(57)【要約】【課題】本発明は、スタンパや被転写体が破損することがない小さな力でスタンパと被転写体との間に樹脂やその他のパターン層形成材料を充分に押し広げることができるとともに、被転写体に均一な厚さのパターン形成層を形成することができる微細構造転写装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、微細パターンが形成されたスタンパ２を被転写体１に接触させて、前記被転写体１の表面に前記スタンパ２の微細パターンを転写する微細構造転写装置Ａ１において、前記被転写体１の表面における、前記微細パターンの転写領域で不均一な圧力分布を持たせる機構を有することを特徴とする。【選択図】図１
2008012844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細パターンが形成されたスタンパを被転写体に接触させて、前記被転写体の表面に前記スタンパの微細パターンを転写する微細構造転写装置において、
前記被転写体の表面における前記微細パターンの転写領域で、不均一な圧力分布を持たせる機構を有することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項２】
前記圧力分布を持たせる機構は、前記転写領域で圧力が最大となる点を有する圧力分布を持たせる機構であること特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項３】
前記圧力分布を持たせる機構が、前記転写領域で最大圧力の等高線を形成し、かつ前記等高線は前記転写領域で閉領域を形成する機構であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項４】
前記圧力分布を持たせる機構が、前記転写領域面の圧力分布を時間に依存して変化させることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項５】
前記圧力分布を持たせる機構が、前記スタンパの片面に接触するプレートと、前記被転写体の片面に接触するプレートとを備え、一方のプレートを他方のプレートに押し付けて、前記被転写体の表面に前記スタンパを加圧する機構であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項６】
前記プレートの被転写体側の表面、および前記プレートのスタンパ側の表面の少なくともいずれかには、前記プレート、前記被転写体、および前記スタンパよりも弾性率が小さい緩衝層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項７】
前記プレートが、前記スタンパおよび前記被転写体の少なくともいずれかと接する面に曲面を有しており、前記曲面は、曲率が同じ球面形状であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項８】
前記圧力分布を持たせる機構が、前記スタンパおよび前記被転写体の少なくとも一方に対して流体を噴出させて加圧する機構であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項９】
前記流体は、前記プレートに形成した複数の穴から噴出することを特徴とする請求項８に記載の微細構造転写装置。
【請求項１０】
前記複数の穴は、複数の圧力調整機構に分割して接続されおり、それぞれの圧力調整機構は、個別に制御されることで、圧力調整機構ごとに流体の噴出圧力を変えることを特徴とする請求項９に記載の微細構造転写装置。
【請求項１１】
前記スタンパを前記被転写体に接触させる前に、前記スタンパと前記被転写体の相対位置を合せる機構を有することを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項１２】
前記スタンパおよび前記被転写体の少なくともいずれかが透明であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項１３】
前記スタンパの表面には、離型層と、この離型層を介して前記微細パターンが形成されるパターン形成層とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項１４】
前記被転写体を挟んで２つのスタンパが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項１５】
微細パターンを有するスタンパと前記被転写体とを接触させる接触工程と、
前記被転写体に前記スタンパを加圧して微細パターンを前記被転写体に転写する転写工程とを有する微細構造転写方法において、
前記転写工程で、前記微細パターンの転写領域で不均一な圧力分布を持たせることを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項１６】
前記圧力分布は、前記転写領域で圧力が最大となる点を有することを特徴とする請求項１５に記載の微細構造転写方法。
【請求項１７】
前記圧力分布は、前記転写領域面内で最大圧力の等高線が形成され、かつ等高線は前記転写領域内で閉領域を形成することを特徴とする請求項１５に記載の微細構造転写方法。
【請求項１８】
前記転写領域面で、圧力分布が時間に依存して変化することを特徴とする請求項１５に記載の微細構造転写方法。
【請求項１９】
前記スタンパの片面に接触するプレートと、前記被転写体の片面に接触するプレートのうち、一方のプレートを他方のプレートに押し付ける工程をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の微細構造転写方法。
【請求項２０】
前記スタンパと前記被転写体を加圧する前に、前記被転写体又は前記スタンパの少なくとも一方の表面に、前記微細パターンを形成するパターン形成層を構成する材料を塗布する工程を含み、前記パターン形成層は、前記スタンパと前記被転写体とを接触させて前記被転写体の表面に塗布した前記材料を押し広げて形成されることを特徴とする請求項１５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、被転写体の表面に、スタンパの微細な凹凸形状を転写する微細構造転写装置および微細構造転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路は微細化が進んでおり、その微細加工を実現するために、例えばフォトリソグラフィ装置によって半導体集積回路のパターンを形成する際にその高精度化が図られている。その一方で、微細加工のオーダーが露光光源の波長に近づいてきたことで、パターンの形成の高精度化は限界に近づいてきた。そのため、さらなる高精度化を図るために、フォトリソグラフィ装置に代えて荷電粒子線装置の一種である電子線描画装置が用いられるようになった。
【０００３】
しかしながら、電子線描画装置によるパターンの形成は、ｉ線、エキシマレーザ等の光源を使用した一括露光方法によるものと異なって、電子線で描画するパターンが多ければ多いほど露光（描画）時間がかかる。したがって、半導体集積回路の集積化が進むにつれてパターンの形成に要する時間が長くなって、スループットが著しく劣ることとなる。
【０００４】
そこで、電子線描画装置によるパターンの形成の高速化を図るために、各種形状のマスクを組み合わせて、それらに一括して電子線を照射する一括図形照射法の開発が進められている。しかしながら、一括図形照射法を使用する電子線描画装置は大型化するとともに、マスクの位置をより高精度に制御する機構がさらに必要となって装置自体のコストが高くなるという問題がある。
【０００５】
また、他のパターンの形成技術として、所定のスタンパを型押ししてその表面形状を転写するインプリント技術が知られている。このインプリント技術は、形成しようとする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、凹凸幅が２５ｎｍ以下の微細構造を被転写体の樹脂層に形成することができる。ちなみに、このようなパターンが形成された樹脂層（以下、「パターン形成層」ということがある）は、基板上に形成される薄膜層と、この薄膜層上に形成される凸部からなるパターン層とで構成されている。そして、このインプリント技術は、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。例えば、大容量記録媒体用基板や半導体集積回路用基板は、インプリント技術で形成したパターン形成層の凸部をマスクとして、パターン形成層の凹部で露出する薄膜層部分、およびこの薄膜層部分に接する基板部分をエッチングすることで製造することができる。ちなみに、基板部分のエッチング加工の精度は、薄膜層の面方向における厚さの分布の影響を受ける。具体的には、例えば、薄膜層の面方向の厚さのばらつきが最大厚さと最小厚さの差で５０ｎｍである被転写体は、深さ５０ｎｍでエッチング加工が施されると、薄膜層が薄い箇所では基板にエッチングが施されるが、厚い箇所ではエッチングが施されない場合がある。したがって、エッチング加工の所定の精度を維持しようとすれば、基板上に形成する薄膜層の厚さが均一である必要がある。つまり、このような均一な薄膜層を形成しようとすれば、基板上に形成される樹脂層は面方向にその厚さが薄く均一である必要がある。
