(57)【要約】【課題】  本発明は、比較的コンパクトな装置で、気泡の入り込みを低減して被転写体に微細構造を転写できるスタンパ、該スタンパを製造できるスタンパ製造装置またはその製造方法、及び前記スタンパを用いスループットの高い被転写体への微細構造転写方法を提供することにある。【解決手段】  本発明は、スタンパ基材と、前記スタンパ基材の表面にパターン形成樹脂で形成された凸状の曲面に沿った微細構造パターンとを有する。また本発明は、原盤を、微細構造パターンが形成された片面とは反対側に凸状の曲面形状に変形させ、パターン形成樹脂が塗布されたスタンパ基材に、前記凸状の曲面形状を有する前記原盤を押し付けて、塗布された前記パターン形成樹脂に前記微細構造パターンを転写し、前記転写した状態で前記原盤を元の状態に戻し、戻し後、前記転写微細構造パターンを露光し、スタンパ基材に凸状の曲面形状に沿った転写微細構造パターンを有するスタンパを製造する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタンパ基材と、前記スタンパ基材の表面にパターン形成樹脂で形成された凸状の曲面に沿った微細構造パターンと、を有することを特徴とするスタンパ。
【請求項２】
スタンパ基材にパターン形成樹脂を塗布する塗布ユニットと、
該パターンが片面に形成された原盤を保持する原盤保持ベースと、
前記原盤を、凸状の曲面に変形させ、元の状態に戻すことが可能な原盤変形手段と、
前記パターン形成樹脂が塗布された前記スタンパ基材に、前記スタンパ基材とは反対側に前記凸状の曲面を有する前記原盤を押し付けて、前記微細構造パターンを転写して凸状の曲面に沿った転写微細構造パターンを形成し、前記原盤が元の状態に戻った状態で前記転写微細構造パターンを露光する転写露光ユニットと、
前記転写微細構造パターンを前記原盤の前記微細構造パターンから剥離する剥離ユニットと、
を有し、前記スタンパ基材に前記転写微細構造パターンを有するスタンパを製造することを特徴とするスタンパ製造装置。
【請求項３】
請求項２記載のスタンパ製造装置において、
前記原盤を保持する前記原盤保持ベースの保持面は凸状の曲面に変形可能であり、
前記変形手段は、前記原盤保持ベースの内部に設けた内部空間と、前記空間内の圧力を制御する圧力制御手段と備える、
ことを特徴とするスタンパ製造装置。
【請求項４】
請求項２記載のスタンパ製造装置において、
前記原盤を保持する保持面は凸状の曲面を有し、変形可能であり、
前記変形手段は、前記保持面と前記原盤とで形成される外部空間の圧力を制御する圧力制御手段と備える、
ことを特徴とするスタンパ製造装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載のスタンパ製造装置において、
前記変形手段は、前記内部空間又は前記外部空間を前記スタンプ基材側に凸状にする圧力制御手段を備えることを特徴とするスタンパ製造装置。
【請求項６】
スタンパ基材にパターン形成樹脂を塗布する塗布ステップと、
微細構造パターンが片面に形成された原盤を原盤保持ベースの保持する原盤保持ステップと、
前記原盤を、前記片面とは反対側に第１の凸状の曲面形状に変形させる第１の原盤凸状変形ステップと、
前記パターン形成樹脂が塗布された前記スタンパ基材に、前記凸状の曲面形状を有する前記原盤を押し付けて、塗布された前記パターン形成樹脂に前記微細構造パターンを転写する転写ステップと、
前記転写した状態で前記原盤を元の状態に戻す原盤復帰ステップと、
該原盤復帰ステップ後、前記転写微細構造パターンを露光する露光ステップと、
該露光ステップ後、前記転写微細構造パターンを前記原盤の前記パターンから剥離する剥離ステップと、
を有し、前記スタンパ基材に第２の凸状の曲面形状に沿った前記転写微細構造パターンを有するスタンパを製造することを特徴とするスタンパ製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のスタンパ製造方法において、
該露光ステップ後、前記原盤を前記スタンパ基材側に第３の凸状の曲面形状に変形させる第２の原盤凸状変形ステップと備え、
前記剥離ステップは、該第２の原盤凸状変形ステップ後に行うことを特徴とするスタンパ製造方法。
【請求項８】
被転写体に第１のパターン形成樹脂を塗布する塗布ステップと、
表面に第２のパターン形成樹脂で形成された凸状の曲面形状に沿って微細構造パターンが形成されたスタンパを、前記第１のパターン形成樹脂に押し当て、前記第２のパターン形成樹脂と前記第１のパターン形成樹脂との接触面を順次周囲に広げて前記微細構造パターンを転写する第１の転写ステップと、
前記微細構造パターンが平面状になった所定微細構造パターンを得るように、前記スタンパを前記第１のパターン形成樹脂に、さらに押し当てる第２の転写ステップと、
前記第２の転写ステップ後に、前記微細所定パターンを露光する露光ステップと、
該露光ステップ後、前記微細所定パターンを前記スタンパから剥離する剥離ステップと、
を有し、前記被写体に前記微細所定パターンを転写することを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項９】
前記第１の転写ステップの前に、前記スタンパの前記微細構造パターンをさらに急峻な凸状の曲面形状にする曲面形成ステップと、
前記第１の転写ステップの後であって、前記第１の転写ステップの実施中に、前記急峻な凸状の曲面形状を緩和する緩和ステップと、
を有することを特徴とする請求項８に記載の微細構造転写方法。
