(57)【要約】【課題】  型と加工対象物（樹脂等）とがくっつき難く、加工対象物に転写されたパターンの型崩れの発生し難い微細加工方法および微細加工装置を提供すること。【解決手段】  所定のパターンを有する型１００と加工対象物２００とを押圧して、パターンを加工対象物２００の被成型面に転写する微細加工方法において、型１００と加工対象物２００をそれぞれ所定温度に加熱する加熱工程と、加熱工程の後、型１００と前記加工対象物２００とを１ＭＰａ以下の圧力で押圧する押圧工程と、を有する微細加工方法およびこれを実現するための微細加工装置１【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記パターンを前記加工対象物の被成型面に転写する微細加工方法において、
前記型と前記加工対象物とを１ＭＰａ以下の圧力で押圧することを特徴とする微細加工方法。
【請求項２】
所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記パターンを前記加工対象物の被成型面に転写する微細加工方法において、
前記型と前記加工対象物をそれぞれ所定温度に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後、前記型と前記加工対象物とを１ＭＰａ以下の圧力で押圧する押圧工程と、
を有することを特徴とする微細加工方法。
【請求項３】
前記加熱工程は、前記型を前記加工対象物より高い温度に加熱することを特徴とする請求項２記載の微細加工方法。
【請求項４】
前記加熱工程は、前記型を前記加工対象物のガラス転移温度以上に加熱すると共に、前記加工対象物をそのガラス転移温度以下に加熱することを特徴とする請求項２記載の微細加工方法。
【請求項５】
前記パターンのアスペクト比が０．２以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の微細加工方法。
【請求項６】
前記パターンの幅が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の微細加工方法。
【請求項７】
前記パターンの深さが２００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の微細加工方法。
【請求項８】
所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記パターンを前記加工対象物の被成型面に転写する微細加工方法において、
前記型と前記加工対象物との間の圧力が１ＭＰａを超えないように、前記加工対象物に対する前記型の変位速度を調節することを特徴とする微細加工方法。
【請求項９】
所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記型のパターンを前記加工対象物の被成型面に転写する微細加工装置において、
前記加工対象物に対する前記型の相対的な位置および前記位置を変化させる変位速度を調節可能な変位手段と、
前記加工対象物に対する前記型の相対的な位置を検出可能な位置検出手段と、
前記型と前記加工対象物との間の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記位置検出手段および前記圧力検出手段の情報に基づいて前記変位手段を制御し、前記型と前記加工対象物との間の圧力が１ＭＰａを超えないように、前記加工対象物に対する前記型の変位速度を調節する制御手段と、
を具備することを特徴とする微細加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、型と加工対象物との押圧力を制御して型のパターンを加工対象物に転写する微細加工方法および微細加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ(大規模集積回路)に代表される微細回路パターンを半導体基板(以下、単に基板と称する)上に形成するには、フォトリソグラフィーと呼ばれる技術が一般に用いられている。しかしながら、この方法では、形成するパターンの微細化にともない、装置の大型化やコストの増大を招いていた。
【０００３】
また、微細な成型物を得るために、加熱されて溶融した樹脂を、この樹脂のガラス転移温度以下に加熱された型に高速・高圧で流し込み、圧力をコントロールしながら凝固させて成型する射出成型も用いられている。しかしながら、この方法では、供給された樹脂が型に熱を奪われながら凝固するため、型の微細なパターンの中に樹脂が侵入し難く、微細な形状を形成することは困難であった。また、型を加熱し、微細なパターン内に樹脂が侵入するのを待った後、型を冷却し成型することも考えられる。しかしながら、射出成型では、型に樹脂を高圧で流し込む必要があるため、高圧に耐えられる大きな型が必要であり、型の熱容量が大きくなる結果、加熱・冷却に時間がかかるという問題があった。
【０００４】
近年、上記問題を解決するものとして、超微細なパターンを基板上に形成するナノインプリンティングプロセス技術が注目されている。このプロセスは、簡単に説明すると以下の手順で行われる。
【０００５】
まず、形成したいパターンが表面に作りこまれた型を準備し、ガラス転移温度以下の温度に保持された樹脂に、加工対象物のガラス転移温度以上に加熱された型を押圧する。すると、樹脂表面が溶融、流動されて、型のパターンが樹脂に転写される。次に、型を冷却して樹脂を凝固させ、型を離型する。これにより、樹脂に所定のパターンが形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この方法では、高価な電子ビーム光源や光学系を必要とせず、加熱用ヒータとプレス装置を基本とした簡易な構造を用いることができる。
【０００７】
