(57)【要約】【課題】薄型基板への微小ピット転写をより高速かつ精密に行う微小パターン転写装置を提供する。【解決手段】第１冶具（１０２）、スタンパ（１００）、熱可塑性シート（１０４）及び第２冶具（１０４）をこの順で重ねた積層体を、重なり方向において加熱及び加圧し、前記スタンパに刻まれた微小パターンを前記熱可塑性シート上に転写する微小パターン転写装置であって、前記第１冶具、前記スタンパ及び前記第２冶具の外径が前記熱可塑性シートの外径より大きく、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の外周部の高さが内周部の高さより高くなるようにすることで、外周部において加わる転写圧力が大きくなり、外周部の熱容量が大きくなり、より均一な加熱加圧を行うことができるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１冶具、スタンパ、熱可塑性シート及び第２冶具をこの順で重ねた積層体を、重なり方向において加熱及び加圧し、前記スタンパに刻まれた微小パターンを前記熱可塑性シート上に転写する微小パターン転写装置であって、
前記第１冶具、前記スタンパ及び前記第２冶具の外径が前記熱可塑性シートの外径より大きく、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の外周部の高さが内周部の高さより高いことを特徴とする微小パターン転写装置。
【請求項２】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の外周部の厚さは、内周部の厚さより２０％以上厚いことを特徴とする請求項１記載の微小パターン転写装置。
【請求項３】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部の直径は、前記第２冶具の直径の８０％程度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の微小パターン転写装置。
【請求項４】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部に、前記第２冶具の材質より熱伝導度の大きい材質からなる熱分布補正板が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の微小パターン転写装置。
【請求項５】
前記第２冶具はステンレスから成り、前記熱分布補正板は銅から成ることを特徴とする請求項４記載の微小パターン転写装置。
【請求項６】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部に、冷却用フィンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の微小パターン転写装置。
【請求項７】
前記冷却用フィンは、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の中心に近づくにつれて密に配置されることを特徴とする請求項６記載の微小パターン転写装置。
【請求項８】
第１冶具の上にスタンパを設置する工程と、
前記スタンパの上に熱可塑性シートを設置する工程と、
前記熱可塑性シートの上に第２冶具を設置する工程と、
積層された前記第１冶具、スタンパ、熱可塑性シート及び第２冶具を、積層方向において加熱及び加圧し、前記スタンパに刻まれた微小パターンを前記熱可塑性シート上に転写する工程とを含む微小パターン転写方法であって、
前記第１冶具、前記スタンパ及び前記第２冶具の外径が前記熱可塑性シートの外径より大きく、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の外周部の高さが内周部の高さより高いことを特徴とする微小パターン転写方法。
【請求項９】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の外周部の厚さは、内周部の厚さより２０％以上厚いことを特徴とする請求項８記載の微小パターン転写方法。
【請求項１０】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部の直径は、前記第２冶具の直径の８０％程度であることを特徴とする請求項８又は９に記載の微小パターン転写方法。
