(57)【要約】【課題】高精度な転写を維持しつつ、スループットを向上す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。【解決手段】微細構造転写装置１０は、成形部１と、試料保持部材１１と、移動部材１２と、真空チャンバ１３と、排気部材１４とを備えている。成形部１は、表面に微細な凹凸が形成されたスタンパ６を含む。試料保持部材１１は、試料Ｓを保持する。移動部材１２は、試料保持部材１１から成形部１に試料Ｓを移動する。真空チャンバ１３は、成形部１と、試料保持部材１１と、移動部材１２とを内部に配置する。排気部材１４は、真空チャンバ１３の内部から雰囲気ガスを排出して真空チャンバ１３内の圧力を大気圧より下げる。【選択図】図１
2007181938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に微細な凹凸が形成されたスタンパを含む成形部と、
試料を保持する試料保持部材と、
前記試料保持部材から前記成形部に前記試料を移動する移動部材と、
前記成形部と、前記試料保持部材と、前記移動部材とを内部に配置する真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部から雰囲気ガスを排出して前記真空チャンバ内の圧力を大気圧より下げる排気部材とを備える、微細構造転写装置。
【請求項２】
前記真空チャンバの内部に配置され、前記成形部を内部に配置する小真空チャンバと、
前記小真空チャンバの内部から雰囲気ガスを排出して前記小真空チャンバ内の圧力を前記真空チャンバ内の圧力よりも下げる小真空チャンバ用排気部材とをさらに備えた、請求項１に記載の微細構造転写装置。
【請求項３】
前記小真空チャンバの容積は、前記真空チャンバの容積の１／５以下である、請求項２に記載の微細構造転写装置。
【請求項４】
前記真空チャンバは、前段真空部屋と、前記前段真空部屋とバルブを介して接続された後段真空部屋とを含み、
前記試料保持部材は、前記前段真空部屋の内部に配置され、
前記成形部は、前記後段真空部屋の内部に配置され、
前記移動部材は、前記前段真空部屋に配置された前記試料保持部材から前記後段真空部屋に配置された前記成形部に試料を移動可能に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の微細構造転写装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、
前記試料保持部材に試料を準備する工程と、
前記移動部材により前記試料保持部材から前記試料の１つを前記成形部に移動する工程と、
前記成形部において前記試料を加熱した状態で前記スタンパを前記試料へ加圧することにより、前記試料に前記スタンパに形成されている微細構造を転写する工程とを備えた、微細構造転写方法。
【請求項６】
請求項２または３に記載の微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、
前記試料保持部材に試料を準備する工程と、
前記真空チャンバ内の圧力を５０００Ｐａ以上３００００Ｐａ以下に排気する工程と、
前記移動部材により前記試料保持部材から前記試料の１つを前記成形部に移動する工程と、
前記小真空チャンバ内の圧力を１Ｐａ以上５０００Ｐａ以下に排気する工程と、
前記成形部において前記試料を加熱した状態で前記スタンパを前記試料へ加圧することにより、前記試料に前記スタンパに形成されている微細構造を転写する工程とを備えた、微細構造転写方法。
【請求項７】
請求項４に記載の微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、
前記試料保持部材に試料を準備する工程と、
前記移動部材により前記試料保持部材から前記試料の１つを前記成形部に移動する工程と、
前記成形部において前記試料を加熱した状態で前記スタンパを前記試料へ加圧することにより、前記試料に前記スタンパに形成されている微細構造を転写する工程とを備え、
前記準備する工程は、
前記バルブを閉める工程と、
前記バルブを閉めた状態で外部から前記試料保持部材に試料を配置する工程と、
前記前段真空部屋を真空に引いて、前記後段真空部屋と同気圧に調整する工程と、
前記バルブを開ける工程とを含む、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、微細構造転写装置および微細構造転写方法に関し、たとえばスループットを向上させ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】
従来、微細構造を転写するためには、成形部のみの局所を真空チャンバで覆い、真空の下、当該微細構造が成形されている。このような微細構造を転写するための装置および方法として、特開２００４−２８８７８４号公報（特許文献１）にナノプリント装置、および微細構造転写方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示のナノプリント装置は、被成形体である基板と、表面に凹凸が形成されたスタンパとを備え、真空チャンバ内に配置されている。当該ナノプリント装置は、スタンパの基板加圧面の断面積より、スタンパの基板加圧面を保持する部位の断面積を小さくした断熱構造であることを特徴としている。
【０００４】
また、上記特許文献１に開示のナノプリント装置を用いたパターン転写方法は、上記断熱構造で転写を行なうことを特徴としている。
【特許文献１】特開２００４−２８８７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示のナノプリント装置では、真空チャンバ外と真空チャンバ内との間で被成形体を入れ換えする必要がある。そのため、成形を連続して行なうためには、真空チャンバを開放して、大気を流入した状態で被成形体を入れ替えして、真空チャンバを閉じたあと真空引きをする必要がある。すなわち、被成形体の入れ替えごとに真空引きをするため、時間がかかる。よって、成形のスループットが遅いという問題がある。
【０００６】
