专利名称：凹凸图案形成方法以及信息记录媒体制造方法
技术领域：
本发明涉及将压模按压到形成在基体材料上的树脂层以形成凹凸图案的凹凸图案形成方法和使用按照该凹凸图案形成方法形成的凹凸图案制造信息记录媒体的信息记录媒体制造方法。
背景技术：
作为这种凹凸图案形成方法，本申请人在日本国专利特开2005-339669号公报中已揭示在信息媒体制造用的中间体(基体材料)的树脂层上利用压印法(imprint)形成凹凸图案的凹凸图案形成方法。此凹凸图案形成方法中，首先，通过涂覆玻璃化温度为70℃的酚醛类树脂(下文也称为“树脂材料”)在中间体上形成树脂层。其次，在将形成树脂层的中间体和压模放置在压力机的状态下，对中间体(树脂层)和压模加热，形成仅在比树脂材料的玻璃化温度高出70℃以上且120℃以下的范围(作为一个例子取100℃)的高温的规定温度(本例中为170℃)。接着，在中间体的树脂层上按压压模的凹凸图案。这时，由于将树脂层加热成比玻璃化温度高的高温，压模的凹凸图案中的各凸部对树脂层顺畅地压入。
接着，从中间体(树脂层)剥离压模。这时，在从压模按压开始到完成剥离的期间，中间体和压模两者的温度变化大时，中间体(基体材料和树脂层)以及压模产生热形变(收缩或膨胀)。这时，中间体和压模的热膨胀率不同，所以中间体和压模之间产生热形变量的差异，引起树脂层上复制的凹凸图案变形，在凹凸图案产生偏移。因此，本申请人揭示的凹凸图案形成方法中，在从按压开始到剥离的期间继续进行加热处理，使中间体和压模两者的温度变化不大(作为一个例子，使从按压开始时的温度变化量为±0.2℃的范围内)，在该状态下，从树脂层剥离压模。从而，将压模的凹凸图案复制到中间体的树脂层，完成凹凸图案的形成处理。
专利文献1日本国专利特开2005-339669号公报(第5页～第9页，图10～图14；)发明内容但是，本申请人公开的凹凸图案形成方法存在下列应改善的课题。即，本申请人公开的凹凸图案形成方法中，为了对树脂层顺畅地压入压模的各凸部，对中间体(树脂层)和压模进行加热，形成仅在比构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度高出70℃以上且120℃以下的范围的高温的规定温度。而且，此凹凸图案形成方法中，为了避免因中间体和压模的热膨胀率的差异而引起树脂层上复制的凹凸图案产生偏移的情况，在从压模按压开始到完成剥离的期间继续执行加热处理，使中间体和压模两者的温度不产生大变化。因此，该凹凸图案形成方法中，在完成压模剥离的时间点，与树脂材料的玻璃化温度相比，复制凹凸图案的树脂层的温度为非常高的温度(在比玻璃化温度高出70℃以上且120℃以下的范围的温度)。因此，本申请人公开的凹凸图案形成方法中，完成压模剥离后，形成复制到树脂层的凹凸图案容易变形的状态(难于维持凹凸图案形状的状态)，可能难以将形成的凹凸图案用作例如掩模图案。而且，将按照该凹凸图案形成方法形成的凹凸图案用作例如掩模图案，以制造信息记录媒体时，可能难以高精度地遍及信息记录媒体的全部区域形成凹凸图案。
又，本申请人公开的凹凸图案形成方法中，作为一个例子，使用玻璃化温度为70℃的树脂材料在中间体形成树脂层并作压模按压处理时，对中间体(树脂层)和压模进行加热，使其成为比树脂材料的玻璃化温度高100℃的170℃。这时，启动压模按压处理前的树脂温度为与室温大致相等的温度，因而按压处理时为了使中间体(树脂层)和压模的温度升高到170℃，需要大量的能量和长加热时间。因此，本申请人公开的凹凸图案形成方法中，存在可能形成凹凸图案所需的成本高涨而且生产能力降低的课题。使用按照该凹凸图案形成方法形成的凹凸图案制造信息记录媒体时，存在信息记录媒体制造成本可能高涨的课题。
本发明是鉴于这些问题而完成的，其主要目的为提供一种既可方便地对树脂层按压压模又在压模剥离后能充分维持凹凸图案的凹凸图案形状的凹凸图案形成方法和能遍及整个区域高精度地形成凹凸图案的信息记录媒体制造方法。又，其另一目的为提供一种能谋求降低成本和提高生产能力的凹凸图案形成方法和信息记录媒体制造方法。
为了到达上述目的，本发明的凹凸图案形成方法，通过执行在基体材料上形成树脂层的处理、将形成压模侧凹凸图案的压模按压到所述树脂层的按压处理、以及从所述树脂层剥离所述压模的剥离处理，在所述基体材料上形成凹凸图案，其中所述树脂层形成处理时，使用玻璃化温度高于室温的树脂材料形成所述树脂层；所述按压处理时，进行温度控制，使所述基体材料、所述树脂层和所述压模的温度成为比所述树脂材料的玻璃化温度高出5℃以上的温度；所述剥离处理时，进行温度控制，使所述基体材料、所述树脂层和所述压模的温度在较所述树脂材料的玻璃化温度高20℃的温度以下，并成为与所述按压处理时的该基体材料、该树脂层和该压模的温度相等或大致相等的温度。再者，本说明书中的“室温”是指进行凹凸图案形成作业的作业场所中的基体材料和压模周围的环境温度，其意思包含不进行加热处理或冷却处理并将基体材料和压模放置充分长的时间时，基体材料和压模逐渐接近起来的温度。又，形成树脂层时使用混合了2种以上的树脂材料的混合树脂材料的情况下，将成为该混合树脂材料的主成分的树脂材料的玻璃化温度作为基准，规定各处理时的温度。