【請求項１１】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部に、前記第２冶具の材質より熱伝導度の大きい材質からなる熱分布補正板が配置されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の微小パターン転写方法。
【請求項１２】
前記第２冶具はステンレスから成り、前記熱分布補正板は銅から成ることを特徴とする請求項１１記載の微小パターン転写方法。
【請求項１３】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部に、冷却用フィンが設けられていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の微小パターン転写方法。
【請求項１４】
前記冷却用フィンは、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の中心に近づくにつれて密に配置されることを特徴とする請求項１３記載の微小パターン転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小パターンを転写する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンストン大学のスティーブン  ワイ．チョウ（Stephen Y. Chou）教授らにより、安価な手法で高アスペクト比（パターンの幅に対する高さが高い）の微小パターンを転写する方法として、ナノインプリント方式が多数報告されている。ナノインプリント方式は、主に、紫外線硬化樹脂をパターン転写に用いる光ナノインプリント方式と、熱可塑性物質に熱と圧力を加えることによりパターン転写を行う熱ナノインプリント方式とに分けることができる。特に後者の方法は、材料として薄いシート材料を用いることにより、フラットパネルディスプレイ、電子カードなどを安価に作製する方法（特に、シート熱ナノインプリントと呼ぶ）として注目を集めいている。
【０００３】
記録メディアの世界においても、例えば、光ディクスにおいては、薄いＰＣ（ポリカーボネート）製フィルム上に光ディスクパターンをシート熱ナノインプリントし、記録メディアとして用いることにより、体積あたりの記録容量を飛躍的に増す技術が注目されている。例えば、特許文献１には、厚さ１００μｍ以下の薄い光ディスクと、その薄型光ディスクを面ぶれが少なく安定に回転させるためのスタビライザーとを組み合わせることによる大容量記録再生システムが提案されている。
【０００４】
光ディスクの作製においては、射出成形による基板成形が一般的であるが、上記のような薄い基板の作製は、金型とスタンパの間に樹脂の充填ができないため、技術的に困難であった。また、２Ｐ法による薄い基板上へのパターニングは、技術的には可能であるが、コスト的な課題が未解決である。
【０００５】
これに対して、薄いシート基板への直接のパターニングであるシート熱ナノインプリント法は、技術的にもコスト的にも、上記従来技術より格段に優れているといえる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９１９７０号公報
【特許文献２】特開２００２−１５４１５７号公報
【特許文献３】特開２００４−１００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、シート熱ナノインプリント法を用いれば、材料となる薄いシートさえあれば薄い光ディスクを作製することが可能である。しかしながら、光ディスクの外径１２０ｍｍの大面積の転写を行う際には、シートとスタンパとを平坦に設置するのが困難であるため、良好な転写状態が得られないという問題があった。
【０００８】
そのため、特許文献２及び３において、良好な転写状態にするために、転写装置の少なくとも一部を真空引きして、シートとスタンパ中に残存する空気を追い出すことにより、両者をより平坦に設置する工夫が提案されている。しかし、真空引きによる方法によると、真空引きに要する時間が余計に必要となることはもちろんのこと、真空引きを行える冶具構造にするためには必然的に各種部品サイズが大きくなるため、温度上昇下降に要する時間が増える。すなわち、一回の転写に対するタクトタイムが増えるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明者等の当初の検討から、スタンパとシートをホールドし、さらにスループットを上げるためには、プレス機の熱容量が大きいため、プレス機とは別に冶具を用意するのが最も有効であることが分かった。しかしながら、これにより以下のような２つの問題が生じた。