【０００６】
従来、転写装置としては、平坦面に微細パターンが形成されたスタンパを備えたものであって、スタンパの平坦面側を被転写体に機械的に押し付けることで微細パターンを被転写体に転写するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この転写装置のスタンパは、微細パターンが形成された面が平坦であることから、被転写体のパターン転写領域に均一な圧力を加えることができる。そして、パターン転写領域に均一に圧力が加えられれば、被転写体には均一な厚さの樹脂層が形成される。つまり、このような被転写体にパターンが形成されると、パターン形成層の厚さが均一となって薄膜層の厚さも均一となる。
【０００７】
しかしながら、この転写装置では、スタンパと被転写体とを高い精度で平行にすることができる調整機構が必要になるので装置の構成が複雑になるという問題がある。また、この転写装置では、平坦化することができるスタンパの大きさに限度があるとともに、パターン転写領域が大きくなると一回の加圧で、均一な厚さのパターン形成層（薄膜層）を形成することが困難となる。
【０００８】
そこで、特許文献２および特許文献３には、ステージ上で弾性体を介して被転写体およびスタンパを加圧するようにした転写装置（例えば、特許文献２および特許文献３参照）や、スタンパまたは被転写体の背面に流体を封入したものを設けた転写装置（例えば、特許文献４参照）、スタンパおよび被転写体を内部圧力の調整が可能な容器内に配置した転写装置（例えば、特許文献５参照）が提案されている。
【特許文献１】米国特許第６６９６２２０号明細書
【特許文献２】特開２００３−１５７５２０号公報
【特許文献３】特開２００５−５２８４１号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／１８９２７３号明細書
【特許文献５】米国特許第６４８２７４２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記した従来の転写装置は、いずれもスタンパと被転写体との間における面内の圧力分布が加圧時に均一となることから、パターン転写領域を広げ、または薄膜層を薄くしようとすると、前記した樹脂を被転写体とスタンパとの間で充分に押し広げることが困難となる。そして、このような場合に、樹脂を押し広げようとしてスタンパを被転写体に押し付ける力を強めると、スタンパや被転写体を破損するおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明は、スタンパや被転写体が破損することがない小さな力でスタンパと被転写体との間に樹脂やその他のパターン層形成材料を充分に押し広げることができるとともに、被転写体に均一な厚さのパターン形成層を形成することができる微細構造転写装置および微細構造転写方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決する本発明は、微細パターンが形成されたスタンパを被転写体に接触させて、前記被転写体の表面に前記スタンパの微細パターンを転写する微細構造転写装置において、前記被転写体の表面における前記微細パターンの転写領域で、不均一な圧力分布を持たせる機構を有することを特徴とする。
【００１２】
また、前記課題を解決する本発明は、微細パターンを有するスタンパと前記被転写体とを接触させる接触工程と、前記被転写体に前記スタンパを加圧して微細パターンを前記被転写体に転写する転写工程とを有する微細構造転写方法において、前記転写工程で、前記微細パターンの転写領域で不均一な圧力分布を持たせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の微細構造転写装置および微細構造転写方法によれば、スタンパや被転写体が破損することがない小さな力でスタンパと被転写体との間に樹脂やその他のパターン層形成材料を充分に押し広げることができるとともに、被転写体に均一な厚さのパターン形成層を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、第１実施形態に係る微細構造転写装置の構成説明図である。
図１に示すように、本実施形態に係る微細構造転写装置Ａ１は、昇降機構１１によって上下に可動するステージ５上に、プレート３および緩衝層７がこの順番に配置されている。また、微細構造転写装置Ａ１は、図示しないポンプ等の吸引手段に接続された吸気路Ｅを備えており、この吸気路Ｅは、昇降機構１１の内部、ステージ５、およびプレート３を通過して緩衝層７の上面で開口している。そして、昇降機構１１側の吸気路Ｅの開口は、前記した吸引手段に接続されることとなる。そして、プレート３上には、緩衝層７を介して被転写体１が配置されるとともに、この被転写体１の上方には、スタンパ２が配置されている。被転写体１のスタンパ２側の面には、後記する光硬化性樹脂６（図２（ａ）参照）が塗布されるとともに、スタンパ２の被転写体１側の面には、凹凸形状からなる微細パターン２ａ（図２（ａ）参照）が形成されている。ちなみに、このスタンパ２は、図１に示すように、スタンパ保持冶具４で保持されており、昇降機構１１がステージ５を上昇させることによって、スタンパ２に向かって被転写体１が押し当てられるようになっている。また、ステージ５が配置される空間は、減圧室を形成しており、図示しない真空ポンプ等の排気手段によって減圧可能となっている。このような微細構造転写装置Ａ１は、スタンパ２を被転写体１に接触させて、被転写体１の表面にスタンパ２の微細パターン２ａを転写するものであり、微細パターン２ａの転写領域で不均一な圧力分布を持たせるようになっている。
【００１５】
プレート３は、ガラス、金属、樹脂等が使用可能であり、次に説明する緩衝層７よりも硬く、弾性率が大きいものであって、強度と所望の曲面加工が可能である材料であればよい。そして、プレート３は、その上面が曲面Ｃとなっており、ステージ５上にその上面が中高となるように配置されている。ちなみに、このようなプレート３の曲面Ｃは、曲率が同じ球面であってもよいし、微細パターンが転写される領域（以下に、「パターン転写領域」ということがある）の外側部分での曲率よりも、パターン転写領域の曲率が大きくなった非球面（湾曲面）であってもよく、後記する所定の薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）を形成するのに必要な圧力分布を得るのに適した形状を適宜選択することができる。また、プレート３の最も突出した部分の位置は、パターン転写領域の中央部の１箇所に限定されるものではなく、例えば、パターン転写領域の中央部から外して設定してもよい。また、プレート３の最も突出した部分は、峰状に連なって冠状に閉領域を画するものであってもよい。
【００１６】
緩衝層７は、プレート３の曲面Ｃ上に形成される弾性層であって、プレート３を構成する材料や、次に説明する被転写体１、およびスタンパ２を構成する材料と比較して弾性率が小さい部材で形成されている。このような弾性率の緩衝層７は、被転写体１にスタンパ２が加圧される際に被転写体１の位置がずれることを防止することができる。
この緩衝層７の材料や厚さは、後記する薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）を形成するために必要な圧力分布を実現するのに適したものを適宜に選択すればよい。このような緩衝層７は、例えば、ポリスチレン、ポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂や、シリコーンを含んだゴムで形成することができる。この緩衝層７には、フッ素等の剥離促進材料を含ませてもよいし、緩衝層７の表面には、剥離促進材料を含んだ層を形成してもよい。そして、緩衝層７の上面は、プレート３の曲面Ｃに沿う曲面となっている。
【００１７】
