(57)【要約】  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において、型１００を保持する型保持具であって、剛体からなる型保持基体２１と、型保持基体２１と型１００との間に配置されると共に、厚さｔ１が下記式（１）を満たすように形成される弾性部材２２と、を具備することを特徴とする型保持具。2007049530.tif 000037ｔ１：弾性部材２２の厚さλ１：少なくとも型１００および加工対象物２００のいずれか一方のうねりの大きさα：型１００と加工対象物２００との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比Ｅ１：弾性部材２２のヤング率σ１：型１００と加工対象物２００との間の平均圧力
2007049530.tif 000002
【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、前記型のパターンを前記加工対象物に転写する微細加工装置において、前記型を保持する型保持具であって、
剛体からなる型保持基体と、
前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、厚さｔ１が下記式（１）を満たすように形成される弾性部材と、
を具備することを特徴とする型保持具。
【数１】
2007049530.tif 000029
ｔ１：前記弾性部材の厚さ
λ１：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
α：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ１：弾性部材のヤング率
σ１：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
【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、前記型のパターンを前記加工対象物に転写する微細加工装置において、前記型を保持する型保持具であって、
剛体からなる型保持基体と、
前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、厚さｔ１が下記式（２）を満たすように形成される弾性部材と、
を具備することを特徴とする型保持具。
【数２】
2007049530.tif 000030
ｔ１：前記弾性部材の厚さ
λ１：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
α：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ１：弾性部材のヤング率
σ１：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
【請求項３】
前記弾性部材は、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の型保持具。
【請求項４】
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に転写する微細加工装置において、前記型を保持する型保持具であって、
剛体からなる型保持基体と、
前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される弾性部材と、
を具備することを特徴とする型保持具。
【請求項５】
前記弾性部材は、ゴム系の接着剤からな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型保持具。
【請求項６】
前記弾性部材は磁力を有するように形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の型保持具。
【請求項７】
前記型保持基体は磁石を具備することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の型保持具。
【請求項８】
前記弾性部材は、前記型を真空吸着するための溝が形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の型保持具。
【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に転写する微細加工装置において、
剛体からなる型保持基体と、前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、厚さｔ１が下記式（３）を満たすように形成される弾性部材とを有し、前記型を保持する型保持具を具備することを特徴とする微細加工装置。
【数３】
2007049530.tif 000031
ｔ１：前記弾性部材の厚さ
λ１：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
α：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ１：弾性部材のヤング率
σ１：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
【請求項１０】
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に転写する微細加工装置において、
剛体からなる型保持基体と、前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、厚さｔ１が下記式（４）を満たすように形成される弾性部材とを有し、前記型を保持する型保持具を具備することを特徴とする微細加工装置。
【数４】
2007049530.tif 000032
ｔ１：前記弾性部材の厚さ
λ１：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
α：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ１：弾性部材のヤング率
σ１：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
【請求項１１】
前記弾性部材は、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成されることを特徴とする請求項９又は１０記載の微細加工装置。
【請求項１２】
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に転写する微細加工装置において、
剛体からなる型保持基体と、前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される弾性部材とを有し、前記型を保持する型保持具を具備することを特徴とする微細加工装置。
【請求項１３】
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に転写する微細加工装置において、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具であって、
剛体からなる加工対象物保持基体と、
