ナノインプリント用スタンパの製造方法
【課題】スタンパの打ち抜き加工の際、スタンパの切断面にバリが全く発生しないこと。
【解決手段】スタンパ原盤１２が、下敷部材１０を介して固定側打ち抜きダイ２０の刃部２０Ｂに載置された後、押出プレート１４により押圧された状態で、スタンパ原盤１２が、可動側打ち抜きダイ１８の刃部１８Ｅで下敷部材１０とともに剪断されるもの。
【解決手段】スタンパ原盤１２が、下敷部材１０を介して固定側打ち抜きダイ２０の刃部２０Ｂに載置された後、押出プレート１４により押圧された状態で、スタンパ原盤１２が、可動側打ち抜きダイ１８の刃部１８Ｅで下敷部材１０とともに剪断されるもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリント技術が用いられて製造される磁気記録媒体における記録データをあらわすパターンを転写するナノインプリント用スタンパの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクなどの磁気記録媒体を製造するにあたり、例えば、特許文献１にも示されるように、ナノインプリント技術を利用することが提案されている。
【０００３】
そのようなナノインプリント技術による磁気記録媒体の製造方法においては、記録データをあらわす凹凸パターンを中央部に有する円盤状のスタンパが、例えば、磁気記録媒体の記録面として形成されるレジスト層またはポリマー層に対し押し付けられ、その凹凸パターンが磁気記録媒体の記録面に転写される。
【０００４】
そのようなナノインプリント用スタンパを製造するにあたっては、例えば、特許文献１にも示されるように、予め、磁気記録媒体の記録面に記録されるべきデータをあらわす凹凸パターンが中央部に形成される原盤が用意される。次に、その原盤における凹凸パターンに形成される面に対し電気鋳造法が適用されることにより、電鋳層が原盤の凹凸パターンを覆うように形成される。続いて、電鋳層とその原盤とが剥離される。その際、その電鋳層がスタンパ用原盤となる。その後、そのスタンパ用原盤が、プレス機械のパンチによって所定の寸法で環状に打ち抜かれることにより、上述のスタンパが得られることとなる。
【０００５】
ナノインプリント用スタンパは、特に，数１０ｎｍの微細な構造体を転写するためにスタンパの平坦性の向上が必要とされるので出来る限り応力（反りや歪み）の少ない電鋳条件でスタンパを作製するのはもちろんである。また、スタンパが、記録媒体にインプリントする際に用いる転写装置の取り付け治具形状に合わせて加工されるとき，スタンパの変形を生じないことも必要とされる。
【０００６】
ナノインプリント用スタンパが、プレス機械のパンチにより所望の大きさで環状に打ちぬかれる場合、例えば、図５（Ａ）に拡大されて示されるように、先ず、上述のスタンパ用原盤２が、プレス機における可動側パンチ４の刃部４Ｅと固定側パンチ６の刃部６Ｅとの間に配置される。なお、図５（Ａ）においては、スタンパ用原盤２の最外縁部を示す。その際、矢印が示す可動側パンチ４の刃部４Ｅの移動方向に直交する方向における上述の刃部相互間の隙間ＣＬは、後述する切断後、得られたスタンパ８の切断面８ＥＳにバリが極力形成されないように設定される。
【０００７】
次に、図５（Ｂ）に示されるように、可動側パンチ４の刃部が固定側パンチ６の刃部に近接するように矢印の示す方向に移動せしめられることにより、スタンパ用原盤２の最外縁部が所定の位置で切断される。これにより、スタンパ８が得られることとなる。
【０００８】
その際、スタンパ８の切断部近傍の上面には，塑性変形によって生じただれが形成される。また、切断面８ＥＳに形成されるバリ８Ｂは、その切断部近傍の下面に対して約８μｍから３０μｍ程度突出する凸型形状である。特に、高さ１００ｎｍ以下の全面ナノインプリントを目的とした場合、バリは、面内圧力均一化を妨げ、パターン転写性が劣悪となる要因となるのでバリの発生は，極力避けることが好ましい。
【０００９】
バリの発生を抑制する対策としては、例えば、特許文献２にも示されるように、磁気転写方式の磁気記録媒体の製法では、金属盤を所定形状のマスター基板に打抜く機構において、固定側ダイと移動側ダイとからなる打抜き工具を構成する中心孔用固定刃と中心孔用移動刃とのクリアランスを１μｍ〜１５μｍの範囲で設定するとともに，内周用固定刃と外周用移動刃とのクリアランスを２μｍ〜３０μｍの範囲で設定することが提案されている。
【００１０】
また、磁気ディスク用アルミニウム合金基板において、特許文献３にも示されるように、打ち抜かれた基板の端面だれを小さくするために、プレス用ダイスの凸条部の上面の幅を０．０１〜１０ｍｍに設定し、ダイスの凸条部の高さを０．０５ｍｍ〜素条の板厚の１／２以下に設定することが提案されている。これにより、平均だれ深さが１５０μｍ以下となるという効果を奏する。
【００１１】
さらに、原盤からの金属盤の剥離時、外周側より作用する力による金属盤の変形を低減し平坦性を確保するために特許文献４にも示されるように、所望のサイズに磁気転写用マスター基板を金属盤から打抜く場合，原盤から剥離された金属盤の外径が、打抜き後のマスター基板の外径より１．７倍以上大きく設定されることが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−８２４３２号公報
【特許文献２】特開２００６−２６０６６２号公報
【特許文献３】特開２００６−４８８１７号公報
