JP5366735B2

JP5366735B2 - 転写装置および転写方法

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Publication number: JP5366735B2
Application number: JP2009219000A
Authority: JP
Inventors: 慎也伊谷; 茂藤原; 光典小久保; 政和鐘本
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: JP2011071191A

Description

本発明は、転写装置および転写方法に係り、特に、紫外線硬化樹脂に転写をするものに関する。

近年、電子線描画法などで石英基板等に超微細な転写パターンを形成して型（モールド）を作製し、被成型品に前記型を所定の圧力で押圧して、当該型に形成された転写パターンを転写するナノインプリント技術が研究開発されている（たとえば、非特許文献１参照）。

ナノオーダの微細なパターン（転写パターン）を低コストで成型する方法としてリソグラフィ技術を用いたインプリント法が考案されている。この成型法は大別して熱インプリント法とＵＶインプリント法とに分類される。

熱インプリント法では、型を基板に押圧し、熱可塑性ポリマからなる樹脂（熱可塑性樹脂）が十分に流動可能となる温度になるまで加熱して微細パターンに樹脂を流入させたのち、型と樹脂をガラス転移温度以下になるまで冷却し、基板に転写された微細パターンを固化したのち型を引き離す。

ＵＶインプリント法では、光を透過できる透明な型を使用し、ＵＶ硬化性液に型を押しつけてＵＶ放射光を加える。適当な時間放射光を加えて液を硬化させ微細パターンを転写したのち型を引き戻す。

一般に、精密なパターン（微細な凹凸が所定の面積にわたって形成されている領域）を被成型成型品に転写するためには、熱や力による変形の少ないＵＶインプリント法が用いられており、本願もＵＶインプリント法を用いたナノインプリント装置に関連しているので、以下、ＵＶインプリント法について述べる。

まず、図１０を用いて、ＵＶインプリント法について詳しく説明する。

ＵＶインプリント法では、図１０（ａ）で示す矢印の方向に型Ｍを移動し、図１０（ｂ）に示すように、型Ｍで被成型品Ｗを押圧し、紫外線を照射し、ＵＶ硬化樹脂（紫外線硬化樹脂）Ｗ２を硬化させる。この後、図１０（ｂ）で示す矢印の方向に型Ｍを移動して、型Ｍを被成型品Ｗから離すと、図１０（ｃ）に示すように、被成型品Ｗ（紫外線硬化樹脂Ｗ２）に微細な転写パターンが転写される。

上記転写後、図１０（ｃ）に示す状態において、硬化した紫外線硬化樹脂Ｗ２の残膜をたとえばＯ_２アッシングによって除去し、残膜が除去された紫外線硬化樹脂Ｗ２をマスキング部材として、エッチングによって基材Ｗ１に微細な転写パターンを形成し、この後、硬化した紫外線硬化樹脂Ｗ２をたとえば溶剤で取り除く。これにより、図１０（ｄ）に示すように、基材Ｗ１への微細な転写パターンの転写がなされる。

ＵＶインプリント法では、半導体の回路パターンなど、すでにパターンが形成されている基板上にさらに別のパターンを重ねて形成し、また、すでにパターンの形成されている基板に後からパターンを追加して、小さなパターン（微細な凹凸が形成されている小さな領域）をより大きなパターン（微細な凹凸が形成されている大きな領域）にする機能が必要とされる場合がある。

こうした例として、ダブルゲートのＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor；酸化膜半導体電界効果トランジスタ）をリソグラフィで作成する例を次に示す。

半導体デバイスは、スペースを小さくし、電力の消費を減らし、高速で動作するようにするために、益々サイズを小さくすることが求められている。しかし半導体のサイズが小さくなると、ショートチャネル効果と呼ばれる現象により、素子がオフのときもリーク電流が流れる現象が生じ、このため微細化に限界が生じている。

ダブルゲートＭＯＳＦＥＴはこうした限界を打破するために考案されたもので、薄いチャネル層をはさんで２つのゲートを相対して取り付けることにより、ポテンシャルを固定したゲートによってソースへのドレーンの影響を阻止している。

しかし、こうした効果を生じさせるためには、２つのゲートの相対的な位置を正確にコントロールしてデバイスを製作することが必要となる。たとえば、ゲート長が約５０ｎｍのＭＯＳＦＥＴに対して、ゲート長の１０％にあたる±５ｎｍの精度でアライメントする必要がある。

