JP2008221552A - 微細構造転写装置、スタンパおよび微細構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被転写体全面に一回の加圧で微細構造を転写でき、かつスタンパや被転写体の端部に局所的な負荷をかけることなく、同一スタンパで繰り返し転写を可能とする微細構造転写装置を提供する。
【解決手段】本発明は、微細パターン２ａが形成されたスタンパ２と被転写体１とを接触させて、被転写体１の表面にスタンパ２の微細パターン２ａを転写した後、スタンパ２を被転写体１から剥離する微細構造転写装置において、スタンパ２は微細パターン２ａの形成面の外周部に凹部２ｂが形成され、スタンパ２の外径Φ３は被転写体１の外径Φ２よりも大きく、かつ微細パターン２ａの形成面の外径Φ１は被転写体１の外径Φ２よりも小さいことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被転写体の表面に、スタンパの微細な凹凸形状を転写（製造）する微細構造転写装置、スタンパおよび微細構造の製造方法に関する。

近年、半導体集積回路は微細化が進んでおり、その微細加工を実現するために、例えばフォトリソグラフィ装置によって半導体集積回路のパターンを形成する際にその高精度化が図られている。その一方で、微細加工のオーダーが露光光源の波長に近づいてきたことで、パターンの形成の高精度化は限界に近づいてきた。そこで、さらなる高精度化を図るために、フォトリソグラフィ装置に代えて荷電粒子線装置の一種である電子線描画装置が用いられるようになった。

しかしながら、電子線描画装置によるパターンの形成は、ｉ線、エキシマレーザ等の光源を使用した一括露光方法によるものと異なって、電子線で描画するパターンが多ければ多いほど露光（描画）時間がかかる。したがって、半導体集積回路の集積化が進むにつれてパターンの形成に要する時間が長くなって、スループットが著しく劣ることとなる。

そこで、電子線描画装置によるパターンの形成の高速化を図るために、各種形状のマスクを組み合わせて、それらに一括して電子線を照射する一括図形照射法の開発が進められている。しかしながら、一括図形照射法を使用する電子線描画装置は大型化すると共に、マスクの位置をより高精度に制御する機構がさらに必要となって装置自体のコストが高くなるという問題がある。

また、他のパターンの形成技術として、所定のスタンパを型押ししてその表面形状を転写するインプリント技術が知られている。このインプリント技術は、形成しようとするパターンの凹凸に対応する凹凸（表面形状）が形成されたスタンパを、例えば所定の基板上に樹脂層を形成して得られる被転写体に型押しするものであり、凹凸幅が５０ｎｍ以下の微細構造を被転写体の樹脂層に形成することができる。ちなみに、このようなパターンが形成された樹脂層（以下、「パターン形成層」ということがある）は、基板上に形成される薄膜層と、この薄膜層上に形成される凸部からなるパターン層とで構成されている。

このインプリント技術は、大容量記録媒体における記録ビットのパターンの形成や、半導体集積回路のパターンの形成への応用が検討されている。例えば、大容量記録媒体用基板や半導体集積回路用基板は、インプリント技術で形成したパターン形成層の凸部をマスクとして、パターン形成層の凹部で露出する薄膜層部分、およびこの薄膜層部分に接する基板部分をエッチングすることで製造することができる。

インプリント技術では、スタンパを被転写体の表面の樹脂層に型押しした後、スタンパを剥離することで、被転写体の樹脂層に微細構造が形成される。その際、被転写体（基板）の端部やパターン形成層の微細構造、スタンパを破損させないようにスタンパを剥離する技術が重要となる。

スタンパを剥離する方法として、例えば、特許文献１では、スタンパまたは被転写体の一部を押し上げ用の軸棒で押し上げて剥離する方法が開示されている。また、特許文献２では、スタンパの一部を吸着して被転写体の一部から引張り上げる方法が開示されている。さらに、特許文献３、４では、スタンパと被転写体の隙間に楔を押し込んで隙間を押し広げた後、圧縮空気を流入させて剥離する方法が開示されている。

他方、特許文献５では、ウエハをステージ上に真空吸着固定し、平坦性のよいスタンパを角度調整機構が備わった保持機構に固定し、スタンパを転写面に対して斜めに引張る力と、垂直方向に引上げる力をかけて剥離する方法が開示されている。
特開昭６３−１３１３５２号公報 特開２００４−３３５０１２号公報 特開２００２−１９７７３１号公報 特開２００５−１６６２４１号公報 米国特許第６８７０３０１号明細書

しかしながら、前記した従来のスタンパの剥離方法は、以下のような問題を有する。すなわち、特許文献１〜４に開示された剥離方法では、スタンパまたは被転写体の一部に局所的に負荷がかかることから負荷部が歪んだり、破損したりするという問題がある。

また、特許文献５に開示された剥離方法では、特許文献１〜４の方法に比べて、外因による負荷は抑制される。しかしながら、ウエハとスタンパの接触領域がウエハの表面積に近づくとウエハの真空吸着力に限界が生じるので、ウエハの真空吸着力がスタンパを引上げる力よりも小さくなると、スタンパと共にウエハがステージから引き離されてしまい、ウエハとスタンパを剥離することができなくなる。

したがって、特許文献５に開示された剥離方法では、ウエハの真空吸着力をスタンパを引上げる力よりも大きくするために、ウエハとスタンパの接触領域をウエハの表面積よりも小さくする必要があるので、大容量記録媒体用基板のように、同一スタンパで繰り返し転写を必要とする応用製品の量産に適していない。