【特許文献４】特開２００４−２６５５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、ナノインプリント用スタンパに対し上述の特許文献２および３において提案されている方法を適用した場合においても、スタンパの打ち抜きのとき、スタンパにおける切断面に、バリを全く形成しないようにすることは困難である。従って、後工程としてスタンパにおける切断面に対しバリを除去する仕上げ処理が必要とされる場合がある。
【００１４】
以上の問題点を考慮し、本発明は、ナノインプリント技術が用いられて製造される磁気記録媒体における記録データをあらわすパターンを転写するナノインプリント用スタンパの製造方法であって、スタンパの打ち抜き加工の際、スタンパの切断面にバリが全く発生しないナノインプリント用スタンパ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】
【００１５】
上述の目的を達成するために、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法は、記録データをあらわす凹部と凸部とが所定の方向に沿って連続して微細に形成される断面形状を有する表層部を含む原盤の該表層部に対し電鋳層を形成する工程と、形成された電鋳層を原盤から剥離させスタンパ原盤を得る工程と、スタンパ原盤を下敷部材に当接させた状態でスタンパ原盤を下敷部材とともに剪断し、スタンパを得る工程と、を含んでなる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法によれば、スタンパ原盤を下敷部材に当接させた状態でスタンパ原盤を下敷部材とともに剪断するのでスタンパ原盤の打ち抜き、スタンパを得る際、スタンパの切断面にバリが全く発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図２は、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例における打ち抜き工程で用いられるダイセットの構成を、スタンパ原盤とともに概略的に示す。
【００１８】
スタンパ原盤１２は、例えば、図３に示されるように、原盤作成工程Ｓ１、電鋳層形成工程Ｓ２、および、スタンパ原盤となる電鋳層の剥離工程Ｓ３を含む一連の工程を経て得られる。スタンパ原盤１２は、例えば、ハードディスクの製造において利用され、厚さ５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲で、直径約１２０ｍｍを有している。なお、厚さは、好ましくは、３００μｍに設定される。
【００１９】
原盤作成工程Ｓ１において、図４（Ａ）に示されるように、先ず、例えば、シリコンウェハなどで作られた基板３０Ｂ上にレジスト層３０Ｒが既知のリソグラフィー技術によって所定の厚みで形成される。次に、レジスト層３０Ｒに、所定の記録データをあらわす凹凸状のパターン３０ＲＰが環状に形成される。その際、凹凸状のパターン３０ＲＰは、図４（Ａ）に拡大されて示されるように、半径方向に沿って凹部と凸部とが交互に連続する断面形状を有している。また、凸部と凹部とは、同心円上に形成されている。例えば、パターン高さは、３０〜１００ｎｍ，凹部の深さは、１０〜１００ｎｍ，凸部は、１０〜１００ｎｍ，パターンピッチは、２０〜２００ｎｍに設定されている。
【００２０】
続いて、電鋳層形成工程Ｓ２において、図４（Ｂ）に示されるように、電気鋳造法により、電鋳層３２がニッケル、または、ニッケルコバルト合金でレジスト層３０Ｒ上に形成される。これにより、電鋳層３２において、レジスト層３０Ｒにおけるパターン３０ＲＰの凹部が凸部に対応するパターンがその中央部の内部に形成されることとなる。
【００２１】
続いて、電鋳層の剥離工程Ｓ３において、形成された電鋳層３２が、レジスト層３０Ｒから剥離される。これにより、図４（Ｃ）に示されるように、スタンパ原盤１２が得られる。スタンパ原盤１２における中央部には、レジスト層３０Ｒにおけるパターン３０ＲＰの凹部が凸部に対応するパターン１２ＰＡが形成されることとなる。
【００２２】
そして、図３における打ち抜き工程Ｓ５において、得られたスタンパ原盤１２が、プレス機械のパンチにより打ち抜かれることにより、図４（Ｄ）に示されるように、スタンパ２２が形成されることとなる。スタンパ２２は、約２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の外径、および、約５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の内径を有する。スタンパ２２は、好ましくは、外径約１００ｍｍ、内径約１０ｍｍとされる。
【００２３】
利用されるプレス機械のダイセットは、図２に示されるように、図示が省略されるプレス機械の固定台ＦＤに固定される固定側打ち抜きダイ２０と、プレス機械の可動台（不図示）に支持される可動側打ち抜きダイ１８と、可動側打ち抜きダイ１８の内側に摺動可能に配される押出プレート１４と、を主な要素として含んで構成されている。
【００２４】
固定台ＦＤには、ガイドポストＰｏが３箇所、好ましくは、４箇所に設けられている。
【００２５】
