WO2007105474A1

WO2007105474A1 - インプリント方法及びインプリント装置

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Publication number: WO2007105474A1
Application number: PCT/JP2007/053517
Authority: WO
Inventors: Tetsuya Imai
Original assignee: Pioneer Corporation
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2007-09-20
Also published as: JP4642897B2; JPWO2007105474A1; TW200737157A; US20090273119A1

Description

インプリント方法及びインプリント装置

技術分野

[0001] 本発明は、インプリント方法及びインプリント装置に関する。

背景技術

[0002] インプリント技術は、ナノレベルの微細構造を低コストで作製できる方法として注目されており、磁気ディスク、半導体デバイス、レーザーや光導波路などのデバイス、 M EMS (, icro Electro Mechanical Systems) ^ΝΕΜ¾ (NanoElectro Mechanical byste ms)などの微細加工部品などへの微細加工の応用が期待されている。

[0003] 特に半導体デバイスの微細化が進むと、フォトリソグラフィー技術では、露光装置に短波長のレーザーを用いて、高解像度なフォトマスクが必要となるため、装置のコストが高価になる。そのため、インプリント技術を用いた低コストなパターン形成が望まれる。

[0004] インプリント技術では、微細なパターンが形成されたモールドと、表面に転写材料を塗布して形成した転写層を有する基板を、前記転写層の軟化温度以上まで各々加熱した後、モールドを基板上の転写層に接触させて加圧することにより転写層を前記パターン形状に変形させる。次に、加圧した状態を保ったまま、モールドと基板を冷却して転写層を硬化させた後、モールドを転写層から剥離する。これによつて、モールドの微細なパターンが転写層に転写されて、微細なパターンが形成された基板を得ることができる。

[0005] 特許文献 1には、原盤と基板に均一に圧力をかけ、また転写後に原盤と基板を容易に剥離するために、原盤ホルダーと基板ホルダー間に原盤および基板の周囲に配置する弾性体を設けることで、プレス時に原盤と基板間の応力集中を緩和し、剥離時には弾性体のいわゆるくさびの作用によって剥離方向への応力を発生させている特許文献 1 :特許第 3638513号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、従来のインプリント技術では、モールドのパターン形成が微細であるため、モールドがプロセス中の温度変化によって熱伸縮すると、基板とモールドにズレが発生して、ノターン形状を正確に転写することができないという問題がある。また、基板上の転写層を硬化させる間は、基板上の転写層とモールドが接触した状態のままで冷却されるため、モールドが熱収縮すると、転写層表面を傷つけることがあり、さらには硬化した転写層によってモールドが損傷する可能性がある。また、基板上の転写層とモールドを接触させる前工程において、モールドを転写層の軟ィ匕温度以上まで加熱すると、モールドが熱膨張してモールドの保持位置を正確に位置決めすることができな、と、う問題がある。

[0007] 特許文献 1の方法では、原盤ホルダーに原盤を真空に引いて保持しているのみであり、原盤ホルダーの保持力が不十分である場合は、原盤の熱変形によって原盤が部分的に変形し、転写不良が発生したり、原盤と原盤ホルダーを傷つけることがある。また、原盤ホルダーの保持力が十分である場合では、原盤の熱変形量が拘束されて、原盤内部に熱応力が生じ、原盤がダメージを受けることがある。

[0008] また、特許文献 1の方法では、原盤ホルダーに原盤を真空に引いて保持した後に加熱を行っているため、原盤が裏面全面で保持された状態で熱変形するため、その熱応力が大きくなる。

[0009] 本発明が解決しょうとする課題は上述した問題が一例として挙げられる。そこで、本発明の目的としては、モールドの熱変形によるパターン形状のズレを防止し、基板にノターン形状を正確に形成するインプリント方法及びインプリント装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明のインプリント方法は、請求項 1に記載のとおり、表面にパターンが形成されたモールドを、基板上の転写層に押し付けて前記モールドのパターン形状を前記転写層に転写するインプリント方法であって、前記モールドの表面の外周縁部分を、前記基板を保持する基板保持部材によって加圧される押さえ部材で押さえ付けた状態で、前記モールドを前記基板上の前記転写層に押し付けることを特徴とする。 [0011] 本発明のインプリント装置は、請求項 10に記載の通り、表面にパターンが形成されたモールドを、基板上の転写層に押し付けて前記モールドのパターン形状を前記転写層に転写するインプリント装置であって、前記基板を保持する基板保持部材と、前記モールドを保持するモールド保持部材と、前記基板保持部材の基板保持位置の外側の部分によって加圧され、前記モールドの表面の外周縁部分を押さえ付ける押さえ部材と、を有することを特徴とする。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]図 1は、本発明の第 1実施形態のインプリント装置の模式図である。

[図 2]図 2は、図 1に示すインプリント装置の寸法を説明するための図である。

[図 3]図 3 (a)〜（d)は、図 1に示すインプリント装置の押さえ部材の正面図である。

[図 4]図 4は、図 1に示すインプリント装置において押さえ部材の取り付け例を説明するための模式図である。

[図 5]図 5 (a)〜（e)は、図 1に示すインプリント装置のインプリント工程を説明するための図である。

[図 6]図 6は、図 1に示すインプリント装置のインプリント工程のフローチャートである。

[図 7]図 7は、本発明の第 2実施形態のインプリント装置の断面模式図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 3実施形態のインプリント装置の断面模式図である。

[図 9]図 9は、本発明の第 4実施形態のインプリント装置の断面模式図である。

[図 10]図 10は、本発明の第 5実施形態のインプリント装置の断面模式図である。

[図 11]図 11は、本発明の実施の形態 5のインプリント装置の変形例の断面模式図である。

[図 12]図 12は、磁気ディスク用のパターンの一例を示す図である。

[図 13]図 13 (a)〜 (e)は、磁気ディスクを製造する工程を説明するための図である。

[図 14]図 14 (f)〜 (1)は、磁気ディスクを製造する工程を説明するための図である。

[図 15]図 15は、磁気ディスクを製造する工程のフローチャートである。

符号の説明

[0013] 1 基板

la 転写層 2 基板保持部材

3 モールド

4 モールド保持部材

4a 真空吸着部

5 押さえ部材

5a 剛性部材

5b 弾性部材

5c 突起部

5d 摩擦部材

6 温度調整装置

6a、 6b ヒーター

7 駆動装置

8 位置調整装置

9 制御装置

10 ガイド部材

11 エアーブロー吹き出し機構

12 弾性支持部材

21 サーボパターン部

22 パターンドデータトラック部

105 ベース基板

106 転写材料

107 ハードマスク層

108 記録膜層積層

110 記録膜層

111 非磁性材料

112 潤滑層

113 保護層

発明を実施するための最良の形態 [0014] 以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における例示が本発明を限定することはない。

