JP2010280065A - 微細構造転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス機構などを使用せず、エアバブルによる転写欠陥の発生が無く、しかもスタンパの剥離が容易な微細構造転写装置を提供する。
【解決手段】ベース板３の上面に第１の支柱９と第２の支柱が立設されており、前記第１の支柱の上端面に長尺スタンパ７の一端が固定されており、前記長尺スタンパの他端は前記第２の支柱に配設された昇降装置により上下に昇降可能に支持されており、前記長尺スタンパの下面側の微細パターンが存在する位置に対応する位置であって、前記第１の支柱と第２の支柱の間のベース板上面に、被転写体載置用ステージが配設されており、前記長尺スタンパの上面側であって、前記長尺スタンパの長手方向に沿って往復動する加圧装置が配設されている微細構造転写装置。
【選択図】図１

Description

本発明は微細構造転写（ナノインプリント）装置に関する。更に詳細には、本発明はスタンパと被転写体との密着及び剥離を容易に行うことが出来、しかも、エアバブルなどの欠陥発生を効果的に防止することができる微細構造転写（ナノインプリント）装置に関する。

コンピュータなどの各種情報機器の目覚ましい機能向上により、使用者が扱う情報量は増大の一途を辿り、ギガからテラ単位領域に達している。このような環境下において、これまでよりも一層記録密度の高い情報記憶・再生装置やメモリーなどの半導体装置に対する需要が益々増大している。

記録密度を増大させるには、一層微細な加工技術が必要となる。露光プロセスを用いた従来の光リソグラフィー法は、一度に大面積を微細加工することができるが、光の波長以下の分解能を持たないため、自ずから光の波長以下（例えば、１００ｎｍ以下）の微細構造の作製には適さない。光の波長以下の微細構造の加工技術として、電子線を用いた露光技術、Ｘ線を用いた露光技術及びイオン線を用いた露光技術などが存在する。しかし、電子線描画装置によるパターン形成は、ｉ線、エキシマレーザ等の光源を使用した一括露光方式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、描画（露光）時間がかかる。従って、記録密度が増大するにつれて、微細パターンの形成に要する時間が長くなり、製造スループットが著しく低下する。一方、電子線描画装置によるパターン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が、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、マスクの位置を一層高精度に制御する機構が更に必要になり、描画装置自体のコストが高くなり、結果的に、媒体製造コストが高くなるなどの問題点がある。

光の波長以下の微細構造の加工技術として、従来のような露光技術に代えて、プリント技術による方法が提案されている。例えば、特許文献１には、「ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術」に関する発明が記載されている。ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術は、前もって電子線露光技術等の光の波長以下の微細構造の加工技術を用いて、所定の微細構造パターンを形成したモールドをレジスト塗布被転写基板に加圧しながら押し当て、モールドの微細構造パターンを被転写基板のレジスト層に転写する技術である。モールドさえあれば、特別に高価な露光装置は必要無く、通常の印刷機レベルの装置で複製物を量産できるので、電子線露光技術等に比較してスループットは飛躍的に向上し、製造コストも大幅に低減される。

ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術において、前記特許文献１に記載されるように、レジストとして熱可塑性樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）を使用する場合、その材料のガラス転移温度(Tg)近傍又はそれ以上の温度に上げて加圧して転写する。この方式は熱転写方式と呼ばれる。熱転写方式は熱可塑性の樹脂であれば汎用の樹脂を広範に使用できる利点がある。これに対し、レジストとして感光性樹脂を使用する場合、紫外線などの光を曝露すると硬化する光硬化性樹脂により転写する。この方式は光転写方式と呼ばれる。

光転写方式のナノインプリント加工法では、特殊な光硬化型の樹脂を用いる必要があるが、熱転写方式と比較して、転写印刷版や被印刷部材の熱膨張による完成品の寸法誤差を小さくできる利点がある。また、装置上では、加熱機構の装備や、昇温、温度制御、冷却などの付属装置が不要であること、更に、ナノインプリント装置全体としても、断熱などの熱歪み対策のための設計的な配慮が不要となるなどの利点がある。

光転写方式のナノインプリント装置の一例は特許文献２に記載されている。この装置は、紫外線を透過できるスタンパを光硬化性樹脂の塗布された被転写基板に押し当て、上部から紫外線を照射するように構成されている。スタンパの被転写基板押圧面には所定の微細構造パターンが形成されている。

図９は光転写方式のナノインプリント技術による微細構造転写方法の工程を示す模式図である。ステップ（ａ）において、基板１０２の上面にレジスト１０４が塗布された被転写体１００を準備し、レジスト１０４に当接される側に微細パターン１０６が形成されたスタンパ１０８を、被転写体１００と対峙させる。ステップ（ｂ）において、スタンパ１０８を被転写体１００のレジスト塗布面に押圧させる。ステップ（ｃ）において、スタンパ１０８の上面から紫外（ＵＶ）光を照射し、レジスト１０４を硬化させる。次いで、ステップ（ｄ）において、スタンパ１０８を被転写体１００から剥離する。斯くして、被転写体１００の基板１０２の表面にパターン層１１０が形成される。パターン層１１０はスタンパ１０８の微細パターン１０６の反転像である。

