JP3638513B2 - 転写装置及び転写方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写装置及び転写方法に係わり、特にナノメートルレベルの精度で微細構造や磁気情報の転写が可能とする転写装置及び転写方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光の回折限界を越えて、微細なリソグラフィーを実現するいわゆる超解像を利用する方法として近接場光を利用する方法が知られている。これには、微小な開口を有するプローブを用いる方法（特開平７−１０６２２９）や、よりスループットを上げるためにマスクをレジストに極めて近距離に置く方法（特開平８−１７９４９３）や密着させる方法がある。これに対して、光や電子線によるリソグラフィーではなくナノインプリンティングと呼ばれる方法が新しいナノ加工技術として提案されている。これはナノレベルで凹凸のある原盤を基板上のレジストなどに押しつけて加工する方法である。
【０００３】
一方、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、ドライブの内部に記録媒体であるディスクが固定されて、このディスクに対してデータの記録再生を実行するための磁気記録装置である。ＨＤＤは、ディスク上に予め記録されたサーボ情報により、磁気ヘッドをディスク上の目標位置（目標トラック）に位置決めする制御を行う。一般にサーボ情報は、ディスク上の円周方向に所定の間隔を持って配置されるサーボ領域（サーボセクタ）に記録される。また、サーボ領域は、ディスク上の全トラックに対して半径方向に設けられている。
【０００４】
このようなＨＤＤを製造する製造工程において、通常ではドライブ本体の筐体の内部にディスクとヘッドとが組み込まれた後に、サーボライタと称するサーボ書き込み装置によりディスク上にサーボ情報が記録される。ここでディスクはスピンドル機構に固定的に取り付けられる。またヘッドはボイスコイルモータにより駆動するヘッドアクチュエータに実装される。
【０００５】
従来のサーボライタを使用してサーボ情報を書き込む方法は、ヘッドを移動制御して、ディスク上に設定される全トラックの各サーボ領域にサーボ情報を順次記録するため、製造工程の中でも長時間を要する工程の一つである．従って、サーボ情報の書き込み工程に要する時間を短縮化することは、HDDの製造工程の効率を向上させるために有効である。
【０００６】
これを解決するための方法として、サーボ情報を予め記録した原盤を用意し、この原盤を使用して、ドライブに組込むための基板にサーボ情報をコピーする磁気転写方式を利用した方法が提案されている（例えば特開平7−78337号公報を参照）。この磁気転写方式では、原盤と基板とを密着させて、外部からバイアス磁界を加えることにより、原盤の磁化情報を基板に転写する方法である。
【０００７】
上記の原盤を用いてナノインプリンティングにより基板を加工する方法の欠点は、原盤と基板間に均一な圧力をかけることが困難であり、そのため転写されたパターンが不均一であったり、一部に応力に集中することにより原盤や基板が破壊されたり傷が付きやすいことである。また転写後の原盤と基板の剥離が困難であり、剥離時にしばしば原盤や基板が破壊されたり傷が付きやすいという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ナノインプリンティングでは、原盤と基板間に均一な圧力をかけることが困難であり、そのため転写されたパターンが不均一であったり、一部に応力に集中することにより原盤や基板が破壊されたり傷が付きやすい。また、転写後の原盤と基板の剥離が困難であり、剥離時にしばしば原盤や基板が破壊されたり傷が付きやすい。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、原盤と基板に均一に圧力を印可することができ、かつ転写後に原盤と基板を容易に剥離することができる転写装置及び転写方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（構成）
前述した課題を解決するために、本発明は、情報に相当するパターンを有する原盤を保持する原盤保持手段と、前記原盤の前記パターンが転写される基板を保持する基板保持手段と、前記原盤と前記基板間を固定する固定手段と、前記原盤と前記基板間に圧力を印加する圧力印加手段と、前記原盤保持手段と前記基板保持手段間に介在しかつ前記原盤及び前記基板の周囲に配置された弾性体を有し、前記固定手段による前記原盤と前記基板間の固定を解除して引き離しを行う固定解除手段とを具備することを特徴とする転写装置を提供する。
【００１１】
本発明の第１において、以下の構成を備えることが好ましい。
【００１２】
（１）前記原盤保持手段と前記基板保持手段と前記固定手段とは一体となって前記圧力印加手段に対して脱着可能に構成されていること。
【００１３】
（２）一体になった前記原盤保持手段と前記基板保持手段と前記固定手段とを前記圧力印加手段とその外部との間で搬送する搬送手段を備えること。
【００１４】
（３）前記原盤と前記基板間を減圧にするための減圧化手段を有すること。
【００１５】
（４）前記原盤及び前記基板間の相対位置を面内方向で制御する面内位置制御手段を備えること。
【００１６】
（５）前記固定手段により固定されるべき前記原盤と前記基板間の距離を前記弾性体を介して制御する距離制御手段を備えること。
【００１７】
（６）前記原盤のパターンが凹凸構造若しくは磁気情報であること。
【００１８】
また、本発明の第２は、情報に相当するパターンを有する原盤を保持する原盤保持行程と、前記原盤の前記パターンが転写される基板を保持する基板保持行程と、前記原盤と前記基板間を固定する固定行程と、前記原盤と前記基板間に圧力を印加する圧力印加行程と、前記原盤保持手段と前記基板保持手段間に介在しかつ前記原盤及び前記基板の周囲に配置された弾性体により、前記固定行程による前記原盤と前記基板間の固定を解除して引き離しを行う固定解除行程とを具備することを特徴とする転写方法を提供する。
【００１９】
本発明の第２において、以下の構成を備えることが好ましい。
【００２０】
（１）前記固定行程の後、前記原盤と前記基板間を減圧にする減圧化行程を備えること。
【００２１】
（２）前記原盤及び前記基板間の相対位置を面内方向で制御する面内位置制御行程を備えること。
【００２２】
（３）前記固定手段により固定されるべき前記原盤と前記基板間の距離を前記弾性体を介して制御する距離制御行程を備えること。
【００２３】
（作用）
図１に示すように通常のインプリンティング装置（転写装置）では、原盤１２と基板１３間に圧力を印加すると、多くの場合は原盤１２や基板１３の厚さが均一でないために、特にどちらかの端１４に応力が集中し、そのため中央部分や反対方向の端１４で転写が十分にされなかったり、また、応力集中のため原盤１２や基板１３が破壊されたり傷ついたりする。また、転写後には原盤１２と基板１３を剥離することが困難である。図１において、１１は原盤保持手段及び基板保持手段であり、プレス台からの圧力（図の矢印）を受ける。
【００２４】