また、この方法では、樹脂が型に熱を奪われて凝固するという問題もなく、樹脂を型の微細なパターン内に進入させることができる。また、射出成型のような高圧に耐える大型の型は不要であるため、高速に昇降温が可能であり、スループットの問題は生じない。
【０００８】
実際、型に作り込まれた形状をそのまま精度良く転写することが可能となっており、すでにこの方法によって約２０ｎｍの線幅をもつ細線が形成されたという報告がある。
【０００９】
更に、このようなナノインプリンティングプロセス技術を用いることで、回折格子、フォトニック結晶、導波路、等の光デバイスや、マイクロチャネル、リアクター等の流体デバイスのような、各種のマイクロチップ、マイクロデバイスの製作も可能な状況が実現しつつある。
【００１０】
ここで従来は、高速で成型することを考慮していたため大圧力で成型しようという傾向があり、低圧で、特に１ＭＰａ以下で成型しようと試みた例は皆無であった（例えば、非特許文献１〜４参照）。
【００１１】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００４／０９３１７１（第１２頁、第２図）
【非特許文献１】J.Photopolym,sci,Techonol.,Vol.16,No4,2003,p.615-620
【非特許文献２】J.Photopolym,sci,Techonol.,Vol.14,No3,2001,p.457-462
【非特許文献３】Science,Vol.272,5.April.1996,p.85-87
【非特許文献４】Appl.Phys.Lett.,Vol.67,No.21,20November1995,p.3114-3116
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、転写するパターンの大きさがマイクロ又はサブマイクロオーダになると、型と加工対象物とを大きな圧力で押圧すると、型と樹脂が強固にくっついて離型できなかったり、加工対象物に形成されたパターンが型崩れを起こしたりするという問題があった。この問題は、パターンの幅（加工対象物の平面方向の寸法）が小さくなる程、パターンの深さ（加工対象物の垂直方向の寸法）が大きくなる程、アスペクト比が大きくなる程顕著になる。
【００１３】
そこで本発明は、型と加工対象物（樹脂等）とがくっつき難く、パターンの型崩れの発生し難い微細加工方法および微細加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の微細加工方法は、所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記パターンを前記加工対象物の被成型面に転写する微細加工方法において、前記型と前記加工対象物とを１ＭＰａ以下の圧力で押圧することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の更に好ましい微細加工方法は、所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記パターンを前記加工対象物の被成型面に転写する微細加工方法において、前記型と前記加工対象物をそれぞれ所定温度に加熱する加熱工程と、前記加熱工程の後、前記型と前記加工対象物とを１ＭＰａ以下の圧力で押圧する押圧工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
この場合、前記加熱工程は、前記型を前記加工対象物より高い温度に加熱する方が良く、更に好ましくは、前記型を前記加工対象物のガラス転移温度以上に加熱すると共に、前記加工対象物をそのガラス転移温度以下に加熱する方が良い。
【００１７】
また、前記パターンのアスペクト比は０．２以上である方が好ましい。また、前記パターンの幅は２μｍ以下である方が好ましい。更に、前記パターンの深さは２００ｎｍ以上である方が好ましい。
【００１８】
また、本発明の別の微細加工方法は、所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記パターンを前記加工対象物の被成型面に転写する微細加工方法において、前記型と前記加工対象物との間の圧力が１ＭＰａを超えないように、前記加工対象物に対する前記型の変位速度を調節することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の微細加工装置は、所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記型のパターンを前記加工対象物の被成型面に転写する微細加工装置において、前記加工対象物に対する前記型の相対的な位置および前記位置を変化させる変位速度を調節可能な変位手段と、前記加工対象物に対する前記型の相対的な位置を検出可能な位置検出手段と、前記型と前記加工対象物との間の圧力を検出する圧力検出手段と、前記位置検出手段および前記圧力検出手段の情報に基づいて前記変位手段を制御し、前記型と前記加工対象物との間の圧力が１ＭＰａを超えないように、前記加工対象物に対する前記型の変位速度を調節する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、型と加工対象物とを１ＭＰａ以下の圧力で押圧することにより、パターンの型崩れ等を防止して、型のパターンを正確に転写することができる。特に、パターンの幅が小さい場合又はパターンの深さが大きい場合、もしくはアスペクト比が大きい場合にも、パターンの型崩れ等を防止して、型のパターンを正確に転写することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