スタンパ１０８を被転写体１００に押圧させるために、図１０に示されるようなプレス機構１１１が使用されている。従来のプレス機構１１１は、リニアガイドとサーボモータを組み合わせた１軸の移動ステージ１１２を構成するものが一般的である。被転写体１００はベース１１４に固定しておき、移動ステージ１１２上に取り付けたスタンパ１０８を移動し、被転写体１００に押し付ける。移動ステージ１１２はＸＹＺ制御回路１１６により制御される。被転写体１００とスタンパ１０８の位置は転写精度に重要であるので、移動ステージ１１２には運動精度と位置精度が必要となる。このため、プレス機構１１１は大型で複雑な構造となっていた。

従来のプレス機構１１１の別の問題点は、エアバブル（気泡）による転写欠陥の発生である。図９のステップ（ａ）からステップ（ｂ）への密着工程で、スタンパ１０８をレジスト１０４に押圧する際に、大気中でこの押圧作業を行うと、スタンパ１０８の微細パターン１０６の凹部とレジスト１０４との間に空気などのエアバブルが取り込まれ、押圧後もエアバブルが留まるので、レジストの外形は不規則に変形したまま固定されてしまう。その結果、微細パターン１０６の形状を正確に転写することが困難又は不可能になる。

従来のプレス機構１１１の更に別の問題点は、スタンパ１０８と被転写体１００との剥離困難性である。図９のステップ（ｃ）からステップ（ｄ）において、スタンパ１０８を被転写体１００に圧接させ、転写処理を行った後、スタンパ１０８を被転写体１００から剥離又は引き離し処理を行わなければならないが、スタンパ１０８と被転写体１００が硬化したレジストを介して強固に固着している場合、被転写体１００からスタンパ１０８を剥離させるのが極めて困難であった。被転写体１００とスタンパ１０８との外周縁から楔などを入れて被転写体１００とスタンパ１０８との間に隙間を発生させることにより、被転写体１００からスタンパ１０８を徐々に剥離させる方法があるが、時間と手間がかかり作業性が著しく低下する。また、被転写体１００とスタンパ１０８との密着界面に楔などを打ち込む際に、被転写体１００及び／又はスタンパ１０８を損傷することもある。

米国特許第５７７２９０５号公報（ＵＳ００５７７２９０５Ａ）

従って、本発明の目的は、従来のプレス機構などを使用せず、エアバブルによる転写欠陥の発生が無く、しかもスタンパの剥離が容易な微細構造転写装置を提供することである。

本発明の別の目的は、従来のプレス機構などを使用せず、エアバブルによる転写欠陥の発生が無く、しかもスタンパの剥離が容易な両面微細構造転写装置を提供することである。

前記課題は、ベース板の上面に第１の支柱と第２の支柱が立設されており、前記第１の支柱の上端面に長尺スタンパの一端が固定されており、前記長尺スタンパの他端は前記第２の支柱に配設された昇降装置により上下に昇降可能に支持されており、前記長尺スタンパの下面側の微細パターン形成位置に対応する位置であって、前記第１の支柱と第２の支柱の間のベース板上面に、被転写体載置用ステージが配設されており、前記長尺スタンパの上面側であって、前記長尺スタンパの長手方向に沿って往復動する加圧装置が配設されている微細構造転写装置により解決される。

前記微細構造転写装置において、前記昇降装置は、前記第２の支柱に配設された取付軸を中心にして所定の角度で回動する回動アームであり、前記回動アームの自由端が前記長尺スタンパの他端に係合することにより前記長尺スタンパは上下に昇降可能に支持されている。

前記微細構造転写装置において、前記昇降装置は、前記第２の支柱に配設された垂直方向に上下動する駆動機構に支持された水平アームであり、前記水平アームの自由端が前記長尺スタンパの他端に係合することにより前記長尺スタンパは上下に昇降可能に支持されている。

前記微細構造転写装置において、前記加圧装置は、前記長尺スタンパの上面に接触して回転移動する１個以上の加圧ローラである。

前記微細構造転写装置において、前記加圧装置は、前記長尺スタンパの上面に高圧空気を噴射しながら前記長尺スタンパの上面を非接触で移動するエアーパッドである。

前記微細構造転写装置において、前記長尺スタンパの他端上面には前記回動アームの自由端を係合するための係合爪が固設されており、前記係合爪の端部には前記回動アームの自由端の脱落を防止するための係止鈎が設けられている。

