(57)【要約】【課題】メサ型のモールドおよび／または被加工基板を用いたナノインプリントにおいて、硬化性樹脂塗布面に対する均等な圧力による押し付けを実現し、残膜ムラの発生を抑制する。【解決手段】ナノインプリント方法において、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリ８を、雰囲気による流体圧力Ｐが実質的にアセンブリ８の表面全体に作用するように、圧力容器１１０内において支持部材１４０で支持しながら、圧力容器１１０内に気体を導入し、この気体の流体圧力Ｐによって、モールド１と被加工基板７とを互いに押し付ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドおよび硬化性樹脂塗布面を有する被加工基板であって、前記凹凸パターンもしくは前記硬化性樹脂塗布面が形成されたメサ部を前記モールドおよび前記被加工基板の少なくとも一方が有するものを用い、
前記凹凸パターンと前記硬化性樹脂塗布面上に塗布された硬化性樹脂とを接着せしめて、前記モールド、前記硬化性樹脂および前記被加工基板から構成されるアセンブリを形成し、
表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にある前記アセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的に前記アセンブリの表面全体に作用するように、圧力容器内において支持部材で支持しながら、該圧力容器内に気体を導入し、
該気体の流体圧力によって、前記モールドと前記被加工基板とを互いに押し付け、その後前記モールドと前記被加工基板とを剥離することを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項２】
前記アセンブリのうち前記凹凸パターンに対応した部分であるパターン対応部以外の部分のみを前記支持部材で支持して、前記アセンブリを支持することを特徴とする請求項１に記載のナノインプリント方法。
【請求項３】
前記支持部材がリング形状であり、
該リング形状の内周の内側に前記パターン対応部が位置するように、前記パターン対応部以外の部分を前記支持部材で支持することを特徴とする請求項２に記載のナノインプリント方法。
【請求項４】
前記支持部材が３つ以上の突起部から構成されるものであり、
前記パターン対応部以外の部分を前記３つ以上の突起部で支持することを特徴とする請求項２に記載のナノインプリント方法。
【請求項５】
前記モールドおよび前記被加工基板のいずれかのみを前記支持部材で支持して、前記アセンブリを支持することを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のナノインプリント方法。
【請求項６】
前記流体圧力が０．１〜５ＭＰａであることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のナノインプリント方法。
【請求項７】
前記硬化性樹脂の塗布時の厚さが前記被加工基板の表面高低差以上となるように、前記硬化性樹脂を塗布することを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のナノインプリント方法。
【請求項８】
前記硬化性樹脂を加熱しながら前記モールドと前記被加工基板とを剥離することを特徴とする請求項１から７いずれかに記載のナノインプリント方法。
【請求項９】
請求項１から８いずれかに記載のナノインプリント方法に使用されるナノインプリント装置であって、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドと、硬化性樹脂塗布面を有する被加工基板と、硬化性樹脂とから構成され、かつ前記凹凸パターンと前記硬化性樹脂塗布面上に塗布された前記硬化性樹脂とを接着せしめて形成されたアセンブリが収容され、気体が充満される圧力容器と、
該圧力容器内に設けられた支持部材であって、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にある前記アセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的に前記アセンブリの表面全体に作用するように前記圧力容器内で支持する前記支持部材と、
前記圧力容器に接続された、前記圧力容器内に気体を導入する気体導入手段とを備えたことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１０】
前記支持部材が、前記アセンブリのうち前記凹凸パターンに対応した部分であるパターン対応部以外の部分のみを支持するものであることを特徴とする請求項９に記載のナノインプリント装置。
【請求項１１】
前記支持部材がリング形状であることを特徴とする請求項９または１０に記載のナノインプリント装置。
【請求項１２】
前記支持部材が３つ以上の突起部から構成されたものであることを特徴とする請求項９または１０に記載のナノインプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の凹凸パターンを表面に有するナノインプリント用のモールドを用いたナノインプリント方法およびそれに用いられるナノインプリント装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ）等の磁気記録媒体、及び半導体デバイスの製造等において、被加工基板上に塗布された硬化性樹脂にナノインプリントを行うパターン転写技術の利用が期待されている。
【０００３】
ナノインプリントは、光ディスク製作では良く知られているエンボス技術を発展させたパターン形成技術である。具体的には、ナノインプリントは、凹凸パターンを形成した型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被加工基板上に塗布された硬化性樹脂に押し付け、硬化性樹脂を力学的に変形または流動させて微細なパターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。
【０００４】
ナノインプリントにおいては、塗布された硬化性樹脂にモールドを押し付ける際に、硬化性樹脂塗布面に対して均等な圧力で押し付けることが重要であり、更なる微細化が進むにつれてその重要性は増している。圧力が均等でない場合、モールドの横ズレや回転ずれによってパターン転写の位置ずれが生じる要因となり、またモールドの凹凸パターンの破損に繋がる場合があるためである。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１は、図１１に示すように、柔軟な封止カバー９を用いて、微細な凹凸パターンを表面に有するモールド５、および硬化性樹脂６が塗布された被加工基板７を、凹凸パターンを硬化性樹脂６に当てた状態で封止カバー９に入れて封止し、モールド５、硬化性樹脂６および被加工基板７から構成されたアセンブリ８を流体圧力に封止カバー９を介して曝すことにより、流体圧力の等方性を利用して均等な圧力でモールド５と被加工基板７とを互いに押し付ける方法を開示している。
【０００６】
一方、上記のようなナノインプリントは通常、全面にわたって平坦な基板の表面に凹凸パターンが形成されたモールドを使用して実施されている。しかしながら、上記のようなモールドを使用した場合には、凹凸パターンが形成された面の全面が硬化性樹脂と密着してしまい剥離性（モールドの剥離のしやすさ）が低下する、凹凸パターンが形成された面の全面にわたって硬化性樹脂が流動するため硬化性樹脂の流動範囲を制限できない、といった問題が生じていた。
【０００７】
そこで、例えば特許文献２に示されるように、近年、メサ型のモールドを使用したナノインプリントの開発が進められている。メサ型のモールドとは、例えば図１２Ａ〜図１２Ｃに示すような台地（メサ）状の構造を有するようなモールド１および２をいう。図１２Ａはメサ型モールドの一形態を示す概略斜視図であり、図１２Ｂは図１２ＡにおけるＡ−Ａ線での断面を示す概略切断部端面図であり、図１２Ｃはメサ型モールドの他の形態の断面を示す概略切断部端面図である。具体的には、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すメサ型のモールド１（または、図１２Ｃに示すメサ型モールド２）は、平板状の支持部１１（２１）と、この支持部１１（２１）の一面Ｓ１（基準面）にありかつこの基準面Ｓ１から所定の高さＤ２を有する台地状のメサ部１２（２２）とを備え、このメサ部１２（２２）が、微細な凹凸パターン１３（２３）が形成された凹凸パターン領域Ｒ１を有するような構造をなす。このようなメサ型のモールドを使用した場合には、被加工基板上に塗布された硬化性樹脂にモールドを押し付けた際に、硬化性樹脂の流動範囲を制限できるため、上記のような問題が解決される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９８７７９５号公報