[0015] (第 1実施形態）

以下、本発明の第 1実施形態を図 1から図 6を用いて説明する。

[0016] 図 1は、本実施形態のインプリント装置の断面模式図である。

[0017] 図 1に示すインプリント装置は、転写層 laが形成された基板 1を保持する基板保持部材 2と、パターンが形成されたモールド 3を保持するモールド保持部材 4と、モールド 3の表面の外周縁部分を押さえ付けるための押さえ部材 5と、基板 1及びモールド 3 の温度を調整する温度調整装置 6と、基板保持部材 2をモールド保持部材 4に近づける方向又は遠ざ力る方向（図 1中上下方向）に駆動する駆動装置 7と、基板保持部材 2とモールド保持部材 4の相対的な位置を調整する位置調整装置 8と、これらの装置を制御する制御装置 9と、を備える。

[0018] 基板 1は、 Si (シリコン)基板やガラス基板などの平板であり、シリコンウェハ、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、又は共有電体層などを積層した基板などを用いることができる。この基板 1上に、転写材料をスピンコート法等で塗布した転写層 laが形成されている。基板 1上の転写層 laとしては、榭脂材料の他、モールド 3のパターン形状を転写可能な材質であればよぐ例えば金属やガラスなどを用いることができる。また、基板 1の材質がモールド 3のパターン形状を転写可能な材質、例えば榭脂フィルム、バルク榭脂、低融点ガラス等であれば、基板 1の上層部分を転写層 laとして扱うことができ、基板 1上に転写材料を塗布しないで、バターン形状を直接転写することができる。

[0019] 転写層 laにアクリルなどの熱可塑性榭脂を用いた場合、基板 1とモールド 3を熱可塑性榭脂の軟化温度以上まで加熱し、この加熱状態で基板 1上の転写層 laにモールド 3を押し付けることにより、基板 1上の転写層 laがモールド 3のパターン形状にそつて変形する。この基板 1上の転写層 laとモールド 3を加圧したままの状態で、基板 1 とモールド 3を冷却して転写層 laを硬化する。なお、ここでいう冷却とは、転写層 laを形成する榭脂が硬化する温度まで温度を下げることを意味するものであり、例えば、冷却手段によって積極的に冷却する場合の他に、自然冷却により温度を下げたり、加熱手段による加熱を継続しながら温度を下げたりすることも含まれる。これによつて、転写層 la表面のパターン形状が確定し、その後、基板 1上の転写層 laからモールド 3を剥離すると、基板 1上の転写層 laにモールド 3のパターン形状が転写される。このとき、モールド 3には、転写層 laの軟ィ匕温度以上の温度力も硬化温度までの温度変化によって、熱変形が生じる。

[0020] ここで、軟化温度としては、高分子材料ではガラス転移温度 (Tg)がこれにあたる。しかし、結晶性高分子では、 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。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。

[0021] 転写層 laに光硬化型榭脂を用いた場合では、基板 1上の転写層 laとモールド 3を押し付け、基板 1上の転写層 laがモールド 3のパターン形状になった後に、紫外線を照射することによって転写層 laを硬化させる。この場合では、転写層 laを軟ィ匕させるために加熱するプロセスは必要ないが、転写層 laが硬化する際の発熱によってモールド 3は加熱されるため、基板 1上の転写層 laから剥離されるまでの間に、モールド 3 に多少の温度変化が生じ、これにともなってモールド 3が熱変形する。

[0022] 基板保持部材 2は、平坦な基板保持面を備え、基板保持面に基板 1を、例えば、真空吸着、静電吸着、機械的なクランプ方法等によって取り付け、基板 1を保持する。基板保持部材 2は、基板 1の保持位置の外側に余剰部分を備え、この部分に後述する押さえ部材 5が取り付けられる。

[0023] 基板保持部材 2には、基板保持面を均質に加熱する加熱手段としてヒーター 6aが内包され、このヒーター 6aが温度調整装置 6によって制御されることで、基板 1及び転写層 laの温度が調整される。温度調整装置 6は、基板 1上の転写層 laとモールド 3が接触する前に、基板 1を転写層 laが軟化する温度以上になるまで加熱するようにヒーター 6aの加熱温度を調整する。

[0024] 基板保持部材 2は、駆動装置 7によって、モールド保持部材 4に近づく方向及び遠ざ力る方向（図 1中上下方向）に駆動され、基板 1上の転写層 laとモールド 3を押し付け、さらに剥離する動作を行う。基板 1上の転写層 laとモールド 3が接触した状態で、さらに基板保持部材 2がモールド保持部材 4側に向かって加圧されることにより、基板 1上の転写層 laをモールド 3のパターン形成面に押し付ける。なお、本実施形態では基板保持部材 2を駆動させているが、これに限られず、基板保持部材 2を固定してモールド保持部材 4を駆動するようにしてもよぐ基板保持部材 2とモールド保持部材 4の両方を相対的に駆動させるようにしてもょ、。

[0025] 基板保持部材 2の位置は、基板 1とモールド 3の相対的な位置を調整するように、位置調整装置 8によって調整される。位置調整装置 8は、基板保持部材 2上の基板 1の位置と、モールド保持部材 4上のモールド 3のパターン形成面の位置とを調整するために、基板保持部材 2をモールド保持部材 4に対して相対的に水平方向に移動させて位置を調整する。また、基板 1上の転写層 laをモールド 3に平行に押し当てるために、基板保持部材 2とモールド保持部材 4の水平方向のズレを補正するようにしてもよい。なお、位置調整装置 8をモールド保持部材 4側に設けてもよい。

