JPWO2008142784A1

JPWO2008142784A1 - インプリント装置

Info

Publication number: JPWO2008142784A1
Application number: JP2009515052A
Authority: JP
Inventors: 橋本　和信; 和信橋本; 今井　哲也; 哲也今井
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2010-08-05
Also published as: WO2008142784A1; US20100166906A1

Abstract

表面に凹凸パターンが形成されたモールドと、前記モールドと転写層を有する被転写基板とを密着させて加圧して前記転写層に前記凹凸パターン形状を転写する加圧ピストンとを含むインプリント装置であり、モールドを保持するモールド保持面を有するモールド保持部と、被転写基板を保持し且つモールド保持面に対向する基板保持面を有する基板保持部と、モールド保持部と基板保持部とを近接離間可能に支持する支持部とを含む。加圧ピストンは、モールド保持面および基板保持面に対して交差する方向に可動であり、加圧時においてモールド保持部または基板保持部の一方と当接し得る加圧面と、後退時においてモールド保持部または基板保持部の一方と係合し得る複数の係合部とを有する。

Description

本発明は、転写層にモールドに形成された凹凸パターンを転写するインプリント装置に関する。

パターン形成技術として一般的に用いられているリソグラフィー技術としては、光リソグラフィー、少量多品種としては、電子ビームによる直接描画等がある。しかし、これらのリソグラフィー技術には、それぞれ問題がある。まず、光リソグラフィーは、光波長による解像度の限界があり、１００ｎｍ以下のパターン形成は困難である。次に、電子ビームによる直接描画では、単位時間当たりのスループットが不足し、量産に適さない。これら微細構造デバイス作製技術のコアテクノロジーであるリソグラフィー技術の微細パターンの限界や処理能力を克服するために、新たな手段によるリソグラフィーの研究が盛んである。なかでも、ナノメートルオーダーのデザインルールが作製可能で、かつ大量生産向きの技術としてナノインプリントリソグラフィー技術の研究が注目されている。この技術は、ナノメートルスケールの凹凸構造をもつモールドを被転写基板に形成された熱可塑性樹脂等からなる転写層に押し付け、モールドの凹凸パターンを転写層に転写することで微細な凹凸の構造を形成するといったものである。

一般的なインプリント工程においては、加熱処理によって軟化した熱可塑性樹脂からなる転写層にモールドの凹凸パターン形成面を加圧ピストンから供給される押圧によって押し付け、加圧した状態を保ちつつ被転写基板およびモールドを冷却し、転写層を硬化させる。その後、モールドは被転写基板から剥離されるが、転写層とモールドは強固に密着しており容易に剥離することができない。そこで、モールドを被転写基板から分離しやすくするためにモールドの凹凸パターン形成面に予めフッ素コーティング処理等が施されるが、それでもなおモールドと被転写基板の剥離には大きな力を要する。そこで、多くのインプリント装置では、モールドを加圧ピストンに固定し、加圧ピストンが生ずる剥離方向の力を利用してモールドを被転写基板から剥離している。
特開２００２−１０００３８号公報特開２００２−１０００７９号公報特開２００６−２４５０７１号公報

一般にインプリント工程においては、モールドと被転写基板の相対位置の位置合わせが必要となる。とりわけ磁気記録媒体や半導体等の製造工程において必要とされるナノメートルオーダーの微細なパターンをインプリントにより形成する場合には高精度な位置合わせが必要となる。しかしながら、一般的に加圧ピストンは位置合わせを行うための機構を備えておらず、モールドが加圧ピストンに固定されていると、位置合わせのための手段が限定されてしまい、更に、加圧ピストンが上昇下降するときにぶれが生じてしまうことから、モールドと被転写基板の高精度な位置合わせは困難である。

モールドと被転写基板の相対位置の位置合わせを高精度で行うためには、上記特許文献１および２に記載された装置の如くモールドと加圧ピストンとを別体として設ける必要がある。しかしながら、この場合、圧縮空気や押し上げピン等を用いたモールドを被転写基板から剥離するための機構が必要となり装置構成が煩雑となる。また、圧縮空気や押し上げピン等を用いた剥離機構では、モールドと被転写基板との密着力に対して十分な剥離力を得ることが困難であり、剥離が達成されない場合もある。すなわち、従来のインプリント装置においては、モールドと被転写基板の相対位置の高精度な位置合わせと、モールドと被転写基板の確実な剥離を両立させるのが困難であった。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、モールドと被転写基板との高精度な位置合わせを可能とし、且つ確実にモールドを被転写基板から剥離することができるインプリント装置を提供することを目的とする。