ナノオーダの精度を必要とするこうした超精密なアライメントでは、回折格子など光学的方法を用いなければ要求されたアライメント精度を達成することは困難である。このため一般には、型と基板に形成されたアライメントマークを、光学式顕微鏡を介してＣＣＤなどの画像素子で読み取り、この画像を解析して型と基板の位置ずれ量を求めるという方法が用いられている（たとえば、非特許文献２、非特許文献３参照）。

ここで、紫外線（ＵＶ光）を照射してパターンを転写する動作と、光学式手段を用いて超精密なアライメントを行う動作を両立させるための従来の方法に関して記述する。

すでに微細形状のパターンが形成されている基板に対して、このパターンの相対的な一定の位置にＵＶナノインプリント法で別の微細な形状のパターンを転写するためには、まず光学的方法でナノオーダの超精密なアライメントを行って型と基板のパターンをアライメントし（位置の調整をし）、このあと型を基板に密接させてＵＶ光を照射して新たなパターンを基板に転写させなければならない。

このように光学的方法で型と基板のアライメントをする際、一般にはＣＣＤの備わった顕微鏡が用いられており、透明な型の上から型と基板のアライメントマークに光（可視光）を照射して、回折現象などにより顕微鏡に戻ってくる画像を解析し、型と基板の相対的な位置ずれ量を検出して、これをもとに精密なＸＹテーブルで基板または型を駆動して（移動位置決めして）位置ずれを補正する（基板に対する型の位置ずれを無くす）方法が用いられている。

Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 25(2001) 192-199 位相差回折モアレ信号による超精密位置決め制御愛知工業大学研究報告第２４号Ｂ平成元年投影露光用ＴＴＬアライメント法１９９０年度精密工学会春季大会学術講演会資料

しかし、上述した従来の方法では、次のような問題点が生じてくる。

顕微鏡を用いたアライメントの調整（１枚目の基板と型との位置ずれの修正）、ＵＶ光を用いた型から１枚目の基板への転写（型に形成されている微細な転写パターンの１枚目の基板への転写）のいずれの場合も、型の上から顕微鏡で型と基板とを撮影し、型の上から型と基板に光（紫外線や可視光）を照射することが必要な場合がある。

従来の半導体の投影露光用アライメントシステムのように、同じ光軸上にＵＶ光源（紫外線の光源）と顕微鏡とを配置する必要がある場合には、顕微鏡を用いてアライメントした後に、顕微鏡を何らかの駆動機構を用いて光軸（紫外線の光路）から退避させ、このあとＵＶ光を照射することが必要になる。

そして、次の基板（２枚目の基板）に型の微細な転写パターンを転写する場合、上記駆動機構を用いるアライメントのために上記顕微鏡を再び光軸上に（紫外線の光路内）移動させてアライメントをする動作が必要になる。

一般に、超精密なアライメントをおこなう場合は、光学式顕微鏡の位置調整に微妙な調整が必要であり、微妙な調整は非常に難しい。光軸位置、輝度などの調整を行った後は、そのまま一定の状態に保持し、光学式顕微鏡ができるだけ光軸から外れないようにしなければ高精度のアライメントを行うのは極めて困難となる。つまり、超精密なアライメントをするには、光学式顕微鏡の位置決め（撮影位置への位置決め）の繰り返し精度を良好なものにしなければならないが、これは極めて困難である。

従来のＵＶインプリント法では、型の真上からＵＶ光を型に照射して転写するのが一般的であったので、超精密なアライメントが必要となったときに、こうした問題を解決するのは極めて困難であった。

また、従来のＵＶインプリント法では、紫外線を照射するときに、紫外線硬化樹脂に均一な強度の紫外線を照射するために、顕微鏡を型や基板（被成型品）の真上から退避しているので、型に形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写するときの挙動を撮影することができないという問題がある。