[0026] これらの温度調整装置 6、駆動装置 7、及び位置調整装置 8は制御装置 9によって制御される。

[0027] モールド 3の表面には、転写層 laに転写する微細な凹凸パターンが形成され、 Si ( シリコン）、ガラス、 Ni (ニッケル)合金などで作製されている。また、微細な凹凸パターンが形成されたモールド 3の表面には、転写層 laに用いられる転写材料などの付着防止や剥離性向上を目的として、シランカップリング剤などによる表面処理が施される。モールド 3は、基板 1よりも大きな形状に形成されており、モールド 3と基板 1上の転写層 laを押し付けると、基板 1に覆われない部分 (露出した部分）がモールド 3の表面の外周縁部分に生じる。

[0028] モールド保持部材 4は、モールド 3を保持する平坦なモールド保持面を備え、モールド保持面の中央部に真空吸着部 4aが設けられている。モールド保持部材 4のモールド保持面にモールド 3が載置されると、モールド 3の裏面中央部分を真空吸着部 4a によって吸着し、モールド 3を保持する。なお、真空吸着に限られず、静電吸着によつて保持するようにしてもよい。モールド保持部材 4に保持されたモールド 3は、中央部分のみが吸着保持され、外周縁側の領域は開放されている。これによつて、モールド 3が熱変形によって伸縮しても、モールド 3は中央部力外周縁方向にモールド保持部材 4上をスライドするため、モールド 3の不均一な変形を抑えて、モールド面のたわみを防止する。

[0029] モールド保持部材 4には、上述した基板保持部材 2に内包されるヒーター 6aと同様に、加熱手段としてヒーター 6bが内包され、このヒーター 6bの加熱動作を温度調整装置 6によって制御して、モールド 3の温度が調整される。なお、温度調整は、モールド保持部材 4側のみ行って、基板保持部材 2側はモールド 3からの伝熱によって転写層 laを軟ィ匕するような構成でもよい。また、基板保持部材 2及びモールド保持部材 4 を内包する装置内全体の温度を調整するようにしてもょヽ。

[0030] モールド保持部材 4は設置位置が固定されており、上述したように基板保持部材 2 を図 1にお、て上下方向に移動させることで、基板 1上の転写層 laとモールド 3を接近させ押し付け、又は剥離する。

[0031] 押さえ部材 5は、基板保持部材 2の基板保持位置の外側に設置され、モールド保持部材 4に保持されたモールド 3の表面の外周縁部分に対向する位置に設けられている。押さえ部材 5は、基板保持部材 2に保持される基板 1と転写層 laを合わせた厚みよりも厚ぐ基板保持部材 2がモールド保持部材 4に接近すると、基板 1上の転写層 laより先に押さえ部材 5がモールド 3に接触し、モールド 3の外周縁部分をモールド保持部材 4に押さえ付ける。これによつて、モールド 3の外周縁部分の位置がモールド保持部材 4に対して固定され、モールド 3の熱変形による伸縮が防止される。

[0032] 押さえ部材 5は、剛性部材 5aと弾性部材 5bを積層した構造であり、モールド 3側に剛性部材 5aが配置され、基板保持部材 2側に弾性部材 5bが配置されている。剛性部材 5aは、基板 1と転写層 laを合わせた厚みよりも薄ぐ剛性部材 5aと弾性部材 5b を合わせた厚みが、基板 1と転写層 laを合わせた厚みよりも厚くなるようにして、る。そして、押さえ部材 5が基板保持部材 2によってモールド 3の表面を押圧すると、弾性部材 5bの収縮によって押さえ部材 5の全体の厚みが基板 1と転写層 laを合わせた厚み前後になる。このとき、押さえ部材 5はモールド 3の熱変形による伸縮を防止する程度〖こモールド 3に押し当てられる。

[0033] このように、押さえ部材 5は、剛性部材 5aと弾性部材 5bが積層された構成であり、押さえ部材 5全体が基板 1上の転写層 laとモールド 3の押し付け方向に伸縮することにより、基板保持部材 2によって基板 1上の転写層 laをモールド 3に押し付ける圧力を利用して、押さえ部材 5がモールド 3の外周縁部分を押圧する。

[0034] また、押さえ部材 5は、モールド 3と接する面が剛性部材 5aで構成されているため、その摩擦係数の大きい表面でモールド 3を堅く押さえることができる。

[0035] 剛性部材 5aとしては、モールド 3の外周縁部分を面で押さえるようにするために、モ一ルドの表面と同様の平坦な面にカ卩ェされている。剛性部材 5aは、温度変化の繰り返しに対する耐性や加圧力に対する強度を有する材料が好ましぐ一例として SUS ( ステンレス）、 Ti (チタン）、又はこれらの合金等を用いることができる。

[0036] また、押さえ部材 5が弾性部材 5bを備えていることにより、例えばモールド 3の厚みが不均一であったり、モールド 3が歪んでいても、均一な圧力でモールド 3の外周縁部分を押さえ付けることができる。

[0037] 弾性部材 5bとしては、シリコーンゴムなどのゴムゃ榭脂など力もなる弾性フィルムやシートの他、不図示であるがコイルスプリングなどの機械的なパネなどを用いてもよ!ヽ

[0038] 図 2に示すように、押さえ部材 5がモールド 3に接触したときのモールド 3と転写層 la との間の間隔 Aは 0. 1mm以上であることが好ましい。すなわち、基板 1と転写層 la を合わせた厚みと押さえ部材 5の厚みの差を 0. 1mm以上とする。

[0039] また、押さえ部材 5による、モールド 3の外周縁部分を押さえる幅は基板 1の幅 (基板 1の一辺の長さと定義。基板が円形であればその直径に相当する）に対し 1Z10 の幅とすることが好ましい。図 2の断面図では、押さえ部材 5は対向する外周縁部分に同じ大きさで左右 2箇所設けられることから、図面に向力つて左の押さえ部材 5によるモールド 3の外周縁部分を押さえる幅を Bとすると、左または右の押さえ部材 5による外周縁部分を押さえる幅は、 1Z10の半分である 1Z5の幅とすることが好ましい。よって、図 2の幅 Bは次式によって得られる。なお、基板 1上のパターン形成面の大きさなどに応じてこの範囲外で調整してもよ、。