【請求項１０】
前記スタンパを前記被転写体の両側に設け、前記各ステップをそれぞれ前記両側に行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の微細構造転写方法。
【請求項１１】
前記被転写体の剛性は、前記微細構造パターンを固定するスタンパ基材の剛性よりも高いことを特徴とする請求項８又は９に記載の微細構造転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造を有するパターン原版から転写されたスタンパ、該スタンパのスタンパ製造装置及びその製造方法並びに前記スタンパにより被転写体の表面に微細構造を転写する微細構造転写方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細なパターン形成を低コストで行うためのインプリント技術が提案されている。このインプリント技術は、形成しようとする所定パターンの凹凸に対応する凹凸（表面形状）が形成されたスタンパを、例えば所定の基板上に樹脂層を形成して得られる被転写体に型押しするものであり、微細構造パターンを被転写体の樹脂層に形成することができる。そして、このインプリント技術は、ハードディスク等の大容量記録媒体における記録ビットのパターンの形成や、半導体集積回路のパターンの形成への応用が検討されている。
【０００３】
ハードディスク等の記録媒体の製造工程におけるインプリント装置では、転写パターンの原盤としてスタンパを必要とする。このスタンパの製造工程においては、電子ビーム加工装置などにより微細加工された上位のパターン原盤を、スタンパ基材上の樹脂層に転写することでスタンパを製造する。この転写による製造方法は、熱インプリントもしくは光インプリントを使用して行われる。
【０００４】
このような従来のインプリント技術としては、特許文献１がある。特許文献１には微細構造を転写する方法において、表面にレジスト(パターン形成樹脂)がコーティングされた被転写体に裏面を真空吸引してスタンパを密着、加圧させる際に、スタンパを凸状に変形させて密着面を中心部から周辺部に拡大させていくことで、被転写体とスタンパとの間に気泡の入り込みを防止することに関する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１１１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した特許文献１に記載されている転写方式は、真空を使用してスタンパを凸状に変形させ、平面である被転写体に中心部から周辺部へ密着させ気泡入り込みを防止する方式である。このため、被転写体に変形させたスタンパを密着させる過程において、スタンパと被転写体の密着領域が拡大しパターン終端付近まで平面となる周辺部では、スタンパの剛性により真空が破壊され、変形が維持できなくなる可能性があった。変形が維持できない場合、中心から周辺部へ順番に密着せず、気泡の入り込みが発生する。この問題を解決するためには、スタンパ端とパターン終端との距離を大きくし剛性を低下させる、つまりスタンパサイズを大きく、さらには装置サイズを大きくしなければならない、という問題があった。
【０００７】
従って、本発明の第１の目的は、比較的コンパクトな装置で、気泡の入り込みを低減して被転写体に微細構造を転写できるスタンパを提供することである。
また、本発明の第２の目的は、第１の目的を達成できるスタンパを製造できるスタンパ製造装置またはその製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、第１の目的を達成できるスタンパを用い被転写体に微細構造を転写できるスループットの高い被転写体への微細構造転写方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、スタンパ基材と、前記スタンパ基材の表面にパターン形成樹脂で形成された凸状の曲面に沿った微細構造パターンとを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、スタンパ基材にパターン形成樹脂を塗布する塗布ユニットと、該パターンが片面に形成された原盤を保持する原盤保持ベースと、前記原盤を、凸状の曲面に変形させ、元の状態に戻すことが可能な原盤変形手段と、前記パターン形成樹脂が塗布された前記スタンパ基材に、前記スタンパ基材とは反対側に前記凸状の曲面を有する前記原盤を押し付けて、前記微細構造パターンを転写して凸状の曲面に沿った転写微細構造パターンを形成し、前記原盤が元の状態に戻った状態で前記転写微細構造パターンを露光する転写露光ユニットと、前記転写微細構造パターンを前記原盤の前記微細構造パターンから剥離する剥離ユニットと、を有し、前記スタンパ基材に前記転写微細構造パターンを有するスタンパを製造することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明は、スタンパ基材にパターン形成樹脂を塗布する塗布ステップと、微細構造パターンが片面に形成された原盤を原盤保持ベースの保持する原盤保持ステップと、前記原盤を、前記片面とは反対側に第１の凸状の曲面形状に変形させる第１の原盤凸状変形ステップと、前記パターン形成樹脂が塗布された前記スタンパ基材に、前記凸状の曲面形状を有する前記原盤を押し付けて、塗布された前記パターン形成樹脂に前記微細構造パターンを転写する転写ステップと、前記転写した状態で