される。このとき、凹凸パターン６ａとレジストパターン５ａとは、凹と凸の位置関係が反転したものとなる。

（パターニング工程：Ｓ１５）
次に、図２（Ａ）に示すように、レジストパターン５ａをマスクパターンとしてハードマスク膜４をエッチングし、さらにこれによって得られるハードマスクパターンをマスクパターンとしてパターニング膜３をエッチングする。ハードマスク膜４およびパターニング膜３のエッチングは、たとえばドライエッチング法により行う。その場合のエッチングガスとしては、たとえば上述のとおりパターニング膜３がシリコンであれば、フッ素系ガスを用いることができる。エッチング後は、アッシング処理によって不要な残渣を取り除くことが望ましい。

（剥離・洗浄工程：Ｓ１６）
次に、図２（Ｂ）に示すように、上述したパターニング膜３のエッチング後にパターン上に残ったハードマスク膜（ハードマスクパターン）４を剥離した後、洗浄処理を行う。この剥離・洗浄工程Ｓ１６は、たとえば、アルカリ洗浄、硫酸・過水剥離、化学薬品（たとえば、クロム剥離液）、メガソニック洗浄（超音波洗浄）等により行うことができる。

（第２のベーク工程：Ｓ１７）
次に、パターニング膜３のパターン表面を全面にわたって不活性化する。第２のベーク工程Ｓ１７では、あらかじめ決められた処理条件でベーク処理を施すことにより、図２（Ｃ）に示すように、パターニング膜３のパターン表面（全面）に酸化膜３ｂを形成する。ベーク処理の条件としては、後述する金属ガラスへのインプリント（パターンの転写）を考慮して、金属ガラスのガラス転移温度以上のベーク温度、具体的には３５０℃以上、好ましくは４００℃程度に設定するのがよい。また、ベーク時間としては、たとえば、３０分程度に設定するのがよい。このベーク処理によって形成される酸化膜３ｂは自然酸化膜よりも厚く強い酸化膜となる。すなわち、ベーク処理によってパターニング膜３のパターン表面に形成される酸化膜３ｂの厚さは、少なくとも自然酸化膜の厚さ（０．７μｍ程度）よりも厚い、たとえば１ｎｍ以上、好ましくは１．２ｎｍ以上、さらに好ましくは１．４ｎｍ程度の膜厚となっている。これにより、上述したパターニング工程Ｓ１５におけるエッチングによってパターニング膜３のパターン表面にシリコンが露出した場合でも、再度のベーク処理によってパターニング膜３の表面が酸化膜３ｂで覆われた状態になる。このため、第２のベーク工程Ｓ１７を行う前に比べて、パターニング膜３のパターン表面は、化学的活性度が著しく低下した状態になる。

（最終洗浄工程：Ｓ１８）
次に、最終洗浄を行う。最終洗浄は、たとえば、アルカリ洗浄、メガソニック洗浄等により行うことができる。

以上の工程により、インプリント用モールド１０が得られる。こうして得られるインプリント用モールド１０は、ガラス基板１上に析出抑制膜２、凹凸パターン付きのパターニング膜３が順に積層された構成となる。また、パターニング膜３のパターン表面は、上記のベーク処理により少なくとも自然酸化したときよりも厚い酸化膜３ｂで覆われた状態となり、かつ、この酸化膜３ｂの存在によって不活性化された状態となる。

（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態においては、次のような効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態においては、ガラス基板１上に析出抑制膜２を介してパターニング膜３を形成し、このパターニング膜３に凹凸パターンを形成することにより、インプリント用モールド１０を製造している。この一連の製造工程においては、上述した第１の問題および第２の問題を解消するために、パターニング工程Ｓ１５を間に挟んで前後１回ずつの計２回のベーク処理を行っている。このため、２回のベーク処理が引き金になって、パターニング膜３のパターン表面にアルカリ金属が析出するという上記第３の問題が起こり得る。この点、あらかじめガラス基板１とパターニング膜３との間に析出抑制膜２を形成しておけば、仮に２回のベーク処理を行ったとしても、ガラス基板１からパターニング膜３へのアルカリ金属の拡散とこれに伴うパターン表面へのアルカリ金属の析出を抑制することができる。