又，本发明的凹凸图案形成方法将玻璃化温度在40℃以下的树脂材料用作所述树脂材料。
本发明的信息记录媒体制造方法使用按照上述凹凸图案形成方法在所述基体材料上形成的凹凸图案制造信息记录媒体。
根据本发明的凹凸图案形成方法，使用玻璃化温度高于室温的树脂材料形成树脂层，同时还在按压处理时，进行温度控制，使基体材料、树脂层和压模的温度成为比树脂材料的玻璃化温度高出5℃以上的温度，而且剥离处理时，进行温度控制，使基体材料、树脂层和压模的温度在较树脂材料的玻璃化温度高20℃的温度以下，并成为与按压处理时的该基体材料、该树脂层和该压模的温度相等或大致相等的温度，从而按压处理时，树脂层成为比树脂材料的玻璃化温度高出5℃以上的温度，因而能对树脂层将压模侧凹凸图案的各凸部顺畅地压入到充分深处。而且，由于压模剥离处理时树脂层在较树脂材料的玻璃化温度高20℃的温度以下，剥离压模后避免树脂层复制的凹凸图案产生较大形变的情况，能以高精度的状态维持其凹凸形状。又，按压处理时和剥离处理时树脂层的温度为相等或大致相等的温度，所以避免发生基体材料(树脂层)和压模的热形变，从而能避免树脂层复制的凹凸图案产生偏移的情况。
而且，根据本发明的凹凸图案形成方法，将玻璃化温度在40℃以下的树脂材料用作所述树脂材料，形成树脂层，从而能使按压处理开始前对树脂层等进行加热所需的能量和从启动按压处理时到完成剥离处理维持树脂层等的温度所需的能量充分减小，同时还能充分缩短树脂层加热所需的时间，使形成凹凸图案的生产能力充分提高。
又，根据本发明的信息记录媒体制造方法，使用按照上述凹凸图案形成方法在基体材料上形成的凹凸图案制造信息记录媒体，从而通过例如将形成的凹凸图案作为掩模图案，或将凹凸位置关系与形成的凹凸图案一致的凹凸图案用作掩模图案对基体材料进行蚀刻处理，能高精度地遍及全部区域形成凹凸图案。
图1是示出压印装置100的组成的组成图。
图2是磁盘1的截面图。
图3是压模2的截面图。
图4是在记录层14上形成树脂层3的状态的加工对象体10的截面图。
图5是对加工对象体10上的树脂层3按压压模2的状态的截面图。
图6是从图5所示的状态的树脂层3剥离压模2的状态的加工对象体10的截面图。
图7是用于对实施例1～实施例4的树脂层和比较例1～比较例5的树脂层说明压模的压入方便性、复制后的凹凸图案的形状稳定性和凹凸图案复制精度的说明图。
图8是用于对实施例1～实施例16的树脂层和比较例1、比较例5的树脂层说明剥离后的凹部35b(数据纹道图案区的凹部)的深度和凹部35b的底部的残渣厚度的说明图。
符号说明1 磁盘2 压模3 树脂层10 加工对象体25、35 凹凸图案25a、35a 凸部25b、35b 凹部100 压印机110 压力机111a、111b 加热板112 上下动机构120 控制部具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的凹凸图案形成方法和信息记录媒体制造方法的最佳方式。
图1所示的压印装置是制造图2所示的磁盘1时按照本发明的凹凸图案形成方法对加工对象体10上的树脂层3(参考图5)按压压模2(参考图3)并形成凹凸图案(参考图6)的装置，且组成部分包含压力机110和控制部120。
此情况下，磁盘1是形成同心圆状或螺旋状的多个数据记录纹道并可构成经垂直记录方式记录数据的分立纹道型磁记录媒体(图案已制媒体)，如图2所示那样在盘状基体材料11上依次形成软磁层12、中间层13和记录层(磁记录层)14。此磁盘1相当于本发明的信息记录媒体，在其一面(图1中的上表面)，形成至少凸端部侧由磁性材料(记录层14)形成的多个凸部15a(记录区)和多个凹部15b(非记录区)，从而形成作为数据纹道图案或伺服图案起作用的凹凸图案。在凹凸图案15的各凹部15b内填入非磁性材料16。而且，在各凸部15a的上面和填入各凹部15b内的非磁性材料16的上面，利用例如DLC(金刚碳)，形成保护层17，同时还在保护层17的表面涂敷润滑剂(图中未示)。
此情况下，本说明书的记录区的含义为构成以可读出方式保持记录的磁信号的区域(即，构成具有以可读出方式保持磁信号的能力的区域)。本说明书的非记录区的含义为构成以可读出方式保持磁信号的所述能力低于记录区的能力的区域或构成实质上没有该能力的区域。具体而言，本说明书的非记录区的含义为在记录磁信号的状态下该区域产生的磁场小于记录区的区域，或该区域产生的磁场实质上不存在的区域。