【特許文献２】特開２００９−１７０７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、メサ型のモールドを用いたナノインプリントにおいても硬化性樹脂塗布面に対する均等な圧力による押し付けが重要であるところ、このようなナノインプリントに対して特許文献１に開示されている上記の方法を適用したとしても、均等な圧力でモールドと被加工基板とを互いに押し付けることができないという問題がある。これは、図１３に示すように、メサ型モールド１のフランジ部１５（支持部１１のメサ部１２がない部分）および被加工基板７の上記フランジ部１５に対向する部分に一方向から流体圧力がかかることにより、モールド１および被加工基板７が湾曲して、硬化性樹脂塗布面とメサ部との間に圧力分布が生じるためである。このような圧力分布は、残膜ムラ（残膜の厚さのムラ）が生じる要因となる。
【００１０】
また、上記のような問題は、被加工基板がメサ部を有する場合にも同様である。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、メサ型のモールドおよび／または被加工基板を用いたナノインプリントにおいて、硬化性樹脂塗布面に対する均等な圧力による押し付けを実現し、残膜ムラの発生を抑制することを可能とするナノインプリント方法およびそれに用いられるナノインプリント装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係るナノインプリント方法は、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドおよび硬化性樹脂塗布面を有する被加工基板であって、凹凸パターンもしくは硬化性樹脂塗布面が形成されたメサ部をモールドおよび被加工基板の少なくとも一方が有するものを用い、
凹凸パターンと硬化性樹脂塗布面上に塗布された硬化性樹脂とを接着せしめて、モールド、硬化性樹脂および被加工基板から構成されるアセンブリを形成し、
表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように、圧力容器内において支持部材で支持しながら、圧力容器内に気体を導入し、
この気体の流体圧力によって、モールドと被加工基板とを互いに押し付け、その後モールドと被加工基板とを剥離することを特徴とするものである。
【００１３】
本明細書において、モールドおよび被加工基板に関し、「凹凸パターンもしくは硬化性樹脂塗布面が形成されたメサ部をモールドおよび被加工基板の少なくとも一方が有する」とは、モールドおよび被加工基板の少なくとも一方がメサ部を有し、かつ、モールドがメサ部を有する場合には当該メサ部上に凹凸パターンが形成されており、一方被加工基板がメサ部を有する場合には当該メサ部上に硬化性樹脂塗布面が形成されていることを意味する。
【００１４】
アセンブリに関し「表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にある」とは、アセンブリが、支持部材によって支持されていない状態を考えた場合において、アセンブリの全体或いはその一部が封止されておらず、当該アセンブリの表面（つまり、モールドと硬化性樹脂との接着面、硬化性樹脂と被加工基板との接着面、および、凹凸パターンと硬化性樹脂とによって形成される閉じられた空間を規定する面を除いた、モールド、硬化性樹脂および被加工基板の表面）全体を雰囲気に暴露することができる状態にあることを意味する。したがって、アセンブリを圧力容器内で実際に支持している段階においては、アセンブリと支持部材との接触点または接触面においてアセンブリの一部が雰囲気に暴露されない状態になることは許容される。
【００１５】
「実質的にアセンブリの表面全体に作用するように」とは、アセンブリの大きさに対して比較的微小な領域（例えば点や線）でアセンブリと支持部材とが接触していることを意味する。
【００１６】
そして、本発明に係るナノインプリント方法において、アセンブリのうち凹凸パターンに対応した部分であるパターン対応部以外の部分のみを支持部材で支持して、アセンブリを支持することが好ましい。
【００１７】
本明細書において「パターン対応部」とは、アセンブリの所定の一部分であって、平面視（硬化性樹脂塗布面に垂直な方向からの視点）において、凹凸パターンが形成されている領域と投影範囲が共通する部分を意味する。
【００１８】
そして、本発明に係るナノインプリント方法において、支持部材はリング形状であり、リング形状の内周の内側にパターン対応部が位置するように、パターン対応部以外の部分を支持部材で支持することが好ましい。
【００１９】
本明細書において「リング形状」とは、リングが一部で断線したような形状も含む意味である。
【００２０】
或いは、本発明に係るナノインプリント方法において、支持部材は３つ以上の突起部から構成されるものであり、パターン対応部以外の部分を３つ以上の突起部で支持することが好ましい。
【００２１】
そして、本発明に係るナノインプリント方法において、モールドおよび被加工基板のいずれかのみを支持部材で支持して、アセンブリを支持することが好ましい。
【００２２】
そして、本発明に係るナノインプリント方法において、流体圧力は０．１〜５ＭＰａであることが好ましい。
【００２３】
そして、本発明に係るナノインプリント方法において、硬化性樹脂の塗布時の厚さが被加工基板の表面高低差以上となるように、硬化性樹脂を塗布することが好ましい。
【００２４】
本明細書において「表面高低差」とは、被加工基板の表面のうねりにより生じる、高い所と低い所との相対的な高さの差を表す指標を意味する。
【００２５】
そして、本発明に係るナノインプリント方法において、硬化性樹脂を加熱しながらモールドと被加工基板とを剥離することが好ましい。
【００２６】
さらに、本発明に係るナノインプリント装置は、
上記に記載のナノインプリント方法に使用されるナノインプリント装置であって、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドと、硬化性樹脂塗布面を有する被加工基板と、硬化性樹脂とから構成され、かつ凹凸パターンと硬化性樹脂塗布面上に塗布された硬化性樹脂とを接着せしめて形成されたアセンブリが収容され、気体が充満される圧力容器と、
圧力容器内に設けられた支持部材であって、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように圧力容器内で支持する支持部材と、
圧力容器に接続された、圧力容器内に気体を導入する気体導入手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２７】
そして、本発明に係るナノインプリント装置において、支持部材は、アセンブリのうち凹凸パターンに対応した部分であるパターン対応部以外の部分のみを支持するものであることが好ましい。
【００２８】
そして、本発明に係るナノインプリント装置において、支持部材はリング形状であることが好ましく、或いは、３つ以上の突起部から構成されたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るナノインプリント方法は、特に、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように、圧力容器内において支持部材で支持しながら、圧力容器内に気体を導入し、この気体の流体圧力によって、モールドと被加工基板とを互いに押し付けることを特徴とする。これによりモールドのフランジ部、および被加工基板の上記フランジ部に対向する部分に、均等な流体圧力がかかることにより、モールドおよび被加工基板が湾曲することを防止することができる。そして、メサ型のモールドおよび／または被加工基板を用いたナノインプリントにおいて、硬化性樹脂塗布面に対する均等な圧力による押し付けが実現でき、残膜ムラの発生を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、本発明に係るナノインプリント装置は、微細な凹凸パターンを表面に有するモールドと、硬化性樹脂塗布面を有する被加工基板と、硬化性樹脂とから構成され、かつ凹凸パターンと硬化性樹脂塗布面上に塗布された硬化性樹脂とを接着せしめて形成されたアセンブリが収容され、気体が充満される圧力容器と、圧力容器内に設けられた支持部材であって、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように圧力容器内で支持する支持部材と、圧力容器に接続された、圧力容器内に気体を導入する気体導入手段とを備えたことを特徴とする。したがって、上記ナノインプリント方法を実施することが可能となり、そして、メサ型のモールドおよび／または被加工基板を用いたナノインプリントにおいて、硬化性樹脂塗布面に対する均等な圧力による押し付けが実現でき、残膜ムラの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のナノインプリント装置の一実施形態を示す概略切断部端面図である。
【図２Ａ】本発明のナノインプリント装置における被加工基板の設置台の一実施形態を示す概略平面図である。
【図２Ｂ】本発明のナノインプリント装置における被加工基板の設置台の他の実施形態を示す概略平面図である。
【図２Ｃ】本発明のナノインプリント装置におけるモールドの支持部材の一実施形態を示す概略平面図である。
【図３Ａ】本発明のナノインプリント方法の一実施形態の工程を示す概略切断部端面図である。
【図３Ｂ】本発明のナノインプリント方法の一実施形態の工程を示す概略切断部端面図である。
【図４】本発明において、アセンブリに流体圧力が作用する様子を示す概略切断部端面図である。
【図５】本発明のナノインプリント装置における被加工基板の設置台の他の実施形態を示す概略平面図である。
