(57)【要約】【課題】  転写時のスタンパ表面における球面形状の曲率を、適宜、変更することが可能な微細構造転写装置を提供する。【解決手段】  微細な凹凸パターンを被転写物に転写する微細構造転写装置であって、表面に微細な凹凸パターンを形成したスタンパと、前記スタンパを保持するためのスタンパ保持部とを備え、前記スタンパ保持部は、透光性のバックアップ部材と、当該バックアップ部材の中央部を覆って取り付けられたスタンパバックアップ弾性体と、前記スタンパを吸着保持するための負圧を導入する空間と、そして、前記スタンパ保持部を取り囲んで形成され、前記スタンパの外周部と当接する部材を備えており、更に、前記当接部材は、前記バックアップ部材に対して移動可能となっており、もって、前記スタンパバックアップ弾性体に押し付けられる前記スタンパの湾曲面の曲率を変更可能とした。【選択図】図１
2013118233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細な凹凸パターンを被転写物に転写する微細構造転写装置であって、
表面に微細な凹凸パターンを形成したスタンパと、
前記スタンパを保持するためのスタンパ保持部とを備え、
前記スタンパ保持部は、透光性のバックアップ部材と、当該バックアップ部材の中央部を覆って取り付けられたスタンパバックアップ弾性体と、前記スタンパを吸着保持するための負圧を導入する空間と、そして、前記スタンパ保持部を取り囲んで形成され、前記スタンパの外周部と当接する部材を備えており、更に、
前記当接部材は、前記バックアップ部材に対して移動可能となっており、もって、前記スタンパバックアップ弾性体に押し付けられる前記スタンパの湾曲面の曲率を変更可能としたことを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載した微細構造転写装置において、前記当接部材は、圧力により、前記バックアップ部材に対して移動可能となっていることを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載した微細構造転写装置において、前記当接部材は、前記スタンパ保持部を取り囲んで形成された円環状の枠部材の内部の空間内に移動可能に配置されており、更に、当該枠部材と前記当接部材との間に形成された空間内に圧力を導入する手段を備えていることを特徴とする微細構造転写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被転写体の表面にスタンパに形成された微細構造を転写する微細構造転写装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路は微細化，集積化が進んでおり、その微細加工を実現するためのパターン転写技術としてフォトリソグラフィ装置の高精度化が進められてきた。しかし、加工方法が光露光の光源の波長に近づき、リソグラフィ技術も限界に近づいてきた。そのため、さらなる微細化，高精度化を進めるために、リソグラフィ技術に代わり、荷電粒子線装置の一種である電子線描画装置が用いられるようになった。
【０００３】
電子線を用いたパターン形成は、ｉ線、エキシマレーザー等の光源を用いたパターン形成における一括露光方法とは異なり、マスクパターンを描画していく方法をとるため、描画するパターンが多ければ多いほど露光（描画）時間がかかり、パターン形成に時間がかかることが欠点とされている。そのため、２５６メガ、１ギガ、４ギガと、集積度が飛躍的に高まるにつれ、その分パターン形成時間も飛躍的に長くなることになり、スループットが著しく劣ることが懸念される。そこで、電子ビーム描画装置の高速化のために、各種形状のマスクを組み合わせそれらに一括して電子ビームを照射して複雑な形状の電子ビームを形成する一括図形照射法の開発が進められている。この結果、パターンの微細化が進められる一方で、電子線描画装置を大型化せざるを得ないほか、マスク位置をより高精度に制御する機構が必要になるなど、装置コストが高くなるという欠点があった。
【０００４】