また、上記２回のベーク処理を行わない場合でも、上記の製造方法によって得られたインプリント用モールド１０を、たとえば熱インプリントに用いる場合は、インプリントを行うたびにインプリント用モールド１０が加熱されることになる。このため、仮に析出抑制膜２を形成しなかった場合は、熱インプリントへの使用を開始した初期の段階では、パターニング膜３のパターン表面にアルカリ金属の析出が認められなかったとしても、繰り返しの使用によって経時的に熱の影響が蓄積される結果、ある段階を経過したときに初めてパターン表面にアルカリ金属が析出することが考えられる。この点についても、あらかじめガラス基板１とパターニング膜３との間に析出抑制膜２を形成しておけば、熱インプリントへの使用を開始した初期の段階はもちろん、その後も長期にわたってパターン表面へのアルカリ金属の析出を抑制することができる。このため、インプリント用モールド１０の信頼性の向上に大いに貢献することができる。

本発明の第１の実施の形態においては、ガラス基板１上に析出抑制膜２とパターニング膜３を形成した後、パターニング膜３の表面をベーク処理によって不活性化し、その後でハードマスク膜４を形成している。このため、パターニング膜３とハードマスク膜４の界面における化学反応とこれに伴う反応生成物（本形態例ではＳｉとＣｒＮの反応生成物）の発生を、酸化膜３ａの介在によって抑制することができる。したがって、その後のパターニング工程においては、上記反応生成物に起因したエッチング底面の荒れを解消することができる。

本発明の第１の実施の形態においては、パターニング工程Ｓ１５よりも後に第２のベーク工程Ｓ１７を設けることにより、パターニング膜３のパターン表面を不活性化している。このため、上記の製造方法によって得られたインプリント用モールド１０を熱インプリント法に用いる場合に、インプリント用モールド１０の凹凸パターンと被転写基板の被転写膜とを接触させたときの接触界面における化学反応とこれに伴う反応生成物の発生を抑制することができる。したがって、接触界面での化学反応に起因した離型不良の発生や、離型後のパターン表面の異物の発生などを回避することができる。

この効果は、特に、被転写基板の被転写膜を樹脂膜に代えて金属ガラスの膜で形成した場合に有効である。すなわち、被転写基板の被転写膜を金属ガラスで形成した場合は、熱インプリントの際に金属ガラスの膜を軟化させる必要がある。このため、金属ガラスのガラス転移温度よりも高い温度（たとえば、約３５０℃）で熱インプリントを行うことになる。そうした場合、インプリント用モールド１０のパターニング膜３の表面が不活性化されていないと、熱インプリントのときに加えられる熱（３００℃超の加熱）の影響で化学反応を起こしやすくなる。この点、上述のようにパターニング膜３のパターン表面が酸化膜３ｂの形成によって不活性化されていると、たとえそのような高温環境で熱インプリントが実施されたとしても、パターニング膜３と金属ガラスとの接触界面で反応生成物の発生が抑制される。このため、被転写膜を金属ガラスで形成した場合でも、離型不良の発生や異物の発生を招くことなく、熱インプリントを実施することが可能となる。

［第２の実施の形態］
＜パターンドメディア作製用基板の製造方法およびパターンドメディアの製造方法＞
図４〜図６は本発明の第２の実施の形態に係るパターンドメディア作製用基板の製造方法とこれによって得られるパターンドメディア作製用基板を用いたパターンドメディアの製造方法を示す工程図であり、図７はその工程手順を示すフローチャートである。
ここで記述するパターンドメディアとは、磁性層を物理的に分離してパターン化されたメディアをいい、具体的には、ＤＴＭ（Discrete Track Media）、ＢＰＭ（Bit-Patterned Media）などをいう。