【００１０】
１．圧力の不均一性に関する問題
本発明者等は、上記コンセプトに基づいて、プレス機とは独立してスタンパを支える冶具（冶具Ａと呼ぶ）と、上記熱可塑性プラスチックシートをスタンパとは反対側から押さえる冶具（冶具Ｂと呼ぶ）とを備えた一組の冶具を用いた。冶具Ａと冶具Ｂの機械加工精度（平坦度）限界は数μｍ以上であった。光ディスクのパターンは０．１μｍ以下であるため、この精度を補償するために弾性体（シリコンゴムを冶具Ａとスタンパの間に入れるが、圧力分布をゼロにすることはできなかった。特に最外周部での転写圧力が内周部と比べて低くなった。これは、開放端で転写圧力が下がるためだと思われる。
【００１１】
２．温度不均一性に関する問題
上記１．のような構成にすると、高温のプレス機面に直接接しない冶具外周部端面が大きくなること、また、冷却時における空気との接触面積が他の部分と比べて大きくなることなどから、過熱冷却時に温度部分布が生じ、これらの部分は他の部分と比べて５〜１０℃低い温度になった。
【００１２】
これらの問題のため、薄型基板への微小ピット転写を高速かつ精密に行うことは困難であった。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、プレス機とは別に用意した冶具を最適化して、薄型基板への微小ピット転写をより高速かつ精密に行う微小パターン転写装置及び微小パターン転写方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の微小パターン転写装置は、第１冶具、スタンパ、熱可塑性シート及び第２冶具をこの順で重ねた積層体を、重なり方向において加熱及び加圧し、前記スタンパに刻まれた微小パターンを前記熱可塑性シート上に転写する微小パターン転写装置であって、前記第１冶具、前記スタンパ及び前記第２冶具の外径が前記熱可塑性シートの外径より大きく、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の外周部の高さが内周部の高さより高いことを特徴とする。このようにすれば、外周部において加わる転写圧力が大きくなり、外周部の熱容量が大きくなり、より均一な加熱加圧を行うことが可能となる。
【００１５】
好適には、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の外周部の厚さを、内周部の厚さより２０％以上厚くする。
【００１６】
好適には、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部の直径は、前記第２冶具の直径の８０％程度である。
【００１７】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部に、前記第２冶具の材質より熱伝導度の大きい材質からなる熱分布補正板を配置してもよい。このようにすれば、過熱冷却時の温度部分布をより均一にすることができる。
【００１８】
この場合、前記第２冶具はステンレスから成り、前記熱分布補正板は銅から成ることが好適である。
【００１９】
前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の内周部に、冷却用フィンを設けてもよい。このようにすれば、過熱冷却時の温度部分布をより均一にすることができる。
【００２０】
この場合、前記冷却用フィンを、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の中心に近づくにつれて密に配置すれば、過熱冷却時の温度部分布をより均一にすることができる。
【００２１】