本発明の微細加工装置１は、図１に示すように、所定のパターンを有する型１００と加工対象物２００とを押圧して、型のパターンを加工対象物２００に転写する微細加工装置であって、型１００を保持する型保持部２と、加工対象物２００を保持する加工対象物保持部１２と、加工対象物２００に対する型１００の相対的な位置およびその位置を変化させる変位速度を調節可能な変位手段５と、加工対象物２００に対する型１００の相対的な位置を検出する位置検出手段７と、型１００と加工対象物２００との間の圧力を検出する圧力検出手段８と、型１００を加熱する型加熱手段３と、型１００を冷却する型冷却手段４と、型１００の温度を検出する型温度検出手段３１と、加工対象物２００を加熱する加工対象物加熱手段１３と、加工対象物２００を冷却する加工対象物冷却手段１４と、加工対象物２００の温度を検出する加工対象物温度検出手段１３１と、位置検出手段７、圧力検出手段８、型温度検出手段３１および加工対象物温度検出手段１３１の検出情報に基づいて、変位手段５、型加熱手段３、型冷却手段４、加工対象物加熱手段１３および加工対象物冷却手段１４の作動を制御する制御手段３００と、で主に構成される。
【００２３】
型１００の材料は「ニッケル等の金属」、「セラミックス」、「ガラス状カーボン等の炭素素材」、「シリコン」などが用いられる。また、型１００は、加工対象物２００に押圧して加工対象物２００を加工し得るものであればどのようなものでもよいが、その一端面（パターン面１００ａ）に、凹凸からなる所定のパターンが形成されている。このパターンは、そのパターン面１００ａに精密機械加工を施すことで形成することができる。また、型１００の原盤となるシリコン基板等にエッチング等の半導体微細加工技術によって所定の凹凸を形成した後、このシリコン基板等の表面に電気鋳造(エレクトロフォーミング)法、例えばニッケルメッキ法によって金属メッキを施し、この金属メッキ層を剥離して、凹凸からなるパターンを形成することもできる。もちろん型１００は、微細パターンが形成できるものであれば材質やその製造法が特に限定されるものではない。このパターンの幅（加工対象物２００の平面方向の寸法）は、用いられる加工対象物２００の種類にもよるが、１００μｍ以下、１０μｍ以下、２μｍ以下、１μｍ以下、１００ｎｍ以下、１０ｎｍ以下等種々の大きさに形成される。更に、このパターンの深さ（加工対象物２００の垂直方向の寸法）は、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上、１μｍ以上、１０μｍ以上、１００μｍ以上等種々の大きさに形成される。また、このパターンのアスペクト比としては、０．２以上、０．５以上、１以上、２以上等種々のものがある。なお、この型は、インプリントプロセス中に加熱・冷却されるため、できる限り薄型化し、その熱容量を小さくする方が好ましい。
【００２４】
加工対象物２００としては、種々のものを用いることができ、例えばポリカーボネート、ポリイミド等の樹脂の他、アルミニウム等の金属、ガラス、石英ガラス、シリコン、ガリウム砒素、サファイア、酸化マグネシウム等の材料など、成形素材がそのまま基板形状をなしているものを用いることができる。また、シリコンやガラス等からなる基板本体の表面に、「樹脂」、「フォトレジスト」、「配線パターンを形成するためのアルミニウム、金、銀などの金属」等の被覆層が形成されたものを用いることもできる。更に、加工対象物２００は、基板以外の形状、例えばフィルム等であっても勿論良い。
【００２５】
型保持部２は、図１に示すように、型１００を保持する型保持面２ａに、ねじやクランプ金具等の締結具で型１００を面接触するように固定可能に形成される。なお、型保持部２の構造は、型１００を型保持面２ａ上に保持するものであればどのようなものでも良く、例えば、型保持面２ａに静電吸着や真空吸着により吸着保持する構造とすることも可能である。
【００２６】
また、型保持部２には、型１００を加熱するための型加熱手段３、例えば非常に応答性の良いカーボンヒータを備えている。カーボンヒータは、制御手段３００によって図示しない電源からの電流供給を制御されており、型１００を所定の一定温度に維持することができる。なお、ヒータとしては、例えば、伝熱ヒータやセラミックヒータ、ハロゲンヒータ、ＩＨヒータ等を用いることも可能である。
【００２７】
また、型保持部２には、型１００を冷却する型冷却手段４が設けられている。型冷却手段４としては、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属で形成された型保持部２の内部に水や油等の冷却液、空気や不活性ガス等の冷却気体を流すことで、型１００を冷却することができる冷却流路を用いることができる。
【００２８】
また、型保持部２には、型１００の温度を検出する型温度検出手段３１、例えば熱伝対が設けられている。また、型温度検出手段３１は、制御手段３００に電気的に接続されており、検出した型１００の温度に関する情報を制御手段３００に伝達するように形成されている。
【００２９】
加工対象物保持部１２は、図１に示すように、加工対象物２００を略水平状態に保持するものであり、上面に加工対象物保持面１２ａを有した保持ステージを備えている。
【００３０】
この保持ステージには、加工対象物保持面１２ａに多数のバキューム孔(図示せず)が形成されており、このバキューム孔に図示しない負圧源から負圧を作用させることで、加工対象物保持面１２ａ上に、加工対象物２００を吸着保持できる構成となっている。なお、加工対象物保持部１２の構造は、加工対象物２００を加工対象物保持面１２ａに保持するものであればどのようなものでも良く、例えば、クランプ金具等の締結具で加工対象物保持面１２ａに固定したり、静電吸着で吸着保持したりする構造とすることも勿論可能である。
【００３１】