（第１の成膜工程：Ｓ２１）
まず、図４（Ａ）に示すように、パターンドメディア作製用基板の基材となるガラス基板１１を用意したら、このガラス基板１１の上に析出抑制膜１２と磁性分離膜１３を形成する。ガラス基板１１と析出抑制膜１２の各材料は、先述した第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。磁性分離膜１３は、たとえばシリコンの膜によって形成することができる。第１の成膜工程Ｓ２１は、上述した第１の成膜工程Ｓ１１と同様に行えばよい。

（第１のベーク工程：Ｓ２２）
次に、図４（Ｂ）に示すように、磁性分離膜１３の表面をベーク処理により全面にわたって不活性化する。具体的には、ベーク処理によって磁性分離膜１３の表面に自然酸化膜よりも厚い酸化膜１３ａを形成する。第１のベーク工程Ｓ２２は、上述した第１のベーク工程Ｓ１２と同様に行えばよい。

（第２の成膜工程：Ｓ２３）
次に、図４（Ｃ）に示すように、磁性分離膜１３の上にハードマスク膜１４を形成する。第２の成膜工程Ｓ２３は、上述した第２の成膜工程１３と同様に行えばよい。

（インプリント工程：Ｓ２４）
次に、図４（Ｄ）に示すように、ハードマスク膜１４の上にレジスト膜１５を形成するとともに、インプリント法によってレジストパターン１５ａを形成する。インプリント工程Ｓ２４は、上述したインプリント工程Ｓ１４と同様に行えばよい。

（パターニング工程：Ｓ２５）
次に、図５（Ａ）に示すように、レジストパターン１５ａをマスクパターンとしてハードマスク膜１４をエッチングし、さらにこれによって得られるハードマスクパターンをマスクパターンとして磁性分離膜１３をエッチングする。パターニング工程Ｓ２５は、上述したパターニング工程Ｓ１５と同様に行えばよい。

（剥離・洗浄工程：Ｓ２６）
次に、図５（Ｂ）に示すように、上述した磁性分離膜１３のエッチング後にパターン上に残ったハードマスク膜（ハードマスクパターン）１４を剥離した後、洗浄処理を行う。剥離・洗浄工程Ｓ２６は、上述した剥離・洗浄工程Ｓ１６と同様に行えばよい。

（第２のベーク工程：Ｓ２７）
次に、図５（Ｃ）に示すように、磁性分離膜１３のパターン表面をベーク処理により全面にわたって不活性化する。具体的には、ベーク処理によって磁性分離膜１３のパターン表面に自然酸化膜よりも厚く強い酸化膜１３ｂを形成する。第２のベーク工程Ｓ２７は、上述した第２のベーク工程Ｓ１７と同様に行えばよい。

以上の工程により、ガラス基板１１上に析出抑制膜１２と磁性分離膜１３を順に積層した構成のパターンドメディア作製用基板２０が得られる。その後、パターンドメディア作製用基板２０を用いてパターンドメディアを製造する場合は、パターンドメディア作製用基板２０の製造元又は出荷先の工場等において以降の工程を行う。磁性分離膜１３の凹凸パターンの寸法としては、たとえば、凹部の深さ寸法ｄが５０ｎｍ以下、凹部の幅寸法ｗが５０ｎｍ以下とする。

（第３の成膜工程：Ｓ２８）
上記の工程を経てパターンドメディア作製用基板２０を製造したら、まず、図６（Ａ）に示すように、磁性分離膜１３の上に磁性膜１６を形成する。磁性膜１６の形成は、Ｃｏ（コバルト）−Ｐｔ（白金）系磁性膜等の磁性材料をスパッタリング法にて用いて行えばよい。これにより、磁性分離膜１３の凹凸パターンの凹部が磁性膜（磁性材料）１６で埋め込まれる。このとき、あらかじめ磁性分離膜１３の上に図示しない結晶配向膜（たとえば、ルテニウムを主成分とする膜）を形成しておき、この結晶配向膜を磁性分離膜１３の凹部に露出させた状態で磁性膜１６を成膜すれば、磁性膜１６の結晶軸の方向を揃えることができる。

（平坦化工程：Ｓ２９）
次に、図６（Ｂ）に示すように、磁性分離膜１３の表面を平坦化することにより、余分な磁性膜１６を除去するとともに、磁性膜１６を所望の膜厚に仕上げる。この平坦化工程Ｓ２９は、たとえば、化学的機械研磨により行うとよい。この段階で必要に応じて洗浄する。

