(57)【要約】【課題】  モールドと試料の平坦性が少々悪くても正確なインプリントを行うことができ、モールドと試料との接触時に孤立した非接触領域が生じるのを抑制し、またモールドと試料の接触面での圧力分布を簡単な手法により均一化できるようにする。【解決手段】  薄い基板１の周囲を基板保持部材２で保持し、基板１の下方には上下動自在に加圧用構造体７を配置し、基板１の上方には加圧用構造体７に対向してモールド４を配置し、加圧用構造体７を上昇させて基板１の裏面６を押圧し、基板１の保持位置ａより上方で基板１の表面３をモールド４に押圧してインプリントする。この加圧構造体７を基板１及びモールド４よりも柔軟性のある物質とすると、更に均一なインプリントが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄い基板の周囲を保持し、
前記基板の下方には上下動自在に加圧用構造体を配置し、
前記基板の上方には前記加圧用構造体に対向してモールドを配置し、
前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より上方で基板表面を前記モールドに押圧しインプリントすることを特徴とする裏面加圧によるインプリント方法。
【請求項２】
前記加圧用構造体は、モールド及び基板よりも柔軟な物質からなることを特徴とする請求項１記載の裏面加圧によるインプリント方法。
【請求項３】
表面にインプリントする薄い基板と、
前記基板の周囲を保持する基板保持部材と、
前記基板の下方に上下動自在に配置した加圧用構造体と、
前記基板の上方に前記加圧用構造体に対向して配置したモールドと、
前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より上方で基板表面を前記モールドに押圧してインプリントする押圧手段とを備えたことを特徴とする裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項４】
前記加圧用構造体は、モールド及び基板よりも柔軟な物質からなることを特徴とする請求項３記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項５】
前記加圧用構造体は、頂面部分を薄く形成した弾性押圧部材の内部に、液体、気体、ゲル、エラストマーのいずれかの物質からなる変形材を収容したことを特徴とする請求項３記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項６】
前記加圧用構造体は、前記柔軟性部材を下面から押圧する押し棒を備え、
前記押し棒は押圧先端部が凸状曲面をなすことを特徴とする請求項４記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項７】
前記加圧用構造体は、リニアアクチュエータ、モータ、ボイスコイル、ピエゾ素子等の電動アクチュエータ、気体圧力や液体圧力等の流体アクチュエータのいずれかにより移動することを特徴とする請求項３記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項８】
インプリント作動時における前記加圧用構造体と基板間の荷重を計測する荷重計測装置を備えることを特徴とする請求項３記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項９】
前記加圧用構造体の加圧部分の位置を計測する位置計測装置を備えたことを特徴とする請求項３記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項１０】
前記加圧用構造体の基板を加圧する面に圧力分布を変化させる手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項１１】
前記加圧用構造体の基板を加圧する面に圧力分布を変化させる手段は、該加圧する面の表面または裏面に形成した凹凸であることを特徴とする請求項１１記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【請求項１２】
前記加圧用構造体の基板を加圧する面が、微小な力により傾斜が可変となるように設定していることを特徴とする請求項３記載の裏面加圧によるインプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体等のリソグラフィー手法の一つであるインプリントリソグラフィー装置のパターン転写機構において、裏面を加圧することによりインプリントを行う裏面加圧によるインプリント方法及びその方法実施するインプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高密度メモリやシステムＬＳＩに代表される超ＬＳＩデバイスのダウンサイジングが進展し、より微細化を行うことができる技術が要求されており、そのため半導体製造プロセスの中でリソグラフィー（転写）技術の重要性が増大している。その中でインプリントリソグラフィーは所定の回路パターンを形成したモールドを、表面にレジストが塗布された試料基板に対して押しつけ、パターンを転写する技術であって、種々の方式が提案されており、例えば図９に示されるように行われる。
