JP2010034132A - 傾斜調整機構およびこの傾斜調整機構の制御方法 - Google Patents

傾斜調整機構およびこの傾斜調整機構の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ステージの傾きを高精度に調整できるとともに、ステージに加えることのできる加圧力の増大を図ることのできる技術を提供する。
【解決手段】少なくともステージ２１の傾斜調整時には、半球体２２と球面軸受２３とが離間するように各圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを伸縮するため、圧電素子の伸縮によりステージ２１の傾きを調整するときに、球面軸受２３が半球体２２と接触することに起因する摩擦力等の外乱が生じることが一切ないので、滑らかな動作により非常に高精度にステージ２１の傾きを調整できる。また、球面軸受２３が半球体２２と接離自在に面接触してステージ２１を支持しているため、ステージ２１に高加圧力が加えられたとしても、球面軸受２３が半球体２２を下方から面で支持することにより確実にステージ２１を支持することができ、ステージ２１に加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。
【選択図】図６

Description

この発明は、上面に傾斜調整対象物が載置されるステージの傾きを調整する技術に関するものである。
近年、ＭＥＭＳデバイスやＲＦデバイスなどのデバイスの小型化や、電子回路の高密化に伴い、ステージに載置された基板の回路パターン面にチップを高い位置精度で加圧実装したり、ウエハどうしの張り合わせを含む、この基板に他の基板を高い位置精度で加圧接合する必要性が生じている。また、ナノインプリントの分野では基板に対し微細パターンからなる型を位置合わせし、加圧転写する要望がある。したがって、ステージに載置された基板への被加圧物チップの接触加圧実装時の位置精度、またはこの基板への他の基板の接合時の位置精度の向上を図るため、ステージ上の基板の回路パターン面と、これに実装されるチップや接合される他の基板の回路パターン面との平行度を、ステージの傾きを調整することで高精度に調整する技術が要望されている。また、加圧時に均一に加圧することも要求されている。そこで、ステージの傾きを調整する技術として、以下のものが提案されている。
特許文献１に記載の装置では、ステージの下面側に設けられた凸球面を有する球面部材と、球面部材を受ける凹球面を有する受け部材とが、エアーを介すことにより凸球面が受け部材の凹球面に沿って自在に動くことができるように構成されている。このように、凸球面と凹球面との間にエアーを介すことにより、凸球面と凹球面との間に発生する摩擦力が抑制されるため、凸球面が凹球面に沿って自在に動くことができる。したがって、ステージに載置された基板と、この基板に実装されるチップ等との当接時に、凸球面が凹球面に沿って動くことによるステージの受動的な倣い動作によって、ステージ上の基板の傾きを調整して、基板およびチップ間の平行度を合わすことができる。
また、上記したエアーの変わりに、ベアリングを介すことにより、凸球面が受け部材の凹球面に沿って自在に動くことができるようにした構成も知られている。
また、特許文献２に記載の装置では、複数のピエゾ素子が伸縮しながらステージを下方から支持することでステージの傾きを調整して、ステージに載置された基板と、この基板に実装されるチップ等との間の平行度を合わすようにした構成も知られている。
特開２００６−１３４８９９号公報（段落００１６〜００２８、図１〜３等） 特開２００６−１１６６０２号公報（段落００１６、図３，７，８等）
ところで、上記した特許文献１に記載の装置では、球面部材の凸球面が受け部材の凹球面に沿って動くことによるステージの倣い動作時に、エアーを利用して凸球面と凹球面との間に摩擦力が発生するのを抑制している。このように、傾斜調整対象物であるステージ上の基板と、これに実装されるチップとが当接したときのステージの倣い動作時にエアーを用いているため、真空雰囲気中ではステージの倣い動作を行えない。したがって、真空雰囲気中では、この装置を用いてステージに載置された基板の傾きを調整することにより、この基板とこれに実装されるチップとの間の平行度を合わすことは不可能である。
また、この装置では、エアーを利用して凸球面と凹球面との間に摩擦力が発生するのを抑制しているが、凸球面と凹球面との接触面の全面にわたってエアーを行渡らせるためには、凸球面および凹球面の表面にエアーが残留しやすいように、開気孔を多く含む非常に高価な焼結金属で凸球面および凹球面を形成しなければならない。また、エアーを凸球面と凹球面との接触面に供給するために、凸球面および凹球面に複雑な加工を施さなければならずコストアップの原因となっていた。
ところで、上記したようなステージの倣い動作は、ステージに載置された基板に、これに実装されるチップ等が、いわゆる片当たりしたときに発生するモーメントによりステージが受動的に動くことで行われる。そして、この倣い動作は、ステージが受動して基板とチップとの片当たりが解消すれば完了する。このとき、基板に実装されるチップの大きさが小さければ、発生するモーメントも小さくなるため、エアーを利用して凸球面と凹球面との間に生じる摩擦力を抑制しても、上手くステージが倣わないおそれがあった。また、凸球面と凹球面との間にエアーを行渡らせるためには、高圧のエアーを供給しなければならないため、倣い動作時に発生するモーメントが小さいときに、高圧のエアーがステージに作用してステージが精度よく倣わないおそれがあり、技術の改善が求められていた。
また、ベアリングを介して凸球面が受け部材の凹球面に沿って自在に動くようにした構成では、凸球面を点で支持する複数のベアリングによりステージが支持されている。したがって、特許文献１に記載の凹球面が凸球面に面接触してステージを支持する構成に比べ、ステージに加えることのできる加圧力は小さいものとなる。また、ベアリングの破壊強度を超える高加圧力がステージに加えられれば、ベアリングが破損するおそれがあった。
一方、上記した特許文献２に記載の装置では、複数のピエゾ素子が伸縮しながらステージを下方から支持することでステージの傾きを能動的に調整するため、ステージに載置された基板に実装されるチップ等の大きさに関係なく、ステージの傾きを高精度に調整できる。しかしながら、この装置では、複数のピエゾ素子でステージの複数箇所を下方から支持しているのみであるため、ステージに加えることのできる加圧力は、上記した凹球面が凸球面に面接触してステージを支持する構成に比べると小さいものとなる。
以上のように、従来では、ステージの傾きを高精度に調整する技術と、ステージに加えることのできる加圧力を増大する技術とを両立することは困難であった。また、真空中では行えなかった。
この発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、ステージの傾きを高精度に調整できるとともに、ステージに加えることのできる加圧力の増大を図ることのできる技術を提供することを第１の目的とする。
また、ヘッドの傾きを高精度に調整できるとともに、ヘッドに加えることのできる加圧力の増大を図ることのできる技術を提供することを第２の目的とする。
上記第１の目的を達成するために、本発明にかかる傾斜調整機構は、上面に傾斜調整対象物が載置されるステージと、前記ステージの下面と接離自在に面接触して前記ステージを支持するバックアップ手段と、先端に支持部が設けられた複数のピエゾ素子を有し、前記各ピエゾ素子が伸縮しながら前記支持部により前記ステージを下方から支持して前記ステージの傾きを調整するピエゾ駆動手段とを備え、前記ピエゾ駆動手段は、少なくとも前記ステージの傾斜調整時には、前記ステージの下面とバックアップ手段とが離間するように前記各ピエゾ素子を伸縮することを特徴としている（請求項１）。
また、上記目的を達成するために、本発明にかかる傾斜調整機構の制御方法は、上面に傾斜調整対象物が載置されるステージと、前記ステージの下面と接離自在に面接触して前記ステージを支持するバックアップ手段とを備える傾斜調整機構の制御方法において、先端に支持部が設けられた複数のピエゾ素子が伸縮しながら前記支持部により前記ステージを下方から支持して前記ステージの傾きを調整し、少なくとも前記ステージの傾斜調整時には、前記ステージの下面とバックアップ手段とが離間するように前記各ピエゾ素子を伸縮することを特徴としている（請求項１２）。
このような構成とすれば、複数のピエゾ素子が伸縮しながら先端の支持部によりステージを下方から支持してステージの傾きを調整し、少なくともステージの傾斜調整時には、ステージの下面とバックアップ手段とが離間するように各ピエゾ素子を伸縮している。したがって、ピエゾ素子の伸縮によりステージの傾きを調整するときに、バックアップ手段がステージの下面と接触することに起因する摩擦力等の外乱が生じることが一切ないため、滑らかな動作により非常に高精度にステージの傾きを調整できる。また、バックアップ手段がステージの下面と接離自在に面接触してステージを支持しているため、ステージに高加圧力が加えられたとしても、バックアップ手段がステージを下方から面で支持することにより確実にステージを支持することができ、ステージに加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。
また、ステージの傾斜調整時に、ピエゾ素子の伸縮によりステージの下面とバックアップ手段とを離間するため、バックアップ手段によるステージ下面の支持に起因する摩擦力等の外乱は一切生じることがない。したがって、従来のように、高圧エアーなどをステージの下面とバックアップ手段との接触面に供給する必要がないため、ステージ等を焼結金属等の特殊な材質で構成する必要がなく、さらに、ステージ等に特殊な加工を施す必要もないため、装置の製造コストの大幅な抑制を図ることができる。また、ステージの傾斜調整時にエアーを使用しないため、供給されたエアーがステージに作用することによる外乱が発生することがなく、ステージの傾きの調整を高い精度で行うことができる。
また、前記ステージの下面は凸球状に形成され、前記バックアップ手段には、凸球状の前記ステージの下面に摺接可能な球面状凹部が設けられている構成でもよい（請求項２）。
このような構成とすれば、ピエゾ素子の伸縮によりステージの傾きがどのように調整されても、バックアップ手段の球面状凹部が、確実に凸球状のステージの下面に面接触して、ステージを支持することができる。
前記ステージの下面は平面状に形成され、前記バックアップ手段には、球面状凹部が形成された基部と、前記球面状凹部に摺接可能な球面状凸部が形成され、前記球面状凸部が前記球面状凹部に摺接した状態で前記ステージの下面に面接触する受部とが設けられている構成でもよい（請求項３）。
このような構成とすれば、ピエゾ素子の伸縮によりステージの傾きがどのように調整されても、基部の球面状凹部に凸部が摺接した状態でバックアップ手段の受部が、確実に平面状のステージの下面に面接触して、ステージを支持することができる。
また、被加圧物の接触面を中心とした球面軸受けとしてもよい。そうすることで接触時の位置ずれがなくなり、位置精度の向上や接合面の摩擦影響が削減できる。
また、本発明にかかる傾斜調整機構では、ステージの下面とバックアップ手段との間に発生する摩擦力を抑制する手段としてエアーを採用していないため、真空雰囲気中で本発明の傾斜調整機構を使用することができる。そこで、真空チャンバーをさらに備え、前記真空チャンバー内に、前記ステージと、前記バックアップ手段と、前記ピエゾ駆動手段とが配設されている構成でもよい（請求項４）。
このような構成とすれば、例えば、傾斜調整対象物としてプラズマ等により接合面が表面活性化されたウエハーの傾きを調整するときに、真空中でウエハーの傾斜調整を行うことで、ウエハーの接合面の表面活性化状態を長期間にわたって維持可能であるので都合がよい。
また、前記ステージに対向配置されて、前記ステージの傾きを調整することによる前記傾斜調整対象物の傾斜調整における基準傾斜となる基準傾斜対象物を下面に保持するヘッドと、前記ステージの上面と、前記ヘッドの下面とを互いに近接するように移動する移動手段とをさらに備え、前記移動手段は、前記ピエゾ駆動手段が、前記傾斜調整対象物の傾斜を前記基準傾斜対象物の傾斜とぼほ一致させて、前記傾斜調整対象物と前記基準傾斜対象物とをほぼ平行に調整した後に、前記ステージおよび前記ヘッドを近接移動して、前記傾斜調整対象物と前記基準傾斜対象物とを接触させる構成でもよい（請求項５）。
このような構成とすれば、ステージに載置された傾斜調整対象物の傾斜をヘッドの下面に保持された基準傾斜対象物の傾斜とほぼ一致させて、傾斜調整対象物と基準傾斜対象物とをほぼ平行に調整した後に、傾斜調整対象物と基準傾斜対象物とを接触させるため、両対象物の接触時に互いの接触面の傾斜が異なることに起因する位置ずれが生じるのを効果的に防止できる。
また、前記ステージの上面に載置される前記傾斜調整対象物としての被加圧物を加圧する加圧手段をさらに備え、前記各ピエゾ素子は前記バックアップ手段を囲んで配設されて、前記各支持部は前記バックアップ手段による前記ステージ下面の支持位置を囲んで前記ステージを下方から支持し、前記ピエゾ駆動手段は、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧前に、前記ステージの下面と前記バックアップ手段とが離間するように前記各ピエゾ素子を伸縮し、前記加圧手段は、前記ピエゾ駆動手段が前記各ピエゾ素子を前記ステージの下面と前記バックアップ手段とが離間するように伸縮した後に、前記被加圧物を加圧するようにしてもよい（請求項６）。
このような構成とすれば、加圧手段による被加圧物の加圧時に、ステージの下面とバックアップ手段とが離間するように各ピエゾ素子を伸縮するため、ステージは、バックアップ手段によるステージ下面の支持位置を囲んでステージを下方から支持するピエゾ素子により支持されることとなる。したがって、ピエゾ素子により下方からステージが支持された被加圧物の周縁部を重点的に加圧することができる。
また、前記ステージの上面に載置される前記傾斜調整対象物としての被加圧物を加圧する加圧手段をさらに備え、前記各ピエゾ素子は前記バックアップ手段を囲んで配設されて、前記各支持部は前記バックアップ手段による前記ステージ下面の支持位置を囲んで前記ステージを下方から支持し、前記ピエゾ駆動手段は、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧前に、前記支持部による前記ステージの下方からの支持状態を解除するように前記各ピエゾ素子を伸縮し、前記加圧手段は、前記ピエゾ駆動手段が前記各ピエゾ素子を前記ステージの下方からの支持状態を解除するように伸縮した後に、前記被加圧物を加圧するようにしてもよい（請求項７）。
このような構成とすれば、加圧手段による被加圧物の加圧時に、ピエゾ素子の支持部によるステージの下方からの支持状態を解除するように各ピエゾ素子を伸縮するため、ステージは、各ピエゾ素子に囲まれて配設されたバックアップ手段により支持されることとなる。したがって、バックアップ手段により下方からステージが支持された被加圧物の中央部を重点的に加圧することができる。
また、前記ステージの上面に載置される前記傾斜調整対象物としての被加圧物を加圧する加圧手段と、前記各ピエゾ素子への荷重を検出する荷重検出手段と、前記各ピエゾ素子を前記ピエゾ駆動手段が伸縮したときの制御パラメータを予め記憶するピエゾ素子制御パラメータ記憶手段とをさらに備え、前記ピエゾ駆動手段は、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧時に、前記荷重検出手段による前記各ピエゾ素子への荷重の検出値が予め設定した設定値となるように、前記ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段に予め記憶された前記制御パラメータに基づいて前記各ピエゾ素子を伸縮する構成としてもよい（請求項８）。
このような構成とすることで、各荷重検出手段からの出力値を計算することにより荷重中心を求め、ピエゾ素子の駆動であらかじめ指定された荷重中心位置へ調整することができる。また、ピエゾ素子とバックアップ手段で加圧時の荷重を受けることになるので、実際にかけた荷重と各ピエゾ素子の荷重検出値の総和の差がバックアップ手段にかかっている荷重となる。そのため、バックアップ手段の受ける荷重と各ピエゾ素子が受ける荷重の関係から、前述の中べこ状態や中高状態も含めて加圧時の荷重均一状態を制御することが可能となる。
