JPWO2010082341A1

JPWO2010082341A1 - Transfer device

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Publication number: JPWO2010082341A1
Application number: JP2010546520A
Authority: JP
Inventors: 加園　修; 修加園; 橋本　和信; 和信橋本; 藤縄　正; 正藤縄; 小島　良明; 良明小島
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2012-06-28
Also published as: WO2010082341A1

Abstract

転写基板を支持するセンターピンに、その中心を特定可能なマークが形成されている。A mark that can specify the center is formed on the center pin that supports the transfer substrate.

Description

本発明は、モールドの表面に形成されているパターンを転写基板に転写する転写装置に関する。 The present invention relates to a transfer device that transfers a pattern formed on a surface of a mold to a transfer substrate.

現在、磁気ディスクの基板に、凹凸状の微細パターンが表面上に形成されているモールドを、転写層が形成された基板に押圧することにより、この凹凸状パターンを基板表面に転写する転写装置が提案されている（例えば、特許文献１の図１参照）。かかる転写装置では、先ず、互いに離間した状態でモールド及び基板各々の基準位置同士を一致させてから、このモールドを基板の表面に押しつけるようにしている。 Currently, there is a transfer device for transferring a concavo-convex pattern onto a substrate surface by pressing a mold having a concavo-convex fine pattern formed on the surface of the magnetic disk substrate onto the substrate on which the transfer layer is formed. It has been proposed (see, for example, FIG. 1 of Patent Document 1). In such a transfer apparatus, first, the reference positions of the mold and the substrate are made to coincide with each other while being separated from each other, and then the mold is pressed against the surface of the substrate.

ところが、従来、モールド及び基板各々の基準位置を正確に一致させることは非常に困難であり、両者の基準位置がずれたままパターン転写してしまう場合が多くあった。特に、ナノスケールの如き微細な凹凸状パターンを基板に転写する場合にその影響が大きかった。つまり、基準位置がずれた状態でモールドを基板に押しつけた場合、裏表の凹凸状パターンが正しく転写された両面磁気ディスクを提供できないという問題が生じていた。
特表２００５−５２９４３６号公報 Conventionally, however, it is very difficult to accurately match the reference positions of the mold and the substrate, and there are many cases in which pattern transfer is performed while the reference positions of both are shifted. In particular, when transferring a fine uneven pattern such as a nanoscale onto a substrate, the influence was great. That is, when the mold is pressed against the substrate in a state where the reference position is deviated, there has been a problem that it is impossible to provide a double-sided magnetic disk on which the concave and convex patterns on both sides are correctly transferred.
JP 2005-529436 Gazette

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、モールドと転写基板との相対的な位置を高精度に調整可能な転写装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a transfer device that can adjust the relative position of a mold and a transfer substrate with high accuracy.

本発明による転写装置は、モールドの表面に形成されているパターンを基板に転写する転写装置であって、前記基板に設けられた貫通孔により前記基板を支持するセンターピンと、前記センターピンの頭頂部を撮影する撮影部と、を含み、前記センターピンの前記頭頂部には前記センターピンの中心軸の位置を特定可能なマークが形成されていることを特徴とする。 A transfer device according to the present invention is a transfer device for transferring a pattern formed on the surface of a mold to a substrate, and a center pin that supports the substrate by a through hole provided in the substrate, and a top of the center pin And a mark capable of specifying the position of the center axis of the center pin is formed on the top of the center pin.

本実施例によるナノインプリント装置の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the nanoimprint apparatus by a present Example. センターピンのピン頭頂部の一例を表す断面図である。It is sectional drawing showing an example of the pin top part of a center pin. ピン中心マークの形態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the form of a pin center mark. （ａ）は視野中心とピン中心との位置調整前における、（ｂ）は位置調整後における、ピン頭頂部、その周辺の転写基板及び中心撮影部の俯瞰図である。(A) is a bird's-eye view of the pin top, its peripheral transfer substrate, and the central photographing unit before the position adjustment between the visual field center and the pin center, and (b) after the position adjustment. （ａ）は従来のピン頭頂部においてセンターピンの中心軸が下側モールド保持部の上面と垂直な軸に対して角度θだけ傾いて取付けられた場合の断面図である。（ｂ）は本実施例のピン頭頂部においてセンターピンの中心軸が下側モールド保持部の上面と垂直な軸に対して角度θだけ傾いて取付けられた場合の断面図である。(A) is sectional drawing when the center axis | shaft of a center pin inclines by angle (theta) with respect to the axis | shaft perpendicular | vertical to the upper surface of a lower mold holding part in the conventional pin head top part. (B) is a cross-sectional view when the center axis of the center pin is attached at an angle θ with respect to an axis perpendicular to the upper surface of the lower mold holding portion in the pin head portion of this embodiment. （ａ）は転写基板の転写面が下面である場合のセンターピンのピン頭頂部の一例を表す図である。（ｂ）は転写基板の転写面が両面である場合のセンターピンのピン頭頂部７２の一例を表す図である。(A) is a figure showing an example of the pin top part of a center pin in case the transfer surface of a transfer substrate is a lower surface. (B) is a figure showing an example of the pin top part 72 of a center pin in case the transfer surface of a transfer substrate is both surfaces. センターピンのピン頭頂部の別の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the pin top part of a center pin. （ａ）はセンターピンのピン頭頂部の別の一例を表す図である。（ｂ）は中心軸Ｊ１が垂直軸Ｊ２に対して角度θだけ傾いて取付けられた場合のピン頭頂部を表す図である。(A) is a figure showing another example of the pin top part of a center pin. (B) is a figure showing the pin top when the central axis J1 is attached at an angle θ with respect to the vertical axis J2. センターピンのピン頭頂部の別の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the pin top part of a center pin. センターピンのピン頭頂部の別の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the pin top part of a center pin. センターピンのピン中心に形成されるマークの例を表す図である。It is a figure showing the example of the mark formed in the pin center of a center pin.