被転写体１は、円盤状の部材であって、スタンパ２に形成された微細パターンが転写されるものである。本実施形態での被転写体１は、後記するように基板１０（図２（ａ）参照）上に、後記するパターン形成層Ｔ３（図２（ｄ）参照）の形成材料となる光硬化性樹脂６（図２（ａ）参照）が塗布されたものである。この光硬化性樹脂６としては、公知のものでよく、樹脂材料に感光性物質を添加したものを使用することができる。樹脂材料としては、例えば、主成分がシクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリ乳酸、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
【００１８】
光硬化性樹脂６の塗布方法としては、ディスペンス法や、スピンコート法を使用することができる。
ディスペンス法では、光硬化性樹脂６が被転写体１の表面に滴下される。そして、滴下された光硬化性樹脂６は、スタンパ２が被転写体１に接触することで被転写体１の表面に広がる。この際、光硬化性樹脂６の滴下位置が複数の場合、滴下位置の中心間の距離は液滴の直径よりも広く設定することが望ましい。
【００１９】
また、光硬化性樹脂６を滴下する位置は、形成しようとする微細パターンに対応する光硬化性樹脂６の広がりを予め評価しておき、この評価結果に基づいて定めるとよい。光硬化性樹脂６は、後記する薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）と、この薄膜層Ｔ１の表面に形成されるパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）とを形成するのに必要な量と同じか、または多くなるように滴下する光硬化性樹脂６の１滴の量、および滴下する位置が調整される。
【００２０】
スピンコート法においては、光硬化性樹脂６が、薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）とパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）とを形成するのに必要な量と同じか、または多くなるようにスピン回転速度や光硬化性樹脂６の粘度が調整される。
【００２１】
また、前記した被転写体１以外に本発明で使用できる被転写体１としては、例えば、所定の基板１０上に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の他の樹脂からなる薄膜を形成したもの、樹脂のみからなるもの（樹脂製シートを含む）等であってもよい。ちなみに、熱可塑性樹脂を使用する場合には、被転写体１にスタンパ２を押し付ける前に、被転写体１の温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上とする。そしてスタンパ２を押し付けた後、熱可塑性樹脂であれば被転写体１とスタンパ２を冷却し、熱硬化性樹脂であれば被転写体１とスタンパ２を重合温度条件にて保持することでこれらの樹脂は硬化する。そして、これらの樹脂が硬化した後に、被転写体１とスタンパ２とを剥離することで、スタンパ２の微細パターンを被転写体１側に転写することができる。
前記した基板１０の材料としては、例えば、シリコン、ガラス、アルミニウム合金、樹脂等の各種材料を加工したものが挙げられる。また、基板１０は、その表面に金属層、樹脂層、酸化膜層等が形成された多層構造体であってもよい。
このような被転写体１の外形は、被転写体１の用途に応じて、円形、楕円形、多角形のいずれであってもよく、中心穴が加工されたものであってもよい。
【００２２】
スタンパ２は、前記したように、被転写体１に転写するための微細パターンを有するものである。この微細パターンを構成する凹凸をスタンパ２の表面に形成する方法としては、例えば、フォトリソグラフィ、集束イオンビームリソグラフィ、電子ビーム描画法、メッキ法等が挙げられる。これらの方法は、形成する微細パターンの加工精度に応じて適宜に選択することができる。ちなみに本実施形態でのスタンパ２は、被転写体１に塗布された光硬化性樹脂６にこのスタンパ２を介して紫外光等の電磁波を照射する必要があることから透明性を有するものから選択される。ただし、光硬化性樹脂６に代えて、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等のその他の被加工材料が使用される場合には、不透明なものであってもよい。
【００２３】
スタンパ２の材料としては、例えば、シリコン、ガラス、ニッケル、樹脂等が挙げられる。また、スタンパ２の外形は、加圧方式に応じて、円形、楕円形、多角形のいずれであってもよく、このようなスタンパ２には、中心穴が加工されていてもよい。また、スタンパ２の表面には、光硬化性樹脂６とスタンパ２との剥離を促進するために、フッ素系、シリコーン系などの離型剤を施すこともできる。なお、このようなスタンパ２は、被転写体１の所定の領域に微細パターンを転写することができれば、被転写体１とその形状、表面積が異なっていてもよい。
【００２４】
次に、本実施形態に係る微細構造転写装置Ａ１の動作について適宜図面を参照しながら説明しつつ、微細構造転写方法について説明する。参照する図面において、図２の（ａ）から（ｄ）は、微細構造転写方法の工程を示すも模式図であって、主にスタンパと被転写体の位置関係を示している。
【００２５】
まず、図１に示す微細構造転写装置Ａ１では、被転写体１が、プレート３上に緩衝層７を介して配置される。つまり、被転写体１は、緩衝層７の上面である中高の曲面に配置されることとなる。このとき被転写体１は、緩衝層７の上面で吸気路Ｅの開口で吸着されて緩衝層７上に支持される。そして、前記したように減圧室から排気されることによって被転写体１は減圧雰囲気に晒されることとなる。
【００２６】
次に、図１に示す昇降機構１１によってステージ５が上昇すると、スタンパ２と被転写体１とが接触する。その結果、図２（ｂ）に示すように、被転写体１に塗布された光硬化性樹脂６は、スタンパ２の微細パターン２ａ（図２（ａ）参照）と接触する。このとき、被転写体１の下面は、中高になった緩衝層７と接触しているので、被転写体１の上面では、その中央部が最も大きな力でスタンパ２に加圧される。さらに、ステージ５を上昇させることで圧力が増加し、その際、圧力分布は時間に依存して変化する。
そして、緩衝層７が曲面になっているので、被転写体１の中央部から周囲に向かうほど加圧される力が次第に小さくなっていく。つまり、圧力分布は、不均一になっている。また、ステージ５が上昇するにつれて、被転写体１の中央部から周囲にかけて圧力分布が時間に依存して変化する。このとき、弾性を有する緩衝層７は、中央部が最も大きく変形し、被転写体１の外周に近づくにつれて変形量が小さくなる。その結果として、被転写体１の中央部で圧力が最大となり、周囲に向かうほど圧力が徐々に小さくなって、被転写体１の外周端部で圧力が最小となる。つまり、被転写体１には、同心円状の圧力等高線が形成されることとなる。このようにスタンパ２が被転写体１に接触することによって光硬化性樹脂６はスタンパ２と被転写体１との間に押し広げられる。
【００２７】
このようにスタンパ２と被転写体１とを接触させる際に、スタンパ２と被転写体１との相対位置を合せ込むアライメント機構（図示せず）を設置することが望ましい。アライメント方式としては、例えば、被転写体１とスタンパ２を、基準となる部品へ物理的に当てる機械方式や、被転写体１とスタンパ２に設けられた所定の基準点を光学的に検出する光学方式等が挙げられる。これらのアライメント方式は、被転写体１の形状や要求されるアライメントの精度等に応じて適宜に選択することができる。なお、このアライメントの実施は、光硬化性樹脂６が硬化する前であれば、被転写体１とスタンパ２との接触前後を問わない。
【００２８】
次に、図２（ｃ）に示すように、スタンパ２を介して光硬化性樹脂６に図示しない光源から紫外光ＵＶが照射されて、光硬化性樹脂６は硬化する。次に、図１に示す昇降機構１１によってステージ５が下降すると、緩衝層７の上面で吸気路Ｅの開口で吸着されて支持されている被転写体１は、スタンパ２から剥離する。その結果、図２（ｄ）に示すように、剥離した被転写体１には、スタンパ２の微細パターン２ａが転写されており、この被転写体１は、基板１０上に、ベースとなる薄膜層Ｔ１と、この薄膜層Ｔ１上に形成された凸部からなるパターン層Ｔ２とで構成されるパターン形成層Ｔ３を備えたものとなっている。
【００２９】