これにより、型を基板の紫外線硬化樹脂に接触させ紫外線硬化樹脂に紫外線を照射しているときに、基板と型との間で相対的なごく僅かな位置ずれが発生し、基板の正確な位置に微細なパターンが形成されないおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、型に形成されている微細な転写パターンを基材に設けられている紫外線硬化樹脂に転写するための転写装置において、均一な強度の紫外線を紫外線硬化樹脂に照射可能であると共に、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射しているときであっても、型と基材とを撮影可能な転写装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、紫外線や可視光が透過可能な材料で構成された平板状の型の厚さ方向の一方の面に形成されている微細な転写パターンを、平板状の基材の厚さ方向の一方の面に設けられている膜状の紫外線硬化樹脂に転写するための転写装置において、前記紫外線硬化樹脂が設けられている基材を保持する基材保持体と、中央部に貫通孔を備え、前記型の厚さ方向の一方の面が、前記基材保持体に保持されている基材の厚さ方向の一方の面に対向するように、前記型の厚さ方向の他方の面の周辺部を前記貫通孔の周辺部に接触させて前記型を保持し、前記基材保持体に対して接近・離反する方向で相対的に移動位置決め自在になっている型保持体と、前記型保持体に一体的に設けられ、前記型保持体の貫通孔を通して、前記型保持体に保持されている型と前記基材保持体に保持されている基材とを撮影する撮影装置と、前記撮影装置で撮影した画像に基づいて、前記保持体に保持されている型に対する前記基材保持体に保持されている基材の相対的な位置合わせをする位置合わせ装置と、前記転写をするときに前記紫外線硬化樹脂に照射する紫外線を発生し、前記型保持体に保持されている型の厚さ方向一方の面に対して斜めの方向で、前記貫通孔と前記型とを通過させて、前記基材保持体に保持されている基材の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するように設置されている紫外線発生装置とを有する転写装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転写装置において、前記紫外線発生装置が複数設けられており、これの紫外線発生装置がお互いに異なる方向から前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するように構成されている転写装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の転写装置を用いてなされる転写方法である。

本発明によれば、型に形成されている微細な転写パターンを基材に設けられている紫外線硬化樹脂に転写するための転写装置において、均一な強度の紫外線を紫外線硬化樹脂に照射可能であると共に、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射しているときであっても、型と基材とを撮影可能な転写装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す斜視図である。転写装置の要部の拡大斜視図である。転写装置の概略構成を示す正面図である。転写装置の概略構成を示す正面図である。ＵＶインプリント法について説明する図である。ＵＶインプリント法について説明する図である。ＵＶインプリント法について説明する図である。ＵＶインプリント法について説明する図である。複数設けられた紫外線照射装置を配置した状態を示す平面図である。ＵＶインプリント法について説明する図である。

図１は、本発明の実施形態に係る転写装置１の概略構成を示す斜視図であり、図２は、転写装置１の要部の拡大斜視図であり、図３は、転写装置１の概略構成を示す正面図である。

以下、説明の便宜のために、水平方向の一方向をＸ軸方向とし、水平方向の他の一方向であってＸ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向（上下方向；鉛直方向）をＺ軸方向という。

転写装置（ナノインプリント装置）１は、上述したＵＶインプリント法により、たとえば、平板状の型（スタンパ）Ｍの厚さ方向の一方の面に形成されている微細な転写パターン（ピッチや高さがたとえば可視光や赤外線や紫外線の波長と同程度である微細な凹凸で形成されている転写パターン）を、被成型品Ｗに転写する（型Ｍで被成型品Ｗを押圧することによって型Ｍのものと同様な微細な凹凸を被成型品Ｗに形成する）装置である。

ここで、ＵＶインプリント法について図５、図６（ＵＶインプリント法の概要を示す図）を用いてさらに説明する。転写装置１は、図５（ａ）〜（ｃ）、図６（ｅ）〜（ｇ）に示されている工程を担当するものである。

ＵＶインプリント法の場合、型Ｍは、紫外線や可視光が透過可能な石英ガラス等の材料（石英ガラス）で構成されており、被成型品Ｗは、たとえばシリコンやガラスで構成されている平板状の基材（基板）Ｗ１と、この基材Ｗ１の厚さ方向の一方の面に薄く設けられた膜状の紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）Ｗ２とを備えて構成されている。

被成型品Ｗの一方の側（左側）で被成型品Ｗから離れている型Ｍを、図５（ａ）で示す矢印の方向に移動し、図５（ｂ）に示すように、型Ｍで被成型品Ｗを押圧し、転写装置１に設けられている紫外線発生装置３（図２や図３参照）により紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂Ｗ２を硬化させる。この後、図５（ｂ）で示す矢印の方向に型Ｍを移動して、型Ｍを被成型品Ｗから離すと、図５（ｃ）に示すように、被成型品Ｗ（紫外線硬化樹脂Ｗ２）に微細な転写パターンが転写される。

上記転写後、図５（ｃ）に示す状態において、硬化した紫外線硬化樹脂Ｗ２の残膜をたとえばＯ_２アッシングによって除去し、残膜が除去された紫外線硬化樹脂Ｗ２をマスキング部材として、エッチングによって基材Ｗ１に微細な転写パターンを形成し、この後、硬化した紫外線硬化樹脂Ｗ２をたとえば溶剤で取り除く。これにより、図５（ｄ）に示すように、基材Ｗ１の一部の部位への微細な転写パターンの転写がなされる。