本発明に係るインプリント装置は、表面に凹凸パターンが形成されたモールドと、前記モールドと転写層を有する被転写基板とを密着させて加圧して前記転写層に前記凹凸パターン形状を転写する加圧ピストンとを含むインプリント装置であって、前記モールドを保持するモールド保持面を有するモールド保持部と、前記被転写基板を保持し且つ前記モールド保持面に対向する基板保持面を有する基板保持部と、前記モールド保持部と前記基板保持部とを近接離間可能に支持する支持部と、を含み、前記加圧ピストンは、前記モールド保持面および前記基板保持面に対して交差する方向に可動であり、加圧時において前記モールド保持部または前記基板保持部の一方と当接し得る加圧面と、後退時において前記モールド保持部または前記基板保持部の一方と係合し得る係合部と、を有することを特徴としている。

本発明の第１実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。本発明の実施例であるインプリント装置のアーム部およびアーム部駆動機構の構成を示す図である。本発明の実施例であるアーム部を有する加圧ピストンの上面図である。本発明の実施例であるインプリント装置の制御系のブロック図である。本発明に係るインプリント装置によるインプリント方法を示す工程図である。本発明のインプリント装置の動作制御を示すフローチャートである。本発明に係るインプリント工程を適用したディスクリートトラックメディアの製造工程図である。本発明の第２実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。本発明の第３実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。本発明の第４実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。本発明の第５実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０モールド
１０ａアライメントマーク
２０被転写基板
２２転写層
３０被転写層保持部
４０モールド保持部
５０加圧ピストン
５２アーム部
５４アーム部駆動機構
７０撮像装置
５００主制御装置

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。尚、以下に示す図において、実質的に同一又は等価な構成要素、部分には同一の参照符を付している。

（第１実施例）
図１に本発明の第１実施例に係るインプリント装置の構成を示す。被転写基板２０は、本発明のインプリント装置の処理対象であり、例えばシリコンウエハ、石英基板、アルミ基板、又はこれらの基板に半導体層、磁性層、又は強誘電体層などを積層した基板２１上に転写層２２が積層されて構成される。転写層２２は、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）等のガラス転移点を持つ熱可塑性樹脂またはＳＯＧ（spin-on-glass）やＨＳＱ（hydrogen silsesquioxane）等のゾル・ゲル系材料等を用いることができる。また、基板２１の材質がモールド１０に形成された微細な凹凸パターンを転写可能な材質、例えば樹脂フィルム、バルク樹脂、低融点ガラス等であれば、基板２１の上層部分を転写層として扱うことができ、この場合基板２１上に別途転写層を形成することなく、基板２１上に直接モールド１０のパターン形状を転写することができる。

モールド１０は、例えばシリコン、ニッケル（合金を含む）、ガラス等からなり、被転写基板２０の転写層２２に転写すべき微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成面を有する。モールド１０の凹凸パターンは例えば、電子線描画、フォトリソグラフィー等によって形成される。また、モールド１０には、凹凸パターン外周近傍に、被転写基板２０との相対位置を調整するためのアライメントマーク１０ａが形成されている。アライメントマーク１０ａは、画像認識できるものであればいかなる形態であってもよく、例えばグルーブ、レーザーマーカ等によって描画された線等によって形成される。

モールド保持部４０は、平坦なモールド保持面を有し、例えば真空吸着、静電チャック、機械的クランプ方法等によってモールド１０をモールド保持面上に保持する。モールド保持部４０は、一端がモールド保持面に接続され、他端がベース部３１に接続された支持棒６０と支持棒６０に設けられたスプリング６１とによって図中上方向に付勢力が付与された状態で被転写基板保持部３０の上方で支持される。モールド保持部４０は、スプリング６１が伸縮することにより、被転写基板保持部３０に対して近接および離間する方向に昇降可能となっている。

被転写基板保持部３０は、モールド保持部４０の下方のベース部３１上に配置され、モールド保持面と対向する平坦な基板保持面を有し、例えば真空吸着、静電チャック、機械的クランプ方法等によって被転写基板２０を基板保持面上に保持する。被転写基板保持部３０は、いわゆるＸＹステージによって構成され、図示しない駆動機構により基板保持面と平行な方向すなわちＸＹ方向に駆動され、モールド保持部４０上に保持されたモールド１０と被転写基板保持部３０上に保持された被転写基板２０との相対位置の位置合わせを行うことができるようになっている。