另一方面，压模2是制造磁盘1时用于在加工对象体10上形成作为掩模图案的凹凸图案35(参考图6)的原盘，总体上构成圆板状。如图3所示，将该压模2形成为，利用将镍层21用作电极的电铸处理，在镍层21上形成镍层22，从而构成薄板状。又，压模2上形成具有与磁盘1的凹凸图案15的各凹部15b对应地形成的多个凸部25a和与凹凸图案15的各凸部15a对应地形成的多个凹部25b的凹凸图案25(本发明的“压模侧凹凸图案”的一个例子)。又，加工对象体10是本发明的基体材料的一个例子，如图4所示，在盘状基体材料11上依次形成软磁层12、中间层13和记录层14。此情况下，在加工对象体10的记录层14上，如后述按照本发明的树脂形成处理形成树脂层3。
另一方面，如图1所示，压力机110具有加热板111a、111b(下文在不区分时也称为“加热板111”)和上下动机构112。加热板111按照控制部120的控制，对加工对象体10(树脂层3)和压模2进行加热处理，使其成为规定温度。将加热板111a形成为能保持使形成树脂层3的面朝上的状态的加工对象体10，将加热板111b形成为能保持使凹凸图案25的形成面朝下的状态的压模2。上下动机构112按照控制部120的控制，使加热板111b往加热板111a保持的加工对象体10移动(下降)，将加热板111b保持的压模2按压到加工对象体10上的树脂层3。而且，上下动机构112通过使加热板111b离开加热板111a(上升)，从树脂层3剥离压模2。控制部120控制加热板111，使加工对象体10(树脂层3)和压模2加热(进行温度控制)，同时还控制上下动机构112，执行压模2对加工对象体10的按压(本发明的按压处理)和按压加工对象体10的压模2从加工对象体10的剥离(本发明的剥离处理)。
制造上述磁盘1时，首先，按照本发明的凹凸图案形成方法在加工对象体10上形成作为掩模图案的凹凸图案35。这时，首先，作为一个例子，在加工对象体10的记录层14上旋涂玻璃化温度34℃的树脂材料(玻璃化温度比室温的一个例子的25℃高且在40℃以下的树脂材料的一个例子)。此情况下，作为用于形成树脂层3的树脂材料，其一个例子可采用将PGMEA(丙二醇单甲酯乙酸盐)用作溶剂的丙烯酸树脂。具体而言。能采用以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物为主成分的丙烯酸树脂。接着，对已涂覆的树脂材料的层，作为一个例子，通过90℃执行90秒钟的烘烤处理，如图4所示在加工对象体10上形成厚度为75nm左右的树脂层3。这样，就完成本发明的树脂层形成处理。
再者，关于本说明书的“玻璃化温度”，可用依据“JIS K7121-1987(关于塑料的转变温度测量方法的规范)”等测量规范进行实测的方法进行规定。具体而言，可通过依据上述JIS规范，按照差示扫描热量测量(DSC)，测量中间点玻璃化转变温度(Tmg)，规定本说明书的玻璃化温度。本说明书中，对各树脂材料的玻璃化温度记载所述中间点玻璃化转变温度(Tmg)。此情况下，对加工对象体10的记录层14上旋涂的所述树脂材料的玻璃化温度而言，所述中间点玻璃化转变温度(Tmg)和由FOX公式(Phys.Rev.，Vol.86，652(1952))算出的玻璃化温度是相同的温度(34℃)。再者，FOX公式中使用的各树脂材料(丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和苯乙烯等树脂材料)的玻璃化温度使用《Polymer handbook 4thEdition，John Wiley & Sons，Inc.(1999)》记载的值。
接着，开始进行压印装置100的压印处理。具体而言，首先，如图1所示，形成树脂层3的面朝上地将加工对象体10放置到压力机110(加热板111a)，同时还凹凸图案25的形成面朝下地将压模2放置到压力机110(加热板111b)。接着，通过控制部120控制加热板111，使加热处理成加工对象体10(树脂层3)和压模2两者的温度为45℃(比构成树脂层3的树脂材料的玻璃化温度高出5℃以上的温度的一个例子)(本发明的温度控制)。此情况下，本凹凸图案形成方法中，在后面阐述的压模2的按压启动至完成剥离的期间，继续执行加热板111的加热处理(温度控制)，使加工对象体10(树脂层3)和压模2两者的温度变化量在例如±0.2℃的范围内。接着，控制部120对上下动机构12进行控制，使加热板111b往加热板111a上的加工对象体10(树脂层3)下降，从而对加工对象体10上的树脂层3的表面按压压模2的凹凸图案25(启动本发明的按压启动)。