【図６Ａ】一実施形態の接着機構を備えた設置台を用いて、モールドと硬化性樹脂が塗布された被加工基板とを接着させる様子を示す概略切断部端面図である。
【図６Ｂ】他の実施形態の接着機構を備えた設置台を用いて、モールドと硬化性樹脂が塗布された被加工基板とを接着させる様子を示す概略切断部端面図である。
【図７】本発明のナノインプリント装置の他の実施形態を示す概略切断部端面図である。
【図８Ａ】本発明のナノインプリント方法の他の実施形態の工程を示す概略切断部端面図である。
【図８Ｂ】本発明のナノインプリント方法の他の実施形態の工程を示す概略切断部端面図である。
【図９】本発明のナノインプリント装置の他の実施形態を示す概略切断部端面図である。
【図１０】本発明のナノインプリント装置におけるモールドの支持部材の他の実施形態を示す概略底面図である。
【図１１】通常のモールド、硬化性樹脂および被加工基板からなるアセンブリを封止カバーで封止し、流体圧力でナノインプリントを行う様子を示す概略切断部端面図である。
【図１２Ａ】メサ型モールドの一形態を示す概略斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２ＡにおけるＡ−Ａ線での断面を示す概略切断部端面図である。
【図１２Ｃ】メサ型モールドの他の形態の断面を示す概略切断部端面図である。
【図１３】メサ型のモールド、硬化性樹脂および被加工基板からなるアセンブリを封止カバーで封止し、流体圧力でナノインプリントを行う様子を示す概略切断部端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００３３】
「第１の実施形態」
（ナノインプリント装置）
まず、本実施形態のナノインプリント方法を実施するためのナノインプリント装置について説明する。本実施形態のナノインプリント方法は、図１に示すようなナノインプリント装置１００を用いて実施される。図１に示すナノインプリント装置１００は、圧力容器１１０、この圧力容器１１０に気体を導入する気体導入部１２０、この圧力容器１１０内を排気する排気部１３０、被加工基板７を支持する基板支持部材１４０を備えた被加工基板７を設置する設置台１４５、モールド１を支持するモールド支持部材１５０、凹凸パターンの位置合わせを行うための受光デバイス１６１、および、光硬化性樹脂を露光するための露光光源１６２を備えている。なお、図１には、微細な凹凸パターン１３を表面に有するモールド１、および光硬化性樹脂塗布面に光硬化性樹脂６が塗布された被加工基板７も示している。アセンブリは、モールド１、および光硬化性樹脂６が塗布された被加工基板７を用いて、凹凸パターン１３と光硬化性樹脂６とを接着せしめて形成される。
【００３４】
（メサ型のモールド）
モールド１は、本実施形態では図１２ＡおよびＢに示すようなメサ型構造を有する。このようなメサ型のモールド１は、例えば、平板状の基板にメサ加工（メサ部を残すようにその周囲の基板材料を除去する加工）を施し、その後メサ部の表面に凹凸パターンを形成することにより製造することができる。例えば、凹凸パターン形成方法は下記の通りである。メサ加工されたＳｉ基材上に、スピンコートによりＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｎｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などを主成分とするフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト層を形成する。その後、Ｓｉ基材をＸＹステージ上で走査しながら、所定のラインパターンに対応して変調した電子ビームを照射し、１０ｍｍ角の範囲のフォトレジスト層全面に凹凸パターンを露光する。その後、フォトレジスト層を現像処理し、露光部分を除去して、除去後のフォトレジスト層のパターンをマスクにして所定の溝深さになるようにエッチングを行い、凹凸パターンを有するＳｉモールドを製造することができる。また、メサ部１２の凹凸パターン領域以外の領域Ｒ２には、アライメントマーク等の転写用のパターン以外のパターンを形成することができる。
【００３５】
モールド１の材料として、石英基板を用いてもよい。石英基板に微細パターンを加工する場合は、基板加工時のマスクとして金属層とフォトレジスト層の積層構造にする必要がある。石英基板の加工法は例えば以下に示す通りである。フォトレジスト層をマスクにして、ドライエッチングを行い、フォトレジスト層に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを当該金属層に形成し、その金属薄層をエッチストップ層にして石英基板にさらにドライエッチングを行い、凹凸パターンを石英基板上に形成する。これにより、所定のパターンを有する石英モールドを得る。また、パターン形成法として、電子ビーム描画だけでなく、インプリントによるパターン転写を行ってもよい。
【００３６】
さらにモールド１は、モールドと光硬化性樹脂とを互いに剥離する剥離処理を容易にするため、その表面に離型処理を行ったものを用いてもよい。このような離型処理は、シリコーン系やフッ素系などのシランカップリング剤を用いて実施される。シランカップリング剤としては、例えばダイキン工業株式会社製のオプツールＤＳＸおよび住友スリーエム株式会社製のＮｏｖｅｃ ＥＧＣ-１７２０が挙げられる。またその他市販の離型剤も好適に用いることができる。
【００３７】
モールド１および２において、平板状の基板がメサ加工されることにより、支持部１１およびメサ部１２は一体的に形成されている。モールド１の材料は、上記に挙げた石英の他、例えばシリコン、ニッケル、アルミニウム、クロム、鉄、タンタルおよびタングステン等の金属材料、それらの酸化物、窒化物および炭化物、並びに樹脂とすることができる。具体的には、モールド１の材料としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラスおよびソーダガラス等を挙げることができる。図１に示される本実施形態では特に、モールド１を通して露光する実施形態であるため、モールド１の材料は光透過性材料である。被加工基板７側から露光する場合、モールド１の材料は光透過性材料である必要はない。
【００３８】
支持部１１および２１の厚さＤ１は、３００μｍ〜１０ｍｍであり、より好ましくは３５０μｍ〜１ｍｍであり、特に好ましくは４００〜５００μｍである。厚さＤ１が、３００μｍよりも薄いと剥離処理の際にモールドが破断する恐れがあるためであり、１０ｍｍよりも厚いと流体圧力に従うような柔軟性が喪失されるためである。また、メサ部１２および２２の厚さＤ２は、１００ｎｍ〜１０ｍｍであり、より好ましくは１〜５００μｍであり、特に好ましくは１０〜５０μｍである。メサ型のモールドを用いてステップアンドリピート方式でナノインプリントを行う場合、メサ部１２および２２の厚さＤ２は、形成された光硬化性樹脂パターンより高い必要がある。ナノインプリントプロセスで線幅が数十ｎｍである光硬化性樹脂パターンを形成する場合、残膜と光硬化性樹脂パターンの凸部とを合わせた高さが一般的に１００ｎｍ程度であることを考慮し、上記厚さＤ２の下限を１００ｎｍとした。一方、厚さＤ２が厚すぎると流体圧力に従うような柔軟性が喪失されるため、上記厚さＤ２の上限を１０ｍｍとした。
【００３９】
（被加工基板）
被加工基板７は、モールド１が光透過性を有する場合、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。被加工基板７のパターン転写の対象となる面が光硬化性樹脂塗布面となる。例えば被加工基板７が情報記録媒体の製造向けのものである場合には、被加工基板７の形状は通常円板状である。構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。材質としては、基板材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラス、樹脂、などが挙げられる。これらの基板材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。被加工基板の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。被加工基板の厚みが０．０５ｍｍ未満であると、被加工基板７とモールド１との接着時に基板側に撓みが発生し、均一な接着状態を確保できない可能性がある。一方、モールド１が光透過性を有しない場合は、光硬化性樹脂の露光を可能とするために石英基板を用いる。石英基板は、光透過性を有し、厚みが０．３ｍｍ以上であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択される。石英基板は例えばシランカップリング剤で被覆したものを用いてもよい。また石英基板はその表面上にＣｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどからなる金属層および／またはＣｒＯ２、ＷＯ２、ＴｉＯ２などからなる金属酸化膜層を積層したものを用いてもよい。また石英基板は上記積層体の表面をシランカップリング剤で被覆したものを用いてもよい。石英基板の厚みは、通常０．３ｍｍ以上が好ましい。０．３ｍｍ以下では、ハンドリングやインプリント中の押圧で破損しやすい。
【００４０】
（凹凸パターン）
