JP5776266B2 - インプリント方法およびそれを実施するためのインプリント装置 - Google Patents

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Description

本発明は、被転写物に所望のパターン（線、模様等の図形）を転写形成するインプリント方法およびそれを実施するためのインプリント装置に関する。
微細加工技術として、インプリント方法に注目が集まっている。このインプリント方法とは、基材の表面に微細な凹凸構造を形成した型部材（モールド）を用い、凹凸構造を被転写物に転写することで微細構造を等倍転写するパターン形成技術である。
上記のインプリント方法として、例えば、光インプリント方法や熱インプリント方法が知られている。光インプリント方法では、例えば、基板表面に被転写物として流動性を有する光硬化性の樹脂層を配設させ、この樹脂層に所望の凹凸構造を有するモールドが押し当てられる。しかる後、この状態でモールド側ないし基板側から樹脂層に光を照射して硬化させ、その後、モールドと樹脂層とを引き離すことにより、モールドが有する凹凸が反転した凹凸構造（凹凸パターン）が被転写物である樹脂層に形成される。また、熱インプリント方法では、光硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂または熱硬化樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂を用いる場合には加熱手法を用いて樹脂を軟化し流動可能な状態としてからモールドを押し当て、モールドの凹凸構造に樹脂を充填させた後に冷却し、モールドと樹脂とを引き離す。熱硬化性樹脂の場合にはモールドを押し当て、モールドの凹凸構造に充填した樹脂を硬化させる手段として加熱手法が用いられる。
このようにインプリント方法では、基板表面への被転写物である樹脂材料の供給工程、モールドの凹凸構造への樹脂の充填工程、樹脂層の硬化工程、モールドと樹脂層との剥離工程とが存在する。
これらの工程の中で、モールドと樹脂層との剥離工程においては、転写された樹脂凹凸構造（凹凸パターン）の形態を維持したままモールドと樹脂層をきれいに引き剥がす技術が要求されている。一般的に、引き剥がしの際に、被転写物である樹脂がモールドに付着するという不都合の発生のリスク、およびモールドの破損というリスクは、剥離の際に要する剥離力と相関性を有しており、剥離力が大きくなるほど、付着と破損のリスクは増加するものと考察される。
上述のきれいに引き剥がす技術の要求に対して、モールドの凹凸面にフッ素成分等を含む離型層を形成しておく方法（特許文献１）が提案されている。また、表面積率の急激な変動を抑制するために、ダミーテンプレートパターンを形成し、離型速度の急激な増大を抑えることで、欠陥の発生を抑制する方法（特許文献２）も提案されている。
しかしながら、モールドの凹凸面に離型層を設ける方法は、モールドと樹脂層との接触面積が小さい場合にはきわめて有効であるが、生産性を向上させる等の目的によって接触面積が大きくなった場合には、剥離に要する力が格段と大きくなってしまい、単純に離型層を設けるだけでは、剥離に対する問題解決が十分であるとは言えない。また、当該提案は、被転写物である樹脂の形態に応じて、いかような剥離手法を採択すれば、より小さな剥離力での剥離が可能となって、被転写物である樹脂がモールドに付着するという不都合の発生を回避できる具体的な剥離手法を提示するものでもない。
上記のダミーテンプレートパターンを形成する方法は、本来必要とされないパターンまでが転写されてしまうために、その後の工程で、当該剥離用のパターンが悪影響を及ぼし得ることが有り、好ましい手法とは言い難い。
特開２００７−３２６３６７号公報 特開２０１０−２２５６８３号公報
このような実情の基に本発明は創案されたものであって、その目的は、被転写物である被転写材料層の形態に応じて、より小さな剥離力での剥離が可能となり、被転写物である被転写材料層がモールドに付着するという不都合の発生を回避できる具体的剥離手法を備えるインプリント方法およびそれを実施するためのインプリント装置を提供することにある。
このような課題を解決するために、本発明のインプリント方法は、モールドの凹凸構造領域を有する面とインプリント用の基板との間に、被転写物である被転写材料を介在させて、凹凸構造パターンを有する被転写材料層を形成する被転写材料層形成工程と、前記被転写材料層から前記モールドを引き離す剥離工程と、を有し、前記剥離工程は、前記モールドと前記被転写材料層との接触領域を認識して求める接触領域認識操作と、認識した接触領域の形状に基づいて当該形状の重心を求める重心位置決め操作と、前記重心位置決め操作によって求めた重心との関係で、モールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点を定めて、当該力点に引き剥がしのための力を作用させる引き剥がし操作と、を有し、前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域内に存在する場合において、前記力点は、前記重心と接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上に、１箇所以上設けられ、前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域外に存在する場合において、接触領域の形状を分割して分割された領域の内部に各分割重心が含まれるようにする図形内分割重心取り込み操作を行い、分割された各領域にそれぞれの分割重心を設定し、しかる後、前記力点が、前記分割重心と分割された接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上に置かれるように構成される。
また、本発明のインプリント方法の好ましい態様として、前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域内に存在する場合において、前記力点は、接触領域の最外周のエリアの外に設けられるように構成される。
また、本発明のインプリント方法の好ましい態様として、前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域外に存在する場合において、さらに力点を求める操作が行われ、得られた線分を分割重心を原点とするベクトルとしてそのベクトルの和を求め、求められたベクトルを重心を始点として描きそのベクトルの延長上に力点が設定されるように構成される。
また、本発明のインプリント方法の好ましい態様として、前記力点は、本来の分割前の接触領域の重心との関係において、接触領域を挟む位置に配置されるように構成される。
また、本発明のインプリント方法の好ましい態様として、前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域外に存在する場合において、複数個所に力点を設けて引き剥がし操作を行う際に、剥離する方向とは逆方向の力を接触領域の内角が１８０度を超える部位、または曲率が負の値をとる部位である応力集中部位に一時的に加える操作が行われるように構成される。
また、本発明のインプリント方法の好ましい態様として、前記剥離する方向とは逆方向の力は、モールドと基板との双方の部材うち、弾性率が小さい部材に付与されるように構成される。