さらに、例えば大容量記録媒体における記録ビットのパターン形成では、記録ビットの配置ずれを抑制するために被転写体の全面に一回の加圧で微細構造を転写するのが好ましい。

そこで、本発明は、被転写体全面に一回の加圧で微細構造を転写でき、かつスタンパや被転写体の端部に局所的な負荷をかけることなく、同一スタンパで繰り返し転写を可能とする微細構造転写装置、スタンパおよび微細構造の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明は、微細パターンが形成されたスタンパと被転写体とを接触させて、前記被転写体の表面に前記スタンパの微細パターンを転写した後、前記スタンパを前記被転写体から剥離する微細構造転写装置において、前記スタンパは微細パターン形成面の外周部の少なくとも一部に凹部が形成され、前記スタンパの外径は前記被転写体の外径よりも大きく、かつ前記微細パターン形成面の外径は前記被転写体の外径よりも小さいことを特徴とする。

また、前記課題を解決する本発明は、微細パターンが形成されたスタンパと被転写体とを接触させて、前記被転写体の表面に前記微細パターンを転写した後、前記被転写体から剥離するスタンパにおいて、該スタンパは微細パターン形成面の外周部の少なくとも一部に凹部が形成され、前記スタンパの外径は前記被転写体の外径よりも大きく、かつ前記微細パターン形成面の外径は前記被転写体の外径よりも小さいことを特徴とする。

また、前記課題を解決する本発明は、微細パターンが形成されたスタンパと被転写体とを接触させる接触工程と、前記被転写体の表面に前記スタンパの微細パターンを転写する転写工程と、前記スタンパを前記被転写体から剥離する剥離工程とを有する微細構造の製造方法において、前記スタンパは微細パターン形成面の外周部の少なくとも一部に凹部が形成され、前記スタンパの外径は前記被転写体の外径よりも大きく、かつ該被転写体の外径は前記微細パターン形成面の外径よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、被転写体全面に一回の加圧で微細構造を転写でき、かつスタンパや被転写体の端部に局所的な負荷をかけることなく、同一スタンパで繰り返し転写を可能とする微細構造転写装置、スタンパおよび微細構造の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る被転写体、スタンパおよび微細パターン形成面の関係を示す図である。
まず、図１に示すように、本発明において、被転写体１、スタンパ２および微細パターン２ａの形成面の各外径は、微細パターン２ａの形成面の外径をΦ１、被転写体１の外径をΦ２、スタンパ２の外径をΦ３とした場合、Φ１＜Φ２＜Φ３となっている。

次に、被転写体１とスタンパ２を微細構造転写装置に配置した際の構成について適宜図面を参照しながら説明する。図２は、微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は保持機構の配置を説明する図である。なお、図２（ａ）に示すスタンパは、図２（ｂ）に示すスタンパのＡ−Ａ断面である。

図２に示すように、微細構造転写装置Ａ１は、昇降機構（図示せず）によって上下に可動するステージ３の上に被転写体１が設置されている。この被転写体１の上方には、スタンパ２が配置されている。スタンパ２の被転写体１の側の面には凹凸形状からなる微細パターン２ａが形成されている。また、微細パターン２ａの形成面の外周部には凹部２ｂが形成されており、この凹部２ｂがスタンパ保持具５によって保持されることで、スタンパ２が保持される。

ステージ３の外周側には、被転写体１の端部に接触して、被転写体１をステージ３の上に保持する保持機構４が設置されている。保持機構４は、水平方向およびステージ３と連動して上下方向に可動する。本実施形態の保持機構４は、図２（ｂ）に示すように、被転写体１に対して４方向に９０度の間隔で設置されており、凹部２ｂの領域内で可動する。これにより、保持機構４がスタンパ２に接触することなく動作するうえ、被転写体１の厚さや外径の誤差に影響されない保持機構４の設計が可能となる。

被転写体１は、略円盤状の部材であって、スタンパ２に形成された微細パターン２ａが転写されて、微細構造Ｓ（図６参照）が形成されるものである。本実施形態の被転写体１は、基板１ａの上に、微細構造Ｓの形成材料となる光硬化性樹脂１ｂが塗布されたものである。

基板１ａの材料としては、例えば、シリコン、ガラス、アルミニウム合金、樹脂等の各種材料を加工したものが挙げられる。また、このような基板１ａは、その表面に金属層、樹脂層、酸化膜層等が形成された多層構造体であってもよい。

基板１ａ（被転写体１）の外形は、被転写体１の用途に応じて、円形、楕円形、多角形のいずれであってもよく、中心穴が加工されていてもよい。
また、基板１ａ（被転写体１）の最外直径は、微細構造転写装置Ａ１への各機構の組込み、大容量記録媒体用基板や半導体集積回路用基板への適用等を考慮すると、２０ｍｍ以上であることが望ましい。

光硬化性樹脂１ｂとしては、公知のものでよく、樹脂材料に感光性物質を添加したものを使用することができる。また、樹脂材料としては、例えば、主成分がシクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリ乳酸、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。

光硬化性樹脂１ｂの塗布方法としては、ディスペンス法やスピンコート法を使用することができる。
ディスペンス法では、光硬化性樹脂１ｂが基板１ａの表面に滴下される。そして、滴下された光硬化性樹脂１ｂは、スタンパ２が基板１ａ（被転写体１）に接触することで基板１ａの表面に広がる。ここで、光硬化性樹脂１ｂの滴下位置が複数の場合、滴下位置の中心間の距離は液滴の直径よりも広く設定することが望ましい。