各ガイドポストＰｏは、協働して可動台および可動側打ち抜きダイ１８を、共通の中心軸線上において固定側打ち抜きダイ２０に対し近接または離隔可能に案内する。固定側打ち抜きダイ２０における中央部には、円筒状の刃部２０Ｂが隆起して形成されている。刃部２０Ｂの外径は、後述する可動側打ち抜きダイ１８の刃部１８Ｅの内径よりも若干小に設定されている。即ち、刃部１８Ｅの内周部と刃部２０Ｂの外周部との間における片側の隙間は、例えば、０．０を超え５０μｍ以下，望ましくは、０．０を越えた３０μｍ以下の値に設定されている。
【００２６】
刃部２０Ｂの中央部には、後述する可動側打ち抜きダイ１８のセンターパンチ１８Ｐに対応した位置に、円形の孔２０Ｂａが形成されている。孔２０Ｂａの開口端の周縁には、刃部が形成されている。孔２０Ｂａの内径は、センターパンチ１８Ｐの外径よりも若干大に設定されている。孔２０Ｂａの内周部とセンターパンチ１８Ｐの刃部１８ＰＥとの間における片側の隙間は、例えば、０．０を超え１０μｍ以下の値に設定されている。
【００２７】
刃部２０Ｂの上面部には、図示が省略される電磁石を内部に含んでなるワーク電磁式搭載部が備えられている。ワーク電磁式搭載部の直径は、上述のスタンパ原盤１２、スタンパ２２の直径、および、後述する下敷部材１０の直径よりも小に設定されている。
【００２８】
平坦面を有するワーク電磁式搭載部は、図示が省略される制御部により、その電磁石が選択的に帯磁または消磁されることにより、上述のスタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０を一緒に重ねて選択的に保持または解放するものとされる。スタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０は、ワーク電磁式搭載部の平坦面に対し共通の中心軸線上に配置される。スタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０のワーク電磁式搭載部の平坦面に対する位置決めは、固定側打ち抜きダイ２０の周囲に設けられるＣＣＤカメラ（不図示）から得られるスタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０をあらわす撮像データと、スタンパ原盤１２の所定の正規位置をあらわすデータとの比較により、位置調整量が決定された後、スタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０の位置が共通の中心軸線上にあるようにその位置調整量で修正される。
【００２９】
上述の可動台（不図示）は、例えば、２０ｔ以上の油圧シリンダのロッドに連結されている。油圧シリンダは、図示が省略される油圧制御部により制御される。これにより、
可動台および可動側打ち抜きダイ１８は、毎秒１０ｍｍから毎秒３０ｍｍの速度で駆動制御される。可動側打ち抜きダイ１８は、その中央部に凹部１８Ａが形成されている。凹部１８Ａの開口端部の全周縁には、刃部１８Ｅが形成されている。
【００３０】
凹部１８Ａの中央部には、スタンパ原盤１２の中央部に孔を穿孔するセンターパンチ１８Ｐが一体に形成されている。
【００３１】
凹部１８Ａには、環状の押出プレート１４が摺動可能に配されている。押出プレート１４の平坦面と凹部１８Ａの底部との間には、押出プレート１４を凹部１８Ａの底部から離隔する方向に付勢するスプリング部材１６が４箇所に設けられている。押出プレート１４は、センターパンチ１８Ｐが貫通する孔１４Ｈをその中央部に有している。また、押出プレート１４における固定側打ち抜きダイ２０に対向する面には、比較的浅い凹部が形成されている。その凹部は、押出プレート１４が打ち抜かれるスタンパ原盤１２のパターン１２ＰＡに干渉しないようにするための逃げとして孔１４Ｈの開口端の周囲に設けられている。押出プレート１４は、例えば、小ネジにより、凹部１８Ａの底部に締結され、摺動可能に支持されている。押出プレート１４の外径は、図１（Ａ）および（Ｂ）に拡大されて示されるように、スタンパ原盤１２が刃部１８Ｅで打ち抜かれた後の外径、即ち、得られたスタンパ２２の外周部の外径よりも約２ｍｍ、望ましくは１ｍｍ小さく設定されている。また、押出プレート１４の内径は、得られたスタンパ２２の孔２２Ｈよりも約２ｍｍ，望ましくは、１ｍｍ大となるように設定されている。
【００３２】
下敷部材１０は、例えば、厚さ約３００μｍのニッケル、または、ニッケルコバルト合金、または、ニッケルリン合金で円盤状に作られている。また、下敷部材１０の外径は、スタンパ原盤１２の外径よりも小であって得られたスタンパ２２の外周部の外径よりも大となるように、約２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲で設定されている。なお、下敷部材の最小径は、ハードディスクの規格を考慮し，スタンパ２２の外周部の外径に、約５〜１０ｍｍ加えた値に設定されてもよい。下敷部材１０の表面における硬度（ビッカース硬度Ｈｖ）は、スタンパ２２の硬度と同程度とされ、例えば、２００以上２５０以下に設定されている。
【００３３】
斯かる構成において、スタンパ原盤１２を打ち抜いてスタンパ２２を得るにあたっては、先ず、可動側打ち抜きダイ１８と固定側打ち抜きダイ２０とが互いに離隔した状態において、スタンパ原盤１２が下敷部材１０を介して固定側打ち抜きダイ２０のワーク電磁式搭載部に載置される。その際、スタンパ原盤１２および下敷部材１０が、共通の中心軸線上に配置された状態でワーク電磁式搭載部の電磁部が帯磁される。これにより、スタンパ原盤１２および下敷部材１０がワーク電磁式搭載部に配置されることとなる。
【００３４】