本発明は、モールドを保持するためのモールド保持部と、インプリント用の基板を保持するための基板保持部と、モールドの凹凸構造領域を有する面とインプリント用の基板との間に介在される被転写物である被転写材料層の前記モールドと前記被転写材料層との接触領域を認識して求める接触領域測定器と、被転写材料層からモールドを剥離させる状態を制御するための演算、命令を行なうデータ処理ユニットを備え、前記データ処理ユニットは、前記接触領域測定器により認識された接触領域の重心を求めるための重心計算部と、モールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点を定めるための力点計算部と、を有し、前記重心計算部によって求めた重心が接触領域内に存在する場合において、前記力点計算部は、前記重心と接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上に、１箇所以上の力点を定め、前記重心計算部によって求めた重心が接触領域外に存在する場合において、前記重心計算部は接触領域の形状を分割して分割された領域の内部に各分割重心が含まれるようにする図形内分割重心取り込み操作を行い、分割された各領域にそれぞれの分割重心を設定し、前記力点計算部は前記分割重心と分割された接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上に力点を定めるように構成される。
また、本発明のインプリント装置の好ましい態様として、前記モールド保持部または基板保持部は、剥離装置を備え、当該剥離装置は、前記力点に対して引き剥がしの力を加えるように構成される。
本発明のインプリント方法は、モールドの凹凸構造領域を有する面とインプリント用の基板との間に、被転写物である被転写材料層を介在させて、凹凸構造パターンを有する被転写材料層を形成する樹脂層形成工程と、樹脂層からモールドを引き離す剥離工程と、を有し、剥離工程は、モールドと被転写材料層との接触領域を認識して求める接触領域認識操作と、認識した接触領域の形状に基づいて当該形状の重心を求める重心位置決め操作と、求めた重心をベースとしてモールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点を定めて、力点に引き剥がしのための力を作用させる引き剥がし操作と、を有するように構成されているので、被転写物である被転写材料層の形態に応じて、より小さな剥離力での剥離が可能となり、被転写物である被転写材料層がモールドに付着するという不都合の発生を回避することができる。
図１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、インプリント方法の工程の一実施例を経時的に示した概略断面図である。 図２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、種々の図形に対する重心位置を説明するための平面図である。 図３（ａ）は、接触領域の重心Ｇが接触領域内に存在する場合において、引き剥がしのための力点を設置する方法を説明するための平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の側面図である。 図４（ａ）〜（ｅ）は、接触領域の重心が接触領域内に存在しない場合において、いかようにして力点を求めるかを、経時的に説明するための図面である。 図５は、剥離する方向とは逆方向の力Ｐ´を接触領域の内角が１８０度を超える部位である応力集中部位に一時的に加える操作を説明するための斜視図である。 図６は、Ｌ字形状物の平面図面であって、内角が１８０度を超える部位に相当しているか否かを説明するための平面図である。 図７は、接触領域が一つに纏まらずに、例えば、５箇所に離れて点在するような場合を示した平面図である。 インプリント装置の一例を示す正面図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明のインプリント方法は、モールドの凹凸構造領域を有する面とインプリント用の基板との間に、被転写物である被転写材料を介在させて、凹凸構造パターンを有する被転写材料層を形成する被転写材料層形成工程と、被転写材料層から前記モールドを引き離す剥離工程と、を有し、構成される。本発明における被転写材料層を構成する被転写材料としては、例えば上述した光硬化性樹脂のほか、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂があるが、樹脂以外の無機物であっても構わない。例えば石英、ソーダライムガラス、金属イオン含有ガラス等のガラスなどは、加熱することにより流動性を有することが可能な材料である。更に無機物と有機物との混合物を用いることも可能である。例えばシルセスキオキサンを主成分とした材料は、含有する材料により熱硬化性材料あるいは光硬化性樹脂とみなすことが出来る。シルセスキオキサンはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ骨格を有するため、無機物に分類することができる。また流動性を持たせることが出来、しかも熱により硬化させることが可能であるため、上述した熱硬化性樹脂とほぼ同等の方法で使用することが可能である。一方でオキセタニル基やアクリル基などの光重合性基を有することで、光による硬化性を持つことが可能であり、この場合には光硬化性樹脂として利用することも可能である。
以下、本発明の説明では、被転写材料の好適な一例として樹脂材料を例示して説明するが、これに限定されるものではない。
＜インプリント方法＞
最初に図１を参照しつつ、インプリント方法について詳細に説明する。
インプリント方法として、例えば、光インプリント方法や熱インプリント方法が知られているが、ここでは光インプリント方法を一例として取り挙げて説明する。
光インプリント方法では、例えば、図１（ａ）に示されるように、インプリント用の基板７の表面７ａに被転写物として光硬化性の樹脂材料５が供給・配設される。樹脂材料５を供給する手段としては、ディスペンサやインクジェット等を挙げることができる。また、図示の例では、樹脂材料５の液滴が複数個示されているが、樹脂材料５の液滴の数、滴下位置は適宜設定することができる。あるいはスピンコート等により、基板７の表面７ａに光硬化性の樹脂材料５を一様な膜として形成してもよい。
インプリント用の基板７は、例えば、石英やソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス、シリコンやガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂基板、金属基板、あるいは、これらの材料の任意の組み合わせからなる複合材料基板であってよい。また基板７は必ずしも平坦である必要はなく、予め所定の構造を有していてもよい。例えば、半導体やディスプレイ等に用いられる微細配線や、フォトニック結晶構造、光導波路、ホログラフィのような光学的構造等の所望のパターン構造物が形成されたものであってもよい。ただし転写の際、それら構造が転写の阻害とならないよう、モールド１の形状、モールド１が有する凹凸構造とは緩衝しないよう配置するか、または例えばパターン構造体の凹部に材料を充填して平坦化するなど転写方法を考慮することが好ましい。
また、図１（ａ）に示されるように、インプリント用の基板７に対向するようにモールド１が配置、準備される。モールド１の面１ａは、転写すべき構造である凹部２を有する凹凸構造領域Ａ１と、転写すべき凹凸構造が形成されていない非凹凸構造領域Ａ２から構成されている。なお図面では転写すべき構造が、非凹凸構造領域Ａ２に対して凹状となっているが、転写すべき構造は凸状であってもよいし、凹凸の両方を含んでいてもよい。