撮像装置７０は、例えばＣＣＤカメラ等によって構成され、モールド保持部４０と被転写基板保持部３０との間に着脱可能あるいは移動可能に設けられている。撮像装置７０は、モールド１０側および被転写基板２０側の両側に撮像素子を有しており、モールド保持部４０に保持されたモールド１０のアライメントマーク１０ａと被転写基板保持部３０に保持された被転写基板２０の外周エッジを同時に撮像する。撮像装置７０によって撮像された画像は、図示しないモニタに出力される。モールド１０と被転写基板２０の相対位置の位置合わせは、撮像装置７０によって撮像された画像を見ながら、アライメントマーク１０ａの鉛直線上に被転写基板２０の外周エッジが位置するようにＸＹステージによって構成される被転写基板保持部３０をＸＹ方向に移動させることにより行う。

加圧ピストン５０は、モールド１０およびモールド保持部４０とは分離されて設けられており、公知の油圧プレス装置等からなるピストン駆動機構５８（図４参照）に連結され、モールド保持面および基板保持面と垂直な方向に昇降可能となっている。加圧ピストン５０は、降下することにより、その底面がモールド保持部４０の上面と当接し、モールド保持部４０を降下せしめ、モールド１０と被転写基板２０とを密着させる。そして、ピストン駆動機構５８（図４参照）から供給される押圧をモールド保持部４０を介してモールド１０および被転写層２０に印加する。また、加圧ピストン５０は、上昇する過程において加圧ピストン５０に接続された後述のアーム部５２によってモールド保持部４０を抱持し、モールド１０を被転写基板２０から剥離する方向の力を供給する。

加圧ピストン５０の外縁には、本発明の係合部を構成する複数のアーム部５２が設けられている。図２（ａ）および（ｂ）にアーム部５２およびアーム部駆動機構５４の拡大図を示す。アーム部５２は、加圧ピストン５０の外縁に沿って設けられた軸部５１において加圧ピストン５０に軸支され、軸部５１を回転軸として回動可能となっている。また、アーム部５２の先端部は、略Ｌ字形状に屈曲した屈曲部が形成されている。アーム部駆動機構５４は、アーム部５２を位置決めするための機構であり、圧縮空気導入口５４ａを有するシリンダ５４ｂと、駆動ピストン５４ｃとによって構成される。シリンダ５４ｂは、圧縮空気導入口５４および圧縮空気導入通路５５を介して加圧ポンプ５７に接続される。圧縮空気導入通路５５には、バイパス通路５５´が設けられ、バイパス通路５５´上にはシリンダ５４ｂ内に供給された圧縮空気を排気するための電磁弁５６が設けられている。図２（ａ）は、シリンダ５４ｂ内に圧縮空気が供給されていない状態を示しており、この場合、駆動ピストン５４ｃは後退位置にあり、アーム部５２は軸部５１の下方設けられたスプリング５３によって下方が開いた状態に付勢されている。以下、この図２（ａ）に示すアーム部５２の状態を開放状態と称する。一方、シリンダ５４ｂ内に圧縮空気が供給されると、図２（ｂ）に示す如く、駆動ピストン５４ｃはシリンダ５４ｂ内の空気圧によって押し出され、アーム部５２の上端部と接触する。そして、駆動ピストン５４ｃがアーム部５２の上端部に突出方向の力を加えることにより、開放状態にあったアーム部５２を図２（ｂ）に示す如く、略垂直となるように駆動する。以下、この図２（ｂ）に示すアーム部５２の状態をホールド状態と称する。

アーム部５２は、加圧ピストン５０が降下してモールド１０および被転写基板２０に押圧を印加した後、上昇する際にホールド状態に駆動される。これにより、アーム部５２先端の屈曲部がモールド保持部４０の端部と係合する。つまり、モールド保持部４０の端部が、アーム部５２の先端の屈曲部によって抱持された状態で加圧ピストン５０の上昇方向に引き上げられる。これにより、モールド１０と被転写基板２０との界面には、剥離方向に強い力が働き剥離が達成されることとなる。

図３は複数のアーム部５２を備えた加圧ピストン５０の上面図である。加圧ピストンは、加圧面が例えば円形であり、加圧面の外縁に沿ってアーム部５２の各々が設けられる。アーム部５２は、加圧ピストン５０の外縁部の少なくとも２箇所に設けられていればよいが、モールド１０を被転写基板２０から剥離するのに必要な剥離方向の力を効率よく印加できるように図３に示す如く、加圧ピストン５０の外縁に沿った３箇所以上に均等間隔で配置されるのが望ましい。尚、本実施例においては、アーム部５２がモールド保持部４０と係合し得る部分をその先端に形成された略Ｌ字形状の屈曲部により構成しているが、加圧ピストン５０の上昇過程において、モールド保持部４０と係合し得る部分が形成されていればいかなる形態であってもよい。