次に、可動側打ち抜きダイ１８が固定側打ち抜きダイ２０に対して近接され、図１（Ｂ）に示されるように、押出プレート１４の端面がスタンパ原盤１２の表面に当接した状態でスプリング部材１６の付勢力に抗して可動側打ち抜きダイ１８がさらに固定側打ち抜きダイ２０に向かって移動せしめられる。これにより、スタンパ原盤１２および下敷部材１０が、略同時に刃部１８Ｅおよび２０Ｂにより剪断され、打ち抜かれる。スタンパ２２となるスタンパ原盤１２の残部および下敷部材１０の残部は、凹部１８Ａに導入される。その際、センターパンチ１８Ｐにより、孔がスタンパ原盤１２および下敷部材１０の中央部に穿孔される。
【００３５】
そして、可動側打ち抜きダイ１８が、固定側打ち抜きダイ２０に対し離隔せしめられるとき、得られたスタンパ２２および下敷部材１０の残部が押出しプレート１４により凹部１８Ａから押し出される。
【００３６】
従って、下敷部材１０の外縁部に形成される切断面には、図１（Ｂ）に拡大されて示されるように、バリが生じるが、しかし、得られたスタンパ２２の外縁部は、図１（Ｃ）に拡大されて示されるように、バリの全くない剪断面２２ＥＳを有することとなる。スタンパ２２における切断部には、だれ面２２Ｒが形成される。だれ面２２Ｒは、零を超え約５０μｍ以下の範囲のだれΔＳＤを有している。
【００３７】
スタンパ原盤１２および下敷部材１０は，電磁石による力と可動側打ち抜きダイ１８の打ち抜く圧力によって密着しているので一体で切断される。即ち，刃部１８Ｅがスタンパ原盤１２の下面を通過するとき、バリの発生が全くないという効果を奏する。その結果、このようにして作製したナノインプリント用スタンパを使用することで高精度なパターン転写を可能にすることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、および、（Ｃ）は、それぞれ、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例の打ち抜き工程の説明に供される部分断面図である。
【図２】本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例の打ち抜き工程において、用いられるダイセットの構成を、スタンパ原盤と共に概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例の工程を示す工程図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）、（Ｃ）、および、（Ｄ）は、それぞれ、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例の各工程の説明に供されるスタンパ原盤およびスタンパの部分断面図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）、および、（Ｃ）は、それぞれ、従来の装置におけるスタンパ原盤の打ち抜き工程の説明に供される部分断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 下敷部材
１２ スタンパ原盤
１４ 押出プレート
１８ 可動側打ち抜きダイ
１８Ｅ、２０Ｂ 刃部
２０ 固定側打ち抜きダイ
２２ スタンパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリント技術が用いられて製造される磁気記録媒体における記録データをあらわすパターンを転写するナノインプリント用スタンパの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクなどの磁気記録媒体を製造するにあたり、例えば、特許文献１にも示されるように、ナノインプリント技術を利用することが提案されている。
【０００３】
そのようなナノインプリント技術による磁気記録媒体の製造方法においては、記録データをあらわす凹凸パターンを中央部に有する円盤状のスタンパが、例えば、磁気記録媒体の記録面として形成されるレジスト層またはポリマー層に対し押し付けられ、その凹凸パターンが磁気記録媒体の記録面に転写される。
【０００４】
そのようなナノインプリント用スタンパを製造するにあたっては、例えば、特許文献１にも示されるように、予め、磁気記録媒体の記録面に記録されるべきデータをあらわす凹凸パターンが中央部に形成される原盤が用意される。次に、その原盤における凹凸パターンに形成される面に対し電気鋳造法が適用されることにより、電鋳層が原盤の凹凸パターンを覆うように形成される。続いて、電鋳層とその原盤とが剥離される。その際、その電鋳層がスタンパ用原盤となる。その後、そのスタンパ用原盤が、プレス機械のパンチによって所定の寸法で環状に打ち抜かれることにより、上述のスタンパが得られることとなる。
【０００５】
ナノインプリント用スタンパは、特に，数１０ｎｍの微細な構造体を転写するためにスタンパの平坦性の向上が必要とされるので出来る限り応力（反りや歪み）の少ない電鋳条件でスタンパを作製するのはもちろんである。また、スタンパが、記録媒体にインプリントする際に用いる転写装置の取り付け治具形状に合わせて加工されるとき，スタンパの変形を生じないことも必要とされる。
【０００６】
ナノインプリント用スタンパが、プレス機械のパンチにより所望の大きさで環状に打ちぬかれる場合、例えば、図５（Ａ）に拡大されて示されるように、先ず、上述のスタンパ用原盤２が、プレス機における可動側パンチ４の刃部４Ｅと固定側パンチ６の刃部６Ｅとの間に配置される。なお、図５（Ａ）においては、スタンパ用原盤２の最外縁部を示す。その際、矢印が示す可動側パンチ４の刃部４Ｅの移動方向に直交する方向における上述の刃部相互間の隙間ＣＬは、後述する切断後、得られたスタンパ８の切断面８ＥＳにバリが極力形成されないように設定される。