それゆえ本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、高精度な転写を維持しつつ、スループットを向上す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である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にしたがった微細構造転写装置は、成形部と、試料保持部材と、移動部材と、真空チャンバと、排気部材とを備える。成形部は、表面に微細な凹凸が形成されたスタンパを含む。保持部材は、試料を保持する。移動部材は、試料保持部材から成形部に試料を移動する。真空チャンバは、成形部と、試料保持部材と、移動部材とを内部に配置する。排気部材は、真空チャンバの内部から雰囲気ガスを排出して真空チャンバ内の圧力を大気圧より下げる。
【０００８】
本発明の微細構造転写装置によれば、真空チャンバ内において試料保持部材に保持される試料を移動部材により成形部に移動することにより、スタンパに形成されている微細構造を試料に転写することができる。そのため、１つの試料の転写が終わる毎に真空チャンバを開放して試料を入換する必要がないので、排気部材により真空引きをする必要がない。よって、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを向上することができる。
【０００９】
上記微細構造転写装置において好ましくは、小真空チャンバと、小真空用排気部材とをさらに備える。小真空チャンバは、真空チャンバの内部に配置され、成形部を内部に配置する。小真空用排気部材は、小真空チャンバの内部から雰囲気ガスを排出して小真空チャンバ内の圧力を真空チャンバ内の圧力よりも下げる。
【００１０】
これにより、真空チャンバ内の雰囲気ガスを排出する時間よりも排出時間の短い小真空チャンバ内で転写をすることができるので、真空チャンバ内から雰囲気ガスを排出する時間を要しても、試料保持部材上の試料が全て転写されるまでは真空チャンバを開放する必要がない。よって、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットをより向上することができる。
【００１１】
上記微細構造転写装置において好ましくは、小真空チャンバの容積は、真空チャンバの容積の１／５以下である。
【００１２】
これにより、真空度の高い小真空チャンバ内を真空引きする時間をより短縮することができる。よって、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを一層向上することができる。
【００１３】
上記微細構造転写装置において好ましくは、真空チャンバは、前段真空部屋と、前段真空部屋とバルブを介して接続された後段真空部屋とを含む。試料保持部材は、前段真空部屋の内部に配置される。成形部は、後段真空部屋の内部に配置される。移動部材は、前段真空部屋に配置された試料保持部材から後段真空部屋に配置された成形部に試料を移動可能に配置される。
【００１４】
これにより、試料を外部から入れ替える際に、真空チャンバを大気開放せずに、バルブを閉めることにより前段真空部屋のみを大気開放することができる。そのため、真空チャンバの全体を大気開放して真空引きする必要がない。よって、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットをさらに一層向上することができる。
【００１５】
本発明の一の局面における微細構造転写方法は、本発明にしたがった微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、以下の工程を備える。試料保持部材に試料を準備する。そして、移動部材により試料保持部材から試料の１つを成形部に移動する。そして、成形部において試料を加熱した状態でスタンパを試料へ加圧することにより、試料にスタンパに形成されている微細構造を転写する。
【００１６】
準備する工程で真空チャンバ内から雰囲気ガスを排出し、その状態を維持したまま、移動する工程および転写する工程を繰り返して実施することができる。そのため、１の試料の転写が終わる毎に排気部材により真空引きを行なう必要がない。よって、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを向上することができる。
【００１７】
本発明の他の局面における微細構造転写方法は、本発明にしたがった微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、以下の工程を備える。試料保持部材に試料を準備する。そして、真空チャンバ内の圧力を５０００Ｐａ以上３００００Ｐａ以下に排気する。そして、移動部材により試料保持部材から試料の１つを成形部に移動する。そして、小真空チャンバ内の圧力を１Ｐａ以上５０００Ｐａ以下に排気する。そして、成形部において試料を加熱した状態でスタンパを試料へ加圧することにより、試料にスタンパに形成されている微細構造を転写する。
【００１８】
これにより、真空引きをする時間をより短縮することができる。よって、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを向上することができる。
【００１９】
本発明のさらに他の局面における微細構造転写方法は、本発明にしたがった微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、試料保持部材に試料を準備する工程と、移動部材により試料保持部材から試料の１つを成形部に移動する工程と、成形部において試料を加熱した状態でスタンパを試料へ加圧することにより、試料にスタンパに形成されている微細構造を転写する工程とを備える。準備する工程は、バルブを閉める工程と、前段真空部屋を真空に引いて、後段真空部屋と同気圧に調整する工程と、バルブを開ける工程とを含む。
【００２０】
これにより、試料を入れ替える際には、前段真空部屋のみを大気開放すればよい。そのため、大容量の真空チャンバの全体を排気部材により真空引きする工程を必要としない。よって、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを向上することができる。
【発明の効果】
【００２１】