【０００３】
図９において、最初同図（ａ）に示すようにモールド材料３０の表面に、転写すべきパターンの鏡像に対応する反転パターンを電子ビームリソグラフィー等により形成することにより、表面に所定の凹凸形状３１を有するモールド３２を作成する。一方、同図（ｂ）に示すように、パターンを形成しようとするシリコン基板３３上にＰＭＭＡなどのレジスト材料を塗布し硬化させて、レジスト層３４を形成する。
【０００４】
次いでこのレジスト層３４備えたシリコン基板３３全体を約２００度Ｃ程度に加熱し、レジスト層３４を若干軟化させる。この状態で図９（ｃ）に示すように、前記モールド３２の凹凸形状３１を前記レジスト層３４の所定位置に配置し、凹凸形状３１をレジスト層３４に対して押しつける。このときレジスト層３４は軟化しているので、レジスト層３４は凹凸形状３１の凹部に入り込み、レジスト層３４は凹凸形状３１とほぼ同一形状となる。この状態で全体の温度を１０５度Ｃ程度に降下させることによりレジスト層３４を硬化させ、その後モールド３２を取り去る。このようにしてレジスト層３４には、所定形状の凹凸パターンが形成される。
【０００５】
なお、インプリントリソグラフィー方式においては、上記のようなものの他、例えばモールドを石英基板等の透明材料で作成し、転写される基板上には液体状の光硬化性樹脂を塗布し、その上にモールドの凹凸を押しつけ、凹凸内に液体状の光硬化性樹脂を流入させ、この状態で透明なモールドの裏側から紫外線等を照射して樹脂を硬化させ、その後モールドを取り去ることにより所定形状の凹凸パターンを形成する方式も提案されている。
【０００６】
上記のようなインプリントリソグラフィー方式においては、モールドを試料基板に押しつける際の押しつけ面内の圧力分布を一様にする必要がある。面内の圧力分布を一様にするにはモールドと試料基板の平行度を高める必要があり、両者が平行ではない場合はモールド側もしくは試料側で相互の傾斜が調整されなければならない。
【０００７】
上記のようにモールドを試料基板に対して押しつけるに際して、面内の圧力分布を一様にするには、従来から、弾性体や支点を有し、支点まわりに傾斜を変える傾斜調整機構を利用することが行われている。モールド側に傾斜調整機構を使用した場合を図１０、図１１の模式図に示す。図１０においては、試料台３５にレジスト３６が塗布されたシリコン基板３７が置かれ、モールド３８が加圧機構４０によってシリコン基板３７上のレジスト３６に押しつけられる。図１０は傾斜調整機構としてピボット構造４１を利用した場合を示しており、例えば試料台３５が加圧機構４０に対して相対的に傾斜している場合、加圧機構４０によってモールド３８をレジスト３６に押しつけるとき、ピボット構造４１がこの傾きを吸収し、モールド３８はレジスト３６に対して均等な力で押圧される。図１１は前記図１０の傾斜調整機構として弾性体４２を用いたものであり、弾性体４２が傾きを吸収することができ、図１０に示すものと同様に、モールド３８はレジスト３６に対して均等な力で押圧される。
【０００８】
前記の例は加圧側に傾斜調整機構を使用した例を示したが、試料側に傾斜調整機構を使用しても同様の作用を行うことができ、その例を図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の模式図に示している。同図（ａ）は試料台３５をピボット構造４３により支持した例を示し、（ｂ）は試料台３５の底面に弾性体４４を、また（ｃ）は試料台３５とシリコン基板３７の間に弾性体４４を設けた例を示している。これらの各方式のいずれにおいても、試料を移動させない場合は期待通りに傾斜調整機構が機能する。
【０００９】
上記のように、モールドをレジストに対して均等な力で押圧するため、ピボットや弾性体からなる傾斜調整機構を、加圧側や加圧される側に設けるものにおいて、広い面のレジストに対してモールドを複数の箇所に押しつける際には、傾斜調整機構が図１０及び図１１に示すように加圧側に設けている場合は全面に対して傾斜調整機構が作用するが、傾斜調整機構が図１２に示すように加圧される側に設けている場合には全面に対して機能させることができない。
【００１０】
前記のように、パターンのついたモールドを基板上に塗布された熱可塑性樹脂を加熱し押し付け、冷却後離型する熱ナノインプリントや、パターンのついた透明のモールドを基板上に滴下または塗布された液状の光硬化樹脂に押し付け、モールドを透過させて光を照射し樹脂を固化させて離型しパターンを形成する光ナノインプリントの手法において、均一なインプリント実現するために、従来は、型となるモールド側や試料基板側の傾斜を調整する機構を用意する手法が用いられている（特許文献１、２）。