以上のような微細構造転写装置Ａ１、および微細構造転写方法では、従来の転写装置や転写方法（例えば、特許文献１ないし特許文献５参照）と異なって、スタンパ２と被転写体１との間における圧力分布が均一とならない。したがって、微細構造転写装置Ａ１、および微細構造転写方法によれば、パターン転写領域を広げ、または薄膜層Ｔ１を薄くしようとしても、スタンパ２や被転写体１が破損することがない小さな力でスタンパ２と被転写体１との間に光硬化性樹脂６を充分に押し広げることができるとともに、被転写体１に均一な厚さのパターン形成層Ｔ３を形成することができる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図３は、第２実施形態に係る微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は、送気路の開口の配置を示す模式図である。なお、この第２実施形態に係る微細構造転写装置では、ステージ上に配置されるプレートの構造が第１実施形態と異なっているので、ここでは主にプレートについて説明する。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る微細構造転写装置Ａ２は、プレート３の上面、つまりスタンパ２側の面が平坦になっている。そして、この平坦な上面に沿って緩衝層７が配置されており、緩衝層７の上面も平坦になっている。また、微細構造転写装置Ａ２は、加圧された流体が流通する複数の流路Ｈを備えており、これらの流路Ｈのそれぞれは、昇降機構１１の内部、ステージ５、およびプレート３を通過して緩衝層７の上面で開口している。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、緩衝層７の上面における流路Ｈの開口は、５つの同心円上に並んでいる。そして、同じ同心円上で開口同士が並ぶ各流路Ｈは、相互に同じ配管に接続されている。具体的には、図３（ｂ）に示すように、緩衝層７の上面側で開口が最も内側の同心円上に並ぶ流路Ｈは、環状の配管Ｐ１に接続され、さらにその外側の同心円上に並ぶ流路Ｈは、順次に外側に向かうほど、環状の配管Ｐ２、配管Ｐ３、配管Ｐ４、および配管Ｐ３にそれぞれ接続されている。なお、これらの配管Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ４は、図示しないが、昇降機構１１（図３（ａ）参照）の内部に配置されている。そして、図３（ｂ）に示すように、これらの配管Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５のそれぞれには、各配管Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５内を流れる流体の圧力を調節する圧力調整機構Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５が接続されている。そして、圧力調整機構Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５は、同じ同心円上の流路Ｈの開口から同じ圧力の流体を噴出させるように圧力を調節するようになっている。開口から噴出させる圧力は必ずしも同じ圧力にする必要はなく、必要に応じて異なる圧力に調整してもよい。
【００３３】
次に、本実施形態に係る微細構造転写装置Ａ２の動作について説明しつつ、微細構造転写方法について説明する。
このような微細構造転写装置Ａ２では、図３（ａ）に示す昇降機構１１によってステージ５が上昇するとともに、緩衝層７の各流路Ｈの開口から流体を噴出させると、被転写体１の下面が緩衝層７の上面から離れて、被転写体１の上面がスタンパ２に接触する。そして、最も内周側の配管Ｐ１を介して緩衝層７の流路Ｈの開口から流体を噴出させ、次いで、順次に、外周側の配管Ｐ２に接続された流路Ｈ、配管Ｐ３に接続された流路Ｈ、配管Ｐ４に接続された流路Ｈ、および配管Ｐ５に接続された流路Ｈの開口からそれぞれ流体を噴出させることで、被転写体１の中央部から周囲にかけて圧力分布が時間に依存して変化する。また、配管Ｐ１内の流体の圧力を最も高くするように、そして配管Ｐ２から配管Ｐ５まで段階的に圧力を低くするように調整することで、被転写体１の上面では、その中央部が最も大きな力でスタンパ２に加圧され、被転写体１の中央部から周囲に向かうほど加圧される力が次第に小さくなっていく。このとき、弾性を有する緩衝層７は、中央部が最も大きく変形し、被転写体１の外周に近づくにつれて変形量が小さくなる。その結果として、被転写体１の中央部で圧力が最大となり、被転写体１の外周端部で圧力が最小となる。つまり、被転写体１には、同心円状の圧力等高線が規定されることとなる。このようにスタンパ２が被転写体１に接触することによって光硬化性樹脂６はスタンパ２と被転写体１との間に押し広げられる。また、前記したように配管Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の流体を噴出させるタイミングを変えずに、配管Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５から同時に流体を噴出させてもよい。この場合、各配管Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の圧力を変化させて圧力分布をもたせることが好ましい。
【００３４】
そして、光硬化性樹脂６を第１実施形態と同様にして硬化させた後に、圧力調整機構Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５で、配管Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５内の圧力を減じることによって被転写体１を緩衝層７の上面で吸着する。次いで、図３に示す昇降機構１１によってステージ５を下降させることで、被転写体１は、スタンパ２から剥離する。その結果、スタンパ２の微細パターン２ａ（図２（ｄ）参照）が転写されたパターン形成層Ｔ３を基板１０上に備える被転写体１が得られる。
【００３５】
以上のような微細構造転写装置Ａ２、および微細構造転写方法では、従来の転写装置や転写方法（例えば、特許文献１ないし特許文献５参照）と異なって、スタンパ２と被転写体１との間における圧力分布が均一とならない。したがって、微細構造転写装置Ａ２、および微細構造転写方法によれば、パターン転写領域を広げ、または薄膜層Ｔ１を薄くしようとしても、スタンパ２や被転写体１が破損することがない小さな力でスタンパ２と被転写体１との間に光硬化性樹脂６を充分に押し広げることができるとともに、被転写体１に均一な厚さのパターン形成層Ｔ３を形成することができる。
【００３６】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
前記実施形態では、被転写体１の片面にのみ微細パターンが転写されたが、本発明は、被転写体１の両面に微細パターンが転写されるものであってもよい。この際、被転写体１を挟むように１対のスタンパ２が配置されることとなる。
【００３７】
また、前記第１実施形態では、減圧雰囲気下で、スタンパ２と被転写体１とを接触させているが、本発明は、大気圧の雰囲気下でスタンパ２と被転写体１とを接触させるものであってもよい。
【００３８】
前記実施形態では、スタンパ２をプレート３に配置してから、このスタンパ２に相対するように、光硬化性樹脂６を予め塗布した被転写体１を配置したが、本発明は、例えば、光硬化性樹脂６を塗布した被転写体１をプレート３に配置し、これにスタンパ２を相対するように配置してもよい。また、スタンパ２に光硬化性樹脂６を予め塗布して同様に配置してもよい。さらに、前記実施形態に係る微細構造転写装置Ａ１，Ａ２は、ディスペンサ、インクジェットヘッドなどの光硬化性樹脂６を付与する手段を組み込むことにより、光硬化性樹脂６を被転写体１や、スタンパ２に自動的に塗布するように構成することもできる。
【００３９】
前記実施形態で微細パターンが転写された被転写体１は、磁気記録媒体や光記録媒体等の情報記録媒体に適用可能である。また、この被転写体１は、大規模集積回路部品や、レンズ、偏光板、波長フィルタ、発光素子、光集積回路等の光学部品、免疫分析、DNA分離、細胞培養等のバイオデバイスへの適用が可能である。
【実施例】
【００４０】
次に、実施例を示しながら本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
本実施例では、図４に示す微細構造転写装置Ａ３を使用してスタンパ２の微細パターンを被転写体１に転写する微細構造転写方法について説明する。図４は、実施例１で使用した微細構造転写装置の構成説明図である。
【００４１】
図４に示すように、微細構造転写装置Ａ３は、上下に可動するステンレス製のステージ５上に、片面に曲面を有するプレート３が配置されている。プレート３は石英を加工し、直径３０ｍｍ、最大厚さ１０ｍｍ、曲率半径２５９５ｍｍの球面を有する構造とした。プレート３の表面には、厚さ０．５ｍｍのシリコーンゴム層を設置して緩衝層７とした。そして、緩衝層７上には、被転写体１、スタンパ２、およびスペーサＳをこの順番に配置した。被転写体１の樹脂塗布面とスタンパ２のパターン形成面が向きあうように設置した。また、スペーサＳの上方には、上部プレート３ｂがプレート保持冶具３ｃで保持されている。この上部プレート３ｂは、石英で形成されている。