前記原盤を元の状態に戻す原盤復帰ステップと、該原盤復帰ステップ後、前記転写微細構造パターンを露光する露光ステップと、該露光ステップ後、前記転写微細構造パターンを前記原盤の前記パターンから剥離する剥離ステップと、を有し、前記スタンパ基材に第２の凸状の曲面形状に沿った前記転写微細構造パターンを有するスタンパを製造することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、被転写体に第１のパターン形成樹脂を塗布する塗布ステップと、表面に第２のパターン形成樹脂で形成された凸状の曲面形状に沿って微細構造パターンが形成されたスタンパを、前記第１のパターン形成樹脂に押し当て、前記第２のパターン形成樹脂と前記第１のパターン形成樹脂との接触面を順次周囲に広げて前記微細構造パターンを転写する第１の転写ステップと、前記微細構造パターンが平面状になった所定微細構造パターンを得るように、前記スタンパを前記第１のパターン形成樹脂に、さらに押し当てる第２の転写ステップと、前記第２の転写ステップ後に、前記微細所定パターンを露光する露光ステップと、該露光ステップ後、前記微細所定パターンを前記スタンパから剥離する剥離ステップと、を有し、前記被写体に前記微細所定パターンを転写することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
従って、本発明によれば、比較的コンパクトな装置で、気泡の入り込みを低減して被転写体に微細構造を転写できるスタンパを提供できる。
また、本発明によれば、上記スタンパを製造できるスタンパ製造装置またはその製造方法を提供できる。
さらに、本発明によれば、上記スタンパを用い被転写体に微細構造を転写できるスループットの高い被転写体への微細構造転写方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スタンパ製造装置の実施形態を示す図である。
【図２】被転写体用の微細構造転写装置の実施形態を示す図である。
【図３】スタンパ製造装置の全体の処理のフロー示す図である。
【図４】原盤からスタンパを転写する転写処理フローの前半を示す図である。
【図５】転写露光ユニットの構造を示すと共に、図４に示す転写処理フローを図示化した図である。
【図６】原盤からスタンパを剥離するまでの詳細な転写剥離処理フロ−の後半を示す図である。
【図７】図６に示す後半の転写剥離処理を図示化した図である。
【図８】スタンパ製造装置における原盤の湾曲状態を示すため、原盤の表面高さをプロットしたグラフを示す図である。
【図９】被転写体用微細構造転写装置によりディスク基板に微細構造パターンを形成する処理フローを示す図である。
【図１０】両スタンパの表面の微細構造パターンをディスク基板上のパターン形成樹脂に転写する転写部の処理動作のより詳細なフローを示す図である。
【図１１】ディスク基板の両面にスタンパの微細構造パターンを転写露光する工程の処理フローを示す図である。
【図１２】図１１に示す転写露光工程の処理フローを図示化した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施形態である微細構造転写装置は、図１に示す微細構造のパターンを備えるスタンパ原盤(以下、単に原盤という)からスタンパを製造するスタンパ製造装置５００と、図２に示す当該スタンパに形成された微細構造である微細構造パターンを被転写体に転写する被転写体用の微細構造転写装置７００とを有する。本実施形態では、スタンパ製造装置５００で微細構造を有する原盤から樹脂スタンパ(以下、単にスタンパという)を製造し、当該スタンパを用いディスク等の被転写物に微細構造パターンを転写露光した。
【００１５】
（実施例１）
まず、微細構造である微細構造パターンを有する原盤からスタンパを製造するスタンパ製造装置５００およびスタンパ製造方法の発明を実施するための実施例１を、図を用いて説明する。図３は、スタンパ製造装置５００の全体の処理フローを示す図である。
【００１６】
図１において、スタンパ基材１０９は、基板搬送ステージ５０２に移動される（Ｓ３０１）。基板搬送ステージ５０２に移動されたスタンパ基材１０９は、ノズル５０３によってスタンパ基材上面にパターン形成樹脂(レジスト)が塗布される（Ｓ３０２）。スタンパ基材上面にパターン形成樹脂が塗布された状態で、スタンパ基材１０９は転写露光ユニット５０４に搬送される（Ｓ３０３）。転写露光ユニット５０４に搬送されたスタンパ基材１０９は、正規の位置にスタンパ基材がくるように調整され、転写露光ユニット５０４に設置される（Ｓ３０４）。
【００１７】
スタンパ基材１０９には、原盤にあらかじめ描画された微細構造が転写露光される（Ｓ３０５）。露光が終了すると、スタンパ基材と固化密着し微細構造が転写されたパターン形成樹脂、即ちスタンパが原盤から剥離される（Ｓ３０６）。原盤にあらかじめ描画された微細構造が転写されたスタンパ基板１０９は、基板搬送ステージ５０５により、スタンパ待機場５０６に搬送される（Ｓ３０７）。
【００１８】
なお、制御装置５２０は、上述のフローに従い、各構成要素及び全体の制御を行う。また、入力装置５３０は、製造するスタンパ枚数などの製造条件や製造に必要な項目などを入力するものである。モニタ５３１は、装置の状態や条件などの表示、製造したスタンパの枚数の表示、入力時の支援画面の表示が可能である。
【００１９】
スタンパを製造するには、原盤１０３から原盤にあらかじめ描画された微細構造がスタンパに転写され、転写後スタンパを原盤１０３から剥離する転写剥離工程がある。