モールド１の材質は適宜選択することができるが、樹脂材料５が光硬化性である場合には、樹脂材料５を硬化させるための照射光が透過可能な透明基材を用いて形成され、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラスや、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂等、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。ただし、基板７が照射光を透過可能である場合にはモールド１は必ずしも透明基材である必要はなく、例えばニッケル、チタン、アルミニウムなどの金属、シリコンや窒化ガリウム等の半導体などを用いてもよい。モールド１の厚みは凹凸構造の形状、基材の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができ、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定することができる。また、モールド１は、凹凸構造領域Ａ１全体が非凹凸構造領域Ａ２に対して凸構造となっている、いわゆるメサ構造としてもよい。メサ構造の段差の数も１段に限らず、複数段としてもよい。
次いで、図１（ｂ）に示されるように、配設された樹脂材料５に所望の凹凸構造を有するモールド１の面１ａを接触させ、必要に応じて圧力を加えられる（いわゆるモールドの押し込み工程）。この状態において、樹脂材料５は凹凸構造を有する樹脂層となり、当該樹脂層に対して紫外線照射が行なわれることによって、樹脂材料５が硬化される（いわゆる樹脂硬化工程）。しかる後、図１（ｃ）に示されるように樹脂材料５からモールド１を引き離すことにより、モールド１が有する凹凸構造が反転した凹凸構造が形成された樹脂層５′がインプリント用の基板７に転写される。
本発明の要部は、樹脂層５′からモールド１を引き離す、剥離工程において、被転写物である樹脂層５´の形態に応じて、より小さな剥離力での剥離が可能となり、被転写物である樹脂がモールドに付着したり、モールドが破損したりするという不都合の発生を回避できる具体的剥離手法を提供することにある。以下、本発明の要部である剥離工程について、説明する。
＜本発明の要部である剥離工程についての説明＞
本発明の剥離工程は、モールドと樹脂層との接触領域を認識して求める接触領域認識操作と、認識した樹脂層の接触領域の形状に基づいて当該形状の重心を求める重心位置決め操作と、モールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点を定めて、当該力点に引き剥がしのための力を作用させる引き剥がし操作と、を有している。
まず、最初に、接触領域認識操作について説明する。
〔接触領域認識操作〕
剥離工程における接触領域認識操作を行なうことによって、モールドと樹脂層との接触領域の形状が認識される。接触領域とは、凹凸構造領域のパターンを含むモールドと樹脂層とが接触している全体の領域である。
接触領域の認識操作の具体例として、例えば、接触している領域を構成している実物をそのまま計測する方法が挙げられる。すなわち、実際にモールドと被転写物である樹脂層とが接触している領域を、例えば、接触領域計測器にて直接的に確認する。このとき認識する手段は幾種類か存在するが、好ましい態様として、光学的に計測する方法が挙げられる。この場合、後述する装置の構成の説明とも関連するのであるが、留意点として、光学的に計測する方法による接触領域計測器では、電磁波により認識を行なうために、モールドを電磁波が透過する材料から構成するとともに、そのモールドを保持する保持部や剥離装置等が電磁波を遮らないように、測定必要部位に開口を設けるように構成するか、あるいは、電磁波を遮断しない材質で構成するとよい。例えば、電磁波として赤外線を用いる場合には、シリコン等の赤外光に対して透明な材質で構成するとよい。また使用する電磁波が、樹脂層を硬化させるための光と同一、または近い波長を有する場合には、接触領域認識操作と樹脂層の硬化工程とを同時に実施することで工程数を増やすことなく接触領域を認識することが可能である。仮にモールドおよびモールドを保持する保持部や剥離装置等が電磁波を遮断する場合には、接触領域計測器は基板側に設けるとよい。
電磁波による、より具体的な接触領域の認識手法としては、下記のＡ：画像取り込みや、Ｂ：光散乱によるエッジ検出が好適な手法として例示される。
Ａ：画像取り込み
例えば、接触領域計測器としてＣＣＤカメラやレンズ等を用いて、実際にモールドと被転写物である樹脂層とが接触している部分の画像を取り込むようにする。画像分解能はレンズ等の光学部品の性能、およびＣＣＤの画素数に依存するので、目的とする取り込み情報の精度等に応じて適宜選定するようにすればよい。また、コントラストの影響を受ける場合には、照明手法などの最適性を得るように設定すればよい。光源およびＣＣＤカメラは、接触領域を認識できるものであれば特に制限はない。光源は、モールドや保持部等の遮蔽物を透過する光を発し、ＣＣＤカメラがそれを受光できるものを採用すればよい。
Ｂ：光散乱によるエッジ検出
光散乱を利用して、モールドと被転写物である樹脂層とが接触している輪郭（外縁）をエッジ検出する方法が挙げられる。
例えば、モールドと被転写物である樹脂層とが接触している接触領域を含む平面をＸ−Ｙ座標とした場合に、接触領域計測器としてレーザ光を、例えば、Ｙ軸方向に微細ピッチで徐々にずらしながら複数回、Ｘ軸方向にスキャンさせる。勿論、Ｙ軸とＸ軸を交換してＹ軸方向にスキャンさせるようにしてもよい。このときの光を検知することで、モールドと被転写物である樹脂層とが接触している接触部分の輪郭を認識することができる。すなわち、接触部分の輪郭であるエッジに対して、光の散乱や反射状態の変化、透過状態の変化が検出される。光の照射部と受光部はこのような変化が検出できる位置に設置すればよく、特にその設置位置は限定されるものではない。
画像分解能は、スキャンピッチに依存するので、所定の分解能が得られるように、スキャンピッチを適宜選定すればよい。レーザーのスポットサイズも分解能に影響するので、所定の分解能が得られるようにレーザーのスポットサイズを適宜選定すればよい。また、エッジを検出するためには光の散乱、反射状態、あるいは透過状態に明確な差を生じさせることが望ましく、屈折率や反射率、透過率の影響も考慮することが好ましい。
上記の各測定方法は、接触領域計測器からモールドと被転写物である樹脂層に至るまで、計測に用いる電磁波を透過をさせるために、モールドの保持部に開口を存在させてモールドと被転写物である樹脂層の上部を開口させる、あるいは、モールドの保持部等を電磁波を遮断しない材質で構成することを前提とした手法であったが、これらに限定されることなく、以下に例示するような開口等の形成を必要とせずに接触領域の検出を可能とする下記Ｃ：音波（衝撃波）による検出手法も採択し得る。
Ｃ：音波（衝撃波）による検出
接触領域計測器としての構成要素である衝撃波は物質の不連続面で反射することを利用して、モールドと被転写物である樹脂層とが接触している接触部分の輪郭を認識することができる。
例えば、図１（ｂ）に示される状態において、モールド１の上面の略全体に亘り、図示していない超音波発生器を密着配置して、モールド１の上面から被転写物である樹脂層の方向（図面の下方）に超音波を発することを想定して頂きたい。この時、超音波が反射されるのは、物質が不連続となる部分である。つまり、モールド１の下面に樹脂層が存在している部位か、あるいは、樹脂層が存在せずに、空気層が存在している部位かによって、反射強度が異なる。この差を検出することで、接触領域の輪郭を求める。なお、音波の損失が無視できるのであれば、必ずしも超音波発生器やそれに付随する検出器は、モールドまたは被転写物と密着させておく必要はない。例えば、水などの流体を介在させて間接的に配置してもよい。