本発明に係るインプリント装置には、上記した構成部分以外にもモールド１０および被転写基板を加熱する加熱機構２３（図４参照）、これらを冷却する冷却機構２４（図４参照）および被転写基板２０の温度をモニタする温度センサ２５（図４参照）が設けられている。加熱機構２３は、例えばモールド保持部４０および被転写基板保持部３０の内部に設けられた電熱ヒータ等の発熱体および発熱体の温度をコントロールするコントローラ等より構成される。一方冷却機構２４は、例えばモールド保持部４０および被転写基板保持部３０の内部に冷却水を循環させる水冷システムや空冷ファンにより構成される。

次に、本発明に係るインプリント装置の制御系の構成を図４のブロック図に示す。主制御装置５００は、本発明に係るインプリント装置の主たる制御を司る部分であり、操作入力部９０から供給される各種動作指令および被転写基板２０の温度を検出する温度センサ２５から供給される温度検出信号に基づいて、ピストン駆動機構５８、加圧ポンプ５７、電磁弁５６、加熱機構２３、冷却機構２４に駆動信号および制御信号を供給し、これら各構成部分の動作制御を行う。主制御装置５００が行うインプリント装置の動作制御については後述する。

次に、上記したインプリント装置を用いたインプリント方法について図５（ａ）〜（ｆ）に示す工程図を参照しつつ説明する。

まず、所望の凹凸パターンが形成されたモールド１０を準備し、モールド１０の凹凸パターン形成面に転写層に用いられる樹脂等の付着防止や剥離性向上を目的として、フッ素コート剤等で表面処理を施す。その後、モールド１０をモールド保持部４０のモールド保持面上に真空吸着、静電チャック、機械的クランプ方法等により取り付ける。

次に、被転写基板２０を準備する。被転写基板２０は、例えばシリコン基板、ガラス基板、アルミ基板等からなる平坦な基板２１上にアクリル、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂をスピンコート法やディスペンス法等で塗布し、転写層２２を形成したものを用いる。基板２１上に転写層２２を形成した後、被転写基板２０を被転写基板保持部３０の基板保持面上に真空吸着、静電チャック、機械的クランプ方法等により取り付ける（図５（ａ））。

次に、モールド１０と被転写基板２０との相対位置の位置合わせを行う。本実施例においては、モールド１０に形成されたアライメントマーク１０ａを利用して、以下の手順により位置合わせを行う。まず、撮像装置７０をモールド保持部４０と被転写基板保持部３０の間に設置し、モールド１０側に設けられた撮像素子によってアライメントマーク１０ａを撮像し、これと同時に被転写基板２０側に設けられた撮像素子によって被転写基板２０の外周エッジ近傍を撮像する。次に撮像装置７０によって撮像された画像をモニタしながらアライメントマーク１０ａの鉛直線上に被転写基板２０の外周エッジが位置するように被転写基板保持部３０をＸＹ方向に移動させる。これにより、モールド１０と被転写基板２０の相対位置の位置合わせが完了する（図５（ｂ））。尚、モールド１０と被転写基板２０との位置合わせは、上記した方法に限定されず、例えばモールド保持部４０をＸＹステージで構成し、モールド保持部４０をＸＹ方向に移動して位置合わせを行うこととしてもよい。また、モールド１０および被転写基板２０を各保持面上に固定する前に位置合わせを行ってもよいし、いずれか一方を保持面に固定し、相対位置の位置合わせを行った後、他方を保持面に固定するようにしてもよい。また、アライメントマークを使用しない他の位置合わせ方法を採用してもよい。また、ＸＹ方向の移動のみならず、θ方向の回転を伴う位置合わせを行う機構を採用することも可能である。いずれにしても、本発明に係るインプリント装置においては、モールド１０が加圧ピストン５０に固定されていないので、あらゆる位置合わせ方法を採用することができ、高精度の位置合わせを行うことが可能となる。モールド１０と転写基板２０の相対位置を調整した後、撮像装置７０は、加圧ピストン５０の移動行程上から除去される。

次に、加熱機構２３により転写層２２の軟化温度以上にモールド１０および被転写基板２０を加熱する。尚、転写層２２の軟化温度とは、転写層２２が高分子材料からなる場合、転移温度(Ｔｇ)がこれにあたる。一方、転写層２２が結晶性高分子材料からなる場合、Ｔｇを超えても軟化せず結晶の融解温度近くになる場合もある。また、一定荷重をかけた材料が一定量変形するところの温度として定義される熱変形温度(Ｔｄ)も軟化温度に該当する。