一方、本発明のインプリンティング装置では、図２で示すように原盤１２と基板１３の周囲に弾性体１５を有する。１１′は原盤保持手段及び基板保持手段であり、プレス台からの圧力（図の矢印）を受ける。弾性体１５が原盤１２と基板１３に圧力を印加した際に変形し、原盤１２と基板１３を剥離する方向へ応力１６を生じる。そのため、基板１３や原盤１２の端への応力集中が緩和され、原盤１２や基板１３の厚さが均一でなくても、原盤１２、基板１３全面にわたって均一に転写することができる。また、応力集中が緩和されるため、原盤１２や基板１３が破壊されたり傷つきにくくなる。また、転写後には、該弾性体１５は原盤１２と基板１３を剥離する方向へ応力を生じるため、一種のくさびの作用をすることになり、原盤１２と基板１３を剥離することが容易となる。この場合、周囲に弾性体１５を有しておくことにより、最も剥離しやすいところから剥離するため、原盤１２や基板１３にダメージが小さい。一方、くさびを一方向からいれたりする方法は必ずしも剥離しやすい方向からではないため原盤１２や基板１３に傷がついたり、転写したパターンが崩れやすい。
【００２５】
本発明の弾性体は原盤と基板の周囲に配置されるが、好ましくは原盤、基板から等間隔で周囲を完全に囲むことである。しかし、弾性体は図３で示すように少なくとも一部が欠けていてもかまわない。１５ａは弾性体、１５ｂは欠けている部分である。また、図４で示すように弾性体１５ｃが周囲に一箇所だけ配置された場合には、応力集中を低減する効果はそれほど大きくないが、剥離に関しては十分な効果がある。
【００２６】
弾性体の材質としては原盤や基板よりも柔らかい方が好ましく、硬質ゴムやシリコーンゴム等が特に好ましい。
【００２７】
原盤や基板を保持する手段としては真空チャック方式によるものが好ましい。また、原盤や基板を保持するために、弾性体を介して保持することが好ましい。弾性体を介することにより均一に圧力がディスクに印加され、均一な磁気転写にとってより好ましい。弾性体としてはゴム類が好ましく、印加する圧力によって異なるが、位置合わせなどから透明なシリコンゴム膜が好ましい。ゴム膜にディスクを保持するための吸盤としての作用を持たせることも可能である。また、ゴム膜に適当に微小な穴を開け、真空でディスクを吸着させてもよい。
【００２８】
原盤と基板の相対位置を検出する手段としては、光学顕微鏡、静電容量センサー、光学干渉位置センサーなどが好ましい。また基板と原盤の相対位置を自動的に制御するために、原盤もしくは基板の一方に凹部が、片方にそれにちょうどはまる凸部が表面に形成されて立体的に位置制御したり、両方の表面に親水性のパターンが形成され、水などの液体を介して親和エネルギー的に位置制御したりする手段を有することも好ましい。また上記の凹部や凸部は原盤や基板に形成されてなくても原盤や基板を保持する手段に作製されていてもよい。後者の場合には原盤や基板を該保持手段に正確に位置決めして設置することが必要である。このためには保持ホルダーに凸部や凹部もしくは穴をつけ、それにはまるような穴や凹部や凸部を原盤や基板につけることが好ましい。
【００２９】
原盤と基板に圧力を印可する手段としては、油圧ポンプによるものが最も好ましい。油圧ポンプによる方法では原盤と基板の平面のゆがみやたわみを正して、精度良く転写することが可能である。
【００３０】
本発明のインプリンティング装置は、弾性体が圧力を印可する前において原盤と基板間の距離を制御する手段であることを特徴としてもよい。原盤と基板の平行方向の相対位置を制御するためには、原盤と基板間の距離を一定に保つ必要がある。圧力を印可する前には弾性体によって原盤と基板間の距離を１〜10mm程度に離して保持できれば、光学顕微鏡などを用いて、原盤と基板の平行方向の相対位置を制御することが容易となる。
【００３１】
本発明のインプリンティング装置は、原盤と基板間を減圧にするための手段を有することを特徴としてもよい。転写は原盤と基板間を減圧で行った方が、気体の泡の効果をとり除け、より精密なパターンの転写ができるため好ましいが、転写後の剥離はより困難となる。減圧にするためには基板と原盤のまわりをシールする必要があるが、周囲に配置された弾性体をシール材として使用することもできる。また、通常のより柔軟なシール材や可塑性のシール材を用いることもできる。また、剥離のためには該減圧の手段を使用するか、もしくは別の手段を設けることにより、原盤と基板間に大気圧よりも高圧の気体を導入できることが好ましい。
【００３２】
本発明のインプリンティング装置は、原盤の微細情報パターンが凹凸構造もしくは、磁気情報であることを特徴としてもよい。原盤の微細情報パターンが凹凸構造である場合には、原盤の凹凸構造よりも転写される基板に柔らかい材質を選べば、凹凸構造が基板に転写される。この場合には応力集中は比較的緩和されるが、原盤と基板が凹凸構造を介して密着するため剥離が困難となる。したがって、原盤と基板の間にフッ素系樹脂やシリコーン樹脂系の剥離材を介する方が好ましい。
【００３３】
磁気情報の転写の場合には、その目的とするところはサーボ信号の基板（ＨDDディスク）への転写である。ＨＤＤに使用されるディスクは、近年の高紀録密度化に伴って、表面粗さが例えは20nm以下（グライドの高さ）の鏡面加工が要求されている。一般に、高記録密度化の実現には、ヘッドとディスク表面間の間隔（スペーシング）の低減化が必要である。このため、ディスクの表面は高度の鏡面性が要求されている。したがって、転写時や剥離時に基板に傷がつくことは極力さける必要がある。そのため磁気転写においては原盤は、特開平11-273070に示されるように平坦化された方が好ましい。
【００３４】
さらに磁気転写の場合には磁場を印加する手段があることが好ましく、直流磁場および交流磁場の両者を印可できる方が好ましい。印加磁場の方向は転写する磁気信号がトラックの長手方向か垂直方向かによって異なる。
【００３５】
本発明のインプリンティング装置は、原盤を保持する手段と、基板を保持する手段と、原盤と基板の平行方向の相対位置を制御するための手段が一体化されて、該一体化された手段を搬送する手段を有していることを特徴としてもよい。
【００３６】
これにより、原盤と基板の相対位置を正確に制御した後、圧力を印加する手段、例えば油圧スタンプ等に搬送設置して加圧することが可能となる。
【００３７】
本発明のインプリンティング方法によれば、上述したように応力集中を緩和して、原盤と基板間に均一な圧力を印加することができる。また、原盤と基板の剥離を容易にすることができる。より好ましくは、原盤と基板に圧力を印加するための工程の前に、原盤と基板の間を減圧にする工程を有することである。さらにまた、原盤と基板を剥離する工程の前に、原盤と基板の間を大気圧以上にする工程を有する方が好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図５に本実施形態におけるインプリンティング装置の原盤および基板ホルダー部１８の構成を示す概略図を示した。また、図６はインプリンティング装置全体の構成図である。１９は位置合わせ用の窓部、２１は２．５インチ径のニッケル製原盤２０を真空に引いて保持するための原盤ホルダー、２２は２．５インチ径のガラス製基板２３を真空に引いて保持するための基板ホルダー、２４は基板ホルダーをＸ、Ｙ方向に精密に駆動するためのアクチュエーター、２５は位置決めのためのCCD、２６は硬質ゴム弾性体、２７は弾性体２６をはめ込むための溝、２８は原盤２０と基板２３の間を減圧にしたり高圧気体を入れたりするための導入路、２９は基板２３と原盤２０を加熱するための電熱線、３０は冷却水を流すための水導入路、３１は原盤２０または基板２３を固定するための減圧導入路、３４は基板ホルダー２２を抑えるためのバネ、４０は圧力を印加するための油圧スタンプ駆動系である。
【００４０】