此情况下，本凹凸图案形成方法中，对加工对象体10(树脂层3)和压模2两者加热成高出构成树脂层3的树脂材料的玻璃化温度(本例中为34℃)5℃以上的温度(本例中为45℃)的状态下，将压模2的凹凸图案25按压到树脂层3。因此，对树脂层3顺畅(方便)地压入压模2的凹凸图案25的各凸部25a。结果，如图5所示，对树脂层3将压模2的各凸部25a压入到充分深处。接着，作为一个例子，将施加8.7MPa按压力的状态维持5分钟后，控制部120控制上下动机构112使热板111b上动，从而使压模2从树脂层3剥离(本发明的剥离处理)。接着，在对完成剥离处理后的加工对象体(树脂层3)的加热处理停止的状态下，进行放置，从而冷却到成为室温。由此，如图6所示，将压模2的凹凸图案25的凹凸形状复制到树脂层3，在加工对象体10上形成凹凸图案35。
此情况下，加工对象体10上形成的凹凸图案35与压模2的凹凸图案25的各凸部25a对应地形成各凹部35b，并与凹凸图案25的各凹部25b对应地形成各凸部35a。另外，此凹凸图案形成方法中，如上文所述，在压模2对树脂层3的按压启动至完成剥离的期间，继续执行加热处理(温度控制)，使加工对象体10(树脂层3)和压模2两者的温度变化量为例如±0.2℃的范围内。因此，完成压模2的剥离时的树脂层3的温度为大致等于压模2对树脂层3的按压处理启动时的树脂层3的温度，即大致等于高出构成树脂层3的树脂材料的玻璃化温度5℃以上的温度，且在较树脂材料的玻璃化温度高出20℃的温度以下(本例中为45℃±0.2℃)。因此，完成压模2的剥离后，避免树脂层3形成的凹凸图案35急剧形变的情况(不维持凹凸图案35的凹凸形状的情况)。这样，就完成本发明凹凸图案形成方法的凹凸图案35(掩模图案)的形成处理。
再者，进行所述形成树脂处理时，可以采用玻璃化温度在40℃以上的树脂材料形成树脂层，但采用此方法的情况下，启动按压处理前加热树脂层3使温度大致等于室温(作为一个例子，取25℃)的树脂层3成为高出树脂材料玻璃化温度5℃以上的温度。这时，消耗大量能量，而且树脂层3成为希望的温度前，需要长时间。此外，为了将温度控制成按压处理时的树脂层3的温度与剥离处理时的树脂层3的温度相等或大致相等(为了完成剥离前使加工对象体10、树脂层3和压模2的温度仍旧维持高温)，还消耗大量能量。因此，最好通过使用玻璃化温度在40℃以下的树脂材料形成树脂层3，避免消耗大量能量的同时还缩短使树脂层3等升高到希望的温度所需的时间。
接着，利用例如氧等离子体处理去除留在加工对象体10上的树脂层3中凹凸图案35的各凹部35b的底面的残渣(压模2按压时在各凸部25a的凸端面与加工对象体10(记录层14)之间产生的树脂材料)。接着，将凹凸图案35(各凸部35a)用作掩模图案进行对加工对象体10(记录层14)的蚀刻处理，从而在中间层13上形成凹凸图案15。此情况下，上述凹凸图案形成方法中，涂覆玻璃化温度高于室温(本例中为25℃)的树脂材料，并形成树脂层3。因此，从完成形成凹凸图案35的树脂层3剥离压模2后(启动对加工对象体10的蚀刻处理前)，即使将树脂层3的温度仍旧维持室温，也可避免凹凸图案35的凹凸形状大为变化。结果，如图6中虚线所示，与维持其凹凸形状的状态的凹凸图案35中各凸部35a对应地形成各凸部15a(记录区)，同时还与各凹部35b对应地形成各凹部15b(非记录区)，从而在中间层13上形成凹凸图案15。
接着，形成非磁性材料16的层，使其覆盖加工对象体10上形成的凹凸图案15后(未示出)，利用例如离子束蚀刻使非磁性材料16的层的表面平坦化。这时，作为一个例子，从非磁性材料层进行蚀刻，直到凹凸图案15的各凸部15a露出。接着，在已平坦化的加工对象体10的各凸部15a上和各凹部15b内填入的非磁性材料16上，利用例如DLC形成保护层17。然后，在保护层17的表面涂敷润滑剂，从而如图2所示完成磁盘1(如图2所示)，并完成本发明的信息记录媒体制造方法。
接着，参照附图来说明对基体材料上的树脂层的压模各凸部的压入方便性、剥离压模后的凹凸形状稳定性(凹凸图案形变难度)和复制的图案精度(是否有偏移)与各处理时的树脂层温度的关系。