前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置されると共に、厚さｔ２が下記式（５）を満たすように形成される弾性部材と、
を具備することを特徴とする加工対象物保持具。
【数５】
2007049530.tif 000033
ｔ２：前記弾性部材の厚さ
λ２：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
β：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ２：弾性部材のヤング率
σ２：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
【請求項１４】
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に転写する微細加工装置において、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具であって、
剛体からなる加工対象物保持基体と、
前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置されると共に、厚さｔ２が下記式（６）を満たすように形成される弾性部材と、
を具備することを特徴とする加工対象物保持具。
【数６】
2007049530.tif 000034
ｔ２：前記弾性部材の厚さ
λ２：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
β：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ２：弾性部材のヤング率
σ２：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
【請求項１５】
前記弾性部材は、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成されることを特徴とする請求項１３又は１４記載の加工対象物保持具。
【請求項１６】
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に転写する微細加工装置において、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具であって、
剛体からなる加工対象物保持基体と、
前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置されると共に、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される弾性部材と、
を具備することを特徴とする加工対象物保持具。
【請求項１７】
前記弾性部材は、ゴム系の接着剤からなることを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれかに記載の加工対象物保持具。
【請求項１８】
前記弾性部材は、前記加工対象物を真空吸着するための溝が形成されていることを特徴とする請求項１３ないし１７のいずれかに記載の加工対象物保持具。
【請求項１９】
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に転写する微細加工装置において、
剛体からなる加工対象物保持基体と、前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置されると共に、厚さｔ２が下記式（７）を満たすように形成される弾性部材とを有し、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具を具備することを特徴とする微細加工装置。
【数７】
2007049530.tif 000035
ｔ２：前記弾性部材の厚さ
λ２：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
β：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ２：弾性部材のヤング率
σ２：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
【請求項２０】
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に転写する微細加工装置において、
剛体からなる加工対象物保持基体と、前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置されると共に、厚さｔ２が下記式（８）を満たすように形成される弾性部材とを有し、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具を具備することを特徴とする微細加工装置。
【数８】
2007049530.tif 000036
ｔ２：前記弾性部材の厚さ
λ２：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
β：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ２：弾性部材のヤング率
σ２：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
【請求項２１】
前記弾性部材は、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成されることを特徴とする請求項１９又は２０記載の微細加工装置。
【請求項２２】
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に転写する微細加工装置において、
剛体からなる加工対象物保持基体と、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成されると共に、前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置される弾性部材と、を有し、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具を具備することを特徴とする微細加工装置。
【請求項２３】
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に転写する微細加工装置において、前記型を保持する型保持具への型取付方法であって、
ゴム系の接着剤を用いて前記型を前記型保持具に取り付けることを特徴とする型取付方法。
【請求項２４】
前記ゴム系の接着剤は、前記型と前記加工対象物とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものであることを特徴とする請求項５記載の型保持具。
【請求項２５】
前記ゴム系の接着剤は、前記型と前記加工対象物とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものであることを特徴とする請求項１７記載の加工対象物保持具。
【請求項２６】