上記の接触領域計測器を用いた接触領域認識操作は、パターン転写が行なわれる毎に毎回行なわれることが好ましいが、例外として、例えば、モールドと被転写物が接触する領域が常に一様となることが予測できる場合には、予想される領域を前提とし、接触領域認識操作を省略することもあり得る。また同条件のインプリントを実施する場合において、上記の接触領域の認識操作を全てのインプリントにおいて実施する必要が無い場合もあり得る。この場合、インプリントを実施する毎の接触領域の認識操作は不要となる。しかしながら、これらの場合においては、インプリント毎の接触領域の認識操作が行なわれないのではなく、インプリントを複数回実施する中で、一回または数回実施される接触領域の認識操作の結果が他のインプリント毎に適用されているとみなすことができ、剥離工程において接触領域認識操作は実施されているものとみなすことができる。むろん複数回のインプリントを実施する際にも、モールドと被転写物が接触する領域を予想し接触領域認識操作を省略しても構わない。
上記の要領で、モールドと樹脂層との接触領域形状を認識して求める接触領域認識操作を行なった後、認識した樹脂層の接触領域の形状に基づいて当該形状の重心を求める重心位置決め操作が行なわれる。以下、重心位置決め操作について説明する。
〔重心位置決め操作〕
重心位置決め操作、すなわち重心の求め方の具体例について以下に述べる。
本発明において、力点の求め方は、重心との相関関係に基づくため、重心の求め方は特に重要である。幾何学において重心の定義は、「接触領域をひとつの図形として捉えたとき、図形のまわりでの一次モーメントが０である点が重心である」とされる。このような定義に基づいて重心を求める際、一般には重積分が用いられる。また、図形の密度が一様とみなせる場合には、ベクトルの外積を用いる方法もある。これらの算出方法は、一般に知られる数学的な概念であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
よって以下においては、重心をより簡便に求めることが可能な方法をいくつか例示する。これらは先の述べた接触領域の認識操作の結果を利用することが比較的に容易であり、よって実用上好ましい方法の例となるからである。
１．一般的な図形へ近似する方法
接触領域の形状を計測し、計測した結果と、重心の求め方が一般化されている簡便な図形とを比較し、最も近い図形を当てはめる方法である。例えば、以下の手順（ａ）〜（ｃ）に従い操作される。
（ａ）接触領域の情報を取り込む。上記の接触領域の認識操作の結果が用いられる。
（ｂ）データベースの中から、最も形状が類似する図形を選択する。
（ｃ）選択した図形の重心の求め方、定義に従って、重心を求める。
具体的には、例えば、図２（ａ）に示される正多角形の場合、各頂点から等しい距離に重心Ｇが存在する。また、円はその中心に重心が存在し、図２（ｂ）に示される楕円の場合には、長軸と短軸との交点に重心Ｇが存在する。図２（ｃ）に示される平行四辺形の場合、対角線の交点に重心Ｇが存在する。図２（ｄ）に示される変形四辺形の場合、対角線Ａによって二分される２つの三角形のそれぞれの重心Ａ1、Ａ2、対角線Ｂによって二分される２つの三角形のそれぞれの重心Ｂ1、Ｂ2を求める。しかる後、Ａ1とＡ2とを結ぶ直線と、Ｂ1とＢ2とを結ぶ直線とが交わる点Ｇが変形四辺形の重心Ｇとなる。
２．多角形近似１：座標から求める方法
モールドと被転写物である樹脂層とが接触している接触領域を含む平面をＸ−Ｙ座標で表現し、任意の位置を原点とした場合、接触領域の外周部分の座標を得て、得られた座標データを頂点として持つ多角形と近似して求める方法が挙げられる。この方法では、接触領域の外周部分の座標（Ｘ1、Ｙ1）、（Ｘ2、Ｙ2）、…（Ｘi、Ｙi）、…（Ｘn、Ｙn）が得られている場合に適用が可能である。以下、これらの座標を隣接する順に線分で結ぶことにより、接触領域の外周を示すものとして考える。Ｓを座標を直線で結んだ際に得られる多角形の面積であるとしたとき、重心（Ｘg、Ｙg）は次式で与えられる。
Ｘg＝（１／６Ｓ）Σ（Ｘi＋Ｘi+1）（ＹiＸi+1−ＸiＹi+1）
Ｙg＝（１／６Ｓ）Σ（Ｙi＋Ｙi+1）（ＸiＹi+1−ＹiＸi+1）
３．多角形近似２：単位図形の面積から求める方法
モールドと被転写物である樹脂層とが接触している接触領域を含む平面をＸ−Ｙ座標で表現し、任意の位置を原点とした場合、接触領域をある面積の図形の集合体として近似して考える方法が挙げられる。例えば、接触面積に対し、ある面積Ａを有する正方形を敷き詰めたとして、その個数がｎ個であり、図形の面積Ｓ（＝ｎＡ）であったとき、重心（Ｘg、Ｙg）は次式で与えられる。
Ｘg＝（１／Ｓ）ΣＡＸi
Ｙg＝（１／Ｓ）ΣＡＹi
〔モールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点を定める手法〕
本発明において、モールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点の求め方（力を作用させる位置の求め方）は、上述した接触領域の重心との相関関係に基づいて行なわれる。
なお、力点の求め方は、接触領域の重心が接触領域内に存在する場合と、当該領域内に存在しない場合とで、その扱いが異なるので、ここでは２つに分けて説明する。
（重心が接触領域内に存在する場合）
図３（ａ）は、接触領域の重心Ｇが接触領域内に存在する場合において、引き剥がしのための力点を設置する方法を説明するための平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の側面図である。
図３（ａ）において、モールド１は、例えば、透明基材から構成されており、樹脂層５´はモールド１を透過してそのまま形態が現れている。また、図３（ａ）、（ｂ）においてＡ１で示される領域は、モールドに凹部加工がされた凹凸構造領域である（いわゆるパターンが存在する部分）である。
図３（ａ）に示されるように、接触領域の重心Ｇ（ここでは樹脂層５´の重心Ｇと同義）が接触領域内に存在する場合において、本発明における引き剥がしのための力点は、重心Ｇと接触領域の最外周Ｆ（ここでは樹脂層５´の外枠形状Ｆと同義）とを両端として線分の長さが最大となる線分、すなわち図３（ａ）に示される形状では線分ＧＱを含む直線Ｌの上に、１箇所以上設けられる。
特に、効率良く引き剥がしを行なうために、引き剥がしの力を加える力点は接触領域の最外周Ｆのエリアの外に設けることが望ましい。図３（ａ）に示される例では、線分ＧＱのさらに点Ｑの外側に力点Ｐが求められており、当該力点Ｐに引き剥がしのための力（上方の力）が付与される。このようにして最大となる線分ＧＱを最初に通過するような剥離を行なうようにすることによって、接触領域の最外周の一点に力を集中させる事ができ、剥離のきっかけを小さな力で容易かつ確実に得ることができる。なお、図示の例では、引き剥がしのための力はモールド１側に付与されているが、これに代えてインプリント用の基板７側に引き剥がしのための力（下方の力）を付与するようにしてもよいし、モールド１とインプリント用の基板７の両方に力を付与しても良い。
また、上記の法則に沿って力点は２箇所以上存在するように構成しても良い。例えば、図３（ａ）に示される例において、線分ＧＱを含む直線Ｌの上であって、力点Ｐとは反対の方向にさらに、力点Ｐ２を追加して設けるようにしてもよい。ただし、接触領域を挟んで力点Ｐと力点Ｐ２との２つの力点に引き剥がしのための力を作用させた場合には、最終的に剥離が完了される部位が接触領域の中ほどなるために、剥離の最後に樹脂５´の一点に対して過剰な応力がかかるおそれが有る。このとき過剰な応力がかかる箇所がパターンが存在する部分Ａ１と合致する場合には、パターンの破損がおこる可能性があるので、好ましくは剥離が完了する部位が、パターンが存在する部分Ａ１から外れるように応力を制御し、またやむを得ずパターンが存在する部分Ａ１にて剥離が完了する場合には、剥離の最後において必要最小限となるように十分に管理された応力制御を行なうことが好ましい。
