両面インプリント装置
【課題】 ドーナツ形の円盤状ディスク基板などの被転写体の両面に同時にインプリントすることができる両面インプリント装置を提供する。
【解決手段】 本発明の両面インプリント装置は、少なくとも、昇降機構に支持された上面側スタンパ装置と、ガイドレール上に乗せられた移動テーブルに固設された下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置と、からなるパターン転写機構を有し、前記移動テーブルは移動駆動機構により前記ガイドレール上を往復動することができ、これにより、前記上面側スタンパ装置の位置を中心として、前記下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とが前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に交互に移動することができる両面インプリント装置。
【解決手段】 本発明の両面インプリント装置は、少なくとも、昇降機構に支持された上面側スタンパ装置と、ガイドレール上に乗せられた移動テーブルに固設された下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置と、からなるパターン転写機構を有し、前記移動テーブルは移動駆動機構により前記ガイドレール上を往復動することができ、これにより、前記上面側スタンパ装置の位置を中心として、前記下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とが前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に交互に移動することができる両面インプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被転写体の表面に微細構造を形成するインプリント装置に関する。更に詳細には、本発明はディスクリートトラックメディアのように、両面に微細構造を形成するアプリケーションに適した両面インプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータなどの各種情報機器の目覚ましい機能向上により、使用者が扱う情報量は増大の一途を辿り、ギガからテラ単位領域に達している。このような環境下において、これまでよりも一層記録密度の高い情報記憶・再生装置やメモリーなどの半導体装置に対する需要が益々増大している。
【０００３】
記録密度を増大させるには、一層微細な加工技術が必要となる。露光プロセスを用いた従来の光リソグラフィー法は、一度に大面積を微細加工することができるが、光の波長以下の分解能を持たないため、自ずから光の波長以下（例えば、１００ｎｍ以下）の微細構造の作製には適さない。光の波長以下の微細構造の加工技術として、電子線を用いた露光技術、Ｘ線を用いた露光技術及びイオン線を用いた露光技術などが存在する。しかし、電子線描画装置によるパターン形成は、ｉ線、エキシマレーザ等の光源を使用した一括露光方式によるものと異なって、電子線で描画するパターンが多ければ多いほど、描画（露光）時間がかかる。従って、記録密度が増大するにつれて、微細パターンの形成に要する時間が長くなり、製造スループットが著しく低下する。一方、電子線描画装置によるパターン形成の高速化を図るために、各種形状のマスクを組み合わせてそれらに一括して電子線を照射する一括図形照射法の開発が進められているが、一括図形照射法を使用する電子線描画装置は大型化すると共に、マスクの位置を一層高精度に制御する機構が更に必要になり、描画装置自体のコストが高くなり、結果的に、媒体製造コストが高くなるなどの問題点がある。
【０００４】
光の波長以下の微細構造の加工技術として、従来のような露光技術に代えて、プリント技術による方法が提案されている。例えば、特許文献１には、「ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術」に関する発明が記載されている。ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術は、前もって電子線露光技術等の光の波長以下の微細構造の加工技術を用いて、所定の微細構造パターンを形成した原版（モールド）をレジスト塗布被転写基板に加圧しながら押し当て、原版の微細構造パターンを被転写基板のレジスト層に転写する技術である。原版さえあれば、特別に高価な露光装置は必要無く、通常の印刷機レベルの装置でレプリカを量産できるので、電子線露光技術等に比較してスループットは飛躍的に向上し、製造コストも大幅に低減される。このような目的に使用される装置は、「微細構造転写装置」又は「インプリント装置」などと呼ばれている。
【０００５】
ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術において、レジストとして熱可塑性樹脂を使用する場合、その材料のガラス転移温度(Tg)近傍又はそれ以上の温度に上げて加圧して転写する。この方式は熱転写方式と呼ばれる。熱転写方式は熱可塑性の樹脂であれば汎用の樹脂を広範に使用できる利点がある。これに対し、レジストとして感光性樹脂を使用する場合、紫外線などの光を曝露すると硬化する光硬化性樹脂により転写する。この方式は光転写方式と呼ばれる。
【０００６】
光転写方式のナノインプリント加工法では、特殊な光硬化型の樹脂を用いる必要があるが、熱転写方式と比較して、転写印刷版や被印刷部材の熱膨張による完成品の寸法誤差を小さくできる利点がある。また、装置上では、加熱機構の装備や、昇温、温度制御、冷却などの付属装置が不要であること、更に、インプリント（微細構造転写）装置全体としても、断熱などの熱歪み対策のための設計的な配慮が不要となるなどの利点がある。
【０００７】
光転写方式のインプリント（微細構造転写）装置の一例は特許文献２に記載されている。この装置は、紫外線を透過できるスタンパを光硬化性樹脂の塗布された被転写基板に押し当て、上部から紫外線を照射するように構成されている。スタンパの被転写基板押圧面には所定の微細構造パターンが形成されている。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に示されるように、従来のインプリント装置では、主に被転写体の片面にのみ所定の微細構造パターンが形成されてきた。しかし、最近では、記録密度を更に増大させるために、ディスクリートトラックメディアのように、両面に微細構造パターンを形成することが強く求められるようになってきた。
【０００９】
ドーナツ形の円盤状ディスク基板などの被転写体の両面をインプリントする方法として、裏面を非接触として片面ずつ交互にインプリントする方法がある。しかし、この方法では、インプリントしている面の裏面は、次にインプリントする面又は既にインプリントされた面となる。一般的に、高品質のインプリントを行うためにはインプリントしようとする表面は平滑で、異物があってはならず、また、インプリントした面は微細構造パターンを損傷するような機械的接触をさせてはならない。従って、片面ずつ交互にインプリントする方式では、インプリント時のワーク保持において、裏面を非接触とする必要があり、プレス部の非接触機構が複雑となる。また、インプリントを表裏に分けて２回行うことから、プレス部が２式必要となり、自動機ではその間のハンドリングも必要となる。その結果、片面ずつ交互にインプリントする方式では、作業のスループットが低いばかりか、複雑な装置を使用するために製造コストも高くなるという欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５７７２９０５号公報（ＵＳ００５７７２９０５Ａ）
【特許文献２】特開２００８−１２８４４号公報（Ｐ２００８−１２８４４Ａ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、ドーナツ形の円盤状ディスク基板などの被転写体の両面に同時にインプリントすることができる両面インプリント装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題は、ディスク両面にレジスト薄膜を形成した後、微細なパターンが形成された２個のスタンパを前記ディスク両面のレジスト薄膜上に押し付けた状態で前記レジスト薄膜を硬化させ、前記ディスク両面に微細なパターンを形成する両面インプリント装置であって、前記両面インプリント装置は、少なくとも、昇降機構に支持された上面側スタンパ装置と、ガイドレール上に乗せられた移動テーブルに固設された下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置と、からなるパターン転写機構を有し、前記移動テーブルは移動駆動機構により前記ガイドレール上を往復動することができ、これにより、前記上面側スタンパ装置の位置を中心として、前記下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とが前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に交互に移動することができる両面インプリント装置により解決される。
【００１３】