また、前記ステージに対向配置されて、前記被加圧物を下面に保持するヘッドと、前記ステージの上面と、前記ヘッドの下面とを互いに近接するように移動する移動手段と、前記ステージの上面に載置される前記傾斜調整対象物としての被加圧物と、前記ヘッドに保持される前記被加圧物とを加圧する加圧手段と、前記各ピエゾ素子への荷重を検出する荷重検出手段と、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧時に、前記荷重検出手段による前記各ピエゾ素子への荷重の検出値が予め設定した設定値となるように、前記各ピエゾ素子を前記ピエゾ駆動手段が伸縮したときの制御パラメータと、前記移動手段による前記ステージが保持する前記被加圧物と前記ヘッドが保持する被加圧物との接触時に、前記荷重検出手段による前記各ピエゾ素子への荷重の検出値が予め設定した設定値となるように、前記各ピエゾ素子を前記ピエゾ駆動手段が伸縮したときの制御パラメータとを予め記憶するピエゾ素子制御パラメータ記憶手段とさらに備え、前記ピエゾ駆動手段は、前記移動手段による前記被加圧物どうしの接触時と、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧時に、前記ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段にそれぞれ予め記憶された前記接触時と前記加圧時の各制御パラメータに基づいて、前記各ピエゾ素子を伸縮する構成としてもよい（請求項９）。
このような構成とすれば、被加圧物どうしの接触時と被加圧物どうしの加圧時にステージの傾斜度を変更できるので、被加圧物どうしの接触時には、位置ずれを起こさない値（ステージに載置された被加圧物をヘッドが保持する被加圧物と平行）に設定し、加圧時には被加圧物への荷重が均一となる値（バックアップや部材のたわみを矯正した）に設定することで、位置ずれをなくし、かつ、均一な荷重で加圧することができる。
また、被加圧物の接触時にはバックアップ手段をステージから離間させることで被加圧物の接触検知をピエゾ素子下部の荷重検出手段でとることで、接触物から一番近く、抵抗のないところで検出できるため、非常に低荷重領域で高精度に被加圧物どうしの接触を検出することができる。その後、被加圧物どうしの加圧時には、ピエゾ素子を下げてバックアップ手段で加圧手段による高荷重を受ける構成とすることでピエゾ素子だけに頼らない高加圧のもと被加圧物への均一荷重を得ることができる。その場合の加圧力をフィードバックする検出手段としては、加圧手段がサーボである場合は、モータのトルク制御を行えばよく、シリンダである場合は流体の圧力制御を行えばよい。但し、被加圧物との間には軸受けや封止Ｏリングなどの抵抗が存在するため、接触時のような微少な圧力制御は期待できない。ステージの上面に載置された被加圧物を全面にわたって均一に加圧できる。
また、上記第２の目的を達成するために、本発明にかかる傾斜調整機構は、下面に傾斜調整対象物が設置されるヘッドと、前記ヘッドの上面と接離自在に面接触して前記ヘッドを支持するバックアップ手段と、先端に支持部が設けられた複数のピエゾ素子を有し、前記各ピエゾ素子が伸縮しながら前記支持部により前記ヘッドを上方から支持して前記ヘッドの傾きを調整するピエゾ駆動手段とを備え、前記ピエゾ駆動手段は、少なくとも前記ヘッドの傾斜調整時には、前記ヘッドの上面とバックアップ手段とが離間するように前記各ピエゾ素子を伸縮することを特徴としている（請求項１０）。
このような構成とすれば、複数のピエゾ素子が伸縮しながら先端の支持部によりヘッドを上方から支持してヘッドの傾きを調整し、少なくともヘッドの傾斜調整時には、ヘッドの上面とバックアップ手段とが離間するように各ピエゾ素子を伸縮している。したがって、ピエゾ素子の伸縮によりヘッドの傾きを調整するときに、バックアップ手段がヘッドの上面と接触することに起因する摩擦力等の外乱が生じることが一切ないため、滑らかな動作により非常に高精度にヘッドの傾きを調整できる。また、バックアップ手段がヘッドの上面と接離自在に面接触してヘッドを支持しているため、ヘッドに下方から高加圧力が加えられたとしても、バックアップ手段がヘッドを上方から面で支持することにより確実にヘッドを支持することができ、ヘッドに加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。
また、ヘッドの傾斜調整時に、ピエゾ素子の伸縮によりヘッドの上面とバックアップ手段とを離間するため、バックアップ手段によるヘッド上面の支持に起因する摩擦力等の外乱は一切生じることがない。したがって、従来のように、高圧エアーなどをヘッドの上面とバックアップ手段との接触面に供給する必要がないため、ヘッド等を焼結金属等の特殊な材質で構成する必要がなく、さらに、ヘッド等に特殊な加工を施す必要もないため、装置の製造コストの大幅な抑制を図ることができる。また、ヘッドの傾斜調整時にエアーを使用しないため、供給されたエアーがヘッドに作用することによる外乱が発生することがなく、ヘッドの傾きの調整を高い精度で行うことができる。
また、前記ヘッドに対向配置されて、前記ヘッドの傾きを調整することによる前記傾斜調整対象物の傾斜調整における基準傾斜となる基準傾斜対象物を上面に保持するステージと、前記ヘッドの下面と、前記ステージの上面とを互いに近接するように移動する移動手段とをさらに備え、前記移動手段は、前記ピエゾ駆動手段が、前記傾斜調整対象物の傾斜を前記基準傾斜対象物の傾斜とぼほ一致させて、前記傾斜調整対象物と前記基準傾斜対象物とをほぼ平行に調整した後に、前記ヘッドおよび前記ステージを近接移動して、前記傾斜調整対象物と前記基準傾斜対象物とを接触させるようにしてもよい（請求項１１）。
このような構成とすれば、ヘッドに設置された傾斜調整対象物の傾斜をステージの上面に保持された基準傾斜対象物の傾斜とほぼ一致させて、傾斜調整対象物と基準傾斜対象物とをほぼ平行に調整した後に、傾斜調整対象物と基準傾斜対象物とを接触させるため、両対象物の接触時に互いの接触面の傾斜が異なることに起因する位置ずれが生じるのを効果的に防止できる。
請求項１、１２に記載の発明によれば、少なくともステージの傾斜調整時には、ステージの下面とバックアップ手段とが離間するように各ピエゾ素子を伸縮するため、ピエゾ素子の伸縮によりステージの傾きを調整するときに、バックアップ手段がステージの下面と接触することに起因する摩擦力等の外乱が生じることが一切ないので、滑らかな動作により非常に高精度にステージの傾きを調整できる。また、バックアップ手段がステージの下面と接離自在に面接触してステージを支持しているため、ステージに高加圧力が加えられたとしても、バックアップ手段がステージを下方から面で支持することにより確実にステージを支持することができ、ステージに加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、ピエゾ素子の伸縮によりステージの傾きがどのように調整されても、バックアップ手段の球面状凹部が、確実に凸球状のステージの下面に面接触して、ステージを支持することができる。
請求項３に記載の発明によれば、ピエゾ素子の伸縮によりステージの傾きがどのように調整されても、基部の球面状凹部に球面状凸部が摺接した状態でバックアップ手段の受部が、確実に平面状のステージの下面に面接触して、ステージを支持することができる。
請求項４に記載の発明によれば、例えば、傾斜調整対象物としてプラズマ等により接合面が表面活性化されたウエハーの傾きを調整するときに、真空中でウエハーの傾斜調整を行うことで、ウエハーの接合面の表面活性化状態を長期間にわたって維持可能であるので都合がよい。
請求項５の記載の発明によれば、ステージに載置された傾斜調整対象物の傾斜をヘッドの下面に保持された基準傾斜対象物の傾斜とほぼ一致させて、傾斜調整対象物と基準傾斜対象物とをほぼ平行に調整した後に、傾斜調整対象物と基準傾斜対象物とを接触させるため、両対象物の接触時に互いの接触面の傾斜が異なることに起因する位置ずれが生じるのを効果的に防止できる。
請求項６に記載の発明によれば、加圧手段による被加圧物の加圧時に、ステージの下面とバックアップ手段とが離間するように各ピエゾ素子を伸縮するため、ステージは、バックアップ手段によるステージ下面の支持位置を囲んでステージを下方から支持するピエゾ素子により支持されることとなる。したがって、ピエゾ素子により下方からステージが支持された被加圧物の周縁部を重点的に加圧することができる。
請求項７に記載の発明によれば、加圧手段による被加圧物の加圧時に、ピエゾ素子の支持部によるステージの下方からの支持状態を解除するように各ピエゾ素子を伸縮するため、ステージは、各ピエゾ素子に囲まれて配設されたバックアップ手段により支持されることとなる。したがって、バックアップ手段により下方からステージが支持された被加圧物の中央部を重点的に加圧することができる。
請求項８に記載の発明によれば、各荷重検出手段からの出力値を計算することにより荷重中心を求め、ピエゾ素子の駆動であらかじめ指定された荷重中心位置へ調整することができる。また、ピエゾ素子とバックアップ手段で加圧時の荷重を受けることになるので、実際にかけた荷重と各ピエゾ素子の荷重検出値の総和の差がバックアップ手段にかかっている荷重となる。そのため、バックアップ手段の受ける荷重と各ピエゾ素子が受ける荷重の関係から、前述の中べこ状態や中高状態も含めて加圧時の荷重均一状態を制御することが可能となる。
請求項９に記載の発明によれば、被加圧物どうしの接触時と被加圧物どうしの加圧時にステージの傾斜度を変更できるので、被加圧物どうしの接触時には、位置ずれを起こさない値（ステージに載置された被加圧物をヘッドが保持する被加圧物と平行）に設定し、加圧時には被加圧物への荷重が均一となる値（バックアップや部材のたわみを矯正した）に設定することで、位置ずれをなくし、かつ、均一な荷重で加圧することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、少なくともヘッドの傾斜調整時には、ヘッドの上面とバックアップ手段とが離間するように各ピエゾ素子を伸縮するため、ピエゾ素子の伸縮によりヘッドの傾きを調整するときに、バックアップ手段がヘッドの上面と接触することに起因する摩擦力等の外乱が生じることが一切ないので、滑らかな動作により非常に高精度にヘッドの傾きを調整できる。また、バックアップ手段がヘッドの上面と接離自在に面接触してヘッドを支持しているため、ヘッドに下方から高加圧力が加えられたとしても、バックアップ手段がヘッドを上方から面で支持することにより確実にヘッドを支持することができ、ヘッドに加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。
請求項１１に記載の発明によれば、ヘッドに設置された傾斜調整対象物の傾斜をステージの上面に保持された基準傾斜対象物の傾斜とほぼ一致させて、傾斜調整対象物と基準傾斜対象物とをほぼ平行に調整した後に、傾斜調整対象物と基準傾斜対象物とを接触させるため、両対象物の接触時に互いの接触面の傾斜が異なることに起因する位置ずれが生じるのを効果的に防止できる。
＜第１実施形態＞
本発明の傾斜調整機構の第１実施形態である平面調整機構２を備えるナノインプリント装置１について図１を参照して説明する。図１はナノインプリント装置１の構成を示す図である。図１に示すナノインプリント装置１は、ＳｉＯ２などにより構成される原板（本発明の「基準傾斜対象物」、「被加圧物」に相当）Ｍにリソグラフィ法により形成された凹凸パターンを、基板（本発明の「傾斜調整対象物」、「被加圧物」に相当）Ｓ上に塗布された紫外線硬化型樹脂液層からなる転写液層にインプリントするものであり、ステージ２１の上面に基板Ｓが載置される平面調整機構（本発明の「傾斜調整機構」に相当）２と、原板Ｍおよび基板Ｓのそれぞれに形成されたアライメントマークＡＬを同時に読取り可能な認識手段３と、認識手段３による原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬの読取りに基づいて原板Ｍと基板Ｓとをアライメントするアライメント手段４と、モニタ８ａを備え、平面調整機構２、認識手段３およびアライメント手段４の駆動制御を行うコントローラ（本発明の「ピエゾ駆動手段」に相当）８とを備えている。
また、平面調整機構２はナノインプリント装置１が備える真空チャンバー５内に配設されており、真空ポンプ６により真空チャンバー５内を真空引きすることにより、原板Ｍの凹凸パターンの基板Ｓの転写液層へのインプリントを真空中で行うことができる。また、真空チャンバー５の上部にはガラス窓７が設けられており、認識手段３はガラス窓７を介して原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを読取ったり、ガラス窓７を介して基板Ｓに塗布された紫外線硬化型樹脂液層に紫外光を照射することができる。また、真空チャンバー５内のガラス窓７の下部に、原板Ｍ、基板Ｓやその他の部品などを保持可能に、図示省略された静電チャック、機械式チャック、バイスなどの保持機構（本発明の「ヘッド」に相当）が設けられている。そして、この保持機構に、原板Ｍの代わりに基板Ｓまたはその他の部品を保持することで、ナノインプリント装置１を、平面調整機構２が有するステージ２１に載置された基板Ｓと、保持機構に保持された基板Ｓまたは部品との接合装置として使用することもできる。また、後述するように、保持機構に保持された原板Ｍまたは基板Ｓ、その他の部品と、ステージ２１上の基板Ｓとは、ステージ２１を上方に移動することで接触し、ステージ２１とガラス窓７下部の保持機構により挟持されて加圧される。したがって、ガラス窓７は、保持機構に保持された原板Ｍなどを、上面側から支持可能に硬質ガラスにより構成されている。
認識手段３は、Ｘ−Ｙ方向および焦点方向であるＺ方向に移動可能なカメラテーブル３１と、紫外線光源３２ａからの紫外光をガラス窓７およびＳｉＯ２で構成された原板Ｍを介して基板Ｓに導光して照射するファイバーレンズ３２と、ガラス窓７を介して原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを同時に読取り可能にＣＣＤなどにより構成されるカメラ３３とを備えている。また、ファイバーレンズ３２とカメラ３３とはカメラテーブル３１に設置されており、コントローラ８からの制御指令に基づくカメラテーブル３１のＸ−Ｙ方向およびＺ方向への移動により、ファイバーレンズ３２およびカメラ３３はガラス窓７の上方に選択的に配置されて、基板Ｓに紫外光を照射したり、原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを同時に読取ることができる。
アライメント手段４は、ピエゾ素子等により構成されてナノメートル単位での位置制御が可能なＸ−Ｙテーブル４１と、一端が圧力センサ４２を介してＸ−Ｙテーブル４１に取り付けられて他端が真空チャンバー５外に導出されたＺ軸４３と、Ｚ軸４３をガイドするＺ軸ガイド４４ａを有し、Ｚ軸４３をθ（回転）方向に回転可能なθ軸４４と、ボールねじ４５ａを介してＺ軸４３をＹ方向へ昇降制御可能でありコントローラ８により制御されるサーボ機構４５とを備えている。なお、Ｚ軸４３の他端は、Ｏリング（図示省略）を介して真空チャンバー５の外へ導出されているため、真空チャンバー５内の雰囲気と外気とは確実に遮断される。また、サーボ機構４５によりＺ軸４３が上方に移動制御されて、Ｘ−Ｙテーブル４１に設置された平面調整機構２のステージ２１上に載置された基板Ｓが原板Ｍに接触したことを、圧力センサ４２により検出できるとともに、圧力センサ４２の出力がコントローラ８にフィードバックされる。そして、コントローラ８は圧力センサ４２の出力を利用してＺ軸４３を昇降制御することにより基板Ｓの原板Ｍに対する加圧力を制御できる。以上のようにコントローラ８、Ｚ軸４３、サーボ機構４５は本発明の「加圧手段」、「移動手段」として機能している。
また、同軸光源３３ａからの光が照射された原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬがカメラ３３により同時に読取られることにより得た位置情報がコントローラ８にフィードバックされて、コントローラ８はカメラ３３により得た位置情報を利用して原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬの相対的な位置誤差を導出し、この位置誤差に基づいてアライメント手段４のＸ−Ｙテーブル４１およびθ軸４４を駆動することにより原板Ｍと基板Ｓとのアライメントを高精度に行うことができる。