【特許文献１】特許公表２００３−５１７７２７号公報
【特許文献２】特許公開２００３−７７８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
傾斜調整機構はモールドと試料の平坦性がきわめて良好でなければ機能しない。また、モールドと試料の接触面での圧力分布を設計する自由度が少ない。更に、モールドと試料が接触する際に接触領域内部に孤立した非接触領域が生じる場合があり、この場合大気中のインプリントでは大気がその部分に密閉されその部分で正常なインプリントが行えない、等の問題があった。
【００１２】
したがって本発明は、モールドと試料の平坦性が少々悪くても正確なインプリントを行うことができ、モールドと試料との接触時に孤立した非接触領域が生じるのを抑制し、またモールドと試料の接触面での圧力分布を簡単な手法により、且つ各種の手法によって均一化することができ、それにより試料の平坦性、傾斜に対応して精密なインプリントを行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記課題を解決するため、試料周辺を保持し試料裏面を局所的に押し上げることで試料の湾曲量を制御し、接触時に孤立した非接触領域が生じるのを抑制し、押し上げる部材の構造を工夫することで試料裏面の圧力分布を設計し、モールドと試料の接触面での圧力分布に反映させ、結果的に均一なインプリントを実現するものである。
【００１４】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント方法は、より具体的には、薄い基板の周囲を保持し、前記基板の下方には上下動自在に加圧用構造体を配置し、前記基板の上方には前記加圧用構造体に対向してモールドを配置し、前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より上方で基板表面を前記モールドに押圧しインプリントすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る他の裏面加圧によるインプリント方法は、前記裏面加圧によるインプリント方法において、前記加圧用構造体が、モールド及び基板よりも柔軟な物質からなることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、表面にインプリントする薄い基板と、前記基板の周囲を保持する基板保持部材と、前記基板の下方に上下動自在に配置した加圧用構造体と、前記基板の上方に前記加圧用構造体に対向して配置したモールドと、前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より情報で基板表面を前記モールドに押圧してインプリントする押圧手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、前記加圧用構造体が、モールド及び基板よりも柔軟な物質からなることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、前記加圧用構造体が、頂面部分を薄く形成した弾性押圧部材の内部に、液体、気体、ゲル、エラストマーのいずれかの物質からなる変形材を収容したことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、前記加圧用構造体が、前記柔軟性部材を下面から押圧する押し棒を備え、前記押し棒は押圧先端部が凸状曲面をなすことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、前記加圧用構造体が、リニアアクチュエータ、モータ、ボイスコイル、ピエゾ素子等の電動アクチュエータ、気体圧力や液体圧力等の流体アクチュエータのいずれかにより移動することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、作動時における前記加圧用構造体と基板間の荷重を計測する荷重計測装置を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、前記加圧用構造体の加圧部分の位置を計測する位置計測装置を備えたことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、前記加圧用構造体の基板を加圧する面に圧力分布を変化させる手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、前記加圧用構造体の基板を加圧する面に圧力分布を変化させる手段が、該加圧する面の表面または裏面に形成した凹凸であることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、前記裏面加圧によるインプリント装置において、前記加圧用構造体の基板を加圧する面が、微小な力により傾斜が可変となるように設定していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、モールドと試料の平坦性が少々悪くても正確なインプリントを行うことができ、モールドと試料との接触時に孤立した非接触領域が生じるのを抑制し、またモールドと試料の接触面での圧力分布を簡単な手法により、且つ各種の手法によって均一化することができ、それにより試料の平坦性、傾斜に対応して精密なインプリントを行うことができるようにすることができる。