(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンが形成されているパターン面を有する型を加工対象物に押圧するためのプレス装置であって、
前記型を保持するための型保持部を一端に有すると共に、前記パターン面の中心を中心点とする凸球面を有する型保持手段と、
前記凸球面と当接する前記凸球面と同径の凹球面を有し、前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段と、
互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第１の調整具及び第２の調整具と、前記第１の調整具及び第２の調整具の押圧方向と直交する方向であって、互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第３の調整具及び第４の調整具と、を有し、前記凸球面を前記凹球面に対して自由な方向に変位させるための傾き調整手段と、
を具備することを特徴とする傾き調整機能付きプレス装置。
【請求項２】
前記凸球面および凹球面の少なくとも一方は、それらより硬度の高い表面処理層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の傾き調整機能付きプレス装置。
【請求項３】
前記凸球面および凹球面の少なくとも一方は、それらより摩擦係数の低い表面処理層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の傾き調整機能付きプレス装置。
【請求項４】
前記凸球面と凹球面の間に潤滑剤を塗布してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の傾き調整機能付きプレス装置。
【請求項５】
加工対象物に転写するための所定のパターンが形成されているパターン面を有する型と、
前記加工対象物を保持するための対象物保持手段と、
前記型を保持するための型保持部を一端に有すると共に、前記パターン面の中心を中心点とする凸球面を有する型保持手段と、
前記凸球面と当接する前記凸球面と同径の凹球面を有し、前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段と、
互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第１の調整具及び第２の調整具と、前記第１の調整具及び第２の調整具の押圧方向と直交する方向であって、互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第３の調整具及び第４の調整具と、を有し、前記凸球面を前記凹球面に対して自由な方向に変位させるための傾き調整手段と、
を具備することを特徴とする傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項６】
加工対象物に転写するための所定のパターンが形成されているパターン面を有する型と、
前記加工対象物を保持するための対象物保持手段と、
前記型を保持するための型保持部を一端に有すると共に、前記パターン面の中心を中心点とする凸球面を有する型保持手段と、
前記凸球面と当接する前記凸球面と同径の凹球面を有し、前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段と、
前記凸球面を前記凹球面に対して自由な方向に変位させるための傾き調整手段と、
前記型と加工対象物との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、
前記傾き検知手段が検知した傾きに基づいて前記傾き調整手段の変位を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項７】
前記凸球面および凹球面の少なくとも一方は、それらより硬度の高い表面処理層が形成されていることを特徴とする請求項５又は６記載の傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項８】
前記凸球面および凹球面の少なくとも一方は、それらより摩擦係数の低い表面処理層が形成されていることを特徴とする請求項５又は６記載の傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項９】
前記凸球面と凹球面の間に潤滑剤を塗布してなることを特徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載の傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項１０】
前記傾き調整手段は、互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第１の調整具及び第２の調整具と、前記第１の調整具及び第２の調整具の押圧方向と直交する方向であって、互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第３の調整具及び第４の調整具と、からなることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項１１】
加工対象物に転写するための所定のパターンが形成されているパターン面を有する型と、
前記加工対象物を保持するための対象物保持手段と、
前記型を保持するための型保持部と、前記パターン面の中心を通る第１中心線を中心とする第１凸円弧状面を有する第１調節部と、前記第１凸円弧状面と当接する前記第１凸円弧状面と同径の第１凹円弧状面を有すると共に、前記パターン面の中心を通り前記第１中心線と直交する第２中心線を中心とする第２凸円弧状面を有する第２調節部と、を有する型保持手段と、
前記第２凸円弧状面と当接する前記第２凸円弧状面と同径の第２凹円弧状面を有し、前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段と、
前記第１凸円弧状面を前記第１凹円弧状面に対して所定の第１の方向に変位させるための第１傾き調整手段と、
前記第２凸円弧状面を前記第２凹円弧状面に対して第１の方向と直行する第２の方向に変位させるための第２傾き調整手段と、
前記型と加工対象物との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、
前記傾き検知手段が検知した傾きに基づいて前記傾き調整手段の変位を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項１２】
前記第１凸円弧状面、前記第１凹円弧状面、前記第２凸円弧状面、前記第２凹円弧状面の少なくとも１以上は、それらより硬度の高い表面処理層が形成されていることを特徴とする請求項１１記載の傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項１３】
前記第１凸円弧状面、前記第１凹円弧状面、前記第２凸円弧状面、前記第２凹円弧状面の少なくとも１以上は、それらより摩擦係数の低い表面処理層が形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の傾き調整機能付きパターン形成装置。
【請求項１４】