続いて、撮影装置５と位置合わせ装置７とを用いて、被成型品Ｗから離れている型Ｍを、紫外線硬化樹脂Ｗ２が再び設けられた被成型品Ｗの他方の側（右側）に移動して位置決めする（図６（ｅ）参照）。この後、図５で示した場合と同様にして転写等（図６（ｆ），（ｇ）参照）を行い、図６（ｈ）に示すように、基材Ｗ１の他の部位への微細な転写パターンの転写がなされる（追加される）。

転写装置１に設けられている撮影装置５は、型Ｍの微細な転写パターンを被成型品Ｗに転写をするとき（図５、図６参照）に、型Ｍと基材Ｗ１（被成型品Ｗ）とを所定の位置（一定の位置）から撮影する装置である。

撮影装置５は、型Ｍや基材Ｗ１のたとえば真上の位置から型Ｍや基材を撮影するようになっている。詳しくは、撮影装置５は、内部にレンズ群を備え円柱状に形成されたレンズ部（顕微鏡部）９と、このレンズ部９で得られる画像を電気信号に変換するための撮像素子を具備したカメラ部１１とを備えて構成されている。そして、型Ｍを間にした基材Ｗ１とは反対側で型Ｍから離れ、レンズ部９の光軸（中心軸）Ｃ１が型Ｍの厚さ方向の一方面や基材Ｗ１の厚さ方向の一方面（型Ｍの厚さ方向の一方面と平行な面）に対して垂直になるようにして（レンズ部９の光軸Ｃ１がＺ軸方向に延びるようにして）、撮影装置５が設けられており、この撮影装置５で型Ｍと基材Ｗ１（被成型品Ｗ）とを撮影するようになっている。

転写装置１に設けられている紫外線発生装置３は、型Ｍの微細な転写パターンを被成型品Ｗに転写をするときに、被成型品Ｗの紫外線硬化樹脂Ｗ２に照射する紫外線を、たとえば、ＬＥＤにより発生する装置である。紫外線発生装置３は、たとえば、撮影装置５で型Ｍと基材Ｗ１（被成型品Ｗ）とを撮影していることにより撮影装置５が所定の撮影位置（たとえば、型Ｍと被成型品Ｗの真上の位置）に存在しているにもかかわらず、撮影装置５による影等が形成されることなく、紫外線硬化樹脂Ｗ２にほぼ均一な強度の紫外線を照射できる位置に設けられている。すなわち、転写のときに型Ｍと基材Ｗ１とを撮影している撮影装置５を移動せず撮影装置５の位置が維持されている状態で、紫外線発生装置３が撮影装置５と干渉しないところに設けられており、紫外線発生装置３が基材Ｗ１の紫外線硬化樹脂Ｗ２に均一な紫外線を照射するようになっている（紫外線硬化樹脂Ｗ２の部位にかかわらず、受ける紫外線の強度が等しい紫外線の照射をするようになっている。）
また、転写装置１には、位置合わせ装置（アライメントの調整装置）７が設けられており、位置合わせ装置７は、撮影装置５で撮影した画像に基づいて、型Ｍに対する基材Ｗ１の位置合わせ（アライメントの調整）をするようになっている。たとえば、型Ｍに設けられているアイマークと基材Ｗ１に設けられているアイマークとを撮影装置５で撮影し、型Ｍに設けられているアイマークと基材Ｗ１に設けられているアイマークとの位置ずれ量の基づいて、位置合わせ装置７が、型Ｍに対する基材Ｗ１位置合わせをするようになっている。

転写装置１についてさらに詳しく説明する。

転写装置１には、フレーム１２と基材保持体（被成型品保持体）１３と型保持体１５とが設けられている。

基材保持体１３は、位置合わせ装置７を介して、フレーム１２に設けられている。また、基材保持体１３は、基材Ｗ１の厚さ方向の他方の面（下面）が接触するようにして、紫外線硬化樹脂Ｗ２が設けられている基材Ｗ１を保持するようになっている。すなわち、基材保持体１３の上面は平面になっており、この上面に基材Ｗ１の厚さ方向の他方の面（下面）が面接触し、たとえば、真空吸着により基材保持体１３で基材Ｗ１が保持されるようになっている。基材保持体１３に保持されている基材Ｗ１の上面には、膜状の紫外線硬化樹脂Ｗ２が存在している。