これに対し、微細なパターン形成を低コストで行うためのインプリント技術がある。これは、基板上に形成したいパターンと同じパターンの凹凸を有するスタンパを、被転写基板表面に形成されたレジスト膜層に対して型押し、スタンパを剥離することで所定のパターンをレジスト上に転写する技術であり、シリコンウエハをスタンパとして用い、２５ナノメートル以下の微細構造を転写により形成可能であるとしている。そして、インプリント技術は大容量記録媒体の記録ビット形成、半導体集積回路パターン形成等への応用が検討されてきている。
【０００５】
かかるインプリント技術では、大容量記録媒体基板や半導体集積回路基板上に微細パターンを高精度に転写するには、表面に微小なうねりが発生している被転写基板表面上のパターン転写領域に均一に圧力が加わるよう、スタンパを押し付ける必要がある。また、転写時においては、スタンパ表面における球面形状の曲率を、被転写物の材料に適した状態に合わせて、又は、被転写物の大きさに合わせて変更することも必要となる。
【０００６】
以下の特許文献１には、光ディスクの製造方法において原版にたわみを発生させながら転写を行うことにより、表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することに関する発明が記載されている。
【０００７】
また、以下の特許文献２および３には、スタンパを流体で加圧して湾曲させながら転写することにより、表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することに関する発明が記載されている。
【０００８】
更に、以下の特許文献４には、ナノインプリントにより微細なパターンを転写する技術において、真空中または液化ガス中で転写することにより表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止し、均一なパターン転写を行うことに関する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３０３３８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２３００２７号公報
【特許文献３】特開２００６−０１８９７５号公報
【特許文献４】特開２００９−２２０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記した特許文献１に記載されている転写方式は、機械固定方式であり、スタンパとの摺動部における発塵の影響が考慮されていない。また、微小量を連続的に変形させることが困難であることによるレジストの濡れ広がりムラが発生する点について勿論のこと、転写時のスタンパ表面における球面形状の曲率を、被転写物の材料に適した状態に合わせて、又は、被転写物の大きさに合わせて変更することについては、考慮されていない。
【００１１】
一方、前記特許文献２および３に記載されている転写方式では、スタンパ面を、流体を用いて球面状にすることにより、表面の微細なうねりによる気泡の発生は抑えられるものの、流体の漏れにより発生する発塵により環境の清浄度を低下させてしまうこと、及び構造が複雑になるなどの問題があると共に、転写時のスタンパ表面における球面形状の曲率を変更するための構造については、考慮されていない。
【００１２】
さらに、前記特許文献４に記載された方法では、雰囲気を真空とすることにより、表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することができるが、全体を真空槽の中に入れなければならず装置が大型化してしまうとともに、真空槽への出し入れに時間がかかり、全体のスループットが低下してしまうという問題があった。加えて、転写時のスタンパ表面における球面形状の曲率を変更することについては考慮されていない。
【００１３】
そこで、本発明は、上記した従来技術の課題を解決するために達成されたものであり、その目的は、転写時のスタンパ表面における球面形状の曲率を、適宜、変更することが可能な微細構造転写装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明によれば、微細な凹凸パターンを被転写物に転写する微細構造転写装置であって、表面に微細な凹凸パターンを形成したスタンパと、前記スタンパを保持するためのスタンパ保持部とを備え、前記スタンパ保持部は、透光性のバックアップ部材と、当該バックアップ部材の中央部を覆って取り付けられたスタンパバックアップ弾性体と、前記スタンパを吸着保持するための負圧を導入する空間と、そして、前記スタンパ保持部を取り囲んで形成され、前記スタンパの外周部と当接する部材を備えており、更に、前記当接部材は、前記バックアップ部材に対して移動可能となっており、もって、前記スタンパバックアップ弾性体に押し付けられる前記スタンパの湾曲面の曲率を変更可能とした微細構造転写装置が提供される。