前記第１凸円弧状面及び前記第１凹円弧状面の間と、前記第２凸円弧状面及び前記第２凹円弧状面の間の少なくともいずれか一方に潤滑剤を塗布してなることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載の傾き調整機能付きパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、加工対象物と型の傾き調整機能付きプレス装置、これを用いたパターン形成装置および加工対象物と型の傾き調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。この方法は、ステッパと称される露光装置を用い、レチクル(マスク)上に描かれた回路パターンを、縮小光学系を通して基板上のレジスト表面に投影露光し、その露光を基板全域にわたって繰り返すことで、基板上に所定の微細回路パターンを形成するものである。
【０００３】
この方法により形成される基板の集積度を高めるには、回路パターンの線幅を狭めていく必要があり、現在主流の線幅１３０ｎｍから、今後１００ｎｍ以下の線幅に移行することが予想されている。
【０００４】
これに対応するには、投影露光に使用する光源の波長を短くする必要があり、現状でも、各露光装置メーカでは紫外(UV)光、遠紫外(DUV)光、極紫外光(EUV)光等、短波長の光を光源とした露光装置の開発を進めている。
【０００５】
しかし、紫外レーザ光源等の短波長の光を光源として用いると、露光装置の投影光学系を構成するレンズやミラー、光源等に、わずかな温度変化や外部振動によって歪みや光源ノイズが生じる。このため、露光装置には、精度の高い温度管理や除振構造が要求され、その結果、この様な一連の機器によって構成される縮小投影式の露光装置は、装置価格が非常に高価となる(例えば数十億円)傾向にある。また、露光装置自体も大掛かりなものとなるため、設置スペースや消費電力が増大する傾向にある。
【０００６】
この様な装置の大型化やプロセスコストの高騰に鑑み、超微細なパターンを基板上に形成する別の手法として、ナノインプリンティングプロセス技術が開発されている(例えば、非特許文献１参照。)。
【０００７】
このプロセスは、形成したいパターンが表面に作り込まれた金型を用いて、基板等の加工対象物上に設けられたレジスト材のガラス転移点を超える温度に基板を熱し、その状態で金型を加工対象物面に押し付けて型のパターンを転写する方法である。この方法では、高価なレーザ光源や光学系を必要とせず、加熱用ヒータとプレス装置とを基本とした簡易な構成であるにもかかわらず、金型に作り込まれたパターンをそのまま精度よ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の線幅を持つ細線が形成された報告がある(例えば、非特許文献２参照。)。
【０００８】
更には、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、マクロチャネル、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。
【０００９】
このようなナノインプリンティングプロセス技術において、金型と加工対象物との傾き調整は非常に重要である。なぜなら、金型が加工対象物に対して傾いていると、均一な力で金型を加工対象物に押し付けても、傾きによって金型が片当たりを生じ、加工対象物の表面に金型の形状が正確に転写されないからである。光学素子や流体素子などのように、素子の深さ方向の加工精度が素子の性能を左右する場合、特にこの傾きによる成形精度の劣化は致命的になる。
【００１０】
従来、この傾きの補正をするために、シムを用いて手動で金型を加工対象物に対して平行にする方法がある。また、ピエゾ素子を用いて金型を加工対象物に対して平行にする方法もある。また、金型保持手段に多自由度リンク機構を設けて、押し付け時に自動的に金型を加工対象物に対して平行にする方法もある。更に、金型自体を自由に変形する薄板で構成し、それを静水圧で押し付け、加工対象物の形状に沿って均一な押圧力を発生させるものもある。
【００１１】
【非特許文献１】G. M. Whitesides, J. C. Love、「ナノ構造を作る新技術」、日経サイエンス、日本経済新聞社、平成１３年(２００１年)１２月１日、３１巻、１２号、ｐ．３０−４１
【非特許文献２】C. M. Sotomayor, et. al.、「Nanoimprint lithography: an alternative nanofabrication approach」、「Materials Science & Engineering C」、Elsevier Science、平成１４年(２００２年)、９８９巻、ｐ．１−９
【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、シムを用いる方法では、様々な厚みのシムを用意する必要がある他、現在の調整状態をひと目で把握することができないという問題があった。また、機構が、金型のパターン面中心を中心とした相対運動でない場合には、傾きの調整により金型の平面方向の位置が変化してしまうという問題もあった。
また、ピエゾ素子を用いる方法では、力が素子に直接加わるので、素子が壊れやすく耐久性が低いという問題があった。
【００１３】
また、金型保持手段に多自由度リンク機構を設ける方法では、金型が基板から受ける力によって平行状態に保持するため、パターンが均一でない場合には、基板から受ける力が不均一になって金型と基板が平行にならず、結果として成形精度の低下を生じるという問題があった。
【００１４】
また、金型自体を自由に変形する薄板で構成し、それを静水圧で押し付ける方法では、成形加工時に金型を成形基板に押し付けながら傾き調整を行うため、傾きを補正できる一定以上の押圧力が必要になり、その押圧力以下で成形する加工対象物には適用できないという問題があった。
【００１５】
更に、従来の方法では、調整機構が押圧手段から力を受ける部分にあり、大きな力がかかると調整機構が変形したり破壊したりするため、精度や強度の点で問題があった。
【００１６】
そこで本発明は、従来のものよりも精度が高く、強度の高い、傾き調整機能付きプレス装置、傾き調整機能付きパターン形成装置、型の傾き調整方法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】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の傾き調整機能付きプレス装置は、所定のパターンが形成されているパターン面を有する型を加工対象物に押圧するためのプレス装置であって、前記型を保持するための型保持部を一端に有すると共に、前記パターン面の中心を中心点とする凸球面を有する型保持手段と、前記凸球面と当接する前記凸球面と同径の凹球面を有し、前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段と、前記凸球面を前記凹球面に対して自由な方向に変位させるための傾き調整手段と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
この場合、前記凸球面および凹球面の少なくとも一方は、それらより硬度の高い、あるいは摩擦係数の低い表面処理層が形成されている方が好ましい。また、前記凸球面と凹球面の間に潤滑剤を塗布してなる方が好ましい。更に、前記傾き調整手段は、互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第１の調整具及び第２の調整具と、前記第１の調整具及び第２の調整具の押圧方向と直交する方向であって、互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第３の調整具及び第４の調整具と、からなる方が好ましい。
【００１９】