以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本実施例によるナノインプリント装置１の構成を表す図である。ナノインプリント装置１は、モールド表面に形成されたナノメートルサイズの凹凸パターンを転写基板に転写する装置である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a nanoimprint apparatus 1 according to the present embodiment. The nanoimprint apparatus 1 is an apparatus that transfers a nanometer-sized uneven pattern formed on a mold surface to a transfer substrate.

制御部１０は、ナノインプリント装置の管理者等（以下、単に管理者と称する）による例えばキーボードなどの操作部１１への操作入力に応じて各種制御信号を当該装置の各構成部へ与えると共に、当該各構成部からの出力信号の解析等の処理を行う。 The control unit 10 gives various control signals to each component of the device according to an operation input to the operation unit 11 such as a keyboard by an administrator of the nanoimprint apparatus (hereinafter simply referred to as an administrator). Processing such as analysis of output signals from each component is performed.

上側モールドステージ２２ａは、上側ステージ９０ａの下面に設置されている。上側モールドステージ２２ａの下面には、例えばガラスなどの光透過性材料からなる上側モールド保持部２１ａが設置されている。上側モールドステージ２２ａは、制御部１０からの上側モールド制御信号ＭＳａに応じて上側モールド保持部２１ａを、上側モールドステージ２２ａの取り付け面に平行に移動させる。上側モールド保持部２１ａの下面には例えば真空吸着又は機械的担持機構により上側モールド６０ａが固定されている。上側モールド６０ａは、例えばガラスなどの光透過性材料からなり、その中心部には貫通孔６１ａが設けられ、その表面には少なくとも１つのマーク６２ａが形成されている。また、上側モールド６０ａの表面にはパターン転写のための図示せぬ凹凸パターンが形成されている。 The upper mold stage 22a is installed on the lower surface of the upper stage 90a. On the lower surface of the upper mold stage 22a, an upper mold holding portion 21a made of a light transmissive material such as glass is installed. The upper mold stage 22a moves the upper mold holding unit 21a in parallel with the mounting surface of the upper mold stage 22a in response to the upper mold control signal MSa from the control unit 10. The upper mold 60a is fixed to the lower surface of the upper mold holding portion 21a by, for example, vacuum suction or a mechanical support mechanism. The upper mold 60a is made of a light-transmitting material such as glass, for example, and a through hole 61a is provided at the center thereof, and at least one mark 62a is formed on the surface thereof. Further, an uneven pattern (not shown) for pattern transfer is formed on the surface of the upper mold 60a.

下側モールドステージ２２ｂは、下側ステージ９０ｂの上面に設置されている。下側モールドステージ２２ｂの上面には、例えばガラスなどの光透過性材料からなる下側モールド保持部２１ｂが設置されている。下側モールドステージ２２ｂは、制御部１０からの下側モールド制御信号ＭＳｂに応じて下側モールド保持部２１ｂを、下側モールドステージ２２ｂの取り付け面に平行に移動させる。下側モールド保持部２１ｂの上面には例えば真空吸着又は機械的担持機構により下側モールド６０ｂが固定されている。下側モールド６０ｂは、例えばガラスなどの光透過性材料からなり、その中心部には貫通孔が設けられ、その表面には少なくとも１つのマーク６２ｂが形成されている。また、下側モールド６０ｂの表面にはパターン転写のための図示せぬ凹凸パターンが形成されている。 The lower mold stage 22b is installed on the upper surface of the lower stage 90b. On the upper surface of the lower mold stage 22b, a lower mold holding portion 21b made of a light transmissive material such as glass is provided. The lower mold stage 22b moves the lower mold holding unit 21b in parallel with the mounting surface of the lower mold stage 22b in response to the lower mold control signal MSb from the control unit 10. The lower mold 60b is fixed to the upper surface of the lower mold holding portion 21b by, for example, vacuum suction or a mechanical support mechanism. The lower mold 60b is made of, for example, a light transmissive material such as glass, and a through hole is provided in the center thereof, and at least one mark 62b is formed on the surface thereof. In addition, an uneven pattern (not shown) for pattern transfer is formed on the surface of the lower mold 60b.

スライドステーションテーブル３０は、上側ステージ９０ａの上面に設置されており、制御部１０からのユニット位置制御信号ＵＳに応じてカメラユニット４０を、スライドステーションテーブル３０の設置面に平行に移動させる。 The slide station table 30 is installed on the upper surface of the upper stage 90 a and moves the camera unit 40 in parallel with the installation surface of the slide station table 30 in accordance with a unit position control signal US from the control unit 10.

カメラユニット４０は、上側モールド６０ａ、下側モールド６０ｂ及びセンターピン７０のピン中心マーク７１を撮影するためのユニットである。ユニットステージ４２上には、センターピン７０のピン中心マーク７１を撮影するための中心カメラ４１ａと、上側モールド６０ａのマーク６２ａ及び下側モールド６０ｂのマーク６２ｂを撮影するための外周カメラ４１ｂ〜４１ｄ（４１ｄは図示せず）とが設置されている。中心カメラ４１ａ及び外周カメラ４１ｂ〜４１ｄの各々は、撮影して得られた撮影信号ＰＤを制御部１０に与える。 The camera unit 40 is a unit for photographing the pin center mark 71 of the upper mold 60a, the lower mold 60b, and the center pin 70. On the unit stage 42, a center camera 41a for photographing the pin center mark 71 of the center pin 70, and outer peripheral cameras 41b to 41d (for photographing the mark 62a of the upper mold 60a and the mark 62b of the lower mold 60b). 41d is not shown). Each of the central camera 41a and the outer peripheral cameras 41b to 41d gives a photographing signal PD obtained by photographing to the control unit 10.