凹凸パターン１３の形状は、特に限定されず、ナノインプリントの用途に応じて適宜選択される。例えば典型的なパターンとして図１２Ｂに示すようなライン＆スペースパターンである。そして、ライン＆スペースパターンのラインの長さ、ラインの幅、ライン同士の間隔（スペースの幅）およびスペース底面からのラインの高さは適宜設定される。例えば、ラインの幅は１０〜１００ｎｍ、より好ましくは２０〜７０ｎｍであり、ライン同士の間隔は１０〜５００ｎｍ、より好ましくは２０〜１００ｎｍであり、ラインの高さ（スペースの深さ）は１０〜５００ｎｍ、より好ましくは３０〜１００ｎｍである。
【００４１】
（圧力容器）
圧力容器１１０は、容器本体１１１と蓋１１２とからなる。容器本体１１１は、気体導入部１２０から気体を導入するための導入口と、排気部１３０によって排気を行うための排気口とを備え、導入口および排気口はそれぞれ気体導入部１２０と排気部１３０とに接続されている。蓋１１２は、蓋１１２を閉じた状態で位置合わせや露光を行えるようにガラス窓１１３を備える。しかし、ガラス窓１１３は、蓋１１２を開けた状態で位置合わせや露光を行う場合には不要である。
【００４２】
（気体導入手段）
気体導入部１２０は、例えば、気体の導入管１２１、バルブ１２２および導入管１２１の他端に接続された気体導入源（図示省略）等から構成され、排気部１３０は、例えば、排気管１３１、バルブ１３２および排気用のポンプ（図示省略）等から構成される。導入する気体としては、空気や不活性気体を挙げることができる。不活性気体としては、Ｎ２、Ｈｅ、Ａｒ等を挙げることができる。本実施形態において、気体導入部１２０および排気部１３０が、本発明における気体導入手段として機能している。
【００４３】
（被加工基板の設置台と基板支持部材）
設置台１４５は、被加工基板７を設置するためのものである。設置台１４５は、モールド１の凹凸パターンとの位置合わせが可能となるように、ｘ方向（図１における左右方向）、ｙ方向（図１における紙面垂直方向）、ｚ方向（図１における上下方向）およびθ方向（ｚ方向の軸を中心とした回転方向）に移動可能（本明細書において回転も含む）となっている。また、設置台１４５は、ｚ方向に移動可能な基板支持部材１４０を備える。基板支持部材１４０は、設置台１４５に置かれた被加工基板７を設置台１４５から離して持ち上げる際、およびアセンブリを支持する際に使用される。設置台１４５は、被加工基板７を吸着固定するための吸着口や被加工基板７を加熱するための加熱器を備えるように構成することもできる。
【００４４】
図２Ａは、平面視（ｚ方向下向きの視点）における本実施形態の被加工基板７の設置台１４５を示す概略平面図であり、図２Ｂは、平面視における設置台１４５の他の実施形態を示す概略平面図である。
【００４５】
図２Ａに示された設置台１４５は、複数（本実施形態では４つ）のドット状の突起部から構成される基板支持部材１４０および吸着口１４６を備える。ドット状の突起部は、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリ８を、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリ８の表面全体に作用するように圧力容器１１０内で支持することを可能とするため、アセンブリ８との接触面が小さくなるように構成することが好ましい。具体的には、ドット状の突起部の先端形状に曲率を持たせることにより、限りなく点で接触するように構成する。接触面の面積が大きくなると、その分だけ流体圧力以外の外力がアセンブリ８に働くことになり、アセンブリ８が変形しやすくなるためである。ドット状の突起部の個数は、特に限定されないが、８個であることが好ましく、６個であることがより好ましく、３個であることが特に好ましい。
【００４６】
一方、図２Ｂに示された設置台１４５は、リングを形成するようなライン状の突起部から構成される基板支持部材１４０および吸着口１４６を備える。図２Ｂでは、基板支持部材１４０は断線したリング形状となっているが完全なリング形状であってもよい。ライン状の突起部も、上記同様に、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリ８を、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリ８の表面全体に作用するように圧力容器１１０内で支持することを可能とするため、アセンブリ８との接触面が小さくなるように構成することが好ましい。この場合にも、ライン状の突起部の先端形状に曲率を持たせることにより、限りなく線で接触するように構成する。ライン状の突起部は１つのリング形状が形成できるような程度の個数あれば充分である。
【００４７】
突起部は、アセンブリ８のパターン対応部以外の部分のみを支持するように配置されることが好ましい。例えば、図２Ａに示すような基板支持部材１４０の場合、複数の突起部から構成される基板支持部材１４０は、当該複数の突起部がパターン対応部の周りに均等に配置され、かつパターン対応部以外の部分でアセンブリ８を支持するように配置される。図２Ｂに示すような基板支持部材１４０の場合、リング形状の基板支持部材１４０は、当該リング形状の内周の内側にパターン対応部が位置するように、パターン対応部以外の部分でアセンブリ８を支持するように配置される。パターン対応部に流体圧力以外の外力を与えないようにするためである。
【００４８】
（モールド支持部材）
モールド支持部材１５０は、圧力容器１１０内で、設置台１４５に置かれた被加工基板７に対向してモールド１を支持するものである。図２Ｃは、平面視におけるモールド支持部材１５０の一実施形態を示す概略平面図である。本実施形態におけるモールド支持部材１５０は、図２Ｃに示されるように、リング部１５１および支柱部１５２から構成される。リング部１５１は、一部が断線したような形状であってもよい。
【００４９】
（受光デバイス）
受光デバイス１６１は、モールド１がモールド支持部材１５０に支持され、光硬化性樹脂６が光硬化性樹脂塗布面に塗布された被加工基板７が設置台１４５に設置された状態で、凹凸パターンと被加工基板７との位置合わせを行う際に使用される。つまり、受光デバイス１６１で凹凸パターン１３を観察しながら、蓋１１２を開けた状態でもしくはガラス窓１１３を通して、ｘｙｚθ方向に移動可能な設置台１４５を調節することにより位置合わせが実施される。受光デバイス１６１も、装置の操作性の観点からｘｙｚθ方向に移動させることができるように構成される。受光デバイス１６１としては、ＣＣＤを搭載した光学顕微鏡を使用することができる。光学顕微鏡は、例えば株式会社キーエンス製のデジタルマイクロスコープ(型番 ＶＨ−５５００シリーズ)を使用することができる。
【００５０】
（露光光源）
露光光源１６２は、光硬化性樹脂６を露光するために使用される。露光光源１６２も、装置の操作性の観点からｘｙｚθ方向に移動させることができるように構成される。露光光源１６２としては、例えばセン特殊光源株式会社製の波長３００ｎｍ〜７００ｎｍの光源を使用することができる。
【００５１】
（ナノインプリント方法）
図３ＡおよびＢは、本実施形態のナノインプリント方法の工程を示す概略切断部端面図である。図３ＡおよびＢは、装置の駆動手順を分かりやすくするために、図１のナノインプリント装置１００のうち、設置台１４５およびモールド支持部材１５０、並びにこれらを用いた手順の説明に必要な部分のみを示す。
【００５２】
本実施形態のナノインプリント方法は、以下の通りである。まず、圧力容器１１０の蓋１１２を開け、光硬化性樹脂６が光硬化性樹脂塗布面に塗布された被加工基板７を設置台１４５に設置し、凹凸パターン１３が光硬化性樹脂６に対向するようにモールド１をモールド支持部材１５０に設置する（図３Ａａ）。そして、受光デバイス１６１を用いて凹凸パターンの被加工基板７上での位置合わせを行う。そして、圧力容器１１０の蓋１１２を閉め、圧力容器１１０内を排気部１３０によって排気する。この時、圧力容器１１０の蓋１１２を閉めた後、Ｈｅを圧力容器１１０内に導入してもよい。そして、光硬化性樹脂６がモールド１の凹凸パターン１３に適度に接着するまで設置台１４５をｚ方向上向きに移動させて、モールド１、光硬化性樹脂６および被加工基板７から構成されるアセンブリ８を形成する（図３Ａｂ）。この際、モールド１の凹凸パターン１３内に光硬化性樹脂６が完全には充填されておらず、一部で未充填箇所を伴っている。また、このアセンブリ８は、モールド１、光硬化性樹脂６および被加工基板７が単に組み合わされたままの状態であるから、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態である。その後、さらにアセンブリ８をｚ方向上向きに持ち上げるように基板支持部材１４０を移動させる（図３Ａｃ）。これにより、モールド１はモールド支持部材１５０から離れ、アセンブリ８は基板支持部材１４０のみによって支持された状態となる。基板支持部材１４０は４つのドット状の突起部のみから構成されており、突起部とアセンブリ８との接触面は極微細であるから、アセンブリ８は、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリ８の表面全体に作用するように支持されることとなる。そして、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリ８の表面全体に作用するようにアセンブリ８が支持されている状態で、気体導入部１２０から気体を導入する。この結果、モールド１および被加工基板７は、この気体による流体圧力の作用により互いに押し付けられ、凹凸パターン内に光硬化性樹脂６が完全に充填される（図３Ｂｄ）。そして、アセンブリ８中の光硬化性樹脂６に紫外光を照射して、光硬化性樹脂６を硬化させる。光硬化性樹脂６への転写および露光が終了したら、基板支持部材１４０を設置台１４５に収納する（図３Ｂｅ）。このとき、アセンブリ８はモールド支持部材１５０および設置台１４５によって支持される。そして、設置台１４５によって被加工基板７の裏面（光硬化性樹脂塗布面の反対側）を吸着固定する。最後に、被加工基板７を吸着固定しまま、設置台１４５をｚ方向下向きに移動させて、モールド１および光硬化性樹脂６を互いに剥離する（図３Ｂｆ）。