ここで、原盤２０と、膜厚50nmのポリメチルメタクリレート膜３２を塗布した２．５インチ径のガラス基板２３を、原盤ホルダー２１と基板ホルダー２２にそれぞれ設置し、４６の位置合わせ台に設置した。その際、ホルダー２１とホルダー２２の距離は弾性体２６によって制御されている。原盤２０には、最小パターンが２０ｎｍで高さが４０ｎｍの凹凸パターンが設置されている。また中心に位置決めするためのマークが設けられている（図示せず）。
【００４１】
電熱線２９を用いてホルダー２１と２２をそれぞれ１１０℃に設定した。原盤２０と基板２３の水平方向の相対位置はＣＣＤ２５を用いてマーク３３が合うようにモニター４５で見ながら、アクチュエータ２４を用いて合わせた。次に導入路２８を用いて基板２３と原盤２０間を減圧にした。
【００４２】
次に、搬送系４４で油圧スタンプ駆動系４０のスタンプ台４１に搬送し、全圧１０トンの圧力を３０秒間印可した。この際、弾性体２６は変形し、基板２３と原盤２０を剥離するように応力がかかっていた。なお、図６において４２は油圧コントロール系、４３はクッション層である。
【００４３】
次に、油圧を解放した後、水導入路３０に冷却水を流してホルダー温度を５０℃以下にした。導入路２８を通じて３気圧の圧縮空気を導入し、原盤２０と基板２３を剥離した。
【００４４】
AFM（Atomic force microscope）で測定したところ、原盤２０の凹凸パターンに対応した凹凸が基板２３上に均一に形成されていることがわかった。
【００４５】
（比較例１）
硬質ゴム弾性体２６の代わりに可塑性のテフロンシートを用いることを除いては第１の実施形態と同様にしてインプリンティング装置を作製し、微細パターンの転写を行った。
【００４６】
油圧を解放した後、導入路２８を通じて３気圧の圧縮空気を導入しても、原盤２０と基板２３は剥離せず、外部からくさびを間に入れて剥離した。
【００４７】
AFMで測定したところ、原盤２０の凹凸パターンに対応した凹凸が基板２３上に均一に形成されておらず、一部の端で転写されていないことがわかった。
【００４８】
（第２の実施形態）
まず、磁気転写について、図７を参照しながら簡単に説明する。一方向に磁化され平坦化された磁気転写原盤５１内にパターニングされた強磁性材料によって発生する記録磁界により、パターン形状に対応した磁化パターンがガラス基板５２上の磁性層５３に記録される。すなわち、原盤５１には、トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等に対応するパターニングされた垂直磁化の強磁性材料が形成され、前もって一方向の残留磁化５４を与えておく。また、基板５２上の垂直磁性層５３にも一方向の初期残留磁化５６を与えておく。励磁磁界５５を磁化残留５４とは同方向に、また残留磁化５６とは反対方向に印可し、５４に接した部分の磁化５６が反転し５７になるように励起磁界５５の強さを調整する。これにより原盤の磁気情報が基板に転写されプリフォーマット記録される。
【００４９】
図７では垂直方向の磁化を示したが、図８に長手方向の磁気転写を示す。一方向に磁化され平坦化された磁気転写原盤５８内にパターニングされた強磁性材料によって発生する記録磁界により、パターン形状に対応した磁化パターンがガラス基板５９上の磁性層６０に記録される。すなわち、原盤５８には、トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等に対応するパターニングされた長手磁化の強磁性材料が形成され、前もって一方向の残留磁化６１を与えておく。また、基板５９上の長手磁性層６０にも一方向の初期残留磁化６３を与えておく。励磁磁界６２を磁化残留６１とは同方向に、また残留磁化６３とは反対方向に印可し、６１に接しない部分の残留磁化６３が反転し６４になるように励起磁界６２の強さを調整する。これにより原盤５８の磁気情報が基板５９上の磁性層６０に転写されプリフォーマット記録される。
【００５０】
以下に、本発明の本実施形態における磁気転写について、図９乃至図１２を参照しながら説明する。図９は本実施形態における磁気原盤６５の構成を示す概略断面図である。図１０は本実施形態におけるインプリンティング装置の原盤６５およびホルダー部７０の構成を示す概略図である。図１１は本実施形態の弾性体７４の配置を示す概略図、図１２は本実施形態におけるインプリンティング装置の加圧部８０の構成を示す概略図である。
【００５１】
図９に示すように中心穴６６ａが開いたガラスからなる基板６６の表面には、情報パターンに対応する強磁性体６７のパターンが酸化シリコン膜６８中に形成されている。また表面には硬質膜６９が形成されている。この図において、７１ａは後述する原盤ホルダー７１の一部に設けられるもので、原盤６５をその中心穴６６ａで保持するための中心軸である。
【００５２】
原盤６５は例えば、特開平11-273070で開示された工程を経て形成される。強磁性体の材料としては、Ni−Fe、Fe−Al−Si等の結晶材料、Co−Zr−Nb等のCo系のアモルファス材料、Fe−Ta−N等のFe系微結晶材料、Fe、Co、Fe−Co、Co-Cr、Co-Ni、Baフェライト等が好ましい。磁性薄膜の形成方法としては、真空蒸着法、イオンビームスパッタ法あるいは対向ターゲットスパッタ法がある。
【００５３】
図１０に本実施形態で示すインプリンティング装置のカートリッジ式の原盤および基板ホルダー部７０の構成を示した。７１は原盤６５を真空に引いて保持するための溝７５がついた原盤ホルダー、７２は中心に穴７３ａが形成され表面に磁性層が形成されたガラス基板７３を真空に引いて保持するための溝７５がついた基板ホルダー、７４は図１１で示すように原盤６５と基板７３の周囲に配置されたシリコーンゴム製の弾性体、７７は原盤ホルダー７１と基板ホルダー７２の開閉できる連結部、７６は原盤６５と基板７３の間を減圧にしたり、高圧気体を入れたりするための導入路、８０は圧力を印加するための油圧スタンプ駆動系である。
【００５４】
図１２に本実施形態で示すインプリンティング装置のスタンプ駆動系８０の構成概略を示した。８１は基板の高さ位置を検出するためのレーザー光学系、８２は油圧コントロール系、８３は圧力計、８４は原盤・基板ホルダー転送系、８５はスタンプ台、８６は電磁石である。
【００５５】
原盤６５を原盤ホルダー７１に設置し、硬質カーボン層付きの基板７３を基板ホルダー７２に設置した。基板７３上の磁性媒体層は一層でもよいし、サーボ信号用の下層磁性層を有する二層媒体であってもよい。サーボ信号用の二層媒体の場合には下層媒体は上層媒体と比較して保磁力が低い媒体であれば何でもよい。原盤ホルダー７１と基板ホルダー７２を弾性体７４を介して向き合わせた。原盤６５と基板７３の距離は弾性体７４によって制御されている。弾性体７４による制御は、弾性体の厚みのみによって行うことが可能である。しかしながら、弾性体に対して外部から圧力を加えて弾性体の厚みを制御することによって、原盤６５と基板７３の距離を制御することも可能である。かかる制御に用いられるものとしては、アクチュエーター（圧電素子を利用したものや静電気力を利用したもの等）等がある。
【００５６】
原盤６５と基板７３の水平方向の相対位置は原盤ホルダー７１の凸部７８および基板ホルダー７２に掘られた凹部７９をかみ合わせることで制御した。次に、導入部７６を介して原盤と基板間を減圧にした。そして油圧スタンプ系８０で全圧１０トンの圧力を３０秒間印可した。この際、弾性体７４は変形し、基板と原盤を剥離するように応力がかかっていた。