なお、コントローラ８はカメラ３３により得た原板Ｍおよび基板Ｓのアライメントマーク画像にベクトル相関法による画像処理を施すことにより、それぞれのアライメントマーク画像を検出している。このような構成とすれば、原板Ｍおよび基板Ｓの両アライメントマークＡＬがカメラ３３の被写界深度内にない場合に、カメラ３３により撮像された両アライメントマーク画像にぼけが生じた場合であっても、それぞれのアライメントマーク画像の濃淡をベクトル表示することにより、両アライメントマーク画像からアライメントマークの形状を精度よく検出できる。
次に、平面調整機構２について図２も参照して説明する。図２はナノインプリント装置１の要部拡大図であって平面調整機構２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。同図に示すように、平面調整機構２は、図示省略されたヒータを備え、静電チャックや機械チャックなどが設けられて基板Ｓを上面に載置して保持可能に構成されたステージ２１と、ステージ２１の下面に形成された凸球状の半球体２２と、半球体２２に摺接可能に形成されて半球体２２を接離自在に面接触して支持する球面軸受２３と、ステージ２１を先端の支持部２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１で下方から支持し、ステージ２１を下面側から伸縮することで押圧してステージ２１の傾きを調整する３個の圧電素子（ピエゾ素子）２４ａ，２４ｂ，２４ｃ（本発明の「ピエゾ駆動手段」に相当）と、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃそれぞれの下方に配設され、各圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃへの荷重を検出することによりステージ２１への荷重を検出可能な圧力センサ（本発明の「荷重検出手段」に相当）２５とを備えている。図２に示すように、各圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、球面軸受２３を囲んで配設されて、各支持部２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１は球面軸受２３によるステージ２１の支持位置（半球体２２）を囲んでステージ２１を下方から支持するように構成されている。このような構成とすれば、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮によりステージ２１の傾きがどのように調整されても、球面軸受２３が、確実に凸球状のステージ２１の下面（半球体２２）に面接触して、ステージ２１を支持することができる。
また、平面調整機構２は、基板Ｓおよび原板Ｍの加圧時に圧力センサ２５の出力を利用して圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを伸縮制御することで、ステージ２１と原板Ｍとの間の加圧時の平行度調整を行うことができる。すなわち、まず、サーボ機構４５を駆動して、圧力センサ４２によりステージ２１と原板Ｍとの接地が検出されるまでＺ軸４３を上方に移動する。そして、半球体２２が球面軸受２３を摺接することによるステージ２１と原板Ｍとの倣いが完了した後、さらに、３つの圧力センサ２５の出力がほぼ同じ値となるようにコントローラ８により圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮制御を行うことで、原板Ｍとステージ２１との加圧時の平行度を高精度に調整できる。このように、原板Ｍとステージ２１との平行度を調整することで、図３に示すように、ステージ２１に載置された基板Ｓを原板Ｍに対して、全面にわたって均一に加圧できる。なお、図３は基板Ｓの全面が均一に加圧されている状態（以下、「均一加圧状態」と称する）を示す図である。
なお、ステージ２１に載置された基板Ｓと、原板Ｍとを接触させる前に、後で詳細に説明するステージ２１の傾斜調整を行うことにより、ステージ２１上の基板Ｓおよび原板Ｍそれぞれの接触面の傾きを高精度に調整して一致させるのが、基板Ｓと原板Ｍとの接触時に生じる位置ずれを防止するのに望ましい。また、基板Ｓおよび原板Ｍの加圧時には、半球体２２と球面軸受２３との接触面に摩擦力が生じている。しかしながら、サーボ機構４５を利用したコントローラ８による基板Ｓおよ原板Ｍの加圧時に、ステージ２１に生じるモーメントと、コントローラ８による圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮制御によるステージ２１への押圧力とにより、半球体２２は球面軸受２３に摺接することができる。
次に、図４を参照して平面調整機構２の制御方法の一例について説明する。図４は主に基板Ｓの中央部が加圧されている状態（以下、「中高状態」と称する）を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。同図に示すように、Ｚ軸４３を上方に移動することによるステージ２１に載置された基板Ｓと原板Ｍとの加圧時に、コントローラ８からの制御指令より、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを縮むように駆動制御して各支持部２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１によるステージ２１の下方からの支持状態を解除することで、球面軸受２３によりステージ２１（半球体２２）が支持された基板Ｓの中央部を重点的に加圧することができる。このような構成とすれば、中央部に溜まった空気が基板Ｓの周縁部側へ押し出されるため、特に、基板中央部付近にボイドが発生するのを防止できる。
次に、図５を参照して平面調整機構２の制御方法の他の例について説明する。図５は基板Ｓの主に周縁部が加圧されている状態（以下、「中べこ状態」と称する）を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。Ｚ軸４３を上方に移動することによるステージ２１に載置された基板Ｓと原板Ｍとの加圧時に、同図に示すように、コントローラ８からの制御指令より、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃが伸びるように駆動制御してステージ２１の下面（半球体２２）と球面軸受２３とを離間させることで、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃによりステージ２１が支持された基板Ｓの周縁部を重点的に加圧することができる。このような構成とすれば、例えば、周縁部に雰囲気封止用の枠体を形成した基板Ｓと、原板Ｍの代わりにステージ２１の上方の保持機構に保持された蓋となる基板Ｓとを接合することにより、両基板Ｓ間の枠体に囲まれた部分に任意の雰囲気を封止するときに、基板Ｓの周縁部を重点的に加圧できるため、枠体と蓋となる基板Ｓとを良好に接合できる。
なお、基板Ｓおよび原板Ｍを均一加圧状態とするには、中べこ状態と中高状態とのほぼ中間の伸縮状態となるように圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを伸縮制御すればよい。従来では、基板Ｓと原板Ｍとの接触時にステージ２１の傾きを固定して、この傾きを維持した状態で基板Ｓを加圧していた。そのため、基板Ｓおよび原板Ｍに対する加圧状態を修正することができず、基板Ｓおよび原板Ｍに加圧状態は、基板Ｓの研磨状態や、ステージ２１等の製造精度に依存し、均一加圧状態とするのが難しく、技術の改善が求められていた。しかしながら、上記した構成によれば、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮量を定量化してコントローラ８により制御することにより、中べこ状態にも中高状態にも調整でき、これにより初めて中べこ状態および中高状態の中間状態である均一加圧状態を実現することができる。このように、基板Ｓ等の加圧時に圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮量を調整することで容易に基板Ｓ等の加圧状態を調整することができる。
また、後述するように、基板Ｓどうしや、基板Ｓと原板Ｍとの接触時の平行度、すなわち、基板Ｓ、原板Ｍおよびステージ２１などの傾きと、高加圧時の基板Ｓなどの平行度（傾き）とは、加圧時に生じる装置のたわみなどを原因として、微妙に異なるものとなる。そこで、上記したように、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮量を定量的に制御することで、均一加圧状態のみならず、中べこ状態または中高状態にすることもできる。
また、後述するように、基板Ｓどうしや、基板Ｓと原板Ｍとの接触時に、これらの基板Ｓどうし、または基板Ｓと原板Ｍとが位置ずれしないように、これらの接触面の平行度（傾き）を合わせた状態で接触させるときに、半球体２２と球面軸受２３とが離間して隙間が空いた状態としてよい。そして、均一加圧状態を維持しながら加圧力を増大させつつ、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを縮めることにより半球体２２と球面軸受２３とを接触させて、さらに加圧力を増大させる。すると、基板Ｓどうし、または基板Ｓと原板Ｍとの接触面の平行度は維持された状態、すなわち、接触面において滑りなどを原因とする位置ずれが生じていない状態で、高加圧力により生じる装置のたわみなどに起因して、ステージ２１の傾きが変化するが、均一加圧状態は維持される。このような均一加圧状態は、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、半球体２２および球面軸受２３の軸受動作とがバランスよく機能することにより実現される。そして、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを長（高）くすれば中べこ状態となり、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃが短（低）くすれば中高状態となる。
次に、図６ないし図８を参照して、このナノインプリント装置１を、ガラス窓７の下部に設けられた保持機構に原板Ｍの代わりに基板Ｓまたはその他の部品を保持して、この基板Ｓまたはその他の部品とステージ２１に載置された基板Ｓとの接合装置として使用するときの一例について説明する。図６ないし図８は基板Ｓを全面にわたって均一に加圧する方法の一例を示す図であって、それぞれ異なる状態を示す図である。なお、ガラス窓７とステージ２１との平行度には少しずれが生じており、これらの図面ではこのずれを模式的に表している。
図６に示すように、少なくともステージ２１の傾斜調整時には、コントローラ８の駆動信号により、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮制御を行って半球体２２を球面軸受２３から浮かせて離間した状態でステージ２１の傾きを調整することで、ステージ２１に載置された基板Ｓと、ガラス窓７の下部に設けられた保持機構に保持された基板Ｓとの平行度を調整する。これは、半球体２２と球面軸受２３とが離間した状態で、上記したステージ２１とガラス窓７とを接触する手法によるステージ２１とガラス窓７の下部に配置された保持機構との平行度調整を事前に行い、ステージ２１とガラス窓７との平行度が調整されたときの圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの長さを予め計測して、その制御パラメータ（本発明の「被加圧物どうしの接触時の予め設定した設定値」に相当）をコントローラ８が備えるメモリなどの記憶手段に記憶しておき、この記憶した値を利用することで、基板Ｓが載置されたステージ２１と、基板Ｓまたは部品が保持されたガラス窓７下部の保持機構との平行度を調整できる。また、渦電流センサ等の変位センサを利用して、ステージ２１の傾斜調整を行ってもよい。
次に、図７に示すように、ステージ２１を上方に移動して、ステージ２１に載置された基板Ｓと、ガラス窓７の下部に設けられた保持機構に保持された基板Ｓとを接触させ、該接触状態のまま、ステージ２１をさらに上方に移動して加圧力を徐々に増大しつつ、半球体２２と球面軸受２３とが接触するように圧電素子を縮める制御を行う。このとき、接触した両基板Ｓは接触面に働く静止摩擦力により位置ずれすることはない。
このような構成とすれば、ステージ２１に載置された基板Ｓの傾斜を、ガラス窓７の下部に設けられた保持機構に保持された基板Ｓの傾斜とほぼ一致させて、両基板Ｓの接触面をほぼ平行に調整した後に、両基板Ｓを接触させるため、両基板の接触時に互いの接触面の傾斜が異なることに起因する位置ずれが生じるのを効果的に防止できる。
そして、図８に示すように、半球体２２と球面軸受２３とが接触すれば、Ｚ軸４３（ステージ２１）の駆動制御を、上方への位置（移動）制御から、圧力センサ４２の出力値に基づく圧力制御に切換え、両基板Ｓを任意の圧力で加圧しながら、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃをさらに縮める制御を行う。このような構成とすれば、ステージ２１は半球体２２を介して球面軸受２３に支持された状態となり、この球面軸受２３が半球体２２を安
定した状態で支持できるように、球面軸受２３によるステージ２１（半球体２２）の支持方向が、加圧力の方向とほぼ反対の方向となるように自然にステージ２１の傾きは変化する。すなわち、高加圧力によりガラス窓７などにたわみが生じることで、加圧力の方向と、ステージ２１の基板載置面とがほぼ直交する方向となるようにステージ２１の傾きが変化し、図６に示す例とは対照的に、ガラス窓７下部の保持機構側の平行度がステージ２１に倣うこととなる。したがって、ステージ２１および保持機構に保持された両基板Ｓの接触時のステージ２１およびガラス窓７下部の保持機構側の傾きと（図６参照）、高加圧時のステージ２１およびガラス窓７下部の保持機構側の傾きとが異なることとなり（図８参照）、このように接触時および高加圧時のステージ２１等の傾きを異ならせることで、両基板Ｓを該両基板Ｓの接触面にほぼ直交する方向から均一に加圧することができる。
換言すれば、平面調整機構２は、ステージ２１やガラス窓７などにひずみが生じる程度の圧力が両基板Ｓに加わらないときは、半球体２２、球面軸受２３および圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを利用してステージ２１の平行度をガラス窓７、すなわち保持機構に保持された基板Ｓ側に合わせる制御を行う。一方、平面調整機構２は、ステージ２１やガラス窓７などにひずみが生じる程度の高い圧力が両基板Ｓに加わるときは、上記したように、これらのひずみを利用してガラス窓７下部の保持機構側の平行度をステージ２１に合わせる制御を行うことで、両基板Ｓの接触時から、両基板Ｓを高加圧力で加圧するまで、常に良好に両基板Ｓを加圧できる。なお、図６に示す両基板Ｓの接触時の状態から、ステージ２１およびガラス窓７下部の保持機構側の傾きを維持した状態で両基板Ｓに高加圧力を加えた場合には、両基板Ｓへの加圧力の方向と、両基板Ｓの接触面の傾きとがほぼ直交する方向とならないため、加圧時に両基板Ｓ間で位置ずれを生じるおそれがある。しかしながら、上記した制御を行うことで、両基板Ｓの加圧時に、両基板Ｓ間で位置ずれが生じるのを確実に防止できる。
なお、高加圧時に、図２を参照して説明したように、圧力センサ２５の出力値を利用して、均一加圧状態となるように圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを伸縮制御してよい。また、高加圧時に両基板Ｓを全面にわたって均一に加圧しているときの圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの長さを予め計測して、その制御パラメータをコントローラ８が備えるメモリなどの記憶手段に記憶しておき、図６に示す両基板Ｓの接触時の状態から高加圧状態に移行するときに、記憶手段に記憶された圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの長さ（制御パラメータ）を用いて、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮制御を行ってもよい。すなわち、高加圧時にすべての圧力センサ２５の出力値が同一、換言すれば、両基板Ｓを全面にわたって均一に加圧している状態となるように、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮制御を行う。次に、すべての圧力センサ２５の出力値がほぼ同一となったときの圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃとなるときの、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの制御パラメータ（本発明の「被加圧物の加圧時の予め設定した設定値」に相当）をコントローラ８が備えるメモリなどの記憶手段に予め記憶する。