中心部に所定の内径の貫通孔を有する円盤状ディスク基板からなる被転写体の両面に微細構造を転写するための両面微細構造転写装置において、
該装置は下部微細構造転写装置と上部微細構造転写装置とからなり、
前記下部微細構造転写装置はベース板を有し、該ベース板の上面に第１の支柱と第２の支柱が上向きに立設されており、前記第１の支柱の上端面に長尺の下部スタンパの一端が固定されており、前記下部スタンパの他端は前記第２の支柱に配設された昇降装置により上下に昇降可能に支持されており、前記下部スタンパの上面側の微細パターンが存在する位置に対応する位置であって、前記第１の支柱と第２の支柱の間のベース板上面に、被転写体載置用円柱形ステージが配設されており、前記ステージは上端面に所定の外径の円柱形突起が配設されており、前記下部スタンパの上面側の微細パターンの中心部には所定の内径の貫通孔が開設されていて、前記被転写体載置用円柱形ステージは前記貫通孔に挿嵌されており、前記ベース板の上面に前記スタンパの下面側から前記下部スタンパを被転写体の下面に押圧するための下部押圧装置が配設されており、前記ベース板の下面に下部ＵＶ光照射装置が配設されており、
前記上部微細構造転写装置はベース板を有し、該ベース板の下面に第１の支柱と第２の支柱が下向きに立設されており、前記第１の支柱の上端面に長尺の上部スタンパの一端が固定されており、前記上部スタンパの他端は前記第２の支柱に配設された昇降装置により上下に昇降可能に支持されており、前記上部スタンパの下面側の微細パターンの中心部には所定の内径の貫通孔が開設されていて、前記被転写体載置用円柱形ステージの上面の円柱形突起に前記貫通孔を挿嵌させることができ、前記ベース板の下面に前記上部スタンパの上面側から前記スタンパを被転写体の上面に押圧するための上部押圧装置が配設されており、前記ベース板の上面に上部ＵＶ光照射装置が配設されており、
前記下部微細構造転写装置は前記ステージの中心点に対して前記上部微細構造転写装置と上下点対称の位置関係に配置されている両面微細構造転写装置。

前記微細構造転写装置において、前記スタンパは可撓性を有する。

本発明の微細構造転写装置によれば、可撓性を有するスタンパを長尺な構造にし、その一端を固定し、他端を昇降可能に構成することによりスタンパを湾曲させることが可能になり、湾曲したスタンパは被転写体の周縁端部から半径方向中心に向かって徐々に被転写体の全面に被覆されていくので、スタンパと被転写体との界面に存在する空気は、スタンパが被転写体へ被覆されていくにつれて界面外へと押し出されていき、界面内に空気が残存することはない。その結果、従来の微細構造転写装置におけるようなエアバブルによる転写欠陥の発生は殆ど生じない。また、転写作業完了後は、スタンパは被転写体の周縁端部から半径方向中心に向かって徐々に剥離されていくので、従来の微細構造転写装置におけるようなスタンパと被転写体の界面に楔を打ち込む必要は無く、その結果、剥離作業が迅速に進行し、作業性が飛躍的に向上されるばかりか、転写パターンの損傷及びスタンパや被転写体の損傷も殆ど発生しない。

また、可撓性を有するスタンパを長尺な構造にし、その一端を固定し、他端を昇降可能に構成した転写装置を上下に配置することにより、被転写体の両面に極めて容易に微細パターンを作業性良く転写することができる。

本発明の微細構造転写装置の一例の概要正面図であり、（ａ）は加圧前の状態の概要断面図であり、（ｂ）は加圧状態の概要正面図である。 図１に示された微細構造転写装置の平面図である。 本発明の微細構造転写装置の別の実施態様を示す概要正面図である。 本発明の微細構造転写装置の更に別の実施態様を示す概要正面図である。 本発明の微細構造転写装置の他の実施態様を示す概要正面図であり、（ａ）は加圧前の状態の概要断面図であり、（ｂ）は加圧状態の概要正面図である。 本発明の微細構造転写装置の更に他の実施態様を示す概要正面図である。 図６に示された微細構造転写装置における下部微細構造転写装置３０の概要斜視図である。 図６に示された微細構造転写装置１Ｄによるドーナツ形被転写体１００’の両面に微細構造を転写する作業の概要工程図である。 光転写方式のナノインプリント技術による微細構造転写方法の工程を示す模式図である。 図９に示されたスタンパを被転写体に押圧させるために使用されてきた従来のプレス機構の一例の概要図である。