このように、本発明の微細構造転写装置によれば、真空チャンバ内で試料保持部材に保持される試料を移動部材を用いて成形部に移動して、微細構造を転写することができる。そのため、試料を入れ替えする度に真空引きをする必要がない。よって、高精度な転写を維持しつつ、スループットを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における微細構造転写装置を示す概略図である。図１を参照して、本発明の実施の形態１における微細構造転写装置を説明する。本発明の実施の形態１における微細構造転写装置１０は、図１に示すように、成形部１と、試料保持部材１１と、移動部材１２と、真空チャンバ１３と、排気部材１４とを備えている。
【００２４】
成形部１は、表面に微細な凹凸が形成されたスタンパ６を含む。試料保持部材１１は、複数の試料Ｓを保持する。移動部材１２は、試料保持部材１１から成形部１に試料Ｓを移動する。真空チャンバ１３は、成形部１と、試料保持部材１１と、移動部材１２とを内部に配置する。排気部材１４は、真空チャンバ１３の内部から雰囲気ガスを排出して真空チャンバ１３内の圧力を大気圧（０．１ＭＰａ）より下げる。
【００２５】
詳細には、図１に示すように、微細構造転写装置１０は、上定盤４と、下定盤５と、スタンパ６とを含む成形部１と、保持部材１１と、移動部材１２と、真空チャンバ１３と、排気部材１４と、制御部１６と、成形部フレーム２と、開閉シャッタ１７と、成形部支持軸３と、リーク弁１８とを備えている。
【００２６】
成形部１は、上定盤４と、下定盤５と、スタンパ６とを含む。上定盤４の片面にスタンパ６が配置されている。実施の形態１では、図１に示すように、上定盤４の下側に配置されているが、特にこれに限定されず、下定盤５の上側に配置されていてもよいし、上定盤４および下定盤５の両方に配置してもよい。試料Ｓは、下定盤５の上（図１において下定盤５の上側）に配置可能としている。また、成形部１は、試料Ｓを加熱および冷却することができる構成としている。たとえば、下定盤５を加熱部材（図示せず）により加熱して、試料Ｓを加熱する。ここで、加熱部材としては、抵抗発熱体など任意の部材を用いることができる。当該加熱部材は、たとえば下定盤５の内部に埋設されていてもよいし、下定盤５の外周面に接するように配置されていてもよい。
【００２７】
なお、「成形部」とは、少なくとも成形する部材（実施の形態１におけるスタンパ６）と、成形されるもの（実施の形態１における試料Ｓ）を支持する部材（実施の形態１における下定盤５）とを含む部分を意味する。実施の形態１では、成形部１としては、上定盤４と、下定盤５と、スタンパ６とを含んでいる。
【００２８】
成形部フレーム２は、成形部支持軸３と接続されて、成形部支持軸３を介して成形部１を支えている。成形部支持軸３は、対向した位置に２つ配置されている。また、成形部支持軸３は、その一方端で成形部フレーム２と接続され、他方端で上定盤４または下定盤５と接続されている。
【００２９】
また、実施の形態１における排気部材１４は、真空チャンバ１３内を所望の圧力に減圧（真空引き）できる能力を有する部材としている。排気部材１４として、たとえば真空ポンプを用いることができる。なお、排気部材１４と真空チャンバ１３とを接続する配管に、真空チャンバ１３と排気部材１４との間を封止するための開閉可能な弁を配置してもよい。当該弁は、排気部材１４が駆動するときには開状態とされ、また、排気部材１４が駆動しないときには閉状態とされてもよい。
【００３０】
また、リーク弁１８は、真空チャンバ１３内が真空を大気圧近傍まで減圧するための部材である。実施の形態１では、リーク弁１８は、排気部材１４により真空引きされる配管と接続されているが、特にこれに限定されず、真空チャンバ１３に配置してもよい。
【００３１】
また、入換口１５は真空チャンバ１３の側壁に設けられている。入換口１５は、開閉シャッタ１７により開閉可能となっている。開閉シャッタ１７は、図示しない駆動部材（たとえば油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電動モータなど）により、入換口１５を塞ぐ位置と開放する位置との間を移動可能となっている。入換口１５は、真空チャンバ１３の外部から試料Ｓを搬入および搬出可能とする。開閉シャッタ１７を移動させることにより入換口１５を開けて試料Ｓを真空チャンバ１３内に搬入、または真空チャンバ１３外に搬出する際には、真空チャンバ１３の外部に存在する外気あるいは置換ガスがリーク弁１８から真空チャンバ１３の内部に流入して、真空チャンバ１３内の圧力は大気圧近傍となる。
【００３２】
また、移動部材１２としては、図１に示したようなロボットアーム（ベース部材に設置され、複数の関節部を有するアーム部と、当該アーム部の先端に試料Ｓの少なくとも１つを保持するための保持部材が設置されたロボットアーム）を用いてもよいが、他の任意の構成の部材を用いてもよい。たとえば、試料保持部材１１上から成形部１近傍まで延在するレールと、当該レールに沿って移動可能な移動部と、当該移動部に設置された試料Ｓを保持可能な保持部とからなる移動部材を用いてもよい。
【００３３】
なお、実施の形態１では、真空チャンバ１３は、開閉シャッタ１７により開閉可能な入換口１５を有しているが、特にこの構成に限定されない。たとえば、真空チャンバ１３は上下に分離可能であり、分離可能な部分をシール材でシールすることにより密閉な容器としてもよい。
【００３４】
制御部１６は、成形部１と、移動部材１２と、排気部材１４とを制御する部材である。具体的には、制御部１６は、成形部１における下定盤５上に試料Ｓが配置されると、対向する成形部フレーム３を上下方向に移動させて、スタンパ６を試料Ｓに押圧する制御を行なう。実施の形態１では、制御部１６は、成形部１と接続されている成形部フレーム２と接続されている。また、制御部１６は、移動部材１２に、保持部材１１上に配置されている試料Ｓの１つを成形部１へ移動させる制御を行なう。また、制御部１６は、移動部材１２に、成形部１で微細構造が転写された試料Ｓを、保持部材１１上で転写前の試料Ｓと区別する場所に移動させる制御を行なう。なお、制御部１６において行なわれる制御は、転写された試料Ｓを別の保持部材（図示せず）に移動させる制御を行なう制御としてもよい。また、制御部１６は、リーク弁１８を開けることにより真空チャンバ１３内の圧力が大気圧近傍になったときに、リーク弁１８を閉じて排気部材１４を起動して真空引きを行なう。