また、光硬化性樹脂１ｂを滴下する位置は、形成しようとする微細パターン２ａに対応する光硬化性樹脂１ｂの広がりを予め評価しておき、この評価結果に基づいて定めるとよい。光硬化性樹脂１ｂは、微細構造Ｓ（図６参照）を形成するのに必要な樹脂量と同じか、または多くなるように、滴下する光硬化性樹脂１ｂの１滴の量、および滴下する位置が調整される。

スピンコート法においては、光硬化性樹脂１ｂが、微細構造Ｓ（図６参照）を形成するのに必要な樹脂量と同じか、または多くなるように、スピン回転速度や光硬化性樹脂１ｂの粘度が調整される。

なお、基板１ａに光硬化性樹脂１ｂが塗布された本実施形態の被転写体１の他に、本発明で使用できる被転写体１としては、例えば、所定の基板上に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の他の樹脂からなる薄膜を形成したもの、樹脂のみからなるもの（樹脂製シートを含む）等が挙げられる。

熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用する場合、被転写体１にスタンパ２を押し付けた後、熱可塑性樹脂であれば被転写体１とスタンパ２を冷却し、熱硬化性樹脂であれば被転写体１とスタンパ２を重合温度条件にて保持することで樹脂が硬化する。ちなみに、熱可塑性樹脂を使用する場合には、被転写体１にスタンパ２を押し付ける前に被転写体１の温度を熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上とする。そして、樹脂が硬化した後に、被転写体１とスタンパ２とを剥離することで、スタンパ２の微細パターン２ａが被転写体１の側に転写された微細構造Ｓ（図６参照）を形成することができる。

スタンパ２には、前記したように、被転写体１に転写される微細パターン２ａが形成されている。この微細パターン２ａを構成する凹凸をスタンパ２の表面に形成する方法としては、例えば、フォトリソグラフィ、集束イオンビームリソグラフィ、電子ビーム描画法、メッキ法等が挙げられる。これらの方法は、形成する微細パターン２ａの加工精度に応じて適宜に選択することができる。

本実施形態のスタンパ２は、被転写体１（基板１ａに塗布された光硬化性樹脂１ｂ）に、このスタンパ２を介して紫外光を照射する必要があることから、透明性を有する材料で形成されている。このような材料としては、例えば、ガラスや樹脂等が挙げられる。なお、光硬化性樹脂１ｂに代えて、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の他の樹脂を使用する場合には、不透明な材料、例えば、シリコン、ニッケル、樹脂等であってもよい。

スタンパ２の外形は、加圧方式に応じて、円形、楕円形、多角形のいずれであってもよく、中心穴が加工されていてもよい。また、スタンパ２の表面には、被転写体１（光硬化性樹脂１ｂ）とスタンパ２との剥離を促進するために、フッ素系、シリコーン系等の離型剤を塗布してもよい。

スタンパ２の微細パターン２ａの形成面の外周部に形成される凹部２ｂは、周知の機械による切削加工やミリング加工等によって形成してもよいし、外径の異なる２枚の基板を張り合わせて形成してもよい。

保持機構４は、スタンパ２および微細パターン２ａの形成面と接触することがないよう、被転写体１の端部（例えば、被転写体１の面取り加工部や側部等）とのみ接触するようステージ３に設けられている。また、被転写体１と接触する保持機構４の表面は、被転写体１を破損することのない形状、材質であればよく、例えば、金属、樹脂、ガラス等が使用可能である。

保持機構４が、スタンパ２および微細パターン２ａに接触することなく、被転写体１を保持するには、図１に示すように、スタンパ２に形成された微細パターン２ａの形成面の外径（Φ１）を、被転写体１の外径（Φ２）よりも小さくすることが望ましく、微細パターン２ａの形成面の外径と被転写体１の外径との差は０．１ｍｍ〜１０ｍｍであることが望ましい。

また、保持機構４は、被転写体１をスタンパ２から剥離する際に保持できていればよいことから、少なくとも２方向に設置されていればよい。この場合、微細パターン２ａの形成面の外周部に形成される凹部２ｂは、保持機構４の設置範囲や可動範囲、すなわち、微細パターン２ａの形成面の外周部の一部に形成すればよい。

例えば、保持機構４を３方向に１２０度間隔で設置した場合、図３に示すように、凹部２ｂは、保持機構４が設置された３方向に対応した微細パターン２ａの形成面の外周部の３箇所にそれぞれ形成される構成としてもよい。

また、図４に示すように、凹部２ｂは、保持機構４の水平方向の可動範囲内にのみ形成される構成としてもよい。すなわち、凹部２ｂは、保持機構４の水平方向の可動範囲外となるスタンパ２の外周端部付近を残すようにして形成される。なお、図４に示す形態は、保持機構４を３方向に設置した場合に限定されず、例えば、保持機構４を２方向に設置した場合や４方向以上に設置した場合であっても適用することができる。

さらに、図５に示すように、凹部２ｂは、保持機構４が設置された３方向に対応した微細パターン２ａの形成面の外周部の３箇所であって、かつ保持機構４の水平方向の可動範囲内にそれぞれ形成される構成としてもよい。
なお、図３〜５の各図に示す微細構造転写装置（Ａ２〜Ａ４）において、被転写体１、ステージ３およびスタンパ保持具５の構成は、図２に示す微細構造転写装置Ａ１と同様であるから説明を省略する。