（第４の成膜工程：Ｓ３０）
次に、図６（Ｃ）に示すように、磁性分離膜１３および磁性膜１６の上に保護膜１７を形成する。次いで、保護膜１７の上に潤滑剤の塗布によって潤滑膜１８を形成する。保護膜１７は、たとえばカーボンによって形成するとよい。また、保護膜１７の成膜は、たとえばＣＶＤ（化学的気相成長）法により行うとよい。潤滑膜１８の形成は、保護膜１７の上に潤滑剤を塗布することにより行うとよい。

以上の工程により、パターンドメディア２１が得られる。こうして得られるパターンドメディア２１は、ガラス基板１１上に析出抑制膜１２を介して磁性分離膜１３が形成されるとともに、この磁性分離膜１３の凹凸パターンの凹部が磁性膜１６で埋め込まれた構成となる。また、磁性分離膜１３上に磁性膜１６を覆う状態で保護膜１７が形成され、さらに保護膜１７の上に潤滑膜１８が形成された構成となる。

（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態においては、次のような効果が得られる。

本発明の第２の実施の形態においては、ガラス基板１１上に析出抑制膜１２を介して磁性分離膜１３を形成し、この磁性分離膜１３に凹凸パターンを形成することにより、パターンドメディア作製用基板２０を製造している。この一連の製造工程においては、上述した第１の問題および第２の問題を解消するために、パターニング工程Ｓ２５を間に挟んで前後１回ずつの計２回のベーク処理を行っている。このため、２回のベーク処理が引き金になって、磁性分離膜１３のパターン表面にアルカリ金属が析出するという上記第３の問題が起こり得る。この点、あらかじめガラス基板１１と磁性分離膜１３との間に析出抑制膜１２を形成しておけば、仮に２回のベーク処理を行ったとしても、ガラス基板１１から磁性分離膜１３へのアルカリ金属の拡散とこれに伴うパターン表面へのアルカリ金属の析出を抑制することができる。

また、上記２回のベーク処理を行わない場合でも、上記の製造方法によって得られたパターンドメディア作製用基板２０を出荷した後に、パターンドメディア２１の完成に至るまでの工程で何らかの理由により加熱する場合が考えられる。また、パターンドメディア２１が完成し、これを製品として出荷した後でも、メディアの使用に際して高温に晒される場合があり得る。このため、仮に析出抑制膜１２を形成しなかった場合は、パターンドメディア作製用基板２０が完成した段階やパターンドメディア２１が完成した段階で、磁性分離膜１３のパターン表面にアルカリ金属の析出が認められなかったとしても、その後、経時的に熱の影響が蓄積される結果、ある段階を経過したときに初めてパターン表面にアルカリ金属が析出することが考えられる。この点についても、あらかじめガラス基板１１と磁性分離膜１３との間に析出抑制膜１２を形成しておけば、パターンドメディア作製用基板２０として完成した段階はもちろん、パターンドメディア２１として完成した以降も、長期にわたってパターン表面へのアルカリ金属の析出を抑制することができる。このため、最終製品となるパターンドメディア２１の信頼性や品質の向上に大いに貢献することができる。

本発明の第２の実施の形態においては、ガラス基板１１上に析出抑制膜１２と磁性分離膜１３を形成した後、磁性分離膜１３の表面をベーク処理によって不活性化し、その後でハードマスク膜１４を形成している。このため、磁性分離膜１３とハードマスク膜１４の界面における化学反応とこれに伴う反応生成物（本形態例ではＳｉとＣｒＮの反応生成物）の発生を抑制することができる。したがって、その後のパターニング工程Ｓ２５においては、上記反応生成物に起因したエッチング底面の荒れを解消することができる。