【００５３】
（硬化性樹脂）
光硬化性樹脂６は、特に制限されるものではないが、本実施形態では例えば重合性化合物に、光重合開始剤（２質量％程度）、フッ素モノマー（０．１〜１質量％）を加えて調製された光硬化性樹脂を用いることができる。また、必要に応じて酸化防止剤（１質量％程度）を添加することもできる。上記の手順により作成した光硬化性樹脂６は波長３６０ｎｍの紫外光により硬化することができる。溶解性の悪いものについては少量のアセトンまたは酢酸エチルを加えて溶解させた後、溶媒を留去することが好ましい。なお、本実施形態では硬化性樹脂膜は光硬化性の材料であるが、本発明はこれに限られず他に熱硬化性の材料を適用することもできる。
【００５４】
上記重合性化合物としては、ベンジルアクリレート（ビスコート（登録商標）＃１６０：大阪有機化学株式会社製）、エチルカルビトールアクリレート（ビスコート＃１９０：大阪有機化学株式会社製）、ポリプロピレングリコールジアクリレート（アロニックス（登録商標）Ｍ−２２０：東亞合成株式会社製）、トリメチロールプロパンＰＯ変性トリアクリレート（アロニックスＭ−３１０：東亞合成株式会社製）等の他、下記構造式（１）で表される化合物Ａ等を挙げることができる。
【００５５】
【化１】
2012190877.tif 000003
【００５６】
また、上記重合開始剤としては、２-(ジメチルアミノ)-２-[(４-メチルフェニル)メチル]-１-[４-(４-モルホリニル)フェニル]-１-ブタノン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９：豊通ケミプラス株式会社製）等のアルキルフェノン系光重合開始剤を挙げることができる。
【００５７】
また、上記フッ素モノマーとしては、下記構造式（２）で表される化合物Ｂ等を挙げることができる。
【００５８】
【化２】
2012190877.tif 000004
【００５９】
インクジェット法により光硬化性樹脂を塗布する場合には、例えば、上記構造式（１）で示される化合物、アロニックスＭ−２２０、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９および上記構造式（２）で示されるフッ素モノマーをそれぞれ質量比４８：４８：３：１の割合で混合し形成された光硬化性樹脂を使用することが好ましい。一方、スピンコート法により光硬化性樹脂を塗布する場合には、例えば、重合性化合物をＰＧＭＥＡ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ Ｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｅｒ Ａｃｅｔａｔｅ）で１質量％に希釈した光硬化性樹脂を使用することが好ましい。
【００６０】
（硬化性樹脂の塗布方法）
光硬化性樹脂６の塗布は、スピンコート法、ディップコート法およびインクジェット法等を使用して実施することができる。また、光硬化性樹脂６の塗布は、光硬化性樹脂６の塗布時の厚さが被加工基板７の光硬化性樹脂塗布面における表面高低差以上となるように実施することが好ましい。光硬化性樹脂６の厚さを被加工基板７の光硬化性樹脂塗布面における表面高低差以上とすることで、ナノインプリントを実施した後残留気体が残りにくくなる。これにより、光硬化性樹脂６がモールド１の凹凸パターン１３内に充填されないことにより発生する欠陥（未充填欠陥）が起こりにくくなる。なお、「光硬化性樹脂の厚さ」とは、スピンコート法およびディップコート法等のように膜の状態で均一に基板上に光硬化性樹脂が塗布される場合は、その膜の塗布時の厚さを意味し、インクジェット法等のように液滴の状態で基板上に光硬化性樹脂が塗布される場合には、その液滴の塗布時の高さを意味する。光硬化性樹脂６の厚さは、６ｎｍ〜１０μｍであり、より好ましくは１０ｎｍ〜１μｍであり、特に好ましくは１５〜１００ｎｍである。下限を６ｎｍとしたのは、平面性に優れた基板の表面高低差が６ｎｍ程度であるため、厚さはその値以上である必要があるためである。一方、上限を１０μｍとしたのは、ナノインプリントでスペース幅が２００ｎｍ以下の凹凸パターンを形成する場合、厚さが１０μｍを超えると光硬化性樹脂パターンの残膜が厚くなり過ぎるためである。このような場合、光硬化性樹脂塗布面の加工において、光硬化性樹脂パターンに対応した凹凸パターン形状を光硬化性樹脂塗布面に形成することが困難になる。
【００６１】
「表面高低差」とは、基板の表面のうねりにより生じる、高い所と低い所との相対的な高さの差を表す指標を意味し、当該指標として基板の「高低差分布に関する３σ値」を用いるものとする。「高低差分布」とは、表面形状の高さに関する平均値を基準とした高低差の分布を意味する。そして、「３σ値」とは、高低差分布をガウス分布で近似したときの平均値から±３σにおける値の絶対値を意味する。ここで、σはガウス分布における標準偏差である。「高低差分布に関する３σ値」は、基板の表面（本実施形態においては光硬化性樹脂塗布面）をＺＹＧＯ社製のＮｅｗＶｉｅｗ６３００によって計測することによって求める。
【００６２】
３σ値は、少なくとも３０ｍｍ四方の範囲について表面形状の測定が行われた結果、算出された値であることが好ましい。ここで、上記測定範囲は、より好ましくは４０ｍｍ四方であり、特に好ましくは５０ｍｍ四方である。これは、一般的な半導体チップの１つあたり大きさが２６ｍｍ×３３ｍｍであることを考慮すると、１チップ領域全体に相当する範囲における光硬化性樹脂の膜の厚みムラや未充填欠陥の評価は、上記のような広さの範囲を評価対象とすることでより信頼性を確保することができるためである。
【００６３】
光硬化性樹脂６をインクジェット法により塗布する場合には、液適量（配置された液滴１つ当たりの量）や吐出速度の調整が可能なピエゾ方式が好ましい。基板上に光硬化性樹脂の液滴を配置する前には、あらかじめ液滴量や吐出速度を設定及び調整する。例えば、液適量は、凹凸パターンの凹部の空間体積が大きい領域では多くしたり、凹部の空間体積が小さい領域や凹部がない領域では少なくしたりして調整することが好ましい。このような調整は、液滴吐出量（吐出された液滴１つ当たりの量）に応じて適宜制御される。
【００６４】
（圧力容器内の圧力）
気体の圧力容器１１０への充満は、圧力容器１１０内の圧力が、０．１〜５ＭＰａとなり、より好ましくは０．５〜３ＭＰａとなり、特に好ましくは１〜２ＭＰａとなるように実施することが好ましい。下限を０．１ＭＰａとしたのは、圧力が０．１ＭＰａより小さいと、凹凸パターン１３と光硬化性樹脂６とが接着されている時に、凹凸パターン領域Ｒ１の残留気体が押し出されにくくなる、残留気体（気体がＨｅの場合）が石英基板から透過しにくくなる、残留気体が光硬化性樹脂６に溶けにくくなるといった問題が起こって、未充填欠陥が生じてしまうためである。また、０．１ＭＰａより小さいと、被加工基板７が流体圧力に従いにくくなるので、残膜ムラも生じやすくなる。一方、上限を５ＭＰａとしたのは、５ＭＰａを超えると、モールド１と被加工基板７の間にかみこんだ異物によって、モールド１と被加工基板７を傷つけてしまう恐れがあるためである。
【００６５】
（モールドの剥離）
モールド１と被加工基板７との剥離は、加熱手段（図示省略）によってアセンブリ８を加熱しながら実施することが好ましい。加熱時のアセンブリ８の設定温度Ｔｒ（℃）は、Ｔｐ−５＜Ｔｒ＜｛（Ｔｐ＋２０）およびＴｇのいずれか小さい方｝の式を満たし、より好ましくはＴｐ−３＜Ｔｒ＜｛（Ｔｐ＋１５）およびＴｇのいずれか小さい方｝の式を満たし、特に好ましくはＴｐ−１＜Ｔｒ＜｛（Ｔｐ＋１０）およびＴｇのいずれか小さい方｝の式を満たすように設定される。なお、上記式において、Ｔｐは流体圧力による加圧時の最高温度（℃）（およそ２５〜５０℃の範囲である。）、Ｔｇは硬化性樹脂のガラス転移温度（℃）である。設定温度Ｔｒの範囲は以下の理由による。流体圧力によりモールド１と硬化性樹脂を塗布した被加工基板７とを互いに押し付ける際、断熱圧縮により圧力容器１１０内の温度が上がる。そして、それに応じてアセンブリ８の温度も上がる。また、紫外光により露光している間も、アセンブリ８の温度は上がる。しかしながら、剥離処理は大気圧下または減圧下で実施されるため、剥離処理の際、加圧時に比べて圧力容器１１０内の温度は下がる。このとき、設定温度ＴｒがＴｐ−５℃より低いもしくはＴｐ＋２０℃より高い場合、モールド１、硬化性樹脂および被加工基板７が熱収縮もしくは熱膨張することによって、硬化性樹脂の剥がれによる欠陥（剥がれ欠陥）が発生する。また、設定温度Ｔｒが、硬化性樹脂のガラス転移温度Ｔｇより高いと硬化性樹脂パターンの形状が剥離処理時に変形してしまう。したがって、剥離処理時には熱収縮、熱膨張および熱変形の影響を抑えるため、モールド１、硬化性樹脂および被加工基板７の温度を、流体圧力によって押し付けを行った時の温度とできるだけ等しくすることが好ましい。アセンブリ８の加熱は、設置台１４５内部またはその近傍に設けられた電熱ヒーターやハロゲンヒーター等によって実施することができる。