本発明の微小パターン転写方法は、第１冶具の上にスタンパを設置する工程と、前記スタンパの上に熱可塑性シートを設置する工程と、前記熱可塑性シートの上に第２冶具を設置する工程と、積層された前記第１冶具、スタンパ、熱可塑性シート及び第２冶具を、積層方向において加熱及び加圧し、前記スタンパに刻まれた微小パターンを前記熱可塑性シート上に転写する工程とを含む微小パターン転写装置であって、前記第１冶具、前記スタンパ及び前記第２冶具の外径が前記熱可塑性シートの外径より大きく、前記第２冶具の加熱及び加圧を受ける面の外周部の高さが内周部の高さより高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の微小パターン転写装置及び微小パターン転写方法によれば、薄型基板への微小ピット転写をより高速かつ精密に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の微小パターン転写装置は、シート熱ナノインプリント法を適用するものであり、加熱機構と加圧機構を備えたプレス機を用いてスタンパに刻まれた微小パターンを熱可塑性シート上に転写する装置であって、プレス機とは独立してスタンパを支える冶具（冶具Ａと呼ぶ）と、上記熱可塑性プラスチックシートをスタンパとは反対側から押さえる冶具（冶具Ｂと呼ぶ）とを備えた一組の冶具を用いる。
【００２４】
まず、従来の微小パターン転写装置とその問題点について説明する。
【００２５】
図６は、薄型光ディスクを作製する従来の微小パターン転写装置の冶具構造の一例を示す断面図である。図６に示すように、スタンパ６００を、シリコンゴム６０１を介してスタンパホルダ冶具６０２によって支える。スタンパ６００上にＰＣシート６０３を配置し、ＰＣシート６０３上に鏡面冶具６０４を配置する。ここで、シリコンゴム６０１は、各種冶具の面精度を吸収するための弾性体であり、熱に耐える素材としている。スタンパホルダ冶具６０２には、光ディスク（ＰＣシート６０３）のセンタホールを支持するために、中心にピンが立てられている。ＰＣシート６０３は、外径１２０ｍｍの円板状に予め成形され、中心に内径１５ｍｍのセンタホールが設けられており、このセンタホールがスタンパホルダ冶具６０２のピンが通されて設置される。鏡面冶具６０４にも同様に中心位置に穴が形成されており、スタンパホルダ冶具６０２が通される構造となっている。なお、鏡面冶具６０４は、光ディスクの記録再生特性が劣化しないように、十分な鏡面精度を持たせる必要がある。これらの冶具構造を、プレス機６０５によって上下から加熱しながら加圧する。
【００２６】
従来の微小パターン転写装置の問題を確認するため、図６に示す微小パターン転写装置の冶具構造を用いて光ディスクを製造した。
【００２７】
まず、前準備として、加熱加圧が十分精度よく制御され、かつ、十分な面精度を持ったプレス機を用意した。次に、光ディスクパターンが刻まれたＮｉ製スタンパと、該スタンパを保持するスタンパホルダ冶具と、機械加工精度を補償するためのシリコンゴムと、ＰＣシートと、該ＰＣシートを挟んでスタンパホルダ冶具と対向した配置に該ＰＣシートを押さえ込む鏡面冶具を用意した。なお、スタンパへのシート設置に際しては室温で行い、集中除電ブローによってシートの帯電を極力減らすことによって、常に同一程度の平らな設置具合になるようにした。転写状況は、原子力間顕微鏡による観察のほか、ドライブに掛けてサーボ信号を調べることによって判断した。
【００２８】
次に、上述したように、シリコンゴムを間に挟んで、スタンパをスタンパホルダ冶具に設置し、鏡面冶具をそれに対向して設置し、スタンパと鏡面冶具の間にＰＣシートを設置した。次に、この冶具セットに対して予熱工程を施してからプレス機に移し、本加熱と加圧を行った。その後、圧力を開放し、冷却台に移した。適切な温度で各種冶具とＰＣシートを分離剥離し、できた光ディスクを集積し、転写状態に関して調べた。すると、転写状態はおおむね良好であったものの、ほとんどすべてのディスクの最外周部においてサーボ信号が劣化し、そのサーボ信号劣化具合は、各種プロセス条件にはあまりよらないことが分かった。
【００２９】
本発明者等は、これらの結果のように、不具合が最外周部のみに見られることに着目し、内周部と最外周部における圧力及び温度に関して、シミュレーションなどを用いて考察を進めた。そして、（ｉ）ディスク最外周部において圧力開放部に相当する該終端において、最外周部での転写圧力が内周部と比べて低くなること（圧力の不均一性に関する問題）、（ｉｉ）最外周部では冷却時における空気との接触面積が他の部分と比べて大きくなることなどから、加熱冷却時に不均一な温度分布が発生していること（温度不均一性に関する問題）を見出した。すなわち、最外周部においてサーボ信号の劣化をなくすには、特に、最外周部での転写圧力を上げ、温度を上げるような冶具にすることが重要であると考え、冶具を以下のように変更することを思いついた。