また、位置合わせ装置７はＸＹステージとθステージとにより構成されており、基材保持体１３で保持されている被成型品Ｗは、位置合わせ装置７により、Ｘ軸方向およびＹ軸方向およびθ軸まわりで、フレーム１２（型保持体１５や型保持体１５に保持されている型Ｍ）に対して移動位置決め自在になっている。なおθ軸とは、Ｚ軸と平行な軸であって、たとえば基材保持体１３の中心を通っている軸である。

型保持体１５は、平板状の上側部位１７と平板状の下側部位１９とを備えて「Ｌ」字状に形成されており、上側部位１７の厚さ方向がＹ軸方向となり下側部位１９の厚さ方向がＺ軸方向になるようにして、フレーム１２に設けられている。

下側部位１９の中央部には貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１は、Ｚ軸方向で下側部位１９を貫通している。また、貫通孔２１はたとえば円錐台状に形成されており、直径の大きいほうの円形の底面が上に位置し、直径の小さいほうの円形の上面が下に位置している。なお、貫通孔２１が円柱状、角錐台状、角柱状等の形状に形成されていてもよい。さらに、貫通孔２１の代わりに切り欠きを設けてあってもよい。

型Ｍの厚さ方向の一方の面（微細な転写パターンが形成されている面；下面）が、基材保持体１３に保持されている基材Ｗ１の厚さ方向の一方の面（上面）に平行で対向するようにして、型Ｍが、下側部位１９に保持されるようになっている。この保持をしている状態では、型Ｍの厚さ方向の他方の面（上面；微細な転写パターンが形成されている面とは反対側の面）の周辺部が、貫通孔２１の周辺部に接触している。

また、型保持体１５は、リニアガイドベアリングを介してフレーム１２に設けられており、フレーム１２（基材保持体１３）に対して接近・離反する方向（Ｚ軸方向）で移動位置決め自在になっている。すなわち、サーボモータ２３等のアクチュエータとボールネジ（図示せず）とを用いて、型保持体１５がＺ軸方向で移動位置決めされるようになっている。

なお、型保持体１５をＺ軸方向で移動位置決め自在に構成することに代えてもしくは加えて、被成型品保持体１３を、Ｚ軸方向で移動位置決め自在に構成してあってもよい。すなわち、型保持体１５が被成型品保持体１３に対してＺ軸方向で相対的に移動位置決め自在になっていればよい。

さらに説明すると、型保持体１５の下側部位１９の下面が平面になっている。この下面の平面の中央部に貫通孔２１が形成されている。貫通孔２１の周辺部に、型Ｍの他方の面（上面）の周辺部が面接触し、たとえば、図示しない型保持部材とボルトとを用いて、型Ｍが型保持体１５に保持されるようになっている。なお、型保持体１５で保持されている型Ｍの厚さ方向の一方の面である型Ｍの下側の平面状の部位に微細な転写パターンが形成されており、微細な転写パターンが形成されている型Ｍの平面状の部位が、基材保持体１３に保持されている基材Ｗ１の上面と平行になって対向している。

撮影装置５は、型保持体１５に保持されている型（保持済み型）Ｍを間にした保持済み基材（基材保持体１３に保持されている基材）Ｗ１の反対側（上側）で、保持済み型Ｍから離れて、型保持体１５に一体的に設けられている。そして、型保持体１５の貫通孔２１を通して、保持済み型Ｍと保持済み基材Ｗ１（被成型品Ｗ）とを撮影するようになっている。なお、撮影装置５（レンズ部９）の光軸Ｃ１は、保持済み型Ｍや保持済み基材Ｗ１の厚さ方向（Ｚ軸方向）に延びている。

ここで、型保持体１５に一体的に設けられている撮影装置５について詳しく説明する。撮影装置５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向で、型保持体１５に対して移動位置決め自在になっており、一旦移動位置決めされた後は、転写が終了し次の移動位置決めがされるまで、型保持体１５に対して移動しないようにして、型保持体１５に一体的に設けられている。

さらに説明すると、型保持体１５にはＸ軸ステージ２５がリニアガイドベアリングを介してＸ軸方向で移動自在に設けられており、マイクロメータヘッド３１をオペレータが操作することにより、Ｘ軸ステージ２５が移動位置決めされるようになっている。一旦位置決めされたＸ軸ステージ２５は図示しないクランブ装置（たとえば、締め付けネジをもちいたクランブ装置）で、その位置が保持されるようになっている。