また、本発明の第１の傾き調整機能付きパターン形成装置は、加工対象物に転写するための所定のパターンが形成されているパターン面を有する型と、前記加工対象物を保持するための対象物保持手段と、前記型を保持するための型保持部を一端に有すると共に、前記パターン面の中心を中心点とする凸球面を有する型保持手段と、前記凸球面と当接する前記凸球面と同径の凹球面を有し、前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段と、前記凸球面を前記凹球面に対して自由な方向に変位させるための傾き調整手段と、を具備することを特徴とする。
【００２０】
この場合、前記型と加工対象物との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、前記傾き検知手段が検知した傾きに基づいて前記傾き調整手段の変位を制御する制御手段と、を更に具備する方が好ましい。
【００２１】
また、前記凸球面および凹球面の少なくとも一方は、それらより硬度の高い、あるいは摩擦係数の低い表面処理層が形成されている方が好ましい。また、前記凸球面と凹球面の間に潤滑剤を塗布してなる方が好ましい。更に、前記傾き調整手段は、互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第１の調整具及び第２の調整具と、前記第１の調整具及び第２の調整具の押圧方向と直交する方向であって、互いに対向する方向に前記型保持手段の側面を押圧する第３の調整具及び第４の調整具と、からなる方が好ましい。
【００２２】
また、本発明の第１の型の傾き調整方法は、加工対象物の表面に型に形成されたパターン面で所定のパターンを形成するパターン形成装置において、前記加工対象物に対する前記型の傾きを調整する傾き調整方法であって、前記型を保持するための型保持部を一端に有すると共に前記パターン面の中心を中心点とする凸球面を有する型保持手段と、前記凸球面と同径の凹球面を有し前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段とを、前記凸球面が前記凹球面に当接した状態で変位させることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第２の傾き調整機能付きプレス装置は、所定のパターンが形成されているパターン面を有する型を加工対象物に押圧するためのプレス装置であって、前記型を保持するための型保持部と、前記パターン面の中心を通る第１中心線を中心とする第１凸円弧状面を有する第１調節部と、前記第１凸円弧状面と当接する前記第１凸円弧状面と同径の第１凹円弧状面を有すると共に、前記パターン面の中心を通り前記第１中心線と直交する第２中心線を中心とする第２凸円弧状面を有する第２調節部と、を有する型保持手段と、前記第２凸円弧状面と当接する前記第２凸円弧状面と同径の第２凹円弧状面を有し、前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段と、前記第１凸円弧状面を前記第１凹円弧状面に対して所定の第１の方向に変位させるための第１傾き調整手段と、前記第２凸円弧状面を前記第２凹円弧状面に対して第１の方向と直行する第２の方向に変位させるための第２傾き調整手段と、を具備することを特徴とする。
【００２４】
この場合、前記第１凸円弧状面、前記第１凹円弧状面、前記第２凸円弧状面、前記第２凹円弧状面の少なくとも１以上は、それらより硬度の高いあるいは摩擦係数の低い表面処理層が形成されている方が好ましい。また、前記第１凸円弧状面及び前記第１凹円弧状面の間と、前記第２凸円弧状面及び前記第２凹円弧状面の間の少なくともいずれか一方に潤滑剤を塗布してなる方が好ましい。
【００２５】
本発明の第２の傾き調整機能付きパターン形成装置は、加工対象物に転写するための所定のパターンが形成されているパターン面を有する型と、前記加工対象物を保持するための対象物保持手段と、前記型を保持するための型保持部と、前記パターン面の中心を通る第１中心線を中心とする第１凸円弧状面を有する第１調節部と、前記第１凸円弧状面と当接する前記第１凸円弧状面と同径の第１凹円弧状面を有すると共に、前記パターン面の中心を通り前記第１中心線と直交する第２中心線を中心とする第２凸円弧状面を有する第２調節部と、を有する型保持手段と、前記第２凸円弧状面と当接する前記第２凸円弧状面と同径の第２凹円弧状面を有し、前記型保持手段を介して前記型を加工対象物に押圧する押圧手段と、前記第１凸円弧状面を前記第１凹円弧状面に対して所定の第１の方向に変位させるための第１傾き調整手段と、前記第２凸円弧状面を前記第２凹円弧状面に対して第１の方向と直行する第２の方向に変位させるための第２傾き調整手段と、を具備することを特徴とする。
【００２６】
この場合、前記型と加工対象物との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、前記傾き検知手段が検知した傾きに基づいて前記傾き調整手段の変位を制御する制御手段と、を更に具備する方が好ましい。
【００２７】
また、この場合、前記第１凸円弧状面、前記第１凹円弧状面、前記第２凸円弧状面、前記第２凹円弧状面の少なくとも１以上は、それらより硬度の高いあるいは摩擦係数の低い表面処理層が形成されている方が好ましい。また、前記第１凸円弧状面及び前記第１凹円弧状面の間と、前記第２凸円弧状面及び前記第２凹円弧状面の間の少なくともいずれか一方に潤滑剤を塗布してなる方が好ましい。
【００２８】
また、本発明の第２の型の傾き調整方法は、本発明の第２の傾き調整機能付きパターン形成装置において、前記加工対象物に対する前記型の傾きを調整する傾き調整方法であって、前記第１調節部と前記第２調節部とを、前記第１凸円弧状面が前記第１凹円弧状面に当接した状態で変位させる工程と、前記第２調節部と前記押圧手段とを、前記第２凸円弧状面が前記第２凹円弧状面に当接した状態で変位させる工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１，６，１２記載の発明によれば、型のパターン面の中心を中心点とする凸球面を凹球面に対して変位させるので、傾きの調整により型の平面方向の位置が変化することがなく、傾き調整手段によって高精度に傾きの調整を行うことができる。
【００３０】
請求項２，３，８，９記載の発明によれば、凸球面および凹球面の少なくとも一方は、硬度の向上又は摩擦係数の低減を図る表面処理層が形成されているので、凸球面及び凹球面が摩耗するのを抑制すると共に、パーティクルの発生を抑制することができる。
【００３１】
請求項４，１０記載の発明によれば、凸球面と凹球面の間に潤滑剤を塗布してなるので、凸球面及び凹球面が摩耗するのを抑制すると共に、パーティクルの発生を抑制することができる。
【００３２】
請求項５，１１記載の発明によれば、傾き調整手段は、互いに対向する方向に型保持手段の側面を押圧する第１の調整具及び第２の調整具と、第１の調整具及び第２の調整具の押圧方向と直交する方向に型保持手段の側面を押圧する第３の調整具及び第４の調整具と、からなるので、傾き調整手段に押圧手段の応力がかかることがなく、耐久性を向上することができる。
【００３３】
請求項７，１８記載の発明によれば、型と加工対象物との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、傾き検知手段が検知した傾きに基づいて傾き調整手段の変位を制御する制御手段と、を具備するので、傾きの調整を自動で行うことができ、より精度の高い傾き調整を短時間で行うことができる。
【００３４】