そして、図６に示す両基板Ｓの接触時の状態から、両基板Ｓの高加圧状態に移行するときに、記憶手段に記憶した値を利用して圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの長さを制御することにより、両基板Ｓの接触時および高加圧時のステージ２１等の傾きを異ならせることができる。このような構成とすれば、両基板Ｓの接触時から、両基板Ｓを高加圧力で加圧するまで、常に良好に両基板Ｓを加圧できる。なお、両基板Ｓの接触時の状態から高加圧状態に移行するときに、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの長さを記憶手段に記憶された長さへとステップ状に変化させてもよい。このような構成としても、両基板Ｓ間に働く静止摩擦力により、両基板Ｓ間にずれが生じることはなく、両基板Ｓを全面にわたって均一に加圧できる。このような構成としても、基板Ｓ等を全面にわたって均一に加圧できる。以上のように、コントローラ８が本発明の「ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段」として機能している。
以上のように、平面調整機構２による傾斜調整により接触面が平行となるようにステージ２１の傾斜を調整して基板Ｓどうしを接触させ、その後の高加圧時では、圧力センサ２５の出力値を利用する等の方法で、両基板Ｓが均一加圧状態となるようにステージ２１の傾斜調整を行うことにより、高位置精度で、さらに、高加圧に起因する位置ずれを生じさせることなく、基板Ｓどうしを接合できる。このように、両基板Ｓの接触時と、両基板Ｓの高加圧時とで、それぞれ最適な傾斜となるようにステージ２１の傾斜を調整することにより、両基板Ｓの接合を高精度に行う構成は、従来の構成では成し得なかった画期的なものである。なお、上記した例では、基板Ｓどうしの接合を例に挙げて説明したが、基板Ｓにチップなどの部品を実装するときや、基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲに原板Ｍが有す凹凸パターンＰをインプリントするときにも、この方法でステージ２１の傾斜調整を行うことで、高精度な実装またはインプリントを行うことができる。
次に、図９ないし図１２を参照して、ナノインプリント装置１により、大判の基板Ｓに原板の凹凸パターンを連続的に転写するときの一例について図１も参照して説明する。図９は基板Ｓに形成された転写液層ＵＶＲに原板Ｍの凹凸パターンを連続的に転写する状態を示す図である。また、図１０は基板Ｓを移動するＸ−Ｙ粗動テーブル９の構成を示す図である。また、図１１および図１２はナノインプリント装置１の要部拡大図であって、特にＸ−Ｙ粗動テーブル９の構成を示し、それぞれ異なる状態を示す図である。
本実施形態のナノインプリント装置１は、ステージ２１および基板受２６に載置された基板ＳをＸ−Ｙ粗動テーブル９により粗く移動することで、大判の基板Ｓに塗布などして形成された転写液層ＵＶＲの所定の少領域ＳＡに原板Ｍの凹凸パターンを連続して転写（インプリント）できる。図１０に示すように、Ｘ−Ｙ粗動テーブル９は、Ｘ軸９１と、Ｘ軸９１に沿って移動可能に、Ｘ軸９１にほぼ直交して設けられたＹ軸９２と、Ｙ軸９２に沿って移動可能に設けられた基板支持部９３とを備えている。このような構成とすれば、図１１に示すように、ステージ２１および基板受２６に載置された基板Ｓを、Ｙ軸９２をＸ軸９１に沿って移動することによりＸ方向に移動することができ、基板支持部９３をＹ軸９２に沿って移動することによりＹ方向に移動することができる。
また、Ｘ−Ｙ粗動テーブル９は基板Ｓをステージ２１に接触した状態で基板Ｓを移動させ、基板Ｓの移動後はアライメント移動するステージ２１に接触配置している。また。基板Ｓは粗動テーブル９の基板支持部９３（基板保持治具）により移動されるが、治具９３は基板Ｓより多少大きめに構成されたガイドとなっており、基板Ｓの移動後に治具位置を微小移動することにより、基板Ｓと粗動テーブル９との間に隙間を作り、基板Ｓをアライメントするための微小移動を行うことができるようにしている。
したがって、図１１に示すように、コントローラ８から制御指令を与えることでＸ−Ｙ粗動テーブル９を駆動して、基板Ｓ上に形成された転写液層ＵＶＲの全領域のうち、原板Ｍの凹凸パターンを転写したい領域がステージ２１の上に位置するように基板Ｓを粗く動かすことができる。次に、アライメント手段４を駆動して、原板Ｍと基板Ｓとの高精度アライメントを行うことで、基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲに原板Ｍの凹凸パターンを高い位置精度で転写できる。そして、図１２に示すように、Ｘ−Ｙ粗動テーブル９の駆動により基板Ｓを移動してアライメント手段４による高精度アライメントを行った後に、原板Ｍの凹凸パターンの転写液層ＵＶＲへの転写を繰返すことで、基板Ｓの転写液層ＵＶＲに連続して原板Ｍの転写液層ＵＶＲへ凹凸パターンを転写できる。
１．インプリント方法の一例
次に、図１３および図１４を参照して、インプリント方法の一例について説明する。図１３はインプリント方法の一例を示す図である。また、図１４は図１３に示すインプリント方法を示す図であり、（ａ）ないし（ｄ）はそれぞれ異なる状態を示す。図１３に示すように、このインプリント方法の一例では、基板Ｓ上に紫外光により硬化する光硬化型樹脂が塗布されて形成された一層構造の転写液層ＵＶＲに、原板Ｍが有する凹凸パターンＰをインプリントするように構成されている。この転写液層ＵＶＲは、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ウレタンアクリレート系などの種々の光硬化型樹脂により形成することができる。
図１４（ａ）に示すように、まず、原板Ｍの凹凸パターンＰと基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲとが接触しない状態でＸ−Ｙ粗動テーブル９を駆動して、原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを認識手段３で読取ることにより粗いアライメントを行う。そして、同図（ｂ）に示すように、Ｚ軸４３を上方に移動して、原板Ｍの凹凸パターンＰと転写液層ＵＶＲとを接触させる。
次に、図１４（ｃ）に示すように、原板Ｍの凹凸パターンＰ面が基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲに接触した状態でアライメント手段４を駆動して、原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを認識手段３により同時に読取ることにより高精度アライメントを行う。そして、同図（ｄ）に示すように、Ｚ軸４３をさらに上方に移動して任意の加圧力で基板Ｓを原板Ｍへ押付けるとともに、カメラテーブル３１を駆動することにより、ファイバーレンズ３２をガラス窓７の上方に配置する。続いて、転写液層ＵＶＲの全領域のうち、ＳｉＯ２により構成される原板Ｍが接触する領域に部分的に紫外光が照射される。これにより、転写液層ＵＶＲのうち、原板Ｍの凹凸パターンＰが接触している部分が硬化して、当該部分への凹凸パターンＰのインプリントが完了する。
このような構成とすれば、原板Ｍの凹凸パターンＰ面が基板Ｓ上に塗布された転写液層ＵＶＲに接触した状態で、原板Ｍおよび基板Ｓのそれぞれに形成されたアライメントマークＡＬを認識手段３により同時に読取ることにより原板Ｍと基板Ｓとのアライメントを行っているため、従来のように原板Ｍおよび基板Ｓに対して特殊な加工を施さなくとも、原板Ｍが有する凹凸パターンＰを容易にかつ高い位置精度で基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲにインプリントできる。しかも、認識手段３により原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを読取ることで、原板Ｍと基板Ｓとのアライメントを行っているため、原板Ｍおよび基板Ｓにアライメントに伴う破損が生じるおそれがない。
また、上記したインプリント方法の一例の構成とすれば、転写液層ＵＶＲを樹脂液層により構成しているので、原板Ｍの凹凸パターンＰがインプリントされた当該樹脂液層（転写液層ＵＶＲ）をマスクとして基板Ｓに回路パターンと容易に形成できる。
また、上記したインプリント方法の一例の構成とすれば、光硬化型樹脂は粘性が低いものが多く、粘性の低い光硬化型樹脂を転写液層ＵＶＲとすることで、原板Ｍの凹凸パターンＰ面が基板Ｓ上に塗布された転写液層ＵＶＲに接触した状態で、原板Ｍと基板Ｓとのアライメントを容易に行うことができる。
２．インプリント方法の他の例
次に、図１５および図１６を参照して、インプリント方法の他の例について説明する。図１５はインプリント方法の他の例を示す図である。また、図１６は図１５に示すインプリント方法を示す図であり、（ａ）ないし（ｄ）はそれぞれ異なる状態を示す。図１５に示すように、このインプリント方法の他の例が、上記したインプリント方法の一例と異なる点は、紫外光により硬化する光硬化型樹脂が塗布されて形成された基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲが、ベース液層ＢＲを下層とし、ベース液層ＢＲよりも粘性の低い潤滑液層ＬＲを上層とする２層構造である点である。そして、このように２層構造に構成された転写液層ＵＶＲに原板Ｍが有する凹凸パターンＰがインプリントされるように構成されている。
図１６（ａ）に示すように、まず、原板Ｍの凹凸パターンＰと基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲとが接触しない状態でＸ−Ｙ粗動テーブル９を駆動して、原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを認識手段３で読取ることにより、原板Ｍと基板Ｓとの粗いアライメントを行う。そして、同図（ｂ）に示すように、Ｚ軸４３を上方に移動して、原板Ｍの凹凸パターンＰと潤滑液層ＬＲ（転写液層ＵＶＲ）とを接触させる。
次に、図１６（ｃ）に示すように、原板Ｍの凹凸パターンＰ面が基板Ｓ上の潤滑液層ＬＲに接触した状態でアライメント手段４を駆動して、原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを認識手段３により同時に読取ることにより、原板Ｍと基板Ｓとの高精度アライメントを行う。そして、同図（ｄ）に示すように、Ｚ軸４３をさらに上方に移動して任意の加圧力で基板Ｓを、原板Ｍの凹凸パターンＰがベース液層ＢＲに接触するように原板Ｍへ押付けるとともに、カメラテーブル３１を駆動することにより、ファイバーレンズ３２をガラス窓７の上方に配置する。続いて、転写液層ＵＶＲのうち、ＳｉＯ２により構成される原板Ｍの位置へ部分的に紫外光が照射される。これにより、転写液層ＵＶＲのうち、原板Ｍの凹凸パターンＰが接触している部分が硬化して、当該部分への凹凸パターンＰのインプリントが完了する。そして、同図（ｄ）に示すように、Ｚ軸４３をさらに上方に移動して任意の加圧力で基板Ｓを原板Ｍへ押付けるとともに、カメラテーブル３１を駆動することにより、ファイバーレンズ３２をガラス窓７の上方に配置する。続いて、転写液層ＵＶＲの全領域のうち、ＳｉＯ２により構成される原板Ｍが接触する領域に部分的に紫外光が照射される。これにより、転写液層ＵＶＲのうち、原板Ｍの凹凸パターンＰが接触している部分が硬化して、当該部分への凹凸パターンＰのインプリントが完了する。
このような構成とすれば、原板Ｍの凹凸パターン面がベース液層ＢＲよりも粘性の低い潤滑液層ＬＲに接触した状態で原板Ｍと基板Ｓとのアライメントを行うことで、原板Ｍが有する凹凸パターンＰを容易にかつ高い位置精度で基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲにインプリントできる。
以上のように、本実施形態によれば、複数の圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃが伸縮しながら先端の支持部２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１によりステージ２１を下方から支持してステージ２１の傾きを調整し、少なくともステージ２１の傾斜調整時には、ステージ２１の下面（半球体２２）と球面軸受２３とが離間するように各圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃを伸縮している。したがって、圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮によりステージ２１の傾きを調整するときに、球面軸受２３がステージ２１の半球体２２と接触することに起因する摩擦力等の外乱が生じることが一切ないため、滑らかな動作により非常に高精度にステージ２１の傾きを調整できる。また、球面軸受２３がステージ２１の半球体２２と接離自在に面接触してステージ２１を支持しているため、ステージ２１に高加圧力が加えられたとしても、球面軸受２３がステージ２１を下方から面で支持することにより確実にステージ２１を支持することができ、ステージ２１に加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。
また、半球体２２と球面軸受２３との間に発生する摩擦力を抑制する手段としてエアーを採用していないため、真空雰囲気中で平面調整機構２を使用することができる。したがって、プラズマ等により接合面が表面活性化されたウエハーの傾きを調整するときに、真空中でウエハーの傾斜調整を行うことで、ウエハーの接合面の表面活性化状態を長期間にわたって維持可能であるので都合がよい。
＜第２実施形態＞
本発明の傾斜調整機構の第１実施形態である平面調整機構１０２を備えるナノインプリント装置１００について図１７を参照して説明する。図１７はナノインプリント装置１００の構成を示す図である。このナノインプリント装置１００が第１実施形態のナノインプリント装置１と異なる点は、Ｘ−Ｙテーブル４１の代わりにピエゾ駆動手段２１５を有する駆動ユニット２００を備え、この駆動ユニット２００によりステージ１２１を移動して、原板Ｍと基板Ｓとの高精度アライメントを行っている点である。また、ナノインプリント装置１においてＸ−Ｙテーブル４１が配設された箇所には、プリズムやミラーにより構成された導光路１４１ａを有する土台１４１が配設されており、真空チャンバー５外に配設された光源３４から、アライメント用の赤外光または転写液層硬化用の紫外光を原板Ｍおよび基板Ｓに照射可能に構成されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、同一の構成には相当符号を付してその構成および動作の説明を省略する。以下、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
図１７に示すように、平面調整機構（本発明の「傾斜調整機構」に相当）１０２はナノインプリント装置１００が備える真空チャンバー５内に配設されており、この平面調整機構１０２が上記した駆動ユニット２００を備えている。この駆動ユニット２００については後で詳細に説明する。このナノインプリント装置１００では、真空ポンプ６により真空チャンバー５内を真空引きすることにより、原板Ｍの凹凸パターンの基板Ｓの転写液層へのインプリントを真空中で行うことができる。また、真空チャンバー５の上部にはガラス窓７が設けられており、認識手段３はガラス窓７を介して原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを読取ったり、ガラス窓７を介して基板Ｓに塗布された紫外線硬化型樹脂液層に紫外光を照射することができる。