【０００７】
次に、図５（Ｂ）に示されるように、可動側パンチ４の刃部が固定側パンチ６の刃部に近接するように矢印の示す方向に移動せしめられることにより、スタンパ用原盤２の最外縁部が所定の位置で切断される。これにより、スタンパ８が得られることとなる。
【０００８】
その際、スタンパ８の切断部近傍の上面には，塑性変形によって生じただれが形成される。また、切断面８ＥＳに形成されるバリ８Ｂは、その切断部近傍の下面に対して約８μｍから３０μｍ程度突出する凸型形状である。特に、高さ１００ｎｍ以下の全面ナノインプリントを目的とした場合、バリは、面内圧力均一化を妨げ、パターン転写性が劣悪となる要因となるのでバリの発生は，極力避けることが好ましい。
【０００９】
バリの発生を抑制する対策としては、例えば、特許文献２にも示されるように、磁気転写方式の磁気記録媒体の製法では、金属盤を所定形状のマスター基板に打抜く機構において、固定側ダイと移動側ダイとからなる打抜き工具を構成する中心孔用固定刃と中心孔用移動刃とのクリアランスを１μｍ〜１５μｍの範囲で設定するとともに，内周用固定刃と外周用移動刃とのクリアランスを２μｍ〜３０μｍの範囲で設定することが提案されている。
【００１０】
また、磁気ディスク用アルミニウム合金基板において、特許文献３にも示されるように、打ち抜かれた基板の端面だれを小さくするために、プレス用ダイスの凸条部の上面の幅を０．０１〜１０ｍｍに設定し、ダイスの凸条部の高さを０．０５ｍｍ〜素条の板厚の１／２以下に設定することが提案されている。これにより、平均だれ深さが１５０μｍ以下となるという効果を奏する。
【００１１】
さらに、原盤からの金属盤の剥離時、外周側より作用する力による金属盤の変形を低減し平坦性を確保するために特許文献４にも示されるように、所望のサイズに磁気転写用マスター基板を金属盤から打抜く場合，原盤から剥離された金属盤の外径が、打抜き後のマスター基板の外径より１．７倍以上大きく設定されることが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−８２４３２号公報
【特許文献２】特開２００６−２６０６６２号公報
【特許文献３】特開２００６−４８８１７号公報
【特許文献４】特開２００４−２６５５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、ナノインプリント用スタンパに対し上述の特許文献２および３において提案されている方法を適用した場合においても、スタンパの打ち抜きのとき、スタンパにおける切断面に、バリを全く形成しないようにすることは困難である。従って、後工程としてスタンパにおける切断面に対しバリを除去する仕上げ処理が必要とされる場合がある。
【００１４】
以上の問題点を考慮し、本発明は、ナノインプリント技術が用いられて製造される磁気記録媒体における記録データをあらわすパターンを転写するナノインプリント用スタンパの製造方法であって、スタンパの打ち抜き加工の際、スタンパの切断面にバリが全く発生しないナノインプリント用スタンパ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】
【００１５】
上述の目的を達成するために、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法は、記録データをあらわす凹部と凸部とが所定の方向に沿って連続して微細に形成される断面形状を有する表層部を含む原盤の該表層部に対し電鋳層を形成する工程と、形成された電鋳層を原盤から剥離させスタンパ原盤を得る工程と、スタンパ原盤を下敷部材に当接させた状態でスタンパ原盤を下敷部材とともに剪断し、スタンパを得る工程と、を含んでなる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法によれば、スタンパ原盤を下敷部材に当接させた状態でスタンパ原盤を下敷部材とともに剪断するのでスタンパ原盤の打ち抜き、スタンパを得る際、スタンパの切断面にバリが全く発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図２は、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例における打ち抜き工程で用いられるダイセットの構成を、スタンパ原盤とともに概略的に示す。
【００１８】
スタンパ原盤１２は、例えば、図３に示されるように、原盤作成工程Ｓ１、電鋳層形成工程Ｓ２、および、スタンパ原盤となる電鋳層の剥離工程Ｓ３を含む一連の工程を経て得られる。スタンパ原盤１２は、例えば、ハードディスクの製造において利用され、厚さ５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲で、直径約１２０ｍｍを有している。なお、厚さは、好ましくは、３００μｍに設定される。
【００１９】