首先，使用玻璃化温度高于室温(作为一个例子，取25℃)的树脂材料(作为一个例子，玻璃化温度为34℃的丙烯酸树脂)在支承基体材料(图中未示)上形成图7所示的实施例1～4和比较例1～5的树脂层。此情况下，作为树脂材料，其一个例子可采用将PGMEA(丙二醇单甲酯乙酸盐)用作溶剂的丙烯酸树脂(以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物为主成分的丙烯酸树脂)。对此树脂材料的玻璃化温度(34℃)而言，上述依据JIS规范测量的中间点玻璃化转变温度(Tmg)和由FOX公式算出的玻璃化温度均为相同的温度。又，通过对形成的各实施例和各比较例的树脂层按压所述压模2的凹凸图案25，在支承基体材料上(树脂层)形成凹凸图案。再者，除压模2按压时的树脂层的温度和压模2剥离时的树脂层的温度外，用与上述树脂层3和凹凸图案35的形成方法相同的工序形成各树脂层。通过利用原子力显微镜(AFM)在室温中对这样形成凹凸图案的各实施例和各比较例的树脂层观察其表面的凹凸形状，确认对各树脂层的压模2的各凸部25a的压入方便性、剥离压模后的凹凸形状稳定性和复制的图案的精度(是否有偏移)。图7示出其结果。
该图中，对各凸部25a对树脂层的压入量不足并产生凹凸图案复制欠佳的情况，在“压入方便性”的部位标注“×”，对各凸部25a容易压入树脂层而且能将各凸部25a压入到充分深处的情况，在“压入方便性”的部位标注“○”。又，对压模2剥离后在短时间凹凸图案形变大(难以维持凹凸形状)的情况，在“凹凸形状稳定性”的部位标注“×”，对压模2剥离后的凹凸图案形变量足够小或大体上不产生形变的情况，在“凹凸形状稳定性”的部位标注“○”。而且，对压模2剥离时复制的凹凸图案产生偏移的情况，在“复制精度”的部位标注“×”，以高精度复制而凹凸图案不产生偏移的情况则在“复制精度”的部位标注“○”。
实施例1在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅5℃的温度(本例中为39℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理时维持按压处理时的温度的状态下，从树脂层剥离压模2。
实施例2在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅10℃的温度(本例中为44℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理时维持按压处理时的温度的状态下，从树脂层剥离压模2。
实施例3在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅15℃的温度(本例中为49℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理时维持按压处理时的温度的状态下，从树脂层剥离压模2。
实施例4在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅20℃的温度(本例中为54℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理时维持按压处理时的温度的状态下，从树脂层剥离压模2。
比较例1在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅4℃的温度(本例中为38℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理时维持按压处理时的温度的状态下，从树脂层剥离压模2。
比较例2在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅4℃的温度(本例中为38℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理之前，在停止对压模2施加按压力的状态下，将支承基体材料、树脂层和压模2加热成高出树脂材料玻璃化温度仅20℃(本例中为54℃)后，从树脂层剥离压模2。
比较例3在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅5℃的温度(本例中为39℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理之前，在停止对压模2施加按压力的状态下，将支承基体材料、树脂层和压模2加热成高出树脂材料玻璃化温度仅20℃(本例中为54℃)后，从树脂层剥离压模2。
比较例4在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅5℃的温度(本例中为39℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理之前，在停止对压模2施加按压力的状态下，将支承基体材料、树脂层和压模2加热成高出树脂材料玻璃化温度仅21℃(本例中为55℃)后，从树脂层剥离压模2。