【００５７】
次に、油圧を解放した後、電磁石を用いて、基板と原盤に対して垂直方向に１分間磁界を印可し磁気転写を行った。溝７６を通じて３気圧の圧縮空気を導入し、原盤と基板を剥離した。MFM（Magnetic force microscope）で測定したところ、原盤の磁気パターンに対応した磁気パターンが基板上の磁性体層に形成され、また電子顕微鏡観測で表面には傷が特についていないことがわかった。
【００５８】
（比較例２）
シリコーンゴム製の弾性体７４の代わりに可塑性の銅板を用いることを除いては第２の実施形態と同様にしてインプリンティング装置を作製し、磁気パターンの転写を行った。
【００５９】
油圧を解放した後、導入路７６を通じて３気圧の圧縮空気を導入しても、原盤と基板は剥離せず、外部からくさびを間に入れて剥離した。
【００６０】
ＭFMで測定したところ、原盤の磁気パターンに対応した磁気パターンが基板上に均一に形成されておらず、一部の端で転写されていないことがわかった。
【００６１】
（第３の実施形態）
図１３に本実施形態におけるインプリンティング装置９０の構成図を示す。９１は２．５インチ径のニッケル製原盤２０を保持するための原盤ホルダー、９２は２．５インチ径のガラス製基板２３を保持するための基板ホルダー、９３は硬質ゴム弾性体、９４は弾性体９３をはめ込むための溝、９５はチャンバー、９６は減圧にしたり高圧気体を入れたりするための導入路、９７は基板と原盤を加熱するための電熱線、９８は冷却水を流すための水導入路、９９はチャンバーの扉部、１００は圧力を印可するための油圧スタンプシャフトである。硬質ゴム弾性体は図３で示すような位置に配置されている。なお、９５ｂは気密性を高めるためのシール、９５ｂはチャンバーの扉部９９を開閉するための開閉軸である。
【００６２】
ここで、原盤２０と、膜厚50nmのポリメチルメタクリレート膜３２を塗布した２．５インチ径のガラス基板２３を原盤ホルダー９１と基板ホルダー９２にそれぞれ設置し、チャンバー９５内に設置した。原盤２０には、最小パターンが２０ｎｍで高さが４０ｎｍの凹凸パターンが設置されている。電熱線９７を用いてホルダー９１と９２をそれぞれ１１０℃に設定した。次に導入路９６を用いてチャンバー９５内を減圧にした。次に、原盤ホルダーの凹部１０２と基板ホルダーの凸部１０１がかみ合うように、油圧スタンプで全圧１０トンの圧力を３０秒間印可した。この際、弾性体９３は変形し、基板２３と原盤２０を剥離するように応力がかかっていた。
【００６３】
次に、水導入路９８に冷却水を流してホルダー温度を５０℃以下にした。導入路９６を通じて１気圧の空気を導入し、油圧を開放して原盤と基板を剥離した。
【００６４】
AFMで測定したところ、原盤の凹凸パターンに対応した凹凸が基板上に均一に形成されていることがわかった。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、原盤と基板に均一に圧力を印可することができ、かつ転写後に原盤と基板を容易に剥離することができる転写装置及び転写方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 通常のインプリンティング装置での応力が集中を示す槻略図。
【図２】 本発明のインプリンティング装置での応力集中の緩和を示す槻略図。
【図３】 本発明の弾性体の配置の１例を示す概略図。
【図４】 本発明の弾性体の配置の１例を示す概略図。
【図５】 第１の実施形態におけるインプリンティング装置の原盤および基板ホルダー部の構成を示す概略図。
【図６】 第１の実施形態におけるインプリンティング装置の構成を示す概略図。
【図７】 第２の実施形態における垂直方向への磁気転写の原理を示す概略図。
【図８】 第２の実施形態における長手方向への磁気転写の原理を示す概略図。
【図９】 第２の実施形態における原盤の概略断面図。
【図１０】 第２の実施形態におけるインプリンティング装置の原盤および基板ホルダー部の構成を示す概略図。
【図１１】 第２の実施形態における弾性体の配置を示す図。
【図１２】 第２の実施形態におけるインプリンティング装置の構成を示す概略図。
【図１３】 第３の実施形態におけるインプリンティング装置の構成を示す概略図。
【符号の説明】
１１、１１′…原盤保持手段及び基板保持手段
１２…原盤
１３…基板
１４…応力集中部
１５…弾性体、
１６…応力
１７…ホルダー
１８…原盤および基板ホルダー部
１９…位置合わせ用の窓部
２０…ニッケル製原盤
２１…原盤ホルダー
２２…基板ホルダー
２３…ガラス基板
２４…アクチュエータ
２５…ＣＣＤ
２６…硬質ゴム弾性体
２７…弾性体２６をはめ込むための溝
２８…原盤と基板の間を減圧にしたり、高圧気体を入れたりするための導入路
２９…電熱線
３０…水導入路
３１…減圧導入路
３２…ポリメチルメタクリレート膜
３３…マーク
３４…バネ
４０…油圧スタンプ駆動系
４１…スタンプ台
４２…油圧コントロール系
４３…クッション層
４４…搬送系
４５…位置合わせ用モニター
４６…位置合わせ台
５１…磁気転写原盤
５２…ガラス基板
５３…磁性層
５４…残留磁化
５５…励起磁界
５６…初期残留磁化
５７…転写された磁化
５８…磁気転写原盤
５９…ガラス基板
６０…磁性層
６１…残留磁化
６２…励起磁界
６３…初期残留磁化
６４…転写された磁化
６５…磁気転写原盤
６６…ガラス基板
６７…垂直磁化強磁性体
６８…酸化シリコン層
６９…硬質膜
７０…原盤および基板ホルダー部
７１…原盤ホルダー
７２…基板ホルダー
７３…基板
７４…シリコーンゴム製の弾性体
７５…減圧導入路
７６…原盤と基板の間を減圧にしたり、高圧気体を入れたりするための導入路
７７…連結部
７８…凸部
７９…凹部
８０…油圧スタンプ駆動系
８１…レーザー光学系
８２…油圧コントロール系
８３…圧力計
８４…原盤・基板ホルダー転送系
８５…スタンプ台
８６…電磁石
９０…インプリンティング装置
９１…原盤ホルダー
９２…基板ホルダー
９３…硬質ゴム弾性体
９４…弾性体９３をはめ込むための溝
９５…チャンバー
９６…減圧にしたり高圧気体を入れたりするための導入路
９７…電熱線
９８…水導入路
９９…チャンバーの扉部
１００…油圧スタンプシャフト
１０１…基板ホルダーの凸部
１０２…原盤ホルダーの凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写装置及び転写方法に係わり、特にナノメートルレベルの精度で微細構造や磁気情報の転写が可能とする転写装置及び転写方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光の回折限界を越えて、微細なリソグラフィーを実現するいわゆる超解像を利用する方法として近接場光を利用する方法が知られている。これには、微小な開口を有するプローブを用いる方法（特開平７−１０６２２９）や、よりスループットを上げるためにマスクをレジストに極めて近距離に置く方法（特開平８−１７９４９３）や密着させる方法がある。これに対して、光や電子線によるリソグラフィーではなくナノインプリンティングと呼ばれる方法が新しいナノ加工技術として提案されている。これはナノレベルで凹凸のある原盤を基板上のレジストなどに押しつけて加工する方法である。
【０００３】