Ｘ軸ステージ２５には、Ｚ軸ステージ２７がリニアガイドベアリングを介してＺ軸方向で移動自在に設けられており、マイクロメータヘッド３３をオペレータが操作することにより、Ｚ軸ステージ２７が移動位置決めされるようになっている。一旦位置決めされたＺ軸ステージ２７は図示しないクランブ装置で、その位置が保持されるようになっている。

Ｚ軸ステージ２７には、Ｙ軸ステージ２９がリニアガイドベアリングを介してＹ軸方向で移動自在に設けられており、マイクロメータヘッド３５をオペレータが操作することにより、Ｙ軸ステージ２９が移動位置決めされるようになっている。一旦位置決めされたＹ軸ステージ２９は図示しないクランブ装置で、その位置が保持されるようになっている。

さらに、Ｙ軸ステージ２９には、撮影装置５が、カメラホルダ３７を介して一体的に設けられている。これにより、撮影装置５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向で、型保持体１５に対して移動位置決め自在になっている。

位置合わせ装置（アライメント調整装置）７は、撮影装置５で撮影した画像に基づいて、型（型保持体１５で保持されている型）Ｍに対する基材（基材保持体１３で保持されている基材）Ｗ１の相対的な位置合わせ（アライメントの調整；保持済み型Ｍや保持済み基材Ｗ１の厚さ方向の一方の面の面内方向での位置合わせ）をするようになっている。なお、基材保持体１３で保持されている基材Ｗ１を移動して位置合わせをすることに代えてもしくは加えて、型保持体１５で保持されている型Ｍを移動し位置合わせをするようにしてもよい。

紫外線発生装置３は、図５や図６で示す転写をするときに紫外線硬化樹脂Ｗ２に照射する紫外線を発生し、型（型保持体１５で保持されている型）Ｍの厚さ方向一方の面や基材（基材保持体１３で保持されている基材）Ｗ１の厚さ方向の一方の面に対して斜めの方向（Ｚ軸に対して斜めに交差する方向）であって型Ｍの上方から、貫通孔２１と型Ｍとを通過させて、基材Ｗ１の紫外線硬化樹脂Ｗ２に紫外線を照射する位置に設置されている。

さらに、説明すると、紫外線発生装置３は、紫外線発生装置ホルダ３９を介して、型保持体１５に一体的に設けられており、図４で示すように、光軸Ｃ２が、Ｚ軸に対して斜めに延びている。光軸Ｃ２は、紫外線の照射角（所定の大きさの立体角）φの中心軸であり、転写のときに、被成型品保持体１３に保持されている被成型品Ｗの中心を、光軸Ｃ２が通過するようになっている。また、照射角φで紫外線が出射されることにより、貫通孔２１の全域を紫外線が通過するようになっている。

次に、転写装置１の動作について説明する。

まず、初期状態として、型Ｍを保持している型保持体１５が上昇しており、基材保持体１３に、硬化前の紫外線硬化樹脂Ｗ２が設けられている基材Ｗ１（被成型品Ｗ）が保持されている。また、位置合わせ装置７により、被成型品Ｗがたとえば右側に移動している（図３参照）。また、紫外線発生装置３は、紫外線を発生しておらず、撮影装置５は所定の位置に移動位置決めされている。

上記初期状態で、制御装置４１の制御の下、型Ｍと被成型品Ｗとの間の距離がたとえば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の小さい距離になるまで、型保持体１５を下降し、撮影装置５で型Ｍと基材Ｗ１とのアイマークを撮影し、この撮影された画像データに基づいて、位置合わせ装置７を駆動し、型Ｍと被成型品Ｗとの位置合わせをする。

続いて、型保持体１５に対する撮影装置５の位置をそのままにしておいて、型Ｍを被成型品Ｗに接触させて型Ｍで被成型品Ｗを押圧し、紫外線発生装置３が紫外線を発生し、紫外線硬化樹脂Ｗ２を硬化させる（図４参照）。このとき、撮影装置５で撮影している画像を、図示しないＬＣＤ等の表示装置に表示し、オペレータが見ることができる。

続いて、型保持体１５に対する撮影装置５の位置をそのままにしておいて、紫外線発生装置３から紫外線の照射を停止し、型保持体１５を上昇させて、型Ｍを被成型品Ｗから離す（離型する）。上記初期状態から離型までの動作により、図５（ａ）から図５（ｃ）に示す転写がなされる。

なお、型Ｍを被成型品Ｗに接触させた直後であって、型Ｍで被成型品Ｗを押圧する前に、撮影装置５で型Ｍと基材Ｗ１とのアイマークを再び撮影し、この撮影された画像データに基づいて、位置合わせ装置７を駆動し、型Ｍと被成型品Ｗとの再度の位置合わせ（Ｘ軸方向およびＹ軸方向およびθ軸まわりの位置合わせ）をしてもよい。