この際、中心カメラ４１ａは、その撮影レンズを、垂直に下方向に向けた状態で、ユニットステージ４２上に固定設置されている。一方、外周カメラ４１ｂ〜４１ｄの各々は、ユニットステージ４２上において、その撮影レンズを上側モールド６０ａ及び下側モールド６０ｂの表面に対して垂直に向けた状態で設置されている。尚、外周カメラ４１ｂは、ユニットステージ４２上において、下側モールド６０ｂの中心点及びマーク６２ａ間の距離と同一距離だけ撮影部４１ａから離間した位置に設置される。又、撮影部４１ｃは、ユニットステージ４２上において、下側モールド６０ｂの中心点及びマーク６２ｂ間の距離と同一距離だけ撮影部４１ａから離間した位置に設置される。尚、撮影部４１ｂ〜４１ｄの各々は、制御部１０から供給された位置制御信号ＣＳに応じて、その設置位置の微調整が可能となっている。 At this time, the central camera 41a is fixedly installed on the unit stage 42 with its photographing lens vertically directed downward. On the other hand, each of the outer peripheral cameras 41b to 41d is installed on the unit stage 42 in a state where the photographing lens is directed perpendicular to the surfaces of the upper mold 60a and the lower mold 60b. The outer peripheral camera 41b is installed on the unit stage 42 at a position separated from the imaging unit 41a by the same distance as the distance between the center point of the lower mold 60b and the mark 62a. The photographing unit 41c is installed on the unit stage 42 at a position separated from the photographing unit 41a by the same distance as the center point of the lower mold 60b and the mark 62b. Each of the photographing units 41b to 41d can be finely adjusted in accordance with the position control signal CS supplied from the control unit 10.

センターピン７０は、下側モールド６０ｂの貫通孔を貫通しており、その先端の支持部で転写基板８０を下側から支持している。センターピン７０は、転写基板８０の中心の貫通孔を貫通しており、中心カメラ４１ａによって撮影可能である。 The center pin 70 passes through the through hole of the lower mold 60b, and supports the transfer substrate 80 from below with a support portion at the tip thereof. The center pin 70 passes through the central through-hole of the transfer substrate 80 and can be photographed by the central camera 41a.

転写基板８０は例えば中心に貫通孔が設けられた円盤形状であり、その中心がセンターピン７０の中心軸と一致するように支持される。転写基板８０の両面には、紫外線が照射されると硬化する転写層材料からなる上側転写層及び下側転写層（共に図示せず）が形成されている。 The transfer substrate 80 has, for example, a disk shape with a through hole provided at the center, and is supported so that the center thereof coincides with the center axis of the center pin 70. On both surfaces of the transfer substrate 80, an upper transfer layer and a lower transfer layer (both not shown) made of a transfer layer material that is cured when irradiated with ultraviolet rays are formed.

上側ステージ９０ａは上側機構５０ａを、下側ステージ９０ｂは下側機構５０ｂをそれぞれ支えるステージである。上側ステージ９０ａと下側ステージ９０ｂとは、ボールネジ９１によって連結されている。ステージ駆動部９２は、制御部からのステージ駆動信号ＳＧに応じて、ボールネジ９１を回転させ、上側ステージ９０ａを、下側ステージ９０ｂに対する平行状態を維持したまま上方向又は下方向に移動させる。つまり、上側機構５０ａと下側機構５０ｂとを接近又は離間するように移動させる。 The upper stage 90a is a stage that supports the upper mechanism 50a, and the lower stage 90b is a stage that supports the lower mechanism 50b. The upper stage 90 a and the lower stage 90 b are connected by a ball screw 91. The stage drive unit 92 rotates the ball screw 91 according to the stage drive signal SG from the control unit, and moves the upper stage 90a upward or downward while maintaining a parallel state with respect to the lower stage 90b. That is, the upper mechanism 50a and the lower mechanism 50b are moved so as to approach or separate from each other.

パターン転写時には、上側機構５０ａを下降させて下側機構５０ｂと接近させ、上側モールド６０ａと下側モールド６０ｂとで転写基板８０を挟み込み、上側機構５０ａの側及び下側機構５０ｂの側から図示せぬ紫外光を転写基板８０に照射することにより、転写基板８０の両面に凹凸パターンを形成する。 At the time of pattern transfer, the upper mechanism 50a is lowered to approach the lower mechanism 50b, the transfer substrate 80 is sandwiched between the upper mold 60a and the lower mold 60b, and is illustrated from the upper mechanism 50a side and the lower mechanism 50b side. Irradiation of the ultraviolet light onto the transfer substrate 80 forms concavo-convex patterns on both surfaces of the transfer substrate 80.

ナノインプリント装置１においてはパターン転写を行う前に、先ず、上側モールド６０ａ及び下側モールド６０ｂ同士の位置合わせを行う。つまり、図１に示すように、上側モールド６０ａのマーク６２ａと下側モールド６０ｂのマーク６２ｂとが共に、上側モールド６０ａ及び下側モールド６０ｂの表面に対して垂直な軸（破線にて示す）上に位置するように、上側モールド保持部２１ａ及び下側モールド保持部２１ｂの設置位置を調整するのである。図１に示すナノインプリント装置１では、このような位置合わせを行うべく、カメラユニット４０を設けるようにしている。例えば、制御部１０は、外周カメラ４１ｂにて撮影された１フレーム画像中において、上側モールド６０ａのマーク６２ａと、下側モールド６０ｂのマーク６２ｂとが互いに同一位置で重なるように、上側モールド保持部２１ａ及び下側モールド保持部２１ｂを相対的に移動させるべく上側モールドステージ２２ａ及び下側モールドステージ２２ｂを制御するのである。ここで、上述した如き位置合わせを確実に行う為に、カメラユニット４０自体の設置位置をも調整する必要が生じる。 In the nanoimprint apparatus 1, before the pattern transfer is performed, first, the upper mold 60a and the lower mold 60b are aligned with each other. That is, as shown in FIG. 1, the mark 62a of the upper mold 60a and the mark 62b of the lower mold 60b are both on an axis (indicated by a broken line) perpendicular to the surfaces of the upper mold 60a and the lower mold 60b. Therefore, the installation positions of the upper mold holding part 21a and the lower mold holding part 21b are adjusted so as to be positioned at the same position. In the nanoimprint apparatus 1 shown in FIG. 1, a camera unit 40 is provided in order to perform such alignment. For example, the control unit 10 includes the upper mold holding unit so that the mark 62a of the upper mold 60a and the mark 62b of the lower mold 60b overlap each other at the same position in one frame image taken by the outer peripheral camera 41b. The upper mold stage 22a and the lower mold stage 22b are controlled so as to relatively move the 21a and the lower mold holding part 21b. Here, in order to perform the alignment as described above, it is necessary to adjust the installation position of the camera unit 40 itself.