また、モールド側には均一インプリントするための機構を用意する必要がないために、アライメント等の他の機能をモールド側に容易に設計・構築することが可能となる。また、モールド側の傾斜調整が1mrad程度で良いために、簡単な半固定の傾斜調整機構を用意するか、場合によっては傾斜調整機構が全く不要となり、モールドを単に昇降させる機能だけを用意すれば良くなるため、モールド側の機構の単純化を図ることができる。
【００２７】
また、裏面加圧構造体の材料選択や構造の微少変更によりインプリント時の圧力分布設計を行なうことができ、使用する基板が理想的な平坦性を有していなくても均一な加圧が可能となる。更に、基板を湾曲する際の湾曲量により最終的な圧力分布を調整することも可能であり、大気中インプリントの場合、湾曲により大気の挟み込みを回避でき、欠陥のないインプリントが実現可能となる。また、液状の樹脂を利用したインプリントの場合、湾曲により液状の樹脂の効果的な外方への排出が起こり、基板とモールドを全面にわたり近接させることができるため、均一なインプリントが実現可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明は、広範な条件で均一なインプリントを可能とするため、薄い基板の周囲を保持し、前記基板の下方には上下動自在に加圧用構造体を配置し、前記基板の上方には前記加圧用構造体に対向してモールドを配置し、前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の保持位置より上方で基板表面を前記モールドに押圧しインプリントすることによって実現する。
【実施例１】
【００２９】
図１（ｂ）は本発明の基本構成とインプリント作動時の作用を示した模式断面図であり、基板１の周囲を基板保持部材２によって保持し、基板１の表面３にはモールド４のパターン形成面５を当設させる。また基板１の裏面６には、前記モールド４の基板１に対する当設部分に対向して加圧構造体７の押圧面９を押しつける。モールド４は前記加圧構造体７とは独立して上下動可能な可動部材８の下面に固定される。
【００３０】
本発明は上記のような構成を採用することにより、例えば図１（ａ）に示すように、最初に基板１を支持していたときの基板１の自由保持状態での支持線ａが水平であって、その垂直の作用線がｃであるとき、基板１の表面３にインプリントするモールド４の加圧軸線ｂが、図１（ａ）に示すように垂直作用線ｃに対して角度αだけ傾いていたとき、基板１に対して押圧する加圧構造体７の押圧力によって、加圧構造体７とモールド４に挟持された基板部分は、図１（ａ）に示すように基板の弾性変形により同じ角度だけ傾斜して追従した状態でインプリントされる。
【００３１】
上記のような基板１の周辺支持を行い、基板１の表面３側では可動部材８とともにモールド４が降下し、基板１の裏面６側では加圧構造体７が上昇してその間で基板１を挟んでインプリントを行う作動によって、基板１の支持線ａに対して直角な作用線ｃに対してα傾斜しているときでも、基板１の弾性によってその傾斜に追従することができ、同様の原理によって図１（ｃ）に示すように、同図（ａ）とは逆方向に加圧軸線ｂが−αだけ相対的に傾斜しているときも、基板１がその傾斜に追従できるため、正確なインプリントを行うことができる。
【００３２】
上記実施例においては加圧構造体７がほとんど弾性変形を行わない材質であっても、基板１の表面３側に固定して配置されるモールド４と、裏面６側に上下動自在に配置されて基板１を局所的に加圧する加圧構造体７とを正確に同一加圧軸線ｂ上に配置しておくことにより、例え基板１の支持線ａに対して直角に配置されていない場合でも、基板１の裏面６側から加圧構造体７を押し上げて、モールド４と加圧構造体７間で基板１を挟み込むことによって正確なインプリントを行うことができる。
【００３３】
但し、基板１がほぼ均一な平板状であるときには、加圧構造体７がほとんど弾性変形を行わない材質であっても上記作動によって正確なインプリントを行うことができるが、例えば図２（ｂ）に示すように基板１の一部が突出した略かまぼこ状に変形しているときには、図１に示す態様でインプリントを行っても、例えば図２（ａ）のモールドを透明平板として実験を行った例で示されるように、突出部の先端のみが接触し均一なインプリントを行うことができない。このような基板の場合は、例えば図２（ｃ）に示すように、加圧構造体７を傾斜可能に支持して押圧を行っても、突出部のみが接触する状態には変わりなく、上記問題を解決することができない。このような問題はモールドやほとんど弾性変形を行わない材質の構造体の表面が平坦でない場合も起こりうる。