本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構では、下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とがガイドレール上に乗せられた移動テーブルに一体的に固設されているので、上面側スタンパ装置の位置を中心として往復的に動くことができる。これにより、例えば、下面側スタンパ装置に未硬化レジストが塗布されたディスクを載置する場合には、下面側スタンパ装置を上面側スタンパ装置の対峙位置からずらして、上面側スタンパ装置に被転写体剥離装置を対峙させる。下面側スタンパ装置に未硬化レジスト塗布ディスクが載置されたら下面側スタンパ装置を上面側スタンパ装置の対峙位置に移動させ、上面側スタンパ装置を下降させて両面転写作業を実施し、次いで、上面側スタンパ装置を上昇させて転写済みディスクを下面側スタンパ装置から剥離する。その後、被転写体剥離装置を上面側スタンパ装置に対峙させ、転写済みディスクを上面側スタンパ装置から剥離する。この時、下面側スタンパ装置に次の塗布ディスクを載置することもできる。最後に、被転写体剥離装置を上面側スタンパ装置の対峙位置からずらすことにより被転写体剥離装置に保持された転写済みディスクを回収することができる。前記のように、下面側スタンパ装置には次の塗布ディスクが既に載置済みなので、上面側スタンパ装置を下面側スタンパ装置に向かって下降させれば両面転写作業を速やかに連続的に実施できる。このように、本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構によれば、プレス機構一式で連続的かつ効率的に被転写体に両面インプリントすることが可能であり、装置構造の簡素化が図られ、スループットを著しく増大させることができる。
【００１４】
また、本発明の両面インプリント装置はパターン転写機構にディスクを搬入するためのディスク搬入機構と、パターン転写されたディスクを搬出するための、ディスク搬出機構を有し、ディスク搬入機構およびディスク搬出機構によりディスクが移動する方向と、パターン転写機構における基板の移動方向が直行するようにディスク搬入機構と複数のパターン転写機構とディスク搬出機構とが配置されていることを特徴とする両面インプリント装置により課題を解決する。
【００１５】
上記構成にすることにより１組のディスク搬入機構およびディスク搬出機構で複数のパターン転写機構に対し、ディスクを供給（ロード）及び搬出（アンロード）することが可能になる。また、ディスク搬入、搬出機構におけるディスクの移動方向とパターン転写機構におけるディスクの移動方向とを直行させることにより、直線状のパターン転写機構を複数ユニット配置した場合、デットスペースの少ない装置配置が実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の両面インプリント装置の効果は、パターン転写機構において、上面側スタンパ装置の位置を中心にして、下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置が一体的に往復動することにより、一台のプレス機構のみで被転写体の両面同時にインプリント作業を連続的かつ効率的に実施できることである。これにより装置構造の簡素化が図られ、スループットを著しく増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構の一例の概要断面図である。
【図２】図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構を用いて両面インプリント作業を行う際の一工程を説明する概要断面図である。
【図３】図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構を用いて両面インプリント作業を行う際の一工程を説明する概要断面図である。
【図４】本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構において、上面側スタンパ装置を上昇させて転写済みディスクを下面側スタンパ装置から剥離する状態を説明する部分概要断面図である。
【図５】図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構を用いて両面インプリント作業を行う際の一工程を説明する概要断面図である。
【図６】本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構において、被転写体剥離装置により上面側スタンパ装置から転写済みディスクを剥離する状態を説明する部分概要断面図である。
【図７】図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構を用いて両面インプリント作業を行う際の一工程を説明する概要断面図である。
【図８】本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構の別の実施態様の概要断面図である。
【図９】図８に示されたパターン転写機構を有する本発明の両面インプリント装置の或る実施態様の概要断面図である。
【図１０】本発明の両面インプリント装置の他の実施態様の模式的平面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の両面インプリント装置の一例について詳細に説明する。図１は本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構１の概要断面図である。本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構１は基本的に、下面側スタンパ装置３と、上面側スタンパ装置５と、被転写体剥離装置７とからなるパターン転写機構２を有する。下面側スタンパ装置３と被転写体剥離装置７は移動テーブル９の上面に固設されており、移動テーブル９は、台座１１の上面に配設されたガイドレール１３に乗せられている。移動テーブル９は、例えば、ステッピングモータ、リニアモータ、ボールスクリューなど公知慣用の移動駆動機構１５によりガイドレール１３に沿って左右に一体的に移動可能に構成されている。上面側スタンパ装置５は昇降機構１７により昇降可能に構成されている。移動駆動機構１５及び昇降機構１７の動作は制御部１９により制御される。必要に応じてガイドレール１１の両端部にストッパ４１ａ，４１ｂを配設することもできる。
【００１９】
下面側スタンパ装置３はＸＹステージ２１とアライメントカメラ２３とＵＶ光源２５と、スタンパ載置テーブル２７と、下側スタンパ２９とスタンパクランプ３１ａ，３１ｂとからなる。スタンパ載置テーブル２７及び下側スタンパ２９は光透過性素材から形成されており、ＵＶ光源２５から照射されるＵＶ光を透過させることができる。アライメントカメラ２３は下側スタンパ２９の上面に被転写体のディスク（図示されていない）を載置するときに、下側スタンパ２９とディスクを位置合わせさせるために使用される。実際にはアライメントカメラ２３の検出情報に基づき、ＸＹステージ２１をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させて、下側スタンパ２９とディスクを位置合わせさせる。下側スタンパ２９は、その周縁端部がクランプ３１ａ，３１ｂによりスタンパ載置テーブル２７に締着されている。下記で詳細に説明するが、クランプ３１ａ又は３１ｂの一方は上下方向へ僅かに動くことができるように構成されていて、下側スタンパ２９の一方の端部のスタンパ載置テーブル２７への締着を解放することができる。これは被転写体のディスクを下側スタンパ２９から剥離させるために採用された工夫である。
【００２０】
上面側スタンパ装置５は、スタンパ支持テーブル３３と、この支持テーブル３３の下面側に配置された上側スタンパ３５と、ＵＶ光源３７とからなる。スタンパ支持テーブル３３及び上側スタンパ３５は光透過性素材から形成されており、ＵＶ光源３７から照射されるＵＶ光を透過させることができる。上側スタンパ３５はクランプ３９ａ，３９ｂによりスタンパ支持テーブル３３に締着されている。下記で詳細に説明するが、クランプ３９ａ又は３９ｂの一方は上下方向へ僅かに動くことができるように構成されていて、上側スタンパ３５の一方の端部のスタンパ支持テーブル３３への締着を解放することができる。これは被転写体のディスクを上側スタンパ３５から剥離させるために採用された工夫である。
【００２１】
下記で詳細に説明するが、パターン転写機構１を有する本発明の両面インプリント装置で被転写体のディスクに両面インプリント処理を行うと、ディスクは下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９からは剥離させることができるが、上面側スタンパ装置５の上側スタンパ３５に密着されたままの状態になる。従って、被転写体剥離装置７は上面側スタンパ装置５の上側スタンパ３５からディスクを剥離させるために使用される。
【００２２】