図１は本発明の微細構造転写装置の一例の概要正面図であり、（ａ）は加圧前の状態の概要断面図であり、（ｂ）は加圧状態の概要正面図である。図２は図１に示された微細構造転写装置の平面図である。本発明の微細構造転写装置１は、基本的に、ベース板３の上面に、被転写体１００を載置するためのステージ５を有し、このステージ５の上部にスタンパ７が配置されている。スタンパ７は長尺な形状を有しており、一端は第１の支柱９に固定されており、他端は上下に往復回動する回動アーム１１により片持ちバネのように上方へ持ち上げることができる。回動アーム１１は第２の支柱１７に取り付けられており、図示されていない適当なカム機構などにより取付軸を中心にして所定の角度まで回動可能に構成することができる。スタンパ７の他端には回動アーム１１を係合するための係合爪１９が固設されており、回動アーム１１の自由端２１は係合爪１９の底面を滑動することができる。係合爪１９の端部には回動アーム１１の自由端２１の脱落を防止するための係止鈎２２を配設することが好ましい。また、スタンパ７の上面には加圧ローラ１３が配設されている。加圧ローラ１３は駆動アーム１５により軸支されており、この駆動アーム１５により加圧力を発生すると共に、スタンパ７の上面を往復動することができる。図１（ａ）に示されるように、加圧ローラ１３を第１の支柱９側に待避させ、回動アーム１１を上方へ向けて上端部にまで移動させてスタンパ７を上方へ湾曲させ、この状態でステージ５の上面の被転写体１００を着脱する。被転写体１００をステージ５の上面に載置すると、加圧ローラ１３が第２の支柱１７側に向かって移動してくる。この加圧ローラ１３の移動にともなって回動アーム１１を徐々に下降させる。これにより、加圧ローラ１３の走査に従って、スタンパ７は被転写体１００の周縁端部から半径方向中心に向かって徐々に押圧されながら下降してくる。図１（ｂ）に示されるように、加圧ローラ１３の走査が終了した時点で、回動アーム１１も回動下端部に到着する。回動アーム１１の回動下端部はステージ５の高さと同一か又はそれよりも若干低い位置であることが好ましい。加圧ローラ１３は係合爪１９で停止される。転写作業完了後、加圧ローラ１３を第１の支柱９側に待避させながら、回動アーム１１を上方に向けて回動上端部まで移動させて、図１（ａ）の状態に戻し、転写済みの被転写体１００をステージから除去し、新たな被転写体１００をステージ５の上面に載置する。熱転写方式の場合であれば、加圧ローラ１３又はステージ５から必要な加熱を行い、転写する。光転写方式の場合であれば、スタンパ７の上面から被転写体１００にＵＶ光を照射して転写する。なお、加圧ローラ１３の走査と回動アーム１１の回動は無関係に行うこともできる。例えば、回動アーム１１の下降回動によりスタンパ７を被転写体１００の上面に密着させてから加圧ローラ１３で加圧走査することもできる。

本発明の微細構造転写装置によれば、スタンパ７は被転写体１００の周縁端部から半径方向中心に向かって徐々に被転写体１００の全面に被覆されていくので、スタンパ７と被転写体１００との界面に存在する空気は、スタンパ７が被転写体１００へ被覆されていくにつれて界面外へと押し出されていき、界面内に空気が残存することはない。その結果、従来の微細構造転写装置におけるようなエアバブルによる転写欠陥の発生は殆ど生じない。また、転写作業完了後は、スタンパ７は被転写体１００の周縁端部から半径方向中心に向かって徐々に剥離されていくので、従来の微細構造転写装置におけるようなスタンパ７は被転写体１００の界面に楔を打ち込む必要は無く、その結果、剥離作業が迅速に進行し、作業性が飛躍的に向上されるばかりか、スタンパ７や被転写体１００の損傷も殆ど発生しない。

スタンパ７は回動アーム１１により湾曲させ、かつ元の平坦な状態に復元させることができるような可撓性又は柔軟性を有することが好ましい。スタンパ７が硬質すぎると回動アーム１１により湾曲させる際に折損するか又は応力により永久変形してしまい、元のフラットな形状に復元させることができなくなる。従って、スタンパ７の形成材料としては、プラスチック類（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸など）、金属類（例えば、アルミニウム、ステンレス、銅など）又はセラミック類（例えば、シリコン、ガラスなど）などが好ましい。熱転写方式の装置の場合、スタンパ７は光透過性である必要はないが、光転写方式の装置の場合、スタンパ７は光透過性材料から形成されていなければならない。

スタンパ７の下面側であって被転写体１００と当接される部分には、転写すべき微細パターン８が存在する。このような微細パターン８はスタンパ７の所定箇所に直接形成することもできるし、あるいは、別途形成された微細構造パターンを有するシートなどをスタンパ７の所定箇所に貼着することもできる。