続いて、型保持体１５に対する撮影装置５の位置をそのままにしておいて、基材保持体１３をたとえばＸ軸方向で移動し（図３や図４の左側に移動し）、上述した型Ｍと被成型品（紫外線硬化樹脂Ｗ２が再び設けられた被成型品）Ｗとの位置合わせ等と転写とを再び行う（図６参照）。

なお、図５や図６で示す転写に代えて、図７や図８で示すような転写を行ってもよい。ここで、図７や図８で示すような転写について詳しく説明する。

まず、被成型品Ｗの一方の側（左側）で被成型品Ｗから離れている型Ｍを、図７（ａ）で示す矢印の方向に移動し、図７（ｂ）に示すように、型Ｍで被成型品Ｗを押圧し、転写装置１に設けられている紫外線発生装置３により紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂Ｗ２を硬化させる。この後、図７（ｂ）で示す矢印の方向に型Ｍを移動して、型Ｍを被成型品Ｗから離すと、図７（ｃ）に示すように、被成型品Ｗ（紫外線硬化樹脂Ｗ２）に微細な転写パターンが転写される。

上記転写後、撮影装置５と位置合わせ装置７とを用いて、被成型品Ｗから離れている型Ｍを、被成型品Ｗの他方の側（右側）に相対的に移動して位置決めし（図７（ｃ）参照）、図７（ｃ）で示す矢印の方向に移動し、図８（ｄ）に示すように、型Ｍで被成型品Ｗを押圧し、転写装置１に設けられている紫外線発生装置３（図２や図３参照）により紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂Ｗ２を硬化させる。この後、図８（ｄ）で示す矢印の方向に型Ｍを移動して、型Ｍを被成型品Ｗから離すと、図８（ｅ）に示すように、被成型品Ｗ（紫外線硬化樹脂Ｗ２）に微細な転写パターンが転写される。

上記各転写を行った後、図８（ｅ）に示す状態において、硬化した紫外線硬化樹脂Ｗ２の残膜をたとえばＯ_２アッシングによって除去し、残膜が除去された紫外線硬化樹脂Ｗ２をマスキング部材として、エッチングによって基材Ｗ１に微細な転写パターンを形成し、この後、硬化した紫外線硬化樹脂Ｗ２をたとえば溶剤で取り除く。これにより、図８（ｆ）に示すように、基材Ｗ１への微細な転写パターンの転写がなされる。

図７や図８で示すような転写をする場合には、複数回の転写が終わった後に、被成型品Ｗを転写装置１（基材保持体１３）から取り外すので、複数回の転写の間に、被成型品Ｗを転写装置１から取り外し、その後再び被成型品Ｗを転写装置１に設置することがない。

なお、図７（ｂ）で示す状態における紫外線の照射は、型Ｍと接触している紫外線硬化樹脂Ｗ２およびこの近くに存在している紫外線硬化樹脂Ｗ２のみになされるようになっている。したがって、図７（ｂ）で右側に存在している紫外線硬化樹脂Ｗ２は硬化しないようになっている。図８（ｄ）に示す場合も同様である。

転写装置１によれば、撮影装置５が型Ｍや基材Ｗ１を撮影する所定の撮影位置に存在しているにもかかわらず、ほぼ均一な強度の紫外線を紫外線硬化樹脂Ｗ２に照射できる位置に紫外線発生装置３が設けられているので、紫外線が照射されている紫外線硬化樹脂Ｗ２の部位の全体をほぼ同時にむら無く硬化させることができると共に、紫外線硬化樹脂Ｗ２が硬化するときにおける型Ｍと基材Ｗ１（被成型品Ｗ）との挙動を観察することができる。すなわち、たとえば、紫外線硬化樹脂Ｗ２の硬化状態を観察することができ、また、紫外線硬化樹脂Ｗ２が硬化するときにおける型Ｍと基材Ｗ１との微妙な位置ずれを検知することができる。そして、上記観察や検知をすることにより、正確な転写を行うことが可能となる。

また、転写装置１によれば、紫外線を斜めの方向から紫外線硬化樹脂Ｗ２に照射するようになっているので、撮影装置５を退避させなくても、紫外線硬化樹脂Ｗ２に均一な強度の紫外線を照射する構成を容易に実現している。