【００２０】
まず、転写剥離工程の転写工程前半の詳細な処理フローを、図４及び図５に基づいて説明する。図４は、原盤からスタンパを転写する転写処理フローの前半を示す。図５は、転写露光ユニット５０４の構造を示すと共に、図４に示す転写処理フローを図示化したものである。
【００２１】
転写露光ユニット５０４は、原盤保持ベース１０４と、所定の微細構造パターンＰを備える原盤１０３を原盤保持ベース１０４に吸着保持する真空ポンプ１０１とを有する。原盤保持ベース１０４は、その内部には空間を形成する原盤変形用チャンバ１０２が設けられており、空間内の圧力を制御することにより、原盤保持ベース面を凸状又は凹状に変形させることができる。この形状は、圧力により任意に調整可能である。
【００２２】
次に、転写処理フローを説明する。まず、原盤１０３を原盤保持ベース１０４にチャッキングして、原盤を原盤保持ベースに固定させ、原盤保持ベース１０４に真空ポンプ１０１で吸着保持させる（図４のＳ４０１、図５のＳ７０１(以下同順に示す）)。このとき、原盤１０３のパターン面（表面）は、原盤保持ベース１０４に接触する面とは反対に向いている。原盤１０３の裏面および原盤保持ベース面は平滑であり、強固に原盤１０３と原盤保持ベース１０４を密着させることが出来る。
【００２３】
原盤保持ベース１０４内にある空間を真空ポンプ１０５で負圧とすることにより、原盤１０３と接触する原盤保持ベース１０４の接触面が凹状１０４ａとなり、原盤は凸状の曲面となる（Ｓ４０２、Ｓ７０２）。原盤１０３は原盤保持ベース１０４より剛性が低く、また、負圧により強固に原盤保持ベース１０４に固定されているため、原盤保持ベース上の原盤１０３は凸１０３ａとなる。この凹凸形状は、原盤１０３および原盤保持ベース１０４の弾性範囲内にて決定される。
【００２４】
基板搬送ステージ５０２にて、スタンパ基材１０９を凸状の原盤１０３ａ付近に移動する（Ｓ４０３、Ｓ７０２）。
【００２５】
光硬化性のパターン形成樹脂(レジスト)１０８が滴下されたスタンパ基材１０９を転写露光ユニット５０４に搬入する（Ｓ４０４、Ｓ７０２）。滴下量は、パターン形成樹脂１０８の仕上がり面積と厚さから計算により規定される。
【００２６】
スタンパ基材１０９を均一に押圧することにより、凸状の原盤１０３ａとスタンパ基材１０９に挟まれたパターン形成樹脂１０８は、中心部から周辺部へ徐々に押し広げられた状態１０８ａになる(Ｓ４０５、Ｓ７０３）。このスタンパ基材１０９は、あらかじめパターン形成樹脂１０８ａとの密着力を増す処理が行われている。
【００２７】
原盤１０３ａの所定位置までパターン形成樹脂１０８ａが広がっていること、及びパターン形成樹脂１０８ａが変形した凸状の原盤１０３ａに沿って充填されていることを確認する（Ｓ４０６、Ｓ７０４）。例えば、時間で管理し、一定時間経ったら凸状の原盤１０３ａに沿って充填されているとする。凸状の原盤１０３ａとスタンパ基材１０９に挟まれたパターン形成樹脂１０８ａがさらに薄く広げられる。
【００２８】
この時、パターン形成樹脂１０８ａは、表面張力により凸状の原盤１０３ａとスタンパ基材１０９を強く引き合わせ、お互いの面を密着させようとする力を発生させる。しかし、原盤１０３ａは、負圧により強固に固定されているため、該引き合わせ力によって変形しない。これに対し、スタンパ基材１０９は、ただ単に載置されており固定されていないため、凸状の原盤１０３ａに倣い凸状に変形する１０９ａ。ただし、スタンパ基材１０９ａの曲率は、原盤１０３ａとスタンパ基材１０９ａの端部が接触、変形することによる弾性力の発生により、原盤１０３ａの曲率より小さくなる。
【００２９】
この曲率差は、原盤面とスタンパ基材面間の空間高さの差を生じさせる。つまり、これに伴い、原盤中心から周辺へむけた緩やかな厚さ勾配を有し、凹形状の曲面を持つパターン形成樹脂１０８ｂにもたらす。この曲率の異なる原盤面とスタンパ基材面の間を、パターン形成樹脂１０８ａはさらに濡れひろがる。規定した範囲にまでパターン形成樹脂が満たされることにより、中心部から周辺部に向け、厚さ勾配を持った、やや凸状の曲面を有する形状１０８ｂが形成される。
【００３０】
次に、転写剥離工程の後半の工程を説明する。図６は、原盤１０３ａからスタンパを剥離するまでの詳細な転写剥離処理フローの後半を示す。図７は、図６に示す転写剥離処理フローの後半を図示化したものである。
【００３１】
規定した範囲にパターン形成樹脂１０８ｂがぬれ広がったことを確認した後、原盤保持ベース１０４の負圧を開放し、大気圧とする（Ｓ６０１、Ｓ７０５）。これにより、原盤保持ベース１０４は、元の平面を回復する。同じく、原盤も凸状の状態１０３ａから平面状態１０３を回復する。
【００３２】
しかし、この勾配を持ったパターン樹脂１０８ｂの厚さは、中心部で１０um〜１００um、周辺部で５０ｕｍ以下と非常に薄いため、流動性が阻害されている。このため、上述により形成されたパターン樹脂１０８ｂは、凸形状１０８ｂとは反対方向に凸状の厚さ勾配を有する、即ち凹形状１０８ｃとなり、その形状は一定時間保持される。この時パターン樹脂１０８ｃに転写された微細構造パターンＰは、原盤１０３の平面状態の回復に伴い平面状態となる。また、スタンパ基材１０９もパターン樹脂１０８ｃに倣い、凹状の曲面を有する形状１０９ｂとなる。なお、長時間放置した場合、厚さ勾配は開放され、スタンパ基材も凹形状１０９ｂから元の平面状態１０９となる。
【００３３】