【００３４】
それに対して、図２（ｄ）に示すように加圧構造体７を弾性体で形成するときには、基板１の前記突出部がモールド４によって加圧構造体７側に押圧される結果、基板１の変形によって突出部が弾性を有する加圧構造体７側に膨出し、モールド４側はほぼ平坦面となる。それにより基板１の表面３に対して正確なインプリントを行うことができる。なお、上記の実験はモールドを平板とし、また基板も１枚の板で形成した状態を示したが、実際のインプリント時には図２（ｅ）に示すように、モールド下面にパターン９が形成され、基板１の表面には液体または固体の樹脂１０が塗布されるが、上記態様は同様である。
【００３５】
前記のように、周囲を固定した基板１の上下を挟むように、上方からモールド４を、下方から加圧構造体７を移動させるとき、モールド４の下面と加圧構造体７の上面とが平行でないときの上記のような問題を解決するためには、例えば図３（ａ）に示すように、加圧構造体７を押し棒１１と押圧部材１２の２部材で形成し、押圧部材１２は柔軟性のある樹脂やゴム等の所定の弾性力を備えた部材で形成する。図３（ａ）に示す例においては押し棒１１の先端を平坦にした例を示したが、この部分を例えば図３（ｂ）に示すように例えば球面等の凸状曲面をなすように形成し、傾斜面への対応をより柔軟に行うことができる。前記押し棒の押圧先端部は前記柔軟性部材との接触ないし接続部分において微少移動や変形等により前記柔軟性部材の傾斜を可能ならしめる構造であれば、種々の形状にすることができる。
【００３６】
図３（ｂ）に示した加圧構造体７を用いてインプリントを行うときには、同図（ｃ）に示すようになされる。即ち、周囲を基板保持部材２で固定した基板１に対して上側にモールド４、下側に前記弾性材料からなる押圧部材１２を配置したとき、例えばモールド４が加圧構造体７及び基板１に対して傾いていたときにおいて、その状態で加圧構造体７及びモールド４を基板１側に移動させてインプリントを行うと、押圧部材１２の弾性によってモールド及び基板の傾斜やうねりが吸収され、基板１の表面３に対してモールド４のパターン形成面５が全面にわたって均等な力で押圧されるため、正確なインプリントを行うことができる。
【００３７】
上記のような加圧構造体７の弾性材料からなる押圧部材１２は、前記のような押圧部材１２全体を弾性材料で形成する以外に、例えば図４に示すように形成しても良い。即ち図４（ａ）に示す加圧構造体７においては、内部に押圧室１４を備えた押圧部材１２を、少なくともその頂面部分１５では、その部分を薄く形成する等によって弾性を有するように作製する。押圧室１４内には例えば液体、気体、ゲル、エラストマー等の物質のように、前記頂面部分１５よりも柔らかい材料からなる変形材１６を、硬質の蓋部材１７で閉鎖した状態とし、蓋部材１７の下面に前記図３（ａ）と同様の押し棒１１を当接して下方からこの押圧部材１２を基板１に対して押圧可能とする。
【００３８】
このような加圧構造体７を用いる場合においても前記図３（ｂ）と同様に、例えば図４（ｂ）に示すようにその先端を球面とした押し棒１３とすることにより、傾斜面への対応をより柔軟に行うことができるようになる。この加圧構造体７を用いてインプリントするときにおいて、前記図３（ｃ）と同様の状態の図４（ｃ）に示すようにモールド４が基板１に対して傾斜しているとき、同図（ｄ）に示すように基板１をモールド４と押圧部材１２で挟むように加圧構造体７を基板１の裏面から押し上げるとき、モールド４の傾斜に対応して変形材１６が変形するため頂面が傾き、基板１の表面３とモールド４のパターン形成面５とは密着し、正確なインプリント行うことができる。なお、変形材１６としては種々の物質を用いることができ、前記ゲル状物資の他、柔軟性袋等に収納した液体、気体等も用いることができる。なお、上記のような加圧構造体については、その接触面の形状をモールドの形状に適合するように設定するほか、更にはモールド間での圧力分布に適合するようにモールドとは異なった種々の形状に設定することができる。
【００３９】
また、前記図４に示すような加圧構造体７における押圧部材１２の頂面部分１５を、モールドのパターンの状態、押圧条件等によって押圧面の周辺の圧力が弱くなる傾向、或いは逆に強くなる傾向が生じるので、その特性に合わせて例えば図５（ａ）に示すように周辺部分に突起２２を形成してこの部分の基板を他の部分より強くモールドに当接するようにし、或いは図５（ｂ）に示すように周辺部分の内側を薄く、中心側を厚く形成して、予め頂面部分の周辺領域の弾性特性及び押圧面全体における圧力分布状態を変化させるようにしても良い。その他、加圧用構造体の基板を、加圧する面上で圧力分布を変化させるには、例えば頂面の中心部分に突起を設け、或いは裏面に薄い部分を形成する等、更に種々の態様で実施することができる。
【００４０】