比较例5在对支承基体材料、树脂层和压模2进行加热成高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度仅21℃的温度(本例中为55℃)的状态下，执行按压处理后，在剥离处理时维持按压处理时的温度的状态下，从树脂层剥离压模2。
如图7所示，对树脂层的压模2的按压处理时的温度高出构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度(本例中为34℃)5℃以上的实施例1～4和比较例3～5中，能对树脂层将压模2的各凸部25a顺畅(方便)地压入到充分深处，因而能避免产生凹凸图案复制欠佳的情况。反之，按压处理时所树脂层的温度比树脂材料玻璃化温度高出不到5℃的比较例1、2中，不能对树脂层对树脂层将压模2的各凸部25a压入到充分深处，出现凹凸图案复制欠佳。这样，加热处理(温度控制)成按压处理时的温度比树脂材料玻璃化温度高出5℃以上，从而能避免产生凹凸图案复制欠佳。
此情况下，按压处理时的树脂温度比树脂材料玻璃化温度高出15℃以上的实施例3、4中，即使采用缩短压模对树脂层的按压时间或减小压模对树脂层的按压力的方法，也能对树脂层将压模2的各凸部25a按压到充分深处。具体而言，实施例1、2将对压模2施加8.7MPa的按压力的状态维持5分钟时间，但实施例3、4将对压模2施加4.9MPa的按压力的状态仅维持1分钟时间也能复制凹凸图案，不导致复制欠佳。这样，通过进行加热处理(温度控制)，使按压处理时的树脂层温度比树脂材料玻璃化温度高出15℃以上，能缩短压模2的按压所需的时间，而且即使按压力小也能充分避免发出凹凸图案欠佳的情况。
又，压模2剥离处理时的树脂层温度为比构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度(本例中为34℃)高出20℃的规定温度(本例中为54℃)以下的实施例1～4和比较例1～3中，剥离压模2后，凹凸图案不发生大形变，在从压模2的剥离时间点经历某程度后的时间点，也能使其凹凸形状维持充分高精度的状态。反之，剥离处理时的树脂层温度为超出比构成树脂层的树脂材料的玻璃化温度高出20℃(本例中为54℃)的温度的比较例4、5中，剥离压模2后，凹凸图案在较短的时间就产生大形变，不能维持其凹凸形状。这样，进行加热处理(温度控制)，使剥离时的树脂层温度成为比树脂材料玻璃化温度仅高出20℃的规定温度(本例中为54℃)以下的温度，从而能避免压模2剥离后的凹凸图案形变大，使凹凸形状维持高精度的状态。
而且，按压处理时的树脂层温度与剥离处理时的树脂层温度相等或大致相等的实施例1～4和比较例1、5中，避免支承基体材料、树脂层和压模2产生热形变的情况，从而能避免树脂层上复制的凹凸图案发生偏移的情况。反之，按压处理时的树脂层温度与剥离处理时的树脂层温度大为不同的比较例2～4中，支承基体材料、树脂层和压模2分别产生热形变(收缩)，并且该形变产生差异，因而树脂层上复制的凹凸图案产生偏移。这样，进行温度控制，使按压处理时的树脂层温度与剥离处理时的树脂层温度相等或大致相等，从而能避免复制的凹凸图案产生偏移的情况。
接着，参照附图来说明树脂层形成的凹部35b的深度和该凹部35b的底面的残渣的厚度与各处理时的树脂层温度的关系。再者，除压模2按压时的树脂层的温度和压模2剥离时的树脂层的温度外，用与上述各实施例1～4的各树脂层和凹凸图案35的形成方法相同的工序形成图8所示的实施例5～16的各树脂层。在室温下使用原子力显微镜(AFM)对数据纹道图案区测量凹部35b的深度。而且，通过在室温下使用扫描电子显微镜(SEM)对数据纹道图案区观察凹凸图案的截面，测量残渣厚度。数据纹道图案区的凸部35a的宽度∶凹部35b的宽度为10∶8。
如图8所示，按照压模2的按压处理时的树脂层温度比树脂材料玻璃化温度(本例中为34℃)高出5℃以上且压模2的剥离处理时的树脂层温度为比树脂材料玻璃化温度高出20℃的规定温度(本例中为54℃)以下的温度的条件而形成的实施例1～16的树脂层中，压模2的按压在树脂层形成的凹部35b的深度在69.1nm至84.7nm的范围内，充分深，并且凹部35b的底面的残渣厚度也充分薄，其最厚的残渣为36.6nm。与此相对，按照按压处理时的树脂层温度高出树脂材料玻璃化温度仅4℃的条件而形成的比较例1的树脂层中，压模2的按压在树脂层形成的凹部35b的深度为57.4nm，不深，并且凹部35b的底面的残渣厚度为43.2nm，非常厚。又，按照按压处理时的树脂层温度高出树脂材料玻璃化温度(本例中为34℃)21℃的条件形成的比较例5的树脂层中，压模2的按压在树脂层形成的凹部35b的深度为56.6nm，不深，并且凹部35b的底面的残渣厚度为43.7nm，非常厚。