転写層２２が軟化したら、ピストン駆動機構５８を駆動してこれに連結された加圧ピストン５０を降下せしめ、加圧ピストン５０の底面すなわち加圧面をモールド保持部４０の上面に当接させる。この際、アーム部５２は、モールド保持部４０と干渉しないように開放状態に駆動される（図５（ｃ））。

加圧ピストン５０が更に降下すると、モールド保持部４０は加圧ピストンとともに降下し、モールド１０の凹凸パターン形成面と被転写基板２０の転写層２２とが密着する。加圧ピストン５０は、モールド１０と被転写基板２０とを密着させた状態で押圧を印加し、所定時間が経過するまで加圧状態を保持する。転写層２２は加熱によって軟化状態にあるため、転写層２２がモールド１０の微細な凹凸パターン形状に沿って変形する。モールド１０自体も転写層２２の軟化温度まで加熱されているため、転写層２２の軟化が促進される。モールド１０を転写層２２に押し付ける圧力及び保持時間は、モールド１０の凹凸パターン形状や転写層２２の材料等に応じて適宜設定される（図５（ｄ））。

次に、モールド１０および被転写基板２０を冷却機構２４によって冷却し、転写層２２を硬化させる。尚、モールド１０および被転写基板２０の冷却は、冷却機構２４によって強制冷却する場合に限らず、自然放熱や加熱機構２３による加熱温度を段階的に低下させながら冷却を行うこととしてもよい。

次に、モールド１０を被転写基板２０から剥離する。この際、まず、加圧ピストン５０に接続されたアーム部５２の各々をホールド状態に駆動する（図５（ｅ））。そして、ピストン駆動機構５８を駆動して加圧ピストン５０を上昇せしめる。これにより、アーム部５２は、その先端に形成された屈曲部においてモールド保持部４０の端部に係合し、モールド保持部４０は、アーム部５２に抱持される状態となる。この状態で加圧ピストン５０が更に上昇することにより、モールド１０と被転写基板２０の界面に剥離方向の力が働くこととなる。つまり、ピストン駆動機構５８が生ずる加圧ピストン５０を上昇せしめる強い力を利用してモールド１０と被転写基板２０の剥離を行うのである。加圧ピストン５０を上昇せしめる強い力を利用して剥離を行うことにより、モールド１０を被転写基板２０から確実に剥離することができる（図５（ｆ））。

以上の各工程を経ることにより、被転写基板２０の転写層２２にモールド１０の微細な凹凸パターンが形成される。

次に、上記一連のインプリント工程において主制御装置５００がなすインプリント装置の動作制御について図６のフローチャートを参照しつつ説明する。

操作入力部９０からインプリント装置の起動指令が入力されると（ステップＳ１）、主制御装置５００は電磁弁５６を開弁駆動すべき駆動信号を電磁弁５６に供給する。これにより、電磁弁５６が開弁状態となり、アーム部駆動機構５４のシリンダ５４ｂ内の圧力を大気圧とし、アーム部５２を開放状態に駆動する（ステップＳ２）。続いて、モールド保持部４０にモールド１０が装着され、被転写基板保持部３０に被転写基板２０が装着され、両者の位置合わせが完了した後、モールド１０および被転写基板２０の加熱温度が操作入力部９０から入力されると、主制御装置５００は、操作入力部９０より温度設定指令を受信し、設定温度に応じた制御信号を加熱機構２３に供給する。加熱機構２３は、かかる制御信号に基づいて、モールド１０および被転写基板２０が設定温度になるように温度コントローラ（図示せず）が発熱体（図示せず）の発熱制御を行う（ステップＳ３）。続いて、主制御装置５００は、温度センサ２５から供給される温度検出信号に基づいて被転写基板２０の温度が設定温度に到達したか否かの判断を行い（ステップＳ４）、被転写基板２０の温度が設定温度に到達したら、主制御装置５００は、ピストン駆動機構５８に駆動信号を供給し、加圧ピストン５０を降下せしめる（ステップＳ５）。これにより、加圧ピストン５０の底面がモールド保持部４０の上面に当接し、モールド保持部４０を降下せしめる。そして、加圧ピストン５０は、モールド１０と被転写基板２０とを密着させ、所定の押圧でモールド１０を被転写基板２０に押し付ける。主制御装置５００は、加圧ピストン５０による加圧開始時点から所定期間が経過した後（ステップＳ６）、冷却機構２４に冷却を開始すべき制御信号を供給する（ステップＳ７）。冷却機構２４は、かかる制御信号に基づいて、モールド１０および被転写基板２０を冷却し、被転写基板２０に形成された転写層２２を硬化させる。次に、主制御装置５００は、電磁弁５６を閉弁駆動すべき駆動信号を電磁弁５６に供給した後、加圧ポンプ５７に圧縮空気の供給を開始すべき制御信号を供給する。これにより、アーム部駆動機構５４のシリンダ５４ｂ内に圧縮空気が導入され、アーム部５２がホールド状態に駆動される（ステップＳ８）。続いて主制御装置５００は、ピストン駆動機構５８に駆動信号を供給し、加圧ピストン５０を上昇せしめる（ステップＳ９）。アーム部５２がホールド状態に駆動され、加圧ピストン５０が上昇することによりモールド保持部４０はアーム部５２によって抱持され、モールド１０と被転写基板の剥離が行われる。モールド１０が被転写基板２０から剥離され、加圧ピストン５０が初期位置まで上昇したら、主制御装置５００は、加圧ピストン５０および加圧ポンプ５７の駆動を停止させた後、電磁弁５６を開弁状態に駆動すべき駆動信号を供給する。これにより、アーム部５２が開放状態に駆動され、抱持していたモールド保持部３０を開放する。