図２は図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構１を用いて両面インプリント作業を行う際の、下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９にディスク４３を載置する状態を説明する概要断面図である。両面に光硬化性レジスト（樹脂）が塗布されたディスク４３は、ディスクハンドリングアーム４５の先端に取り付けられたディスクチャック４７により搬送される。ディスク４３は外周縁までレジスト４９ａ，４９ｂが塗布されているので、ディスク外周縁をチャックする形式では搬送できないが、ディスク４３の中央の貫通孔周辺部にはレジスト４９ａ，４９ｂが塗布されない領域５１があるので、このレジスト非塗布領域５１をディスクチャック４７により真空吸着して搬送することが好ましい。ディスクハンドリングアーム４５は昇降可能かつ進退（例えば、左右方向）又は回転可能に構成されていることが好ましい。ディスクハンドリングアーム４５によりディスク４３が下側スタンパ２９の直上に搬送されてきたら、下面側スタンパ装置３のアライメントカメラ２３がディスク４３の内径中心と下側スタンパ２９の中心のアライメントマークとを検出し、その検出信号に基づき、ＸＹステージ２１を駆動させ、ディスク４３と下側スタンパ２９とを位置合わせさせる。ディスク４３と下側スタンパ２９とが位置合わせされたら、ディスクハンドリングアーム４５を下降させ、ディスク４３を下側スタンパ２９の表面に載置し、ディスクチャック４７の真空吸着を解除した後、ディスクハンドリングアーム４５を待避させる。ディスク４３の両面にレジスト４９ａ，４９ｂを塗布する方法は、例えば、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、インクジェットなどの公知慣用の方法を使用することができる。ディスクへのレジストの両面スピンコートに関しては、東京都板橋区に所在する株式会社ナノテックから両面スピンコーターが市販されている。両面エアースプレーコーター、静電スプレーコーター、ロールコータは東京都目黒区に所在するファイコーポレーションから市販されている。ディスクの両面にレジストをインクジェット塗布する装置に関しては本願出願人による特願２００９−１６１４９４の明細書に詳細に開示されている。
【００２３】
ディスク４３は例えば、ＨＤＤ、ＣＤ又はＤＶＤなどのような中心に貫通穴が形成されたドーナツ形の円盤状ディスク基板などである。ディスク４３の表面には必要に応じて、金属層、樹脂層、酸化膜層などの常用の薄膜を形成し、多層構造体とすることもできる。レジスト４９ａ，４９ｂは例えば、合成樹脂材料に感光性物質を添加したものを使用することができる。合成樹脂材料としては例えば、主成分がシクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレンポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などが使用できる。感光性物質は例えば、過酸化物、アゾ化合物類（例えば、アゾビスイソブチロニトリルなど）、ケトン類（例えば、ベンゾイン、アセトンなど）、ジアゾアミノベンゼン、金属系錯塩類、染料類などが挙げられる。
【００２４】
図３は図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構１による両面インプリント作業の一工程を示す概要断面図である。図２で説明したように、両面にレジスト４９ａ，４９ｂが塗布されたディスク４３が下側スタンパ２９の上面に載置されたら、下面側スタンパ装置３及び被転写体剥離装置７は、移動駆動機構１５により移動テーブル９がガイドレール１１に沿って移動され、下面側スタンパ装置３が上面側スタンパ装置５に対峙する位置にまで移動されたら、その位置で停止される。必要に応じて、下面側スタンパ装置３のアライメントカメラ２３により、下側スタンパ２９のアライメントマークと上側スタンパ３５のアライメントマークとを検出し、その検出信号に基づき、ＸＹステージ２１を駆動させ、下側スタンパ２９と上側スタンパ３５とを位置合わせさせる。下側スタンパ２９と上側スタンパ３５とが位置合わせされたら、昇降機構１７により上面側スタンパ装置５を下降させて、ディスク４３に所定の圧力で押圧し、当接させる。次いで、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５及び上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７からＵＶ光を照射し、レジスト４９ａ，４９ｂを硬化させる。これにより、ディスク４３の下面側レジスト４９ｂに下側スタンパ２９のパターンが転写され、上面側レジスト４９ａに上側スタンパ３５のパターンが転写される。ＵＶ光源２５及びＵＶ光源３７としては公知慣用のＵＶ光源を使用することができる。例えば、水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀水銀ランプ、キセノンランプ又はＵＶ−ＬＥＤ光源などを適宜選択して使用することができる。特に、ＵＶ−ＬＥＤ光源が好ましい。ＵＶ−ＬＥＤ光源は水銀ランプに比べて大幅に小型化され、紫外線波長が３６５ｎｍのため熱の発生が大幅に抑えられるので、照射物への悪影響又はダメージが無い。更に低消費電力で環境に優しく、長寿命（１００００〜２００００時間）なのでランプ交換によるライン停止時間を短くすることができるなどの利点がある。
【００２５】
図４は図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構１による両面インプリント作業の一工程を示す部分概要断面図である。図３で説明したように、ディスク４３の両面へのパターン転写が完了したら、次に転写済みディスク５３を回収する。その際、図４に示されるように、上面側スタンパ装置５のクランプ３９ａ及び３９ｂで上側スタンパ３５を締着しつつ、下面側スタンパ装置３のクランプ３１ａで下側スタンパ２９を締着しながら、クランプ３１ｂによる締着を解放し、上面側スタンパ装置５を上昇させる。すると、転写済みディスク５３と下側スタンパ２９は締着されているクランプ３１ａ側から徐々に剥離されていく。このような一端剥離方式によらず、クランプ３９ａ及び３９ｂで上側スタンパ３５を締着し、かつ、クランプ３１ａ及び３１ｂで下側スタンパ２９を締着させたまま上面側スタンパ装置５を上昇させると、各スタンパ２９，３５と転写済みディスク５３の相互の密着力が強いために転写済みディスク５３を下側スタンパ２９から奇麗に剥離させることができず、無理に剥離させようとすると、上側スタンパ３５、下側スタンパ２９及び／又はディスク４３に機械的な損傷を与えてしまう可能性がある。本発明の両面インプリント装置では、転写済みディスク５３を下側スタンパ２９から剥離させるが、上側スタンパ３５には密着させたままの状態に維持しないと後のディスク回収工程に進むことができない。
【００２６】
転写済みディスク５３が下側スタンパ２９から剥離されたら、図５に示されるように、移動テーブル９の上面に固設された下面側スタンパ装置３及び被転写体剥離装置７を、移動駆動機構１５によりガイドレール１１に沿って移動する。被転写体剥離装置７が上面側スタンパ装置５に対峙する位置にまで移動されたら、その位置で停止させる。その後、昇降機構１７により上面側スタンパ装置５を下降させて、転写済みディスク５３を被転写体剥離装置７に係合させる。この際、図２に示されるように、下面側スタンパ装置３に次の塗布ディスク４３を載置することもできる。
【００２７】
図６に示されるように、被転写体剥離装置７のディスク支持軸５５の上端部の凸部が転写済みディスク５３の中央部の貫通孔内に挿入され、転写済みディスク５３の周縁部は真空チャック部５７の上端寄り内壁面に係止される。真空チャック部５７の内壁面は上端方向に向かって拡開するように構成されていることが好ましい。真空チャック部５７の底部には真空吸引口５９が配設されており、この真空吸引口５９に真空ポンプなどの公知慣用の手段を接続することにより転写済みディスク５３を真空チャックすることができる。ディスク支持軸５５は昇降可能に構成されている。これは、後の工程で転写済みディスク５３を別のアンローダに引き渡すために必要な機構である。従って、ディスク支持軸５５と真空チャック部５７との摺接界面には真空を維持するためのＯ−リング６１を配設することが好ましい。
【００２８】
図６に示されるように、真空吸着により転写済みディスク５３を被転写体剥離装置７に係合させたままの状態で、上面側スタンパ装置５のクランプ３９ｂで上側スタンパ３５の一方の端部を締着しながら、クランプ３９ａを僅かに下降させることにより上側スタンパ３５の他方の端部の締着を解放し、上面側スタンパ装置５を上昇させる。すると、上側スタンパ３５は締着されているクランプ３９ｂ側から徐々に剥離されていき、最後には、転写済みディスク５３は上側スタンパ３５から完全に剥離され、被転写体剥離装置７に真空吸着されたまま保持される。
【００２９】
図７は図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構１による両面インプリント作業の最終工程を示す部分概要断面図である。転写済みディスク５３が上側スタンパ３５から剥離されたら、移動テーブル９に固設された下面側スタンパ装置３及び被転写体剥離装置７を、ガイドレール１１に沿って移動し、下面側スタンパ装置３が上面側スタンパ装置５に対峙する位置にまで移動したら、その位置で停止させる。被転写体剥離装置７の真空チャック部５７による真空チャックを停止し、ディスク支持軸５５を上昇させる。ディスク支持軸５５の上端部に支持された転写済みディスク５３をアンローダ６３により回収し、製品カセット（図示されていない）に収納する。アンローダ６３にはＸＹＺ方向に動くことができる真空チャック式の機構を使用することが好ましい。このようなアンローダ機構は当業者に公知である。前記のように、下面側スタンパ装置３に次の塗布ディスク４３が既に載置されている場合には、転写済みディスク５３のアンローダ作業と同時に、上面側スタンパ装置５を下降させ、転写作業を実施する。これにより、本発明の両面インプリント装置では、連続的かつ効率的に被転写体を両面インプリントすることが可能になり、スループットを飛躍的に増大させることができる。