此情况下，例如按压处理时的树脂层的温度差为1℃的实施例1、5的树脂层中，凹部35b的深度差为1.5nm，极小；与此相对，按压处理时的树脂层的温度差与上文所述相同也为1℃的实施例1的树脂层和比较例1的树脂层中，凹部35b的深度差为14.7nm，非常大。而且，实施例1、5的树脂层中，残渣厚度差为0.8nm，极小；与此相对，实施例1的树脂层和比较例1的树脂层中，残渣厚度差为8.3nm，非常大。因此，能理解进行加热处理(温度控制)使按压处理时的树脂层温度成为比树脂材料玻璃化温度高出5℃以上的高温时和进行加热处理(温度控制)使按压处理时的树脂层温度成为比树脂材料玻璃化温度高出不到5℃的高温时，凹凸图案压入方便性产生大差异。
又，例如剥离处理时的树脂层的温度差为1℃的实施例4、16的树脂层中，凹部35b的深度差为3.3nm，极小；与此相对，剥离处理时的树脂层的温度差与上文所述相同也为1℃的实施例4的树脂层和比较例5的树脂层中，凹部35b的深度差为12.5nm，非常大。而且，实施例4、16的树脂层中，残渣厚度差为1.9nm，极小；与此相对，实施例4的树脂层和比较例5的树脂层中，残渣厚度差为7.1nm，非常大。因此，能理解进行加热处理(温度控制)使剥离处理时的树脂层温度成为比树脂材料玻璃化温度高出20℃的规定温度(本例中为54℃)以下的温度时和进行加热处理(温度控制)使剥离处理时的树脂层温度成为超过比树脂材料玻璃化温度高出20℃的规定温度(本例中为54℃)的温度时，凹凸图案稳定性(形变容易程度)产生大差异。
再者，从图8可知按压处理时的树脂层温度为比树脂材料玻璃化温度高出5℃以上的高温时和按压处理时的树脂层温度为比树脂材料玻璃化温度高出不到5℃的高温时，按压处理时的树脂层温度差与凹部深度(或残渣厚度差)的关系差别大。因此，对以玻璃化温度不明的树脂材料形成的树脂层而言，能以例如1℃的间距使按压处理时的温度变化，并测量凹部35b的深度(或残渣厚度)，从而规定相对于温度差的深度(厚度)差大为不同(即变化大)的2个温度(本例中为38℃和39℃)，并将比规定的2个温度中较高的温度(本例中为39℃)仅低5℃的温度(本例中为34℃)规定为构成该树脂层的树脂材料的玻璃化温度。
这样，根据此压印装置100的凹凸图案形成方法，使用玻璃化温度高于室温的树脂材料形成树脂层3，同时还在按压处理时，进行温度控制，使加工对象体10、树脂层3和压模2的温度成为比树脂材料的玻璃化温度高出5℃以上的温度，而且剥离处理时，进行温度控制，使加工对象体10、树脂层3和压模2的温度在较树脂材料的玻璃化温度高20℃的温度以下，并成为与按压处理时的加工对象体10、树脂层3和压模2的温度相等或大致相等的温度，藉此，在压模2的按压处理时树脂层3成为较树脂材料的玻璃化温度高5℃以上的高温，所以能对树脂层3将凹凸图案25的各凸部25a顺畅地压入到充分深处。而且，由于压模2的剥离处理时树脂层3在较树脂材料的玻璃化温度高20℃的温度以下，剥离压模2后避免树脂层3复制的凹凸图案35产生大变形的情况，能以高精度的状态维持其凹凸形状。又，按压处理时和剥离处理时树脂层3的温度为相等或大致相等的温度，所以避免发生加工对象体10(树脂层3)和压模2的热形变，从而能避免树脂层3复制的凹凸图案35产生偏移的情况。
而且，根据此压印装置100的凹凸图案形成方法，将玻璃化温度在40℃以下的树脂材料用作本发明中的树脂材料，形成树脂层3，从而能使按压处理开始前对树脂层3等进行加热所需的能量以及从启动按压处理时到完成剥离处理维持树脂层3等的温度所需的能量充分减小，同时还能充分缩短树脂层3加热所需的时间，使形成凹凸图案的生产能力充分提高。
又，根据上述信息记录媒体制造方法，使用按照上述凹凸图案形成方法在加工对象体10(基体材料)上形成的凹凸图案35制造磁盘1(信息记录媒体)，从而通过例如将形成的凹凸图案35作为掩模图案，或将凹凸位置关系与凹凸图案35一致的凹凸图案用作掩模图案对加工对象体10进行蚀刻处理，能高精度地遍及全部区域形成凹凸图案15。
再者，本发明不限于上述组成和方法。例如，上述凹凸图案形成方法中，通过执行对加工对象体10、树脂层3和压模2的加热处理，进行温度控制，使按压处理时和剥离处理时树脂层3为希望的温度，但在这两种处理时的树脂层3的温度高于希望的温度的条件下(作为一个例子，进行压印处理的作业场所的温度高时或利用烘烤处理等提高树脂层3的温度时)，也能采用通过执行对加工对象体10(树脂层3)和压模2的冷却处理进行温度控制以便树脂层3成为希望温度的方法。而且，按照本发明信息记录媒体制造方法制造的信息记录媒体不限于磁盘1那样的垂直记录方式的磁记录媒体，也能用于面内记录方式的磁记录媒体。