ステージ５とプレート３の中心には、被転写体１とスタンパ２の中心穴の軸を合せるピンＬ１が通されている。図示しないがピン先端部Ｌ２は、ピンＬ１を押し込むことで直径が変化する構造となっており、被転写体１とスタンパ２の中心軸を合わせるときにのみピン先端部Ｌ２の直径が広がり、被転写体１とスタンパ２の設置および加圧の際には、ピン先端部Ｌ２の直径が小さくなる。
【００４２】
ここでは、被転写体１として直径２７．４ｍｍ、厚さ０．３８１ｍｍ、中心穴径７ｍｍのガラス基板を使用した。
スタンパ２には直径２７．４ｍｍ、厚さ０．３８１ｍｍ、中心穴径７ｍｍの石英基板が使用された。そして、スタンパ２には、直径で２０ｍｍから２５ｍｍまでの範囲に、フォトリソグラフィ法にて幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターンが同心円状に形成された。溝パターンは、中心穴の中心軸と同心となるように配置された。スタンパ２の表面にはフッ素を含んだ離型層が形成された。
【００４３】
被転写体１の表面には、ディスペンス法で樹脂が滴下された。樹脂は、感光性物質を添加したアクリレート系樹脂が使用され、粘度が４ｃＰ（４ｍＰａｓ）になるよう調合された。樹脂は、単一ノズルの滴下装置で塗布された。１滴当りに８ｎＬの樹脂が滴下されるように吐出条件が定められた。
【００４４】
吐出位置としては、被転写体表面上の半径１０ｍｍの円周上で、４方向（９０度間隔）に樹脂が滴下された。
被転写体１とスタンパ２を合せる前に減圧室が−８０ｋＰａまで減圧され、その後、被転写体１は、スタンパ２と接触した。このとき、被転写体１の表面に滴下した樹脂は、スタンパ２の自重で押し広げられたが、４箇所に滴下した樹脂同士は接触しなかった。
【００４５】
ステージ５を上部プレート３ｂ方向へ上昇させて、被転写体１とスタンパ２とが加圧された。加圧時の荷重は０．２５ｋＮとされた。このとき、被転写体１の下面は、中高になった緩衝層７と接触しているので、被転写体１の上面では、その中央部が最も大きな力でスタンパ２に加圧される。さらに、ステージ５を上昇させるにつれて圧力が増大し、圧力分布が時間とともに変化した。さらに、荷重が０．２５ｋＮに達したときに、被転写体１の半径６ｍｍの円周上近傍で最大荷重となり、被転写体１の中心穴端部および外周端部に向って荷重が小さくなる同心円状の圧力等高線分布が規定された。被転写体１とスタンパ２を加圧した状態で、上部プレート３ｂの上部に設置した図示しない光源から紫外光ＵＶが照射された。スタンパ２を通して樹脂に紫外光ＵＶが照射されることで、該樹脂が硬化した。前記樹脂が硬化した後、ステージ５は下降した。被転写体１とスタンパ２は、図示しない剥離機構で搬送され、スタンパ２は被転写体１から剥離された。そして、被転写体１の表面に薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）と、薄膜層Ｔ１上にスタンパ２の表面に形成した微細パターン２ａ（図２（ｄ）参照）に対応する、幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターンからなるパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）とが同心円状に形成された。
【００４６】
本実施例では、形成した薄膜層Ｔ１の膜厚分布が測定された。ここでは被転写体１の表面の半径方向に１２０度間隔で薄膜層Ｔ１の一部が削除され、面内の任意の３方向について被転写体１の表面と薄膜層Ｔ１の表面との段差が原子間力顕微鏡により測定された。被転写体１の半径１０〜１２．５ｍｍの範囲において、薄膜層Ｔ１の平均厚さは１．９ｎｍであり、標準偏差（σ）は１．３ｎｍであった。なお、薄膜層Ｔ１の厚さは、被転写体１の半径７〜１１ｍｍの範囲において、１ｎｍから５ｎｍの範囲であった。
【００４７】
（実施例２）
本実施例では、実施例１の微細構造転写装置Ａ３（図４参照）に設置した片面に曲面を有するプレート３の曲面形状を、曲率半径５１９０ｍｍの球面とした。そして、実施例１と同様の方法で被転写体１の表面に薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）と、この薄膜層Ｔ１上に、スタンパ２の表面に形成した微細パターンに対応する、幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターンからなるパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）とが同心円状に形成された。このとき、被転写体１の半径１０〜１２．５ｍｍの範囲において、薄膜層Ｔ１の平均厚さは１．９ｎｍであり、標準偏差（σ）は１．６ｎｍであった。
【００４８】
（比較例）
本比較例では、実施例１の微細構造転写装置Ａ３（図４参照）に設置した片面に曲面を有するプレート３に代えて、片面を平坦にしたプレートが使用された従来の転写装置について次のことが検討された。実施例１と同様の方法で、被転写体１の表面に薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）と、薄膜層Ｔ１上に、スタンパ２の表面に形成した微細パターンに対応する、幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターンからなるパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）とが同心円状に形成された。また、荷重を０．５ｋＮ、１ｋＮ、および１．５ｋＮとするとともに、被転写体１の半径１０〜１２．５ｍｍの範囲における荷重に対する薄膜層Ｔ１の平均厚さと、標準偏差とが求められた。その評価結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2008012844.tif 000003
【００５０】
ここで、実施例１および実施例２における薄膜層Ｔ１の平均厚さ、および標準偏差と、比較例における薄膜層Ｔ１の平均厚さ、および標準偏差を比較すると、実施例１および実施例２の結果は、比較例の結果と比較して、低荷重であるにもかかわらず、薄膜層Ｔ１の平均厚さ、および標準偏差は小さいことが明らかとなった。したがって、本発明によれば、従来技術よりも低荷重で樹脂を被転写体１の表面に押し広げ、均一な薄膜層Ｔ１の形成が可能であることが実証された。
【００５１】
（実施例３）
本実施例では、図５に示す微細構造転写装置Ａ４を使用してスタンパ２の微細パターンを被転写体１に転写する微細構造転写方法について説明する。図５は、実施例３で使用した微細構造転写装置の構成説明図である。
【００５２】
図５に示すように、微細構造転写装置Ａ４は、上下に可動するステンレス製のステージ５上に、片面に曲面を有するプレート３が配置されている。プレート３は、石英を加工し、直径１００ｍｍ、最大厚さ２０ｍｍ、曲率半径５１９０ｍｍの球面を有する構造とした。プレート３の表面には、厚さ０．５ｍｍのシリコーンゴム層を設置し緩衝層７とした。そして、緩衝層７上には、被転写体１、およびスタンパ２がこの順番で配置された。被転写体１の樹脂塗布面とスタンパ２のパターン形成面とは相互に向きあうように設置された。また、スタンパ２の上方には、上部プレート３ｂがプレート保持冶具３ｃで保持されている。この上部プレート３ｂは、ガラスで形成されている。
【００５３】
ここでは、被転写体１として直径１００ｍｍ、厚さ１ｍｍの石英基板を使用した。
スタンパ２には直径１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板を使用した。そして、スタンパ２には、直径８０ｍｍの範囲に、フォトリソグラフィ法で幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ１５０ｎｍの溝パターンが同心円状に形成された。スタンパ２の表面にはフッ素を含んだ図示しない離型層が形成された。
【００５４】
被転写体１の表面には、ディスペンス法で樹脂が滴下された。樹脂は、感光性物質を添加し、粘度が４ｃＰ（４ｍＰａｓ）になるように調合された。樹脂は、単一ノズルの滴下装置で塗布した。そして、２μＬの樹脂が１滴、被転写体の中心に滴下された。
【００５５】
被転写体１とスタンパ２を合せる前に減圧室は−８０ｋＰａまで減圧されて、被転写体１とスタンパ２の表面が大気圧以下の雰囲気に晒された。
【００５６】