前記ゴム系の接着剤は、前記型と前記加工対象物とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものであることを特徴とする請求項２３記載の型取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、型のパターンを均一かつ高速に転写可能な型保持具、加工対象物保持具、微細加工装置および型取付方法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金型に高速・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、供給された樹脂が金型に熱を奪われながら凝固するため、金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、金型を加熱し、微細なパターン内に樹脂が侵入するのを待った後、金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、金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金型が必要であり、金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（例えば、特許文献１参照）。このプロセスは、例えば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、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、流動し、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、樹脂にパターンが形成される。【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侵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金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、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】
しかしながら、型のパターンサイズが小さくなるにつれて、型や加工される基板（樹脂等の加工対象物）のうねり（平面度）が問題となる。なぜなら、型や基板にパターンサイズ以上の大きさのうねりがあると型と基板とを均一に加圧することができず、型のパターンを基板に正確に転写することができないからである。【００１０】
これを解決するために、剛体からなるプレス基体と型との間にシリコンゴムなどの弾性部材を配置し、型が基板の微細なうねりや凹凸に追従するように形成したものがある（例えば、特許文献２参照）。【００１１】
【特許文献１】米国特許第５７７２９０５号明細書（第４段落第４６−４７行）
【特許文献２】特開平８−６０２７号公報（第３頁、図１）
【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、従来の転写装置は、弾性部材の厚みが型や基板（加工対象物）のうねりの大きさ、弾性部材のヤング率、型と基板（加工対象物）とを加圧する際の圧力の大きさ等を考慮して形成されておらず、型のパターンを基板に正確に転写するには未だ不十分であった。【００１３】
また、弾性部材の厚みが必要以上に大きいものや、弾性部材の材料がシリコンゴムのような熱伝導率の低いものを用いると、プレス基体側に設けられた加熱手段や冷却手段によって型を昇降温する速度が非常に遅くなるため、スループットの妨げとなる問題があった。【００１４】
また、単に型とプレス基体との間に弾性部材を配置する方法では、型と弾性部材、あるいは、プレス基体と弾性部材の間に隙間が生じ、型を昇降温する速度が更に遅くなるという問題があった。これは、真空雰囲気下で型のパターンを基板に転写する際に、より顕著な問題となる。【００１５】
そこで本発明は、型又は基板（加工対象物）のパターンを均一かつ高速に転写可能な型保持具、加工対象物保持具、微細加工装置および型取付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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の型保持具は、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に転写する微細加工装置において、前記型を保持する型保持具であって、剛体からなる型保持基体と、前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、厚さｔ１が下記式（１）を満たすように形成される弾性部材と、を具備することを特徴とする。【００１７】
【数１】
2007049530.tif 000003
ｔ１：前記弾性部材の厚さ
λ１：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
α：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ１：弾性部材のヤング率
σ１：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
この場合、弾性部材の厚さｔ１は、更に下記式（２）を満たすように形成される方が好ましい。【００１８】
【数２】
2007049530.tif 000004
また、前記弾性部材は、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される方が好ましい。【００１９】
また、本発明の別の型保持具は、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に転写する微細加工装置において、前記型を保持する型保持具であって、剛体からなる型保持基体と、前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される弾性部材と、を具備することを特徴とする。【００２０】
また、前記弾性部材は、ゴム系の接着剤からなる方が好ましく、更に好ましくは、前記ゴム系の接着剤は、前記型と前記加工対象物とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものである方が良い。また、前記弾性部材は磁力を有するように形成されていても良い。この場合、前記型保持基体は磁石を具備するように形成することもできる。また、前記弾性部材は、前記型を真空吸着するための溝が形成されていても良い。【００２１】
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に転写する微細加工装置であって、剛体からなる型保持基体と、前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、厚さｔ１が下記式（３）を満たすように形成される弾性部材とを有し、前記型を保持する型保持具を具備することを特徴とする。【００２２】
【数３】
2007049530.tif 000005
ｔ１：前記弾性部材の厚さ
λ１：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