パターン形成樹脂の厚さ勾配が保たれている状態にて、ＵＶ光源１１６からＵＶを照射し、パターン形成樹脂１０８ｃを硬化１０８ｄさせる（Ｓ６０２、Ｓ７０６）。パターン形成樹脂１０８の硬化１０８ｄにより、平面となっている原盤１０３から微細構造パターンがパターン形成樹脂上に転写される。ＵＶ光源１１６はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）もしくはＨｇランプにて行った。
【００３４】
硬化後、原盤変形用チャンバ１０２に加圧エア１０５ｂを導入することにより、原盤保持ベース１０４を凸状の状態１０４ｂに変形させる。これに伴い、原盤保持ベース上の原盤１０３も凸状の状態１０３ｂとなり、密着していたパターン形成樹脂１０８ｄと原盤１０３ｂは、パターン形成樹脂１０８ｄとスタンパ基材１０９との間の密着力が強いので、剥離される（Ｓ６０３、Ｓ７０７）。
【００３５】
剥離後、凸状に変形させられていたスタンパ基材１０９ｂは、平面状態１０９を回復する。この原盤１０３ｂとの剥離により、表面張力により原盤１０３ｂとスタンパ基材１０９を結び付けていたパターン形成樹脂１０８ｄは、スタンパ基材１０９のみと密着することとなる。スタンパ基材１０９は、パターン形成樹脂１０８ｃと比較して剛性が高いため、平面状態への回復が可能となり、それに伴い、パターン形成樹脂１０８ｄは凸状の曲面を有する状態となる。
【００３６】
前記剥離後、原盤保持ベース１０４の加圧を開放し、大気圧とする（Ｓ６０４、Ｓ７０８）。これにより、原盤保持ベース１０４は元の平面状態を回復する。同じく、原盤１０３も平面状態を回復する。平面状態となった原盤１０３は負圧により原盤保持ベース１０４に保持されつづける。
【００３７】
Ｓ７０８に示すように、平面状態のスタンパ基材１０９上に凸状の曲面を備えるパターン形成樹脂１０８ｄを有するスタンパ２０７が製造される。製造されたスタンパ２０７は、スタンパ待機場に移動して待機させる（Ｓ６０５）。
【００３８】
ここで、図８に、上述したスタンパ製造装置５００における原盤１０３の湾曲状態を示すため、原盤の表面高さをプロットしたグラフ８００を示す。変形前の状態を８０１に、変形後の状態（４段階）を８０２〜８０５により示す。即ち、上記で説明した初期状態の原盤１０３は、グラフの曲線８０１の状態である。また、原盤保持ベース１０４の原盤変形用チャンバ１０２が真空排気されて凸形状に変形した状態の原盤Ｓ１０３ａ(Ｓ７０２参照)は、８０２〜８０３の状態である。さらに、原盤保持ベース１０４の原盤変形用チャンバ１０２が加圧されて凸形状に変形した状態の原盤Ｓ１０３ｂ(図７のＳ７０７参照)は、８０４〜８０５の状態である。
【００３９】
このことから、原盤保持ベース１０４の凹形状、即ち被転写物の形状を、被転写物の材料に適した状態に合わせて、又は、被転写物の大きさに合わせて最適に変更することができる。
【００４０】
以上の説明した実施例１では、原盤保持ベース１０４の内部空間の圧力を変えることにより、原盤１０３の形状を制御した。原盤保持ベース１０４を図５のＳ７０２に示すように初めから凸状の曲面を持たせ、原盤１０３との間にできる外部空間の圧力を変えることにより、原盤の形状を制御してもよい。
【００４１】
以上説明した実施例１によれば、被転写面に凸状の曲面に沿った微細構造パターンを有するスタンパを提供できる。
【００４２】
さらに、以上説明した実施例１によれば、被転写面に凸状の曲面に沿った微細構造パターンを有するスタンパを製造できるスタンパ製造装置及びその製造方法を提供できる。
【００４３】
（実施例２）
次に、上述により製造したスタンパ１００を用いて、ディスク基板等の被転写体に微細構造を転写する被転写体用の微細構造転写装置７００の一実施例とその微細構造転写方法を説明する。
【００４４】
図２に、本発明の実施例２である被転写体用微細構造転写装置７００の構成を示す。装置は主に、被転写物であるディスク基板１０９Ｄの移動するディスク供給マテハン７０２、ディスク基板１０９Ｄの表面に凹凸パターンを転写する転写部７０３、転写終了後にディスク基板１０９Ｄの移動を行うディスク排出用マテハン７０９を備えている。
【００４５】
また、被転写体用の微細構造転写装置７００は、前述した各構成要素及び全体の制御を行う制御部７２０、入力装置７３０、モニタ７３１を備えて構成されている。入力装置７３０は、ディスク転写枚数などの製造条件や製造に必要な項目などを入力するものである。モニタ７３１は、装置の状態や条件などの表示、同一のスタンパで処理した累積処理枚数の表示、入力時の支援画面の表示が可能である。
【００４６】
この被転写体用の微細構造転写装置７００により、ディスク基板１０９Ｄに微細なパターンを形成する処理フローを、図９を用いて説明する。
【００４７】
まず、転写前のディスク基板１０９Ｄは、両面に凹凸パターンを転写するために、ディスク供給マテハン７０２により、前ディスク待機場７１１から転写部７０３におけるディスク待機ステージ７０４に移動される（Ｓ９０１）。転写部７０３は、ディスク待機ステージ７０４、転写用マテハンユニット７０５、レジスト塗布ユニット７０６、転写露光ユニット７０７、剥離ユニット７０８及び撮像する撮像ユニット７１０を備えて構成される。撮像ユニット７１０は、レジスト塗布ユニット７０６から転写露光ユニット７０７へ搬送される途中のディスク基板１０９Ｄを撮像する。転写部７０３は、装置の設定生産能力により、単独または複数配置される。
【００４８】