図３は本発明の微細構造転写装置の別の実施態様を示す概要正面図である。この装置では、スタンパ７を上下動させる手段として、回動アームの代わりに、垂直に上下動する水平アーム２３を使用する。水平アーム２３の自由端２１は係合爪１９の底面を滑動することができる。水平アーム２３の駆動機構は例えば、チェーン、水圧、油圧、ボールスクリュー、リニアモータなど公知慣用の駆動機構を使用できる。

図１及び図３に示された微細構造転写装置では加圧ローラ１３は１個しか使用されていないが、使用される加圧ローラの個数は１個に限定されない。例えば、図４に示されるように、２個以上の加圧ローラ１３を平行に並べて使用することもできる。このように複数個の加圧ローラ１３を使用すると、転写作業の際に均一な加圧力を得ることが出来、転写品質を高めることができる。

図５は本発明の微細構造転写装置の他の実施態様を示す概要正面図である。図１に示された微細構造転写装置では１個の加圧ローラ１３を使用するが、ローラ走査ではローラ通過後は加圧力はゼロになってしまう。図４に示された微細構造転写装置では複数個の加圧ローラ１３を使用するが、ローラとローラの谷間部分の加圧力はゼロになってしまう。ローラ走査による加圧力の不均一性を解決するために、図５に示された装置では、ローラに代えて、エアパッド２５を使用する。エアパッド２５はスタンパ７の上面側にあって、被転写体表面と一定の距離を保ちながら移動可能となる様に直動支持されている。エアパッド２５はスタンパ上面に空気を噴出することが可能である。高圧空気はパイプ２７から供給される。また、パイプ２７を図示されていない進退機構に保持させることにより、エアパッド２５を第１の支柱９と第２の支柱１７との間を往復動可能にすることができる。図５（ａ）に示されるように、エアパッド２５を第１の支柱９側に待避させ、回動アーム１１を上方へ向けて上端部にまで移動させてスタンパ７を上方へ湾曲させ、この状態でステージ５の上面の被転写体１００を着脱する。被転写体１００をステージ５の上面に載置すると、エアパッド２５が第２の支柱１７側に向かって移動してくる。このエアパッド２５の移動に同期させて回動アーム１１を徐々に下降させる。これにより、エアパッド２５の前進に従って、スタンパ７は被転写体１００の周縁端部から半径方向中心に向かって徐々に押圧されながら下降してくる。図１（ｂ）に示されるように、エアパッド２５の前進が停止した時点で、回動アーム１１も下端部に到着する。エアパッド２５はスタンパ７の上面から被転写体１００の全面に対して高圧空気により均一に圧力を印加し、加圧することができる。また、エアパッド２５によれば、被転写体１００の直上に維持された状態のまま、任意の時間にわたってスタンパ７の上面から被転写体１００の全面に対して加圧力を印加し、保持することができる。これにより、スタンパ７の微細構造を被転写体１００に欠陥無く転写することができる。転写作業完了後、エアパッド２５を第１の支柱９側に待避させながら、回動アーム１１を上方に向けて上端部まで移動させる。熱転写方式の場合であれば、エアパッド２５から所定の温度に加熱された空気を噴射するか又はステージ５から必要な加熱を行い、転写する。光転写方式の場合であれば、透明な素材（例えば、石英など）からなるエアパッド２５及び透明な素材からなるスタンパ７の上面から被転写体１００にＵＶ光を照射して転写する。なお、エアパッド２５の走査と回動アーム１１の回動は無関係に行うこともできる。例えば、回動アーム１１の下降回動によりスタンパ７を被転写体１００の上面に密着させてからエアパッド２５で加圧走査することもできる。

本発明の微細構造転写装置で転写作業することができる被転写体は真円状の円形基板だけでなく、中心部に所定の内径の円形貫通穴を有する円盤状ディスク基板（いわゆるドーナツ形ディスク基板）も含まれる。言うまでもなく、使用される被転写体の形状に合わせて、ステージ５の上面形状及びスタンパ７の形状を変更することができる。

図１〜図５に示された微細構造転写装置は何れも被転写体１００の片面でしか転写作業を行うことができない。両面転写を行う場合、従来の平行平板プレス機構では両面同時転写は困難であり、もし両面同時転写を行う場合、裏面を非接触とする必要がある。しかし、裏面非接触とするために被転写体の外周端のみを保持すると、加圧時に被転写体が撓み加圧力が正しく加わらないことに起因して、転写不良となる。

この問題点を解決するために、被転写体１００の両面で同時に転写作業を行う微細構造転写装置も本発明により提供される。図６はドーナツ形ディスク基板である被転写体１００’の両面に微細構造を同時に転写するための装置１Ｄの一例の概要正面図である。両面微細構造転写装置１Ｄは、下部微細構造転写装置３０と上部微細構造転写装置３２とから構成されている。図示されていないが、下部微細構造転写装置３０と上部微細構造転写装置３２とは適当な保持具により所定の間隔で互いに向き合うように保持されている。