原盤作成工程Ｓ１において、図４（Ａ）に示されるように、先ず、例えば、シリコンウェハなどで作られた基板３０Ｂ上にレジスト層３０Ｒが既知のリソグラフィー技術によって所定の厚みで形成される。次に、レジスト層３０Ｒに、所定の記録データをあらわす凹凸状のパターン３０ＲＰが環状に形成される。その際、凹凸状のパターン３０ＲＰは、図４（Ａ）に拡大されて示されるように、半径方向に沿って凹部と凸部とが交互に連続する断面形状を有している。また、凸部と凹部とは、同心円上に形成されている。例えば、パターン高さは、３０〜１００ｎｍ，凹部の深さは、１０〜１００ｎｍ，凸部は、１０〜１００ｎｍ，パターンピッチは、２０〜２００ｎｍに設定されている。
【００２０】
続いて、電鋳層形成工程Ｓ２において、図４（Ｂ）に示されるように、電気鋳造法により、電鋳層３２がニッケル、または、ニッケルコバルト合金でレジスト層３０Ｒ上に形成される。これにより、電鋳層３２において、レジスト層３０Ｒにおけるパターン３０ＲＰの凹部が凸部に対応するパターンがその中央部の内部に形成されることとなる。
【００２１】
続いて、電鋳層の剥離工程Ｓ３において、形成された電鋳層３２が、レジスト層３０Ｒから剥離される。これにより、図４（Ｃ）に示されるように、スタンパ原盤１２が得られる。スタンパ原盤１２における中央部には、レジスト層３０Ｒにおけるパターン３０ＲＰの凹部が凸部に対応するパターン１２ＰＡが形成されることとなる。
【００２２】
そして、図３における打ち抜き工程Ｓ５において、得られたスタンパ原盤１２が、プレス機械のパンチにより打ち抜かれることにより、図４（Ｄ）に示されるように、スタンパ２２が形成されることとなる。スタンパ２２は、約２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の外径、および、約５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の内径を有する。スタンパ２２は、好ましくは、外径約１００ｍｍ、内径約１０ｍｍとされる。
【００２３】
利用されるプレス機械のダイセットは、図２に示されるように、図示が省略されるプレス機械の固定台ＦＤに固定される固定側打ち抜きダイ２０と、プレス機械の可動台（不図示）に支持される可動側打ち抜きダイ１８と、可動側打ち抜きダイ１８の内側に摺動可能に配される押出プレート１４と、を主な要素として含んで構成されている。
【００２４】
固定台ＦＤには、ガイドポストＰｏが３箇所、好ましくは、４箇所に設けられている。
【００２５】
各ガイドポストＰｏは、協働して可動台および可動側打ち抜きダイ１８を、共通の中心軸線上において固定側打ち抜きダイ２０に対し近接または離隔可能に案内する。固定側打ち抜きダイ２０における中央部には、円筒状の刃部２０Ｂが隆起して形成されている。刃部２０Ｂの外径は、後述する可動側打ち抜きダイ１８の刃部１８Ｅの内径よりも若干小に設定されている。即ち、刃部１８Ｅの内周部と刃部２０Ｂの外周部との間における片側の隙間は、例えば、０．０を超え５０μｍ以下，望ましくは、０．０を越えた３０μｍ以下の値に設定されている。
【００２６】
刃部２０Ｂの中央部には、後述する可動側打ち抜きダイ１８のセンターパンチ１８Ｐに対応した位置に、円形の孔２０Ｂａが形成されている。孔２０Ｂａの開口端の周縁には、刃部が形成されている。孔２０Ｂａの内径は、センターパンチ１８Ｐの外径よりも若干大に設定されている。孔２０Ｂａの内周部とセンターパンチ１８Ｐの刃部１８ＰＥとの間における片側の隙間は、例えば、０．０を超え１０μｍ以下の値に設定されている。
【００２７】
刃部２０Ｂの上面部には、図示が省略される電磁石を内部に含んでなるワーク電磁式搭載部が備えられている。ワーク電磁式搭載部の直径は、上述のスタンパ原盤１２、スタンパ２２の直径、および、後述する下敷部材１０の直径よりも小に設定されている。
【００２８】
平坦面を有するワーク電磁式搭載部は、図示が省略される制御部により、その電磁石が選択的に帯磁または消磁されることにより、上述のスタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０を一緒に重ねて選択的に保持または解放するものとされる。スタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０は、ワーク電磁式搭載部の平坦面に対し共通の中心軸線上に配置される。スタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０のワーク電磁式搭載部の平坦面に対する位置決めは、固定側打ち抜きダイ２０の周囲に設けられるＣＣＤカメラ（不図示）から得られるスタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０をあらわす撮像データと、スタンパ原盤１２の所定の正規位置をあらわすデータとの比較により、位置調整量が決定された後、スタンパ原盤１２および後述する下敷部材１０の位置が共通の中心軸線上にあるようにその位置調整量で修正される。
【００２９】
上述の可動台（不図示）は、例えば、２０ｔ以上の油圧シリンダのロッドに連結されている。油圧シリンダは、図示が省略される油圧制御部により制御される。これにより、
可動台および可動側打ち抜きダイ１８は、毎秒１０ｍｍから毎秒３０ｍｍの速度で駆動制御される。可動側打ち抜きダイ１８は、その中央部に凹部１８Ａが形成されている。凹部１８Ａの開口端部の全周縁には、刃部１８Ｅが形成されている。
【００３０】
凹部１８Ａの中央部には、スタンパ原盤１２の中央部に孔を穿孔するセンターパンチ１８Ｐが一体に形成されている。
【００３１】