α：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ１：弾性部材のヤング率
σ１：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
この場合、弾性部材の厚さｔ１は、更に下記式（４）を満たすように形成される方が好ましい。【００２３】
【数４】
2007049530.tif 000006
また、前記弾性部材は、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される方が好ましい。【００２４】
また、本発明の別の微細加工装置は、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に転写する微細加工装置であって、剛体からなる型保持基体と、前記型保持基体と前記型との間に配置されると共に、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される弾性部材とを有し、前記型を保持する型保持具を具備することを特徴とする。【００２５】
本発明の加工対象物保持具は、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に転写する微細加工装置において、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具であって、剛体からなる加工対象物保持基体と、前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置されると共に、厚さｔ２が下記式（５）を満たすように形成される弾性部材と、を具備することを特徴とする。【００２６】
【数５】
2007049530.tif 000007
ｔ２：前記弾性部材の厚さ
λ２：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
β：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ２：弾性部材のヤング率
σ２：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
この場合、弾性部材の厚さｔ２は、更に下記式（６）を満たすように形成される方が好ましい。【００２７】
【数６】
2007049530.tif 000008
また、前記弾性部材は、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される方が好ましい。【００２８】
また、本発明の別の加工対象物保持具は、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に転写する微細加工装置において、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具であって、剛体からなる加工対象物保持基体と、前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置されると共に、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される弾性部材と、を具備することを特徴とする。【００２９】
また、前記弾性部材は、ゴム系の接着剤からなる方が好ましく、更に好ましくは、前記ゴム系の接着剤は、前記型と前記加工対象物とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものである方が良い。また、前記弾性部材は、前記加工対象物を真空吸着するための溝が形成されていても良い。【００３０】
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に転写する微細加工装置であって、剛体からなる加工対象物保持基体と、前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置されると共に、厚さｔ２が下記式（７）を満たすように形成される弾性部材とを有し、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具を具備することを特徴とする。【００３１】
【数７】
2007049530.tif 000009
ｔ２：前記弾性部材の厚さ
λ２：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
β：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ２：弾性部材のヤング率
σ２：前記型と前記加工対象物との間の平均圧力
この場合、弾性部材の厚さｔ２は、更に下記式（８）を満たすように形成される方が好ましい。【００３２】
【数８】
2007049530.tif 000010
ｔ２：前記弾性部材の厚さ
λ２：少なくとも前記型および前記加工対象物のいずれか一方のうねりの大きさ
β：前記型と前記加工対象物との接触面内の「平均圧力」に対する「最大圧力と最小圧力の差」との比
Ｅ２：弾性部材のヤング率
σ２：前記型と前記加工対象物との接触面内の平均圧力
また、前記弾性部材は、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される方が好ましい。【００３３】
また、本発明の別の微細加工装置は、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に転写する微細加工装置であって、剛体からなる加工対象物保持基体と、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成されると共に、前記加工対象物保持基体と前記加工対象物との間に配置される弾性部材と、を有し、前記加工対象物を保持する加工対象物保持具を具備することを特徴とする。【００３４】
また、本発明の型取付方法は、所定のパターンを有する型と加工対象物とを押圧して、前記型のパターンを前記加工対象物に転写する微細加工装置において、前記型を保持する型保持具への型取付方法であって、ゴム系の接着剤を用いて前記型を前記型保持具に取り付けることを特徴とする。この場合、前記ゴム系の接着剤は、前記型と前記加工対象物とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものである方が好ましい。
【発明の効果】
【００３５】
請求項１，９，１３，１９記載の発明によれば、弾性部材の厚さを正確に計算して形成するので、型と加工対象物との間の圧力を均一にすることができ、正確に型のパターンを加工対象物に転写することができる。【００３６】
請求項２，１０，１４，２０記載の発明によれば、弾性部材の厚さを型と加工対象物との間の圧力を均一にすることができる厚さで、できるだけ薄く形成するので、型又は加工対象物の加熱を速やかに行い、スループットの向上を図ることができる。【００３７】
請求項３，４，１１，１２，１５，１６，２１，２２記載の発明によれば、弾性部材の熱伝導率を０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成するので、型又は加工対象物の加熱を速やかに行い、スループットの向上を図ることができる。【００３８】