【００６６】
図４は、図３Ａｃの段階において、気体が充満された圧力容器１１０内でアセンブリ８に流体圧力Ｐ１およびＰ２が作用する様子を示す概略切断部端面図である。図４中のＰ１はモールド１の表面にかかる流体圧力を示し、図４中のＰ２は被加工基板７および光硬化性樹脂６の表面にかかる流体圧力を示す。図４に示されるように図３Ａｃの段階において、アセンブリ８は、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあり、かつ、ドット状の突起部から構成される基板支持部材１４０によって、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように圧力容器内において支持されている。つまり、アセンブリ８の表面、特にモールド１のフランジ部１５に均等な流体圧力Ｐ１がかかり、被加工基板７の上記フランジ部１５に対向する部分に均等な流体圧力Ｐ２がかかることにより、メサ型のモールド１が湾曲することを防止している。また、アセンブリ８のパターン対応部８ａ以外の部分を基板支持部材１４０によって支持することにより、パターン対応部８ａに流体圧力Ｐ１およびＰ２以外の外力が実質的に働くことを防止している。
【００６７】
以上より、本発明に係るナノインプリント方法は、特に、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように、圧力容器内において支持部材で支持しながら、圧力容器内に気体を導入し、この気体の流体圧力によって、モールドと被加工基板とを互いに押し付けることを特徴とする。これによりモールドのフランジ部、および被加工基板の上記フランジ部に対向する部分に、均等な流体圧力がかかることにより、モールドおよび被加工基板が湾曲することを防止することができる。そして、メサ型のモールドおよび／または被加工基板を用いたナノインプリントにおいて、硬化性樹脂塗布面に対する均等な圧力による押し付けが実現でき、残膜ムラの発生を抑制することが可能となる。
【００６８】
また、本発明に係るナノインプリント装置は、微細な凹凸パターンを表面に有するモールドと、硬化性樹脂塗布面を有する被加工基板と、硬化性樹脂から構成され、かつ凹凸パターンと硬化性樹脂塗布面上に塗布された硬化性樹脂とを接着せしめて形成されたアセンブリが収容され、気体が充満される圧力容器と、圧力容器内に設けられた支持部材であって、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように圧力容器内で支持する支持部材と、圧力容器に接続された、圧力容器内に気体を導入する気体導入手段とを備えたことを特徴とする。したがって、上記ナノインプリント方法を実施することが可能となり、そして、メサ型のモールドおよび／または被加工基板を用いたナノインプリントにおいて、硬化性樹脂塗布面に対する均等な圧力による押し付けが実現でき、残膜ムラの発生を抑制することが可能となる。
【００６９】
＜第１の実施形態の設計変更＞
第１の実施形態においては、モールドのみがメサ部を有する場合について説明したが、被加工基板のみがメサ部を有する場合やその両方がメサ部を有する場合についても、本発明のナノインプリント方法およびナノインプリント装置を適用することができる。
【００７０】
また、第１の実施形態においては、被加工基板７を設置台１４５で移動させながら、モールド１と光硬化性樹脂６とを接着させた。しかし、図５および図６Ａに示されるように、上記の設置台１４５の中央部分に、接着時に被加工基板７の中央部分を押し付けるピン１４７を設けた構成にすることもできる。モールド１と光硬化性樹脂６との接着は、被加工基板７の外周を吸着しながら、このピン１４７で被加工基板７の中央部分を押し付けることにより実施される。なお、ピン１４７は、圧力容器１１０内に気体を導入して、アセンブリ８に流体圧力を作用させるときは収納される。また、接着時に被加工基板７の中央部分を押し付ける方法は、この他に図６Ｂに示されるように、設置台１４５の中央部分に第２の気体導入部１４８を設けて、この第２の気体導入部１４８から導入された気体を被加工基板７に吹き付ける方法とすることもできる。
【００７１】
また、第１の実施形態においては、モールド１および被加工基板７をそれぞれモールド支持部材１５０および設置台１４５に設置したが、予めモールド１と被加工基板７上に塗布された光硬化性樹脂６とを軽く接着させた状態で、つまりアセンブリ８の状態で設置台１４５に設置してもよい。
【００７２】
「第２の実施形態」
本発明のナノインプリント方法およびナノインプリント装置の第２の実施形態について図７〜図８Ｂを用いて説明する。図７は本実施形態のナノインプリント装置を示す概略切断部端面図であり、図８Ａおよび図８Ｂは本実施形態のナノインプリント方法の工程を示す概略切断部端面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態と、被加工基板の設置台および基板支持部材についての構成が異なる。したがって、本実施形態において第１の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要のない限り省略する。
【００７３】
（ナノインプリント装置）
まず、本実施形態のナノインプリント方法を実施するためのナノインプリント装置について説明する。本実施形態のナノインプリント方法は、図７に示すようなナノインプリント装置２００を用いて実施される。図７に示すナノインプリント装置２００は、圧力容器２１０、この圧力容器２１０に気体を導入する気体導入部２２０、この圧力容器２１０内を排気する排気部２３０、被加工基板７を支持する基板支持部材２４０、被加工基板７を設置する設置台２４５、モールド１を支持するモールド支持部材２５０、凹凸パターンの位置合わせを行うための受光デバイス２６１、および、光硬化性樹脂を露光するための露光光源２６２を備えている。
【００７４】
（被加工基板の設置台）
設置台２４５は、被加工基板７を設置するためのものである。設置台２４５は、モールド１の凹凸パターン１３との位置合わせが可能となるように、ｘ方向（図７における左右方向）、ｙ方向（図７における紙面垂直方向）、ｚ方向（図７における上下方向）およびθ方向（ｚ方向の軸を中心とした回転方向）に移動可能となっている。設置台２４５は、被加工基板７を吸着固定するための吸着口や被加工基板７を加熱するための加熱器を備えるように構成することもできる。
【００７５】
（基板支持部材）
基板支持部材２４０は、設置台２４５に置かれた被加工基板７を設置台２４５から離して持ち上げる際、およびアセンブリ８を支持する際に使用される。したがって、基板支持部材２４０も、設置台２４５と同様に少なくともｚ方向に移動可能なように構成される。本実施形態における基板支持部材２４０は、図７および図８Ａに示されるようにモールド支持部材２５０と同様に、リング部２４１および支柱部２４２から構成される。リング部２４１は、一部が断線したような形状であってもよい。
【００７６】
（ナノインプリント方法）
図８ＡおよびＢは、装置の駆動手順を分かりやすくするために、図７のナノインプリント装置２００のうち、設置台２４５、基板支持部材２４０およびモールド支持部材２５０、並びにこれらを用いた手順の説明に必要な部分のみを示す。
【００７７】
本実施形態のナノインプリント方法は、以下の通りである。まず、圧力容器２１０の蓋２１２を開け、光硬化性樹脂６が光硬化性樹脂塗布面に塗布された被加工基板７を設置台２４５に設置し、凹凸パターンが光硬化性樹脂６に対向するようにモールド１をモールド支持部材２５０に設置する（図８Ａａ）。そして、受光デバイス２６１を用いて凹凸パターンの被加工基板７上での位置合わせを行う。そして、圧力容器２１０の蓋２１２を閉め、圧力容器２１０内を排気部２３０によって排気する。この時、圧力容器２１０の蓋２１２を閉めた後、Ｈｅを圧力容器２１０内に導入してもよい。そして、光硬化性樹脂６がモールド１の凹凸パターン１３に適度に接着するまで設置台２４５をｚ方向上向きに移動させて、モールド１、光硬化性樹脂６および被加工基板７から構成されるアセンブリ８を形成する（図８Ａｂ）。この際、モールド１の凹凸パターン１３内に光硬化性樹脂６が完全には充填されておらず、一部で未充填箇所を伴っている。また、このアセンブリ８は、モールド１、光硬化性樹脂６および被加工基板７が単に組み合わされたままの状態であるから、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態である。その後、さらにアセンブリ８をｚ方向上向きに持ち上げるように基板支持部材２４０を移動させる（図８Ａｃ）。これにより、モールド１はモールド支持部材２５０から離れ、アセンブリ８は基板支持部材２４０のみによって支持された状態となる。基板支持部材２４０はリング部２４１および支柱部２４２から構成されており、リング部２４１とアセンブリ８との接触面は外縁部のわずかな部分であるから、アセンブリ８は、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように支持されることとなる。そして、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するようにアセンブリ８が支持されている状態で、気体導入部２２０から気体を導入する。この結果、モールド１および被加工基板７は、この気体による流体圧力の作用により互いに押し付けられ、凹凸パターン１３内に光硬化性樹脂６が完全に充填される（図８Ｂｄ）。そして、アセンブリ８中の光硬化性樹脂６に紫外光を照射して、光硬化性樹脂６を硬化させる。光硬化性樹脂６への転写および露光が終了したら、基板支持部材２４０をｚ方向下向きに移動させて元の位置に戻す（図８Ｂｅ）。このとき、アセンブリ８はモールド支持部材２５０および設置台２４５によって支持される。その後は、第１の実施形態と同様にして、モールド１および光硬化性樹脂６を互いに剥離する。