ディスク待機ステージ７０４に移送されたディスク基板１０９Ｄは、転写用マテハンユニット７０５によりレジスト塗布ユニット７０６に移動し（Ｓ９０２）、ディスク基板１０９Ｄの両面にパターン形成樹脂(レジスト)１１０の塗布が行われる（Ｓ９０３）。この塗布方式には、スピンコートまたはインクジェットなどが用いられる。塗布終了後ディスク基板１０９Ｄは、スタンパおよび露光装置を実装された転写露光ユニット７０７に移動される（Ｓ９０４）。
【００４９】
移動の際、ディスク基板１０９Ｄは撮像ユニット７１０により撮像され（Ｓ９０５）、その画像が制御部７２０で処理されてディスク基板１０９Ｄの位置情報が取得され、転写露光ユニット７０７のスタンパ２０７ｕ及び２０７ｄ（図１０のＳ１０１参照、以下両スタンパを表す時は２０７で示す）が、ディスク基板１０９Ｄの所望の位置と接触するように依頼ディスク基板１０９Ｄを加圧露光ユニット７０７へ設置する位置座標を決定する（Ｓ９０６）。
【００５０】
スタンパ２０７の表面には微細構造パターンが形成されており、両面にパターン形成樹脂１１０が塗布されたディスク基板１０９Ｄと所望の位置にて密着させ、この状態でスタンパ２０７を介して露光光をパターン形成樹脂１１０に照射して露光を行う（Ｓ９０７）。この露光により前述のパターン形成樹脂１１０が固化し、スタンパ２０７の表面の微細構造パターンがディスク基板１０９Ｄの両面のパターン形成樹脂１１０に転写される。
【００５１】
次に、ディスク基板１０９Ｄを上側のスタンパ２０７ｕに密着させた状態で下側のスタンパ２０７ｄと分離し、上側のスタンパ２０７ｕに密着させた状態で転写用マテハンユニット７０５により、上側のスタンパ２０７ｕとディスク基板１０９Ｄとを剥離ユニット７０８に移送される（Ｓ９０８）。剥離ユニット７０８では、上側のスタンパ２０７ｕとディスク基板１０９Ｄとを分離する（Ｓ９０９）。上側のスタンパ２０７ｕから分離された表面のパターン形成樹脂層に微細構造体が形成されたディスク基板１０９Ｄを、転写部７０３から排出用マテハン７０９により排出し、転写完了ディスク待機場７１３に格納する（Ｓ９１０）。また、転写露光ユニット７０７に装着されているスタンパ２０７は、スタンパ待機ステージ７１２に格納されているスタンパと、排出用マテハン７０９により、適宜交換される。
【００５２】
次に、転写部７０３の処理動作のより詳細なフローを、図１０を用いて説明する。転写部７０３は、表面に微細構造パターンが形成されたスタンパ２０７をパターン形成樹脂１１０が塗布されたディスク基板１０９Ｄに密着させ、スタンパ２０７の表面の微細構造パターンをディスク基板１０９Ｄ上のパターン形成樹脂１１０に転写する。
【００５３】
図２でも説明したように、転写部７０３は、主にレジスト塗布ユニット７０６、転写露光ユニット７０７、剥離ユニット７０８を備えて構成され、共通のベース板２２０上に設置されている。
まず、ディスク基板１０９Ｄは、制御部７２０のステージ制御ユニット７２１で制御される転写用マテハンユニット７０５により、ディスク待機ステージ７０４からレジスト塗布ユニット７０６における回転塗布用のスピンドル２０３上に設置される。スピンドル２０３は、パターン形成樹脂１１０が飛散するのを防止するために、防護壁２０１で周囲を囲われている。その後、制御部７２０の塗布制御ユニットで制御してスピンドル２０３を回転させつつ、図示していないディスペンサからパターン形成樹脂１１０をディスク基板１０９Ｄの両面に塗布し、ディスク基板１０９Ｄの両面にパターン形成樹脂１１０の薄膜を形成させる（Ｓ１０１）。
【００５４】
パターン形成樹脂１１０の薄膜が形成されたディスク基板１０９Ｄを、転写用マテハンユニット７０５により転写露光ユニット７０７に移動する。転写露光ユニット７０７は上面加圧密着ユニット２０５、上面バックアップガラス２０６、上面ＵＶ露光ユニット２１４、上面加圧密着ユニット２０５に取り付けられた上面スタンパ２０７ｕ、下面加圧密着ユニット２０８、下面バックアップガラス２０９、下面ＵＶ露光ユニット２１５、下面加圧密着ユニット２０８に取り付けられた下面スタンパ２０７ｄを備えて構成され、基台２１１の上に設置されている。パターン形成樹脂１１０の薄膜が形成されたディスク基板１０９Ｄは、上面スタンパ２０７ｕと下面スタンパ２０７ｄの間に導入される（Ｓ１０２）。
【００５５】
その後、上面加圧密着ユニット２０５が駆動手段(図５参照)で駆動されて下降し、上面スタンパ２０７ｕと下面スタンパ２０７ｄに挟まれたディスク基板１０９Ｄは、上面スタンパ２０７ｕ及び下面スタンパ２０７ｄと密着する。上面スタンパ２０７ｕ及び下面スタンパ２０７ｄの表面には、微細構造パターンが形成されている。両面にパターン形成樹脂１１０が塗布されたディスク基板１０９Ｄと密着した状態で、上面ＵＶ露光ユニット２１４と下面ＵＶ露光ユニット２１５とから発射したＵＶ光（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ：紫外光）を上面スタンパ２０７ｕ及び下面スタンパ２０７ｄを透過させて、パターン形成樹脂１１０に照射して露光する。この露光により、前述のパターン形成樹脂１１０が固化し、スタンパ表面の微細構造パターンがディスク基板の両面に転写される。このＵＶ光は、複数のＬＥＤ２１６を光源として発射される（Ｓ１０３）。
【００５６】