【００３５】
次に、図１および図２を参照して、微細構造転写装置１０を用いた微細構造転写方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態１における微細構造転写装置１０を用いた微細構造転写方法を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、図２に示すように、試料保持部材１１に試料Ｓを準備する工程（Ｓ１０）を実施する。この工程（Ｓ１０）では、開閉シャッタ１７を移動させることにより入換口１５を開ける。そして、試料Ｓを試料保持部材１１上に配置する。そして、入換口１５を塞ぐように開閉シャッタ１７を移動させることによって入換口１５を閉じ、その後真空チャンバ１３内部から雰囲気ガスを排出する。具体的には、排気部材１４を起動して、真空チャンバ１３の内部から雰囲気ガスを排出して、真空チャンバ１３内の圧力を大気圧より下げる。なお、実施の形態１では、真空チャンバ１３の内部の圧力は１Ｐａ以上５０００Ｐａ以下としている。この範囲の圧力とすることにより、転写する工程（Ｓ３０）において試料Ｓへの転写がより高精度なものとなる。１Ｐａ以上とすることによって、真空チャンバ１３内を真空引きする時間を短縮することができるからである。５０００Ｐａ以下とすることによって、大面積の試料Ｓを成形する際のスタンパ６と試料Ｓとの間のボイドかみ込みを防止できるからである。
【００３７】
なお、実施の形態１では、試料Ｓは、転写されるべきものを複数枚（たとえば１００枚以上９００枚以下）集めたものとしている。
【００３８】
次に、移動部材１２により試料保持部材１１から試料Ｓの１つを成形部１に移動する工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ２０）では、試料保持部材１１上の試料Ｓの１つを移動部材１２に把持させる。そして、移動部材１２を駆動することにより把持した試料Ｓの１つを成形部１の近傍まで移動させる。その後、成形部１の下定盤５の上に配置できるような位置で、移動部材１２から試料Ｓを離す。この結果、下定盤５の上の所定の位置に試料Ｓの１つを配置することができる。
【００３９】
次に、成形部１において試料Ｓを加熱した状態でスタンパ６を試料Ｓへ加圧することにより、試料Ｓにスタンパ６に形成されている微細構造を転写する工程（Ｓ３０）を実施する。この工程（Ｓ３０）では、下定盤５上に配置された試料Ｓを加熱する。その状態で、上定盤４と接続されている成形部フレーム３を下げると、スタンパ６を試料Ｓへ加圧（押圧）することができる。なお、上定盤４ではなく下定盤５に接続された成形部フレーム３を上昇させる（下定盤５と上定盤４とが相対的に近づくように、２つの成形部フレーム３のうちの少なくとも一方を移動させる）ことによって、スタンパ６を試料Ｓの１つ（以下、試料Ｓあるいは加工対象物または被成形体とも言う）に押圧してもよい。そして、試料Ｓを冷却する。そして、所定の圧力でスタンパ６を試料Ｓから剥離する。これにより、スタンパ６の表面に形成されている微細な構造（微細な凹凸）を試料Ｓに転写することができる。
【００４０】
次に、転写された試料Ｓを取り出す工程（Ｓ４０）を実施する。この工程（Ｓ４０）では、下定盤５に配置されている転写された試料Ｓを、移動部材１２に把持させる。そして、転写後の試料Ｓを成形部１から試料保持部材１１上に移動させるように、移動部材１２を駆動する。その後、試料保持部材１１上で、転写後の試料Ｓと転写前の試料Ｓとを区別できる態様で配置するように、移動部材１２から転写後の試料Ｓを離す。
【００４１】
次に、試料保持部材１１に転写前の試料Ｓがあるか否かを判断する工程（Ｓ５０）を実施する。この工程（Ｓ５０）では、試料保持部材１１上に試料Ｓのうち転写前の試料Ｓがあるかを判断する。転写前の試料Ｓがある場合には、工程（Ｓ５０）ではＹＥＳと判断される。すると、移動する工程（Ｓ２０）が実施される。
【００４２】
なお、上記工程（Ｓ５０）において、転写前の試料Ｓがあるかどうかを判断する方法としては、任意の方法を採用できる。たとえば、試料保持部材１１に保持される試料Ｓの様子をＣＣＤカメラなどの撮像部材により撮影し、画像処理によって転写前の試料Ｓがあるかどうかを判断する、あるいは試料保持部材１１において転写前の試料Ｓが配置される場所にセンサなどを配置し、転写前の試料Ｓが存在するかどうかを当該センサの出力により検出するといった方法を用いてもよい。
【００４３】
一方、試料Ｓをすべて転写して試料保持部材１１上に転写前の試料Ｓがない場合には、工程（Ｓ５０）ではＮＯと判断される。すると、微細構造転写装置１０の動作を終了するか否かを判断する工程（Ｓ６０）が実施される。この工程（Ｓ６０）では、転写すべき試料Ｓがない場合には、工程（Ｓ６０）ではＹＥＳと判断される。すると、微細構造転写装置１０の動作を終了する。
【００４４】
一方、微細構造転写装置１０の外部に転写すべき試料Ｓがある場合には、工程（Ｓ６０）ではＮＯと判断される。すると、転写済みの試料Ｓと転写前の試料Ｓとを交換する工程（Ｓ７０）が実施される。
【００４５】
この工程（Ｓ７０）では、リーク弁１８を開けて大気開放する。そして、入換口１５を開け、真空チャンバ１３内の転写が終わった試料Ｓを真空チャンバ１３の外部に取り出す。そして、真空チャンバ１３の外部にある転写すべき試料Ｓを入換口１５を介して、試料保持部材１１上に試料Ｓを配置する。そして、開閉シャッタ１７を移動させることにより入換口１５を閉じる。そして、排気部材１４を起動して、真空チャンバ１３内の雰囲気ガスを排出する。
【００４６】
その後、移動部材１２により試料保持部材１１から試料Ｓの１つを成形部１に移動する工程（Ｓ２０）が実施される。この工程（Ｓ２０）は上述した工程（Ｓ２０）と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００４７】