[0040] Bの長さ≥ ( (基板 1の一辺の長さ） Z10)Z2

[0041] 例えば、光ディスクのような直径 120mmの転写物の場合は、

( 120mm/ 10) /2 = 6mm

となり、押さえ部材 5によるモールド 3の外周縁部分を押さえる幅が 6mm以上となるようにモールド 3の大きさ、及び押さえ部材 5の幅を決定するとよ、。

[0042] 図 3に押さえ部材 5の正面図を示す。押さえ部材 5は、モールド 3の形状に合わせて、モールド 3の外周縁部分を全周に渡り設けられることが好ましぐ図 3 (a)に示すように円形のモールド 3では円状、図 3 (b)に示すように方形のモールド 3では方形とする。また、円形のモールド 3では、図 3 (c)に示すように、押さえ部材 5の円形の一部が欠けていてもよぐ方形のモールド 3では、図 3 (d)に示すように、少なくともモールド 3 の 4角が押さえてあればよ、。

[0043] 押さえ部材 5は、基板保持部材 2にボルトによって直接固定されたり、基板保持部材 2側に固定されたガイド部材によってガイドされたりすることで取り付けられる。例えば、図 4に示すように、押さえ部材 5の剛性部材 5aの外側外周面に突起部 5cが設けられ、クリップ状のガイド部材 10が基板保持部材 2の外周面にボルト 10aなどで固定され、ガイド部材 2の他端が押さえ部材 5の突起部 5cに引っ掛力ることで、押さえ部材 5が取り付けられる。このとき、ガイド部材 10は押さえ部材 5の弾性部材 5bの変形を阻害しな!、ように押さえ部材 5を保持する。

[0044] 次に、上述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説明する。なお、以下の例は、転写層 laに熱可塑性榭脂を用いて転写層 laを冷却によって硬化する熱式のインプリントにつヽて示す。

[0045] 図 5は、インプリント方法を模式的に説明するための図であり、図 6は、インプリント方法のフローチャートである。図 6において各ステップには番号を付して説明する。

[0046] ステップ S1では、図 5 (a)に示すように、転写層 laが表面に形成された基板 1を基板保持部材 2の基板保持面に中心部を合わせて取り付け、このとき基板保持部材 2 の基板保持位置の外側に押さえ部材 5を取り付ける部分を残しておく。

[0047] ステップ S2では、パターンが形成されたモールド 3をモールド保持部材 4のモールド保持面に中心部を合わせて載置し、真空吸着部 4aによってモールド 3の裏面中央部を吸着して保持する。

[0048] ステップ S3では、位置調整装置 8によって基板 1とモールド 3の相対的な位置を調整する。なお、次のステップ S4で押さえ部材 5を取り付けて力も位置調整を行ってもよい。 [0049] 次、で、ステップ 4では、押さえ部材 5の弾性部材 5b側を基板保持部材 2の基板保持位置の外側に取り付ける。このとき、押さえ部材 5の剛性部材 5a側がモールド保持部材 4に保持されたモールド 3の外周縁部分に対向するように取り付け位置を調整する。なお、処理の度に押さえ部材 5を取り付けるようにしなくともよぐ例えば基板の種類やロットが変わる際に交換し、それ以外は基板保持部材 2に常時取り付けた状態にすることちでさる。

[0050] 次、で、ステップ S5では、温度調整装置 6によって、基板保持部材 2とモールド保持部材 4のそれぞれのヒーター 6a及び 6bの昇温を調整して、基板 1及びモールド 3 の温度を転写層 laが軟化する温度以上になるまで加熱する。

[0051] このとき、モールド 3が加熱による熱変形によって膨張する力モールド 3は、裏面中央部のみが吸着保持されているため、中央部を中心として外側にモールド保持面をスライドして広がる。これによつて、モールド 3の不均一なたわみを防いでモールド面を平坦に保つ。

[0052] ステップ S6では、図 5 (b)に示すように、モールド 3が十分に加熱されてその熱膨張が終了した状態で、駆動装置 7によって、基板面とモールド面を平行に保ちながら、基板保持部材 2をモールド保持部材 4に近づける方向（図 5中 Xで示し、以下押し付け方向と称する）に駆動する。基板保持部材 2を X方向に移動させると、まず、基板 1 上の転写層 laとモールド 3の間に隙間を残した状態で、モールド 3の外周縁部分に押さえ部材 5の剛性部材 5aが接触する (ステップ S 7)。さらに、基板保持部材 2がモ一ルド保持部材 4に近づくと、基板 1上の転写層 laとモールド 3の間の距離が狭まり、押さえ部材 5の弾性部材 5bが収縮されながら、押さえ部材 5とモールド 3の接触面に圧力が加えられ、押さえ部材 5がモールド 3の外周縁端部を堅く押さえ、モールド 3の外周縁部分の位置がモールド保持部材 4に対して固定される。押さえ部材 5は、基板保持部材 2とモールド保持部材 4とが近づくにつれて、さらにモールド 3の外周縁部分を堅く押さえるようになる。

[0053] これによつて、これ以降のステップで、モールド 3が加熱されたり冷却されたりして、モールド 3が温度変化によって熱変形しても、モールド 3の外周縁部分がモールド保持部材 4に対し機械的に固定されているため、モールド 3の伸縮変形を抑えることができる。

[0054] また、モールド 3が加熱されて温度調整が終了した後に、モールド 3の外周縁部分の位置を押さえ部材 5によって固定して押さえるため、モールド 3の加熱過程での熱変形の影響を排除することができる。

[0055] また、押さえ部材 5がモールド 3と接する面が剛性部材 5aであるため、押さえ部材 5 とモールド 3との摩擦によって、モールド 3が伸縮する力に対して、モールド 3の外周縁部分をより堅く固定することができる。