請求項５，１７記載の発明によれば、弾性部材をゴム系の接着剤によって形成することにより、型保持具と型との間を隙間なく確実に保持することができるので、型の加熱を速やかに行い、スループットの向上を図ることができる。また、型保持具への型の取付を簡易に行うことができる。【００３９】
請求項６，７記載の発明によれば、型保持具に磁力をもたせることにより、強磁性体からなる型の取付を簡易に行うことができる。【００４０】
請求項８，１８記載の発明によれば、弾性部材に型又は加工対象物を真空吸着するための溝を形成するので、型保持具への型の取付又は加工対象物保持具への加工対象物の保持を簡易に行うことができる。【００４１】
請求項２４，２５，２６記載の発明によれば、ゴム系の接着剤は、型と加工対象物とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものであるため、加熱することにより型や弾性部材の取り外しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の微細加工装置を示す正面図である。
【図２】本発明の型保持具を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る弾性部材の厚さを説明する正面図である。
【図４】本発明の別の型保持具を示す平面図である。
【図５】図４のＩ−Ｉ線矢印方向からみた型保持具の断面図である。
【図６】本発明の加工対象物保持具を示す平面図である。
【図７】実施例１の薄膜の写真である。
【図８】比較例１の薄膜の写真である。
【図９】比較例２の薄膜の写真である。
【符号の説明】
【００４３】
１  微細加工装置
２  型保持具
１２  加工対象物保持具
２１  型保持基体
２２  弾性部材
２３  溝
１２１  加工対象物保持基体
１２２  弾性部材
１２３  溝
１００  型
２００  加工対象物
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
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。【００４５】
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１００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を保持する型保持具２と、加工対象物２００を保持する加工対象物保持具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。【００４６】
型保持具２は、図２に示すように、剛体からなる型保持基体２１と、この型保持基体２１と型１００との間に配置される弾性部材２２とで構成される。【００４７】
型保持基体２１は、剛性の高い材料、例えばニッケルやステンレス鋼等の金属によって形成されている。また、型保持基体２１は、型１００を保持する側の面が平坦に形成される。この面の平面度はできる限り高く形成される方が好ましく、例えば１μｍ以下、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以下に形成される方が良い。なお、型保持基体２１は、型１００を保持する側の面を曲面状に形成したり、ロール状に形成したりすることも勿論可能である。【００４８】
弾性部材２２は、型保持基体２１と型１００との間に配置される平坦なシート状のもので、型１００と加工対象物２００とが押圧された際に、型１００や加工対象物２００の微細なうねりや凹凸を吸収するためのものである。したがって、弾性部材２２は、型１００又は加工対象物２００の微細なうねりや凹凸を吸収し、均一な応力分布を実現する厚さで形成する必要がある。【００４９】
ここで、弾性部材２２のヤング率をＥ１、弾性部材２２の厚みをｔ１、加工対象物２００のうねりの大きさ（平面度）をλ１、型１００と加工対象物２００との間の平均圧力をσ1、押圧した際の弾性部材２２の押圧方向の変形量の最小値をΔｔ11、そのときの圧力をσ11、弾性部材２２の押圧方向の変形量の最大値をΔｔ12そのときの圧力をσ12すると｛図３（ａ）、（ｂ）参照｝、フックの法則より、【００５０】
【数９】
2007049530.tif 000011
【００５１】
【数１０】
2007049530.tif 000012
応力分布の最大値σ12と最小値σ11の差をΔσ1（Δσ1＝σ12−σ11）とすると、式（９）と式（１０）より【００５２】
【数１１】
2007049530.tif 000013
平均圧力σ1に対するΔσ1の比を所定の値α以下（αは型１００と加工対象物２００との間の圧力分布のばらつきの許容範囲）にするには、【００５３】
【数１２】
2007049530.tif 000014
式（１２）を弾性部材２２の厚さｔ１について変形して、【００５４】
【数１３】
2007049530.tif 000015
したがって、弾性部材２２の厚みｔ1は、少なくとも式（１３）を満たすように形成するのが好ましい。なお、上記説明では、加工対象物２００のうねりの大きさ（平面度）をλ1としたが、加工対象物２００のうねりの大きさ（平面度）よりも型１００のうねりの大きさ（平面度）の方が大きい場合には、型１００のうねりの大きさ（平面度）をλ1としても良い。また、加工対象物２００のうねりの大きさ（平面度）と型１００のうねりの大きさ（平面度）とを合わせた値をλ1としても良い。【００５５】
なお、材料が付着して剥離不可能となる圧力（σｍａｘ）を圧力の上限とし、処理温度において、レオロジーデータ分析から求められる被成型材料の貯蔵弾性率、換言すると、被成型材料にパターンを転写することができる最小圧力（σｍｉｎ）を圧力の下限とすると、少なくともαは、次の式（１４）を満たす値を用いる。【００５６】
【数１４】
2007049530.tif 000016
実際に使用するαの値としては、所望する精度にもよるが、１００以下が良く、好ましくは２０以下が良く、更に好ましくは１０以下が良く、更に好ましくは５以下が良く、更に好ましくは１以下が良く、更に好ましくは１×１０−２以下が良く、更に好ましくは１×１０−３以下が良い。また、下限としては、工業的に管理できる範囲として、１×１０−６以上にするのが好ましい。【００５７】
また、型１００は、型加熱手段３又は型冷却手段４により弾性部材２２（型保持具２）を介して加熱・冷却されるため、弾性部材２２の厚みが大きすぎると、昇降温速度（スループット）が低下する。したがって、弾性部材２２の厚みｔ1は、少なくとも下記式（１５）を満たす大きさに形成する方が好ましい。【００５８】
【数１５】
2007049530.tif 000017
また、好ましくは、下記式（１６）を満たす大きさに形成する方が好ましい。【００５９】
【数１６】
2007049530.tif 000018