実施の形態１では、試料Ｓは、複数枚集めたものを用いている。試料Ｓの枚数が多いと、真空チャンバ１３を開放することなく処理できる試料Ｓの枚数を多くできるため好ましい。試料保持部材１１上に搭載できる試料Ｓの枚数が多いと、交換工程（Ｓ６０）の回数が減り、排気部材１４により真空チャンバ１３内を真空引きする回数が減り、スループットが向上するためである。
【００４８】
以上説明したように、本発明の実施の形態１における微細構造転写装置１０によれば、表面に微細な凹凸が形成されたスタンパ６を含む成形部１と、試料Ｓを保持する試料保持部材１１と、試料保持部材１１から成形部１に試料Ｓを移動する移動部材１２と、成形部１と、試料保持部材１１と、移動部材１２とを内部に配置する真空チャンバ１３と、真空チャンバ１３の内部から雰囲気ガスを排出して真空チャンバ１３内の圧力を大気圧より下げる排気部材１４とを備えている。真空チャンバ１３内において試料保持部材１１に保持される試料Ｓを移動部材１２により成形部１に移動することにより、スタンパ６に形成されている微細構造を試料Ｓに転写することができる。そのため、１つの試料Ｓの転写が終わる毎に真空チャンバ１３を開放して試料Ｓを入換する必要がないので、排気部材１４により真空引きをする必要がない。よって、微細構造転写装置１０は、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを向上することができる。
【００４９】
また、本発明の実施の形態１における微細構造転写装置１０を用いた微細構造転写方法は、試料保持部材１１に試料Ｓを準備する工程（Ｓ１０）と、移動部材１２により試料保持部材１１から試料Ｓの１つを成形部１に移動する工程（Ｓ２０）と、成形部１において試料Ｓを加熱した状態でスタンパ６を試料Ｓへ加圧することにより、試料Ｓにスタンパ６に形成されている微細構造を転写する工程（Ｓ３０）とを備えている。そのため、準備する工程（Ｓ１０）で真空チャンバ１３内から雰囲気ガスを排出し、その状態を維持したまま（１回の転写ごとに真空引きを行なうことなく）、移動する工程（Ｓ２０）および転写する工程（Ｓ３０）を繰り返して実施することができる。よって、１の試料Ｓの転写が終わる毎に排気部材１４により真空引きを行なう必要がないので、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを向上することができる。
【００５０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における微細構造転写装置を示す概略図である。図３を参照して、本発明の実施の形態２における微細構造転写装置を説明する。本発明の実施の形態２における微細構造転写装置２０の構成は、基本的には本発明の実施の形態１における微細構造転写装置１０と同様の構成を備えるが、小真空チャンバ２１と小真空チャンバ用排気部材２２とを備える点において、図１に示した微細構造転写装置１０と異なる。
【００５１】
小真空チャンバ２１は、真空チャンバ１３の内部に配置され、成形部１を内部に配置する。小真空チャンバ用排気部材２２は、小真空チャンバ２１の内部から雰囲気ガスを排出して小真空チャンバ２１内の圧力を真空チャンバ１３の圧力よりも下げる。
【００５２】
また、小真空チャンバ２１の容積は、真空チャンバ１３の容積の１／５以下としている。
【００５３】
詳細には、実施の形態２における微細構造転写装置１０は、図３に示すように、上定盤４と、下定盤５と、スタンパ６とを含む成形部１と、保持部材１１と、移動部材１２と、真空チャンバ１３と、排気部材１４と、制御部１６と、開閉シャッタ１７，２８と、成形部フレーム２と、成形部支持軸３と、小真空チャンバ２１と、小真空チャンバ用排気部材２２と、リーク弁１８とを備えている。
【００５４】
実施の形態２では、小真空チャンバ２１は、上定盤４と、下定盤５と、スタンパ６とを含む成形部１を内部に収容している。小真空チャンバ用排気部材２２は、小真空チャンバ２１の内部から雰囲気ガスを排出して小真空チャンバ２１内の圧力を真空チャンバ１３内の圧力よりも下げる能力を有している。また、リーク弁１８は、真空チャンバ１３および小真空チャンバ２１の両方に接続されている。
【００５５】
また、制御部２６は、成形部１と、移動部材１２と、排気部材１４とに加え、さらに小真空チャンバ用排気部材２２とを制御する。小真空チャンバ用排気部材２２の制御は、開閉シャッタ２８を閉にした状態で、小真空チャンバ用排気部材２２を起動して真空引きを行なう。
【００５６】
次に、実施の形態２における微細構造転写装置２０を用いた微細構造転写方法について説明する。微細構造転写装置２０の微細構造転写方法の構成は、基本的には本発明の実施の形態１における微細構造転写装置１０の微細構造転写方法と同様の構成を備えるが、小真空チャンバ２１内を排気する工程を備えている点において、図２に示した微細構造転写装置１０の微細構造転写方法と異なる。
【００５７】
詳細には、まず、試料保持部材１１に試料を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。実施の形態２では、排気部材１４を起動して、真空チャンバ１３の内部から雰囲気ガスを排出して、真空チャンバ１３内の圧力を５０００Ｐａ以上２００００Ｐａ以下に排気する。
【００５８】
次に、移動部材１２により試料保持部材１１から試料Ｓの１つを成形部１に移動する工程（Ｓ２０）を実施する。実施の形態２における工程（Ｓ２０）では、試料保持部材１１上の試料Ｓの１つを移動部材１２に把持させる。そして、小真空チャンバ２１の開閉シャッタ２８を移動させて入換口２７を開けて、移動部材１２に把持された状態で入換口２７を通して、試料Ｓを成形部１の下定盤５の上に配置できるような位置で離す。
【００５９】
次に、小真空チャンバ２１内の圧力を１Ｐａ以上５０００Ｐａ以下に排気する工程を実施する。この工程では、小真空チャンバ用排気部材２２を起動して、小真空チャンバ２１の内部から雰囲気ガスを排出して小真空チャンバ２１内の圧力を上記範囲とする。
【００６０】
次に、成形部１において試料Ｓを加熱した状態でスタンパ６を試料Ｓへ加圧することにより、試料Ｓにスタンパ６に形成されている微細構造を転写する工程（Ｓ４０）を実施する。この工程（Ｓ４０）は、実施の形態１における転写する工程（Ｓ４０）と同様であるのでその説明は繰り返さない。
【００６１】