[0056] また、押さえ部材 5が弾性部材 5bを備えるため、モールド 3を均質な圧力で加圧することがでさる。

[0057] ステップ S8では、図 5 (c)に示すように、基板保持部材 2をさらに押し付け方向 Xに駆動し、基板 1上の転写層 laとモールド 3間の距離を縮めて接触させる。さらに、基板保持部材 2を X方向に移動させ、基板 1上の転写層をモールド 3に押し付ける (ステップ S9)。基板 1上の転写層 laは加熱によって軟ィ匕状態にあるため、転写層 laがモ一ルド 3のパターン形状に沿って変形する。なお、モールド 3が転写層 laの軟ィ匕温度まで加熱されているため、転写層 laがモールド 3のパターン形状に沿ってより流動性を保ちつつ変形する。圧力及び保持時間は、モールド 3のパターン形状や転写層 la の材料によって設定される。また、図 5 (b)の状態のモールド 3を押さえ部材 5により押し付けるときの圧力と、図 5 (c)の状態のモールド 3のパターン面を押し付け基板 1上の転写層 laに転写する時の圧力を異ならしてもよい。もちろん図 5 (b)〜図 5 (c)にお V、て、一定の圧力で基板保持部材 2を方向 Xに駆動してもよ、ことは、うまでもな、。また、図 5 (c)のパターン面を押し付け基板 1上の転写層 laに転写する直前に、基板保持部材 2の方向 Xへの移動をー且停止し、モールド 3が押さえ部材 5により確実に所定位置に固定されていることをインプリント装置に設けられた図示せぬセンサーからの検知信号に基づ、て制御装置 9による自動判定のステップを^ &み込んでもよ!ヽし、インプリント装置のオペレータによる目視の確認ステップを組み込んでもよい。

[0058] このとき、基板保持部材 2とモールド保持部材 4の距離が縮まるにつれて、押さえ部材 5の弾性部材 5bが収縮されながら、剛性部材 5aがモールド 3を加圧し、より堅くモ一ルド面を押さえる。 [0059] 次!、で、ステップ S 10で、基板保持部材 2とモールド保持部材 4のヒーター 6a、 6b を停止し、基板 1とモールド 3の温度を降下させる。すなわち、基板 1とモールド 3を冷却する。これによつて、転写層 laの温度を硬化温度まで下げ、転写層 laを硬化する (ステップ 11)。温度調整装置 6によって冷却温度を調整し、また温度降下の勾配を調整してちょい。

[0060] このとき、モールド 3は加熱状態力も冷却されて、熱変形によって内側に向けて収縮する力が働くが、モールド 3の外周縁部分が押さえ部材 5によって機械的に固定されているため、この収縮によるモールド 3の移動を抑えることができる。そのため、基板 1上の転写層 laとモールド 3の接触面のズレを防止し、パターン形状の精度を良好に保つことができる。また、基板 1とモールド 3間のズレによる負荷が押さえられるため、基板 1とモールド 3の損傷を防ぐことができ、また転写層 laに転写されるパターンの損傷も防ぐことができる。

[0061] ステップ S12〜13では、図 5 (d)に示すように、転写層 laの硬化後、基板保持部材 2をモールド保持部材 4力遠ざ力る方向（図 5中 Y方向、以下剥離方向と称する）に移動し、基板 1上の転写層 laとモールド 3を剥離する。

[0062] このとき、基板保持部材 2が Y方向に移動し、基板保持部材 2とモールド 1間の隙間が広がるにつれて、押さえ部材 5の弾性部材 5bが剥離方向に膨張するため、押さえ部材 5の剛性部材 5aがモールド面を押さえたまま、基板 1上の転写層 laとモールド 3 が剥離する。そのため、基板 1上の転写層 laとモールド 3の剥離時に転写層 la面へ掛かる応力を、押さえ部材 5とモールド 3との接触面によって吸収し、転写層 laへの負荷を抑え基板 1及び転写層 laの損傷を防止することができる。

[0063] ステップ S13〜14では、図 5 (e)に示すように、さらに基板保持部材 2を剥離方向 Y に移動することで、押さえ部材 5がモールド 3から離れる。

[0064] このとき、モールド 3は、加熱状態 (ステップ S5〜7)から、冷却状態 (ステップ S 10〜

11)まで、温度が低下しているため、熱収縮によって内側に収縮する力が働く。そのため、押さえ部材 5がモールド 3から離れるときに、モールド 3と押さえ部材 5には、モ一ルド 3が内側に伸縮する力による反力が発生する。これに対し、押さえ部材 5は、剛性部材 5aでモールド 3と接しているため、剥離時にモールド 3に掛力る抵抗を抑え、モールド 3などの部材の損傷を防ぐことができる。

[0065] 上述した実施形態によれば、モールドの加熱後からモールドと基板上の転写層の剥離後まで、モールドの外周縁部分を押さえ部材によって押さえるため、モールドの熱変形による収縮を抑えて、モールドと基板上の転写層の接触時のズレを防ぎ、モ一ルドのパターン形状をより正確に基板上の転写層に転写することができる。

[0066] なお、本発明は、上述した構成に限定されることはなぐモールドの外周縁部分を押さえ付けた状態で、モールドの表面に形成したパターンを基板上の転写層に押し付けることができるものであれば、大きさ，形状，材質などを適宜変更することができる。このような構成によれば、モールドがプロセス中に温度変化によって熱変形の影響を受ける場合に、モールドの外周縁部分でモールド位置を固定して、モールドの熱変形を抑えるため、接触面のズレを防いで、パターンを正確に転写することができる。また、モールドと基板のズレによって部材が損傷することを防止する。

[0067] また、モールドの温度調整後からモールドと基板上の転写層の剥離後まで、モールドの外周縁部分を押さえ付けることで、モールドが温度調整後に熱変形した状態でモールドの外周縁部分を押さえるため、モールド面のたわみを防ぐことができる。また、モールドと基板上の転写層の剥離後までモールドの外周縁部分を押さえ付けることで、モールドと基板上の転写層の接触面のズレを防ぐことができる。

[0068] また、モールドを裏面側力保持するモールド保持部材力モールドの中央部のみ吸着保持することによって、モールドが熱変形する際にモールドの中央部を中心として外側に伸縮するため、モールド面のたわみをより防いだ状態で、モールドの外周縁部分を押さえることができる。

[0069] また、モールドの外周縁部分に剛性部材の一方面を対向させ、この剛性部材の他方面を弾性部材を介して加圧し、モールドの外周縁部分を押さえることで、モールドを剛性部材によって堅く押さえるとともに、弾性部材によってモールド面を均一な圧力で押さ免ることができる。