次に、本発明の実施形態に係る微細構造転写装置Ａ１の動作について適宜図面を参照しながら説明しつつ、微細構造の製造方法を説明する。図６（ａ）から（ｄ）は、微細構造の製造方法の工程を示す模式図である。
まず、図６（ａ）に示すように、基板１ａの表面（スタンパ２の側の面）に光硬化性樹脂１ｂを塗布した被転写体１を、ステージ３の上に設置する。なお、表面に微細パターン２ａを形成したスタンパ２は予め、スタンパ保持具５で保持しておく。

次に、図６（ｂ）に示すように、昇降機構（図示せず）によってステージ３を上昇させて、被転写体１をスタンパ２に押付け、光硬化性樹脂１ｂを基板１ａの表面および微細パターン２ａに押し広げる。そして、スタンパ２の上方から紫外光ＵＶを照射して光硬化性樹脂１ｂを硬化させる。

次いで、図６（ｃ）に示すように、保持機構４で被転写体１の外周端部を保持する。このとき、保持機構４は、前記した凹部２ｂが形成された領域内で、スタンパ２および微細パターン２ａの形成面と接触することなく水平方向および上下方向に可動する。

最後に、図６（ｄ）に示すように、昇降機構（図示せず）によってステージ３と保持機構４とを同時に下降させて、被転写体１をスタンパ２から剥離する。
以上のような工程によって、被転写体１の表面（光硬化性樹脂１ｂ）に、スタンパ２の微細パターン２ａに対応する微細構造Ｓが形成される。

微細構造Ｓが形成された被転写体１は、磁気記録媒体や光記録媒体等の情報記録媒体への適用が可能である。また、このような被転写体１は、大規模集積回路部品や、レンズ、偏光板、波長フィルタ、発光素子、光集積回路等の光学部品、免疫分析、ＤＮＡ分離、細胞培養等のバイオデバイスへの適用が可能である。

以上説明した微細構造転写装置Ａ１およびスタンパ２は、図１に示すように、スタンパ２の微細パターン２ａの形成面の外周部に凹部２ｂが形成され、スタンパ２の外径Φ３が被転写体１の外径Φ２よりも大きく、かつ微細パターン２ａの形成面の外径Φ１が被転写体１の外径Φ２がよりも小さい、すなわち、Φ１＜Φ２＜Φ３となっている。

これにより、保持機構４が、スタンパ２および微細パターン２ａに接触することなく、被転写体１の外周端部を保持することができる。そして、保持機構４をステージ３と共に下降させることで、スタンパ２や被転写体１の端部に局所的な負荷をかけることなく、かつ被転写体１とスタンパ２（微細パターン２ａ）の接触領域が被転写体１の表面積とほぼ同じであっても、被転写体１をスタンパ２から剥離することができる。

したがって、以上のような微細構造転写装置Ａ１、スタンパ２および微細構造の製造方法によれば、被転写体１の全面に一回の加圧でスタンパ２の微細パターン２ａを転写でき、かつスタンパ２や被転写体１の端部を破損することなく、同一スタンパ２で繰り返し転写が可能になる。

次に、実施例を示しながら本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
本実施例では、図７に示す微細構造転写装置Ａ５を使用してスタンパ２の微細パターン２ａを被転写体１に転写する微細構造の製造方法について説明する。図７は、本実施例で使用した微細構造転写装置の構成説明図である。

図７に示すように、微細構造転写装置Ａ５は、昇降機構６によって上下に可動するステンレス製のステージ３の上に、厚さ０．５ｍｍのシリコーンゴム層（図示せず）を設置して緩衝層とし、この緩衝層上に被転写体１を配置した。このとき、被転写体１の樹脂塗布面とスタンパ２の微細パターン２ａの形成面が向きあうように設置した。なお、保持機構４は１つしか記載していないが、図３〜５に示すように、被転写体１に対して３方向に設置されている。また、ステージ３が配置される空間は、減圧室を形成しており、真空ポンプ等の排気装置（図示せず）によって減圧可能となっている。

ここでは、被転写体１として、直径６５ｍｍ、厚さ０．６３１ｍｍ、中心穴径２０ｍｍの磁気記録媒体用ガラス基板を使用した。被転写体１の外周および内周端部には幅０．１５ｍｍ、角度４５度の面取り部を加工した。

スタンパ２には最外直径１００ｍｍ、厚さ３ｍｍの石英基板を使用した。そしてスタンパ２には、直径で２３ｍｍから６３ｍｍまでの微細パターン２ａの形成面に、フォトリソグラフィ法にて幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの微細パターン２ａ（以下、溝パターンということがある）を同心円状に形成した。この溝パターンは、中心穴の中心軸と同心となるように配置した。微細パターン２ａの形成面の外周部には、直径で６４ｍｍから１００ｍｍの領域に深さ０．５ｍｍの凹部２ｂを切削で加工した。また、スタンパ２の表面（被転写体１の側の面）にはフッ素を含んだ離型層を形成した。