上記本発明に係るインプリント方法は、パターンドメディア等の磁気記録媒体の製造工程に適用することができる。パターンドメディアの一つであるディスクリートトラックメディアは、磁性体からなるデータトラック間にグルーブを形成し、このグルーブに非磁性材料を充填することによりデータトラック同士を物理的、磁気的に分離するように構成された記録媒体であり、高密度記録に伴って生ずるサイドライトやクロストークの影響を低減することができ、磁気記録媒体のさらなる高密度化を達成するブレークスルー技術として注目されている。以下に、上記したインプリント工程を含むディスクリートトラックメディアの製造工程を図７に示す製造工程図を参照しつつ説明する。

まず、シリコン、ガラス等からなる基材の表面に所望の凹凸パターンを有するモールド３００を作製する。凹凸パターンは、電子線描画方式等でレジストパターンを形成し、その後、レジストパターンをマスクとして利用しドライエッチング等によってモールド３００の表面に形成される。完成したモールド３００には、剥離性向上のためシランカップリング剤等により表面処理を施しておく。なお、モールド３００を原盤として、電鋳等の方法によって複製したニッケル（合金を含む）等を転写用のモールドとして用いても良い。

次にディスクリートトラックメディア基板（以下メディア基板と称する）２００を作製する。メディア基板２００は、例えば、特殊加工化学強化ガラス、シリコンウエハ、アルミ基板等からなる基板２０１上に記録層２０２およびメタルマスク層２０３を積層することにより形成する。記録層２０２は、軟磁性下地層、中間層、強磁性層をスパッタリング法で順次積層して形成し、メタルマスク層２０３は、例えばＴａ又はＴｉ等をスパッタリング法により形成する（図７（ａ））。

次に、上記したインプリント方法により、メディア基板２００上に形成した転写層２０４にモールド３００の凹凸パターンを転写する。すなわち、上記工程で用意したメディア基板２００上にスピンコート法等で熱可塑性材料の転写層２０４を形成し、モールド３００をモールド保持部４０上に保持し、メディア基板２００を被転写基板保持部３０上に保持した後、メディア基板２００とモールド３００との相対位置を調整する（図７（ｂ））。

位置合わせが完了したら、メディア基板２００およびモールド３００を加熱し、転写層２０４が軟化する温度に達したら、モールド３００とメディア基板２００を密着させ、加圧して転写を行う（図７（ｃ））。

続いて、メディア基板２００とモールド３００を冷却し、転写層２０４を硬化させる。次に、アーム部５２をホールド状態に駆動して、加圧ピストン５０を上昇せしめ、モールド保持部４０をアーム部５２で抱持し、加圧ピストン５０の上昇する力を利用してモールド３００をメディア基板２００から剥離する。以上の工程により、メディア基板２００上に形成された転写層２０４にモールド３００の凹凸パターンが転写される（図７（ｄ））。

次に、モールド３００の凸部に相当する部分に転写層２０４の残膜が残るため、酸素リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）でこの残膜を除去する（図７（ｅ））。次に、上記インプリント工程によりパターニングが施された転写層２０４をマスクとしてドライエッチング処理により、メタルマスク層２０３をエッチングし、パターニングを施す（図７（ｇ））。