請求項１３，１７，２２記載の発明によれば、型のパターン面の中心を通る第１中心線を中心とする第１凸円弧状面を第１凹円弧状面に対して変位させ、型のパターン面の中心を通り第１中心線と直交する第２中心線を中心とする第２凸円弧状面を第２凹円弧状面に対して変位させるので、互いに直交する方向の傾き調整を分離することにより、製作誤差等によって生じる一方の傾き調整による他方の傾きへの干渉を排除することができる。したがって、より高精度な傾き調整を行うことができる。また、円弧状面の加工の方が球面の加工より容易であるという利点もある。
【００３５】
請求項１４，１５，１９，２０記載の発明によれば、第１凸円弧状面、第１凹円弧状面、第２凸円弧状面、第２凹円弧状面の少なくとも１以上は、硬度の向上又は摩擦係数の低減を図る表面処理層が形成されているので、第１凸円弧状面、第１凹円弧状面、第２凸円弧状面、第２凹円弧状面が摩耗するのを抑制すると共に、パーティクルの発生を抑制することができる。
【００３６】
請求項１６，２１記載の発明によれば、第１凸円弧状面及び第１凹円弧状面の間と、第２凸円弧状面及び第２凹円弧状面の間の少なくともいずれか一方に潤滑剤を塗布してなるので、第１凸円弧状面、第１凹円弧状面、第２凸円弧状面、第２凹円弧状面が摩耗するのを抑制すると共に、パーティクルの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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。
【００３８】
＜第１実施例＞
本発明のパターン形成装置１０は、装置本体１５と、加工対象物２００に転写するための所定のパターンが形成されている型１００と、加工対象物２００を保持するための対象物保持手段２０と、型１００を保持するための型保持手段４０と、型１００を加工対象物２００に押圧するための押圧手段５０と、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを調整する傾き調整手段６０と、で主に構成される。また、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、傾き検知手段が検知した傾きに基づいて傾き調整手段６０の変位を制御する制御手段と、を更に加えて傾きの調整を自動で行うように構成する場合もある。なお、型保持手段４０と、押圧手段５０と、傾き調整手段６０と、でプレス装置を構成する。
【００３９】
装置本体１５は、図１、図２に示すように、上面側に対象物保持手段２０を支持する板状の基台１６と、基台１６の上面両端部に平行に固定される側壁１７と、この側壁１７と直行する方向であって、側壁１７の上面両端部に平行に固定されると共に、型保持手段４０を支持する上部ベース１８とで構成される。また、装置本体１５は、熱伝導性が低く、外力や周囲の温度等により変形し難い剛性の高い材料、例えばグラナイト等の石により形成されている。これにより、周囲の環境の変化によって対象物保持手段２０と型保持手段４０との位置関係の誤差の発生を可及的に防止することができる。
【００４０】
また、装置本体１５は、基台１６の下部に形成される免震機構１６ａを介して地面等に設置される。これにより、人が歩く振動や他の装置によって生じる振動等、周辺環境から生じる微小な振動の装置本体１５への伝達を防止することができる。
【００４１】
加工対象物２００としては種々のものが用いられ、例えばポリカーボネート、ポリイミド等の樹脂の他、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、金、銀等の金属薄膜の被覆層等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、基板以外の形状であっても勿論良い。
【００４２】
型１００は、図４に示すように、その下面に、所定のパターンを形成するための凹凸１０１が形成されたパターン面１００ａを有している。この凹凸１０１は、型１００をニッケル等の金属やセラミックス、ガラス状カーボン等の炭素素材などで形成し、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パターンを形成した後、このシリコン基板等の表面にニッケルメッキ法(電気鋳造(エレクトロフォーミング)法)等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１０１を有した型１００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。なお、この型１００は、後述する型保持手段４０のヒータ４２および冷却ブロック４３によって加熱・冷却されるため、なるべく薄型化してその熱容量をできる限り小さくするのが好ましい。
【００４３】
対象物保持手段２０は、図３に示すように、加工対象物２００を略水平状態で保持するものであり、上面に保持面２１ａを有した保持ステージ２１を備えている。
この保持ステージ２１には、保持面２１ａに多数のバキューム孔(図示無し)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、保持面２１ａ上に、加工対象物２００を吸着保持できる構成となっている。
【００４４】
また、図３に示すように、保持ステージ２１の下部には保持した加工対象物２００を加熱するための対象物加熱手段、例えばヒータ２２を備えている。このヒータ２２は、図示しないコントローラにより、保持ステージ２１上の加工対象物２００を所定の一定温度に維持するよう、その作動が制御される。このヒータ２２としては、例えば、伝熱ヒータや、後に詳述するセラミックヒータを好適に用いることができる。
【００４５】
また、対象物保持手段２０は、ヒータ２２の下部に断熱材２３（断熱手段）を介して冷却手段２４を有しており、ヒータ２２で発生した熱が後述するθステージ２５側に伝わるのを抑制することができる。したがって、移動機構３０や装置本体１５が熱により変形して、型１００のパターンと基板との間に誤差が生じるのを防止することができる。断熱材２３としては、熱伝導を妨げるものであればどのような材料でもよく、金属やセラミック等を用いることができるが、好ましくは熱伝導率が０．３Ｗ/ｍ・ｋ以下、更に好ましくは０．２５Ｗ/ｍ・ｋ以下の材料を用いるのが好ましい。冷却手段２４としては、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属の内部に流路を形成し、この流路内に冷却水等の冷媒を流すように構成したものを用いることができる。この冷却手段２４は、例えば図示しないコントローラに接続され、θステージ２５側の温度を検出する温度検出手段の検出信号に基づいて、θステージ２５側の温度が急激に上がるのを抑えるように制御する構成とすることもできる。なお、熱がθステージ２５側に伝わるのを防止することができるものであれば、ペルチェ素子等の他の手段を用いることも勿論可能である。
【００４６】
更に、対象物保持手段２０は、対象物保持手段２０を加工対象物２００上面に平行な面内で所定の方向（以下、Ｙ方向と称する）に直線移動可能なＹ方向移動手段３２と、加工対象物２００上面に平行な面内で回転可能な回転手段３３と、によって２方向に変位可能に形成されている。
【００４７】
Ｙ方向移動手段３２は、例えば、対象物保持手段２０および後述するθステージ３３ａを保持するＹステージ３２ａと、基台１６に固定されると共にＹステージ３２ａにＹ方向の駆動力を与えるリニアモータＬＭ２と、基台１６に固定されると共にＹステージ３２ａをＹ方向に移動可能に支持するリニアガイドＬＧ２とで構成されている。また、Ｙステージ３２ａ、リニアモータＬＭ２、リニアガイドＬＧ２は、剛性の高い材料が用いられており、型１００のパターンと加工対象物２００との間に誤差が生じるのを防止することができる。