而且，所述磁盘1中，在记录层14(磁性材料)形成凹凸图案15中的凸部15a的凸端部15a(磁盘1的表面侧)至基端部的整个部分，但按照本发明信息记录媒体制造方法制造的信息记录媒体的组成不限于此。具体而言，例如，也能通过在用按照本发明凹凸图案形成方法形成的凹凸图案35(掩模图案)对记录层14进行蚀刻时，某种程度地减小其蚀刻量(使形成的凹部15b浅)，在记录层14不仅形成凸部15a(记录区)而且还包含凹部15b(非记录区)的底部，从而构成磁盘(图中未示)。还能通过在用按照本发明凹凸图案形成方法形成的凹凸图案35(掩模图案)对记录层14进行蚀刻时，某种程度地加大其蚀刻量(加深形成的凹部15b)，在记录层14仅形成凹凸图案15的凸部15a的凸端部(磁记录媒体的表面侧)，并形成具有基端部侧用非磁性材料或软磁材料等形成的凸部15a、15a、……(记录区)的凹凸图案15，从而构成磁盘(图中未示)。
还可以通过用按照本发明凹凸图案形成方法形成的凹凸图案(掩模图案)对盘状基体材料11进行蚀刻处理，在盘状基体材料11形成凹凸图案(凹凸位置关系与凹凸图案15相同的凹凸图案，图中未示)，并以覆盖此凹凸图案的方式形成薄的记录层14，从而形成具有用磁性材料形成表面的多个凸部15a(记录区)和用磁性材料形成底面的多个凹部15b(非记录区)的凹凸图案15，并构成磁盘。还能在用以可读出方式保持磁信号的能力低的各种材料或实质上无该能力的各种材料(例如，非磁性材料)形成的层上按照本发明凹凸图案形成方法形成凹凸图案(掩模图案)后，用该图案在非磁性材料等的层上形成凹凸图案(凹凸位置关系与所述凹凸图案15相反的凹凸图案用非磁性材料等构成凸部的凹凸图案)，在该凹凸图案的凹部内填入以可读出方式保持磁信号的能力高的各种材料(例如，磁性材料)，从而构成磁盘。此情况下，按照此方法制造的磁记录媒体中，在非磁性材料等的层上形成的凹凸图案的凸部形成区相当于非记录区，该凹凸图案的凹部形成区(填入磁性材料的区)相当于记录区。
另外，上述磁盘1中形成同心圆状或螺旋状的多个数据记录纹道，但按照本发明信息记录媒体制造方法制造的信息记录媒体的组成不限于此，该组成也能包含使构成数据记录纹道的记录区相互分离成在磁记录媒体的周边方向将非记录区夹在中间的图案媒体。另外，按照本发明信息记录媒体制造方法制造的信息记录媒体不限于磁盘那样的磁记录媒体，该媒体也能包含光盘或光磁盘各种信息记录媒体。另外还说明了本发明在基体材料的一个面形成树脂层并利用压印处理形成作为掩模图案的凹凸图案的例子。然而，制造双面型信息记录媒体时，在基体材料的表里两个面形成树脂层，同时还在两个树脂层分别按压压模，从而在两个树脂层形成凹凸图案时也能应用本发明。
权利要求
1.凹凸图案形成方法，它是通过实施在基体材料上形成树脂层的树脂层形成处理、将形成压模侧凹凸图案的压模按压到所述树脂层的按压处理、以及从所述树脂层剥离所述压模的剥离处理，而在所述基体材料上形成凹凸图案的凹凸图案成形方法，其特征在于，所述树脂层形成处理时，使用玻璃化温度高于室温的树脂材料形成所述树脂层；所述按压处理时，进行温度控制，使所述基体材料、所述树脂层和所述压模的温度比所述树脂材料的玻璃化温度高出5℃以上；所述剥离处理时，进行温度控制，使所述基体材料、所述树脂层和所述压模的温度在较所述树脂材料的玻璃化温度高20℃的温度以下，并与所述按压处理时的该基体材料、该树脂层和该压模的温度相等或大致相等。
2.如权利要求1所述的凹凸图案形成方法，其特征在于，将玻璃化温度在40℃以下的树脂材料用作所述树脂材料。
3.信息记录媒体制造方法，其特征在于，使用按照权利要求1或2所述的凹凸图案形成方法在所述基体材料上形成的凹凸图案来制造信息记录媒体。
全文摘要
本发明的课题为提供一种既可对树脂层方便地按压压模，又在压模剥离后充分维持凹凸图案的凹凸形状。解决此课题的本发明凹凸图案形成方法通过执行在加工对象体(10)上形成树脂层(3)的处理、将压模(2)按压到树脂层(3)的按压处理、以及从树脂层(3)剥离压模(2)的剥离处理，在加工对象体(10)上形成凹凸图案，其中树脂层形成处理时，使用玻璃化温度高于室温的树脂材料形成树脂层(3)；按压处理时，进行温度控制，使树脂层(3)等的温度成为比树脂材料的玻璃化温度高出5℃以上的温度；剥离处理时，进行温度控制，使树脂层(3)等的温度在较树脂材料的玻璃化温度高20℃的温度以下，并成为与按压处理时的树脂层(3)等的温度相等或大致相等的温度。
文档编号G11B5/84GK101030388SQ200710085449
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月26日 优先权日2006年2月28日
发明者藤田实, 高井充, 海津明政 申请人:Tdk股份有限公司