また力点の取り方は、より効率的に力を加えるためにも、重心からの距離が遠い位置に設けることが好ましいが、装置の保持方法やモールドの形状、基板の形状等を考慮して適宜選択すると良い。
また、前記重心Ｇの位置についての説明を行なった図２の図面に戻って引き剥がしの力を加える力点の求め方のバリエーションの補足説明を行なう。図２（ａ）に示されるような正８角形の場合には、力点が設置され得る直線Ｌは、４本存在する。従って、設置される力点は、最小で１箇所、最大で８箇所まで設定可能である。ここでいう最大数とは、直線Ｌ上にあって、接触領域の外側に延びる直線を考えたとき、この直線が８本存在するために、各直線に対し、１箇所のみ力点を置く場合の数である。よって各直線上に２箇所以上の力点を置く場合に、最大数はこの限りではない。一般に正Ｎ角形の場合、Ｎが偶数の場合と奇数の場合において上記で言う力点が設置され得る直線Ｌの数は異なる。Ｎが偶数の場合、力点が設置され得る直線Ｌの数はＮ／２本となり、Ｎが奇数の場合、力点が設置され得る直線Ｌの数はＮ本となる。
また、図２（ｂ）に示されるような楕円の場合には、長軸が力点が設置される直線Ｌの接触領域内における線分に相当する。設置される力点は、最小で１箇所、最大で２箇所設定可能である。また、図２（ｃ）に示されるような平行四辺形の場合には、長い方の対角線が力点が設置される直線Ｌの接触領域内における線分に相当する。設置される力点は、最小で１箇所、最大で２箇所設定可能である。
次いで、力点を求めるに際して、接触領域の重心が接触領域内に存在しない場合について説明する。
（重心が接触領域内に存在しない場合）
接触領域の重心が接触領域内に存在しない場合にいかようにして力点を求めるか、図４を参照しつつ説明する。
例えば図４（ａ）に示されるように、重心Ｇが接触領域（例えば、樹脂層５´）の外に存在する場合、下記（ａ）〜（ｃ）の操作を行い、接触領域の形状を分割し、分割された領域の内部に各分割重心が含まれるようにする図形内分割重心取り込み操作を行い、分割された各領域にそれぞれの分割重心を設定する操作を行なう。
すなわち、まず、図４（ｂ）に示されるように、
（ａ）重心Ｇと、接触領域５´の領域外周とを両端とした線分ｈを引き、この際に線分ｈにより２つに分割された接触領域５１と５５の面積比が実質的に１となるようにする操作、つまり、重心Ｇを通る線分によって、接触領域５´を、接触領域５１と５５とに２分する操作を行なう。ここで、実質的に１とは、接触領域５１の面積をＡ51、接触領域５５の面積をＡ55とした場合、〔（Ａ51−Ａ55）／Ａ51〕×１００の値が、±１０％の範囲内であることをいう。また、分割数が２を超える場合には分割された面積の最大面積値と最小面積値の上記算出値が±１０％の範囲内となるようにすればよい。分割数は任意に設定してよい。この理由は後述する。
次いで、図４（ｃ）に示されるように、
（ｂ）分割して得られた２つの接触領域５１と５５のそれぞれに、分割図形の重心（分割重心）を再計算する操作を行なう。これにより、分割された接触領域５１の分割重心Ｇ１と、分割された接触領域５５の分割重心Ｇ２が求められる。この図面の例では、この時点で、分割重心が分割された接触領域の内部に含まれることになるので、（ａ）および（ｂ）の操作は完了する。しかしながら、一度の操作で、分割重心が分割された接触領域の内部に含まれない場合には、次なる（ｃ）の操作として、上記（ａ）および（ｂ）の操作を分割重心が分割された領域の内部に含まれるようになるまで繰り返す操作が行なわれる。
ただし先に述べたように、このような分割の繰り返し作業によらず、最初の分割の際に分割数を任意に設定することで、分割した図形を再び分割するという操作を行なわずに済ませるという選択肢もある。最初に分割数を設定する方法は、結果的に得られる分割領域が互いにほぼ等しい面積を有するため、モールドとの接触状態は、分割された全領域で等価に扱うことができるというメリットがある。
これに対し、２分割を繰り返す方法は、最小数の重心を得られることにある。先に述べたようにして、分割重心Ｇ１およびＧ２が、それぞれ分割された接触領域５１および５５の内部に含まれるようになった後、図４（ｄ）に示されるように、前記分割重心Ｇ１と分割された接触領域５１の最外周Ｆ１とを両端として線分の長さが最大となる線分Ｇ１−Ｋ１、Ｇ１−Ｍを含む直線Ｌ１の上に、力点を置くことができる。ここで重心の数が少なければ、力点を計算するためのプロセス負荷が低減できる。なお、図４（ｄ）を含む図４に示される図形の記載は正確に記載されたものではないが、図４（ｄ）の図形は、直線Ｌ１が、Ｋ１，Ｇ１を通るとともに、線分Ｇ１−Ｋ１と線分Ｇ１−Ｍとが等しくなる図形として記載されている。よって実際には線分Ｇ１−Ｍを延長した直線上にも力点を置くことができるが、図示は省略している。
同様に、前記分割重心Ｇ２と分割された接触領域５５の最外周Ｆ２とを両端として線分の長さが最大となる線分Ｇ２−Ｋ２、Ｇ２−Ｍを含む直線Ｌ２の上に、力点を置くことができる。なお、図４（ｄ）を含む図４に示される図形の記載は正確に記載されたものではないが、図４（ｄ）の図形は、直線Ｌ２が、Ｋ２，Ｇ２を通るとともに、線分Ｇ２−Ｋ２と線分Ｇ２−Ｍとが等しくなる図形として記載されている。よって実際には線分Ｇ２−Ｋを延長した直線上にも力点を置くことができるが、図示は省略している。
図４（ｄ）に示される実施形態の場合、２つの力点Ｐ１、Ｐ２が設定されている。すなわち、ひとつは、直線Ｌ１の上であって、点Ｋ１を外方に過ぎた箇所に力点Ｐ１が置かれており、もう一つは直線Ｌ２の上であって、点Ｋ２を外方に過ぎた箇所に力点Ｐ２が置かれている。力点Ｐ１、Ｐ２のいずれか一方のみとすることもできる。また上述したように割愛した他の力点を選択することも可能である。
ここまで、図形の分割方法について説明を行なったが、図４の（ａ）から（ｃ）までと同等の効果を得る方法は他にも幾つかある。例えば接触領域が多角形とみなせる場合、より簡便な方法として、接触領域を、いくつかの多角形が辺を共有して成り立っている図形であると近似し、各多角形の重心を求めることも可能である。
図４（ｄ）に示される力点の設定仕様をさらに発展させて、より好適な力点とした設定仕様が図４（ｅ）に示されている。
図４（ｅ）に示される力点の設定仕様は、まず、得られた線分Ｇ１−Ｍ、Ｇ２−Ｍを分割重心を原点とするベクトルを得る。このときベクトルの始点は重心Ｇ１、Ｇ２であり、終点は接触領域外周であるＭとする。次にそのベクトルの和を求める。このようにして得られたベクトルを、始点を重心Ｇ１と重心Ｇ２をそれぞれ持つ図形を組み合わせて得られた図形（図４では元の図形と一致する）の重心Ｇを始点として描いたとき、そのベクトルの延長上、例えば点ＰGを力点として設定することができる。このようにして一箇所に纏められた力点ＰGは、本来の分割前の接触領域の重心Ｇとの関係において、接触領域を跨いで挟む位置関係となるように配置されていることが好ましい。
図４（ｄ）に示される２つの力点Ｐ１、Ｐ２に引き剥がしのための力を作用させた場合の剥離の状態と、図４（ｅ）に示される力点ＰGに引き剥がしのための力を作用させた場合の剥離の状態とを比較考察する。