また、転写装置１によれば、撮影装置５が型保持体（型Ｍを保持している型保持体）１５に一体的に設けられているので、転写を行う度に撮影装置５を型保持体１５（保持済み型Ｍ）に対して移動して再位置決めすることが無く、保持済み型Ｍに対する撮影装置５の位置が正確なものになっており、正確な画像を撮影することができる。

また、撮影装置５で撮影した画像に基づいて、型Ｍに対する基材Ｗ１の位置合わせをする位置合わせ装置７を備えている。これにより、すでに微細な転写パターン（第１のパターン）が形成されている基材Ｗ１（被成型品Ｗ）に、別の微細な転写パターン（第２のパターン）を後から転写する場合、第１のパターンに対する第２のパターンの位置を、従来よりも正確なものにすることができる。そして、たとえば、小さな型に形成されている微細な転写パターンを大きな被成型品に複数回転写して、被成型品の大きな面積の部位に、小さな型に形成されている微細な転写パターンをつなげて正確に形成することができる。また、たとえば、型に形成されている微細な転写パターンを被成型品に複数回重ねて正確に転写することができる。

また、転写装置１において、紫外線発生装置３を複数設けた構成であってもよい。そしてこれらの紫外線発生装置３がお互いに異なる方向から紫外線硬化樹脂Ｗ２に紫外線を照射するように構成されていてもよい。

すなわち、図２に示す参照符号４３は、撮影装置５のための照明装置であるが、これらの照明装置４３に代えてもしくは加えて、紫外線発生装置３を設けてもよい。

たとえば、図９（ａ）で示すように、紫外線発生装置３（３Ａ，３Ｂ）をお互いが対向するように２つ設け、各紫外線発生装置３Ａ，３Ｂが照射する紫外線がお互いに重なる領域で紫外線硬化樹脂Ｗ２が硬化するようにしてもよい。

また、紫外線発生装置３（３Ａ，３Ｂ、３Ｃ）を型Ｍの中心を中心とする円の円周を等配する位置に３つ設け、各紫外線発生装置３Ａ，３Ｂ，３Ｃが照射する紫外線がお互いに重なる領域で紫外線硬化樹脂Ｗ２が硬化するようにしてもよい。

このように、紫外線発生装置３を複数設けたことにより、紫外線発生装置３がお互いに異なる方向から紫外線硬化樹脂Ｗ２に紫外線を照射するので、光軸Ｃ２が斜めになっていることによる紫外線の強度変化を補正することができ（紫外線発生装置３と被成型品Ｗの部位との距離の差によって紫外線の強度が変化するという事態を回避することができ）、紫外線硬化樹脂Ｗ２に照射される紫外線の強度をより均一なものにすることができる。

１転写装置
３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）紫外線発生装置
５撮影装置
７位置合わせ装置
１３基材保持体
１５型保持体
Ｍ型
Ｗ被成型品
Ｗ１基材
Ｗ２紫外線硬化樹脂

Claims

紫外線や可視光が透過可能な材料で構成された平板状の型の厚さ方向の一方の面に形成されている微細な転写パターンを、平板状の基材の厚さ方向の一方の面に設けられている膜状の紫外線硬化樹脂に転写するための転写装置において、
前記紫外線硬化樹脂が設けられている基材を保持する基材保持体と、
中央部に貫通孔を備え、前記型の厚さ方向の一方の面が、前記基材保持体に保持されている基材の厚さ方向の一方の面に対向するように、前記型の厚さ方向の他方の面の周辺部を前記貫通孔の周辺部に接触させて前記型を保持し、前記基材保持体に対して接近・離反する方向で相対的に移動位置決め自在になっている型保持体と、
前記型保持体に一体的に設けられ、前記型保持体の貫通孔を通して、前記型保持体に保持されている型と前記基材保持体に保持されている基材とを撮影する撮影装置と、
前記撮影装置で撮影した画像に基づいて、前記保持体に保持されている型に対する前記基材保持体に保持されている基材の相対的な位置合わせをする位置合わせ装置と、
前記転写をするときに前記紫外線硬化樹脂に照射する紫外線を発生し、前記型保持体に保持されている型の厚さ方向一方の面に対して斜めの方向で、前記貫通孔と前記型とを通過させて、前記基材保持体に保持されている基材の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するように設置されている紫外線発生装置と、
を有することを特徴とする転写装置。
請求項１に記載の転写装置において、
前記紫外線発生装置が複数設けられており、これの紫外線発生装置がお互いに異なる方向から前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するように構成されていることを特徴とする転写装置。
請求項１または請求項２に記載の転写装置を用いてなされることを特徴とする転写方法。