【００３０】
図８は本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構の別の実施態様の概要断面図である。図８に示されたパターン転写機構１Ａは、図１に示されたパターン転写機構１に示された構成に加えて、ブランクディスク４２を載置するディスク置台６５と、レジスト塗布機構６７を更に有する。レジスト塗布機構６７はブランクディスク４２の両面にレジストを塗布可能な装置であれば全て使用できる。例えば、ブランクディスク４２へのレジストの両面スピンコートに関しては、東京都板橋区に所在する株式会社ナノテックから両面スピンコーターが市販されている。両面エアースプレーコーター、静電スプレーコーター、ロールコータは東京都目黒区に所在するファイコーポレーションから市販されている。ディスクの両面にレジストをインクジェット塗布する装置に関しては本願出願人による特願２００９−１６１４９４の明細書に開示されている。ディスクハンドリングアーム４５は上下左右に移動可能に構成されている。ディスクハンドリングアーム４５が左方向に移動し、その後下降して、ディスク外周チャック４６がディスク置台６５上のブランクディスク４２を把持と同時に、ディスクチャック４７がレジスト塗布機構６７内の両面レジスト塗布ディスク４３を真空吸着する。その後、ディスクハンドリングアーム４５が上昇し、次いで、右方向に移動する。その後、ディスクハンドリングアーム４５が下降し、ディスク外周チャック４６に把持されたブランクディスク４２をレジスト塗布機構６７に載置すると共に、ディスクチャック４７に真空吸着されている両面レジスト塗布ディスク４３を図２に関連して説明したように位置合わせ後に下側スタンパ２９の表面に載置する。
【００３１】
図９は本発明の両面インプリント装置２の或る実施態様の概要断面図である。図９に示された両面インプリント装置２は、図８のパターン転写機構１Ａに示された構成に加えて、ディスク搬出機構（アンローダ）６３とディスク搬入機構（ローダ）６９を有する。ディスク搬入機構（ローダ）６９はブランクディスク４２をディスク置台６５に載置する。前記のようにディスクハンドリングアーム４５は上下左右に移動可能に構成されている。ディスクハンドリングアーム４５が左方向に移動し、その後下降して、ディスク外周チャック４６がディスク置台６５上のブランクディスク４２を把持と同時に、ディスクチャック４７がレジスト塗布機構６７内の両面レジスト塗布ディスク４３を真空吸着する。その後、ディスクハンドリングアーム４５が上昇し、次いで、右方向に移動する。その後、ディスクハンドリングアーム４５が下降し、ディスク外周チャック４６に把持されたブランクディスク４２をレジスト塗布機構６７に載置すると共に、ディスクチャック４７に真空吸着されている両面レジスト塗布ディスク４３を位置合わせ後に下側スタンパ２９の表面に載置する。図７に関連して説明したように、全ての処理が完了した転写済みディスク５３はディスク搬出機構（アンローダ）６３により製品カセット（図示されていない）に移送される。言うまでもなく、ディスク搬出機構（アンローダ）６３とディスク搬入機構（ローダ）６９はディスク置台６５及び／又はレジスト塗布機構６７を有しない両面インプリント装置のパターン転写機構１に対しても配設できる。即ち、ディスク置台６５及び／又はレジスト塗布機構６７は本発明の両面インプリント装置における必須構成要素ではないこともある。例えば、独立した別途の両面レジスト塗布装置で両面にレジストが塗布されたディスクをディスク搬入機構（ローダ）６９により直接下面側スタンパ装置３に載置することもできる。
【００３２】
図１０は本発明の両面インプリント装置２Ａの他の実施態様の概要断面図である。図８に示されたディスク置台６５、レジスト塗布機構６７、下面側スタンパ装置３、上面側スタンパ装置５及び被転写体剥離装置７からなるパターン転写機構１Ａを複数基（図では４基）並行に配列し、このパターン転写機構１Ａと直交するように、ディスク搬入機構（ローダ）６９とディスク搬出機構（アンローダ）６３を配設する。この実施態様によれば、１組のディスク搬入機構（ローダ）６９とディスク搬出機構（アンローダ）６３により、複数基のパターン転写機構１Ａにディスク４３を供給（ロード）及び搬出（アンロード）することが可能となり、４基のパターン転写機構１Ａのそれぞれが何らかの工程のパターン転写作業を実施することにより生産性が飛躍的に向上すると共に、直線状のパターン転写機構１Ａを１組のディスク搬入機構（ローダ）６９とディスク搬出機構（アンローダ）６３に対して直交方向に配置することにより、デッドスペースが少なくなり、フットプリント面積が小さく、生産性の高い両面インプリント装置が実現する。両面インプリント装置２Ａでは、少なくとも２つ以上のディスクが、ディスク搬入機構（ローダ）６９による搬入作業、レジスト塗布機構６７における塗布作業、下面側スタンパ装置３へのディスク載置、上面側スタンパ装置５による加圧、下面側スタンパ装置３からのディスク剥離、被転写体剥離装置７による上面側スタンパ装置５からのディスク剥離、被転写体剥離装置７からディスク搬出機構（アンローダ）６３による搬出作業の何れかの工程が同時に実施できるように統括的に制御するための全体制御機構７１を有することが好ましい。全体制御機構７１はパターン転写作業に加えて、ディスク搬入機構（ローダ）６９によるディスク搬入作業及びディスク搬出機構（アンローダ）６３によるディスク搬出作業も併せて制御するのでインプリント作業の能率を飛躍的に向上させることができる。言うまでもなく、図１０において、図８のパターン転写機構１Ａの代わりに、図１のパターン転写機構１を使用することもできる。
【００３３】
本発明の本発明の両面インプリント装置２Ａにおけるディスク搬入機構（ローダ）６９は複数のブランクディスクが格納されたディスクケース又はカセット（図示されていない）よりブランクディスク４２を取り出した後、パターン転写機構１Ａのディスク置台６５（図８参照）までブランクディスク４２を搬送するものである。ローダ６９によるブランクディスク４２の保持方法としてはディスク端部をメカニカルにホールドする方式やディスク穴のレジスト非塗布領域を吸着する方式が例示される。また、ディスクの搬送方向としては、パターン転写機構１Ａにおけるディスク移動方向と直行していることが装置の効率的な配置を可能にする上で好ましい。ディスク搬入機構（ローダ）６９の駆動推力としてはモータとボールネジによる駆動の他、リニアモータによる駆動や圧縮空気による駆動が例示される。また、ディスク搬入機構（ローダ）６９及びディスク搬出機構（アンローダ）６３はロボットアームを介し、駆動機構（図示されていない）に接続されており、３次元的に可動する。本発明の本発明の両面インプリント装置２Ａにおけるディスク搬出機構（アンローダ）６３も剥離後の転写済みディスク５３を被転写体剥離装置７より回収し、基板回収ケース（図示されていない）まで転写済みディスク５３を移動させる機構であり、基本的な構成はディスク搬入機構（ローダ）６９と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上、本発明の両面インプリント装置の好ましい実施態様について説明してきたが、本発明は例示された実施態様に限定されず、様々な変更を為すことが可能である。例えば、未硬化レジスト塗布ディスクとスタンパとの間に気泡が内包されないようにするため、スタンパ載置テーブルの上面を湾曲させたり、あるいは両面インプリント装置全体を脱気室に収納するなどの変更を為し得る。
【符号の説明】
【００３５】
１，１Ａ 本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構
２，２Ａ 本発明の両面インプリント装置
３ 下面側スタンパ装置
５ 上面側スタンパ装置
７ 被転写体剥離装置
９ 移動テーブル
１１ 台座
１３ ガイドレール
１５ 移動駆動機構
１７ 昇降機構
１９ 制御部
２１ ＸＹステージ
２３ アライメントカメラ
２５ ＵＶ光源
２７ スタンパ載置テーブル
２９ 下側スタンパ
３１ａ，３１ｂ スタンパクランプ
３３ スタンパ支持テーブル
３５ 上側スタンパ
３７ ＵＶ光源
３９ａ，３９ｂ スタンパクランプ
４１ａ，４１ｂ ストッパ
４２ ブランクディスク
４３ 両面レジスト塗布ディスク
４５ ディスクハンドリングアーム
４６ ディスク外周チャック
４７ ディスクチャック
４９ａ 上側未硬化レジスト
４９ｂ 下側未硬化レジスト
５１ 未硬化レジスト非塗布領域
５３ 転写済みディスク
５５ ディスク支持軸
５７ 真空チャック部
５９ 真空吸引口
６１ Ｏ−リング
６３ ディスク搬出機構（アンローダ）
６５ ディスク置台
６７ レジスト塗布機構
６９ ディスク搬入機構（ローダ）
７１ 全体制御機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は被転写体の表面に微細構造を形成するインプリント装置に関する。更に詳細には、本発明はディスクリートトラックメディアのように、両面に微細構造を形成するアプリケーションに適した両面インプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータなどの各種情報機器の目覚ましい機能向上により、使用者が扱う情報量は増大の一途を辿り、ギガからテラ単位領域に達している。このような環境下において、これまでよりも一層記録密度の高い情報記憶・再生装置やメモリーなどの半導体装置に対する需要が益々増大している。