次いで、ステージ５を、上部プレート３ｂ方向へ上昇させて被転写体１とスタンパ２とが加圧された。このときに、被転写体１の下面は、中高になった緩衝層７と接触しているので、被転写体１の上面では、その中央部が最も大きな力でスタンパ２に加圧される。さらに、ステージ５を上昇させるにつれて圧力が増大し、圧力分布が時間とともに変化した。さらに、ステージ５の上昇が止まったとき、被転写体１の中心が最大荷重になり、被転写体１の外周端部に向って荷重が小さくなる同心円状の圧力等高線分布が形成された。被転写体１とスタンパ２を加圧した状態で、上部プレート３ｂの上部に設置した、図示しない光源から紫外光ＵＶが照射され、スタンパ２を通して樹脂に紫外光が照射されることで、樹脂は硬化した。樹脂が硬化した後、ステージ５が下降すると、被転写体１とスタンパ２は、図示しない剥離機構へ搬送された。そして、スタンパ２は被転写体１から剥離された。被転写体１の表面には、薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）と、薄膜層Ｔ１上にスタンパ２の表面に形成した微細パターンに対応する、幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ１５０ｎｍの溝パターンからなるパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）とが同心円状に形成された。
【００５７】
被転写体１の表面の薄膜層Ｔ１の一部が直径方向に削除され、被転写体１の表面と薄膜層Ｔ１の表面との段差がパターン形成領域内で、原子間力顕微鏡により測定された。薄膜層Ｔ１の平均厚さは１０．３ｎｍであり、標準偏差（σ）は９．９ｎｍであった。
【００５８】
（実施例４）
本実施例では、図６に示す微細構造転写装置Ａ５を使用してスタンパ２の微細パターンを被転写体１に転写する微細構造転写方法について説明する。図６は、実施例４で使用した微細構造転写装置の構成説明図である。
【００５９】
図６に示すように、微細構造転写装置Ａ５は、ステージ５の表面が平坦であり、複数の流路Ｈの開口がプレート３ａの上面で、図３（ｂ）に示したと同様に、５つの同心円上に並ぶように形成されている。また各流路Ｈには、図３（ｂ）に示したと同様に、同心円ごとに独立した圧力調整機構Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５が接続されている。そして、圧力調整機構Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５は、同じ同心円上の開口から同じ圧力の窒素ガスを噴出させるように構成されている。ステージ５の中心には、被転写体１とスタンパ２の中心穴の軸を合せるピンＬ１が通されている。そして、図示しないがピン先端部Ｌ２はピンＬ１を押し込むことで直径が変化する構造となっており、被転写体１とスタンパ２の中心軸を合わせるときにのみピンＬ１の直径が広がり、被転写体１とスタンパ２の設置および加圧の際には、ピンＬ１の直径が小さくなる。
【００６０】
次いで、ここでは、ステージ５上に、被転写体１を設置した。被転写体１の微細パターンを転写する面に相対して、微細パターンを有するスタンパ２が設置された。スタンパ２は、スタンパ保持冶具３ｃで保持した。被転写体１とスタンパ２を合せる前に減圧室が−８０ｋＰａまで減圧され、被転写体１とスタンパ２の表面が大気圧以下の雰囲気に晒された。
【００６１】
ここでは、被転写体１として直径２７．４ｍｍ、厚さ０．３８１ｍｍ、中心穴径７ｍｍのガラス基板を使用した。
スタンパ２には直径２７．４ｍｍ、厚さ０．３８１ｍｍ、中心穴径７ｍｍの石英基板が使用された。そして、スタンパ２には、直径２０ｍｍから２５ｍｍの範囲に、フォトリソグラフィ法で幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターンが同心円状に形成された。溝パターンは中心穴の中心軸と同心となるように配置された。スタンパ２の表面にはフッ素を含んだ離型層が形成された。
【００６２】
被転写体１の表面には、ディスペンス法で樹脂が滴下された。樹脂は感光性物質を添加したアクリレート系樹脂であり、粘度が４ｃＰ（４ｍＰａｓ）になるように調合された。樹脂は、ノズルが５１２（２５６×２列）個配列され、ピエゾ方式で樹脂を吐出する塗布ヘッドで塗布された。塗布ヘッドのノズル間隔は、列方向に７０μｍ、列間１４０μｍである。各ノズルからは約５ｐＬの樹脂が吐出されるように制御された。
【００６３】
吐出位置は、スタンパ２と被転写体１を加圧することで求められる樹脂１滴分の広がりより決定した。前記被転写体１の表面に樹脂を滴下し、スタンパ２を押し当てた結果、樹脂は溝パターンに対して、溝パターンと垂直方向（被転写体１の半径方向）に約１４０μｍ、溝パターンと平行方向（被転写体１の周回方向）に約８５０μｍとなる楕円状に広がった。結果として、樹脂の滴下ピッチは、直径２０ｍｍから２５ｍｍの範囲で、半径方向に８０μｍとされ、周回方向ピッチは５１０μｍとされた。
【００６４】
次に、ステージ５の流路Ｈの開口から窒素ガスを噴出させることで、被転写体１の裏面がステージ５の表面から離れ、被転写体１の表面がスタンパ２の表面に接触した。噴出した窒素ガスはステージ５と被転写体１の裏面との隙間を通り抜け、所定の排出口（図示せず）より排出された。圧力調整機構Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５から送り込まれる窒素ガスの噴出量が制御されることで、噴出する窒素ガスの圧力は、ステージ５の内周側から順番に０．５ＭＰａ、０．５ＭＰａ、０．４５ＭＰａ、０．４ＭＰａ、０．４ＭＰａに設定された。このとき、被転写体１の中心穴端部が最大圧力になり、被転写体１の外周端部に向って圧力が小さくなる、同心円状の圧力等高線分布となった。
【００６５】
被転写体１とスタンパ２を加圧した状態で、上部プレート３ｂの上部に設置した図示しない光源から紫外光ＵＶが照射され、スタンパ２を通して樹脂に紫外光ＵＶが照射されることで、樹脂は硬化した。樹脂が硬化した後、圧力調整機構Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５で窒素ガスの噴出圧力が減じられて被転写体１はステージ５に吸引された。そして、スタンパ２は被転写体１から剥離された。被転写体１の表面には、薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）と、薄膜層Ｔ１上にスタンパ２の表面に形成した微細パターンに対応する、幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターンからなるパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）が同心円状に形成された。
【００６６】
次に、本実施例で５枚の被転写体１が作製された。そして、各被転写体１の表面では、半径方向に１２０度間隔で薄膜層Ｔ１の一部が削除され、面内の任意の３方向について被転写体１の表面と薄膜層Ｔ１の表面との段差が原子間力顕微鏡により測定された。パターン形成領域において、５枚分の薄膜層Ｔ１の平均厚さは７．５ｎｍであり、標準偏差（σ）は３．１ｎｍであった。
【００６７】
（実施例５）
本実施例では、２枚のスタンパ２で被転写体１を挟むように配置した以外は、実施例４の微細構造転写装置Ａ５（図６参照）と同様の微細構造転写装置が使用された。そして、被転写体１の両面に、微細パターンが転写された。
【００６８】
なお、ここでは、下側に配置したスタンパ２の被転写体１側の表面と、上側に配置したスタンパ２に向き合う被転写体１の表面に樹脂が塗布された。そして、下側に配置されたスタンパ２の下面側から窒素ガスを噴出させて、被転写体１の両面には上下のスタンパ２，２がそれぞれ押し付けられた。被転写体１の両面から上下のスタンパ２，２が剥離されることで、被転写体１の両面には、薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）と、薄膜層Ｔ１上にスタンパ２の表面に形成した微細パターンに対応する、幅２μｍ、ピッチ４μｍ、深さ８０ｎｍの溝パターンからなるパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）とが同心円状に形成された。このとき、薄膜層Ｔ１の厚さはどちらの面においても２０ｎｍ以下であった。
【００６９】
（実施例６）
本実施例では、実施例４の微細構造転写装置Ａ５（図６参照）を使用して大容量記磁気録媒体（ディスクリートトラックメディア）用の微細パターンが転写されたものを作製した。ここでは被転写体１として直径２７．４ｍｍ、厚さ０．３８１ｍｍ、中心穴径７ｍｍのガラスディスク基板を使用した。