上面スタンパ２０７ｕ及び下面スタンパ２０７ｄに形成されている微細構造パターンが転写されたディスク基板１０９Ｄは、転写用マテハンユニット７０５により剥離ユニット７０８に移動する際に、後述するように下面スタンパ２０７ｄから剥離され、上面スタンパ２０７ｕ側に密着された状態となる。剥離ユニット７０８への移動完了後、基台２１２上に設置されたディスク固定具２１３を用い、転写されたディスク基板１０９Ｄを固定する。その後、駆動手段で上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることにより、上面スタンパ２０７ｕと微細構造パターンが転写されたディスク基板１０９Ｄを分離する（Ｓ１０４）。
【００５７】
上面スタンパ２０７ｕから分離されたディスク基板１０９Ｄは、転写用マテハンユニット７０５により剥離ユニット７０８から取り出され、転写完了ディスク待機場１１３に格納される。
【００５８】
次に、図９におけるＳ９０７のステップ、すなわち、ディスク基板１０９Ｄの両面にスタンパ２０７のパターンを転写露光する工程、即ち、図１０のＳ１０３の工程を、図１１及び図１２を用いて詳細に説明する。図１１は、転写露光工程の処理フローを示す図である。図１２は、図１１に示す転写露光工程の処理フローを図示化した図である。ちなみに上面加圧密着ユニット２０５と下面加圧密着ユニット２０８は、基本的には同一の機構であるので、上面加圧密着ユニット２０５を用いて説明する。
【００５９】
上面加圧密着ユニット２０５は、上面スタンパ２０７ｕ、スタンパ弾性体で形成されたスタンパを球面化するための球面化用弾性体３０３、加圧ベース３０４、加圧用弾性体３０５、上面バックアップガラス２０６、上面ＵＶ露光ユニット２１４を備えている。ここで、球面化弾性体３０３の上面スタンパ２０７ｕの側の面と、加圧用弾性体３０５の上面スタンパ２０７ｕの側の面とは、高さが同じか又は加圧用弾性体３０５のほうが少し低い状態になっている。また、球面化弾性体３０３は、加圧用弾性体３０５よりも柔らかい（弾性率が高い）材料で形成されている。
【００６０】
まず、撮像ユニット７１０で撮像して得たディスク基板１０９Ｄの画像を、制御部７２０のアライメント制御ユニットで処理する。制御部７２０は、処理結果で得られたディスク基板１０９Ｄの位置情報に基づいて転写用マテハンユニット７０５を制御し、パターン形成樹脂(レジスト)１１０が塗布されたディスク基板１０９Ｄと上面スタンパ２０７ｕとの位置関係が所定の状態になるように、ディスク基板１０９Ｄを露光転写ユニット７０７に配置する（Ｓ１１１、図１２のＳ１２１(以下同順に示す）)。
【００６１】
次に、上面スタンパ２０７ｕの背面（微細構造パターンが形成されていない側の面）の空間を、真空排気手段３２０により真空排気して微負圧（-５〜-１５ｋＰａＧ程度）にする。この結果、上面スタンパ２０７ｕは大気圧との差圧力で吸い寄せられ、上面スタンパ２０７ｕの外周部付近が弾性体で形成された球面化弾性体３０３に押し付けられ、上面加圧密着ユニット２０５に保持される（Ｓ１１２、図１０のＳ１２１）。なお、真空排気手段３２０は、真空配管３２２で接続された真空排気ポンプ３２１と真空計３２３とを備えて構成される。
【００６２】
次に、真空計３２３で圧力を監視しながら真空排気手段３２０により真空排気し、上面スタンパ２０７ｕの背面の空間３０７の圧力を更に低下させる。ここで球面化弾性体３０３は弾性体で形成されているため、上面スタンパ２０７ｕの背面の空間３０７の圧力が低下すると、それによって生じる大気圧との差圧力に応じて球面化弾性体３０３は、上面スタンパ２０７ｕの周辺部により押されて圧縮され変形する(Ｓ１１３、Ｓ１２２)。
【００６３】
一方、上面スタンパ２０７ｕの中心部付近は、加圧用弾性体３０５と接触する。加圧用弾性体３０５は、大気圧との差圧力に応じて、上面スタンパ２０７ｕの中心部付近により押し付けられて圧縮し変形する。このとき、球面化弾性体３０３は、加圧用弾性体３０５よりも柔らかい（弾性率が高い）材料で形成されており、真空を保持しつつ機械的に移動する。そのために、ディスク基板１０９Ｄの周辺部と接触している球面化弾性体３０３の方が、加圧用弾性体３０５より変形量が大きくなる。上面スタンパ２０７ｕは、ディスク基板１０９Ｄ側に凸状に変形する。この凸状の形状は、被転写面に設けられた微細構造パターンＰを有するパターン形成樹脂１０８ｄも凸状であるために、より急峻な凸状の曲面になる（Ｓ１１３、Ｓ１２２）。
【００６４】
上面スタンパ端面の変形は、パターンＰがより急峻な凸状であるために、大きくする必要がなく、スタンパの破壊される可能性は大幅に低下する。
【００６５】
なお、この上面スタンパ２０７ｕの背面の空間３０７の圧力は、-１０ｋＰａ〜-９０ｋＰａ程度で、パターン面積およびスタンパ材質により最適値を決定する。本実施例では−２０ｋＰａ〜−６０ｋＰａにて変形させた。
【００６６】
次に、駆動機構３１０は、上面加圧密着ユニット２０５を駆動し、加圧ベース３０４をディスク基板１０９Ｄ方向へ移動させ、凸状態のスタンパ２０７ｕをディスク基板１０９Ｄに接触し、密着させる(Ｓ１１４、Ｓ１２３）。このとき、駆動機構３１０は、トルクセンサ３１３でモータ３１１の出力し、駆動軸３１２を介して上面加圧密着ユニット２０５を駆動する。
【００６７】
上面スタンパ２０７ｕは凸状態のため、ディスク基板１０９Ｄの中心部から外周部に向かって順次接触し、接触面を順次周囲に広げていく。この時、順次接触していく途中から、空間３０７の負圧を開放して大気圧にし、Ｓ１２２に示す急峻な凸状の曲面を緩和し、上面スタンパの端部が、パターン形成樹脂の端部側に接触し易くする（Ｓ１１５、Ｓ１２４）。
このとき、ディスク基板１０９Ｄ端は、上面スタンパ２０７ｕ面が急峻になっているために、上面スタンパと接触していなく、気泡の巻き込みを減少することができる。