一方、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、ドライブの内部に記録媒体であるディスクが固定されて、このディスクに対してデータの記録再生を実行するための磁気記録装置である。ＨＤＤは、ディスク上に予め記録されたサーボ情報により、磁気ヘッドをディスク上の目標位置（目標トラック）に位置決めする制御を行う。一般にサーボ情報は、ディスク上の円周方向に所定の間隔を持って配置されるサーボ領域（サーボセクタ）に記録される。また、サーボ領域は、ディスク上の全トラックに対して半径方向に設けられている。
【０００４】
このようなＨＤＤを製造する製造工程において、通常ではドライブ本体の筐体の内部にディスクとヘッドとが組み込まれた後に、サーボライタと称するサーボ書き込み装置によりディスク上にサーボ情報が記録される。ここでディスクはスピンドル機構に固定的に取り付けられる。またヘッドはボイスコイルモータにより駆動するヘッドアクチュエータに実装される。
【０００５】
従来のサーボライタを使用してサーボ情報を書き込む方法は、ヘッドを移動制御して、ディスク上に設定される全トラックの各サーボ領域にサーボ情報を順次記録するため、製造工程の中でも長時間を要する工程の一つである．従って、サーボ情報の書き込み工程に要する時間を短縮化することは、HDDの製造工程の効率を向上させるために有効である。
【０００６】
これを解決するための方法として、サーボ情報を予め記録した原盤を用意し、この原盤を使用して、ドライブに組込むための基板にサーボ情報をコピーする磁気転写方式を利用した方法が提案されている（例えば特開平7−78337号公報を参照）。この磁気転写方式では、原盤と基板とを密着させて、外部からバイアス磁界を加えることにより、原盤の磁化情報を基板に転写する方法である。
【０００７】
上記の原盤を用いてナノインプリンティングにより基板を加工する方法の欠点は、原盤と基板間に均一な圧力をかけることが困難であり、そのため転写されたパターンが不均一であったり、一部に応力に集中することにより原盤や基板が破壊されたり傷が付きやすいことである。また転写後の原盤と基板の剥離が困難であり、剥離時にしばしば原盤や基板が破壊されたり傷が付きやすいという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ナノインプリンティングでは、原盤と基板間に均一な圧力をかけることが困難であり、そのため転写されたパターンが不均一であったり、一部に応力に集中することにより原盤や基板が破壊されたり傷が付きやすい。また、転写後の原盤と基板の剥離が困難であり、剥離時にしばしば原盤や基板が破壊されたり傷が付きやすい。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、原盤と基板に均一に圧力を印可することができ、かつ転写後に原盤と基板を容易に剥離することができる転写装置及び転写方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（構成）
前述した課題を解決するために、本発明は、情報に相当するパターンを有する原盤を保持する原盤保持手段と、前記原盤の前記パターンが転写される基板を保持する基板保持手段と、前記原盤と前記基板間を固定する固定手段と、前記原盤と前記基板間に圧力を印加する圧力印加手段と、前記原盤保持手段と前記基板保持手段間に介在しかつ前記原盤及び前記基板の周囲に配置された弾性体を有し、前記固定手段による前記原盤と前記基板間の固定を解除して引き離しを行う固定解除手段とを具備することを特徴とする転写装置を提供する。
【００１１】
本発明の第１において、以下の構成を備えることが好ましい。
【００１２】
（１）前記原盤保持手段と前記基板保持手段と前記固定手段とは一体となって前記圧力印加手段に対して脱着可能に構成されていること。
【００１３】
（２）一体になった前記原盤保持手段と前記基板保持手段と前記固定手段とを前記圧力印加手段とその外部との間で搬送する搬送手段を備えること。
【００１４】
（３）前記原盤と前記基板間を減圧にするための減圧化手段を有すること。
【００１５】
（４）前記原盤及び前記基板間の相対位置を面内方向で制御する面内位置制御手段を備えること。
【００１６】
（５）前記固定手段により固定されるべき前記原盤と前記基板間の距離を前記弾性体を介して制御する距離制御手段を備えること。
【００１７】
（６）前記原盤のパターンが凹凸構造若しくは磁気情報であること。
【００１８】
また、本発明の第２は、情報に相当するパターンを有する原盤を保持する原盤保持行程と、前記原盤の前記パターンが転写される基板を保持する基板保持行程と、前記原盤と前記基板間を固定する固定行程と、前記原盤と前記基板間に圧力を印加する圧力印加行程と、前記原盤保持手段と前記基板保持手段間に介在しかつ前記原盤及び前記基板の周囲に配置された弾性体により、前記固定行程による前記原盤と前記基板間の固定を解除して引き離しを行う固定解除行程とを具備することを特徴とする転写方法を提供する。
【００１９】
本発明の第２において、以下の構成を備えることが好ましい。
【００２０】
（１）前記固定行程の後、前記原盤と前記基板間を減圧にする減圧化行程を備えること。
【００２１】
（２）前記原盤及び前記基板間の相対位置を面内方向で制御する面内位置制御行程を備えること。
【００２２】
（３）前記固定手段により固定されるべき前記原盤と前記基板間の距離を前記弾性体を介して制御する距離制御行程を備えること。
【００２３】
（作用）
図１に示すように通常のインプリンティング装置（転写装置）では、原盤１２と基板１３間に圧力を印加すると、多くの場合は原盤１２や基板１３の厚さが均一でないために、特にどちらかの端１４に応力が集中し、そのため中央部分や反対方向の端１４で転写が十分にされなかったり、また、応力集中のため原盤１２や基板１３が破壊されたり傷ついたりする。また、転写後には原盤１２と基板１３を剥離することが困難である。図１において、１１は原盤保持手段及び基板保持手段であり、プレス台からの圧力（図の矢印）を受ける。
【００２４】
一方、本発明のインプリンティング装置では、図２で示すように原盤１２と基板１３の周囲に弾性体１５を有する。１１′は原盤保持手段及び基板保持手段であり、プレス台からの圧力（図の矢印）を受ける。弾性体１５が原盤１２と基板１３に圧力を印加した際に変形し、原盤１２と基板１３を剥離する方向へ応力１６を生じる。そのため、基板１３や原盤１２の端への応力集中が緩和され、原盤１２や基板１３の厚さが均一でなくても、原盤１２、基板１３全面にわたって均一に転写することができる。また、応力集中が緩和されるため、原盤１２や基板１３が破壊されたり傷つきにくくなる。また、転写後には、該弾性体１５は原盤１２と基板１３を剥離する方向へ応力を生じるため、一種のくさびの作用をすることになり、原盤１２と基板１３を剥離することが容易となる。この場合、周囲に弾性体１５を有しておくことにより、最も剥離しやすいところから剥離するため、原盤１２や基板１３にダメージが小さい。一方、くさびを一方向からいれたりする方法は必ずしも剥離しやすい方向からではないため原盤１２や基板１３に傷がついたり、転写したパターンが崩れやすい。
【００２５】
本発明の弾性体は原盤と基板の周囲に配置されるが、好ましくは原盤、基板から等間隔で周囲を完全に囲むことである。しかし、弾性体は図３で示すように少なくとも一部が欠けていてもかまわない。１５ａは弾性体、１５ｂは欠けている部分である。また、図４で示すように弾性体１５ｃが周囲に一箇所だけ配置された場合には、応力集中を低減する効果はそれほど大きくないが、剥離に関しては十分な効果がある。
【００２６】