【００７０】
スタンパ２には直径２７．４ｍｍ、厚さ０．３８１ｍｍ、中心穴径７ｍｍの石英基板を使用した。そして、周知の電子線直接描画法で幅５０ｎｍ、深さ８０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍの溝が同心円状に形成された。このとき、同心円状の溝の中心軸が、被転写体１の中心穴の中心軸と一致するように配置された。スタンパ２の表面にはフッ素を含んだ厚さ３ｎｍの離型層が形成された。
【００７１】
ガラスディスク基板の表面には、ディスペンス法で樹脂が滴下された。樹脂は、感光性物質が添加され、粘度が４ｃＰ（４ｍＰａｓ）になるよう調合された。樹脂は、ノズルが５１２（２５６×２列）個配列され、ピエゾ方式で樹脂を吐出する塗布ヘッドで塗布された。塗布ヘッドのノズル間隔は、列方向に７０μｍ、列間１４０μｍである。各ノズルからは約５ｐＬの樹脂が吐出されるように制御された。樹脂の滴下ピッチは、半径方向に１５０μｍ、周回方向ピッチを２７０μｍとした。
【００７２】
実施例４と同じ方法で、ガラスディスク基板の表面には平均厚さ１０ｎｍの薄膜層Ｔ１（図２（ｄ）参照）と、薄膜層Ｔ１上にスタンパ２に対応する幅５０ｎｍ、深さ８０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍの溝パターンからパターン層Ｔ２（図２（ｄ）参照）とが形成された。図７は、薄膜層Ｔ１およびパターン層Ｔ２からなるパターン形成層Ｔ３（図２（ｄ）参照）の断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００７３】
（実施例７）
本実施例では、本発明の微細構造転写方法を使用したディスクリートトラックメディアの製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。参照する図面において、図８の（ａ）から（ｄ）は、ディスクリートトラックメディアの製造工程の説明図である。
【００７４】
まず、図８（ａ）に示すように、実施例６で得られた、ガラス基板２２上に、スタンパ２の表面形状が転写された光硬化性樹脂６からなるパターン形成層２１を有するものが準備された。
【００７５】
次に、パターン形成層２１をマスクとして、周知のドライエッチング法でガラス基板２２の表面が加工された。その結果、図８（ｂ）に示すように、ガラス基板２２の表面には、パターン形成層２１のパターンに対応する凹凸が削り出された。なお、ここでのドライエッチングにはフッ素系ガスが用いられた。また、ドライエッチングは、パターン形成層２１の薄層部分を酸素プラズマエッチングで除去した後、フッ素系ガスで露出したガラス基板２２をエッチングするように行ってもよい。
【００７６】
次に、図８（ｃ）に示すように、凹凸が形成されたガラス基板２２には、プリコート層、磁区制御層、軟磁性下地層、中間層、垂直記録層、および保護層からなる磁気記録媒体形成層２３がＤＣマグネトロンスパッタリング法（例えば、特開２００５−０３８５９６号公報参照）により形成された。なお、ここでの磁区制御層は非磁性層および反強磁性層で形成されている。
【００７７】
次に、図８（ｄ）に示すように、磁気記録媒体形成層２３上には、非磁性体２７が付与されることで、ガラス基板２２の表面は平坦化された。その結果、面記録密度２００Ｇｂｐｓｉ相当のディスクリートトラックメディアＭ１が得られた。
【００７８】
（実施例８）
本実施例では、本発明の微細構造転写方法を使用したディスクリートトラックメディアの製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。参照する図面において、図９の（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディアの製造工程の説明図である。
【００７９】
本実施例では、実施例１で得られた、パターン形成層２１を有するガラス基板２２に代えて、次のような基板が準備された。この基板は、図９（ｂ）に示すように、ガラス基板２２上に軟磁性下地層２５が形成されたものである。そして、この基板上に、実施例１と同様にして、スタンパ２の表面形状が転写された光硬化性樹脂６からなるパターン形成層２１が形成された。
【００８０】
次に、パターン形成層２１をマスクとして、周知のドライエッチング法で軟磁性下地層２５の表面が加工された。その結果、図９（ｃ）に示すように、軟磁性下地層２５の表面には、パターン形成層２１のパターンに対応する凹凸が削り出された。なお、ここでのドライエッチングにはフッ素系ガスが用いられた。
【００８１】
次に、図９（ｄ）に示すように、凹凸が形成された軟磁性下地層２５の表面には、プリコート層、磁区制御層、軟磁性下地層、中間層、垂直記録層、および保護層からなる磁気記録媒体形成層２３がＤＣマグネトロンスパッタリング法（例えば、特開２００５−０３８５９６号公報参照）により形成された。なお、ここでの磁区制御層は非磁性層および反強磁性層で形成されている。
【００８２】
次に、図９（ｅ）に示すように、磁気記録媒体形成層２３上には、非磁性体２７が付与されることで、軟磁性下地層２５の表面は平坦化された。その結果、面記録密度２００Ｇｂｐｓｉ相当のディスクリートトラックメディアＭ２が得られた。
【００８３】
（実施例９）
本実施例では、本発明の微細構造転写方法を使用したディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。参照する図面において、図１０の（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造工程の説明図である。
【００８４】
図１０（ａ）に示すように、ガラス基板２２の表面に、予めノボラック系の樹脂材料が塗布されて平坦層２６が形成された。この平坦層２６は、スピンコート法や平板で樹脂を押し当てる方法が挙げられる。次に、図１０（ｂ）に示すように、平坦層２６上にパターン形成層２１が形成された。このパターン形成層２１は、平坦層２６上にシリコンを含有させた樹脂材料を塗布し、本発明の微細構造転写方法によって形成されたものである。
【００８５】
そして、図１０（ｃ）に示すように、パターン形成層２１の薄層部分が、フッ素系ガスを使用したドライエッチングで除去された。次に、図１０（ｄ）に示すように、残されたパターン形成層２１部分をマスクとして酸素プラズマエッチングで平坦層２６が除去された。そして、フッ素系ガスでガラス基板２２の表面をエッチングし、残されたパターン形成層２１を取り除くことで、図１０（ｅ）に示すように、面記録密度２００Ｇｂｐｓｉ相当のディスクリートトラックメディアに使用されるディスク基板Ｍ３が得られた。
【００８６】
（実施例１０）
本実施例では、本発明の微細構造転写方法を使用したディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。参照する図面において、図１１の（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造工程の説明図である。
【００８７】
図１１（ａ）に示すように、ガラス基板２２の表面に感光性物質を添加したアクリレート系樹脂を塗布するとともに、本発明の微細構造転写方法を使用してガラス基板２２上にパターン形成層２１を形成した。本実施例では、形成しようとするパターンと凹凸が反転した凹凸を有するパターンをガラス基板２２上に形成した。次に、図１０（ｂ）に示すように、パターン形成層２１の表面には、シリコンおよび感光性物質を含む樹脂材料が塗布されて、平坦層２６が形成された。平坦層２６の形成方法としては、スピンコート法や平板で樹脂を押し当てる方法が挙げられる。そして、図１０（ｃ）に示すように、平坦層２６の表面がフッ素系ガスでエッチングされると、パターン形成層２１の最上面が露出する。次いで、図１０（ｄ）に示すように、残った平坦層２６をマスクとして、パターン形成層２１が酸素プラズマエッチングで除去されて、ガラス基板２２の表面が露出する。そして、図１０（ｅ）に示すように、露出したガラス基板２２の表面がフッ素系ガスでエッチングされることで、面記録密度２００Ｇｂｐｓｉ相当のディスクリートトラックメディアに使用されるディスク基板Ｍ４が得られた。
【００８８】
（実施例１１）
本実施例では、本発明の微細構造転写方法を使用して製造した光情報処理装置について説明する。
本実施例では入射光の進行方向が変わる光デバイスを光多重通信系の光情報処理装置に適用した一例を述べる。図１２は、光デバイスの基本部品としての光回路の概略構成図である。図１３は、光回路の導波路の構造を示す模式図である。