【００４８】
このようにＹ方向移動手段３２を構成することにより、リニアモータＬＭ２の駆動によって対象物保持手段２０に保持される加工対象物２００をＹ方向に任意の距離で正確に移動することができる。
【００４９】
なお、Ｙ方向移動手段３２の駆動には、リニアモータＬＭ２を用いる場合について説明したが、加工対象物２００をＹ方向に移動することができるものであれば、これに限られるものではなく、例えばＹステージ３２ａを、基台１６に固定されたボールネジに連結し、ボールネジに連結された回転式モータの駆動によって移動するものを用いてもよい。
【００５０】
回転手段３３は、Ｙステージ３２ａ上に設けられ、対象物保持手段２０を保持するθステージ３３ａと、このθステージ３３ａを回転方向（以下θ方向と称する）に回転可能なモータ（図示無し）、例えばステッピングモータと、ステッピングモータの回転角度を検出し、後述する制御手段にその検出情報を伝達可能なエンコーダ(図示無し)とで構成されている。また、θステージ３３ａは、剛性の高い材料が用いられており、型１００のパターンと加工対象物２００との間に誤差が生じるのを防止することができる。
【００５１】
このように回転手段３３を構成することにより、エンコーダによる検出情報に基づいて制御手段がモータＭの駆動を制御し、対象物保持手段２０に保持される加工対象物２００を回転方向に任意の角度で正確に回転することができる。
【００５２】
型保持手段４０は、図３に示すように、型１００を保持するための型保持部４１を一端に有すると共に、型１００のパターン面１００ａの中心を中心点とする凸球面４６を有する。この凸球面４６は、例えば型保持手段４０の側面から鍔状に張り出したフランジ部４７の上面に形成すればよい。また、このフランジ部４７には、図４に示すように、押圧手段５０と締結するためのボルトを通す貫通孔４８が形成されている。なお、フランジ部４７を型保持手段４０の上端部に設けることも勿論可能である。
【００５３】
型保持部４１は、図４に示すように、型１００を保持する保持面４１ａに、複数の吸着用電極４５が型１００に対して面接触するように設けられており、この吸着用電極４５に図示しない電源から電圧を印加することで静電力を発生する。そして、この吸着用電極４５の静電力によって型１００の上面を吸着保持することができる。ここで、吸着用電極４５と型１００の上面の平面度を高く形成することにより型１００と吸着用電極４５との密着度を高めることができるので、型１００を型保持部４１にねじやクランプ金具等で固定する構造に比較して、型保持部４１から型１００への熱伝導を効率よく行うことができる。なお、金具１００の保持は、ネジやクランプ金具等の締結具で型保持部４１に固定する構造、溶接等により型保持部４１に接合する構造、真空吸着により型保持部４１に吸着保持する構造、型保持部４１に嵌着する構造を用いることも、もちろん可能である。
【００５４】
また、型保持手段４０には、型１００を加熱する型加熱手段、例えばヒータ４２が内蔵されている。このヒータ４２としては、例えば窒化アルミニウム等のセラミック素材で形成され、その内部にヒータ電極としての配線が埋め込まれた、いわゆるセラミックヒータが好適である。そして、ヒータ電極に図示しない電源から電流を流すと、型保持部４１に保持された型１００の温度が上昇し、電流を切ると温度が下降する。セラミックヒータは、例えば１００℃／秒で温度が上昇する、非常に応答の速いヒータである。このようなヒータ電極に対する電源からの電流供給は、図示しないコントローラによって制御されるようになっている。
【００５５】
また、型保持手段４０は、図３に示すように、ヒータ４２の上方側に、冷却ブロック(型冷却手段)４３を一体に備えることもできる。この冷却ブロック４３は、アルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属で形成され、その内部に流路４４が形成されている。そして、この流路４４に、冷却水等の冷媒を流すことで、型１００を冷却することができるようになっている。
【００５６】
また、型保持手段４０は、図３に示すように、型保持部４１の他端側に、圧電素子７１と、圧電素子７１の下面に取り付けられた超音波ホーン７２とから構成される超音波振動部７０を備えている。ここで、圧電素子７１は図示しない駆動回路により交流電圧が加えられたときに、その交流電圧の周波数で、縦方向、つまり、Ｚステージ５４と型保持部４１を結ぶ方向(型１００が加工対象物２００から離間する方向)の振動を発生する。また、超音波ホーン７２は、圧電素子７１に接している上端７２ａが固定端、下端７２ｂが自由端となっている。これにより、圧電素子７１が振動すると、自由端となっている超音波ホーン７２の下端７２ｂにおいて振動が増幅され、超音波ホーン７２の下端７２ｂに取り付けられた型１００において、その振幅が最大となるように構成されている。このように、超音波ホーン７２は、固定端となっている上端７２ａに対し、自由端となっている下端７２ｂの振動が大きい(最大振幅となる)ため、上端７２ａについては、ボルト等の適宜の機械的締結部材で固定することが可能であるが、下端７２ｂは、機械的締結部材を用いるとこれが振動で折損してしまう可能性がある。このため、型保持部４１は、超音波ホーン７２の下端７２ｂに対し、機械的締結部材を用いず、接着、低融点金属等を用いた融着(はんだ付け、ろう付け等を含む)、あるいは一般的な溶接等の固定手段により固定されるようになっている。
【００５７】
ところで、型１００を型保持部４１に静電力で吸着させる構成とし、加工対象物２００を保持ステージ２１に静電力で吸着させる構成とすることも考えられる。しかし、そのような構成とすると、型１００で加工対象物２００を成形するときに、型保持部４１が保持ステージ２１に近接したときに型１００と加工対象物２００の間で電荷が移動してしまい、その後に型１００を加工対象物２００から離間させると、型１００または加工対象物２００の一方が他方に吸い付けられてしまう可能性があるため好ましくない。したがって、型１００を型保持部４１に静電力で吸着させる場合には、加工対象物２００を静電力以外の方法で保持ステージ２１に保持する方が好ましく、また、加工対象物２００を保持ステージ２１に静電力で吸着させる場合には、型１００を静電力以外の方法で型保持部４１に保持する方が好ましい。
【００５８】
更に、型保持手段４０は、加工対象物２００上面に平行な面内で型保持手段４０をＹ方向と交差する方向（以下、Ｘ方向と称する）に相対的に直線移動可能なＸ方向移動手段３１によって変位可能に形成されている。なお、Ｘ方向移動手段３１とＹ方向移動手段とは、直交する方が好ましい。
【００５９】
Ｘ方向移動手段３１は、例えば、２つの上部ベース１８を囲む略方形筒状に形成され、型保持手段４０を保持するＸステージ３１ａと、各上部ベース１８に平行に固定され、Ｘステージ３１ａにＸ方向の駆動力を与えるリニアモータＬＭ１と、各上部ベース１８に平行に固定され、Ｘステージ３１ａをＸ方向に移動可能に支持するリニアガイドＬＧ１とで構成されている。また、Ｘステージ３１ａの下面には、型保持手段４０を通すことができる穴が形成されている。これらＸステージ３１ａ、リニアモータＬＭ１、リニアガイドＬＧ１は、剛性の高い材料が用いられており、型１００のパターンと加工対象物２００との間に誤差が生じるのを防止することができる。
【００６０】
Ｘ方向移動手段３１をこのように構成することにより、リニアモータＬＭ１の駆動によって型保持部４１に保持される型１００をＸ方向に任意の距離で正確に移動することができる。