下部微細構造転写装置３０の下部ベース板３ａの上面にはステージ５’が配設されている。ステージ５’は上面に所定の高さの円形の突起部３３を有し、ドーナツ形ディスク基板からなる被転写体１００’の中心部の所定の内径の円形貫通穴に貫着される。下部ベース板３ａには更に第１の支柱９ａと第２の支柱１７ａも配設されており、第１の支柱９ａには下部スタンパ７ａの一端が固定されており、第２の支柱１７ａには下部回動アーム１１ａが配設されている。下部スタンパ７ａの他端には下部回動アーム１１ａを係合するための係合爪１９ａが固設されており、下部回動アーム１１ａの自由端２１ａは係合爪１９ａの表面を滑動することができる。係合爪１９ａの端部には下部回動アーム１１ａの自由端２１ａの脱落を防止するための係止鈎２２ａを配設することが好ましい。下部スタンパ７ａの転写面には第１の微細パターン８ａが形成されている。この装置では、加圧ローラ１３やエアーパッド２５の代わりに、上下に進退可能な下部押圧装置３４ａ及び上部押圧装置３４ｂを使用する。下部押圧装置３４ａは下部ベース３ａの上面側に配設されている。下部押圧装置３４ａは、下部ベース板３ａを貫通する２本の下部シャフト３６ａと、この下部シャフト３６ａが固定される下部押圧板３８ａと、下部押圧板３８ａに配設された下部樹脂緩衝層４０ａとを有する。樹脂緩衝層はクッションのような機能を果たすものであり、押圧板からスタンパへの圧力の印加を均一化したり、あるいは圧力勾配を発生させたりすることができる。下部ベース板３ａの下面側には下部ＵＶ光照射装置４２ａが配設されている。

上部微細構造転写装置３２はステージ５’を有しないこと以外は下部微細構造転写装置３０と概ね同様な装置構成を有する。すなわち、上部微細構造転写装置３２の上部ベース板３ｂには第１の支柱９ｂと第２の支柱１７ｂが配設されており、第１の支柱９ｂには上部スタンパ７ｂの一端が固定されており、第２の支柱１７ｂには上部回動アーム１１ｂが配設されている。上部スタンパ７ｂの他端には上部回動アーム１１ｂを係合するための係合爪１９ｂが固設されており、上部回動アーム１１ｂの自由端２１ｂは係合爪１９ｂの表面を滑動することができる。上部スタンパ７ｂの転写面には第２の微細パターン８ｂが形成されている。更に、上部押圧装置３４ｂは上部ベース３ｂの下面側に配設されている。上部押圧装置３４ｂは、上部ベース板３ｂを貫通する２本の上部シャフト３６ｂと、この上部シャフト３６ｂが固定される上部押圧板３８ｂと、上部押圧板３８ｂに配設された上部樹脂緩衝層４０ｂとを有する。上部ベース板３ｂの上面側には上部ＵＶ光照射装置４２ｂが配設されている。上部微細構造転写装置３２では第１の支柱９ｂ及び第２の支柱１７ｂが、下部微細構造転写装置３０における第１の支柱９ａ及び第２の支柱１７ａと反対側に位置することが主要な相違点である。下部スタンパ７ａの第１の微細パターン８ａと上部スタンパ７ｂの第２の微細パターン８ｂは同一であることもできるし、或いは異なっていることもできる。

本発明の両面微細構造転写装置では、被転写体の両面に同時に微細構造を転写するため、下部微細構造転写装置３０と上部微細構造転写装置３２がステージの中心点に対して点対称の位置関係に配置されていることが好ましい。このような位置関係に配置することにより、被転写体１００’に対して上部スタンパ７ｂ及び下部スタンパ７ａを各回動アームで湾曲させると、各スタンパは被転写体に対して相互に反対方向に湾曲するので、ステージ５’に被転写体１００’を着脱させるためのハンドリング機構５０（図８参照）を挿入するためのスペースが確保される。

図７は下部微細構造転写装置３０の概要斜視図である。下部ベース板３ａに固定されたステージ５’が貫通するように、下部押圧板３８ａと下部樹脂緩衝層４０ａの略中央部には所定の内径の貫通孔が形成されている。また、下部スタンパ７ａにもステージ５’を貫通させるための穴が開設されており、この貫通穴を中心として第１の微細パターン８ａが配設されている。上部微細構造転写装置３２も図７に示された下部微細構造転写装置３０と略同一の構成を有する。