図１２に示すように、光回路３０は縦（ｌ）３０ｍｍ、横（ｗ）５ｍｍ、厚さ１ｍｍの窒化アルミニウム製の基板３１上に形成した。光回路３０は、インジウムリン系の半導体レーザーとドライバ回路からなる複数の発信ユニット３２、光導波路３３，３３ａ、光コネクタ３４，３４ａから構成されている。なお、複数の半導体レーザーのそれぞれの発信波長は、２〜５０ｎｍずつ異なるように設定されている。
この光回路３０では、発信ユニット３２から入力された光信号が導波路３３ａ、および導波路３３を経由して、光コネクタ３４ａから光コネクタ３４に送信される。この場合、光信号は、各導波路３３ａから合波される。
【００８９】
図１３に示すように、導波路３３の内部には、複数の柱状微細突起３５が立設されている。そして、発信ユニット３２と導波路３３とのアライメント誤差を許容できるように、導波路３３ａの入力部の幅（ｌ１）は２０μｍで、平断面視でラッパ状になっている。そして、導波路３３を形成するストレート部分の中央部には、柱状微細突起３５が１列分だけ除去されている。つまり、フォトニックバンドギャップのない領域が形成されており、これによって信号光が幅１μｍの領域（Ｗ１）に導かれる構造になっている。なお、柱状微細突起３５間の間隔（ピッチ）は０．５μｍに設定されている。なお、図１３では、簡略化し、実際の本数よりも柱状微細突起３５を少なく示している。
【００９０】
本発明は、導波路３３，３３ａ、および光コネクタ３４ａに適用されている。つまり、  基板３１とスタンパ２（図１等参照）との相対位置の合わせ込みは、本発明の微細構造転写方法が使用されている。この微細構造転写方法は、発信ユニット３２内に柱状微細突起３５を形成する際に、所定の柱状微細突起３５を所定の発信ユニット３２に形成する際に適用される。ちなみに光コネクタ３４ａの構造は、図１３の導波路３３ａの左右を反対にした構造となっており、光コネクタ３４ａにおける柱状微細突起３５の配置は、図１３の柱状微細突起３５と左右逆向きに配置されている。
【００９１】
ここで、柱状微細突起３５の相当直径（直径あるいは一辺）は、半導体レーザー等に用いる光源の波長との関係から、１０ｎｍから１０μｍの間で任意に設定することができる。また、柱状微細突起３５の高さは、５０ｎｍから１０μｍが好ましい。また、柱状微細突起３５の距離（ピッチ）は、用いる信号波長の約半分に設定される。
【００９２】
このような光回路３０は、複数の異なる波長の信号光を重ね合わせて出力できるが、光の進行方向を変更できるために、光回路３０の幅（ｗ）が５ｍｍと非常に短くできる。そのため、光デバイスを小型化することができる。また、この微細構造転写方法によれば、スタンパ２（図１等参照）からの転写によって柱状微細突起３５を形成できるために、光回路３０の製造コストを下げることができる。なお、本実施例では、入力光を重ね合わせる光デバイスに適用した例を示したが、本発明は光の経路を制御する全ての光デバイスに有用である。
【００９３】
（実施例１２）
本実施例では、本発明の微細構造転写方法を使用した多層配線基板の製造方法について説明する。図１４の（ａ）から（ｌ）は、多層配線基板の製造方法の工程説明図である。
【００９４】
図１４（ａ）に示すように、シリコン酸化膜６２と銅配線６３とで構成された多層配線基板６１の表面にレジスト５２が形成された後に、スタンパ（図示省略）によるパターン転写が行われる。パターン転写が行われる前に、スタンパ２と基板との相対位置合せを行い、基板上の所望の位置に所望の配線パターンを転写する。
【００９５】
次に、多層配線基板６１の露出領域５３がＣＦ４／Ｈ２ガスによってドライエッチングされると、図１４（ｂ）に示すように、多層配線基板６１の表面の露出領域５３が溝形状に加工される。次に、レジスト５２がＲＩＥによりレジストエッチングされる。そして、段差の低い部分のレジストが除去されるまでレジストエッチングが行われると、図１４（ｃ）に示すように、レジスト５２の周囲で多層配線基板６１の露出領域５３が拡大する。この状態から、さらに露出領域５３のドライエッチングが行われることによって、図１４（ｄ）に示すように、先に形成した溝の深さが銅配線６３に到達することとなる。
【００９６】
次に、レジスト５２を除去することで、図１４（ｅ）に示すように、表面に溝形状を有する多層配線基板６１が得られる。そして、多層配線基板６１の表面には、金属膜（図示せず）が形成された後に、電解メッキが施されて、図１４（ｆ）に示すように、金属メッキ膜６４が形成される。その後、多層配線基板６１のシリコン酸化膜６２が露出するまで金属メッキ膜６４の研磨が行われる。その結果、図１４（ｇ）に示すように、金属メッキ膜６４からなる金属配線を表面に有する多層配線基板６１が得られる。
【００９７】
ここで、多層配線基板６１を作製するための別な工程を説明する。
図１４（ａ）で示した状態から露出領域５３のドライエッチングを行う際に、図１４（ｈ）に示すように、多層配線基板６１の内部の銅配線６３に到達するまでエッチングが行われる。次に、レジスト５２をＲＩＥによりエッチングされて、図１４（ｉ）に示すように、段差の低いレジスト５２部分が除去される。そして、図１４（ｊ）に示すように、多層配線基板６１の表面には、スパッタによる金属膜６５が形成される。次いで、レジスト５２がリフトオフで除去されることで、図１４（ｋ）に示すように、多層配線基板６１の表面に部分的に金属膜６５が残った構造が得られる。次に、残った金属膜６５に無電解メッキが施されることによって、図１４（ｌ）に示すように、多層配線基板６１に金属膜６５からなる金属配線を表面に有する多層配線基板６１が得られる。このように本発明を多層配線基板６１の製造に適用することで、高い寸法精度を持つ金属配線を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】第１実施形態に係る微細構造転写装置の構成説明図である。
【図２】（ａ）から（ｄ）は、微細構造転写方法の工程を示すも模式図である。
【図３】第２実施形態に係る微細構造転写装置を示す図であり、（ａ）は構成説明図、（ｂ）は、送気路の開口の配置を示す模式図である。
【図４】実施例１で使用した微細構造転写装置の構成説明図である。
【図５】実施例３で使用した微細構造転写装置の構成説明図である。
【図６】実施例４で使用した微細構造転写装置の構成説明図である。
【図７】薄膜層およびパターン層からなるパターン形成層の断面を示す電子顕微鏡写真である。
【図８】（ａ）から（ｄ）は、ディスクリートトラックメディアの製造工程の説明図である。
【図９】（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディアの製造工程の説明図である。
【図１０】（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造工程の説明図である。
【図１１】（ａ）から（ｅ）は、ディスクリートトラックメディア用ディスク基板の製造工程の説明図である。
【図１２】光デバイスの基本部品としての光回路の概略構成図である。
【図１３】光回路の導波路の構造を示す模式図である。
【図１４】（ａ）から（ｌ）は、多層配線基板の製造方法の工程説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１      被転写体
２      スタンパ
２ａ    微細パターン
３      プレート
３ｂ    上部プレート
５      ステージ
６      光硬化性樹脂
７      緩衝層
１０    基板
１１    昇降機構
Ａ１    微細構造転写装置
Ａ２    微細構造転写装置
Ａ３    微細構造転写装置
Ａ４    微細構造転写装置
Ａ５    微細構造転写装置
Ｂ１    圧力調整機構
Ｃ      曲面
Ｈ      流路（穴）
Ｔ１    薄膜層
Ｔ２    パターン層
Ｔ３    パターン形成層
【図１】
2008012844.tif 000004
【図２】
2008012844.tif 000005
【図３】
2008012844.tif 000006
【図４】
2008012844.tif 000007
【図５】
2008012844.tif 000008
【図６】
2008012844.tif 000009
【図８】
2008012844.tif 000010
【図９】
2008012844.tif 000011
【図１０】
2008012844.tif 000012
【図１１】
2008012844.tif 000013
【図１２】
2008012844.tif 000014
【図１３】
2008012844.tif 000015
【図１４】
2008012844.tif 000016
【図７】
2008012844.tif 000017