また、昇降温速度（スループット）を向上させるためには、弾性部材２２の熱伝導率をできる限り高く形成する方が好ましい。具体的には、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される方が良く、好ましくは０．２（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良く、更に好ましくは０．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良く、更に好ましくは、１（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良く、更に好ましくは２（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良く、更に好ましくは４（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良い。【００６０】
また、弾性部材２２は、型加熱手段３とこの加熱手段３によって加熱される型１００との間に配置されるため、少なくともインプリントプロセスにおける処理温度以上の耐熱性を有する必要がある。例えば、型１００を加工対象物２００のガラス転移温度以上に加熱する場合には、弾性部材２２の耐熱温度を少なくともガラス転移温度（Ｔｇ）以上に形成する必要があり、好ましくはガラス転移温度＋２０℃（Ｔｇ＋２０℃）以上に形成するのが良く、更に好ましくはガラス転移温度＋４０℃（Ｔｇ＋４０℃）以上に形成するのが良く、更に好ましくはガラス転移温度＋６０℃（Ｔｇ＋６０℃）以上に形成するのが良い。具体的には、加工対象物２００が環状オレフィン系共重合体:COC（Cyclo Olefin Copolymer）（ガラス転移温度１３８℃）からなる場合には、弾性部材２２の耐熱温度を１３８℃以上に形成するのが良く、好ましくは１５８℃以上に形成するのが良く、更に好ましくは１７８℃以上に形成するのが良く、更に好ましくは１９８℃以上に形成するのが良い。【００６１】
このような熱伝導率と耐熱温度を有する弾性部材２２としては種々のものがあり自由に選択可能であるが、例えばフッ素系ゴム（パーフルオロエラストマー）、ニトリルゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴムや、アクリルフォーム等の発泡性樹脂等を用いることができる。また、熱伝導率を向上させるために、前記材料に窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ等のセラミックを混合したものや、銀、銅、金、酸化マグネシウム等の金属を混合したもの、カーボンブラックやカーボンナノチューブ等の炭素化合物を混合したものを用いることも可能である。【００６２】
また、弾性部材２２は、型保持基体２１に型１００を確実に保持し得るように、ゴム系の接着剤を用いても良い。この場合、型保持基体２１又は型１００の少なくともいずれか一方にゴム系接着剤を塗布し、型保持基体２１と型１００を貼り合わせれば良い。これにより、型保持基体２１と型１００との間を隙間なく確実に保持することができるので、型加熱手段３から型１００への伝熱速度を向上することができる。この効果は、真空雰囲気下でのインプリントプロセスにおいてより顕著になる。また、このゴム系接着剤は、型１００と加工対象物２００とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものである方が好ましい。これは、弾性部材２２を接着性を失う温度（以下、剥離温度という）以上に加熱することにより、型保持基体２１から型１００や弾性部材２２を容易に取り外すことができるからである。このようなゴム系接着剤としては、熱可塑性樹脂であるアクリル系接着剤、例えばシロキノンＡＰ（株式会社ジェルテック社製）やシロキノンＴＰ（株式会社ジェルテック社製）等を用いることができる。もちろん、型１００と加工対象物２００とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものであれば、これらに限定されるものではない。【００６３】
また、型保持具２は、型１００を簡易に取り外しできるように、型１００を吸着可能な真空チャックを具備するように形成しても良い。この場合、弾性部材２２には、図４、図５に示すように、真空吸着用の溝２３と、型保持基体２１に形成された吸引路２４に接続される吸引口２５とが形成される。また、型保持基体２１の吸引路２４は、真空ポンプ等の気体吸引手段２６に接続される。この場合、溝２３は、型のパターンが形成されている面（パターン面１００ａ）の外側であって、型に形成されたパターンが占める領域の外側の部分を吸着する大きさに形成される。これにより、弾性部材２２がシールの役割も果たし、型１００を確実に吸着保持することができる。【００６４】
また、型保持具２は、強磁性体からなる金型（型１００）を吸着保持し得る磁力を有するように形成することも可能である。この場合、磁石の材料としては、インプリントプロセスにおける処理温度以上のキュリー点を有するものを用いる必要がある。なお、磁石としては、永久磁石として形成しても電磁石として形成しても良く、また、弾性部材２２又は型保持基体２２の全部又は一部を磁石として形成すれば良い。【００６５】
型１００は、例えば「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」などから形成されており、その一端面（パターン面１００ａ）に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パターンを形成した後、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料やその製造方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。【００６６】
また、型１００は、型１００と加工対象物２００とを押圧した際に、型１００又は加工対象物２００のうねりや凹凸を弾性部材２２側へ変形できる厚さ、例えば0.001〜２ｍｍに形成される。また、この型１００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。【００６７】
型加熱手段３は、図１に示すように、型保持具２に対して型１００と対向する側に設けられるもので、例えば非常に応答性の良いカーボンヒータが用いられる。また、カーボンヒータ（型加熱手段３）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。【００６８】
型冷却手段４は、図１に示すように、型保持具２に対して型１００と対向する側に設けられる物で、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容器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。【００６９】
また、型１００の近傍、例えば型保持具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。【００７０】
加工対象物保持具１２は、図６に示すように、剛体からなる加工対象物保持基体１２１と、この加工対象物保持基体１２１と加工対象物２００との間に配置される弾性部材１２２とで構成される。【００７１】
加工対象物保持基体１２１は、剛性の高い材料、例えばニッケルやステンレス鋼等の金属によって形成されている。また、加工対象物保持基体１２１は、加工対象物２００を保持する側の面が平坦に形成される。この面の平面度はできる限り高く形成される方が好ましく、例えば１μｍ以下、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以下に形成される方が良い。なお、加工対象物保持基体１２１は、ロール状に形成することも勿論可能である。なお、加工対象物保持基体１２１は、加工対象物２００を保持する側の面を曲面状に形成したり、ロール状に形成したりすることも勿論可能である。【００７２】