【００７８】
以上より、本実施形態に係るナノインプリント方法も、特に、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように、圧力容器内において支持部材で支持しながら、圧力容器内に気体を導入し、この気体の流体圧力によって、モールドと被加工基板とを互いに押し付けることを特徴とするから、第１の実施形態のナノインプリント方法と同様の効果を奏する。
【００７９】
また、本実施形態に係るナノインプリント装置も、微細な凹凸パターンを表面に有するモールドと、硬化性樹脂塗布面を有する被加工基板と、硬化性樹脂から構成され、かつ凹凸パターンと硬化性樹脂塗布面上に塗布された硬化性樹脂とを接着せしめて形成されたアセンブリが収容され、気体が充満される圧力容器と、圧力容器内に設けられた支持部材であって、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように圧力容器内で支持する支持部材と、圧力容器に接続された、圧力容器内に気体を導入する気体導入手段とを備えたことを特徴とするから、第１の実施形態のナノインプリント装置と同様の効果を奏する。
【００８０】
「第３の実施形態」
本発明のナノインプリント方法およびナノインプリント装置の第３の実施形態について図９および図１０を用いて説明する。図９は本実施形態のナノインプリント装置を示す概略切断部端面図であり、図１０は本実施形態のナノインプリント装置におけるモールドの支持部材を示す概略底面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態と、モールド支持部材についての構成が異なる。したがって、本実施形態において第１の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要のない限り省略する。
【００８１】
（ナノインプリント装置）
まず、本実施形態のナノインプリント方法を実施するためのナノインプリント装置について説明する。本実施形態のナノインプリント方法は、図９に示すようなナノインプリント装置３００を用いて実施される。図９に示すナノインプリント装置３００は、圧力容器３１０、この圧力容器３１０に気体を導入する気体導入部３２０、この圧力容器３１０内を排気する排気部３３０、被加工基板７を支持する基板支持部材３４０を備えた被加工基板７を設置する設置台３４５、モールド１を支持するモールド支持部材３５０、凹凸パターン１３の位置合わせを行うための受光デバイス３６１、および、光硬化性樹脂を露光するための露光光源３６２を備えている。
【００８２】
（モールド支持部材）
モールド支持部材３５０は、図１０に示されるように吸着口３５６を有し、モールド１の裏面（メサ部１２がない側の支持部１１の面）を吸着固定しながら、凹凸パターン１３が被加工基板上７の光硬化性樹脂６に対向するように保持するものである。モールド支持部材３５０は、圧力容器３１０の蓋３１２に取りつけられている。また、モールド支持部材３５０は蓋３１２を開けずに露光可能となるようにリング形状となっており、リング形状の内周円は少なくともモールド１の凹凸パターン領域Ｒ１よりも大きな径を有する。また、図９および図１０に示されるように、モールド支持部材３５０の内周の内側の領域にガラス窓３１３が配置されており、このガラス窓３１３を通して露光が実施される。
【００８３】
（ナノインプリント方法）
本実施形態のナノインプリント方法は、以下の通りである。まず、圧力容器３１０の蓋３１２を開け、光硬化性樹脂６が光硬化性樹脂塗布面に塗布された被加工基板７を設置台３４５に設置し、モールド１をモールド支持部材３５０により吸着固定し、圧力容器３１０の蓋３１２を閉める。そして、受光デバイス３６１を用いて凹凸パターン１３の被加工基板７上での位置合わせを行う。そして、圧力容器３１０内を排気部３３０によって排気する。この時、圧力容器３１０の蓋３１２を閉めた後、Ｈｅを圧力容器３１０内に導入してもよい。そして、光硬化性樹脂６がモールド１の凹凸パターン１３に適度に接着するまで設置台３４５をｚ方向上向きに移動させて、モールド１、光硬化性樹脂６および被加工基板７から構成されるアセンブリ８を形成する。アセンブリ８が形成できたら、モールド１の吸着固定を止め、設置台３４５がｚ方向下向きに移動する。このとき、アセンブリ８は設置台３４５によって支持されている。その後、被加工基板７が設置台３４５に接触しない程度に基板支持部材３４０をｚ方向上向きに移動させる。この際、モールド１の凹凸パターン１３内に光硬化性樹脂６が完全には充填されておらず、一部で未充填箇所を伴っている。また、このアセンブリ８は、モールド１、光硬化性樹脂６および被加工基板７が単に組み合わされたままの状態であるから、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態である。また、モールド１はモールド支持部材３５０から離れ、アセンブリ８は基板支持部材３４０のみによって支持された状態となる。基板支持部材３４０は４つのドット状の突起部のみから構成されており、突起部とアセンブリ８との接触面は極微細であるから、アセンブリ８は、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように支持されることとなる。そして、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するようにアセンブリ８が支持されている状態で、気体導入部３２０から気体を導入する。この結果、モールド１および被加工基板７は、この気体による流体圧力の作用により互いに押し付けられ、凹凸パターン内に光硬化性樹脂６が完全に充填される。そして、アセンブリ８中の光硬化性樹脂６に紫外光を照射して、光硬化性樹脂６を硬化させる。光硬化性樹脂６への転写および露光が終了したら、基板支持部材３４０を設置台３４５に収納する。そして、アセンブリ８がモールド支持部材３５０に接触する程度にまで設置台３４５をｚ方向上向きに移動させる。その後、被加工基板７の裏面を設置台３４５により吸着固定し、モールド１の裏面をモールド支持部材３５０により吸着固定する。最後に、モールド１および被加工基板７を吸着固定したまま、設置台３４５をｚ方向下向きに移動させて、モールド１および光硬化性樹脂６を互いに剥離する。
【００８４】
本実施形態のナノインプリント方法および装置は、被加工基板７がモールド１よりも大きい場合に有用である。
【００８５】
以上より、本実施形態に係るナノインプリント方法も、特に、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように、圧力容器内において支持部材で支持しながら、圧力容器内に気体を導入し、この気体の流体圧力によって、モールドと被加工基板とを互いに押し付けることを特徴とするから、第１の実施形態のナノインプリント方法と同様の効果を奏する。
【００８６】
また、本実施形態に係るナノインプリント装置も、微細な凹凸パターンを表面に有するモールドと、硬化性樹脂塗布面を有する被加工基板と、硬化性樹脂から構成され、かつ凹凸パターンと硬化性樹脂塗布面上に塗布された硬化性樹脂とを接触せしめて形成されたアセンブリが収容され、気体が充満される圧力容器と、圧力容器内に設けられた支持部材であって、表面全体が直接雰囲気に暴露可能な状態にあるアセンブリを、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するように圧力容器内で支持する支持部材と、圧力容器に接続された、圧力容器内に気体を導入する気体導入手段とを備えたことを特徴とするから、第１の実施形態のナノインプリント装置と同様の効果を奏する。
【実施例】
【００８７】
本発明に係るナノインプリント方法の実施例を以下に示す。
＜実施例＞
直径４インチの石英基板（表面高低差＝３０ｎｍ）に光硬化性樹脂を塗布し、厚さ６０ｎｍの光硬化性樹脂層によって石英基板を被覆した。メサ部を有するモールドは、直径６インチの石英基板を基に作製されており、当該メサ部の表面には、深さ１００ｎｍの複数のスペースパターンの存在によってライン＆スペースパターンが形成されている。当該スペースパターンの幅およびスペース同士の間隔（ラインの幅）は、それぞれ１００ｎｍおよび１００ｎｍである。また、当該石英モールドに離型処理を施した。ナノインプリント装置として第３の実施形態において説明した装置を使用した。まず、光硬化性樹脂層が形成された石英基板を設置台に設置し、ライン＆スペースパターンを光硬化性樹脂層に向けてモールドをモールド支持部材に吸着固定した。その後、モールドを光硬化性樹脂層に軽く接着させて、アセンブリを形成した。そして、アセンブリを基板支持部材で持ち上げて、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するようにアセンブリを支持した。次に、圧力容器内の圧力が１ＭＰａとなるように空気を圧力容器内に導入した。空気の流体圧力の作用により、モールドが光硬化性樹脂層中に押し込まれた。そして、光硬化性樹脂層を露光した。この際、基板表面は４５℃であった。大気圧まで減圧した後、圧力容器内の設置台を加熱して基板表面を５０℃まで加熱した後に、モールドおよび光硬化性樹脂を互いに剥離した。その他、使用した光硬化性樹脂、石英基板および装置、並びに各工程の詳細については以下の通りである。