次に、試料保持部材１１に転写前の試料Ｓがあるか否かを判断する工程（Ｓ５０）、微細構造転写装置１０の動作を終了するか否かを判断する工程（Ｓ６０）、および転写済みの試料Ｓと転写前の試料Ｓとを交換する工程（Ｓ７０）が順次実施される。この工程（Ｓ５０，Ｓ６０，Ｓ７０）は、実施の形態１と同様であるのでその説明は繰り返さない。
【００６２】
以上の工程を実施することにより、実施の形態２における微細構造転写装置２０を用いて、試料Ｓに微細構造を転写することができる。
【００６３】
以上説明したように、実施の形態２における微細構造転写装置２０によれば、真空チャンバ１３の内部に配置され、成形部１を内部に配置する小真空チャンバ２１と、小真空チャンバ２１の内部から雰囲気ガスを排出して小真空チャンバ２１内の圧力を真空チャンバ１３の圧力よりも下げる小真空チャンバ用排気部材２２とをさらに備えている。真空チャンバ１３内に小真空チャンバ２１が配置されていることから、真空チャンバ１３内の雰囲気ガスを排出する時間よりも小真空チャンバ２１内の雰囲気ガスを排出する時間のほうが短い。そのため、小真空チャンバ２１内で転写をすることができるので、真空チャンバ１３内を真空にするために雰囲気ガスを排出する時間を要しても、試料保持部材１１上の試料Ｓが全て転写されるまでは真空チャンバ１３を開放する必要がない。よって、微細構造転写装置２０は、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットをより向上することができる。
【００６４】
また、微細構造転写装置２０は、小真空チャンバ２１を備えることから、真空チャンバ１３内の真空度を低くして、小真空チャンバ２１の真空度を真空チャンバ１３内の真空度よりも高めることができる。そのため、剛性および気密性が高い高真空度が必要なチャンバは小真空チャンバ２１となる。よって、高真空度が必要なチャンバの大きさを小さくできるので、装置の製造費用を抑制することができる。
【００６５】
上記微細構造転写装置２０において好ましくは、小真空チャンバ２１の容積は、真空チャンバ１３の容積の１／５以下である。これにより、真空度の高い小真空チャンバ２１内を真空引きする時間をより短縮することができる。よって、微細構造転写装置２０は、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを一層向上することができる。
【００６６】
また、本発明の実施の形態２における微細構造転写装置２０を用いた微細構造転写方法は、試料保持部材１１に試料Ｓを準備する工程（Ｓ１０）と、真空チャンバ１３内の圧力を５０００Ｐａ以上２００００Ｐａ以下に排気する工程と、移動部材１２により試料保持部材１１から試料Ｓの１つを成形部１に移動する工程（Ｓ２０）と、小真空チャンバ２１内の圧力を１Ｐａ以上５０００Ｐａ以下に排気する工程と、成形部１において試料Ｓを加熱した状態でスタンパ６を試料Ｓへ加圧することにより、試料Ｓにスタンパ６に形成されている微細構造を転写する工程（Ｓ４０）とを備えている。これにより、試料Ｓが転写される毎に必要な工程は、小真空チャンバ２１内の圧力を１Ｐａ以上５０００Ｐａ以下に排気する工程となる。また、真空チャンバ１３内の雰囲気ガスを排出する時間よりも小真空チャンバ２１内の雰囲気ガスを排出する時間のほうが短い。よって、微細構造転写装置２０は、高精度な転写を維持しつつ、スループットをより向上することができる。
【００６７】
また、真空チャンバ１３内の圧力を５０００Ｐａ以上２００００Ｐａ以下に排気する工程と、小真空チャンバ２１内の圧力を１Ｐａ以上５０００Ｐａ以下に排気する工程とを備えている。上記圧力の範囲とすることにより、成形する時間、および真空チャンバ１３と小真空チャンバ２１との容積バランスから、真空引きをする時間をより短縮することができる。
【００６８】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における微細構造転写装置を示す概略図である。図４を参照して、本発明の実施の形態３における微細構造転写装置を説明する。本発明の実施の形態３における微細構造転写装置３０の構成は、基本的には本発明の実施の形態２における微細構造転写装置２０と同様の構成を備えるが真空チャンバ１３の形状において、図２に示した微細構造転写装置２０と異なる。
【００６９】
実施の形態３における微細構造転写装置３０において、真空チャンバ１３は、前段真空部屋３１と、前段真空部屋３１とバルブ３５を介して接続された後段真空部屋３２とを含む。試料保持部材１１は、前段真空部屋３１の内部に配置され、成形部１は、後段真空部屋３２の内部に配置される。移動部材１２は、前段真空部屋３１に配置された試料保持部材１１から後段真空部屋３２に配置された成形部１に試料Ｓを移動可能に配置される。
【００７０】
実施の形態３では、たとえば、前段真空部屋３１の容積は、後段真空部屋３２の容積の１／５以下としている。また、排気部材１４は、前段真空部屋３１および後段真空部屋３２の両方に接続されている。なお、排気部材１４の接続される場所はこれに特に限定されず、前段真空部屋３１または後段真空部屋３２のいずれか一方と接続されていてもよい。
【００７１】
移動部材１２は、後段真空部屋３２に配置されている。移動部材１２は、前段真空部屋３１に配置されている試料Ｓの１つを後段真空部屋３２に配置されている成形部１の下定盤５上に移動する。なお、移動部材１２は、前段真空部屋３１に配置されても良いが、前段真空部屋３１を小容量化する観点から後段真空部屋３２に配置されることが好ましい。
【００７２】
バルブ３５は、前段真空部屋３１と後段真空部屋３２との接続される部分に配置されている。バルブ３５は、前段真空部屋３１と後段真空部屋３２との間の空気の流入および流出を遮断する機能を有すれば特に限定されないが、ゲートバルブを用いることが好ましい。
【００７３】
次に、実施の形態３における微細構造転写装置３０を用いた微細構造転写方法について説明する。微細構造転写装置３０の微細構造転写方法の構成は、基本的には本発明の実施の形態２における微細構造転写装置２０の微細構造転写方法と同様の構成を備えるが、準備をする工程（Ｓ１０）において、微細構造転写装置２０の微細構造転写方法と異なる。
【００７４】