次に、メディア基板２００上に残存する転写層２０４をウェットエッチング若しくはドライアッシング処理により除去した後、メタルマスク層２０３をマスクとしてドライエッチング処理により記録膜層２０２をエッチングし、記録膜層２０２上にグルーブを形成する（図７（ｈ））。次に、残存するメタルマスク層２０３をウェットエッチング処理、若しくはドライエッチング処理により除去した後、上記グルーブ内を満たすように非磁性材料２０５を充填塗布し、エッチングやケミカルポリッシュ等により表面を平坦化する（図７（ｉ））。

次に、潤滑性に優れ、摩耗し難いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等からなる表面保護層２０６をＣＶＤ法若しくはスパッタリング法により形成し、さらに溶媒で希釈したパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等からなる潤滑剤をディップ法やスピンコート法によって塗布し、潤滑層２０７を形成する（図７（ｊ））。

以上の工程を経ることにより、本発明に係るインプリント方法を適用したディスクリートトラックメディアが完成する。

以上の説明から明らかなように、本発明に係るインプリント装置によれば、モールドが加圧ピストンに固定されていないので、モールドと被転写材料の位置合わせを高精度に行うことができ且つ、加圧ピストンが上昇する際にモールド保持部と係合し得る複数のアーム部が加圧ピストンに設けられており、モールド保持部はアーム部に抱持された状態で加圧ピストンの上昇方向に引き上げられるので、加圧ピストンを上昇せしめる強い力を利用してモールドと被転写基板を剥離することが可能となる。すなわち、本発明に係るインプリント装置は、圧縮空気や押し上げピン等による剥離のための機構を備えた従来の装置と比べ、強い剥離力を得ることができ、確実にモールドと被転写材料の剥離を行うことができる。

（第２実施例）
図８（ａ）および（ｂ）は、本発明の第２実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。本実施例に係るインプリント装置は、アーム部の長さが上記第１実施例のものと異なる。すなわち、本実施例に係るインプリント装置のアーム部５２ａは、第１実施例に係るインプリント装置のものよりも短く形成されている。アーム部５２ａは、加圧ピストン５０が降下し、モールド１０と被転写基板２０とを密着させ、加圧を行う場合には、モールド保持部４０と干渉しないように図８（ａ）に示す如く開放状態駆動される。また、アーム部５２ａは、加圧ピストン５０が上昇する際には、図８（ｂ）に示す如くホールド状態に駆動される。この時モールド保持部４０は、アーム部５２ａ先端部に形成された屈曲部と、加圧ピストン５０の底面との間に挟持されることとなる。すなわち、アーム部５２ａはその長さが短く形成されており、モールド保持部４０がアーム部５２によって抱持された状態においては、モールド保持部４０の上面と加圧ピストン５０の底面との間には、クリアランスがなく、モールド保持部４０はクランプされた状態となる。このように、モールド保持部４０を拘束することにより、モールド１０が転写基板２０から剥離した際の跳ね上がりを防止することが可能となる。

（第３実施例）
図９（ａ）および（ｂ）は、本発明の第３実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。本実施例に係るインプリント装置は、複数のアーム部のうちのいずれか１つが、他のアーム部よりも短く形成される。図９において、図中左側に設けられたアーム部５２ｂは、図中右側に設けられたアーム部５２ｃよりも短く形成されている。アーム部５２ｂおよび５２ｃは、加圧ピストン５０が降下し、モールド１０と被転写基板２０とを密着させて加圧する場合には、モールド保持部４０と干渉しないように図９（ａ）に示す如く開放状態に駆動される。また、アーム部５２ｂおよび５２ｃは、加圧ピストン５０が上昇する際には、図９（ｂ）に示す如くホールド状態に駆動される。その後、加圧ピストン５０が上昇を始めると、長さが最も短いアーム部５２ｂの先端部が最初にモールド保持部４０端部に係合する。これにより、加圧ピストンの上昇方向の力が図中左側の部分に集中するため、この部分に大きな剥離方向の力が働きモールド１０と被転写基板２０の剥離を容易に行うことが可能となる。

（第４実施例）
図１０（ａ）および（ｂ）は、本発明の第４実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。本実施例に係るインプリント装置は、モールド保持部４０ａの側面にアーム部５２と係合し得る複数の凹部４１が設けられている。アーム部５２は、加圧ピストン５０が降下し、モールド１０と被転写基板２０とを密着させ、加圧を行う場合には、モールド保持部４０ａと干渉しないように図１０（ａ）に示す如く開放状態駆動される。また、アーム部５２は、加圧ピストン５０が上昇する際には、図１０（ｂ）に示す如くホールド状態に駆動される。この際、アーム部５２の先端部がモールド保持部４０ａ側面に形成された凹部４１と係合する。この状態で加圧ピストン５０が上昇を始めることにより、モールド１０と被転写基板２０との界面には剥離方向の力が働くこととなる。このように、モールド保持部４０側面をアーム部５２でクランプするような形態であっても、加圧ピストンが上昇する際の力を利用した剥離を行うことが可能である。