また、保持ステージの下部には保持した加工対象物２００を加熱するための加工対象物加熱手段１３、例えば非常に応答性の良いカーボンヒータを備えている。カーボンヒータは、制御手段３００によって図示しない電源からの電流供給を制御されており、保持ステージ上の加工対象物２００を所定の一定温度に維持することができる。なお、ヒータとしては、例えば、伝熱ヒータやセラミックヒータ、ハロゲンヒータ、ＩＨヒータ等を用いることも可能である。
【００３２】
また、加工対象物保持部１２には、加工対象物２００を冷却する加工対象物冷却手段１４を設けることも可能である。加工対象物冷却手段１４としては、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属で形成された加工対象物保持部１２の内部に水や油等の冷却液、空気や不活性ガス等の冷却気体を流すことで、加工対象物２００を冷却することができる冷却流路を用いることができる。
【００３３】
また、加工対象物保持部１２には、加工対象物２００の温度を検出する加工対象物温度検出手段１３１、例えば熱伝対が設けられている。また、加工対象物温度検出手段１３１は、制御手段３００に電気的に接続されており、検出した加工対象物２００の温度に関する情報を制御手段３００に伝達するように形成されている。
【００３４】
変位手段５は、図１に示すように、例えば、垂直方向に配置されたボールネジ５１と、このボールネジ５１を回転駆動させる電気モータ５２とから構成されている。また、ボールネジ５１の下端部と型保持部２の上面は、押圧部５３、ベアリング機構５４を介して連結されている。そして、ボールネジ５１を電気モータ５２で回転駆動することで、基台５０と上部ベース５５との間に設けられた複数例えば４本の支柱５６に対し、押圧部５３を型１００と加工対象物２００の接離方向（以下、Ｚ方向と称する）に変位させることができる。なお、電気モータ５２としては、直流モータ、交流モータ、ステッピングモータ、サーボモータ等、種々のものを用いることができる。ここで、変位手段５は、加工対象物２００に対する型１００の位置を、型１００のパターンの深さ以下の変位量で調節できる方が好ましい。具体的には、変位量を１００μｍ以下で調節することができるものが良く、好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下、更に好ましくは１００ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下、更に好ましくは１ｎｍ以下で調節できるものが好ましい。
【００３５】
また、変位手段５は、加工対象物２００に対する型１００の変位速度を調節できるものが好ましい。具体的には、１００μｍ／秒以下で調節できるものが良く、好ましくは１０μｍ／秒以下、更に好ましくは１μｍ／秒以下、更に好ましくは１００ｎｍ／秒以下、更に好ましくは１０ｎｍ／秒以下、更に好ましくは１ｎｍ／秒以下で調節できるものが良い。なぜなら、制御手段３００は、圧力検出手段８が検出した情報に基づいて変位手段５の作動を制御し、型１００と加工対象物２００との間の圧力を調節しているが、圧力検出手段８が検出した情報を変位手段５にフィードバックするには、多少の時間が掛かる。したがって、変位速度が大き過ぎると圧力検出手段８が検出した情報を変位手段５にフィードバックするのが遅れ、型１００と加工対象物２００との間の実際の圧力を正確に制御することができなくなるからである。
【００３６】
なお、ここでは、変位手段５を型保持部２側に設ける場合について説明したが、加工対象物保持部１２側に設けることも勿論可能である。また、変位手段５としては、型１００と加工対象物２００との相対的な変位量や変位速度を調節できるものであれば、ボールねじと電気モータにより構成されるものに限られず、例えば、電圧を調節して大きさ（寸法）を変化させることができる圧電素子や磁界を調節して大きさ（寸法）を変化させることができる磁歪素子を用いることもできる。また、ボールねじおよび電気モータと圧電素子又は磁歪素子の両方を用いることも勿論可能である。この場合には、型１００と加工対象物２００を大きく変位させる際に、ボールねじおよび電気モータを適用し、型１００と加工対象物２００を微小量変位させる際に、圧電素子又は磁歪素子を用いることができる。更に、油圧式のものや空圧式のもの等を用いることも勿論可能である。
【００３７】
変位手段５をこのように構成することによって、型１００を保持する型保持部２を上下し、加工対象物保持部１２に保持される加工対象物２００に対し、型１００のパターン面１００ａを精密に近接・押圧及び離間することができる。
【００３８】
位置検出手段７は、例えば、型保持部２に配置されたリニアスケールにより形成される。このリニアスケールを用いて、加工対象物２００と型保持部２との距離を測定し、その値から加工対象物２００に対する型１００の相対的な位置や変位速度を計算して検出することができる。また、位置検出手段７は、制御手段３００に電気的に接続されており、検出した型１００の位置や変位速度に関する情報を伝達するように形成されている。なお、位置検出手段７としては、リニアスケールに限らず種々のものを用いることができ、例えば、型保持部２側に設けられたレーザー測長機を用いて、加工対象物２００の位置を測定するか、加工対象物保持部１２側に設けられたレーザー測長機を用いて、型１００の位置を測定すればよい。また、電気モータに設けられたエンコーダを用いて、変位手段５の変位量から計算により測定するものでもよい。なお、位置検出手段７の分解能は、少なくとも型１００のパターンの深さ方向（Ｚ方向）の大きさ以下、あるいは、変位手段５が調節できる変位量以下の値で検出できるものが好ましい。具体的には、１００μｍ以下で検出することができるものが良く、好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下、更に好ましくは１００ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下、更に好ましくは１ｎｍ以下で検出することができるものが好ましい。