なお、Ｘ方向移動手段３１の駆動には、リニアモータＬＭ１を用いる場合について説明したが、型１００をＸ方向に移動することができるものであれば、これに限られるものではなく、例えばＸステージ３１ａを、上部ベース１８に固定されたボールネジに連結し、ボールねじに連結された回転式モータの駆動によって移動するものを用いてもよい。
【００６１】
また、Ｘステージ３１aには、移動機構冷却手段、例えば図示しないファンが設けられており、これにより、Ｘステージ３１ａ内に空気の流れを起こして装置１０内の熱を外部に逃がすことができる。したがって、装置１０を構成する部材が熱膨張等を起こすのを抑えて、型１００のパターンと加工対象物２００との間の正確な位置を制御することができる。
【００６２】
また、型保持手段４０側にＸ方向移動手段を形成し、対象物保持手段２０側にＹ方向移動手段および回転手段３３を形成したのは、移動機構３０の構成を簡単にして、Ｘ方向移動手段、Ｙ方向移動手段、θ方向移動手段の精度を高めるためである。しかし、各移動手段を設ける場所は、型１００及び加工対象物２００を相対的に精度よく移動させることができるものであれば、型保持手段４０と対象物保持手段２０のどちら側に設けてもよく、例えば、型保持手段４０側、あるいは、対象物保持手段２０側に、Ｘ方向移動手段、Ｙ方向移動手段、θ方向移動手段の全てを一体的に設けることも可能である。
【００６３】
押圧手段５０は、型保持手段４０に当接する凸球面４６と同径の凹球面５５を有し、当接する型保持手段４０の凸球面４６を介して型保持手段４０に保持された型１００のパターン面１００ａを加工対象物２００の表面に押圧するものである。
【００６４】
この押圧手段５０は、図２に示すように、Ｘステージ３１ａ内部の上面と下面とに連結される複数本（ここでは４本）の支柱５３と、これら支柱５３に嵌合されてＸ方向及びＹ方向と直交する方向（以下Ｚ方向と称する）に上下動可能であると共に、型保持手段４０を通すことができる穴を有するＺステージ５４と、このＺステージ５４上に設けられた複数の支柱に支持され、型保持手段４０を跨ぐブラケット５６と、Ｘステージ３１ａとブラケット５６の上面とをＺ方向に連結するボールネジ５１と、このボールネジ５１を回転駆動させるモータ５２とから構成されている。また、ボールネジ５１の下端部とブラケット５６の上面はベアリング機構５８を介して連結されている。このように構成することにより、Ｚステージ５４は、回転することなく上下方向にのみ移動することができる。そして、これにともない型１００を保持する型保持部４１が上下し、保持ステージ２１上に保持される加工対象物２００に対し、接近・押圧及び離間することができる。
【００６５】
更に、Ｚステージ５４の下面には、型保持手段４０の凸球面４６と同径の凹球面５５を有する押圧部５７が設けられている。この押圧部５７は、例えば図２に示すように、Ｚステージ５４と別体として設け、ボルトや溶接によって固定しても良いし、図示しないがＺステージ５４と一体に設けても良い。また、この凹球面５５は、締結手段例えばボルト５９によって型保持手段４０の凸球面４６と当接した状態で固定されている。このボルト５９は、凸球面４６側に設けられたボルト５９の直径よりもわずかに大きい径、より詳しくは、後述する傾き調整手段６０によって型１００の傾きを調整する際に凸球面４６と凹球面５５とを相対的に変位させる最大幅よりも大きい径の貫通孔４８を通して、凹球面５５側に設けられた雌ねじ４９と締結する。これにより、傾き調整時に凸球面４６と凹球面５５とを相対的に変位させても、ボルト５９が型保持手段４０と干渉することがない。なお、ボルト５９を油圧又はサーボモータを利用したクランプ機構に置き換えれば、傾き調整を自動化することも可能である。
【００６６】
型保持手段４０の凸球面４６及び押圧手段５０の凹球面５５には、摩耗防止のために凸球面４６又は凹球面５５の母材より硬度の高い表面処理層又は摩擦係数の低い表面処理層を形成する方が好ましい。この場合、硬度の向上を図る表面処理には、侵炭処理、窒化処理、クロムメッキ、ニッケルメッキの他、窒化クロム被膜、窒化チタン被膜、カーボン被膜（ダイヤモンドライクカーボン被膜）等を形成する方法がある。また、摩擦係数の低減を図る表面処理には、フッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene）やフッ素化エチレンプロピレン（Fluorinated Ethylene Propylene）、エチレンテトラフルオロエチレン（Ethylene Tetrafluoroethylene）等のコーティングや、カーボン被膜（ダイヤモンドライクカーボン被膜）を形成する方法がある。更に、凸球面４６と凹球面５５との間に潤滑剤としてグリスを塗布する方が好ましい。特に、摺動抵抗を低減するため、フッ素樹脂系（例えばフッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene）やフッ素化エチレンプロピレン（Fluorinated Ethylene Propylene）、エチレンテトラフルオロエチレン（Ethylene Tetrafluoroethylene）等）添加剤入りのグリスを使用するのが好ましい。
【００６７】
傾き調整手段６０は、図５、図６に示すように、例えば押圧手段５０の押圧部５７に固定されたマイクロゲージ等の調整具によって構成される。この場合、互いに対向する方向に型保持手段４０の側面を押圧する第１のマイクロゲージ６１ａ（第１の調整具）及び第２のマイクロゲージ６１ｂ（第２の調整具）と、第１のマイクロゲージ６１ａ及び第２のマイクロゲージ６１ｂの押圧方向（以下Ａ方向と称する）と直交する方向（以下Ｂ方向と称する）であって、互いに対向する方向に型保持手段４０の側面を押圧する第３のマイクロゲージ６１ｃ（第３の調整具）及び第４のマイクロゲージ６１ｄ（第４の調整具）と、で構成すればよい。これにより、型保持手段４０の凸球面４６を押圧手段５０の凹球面５５に対して自由な方向に変位させることができ、それによって、型保持手段４０に保持される型１００と対象物保持手段２０に保持される加工対象物２００との相対的な傾きを調整することができる。なお、調整具の数や配置は種々変更が可能であり、３以上の調整具で少なくとも異なる３方向に型保持手段４０の側面を押圧するように構成すれば良い。また、調整具は、型保持手段４０の凸球面４６を押圧手段５０の凹球面５５に対して自由な方向に変位させることができるものであればどのようなものでもよく、例えばアクチュエータ等を用いることも可能である。
【００６８】
以下に、このようなパターン形成装置における型１００の傾き調整方法について説明する。
【００６９】
まず、後述する傾き検知手段により型１００の傾きを検知する。そして、検知した傾き情報からＡ方向における型１００と加工対象物２００とのＺ方向に対する誤差である傾き調整幅ａ１を計算して求める。次に、この調整幅ａ１から第１又は第２のマイクロゲージが型保持手段４０の側面を押圧して調整する幅ａ２を計算して求める。例えば、調整幅ａ１がパターン面１００ａ上であってパターン面１００ａの中心からｒ離れた場所で計算されたものである場合には、
ａ２＝ａ１・Ｒ／ｒ
として計算すればよい。なお、式中、Ｒは型１００のパターン面１００ａの中心点から凸球面４６までの距離（凸球面４６の半径）を表す。Ｂ方向の傾き調整幅ｂ２もＢ方向における型１００と加工対象物２００との傾き調整幅ｂ１から同様に計算すればよい。
【００７０】
そして、この調整幅ａ２、ｂ２に基づいて第１〜第４のマイクロゲージを調整し、凸球面４６と凹球面５５とを相対的に変位させることにより型１００のパターン面１００ａと加工対象物２００との傾きを正確に調整することができる。