弾性体の材質としては原盤や基板よりも柔らかい方が好ましく、硬質ゴムやシリコーンゴム等が特に好ましい。
【００２７】
原盤や基板を保持する手段としては真空チャック方式によるものが好ましい。また、原盤や基板を保持するために、弾性体を介して保持することが好ましい。弾性体を介することにより均一に圧力がディスクに印加され、均一な磁気転写にとってより好ましい。弾性体としてはゴム類が好ましく、印加する圧力によって異なるが、位置合わせなどから透明なシリコンゴム膜が好ましい。ゴム膜にディスクを保持するための吸盤としての作用を持たせることも可能である。また、ゴム膜に適当に微小な穴を開け、真空でディスクを吸着させてもよい。
【００２８】
原盤と基板の相対位置を検出する手段としては、光学顕微鏡、静電容量センサー、光学干渉位置センサーなどが好ましい。また基板と原盤の相対位置を自動的に制御するために、原盤もしくは基板の一方に凹部が、片方にそれにちょうどはまる凸部が表面に形成されて立体的に位置制御したり、両方の表面に親水性のパターンが形成され、水などの液体を介して親和エネルギー的に位置制御したりする手段を有することも好ましい。また上記の凹部や凸部は原盤や基板に形成されてなくても原盤や基板を保持する手段に作製されていてもよい。後者の場合には原盤や基板を該保持手段に正確に位置決めして設置することが必要である。このためには保持ホルダーに凸部や凹部もしくは穴をつけ、それにはまるような穴や凹部や凸部を原盤や基板につけることが好ましい。
【００２９】
原盤と基板に圧力を印可する手段としては、油圧ポンプによるものが最も好ましい。油圧ポンプによる方法では原盤と基板の平面のゆがみやたわみを正して、精度良く転写することが可能である。
【００３０】
本発明のインプリンティング装置は、弾性体が圧力を印可する前において原盤と基板間の距離を制御する手段であることを特徴としてもよい。原盤と基板の平行方向の相対位置を制御するためには、原盤と基板間の距離を一定に保つ必要がある。圧力を印可する前には弾性体によって原盤と基板間の距離を１〜10mm程度に離して保持できれば、光学顕微鏡などを用いて、原盤と基板の平行方向の相対位置を制御することが容易となる。
【００３１】
本発明のインプリンティング装置は、原盤と基板間を減圧にするための手段を有することを特徴としてもよい。転写は原盤と基板間を減圧で行った方が、気体の泡の効果をとり除け、より精密なパターンの転写ができるため好ましいが、転写後の剥離はより困難となる。減圧にするためには基板と原盤のまわりをシールする必要があるが、周囲に配置された弾性体をシール材として使用することもできる。また、通常のより柔軟なシール材や可塑性のシール材を用いることもできる。また、剥離のためには該減圧の手段を使用するか、もしくは別の手段を設けることにより、原盤と基板間に大気圧よりも高圧の気体を導入できることが好ましい。
【００３２】
本発明のインプリンティング装置は、原盤の微細情報パターンが凹凸構造もしくは、磁気情報であることを特徴としてもよい。原盤の微細情報パターンが凹凸構造である場合には、原盤の凹凸構造よりも転写される基板に柔らかい材質を選べば、凹凸構造が基板に転写される。この場合には応力集中は比較的緩和されるが、原盤と基板が凹凸構造を介して密着するため剥離が困難となる。したがって、原盤と基板の間にフッ素系樹脂やシリコーン樹脂系の剥離材を介する方が好ましい。
【００３３】
磁気情報の転写の場合には、その目的とするところはサーボ信号の基板（ＨDDディスク）への転写である。ＨＤＤに使用されるディスクは、近年の高紀録密度化に伴って、表面粗さが例えは20nm以下（グライドの高さ）の鏡面加工が要求されている。一般に、高記録密度化の実現には、ヘッドとディスク表面間の間隔（スペーシング）の低減化が必要である。このため、ディスクの表面は高度の鏡面性が要求されている。したがって、転写時や剥離時に基板に傷がつくことは極力さける必要がある。そのため磁気転写においては原盤は、特開平11-273070に示されるように平坦化された方が好ましい。
【００３４】
さらに磁気転写の場合には磁場を印加する手段があることが好ましく、直流磁場および交流磁場の両者を印可できる方が好ましい。印加磁場の方向は転写する磁気信号がトラックの長手方向か垂直方向かによって異なる。
【００３５】
本発明のインプリンティング装置は、原盤を保持する手段と、基板を保持する手段と、原盤と基板の平行方向の相対位置を制御するための手段が一体化されて、該一体化された手段を搬送する手段を有していることを特徴としてもよい。
【００３６】
これにより、原盤と基板の相対位置を正確に制御した後、圧力を印加する手段、例えば油圧スタンプ等に搬送設置して加圧することが可能となる。
【００３７】
本発明のインプリンティング方法によれば、上述したように応力集中を緩和して、原盤と基板間に均一な圧力を印加することができる。また、原盤と基板の剥離を容易にすることができる。より好ましくは、原盤と基板に圧力を印加するための工程の前に、原盤と基板の間を減圧にする工程を有することである。さらにまた、原盤と基板を剥離する工程の前に、原盤と基板の間を大気圧以上にする工程を有する方が好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図５に本実施形態におけるインプリンティング装置の原盤および基板ホルダー部１８の構成を示す概略図を示した。また、図６はインプリンティング装置全体の構成図である。１９は位置合わせ用の窓部、２１は２．５インチ径のニッケル製原盤２０を真空に引いて保持するための原盤ホルダー、２２は２．５インチ径のガラス製基板２３を真空に引いて保持するための基板ホルダー、２４は基板ホルダーをＸ、Ｙ方向に精密に駆動するためのアクチュエーター、２５は位置決めのためのCCD、２６は硬質ゴム弾性体、２７は弾性体２６をはめ込むための溝、２８は原盤２０と基板２３の間を減圧にしたり高圧気体を入れたりするための導入路、２９は基板２３と原盤２０を加熱するための電熱線、３０は冷却水を流すための水導入路、３１は原盤２０または基板２３を固定するための減圧導入路、３４は基板ホルダー２２を抑えるためのバネ、４０は圧力を印加するための油圧スタンプ駆動系である。
【００４０】
ここで、原盤２０と、膜厚50nmのポリメチルメタクリレート膜３２を塗布した２．５インチ径のガラス基板２３を、原盤ホルダー２１と基板ホルダー２２にそれぞれ設置し、４６の位置合わせ台に設置した。その際、ホルダー２１とホルダー２２の距離は弾性体２６によって制御されている。原盤２０には、最小パターンが２０ｎｍで高さが４０ｎｍの凹凸パターンが設置されている。また中心に位置決めするためのマークが設けられている（図示せず）。
【００４１】
電熱線２９を用いてホルダー２１と２２をそれぞれ１１０℃に設定した。原盤２０と基板２３の水平方向の相対位置はＣＣＤ２５を用いてマーク３３が合うようにモニター４５で見ながら、アクチュエータ２４を用いて合わせた。次に導入路２８を用いて基板２３と原盤２０間を減圧にした。
【００４２】
次に、搬送系４４で油圧スタンプ駆動系４０のスタンプ台４１に搬送し、全圧１０トンの圧力を３０秒間印可した。この際、弾性体２６は変形し、基板２３と原盤２０を剥離するように応力がかかっていた。なお、図６において４２は油圧コントロール系、４３はクッション層である。
【００４３】
次に、油圧を解放した後、水導入路３０に冷却水を流してホルダー温度を５０℃以下にした。導入路２８を通じて３気圧の圧縮空気を導入し、原盤２０と基板２３を剥離した。