[0070] 本発明の押さえ部材は、上述した構成に限定されず、基板保持部材の基板保持位置の外側の部分によって加圧され、モールド保持部材に保持されたモールドの外周縁部分を押さえる構成であればよい。このような構成によれば、基板上の転写層とモ一ルドを押し付けるときに、基板保持部材とモールド保持部材の距離が縮まると、押さえ部材がモールドの外周縁部分を押さえるため、簡単な構成でモールドの熱変形を抑えることができる。

[0071] また、押さえ部材は、モールド側が剛性部材であり基板保持部材側が弾性部材であることより、モールドを剛性部材によって堅く押さえるとともに、弾性部材によってモ一ルド面を均一な圧力で押さえることができる。また、押さえ部材の厚みは弾性部材によって伸縮するため、押さえ部材とモールドの接触タイミングを調整することができる。

[0072] (第 2実施形態）

以下、本発明の第 2実施形態を図 7を用いて説明する。なお、上述した第 1実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、同様の構成については説明を省略する。

[0073] 図 7は、本実施形態のインプリント装置の断面模式図である。

[0074] 図 7に示すインプリント装置は、上述した第 1実施形態のインプリント装置の構成を上下逆さにしたものであり、基板保持部材 2を基板保持面を垂直方向上方に向けて固定し、モールド保持部材 4を基板保持部材 2の上方カゝら近づける方向及び遠ざかる方向（図 7において上下方向）に駆動する。

[0075] このような構成によれば、基板保持部材 2の基板保持面が上向きになり、押さえ部材 5を基板保持部材 2の上方力取り付けることができるため、押さえ部材 5の取り付け位置の確認や調整が簡単となる。

[0076] (第 3実施形態）

以下、本発明の第 3実施形態を図 8を用いて説明する。なお、上述した第 1実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、同様の構成については説明を省略する。

[0077] 図 8は、本実施の形態のインプリント装置の断面模式図である。

[0078] 図 8に示す押さえ部材 5は、剛性部材 5aがモールド 3と接する面側であって、基板保持部材 2の基板保持位置側に、エアーブローを行なうためのエアーブロー吹き出し機構 11を備える。このエアーブロー吹き出し機構 11は、例えば多孔質材料などからなる吹き出し口であり、この吹き出し口に不図示のポンプなどによって、例えば、空気、 N (窒素）、又はこれらの気体に剥離時の静電気によるコンタミの付着を抑えるためにイオンを混入した気体などが送り込まれるものであり、基板 1上の転写層 laとモ一ルド 3が接触した状態で、接触界面に向けて、エアーブローを行なう。このエアーブロー吹き出し機構 11は、基板 1上の転写層 laとモールド 3の剥離時に、接触界面にエアーブローを行って、剥離工程をよりスムースかつ容易にする。

[0079] (第 4実施形態）

以下、本発明の第 4実施形態を図 9を用いて説明する。なお、上述した第 1実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、同様の構成については説明を省略する。

[0080] 図 9は、本実施の形態のインプリント装置の断面模式図である。

[0081] 図 9に示す押さえ部材 5は、基板保持部材 1側が弾性部材 5bであり、モールド側が剛性部材 5aであり、モールド 3と接する面がモールド 3との摩擦係数が大き、摩擦部材 5dによって被覆されている。摩擦部材 5dとしては、一例として、その表面に摩擦力を高めるために微細な凹凸形状やディンプル形状が形成されている部材などを用いることがでさる。

[0082] 摩擦部材 5dがモールド面と接することで、押さえ部材 5による押さえ方向と垂直な方向のモールド 3の移動をさらに抑制することができるため、モールド 3の伸縮に対してより堅くモールド 3をモールド保持部材 4に固定することができる。

[0083] なお、本発明は、上述した構成に限定されず、モールド 3と押さえ部材 5の接触面の摩擦力を高める構成であればよぐ押さえ部材 5の剛性部材 5aに表面処理を行つて摩擦力を高めたり、モールド 3側に摩擦力を高める摩擦面を設けてもよい。

[0084] (第 5実施形態）

以下、本発明の第 5実施形態を図 10及び図 11を用いて説明する。なお、上述した第 1実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、同様の構成については説明を省略する。

[0085] 図 10は、本実施の形態のインプリント装置の断面模式図である。

[0086] 図 10に示すインプリント装置では、モールド保持部材 4のモールド保持位置（モールド保持領域)の外側であって、基板保持部材 2に取り付けられた押さえ部材 5と対向する位置に、モールド 3面力押さえ部材 5側に突出して、押し付け方向 Xに伸縮する弾性支持部材 12が設けられている。 [0087] この弾性支持部材 12は、基板保持部材 2が X方向に駆動すると、まず、押さえ部材 5の下面を支持する。さらに押さえ部材 5がモールド面に接触するまで、弾性支持部材 12は弾性によって収縮しながら押さえ部材 5の下面を支持する。これによつて、押さえ部材 5がモールド 3に接するときの衝撃を弾性支持部材 12が吸収し、押さえ部材 5がモールド 3を押さえるときに、モールド面への傷を抑え、またモールド 3の位置ズレを防止する。

[0088] 図 11に本実施形態の変形例を示す。

[0089] 図 11に示すインプリント装置では、押さえ部材 5が弾性支持部材 12上に取り付けられ、基板保持部材 2と離れて設置される。この状態で、基板保持部材 2を押し付け方向 Xに駆動させることで、基板 1上の転写層 laとモールド 3の接触より先に、基板保持部材 2が押さえ部材 5の背面に接触し、押さえ部材 5を押し付け方向 Xに加圧する。さらに、基板保持部材 2が X方向に移動すると、押さえ部材 5の剛性部材 5aがモールド 3に接触し、モールド 3が加圧され外周縁部分の位置がモールド保持部材 4に対して固定された後に、基板 1上の転写層 laとモールド 3が接触し加圧され、モールド 3のパターンが基板 1上の転写層 laに転写される。

[0090] このような構成によれば、押さえ部材 5を基板保持部材 2に取り付ける作業を省くことができる。例えば、押さえ部材 5と弾性支持部材 12を組み立てた状態で、弾性支持部材 12をモールド保持部材 4に設置すればよい。