【００８８】
（光硬化性樹脂）
上記構造式（１）で示される化合物、アロニックスＭ２２０、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９および上記構造式（２）で示されるフッ素モノマーをそれぞれ質量比４８：４８：３：１の割合で混合し形成された光硬化性樹脂を使用した。
【００８９】
（石英基板）
光硬化性樹脂との接着性に優れるシランカップリング剤により表面処理された石英基板を使用した。表面処理は、シランカップリング剤を溶剤で希釈し、スピンコート法により基板表面に塗布し、アニールすることにより行った。
【００９０】
（光硬化性樹脂の塗布工程）
ピエゾ方式のインクジェットプリンターであるＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製ＤＭＰ−２８３１を使用した。インクジェットヘッドには専用の１０ｐｌヘッドを使用した。液滴量が所定の値となるように、あらかじめ吐出条件を設定及び調整した。その後、所定の液滴高さになるように、液滴を配置した。
【００９１】
（モールドの接着工程）
モールドおよび光硬化性樹脂の位置合わせをするため、モールドおよび石英基板を互いに近接させ、モールドの背面から光学顕微鏡でアライメントマークを観察しながら、アライメントマークが所定の位置にくるように位置合わせをした。
【００９２】
（露光工程）
３６０ｎｍの波長を含む紫外光により、照射量が３００ｍＪ/ｃｍ２となるように、ガラス窓およびモールドを通して露光した。
【００９３】
＜比較例１＞
直径６インチの石英基板（表面高低差＝３０ｎｍ）に光硬化性樹脂を塗布し、厚さ６０ｎｍの光硬化性樹脂層によって石英基板を被覆した。メサ部を有するモールドは、実施例と同様のものである。モールドを光硬化性樹脂層に軽く接着させて、アセンブリを形成した後、当該アセンブリ全体を透明なシリコーンゴムで封止した。そして、当該封止されたアセンブリを設置台に設置した。次に、封止されたアセンブリを基板支持部材で支持しながら、圧力容器内の圧力が１ＭＰａとなるように空気を圧力容器内に導入した。空気の流体圧力の作用により、モールドが光硬化性樹脂層中に押し込まれた。そして、光硬化性樹脂層を透明なシリコーンゴムを透して露光した。この際、基板表面は４５℃であった。大気圧まで減圧した後、圧力容器内の設置台を加熱して基板表面を５０℃まで加熱した後に、一度アセンブリを圧力容器から取り出し、封止を解除した。再度、アセンブリを圧力容器内に設置し、モールドおよび光硬化性樹脂を互いに剥離した。その他、使用した光硬化性樹脂、石英基板および装置等の詳細については、実施例と同様である。
【００９４】
＜比較例２＞
表面高低差８０ｎｍの石英基板を使用した点以外は実施例と同様の方法によりナノインプリントを実施した。
【００９５】
＜比較例３＞
大気圧まで減圧した後圧力容器内の設置台を加熱しなかった点以外は実施例と同様の方法によりナノインプリントを実施した。
【００９６】
＜比較例４＞
アセンブリを基板支持部材により持ち上げず、設置台に直接設置された状態で空気を圧力容器内に導入した点以外は実施例と同様の方法によりナノインプリントを実施した。
【００９７】
＜比較例５＞
圧力容器内の圧力が０．０５ＭＰａとなるように空気を圧力容器内に導入した点以外は実施例と同様の方法によりナノインプリントを実施した。
【００９８】
＜評価方法＞
【００９９】
（残膜ムラ）
光硬化性樹脂の石英基板の中心からメサ部のエッジ付近までのライン＆スペースパターンの残膜の厚さを測定した。光硬化性樹脂のパターン領域の一部を、スクラッチまたはテープ剥離等により剥離することにより石英基板を露出させ、当該剥離領域とパターン領域の境界部をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定することにより、残膜の厚さｈを測定した。厚さｈについて、半径方向に任意の５箇所を測定した。厚さｈのうち最大値ｈｍａｘと最小値ｈｍｉｎとの差（ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ）が１０ｎｍ未満の場合を残膜ムラは未発生、１０ｎｍ以上の場合を残膜ムラが発生と評価した。
（剥がれ欠陥および未充填欠陥）
上記実施例および比較例１〜５において得られた光硬化性樹脂のライン＆スペースパターンを、受光デバイス（倍率５０倍〜１，５００倍）の暗視野測定で検査した。具体的には、以下の通りである。まず、顕微鏡の測定視野が倍率５０倍で２ｍｍ角となるように設定した。次に測定視野を１ｃｍ角の範囲内で走査し、石英基板表面の剥がれ欠陥および未充填欠陥によるインプリント欠陥の有無を測定した。剥がれ欠陥および未充填欠陥は、正常なパターンで見られない散乱光を検出した場合を対象とした。剥がれ欠陥および未充填欠陥の発生個所をカウントし、１ｃｍ角当たりの発生数が０個の場合を欠陥が未発生、１個以上の場合を欠陥が発生と評価した。
【０１００】
＜評価結果＞
評価結果を下記の表１に示す。実施例および比較例１の対比から、本発明では、光硬化性樹脂塗布面に対する均等な圧力による押し付けが実現できた。この結果本発明により、残膜ムラの発生と剥がれ欠陥および未充填欠陥の発生とを抑制することが可能であることが確認された。
【０１０１】
また、実施例および比較例２の対比から、特に、光硬化性樹脂の厚さを被加工基板の光硬化性樹脂塗布面における表面高低差以上とすることにより、ナノインプリントにおいて、残膜ムラの発生と剥がれ欠陥および未充填欠陥の発生とを抑制することができることが確認された。
【０１０２】
また、実施例および比較例３の対比から、特に、光硬化性樹脂を加熱しながらモールドと被加工基板とを互いに剥離することにより、ナノインプリントにおいて剥がれ欠陥および未充填欠陥の発生を抑制することができることが確認された。
【０１０３】
また、実施例および比較例４の対比から、特に、雰囲気による流体圧力が実質的にアセンブリの表面全体に作用するようにアセンブリを基板支持部材により支持した状態で加圧することにより、ナノインプリントにおいて、残膜ムラの発生と剥がれ欠陥および未充填欠陥の発生とを抑制することができることが確認された。
【０１０４】
また、実施例および比較例５の対比から、特に、圧力容器内の圧力を所定の範囲内に設定することにより、残膜ムラの発生と剥がれ欠陥および未充填欠陥の発生とを抑制することができることが確認された。
【０１０５】
【表１】
2012190877.tif 000005
【符号の説明】
【０１０６】
１、２ メサ型モールド
５     従来のモールド
６     光硬化性樹脂
７     被加工基板
８     アセンブリ
８ａ   パターン対応部
９     封止カバー
１１、２１    支持部
１２、２２    メサ部
１３、２３    凹凸パターン
１５、２５    フランジ部
１００、２００、３００       ナノインプリント装置
１１０、２１０、３１０       圧力容器
１２０、２２０、３２０       気体導入部
１３０、２３０、３３０       排気部
１４０、２４０、３４０       基板支持部材
１４５、２４５、３４５       設置台
１５０、２５０、３５０       モールド支持部材
１６１、２６１、３６１       受光デバイス
１６２、２６２、３６２       露光光源
Ｄ１   メサ型モールドの支持部の厚さ
Ｄ２   メサ型モールドのメサ部の高さ
Ｐ１   モールドの表面にかかる流体圧力
Ｐ２   被加工基板および硬化性樹脂の表面にかかる流体圧力
Ｒ１   メサ部の凹凸パターン領域
Ｒ２   凹凸パターン領域以外のメサ部の領域
Ｓ１   基準面
【図１】
2012190877.tif 000006
【図３Ａ】
2012190877.tif 000007
【図３Ｂ】
2012190877.tif 000008
【図４】
2012190877.tif 000009
【図６Ａ】
2012190877.tif 000010
【図６Ｂ】
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【図７】
2012190877.tif 000012
【図８Ａ】
2012190877.tif 000013
【図８Ｂ】
2012190877.tif 000014
【図９】
2012190877.tif 000015
【図１１】
2012190877.tif 000016
【図１２Ａ】
2012190877.tif 000017
【図１２Ｂ】
2012190877.tif 000018
【図１２Ｃ】
2012190877.tif 000019
【図１３】
2012190877.tif 000020
【図２Ａ】
2012190877.tif 000021
【図２Ｂ】
2012190877.tif 000022
【図２Ｃ】
2012190877.tif 000023
【図５】
2012190877.tif 000024
【図１０】
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