【００３０】
（ａ）冶具Ｂのプレス機に接する側の外周部の高さを高くした。すなわち、外周部にリング状の凸部を設けた。プレス機が接触し、加圧する面は、このリング状の凸部となる。また、冶具Ｂの外径をシート外径より大きくした。冶具Ｂ自体は、転写圧力下でも十分な強度を持つが、プレス機からの圧力は、リング状の凸部がある外周部に集中するため、外周部に比べて、シート外径より外側の部分がわずかにより大きくたわむ。これにより、冶具全面が平らな場合と比較して本形状にした場合のほうが、外周部において加わる転写圧力が大きくなる。
【００３１】
（ｂ）（ａ）のような形状にしておくと、外周部のほうが熱容量が大きくなるため、冷却工程の際に外周部の冷え方が遅くなり、冶具全体の冷却過程がより均一な温度のまま進行するという利点もある。さらに、内周部に冷却用のフィン（凹凸形状）を形成し、冷却効率を向上させることもできる。さらには、冶具Ｂを２種類以上の材料から構成し、かつ、冶具Ｂの内周部に配置する材料の熱伝導度が、外周部に配置する材料の熱伝導度より大きくなるようにする。これにより、温度分布をより均一にすることができる。
【００３２】
実施に、（ａ）、（ｂ）の工夫をした冶具Ｂを用いてディスクを作製し、従来の冶具で作製したディスクと比較した。すると、最外周部でのサーボ信号の劣化が大幅に低減したことを確認することができた。
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の微小パターン転写装置及びこの装置を用いたシート熱ナノインプリント方法について説明する。図２〜６は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成及び動作は同様であるとする。
【００３４】
＜冶具構造の説明＞
（１）第１の実施形態
図１は、薄型光ディスクを作製する本発明の第１の実施形態の微小パターン転写装置の冶具構造を示す断面図である。図１に示すように、スタンパ１００を、シリコンゴム１０１を介してスタンパホルダ冶具１０２によって支える。スタンパ１００上にＰＣシート１０３を配置し、ＰＣシート１０３上に鏡面冶具１０４を配置する。ここで、シリコンゴム１０１は、各種冶具の面精度を吸収するための弾性体であり、熱に耐える素材としている。スタンパホルダ冶具１０２には、光ディスク（ＰＣシート１０３）のセンタホールを支持するために、中心にピンが立てられている。ＰＣシート１０３は、外径１２０ｍｍの円板状に予め成形され、中心に内径１５ｍｍのセンタホールが設けられており、このセンタホールがスタンパホルダ冶具１０２のピンに通されて設置される。鏡面冶具１０４にも同様に中心位置に穴が形成されており、スタンパホルダ冶具１０２のピンが通される構造となっている。なお、鏡面冶具１０４は、光ディスクの記録再生特性が劣化しないように、十分な鏡面精度を持たせる必要がある。これらの冶具構造を、プレス機１０５によって上下から加熱しながら加圧する。
【００３５】
本発明の微小パターン転写装置の冶具構造においては、スタンパ１００、シリコンゴム１０１、スタンパホルダ冶具１０２、鏡面冶具１０４及びプレス機１０５の外径は、ＰＣシート１０３の外径より大きくする。さらに、鏡面冶具１０４のＰＣシート１０３と接触する面と反対側、すなわち、鏡面冶具１０４のプレス機１０５が接触する面において、外周部分の高さを内周部分の高さより高くする。したがって、外周部分は、内周部分より厚くなる。このようにすることにより、プレス機１０５は、鏡面冶具１０４の外周部分のみに接触し、加圧する。鏡面冶具１０４は、転写圧力下でも十分な強度を有するように設計されていても、プレス機１０５からの圧力が外周部分に集中するため、内周部分に比べて、ＰＣシート１０３の外径より外側の部分がわずかに大きくたわむ。これにより、従来のような鏡面冶具全面が平らな場合と比較して、外周部において圧力が大きくなる。
【００３６】
また、上記のような形状にしておくと、内周部に比べて外周部の方が熱容量が大きくなるため、冷却工程の際に内周部に比べて外周部の冷え方が遅くなり、冶具全体の冷却工程がより均一な温度のまま進行するという利点もある。
【００３７】