弾性部材１２２は、加工対象物保持基体１２１と加工対象物２００との間に配置される平坦なシート状のもので、型１００と加工対象物２００とが押圧された際に、型１００や加工対象物２００の微細なうねりや凹凸を吸収する。したがって、弾性部材１２２は、型１００又は加工対象物２００の微細なうねりや凹凸を吸収し、均一な応力分布を実現する厚さで形成する必要がある。【００７３】
ここで、弾性部材１２２のヤング率をＥ、弾性部材１２２の厚みをｔ２、加工対象物２００のうねりの大きさ（平面度）をλ２、型１００と加工対象物２００との間の平均圧力をσ２、押圧した際の弾性部材２２の押圧方向の変形量の最小値をΔｔ21、そのときの圧力をσ21、弾性部材１２２の押圧方向の変形量の最大値をΔｔ22そのときの圧力をσ22すると（図示せず）、型保持基体２の弾性部材２２の厚みについて説明したのと同様に、【００７４】
【数１７】
2007049530.tif 000019
【００７５】
【数１８】
2007049530.tif 000020
応力分布の最大値σ22と最小値σ21の差をΔσ２（Δσ２＝σ22−σ21）とすると、式（１７）と式（１８）より【００７６】
【数１９】
2007049530.tif 000021
平均圧力σ２に対するΔσ２の比を所定の値β以下（βは型１００と加工対象物２００との間の圧力分布のばらつきの許容範囲）にするには、【００７７】
【数２０】
2007049530.tif 000022
式（２０）を弾性部材１２２の厚さｔ２について変形して、【００７８】
【数２１】
2007049530.tif 000023
したがって、弾性部材１２２の厚みｔ２は、少なくとも式（２１）を満たすように形成するのが好ましい。なお、上記説明では、加工対象物２００のうねりの大きさ（平面度）をλ２としたが、加工対象物２００のうねりの大きさ（平面度）よりも型１００のうねりの大きさ（平面度）の方が大きい場合には、型１００のうねりの大きさ（平面度）をλ２としても良い。また、加工対象物２００のうねりの大きさ（平面度）と型１００のうねりの大きさ（平面度）とを合わせた値をλ２としても良い。【００７９】
なお、材料が付着して剥離不可能となる圧力（σｍａｘ）を圧力の上限とし、処理温度において、レオロジーデータ分析から求められる被成型材料の貯蔵弾性率、換言すると、被成型材料にパターンを転写することができる最小圧力（σｍｉｎ）を圧力の下限とすると、少なくともβは、次の式（１４）を満たす値を用いる。【００８０】
【数２２】
2007049530.tif 000024
実際に使用するβの値としては、所望する精度にもよるが、１００以下が良く、好ましくは２０以下が良く、更に好ましくは１０以下が良く、更に好ましくは５以下が良く、更に好ましくは１以下が良く、更に好ましくは１×１０−２以下が良く、更に好ましくは１×１０−３以下が良い。また、下限としては、工業的に管理できる範囲として、１×１０−６以上にするのが好ましい。【００８１】
また、加工対象物２００は、加工対象物加熱手段１３又は加工対象物冷却手段１４により弾性部材１２２（加工対象物保持具１２）を介して加熱・冷却されるため、弾性部材１２２の厚みが大きすぎると、昇降温速度（スループット）が低下する。したがって、弾性部材１２２の厚みｔ２は、少なくとも下記式（２１）を満たす大きさに形成する方が好ましい。【００８２】
【数２１】
2007049530.tif 000025
また、好ましくは、下記式（２２）を満たす大きさに形成する方が好ましい。【００８３】
【数２２】
2007049530.tif 000026
更に、昇降温速度（スループット）を向上させるためには、弾性部材１２２の熱伝導率をできる限り高く形成する方が好ましい。具体的には、熱伝導率が０．１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上に形成される方が良く、好ましくは０．２（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良く、更に好ましくは０．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良く、更に好ましくは、１（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良く、更に好ましくは２（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良く、更に好ましくは４（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上が良い。【００８４】
また、弾性部材１２２は、加工対象物加熱手段１３と加熱される加工対象物２００との間に配置されるため、少なくともインプリントプロセスにおける処理温度以上の耐熱性を有する必要がある。例えば、加工対象物２００をそのガラス転移温度（Ｔｇ）近傍に加熱する場合には、弾性部材１２２の耐熱温度を少なくともガラス転移温度（Ｔｇ）以上に形成する必要があり、好ましくはガラス転移温度＋２０℃（Ｔｇ＋２０℃）以上に形成するのが良く、更に好ましくはガラス転移温度＋４０℃（Ｔｇ＋４０℃）以上に形成するのが良く、更に好ましくはガラス転移温度＋６０℃（Ｔｇ＋６０℃）以上に形成するのが良い。具体的には、加工対象物２００が環状オレフィン系共重合体:COC（Cyclo Olefin Copolymer）（ガラス転移温度１３８℃）からなる場合には、弾性部材１２２の耐熱温度を１３８℃以上に形成するのが良く、好ましくは１５８℃以上に形成するのが良く、更に好ましくは１７８℃以上に形成するのが良く、更に好ましくは１９８℃以上に形成するのが良い。【００８５】
このような熱伝導率と耐熱温度を有する弾性部材１２２としては種々のものがあり自由に選択可能であるが、例えばフッ素系ゴム（パーフルオロエラストマー）、ニトリルゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴムや、アクリルフォーム等の発泡性樹脂等を用いることができる。また、熱伝導率を向上させるために、前記材料に窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ等のセラミックを混合したものや、銀、銅、金、酸化マグネシウム等の金属を混合したもの、カーボンブラックやカーボンナノチューブ等の炭素化合物を混合したものを用いることも可能である。【００８６】