被転写体１（磁気記録媒体用ガラス基板）の表面（スタンパ２の側の面）には、ディスペンス法で樹脂（図示せず）を滴下した。具体的には、ノズルが５１２（２５６×２列）個配列され、ピエゾ方式で樹脂を吐出する塗布ヘッドで樹脂を塗布した。塗布ヘッドのノズル間隔は、列方向に７０μｍ、列間１４０μｍである。各ノズルからは約５ｐＬの樹脂が吐出されるように制御した。
本実施例で使用した樹脂は、感光性物質を添加したアクリレート系樹脂であり、粘度が４ｍＰａ・ｓになるように調合した。

被転写体１の表面における樹脂の吐出位置は、スタンパ２と被転写体１を加圧することで求められる樹脂１滴分の広がりを考慮して決定した。具体的には、被転写体１の表面に樹脂を滴下し、スタンパ２を押し当てた結果、樹脂は微細パターン２ａの溝パターンに対して、溝パターンと垂直方向（被転写体１の半径方向）に約１４０μｍ、溝パターンと平行方向（被転写体１の周回方向）に約８５０μｍとなる楕円状に広がった。これより、樹脂の滴下ピッチは、被転写体１の直径２０ｍｍから２５ｍｍの範囲で、半径方向に８０μｍ、周回方向に５１０μｍとした。

保持機構４は、被転写体１に対して３方向に１２０度間隔で設置した。また、各保持機構４がそれぞれ被転写体１の全外円周部の１／６ずつを保持するよう、被転写体１との接触部を作製した。各保持機構４の先端部には、被転写体１の外周端部に加工した面取り部に引っかかる長さ０．３ｍｍの爪を取り付けた。保持機構４と被転写体１が接触する部位は、成形性、耐久性を考慮してピーク材とした。保持機構４の水平方向の可動範囲は、被転写体１の中心軸から６５ｍｍ〜７５ｍｍとし、被転写体１の搬入および搬出時には保持機構４を外周方向に退避させる構成とした。

次に、微細構造転写装置Ａ５を使用した微細構造の製造方法について説明する。
まず、被転写体１をステージ３の上に設置した後、真空ポンプ（図示せず）によって被転写体１およびスタンパ２の表面の雰囲気を減圧した。次に、昇降機構６によってステージ３を上昇させて、被転写体１とスタンパ２とを加圧した。加圧時の荷重は１ｋＮとした。被転写体１とスタンパ２を加圧した状態で、スタンパ２の裏面側（上方）に設置した光源（図示せず）からスタンパ２を介して紫外光を照射し、樹脂を硬化させた。樹脂が硬化した後、保持機構４で被転写体１を保持し、昇降機構６によってステージ３を下降することで、被転写体１がスタンパ２から剥離した。そして、保持機構４を外周方向に可動して退避させた後、被転写体１を取り出すことで、スタンパ２の表面に形成した微細パターン２ａに対応する、幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターン（微細構造）が形成された被転写体１を作製した。

なお、本実施例では、減圧雰囲気下でスタンパ２と被転写体１とを接触させているが、これに限定されず、大気圧雰囲気下でスタンパ２と被転写体１とを接触させるものであってもよい。

（実施例２）
本実施例では、図８に示す微細構造転写装置Ａ６を使用してスタンパ２の微細パターン２ａを被転写体１に転写する微細構造の製造方法について説明する。図８は、本実施例で使用した微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は、送気路の開口の配置を示す模式図である。
なお、本実施例で使用した微細構造転写装置Ａ６は、ステージ３の構造および加圧方式が実施例１と異なっているので、ここでは主にステージ３の構造および加圧方式について説明する。その他の構成は実施例１と同様である。

図８（ａ）に示すように、微細構造転写装置Ａ６は、ステージ３の上面に加圧された流体が流通する複数の流路Ｈを備えている。そして、これらの流路Ｈのそれぞれは、昇降機構６の内部およびステージ３を通過してステージ３の上面で開口している。

図８（ｂ）に示すように、ステージ３の上面における流路Ｈの開口は、５つの同心円上に並んでいる。そして、同じ同心円上で開口同士が並ぶ各流路Ｈは、相互に同じ配管に接続されている。具体的には、図８（ｂ）に示すように、ステージ３の上面で開口が最も内側の同心円上に並ぶ流路Ｈは環状の配管Ｐ１に接続され、その外側の同心円上に並ぶ流路Ｈは環状の配管Ｐ２に接続されているというように、順次外側に向かって配管Ｐ３、配管Ｐ４および配管Ｐ５にそれぞれ接続されている。なお、これらの配管Ｐ１〜Ｐ５は、昇降機構６の内部に配置されている。そして、これらの配管Ｐ１〜Ｐ５には、各配管Ｐ１〜Ｐ５の内部を流れる流体の圧力を調節する圧力調整機構Ｂ１〜Ｂ５がそれぞれ接続されている。圧力調整機構Ｂ１〜Ｂ５は、同じ同心円上の流路Ｈの開口から同じ圧力の流体を噴出させるように圧力を調節する。

次に、微細構造転写装置Ａ６の動作について説明しつつ、微細構造の製造方法を説明する。ここでは、実施例１と同じ被転写体１およびスタンパ２を使用した。
まず、被転写体１をステージ３の上に設置した後、ステージ３の各流路Ｈの開口から流体を噴出させると、被転写体１の下面がステージ３の上面から離れて、被転写体１の上面がスタンパ２に接触する。次に、最も内周側の配管Ｐ１を介してステージ３の流路Ｈの開口から流体を噴出させ、配管Ｐ１の内部の流体の圧力を最も高くするように、そして配管Ｐ２から配管Ｐ５まで段階的に圧力を低くするように調整することで、被転写体１の上面では、その中央部が最も大きな力でスタンパ２に加圧され、被転写体１の中央部から周囲に向かうほど加圧される力が次第に小さくなる。このような圧力分布で加圧することで、樹脂（図示せず）はスタンパ２と被転写体１との間に押し広げられる。