[0091] 以上説明したように、本発明のインプリント方法は、表面にパターンが形成されたモ一ルドを、基板上の転写層に押し付けて前記モールドのパターン形状を前記転写層に転写するインプリント方法であって、前記モールドの表面の外周縁部分を、前記基板を保持する基板保持部材によって加圧される押さえ部材で押さえ付けた状態で、前記モールドを前記基板上の前記転写層に押し付けることで、モールドの熱変形によるパターン形状のズレを防止し、基板上の転写層にパターン形状を正確に転写することがでさる。

[0092] また、本発明のインプリント装置は、表面にパターンが形成されたモールドを、基板上の転写層に押し付けて前記モールドのパターン形状を前記転写層に転写するインプリント装置であって、前記基板を保持する基板保持部材と、前記モールドを保持するモールド保持部材と、前記基板保持部材の基板保持位置の外側の部分によって加圧され、前記モールドの表面の外周縁部分を押さえ付ける押さえ部材と、を有することで、モールドの熱変形によるパターン形状のズレを防止し、基板上の転写層にパターン形状を正確に転写することができる。

[0093] 最後に、図 1に示すインプリント装置を用いて磁気ディスクを製造する手法について、図 12〜図 15を参照しながら説明する。

[0094] まず、図 12は、磁気ディスク製造用のモールド 3に形成されたパターン形状の一例を示す図である。図 12に示すように、モールド 3のパターン形成面には、パターンドデータトラック部 31、サーボパターン部 32に対応する凹凸が形成されている。特に、ノターンドデータトラック部 31に対応するパターンは、一定の間隔で全面に形成される約 25nm程度の微細なパターンである。近年、益々高容量化する磁気ディスクは、密度が 500Gbpsi (GbitZinch²)以上、特に 1〜： LOTbpsi程度の非常に高い面記録密度に相当する超微細パターンを形成するのが効果的である。そのため、約 25η mのビット間隔のパターンを形成したモールドを用いることにより、記録密度がおよそ lTbpsiの高密度パターン記録媒体を作製することが可能となる。このような微細なパターンは、高精細パターンが形成可能な電子線描画により形成するのが望まし、。

[0095] 続いて、図 13〜図 15を参照しながら磁気ディスクを製造する工程について説明する。なお、図 13及び図 14は、各工程を模式的に示した図であり、図 15は、そのフロ一チャートである。

[0096] まずステップ S101では、図 13 (a)に示すように、特殊カ卩エイ匕学強化ガラス、 Siゥェノ、、アルミ板、他の材料力なる記録媒体用ベース基板 108を準備する（ベース基板 108の準備)。そして、ベース基板 108の上に、スパッタリング等で記録膜層 107を成膜する（記録膜層 107の形成)。垂直磁気記録媒体の場合には、軟磁性下地層、中間層、強磁性記録層、等の積層構造体となる。続いて、記録膜層 107の上にスパッタリング等で Taや Ti等のハードマスク層（メタルマスク層） 106を形成する（ノヽードマスク層 106の形成)。さら〖こ、ハードマスク層 106の上に、転写材料として、例えばポリメタクリル酸メチル榭脂（PMMA) t ヽつた熱可塑性榭脂をスピンコート法等で塗布する（転写層 105の形成)。 [0097] ステップ S102では、図 13 (b)に示すように、基板保持部材 2の表面に載置された基板の転写層 105対して、パターン形成面が対向するように下方に向けられたモールド 3をモールド保持部材 4に取り付ける（モールドの取り付け）。このとき、モールド保持部材 4と基板保持部材 2の水平方向の位置調整が行われる。

[0098] ステップ S103では、詳しくは図 6に示したフローチャートに従ってインプリント工程が行われる。すなわち、必要に応じて装置内を減圧し、転写層 105が流動性を持つ温度までモールド 3及び基板を加熱した後、モールド 3の外周縁部分を押さえ部材 5 (不図示)で押さえ付けた状態で、モールド 3を転写層 105に押し付ける（図 13 (c) )。例えば、ポリメタクリル酸メチル榭脂（PMMA)を用いた場合、ガラス転移温度は 100 °C前後なので、ガラス転移温度以上の 120〜200°C (例えば 160°C程度)まで加熱する。そして、 l〜10000kPa (例えば lOOOkPa程度）の押圧力でモールド 3を転写層 105に押圧する。その際、転写層 105から、塗布時の溶媒の残りゃ榭脂に含まれていた水分等の脱ガスが発生する為、インプリント装置内を達成真空度が数百 Pa以下 (例えば lOPa程度)の真空状態にすることが望ましい。続いて温度調整により転写層 105を冷却して榭脂を硬化させた後、装置内の雰囲気を元に戻し、モールド 3を転写層 105から剥がすことで、転写層 105にパターンが転写される（図 13 (d) )。

[0099] ステップ S104では、インプリント装置から取り出された基板に対して、 Oガス等を用

2

V、たソフトアツシング等を行って転写層 105の残膜を除去する (残膜層除去)。これにより、残った転写層 105のパターン力ハードマスク層 106をエッチングするためのェツチングマスクとなる（図 13 (e) )。

[0100] ステップ S105では、図 13 (f)に示すように、 CHFガス等を用いてハードマスク層 1

3

06のエッチングを行い、ハードマスク層 106にパターンを形成する。その後、図 13 (g )に示すように、ウエットプロセスやアツシング等を行って残存するエッチングマスク（転写層 105)を除去する（ノヽードマスク層にパターン形成)。

[0101] ステップ S 106では、図 13 (h)に示すように、パターンが形成されたハードマスク層 106をエッチングマスクとして、 Arガス等を用いたドライエッチングを行って記録膜層 107にパターンを形成する（記録膜層 107にパターン形成)。その後、図 13 (i)に示すように、ウエットプロセスやドライエッチング等を行って残存するハードマスク層 106 を除去する。

[0102] ステップ S107では、図 13 (j)に示すように、スパッタリングや塗布により、記録膜層 107の凹部に非磁性材料 109 (磁気記録媒体の場合は SiO等の非磁性材料)を埋