【００７１】
なお、傾きを調整できる分解能は、マイクロゲージの分解能と、Ｒとｒの比により決まる。例えば、マイクロゲージの分解能が０．５μｍで、Ｒとｒの比が１０である場合には、型１００の傾きを調整できる最小分解能が５０ｎｍとなる。したがって、型１００の中心点から凸球面４６までの距離をより大きくするか、あるいは、より小さい分解能をもつマイクロゲージ（調整具）を用いることにより、傾き調整できる分解能を更に小さくできる。
【００７２】
パターン形成装置は、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、傾き検知手段が検知した傾きに基づいて傾き調整手段６０の変位を制御する制御手段と、を更に加えて傾きの調整を自動で行うように構成することも可能である。
【００７３】
傾き検知手段は、例えば型１００と加工対象物２００との間の距離を静電容量の変化によって測定可能な容量形電気マイクロメータによって構成される。この容量形電気マイクロメータによって、型１００のパターン面１００ａの同一直線上にない任意の３点と加工対象物２００の距離を測定することにより、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを検知することができる。なお、傾き検知手段は、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを検知することができるものであればどのようなものでもよく、例えば、エアマイクロメータ等を用いることも可能である。
【００７４】
制御手段は、例えばＣＰＵ等を用いて、傾き検知手段が検知した傾きの情報に基づいて、第１のマイクロゲージ及び第２のマイクロゲージが型保持手段４０の側面をＡ方向に変位させる幅ａ２と、第３のマイクロゲージ及び第４のマイクロゲージが型保持手段４０の側面をＢ方向に変位させる幅ｂ２とを計算し、第１〜第４のマイクロゲージを制御して、凸球面４６と凹球面５５との相対的な変位を調整するように構成されている。
具体的には、上述したように、Ａ方向における型１００と加工対象物２００の傾き調整幅がａ１である場合には、第１又は第２のマイクロゲージが調整する幅ａ２を、
ａ２＝ａ１・Ｒ／ｒ
として計算する。また、Ｂ方向における第３又は第４のマイクロゲージが調整する幅ｂ２もＢ方向における型１００と加工対象物２００の傾き調整幅ｂ１から同様に計算すればよい。このようにすることにより、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを自動で調整することができる。なお、凸球面４６と凹球面５５とを締結する締結手段はクランプ機構を用い、傾き調整する際に、制御手段の制御により凸球面４６と凹球面５５とを離隔するように構成することも可能である。
なお、凸球面４６と凹球面５５を逆にした場合にも、傾きの微調整を行うことができるが、型１００の中心点が変位しないように形成できる点では、前者の方が好ましい。
【００７５】
＜第２実施例＞
この発明の別の実施形態のパターン形成装置は、図７、図８に示すように、第１実施例のパターン形成装置における型保持手段４０、押圧手段５０、傾き調整手段６０の代わりに、型保持手段１４０、押圧手段１５０、第１の傾き調整手段１６０、第２の傾き調整手段１７０を用いたものである。なお、型保持手段１４０と、押圧手段１５０と、第１の傾き調整手段１６０と、第２の傾き調整手段１７０とでプレス装置を構成する。
【００７６】
型保持手段１４０は、型１００を保持するための型保持部と、型１００のパターン面１００ａの中心を通る第１中心線を中心とする第１凸円弧状面１１１を有する第１調節部１４２と、第１凸円弧状面１１１と当接する第１凸円弧状面１１１と同径の第１凹円弧状面１１２を有すると共に、パターン面１００ａの中心を通り第１中心線と直交する第２中心線を中心とする第２凸円弧状面１１３を有する第２調節部１４３と、を有する。
【００７７】
この第１調節部１４２は、例えば型保持手段１４０の側面から鍔状に形成し、ボルトや溶接等によって締結すればよい。勿論型保持手段１４０と一体に設けることも可能である。また、第１調節部１４２を型保持手段１４０の上端部に設けることも勿論可能である。
【００７８】
また、第２調節部１４３は、第１調節部１４２とは独立して形成され、中央に型保持手段１４０のヘッドを通すことができる穴を有している。ただし、第１調節部１４２を型保持手段１４０の上端部に設ける場合には、この穴は不要である。この第１調節部１４２と第２調節部１４３とは、締結手段例えばボルト１５８によって第１凸円弧状面１１１と第１凹円弧状面１１２とが当接した状態で固定されている。このボルト１５８は、第１調節部１４２側に設けられたボルト１５８の直径よりもわずかに大きい径、より詳しくは、後述する第１の傾き調整手段１６０によって型１００の傾きを調整する際に第１の凸円弧状面１１１と第１の凹円弧状面１１２とを相対的に変位させる最大幅よりも大きい径の貫通孔１４７を通して、第２調節部１４３側に設けられた雌ねじと締結する。
【００７９】
押圧手段１５０は、第２凸円弧状面１１３と当接する第２凸円弧状面１１３と同径の第２凹円弧状面１１４を有し、当接する型保持手段１４０の第２凸円弧状面１１３を介して型保持手段１４０に保持された型１００のパターン面１００ａを加工対象物２００の表面に押圧する。この第２凹円弧状面１１４は、第１実施例と同様に、Ｚステージ５４の下面に設けられた押圧部１５７に形成すればよい。
【００８０】
また、この第２凹円弧状面１１４は、締結手段例えばボルト１５９によって型保持手段１４０の第２凸円弧状面１１３と当接した状態で固定されている。このボルト１５９は、押圧部１５７側に設けられたボルト１５９の直径よりもわずかに大きい径、より詳しくは、後述する第２の傾き調整手段１７０によって型１００の傾きを調整する際に第２の凸円弧状面１１３と第２凹円弧状面１１４とを相対的に変位させる最大幅よりも大きい径の貫通孔１４８を通して、第２調節部１４３側に設けられた雌ねじと締結する。
【００８１】
第１の傾き調整手段１６０は、図７に示すように、例えば互いに対向する方向に型保持手段１４０の第１調節部１４２の側面を押圧する第１のマイクロゲージ１６１ａ（第１の調整具）及び第２のマイクロゲージ１６１ｂ（第２の調整具）とによって構成される。また、第１のマイクロゲージ１６１ａ及び第２のマイクロゲージ１６１ｂは、それぞれ第２調節部１４３の側面に固定され、第１調節部１４２の側面を押圧することにより、第１凸円弧状面を第１凹円弧状面１１２に対して所定の第１の方向に変位させることができる。
【００８２】
第２の傾き調整手段１７０は、図８に示すように、第１の傾き調整手段１６０が押圧する第１の方向と直交する第２の方向であって、互いに対向する方向に型保持手段１４０の第２調節部１４３の側面を押圧する第３のマイクロゲージ１７１ｃ（第３の調整具）及び第４のマイクロゲージ１７１ｄ（第４の調整具）とによって構成される。また、第３のマイクロゲージ１７１ｃ及び第４のマイクロゲージ１７１ｄは、それぞれ押圧手段１５０の押圧部１５７に固定され、第２調節部１４３の側面を押圧することにより、第２凸円弧状面１１３を第２凹円弧状面１１４に対して第２の方向に変位させることができる。
【００８３】
このように第２実施例では、互いに直交する方向の傾き調整を第１調整部１４２と第２調整部１４３とに分離することにより、製作誤差等によって生じる一方の傾き調整による他方の傾きへの干渉を排除することができ、より高精度な傾き調整を行うことができる。また、円弧状面の加工の方が球面の加工より容易であるという利点もある。
【００８４】