【００１５】
また、本発明では、前記に記載した微細構造転写装置において、前記当接部材は、圧力により、前記バックアップ部材に対して移動可能となっていることが好ましく、更には、前記当接部材は、前記スタンパ保持部を取り囲んで形成された円環状の枠部材の内部の空間内に移動可能に配置されており、更に、当該枠部材と前記当接部材との間に形成された空間内に圧力を導入する手段を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明によれば、転写時におけるスタンパ表面の球面形状の曲率を、適宜、被転写物の材料に適した状態に合わせて、又は、被転写物の大きさに合わせて、最適に変更することが可能となり、もって、製造する機種の変更にも拘わらず、全体のスループットが低下してしまうことなく、微細なパターンを転写することが可能となる微細構造転写装置が提供されるという、優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態になる微細構造転写装置の全体構成を説明する一部断面を含む斜視図である。
【図２】上記微細構造転写装置をその周辺装置も含めて示すブロック図である。
【図３】上記微細構造転写装置における微細パターンの転写動作を説明するためのフロー図である。
【図４】上記微細パターンの転写動作時における微細構造転写装置内の圧力などの状態の変移を示す図である。
【図５】上記微細構造転写装置におけるスタンパの湾曲状態を示すため図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態になる微細構造転写装置について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１には、本発明の一実施の形態になる微細構造転写装置の構成を示す。当該装置は、図からも明らかなように、主に、薄い円盤状のスタンパ１００と、そして、当該スタンパをその下面に吸着して保持（真空保持）するための、その外形が円筒状のスタンパ保持部２００とから構成されている。
【００２０】
なお、上記のスタンパ１００は、その表面（図では下面）に微細な凹凸パターンを転写するための転写部１０１を備えており、例えば、ディスク基板など、所謂、被転写物の表面に図示しない塗布装置によりレジストなどを塗布した後、当該表面を押し付けることにより、微細な凹凸パターンを形成する。
【００２１】
また、スタンパ保持部２００は、その中央部に、例えば、石英やガラスなどの透光性の部材からなるバックアップ部材２０１と、その周囲を取り囲むように設けられ、その内部に空間を形成した円環状の枠部材２０２と、当該枠部材２０２の内部空間において移動可能（図における矢印の方向）に挿入／配置されたリング状の部材２０３と、そして、スタンパ保持部２００の表面（図では下面）中央部に取り付けられたスタンパバックアップ弾性体２０４を備えている。なお、このスタンパバックアップ弾性体２０４は、上記バックアップ部材２０１よりもその径が小さく（即ち、円環状の枠部材２０２との間に環状の空間を形成している）、かつ、より柔らかい（弾性率が高い）材料で形成され、例えば、シリコンゴム等の透光性の弾性部材から形成されている。また、リング状部材２０３は、スタンパ１００の裏面において、その外周部分と当接するように構成／配置されている。
【００２２】