【００３９】
位置検出手段７をこのように構成することによって、パターンの大きさや型１００と加工対象物２００との間の圧力に応じて、加工対象物２００に対する型１００のパターン面１００ａの位置を精密に調節することができるので、パターンの転写性および離型性を向上することができる。
【００４０】
圧力検出手段８は、型１００と加工対象物２００との間の圧力を検出するもので、例えば、型１００と加工対象物２００との間の荷重を測定するロードセルを用いることができる。これにより、荷重を測定し、型１００のパターン面１００ａの面積で割れば型１００と加工対象物２００との間の圧力を検出することができる。また、圧力検出手段８は、制御手段３００に電気的に接続されており、検出した圧力に関する情報を伝達するように形成されている。
【００４１】
制御手段３００は、位置検出手段７、圧力検出手段８、型温度検出手段３１および加工対象物温度検出手段１３１の検出情報に基づいて、変位手段５、押圧手段６、型加熱手段３、型冷却手段４、加工対象物加熱手段１３および加工対象物冷却手段１４の作動を制御するもので、例えばコンピュータを用いることができる。
【００４２】
特に、本発明では、制御手段３００は、位置検出手段７および圧力検出手段８の情報に基づいて変位手段５を制御し、型１００と加工対象物２００との間の圧力が１ＭＰａを超えないように、加工対象物２００に対する型１００の相対的な変位や変位速度を調節する。具体的には、変位速度を圧力検出手段８の情報を検出してから変位手段５を制御するまでの間に型１００と加工対象物２００との間の圧力が１ＭＰａを超えない大きさに調節する。ここで、調節する変位速度は、加工対象物２００の材料や温度等にもよるが、例えば、１００μｍ／秒以下で調節するのが良く、好ましくは１０μｍ／秒以下、更に好ましくは１μｍ／秒以下、更に好ましくは１００ｎｍ／秒以下、更に好ましくは１０ｎｍ／秒以下、更に好ましくは１ｎｍ／秒以下で調節するのが良い。これにより、型１００と加工対象物２００の間の実際の圧力を確実に予め設定した所定値以下に調節することができる。なお、圧力検出手段８の情報に基づいて型加熱手段３および加工対象物加熱手段１３の少なくともいずれか一方を制御し、加工対象物２００の被成型面の温度を変化させて、型１００と加工対象物２００との間の圧力を調節することも可能である。
【００４３】
次に、本発明の微細加工方法について説明する。本発明の微細加工方法は、所定のパターンを有する型１００と加工対象物２００とを押圧して、パターンを加工対象物２００の被成型面に転写する微細加工方法において、型と加工対象物２００とを１ＭＰａ以下の圧力で押圧することを特徴とするものである。
【００４４】
まず、型１００と加工対象物２００は、成型するための所定の温度に加熱される。この場合、型１００は加工対象物２００より高い温度に加熱される方が好ましく、更に好ましくは、型１００を加工対象物２００のガラス転移温度（または軟化温度）より高い温度に加熱し、加工対象物２００はそのガラス転移温度（または軟化温度）より低い温度に加熱する方が好ましい。これにより、型１００と加工対象物２００とを押圧した際に、型１００から加工対象物２００に熱が伝達し、加工対象物２００の表面近傍のみを軟化させることができるので、成型時に加工対象物２００が潰れる等の問題を回避することができる。
【００４５】
型１００と加工対象物２００とを所定温度に加熱した後、型１００と加工対象物２００とを予め設定した圧力以下で押圧する。この際、型１００と加工対象物２００との間の圧力は、型１００のパターンを加工対象物２００に転写できる大きさの範囲で、できる限り小さい圧力を用いる方が良い。具体的には、１ＭＰａ以下、更に好ましくは、０．５ＭＰａ以下、更に好ましくは０．２５ＭＰａ以下にするのが良い。これにより、従来よりも比較的小さい圧力で押圧するため、型１００と加工対象物２００との間の密着力を増加させることがなく、型１００崩れ等を防止して離型を容易にすることができる。また、型１００にかかる負荷を小さくすることができるため、結果として型１００が疲労破壊を起こすのを防止し、型１００の寿命を延ばすことができる。この場合、加工対象物２００に対する型１００の変位速度は、型１００と加工対象物２００との間の圧力が予め設定した圧力、例えば１ＭＰａを常に超えないように調節できる速度にする方が良い。なお、更に好ましくは、加工対象物２００に対する型１００の変位量を制御して押圧する方が好ましい。
【００４６】
次に、型１００と加工対象物２００とを接触させたまま、型１００と加工対象物２００を冷却し、加工対象物２００の温度をガラス転移温度（または軟化温度）以下にする。この際、型１００と加工対象物２００との間の圧力を保持したままで冷却しても良いし、ゼロ近傍まで減圧した後に冷却しても良い。
【００４７】
最後に、型１００と加工対象物２００とを離型して、微細加工方法のプロセスを終了する。
【００４８】
このように型１００と加工対象物２００とを１ＭＰａ以下の圧力で押圧することにより、型１００と加工対象物２００との間の密着力を低減することができるので、インプリント性（パターンの転写性、離型性等）を向上することができる。特に、型１００のパターンの幅（加工対象物２００の平面方向の寸法）が１００μｍ以下、１０μｍ以下、２μｍ以下、１μｍ以下、１００ｎｍ以下、１０ｎｍ以下と小さくなる程、パターンの深さ（加工対象物２００の垂直方向の寸法）が、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上、１μｍ以上、１０μｍ以上、１００μｍ以上と大きくなる程、パターンのアスペクト比が０．２以上、０．５以上、１以上、２以上と大きくなる程、インプリント性を向上することができる。