凹部１８Ａには、環状の押出プレート１４が摺動可能に配されている。押出プレート１４の平坦面と凹部１８Ａの底部との間には、押出プレート１４を凹部１８Ａの底部から離隔する方向に付勢するスプリング部材１６が４箇所に設けられている。押出プレート１４は、センターパンチ１８Ｐが貫通する孔１４Ｈをその中央部に有している。また、押出プレート１４における固定側打ち抜きダイ２０に対向する面には、比較的浅い凹部が形成されている。その凹部は、押出プレート１４が打ち抜かれるスタンパ原盤１２のパターン１２ＰＡに干渉しないようにするための逃げとして孔１４Ｈの開口端の周囲に設けられている。押出プレート１４は、例えば、小ネジにより、凹部１８Ａの底部に締結され、摺動可能に支持されている。押出プレート１４の外径は、図１（Ａ）および（Ｂ）に拡大されて示されるように、スタンパ原盤１２が刃部１８Ｅで打ち抜かれた後の外径、即ち、得られたスタンパ２２の外周部の外径よりも約２ｍｍ、望ましくは１ｍｍ小さく設定されている。また、押出プレート１４の内径は、得られたスタンパ２２の孔２２Ｈよりも約２ｍｍ，望ましくは、１ｍｍ大となるように設定されている。
【００３２】
下敷部材１０は、例えば、厚さ約３００μｍのニッケル、または、ニッケルコバルト合金、または、ニッケルリン合金で円盤状に作られている。また、下敷部材１０の外径は、スタンパ原盤１２の外径よりも小であって得られたスタンパ２２の外周部の外径よりも大となるように、約２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲で設定されている。なお、下敷部材の最小径は、ハードディスクの規格を考慮し，スタンパ２２の外周部の外径に、約５〜１０ｍｍ加えた値に設定されてもよい。下敷部材１０の表面における硬度（ビッカース硬度Ｈｖ）は、スタンパ２２の硬度と同程度とされ、例えば、２００以上２５０以下に設定されている。
【００３３】
斯かる構成において、スタンパ原盤１２を打ち抜いてスタンパ２２を得るにあたっては、先ず、可動側打ち抜きダイ１８と固定側打ち抜きダイ２０とが互いに離隔した状態において、スタンパ原盤１２が下敷部材１０を介して固定側打ち抜きダイ２０のワーク電磁式搭載部に載置される。その際、スタンパ原盤１２および下敷部材１０が、共通の中心軸線上に配置された状態でワーク電磁式搭載部の電磁部が帯磁される。これにより、スタンパ原盤１２および下敷部材１０がワーク電磁式搭載部に配置されることとなる。
【００３４】
次に、可動側打ち抜きダイ１８が固定側打ち抜きダイ２０に対して近接され、図１（Ｂ）に示されるように、押出プレート１４の端面がスタンパ原盤１２の表面に当接した状態でスプリング部材１６の付勢力に抗して可動側打ち抜きダイ１８がさらに固定側打ち抜きダイ２０に向かって移動せしめられる。これにより、スタンパ原盤１２および下敷部材１０が、略同時に刃部１８Ｅおよび２０Ｂにより剪断され、打ち抜かれる。スタンパ２２となるスタンパ原盤１２の残部および下敷部材１０の残部は、凹部１８Ａに導入される。その際、センターパンチ１８Ｐにより、孔がスタンパ原盤１２および下敷部材１０の中央部に穿孔される。
【００３５】
そして、可動側打ち抜きダイ１８が、固定側打ち抜きダイ２０に対し離隔せしめられるとき、得られたスタンパ２２および下敷部材１０の残部が押出しプレート１４により凹部１８Ａから押し出される。
【００３６】
従って、下敷部材１０の外縁部に形成される切断面には、図１（Ｂ）に拡大されて示されるように、バリが生じるが、しかし、得られたスタンパ２２の外縁部は、図１（Ｃ）に拡大されて示されるように、バリの全くない剪断面２２ＥＳを有することとなる。スタンパ２２における切断部には、だれ面２２Ｒが形成される。だれ面２２Ｒは、零を超え約５０μｍ以下の範囲のだれΔＳＤを有している。
【００３７】
スタンパ原盤１２および下敷部材１０は，電磁石による力と可動側打ち抜きダイ１８の打ち抜く圧力によって密着しているので一体で切断される。即ち，刃部１８Ｅがスタンパ原盤１２の下面を通過するとき、バリの発生が全くないという効果を奏する。その結果、このようにして作製したナノインプリント用スタンパを使用することで高精度なパターン転写を可能にすることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、および、（Ｃ）は、それぞれ、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例の打ち抜き工程の説明に供される部分断面図である。
【図２】本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例の打ち抜き工程において、用いられるダイセットの構成を、スタンパ原盤と共に概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例の工程を示す工程図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）、（Ｃ）、および、（Ｄ）は、それぞれ、本発明に係るナノインプリント用スタンパの製造方法の一例の各工程の説明に供されるスタンパ原盤およびスタンパの部分断面図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）、および、（Ｃ）は、それぞれ、従来の装置におけるスタンパ原盤の打ち抜き工程の説明に供される部分断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 下敷部材