（第５実施例）
図１１（ａ）および（ｂ）は、本発明の第５実施例に係るインプリント装置の構成を示す図である。本実施例に係るインプリント装置はアーム部５２を駆動する機構が上記各実施例のものと異なる。すなわち、上記第１〜４実施例に係るインプリント装置においては、アーム部５２は軸部５１を回転軸として回動可能となっており、可動アーム駆動機構５４によって開放状態およびホールド状態に位置決めされていた。これに対し本実施例に係るインプリント装置は、スライド機構８０によりアーム部５２を水平方向すなわち加圧ピストン５０の加圧面に対して平行な方向に摺動させることにより、上記開放状態およびホールド状態に対応した位置決めがなされる。スライド機構８０は、ガイド部８０ａおよびリニアソレノイド等によって構成される駆動部８０ｂを有し、リニアソレノイド８０ｂのプランジャ先端部に接続されたアーム部５２をガイド部の内壁に沿って摺動せしめる。スライド機構８０は、加圧ピストン５０が降下し、モールド１０と被転写基板２０とを密着させ、加圧を行う場合には、アーム部５２がモールド保持部４０と干渉しないように図１１（ａ）に示す如く、アーム部５２を外側に向けてスライドさせる。かかるアーム部５２の状態は、上記開放状態に対応する。一方、スライド機構８０は、加圧ピストン５０が上昇する際には、図１１（ｂ）に示す如く、アーム部５２を内側に向けてスライドさせる。かかるアーム部５２の状態は、上記ホールド状態に対応する。アーム部５２の駆動機構をこのようなスライド機構によって構成しても、上記各実施例と同様の作用効果を得ることができる。

尚、上記各実施例においてはモールド保持部に加圧ピストンを当接させてモールド保持部を降下せしめることにより転写を行い、アーム部をモールド保持部に係合させてモールド保持部を上昇せしめることにより剥離を行うこととしたが、被転写基板に加圧ピストンを当接させて被転写基板を降下せしめることにより転写を行い、アーム部を被転写基板に係合させて被転写基板を上昇せしめることにより剥離を行うこととしてもよい。

また、上記各実施例においては、加圧ピストンが降下する際に押圧を印加し、上昇する際に剥離を行う構成としたが、加圧ピストンの上昇時に押圧を印加し、降下時に剥離を行う構成としてもよい。

Claims

表面に凹凸パターンが形成されたモールドと、前記モールドと転写層を有する被転写基板とを密着させて加圧して前記転写層に前記凹凸パターン形状を転写する加圧ピストンとを含むインプリント装置であって、
前記モールドを保持するモールド保持面を有するモールド保持部と、
前記被転写基板を保持し且つ前記モールド保持面に対向する基板保持面を有する基板保持部と、
前記モールド保持部と前記基板保持部とを近接離間可能に支持する支持部と、を含み、
前記加圧ピストンは、前記モールド保持面および前記基板保持面に対して交差する方向に可動であり、加圧時において前記モールド保持部または前記基板保持部の一方と当接し得る加圧面と、後退時において前記モールド保持部または前記基板保持部の一方と係合し得る係合部と、を有することを特徴とするインプリント装置。
前記係合部は、前記モールド保持面または前記基板保持面の端部に係合することを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
前記係合部を位置決めする駆動機構を更に有し、
前記駆動機構は、前記加圧ピストンの加圧時においては前記モールド保持部および前記基板保持部と接触しない位置に前記係合部を位置決めすることを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
前記駆動機構は、前記係合部を前記加圧面の外縁方向に沿った回転軸を中心に回動せしめることを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
前記駆動機構は前記係合部を前記加圧面に平行な方向に移動せしめることを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
前記加圧ピストンの後退時において、前記モールド保持部または前記基板保持部の一方は、前記加圧面と前記係合部との間に挟持されること特徴とする請求項1乃至５のいずれか１に記載のインプリント装置。
前記係合部は複数であり、前記係合部のうちの１つは、前記加圧ピストンの後退時において、他の係合部よりも先に前記モールド保持部または前記基板保持部の一方と係合することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のインプリント装置。
前記モールド保持部および前記基板保持部の少なくとも一方は、側面に凹部を有し、
前記係合部は、前記凹部に係合することを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
前記係合部は複数であり、前記加圧ピストンの外縁に沿って等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載のインプリント装置。