本発明は前記のように、加圧構造体７を基板１の裏面側に配置し、基板１を押し上げて基板１の上方に配置しているモールド４に基板１を押し付けるようにしてインプリントを行うようにしたものであるが、その際に裏面側に配置する加圧構造体７の少なくとも押圧面部分を柔らかい材料で形成すると、以下に述べるような作用効果を奏する。即ち、例えば図６（ａ）に示すようにモールド４は通常堅い材料で形成されており、一方加圧構造体７の表面部分が堅い材料で形成されているときにおいて、基板１の製作誤差等により表面及び裏面が平坦ではないとき、加圧構造体７が基板１の裏面に当接すると基板１の裏面の凸部分にのみ接触し、他の部分に接触しないため、図示実施例では基板の中心部分が主として押圧され、特に図示実施例では基板１の表面側も中心部分が凸状となっていることもあり、モールド４の周辺部分Ａが接触しないかインプリントの圧力が小さく、中心部分のみ、或いは中心部分が過剰な圧力でインプリントがなされることとなる。
【００４１】
それに対して、例えば図６（ｂ）に示すように加圧構造体７が柔らかい材料であるときには、加圧構造体７の表面が基板１裏面の凹凸に沿って変形し、それにより加圧構造体７が基板１を押し上げる力が基板１の裏面に均等に作用する。そのため、同図（ｃ）に示すようなインプリント時には、加圧構造体７が強い力で基板をモールド４側に押し上げ、またモールドもそれに対向して相対的に基板１を下方に押圧するので、図示するように加圧構造体７が基板１を変形させてモールド１に対して均等な力でインプリントすることとなる。したがって基板の変形にかかわらず、均等なインプリントが可能となる。
【００４２】
本発明は、特に加圧構造体を基板の裏面から基板を押し上げるようにしてモールド１に押圧し、インプリントを行うようにしたものであるが、基板を押し上げることにより次のような作用をなす。即ち、インプリント作業を大気中で行おうとしたとき、図７（ａ）に示すように基板１の周囲に強い拘束力が無くほぼ自由支持されており、且つ基板１が波打つように形成されていて、特に中心部分が窪んでいる状態の時には、加圧構造体７が前記のように柔らかい材料であって基板１の裏面に密着していても、加圧構造体７によって基板１をモールド４側に押し上げてインプリントしようとしたときには、図中破線楕円形で囲んでいる中心部分Ｂに大気が挟まれて密閉され、この部分のインプリントに欠陥が発生する。
【００４３】
それに対して、図７（ｂ）に示すように、基板１の周囲を基板保持部材２で保持し、柔らかい材料からなる加圧構造体７を基板１の裏面から基板の自由保持状態よりも上方に押し上げると、基板の波打ち状態が解消して加圧構造体７の中心部分が最も高い凸状となって、その表面が上方のモールド４に押し付けられるため、その過程で前記のような同図（ａ）に示す中心部分の密封空間が形成されることが無くなり、前記のようなインプリントにおける欠陥の発生を防止することができる。
【００４４】
また、図７に示すようなインプリントを液状の樹脂を用いて行うときには、図７（ａ）に対応する図８（ａ）のように中心部分Ｂに液状の樹脂が挟まれて密封されることとなり、基板とモールドが近接できなくなるためこの部分の膜厚が極端に大きくなってしまう。それに対して前記図７（ｂ）に対応する図８（ｂ）に示すように、基板１の周囲を基板保持部材２で保持し、柔らかい材料からなる加圧構造体７を基板１の裏面から押し上げると、基板の波打ち状態が解消して加圧構造体７の中心部分が最も高い凸状となることは前記と同様であり、この状態で基板１の表面が上方のモールド４に押し付けられるため、その過程で中心部の液状の樹脂は周囲に押し出され、最終的に前記のような液状の樹脂の密封が無い状態でモールド１に押し当てられてインプリントがなされる。
【００４５】
上記のような本発明について、故意にモールドと基板の平行性を悪くして均一インプリントを阻害する状況でインプリントのテストを行なったところ、1mrad程度の平行性が確保されるだけでも均一な加圧が可能なことが確かめられた。また、加圧構造体にゲルを封入することにより、単一材料の加圧構造体よりも均一性が良好な加圧が可能となることを確認した。
【００４６】
また、上記のような加圧構造体７を上方に移動し基板をモールドに加圧するに際しては種々の手法を採用することができるが、例えばリニアアクチュエータ、モータ、ボイスコイル、ピエゾ素子等の電動アクチュエータ、更には気体圧力や液体圧力等の流体アクチュエータ等を利用することができる。更に、インプリントの作動に際しては、基板を裏面から加圧する加圧構造体の機構と試料間の荷重を計測するための荷重計測装置を設けると、より正確なインプリントを行うことができる。また、裏面加圧機構の加圧部分の位置を計測するための位置計測装置を用いると、更に正確なインプリント制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例の説明図である。
【図２】インプリントの各種態様を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例の説明図である。
【図４】本発明の更に他の実施例の説明図である。