一方、枠部材２０２は、例えば、鉄等の金属により形成されており、その一部（本例では、外周面）には、後にその詳細を説明するが、スタンパ保持部２００の内部に形成された複数（本例では、二つの空間）の空間に対して所望の圧力を導入するための圧力導入ダクト２２１、２２２が形成されている。また、上記リング状部材２０３の一部にも、一方の圧力導入ダクト２２１とほぼ一致する位置に、圧力導入用の貫通孔２２３が形成されている。即ち、圧力導入ダクト２２１の圧力は、当該圧力導入孔２２３を通して、上記環状の枠部材２０２とバックアップ弾性体２０４との間に形成された環状の空間に導かれる。他方、圧力導入ダクト２２２の圧力は、上記環状の枠部材２０２とリング状部材２０３との間に形成される空間内に導入される。また、図中の、図中の符号２０５は、上記リング状部材２０３の外周と内周にそれぞれ設けられたシーリングのための、所謂、Ｏリングであり、これにより、当該環状の枠部材２０２内におけるリング状部材２０３の移動にもかかわらず、上記枠部材２０２とリング状部材２０３との間に形成される空間を外部に対して気密に保持することが出来る。
【００２３】
即ち、上記にその詳細な構成を述べたスタンパ保持部２００によれば、環状の枠部材２０２とバックアップ弾性体２０４との間に形成された環状の空間を負圧にすることにより、上記円盤状のスタンパ１００をその下面に固定／保持することが出来る。また、上記枠部材２０２とリング状部材２０３との間に形成される空間内に圧力（制圧又は負圧）を導入することにより、上記リング状部材２０３を図の矢印方向に移動することが可能となる。このことにより、以下にも詳細に説明するが、上記したスタンパ１００の表面を、所望の曲率を有する球面状に変更するための機構を構成する。
【００２４】
次に、添付の図２は、上記に詳細な構成を述べたスタンパ１００とそれを保持／固定するためのスタンパ保持部２００と共に、スタンパ保持部２００に対して、所望の圧力を供給／制御する制御装置３００を含めたブロック図である。図において、符号４００は、正圧を発生するためのコンプレッサを示しており、符号５００は、負圧を発生するためのポンプを示している。これらコンプレッサ４００とポンプ５００からの圧力は、制御バルブ６１０を介して選択的に、上記スタンパ保持部２００の圧力導入ダクト２２２に導かれており、更に、ポンプ５００からの圧力（負圧）は、他の制御バルブ６２０を介して、圧力導入ダクト２２１に導かれている。なお、ここでは、一例として、正圧を発生するため手段としてコンプレッサを、また、負圧を発生するための手段としてポンプを示したが、これに限定されることなく、その他、例えば、アキュムレータを負圧源や正圧源として用いてもよい。
【００２５】
一方、制御装置３００は、これらコンプレッサ４００や真空ポンプ５００、更には、制御バルブ６１０、６２０を駆動／制御するための駆動／制御部（具体的には、バルブ駆動／制御部３１０、コンプレッサ駆動／制御部３２０、ポンプ駆動／制御部３３０）を備えると共に、これらの制御を行うための演算処理を行う中央演算処理部（ＣＰＵ）３４０やそのための記憶装置（メモリ）３５０を備えている。
【００２６】
続いて、上述した微細構造転写装置による転写時の動作について、添付の図３及び図４を参照しながら説明する。なお、以下に示す動作は、例えば、上記図２に示したメモリ３５０内に予め格納されたプログラムに基づいてＣＰＵ３４０により実行される。
【００２７】
図３のフローチャート図を参照しながら、まず、レジストの塗布が行われた転写前のディスク基板（図示しない）を、装置の所定の位置に配置する（ステップＳ３１）。なお、この塗布方式にはスピンコートまたはインクジェットなどが用いられる。
【００２８】
次に、スタンパ１００の背面を負圧にして、即ち、上記ポンプ５００により発生した負圧（負圧Ａ）を、スタンパ保持部２００の枠部材２０２とバックアップ弾性体２０４との間に形成された環状の空間内に導くことにより、スタンパ１００を保持する（ステップＳ３２）。この時の微細構造転写装置内の圧力などの状態を、添付の図４（Ａ）に示す。なお、この時、リング状部材２０３は、その自重により、所定の位置（図の最下位置）に戻るが、場合によっては、環状の枠部材２０２とリング状部材２０３との間に形成される空間内に圧力（正圧Ｂ）を導入することにより、当該リング状部材２０３を最下位置に戻してもよい。
【００２９】