そこで、図１に示すナノインプリント装置では、外周カメラ４１ａの撮影軸（一点破線にて示す）と、センターピン７０の中心軸とが一致するように、カメラユニット４０自体の設置位置を調整するようにしている。具体的には以下のような処理を行う。 Therefore, in the nanoimprint apparatus shown in FIG. 1, the installation position of the camera unit 40 itself is adjusted so that the imaging axis of the outer peripheral camera 41a (indicated by a dashed line) and the center axis of the center pin 70 coincide. ing. Specifically, the following processing is performed.

制御部１０は、中心カメラ４１ａからの撮影信号ＰＤが表す画像に例えば二値化処理などの画像解析処理を施して得られた当該画像の重心位置が中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１に一致するようにカメラユニット４０の位置を調整する。このとき、制御部１０は、当該画像の重心位置と撮影軸ａ１との相対的な位置を解析してカメラユニット４０を移動すべき方向及び距離を決定する。制御部１０は、当該決定した方向へ当該決定した距離だけカメラユニット４０を移動すべき旨のユニット位置制御信号ＵＳをスライドステーションテーブル３０へ発する。このような処理により、中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１と、センターピン７０のピン中心マーク７１とが一致する。転写基板８０は、その中心とセンターピン７０のピン中心マーク７１とが一致するように支持されているので、転写基板８０の中心と撮影軸ａ１とも一致する。 The control unit 10 causes the position of the center of gravity of the image obtained by performing image analysis processing such as binarization processing on the image represented by the shooting signal PD from the center camera 41a to coincide with the shooting axis a1 of the center camera 41a. The position of the camera unit 40 is adjusted. At this time, the control unit 10 analyzes the relative position between the center of gravity position of the image and the photographing axis a1, and determines the direction and distance to move the camera unit 40. The control unit 10 issues to the slide station table 30 a unit position control signal US indicating that the camera unit 40 should be moved by the determined distance in the determined direction. By such processing, the photographing axis a1 of the center camera 41a and the pin center mark 71 of the center pin 70 coincide. Since the transfer substrate 80 is supported so that the center thereof and the pin center mark 71 of the center pin 70 coincide with each other, the center of the transfer substrate 80 also coincides with the imaging axis a1.

図２は、センターピン７０のピン頭頂部７２の一例を表す断面図である。センターピン７０のピン頭頂部７２が転写基板８０の貫通孔を貫通し、基板支持面７０ａにより転写基板８０の下面８０ｂを下側から支持している。転写基板８０をセンターピン７０により安定的に支持するため、ピン頭頂部７２は凹形状であり、その外周部は基板支持面７０ａの上面８０ａよりも高くなっている。ピン頭頂部７２において、センターピン７０の中心軸（一点破線にて示す）上の位置には、その中心軸の位置を表す為のピン中心マーク７１が形成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of the pin top portion 72 of the center pin 70. A pin top portion 72 of the center pin 70 penetrates the through hole of the transfer substrate 80, and the lower surface 80b of the transfer substrate 80 is supported from below by the substrate support surface 70a. In order to stably support the transfer substrate 80 by the center pin 70, the pin head portion 72 has a concave shape, and the outer peripheral portion thereof is higher than the upper surface 80a of the substrate support surface 70a. In the pin top portion 72, a pin center mark 71 is formed at a position on the center axis (indicated by a one-dot broken line) of the center pin 70 to indicate the position of the center axis.

図３（ａ）及び（ｂ）は、ピン中心マーク７１の形態の一例を示す図である。両図に示される如くピン中心マーク７１の形状は凸形状となっている。凸形状の形成方法に制限は無く、例えば旋盤加工などの機械的加工により形成できる。図３（ａ）に示される如き凸形状のピン中心マーク７１の頭頂部は、ピン頭頂部７２の色と同一色でも良いし、図３（ｂ）に示されるようにピン頭頂部７２の色と異なる色としても良い。後者の場合、色のコントラストにより、ピン中心マーク７１をより高精度に判定できる。ピン中心マーク７１の頭頂部の着色方法に制限は無く、例えば薬品等による化学的変質により着色しても良いし、色剤の塗布により着色しても良い。また、着色処理を行うのは凸形状の形成前でも形成後でも良い。 3A and 3B are diagrams showing an example of the form of the pin center mark 71. FIG. As shown in both drawings, the pin center mark 71 has a convex shape. There is no restriction | limiting in the formation method of a convex shape, For example, it can form by mechanical processing, such as a lathe process. The top of the pin center mark 71 having a convex shape as shown in FIG. 3A may be the same color as the color of the pin top 72, or the color of the pin top 72 as shown in FIG. Different colors may be used. In the latter case, the pin center mark 71 can be determined with higher accuracy based on the color contrast. There is no restriction | limiting in the coloring method of the top part of the pin center mark 71, For example, you may color by chemical alteration with a chemical | medical agent etc., and you may color by application | coating of a coloring agent. Further, the coloring process may be performed before or after forming the convex shape.