１２ スタンパ原盤
１４ 押出プレート
１８ 可動側打ち抜きダイ
１８Ｅ、２０Ｂ 刃部
２０ 固定側打ち抜きダイ
２２ スタンパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録データをあらわす凹部と凸部とが所定の方向に沿って連続して微細に形成される断面形状を有する表層部を含む原盤の該表層部に対し電鋳層を形成する工程と、
前記形成された電鋳層を前記原盤から剥離させスタンパ原盤を得る工程と、
前記スタンパ原盤を下敷部材に当接させた状態で該スタンパ原盤を該下敷部材とともに剪断し、スタンパを得る工程と、
を含んでなるナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項２】
前記電鋳層は、ニッケルまたはニッケルコバルト、または、ニッケルリン合金で形成されることを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項３】
前記下敷部材は、２００Ｈｖ以上の硬度を有することを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項４】
前記スタンパは、５０μｍ以上５００μｍ以下の厚さを有し、剪断されたとき、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲の内径、および、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲の外径を有する環状に形成されるとともに、零を超え５０μｍ以下のだれを有するだれ面が、該スタンパの切断部に形成されることを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項５】
前記スタンパ原盤が剪断されるとき、用いられる一対のダイの刃部相互間における片側の隙間が、０．０を越えた３０μｍ以下の範囲の値に設定されることを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項６】
前記スタンパ原盤が剪断されるとき、該スタンパ原盤および前記下敷部材が押出プレートにより押圧されることを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項７】
前記下敷部材は、ニッケルまたはニッケルコバルト、または、ニッケルリン合金で形成されることを特徴とする請求項３記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項１】
記録データをあらわす凹部と凸部とが所定の方向に沿って連続して微細に形成される断面形状を有する表層部を含む原盤の該表層部に対し電鋳層を形成する工程と、
前記形成された電鋳層を前記原盤から剥離させスタンパ原盤を得る工程と、
前記スタンパ原盤を下敷部材に当接させた状態で該スタンパ原盤を該下敷部材とともに剪断し、スタンパを得る工程と、
を含んでなるナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項２】
前記電鋳層は、ニッケルまたはニッケルコバルト、または、ニッケルリン合金で形成されることを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項３】
前記下敷部材は、２００Ｈｖ以上の硬度を有することを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項４】
前記スタンパは、５０μｍ以上５００μｍ以下の厚さを有し、剪断されたとき、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲の内径、および、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲の外径を有する環状に形成されるとともに、零を超え５０μｍ以下のだれを有するだれ面が、該スタンパの切断部に形成されることを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項５】
前記スタンパ原盤が剪断されるとき、用いられる一対のダイの刃部相互間における片側の隙間が、０．０を越えた３０μｍ以下の範囲の値に設定されることを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項６】
前記スタンパ原盤が剪断されるとき、該スタンパ原盤および前記下敷部材が押出プレートにより押圧されることを特徴とする請求項１記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【請求項７】
前記下敷部材は、ニッケルまたはニッケルコバルト、または、ニッケルリン合金で形成されることを特徴とする請求項３記載のナノインプリント用スタンパの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−３６４９２（Ｐ２０１０−３６４９２Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０３２２３（Ｐ２００８−２０３２２３）
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
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