【０００３】
記録密度を増大させるには、一層微細な加工技術が必要となる。露光プロセスを用いた従来の光リソグラフィー法は、一度に大面積を微細加工することができるが、光の波長以下の分解能を持たないため、自ずから光の波長以下（例えば、１００ｎｍ以下）の微細構造の作製には適さない。光の波長以下の微細構造の加工技術として、電子線を用いた露光技術、Ｘ線を用いた露光技術及びイオン線を用いた露光技術などが存在する。しかし、電子線描画装置によるパターン形成は、ｉ線、エキシマレーザ等の光源を使用した一括露光方式によるものと異なって、電子線で描画するパターンが多ければ多いほど、描画（露光）時間がかかる。従って、記録密度が増大するにつれて、微細パターンの形成に要する時間が長くなり、製造スループットが著しく低下する。一方、電子線描画装置によるパターン形成の高速化を図るために、各種形状のマスクを組み合わせてそれらに一括して電子線を照射する一括図形照射法の開発が進められているが、一括図形照射法を使用する電子線描画装置は大型化すると共に、マスクの位置を一層高精度に制御する機構が更に必要になり、描画装置自体のコストが高くなり、結果的に、媒体製造コストが高くなるなどの問題点がある。
【０００４】
光の波長以下の微細構造の加工技術として、従来のような露光技術に代えて、プリント技術による方法が提案されている。例えば、特許文献１には、「ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術」に関する発明が記載されている。ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術は、前もって電子線露光技術等の光の波長以下の微細構造の加工技術を用いて、所定の微細構造パターンを形成した原版（モールド）をレジスト塗布被転写基板に加圧しながら押し当て、原版の微細構造パターンを被転写基板のレジスト層に転写する技術である。原版さえあれば、特別に高価な露光装置は必要無く、通常の印刷機レベルの装置でレプリカを量産できるので、電子線露光技術等に比較してスループットは飛躍的に向上し、製造コストも大幅に低減される。このような目的に使用される装置は、「微細構造転写装置」又は「インプリント装置」などと呼ばれている。
【０００５】
ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術において、レジストとして熱可塑性樹脂を使用する場合、その材料のガラス転移温度(Tg)近傍又はそれ以上の温度に上げて加圧して転写する。この方式は熱転写方式と呼ばれる。熱転写方式は熱可塑性の樹脂であれば汎用の樹脂を広範に使用できる利点がある。これに対し、レジストとして感光性樹脂を使用する場合、紫外線などの光を曝露すると硬化する光硬化性樹脂により転写する。この方式は光転写方式と呼ばれる。
【０００６】
光転写方式のナノインプリント加工法では、特殊な光硬化型の樹脂を用いる必要があるが、熱転写方式と比較して、転写印刷版や被印刷部材の熱膨張による完成品の寸法誤差を小さくできる利点がある。また、装置上では、加熱機構の装備や、昇温、温度制御、冷却などの付属装置が不要であること、更に、インプリント（微細構造転写）装置全体としても、断熱などの熱歪み対策のための設計的な配慮が不要となるなどの利点がある。
【０００７】
光転写方式のインプリント（微細構造転写）装置の一例は特許文献２に記載されている。この装置は、紫外線を透過できるスタンパを光硬化性樹脂の塗布された被転写基板に押し当て、上部から紫外線を照射するように構成されている。スタンパの被転写基板押圧面には所定の微細構造パターンが形成されている。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に示されるように、従来のインプリント装置では、主に被転写体の片面にのみ所定の微細構造パターンが形成されてきた。しかし、最近では、記録密度を更に増大させるために、ディスクリートトラックメディアのように、両面に微細構造パターンを形成することが強く求められるようになってきた。
【０００９】
ドーナツ形の円盤状ディスク基板などの被転写体の両面をインプリントする方法として、裏面を非接触として片面ずつ交互にインプリントする方法がある。しかし、この方法では、インプリントしている面の裏面は、次にインプリントする面又は既にインプリントされた面となる。一般的に、高品質のインプリントを行うためにはインプリントしようとする表面は平滑で、異物があってはならず、また、インプリントした面は微細構造パターンを損傷するような機械的接触をさせてはならない。従って、片面ずつ交互にインプリントする方式では、インプリント時のワーク保持において、裏面を非接触とする必要があり、プレス部の非接触機構が複雑となる。また、インプリントを表裏に分けて２回行うことから、プレス部が２式必要となり、自動機ではその間のハンドリングも必要となる。その結果、片面ずつ交互にインプリントする方式では、作業のスループットが低いばかりか、複雑な装置を使用するために製造コストも高くなるという欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５７７２９０５号公報（ＵＳ００５７７２９０５Ａ）
【特許文献２】特開２００８−１２８４４号公報（Ｐ２００８−１２８４４Ａ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、ドーナツ形の円盤状ディスク基板などの被転写体の両面に同時にインプリントすることができる両面インプリント装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題は、ディスク両面にレジスト薄膜を形成した後、微細なパターンが形成された２個のスタンパを前記ディスク両面のレジスト薄膜上に押し付けた状態で前記レジスト薄膜を硬化させ、前記ディスク両面に微細なパターンを形成する両面インプリント装置であって、前記両面インプリント装置は、少なくとも、昇降機構に支持された上面側スタンパ装置と、ガイドレール上に乗せられた移動テーブルに固設された下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置と、からなるパターン転写機構を有し、前記移動テーブルは移動駆動機構により前記ガイドレール上を往復動することができ、これにより、前記上面側スタンパ装置の位置を中心として、前記下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とが前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に交互に移動することができる両面インプリント装置により解決される。
【００１３】
本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構では、下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とがガイドレール上に乗せられた移動テーブルに一体的に固設されているので、上面側スタンパ装置の位置を中心として往復的に動くことができる。これにより、例えば、下面側スタンパ装置に未硬化レジストが塗布されたディスクを載置する場合には、下面側スタンパ装置を上面側スタンパ装置の対峙位置からずらして、上面側スタンパ装置に被転写体剥離装置を対峙させる。下面側スタンパ装置に未硬化レジスト塗布ディスクが載置されたら下面側スタンパ装置を上面側スタンパ装置の対峙位置に移動させ、上面側スタンパ装置を下降させて両面転写作業を実施し、次いで、上面側スタンパ装置を上昇させて転写済みディスクを下面側スタンパ装置から剥離する。その後、被転写体剥離装置を上面側スタンパ装置に対峙させ、転写済みディスクを上面側スタンパ装置から剥離する。この時、下面側スタンパ装置に次の塗布ディスクを載置することもできる。最後に、被転写体剥離装置を上面側スタンパ装置の対峙位置からずらすことにより被転写体剥離装置に保持された転写済みディスクを回収することができる。前記のように、下面側スタンパ装置には次の塗布ディスクが既に載置済みなので、上面側スタンパ装置を下面側スタンパ装置に向かって下降させれば両面転写作業を速やかに連続的に実施できる。このように、本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構によれば、プレス機構一式で連続的かつ効率的に被転写体に両面インプリントすることが可能であり、装置構造の簡素化が図られ、スループットを著しく増大させることができる。
【００１４】
また、本発明の両面インプリント装置はパターン転写機構にディスクを搬入するためのディスク搬入機構と、パターン転写されたディスクを搬出するための、ディスク搬出機構を有し、ディスク搬入機構およびディスク搬出機構によりディスクが移動する方向と、パターン転写機構における基板の移動方向が直行するようにディスク搬入機構と複数のパターン転写機構とディスク搬出機構とが配置されていることを特徴とする両面インプリント装置により課題を解決する。
【００１５】