前者の２つの力点Ｐ１、Ｐ２に引き剥がしのための力を作用させた場合（図４（ｄ）参照）、図５に示されるように力Ｐ１およびＰ２が加えられると、２箇所から徐々に剥離される樹脂層の剥離部分はＡからＢ、およびＣからＢの方向に向かう。このとき内側の湾曲ラインＡＢＣは、点Ｂ近傍における曲率が負の値をとる部位である。曲率とは曲率半径の逆数であり、図形の接線ベクトルの曲っていく比率を表す。この値が負であるということは、接触領域の外側から加わる力が接触領域外周に加わったとき、力の成分が接触領域の内側を向く部位に相当していることを示しており、図５に示されるように、二つの方向からかかる力が不均一で、接触領域外周に対してかかる力にねじれが生じた場合、点Ｂ近傍に過度の剥離応力が加わり、剥離物が点ＡＢＣをつなぐ接触領域外周の一点あるいは複数の点で破損するおそれが生じ得る。これを回避するために、図５に示されるように剥離する方向とは逆方向の力Ｐ´を接触領域の曲率が負の値をとる部位に一時的に加える操作を行なうことが望ましい。このとき逆方向の力Ｐ´は複数点のあってもよい。これにより、双方の剥離方向から徐々に剥離されてくる樹脂層は点ＡＢＣをつなぐ接触領域外周、特に応力集中部位のＢ点においてタイミングを合わせて合流させることができる。タイミング良く合流した時点で逆方向の力Ｐ´を除去して、そのまま剥離するようにすればよい。これによって、２つの力点Ｐ１、Ｐ２に引き剥がしのための力を作用させた場合における合流箇所での樹脂層の破損のおそれは極めて低減される。
逆方向の力Ｐ´を加えるのは、応力集中部位のＢ点においてタイミングを合わせて合流させるためであるのだから、モールドと基板のいずれでも、あるいは両側でも構わない。ただし弾性率が大きな側を、同じ応力でもゆがみが大きくなる弾性率が小さい側に追随させることがより困難であるのならば、逆方向の力Ｐ´は、モールドと基板との双方の部材うち、弾性率が小さい部材に付与することが好ましい。また剥離を完了させる際には、逆方向の力Ｐ´は徐々に力を弱めていくことが好ましい。
この現象は多角形の場合であっても同様に起こりうる。図６の場合、頂点Ｄでは接触領域の内角が１８０度を超える部位が存在しており、この部位では図５にて示したのと同様に、接触領域の外側から加わる力の成分が接触領域の内側を向く部位である、応力集中部位に相当する。つまり、逆方向の力Ｐ´を印加するべき箇所は、曲率が負の値をとる部位、または内角が１８０度を超える部位と定義づけることが出来る。
ここで、接触領域が多角形の場合であっても、曲線であっても、あるいは角と曲線で構成される場合であっても、応力集中部位を見つけ出すことが望ましい。これには色々な方法があるが、簡単には、接触領域外周の任意の点に接線を引いたとき、接線と接触領域とが交差する箇所を探すことで判断することができる。例えば、分かりやすい例として図６にＬ字形状の樹脂層を挙げて説明すると、点Ｅ（内角θ1）の位置には接触領域と交差しない直線ｌを引くことが可能であり（内角が１８０度を超える部位に相当しない）、点Ｄ（内角θ2）の位置には接触領域と交差しない直線を引くことができない（内角が１８０度を超える部位に相当する）。
一方、後者の図４（ｅ）に示される力点ＰGの設定仕様は、上述してきた図４（ｄ）に示される力点の設定仕様のような問題は生じないので、余分な操作とも言える剥離する方向と逆方向の力Ｐ´を付加する操作は行なわなくともよい。従って、図４（ｅ）に示される力点ＰGの設定仕様は、引き剥がしのための力を作用させるための力点として最適である。
（接触領域が複数、独立して存在する場合）
上述してきた説明は接触領域が１つ存在する場合についてであったが、例えば、図７に示されるように、接触領域が一つに纏まらずに、５箇所に離れて点在するような場合（５つの接触領域を図形１〜５として表示）、すなわち、１ショットの１つのモールドに複数の図形を含む場合の取り扱いは、以下のようにすることができる。
（１）図形の剥離の優先度を選択する。すなわち、きれいに剥離させたい図形の優先順位を定める。
（２）図形ごとに重心を算出して力点の候補を求める。
（３）得られた重心に対する力点の候補に対して、次のような処理を行い、最適な力点を選出するようにすることが好ましい。すなわち、
・得られた力点の候補の中で、装置都合により選択できない領域に存在する力点を除外し、選択可能な力点を絞り込む。
・各図形と共通する点を求め、この時、最も多くの図形と共通する点を、最も大きな力が加わる力点とする。同一条件の候補が複数存在する場合、暫定的に選択するか、もしくは予め図形に優先度を設けておき、優先度の高い図形を含むものを選択するようにする。
ただし、上記の手法は好適な一例を例示するものであって、これに限定されるものではない。
〔インプリント装置についての説明〕
次いで、上述してきた本発明のインプリント方法を実施するためのインプリント装置について説明する。
本発明のインプリント装置の好適な一例が図８に示される。
本発明のインプリント装置１０は、モールド１を保持するためのモールド保持部１１と、インプリント用の基板７を保持するための基板保持部１７と、インプリント用の基板７との間に介在される被転写物である樹脂層５´とモールド１との接触領域を計測する接触領域測定器３０と、樹脂層５´からモールド１を剥離させる状態を制御するための演算、命令を主として行なうデータ処理ユニット１００を有している。
接触領域測定器３０は、前述したごとく、例えば、ＣＣＤカメラやレンズ等を備える画像取り込み装置や、光散乱によるエッジ検出方法を可能とする装置や、音波（衝撃波）による検出方法を可能とする装置などから構成される。特に、光学的に計測する方法が簡便で好ましい。しかしながらその場合の留意点として、上述したように光学的に計測する方法による接触領域計測器では、電磁波により認識を行なうために、モールドを光透過性の材料から構成するとともに、モールドの剥離装置２１、２２やモールドの保持部等は電磁波を遮らないように、測定必要部位に図８に示されるように開口９０を設けるように構成することが好ましい。ただし、例外的に、測定のための電磁波が照射されるエリアを電磁波を遮断しない材質から構成することによって、開口９０は必須とはならない。
データ処理ユニット１００は、接触領域測定器３０により認識された樹脂層５´の接触領域の重心を求めるための重心計算部を有する第１計算部１０３と、モールド１またはインプリント用の基板７に対して引き剥がしの力を加える力点を定めるための力点計算部を有する第２計算部１０４と、を有している。第１計算部１０３と第２計算部１０４は、一つの態様として分けられているだけであって、これらは一緒の計算部として纏めてもよい。
接触領域の重心を求めるための重心計算部における重心位置決め操作は、前述したように、積分を用いる方法や、ベクトルの外積を用いる方法や、一般的な図形へ近似する方法や、多角形近似であって座標から求める方法や、多角形近似であって単位図形の面積から求める方法、などを利用して行なわれる。引き剥がしの力を加える力点を定めるための力点計算部においては、前述の力点を定める手法に沿って、重心が接触領域内に存在する場合と重心が接触領域内に存在しない場合とに分けて、計算、設定等が行なわれるようになっている。
図８に示されるように、モールド保持部１１のモールド１を保持する側とは反対側の平面（背面）の周縁には、剥離動作を行うための装置、例えば、アクチュエータやバネ等により構成される剥離装置２１、２２が設けられている。剥離装置２１、２２は、図面の便宜上、２つしか記載されていないが、通常、力点設定エリアができるだけ広範囲となるように、モールド保持部１１の背面の周縁の略全体に亘って複数個設けることが望ましい。仮に限定した箇所にしか力点設定エリアを設けることが出来ない場合には、剥離の前にモールドまたは基板、ないしその両方の保持位置を変更し、求めた力点に力が加わるようにしても良い。このような剥離装置２１、２２は、それぞれ、第１の応力計測器４０および応力制御ユニット６０に連結されている。応力制御ユニット６０によって剥離の際に、本発明の剥離方法によって選定された所定の力点に加える力が制御されるようになっている。また、第１の応力計測器４０によって剥離時に剥離装置２１、２２に加わる力が実際に計測されるようになっている。なお、応力制御ユニット６０は、後述の加圧装置８０にも連結されており、剥離のみならず加圧の際に加える力も制御可能となっているが、加圧と剥離とで独立して設けてもよい。