【実施例】
【００４９】
以下に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５０】
なお、供試材としては、ガラス転移温度が135℃のエチレン／ノルボルネン共重合体からなる厚さ2mmの透明な射出成形体を用いた。
【００５１】
なお、インプリントの評価は、SCIVAX社のインプリント装置（VX-2000N-US）を使用し、30mm×30mmの金型を用いて、それぞれ実施例に記載の条件で実施した。表１に、成型圧とインプリント性（パターンの転写性、離型性等）との関係についてまとめる。ここで、インプリント性は得られた微細な凹凸パターンを電子顕微鏡で観察し、金型と同様なパターンが良好に転写されているものを○、パターン不良（充填不足、伸び、欠損）が認められたものを×として評価した。
【００５２】
実施例１（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ライン／スペース（L／S）＝1μｍ／1μｍ、深さ1μｍ、アスペクト比1）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが450N（圧力0.5MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００５３】
実施例２（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ライン／スペース（L／S）＝1μｍ／1μｍ、深さ1μｍ、アスペクト比1）を1000μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが450N（圧力0.5MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００５４】
実施例３（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ホール直径1μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比1）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが450N（圧力0.5MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００５５】
実施例４（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ピラー直径0.5μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比0.5）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが450N（圧力0.5MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００５６】
実施例５（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ライン／スペース（L／S）＝1μｍ／1μｍ、深さ1μｍ、アスペクト比1）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが675N（圧力0.75MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００５７】
実施例６（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ライン／スペース（L／S）＝1μｍ／1μｍ、深さ1μｍ、アスペクト比1）を1000μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが675N（圧力0.75MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００５８】
実施例７（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ホール直径1μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比1）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが675N（圧力0.75MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００５９】
実施例８（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ピラー直径0.5μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比0.5）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが675N（圧力0.75MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６０】
実施例９（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ライン／スペース（L／S）＝1μｍ／1μｍ、深さ1μｍ、アスペクト比1）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが900N（圧力1MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６１】