【００４４】
AFM（Atomic force microscope）で測定したところ、原盤２０の凹凸パターンに対応した凹凸が基板２３上に均一に形成されていることがわかった。
【００４５】
（比較例１）
硬質ゴム弾性体２６の代わりに可塑性のテフロンシートを用いることを除いては第１の実施形態と同様にしてインプリンティング装置を作製し、微細パターンの転写を行った。
【００４６】
油圧を解放した後、導入路２８を通じて３気圧の圧縮空気を導入しても、原盤２０と基板２３は剥離せず、外部からくさびを間に入れて剥離した。
【００４７】
AFMで測定したところ、原盤２０の凹凸パターンに対応した凹凸が基板２３上に均一に形成されておらず、一部の端で転写されていないことがわかった。
【００４８】
（第２の実施形態）
まず、磁気転写について、図７を参照しながら簡単に説明する。一方向に磁化され平坦化された磁気転写原盤５１内にパターニングされた強磁性材料によって発生する記録磁界により、パターン形状に対応した磁化パターンがガラス基板５２上の磁性層５３に記録される。すなわち、原盤５１には、トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等に対応するパターニングされた垂直磁化の強磁性材料が形成され、前もって一方向の残留磁化５４を与えておく。また、基板５２上の垂直磁性層５３にも一方向の初期残留磁化５６を与えておく。励磁磁界５５を磁化残留５４とは同方向に、また残留磁化５６とは反対方向に印可し、５４に接した部分の磁化５６が反転し５７になるように励起磁界５５の強さを調整する。これにより原盤の磁気情報が基板に転写されプリフォーマット記録される。
【００４９】
図７では垂直方向の磁化を示したが、図８に長手方向の磁気転写を示す。一方向に磁化され平坦化された磁気転写原盤５８内にパターニングされた強磁性材料によって発生する記録磁界により、パターン形状に対応した磁化パターンがガラス基板５９上の磁性層６０に記録される。すなわち、原盤５８には、トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等に対応するパターニングされた長手磁化の強磁性材料が形成され、前もって一方向の残留磁化６１を与えておく。また、基板５９上の長手磁性層６０にも一方向の初期残留磁化６３を与えておく。励磁磁界６２を磁化残留６１とは同方向に、また残留磁化６３とは反対方向に印可し、６１に接しない部分の残留磁化６３が反転し６４になるように励起磁界６２の強さを調整する。これにより原盤５８の磁気情報が基板５９上の磁性層６０に転写されプリフォーマット記録される。
【００５０】
以下に、本発明の本実施形態における磁気転写について、図９乃至図１２を参照しながら説明する。図９は本実施形態における磁気原盤６５の構成を示す概略断面図である。図１０は本実施形態におけるインプリンティング装置の原盤６５およびホルダー部７０の構成を示す概略図である。図１１は本実施形態の弾性体７４の配置を示す概略図、図１２は本実施形態におけるインプリンティング装置の加圧部８０の構成を示す概略図である。
【００５１】
図９に示すように中心穴６６ａが開いたガラスからなる基板６６の表面には、情報パターンに対応する強磁性体６７のパターンが酸化シリコン膜６８中に形成されている。また表面には硬質膜６９が形成されている。この図において、７１ａは後述する原盤ホルダー７１の一部に設けられるもので、原盤６５をその中心穴６６ａで保持するための中心軸である。
【００５２】
原盤６５は例えば、特開平11-273070で開示された工程を経て形成される。強磁性体の材料としては、Ni−Fe、Fe−Al−Si等の結晶材料、Co−Zr−Nb等のCo系のアモルファス材料、Fe−Ta−N等のFe系微結晶材料、Fe、Co、Fe−Co、Co-Cr、Co-Ni、Baフェライト等が好ましい。磁性薄膜の形成方法としては、真空蒸着法、イオンビームスパッタ法あるいは対向ターゲットスパッタ法がある。
【００５３】
図１０に本実施形態で示すインプリンティング装置のカートリッジ式の原盤および基板ホルダー部７０の構成を示した。７１は原盤６５を真空に引いて保持するための溝７５がついた原盤ホルダー、７２は中心に穴７３ａが形成され表面に磁性層が形成されたガラス基板７３を真空に引いて保持するための溝７５がついた基板ホルダー、７４は図１１で示すように原盤６５と基板７３の周囲に配置されたシリコーンゴム製の弾性体、７７は原盤ホルダー７１と基板ホルダー７２の開閉できる連結部、７６は原盤６５と基板７３の間を減圧にしたり、高圧気体を入れたりするための導入路、８０は圧力を印加するための油圧スタンプ駆動系である。
【００５４】
図１２に本実施形態で示すインプリンティング装置のスタンプ駆動系８０の構成概略を示した。８１は基板の高さ位置を検出するためのレーザー光学系、８２は油圧コントロール系、８３は圧力計、８４は原盤・基板ホルダー転送系、８５はスタンプ台、８６は電磁石である。
【００５５】
原盤６５を原盤ホルダー７１に設置し、硬質カーボン層付きの基板７３を基板ホルダー７２に設置した。基板７３上の磁性媒体層は一層でもよいし、サーボ信号用の下層磁性層を有する二層媒体であってもよい。サーボ信号用の二層媒体の場合には下層媒体は上層媒体と比較して保磁力が低い媒体であれば何でもよい。原盤ホルダー７１と基板ホルダー７２を弾性体７４を介して向き合わせた。原盤６５と基板７３の距離は弾性体７４によって制御されている。弾性体７４による制御は、弾性体の厚みのみによって行うことが可能である。しかしながら、弾性体に対して外部から圧力を加えて弾性体の厚みを制御することによって、原盤６５と基板７３の距離を制御することも可能である。かかる制御に用いられるものとしては、アクチュエーター（圧電素子を利用したものや静電気力を利用したもの等）等がある。
【００５６】
原盤６５と基板７３の水平方向の相対位置は原盤ホルダー７１の凸部７８および基板ホルダー７２に掘られた凹部７９をかみ合わせることで制御した。次に、導入部７６を介して原盤と基板間を減圧にした。そして油圧スタンプ系８０で全圧１０トンの圧力を３０秒間印可した。この際、弾性体７４は変形し、基板と原盤を剥離するように応力がかかっていた。
【００５７】
次に、油圧を解放した後、電磁石を用いて、基板と原盤に対して垂直方向に１分間磁界を印可し磁気転写を行った。溝７６を通じて３気圧の圧縮空気を導入し、原盤と基板を剥離した。MFM（Magnetic force microscope）で測定したところ、原盤の磁気パターンに対応した磁気パターンが基板上の磁性体層に形成され、また電子顕微鏡観測で表面には傷が特についていないことがわかった。
【００５８】
（比較例２）
シリコーンゴム製の弾性体７４の代わりに可塑性の銅板を用いることを除いては第２の実施形態と同様にしてインプリンティング装置を作製し、磁気パターンの転写を行った。
【００５９】
油圧を解放した後、導入路７６を通じて３気圧の圧縮空気を導入しても、原盤と基板は剥離せず、外部からくさびを間に入れて剥離した。
【００６０】
ＭFMで測定したところ、原盤の磁気パターンに対応した磁気パターンが基板上に均一に形成されておらず、一部の端で転写されていないことがわかった。
【００６１】
（第３の実施形態）
