(57)【要約】【課題】強固なチャンバを用いなくとも不良転写の発生を低減ことができるパターン転写方法及びパターン転写装置を提供する。【解決手段】基板９上に光硬化樹脂を塗布する。次に、基板９と、基板９に相対し、微小パターンが形成されたモールド８との間に窒素ガスを導入する。その後、モールド８と基板９とを密着させて、モールド８に形成された微小パターンを基板９に転写する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に光硬化樹脂を塗布する塗布工程と、
塗布後、前記光硬化樹脂が塗布された前記基板と、前記基板に相対し、パターンが形成された型との間に酸素を含まないガスを導入するガス導入工程と、
ガス導入後、前記型と前記基板とを密着させる密着工程と
を含むことを特徴とするパターン転写方法。
【請求項２】
前記酸素を含まないガスは窒素ガスであることを特徴とする請求項１記載のパターン転写方法。
【請求項３】
パターンが形成された型と、
前記型と対向配置され、光硬化樹脂が塗布された基板を保持する基板保持台と、
前記型と前記基板との間の空間に酸素を含まないガスを導入する導入手段と、
前記基板と前記型とを密着させるための基板密着手段と
を備えていることを特徴とするパターン転写装置。
【請求項４】
前記空間に導入されたガスを排出する排出手段を備えていることを特徴とする請求項３記載のパターン転写装置。
【請求項５】
パターンが形成された型と、
前記型と対向配置され、光硬化樹脂が塗布された基板を保持する基板保持台と、
前記型を保持する型保持部材と、
前記型保持部材に設けられ、前記型と前記基板との間の空間にガスを導入する導入手段と、
前記型保持部材に設けられ、前記空間に導入された前記ガスを排出し、減圧する排出手段と
を備えていることを特徴とするパターン転写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はパターン転写方法及びパターン転写装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、型の表面に形成されたナノオーダの凹凸パターン（微小パターン）を基板上に塗布された紫外線硬化樹脂に転写する転写技術として光ナノインプリント法が知られている。微小パターンの紫外線硬化樹脂への転写はパターン転写装置を用いて行われる。
【０００３】
パターン転写装置は、微小パターンが形成された型と、この型と対向配置された基板と、基板を保持する基板保持台と、型を基板に密着させるための密着機構とを備えている。
【０００４】
パターン転写は以下の手順で行われる。
【０００５】
まず、基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、基板を基板保持台に保持させる。次に、微小パターンが形成された型を密着機構を用いて基板方向へ駆動し、型を紫外線硬化樹脂を介して基板に密着させる。その後、型の上方から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させる。最後に、型から基板を剥離する。
【０００６】
紫外線硬化樹脂には、紫外線照射時に酸素によってその硬化が妨げられるという特性がある。特に、酸素と接する紫外線硬化樹脂の表面にはこの特性が顕著に現れる。
【０００７】
そのため、光ナノインプリント法の転写工程で紫外線硬化樹脂と型との間に空気（酸素）が混入した場合、紫外線硬化樹脂が硬化し難くなり、転写不良が発生するおそれがある。
【０００８】
上記パターン転写装置を使用する場合、転写不良の発生を防止するため、装置全体をチャンバに収容し、そのチャンバ内を真空にしていた。
【特許文献１】Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）ｐｐ７０７５−７０７９  発行日：２０００．１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、チャンバ内の真空度を上げるためにはチャンバ内外間の大きな圧力差に耐えることができるようにチャンバの強度を高める必要があった。
【００１０】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は強固なチャンバを用いなくとも不良転写の発生を低減することができるパターン転写方法及びパターン転写装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１記載に発明は、基板上に光硬化樹脂を塗布する塗布工程と、塗布後、前記光硬化樹脂が塗布された前記基板と、前記基板に相対し、パターンが形成された型との間に酸素を含まないガスを導入するガス導入工程と、ガス導入後、前記型と前記基板とを密着させる密着工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載に発明は、請求項１記載のパターン転写方法において、前記酸素を含まないガスは窒素ガスであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載に発明は、パターンが形成された型と、前記型と対向配置され、光硬化樹脂が塗布された基板を保持する基板保持台と、前記型と前記基板との間の空間に酸素を含まないガスを導入する導入手段と、前記基板と前記型とを密着させるための基板密着手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載に発明は、請求項３記載のパターン転写装置において、前記空間に導入されたガスを排出する排出手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載に発明は、パターンが形成された型と、前記型と対向配置され、光硬化樹脂が塗布された基板を保持する基板保持台と、前記型を保持する型保持部材と、前記型保持部材に設けられ、前記型と前記基板との間の空間にガスを導入する導入手段と、前記型保持部材に設けられ、前記空間に導入された前記ガスを排出し、減圧する排出手段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、強固なチャンバを用いなくとも不良転写の発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１はこの発明の第１実施形態に係るパターン転写装置の断面を示す概念図である。