そして、樹脂を実施例１と同様にして硬化させた後に、配管Ｐ１〜Ｐ５からの流体噴出を止めた。そして、実施例１と同様にして被転写体１をスタンパ２から剥離することで、スタンパ２の表面に形成した微細パターンに対応する、幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターン（微細構造）が形成された被転写体１を作製した。

以上のような微細構造転写装置Ａ５、Ａ６および微細構造の製造方法では、被転写体１やスタンパ２の面内に局所的な負荷をかけることなく、かつ微細構造や微細パターン２ａの形成面を損傷させることなく被転写体１をスタンパ２から剥離することができる。さらに、被転写体１の微細構造形成領域が被転写体１の表面積とほぼ同じであっても、被転写体１をスタンパ２から剥離することができる。

（実施例３）
本実施例では、実施例２の微細構造転写装置Ａ６（図８参照）を使用して大容量磁気記録媒体（ディスクリートトラックメディア）用の微細パターンが転写されたものを作製した。ここでは、実施例１と同じ被転写体１を使用した。

スタンパ２には、直径６４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板と、直径１００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの石英基板とを張り合わせたものを使用した。張り合わせには、ＵＶ硬化性の接着剤を使用した。直径６４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板には、周知の電子線直接描画法で幅５０ｎｍ、深さ８０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍの溝を同心円状に形成した。このとき、同心円状の溝の中心軸が、被転写体１の中心穴の中心軸と一致するように配置した。

ガラスディスク基板の表面には、ディスペンス法で樹脂を滴下した。具体的には、ノズルが５１２（２５６×２列）個配列され、ピエゾ方式で樹脂を吐出する塗布ヘッドで樹脂を塗布した。塗布ヘッドのノズル間隔は、列方向に７０μｍ、列間１４０μｍである。各ノズルからは約５ｐＬの樹脂が吐出されるように制御した。樹脂の滴下ピッチは、半径方向に１５０μｍ、周回方向に２７０μｍとした。
本実施例で使用した樹脂は、感光性物質を添加したアクリレート系樹脂であり、粘度が４ｍＰａ・ｓになるように調合した。

実施例２と同じ方法で、ガラスディスク基板の表面に、スタンパ２の表面に形成した微細パターン２ａに対応する、幅５０ｎｍ、深さ８０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍの溝パターン（微細構造）が形成された被転写体１を作製した。図９は、本実施例で作製した微細構造の断面を示す電子顕微鏡写真である。

（実施例４）
本実施例では、実施例３と同じ方法で大容量磁気記録媒体（パターンドメディア）用の微細パターンが転写されたものを作製した。ここでは、実施例１と同じ被転写体１を使用した。

スタンパ２には、実施例３と同じ寸法の２枚の石英基板を張り合わせたものを使用した。直径６４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板には、周知の電子線直接描画法で直径２５ｎｍ、深さ６０ｎｍ、ピッチ４５ｎｍの穴を同心円状に配列した微細パターンを形成した。このとき、同心円状の溝の中心軸が、被転写体１の中心穴の中心軸と一致するように配置した。

実施例３と同じ方法で、ガラスディスク基板の表面に、スタンパ２の表面に形成した微細パターンに対応する、直径２５ｎｍ、高さ６０ｎｍ、ピッチ４５ｎｍの穴が同心円状に配列したパターン（微細構造）が形成された被転写体１を作製した。図１０は、本実施例で作製した微細構造を示す原子間力顕微鏡像である。

（実施例５）
本実施例では、本発明の微細構造の製造方法を使用したディスクリートトラックメディアの製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。図１１の（ａ）から（ｄ）は、ディスクリートトラックメディアの製造工程の説明図である。

まず、図１１（ａ）に示すように、実施例３で得られた、ガラス基板２２の上に、スタンパ２の表面形状が転写された光硬化性樹脂からなるパターン形成層２１を有するものを準備した。

次に、パターン形成層２１をマスクとして、周知のドライエッチング法でガラス基板２２の表面を加工した。その結果、図１１（ｂ）に示すように、ガラス基板２２の表面には、パターン形成層２１のパターンに対応する凹凸が削り出された。本実施例でのドライエッチングにはフッ素系ガスを使用した。なお、ドライエッチングは、パターン形成層２１の薄層部分を酸素プラズマエッチングで除去した後、フッ素系ガスで露出したガラス基板２２をエッチングするように行ってもよい。

次に、図１１（ｃ）に示すように、凹凸が形成されたガラス基板２２に、プリコート層、磁区制御層、軟磁性下地層、中間層、垂直記録層、および保護層からなる磁気記録媒体形成層２３を公知のＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成した。本実施例の磁区制御層は非磁性層および反強磁性層で形成されている。

次に、図１１（ｄ）に示すように、磁気記録媒体形成層２３の上に、非磁性体２７を付与することで、ガラス基板２２の表面を平坦化した。以上のような工程により、面記録密度２００Ｇｂｐｓｉ相当のディスクリートトラックメディアＭ１を得た。