【００６８】
ディスク基板１０９Ｄへの所定微細構造パターンの転写を得るために、駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を駆動し、加圧ベース３０４をさらに下げ、上面スタンパ２０７ｕ背面を加圧する。この加圧によりスタンパ基材１０９(図７のＳ７０８参照)が変形し、被転写物であるディスク基板１０９Ｄにならう（Ｓ１１６、Ｓ１２５）。従って、被転写体であるディスク基板１０９Ｄの剛性をスタンパ基材１０９より高くする必要がある。
【００６９】
本状態は、図７のＳ７０６に示すスタンパ２０７を作成する際に、原盤１０３と接触していた状態である。即ち、スタンパ２０７を製造するとき時は、スタンパの役目をする原盤１０３は平板状態であり、被転写体であるスタンパ基材１０９(パターン形成樹脂１０８ｄ)は曲面状態である。逆に、図１２のＳ１２５に示すように、上面スタンパ２０７ｕのスタンパ基材１０９Ｄが曲面状態であり、被転写体であるディスク基板１０９Ｄ(パターン形成樹脂１１０)が平板状態である。
【００７０】
従って、ディスク基板１０９Ｄに転写された微細構造パターンは、原盤１０３が有する微細構造パターンＰと同一となる。即ち、図１２のＳ１２５に示すように、スタンパ２０７が原盤１０３に接触していた状態が被転写物 (ディスク基板１０９Ｄ)上にて再現される。
【００７１】
従って、Ｓ１１６(Ｓ１２５)後、この密着した状態にてＵＶ光１１６を露光し、パターン形成樹脂１１０を硬化させ、被転写物の表面に原盤１０３の表面と同一の所定の微細構造パターンが形成される（Ｓ１１７、Ｓ１２５）。
【００７２】
最後に、駆動機構３１０で上面加圧密着ユニット２０５上昇，後退させ、上面スタンパ２０７ｕとディスク基板１０９Ｄ(被転写体)を剥離し（Ｓ１１８、Ｓ１２７）、ディスク基板１０９Ｄを取り出す。ディスク基板表面には、スタンパにより微細構造パターンが形成されている。
【００７３】
以上の説明では、図１２のＳ１２1に示す区間３０７を負圧にし、スタンパ２０７を凸状にしたが、スタンパ上のパターン形成樹脂１０８ｄの凸状の曲面形状によっては、負圧にせず、直接上面加圧密着ユニットを下降させて、転写するようにしてもよい。
【００７４】
以上説明した実施例２によれば、転写部が凸状のスタンパを用いることで、スタンパ端面の変形を抑えることができるので、被転写体用微細構造転写装置を大きくすることなく、ディスク基板等の被転写体に微細構造を転写できる。
【００７５】
また、以上説明した実施例２によれば、転写部が凸状のスタンパを用いることで、スタンパ端面が球面化弾性体と接触しないで、被転写体に微細構造を転写できるので、スタンパの破壊の可能性を大幅に低減でき、信頼性の高い微細構造転写方法を提供できる。
【００７６】
さらに、以上説明した実施例２によれば、転写部が凸状のスタンパを用いることで、接触面を順次周囲に広げていき、気泡の巻き込みを減少することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０１；真空ポンプ                      １０２：原盤変形用チャンバ
１０３：原盤                            １０４：原盤保持ベース
１０５：真空ポンプ
１０８、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ：パターン形成樹脂
１０９：スタンパ基材                    １０９Ｄ：ディスク基板
１１０：パターン形成樹脂                １１６：ＵＶ光源
２０５：上面加圧密着ユニット            ２０６：上面バックアップガラス
２０７、２０７ｄ、２０７ｕ：スタンパ    ２０８：下面加圧密着ユニット
２０９：下面バックアップガラス          ２１４：上面ＵＶ露光ユニット
２１５：下面ＵＶ露光ユニット            ２１６：ＬＥＤ
３１０：駆動機構                        ３２０：真空排気手段
５００：スタンパ製造装置                ５０２：基板搬送ステージ
５０３：ノズル                          ５０４：転写露光ユニット
５０５：微細構造が転写されたスタンパ基板を載せる基板搬送ステージ
５０６：スタンパ待機場                  ５２０：スタンパ製造装置の制御装置
７００：被転写体用の微細構造転写装置    ７０２：ディスク供給マテハン
７０３：転写部                          ７０４：ディスク待機ステージ
７０５：転写用マテハンユニット          ７０６：レジスト塗布ユニット
７０７：転写露光ユニット                ７０８：剥離ユニット
７０９：ディスク排出用マテハン          ７１０：撮像ユニット
７１１：前ディスク待機場                ７１２：スタンパ待機ステージ
７１３：転写完了ディスク待機場          ７２０：制御部
Ｐ：微細構造パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014069339.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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