【００１９】
このパターン転写装置は紫外線光源（以下光源という）４とモールド（型）（図中ハッチングを入れた部分）８と基板保持台１０とチャンバ２と上下動機構（基板密着手段）２０とを備えている。
【００２０】
モールド８は紫外線硬化樹脂にパターンを転写するための型である。モールド８は例えば石英の板状体であり、環状のモールド保持部３０に保持されている。モールド保持部３０にはモールド８を上下方向へ移動させるための上下動機構２０が設けられている。
【００２１】
モールド８の上面は透光板１を介して光源４と対向する。
【００２２】
モールド保持部３０の下面にはＯリング１１が装着されている。モールド８の下面は光硬化樹脂（図示せず）が塗布される基板９の上面と対向する。基板９の上面の周縁部はＯリング１１と対向する。
【００２３】
基板保持台１０は筒状の保持台本体１０Ａと、この保持台本体１０Ａの上端に設けられ、基板９を保持する円盤状の基板吸着部１０Ｂとで構成されている。基板吸着部１０Ｂには基板９を真空吸着する吸着孔１０Ｂ―１が形成されている。吸着孔１０Ｂ−１はバキューム配管（図示せず）を介して真空ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００２４】
モールド保持部３０はモールド保持部保持部材３１に保持され、モールド保持部保持部材３１は基板吸着部１０Ｂの上面に装着された複数の支持部材３２に昇降可能に支持されている。
【００２５】
モールド８、モールド保持部３０、モールド保持部保持部材３１、支持部材３２、基板９及び基板保持台１０はチャンバ２内に収容されている。チャンバ２の上面には開口が形成され、その開口には透光板１が装着されている。
【００２６】
チャンバ２の下部には窒素ガス（酸素を含まないガス）を導入する導入管（導入手段）３が接続され、チャンバ２の上部には窒素ガスを排出する排出管（排出手段）５が接続されている。
【００２７】
なお、チャンバ２内に導入される気体は窒素に限られるものではない。窒素（原子量：１４）に代えて酸素（原子量：１６）より原子量（分子量）の大きい、酸素以外の気体を用いれば、その気体によってチャンバ２内の空気（酸素）が上方へ押し上げられるので、チャンバ２内の空気（酸素）を効果的に排出させることができる。
【００２８】
次に、パターン転写方法を説明する。
【００２９】
（１）基板９に紫外線硬化樹脂を塗布する（塗布工程）。
【００３０】
（２）基板保持台１０に基板９を載置し、基板９を基板吸着部１０Ｂに真空吸着させる。
【００３１】
（３）基板９とモールド８とを対向させる。
【００３２】
（４）導入管３を通してチャンバ２内へ窒素ガスを導入し、排出管５を通してチャンバ２内（基板９とモールド８との間の空間）から空気（酸素）を外部へ排出する（ガス導入工程）。
【００３３】
（５）上下動機構２０を駆動してモールド８を下降させて基板９に密着させる（密着工程）。
【００３４】
（６）モールド８の上方に配置された光源４の紫外光を基板９上の紫外線硬化樹脂に照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させる。
【００３５】
（７）上下動機構２０を駆動してモールド８を上昇させて基板９から引き離す。
【００３６】
上記工程を経て、モールド８に形成された微小パターンが基板９に塗布された紫外線硬化樹脂に転写される。
【００３７】
この実施形態によれば、チャンバ２内を真空にしないが、モールド８を基板９に密着させる際、モールド８と基板９との間に酸素が存在しないため、紫外線照射時に紫外線硬化樹脂を確実に硬化させることができる。したがって、強固なチャンバを用いなくとも不良転写の発生を低減することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態ではモールド８を移動させたが、基板９を移動させるようにしてもよい。
【００３９】
図２はこの発明の第１実施形態の変形例に係るパターン転写装置の断面を示す概念図である。なお、図２ではチャンバ２、透光板１、光源４及び保持台本体１０Ａの図示は省略されている。図２（ａ）はモールド８を基板９に密着させる前の状態を示し、図２（ｂ）はモールド８を基板９に密着させた後の状態を示す。
【００４０】
この変形例は上下動機構２０を用いない点で第１実施形態と相違する。
【００４１】
モールド８を保持するモールド保持部３５には排出管（排出手段）７が取り付けられている。図示しないが、モールド保持部３５の底部には、ばね（図示せず）によって下方へ付勢されているＯリング（密閉手段）１２を収容可能な環状溝が形成されている。
【００４２】
排出管７の一端は基板９とモールド８との間の空間に臨み、他端は真空ポンプ（基板密着手段）ＶＰに接続されている。真空ポンプＶＰによれば、前記空間の加圧及び減圧が可能である。
【００４３】
次に、パターン転写方法を説明する。