また、型保持手段１４０の第１凸円弧状面１１１、第１凹円弧状面１１２、第２凸円弧状面１１３、第２凹円弧状面１１４には、摩耗防止のためにそれぞれの母材より硬度の高い表面処理層又は摩擦係数の低い表面処理層を形成する方が好ましい。この場合、硬度の向上を図る表面処理には、侵炭処理、窒化処理、クロムメッキ、ニッケルメッキの他、窒化クロム被膜、窒化チタン被膜、カーボン被膜（ダイヤモンドライクカーボン被膜）等を形成する方法がある。また、摩擦係数の低減を図る表面処理には、フッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene）やフッ素化エチレンプロピレン（Fluorinated Ethylene Propylene）、エチレンテトラフルオロエチレン（Ethylene Tetrafluoroethylene）等のコーティングや、カーボン被膜（ダイヤモンドライクカーボン被膜）を形成する方法がある。更に、第１凸円弧状面１１１と第１凹円弧状面１１２との間および第２凸円弧状面１１３と第２凹円弧状面１１４との間に潤滑剤としてグリスを塗布する方が好ましい。特に、摺動抵抗を低減するため、フッ素樹脂系（例えばフッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene）やフッ素化エチレンプロピレン（Fluorinated Ethylene Propylene）、エチレンテトラフルオロエチレン（Ethylene Tetrafluoroethylene）等）添加剤入りのグリスを使用するのが好ましい。
【００８５】
なお、パターン形成装置は、第１実施例と同様に、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、傾き検知手段が検知した傾きに基づいて傾き調整手段６０の変位を制御する制御手段と、を更に加えて傾きの調整を自動で行うように構成することも勿論可能である。
なお、他の部分は第１実施例と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
次に、このようなパターン形成装置における型１００の傾き調整方法について説明する。
まず、傾き検知手段により型１００の傾きを検知する。そして、検知した傾き情報から第１の方向における型１００と加工対象物２００とのＺ方向に対する誤差である傾き調整幅ｃ１を計算して求める。次に、この調整幅ｃ１から第１又は第２のマイクロゲージが型保持手段１４０の第１調節部１４２の側面を押圧して調整する幅ｃ２を計算して求める。例えば、調整幅ｃ１がパターン面１００ａ上であってパターン面１００ａの第１中心線からｒ１離れた場所で計算されたものである場合には、
【００８７】
ｃ２＝ｃ１・Ｒ１／ｒ１
として計算すればよい。なお、式中、Ｒ１は型１００のパターン面１００ａの中心線から第１凸円弧状面１１１までの距離（第１凸円弧状面１１１の半径）を表す。また、第３又は第４のマイクロゲージが型保持手段１４０の第２調節部１４３の側面を押圧して調整する幅ｄ２は、第２の方向における型１００と加工対象物２００との傾き調整幅をｄ１、型１００のパターン面１００ａの中心線から第２凸円弧状面１１３までの距離（第２凸円弧状面１１３の半径）をＲ２とすると、調整幅ｄ１がパターン面１００ａ上であってパターン面１００ａの第２中心線からｒ２離れた場所で計算されたものである場合には、
ｄ２＝ｄ１・Ｒ２／ｒ２
として計算すればよい。
【００８８】
そして、この調整幅ｃ２、ｄ２に基づいて第１〜第４のマイクロゲージ１６１ａ〜１６１ｄを調整し、第１凸円弧状面１１１と第１凹円弧状面１１２、第２凸円弧状面１１３と第２凹円弧状面１１４を相対的に変位させることにより型１００のパターン面１００ａと加工対象物２００との傾きを正確に調整することができる。
【００８９】
なお、第２実施例のパターン形成装置は、第１実施例と同様に、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを検知する傾き検知手段と、傾き検知手段が検知した傾きに基づいて傾き調整手段６０の変位を制御する制御手段と、を更に加えて傾きの調整を自動で行うように構成することも勿論可能である。
【００９０】
この場合、制御手段は、例えばＣＰＵ等を用いて、傾き検知手段が検知した傾きの情報に基づいて、第１のマイクロゲージ及び第２のマイクロゲージが型保持手段１４０の第１調節部１４２の側面を第１の方向に変位させる幅ｃ２と、第３のマイクロゲージ及び第４のマイクロゲージが型保持手段１４０の第２調節部１４３の側面を第２の方向に変位させる幅ｄ２とを計算し、第１〜第４のマイクロゲージを制御して、第１凸円弧状面１１１と第１凹円弧状面１１２、第２凸円弧状面１１３と第２凹円弧状面１１４との相対的な変位を調整するように構成すればよい。
【００９１】
具体的には、上述したように、第１の方向における型１００と加工対象物２００の傾き調整幅がｃ１である場合には、型１００のパターン面１００ａの中心線から第１凸円弧状面１１１までの距離（第１凸円弧状面１１１の半径）をＲ１として、第１又は第２のマイクロゲージが調整する幅ｃ２を、
ｃ２＝ｃ１・Ｒ１／ｒ１
として計算する。また、第２の方向における第３又は第４のマイクロゲージが調整する幅ｄ２も第２の方向における型１００と加工対象物２００の傾き調整幅ｄ１と、型１００のパターン面１００ａの中心線から第２凸円弧状面１１３までの距離（第１凸円弧状面１１１の半径）Ｒ２とから、
ｄ２＝ｄ１・Ｒ２／ｒ２
として計算すればよい。
【００９２】
このようにすることにより、型１００と加工対象物２００との相対的な傾きを自動で調整することができる。なお、凸球面４６と凹球面５５とを締結する締結手段はクランプ機構を用い、傾き調整する際に、制御手段の制御により凸球面４６と凹球面５５とを離隔するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明のパターン形成装置を示す概略正面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線矢印方向を見た断面側面図である。
【図３】本発明のパターン形成装置の要部を示す概略正面図である。
【図４】型保持手段の要部を示す概略断面図である。
【図５】本発明のパターン形成装置の要部を示す一部断面図である。
【図６】図２のII-II線矢印方向を見た断面図である。
【図７】本発明のパターン形成装置の第２実施例の要部を示す正面図である。
【図８】本発明のパターン形成装置の第２実施例の要部を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  パターン形成装置
２０  対象物保持手段
４０  型保持手段
４１  型保持部
４６  凸球面
５０  押圧手段
５５  凹球面
６０  傾き調整手段
６１ａ  第１のマイクロゲージ（第１の調整具）
６１ｂ  第２のマイクロゲージ（第２の調整具）
６１ｃ  第３のマイクロゲージ（第３の調整具）
６１ｄ  第４のマイクロゲージ（第４の調整具）
１００  型
１００ａ  パターン面
１１１  第１凸円弧状面
１１２  第１凹円弧状面１１２
１１３  第２凸円弧状面
１１４  第２凹円弧状面
１４０  型保持手段
１４２  第１調節部
１４３  第２調節部
１５０  押圧手段
１６０  第１の傾き調整手段
１７０  第２の傾き調整手段
２００  基板（加工対象物）
【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】
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