図４（ａ）は、撮影軸ａ１とピン中心マーク７１との位置調整前におけるピン頭頂部７２、その周辺の転写基板８０及び中心カメラ４１ａの俯瞰図である。位置調整前においては、中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１と、センターピン７０のピン中心マーク７１とは一致していない。中心カメラ４１ａの撮影により得られた撮影信号ＰＤが制御部１０に供給される。制御部１０はその撮影信号ＰＤが表す画像に例えば二値化処理などの画像解析処理を施す。ピン中心マーク７１が図３(ｂ)に示される如き凸形状である場合、解析処理によりその凸形状の頭頂部の位置を画像の重心位置と判定し、その重心位置が中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１に一致するようにカメラユニット４０の位置を調整する。 FIG. 4A is an overhead view of the pin top portion 72, the transfer substrate 80 in the vicinity thereof, and the central camera 41a before the position adjustment of the photographing axis a1 and the pin center mark 71. Before the position adjustment, the photographing axis a1 of the center camera 41a and the pin center mark 71 of the center pin 70 do not match. A photographing signal PD obtained by photographing with the central camera 41 a is supplied to the control unit 10. The control unit 10 performs image analysis processing such as binarization processing on the image represented by the photographing signal PD. When the pin center mark 71 has a convex shape as shown in FIG. 3B, the position of the top of the convex shape is determined as the center of gravity position of the image by the analysis processing, and the center of gravity position is the photographing axis of the central camera 41a. The position of the camera unit 40 is adjusted to coincide with a1.

図４（ｂ）は、撮影軸ａ１とピン中心マーク７１との位置調整後におけるピン頭頂部７２、その周辺の転写基板８０及び中心カメラ４１ａの俯瞰図である。位置調整後においては、中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１と、センターピン７０のピン中心マーク７１とが一致している。ピン中心マーク７１が図３(ｂ)に示される如き凸形状である場合、その凸形状の頭頂部の位置と撮影軸ａ１とが一致する。 FIG. 4B is an overhead view of the pin top 72, the transfer substrate 80 in the vicinity thereof, and the central camera 41a after the position adjustment of the photographing axis a1 and the pin center mark 71. After the position adjustment, the shooting axis a1 of the center camera 41a and the pin center mark 71 of the center pin 70 coincide. When the pin center mark 71 has a convex shape as shown in FIG. 3B, the position of the top of the convex shape coincides with the imaging axis a1.

このように、ピン中心マーク７１を例えば凸形状に形成することにより、中心カメラ４１ａによるピン中心マーク７１の特定を容易にすることができる。更にその頭頂部に着色することにより、より高精度にピン中心マーク７１を特定することができる。 Thus, by forming the pin center mark 71 in, for example, a convex shape, the pin center mark 71 can be easily identified by the center camera 41a. Furthermore, the pin center mark 71 can be specified with higher accuracy by coloring the top of the head.

再び図２を参照する。ピン中心マーク７１の頭頂部は、転写基板８０の上面８０ａと同一面上に位置している。これは、転写基板８０が片面転写用の基板であって、転写面が転写基板８０の上面８０ａのときの位置である。ピン中心マーク７１の頭頂部をこのような位置とすれば、センターピン７０の中心軸Ｊ１が傾いて取り付けられた場合にも、あるいは中心カメラ４１ａが傾いて取り付けられた場合にも高精度の位置調整ができる。 Refer to FIG. 2 again. The top of the pin center mark 71 is located on the same plane as the upper surface 80 a of the transfer substrate 80. This is the position when the transfer substrate 80 is a single-sided transfer substrate and the transfer surface is the upper surface 80 a of the transfer substrate 80. If the top of the pin center mark 71 is set to such a position, even when the center axis J1 of the center pin 70 is attached with an inclination or when the center camera 41a is attached with an inclination, a highly accurate position is obtained. Can be adjusted.

ここで、位置調整における本実施例の優位点を従来例と比較して説明する。 Here, the advantages of the present embodiment in position adjustment will be described in comparison with the conventional example.

図５（ａ）は、従来のピン頭頂部７２ｂにおいて、センターピン７０の中心軸Ｊ１が下側モールド保持部２１ｂの上面と垂直な軸Ｊ２（以下、垂直軸Ｊ２と称する）に対して角度θだけ傾いて取付けられた場合のピン頭頂部７２ｂを表す図である。正常に取付けがなされた場合には、センターピン７０の中心軸Ｊ１と垂直軸Ｊ２とは一致するが、同図に示される如く中心軸Ｊ１が垂直軸Ｊ２に対して傾いて取付けられる場合がある。なお、垂直軸Ｊ２は、転写基板８０の転写面の中心を貫いている。 FIG. 5A shows an angle θ in the conventional pin top portion 72b with respect to an axis J2 (hereinafter referred to as a vertical axis J2) in which the center axis J1 of the center pin 70 is perpendicular to the upper surface of the lower mold holding portion 21b. It is a figure showing the pin top part 72b at the time of attaching only inclining. When normally mounted, the center axis J1 and the vertical axis J2 of the center pin 70 coincide with each other, but the center axis J1 may be inclined with respect to the vertical axis J2 as shown in FIG. . The vertical axis J2 passes through the center of the transfer surface of the transfer substrate 80.

この場合、撮影軸ａ１がピン中心マーク７１ｂに一致するようにカメラユニット４０の位置を調整すると、撮影軸ａ１と垂直軸Ｊ２（転写基板８０の転写面の中心）との間に間隔Ｓ１のズレが生じる。転写基板８０の転写面から中心マーク７１ｂまでの距離をｈ１とした場合、間隔Ｓ１＝ｈ０×ｔａｎθとなる。例えば、ｈ０＝１００ｍｍ、θ＝０．０５度の場合、Ｓ１＝１００×ｔａｎ（０．０５ｄｅｇ）＝０．０８７ｍｍ＝８７μｍとなる。ナノスケールの精度を要求される転写装置において８７μｍのズレは許容できないものである。 In this case, when the position of the camera unit 40 is adjusted so that the photographing axis a1 coincides with the pin center mark 71b, the gap S1 is shifted between the photographing axis a1 and the vertical axis J2 (the center of the transfer surface of the transfer substrate 80). Occurs. When the distance from the transfer surface of the transfer substrate 80 to the center mark 71b is h1, the interval S1 = h0 × tan θ. For example, when h0 = 100 mm and θ = 0.05 degrees, S1 = 100 × tan (0.05 deg) = 0.087 mm = 87 μm. In a transfer apparatus that requires nanoscale accuracy, a deviation of 87 μm is unacceptable.