（実施例６）
本実施例では、実施例５と同じ方法（図１１参照）でパターンドメディアを作製した。
実施例４で得られた、ガラス基板２２の上に、実施例５と同じ方法でガラス基板のドライエッチングを行い、磁気記録媒体形成層を形成して、面記録密度３００Ｇｂｐｓｉ相当のパターンドメディアを得た。

（実施例７）
本実施例では、本発明の微細構造の製造方法を使用したディスクリートトラックメディアの製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。図１２の（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディアの製造工程の説明図である。

本実施例では、実施例３で得られた、パターン形成層２１を有するガラス基板２２に代えて、次のような基板を準備した。この基板は、図１２（ａ）に示すように、ガラス基板２２の上に軟磁性下地層２５が形成されたものである。そして、この基板上に、実施例３と同様に微細構造転写装置Ａ６（図８参照）を使用して、スタンパ２の表面形状が転写された光硬化性樹脂からなるパターン形成層２１を形成した（図１２（ｂ））。

次に、パターン形成層２１をマスクとして、周知のドライエッチング法で軟磁性下地層２５の表面を加工した。その結果、図１２（ｃ）に示すように、軟磁性下地層２５の表面には、パターン形成層２１のパターンに対応する凹凸が削り出された。本実施例でのドライエッチングにはフッ素系ガスを使用した。

次に、図１２（ｄ）に示すように、凹凸が形成された軟磁性下地層２５の表面に、プリコート層、磁区制御層、軟磁性下地層、中間層、垂直記録層、および保護層からなる磁気記録媒体形成層２３を公知のＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成した。本実施例の磁区制御層は非磁性層および反強磁性層で形成されている。

次に、図１２（ｅ）に示すように、磁気記録媒体形成層２３の上に、非磁性体２７を付与することで、軟磁性下地層２５の表面を平坦化した。以上のような工程により、面記録密度２００Ｇｂｐｓｉ相当のディスクリートトラックメディアＭ２を得た。

（実施例８）
本実施例では、本発明の微細構造の製造方法を使用したディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。図１３の（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造工程の説明図である。

図１３（ａ）に示すように、ガラス基板２２の表面に、予めノボラック系の樹脂材料を塗布して平坦層２６を形成した。この平坦層２６の形成方法としては、例えば、スピンコート法や平板で樹脂を押し当てる方法等が挙げられる。次に、図１３（ｂ）に示すように、平坦層２６の上にシリコンを含有させた樹脂材料を塗布し、本発明の微細構造の製造方法によってパターン形成層２１を形成した。

そして、図１３（ｃ）に示すように、パターン形成層２１の薄層部分を、フッ素系ガスを使用したドライエッチングで除去した。次に、図１３（ｄ）に示すように、残されたパターン形成層２１の部分をマスクとして、酸素プラズマエッチングで平坦層２６を除去した。次に、パターン形成層２１をマスクとして、周知のドライエッチング法でガラス基板２２の表面を加工して、面記録密度２００Ｇｂｐｓｉ相当のディスクリートトラックメディアに使用されるディスク基板Ｍ３を得た（図１３（ｅ））。

（実施例９）
本実施例では、本発明の微細構造の製造方法を使用したディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。図１４の（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造工程の説明図である。

図１４（ａ）に示すように、ガラス基板２２の表面に感光性物質を添加したアクリレート系樹脂を塗布すると共に、本発明の微細構造の製造方法を使用してガラス基板２２の上にパターン形成層２１を形成した。本実施例では、形成しようとするパターンと凹凸が反転した凹凸を有するパターンをガラス基板２２の上に形成した。次に、図１４（ｂ）に示すように、パターン形成層２１の表面に、シリコンおよび感光性物質を含む樹脂材料を塗布して、平坦層２６を形成した。平坦層２６の形成方法としては、例えば、スピンコート法や平板で樹脂を押し当てる方法等が挙げられる。

そして、図１４（ｃ）に示すように、平坦層２６の表面をフッ素系ガスでエッチングして、パターン形成層２１の最上面を露出させた。次いで、図１４（ｄ）に示すように、残った平坦層２６をマスクとして、パターン形成層２１を酸素プラズマエッチングで除去して、ガラス基板２２の表面を露出させた。そして、図１４（ｅ）に示すように、露出させたガラス基板２２の表面をフッ素系ガスでエッチングして、面記録密度２００Ｇｂｐｓｉ相当のディスクリートトラックメディアに使用されるディスク基板Ｍ４を得た。

（実施例１０）
本実施例では、本発明の微細構造の製造方法を使用した多層配線基板の製造方法について説明する。図１５の（ａ）から（ｌ）は、多層配線基板の製造方法の工程説明図である。

図１５（ａ）に示すように、シリコン酸化膜３２と銅配線３３とで構成された多層配線基板３１の表面にレジスト４２を形成した後、例えば、実施例１と同じ方法でスタンパ（図示せず）によるパターン転写を行った。なお、パターン転写を行う前に、スタンパと基板との相対位置合せを行い、基板上の所望の位置に所望の配線パターンが転写されるようにした。

次に、多層配線基板３１の露出領域４３をＣＦ_４／Ｈ_２ガスによってドライエッチングすることで、図１５（ｂ）に示すように、多層配線基板３１の表面の露出領域４３を溝形状に加工した。次に、レジスト４２をＲＩＥによりレジストエッチングした。レジスト４２の段差の低い部分が除去されるまでレジストエッチングを行うと、図１５（ｃ）に示すように、レジスト４２の周囲で多層配線基板３１の露出領域４３が拡大する。この状態から、さらに露出領域４３のドライエッチングを行うことによって、図１５（ｄ）に示すように、先に形成した溝の深さが銅配線３３に到達することとなる。