詳細には、まず、試料保持部材１１に試料を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。図５は、本発明の実施の形態３における微細構造転写装置３０を用いた準備をする工程（Ｓ１０）の詳細なフローチャートである。実施の形態３における準備する工程（Ｓ１０）について、図５を参照して説明する。
【００７５】
実施の形態３における工程（Ｓ１０）では、まず、バルブ３５を閉める工程（Ｓ１１）を実施する。この工程（Ｓ１１）では、後段真空部屋３２内に前段真空部屋３１の雰囲気ガスが流入しないように、バルブ３５を閉める。
【００７６】
次に、試料Ｓを試料保持部材１１に配置する工程（Ｓ１２）を実施する。この工程（Ｓ１２）では、開閉シャッタ１７を移動させて入換口１５を開ける。そして、入換口１５から試料Ｓを搬入して、試料保持部材１１上に配置する。
【００７７】
次に、バルブを閉めた状態で外部から試料保持部材に試料を配置する工程（Ｓ１３）を実施する。この工程（Ｓ１３）は、排気部材１４を起動させて真空チャンバ１３内から雰囲気ガスを排出し、後段真空部屋３２と同圧とする。
【００７８】
次に、バルブ３５を開ける工程（Ｓ１３）を実施する。この工程（Ｓ１３）では、前段真空部屋３１と後段真空部屋３２との間で試料のやり取りができるようになる。
【００７９】
次に、移動部材１２により試料保持部材１１から試料Ｓの１つを成形部１に移動する工程（Ｓ２０）、成形部１において試料Ｓを加熱した状態でスタンパ６を試料Ｓへ加圧することにより、試料Ｓにスタンパ６に形成されている微細構造を転写する工程（Ｓ３０）、転写された試料Ｓを取り出す工程（Ｓ４０）を実施する。この工程（Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０）は、実施の形態２と同様であるのでその説明は繰り返さない。
【００８０】
次に、試料保持部材１１に転写前の試料Ｓがあるか否かを判断する工程（Ｓ５０）、微細構造転写装置１０の動作を終了するか否かを判断する工程（Ｓ６０）、および転写済みの試料Ｓと転写前の試料Ｓとを交換する工程（Ｓ７０）が順次実施される。この工程（Ｓ５０，Ｓ６０，Ｓ７０）は、実施の形態１と同様であるのでその説明は繰り返さない。
【００８１】
以上の工程を実施することにより、実施の形態３における微細構造転写装置３０を用いて、試料Ｓに微細構造を転写することができる。
【００８２】
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態３における微細構造転写装置の変形例について説明する。図６は、本発明の実施の形態３の変形例における微細構造転写装置を示す概略図である。
【００８３】
変形例における微細構造転写装置４０は、基本的には実施の形態３における微細構造転写装置３０と同様の構成を備えるが、小真空チャンバ２７の構造において、図３に示した微細構造転写装置３０と異なる。
【００８４】
詳細には、図６に示すように、変形例における微細構造転写装置４０を構成する小真空チャンバ２７は、入換口を有しておらず、上下に２分割できる構造としている。
【００８５】
変形例における微細構造転写装置４０を用いた微細構造転写方法については、実施の形態３における微細構造転写装置３０を用いた微細構造転写方法と同様であるので、その説明は繰り返さない。なお、小真空チャンバ２７の開閉は上下方向に分割されている少なくともいずれか一方を、上下方向に移動することによって開閉できる。
【００８６】
以上説明したように、実施の形態３における微細構造転写装置３０，４０によれば、真空チャンバ１３は、前段真空部屋３１と、前段真空部屋３１とバルブ３５を介して接続された後段真空部屋３２とを含み、試料保持部材１１は、前段真空部屋３１の内部に配置され、成形部１は、後段真空部屋３２の内部に配置され、移動部材１２は、前段真空部屋３１に配置された試料保持部材１１から後段真空部屋３２に配置された成形部１に試料Ｓを移動可能に配置されている。これにより、試料Ｓを外部から入れ替える際に、大容量の真空チャンバ１３を大気開放せずに、バルブ３５を閉めることにより前段真空部屋３１のみを大気開放することができる。そのため、微細構造転写装置３０，４０は、大容量の真空チャンバ１３の全体を大気開放して真空引きする必要がない。よって、微細構造転写装置３０，４０は、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを向上することができる。
【００８７】
また、本発明の実施の形態３における微細構造転写装置３０，４０を用いた微細構造転写方法は、試料保持部材１１に試料を準備する工程（Ｓ１０）と、移動部材１２により試料保持部材１１から試料Ｓの１つを成形部１に移動する工程（Ｓ２０）と、成形部１において試料Ｓを加熱した状態でスタンパ６を試料Ｓへ加圧することにより、試料Ｓにスタンパ６に形成されている微細構造を転写する工程（Ｓ３０）とを備え、準備する工程（Ｓ１０）は、バルブ３５を閉める工程（Ｓ１１）と、バルブ３５を閉めた状態で外部から試料保持部材１１に試料Ｓを配置する工程（Ｓ１２）と、バルブ３５を閉めた状態で外部から試料保持部材１１に試料Ｓを配置し、前段真空部屋３１を真空引きし後段真空部屋３２と同圧にする工程（Ｓ１３）と、バルブ３５を開ける工程（Ｓ１４）とを含む。工程（Ｓ１１〜Ｓ１４）により、試料Ｓと外部の試料Ｓとを入れ替える際には、前段真空部屋３１のみを大気開放すればよい。そのため、大容量の真空チャンバ１３の全体を排気部材１４により真空引きする工程を必要としない。よって、微細構造転写装置３０、４０を用いた微細構造転写方法は、高精度な転写を維持しつつ、転写のスループットを向上することができる。
【実施例１】
【００８８】
本発明による微細構造転写装置の効果を確認するべく、以下の実施例１〜３および比較例１のような微細構造転写装置を準備して、真空への到達時間（雰囲気ガスを排出する時間）をそれぞれ測定した。以下、準備した微細構造転写装置、測定方法、および測定結果について説明する。
【００８９】
（実施例１における微細構造転写装置）
実施例１における微細構造転写装置は、実施の形態１における微細構造転写装置１０と同様とした。実施例１では、真空チャンバ１３の容積を５００Ｌ、排気部材１４の排気能力を５００Ｌ／分とした。