一方、図５（ｂ）は、本実施例のピン頭頂部７２において、センターピン７０の中心軸Ｊ１が垂直軸Ｊ２に対して角度θだけ傾いて取付けられた場合のピン頭頂部７２を表す図である。撮影軸ａ１がピン中心マーク７１に一致するようにカメラユニット４０の位置を調整することにより、撮影軸ａ１と垂直軸Ｊ２（転写基板８０の転写面の中心）とが一致する。そのため、撮影軸ａ１と転写基板８０の転写面の中心との間にズレは生じず、高精度の位置調整が可能となる。なお、図５（ａ）及び（ｂ）は傾きを誇張して描いたものであり、実際には図示されるほど傾いて取り付けられるわけではない。 On the other hand, FIG. 5B is a diagram illustrating the pin top portion 72 when the center axis J1 of the center pin 70 is attached to the vertical axis J2 at an angle θ with respect to the pin top portion 72 of the present embodiment. It is. By adjusting the position of the camera unit 40 so that the shooting axis a1 matches the pin center mark 71, the shooting axis a1 and the vertical axis J2 (the center of the transfer surface of the transfer substrate 80) match. Therefore, there is no deviation between the photographing axis a1 and the center of the transfer surface of the transfer substrate 80, and highly accurate position adjustment is possible. 5 (a) and 5 (b) are drawn with an exaggerated inclination, and are not actually attached with an inclination as illustrated.

図６（ａ）は、転写基板８０の転写面が下面８０ｂである場合のセンターピン７０のピン頭頂部７２の一例を表す図である。ピン中心マーク７１の頭頂部が下面８０ｂと同一平面上に位置している。このような位置とすることにより、センターピン７０の中心軸Ｊ１が傾いて取り付けられた場合にも、転写面の水平方向に対するずれを最小限とすることができる。 FIG. 6A is a diagram illustrating an example of the pin top portion 72 of the center pin 70 when the transfer surface of the transfer substrate 80 is the lower surface 80b. The top of the pin center mark 71 is located on the same plane as the lower surface 80b. By adopting such a position, even when the center axis J1 of the center pin 70 is tilted and attached, the shift of the transfer surface with respect to the horizontal direction can be minimized.

図６（ｂ）は、転写基板８０の転写面が両面すなわち上面８０ａと下面８０ｂである場合のセンターピン７０のピン頭頂部７２の一例を表す図である。ピン中心マーク７１の頭頂部が上面８０ａと下面８０ｂとの中間面８０ｃと同一平面上に位置している。このような位置とすることにより、センターピン７０の中心軸Ｊ１が傾いて取り付けられた場合にも、両転写面の水平方向に対するずれを最小限とすることができる。 FIG. 6B is a diagram illustrating an example of the pin top portion 72 of the center pin 70 when the transfer surfaces of the transfer substrate 80 are both surfaces, that is, the upper surface 80a and the lower surface 80b. The top of the pin center mark 71 is located on the same plane as the intermediate surface 80c between the upper surface 80a and the lower surface 80b. By adopting such a position, even when the center axis J1 of the center pin 70 is attached with an inclination, the deviation of both transfer surfaces with respect to the horizontal direction can be minimized.

このように、ピン中心マーク７１を設置する位置は、転写基板８０の転写面に合わせて個別に調整するのが好ましい。個別調整が困難な場合にはマークの位置が転写基板８０の厚み範囲内になるように形成しても調整位置のずれを低減できる。この場合、転写面の位置によっては調整精度が落ちるものの、個別調整が不要であり、ピン頭頂部の形状を統一できるので工程数及びコストを削減できる。 Thus, it is preferable that the position where the pin center mark 71 is installed is individually adjusted according to the transfer surface of the transfer substrate 80. If the individual adjustment is difficult, the deviation of the adjustment position can be reduced even if the mark position is formed within the thickness range of the transfer substrate 80. In this case, although the adjustment accuracy is lowered depending on the position of the transfer surface, individual adjustment is not required, and the shape of the pin head portion can be unified, so that the number of steps and cost can be reduced.

図７は、センターピン７０のピン頭頂部７２の別の一例を表す図である。図７に示されるように、センターピン７０のピン頭頂部に「すり鉢状」の窪み部を設け、窪み部の最底部をピン中心マーク７１としても良い。この際、この最底部だけ側面が垂直に形成されていても良い。ピン中心マーク７１の最底部は、転写基板８０の上面８０ａと同一面上に位置している。これは、転写基板８０の転写面が上面８０ａのときの位置である。ピン中心マーク７１がこのような凹形状である場合、制御部１０によって、中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１と凹形状部とが一致するようにカメラユニット４０の位置が調整される。 FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the pin top portion 72 of the center pin 70. As shown in FIG. 7, a “mortar-shaped” depression may be provided at the pin top of the center pin 70, and the bottom of the depression may be the pin center mark 71. At this time, the side surface may be formed vertically only at the bottom. The bottom of the pin center mark 71 is located on the same plane as the upper surface 80 a of the transfer substrate 80. This is the position when the transfer surface of the transfer substrate 80 is the upper surface 80a. When the pin center mark 71 has such a concave shape, the control unit 10 adjusts the position of the camera unit 40 so that the photographing axis a1 of the central camera 41a matches the concave shape portion.