本発明の第２の実施の形態においては、パターニング工程Ｓ２５よりも後に第２のベーク工程Ｓ２７を設けることにより、磁性分離膜１３のパターン表面を不活性化している。このため、上記の製造方法によって得られたパターンドメディア作製用基板２０を用いて、パターンドメディア２０を製造する場合に、磁性分離膜１３の凹凸パターンと磁性膜１６との接触界面における化学反応とこれに伴う反応生成物の発生を抑制することができる。
本発明の第２の実施形態において、成膜された磁性体表面がドライエッチングに曝される事が無くなる為、磁性層ダメージ（エッチングに曝された表層数ｎｍの磁性層結晶構造変化により磁気的性質が変化した時の実効的な体積減少）が無く、より微細構造のパターンドメディアにまで適している。

＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

アルカリ金属を含むガラス基板において、その表面を酸処理したものを用いても良い。
たとえば、上記第１の実施の形態においては、パターニング膜３をシリコン膜で構成したが、パターニング膜３は、シリコンを主成分とする膜、たとえばＲＦスパッタリングによるＳｉＯ_２膜であってもよい。この場合、シリコン膜の不活性化（第１のベーク、第２のベーク）は不要である。

また、上記各実施の形態においては、析出抑制膜２、１２を窒化クロム膜で構成したが、析出抑制膜２、１２は、クロムを主成分とする膜だけでなく、たとえばＴａ（タンタル），Ｗ（タングステン），Ｍｏ（モリブデン）などの高融点金属の膜であってもよい。
ちなみに、本明細書において、ある成分を「主成分とする」とは、当該成分または当該成分を含む化合物の質量比（質量％）が５０％以上である場合をいう。

１，１１…ガラス基板
２，１２…析出抑制膜
３…パターニング膜
４，１４…ハードマスク膜
５，１５…レジスト膜
６…モールド
１０…インプリント用モールド
１３…磁性分離膜
１６…磁性膜
２０…インプリント用モールド
２１…パターンドメディア

Claims (4)

1. 質量％で、Ｌｉ_２Ｏを１％を超え９％以下、Ｎａ_２Ｏを５〜１８％（ただし、質量比Ｌｉ _２ Ｏ／Ｎａ _２ Ｏが０．５以下）、Ｋ_２Ｏを０〜６％のアルカリ金属成分を含むガラス基板と、
   前記ガラス基板上に形成されるとともに、表面に凹凸パターンが設けられた、シリコンを含むパターニング膜と、
   前記ガラス基板と前記パターニング膜との間に形成され、前記ガラス基板に含まれる前記アルカリ金属が、前記ガラス基板から前記パターニング膜へと拡散し当該パターニング膜の表面に析出することを抑制する析出抑制膜と、
   を備え、
   ３００℃超の温度でインプリントに使用されることを特徴とするインプリント用モールド。
2. 前記パターニング膜は、シリコンを主成分とする膜であり、
   前記析出抑制膜は、クロムを主成分とする膜、または、高融点金属の膜である
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント用モールド。
3. 前記析出抑制膜の厚さが５ｎｍ以上である
   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用モールド。
4. 質量％で、Ｌｉ_２Ｏを１％を超え９％以下、Ｎａ_２Ｏを５〜１８％（ただし、質量比Ｌｉ _２ Ｏ／Ｎａ _２ Ｏが０．５以下）、Ｋ_２Ｏを０〜６％のアルカリ金属成分を含むガラス基板上に、シリコンを含むパターニング膜、ハードマスク膜およびレジスト膜を順に形成した後、前記レジスト膜をパターニングすることにより、レジストパターンを形成する第１工程と、
   前記レジストパターンを用いて前記ハードマスク膜をエッチングすることによりハードマスクパターンを形成した後、当該ハードマスクパターンを用いて前記パターニング膜をエッチングすることにより、前記パターニング膜の表面に凹凸パターンを形成する第２工程と、
   を含み、
   ３００℃超の温度でインプリントに使用されるインプリント用モールドの製造方法であって、
   前記第１工程においては、前記ガラス基板に含まれる前記アルカリ金属が、前記ガラス基板から前記パターニング膜へと拡散し当該パターニング膜の表面に析出することを抑制する析出抑制膜を、前記ガラス基板と前記パターニング膜との間に形成する
   ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。

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