一方、真空チャンバー５の側面にガラス窓５ａが構成されており、真空チャンバー５外に設けられた光源３４から、赤外光または紫外光を真空チャンバー５内に入射可能に構成されている。光源３４から真空チャンバー内に入射された光は土台１４１に設けられた導光路１４１ａによって原板Ｍ、基板Ｓおよびカメラ３３に導光される。このような構成とすれば、例えば原板ＭがＳｉなどの可視光を透過しない材質により構成されている場合には、下方から赤外光をカメラ３３へと導光することで、カメラ３３は原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを同時に読取ることができる。また、原板Ｍが紫外光を透過できない材質により構成されている場合には、下方から紫外光を基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲに導光することで、転写液層ＵＶＲを硬化して原板Ｍの凹凸パターンＰを転写液層ＵＶＲにインプリントできる。
次に、平面調整機構１０２について図１８も参照して説明する。図１７に示すように、平面調整機構１０２は、図示省略されたヒータを備え、静電チャックや機械チャックなどが設けられて基板Ｓを載置して保持可能に構成されたステージ１２１と、ステージ１２１の下面側にステージ１２１の平面状の下面と接離自在に面接触可能に設けられた球面状凸部が形成された半球体（本発明の「受部」に相当）１２２と、半球体１２２の球面状凸部と摺接可能な球面状凹部が形成され半球体１２２を接離自在に支持する球面軸受（本発明の「基部」に相当）１２３と、支持足（本発明の「支持部」に相当）２１３によりステージ１２１を下方から支持し、ステージ１２１を下面側から伸縮することで押圧してステージ１２１の傾きを制御するとともにステージ１２１をＸ−Ｙ方向およびθ（回転）方向に移動する３個の駆動ユニット２００と、駆動ユニット２００それぞれの下方に配設され、ステージ１２１への荷重を検出可能な圧力センサ２５とを備えている。このような構成とすれば、後述するように駆動ユニット２００によりステージ１２１の傾きがどのように調整されても、球面軸受１２３の球面状凹部に球面状凸部が摺接した状態で半球体１２２が、確実に平面状のステージ１２１の下面に面接触してステージ１２１を支持することができる。
図１８に示すように、駆動ユニット２００は、後で説明する駆動部２１９（図１９参照）の基台２０３の下方に上下方向に伸縮可能な補助昇降用圧電素子２２７を設けており、基台２０３、受台（本発明の「支持部」に相当）２１７、昇降用圧電素子２０５、下部連結体２０７、ピエゾ駆動手段２１５、支持足２１３および補助昇降用圧電素子２２７が一体となって駆動ユニット２００を構成している。
次に、図１９ないし図２３を参照して、図１９に示す駆動部２１９について詳細に説明する。図１９は駆動部の正面図である。図２０は駆動部の一部の平面図である。図２１は駆動部によるウォーキング動作の説明図である。図２２は駆動部によるウォーキング動作の説明図である。図２３はステージを位置決めする位置決め動作の説明図である。
駆動部２１９は以下のように構成されている。すなわち、図１９および図１０に示すように、平板状の基台２０３上に昇降用圧電素子（ピエゾ素子）２０５が配設され、この昇降用圧電素子２０５上に下部連結体２０７を介して３個の駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃが連結され、これら駆動用圧電素子（ピエゾ素子）２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃ上には上部連結体２１１を介して上下方向に長尺の支持足２１３が連結、支持されている。ここで、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃおよび上部連結体２１１によりピエゾ駆動手段２１５が構成されている。
また、基台２０３には受台２１７が立設され、この受台２１７の上部中央の開口２１７ａを支持足２１３が昇降するようになっており、支持足２１３は各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃの上下方向への伸縮によって、支持足２１３の先端（上端）が受台２１７の上面よりも上、下に移動する。そして、基台２０３、受台２１７、昇降用圧電素子２０５、下部連結体２０７、ピエゾ駆動手段２１５および支持足２１３が一体となった駆動部２１９が形成され、例えば図２３に示すように、この駆動部２１９を有する３個の駆動ユニット２００がほぼ円周上に配列されて平面調整機構１０２が構成される。
さらに、受台２１７の上面には、半導体ウエハーなどの基板を保持する例えば円板状のステージ１２１が載置され、支持足２１３の先端の移動に伴い、ステージ１２１が受台２１７上から持ち上げられて移動されるようになっており、複数の駆動ユニット２００（駆動部２１９）の支持足２１３が協調して動くことにより、ステージ１２１が所定方向に移動（回転も含む）されてステージ１２１に保持された半導体ウエハー等の基板が所定の位置に位置決めされる。
駆動ユニット２００の動作を、駆動部２１９の動作を中心に簡単に説明すると、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃにコントローラ８により電圧を印加して各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを上方へ伸長変位させて支持足２１３の先端を受台２１７の上面よりも上方に突出させる。これにより、受台２１７上のステージ１２１を一旦受台２１７から持ち上げ、この状態からコントローラ８による各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃへの印加電圧を制御して各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを適宜伸縮させ、支持足２１３を例えば一方向に移動させてステージ１２１を平行移動させる。その後、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃに伸長時とは逆の電圧印加により圧縮変位させ、これにより支持足２１３の先端を受台２１７の上面よりも下方に沈ませて支持足２１３を下動させ、ステージ１２１を再び受台２１７上に載置する一方、支持足２１３を元の位置に復帰させ、このような動作を繰り返してステージ１２１を所定の位置まで移動させ、ステージ１２１に保持された半導体ウエハーなどの基板を所定位置に位置決めするのである。このとき、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃの伸縮により各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃの先端が水平方向と高さ方向に移動し、支持足２１３の先端が水平方向および高さ方向に移動可能となっている。また、圧電素子の配置構成としては平面方向と高さ方向を分離した構成であってもよい。
駆動ユニット２００（駆動部２１９）を上記のように構成すれば、受台２１７と支持足２１３との距離を近づけることができ、コンパクトな構成とすることができる。また、受台２１７と支持足２１３との距離を小さくすることができるため、ピエゾ駆動手段２１５を駆動して支持足２１３によりステージ１２１を受台２１７から持ち上げるときに、ステージ１２１の受台２１７との接触面のうねりや凹凸による影響を最も小さくすることができる。
なお、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃは電圧が印加されることにより伸縮する素子のことであって、その材質はどのようなものであってもよい。また、駆動ユニット２００は、ステージ１２１が載置されてその荷重を支持する受台２１７を備えているため、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃと連結された支持足２１３のみでステージ１２１を支持する場合に比べ、ステージ１２１に加えられる圧力に対する耐久性を向上させることができる。
次に、平面調整機構１０２における駆動ユニット２００（駆動部２１９）のウォーキング動作について図２１ないし図２３を参照して説明する。
まず、駆動部２１９の動作を詳述すると、図２１および図２１に示すように、支持足２１３の先端が受台２１７の上面よりも下方に沈んだ状態を初期状態として、コントローラ８から各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃのそれぞれに任意に電圧印加し、ステージ１２１を移動させる矢印Ｄの方向と反対方向に支持足２１３を傾ける（図２１、図２２のステップＳ１）。
続いて、支持足２１３を傾けた状態で各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを伸長変位させて支持足２１３の先端を受台２１７の上面よりも上方に突出させ、支持足２１３によりステージ１２１を持ち上げてステージ１２１を受台２１７から浮上させる（図２１、図２２のステップＳ２）。そして、支持足２１３の先端によりステージ１２１を持ち上げた状態で、コントローラ８による印加電圧を制御して各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを変位させ、支持足２１３の先端を矢印Ｄの方向に傾けることでステージ１２１を矢印Ｄの方向に移動させる（図２１、図２２のステップＳ３）。
その後、コントローラ８により印加電圧を制御して各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを圧縮変位させて支持足２１３の先端を受台２１７の上面よりも下方に沈み込ませ（図２１、図２２のステップＳ４）、さらに支持足２１３の傾きを初期状態に戻すと、１回のウォーキング動作が終了することとなる（図２１、図２２のステップＳ５）。
次に、このような平面調整機構１０２の各駆動ユニット２００（駆動部２１９）のウォーキング動作により位置決めされるステージ１２１の位置決め動作について図２３を参照して説明する。図２３に示すように、平面調整機構１０２を構成する３個の駆動ユニット２００のウォーキング動作を適宜組み合わせることにより、ステージ１２１のＸ、Ｙ、θ（回転）方向への移動および、３方向への移動を組合わせた位置決め動作を行なうことができる。例えば、図２３（ａ)に示すように、各駆動ユニット２００の支持足２１３を同時に同じＸ方向に移動させると、ステージ１２１をＸ方向に移動させることができ、同図（ｂ)に示すように、各駆動ユニット２００の支持足２１３を同時に同じＹ方向に移動させると、可動ステージ１２１をＹ方向に移動させることができ、同図（ｃ)に示すように、各駆動ユニット２００の支持足２１３を同時に円板状のステージ１２１の円周の接線方向にそれぞれ移動させると、ステージ１２１をθ方向に回転移動させることができ、駆動ユニット２００の支持足２１３の移動方向を逆にすると、ステージ１２１をθ方向と逆方向に回転させることができる。
なお、必要に応じて、コントローラ８による各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃへの電圧印加時に、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃの収縮動作におけるクリープ特性を、目標とする各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃの伸縮量に対する目標電圧に対し、一旦オーバーシュートさせて目標電圧に戻すクリープ補正動作を行なうのが望ましい。こうすると、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを最終の目標変位に精度よくかつ迅速に制御することが可能になり、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを用いた平面調整機構１０２の応答性を改善できて高速でかつ高精度な位置決めを行なうことができる。
このような構成によれば、平面調整機構１０２によりステージ１２１を移動することで、原板Ｍと基板Ｓとのアライメントを非常に高い位置精度で行うことができる。また、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃの下方に各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを同時に昇降させる昇降用圧電素子２０５を設けたため、昇降用圧電素子２０５の伸縮によって各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを同時に昇降させることができ、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃの伸縮量の不足を昇降用圧電素子２０５の昇降によって補うことが可能になり、支持足の受台からの突出量を確保するために受台上面を計測しながら研磨するなどの従来必要であった無駄な作業が不要になる。
また、受台２１７と、一足の支持足２１３を有する駆動ユニット２００により、ウォーキング動作を実行可能であるため、ウォーキング動作を実行するのに支持足２１３が２本必要であった従来の構成に比べ、装置のコンパクト化および製造コストの抑制を図ることができる。
なお、支持足２１３が２足であれば、支持足２１３のステージ１２１への支持の切換時に、両方の支持足２１３は揺動中であるので支持足２１３とステージ１２１との間で滑りが生じ、その結果、位置ずれをが生じるため、目的とする動作を得られなかった。しかしながら、上記した構成とすれば、支持足２１３が１足でウォーキング動作が可能となるため、支持足２１３とステージ１２１との間での滑りの発生を抑制でき、目的とするステージ１２１の移動を行なうことが可能となる。
また、図２３に示すように、平面調整機構１０２として、駆動ユニット２００を任意の円周上に位置するように３個備えれば、９個の駆動用圧電素子によりステージ１２１の全ての方向への移動が可能となり、装置のコンパクト化およびコストの抑制を図ることが可能になる。
さらに、３個の駆動ユニット２００が有する支持足２１３の３つの先端により任意の平面が規定されるため、ステージ１２１の支持足２１３との接触面が平面であれば、ウォーキング動作中であっても、ステージ１２１と支持足２１３とは常に接触することとなるため、ステージ１２１と支持足２１３との間の滑りを抑制でき、非常に好ましい。
また、上記した平面調整機構１０２は、各駆動用圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを有する駆動ユニット２００による高精度な位置制御と、受台２１７による高耐荷重性とを兼ね備えたものである。
また、平面調整機構１０２は、圧力センサ２５の出力を利用して、ステージ１２１と原板Ｍとの間の平行度調整を行うことができる。すなわち、まず、サーボ機構４５を駆動して、圧力センサ４２によりステージ１２１と原板Ｍとの接地が検出されるまでＺ軸４３を上方に移動する。そして、半球体１２２が球面軸受１２３を摺接することによるステージ１２１と原板Ｍとの倣いが完了した後、さらに、３つの圧力センサ２５の出力が一致するように駆動ユニット２００の圧電素子の伸縮制御を行うことで、原板Ｍとステージ１２１との平行度を高精度に調整できる。このように、原板Ｍとステージ２１との平行度を調整することで、図３に示すように、ステージ２１に載置された基板Ｓを原板Ｍに対して、全面にわたって均一に加圧できる。
なお、ステージ２１に載置された基板Ｓと、原板Ｍとを接触させる前に、第１実施形態と同様のステージ２１の傾斜調整を行うことにより、ステージ２１上の基板Ｓおよび原板Ｍそれぞれの接触面の傾きを高精度に調整して一致させるのが、基板Ｓと原板Ｍとの接触時に生じる位置ずれを防止するのに望ましい。また、基板Ｓおよび原板Ｍの加圧時には、半球体２２と球面軸受２３との接触面に摩擦力が生じている。しかしながら、サーボ機構４５を利用したコントローラ８による基板Ｓおよ原板Ｍの加圧時に、ステージ２１に生じるモーメントと、コントローラ８による圧電素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮制御によるステージ２１への押圧力とにより、半球体２２は球面軸受２３に摺接することができる。