鏡面冶具１０４の内周部の厚さは３ｍｍ〜５ｍｍ程度が好適であり、外周部の厚さは内周部の厚さより２０％程度厚くするのが好適である。鏡面冶具１０４の内周部の直径は、ＰＣシート１０３の外径より小さいほうが望ましく、鏡面冶具１０４の外径の８０％程度が好適である。鏡面冶具１０４の材質は、ステンレス、例えば、ＳＵＳ４２０が好適である。
【００３８】
（２）第２の実施形態
図２は、本発明の第２の実施形態の微小パターン転写装置の冶具構造を示す断面図である。スタンパ１００、シリコンゴム１０１、スタンパホルダ冶具１０２、ＰＣシート１０３及びプレス機１０５は、第１の実施形態と同様である。本実施形態の鏡面冶具２０４は、第１の実施形態の鏡面冶具１０４のように外周部の高さを内周部より高くしたのに加え、鏡面冶具本体とは異なる材料から成る熱分布補正板２０５を内周部に配置してある。この熱分布補正板２０５は、鏡面冶具２０４と同様のセンタホールを有する円盤形状で、厚さが１〜２ｍｍで、鏡面冶具本体の材料の熱伝導度より大きい熱伝導度を有する材料、例えば銅から成る。このようにすることにより、冷却効率をより一層向上させることが可能となる。
【００３９】
（３）第３の実施の形態
図３は、本発明の第３の実施形態の微小パターン転写装置の冶具構造を示す断面図である。スタンパ１００、シリコンゴム１０１、スタンパホルダ冶具１０２、ＰＣシート１０３及びプレス機１０５は、第１の実施形態と同様である。本実施形態の鏡面冶具３０４は、第１の実施形態の鏡面冶具１０４のように外周部の高さを内周部より高くしたのに加え、内周部に冷却用のフィン（凹凸形状）３０５を形成してある。このようにすることにより、冷却効率をより一層向上させることが可能となる。冷却用フィン３０５を、鏡面冶具３０４の中心に近づくにつれて密になるように配置すれば、過熱冷却時の温度部分布をより均一にすることができる。
【００４０】
＜シート熱ナノインプリント工程の説明＞
図４は、上記第１乃至第３の実施形態に共通する、本発明の微小パターン転写装置によるシート熱ナノインプリント工程を説明する流れ図である。上述した第１の実施形態の微小パターン転写装置の冶具構造を用いた場合を例として説明する。ステップＳ４０１において、シリコンゴム１０１及びスタンパ１００を予め設置したスタンパホルダ冶具１０２上に、形状成形後のＰＣシート１０３を設置する。ステップＳ４０２において、ＰＣシート１０３上に鏡面冶具１０４を設置する。ステップＳ４０３において、予熱し、ＰＣシート１０３と一連の冶具に熱が伝わるまで待機する。ステップＳ４０４において、ＰＣシート１０３を設置した一連の冶具を本加熱加圧を行うプレス機１０５に移し、本加熱加圧を行う。ステップＳ４０５において、ＰＣシート１０３を設置した一連の冶具を冷却台に移し、適切な温度になるまで冷却する。ステップＳ４０６において、エアブローを用いて冶具からＰＣシート１０３を取り外す。一連の冶具は、次のＰＣシート１０３の熱ナノインプリントに再び用いる。ステップＳ４０７において、作製された薄型光ディスクを積載する。プレス機１０５は高価であるため、１台のプレス機１０５あたりにスタンパ１００などの冶具を複数用意すれば、効率よく各プロセスを進めることができる。
【００４１】
＜実施例＞
図５は、本発明の微小パターン転写装置を含む薄型基板作製装置の模式図である。この薄型基盤作成装置による光ディスクの薄型基板の作製工程について具体的に説明する。まず、厚さ２５μｍのＰＥＴ保護シートが片面に付いた厚さ９２μｍのＰＣ（ポリカーボネート）製シート５００を用意する。このＰＣシートのガラス転移点（Ｔｇ）は１５０℃である。ＰＣシートは、保護フィルムと共に当初ロール状に巻かれている。ロール状のＰＣシートは、巻き取り機構５０１によって巻き取られていき、その際、保護シート剥離機構５０２によって保護シートを剥離され、集中除電器５０３によって帯電防止処理され、内外径加工（裁断）器５０４によって、内径１５ｍｍのセンタホールを有する外径１２０ｍｍの円盤状に成形される。
【００４２】
成形された円盤状ＰＣシートは、ロボットアーム（図示せず）を用いて以下に述べる冶具に適切に設置される。本例で用いた冶具セット４０５は、内径１５．０８ｍｍのセンタホールを有する、０．３ｍｍ厚、外径１３８ｍｍのＮｉ製光ディスク用スタンパと、直径１５．０５ｍｍ、高さ２０ｍｍのピンを中心位置に有する、厚さ３ｍｍ、外径１４０ｍｍのＳＵＳ４２０製スタンパホルダ冶具と、内径１５．０５ｍｍのセンタホールを有する、内周部の厚さ３ｍｍ、外周部の厚さ４ｍｍ、内周部の直径１１２ｍｍ、外径１４０ｍｍのＳＵＳ４２０製円板状鏡面冶具とを含む。