上記構成にすることにより１組のディスク搬入機構およびディスク搬出機構で複数のパターン転写機構に対し、ディスクを供給（ロード）及び搬出（アンロード）することが可能になる。また、ディスク搬入、搬出機構におけるディスクの移動方向とパターン転写機構におけるディスクの移動方向とを直行させることにより、直線状のパターン転写機構を複数ユニット配置した場合、デットスペースの少ない装置配置が実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の両面インプリント装置の効果は、パターン転写機構において、上面側スタンパ装置の位置を中心にして、下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置が一体的に往復動することにより、一台のプレス機構のみで被転写体の両面同時にインプリント作業を連続的かつ効率的に実施できることである。これにより装置構造の簡素化が図られ、スループットを著しく増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構の一例の概要断面図である。
【図２】図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構を用いて両面インプリント作業を行う際の一工程を説明する概要断面図である。
【図３】図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構を用いて両面インプリント作業を行う際の一工程を説明する概要断面図である。
【図４】本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構において、上面側スタンパ装置を上昇させて転写済みディスクを下面側スタンパ装置から剥離する状態を説明する部分概要断面図である。
【図５】図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構を用いて両面インプリント作業を行う際の一工程を説明する概要断面図である。
【図６】本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構において、被転写体剥離装置により上面側スタンパ装置から転写済みディスクを剥離する状態を説明する部分概要断面図である。
【図７】図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構を用いて両面インプリント作業を行う際の一工程を説明する概要断面図である。
【図８】本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構の別の実施態様の概要断面図である。
【図９】図８に示されたパターン転写機構を有する本発明の両面インプリント装置の或る実施態様の概要断面図である。
【図１０】本発明の両面インプリント装置の他の実施態様の模式的平面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の両面インプリント装置の一例について詳細に説明する。図１は本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構１の概要断面図である。本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構１は基本的に、下面側スタンパ装置３と、上面側スタンパ装置５と、被転写体剥離装置７とからなるパターン転写機構２を有する。下面側スタンパ装置３と被転写体剥離装置７は移動テーブル９の上面に固設されており、移動テーブル９は、台座１１の上面に配設されたガイドレール１３に乗せられている。移動テーブル９は、例えば、ステッピングモータ、リニアモータ、ボールスクリューなど公知慣用の移動駆動機構１５によりガイドレール１３に沿って左右に一体的に移動可能に構成されている。上面側スタンパ装置５は昇降機構１７により昇降可能に構成されている。移動駆動機構１５及び昇降機構１７の動作は制御部１９により制御される。必要に応じてガイドレール１１の両端部にストッパ４１ａ，４１ｂを配設することもできる。
【００１９】
下面側スタンパ装置３はＸＹステージ２１とアライメントカメラ２３とＵＶ光源２５と、スタンパ載置テーブル２７と、下側スタンパ２９とスタンパクランプ３１ａ，３１ｂとからなる。スタンパ載置テーブル２７及び下側スタンパ２９は光透過性素材から形成されており、ＵＶ光源２５から照射されるＵＶ光を透過させることができる。アライメントカメラ２３は下側スタンパ２９の上面に被転写体のディスク（図示されていない）を載置するときに、下側スタンパ２９とディスクを位置合わせさせるために使用される。実際にはアライメントカメラ２３の検出情報に基づき、ＸＹステージ２１をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させて、下側スタンパ２９とディスクを位置合わせさせる。下側スタンパ２９は、その周縁端部がクランプ３１ａ，３１ｂによりスタンパ載置テーブル２７に締着されている。下記で詳細に説明するが、クランプ３１ａ又は３１ｂの一方は上下方向へ僅かに動くことができるように構成されていて、下側スタンパ２９の一方の端部のスタンパ載置テーブル２７への締着を解放することができる。これは被転写体のディスクを下側スタンパ２９から剥離させるために採用された工夫である。
【００２０】
上面側スタンパ装置５は、スタンパ支持テーブル３３と、この支持テーブル３３の下面側に配置された上側スタンパ３５と、ＵＶ光源３７とからなる。スタンパ支持テーブル３３及び上側スタンパ３５は光透過性素材から形成されており、ＵＶ光源３７から照射されるＵＶ光を透過させることができる。上側スタンパ３５はクランプ３９ａ，３９ｂによりスタンパ支持テーブル３３に締着されている。下記で詳細に説明するが、クランプ３９ａ又は３９ｂの一方は上下方向へ僅かに動くことができるように構成されていて、上側スタンパ３５の一方の端部のスタンパ支持テーブル３３への締着を解放することができる。これは被転写体のディスクを上側スタンパ３５から剥離させるために採用された工夫である。
【００２１】
下記で詳細に説明するが、パターン転写機構１を有する本発明の両面インプリント装置で被転写体のディスクに両面インプリント処理を行うと、ディスクは下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９からは剥離させることができるが、上面側スタンパ装置５の上側スタンパ３５に密着されたままの状態になる。従って、被転写体剥離装置７は上面側スタンパ装置５の上側スタンパ３５からディスクを剥離させるために使用される。
【００２２】
図２は図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構１を用いて両面インプリント作業を行う際の、下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９にディスク４３を載置する状態を説明する概要断面図である。両面に光硬化性レジスト（樹脂）が塗布されたディスク４３は、ディスクハンドリングアーム４５の先端に取り付けられたディスクチャック４７により搬送される。ディスク４３は外周縁までレジスト４９ａ，４９ｂが塗布されているので、ディスク外周縁をチャックする形式では搬送できないが、ディスク４３の中央の貫通孔周辺部にはレジスト４９ａ，４９ｂが塗布されない領域５１があるので、このレジスト非塗布領域５１をディスクチャック４７により真空吸着して搬送することが好ましい。ディスクハンドリングアーム４５は昇降可能かつ進退（例えば、左右方向）又は回転可能に構成されていることが好ましい。ディスクハンドリングアーム４５によりディスク４３が下側スタンパ２９の直上に搬送されてきたら、下面側スタンパ装置３のアライメントカメラ２３がディスク４３の内径中心と下側スタンパ２９の中心のアライメントマークとを検出し、その検出信号に基づき、ＸＹステージ２１を駆動させ、ディスク４３と下側スタンパ２９とを位置合わせさせる。ディスク４３と下側スタンパ２９とが位置合わせされたら、ディスクハンドリングアーム４５を下降させ、ディスク４３を下側スタンパ２９の表面に載置し、ディスクチャック４７の真空吸着を解除した後、ディスクハンドリングアーム４５を待避させる。ディスク４３の両面にレジスト４９ａ，４９ｂを塗布する方法は、例えば、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、インクジェットなどの公知慣用の方法を使用することができる。ディスクへのレジストの両面スピンコートに関しては、東京都板橋区に所在する株式会社ナノテックから両面スピンコーターが市販されている。両面エアースプレーコーター、静電スプレーコーター、ロールコータは東京都目黒区に所在するファイコーポレーションから市販されている。ディスクの両面にレジストをインクジェット塗布する装置に関しては本願出願人による特願２００９−１６１４９４の明細書に詳細に開示されている。
【００２３】
ディスク４３は例えば、ＨＤＤ、ＣＤ又はＤＶＤなどのような中心に貫通穴が形成されたドーナツ形の円盤状ディスク基板などである。ディスク４３の表面には必要に応じて、金属層、樹脂層、酸化膜層などの常用の薄膜を形成し、多層構造体とすることもできる。レジスト４９ａ，４９ｂは例えば、合成樹脂材料に感光性物質を添加したものを使用することができる。合成樹脂材料としては例えば、主成分がシクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレンポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などが使用できる。感光性物質は例えば、過酸化物、アゾ化合物類（例えば、アゾビスイソブチロニトリルなど）、ケトン類（例えば、ベンゾイン、アセトンなど）、ジアゾアミノベンゼン、金属系錯塩類、染料類などが挙げられる。