図８の下方に示されるように、インプリント用の基板７を保持するための基板保持部１７は加圧装置８０と接合されている。加圧装置８０は剥離動作とは逆側の力を加えるための装置であって、例えば、アクチュエータやバネ等により構成される。剥離動作と逆側の力は、本実施形態の場合、基板保持部１７を介してインプリント用の基板７の任意の箇所に付与できるように構成されている。また、加圧装置８０は、応力制御ユニット６０および第２の応力計測器７０にそれぞれ連結されている。応力制御ユニット６０によって、加圧装置８０による加圧力（剥離動作と逆側の力）が制御されるようになっており、第２の応力計測器７０によって、加圧時に加圧装置にかかる力が計測されるようになっている。このような応力制御ユニット６０および第２の応力計測器７０は、データ処理ユニット１００に連結され、データ処理、制御、計測等が行なわれる。
また、データ処理ユニット１００は、本実施形態の場合、各計測器３０，４０，７０からのデータや入力装置１１０からの情報を受け取るための入力部１０１と、接触領域の最外周領域を認識してデータ処理する認識部１０２と、例えば、最外周領域から接触領域の重心を求めたり、剥離装置および加圧装置にかかる応力の状態を算出するための第１計算部１０３と、例えば、重心に対する力点の位置を求めたり、剥離装置および加圧装置に加えるべき応力を算出するための第２計算部１０４と、データ処理ユニット内での各作業に誤りが無いか検証する検証部１０５と、剥離装置および加圧装置に対して命令を出したり、あるいは外部出力に情報を出したりするための出力部１０６と、入力データや得られたデータを蓄積するための内部記憶部１０７とを有している。
このようなデータ処理ユニット１００には、入力装置１１０、出力装置１１１、外部記憶装置１１２等が外部接続されている。入力装置１１０は、例えば、外部からデータ処理ユニットに対してデータや命令を入力するための装置である。入力装置１１０を備えることによって、場合によっては、力点は別の装置にて求め、入力装置１１０からデータ処理ユニット１００に与えるようにしてもよい。また、接触領域の情報を入力装置１１０からデータ処理ユニット１００に入力するようにしてもよい。
出力装置１１１は、例えば、データ処理ユニットからの情報を出力するための装置である。外部記憶装置１１２は、内部記憶装置と同様に、入力データや得られたデータを蓄積するための外付けの装置である。
なお、図８には好適なインプリント装置の一態様が示されているのであって、これに限定されることなく、種々の変形態様が可能である。例えば、剥離装置２１、２２はモールド１側に設けてあるが、インプリント用の基板７側に設けてもよい。また、両方にあってもよい。例えば、加圧装置８０は、インプリント用の基板７側に設けてあるが、モールド１側に設けてもよい。また、両方にあってもよい。また、剥離装置２１、２２と加圧装置８０の双方をモールド１側の同一側、あるいはインプリント用の基板７側の同一側に設けるようにしてもよい。また、剥離装置２１、２２とモールド保持部１１とは一体化物であってもよい。同様に、基板保持部１７と加圧装置８０とは一体化物であってもよい。
接触領域計測器３０は、モールド１側に設けてあるが、基板７側に設けてもよい。データ処理ユニット内各部は、接触領域の算出と応力の算出を兼ねているが、これらは別個であってもよい。
また、例外的な場合として、例えば、モールドと被転写物が接触する領域が常に一様となることが予測できる場合には、接触面の形状を予め決めておき、データ処理ユニット１００に入力しておくようにすることも可能である。この場合には、必ずしも接触領域計測器３０は必要とされない。もし、接触領域計測器３０を用いるとするならば、正しく接触しているかどうかを確認するためのツール、または予め定められた形状とのずれを補正するために形状を認識するために用いられ得る。これらの機能は、例えば、第１計算部１０３または認識部１０２に設けるとよい。
このようにデータ処理ユニット１００に対して外部から情報を入力することは、十分に考えうる。つまり図８に示したインプリント装置では、接触領域の計測から剥離に至るまでの全ての動作を可能なように記載されている。しかしモールドと被転写物が接触する領域が常に一様と予測できる場合に限ると、認識部１０２、第１計算部１０３、第２計算部１０４、検証部１０５は、必ずしもデータ処理ユニット１００の内部に有している必要は無く、装置外部にて重心の算出、力点の算出を実施し、入力装置１１０からデータ処理ユニット１００に与えるようにしてもよい。この場合、外部にて重心および力点を算出した装置も、本発明のインプリント装置の一部とみなすことが出来る。
また、本発明のインプリント装置は、図示していない樹脂材料供給機構を有している。この供給機構は、例えば、図１（ａ）に示されるようにインプリント用の基板７の上に樹脂材料５を供給するものである。樹脂材料供給機構の一例としてインクジェット装置が挙げられる。また、適宜、樹脂材料を硬化させるための、光硬化手段や熱硬化手段、冷却手段（例えば、熱可塑性樹脂用として設置）が設けられる。
なお上記の装置図面には、モールドと基板を接触させる機構を描いていないが、当該機構は剥離の機構と別個に設けてもよいし、剥離の機構と一体化して設けてもよい。
次に、より具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
図３（ａ），（ｂ）に示されるような形態に類似する接触領域（樹脂層５´）を作製した。ただし接触領域は図３（ａ）とは異なり、長方形に近似可能な形状をしている。図３（ａ）における涙滴形状を長方形として考察して頂きたい。
表面の大きさ４０×４０ｍｍ、厚み６．３５ｍｍの石英ガラスを用いてモールドを作製した。パターンは深さ５０ｎｍ、ライン幅／スペースが５０ｎｍ／５０ｎｍで１００本繰り返し、長さ２ｍｍである。これをモールドの中心と、中心からＸＹ方向に５ｍｍ離して４箇所配置した。つまり凹凸構造領域Ａ１は、モールド表面の中心に１０．０２ｍｍ×１４ｍｍの長方形とみなすことが出来る。
またモールド表面には離型剤としてオプツールＤＳＸ（ダイキン工業製）を塗布した。
インプリント用の基板として、厚み０．６２５ｍｍのシリコン基板を準備した。
上記のインプリント用の基板の表面上であって、モールドの凹凸構造のパターンを備える面に略対応し、かつ、長方形の樹脂層の形態ができるように、下記組成の光硬化性の樹脂材料を、凹凸構造領域Ａ１よりも大きく２３×３３ｍｍの領域に、０．５ｍｍピッチで滴下した。この樹脂材料の滴下はインクジェット装置を用いて行った。
（光硬化性樹脂材料の組成）
・イソボルニルアクリレート … ３８重量％
・エチレングリコールジアクリレート … ２０重量％
・ブチルアクリレート … ３８重量％
・２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン
… ２重量％
・２−ペルフルオロデシルエチルアクリレート … １重量％
・メチルペルフルオロオクタノレート … １重量％
上記のように樹脂材料を供給したインプリント用の基板に、凹凸構造のパターンを備えるモールドを接近させた。ここでは、モールドの非凹凸構造領域（凹凸構造が形成されていない部位）でのインプリント用の基板との間隙を１５μｍとした。
この状態で、インプリント装置の照明光学系から平行光（ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線）をモールド側に１００ｍＪ／ｃｍ2の条件で照射した。これにより、光硬化性の樹脂材料を硬化させて樹脂層とした（凹凸構造パターンを有する樹脂層を形成する樹脂層形成工程）。樹脂層は、長方形の形態となった。
次いで、下記の要領で、樹脂層からモールドを引き離す剥離工程を実施した。