【００４３】
以降の手順は、図４の流れ図を参照して説明した工程と同様である。すなわち、成形された円板状ＰＣシートを設置した冶具セット５０５を、赤外線ヒータ５０６によって前加熱し、精密な加熱加圧制御が可能なプレス機５０７によって本加熱加圧し、水冷式ヒートシンク５０８によって急冷する。適切な温度まで冷却したら、ロボットアーム（図示せず）とエアブロー５０９によって冶具セットからＰＣシートを取り外し、積載台５１０に積載する。
【００４４】
本発明の効果を確認するため、以上のような薄型基板作製装置によって、３種類の鏡面冶具を用いて光ディスクの薄型基板を作製した。３種類の鏡面冶具は、図６に示す従来の鏡面冶具であり、内径１５．０５ｍｍのセンタホールを有する、厚さ３ｍｍ、外径１４０ｍｍのＳＵＳ４２０製のもの（鏡面冶具Ａ）と、図１に示す本発明の鏡面冶具であり、内径１５．０５ｍｍのセンタホールを有する、内周部の厚さ３ｍｍ、外周部の厚さ４ｍｍ、内周部の直径１１２ｍｍ、外径１４０ｍｍのＳＵＳ４２０製のもの（鏡面冶具Ｂ）と、図２に示す本発明の鏡面冶具であり、鏡面冶具Ｂと同様のものに、内径１５．０５ｍｍのセンタホールを有する、厚さ０．５ｍｍ、直径１００ｍｍの銅製の熱分布補正板を配置したもの（鏡面冶具Ｃ）である。
【００４５】
これら３種類の鏡面冶具Ａ、Ｂ及びＣを用いて作製された薄型基板の面ぶれ特性を調べた。具体的には、ソニー社製レーザドップラメータとエアスピンドルを用いて高速回転時の面ぶれ加速度を測定した。薄型基板の情報記録領域の最外周部にあたる半径５８ｍｍの部分における５０００ｒｐｍの面ぶれ加速度は、鏡面冶具Ａを用いて作製した薄型基板が２００ｍ／ｓ２であるのに対して、鏡面冶具Ｂを用いて作製した薄型基板が７０ｍ／ｓ２、鏡面冶具Ｃを用いて作製した薄型基板が５０ｍ／ｓ２であり、大幅に改善された。これにより、本発明の微小パターン転写装置の有効性が示された。
【００４６】
以上説明したように、本発明の熱ナノインプリント装置では、鏡面冶具の外周部を内周部より厚くし、外周部のみがプレス機に加熱加圧されるようにすることにより、外周部において加わる転写圧力が大きくなり、外周部の熱容量が大きくなり、より均一な加熱加圧を行うことを可能にした。
【００４７】
なお、本発明は上記の実施例の薄型光ディスク基板の作製に限らず、例えばＤＮＡチップの作製においても使用でき、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、熱ナノインプリント装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態の微小パターン転写装置の冶具構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の微小パターン転写装置の冶具構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の微小パターン転写装置の冶具構造を示す断面図である。
【図４】本発明の微小パターン転写装置による熱ナノインプリント工程を説明する流れ図である。
【図５】本発明の微小パターン転写装置を含む薄型基板作製装置の模式図である。
【図６】従来の微小パターン転写装置の冶具構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００、６００  スタンパ
１０１、６０１  シリコンゴム
１０２、６０２  スタンパホルダ冶具
１０３、６０３  ＰＣシート
１０４、２０４、３０４、６０４  鏡面冶具
１０５、５０７、６０５  プレス機
２０５  熱分布補正板
３０５  冷却用フィン
５００  ロール状ＰＣシート
５０１  巻き取り機構
５０２  保護シート剥離機構
５０３  集中除電器
５０４  内外径加工（裁断）器
５０５  冶具セット
５０６  赤外線ヒータ
５０８  水冷式ヒートシンク
５０９  エアブロー
５１０  積載台
【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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