このとき、上記した昇降用圧電素子２０５を第１の昇降用圧電素子とし、補助昇降用圧電素子２２７を第２の昇降用圧電素子として、例えば接合において、ステージ１２１上の基板Ｓとガラス窓７下部の位置に保持された基板Ｓなどの接触対象と接触させる際には、両者の位置ずれを防ぐ必要があるため、第１の昇降用圧電素子である昇降用圧電素子２０５により両基板Ｓの平行調整を行えば、効果的に平行調整できて位置ずれを防止できる（図２４参照）。一方、両基板Ｓを加圧して接合するときは、均一荷重をかけるための平行調整が必要になり、第２の昇降用圧電素子である補助昇降用圧電素子２２７により両基板Ｓの平行調整を行えば、加圧時の平行調整を効果的に行なって均一荷重をかけることができる（図２５参照）。このとき、接触時の位置ずれを回避したり、加圧時の荷重を均一にするためには、数μｍ以内の微妙な平行調整が必要となるが、本昇降用圧電素子を使用することで可能となる。また、加圧時には支持足２１３は下降して受台２１７でステージ１２１で支持しているため、基台下との２段構成とすることで接触時の平行調整と加圧時の平行調整を分離独立して調整することが可能となり好ましい。なお、図２４および図２５はそれぞれ平面調整機構１０２の動作の一例を示す図である。
次に、図２６を参照して平面調整機構１０２の制御方法の一例について説明する。図２６は主に基板Ｓの中央部が加圧されている状態を示す図である。同図に示すように、Ｚ軸４３を上方に移動することによるステージ１２１に載置された基板Ｓと原板Ｍとの加圧時に、コントローラ８からの制御指令より、圧電素子２０５，２２７ｃを縮むように駆動制御して支持足２１３および受台２１７によるステージ１２１の下方からの支持状態を解除することで、半球体１２２によりステージ１２１が支持された基板Ｓの中央部を重点的に加圧することができる。このような構成とすれば、中央部に溜まった空気が基板Ｓの周縁部側へ押し出されるため、特に、基板中央部付近にボイドが発生するのを防止できる。
次に、図２７を参照して平面調整機構２の制御方法の他の例について説明する。図２７は基板Ｓの主に周縁部が加圧されている状態を示す図である。同図に示すように、Ｚ軸４３を上方に移動することによりステージ１２１に載置された基板Ｓと原板Ｍとの加圧時に、コントローラ８からの制御指令より、圧電素子２２７が伸びるように駆動制御してステージ１２１の下面と半球体１２２とを離間させることで、受台２１７によりステージ１２１が支持された基板Ｓの周縁部を重点的に加圧することができる。このような構成とすれば、周縁部に雰囲気封止用の枠体を形成した基板Ｓと、原板Ｍの代わりにステージ１２１の上方の保持機構に保持された蓋となる基板Ｓとを接合することにより、両基板Ｓ間の枠体に囲まれた部分に任意の雰囲気を封止するときに、基板Ｓの周縁部を重点的に加圧できるため、枠体と蓋となる基板Ｓとを良好に接合できる。
以上のように、本実施形態によれば、上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の方法により、基板Ｓ上に形成された転写液層ＵＶＲに、原板Ｍが有する凹凸パターンを高い位置精度でインプリントすることができる。
＜第３実施形態＞
本発明の傾斜調整機構の第３実施形態である平面調整機構５０２を備える接合装置３００について図２８を参照して説明する。図２８は接合装置３００の構成を示す図である。この接合装置３００は、ウエハーなどの基板３２２と電気部品などのチップ３２０とを接合（実装）したり、基板３２２どうしを接合するものである。接合装置３００が上記した第１および第２実施形態のナノインプリント装置１，１００と大きく異なる点は、ヘッド３０７が上下に移動するように構成されている点と、接合装置３００を構成する平面調整機構５０２などが真空チャンバー５内に配設されていない点である。以下、接合装置３００について詳細に説明する。なお、接合装置３００が備える、ステージ５２１の上面に基板３２２が載置される平面調整機構（本発明の「傾斜調整機構」に相当）５０２は、上記した第１実施形態の平面調整機構２と構成および動作がほぼ同一であるため、相当符号を付して、その構成および動作の詳細な説明は省略する。なお、上記第１および第２実施形態と同様に、真空チャンバー５内に接合装置３００を構成する平面調整機構５０２などを配置してもよい。そうすることで、プラズマや原子ビームなどのエネルギー波で被接合物の接合部表面をエッチングして表面活性化した後、接合までの間に真空雰囲気中で作業を行えるため、接合部表面の再酸化が防止され、エッチングされた有機物層などが接合部表面に再付着されないため、常温、低荷重で直接材料（被接合物）どうしを接合することも可能となる。
図２８に示す接合装置３００では、ヘッド３０７が下面に保持する一方の接合対象としての被接合物であって、半導体の接合面に鉛錫はんだからなる金属電極３２０ａを有するチップ（本発明の「基準傾斜対象物」、「被加圧物」に相当）３２０と、ヘッド３０７に対向して配置されたステージ５２１が上面に保持する他方の接合対象としての被接合物であって鉛錫はんだからなる金属電極３２２ａを有する基板（本発明の「傾斜調整対象物」、「被加圧物」に相当）３２２とを、加圧制御可能な上下駆動機構（本発明の「移動手段」、「加圧手段」に相当）３２５によって、金属電極３２０ａと金属電極３２２ａとが接触するように加圧しつつ、ステージヒータ３１１で加熱することで、チップ３２０と基板３２２とを接合している。このように、本実施形態における接合装置３００は、チップ３２０と基板３２２とを接合することで、種々の半導体デバイス（光素子デバイス等）またはＭＥＭＳデバイスなどのデバイスを形成することができるように構成されている。
図２８に示すように、接合装置３００は、接合機構３２７と、平面調整機構５０２とステージテーブル３１２とを有する実装機構３２８と、位置認識部３２９と、搬送部３３０と、制御装置３３１とを備えている。また、接合機構３２７は、上下駆動機構３２５と、下面にチップ３２０や基板３２２を保持するヘッド３０７とを備え、上下駆動機構３２５は上下駆動モータ３０１とボルト・ナット機構３０２とにより、ヘッド保持部３０６を上下ガイド３０３でガイドしながら上下動できるように構成されている。ヘッド保持部３０６は、ヘッド逃がしガイド３０５で上下方向にガイドされ、自重をキャンセルするための自重カウンター３０４に牽引された状態でボルト・ナット機構３０２に連結されている。そして、このヘッド保持部３０６にヘッド３０７が結合されている。
また、ヘッド保持部３０６には圧力センサ３３２が配設されており、ヘッド３０７とステージ５２１との間に挟持された被接合物（チップ３２０、基板３２２等）への加圧力が検出できるように構成されている。したがって、圧力センサ３３２により検出された被接合物に対する加圧力を制御装置３３１へフィードバックすることで、当該フィードバック値に基づいて上下駆動機構３２５を制御して、被接合物への加圧力を制御することができる。また、ヘッド３０７の高さはヘッド保持部３０６に設けられたヘッド高さ検出手段３２４によって検出することができる。
また、実装機構３２８は、上面に載置された基板３２２を吸着保持し、内部にステージヒータ３１１を内蔵したステージ５２１を有する平面調整機構５０２と、チップ３２０に対する基板３２２の位置を調整するために平行・回転移動自在な移動軸を有するステージテーブル３１２とを備えている。そして、接合機構３２７はフレーム３３４に結合されて、フレーム３３４はヘッド３０７の加圧中心の周辺を囲むように配設された４本の支柱３１３により架台３３５と連結されている。このように、ステージヒータ３１１により、被接合物であるチップ３２０および基板３２２を加熱することができる。なお、支柱３１３およびフレーム３３４の一部は図示省略している。
次に、平面調整機構５０２について図２も参照して説明する。図２に示す平面調整機構２と同様に、平面調整機構５０２は、ステージヒータ３１１を備え、静電チャックや機械チャックなどが設けられて基板Ｓを上面に載置して保持可能に構成されたステージ５２１と、ステージ５２１の下面に形成された凸球状の半球体５２２と、半球体５２２に摺接可能に形成されて半球体５２２を接離自在に面接触して支持する球面軸受５２３と、ステージ５２１を先端の支持部５２４ａ１，５２４ｂ１，５２４ｃ１で下方から支持し、ステージ５２１を下面側から伸縮することで押圧してステージ５２１の傾きを調整する３個の圧電素子（ピエゾ素子）５２４ａ，５２４ｂ，５２４ｃ（本発明の「ピエゾ駆動手段」に相当）と、圧電素子５２４ａ，５２４ｂ，５２４ｃそれぞれの下方に配設され、各圧電素子５２４ａ，５２４ｂ，５２４ｃへの荷重を検出することによりステージ２１への荷重を検出可能な圧力センサ（本発明の「荷重検出手段」に相当）５２５とを備えている。
図２に示す平面調整機構２と同様に、平面調整機構５０２が備える各圧電（ピエゾ）素子５２４ａ，５２４ｂ，５２４ｃは、球面軸受５２３を囲んで配設されて、各支持部５２４ａ１，５２４ｂ１，５２４ｃ１は球面軸受５２３によるステージ５２１の支持位置（半球体５２２）を囲んでステージ５２１を下方から支持するように構成されている。このような構成とすれば、圧電素子５２４ａ，５２４ｂ，５２４ｃの伸縮によりステージ５２１の傾きがどのように調整されても、球面軸受５２３が、確実に凸球状のステージ５２１の下面（半球体５２２）に面接触して、ステージ５２１を支持することができる。
また、平面調整機構５０２は、基板３２２およびチップ３２０の加圧時に圧力センサ５２５の出力を利用して圧電素子５２４ａ，５２４ｂ，５２４ｃを伸縮制御することで、ステージ５２１に載置された基板３２２と、ヘッド３０７に保持されたチップ３２０との間の加圧時の平行度調整を行うことができる。すなわち、まず、上下駆動機構３２５を駆動して、圧力センサ３３２により基板３２２とチップ３２０との接地が検出されるまでヘッド３０７を下方に移動する。そして、半球体５２２が球面軸受５２３を摺接することによる基板３２２とチップ３２０との倣いが完了した後、さらに、３つの圧力センサ５２５の出力がほぼ同じ値となるように制御装置３３１により圧電素子５２４ａ，５２４ｂ，５２４ｃの伸縮制御を行うことで、基板３２２とチップ３２０との加圧時の平行度を高精度に調整できる。このように、基板３２２とチップ３２０との平行度を調整することで、図３に示す例と同様に、ステージ５２１に載置された基板３２２と、ヘッド３０７に保持されたチップ３２０とを、全面にわたって均一に加圧できる。
また、位置認識部３２９は、対向配置されたチップ３２０と基板３２２の間に挿入されて、上下のチップ３２０と基板３２２各々の位置認識用のアライメントマークを認識する上下マーク認識手段３１４と、チップ３２０、被接合物として発光素子を接合する際に当該発光素子を電気的に機能させて発光させることにより被接合物どうしの位置調整（アライメント）を行う際に利用する発光点認識手段３３３と、これらの認識手段３１４および発光点認識手段３３３を水平および／または上下移動させる認識手段移動テーブル３１５とを備えている。
また、搬送部３３０は、基板３２２を搬送する基板搬送装置３１６および基板搬送コンベア３１７と、チップ３２０を搬送するチップ供給装置３１８およびチップトレイ３１９とを備えている。また、制御装置３３１は、本発明の「ピエゾ駆動手段」、「加圧手段」、「移動手段」、「ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段」として機能し、平面調整機構５０２を制御するとともに、接合装置３００全体の制御を行うための操作パネル（図示省略）を備えており、ヘッド高さ検出手段３２４によるヘッド３０７の高さ位置の検出信号によって上下駆動機構３２５を制御し、ヘッド３０７の図２８中の矢印Ｚ方向の高さを調節することができる。このような構成とすれば、制御装置３３１は、上記した第１実施形態において図２〜図８を参照して説明した平面調整機構２の制御と同様の制御を、平面調整機構５０２に対して実行することができる。
以上のように、本実施形態によれば、上記した第１および第２実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によれば、平面調整機構５０２によりチップ３２０と基板３２２との間の平行度を高精度に調整することで、チップ３２０を基板３２２に対して非常に高い位置精度で接合（実装）することができる。
＜第４実施形態＞
本発明の傾斜調整機構の第４実施形態である平面調整機構６０２について図２９を参照して説明する。図２９は平面調整機構６０２の要部拡大図であって平面調整機構６０２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本実施形態が上記した第３実施形態と大きく異なる点は、平面調整機構（本発明の「傾斜調整機構」に相当）６０２が上部の上下駆動機構３２５に設けられており、ヘッド保持部３０６が上下に移動するのに伴って平面調整機構６０２も上下に移動する点である。その他の構成および動作は上記した接合装置３００の構成および動作と同様であるため、その構成および動作の説明を省略し、以下、平面調整機構６０２について図２８も参照しつつ図２９を参照して詳細に説明する。
図２９に示すように、平面調整機構６０２はヘッド保持部３０６に設けられており、図示省略されたヒータを備え、静電チャックや機械チャックなどが設けられて基板Ｓを下面に設置して保持可能に構成されたヘッド６２１と、ヘッド６２１の上面に形成された凸球状の半球体６２２と、半球体６２２に摺接可能に形成されて半球体６２２を接離自在に面接触して支持する球面軸受６２３と、ヘッド６２１を先端の支持部６２４ａ１，６２４ｂ１，６２４ｃ１で下方から支持し、ヘッド６２１を上面側から伸縮することで押圧してヘッド６２１の傾きを調整する３個の圧電素子（ピエゾ素子）６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃ（本発明の「ピエゾ駆動手段」に相当）と、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃそれぞれの上方に配設され、各圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃへの荷重を検出することによりヘッド６２１への荷重を検出可能な圧力センサ（本発明の「荷重検出手段」に相当）６２５とを備えている。図２９に示すように、各圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃは、球面軸受６２３を囲んで配設されて、各支持部６２４ａ１，６２４ｂ１，６２４ｃ１は球面軸受６２３によるヘッド６２１の支持位置（半球体６２２）を囲んでヘッド６２１を上方から支持するように構成されている。このような構成とすれば、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮によりヘッド６２１の傾きがどのように調整されても、球面軸受６２３が、確実に凸球状のヘッド６２１の上面（半球体６２２）に面接触して、ヘッド６２１を支持することができる。なお、上記した第３実施形態と異なり、ヘッド６２１は、落下しないようにばねや弾性部材などで構成される牽引手段６２６により上方に牽引されて自重がキャンセルされており、初期状態では球面軸受け６２３と半球体６２２とが摺接するように構成されている。
また、平面調整機構６０２は、基板Ｓなどの加圧時に圧力センサ６２５の出力を利用して圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃを伸縮制御することで、ヘッド６２１およびステージ６０７による基板Ｓどうしなどの加圧時の平行度調整を行うことができる。すなわち、まず、上下駆動機構３２５を駆動して、圧力センサ３３２によりヘッド６２１およびステージ６０７にそれぞれ保持された基板Ｓなどの接地が検出されるまでヘッド保持部３０６を下方に移動する。
そして、半球体６２２が球面軸受６２３を摺接することによるヘッド６２１の倣い動作が完了した後、さらに、３つの圧力センサ６２５の出力がほぼ同じ値となるように制御装置３３１により圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮制御を行うことで、ヘッド６２１およびステージ６０７にそれぞれ設置された基板Ｓなどの平行度を高精度に調整できる。このように、ヘッド６２１およびステージ６０７にそれぞれ設置された基板Ｓなどの平行度を調整することで、図３０に示すように、ヘッド６２１およびステージ６０７にそれぞれ保持された基板Ｓなどを、全面にわたって均一に加圧できる。なお、図３０は基板Ｓの全面が均一に加圧されている状態（以下、「均一加圧状態」と称する）を示す図である。