続いて、上記において、枠部材２０２とバックアップ弾性体２０４との間の空間内に導かれた負圧（負圧Ａ）を制御することにより、スタンパ１００をスタンパバックアップ弾性体２０４に押し付けることにより、当該スタンパを変形させる（ステップＳ３３）。即ち、これにより、スタンパ１００の表面を球面形状に湾曲させる。この時、更に、環状の枠部材２０２とリング状部材２０３との間の空間内に導入される圧力（正圧又は負圧）を、適宜、制御することによれば、スタンパ１００の周辺部に当接するリング状部材２０３の位置（図の上下方向）を変えることが可能となり、もって、スタンパ１００の表面を球面形状の曲率を、適宜、変更することが可能となる。なお、この時の微細構造転写装置内の圧力などの状態を、添付の図４（Ｂ）に示す。
【００３０】
より具体的には、例えば、被転写物の材料に適した状態に合わせて、又は、被転写物の大きさに合わせて、予め、必要な曲率を求めておき、そして、当該曲率を得るために必要となる上記負圧（値）Ａと共に、更には、必要な正圧（値）Ｂをも求め、これらを、上記メモリ３５０内に予め格納しておく。そして、必要に応じてメモリから読み出し、これに基づいて、上述したコンプレッサ４００やポンプ５００、更には、制御バルブ６１０、６２０を制御すればよい。
【００３１】
ここで、図５に、上述した微細構造転写装置におけるスタンパ１００の湾曲状態を示すため、スタンパの表面高さをプロットしたグラフ７００を示す。変形前の状態を７０１に、変形後の状態（３段階）を７０２〜７０４により示す。即ち、上記で説明した初期状態のスタンパ１００は、グラフの曲線７０１の状態である。また、スタンパの背面の空間が真空排気されて上面スタンパの外周部付近がスタンパ保持部に押し当てられ、中心部付近がスタンパバックアップ弾性体に押し当てられて凸形状に変形（湾曲）したスタンパは、７０２〜７０４の状態である。このことから、被転写物の材料に適した状態に合わせて、又は、被転写物の大きさに合わせて最適に変更することが分かる。
【００３２】
続いて、図示しない上面加圧密着ユニットを駆動して、加圧ベースをディスク基板に近づけ、上述したスタンパ１００を、その中央部から周辺部に向けてディスク基板に押し当てる（ステップＳ３４）。この時の微細構造転写装置内の圧力などの状態を、添付の図４（Ｃ）に示す。即ち、スタンパ１００は、上記のステップにおいて、被転写物の材料に適した状態に合わせて、又は、被転写物の大きさに合わせて、最適な曲率を持った球面形状になっていることから、当該スタンパ１００を、ディスク基板に対して、より良好な状態で押し当てることが可能となる。そして、押し付け圧力（図の「加圧」）が所定の値になった時に、加圧ベースの移動を停止し（ステップＳ３５）、更に、スタンパ１００の背面の真空排気（負圧Ａ、圧力Ｂ）を停止する（ステップＳ３６）。
【００３３】
その後、スタンパ１００をディスク基板の全面に押し付け（ステップＳ３７）、ＵＶ光を照射してレジストを露光する（ステップＳ３８）。この時の微細構造転写装置内の圧力などの状態を、添付の図４（Ｄ）に示す。
【００３４】
そして、レジストの露光を完了した後、上面加圧密着ユニットを後退させ、スタンパ１００を被転写物であるディスク基板の表面から剥離する（ステップＳ３９）。この時の微細構造転写装置内の圧力などの状態を、添付の図４（Ｅ）に示す。なお、この時、負圧Ａを、スタンパ保持部２００の枠部材２０２とバックアップ弾性体２０４との間に形成された環状の空間内に導くことにより、スタンパ１００を保持する。
【００３５】
以上に詳述した本発明になる微細構造転写装置によれば、転写時におけるスタンパ表面の球面形状の曲率を、適宜、被転写物の材料に適した状態に合わせて、又は、被転写物の大きさに合わせて、最適に変更することが可能となり、もって、製造する機種の変更にも拘わらず、全体のスループットが低下してしまうことなく、微細なパターンを転写することが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１００…スタンパ、１０１…転写部、２００…スタンパ保持部、２０１…バックアップ部材、２０２…枠部材、２０３…リング状部材、２０４…スタンパバックアップ弾性体、２２１、２２２…圧力導入ダクト、２２３…圧力導入孔、３００…制御装置、４００…コンプレッサ、５００…真空ポンプ、６１０、６２０…制御バルブ。
【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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