【００２４】
図３は図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構１による両面インプリント作業の一工程を示す概要断面図である。図２で説明したように、両面にレジスト４９ａ，４９ｂが塗布されたディスク４３が下側スタンパ２９の上面に載置されたら、下面側スタンパ装置３及び被転写体剥離装置７は、移動駆動機構１５により移動テーブル９がガイドレール１１に沿って移動され、下面側スタンパ装置３が上面側スタンパ装置５に対峙する位置にまで移動されたら、その位置で停止される。必要に応じて、下面側スタンパ装置３のアライメントカメラ２３により、下側スタンパ２９のアライメントマークと上側スタンパ３５のアライメントマークとを検出し、その検出信号に基づき、ＸＹステージ２１を駆動させ、下側スタンパ２９と上側スタンパ３５とを位置合わせさせる。下側スタンパ２９と上側スタンパ３５とが位置合わせされたら、昇降機構１７により上面側スタンパ装置５を下降させて、ディスク４３に所定の圧力で押圧し、当接させる。次いで、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５及び上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７からＵＶ光を照射し、レジスト４９ａ，４９ｂを硬化させる。これにより、ディスク４３の下面側レジスト４９ｂに下側スタンパ２９のパターンが転写され、上面側レジスト４９ａに上側スタンパ３５のパターンが転写される。ＵＶ光源２５及びＵＶ光源３７としては公知慣用のＵＶ光源を使用することができる。例えば、水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀水銀ランプ、キセノンランプ又はＵＶ−ＬＥＤ光源などを適宜選択して使用することができる。特に、ＵＶ−ＬＥＤ光源が好ましい。ＵＶ−ＬＥＤ光源は水銀ランプに比べて大幅に小型化され、紫外線波長が３６５ｎｍのため熱の発生が大幅に抑えられるので、照射物への悪影響又はダメージが無い。更に低消費電力で環境に優しく、長寿命（１００００〜２００００時間）なのでランプ交換によるライン停止時間を短くすることができるなどの利点がある。
【００２５】
図４は図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構１による両面インプリント作業の一工程を示す部分概要断面図である。図３で説明したように、ディスク４３の両面へのパターン転写が完了したら、次に転写済みディスク５３を回収する。その際、図４に示されるように、上面側スタンパ装置５のクランプ３９ａ及び３９ｂで上側スタンパ３５を締着しつつ、下面側スタンパ装置３のクランプ３１ａで下側スタンパ２９を締着しながら、クランプ３１ｂによる締着を解放し、上面側スタンパ装置５を上昇させる。すると、転写済みディスク５３と下側スタンパ２９は締着されているクランプ３１ａ側から徐々に剥離されていく。このような一端剥離方式によらず、クランプ３９ａ及び３９ｂで上側スタンパ３５を締着し、かつ、クランプ３１ａ及び３１ｂで下側スタンパ２９を締着させたまま上面側スタンパ装置５を上昇させると、各スタンパ２９，３５と転写済みディスク５３の相互の密着力が強いために転写済みディスク５３を下側スタンパ２９から奇麗に剥離させることができず、無理に剥離させようとすると、上側スタンパ３５、下側スタンパ２９及び／又はディスク４３に機械的な損傷を与えてしまう可能性がある。本発明の両面インプリント装置では、転写済みディスク５３を下側スタンパ２９から剥離させるが、上側スタンパ３５には密着させたままの状態に維持しないと後のディスク回収工程に進むことができない。
【００２６】
転写済みディスク５３が下側スタンパ２９から剥離されたら、図５に示されるように、移動テーブル９の上面に固設された下面側スタンパ装置３及び被転写体剥離装置７を、移動駆動機構１５によりガイドレール１１に沿って移動する。被転写体剥離装置７が上面側スタンパ装置５に対峙する位置にまで移動されたら、その位置で停止させる。その後、昇降機構１７により上面側スタンパ装置５を下降させて、転写済みディスク５３を被転写体剥離装置７に係合させる。この際、図２に示されるように、下面側スタンパ装置３に次の塗布ディスク４３を載置することもできる。
【００２７】
図６に示されるように、被転写体剥離装置７のディスク支持軸５５の上端部の凸部が転写済みディスク５３の中央部の貫通孔内に挿入され、転写済みディスク５３の周縁部は真空チャック部５７の上端寄り内壁面に係止される。真空チャック部５７の内壁面は上端方向に向かって拡開するように構成されていることが好ましい。真空チャック部５７の底部には真空吸引口５９が配設されており、この真空吸引口５９に真空ポンプなどの公知慣用の手段を接続することにより転写済みディスク５３を真空チャックすることができる。ディスク支持軸５５は昇降可能に構成されている。これは、後の工程で転写済みディスク５３を別のアンローダに引き渡すために必要な機構である。従って、ディスク支持軸５５と真空チャック部５７との摺接界面には真空を維持するためのＯ−リング６１を配設することが好ましい。
【００２８】
図６に示されるように、真空吸着により転写済みディスク５３を被転写体剥離装置７に係合させたままの状態で、上面側スタンパ装置５のクランプ３９ｂで上側スタンパ３５の一方の端部を締着しながら、クランプ３９ａを僅かに下降させることにより上側スタンパ３５の他方の端部の締着を解放し、上面側スタンパ装置５を上昇させる。すると、上側スタンパ３５は締着されているクランプ３９ｂ側から徐々に剥離されていき、最後には、転写済みディスク５３は上側スタンパ３５から完全に剥離され、被転写体剥離装置７に真空吸着されたまま保持される。
【００２９】
図７は図１に示された本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構１による両面インプリント作業の最終工程を示す部分概要断面図である。転写済みディスク５３が上側スタンパ３５から剥離されたら、移動テーブル９に固設された下面側スタンパ装置３及び被転写体剥離装置７を、ガイドレール１１に沿って移動し、下面側スタンパ装置３が上面側スタンパ装置５に対峙する位置にまで移動したら、その位置で停止させる。被転写体剥離装置７の真空チャック部５７による真空チャックを停止し、ディスク支持軸５５を上昇させる。ディスク支持軸５５の上端部に支持された転写済みディスク５３をアンローダ６３により回収し、製品カセット（図示されていない）に収納する。アンローダ６３にはＸＹＺ方向に動くことができる真空チャック式の機構を使用することが好ましい。このようなアンローダ機構は当業者に公知である。前記のように、下面側スタンパ装置３に次の塗布ディスク４３が既に載置されている場合には、転写済みディスク５３のアンローダ作業と同時に、上面側スタンパ装置５を下降させ、転写作業を実施する。これにより、本発明の両面インプリント装置では、連続的かつ効率的に被転写体を両面インプリントすることが可能になり、スループットを飛躍的に増大させることができる。
【００３０】
図８は本発明の両面インプリント装置のパターン転写機構の別の実施態様の概要断面図である。図８に示されたパターン転写機構１Ａは、図１に示されたパターン転写機構１に示された構成に加えて、ブランクディスク４２を載置するディスク置台６５と、レジスト塗布機構６７を更に有する。レジスト塗布機構６７はブランクディスク４２の両面にレジストを塗布可能な装置であれば全て使用できる。例えば、ブランクディスク４２へのレジストの両面スピンコートに関しては、東京都板橋区に所在する株式会社ナノテックから両面スピンコーターが市販されている。両面エアースプレーコーター、静電スプレーコーター、ロールコータは東京都目黒区に所在するファイコーポレーションから市販されている。ディスクの両面にレジストをインクジェット塗布する装置に関しては本願出願人による特願２００９−１６１４９４の明細書に開示されている。ディスクハンドリングアーム４５は上下左右に移動可能に構成されている。ディスクハンドリングアーム４５が左方向に移動し、その後下降して、ディスク外周チャック４６がディスク置台６５上のブランクディスク４２を把持と同時に、ディスクチャック４７がレジスト塗布機構６７内の両面レジスト塗布ディスク４３を真空吸着する。その後、ディスクハンドリングアーム４５が上昇し、次いで、右方向に移動する。その後、ディスクハンドリングアーム４５が下降し、ディスク外周チャック４６に把持されたブランクディスク４２をレジスト塗布機構６７に載置すると共に、ディスクチャック４７に真空吸着されている両面レジスト塗布ディスク４３を図２に関連して説明したように位置合わせ後に下側スタンパ２９の表面に載置する。
【００３１】