ＣＣＤカメラを用いて、モールドと樹脂層との接触領域を認識して求める接触領域認識操作を行なった。次いで、認識した接触領域の形状に基づいて当該形状の重心を求める重心位置決め操作を行なった。その結果、接触領域の大きさは２５ｍｍ×３５ｍｍであり、その形状は長方形とほぼ等しいとみなすことができたため、長方形の対角線の交点を求めるという方法で求めた。
次いで、重心位置決め操作によって求めた重心との関係で、本発明の引き剥がしのための力点を求めた。すなわち、重心Ｇと接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上であって、当該線分の接触領域の外側に力点Ｐを求めた。
この力点Ｐに引き剥がしのための力（上方の力）を付与して引き剥がし操作を行なったところ剥離の開始点における応力を１６．８Ｎと極めて小さくすることができた。すなわち、従来のようにモールドまたは基板に対して垂直方向に一様な引き剥がす力を加えた操作の場合に必要であった応力が３６．２Ｎであったのに対して、本発明における剥離の開始点における応力は、約１／２までに低減されることが確認された。
すなわち、本発明のインプリント方法は、被転写材料層からモールドを引き離す剥離工程において、モールドと被転写材料層との接触領域を認識して求める接触領域認識操作と、認識した接触領域の形状に基づいて当該形状の重心を求める重心位置決め操作と、求めた重心をベースとしてモールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点を定めて、力点に引き剥がしのための力を作用させる引き剥がし操作と、を有するように構成されているので、被転写物である被転写材料層の形態に応じて、より小さな剥離力での剥離が可能となり、被転写物である被転写材料層がモールドに付着するという不都合の発生を回避することができる。
特に、本発明においては、重心と力点との位置関係を定めることによって、剥離の開始点における応力を小さくすることができる。本発明の剥離方法、すなわち本発明の力点の取り方をベースにして剥離を行うと、モールドと被転写材料層の外周縁の境界部分に局所的な応力を加えることができる。しかも、効率良く応力を加えることが可能となる。接触領域への力の伝播は、主に接触領域の最外周に集中するが、その最外周の一点に力を集中させる事ができ、剥離のきっかけを小さな力で容易かつ確実に得ることができる。剥離が開始された後は、応力がモールドと被転写材料層とが接している接触面を伝播する。
本発明の力点の取り方であれば、接触面内に力が伝播する際、剥離の途中で樹脂に“ねじれ”が生じにくいために剥離の過程で、被転写材料層が引き裂かれる力を受け難い。よって、モールドへの被転写材料付着を防ぎ易くなるように作用する。
ナノインプリント技術を用いた微細加工に利用可能である。
１…モールド
２…凹部
５…樹脂材料
５´…樹脂層
７…インプリント用の基板
１０…インプリント装置
１１…モールド保持部
１７…基板保持部
３０…接触領域測定器
１００…データ処理ユニット

Claims (8)

  1. モールドの凹凸構造領域を有する面とインプリント用の基板との間に、被転写物である被転写材料を介在させて、凹凸構造パターンを有する被転写材料層を形成する被転写材料層形成工程と、
    前記被転写材料層から前記モールドを引き離す剥離工程と、を有し、
    前記剥離工程は、
    前記モールドと前記被転写材料層との接触領域を認識して求める接触領域認識操作と、
    認識した接触領域の形状に基づいて当該形状の重心を求める重心位置決め操作と、
    前記重心位置決め操作によって求めた重心との関係で、モールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点を定めて、当該力点に引き剥がしのための力を作用させる引き剥がし操作と、を有し、
    前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域内に存在する場合において、前記力点は、前記重心と接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上に、１箇所以上設けられ、
    前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域外に存在する場合において、接触領域の形状を分割して分割された領域の内部に各分割重心が含まれるようにする図形内分割重心取り込み操作を行い、分割された各領域にそれぞれの分割重心を設定し、しかる後、前記力点が、前記分割重心と分割された接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上に置かれることを特徴とするインプリント方法。
  2. 前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域内に存在する場合において、前記力点は、接触領域の最外周のエリアの外に設けられる請求項１に記載のインプリント方法。
  3. 前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域外に存在する場合において、さらに力点を求める操作が行われ、得られた線分を分割重心を原点とするベクトルとしてそのベクトルの和を求め、求められたベクトルを重心を始点として描きそのベクトルの延長上に力点が設定される請求項１に記載のインプリント方法。
  4. 前記力点は、本来の分割前の接触領域の重心との関係において、接触領域を挟む位置に配置される請求項３に記載のインプリント方法。
  5. 前記重心位置決め操作によって求めた重心が接触領域外に存在する場合において、複数個所に力点を設けて引き剥がし操作を行う際に、剥離する方向とは逆方向の力を接触領域の内角が１８０度を超える部位、または曲率が負の値をとる部位である応力集中部位に一時的に加える操作が行われる請求項１に記載のインプリント方法。
  6. 前記剥離する方向とは逆方向の力は、モールドと基板との双方の部材うち、弾性率が小さい部材に付与される請求項５に記載のインプリント方法。
  7. モールドを保持するためのモールド保持部と、
    インプリント用の基板を保持するための基板保持部と、
    モールドの凹凸構造領域を有する面とインプリント用の基板との間に介在される被転写物である被転写材料層の前記モールドと前記被転写材料層との接触領域を認識して求める接触領域測定器と、
    被転写材料層からモールドを剥離させる状態を制御するための演算、命令を行なうデータ処理ユニットを備え、
    前記データ処理ユニットは、
    前記接触領域測定器により認識された接触領域の重心を求めるための重心計算部と、
    モールドまたはインプリント用の基板に対して引き剥がしの力を加える力点を定めるための力点計算部と、を有し、
    前記重心計算部によって求めた重心が接触領域内に存在する場合において、前記力点計算部は、前記重心と接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上に、１箇所以上の力点を定め、
    前記重心計算部によって求めた重心が接触領域外に存在する場合において、前記重心計算部は接触領域の形状を分割して分割された領域の内部に各分割重心が含まれるようにする図形内分割重心取り込み操作を行い、分割された各領域にそれぞれの分割重心を設定し、前記力点計算部は前記分割重心と分割された接触領域の最外周とを両端として線分の長さが最大となる線分を含む直線の上に力点を定めることを特徴とするインプリント装置。
  8. 前記モールド保持部または基板保持部は、剥離装置を備え、
    当該剥離装置は、前記力点に対して引き剥がしの力を加えるように作用する請求項７に記載のインプリント装置。
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