実施例１０（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ライン／スペース（L／S）＝1μｍ／1μｍ、深さ1μｍ、アスペクト比1）を1000μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが900N（圧力1MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６２】
実施例１１（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ホール直径1μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比1）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが900N（圧力1MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６３】
実施例１２（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ピラー直径0.5μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比0.5）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが900N（圧力1MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところ良好なパターンが転写されていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６４】
比較例１（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ライン／スペース（L／S）＝1μｍ／1μｍ、深さ1μｍ、アスペクト比1）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが9000N（圧力10MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところバリ等が目立ち、不良パターンとなっていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６５】
比較例２（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ライン／スペース（L／S）＝1μｍ／1μｍ、深さ1μｍ、アスペクト比1）を1000μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが9000N（圧力10MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところバリ等が目立ち、不良パターンとなっていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６６】
比較例３（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ホール直径1μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比1）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが9000N（圧力10MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところバリ等が目立ち、不良パターンとなっていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６７】
比較例４（射出成形体へのインプリント評価）
供試材１をガラス転移温度Tg−15℃（120℃）に加熱したプレート上に固定し、予め成型設定温度Tg＋35℃（170℃）に加熱した金型（パターン：ピラー直径0.5μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比0.5）を1μｍ／秒の速度で該樹脂平板表面に押し付け、金型上部に取り付けた荷重センサーが9000N（圧力10MPa）に達したところで、その荷重で20秒間保持した。その後、金型の変位を保持しながら、Tg−15℃（120℃）まで冷却し、冷却完了後、金型を1μｍ／秒の速度で平板から離型した。電子顕微鏡で観察したところバリ等が目立ち、不良パターンとなっていた。観察結果を表1にまとめる。
【００６８】
【表１】
2008294009.tif 000003
【００６９】
L／S（ライン／スペース）：1μｍ／1μｍ、パターン深さ、アスペクト比１
ホール：直径1μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比１
ピラー：ピラー直径0.5μｍ／深さ1μｍ、アスペクト比0.5
成型時の供試材の温度：Tg−15℃
離型温度：Tg−15℃
【００７０】
本実施例から、インプリントプロセスにおいては、型と加工対象物とを１ＭＰａ以下で押圧する方が、インプリント性（パターンの転写性、離型性等）に優れることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の微細加工装置を示す概略正面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  微細加工装置
３  型加熱手段
４  型冷却手段
５  変位手段
７  位置検出手段
８  圧力検出手段
１３  加工対象物加熱手段
１４  加工対象物冷却手段
３１  型温度検出手段
１００  型
１３１  加工対象物温度検出手段
２００  加工対象物
３００  制御手段
【図１】
2008294009.tif 000004