図８（ａ）は、センターピン７０のピン頭頂部７２の別の一例を表す図である。中心軸Ｊ１上にマーク７１ａ及び７１ｂが形成されている。マーク７１ａは転写基板８０の上面８０ａと同一平面上に位置しており、マーク７１ｂは転写基板８０の下面８０ｂと同一平面上に位置している。換言すれば、マーク７１ａとマーク７１ｂとは、上面８０と下面８０ｂとの中間面８０ｃに対して対称な位置に形成されている。マーク７１ａ及びマーク７１ｂは、例えばガラスなどの透明部材７３の表面に形成されている。この場合、透明部材７３の厚さは転写基板８０の厚さとほぼ同一であり、ピン頭頂部７２内に固定されている。 FIG. 8A is a diagram illustrating another example of the pin top portion 72 of the center pin 70. Marks 71a and 71b are formed on the central axis J1. The mark 71 a is located on the same plane as the upper surface 80 a of the transfer substrate 80, and the mark 71 b is located on the same plane as the lower surface 80 b of the transfer substrate 80. In other words, the mark 71a and the mark 71b are formed at symmetrical positions with respect to the intermediate surface 80c between the upper surface 80 and the lower surface 80b. The marks 71a and 71b are formed on the surface of a transparent member 73 such as glass. In this case, the thickness of the transparent member 73 is almost the same as the thickness of the transfer substrate 80 and is fixed in the pin top portion 72.

図８（ｂ）は、中心軸Ｊ１が垂直軸Ｊ２に対して角度θだけ傾いて取付けられた場合のピン頭頂部７２を表す図である。図８（ｃ）は、このときのマーク７１ａ及びマーク７１ｂの俯瞰図である。ピン中心マーク７１にマーク７１ａ及びマーク７１ｂが形成されている場合、制御部１０によって、中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１と、マーク７１ａとマーク７１ｂの重心７１ｃと、が一致するようにカメラユニット４０の位置が調整される。この場合、中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１と、中間面８０ｃにおける中心とが一致するので、センターピン７０の中心軸Ｊ１が傾いて取り付けられた場合にも、両転写面の水平方向に対するずれを最小限とすることができる。 FIG. 8B is a diagram illustrating the pin top portion 72 when the central axis J1 is attached with an angle θ with respect to the vertical axis J2. FIG. 8C is an overhead view of the mark 71a and the mark 71b at this time. When the mark 71a and the mark 71b are formed on the pin center mark 71, the control unit 10 controls the camera unit 40 so that the photographing axis a1 of the center camera 41a and the center of gravity 71c of the mark 71a and the mark 71b coincide. The position is adjusted. In this case, since the photographing axis a1 of the central camera 41a coincides with the center of the intermediate surface 80c, even when the central axis J1 of the center pin 70 is attached with an inclination, the deviation of both transfer surfaces in the horizontal direction is minimized. Limit.

なお、上述したようにピン中心マーク７１やマーク７１ａ，７１ｂは転写基板８０の上面８０ａ又は下面８０ｂと同一平面上に位置することが好ましいが、センターピン７０の軸方向への多少のずれは許容し得る。具体的には、図９に示す如く、ピン中心マーク７１が転写基板８０の上面８０ａに対して上方向にｈ１＝６０mm以内、又は底面８０ｂに対して下方向にｈ２＝６０mm以内のずれであれば許容されうる。製造時のセンターピン７０の取り付け角度誤差として０．０５度を想定した場合に、例えば上面８０ａより６０mm上方向にピン中心マーク７１が形成されると、ピン中心マーク７１はセンターピン７０に取り付け角度誤差が無い場合に比べて５０μｍのずれ量が発生する。このずれが発生した状態で、中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１と、センターピン７０のピン中心マーク７１とを一致させる調整を行なうと、センターピン７０に対する中心カメラ４１ａの撮影軸ａ１の位置には、センターピン７０に取り付け角度誤差が無い場合に比べ、当然にずれが発生する。この時のずれ量として、５０μｍは実用面で許容できる最大値であると言える。 As described above, the pin center mark 71 and the marks 71a and 71b are preferably located on the same plane as the upper surface 80a or the lower surface 80b of the transfer substrate 80, but some deviation in the axial direction of the center pin 70 is allowed. Can do. Specifically, as shown in FIG. 9, the pin center mark 71 may be displaced within h1 = 60 mm upward with respect to the upper surface 80a of the transfer substrate 80 or within h2 = 60 mm downward with respect to the bottom surface 80b. Acceptable. Assuming that the attachment angle error of the center pin 70 at the time of manufacture is 0.05 degrees, for example, if the pin center mark 71 is formed 60 mm above the upper surface 80 a, the pin center mark 71 is attached to the center pin 70. A shift amount of 50 μm occurs as compared with the case where there is no error. When adjustment is made so that the photographing axis a1 of the center camera 41a and the pin center mark 71 of the center pin 70 coincide with each other in a state where this deviation occurs, the position of the photographing axis a1 of the center camera 41a with respect to the center pin 70 is As compared with the case where there is no attachment angle error in the center pin 70, the deviation naturally occurs. As the amount of deviation at this time, 50 μm can be said to be the maximum value allowable in practical use.

また、転写基板８０が両面転写用のものである場合、図１０に示す如くマーク７１ａ及びマーク７１ｂが中間面８０ｃに対して対称となるように形成されていれば良く、透明部材７３の厚さは問わない。 When the transfer substrate 80 is for double-sided transfer, the mark 71a and the mark 71b may be formed symmetrically with respect to the intermediate surface 80c as shown in FIG. Does not matter.