図１３に本実施形態におけるインプリンティング装置９０の構成図を示す。９１は２．５インチ径のニッケル製原盤２０を保持するための原盤ホルダー、９２は２．５インチ径のガラス製基板２３を保持するための基板ホルダー、９３は硬質ゴム弾性体、９４は弾性体９３をはめ込むための溝、９５はチャンバー、９６は減圧にしたり高圧気体を入れたりするための導入路、９７は基板と原盤を加熱するための電熱線、９８は冷却水を流すための水導入路、９９はチャンバーの扉部、１００は圧力を印可するための油圧スタンプシャフトである。硬質ゴム弾性体は図３で示すような位置に配置されている。なお、９５ｂは気密性を高めるためのシール、９５ｂはチャンバーの扉部９９を開閉するための開閉軸である。
【００６２】
ここで、原盤２０と、膜厚50nmのポリメチルメタクリレート膜３２を塗布した２．５インチ径のガラス基板２３を原盤ホルダー９１と基板ホルダー９２にそれぞれ設置し、チャンバー９５内に設置した。原盤２０には、最小パターンが２０ｎｍで高さが４０ｎｍの凹凸パターンが設置されている。電熱線９７を用いてホルダー９１と９２をそれぞれ１１０℃に設定した。次に導入路９６を用いてチャンバー９５内を減圧にした。次に、原盤ホルダーの凹部１０２と基板ホルダーの凸部１０１がかみ合うように、油圧スタンプで全圧１０トンの圧力を３０秒間印可した。この際、弾性体９３は変形し、基板２３と原盤２０を剥離するように応力がかかっていた。
【００６３】
次に、水導入路９８に冷却水を流してホルダー温度を５０℃以下にした。導入路９６を通じて１気圧の空気を導入し、油圧を開放して原盤と基板を剥離した。
【００６４】
AFMで測定したところ、原盤の凹凸パターンに対応した凹凸が基板上に均一に形成されていることがわかった。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、原盤と基板に均一に圧力を印可することができ、かつ転写後に原盤と基板を容易に剥離することができる転写装置及び転写方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 通常のインプリンティング装置での応力が集中を示す槻略図。
【図２】 本発明のインプリンティング装置での応力集中の緩和を示す槻略図。
【図３】 本発明の弾性体の配置の１例を示す概略図。
【図４】 本発明の弾性体の配置の１例を示す概略図。
【図５】 第１の実施形態におけるインプリンティング装置の原盤および基板ホルダー部の構成を示す概略図。
【図６】 第１の実施形態におけるインプリンティング装置の構成を示す概略図。
【図７】 第２の実施形態における垂直方向への磁気転写の原理を示す概略図。
【図８】 第２の実施形態における長手方向への磁気転写の原理を示す概略図。
【図９】 第２の実施形態における原盤の概略断面図。
【図１０】 第２の実施形態におけるインプリンティング装置の原盤および基板ホルダー部の構成を示す概略図。
【図１１】 第２の実施形態における弾性体の配置を示す図。
【図１２】 第２の実施形態におけるインプリンティング装置の構成を示す概略図。
【図１３】 第３の実施形態におけるインプリンティング装置の構成を示す概略図。
【符号の説明】
１１、１１′…原盤保持手段及び基板保持手段
１２…原盤
１３…基板
１４…応力集中部
１５…弾性体、
１６…応力
１７…ホルダー
１８…原盤および基板ホルダー部
１９…位置合わせ用の窓部
２０…ニッケル製原盤
２１…原盤ホルダー
２２…基板ホルダー
２３…ガラス基板
２４…アクチュエータ
２５…ＣＣＤ
２６…硬質ゴム弾性体
２７…弾性体２６をはめ込むための溝
２８…原盤と基板の間を減圧にしたり、高圧気体を入れたりするための導入路
２９…電熱線
３０…水導入路
３１…減圧導入路
３２…ポリメチルメタクリレート膜
３３…マーク
３４…バネ
４０…油圧スタンプ駆動系
４１…スタンプ台
４２…油圧コントロール系
４３…クッション層
４４…搬送系
４５…位置合わせ用モニター
４６…位置合わせ台
５１…磁気転写原盤
５２…ガラス基板
５３…磁性層
５４…残留磁化
５５…励起磁界
５６…初期残留磁化
５７…転写された磁化
５８…磁気転写原盤
５９…ガラス基板
６０…磁性層
６１…残留磁化
６２…励起磁界
６３…初期残留磁化
６４…転写された磁化
６５…磁気転写原盤
６６…ガラス基板
６７…垂直磁化強磁性体
６８…酸化シリコン層
６９…硬質膜
７０…原盤および基板ホルダー部
７１…原盤ホルダー
７２…基板ホルダー
７３…基板
７４…シリコーンゴム製の弾性体
７５…減圧導入路
７６…原盤と基板の間を減圧にしたり、高圧気体を入れたりするための導入路
７７…連結部
７８…凸部
７９…凹部
８０…油圧スタンプ駆動系
８１…レーザー光学系
８２…油圧コントロール系
８３…圧力計
８４…原盤・基板ホルダー転送系
８５…スタンプ台
８６…電磁石
９０…インプリンティング装置
９１…原盤ホルダー
９２…基板ホルダー
９３…硬質ゴム弾性体
９４…弾性体９３をはめ込むための溝
９５…チャンバー
９６…減圧にしたり高圧気体を入れたりするための導入路
９７…電熱線
９８…水導入路
９９…チャンバーの扉部
１００…油圧スタンプシャフト
１０１…基板ホルダーの凸部
１０２…原盤ホルダーの凹部
Claims (8)
- 情報に相当するパターンを有する原盤を保持する原盤保持手段と、前記原盤の前記パターンが転写される基板を保持する基板保持手段と、前記原盤と前記基板間を固定する固定手段と、前記原盤と前記基板間に圧力を印加する圧力印加手段と、前記原盤保持手段と前記基板保持手段間に介在しかつ前記原盤及び前記基板の周囲に配置された弾性体を有し、前記固定手段による前記原盤と前記基板間の固定を解除して引き離しを行う固定解除手段とを具備することを特徴とする転写装置。
- 前記原盤保持手段と前記基板保持手段と前記固定手段とは一体となって前記圧力印加手段に対して脱着可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の転写装置。
- 一体になった前記原盤保持手段と前記基板保持手段と前記固定手段とを前記圧力印加手段とその外部との間で搬送する搬送手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の転写装置。
- 前記原盤と前記基板間を減圧にするための減圧化手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転写装置。
- 前記原盤及び前記基板間の相対位置を面内方向で制御する面内位置制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の転写装置。
- 前記固定手段により固定されるべき前記原盤と前記基板間の距離を前記弾性体を介して制御する距離制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の転写装置。
- 前記原盤のパターンが凹凸構造若しくは磁気情報であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の転写装置。
- 情報に相当するパターンを有する原盤を保持する原盤保持行程と、前記原盤の前記パターンが転写される基板を保持する基板保持行程と、前記原盤と前記基板間を固定する固定行程と、前記原盤と前記基板間に圧力を印加する圧力印加行程と、前記原盤保持手段と前記基板保持手段間に介在しかつ前記原盤及び前記基板の周囲に配置された弾性体により、前記固定行程による前記原盤と前記基板間の固定を解除して引き離しを行う固定解除行程とを具備することを特徴とする転写方法。
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