次に、レジスト４２を除去して、図１５（ｅ）に示すように、表面に溝形状を有する多層配線基板３１を得た。多層配線基板３１の表面には、金属膜（図示せず）を形成した後に、電解メッキを施して、図１５（ｆ）に示すように、金属メッキ膜３４を形成した。その後、多層配線基板３１のシリコン酸化膜３２が露出するまで金属メッキ膜３４の研磨を行う。以上のような工程により、図１５（ｇ）に示すように、金属メッキ膜３４からなる金属配線を表面に有する多層配線基板３１を得た。

ここで、多層配線基板３１を作製するための他の工程を説明する。
図１５（ａ）で示した状態から露出領域４３のドライエッチングを行う際に、図１５（ｈ）に示すように、多層配線基板３１の内部の銅配線３３に到達するまでエッチングを行う。次に、レジスト４２をＲＩＥによりエッチングして、図１５（ｉ）に示すように、段差の低いレジスト４２部分を除去する。そして、図１５（ｊ）に示すように、多層配線基板３１の表面に、スパッタによる金属膜３５を形成する。次いで、レジスト４２をリフトオフで除去することで、図１５（ｋ）に示すように、多層配線基板３１の表面に部分的に金属膜３５が残った構造が得られる。次に、残った金属膜３５に無電解メッキを施すことによって、図１５（ｌ）に示すように、金属メッキ膜３４からなる金属配線を表面に有する多層配線基板３１が得られる。
このように本発明を多層配線基板３１の製造に適用することで、高い寸法精度を持つ金属配線を形成することができる。

実施形態に係る被転写体、スタンパおよび微細パターン形成面の関係を示す図である。 実施形態に係る微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は保持機構の配置を説明する図である。 実施形態に係る微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は保持機構の配置を説明する図である。 実施形態に係る微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は保持機構の配置を説明する図である。 実施形態に係る微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は保持機構の配置を説明する図である。 （ａ）から（ｄ）は、微細構造の製造方法の工程を示す模式図である。 実施例１で使用した微細構造転写装置を示す構成説明図である。 実施例２で使用した微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は送気路の開口の配置を示す模式図である。 実施例３で作製した微細構造の断面を示す電子顕微鏡写真である。 実施例４で作製した微細構造を示す原子間力顕微鏡像である。 （ａ）から（ｄ）は、ディスクリートトラックメディアの製造工程の説明図である。 （ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディアの製造工程の説明図である。 （ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造工程の説明図である。 （ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造工程の説明図である。 （ａ）から（ｌ）は、多層配線基板の製造方法の工程説明図である。

符号の説明

１ 被転写体
２ スタンパ
２ａ 微細パターン
２ｂ 凹部
３ ステージ
４ 保持機構
Ａ１ 微細構造転写装置
Ａ２ 微細構造転写装置
Ａ３ 微細構造転写装置
Ａ４ 微細構造転写装置
Ａ５ 微細構造転写装置
Ａ６ 微細構造転写装置
Ｓ 微細構造

Claims (8)

1. 微細パターンが形成されたスタンパと被転写体とを接触させて、前記被転写体の表面に前記スタンパの微細パターンを転写した後、前記スタンパを前記被転写体から剥離する微細構造転写装置において、
   前記スタンパは微細パターン形成面の外周部の少なくとも一部に凹部が形成され、
   前記スタンパの外径は前記被転写体の外径よりも大きく、かつ前記微細パターン形成面の外径は前記被転写体の外径よりも小さいことを特徴とする微細構造転写装置。
2. 前記微細パターン形成面と前記被転写体との外径差は０．１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
3. 前記微細構造転写装置は、前記被転写体を設置するステージに設けられた保持機構を備え、該保持機構は、前記凹部の領域内で前記被転写体の端部を保持することを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
4. 前記スタンパは透明体であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
5. 微細パターンが形成されたスタンパと被転写体とを接触させて、前記被転写体の表面に前記微細パターンを転写した後、前記被転写体から剥離するスタンパにおいて、
   該スタンパは微細パターン形成面の外周部の少なくとも一部に凹部が形成され、
   前記スタンパの外径は前記被転写体の外径よりも大きく、かつ前記微細パターン形成面の外径は前記被転写体の外径よりも小さいことを特徴とするスタンパ。
6. 前記微細パターン形成面と前記被転写体との外径差は０．１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載のスタンパ。
7. 微細パターンが形成されたスタンパと被転写体とを接触させる接触工程と、
   前記被転写体の表面に前記スタンパの微細パターンを転写する転写工程と、
   前記スタンパを前記被転写体から剥離する剥離工程とを有する微細構造の製造方法において、
   前記スタンパは微細パターン形成面の外周部の少なくとも一部に凹部が形成され、
   前記スタンパの外径は前記被転写体の外径よりも大きく、かつ該被転写体の外径は前記微細パターン形成面の外径よりも大きいことを特徴とする微細構造の製造方法。
8. 前記剥離工程の前に、前記被転写体を設置するステージに設けられた保持機構が、前記凹部の領域内で前記被転写体の端部を保持する保持工程をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の微細構造の製造方法。