【図５】本発明の更に各種の実施の態様を示す図である。
【図６】本発明による作用を示す図である。
【図７】本発明によるインプリントを大気中で行うときに作用を示す図である。
【図８】本発明によるインプリントを液体中で行うときに作用を示す図である。
【図９】従来から行われているインプリントの説明図である。
【図１０】従来例のインプリント時の説明図である。
【図１１】他の従来例のインプリント時の説明図である。
【図１２】更に他の従来例のインプリント時の説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  基板
２  基板保持部材
３  表面
４  モールド
５  パターン形成面
６  裏面
７  加圧構造体
８  可動部材
９  押圧面
【図１】
2006332391.tif 000003
【図２】
2006332391.tif 000004
【図３】
2006332391.tif 000005
【図４】
2006332391.tif 000006
【図５】
2006332391.tif 000007
【図６】
2006332391.tif 000008
【図７】
2006332391.tif 000009
【図８】
2006332391.tif 000010
【図９】
2006332391.tif 000011
【図１０】
2006332391.tif 000012
【図１１】
2006332391.tif 000013
【図１２】
2006332391.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月17日(2006.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
薄い基板の周囲を保持し、
前記基板の下方には上下動自在に加圧用構造体を配置し、
前記基板の上方には前記加圧用構造体に対向してモールドを配置し、
前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より上方で基板表面に前記モールドを押圧しインプリントすることを特徴とする裏面加圧によるインプリント方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
表面にインプリントする薄い基板と、
前記基板の周囲を保持する基板保持部材と、
前記基板の下方に上下動自在に配置した加圧用構造体と、
前記基板の上方に前記加圧用構造体に対向して配置したモールドと、
前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より上方で基板表面に前記モールドを押圧してインプリントする押圧手段とを備えたことを特徴とする裏面加圧によるインプリント装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明に係る裏面加圧によるインプリント方法は、より具体的には、薄い基板の周囲を保持し、前記基板の下方には上下動自在に加圧用構造体を配置し、前記基板の上方には前記加圧用構造体に対向してモールドを配置し、前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より上方で基板表面に前記モールドを押圧しインプリントすることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明に係る裏面加圧によるインプリント装置は、表面にインプリントする薄い基板と、前記基板の周囲を保持する基板保持部材と、前記基板の下方に上下動自在に配置した加圧用構造体と、前記基板の上方に前記加圧用構造体に対向して配置したモールドと、前記加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より上方で基板表面に前記モールドを押圧してインプリントする押圧手段とを備えたことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
上記のような基板１の周辺支持を行い、基板１の表面３側では可動部材８とともにモールド４が降下し、基板１の裏面６側では加圧構造体７が上昇してその間で基板１を挟んでインプリントを行う作動によって、基板１の支持線ａに対して直角な作用線ｃに対してα傾斜しているときでも、基板１の弾性によってその傾斜に追従することができ、同様の原理によって図１（ｃ）に示すように、同図（ａ）とは逆方向に加圧軸線ｂが−αだけ相対的に傾斜しているときも、基板１がその傾斜に追従できるため、正確なインプリントを行うことができる。上記のように本発明は最終的に、加圧用構造体を上昇させて前記基板の裏面を押圧し、基板の自由保持位置より上方で基板表面に前記モールドを押圧してインプリントすればよいので、それ迄の過程で加圧構造体７及び可動部材８の上下動はどのようになされてもよい事は言うまでもなく、この点は後述する各実施例においても同様である。