なお、ステージ６０７に載置された基板Ｓなどと、ヘッド６２１に設置された基板Ｓなどとを接触させる前に、後で詳細に説明するヘッド６２１の傾斜調整を行うことにより、ヘッド６２１に保持された基板Ｓなどと、ステージ６０７に載置された基板Ｓなどとの、それぞれの接触面の傾きを高精度に調整して一致させるのが、例えば、基板Ｓどうしの接触時に生じる位置ずれを防止するのに望ましい。また、基板Ｓなどの加圧時には、半球体６２２と球面軸受６２３との接触面に摩擦力が生じている。しかしながら、上下駆動機構３２５を利用した制御装置３３１による基板Ｓなどの加圧時に、ヘッド６２１に生じるモーメントと、制御装置３３１による圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮制御によるヘッド６２１への押圧力とにより、半球体６２２は球面軸受６２３に摺接することができる。
次に、図３１を参照して平面調整機構６０２の制御方法の一例について説明する。図３１は主に基板Ｓの中央部が加圧されている状態（以下、「中高状態」と称する）を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。同図に示すように、ヘッド保持部３０６を下方に移動することによるステージ６０７およびヘッド６２１に保持された基板Ｓなどの加圧時に、制御装置３３１からの制御指令より、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃを縮むように駆動制御して各支持部６２４ａ１，６２４ｂ１，６２４ｃ１によるヘッド６２１の上方からの支持状態を解除することで、球面軸受６２３によりヘッド６２１（半球体６２２）が支持された基板Ｓの中央部を重点的に加圧することができる。このような構成とすれば、中央部に溜まった空気が基板Ｓの周縁部側へ押し出されるため、特に、基板中央部付近にボイドが発生するのを防止できる。なお、図３１では牽引手段６２６の図示を省略しているが、以下の説明で参照する図３２ないし図３５においても牽引手段６２６の図示を省略している。
次に、図３２を参照して平面調整機構６０２の制御方法の他の例について説明する。図３２は基板Ｓの主に周縁部が加圧されている状態（以下、「中べこ状態」と称する）を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。ヘッド保持部３０６を上方に移動することによるステージ６０７およびヘッド６２１に保持された基板Ｓなどの加圧時に、同図に示すように、制御装置３３１からの制御指令より、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃが伸びるように駆動制御してヘッド６２１の下面（半球体６２２）と球面軸受６２３とを離間させることで、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃによりヘッド６２１が支持された基板Ｓの周縁部を重点的に加圧することができる。このような構成とすれば、例えば、ステージ６０７に保持された周縁部に雰囲気封止用の枠体を形成した基板Ｓと、ヘッド６２１に設置された蓋となる基板Ｓとを接合することにより、両基板Ｓ間の枠体に囲まれた部分に任意の雰囲気を封止するときに、基板Ｓの周縁部を重点的に加圧できるため、枠体と蓋となる基板Ｓとを良好に接合できる。
なお、ステージ６０７およびヘッド６２１に保持された基板Ｓなどを均一加圧状態とするには、中べこ状態と中高状態とのほぼ中間の伸縮状態となるように圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃを伸縮制御すればよい。従来では、ステージ６０７およびヘッド６２１にそれぞれ保持された基板Ｓなどの接触時にヘッド６２１の傾きを固定して、この傾きを維持した状態で両基板Ｓを加圧していた。そのため、基板Ｓなどに対する加圧状態を修正することができず、基板Ｓなどの加圧状態は、基板Ｓの研磨状態や、ステージ６０７およびヘッド６２１等の製造精度に依存し、均一加圧状態とするのが難しく、技術の改善が求められていた。しかしながら、上記した構成によれば、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮量を定量化して制御装置３３１により制御することにより、中べこ状態にも中高状態にも調整でき、これにより初めて中べこ状態および中高状態の中間状態である均一加圧状態を実現することができる。このように、基板Ｓ等の加圧時に圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮量を調整することで容易に基板Ｓ等の加圧状態を調整することができる。
また、後述するように、例えば、基板Ｓどうしや、基板３２２とチップ３２０との接触時の平行度、すなわち、基板Ｓ，３２２、チップ３２０およびヘッド６２１などの傾きと、高加圧時の基板Ｓなどの平行度（傾き）とは、加圧時に生じる装置のたわみなどを原因として、微妙に異なるものとなる。そこで、上記したように、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮量を定量的に制御することで、均一加圧状態のみならず、中べこ状態または中高状態にすることもできる。
また、後述するように、基板Ｓどうしや、基板３２２とチップ３２０との接触時に、これらの基板Ｓどうし、または基板３２２とチップ３２０とが位置ずれしないように、これらの接触面の平行度（傾き）を合わせた状態で接触させるときに、半球体６２２と球面軸受６２３とが離間して隙間が空いた状態としてよい。そして、均一加圧状態を維持しながら加圧力を増大させつつ、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃを縮めることにより半球体６２２と球面軸受６２３とを接触させて、さらに加圧力を増大させる。すると、基板Ｓどうし、または基板３２２とチップ３２０との接触面の平行度は維持された状態、すなわち、接触面において滑りなどを原因とする位置ずれが生じていない状態で、高加圧力により生じる装置のたわみなどに起因して、ヘッド６２１の傾きが変化するが、均一加圧状態は維持される。このような均一加圧状態は、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃと、半球体６２２および球面軸受６２３の軸受動作とがバランスよく機能することにより実現される。そして、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃを長（高）くすれば中べこ状態となり、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃが短（低）くすれば中高状態となる。
次に、図３３ないし図３５を参照して、ヘッド６２１に設置された基板Ｓやチップ３２０と、ステージ６０７に保持された基板Ｓなどとを接合するするときの、平面調整機構６０２の制御方法の一例について説明する。図３３ないし図３５は基板Ｓを全面にわたって均一に加圧する方法の一例を示す図であって、それぞれ異なる状態を示す図である。なお、ヘッド６２１とステージ６０７との平行度には少しずれが生じており、これらの図面ではこのずれを模式的に表している。
図３３に示すように、少なくともヘッド６２１の傾斜調整時には、制御装置３３１の駆動信号により、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮制御を行って半球体６２２を球面軸受６２３から浮かせて離間した状態でヘッド６２１の傾きを調整することで、ヘッド６２１に載置された基板Ｓと、ステージ６０７の上面に載置された基板Ｓとの平行度を調整する。これは、半球体６２２と球面軸受６２３とが離間した状態で、上記したヘッド６２１とステージ６０７とを接触する手法によるヘッド６２１とステージ６０７との平行度調整を事前に行い、ヘッド６２１とステージ６０７との平行度が調整されたときの圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの長さを予め計測して、その制御パラメータ（被加圧物どうしの接触時の予め設定した設定値）を制御装置３３１が備えるメモリなどの記憶手段に記憶しておき、この記憶した値を利用することで、基板Ｓやチップ３２０が設置されたヘッド６２１と、基板Ｓなどが載置されたステージ６０７との平行度を調整できる。また、渦電流センサ等の変位センサを利用して、ヘッド６２１の傾斜調整を行ってもよい。
次に、図３４に示すように、ヘッド６２１を下方に移動して、ヘッド６２１の下面に設置された基板Ｓと、ステージ６０７の上面に載置された基板Ｓとを接触させる。そして、図３５に示すように、該接触状態のまま、ヘッド６２１をさらに下方に移動して加圧力を徐々に増大しつつ、半球体６２２と球面軸受６２３とが接触するように圧電素子を縮める制御を行う。このとき、接触した両基板Ｓは接触面に働く静止摩擦力により位置ずれすることはない。
このような構成とすれば、ステージ２１に載置された基板Ｓの傾斜を、ガラス窓７の下部に設けられた保持機構に保持された基板Ｓの傾斜とほぼ一致させて、両基板Ｓの接触面をほぼ平行に調整した後に、両基板Ｓを接触させるため、両基板の接触時に互いの接触面の傾斜が異なることに起因する位置ずれが生じるのを効果的に防止できる。
そして、図３５に示すように、半球体６２２と球面軸受６２３とが接触すれば、上下駆動機構３２５（ヘッド６２１）の駆動制御を、下方への位置（移動）制御から、圧力センサ３３２の出力値に基づく圧力制御に切換え、両基板Ｓを任意の圧力で加圧しながら、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃをさらに縮める制御を行う。このような構成とすれば、ヘッド６２１は半球体６２２を介して球面軸受６２３に支持された状態となり、この球面軸受６２３が半球体６２２を安定した状態で支持できるように、球面軸受６２３によるヘッド６２１（半球体６２２）の支持方向が、加圧力の方向とほぼ反対の方向となるように自然にヘッド６２１の傾きは変化する。すなわち、高加圧力によりステージ６０７などにたわみが生じることで、加圧力の方向と、ヘッド６２１の基板設置面とがほぼ直交する方向となるようにヘッド６２１の傾きが変化し、図３３に示す例とは対照的に、ステージ６０７の平行度がヘッド６２１に倣うこととなる。したがって、ヘッド６２１およびステージ６０７に保持された両基板Ｓの接触時のヘッド６２１およびステージ６０７の傾きと（図３３参照）、高加圧時のヘッド６２１およびステージ６０７の傾きとが異なることとなり（図３５参照）、このように接触時および高加圧時のヘッド６２１等の傾きを異ならせることで、両基板Ｓを該両基板Ｓの接触面にほぼ直交する方向から均一に加圧することができる。
換言すれば、平面調整機構６０２は、ヘッド６２１やステージ６０７などにひずみが生じる程度の圧力が両基板Ｓに加わらないときは、半球体６２２、球面軸受６２３および圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃを利用してヘッド６２１の平行度をステージ６０７、すなわちステージ６０７に保持された基板Ｓ側に合わせる制御を行う。一方、平面調整機構６０２は、ヘッド６２１やステージ６０７などにひずみが生じる程度の高い圧力が両基板Ｓに加わるときは、上記したように、これらのひずみを利用してステージ６０７側の平行度をヘッド６２１に合わせる制御を行うことで、両基板Ｓの接触時から、両基板Ｓを高加圧力で加圧するまで、常に良好に両基板Ｓを加圧できる。なお、図３３に示す両基板Ｓの接触時の状態から、ヘッド６２１およびステージ６０７の傾きを維持した状態で両基板Ｓに高加圧力を加えた場合には、両基板Ｓへの加圧力の方向と、両基板Ｓの接触面の傾きとがほぼ直交する方向とならないため、加圧時に両基板Ｓ間で位置ずれを生じるおそれがある。しかしながら、上記した制御を行うことで、両基板Ｓの加圧時に、両基板Ｓ間で位置ずれが生じるのを確実に防止できる。
なお、高加圧時に、図２を参照して説明したように、圧力センサ６２５の出力値を利用して、均一加圧状態となるように圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃを伸縮制御してよい。また、高加圧時に両基板Ｓを全面にわたって均一に加圧しているときの圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの長さを予め計測して、その制御パラメータをコントローラ８が備えるメモリなどの記憶手段に記憶しておき、図３３に示す両基板Ｓの接触時の状態から高加圧状態に移行するときに、記憶手段に記憶された圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの長さ（制御パラメータ）を用いて、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮制御を行ってもよい。すなわち、高加圧時にすべての圧力センサ６２５の出力値が同一、換言すれば、両基板Ｓを全面にわたって均一に加圧している状態となるように、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの伸縮制御を行う。次に、すべての圧力センサ６２５の出力値がほぼ同一となったときの圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃとなるときの、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの制御パラメータ（被加圧物の加圧時の予め設定した設定値）を制御装置３３１が備えるメモリなどの記憶手段に予め記憶する。
そして、図３３に示す両基板Ｓの接触時の状態から、両基板Ｓの高加圧状態に移行するときに、記憶手段に記憶した値を利用して圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの長さを制御することにより、両基板Ｓの接触時および高加圧時のヘッド６２１等の傾きを異ならせることができる。このような構成とすれば、両基板Ｓの接触時から、両基板Ｓを高加圧力で加圧するまで、常に良好に両基板Ｓを加圧できる。なお、両基板Ｓの接触時の状態から高加圧状態に移行するときに、圧電素子６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃの長さを記憶手段に記憶された長さへとステップ状に変化させてもよい。このような構成としても、両基板Ｓ間に働く静止摩擦力により、両基板Ｓ間にずれが生じることはなく、両基板Ｓを全面にわたって均一に加圧できる。このような構成としても、基板Ｓ等を全面にわたって均一に加圧できる。以上のように、制御装置３３１が「ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段」として機能している。
以上のように、平面調整機構６０２による傾斜調整により接触面が平行となるようにヘッド６２１の傾斜を調整して基板Ｓどうしを接触させ、その後の高加圧時では、圧力センサ６２５の出力値を利用する等の方法で、両基板Ｓが均一加圧状態となるようにヘッド６２１の傾斜調整を行うことにより、高位置精度で、さらに、高加圧に起因する位置ずれを生じさせることなく、基板Ｓどうしを接合できる。このように、両基板Ｓの接触時と、両基板Ｓの高加圧時とで、それぞれ最適な傾斜となるようにヘッド６２１の傾斜を調整することにより、両基板Ｓの接合を高精度に行う構成は、従来の構成では成し得なかった画期的なものである。なお、上記した例では、基板Ｓどうしの接合を例に挙げて説明したが、基板Ｓにチップなどの部品を実装するときや、基板Ｓ上の転写液層ＵＶＲに原板Ｍが有す凹凸パターンＰをインプリントするときにも、この方法でヘッド６２１の傾斜調整を行うことで、高精度な実装またはインプリントを行うことができる。
以上のように、本実施形態によれば、上記した第１ないし第３実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によれば、平面調整機構６０２により基板Ｓどうしなどの平行度を高精度に調整することで、基板どうしなどを非常に高い位置精度で接合することができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、本発明の「バックアップ手段」としては上記した構成に限られず、ステージ２１の下面に常に面接触して支持できる構成であればどのようなものであっても構わない。また、上記した第１ないし第３実施形態がそれぞれ備える構成を、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々組合わせることができる。