【００９０】
そして、真空チャンバ１３内を、排気部材１４により、０．１ＭＰａから１００Ｐａまで真空引きを行なった。
【００９１】
（実施例２における微細構造転写装置）
実施例２における微細構造転写装置は、実施の形態２における微細構造転写装置２０と同様とした。実施例２では、真空チャンバ１３の容積を５００Ｌ、排気部材１４の排気能力を５００Ｌ／分、小真空チャンバ２１の容積を５０Ｌ、小真空チャンバ用排気部材２２の排気能力を５００Ｌ／分とした。
【００９２】
そして、排気部材１４により、真空チャンバ１３内を０．１ＭＰａから１００００Ｐａまで真空引きを行なった。次いで、小真空チャンバ用排気部材２２により、小真空チャンバ２１内を１００００Ｐａから１００Ｐａまで真空引きを行なった。
【００９３】
（実施例３における微細構造転写装置）
実施例３における微細構造転写装置は、実施の形態３における微細構造転写装置３０と同様とした。実施例３では、前段真空部屋３１の容積を５０Ｌ、後段真空部屋３２の容積を５００Ｌ（真空チャンバ１３の容積は５５０Ｌ）、排気部材１４の排気能力を５００Ｌ／分、小真空チャンバ２１の容積を５０Ｌ、小真空チャンバ用排気部材２２の排気能力を５００Ｌ／分とした。
【００９４】
そして、排気部材１４により、真空チャンバ１３内を０．１ＭＰａから１００００Ｐａまで真空引きを行なった。また、小真空チャンバ用排気部材２２により、小真空チャンバ２１内を１００００Ｐａから１００Ｐａまで真空引きを行なった。また、試料Ｓの交換の際には、バルブ３５を閉め、前段真空部屋３１を大気開放し、その後、排気部材１４により前段真空部屋３１内を０．１ＭＰａから１００００Ｐａまで真空引きを行なった後、バルブ３５を開けた。
【００９５】
（比較例１における微細構造転写装置）
比較例１における微細構造転写装置は、成形部周辺のみを真空チャンバ内に配置し、試料保持部や移動部材などは大気圧下に配置した。比較例１では、真空チャンバの容積は５０Ｌ、真空チャンバに接続され、当該真空チャンバ内部から雰囲気ガスを排出するための排気部材としての真空ポンプの排気能力を５００Ｌ／分とした。
【００９６】
そして、排気部材により、真空チャンバ内を０．１ＭＰａから１００Ｐａまで真空引きを行なった。
【００９７】
（測定結果）
実施例１〜３および比較例１について、真空への到達時間（各工程で減圧するために要した時間）を測定した。その測定結果を、下記の表１に示す。
【００９８】
【表１】
2007181938.tif 000003
【００９９】
表１に示すように、比較例１では、１枚の試料毎に４０秒の真空引きを行なう必要が生じた。
【０１００】
実施例１では、真空チャンバ１３内を１００Ｐａまで減圧する（真空引きする）ために、４００秒要した。真空チャンバ１３を大気開放して試料Ｓを交換するまでは、真空引きをする必要は生じなかった。また、真空チャンバ１３に一度に挿入する試料Ｓが１０枚を超えると、比較例１よりも転写のスループットが向上することがわかった。
【０１０１】
実施例２では、真空チャンバ１３内を１００００Ｐａまで減圧するために１２０秒、小真空チャンバ２１内を１００Ｐａまで減圧するために２７秒を要した。真空チャンバ１３内に配置された試料Ｓを小真空チャンバ２１で転写する際には、小真空チャンバ２１内の真空引きだけを行なえば転写を行なうことができた。そのため、比較例１に比べて１枚当たり１３秒、転写のスループットが向上することがわかった。すなわち、真空チャンバ１３に一度に試料が１０枚以上挿入される場合には、比較例１よりも転写のスループットが向上することがわかった。
【０１０２】
実施例３では、真空チャンバ１３内を最初に１００００Ｐａまで減圧するために１２０秒、小真空チャンバ２１内を真空引きするために２７秒要した。また、試料Ｓを外部の試料Ｓと交換する際の前段真空部屋３１内を真空引きする際は、試料Ｓに成形している最中に並行動作した。そのため、真空チャンバ１３に一度に試料が１０枚以上挿入される場合には、比較例１よりも転写のスループットが向上することがわかった。また、試料Ｓを外部の試料と交換する際には、さらに転写のスループットを向上できることがわかった。
【０１０３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施の形態１における微細構造転写装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１における微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２における微細構造転写装置を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態３における微細構造転写装置を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態３における微細構造転写装置を用いた準備をする工程の詳細なフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３の変形例における微細構造転写装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  成形部、２  成形部フレーム、３  成形部支持軸、４  上定盤、５  下定盤、６  スタンパ、１０，２０，３０，４０  微細構造転写装置、１１  試料保持部材、１２  移動部材、１３  真空チャンバ、１４  排気部材、１５，２７  入換口、１６，２６  制御部、１７，２８  開閉シャッタ、１８  リーク弁、２１  小真空チャンバ、２２  小真空チャンバ用排気部材、３１  前段真空部屋、３２  後段真空部屋、３５  バルブ。
【図１】
2007181938.tif 000004
【図２】
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【図３】
2007181938.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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