2

め込む (非磁性材料 109の埋込)。

[0103] ステップ S108では、図 13 (k)に示すように、エッチングやケミカルポリシュ等により表面を研磨して平坦化する（平坦化)。これによつて記録材料が非記録性材料 109 によって分離された構造が形成されることになる。

[0104] ステップ S 109では、図 13 (1)〖こ示すよう〖こ、 CVDやスパッタリングを行ってカーボン等の表面保護層 111を形成し、さらに、デイツビング法等により潤滑層 110を形成する（表面処理)。

[0105] このようにして微細パターン構造を持つ磁気ディスクが製造され、最後に、これを磁気ディスク媒体の駆動系 (スピンドルモータ、回転駆動制御回路など）と磁気情報のリード'ライト機構 (磁気ヘッド、サスペンション、エラー訂正回路など）を有するハードデイスクドライブに組み込んで、磁気記録装置が完成する。

[0106] 本発明のインプリント方法およびインプリント装置は、図 12に一例を示すような約 25 nmの微細なパターンを転写する場合であっても、所定の温度まで加熱されたモールド 3の外周縁部分を押さえ部材 5で押さえ付けた状態で、モールド 3のパターン形成面を転写層 105に押し付け、冷却により榭脂を硬化させるようにしているので、プロセス温度の変化によるモールド 3の熱伸縮を抑制し、パターンを高精度に転写することができる。

[0107] 以上、本発明の具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限り様々な変形が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者にとって自明なことである。従って、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなぐ特許請求の範囲及びこれと均等なものに基づいて定められるべさである。

Claims

請求の範囲

[1] 表面にパターンが形成されたモールドを、基板上の転写層に押し付けて前記モールドのパターン形状を前記転写層に転写するインプリント方法であって、

前記モールドの表面の外周縁部分を、前記基板を保持する基板保持部材によって加圧される押さえ部材で押さえ付けた状態で、前記モールドを前記基板上の前記転写層に押し付けることを特徴とするインプリント方法。

[2] 前記モールドを所定の温度に調整した後から、前記モールドを前記基板上の前記転写層に押し付けて剥離するまでの間、前記モールドの表面の外周縁部分を押さえ付けることを特徴とする請求項 1に記載されたインプリント方法。

[3] 前記モールドの表面の全周にわたる外周縁部分を前記押さえ部材で押さえ付けることを特徴とする請求項 1又は 2に記載されたインプリント方法。

[4] 前記モールドの表面の外周縁部分を、前記モールドを保持するモールド保持部材に押し付けることを特徴とする請求項 1から 3のいずれ力 1項に記載されたインプリント方法。

[5] 前記モールドの中央部分をモールド保持部材で吸着保持した状態で、前記モールドの表面の外周縁部分を押さえ付けることを特徴とする請求項 1から 4のいずれか 1 項に記載されたインプリント方法。

[6] 前記モールドの表面の外周縁部分に剛性部材を対向させ、前記剛性部材を、弾性部材を介在させて裏面力押圧して、前記モールドの表面の外周縁部分を押さえ付けることを特徴とする請求項 1から 5のいずれか 1項に記載されたインプリント方法。

[7] 前記剛性部材に設けたエアーブロー吹き出し機構によって、前記モールドのバターン形成面と前記基板上の前記転写層の接触界面にエアーブローを行うことを特徴とする請求項 6に記載されたインプリント方法。

[8] 前記モールドの表面の外周縁部分を、摩擦係数の大きい押さえ部材の表面で押さえ付けることを特徴とする請求項 1から 7のいずれか 1項に記載されたインプリント方法。

[9] 前記モールドの表面の外周縁部分に抑え部材を対向させると共に、前記押さえ部材と前記モールド保持部材との間に弾性支持部材を介在させ、当該弾性支持部材の弾性による反力を前記押さえ部材に加えながら、前記押さえ部材をモールドの表面に接触させることを特徴とする請求項 1から 8のいずれ力 1項に記載されたインプリント方法。

[10] 表面にパターンが形成されたモールドを、基板上の転写層に押し付けて前記モールドのパターン形状を前記転写層に転写するインプリント装置であって、

前記基板を保持する基板保持部材と、

前記モールドを保持するモールド保持部材と、

前記基板保持部材の基板保持位置の外側の部分によって加圧され、前記モールドの表面の外周縁部分を押さえ付ける押さえ部材と、

を有することを特徴とするインプリント装置。

[11] 前記押さえ部材は、前記モールドを所定の温度に調整した後から、前記モールドを前記基板上の前記転写層に押し付けて剥離するまでの間、前記モールドの表面の外周縁部分を押さえ付けるように制御されることを特徴とする請求項 10に記載されたインプリント装置。

[12] 前記押さえ部材は、前記モールドの表面の全周にわたる外周縁部分を押さえ付ける面を有して、ることを特徴とする請求項 10又は 11に記載されたインプリント装置。

[13] 前記押さえ部材は、前記モールドの表面の外周縁部分を、前記モールド保持部材に押し付けることを特徴とする請求項 10から 12のいずれ力 1項に記載されたインプリント装置。

[14] 前記モールド保持部材は、前記モールドの中央部を裏面側から吸着保持する吸着保持機構を備えたことを特徴とする請求項 10から 13のいずれか 1項に記載されたィンプリント装置。

[15] 前記押さえ部材は、前記モールドの表面側が剛性部材であり前記基板保持部材側が弾性部材で構成されていることを特徴とする請求項 10から 14のいずれか 1項に記載されたインプリント装置。

[16] 前記剛性部材は、前記モールドのパターン形成面と前記基板上の前記転写層の接触界面にエアーブローを行うエアーブロー吹き出し機構を備えていることを特徴とする請求項 15に記載されたインプリント装置。

[17] 前記押さえ部材は、前記モールドの表面と接する面が、摩擦係数の大きい面で形成されていることを特徴とする請求項 10から 16のいずれか 1項に記載されたインプリント装置。

[18] 前記モールド保持部材のモールド保持領域の外側に設置され、前記モールドの外周縁部分に向力つて接近してくる押さえ部材に対して弾性による反力を加えながら前記押さえ部材をモールドに接触させる弾性支持部材を備えたことを特徴とする請求項 10から 17のいずれ力 1項に記載されたインプリント装置。