図８は図６に示された微細構造転写装置１Ｄによるドーナツ形被転写体１００’の両面に微細構造を転写する作業の概要工程図である。ステップ（ａ）において、一対のハンドリングアーム５０によりステージ５’の上面の突起部３３に、上下両面にレジストが塗布されたドーナツ形ディスク基板からなる被転写体１００’の貫通孔を挿入する。ステップ（ｂ）において、上部微細構造転写装置３２の上部回動アーム１１ｂを下降させて上部スタンパ７ｂを被転写体１００’の上面側に密着させ、かつ、下部微細構造転写装置３０の下部回動アーム１１ａを上昇させて下部スタンパ７ａを被転写体１００’の下面側に密着させる。スタンパの密着は被転写体の周縁端部から半径方向中心に向かい、その後、中心から再び周縁端部に向かうように行われる。これによりスタンパと被転写体との界面に存在する空気を外に押し出しながらスタンパと被転写体とを密着させることが出来る。ステップ（ｃ）において、下部微細構造転写装置３０の下部押圧装置３４ａの下部シャフト３６ａを上昇させ、下部押圧板３８ａに配設された下部樹脂緩衝層４０ａを下部スタンパ７ａの下面側から押圧し、同時に、上部微細構造転写装置３２の上部押圧装置３４ｂの上部シャフト３６ｂを下降させ、上部押圧板３８ｂに配設された上部樹脂緩衝層４０ｂを上部スタンパ７ｂの上面側から押圧する。それと共に、上部ＵＶ光照射装置４２ａ及び下部ＵＶ光照射装置４２ｂからＵＶ光を照射し、レジストを硬化させる。下部押圧装置３４ａと上部押圧装置３４ｂが互いに押圧し合うことにより、下部スタンパ７ａの第１の微細パターン８ａが被転写体１００’の下面側に転写され、上部スタンパ７ｂの第２の微細パターン８ｂが被転写体１００’の上面側に転写される。転写作業完了後、ステップ（ｄ）において、上部微細構造転写装置３２の上部回動アーム１１ｂを上昇させて上部スタンパ７ｂを被転写体１００’の上面側から剥離する。下部スタンパ７ａが被転写体１００’の下面に密着しているため、上部スタンパ７ｂは被転写体１００’の上面側から問題なく剥離させることができる。次いで、ステップ（ｅ）において、被転写体１００’の外周縁を一方のハンドリングアーム５０で押さえながら、下部微細構造転写装置３０の下部回動アーム１１ａを下降させて下部スタンパ７ａを被転写体１００’の下面側から剥離する。スタンパの剥離は被転写体の周縁端部から半径方向中心に向かい、その後、中心から再び周縁端部に向かうように行われる。これにより転写パターンを損傷すること無く、スタンパを被転写体から容易に剥離することができる。最後に、ステップ（ｆ）において、微細パターンが転写された被転写体１００’を一対のハンドリングアーム５０によりステージ５’から除去し、新たな被転写体１００’をステージ５’に装着する。

図６に示される微細構造転写装置１Ｄは光転写方式の微細構造転写装置なので、下部微細構造転写装置３０及び上部微細構造転写装置３２の各ベース板３ａ，３ｂ、押圧板３８ａ，３８ｂ、樹脂緩衝層４０ａ，４０ｂ及びスタンパ７ａ，７ｂは光透過性材料から形成されていなければならない。

以上、本発明の微細構造転写装置の好ましい実施態様について説明してきたが、本発明は例示された実施態様に限定されず、様々な変更を為すことが可能である。例えば、支柱９の長手方向の幅を大きくすることもできる。このようにすると、複数個のローラ１３を使用するとき又は長幅なエアーパッド２５を使用するときにスタンパ７の固定端部周辺における不整湾曲を避けることができる。
また、スタンパの微細パターンと被転写体との位置合わせを行うために、ステージ５及び５’にＸＹ移動制御機構を配設することもできる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 本発明の微細構造転写装置
３ ベース板
５，５’ ステージ
７ スタンパ
７ａ 下部スタンパ
７ｂ 上部スタンパ
８ 微細パターン
８ａ 第１の微細パターン
８ｂ 第２の微細パターン
９，９ａ，９ｂ 第１の支柱
１１ 回動アーム
１１ａ 下部回動アーム
１１ｂ 上部回動アーム
１３ ローラ
１５ 駆動アーム
１７，１７ａ，１７ｂ 第２の支柱
１９，１９ａ，１９ｂ 係合爪
２１ 自由端
２２，２２ａ，２２ｂ 係止鈎
２３ 水平アーム
２５ エアーパッド
２７ 高圧空気供給パイプ
３０ 下部微細構造転写装置
３２ 上部部微細構造転写装置
３４ａ 下部押圧装置
３４ｂ 上部押圧装置
３６ａ 下部シャフト
３６ｂ 上部シャフト
３８ａ 下部押圧板
３８ｂ 上部押圧板
４０ａ 下部樹脂緩衝層
４０ｂ 上部樹脂緩衝層
４２ａ 下部ＵＶ光照射装置
４２ｂ 上部ＵＶ光照射装置
１００ 被転写体
１０２ 基板
１０４ レジスト
１０６ 微細パターン
１０８ スタンパ
１１０ パターン層
１１１ プレス機構
１１２ 移動ステージ
１１４ ベース
１１６ ＸＹＺ制御回路