図１１は、ピン中心マーク７１の各種形態の一例を表す図である。ピン中心マーク７１は必ずしも上記したような立体的形状である必要はない。例えば、点Ｍａ（図１１（ａ））、実線円Ｍｂ（図１１（ｂ））、点線円Ｍｃ（図１１（ｃ））、四角形Ｍｄ（図１１（ｄ））、渦巻形Ｍｅ（図１１（ｅ））、その他形状Ｍｆ（図１１（ｆ））などのパターンを平らなピン頭頂部７２上に描いたものでも良い。その他、四角形Ｍｄ以外の多角形でも良く、渦巻形Ｍｅは意図的に形成したものでも、旋盤加工の渦状加工痕をそのまま利用したものでも良い。これらのパターンは全て、ピン中心マーク７１に対して対称となるように描かれている。そのように描画すれば、制御部１０は中心カメラ４１ａからの撮影信号ＰＤが表す画像に例えば二値化処理などの画像解析処理を施してパターンの重心位置を判別することができる。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of various forms of the pin center mark 71. The pin center mark 71 does not necessarily have a three-dimensional shape as described above. For example, the point Ma (FIG. 11A), the solid circle Mb (FIG. 11B), the dotted circle Mc (FIG. 11C), the square Md (FIG. 11D), and the spiral Me (FIG. 11). (E)) Other patterns such as the shape Mf (FIG. 11 (f)) may be drawn on the flat pin top portion 72. In addition, a polygon other than the quadrangle Md may be used, and the spiral Me may be formed intentionally or may utilize a spiral machining trace of lathe processing as it is. All of these patterns are drawn so as to be symmetric with respect to the pin center mark 71. If rendering is performed in such a manner, the control unit 10 can determine the position of the center of gravity of the pattern by performing image analysis processing such as binarization processing on the image represented by the photographing signal PD from the central camera 41a.

上記したように本実施例によるナノインプリント装置においては、転写基板を支持するセンターピンに、その中心を特定可能なマークが形成されている。制御部は撮影部により撮影されたピン頭頂部の画像を解析して得られたピン中心マークの重心と、撮影部の視野領域の中心とが一致するようにカメラユニットの位置を調整する。ピン頭頂部にセンターピンの中心を特定可能なマークが形成されていることにより、カメラユニットの位置調整を高精度に行うことができる。マークをその周辺の色と異なる色に着色することによって、より高精度に位置調整を行うことができる。 As described above, in the nanoimprint apparatus according to the present embodiment, a mark that can specify the center is formed on the center pin that supports the transfer substrate. The control unit adjusts the position of the camera unit so that the center of gravity of the pin center mark obtained by analyzing the image of the pin head top imaged by the imaging unit coincides with the center of the visual field area of the imaging unit. Since the mark that can identify the center of the center pin is formed on the pin top, the position of the camera unit can be adjusted with high accuracy. By coloring the mark in a color different from the surrounding colors, the position can be adjusted with higher accuracy.

また、マークの位置が転写基板の厚み範囲内になるように形成されているので、調整位置のずれを低減できる。特にマークが転写基板の転写面と同一平面内に位置していることにより、転写基板を支持するセンターピンが傾いて取り付けられた場合（すなわち転写基板が傾いた状態となった場合）でも、撮影部の位置をマークの位置に一致させることにより、転写面と水平な方向における調整位置のずれをなくすることができる。両面転写の基板の場合、マークが上下転写面の中間面と同一平面内又は中間面に対して対象に位置していることにより、調整位置のずれを最小限に抑制できる。 In addition, since the mark position is formed so as to be within the thickness range of the transfer substrate, the shift of the adjustment position can be reduced. Even when the center pin that supports the transfer substrate is mounted with an inclination (that is, when the transfer substrate is in an inclined state) because the mark is located in the same plane as the transfer surface of the transfer substrate, photography is performed. By making the position of the part coincide with the position of the mark, it is possible to eliminate the shift of the adjustment position in the direction horizontal to the transfer surface. In the case of a double-sided transfer substrate, since the mark is positioned in the same plane as the intermediate surface of the upper and lower transfer surfaces or the target relative to the intermediate surface, the shift of the adjustment position can be minimized.

Claims

A transfer device for transferring a pattern formed on the surface of a mold to a substrate,
A center pin that supports the substrate through a through hole provided in the substrate;
An observation unit for observing the top of the center pin,
2. A transfer apparatus according to claim 1, wherein a mark that can identify a position of a center axis of the center pin is formed on the center pin.

The transfer device according to claim 1, wherein the mark is formed on a top of the center pin.

The transfer device according to claim 1, wherein the mark is formed within a thickness range of the substrate supported by the center pin.

The mark is formed at a position within 60 mm in the vertical direction from the front surface of the substrate or a position within 60 mm in the vertical direction from the back surface of the substrate with respect to the surface of the substrate supported by the center pin. The transfer device according to claim 1, wherein

The transfer device according to claim 1, wherein the mark is a convex protrusion, and the protrusion is formed on a central axis of the center pin.

The transfer device according to claim 5, wherein the protrusion is located on the same plane as the transfer surface of the substrate in a state where the substrate is supported by the center pin.

6. The transfer apparatus according to claim 5, wherein the protrusion is positioned on the same plane as an intermediate surface of the upper and lower transfer surfaces of the substrate in a state where the substrate is supported by the center pin.

4. The transfer device according to claim 1, wherein a depression is formed at the top, and the mark is formed at a bottom of the depression.

9. The transfer device according to claim 8, wherein the bottom of the recess is located on the same plane as the transfer surface of the substrate in a state where the substrate is supported by the center pin.

9. The bottom of the recess is located on the same plane as an intermediate surface of the upper and lower transfer surfaces of the substrate in a state where the substrate is supported by the center pin. Transfer device.

2. The transfer apparatus according to claim 1, wherein the mark includes first and second marks formed at a predetermined distance from each other on a central axis of the center pin.

The transfer device according to claim 11, wherein a center between the first mark and the second mark is formed within a thickness range of the substrate.

The transfer apparatus according to claim 11, wherein each of the first and second marks is positioned symmetrically with respect to an intermediate surface of the upper and lower transfer surfaces of the transfer substrate.