また、弾性部材１２２は、加工対象物保持基体１２１に確実に保持されるように、ゴム系の接着剤を用いても良い。これにより、加工対象物保持基体１２１と弾性部材１２２との間を隙間なく形成することができるので、加工対象物加熱手段１３から加工対象物２００への伝熱速度を向上することができる。この効果は、真空雰囲気下でのインプリントプロセスにおいてより顕著になる。また、このゴム系接着剤は、型１００と加工対象物２００とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものである方が好ましい。これは、弾性部材１２２を接着性を失う温度（以下、剥離温度という）以上に加熱することにより、加工対象物保持基体１２１から弾性部材１２２を容易に取り外すことができるからである。このようなゴム系接着剤としては、熱可塑性樹脂であるアクリル系接着剤、例えばシロキノンＡＰ（株式会社ジェルテック社製）やシロキノンＴＰ（株式会社ジェルテック社製）等を用いることができる。もちろん、型１００と加工対象物２００とを押圧する際の処理温度より高い温度で接着性を失うものであれば、これらに限定されるものではない。【００８７】
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。【００８８】
また、加工対象物保持具１２は、加工対象物２００を簡易に取り外しできるように、加工対象物２００を吸着可能な真空チャックを具備するように形成しても良い。この場合、弾性部材１２２には、図６に示すように、真空吸着用の溝１２３と、加工対象物保持基体１２１に形成された吸引路に接続される吸引口１２５とが形成される。また、加工対象物保持基体１２１の吸引路は、真空ポンプ等の気体吸引手段に接続される。これにより、弾性部材１２２がシールの役割も果たし、加工対象物２００を確実に吸着保持することができる。【００８９】
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。【００９０】
また、加工対象物保持具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具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。
また、加工対象物２００の近傍、例えば加工対象物保持具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。【００９１】
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の下端部と型保持具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。【００９２】
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。【００９３】
なお、ここでは、変位手段５を型保持具２側に設ける場合について説明したが、加工対象物保持具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。【００９４】
変位手段５をこのように構成することによって、型１００を保持する型保持具２を上下し、加工対象物保持具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。【００９５】
位置検出手段７は、例えば、型保持具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と型保持具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、型保持具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、加工対象物保持具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。【００９６】
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。【００９７】
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。【００９８】
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。
【実施例】
【００９９】
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【０１００】
インプリントは、SCIVAX社のインプリント装置（VX-2000N-US）を用い、型と加工対象物とを１４５℃に加熱し、２．５ＭＰａで１０秒間押圧することにより行った。型は、加工対象物に転写した際に、加工対象物にハニカム構造を転写可能なパターン（ハニカム構造を反転させたパターン）を有するニッケル製のもので、転写可能領域が５０ｍｍ×５０ｍｍ（金型の外形は５５ｍｍ×５５ｍｍ）：面積が２５００ｍｍ２の正方形である金型を用いた。ハニカム構造は、線幅が２５０ｎｍでこの線の高さが３８０ｎｍ（アスペクト比が約１．５）、一つのセル（六角形）の最大内径が２μｍ（すなわち、線幅も含めた最大外径が２．５μｍ）のものを用いた。また、加工対象物としては、環状オレフィン系共重合体:COC（Cyclo Olefin Copolymer）からなる厚さ約１μｍの薄膜が形成されたシリコン基板を用いた。この際、型保持基体と型との間には、式（１３）を満たす厚さのポリイミドからなるシート状の弾性部材を配置した（実施例１）。【０１０１】
ここで、薄膜が形成されたシリコン基板の表面を、粗さ計を用いて測定したところ、うねりの大きさ（λ１）は約２．４μｍ（２．４×１０−６ｍ）であった。【０１０２】
また、αの値は式（１４）から計算した値を用いた。すなわち、αの導出に必要な最大圧力（σｍａｘ）を、この金型とCOCからなるフィルムとを押圧した際に、両者が剥離不可能となる圧力（σｍａｘ）である１０ＭＰａとし、αの導出に必要な最小圧力（σｍｉｎ）を、レオロジーデータから導出される理論値の１ＭＰａとして、式（１４）に代入すると、【０１０３】
【数２３】
2007049530.tif 000027
となる。したがって、αの値には３．６を用いた。
更に、ポリイミドのヤング率（Ｅ１）＝２．５ＧＰａ、α＝３．６として式（１３）を計算すると、【０１０４】
【数２４】
2007049530.tif 000028
となる。すなわち、弾性部材の厚さ（ｔ１）が０．６６７×１０−６ｍ以上（６６７μｍ以上）の場合に式（１３）を満たす。したがって、本実施例では、弾性部材の厚さを６８０μｍとした。【０１０５】
また、比較例として、式（１３）を満たさない２００μｍの厚さのポリエーテルイミドからなるシート状の弾性部材を配置したもの（比較例１）及び弾性部材を用いないもの（比較例２）についても、インプリントの評価を行った。【０１０６】
それぞれ転写後のシリコン基板上の薄膜の写真を図７ないし図９に示す。
実施例１の薄膜は、型のパターンがほぼ１００％転写されている（図７参照）。これに対し、比較例１の薄膜は、型のパターンが約４０％しか転写されていなかった（図８参照）。また、比較例２の薄膜は、外周部分を除き型のパターンのほとんどが転写されていなかった（図９参照）。【０１０７】
以上より、本発明は、パターンを均一かつ高速に転写できることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明により、型又は基板（加工対象物）のパターンを均一かつ高速に転写することができる。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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