Claims (10)

1. ベース板の上面に第１の支柱と第２の支柱が立設されており、前記第１の支柱の上端面に長尺スタンパの一端が固定されており、前記長尺スタンパの他端は前記第２の支柱に配設された昇降装置により上下に昇降可能に支持されており、前記長尺スタンパの下面側の微細パターンが存在する位置に対応する位置であって、前記第１の支柱と第２の支柱の間のベース板上面に、被転写体載置用ステージが配設されており、前記長尺スタンパの上面側であって、前記長尺スタンパの長手方向に沿って往復動する加圧装置が配設されている微細構造転写装置。
2. 前記昇降装置は前記第２の支柱に配設された取付軸を中心にして所定の角度で回動する回動アームであり、前記回動アームの自由端が前記長尺スタンパの他端に係合することにより前記長尺スタンパは上下に昇降可能に支持されている請求項１記載の微細構造転写装置。
3. 前記昇降装置は、前記第２の支柱に配設された垂直方向に上下動する駆動機構に支持された水平アームであり、前記水平アームの自由端が前記長尺スタンパの他端に係合することにより前記長尺スタンパは上下に昇降可能に支持されている請求項１記載の微細構造転写装置。
4. 前記加圧装置は前記長尺スタンパの上面に接触して回転移動する１個以上の加圧ローラである請求項１記載の微細構造転写装置。
5. 前記加圧装置は、前記長尺スタンパの上面に高圧空気を噴射しながら前記長尺スタンパの上面を非接触で移動するエアーパッドである請求項１記載の微細構造転写装置。
6. 前記長尺スタンパの他端上面には前記回動アームの自由端を係合するための係合爪が固設されており、前記係合爪の端部には前記回動アームの自由端の脱落を防止するための係止鈎が設けられている請求項１記載の微細構造転写装置。
7. 中心部に所定の内径の貫通孔を有する円盤状ディスクからなる被転写体の両面に微細構造を転写するための微細構造転写装置において、
   該装置は下部微細構造転写装置と上部微細構造転写装置とからなり、
   前記下部微細構造転写装置はベース板を有し、該ベース板の上面に第１の支柱と第２の支柱が上向きに立設されており、前記第１の支柱の上端面に長尺の下部スタンパの一端が固定されており、前記下部スタンパの他端は前記第２の支柱に配設された昇降装置により上下に昇降可能に支持されており、前記下部スタンパの上面側の微細パターンが存在する位置に対応する位置であって、前記第１の支柱と第２の支柱の間のベース板上面に、被転写体載置用円柱形ステージが配設されており、前記ステージは上端面に所定の外径の円柱形突起が配設されており、前記下部スタンパの上面側の微細パターンの中心部には所定の内径の貫通孔が開設されていて、前記被転写体載置用円柱形ステージは前記貫通孔に挿嵌されており、前記ベース板の上面に前記スタンパの下面側から前記下部スタンパを被転写体の下面に押圧するための下部押圧装置が配設されており、前記ベース板の下面に下部ＵＶ光照射装置が配設されており、
   前記上部微細構造転写装置はベース板を有し、該ベース板の下面に第１の支柱と第２の支柱が下向きに立設されており、前記第１の支柱の上端面に長尺の上部スタンパの一端が固定されており、前記上部スタンパの他端は前記第２の支柱に配設された昇降装置により上下に昇降可能に支持されており、前記上部スタンパの下面側の微細パターンの中心部には所定の内径の貫通孔が開設されていて、前記被転写体載置用円柱形ステージの上面の円柱形突起に前記貫通孔を挿嵌させることができ、前記ベース板の下面に前記上部スタンパの上面側から前記スタンパを被転写体の上面に押圧するための上部押圧装置が配設されており、前記ベース板の上面に上部ＵＶ光照射装置が配設されており、
   前記下部微細構造転写装置は前記ステージの中心に対して前記上部微細構造転写装置と点対称の位置関係に配置されている微細構造転写装置。
8. 前記昇降装置は前記第２の支柱に配設された取付軸を中心にして所定の角度で回動する回動アームであり、前記回動アームの自由端が前記スタンパの他端に係合することにより前記スタンパは上下に昇降可能に支持されている請求項７記載の微細構造転写装置。
9. 前記昇降装置は、前記第２の支柱に配設された垂直方向に上下動する駆動機構に支持された水平アームであり、前記水平アームの自由端が前記スタンパの他端に係合することにより前記スタンパは上下に昇降可能に支持されている請求項７記載の微細構造転写装置。
10. 前記スタンパは可撓性を有する請求項１〜９の何れかに記載の微細構造転写装置。

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