また、転写液層として、光硬化型樹脂以外の樹脂として、低粘性であって、熱以外の何らかのエネルギーを与えることにより硬化できる樹脂を採用してもよい。
また、上記した実施形態では、カメラ３３で原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを同時に撮像したアライメントマーク画像を利用して、原板Ｍと基板Ｓとのアライメントを行っていたが、カメラ３３により原板Ｍおよび基板Ｓのいずれか一方のアライメントマークＡＬを読取った後、他方のアライメントマークＡＬを読取り、読取り後の両アライメントマーク画像にそれぞれ位置誤差補正処理を施した、該位置誤差補正処理後のアライメントマーク画像を利用して原板Ｍと基板Ｓとのアライメントを行う構成でもよい。
このような構成とすれば、原板Ｍおよび基板ＳのアライメントマークＡＬを個別に撮像することにより、それぞれのアライメントマークをピントぼけすることなく精度よく読取ることができる。一方、両アライメントマークのカメラ３３の撮像には、それぞれのアライメントマークＡＬへのカメラ３３のピント合わせ時間などにより時間差が生じるため、両アライメントマーク画像には、装置の振動や、カメラ３３の走査タイミングが異なることなどに起因する相対的な位置誤差が生じるおそれがある。しかしながら、両アライメントマークＡＬの撮像後、両アライメントマーク画像に対して位置誤差補正処理を施して、上記した位置誤差を補正しているため、補正後の両アライメントマーク画像を用いて、原板Ｍと基板Ｓとをアライメントすることで、精度よくアライメントを行うことができる。
ＵＶ（紫外光）を照射する方法は上部のガラス窓７から照射する方法と合わせて、下部の窓ガラス５ａなどを介してステージ２１側から照射することもできる。また、ＬＥＤをステージ２１などに複数個埋め込むことで平坦な基板Ｓ上とすることもでき、ＬＥＤをステージ２１下部に埋め込むことでチャンバー５外部から紫外光を照射する必要がなくなる。
原板Ｍはガラス以外に金属であってもよい。この場合は、低温での加熱方法により転写液層としての樹脂を硬化させたり、下部ステージ２１側から転写液層としての樹脂にＵＶ（紫外光）を照射すればよい。また、アライメント用のアライメントマークＡＬは原板Ｍや基板Ｓに穴を形成し、これをアライメントマークＡＬとすることもできる。
また、上記第２実施形態のように、駆動ユニット２００を用いてステージ１２１をウォーキング動作させるときは、下部の補助昇降用圧電素子２２７以外に駆動部２１９の昇降用圧電素子２０５をステージ１２１の平行調整用に使用することもできる。
また、補助昇降用圧電素子２２７または駆動部２１９の圧電素子２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃ，２０５を伸ばすことにより半球体１２２と球面軸受１２３との間に隙間を空けた状態で、基板Ｓどうし、または基板Ｓと原板Ｍとを接触させることで、接触時の微小な接地圧力を補助昇降用圧電素子２２７下部の圧力センサ２５で検出することができる。そこのようにすれば、下部のＺ軸４３に取り付けられた圧力センサ４２より微小な力を検知することができる。これはＺ軸４３に取り付けられた圧力センサ４２はステージ１２１を保持するための剛性が要求されるため圧力に対しても感度が悪くなるからである。
また、第１実施形態においては、Ｚ軸のθ方向の回転はサーボモータを使用したが第２実施形態においては、円周状に配置された駆動ユニット２００でステージ１２１をθ方向に移動することにより、より高位置精度でステージ１２１を位置決めできる。
本発明の傾斜調整機構の第１実施形態である平面調整機構を備えたナノインプリント装置の構成を示す図である。 図１のナノインプリント装置の要部拡大図である。 基板の全面が均一に加圧されている状態を示す図である。 主に基板の中央部が加圧されている状態を示す図である。 主に基板の周縁部が加圧されている状態を示す図である。 基板の全面を均一に加圧する方法の一例を示す図である。 基板の全面を均一に加圧する方法の一例を示す図である。 基板の全面を均一に加圧する方法の一例を示す図である。 基板の転写層に原板の凹凸パターンを連続的に転写する状態を示す図である。 基板を移動する粗動テーブルの構成を示す図である。 ナノインプリント装置の要部拡大図である。 ナノインプリント装置の要部拡大図である。 インプリント方法の一例を示す図である。 図１３に示すインプリント方法を示す図である。 インプリント方法の他の例を示す図である。 図１５に示すインプリント方法を示す図である。 本発明の傾斜調整機構の第２実施形態である平面調整機構を備えたナノインプリント装置の構成を示す図である。 駆動ユニットを示す図である。 駆動部の正面図である。 駆動部の一部の平面図である。 駆動部によるウォーキング動作の説明図である。 駆動部によるウォーキング動作の説明図である。 ステージを位置決めする位置決め動作の説明図である。 平面調整機構の動作の一例を示す図である。 平面調整機構の動作の一例を示す図である。 主に基板の中央部が加圧されている状態を示す図である。 主に基板の周縁部が加圧されている状態を示す図である。 本発明の傾斜調整機構の第３実施形態である平面調整機構を備える接合装置の構成を示す図である。 本発明の傾斜機構の第４実施形態である平面調整機構の要部拡大図である。 基板の全面が均一に加圧されている状態を示す図である。 主に基板の中央部が加圧されている状態を示す図である。 主に基板の周縁部が加圧されている状態を示す図である。 基板の全面を均一に加圧する方法の一例を示す図である。 基板の全面を均一に加圧する方法の一例を示す図である。 基板の全面を均一に加圧する方法の一例を示す図である。
符号の説明
１０２ 平面調整機構（傾斜調整機構）
１２１ ステージ
１２２ 半球体（受部）
１２３ 球面軸受（基部）
２ 平面調整機構（傾斜調整機構）
２１ ステージ
２１３ 支持足（支持部）
２１５ ピエゾ駆動手段
２１７ 受台（支持部）
２３ 球面軸受（球面状凹部、バックアップ手段）
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 圧電素子（ピエゾ素子、ピエゾ駆動手段）
２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１ 支持部
２５ 圧力センサ（荷重検出手段）
３０７ ヘッド
３２０ チップ（基準傾斜対象物、被加圧物）
３２２ 基板（傾斜調整対象物、被加圧物）
３２５ 上下駆動機構（移動手段、加圧手段）
３３１ 制御装置（ピエゾ駆動手段、加圧手段、移動手段、ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段）
４３ Ｚ軸（加圧手段、移動手段）
４５ サーボ機構（加圧手段、移動手段）
５ 真空チャンバー
５０２ 平面調整機構（傾斜調整機構）
５２１ ステージ
５２３ 球面軸受（球面状凹部、バックアップ手段）
５２４ａ 圧電素子（ピエゾ素子、ピエゾ駆動手段）
５２５ 圧力センサ（荷重検出手段）
６０２ 平面調整機構（傾斜調整機構）
６２１ ヘッド
６２３ 球面軸受（球面状凹部、バックアップ手段）
６２４ａ，６２４ｂ，６２４ｃ 圧電素子（ピエゾ素子、ピエゾ駆動手段）
６２４ａ１，６２４ｂ１，６２４ｃ１ 支持部
６２５ 圧力センサ（荷重検出手段）
６０７ ステージ
８ コントローラ（ピエゾ駆動手段、加圧手段、移動手段、ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段）
Ｓ 基板（傾斜調整対象物、被加圧物）
Ｍ 原板（基準傾斜対象物、被加圧物）

Claims (12)

  1. 上面に傾斜調整対象物が載置されるステージと、
    前記ステージの下面と接離自在に面接触して前記ステージを支持するバックアップ手段と、
    先端に支持部が設けられた複数のピエゾ素子を有し、前記各ピエゾ素子が伸縮しながら前記支持部により前記ステージを下方から支持して前記ステージの傾きを調整するピエゾ駆動手段とを備え、
    前記ピエゾ駆動手段は、少なくとも前記ステージの傾斜調整時には、前記ステージの下面とバックアップ手段とが離間するように前記各ピエゾ素子を伸縮する
    ことを特徴とする傾斜調整機構。
  2. 前記ステージの下面は凸球状に形成され、
    前記バックアップ手段には、凸球状の前記ステージの下面に摺接可能な球面状凹部が設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜調整機構。
  3. 前記ステージの下面は平面状に形成され、
    前記バックアップ手段には、
    球面状凹部が形成された基部と、
    前記球面状凹部に摺接可能な球面状凸部が形成され、前記球面状凸部が前記球面状凹部に摺接した状態で前記ステージの下面に面接触する受部と
    が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜調整機構。
  4. 真空チャンバーをさらに備え、
    前記真空チャンバー内に、前記ステージと、前記バックアップ手段と、前記ピエゾ駆動手段とが配設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の傾斜調整機構。
  5. 前記ステージに対向配置されて、前記ステージの傾きを調整することによる前記傾斜調整対象物の傾斜調整における基準傾斜となる基準傾斜対象物を下面に保持するヘッドと、
    前記ステージの上面と、前記ヘッドの下面とを互いに近接するように移動する移動手段とをさらに備え、
    前記移動手段は、
    前記ピエゾ駆動手段が、前記傾斜調整対象物の傾斜を前記基準傾斜対象物の傾斜とぼほ一致させて、前記傾斜調整対象物と前記基準傾斜対象物とをほぼ平行に調整した後に、
    前記ステージおよび前記ヘッドを近接移動して、前記傾斜調整対象物と前記基準傾斜対象物とを接触させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の傾斜調整機構。
  6. 前記ステージの上面に載置される前記傾斜調整対象物としての被加圧物を加圧する加圧手段をさらに備え、
    前記各ピエゾ素子は前記バックアップ手段を囲んで配設されて、前記各支持部は前記バックアップ手段による前記ステージ下面の支持位置を囲んで前記ステージを下方から支持し、
    前記ピエゾ駆動手段は、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧時前に、
    前記ステージの下面と前記バックアップ手段とが離間するように前記各ピエゾ素子を伸縮し、
    前記加圧手段は、前記ピエゾ駆動手段が前記各ピエゾ素子を前記ステージの下面と前記バックアップ手段とが離間するように伸縮した後に、前記被加圧物を加圧する
    ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の傾斜調整機構。
  7. 前記ステージの上面に載置される前記傾斜調整対象物としての被加圧物を加圧する加圧手段をさらに備え、
    前記各ピエゾ素子は前記バックアップ手段を囲んで配設されて、前記各支持部は前記バックアップ手段による前記ステージ下面の支持位置を囲んで前記ステージを下方から支持し、
    前記ピエゾ駆動手段は、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧前時に、
    前記支持部による前記ステージの下方からの支持状態を解除するように前記各ピエゾ素子を伸縮し、
    前記加圧手段は、前記ピエゾ駆動手段が前記各ピエゾ素子を前記ステージの下方からの支持状態を解除するように伸縮した後に、前記被加圧物を加圧する
    ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の傾斜調整機構。
  8. 前記ステージの上面に載置される前記傾斜調整対象物としての被加圧物を加圧する加圧手段と、
    前記各ピエゾ素子への荷重を検出する荷重検出手段と、
    前記各ピエゾ素子を前記ピエゾ駆動手段が伸縮したときの制御パラメータを予め記憶するピエゾ素子制御パラメータ記憶手段とをさらに備え、
    前記ピエゾ駆動手段は、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧時に、
    前記荷重検出手段による前記各ピエゾ素子への荷重の検出値が予め設定した設定ほぼ同じ値となるように、前記ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段に予め記憶された前記制御パラメータに基づいて前記各ピエゾ素子を伸縮する
    ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の傾斜調整機構。
  9. 前記ステージに対向配置されて、前記被加圧物を下面に保持するヘッドと、
    前記ステージの上面と、前記ヘッドの下面とを互いに近接するように移動する移動手段と、
    前記ステージの上面に載置される前記傾斜調整対象物としての被加圧物と、前記ヘッドに保持される前記被加圧物とを加圧する加圧手段と、
    前記各ピエゾ素子への荷重を検出する荷重検出手段と、
    前記加圧手段による前記被加圧物の加圧時に、前記荷重検出手段による前記各ピエゾ素子への荷重の検出値が予め設定した設定値となるように、前記各ピエゾ素子を前記ピエゾ駆動手段が伸縮したときの制御パラメータと、前記移動手段による前記ステージが保持する前記被加圧物と前記ヘッドが保持する被加圧物との接触時に、前記荷重検出手段による前記各ピエゾ素子への荷重の検出値が予め設定した設定値となるように、前記各ピエゾ素子を前記ピエゾ駆動手段が伸縮したときの制御パラメータとを予め記憶するピエゾ素子制御パラメータ記憶手段とさらに備え、
    前記ピエゾ駆動手段は、前記移動手段による前記被加圧物どうしの接触時と、前記加圧手段による前記被加圧物の加圧時に、
    前記ピエゾ素子制御パラメータ記憶手段にそれぞれ予め記憶された前記接触時と前記加圧時の各制御パラメータに基づいて、前記各ピエゾ素子を伸縮する
    ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の傾斜調整機構。
  10. 下面に傾斜調整対象物が設置されるヘッドと、
    前記ヘッドの上面と接離自在に面接触して前記ヘッドを支持するバックアップ手段と、
    先端に支持部が設けられた複数のピエゾ素子を有し、前記各ピエゾ素子が伸縮しながら前記支持部により前記ヘッドを上方から支持して前記ヘッドの傾きを調整するピエゾ駆動手段とを備え、
    前記ピエゾ駆動手段は、少なくとも前記ヘッドの傾斜調整時には、前記ヘッドの上面とバックアップ手段とが離間するように前記各ピエゾ素子を伸縮する
    ことを特徴とする傾斜調整機構。
  11. 前記ヘッドに対向配置されて、前記ヘッドの傾きを調整することによる前記傾斜調整対象物の傾斜調整における基準傾斜となる基準傾斜対象物を上面に保持するステージと、
    前記ヘッドの下面と、前記ステージの上面とを互いに近接するように移動する移動手段とをさらに備え、
    前記移動手段は、
    前記ピエゾ駆動手段が、前記傾斜調整対象物の傾斜を前記基準傾斜対象物の傾斜とぼほ一致させて、前記傾斜調整対象物と前記基準傾斜対象物とをほぼ平行に調整した後に、
    前記ヘッドおよび前記ステージを近接移動して、前記傾斜調整対象物と前記基準傾斜対象物とを接触させることを特徴とする請求項１０に記載の傾斜調整機構。
  12. 上面に傾斜調整対象物が載置されるステージと、
    前記ステージの下面と接離自在に面接触して前記ステージを支持するバックアップ手段とを備える傾斜調整機構の制御方法において、
    先端に支持部が設けられた複数のピエゾ素子が伸縮しながら前記支持部により前記ステージを下方から支持して前記ステージの傾きを調整し、
    少なくとも前記ステージの傾斜調整時には、前記ステージの下面とバックアップ手段とが離間するように前記各ピエゾ素子を伸縮する
    ことを特徴とする傾斜調整機構の制御方法。
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