【００４４】
（１）基板９に紫外線硬化樹脂を塗布する（塗布工程）。
【００４５】
（２）基板保持台１０に基板９を載置し、基板９を基板吸着部１０Ｂに真空吸着させる。
【００４６】
（３）基板９とモールド８とを対向させる。
【００４７】
（４）導入管３を通してチャンバ２内へ窒素ガスを導入し、排出管５を通してチャンバ２内（基板９とモールド８との間の空間）から空気（酸素）を外部へ排出する（ガス導入工程）。
【００４８】
（５）排出管７を介して基板９とモールド８との間の空間から窒素ガスを排出して基板９とモールド８との間の空間を減圧する。このとき、Ｏリング１２は基板９の周縁部に密着している。図２（ａ）において、矢印ａは基板９に作用する吸着力の方向、矢印ｂは基板９とモールド８との間から排出される窒素ガスの流れる方向を示す。
【００４９】
（６）基板９の吸着状態を解除し、図２（ｂ）に示すようにモールド８に基板９を密着させる（密着工程）。このとき、Ｏリング１２はモールド保持部３５の環状溝に収容される。
【００５０】
（７）モールド８の上方に配置された光源４の紫外光を基板９上の紫外線硬化樹脂に照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させる。
【００５１】
（８）基板９を基板吸着部１０Ｂに真空吸着させると同時に真空ポンプＶＰを加圧に切り換えてモールド８から基板９を引き離す。
【００５２】
上記工程を経て、モールド８に形成された微小パターンが基板９に塗布された紫外線硬化樹脂に転写される。
【００５３】
この変形例によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５４】
図３はこの発明の第２実施形態に係るパターン転写装置の断面を示す概念図であり、第１実施形態と共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
この実施形態はチャンバ２を使用せず、窒素ガスを基板９とモールド８との間に位置する密閉空間Ｓ内へ吸入する導入管（導入手段）１３と窒素ガスを密閉空間Ｓから排出する排出管（排出手段）１４とをモールド保持部３６に設けた点で第１実施形態と相違する。
【００５６】
導入管１３の一端は基板９とモールド８との間の空間に臨み、他端は窒素ガス源ＧＳに接続されている。
【００５７】
排出管１４の一端は基板９とモールド８との間の空間に臨み、他端は真空ポンプＶＰに接続されている。
【００５８】
モールド保持部３６はモールド保持部保持部材３３に保持され、モールド保持部保持部材３３は基板吸着部１０Ｂの上面に装着された支持部材３４に支持されている。
【００５９】
モールド保持部（モールド保持部材）３６に保持されたモールド８と基板９とＯリング１２とによって密閉空間Ｓを形成することができる。
【００６０】
次に、パターン転写方法を説明する。
【００６１】
（１）基板９に紫外線硬化樹脂を塗布する（塗布工程）。
【００６２】
（２）基板保持台１０に基板９を載置し、基板９を基板吸着部１０Ｂに真空吸着させる。
【００６３】
（３）基板９とモールド８とを対向させるとともに、真空ポンプＶＰを駆動してＯリング１２を基板９の周縁部に密着させる。その結果、基板９とモールド８との間に密閉空間Ｓが形成される。
【００６４】
（４）吸入管１３を介して矢印ｃに示すように密閉空間Ｓに窒素ガスを導入し、密閉空間Ｓを窒素ガスで充たし、空気（酸素）を外部へ排出する（導入工程）。
【００６５】
（５）排出管１４を介して矢印ｄに示すように密閉空間Ｓから窒素ガスを排出して密閉空間Ｓ内を減圧する（図２（ａ）参照）。このとき、窒素ガスは導入管１３を介しても密閉空間Ｓ内から排出される。
【００６６】
（６）基板９の吸着状態を解除し、モールド８に基板９を密着させる（密着工程）。
【００６７】
（７）モールド８の上方に配置された光源４の紫外光を基板９の紫外線硬化樹脂に照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させる。
【００６８】
（８）基板９を基板吸着部１０Ｂに真空吸着させると同時に真空ポンプＶＰを加圧に切り換えてモールド８を基板９から引き離す。
【００６９】
上記工程を経て、モールド８に形成された微小パターンが基板９の塗布された紫外線硬化樹脂に転写される。
【００７０】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、チャンバ２を用いないことからパターン転写装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係るパターン転写装置の断面を示す概念図である。
【図２】図２はこの発明の第１実施形態の変形例に係るパターン転写装置の断面を示す概念図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施形態に係るパターン転写装置の断面を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７２】
３，１３：導入管（導入手段）、５，７，１４：排出管（排出手段）、８：モールド（型）、１０：基板保持台、１２：Ｏリング（密閉手段）、２０：上下動機構（基板密着手段）、３６：モールド保持部（モールド保持部材）、Ｓ：密閉空間、ＶＰ：真空ポンプ（基板密着手段）。 
【図１】
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【図２】
2007103684.tif 000004
【図３】
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