図９は本発明の両面インプリント装置２の或る実施態様の概要断面図である。図９に示された両面インプリント装置２は、図８のパターン転写機構１Ａに示された構成に加えて、ディスク搬出機構（アンローダ）６３とディスク搬入機構（ローダ）６９を有する。ディスク搬入機構（ローダ）６９はブランクディスク４２をディスク置台６５に載置する。前記のようにディスクハンドリングアーム４５は上下左右に移動可能に構成されている。ディスクハンドリングアーム４５が左方向に移動し、その後下降して、ディスク外周チャック４６がディスク置台６５上のブランクディスク４２を把持と同時に、ディスクチャック４７がレジスト塗布機構６７内の両面レジスト塗布ディスク４３を真空吸着する。その後、ディスクハンドリングアーム４５が上昇し、次いで、右方向に移動する。その後、ディスクハンドリングアーム４５が下降し、ディスク外周チャック４６に把持されたブランクディスク４２をレジスト塗布機構６７に載置すると共に、ディスクチャック４７に真空吸着されている両面レジスト塗布ディスク４３を位置合わせ後に下側スタンパ２９の表面に載置する。図７に関連して説明したように、全ての処理が完了した転写済みディスク５３はディスク搬出機構（アンローダ）６３により製品カセット（図示されていない）に移送される。言うまでもなく、ディスク搬出機構（アンローダ）６３とディスク搬入機構（ローダ）６９はディスク置台６５及び／又はレジスト塗布機構６７を有しない両面インプリント装置のパターン転写機構１に対しても配設できる。即ち、ディスク置台６５及び／又はレジスト塗布機構６７は本発明の両面インプリント装置における必須構成要素ではないこともある。例えば、独立した別途の両面レジスト塗布装置で両面にレジストが塗布されたディスクをディスク搬入機構（ローダ）６９により直接下面側スタンパ装置３に載置することもできる。
【００３２】
図１０は本発明の両面インプリント装置２Ａの他の実施態様の概要断面図である。図８に示されたディスク置台６５、レジスト塗布機構６７、下面側スタンパ装置３、上面側スタンパ装置５及び被転写体剥離装置７からなるパターン転写機構１Ａを複数基（図では４基）並行に配列し、このパターン転写機構１Ａと直交するように、ディスク搬入機構（ローダ）６９とディスク搬出機構（アンローダ）６３を配設する。この実施態様によれば、１組のディスク搬入機構（ローダ）６９とディスク搬出機構（アンローダ）６３により、複数基のパターン転写機構１Ａにディスク４３を供給（ロード）及び搬出（アンロード）することが可能となり、４基のパターン転写機構１Ａのそれぞれが何らかの工程のパターン転写作業を実施することにより生産性が飛躍的に向上すると共に、直線状のパターン転写機構１Ａを１組のディスク搬入機構（ローダ）６９とディスク搬出機構（アンローダ）６３に対して直交方向に配置することにより、デッドスペースが少なくなり、フットプリント面積が小さく、生産性の高い両面インプリント装置が実現する。両面インプリント装置２Ａでは、少なくとも２つ以上のディスクが、ディスク搬入機構（ローダ）６９による搬入作業、レジスト塗布機構６７における塗布作業、下面側スタンパ装置３へのディスク載置、上面側スタンパ装置５による加圧、下面側スタンパ装置３からのディスク剥離、被転写体剥離装置７による上面側スタンパ装置５からのディスク剥離、被転写体剥離装置７からディスク搬出機構（アンローダ）６３による搬出作業の何れかの工程が同時に実施できるように統括的に制御するための全体制御機構７１を有することが好ましい。全体制御機構７１はパターン転写作業に加えて、ディスク搬入機構（ローダ）６９によるディスク搬入作業及びディスク搬出機構（アンローダ）６３によるディスク搬出作業も併せて制御するのでインプリント作業の能率を飛躍的に向上させることができる。言うまでもなく、図１０において、図８のパターン転写機構１Ａの代わりに、図１のパターン転写機構１を使用することもできる。
【００３３】
本発明の本発明の両面インプリント装置２Ａにおけるディスク搬入機構（ローダ）６９は複数のブランクディスクが格納されたディスクケース又はカセット（図示されていない）よりブランクディスク４２を取り出した後、パターン転写機構１Ａのディスク置台６５（図８参照）までブランクディスク４２を搬送するものである。ローダ６９によるブランクディスク４２の保持方法としてはディスク端部をメカニカルにホールドする方式やディスク穴のレジスト非塗布領域を吸着する方式が例示される。また、ディスクの搬送方向としては、パターン転写機構１Ａにおけるディスク移動方向と直行していることが装置の効率的な配置を可能にする上で好ましい。ディスク搬入機構（ローダ）６９の駆動推力としてはモータとボールネジによる駆動の他、リニアモータによる駆動や圧縮空気による駆動が例示される。また、ディスク搬入機構（ローダ）６９及びディスク搬出機構（アンローダ）６３はロボットアームを介し、駆動機構（図示されていない）に接続されており、３次元的に可動する。本発明の本発明の両面インプリント装置２Ａにおけるディスク搬出機構（アンローダ）６３も剥離後の転写済みディスク５３を被転写体剥離装置７より回収し、基板回収ケース（図示されていない）まで転写済みディスク５３を移動させる機構であり、基本的な構成はディスク搬入機構（ローダ）６９と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上、本発明の両面インプリント装置の好ましい実施態様について説明してきたが、本発明は例示された実施態様に限定されず、様々な変更を為すことが可能である。例えば、未硬化レジスト塗布ディスクとスタンパとの間に気泡が内包されないようにするため、スタンパ載置テーブルの上面を湾曲させたり、あるいは両面インプリント装置全体を脱気室に収納するなどの変更を為し得る。
【符号の説明】
【００３５】
１，１Ａ 本発明の両面インプリント装置におけるパターン転写機構
２，２Ａ 本発明の両面インプリント装置
３ 下面側スタンパ装置
５ 上面側スタンパ装置
７ 被転写体剥離装置
９ 移動テーブル
１１ 台座
１３ ガイドレール
１５ 移動駆動機構
１７ 昇降機構
１９ 制御部
２１ ＸＹステージ
２３ アライメントカメラ
２５ ＵＶ光源
２７ スタンパ載置テーブル
２９ 下側スタンパ
３１ａ，３１ｂ スタンパクランプ
３３ スタンパ支持テーブル
３５ 上側スタンパ
３７ ＵＶ光源
３９ａ，３９ｂ スタンパクランプ
４１ａ，４１ｂ ストッパ
４２ ブランクディスク
４３ 両面レジスト塗布ディスク
４５ ディスクハンドリングアーム
４６ ディスク外周チャック
４７ ディスクチャック
４９ａ 上側未硬化レジスト
４９ｂ 下側未硬化レジスト
５１ 未硬化レジスト非塗布領域
５３ 転写済みディスク
５５ ディスク支持軸
５７ 真空チャック部
５９ 真空吸引口
６１ Ｏ−リング
６３ ディスク搬出機構（アンローダ）
６５ ディスク置台
６７ レジスト塗布機構
６９ ディスク搬入機構（ローダ）
７１ 全体制御機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク両面にレジスト薄膜を形成した後、微細なパターンが形成された２個のスタンパを前記ディスク両面のレジスト薄膜上に押し付けた状態で前記レジスト薄膜を硬化させ、前記ディスク両面に微細なパターンを形成する両面インプリント装置であって、前記両面インプリント装置は、少なくとも、昇降機構に支持された上面側スタンパ装置と、ガイドレール上に乗せられた移動テーブルに固設された下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とからなるパターン転写機構を有し、前記移動テーブルは移動駆動機構により前記ガイドレール上を往復動することができ、これにより、前記上面側スタンパ装置の位置を中心として、前記下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とが前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に交互に移動することができる両面インプリント装置。
【請求項２】
前記下面側スタンパ装置は、ＸＹステージと、アライメントカメラと、ＵＶ光源と、光透過性スタンパ載置テーブルと、該光透過性スタンパ載置テーブルの上面にクランプで締着された下側スタンパとからなり、前記上面側スタンパ装置は、昇降機構と、光透過性スタンパ支持テーブルと、この支持テーブルの下面側にクランプで締着された上側スタンパと、ＵＶ光源とからなり、前記被転写体剥離装置は真空チャック部と、該真空チャック部の中心部に位置する昇降可能なディスク支持軸とからなる請求項１記載の両面インプリント装置。
【請求項３】
前記クランプは２個以上からなり、一方のクランプがスタンパを締着しつつ、他方のクランプはスタンパの締着を解放できるように構成されている請求項２記載の両面インプリント装置。
【請求項４】
前記ＵＶ光源はＵＶ−ＬＥＤ光源である請求項２記載の両面インプリント装置。
【請求項５】
前記パターン転写機構はディスクの両面にレジストを塗布するためのレジスト塗布機構を更に有する請求項１記載の両面インプリント装置。
【請求項６】
前記パターン転写機構にディスクを搬入するためのディスク搬入機構と、前記パターン転写機構によりパターン転写されたディスクを搬出するためのディスク搬出機構を更に有し、前記ディスク搬入機構およびディスク搬出機構によりディスクが移動する方向と、前記パターン転写機構におけるディスクの移動方向が直行するように前記ディスク搬入機構と前期パターン転写機構と前期ディスク搬出機構とが配置されていることを特徴とする請求項１又は５の何れかに記載の両面インプリント装置。
【請求項７】
前記パターン転写機構は１組のディスク搬入機構およびディスク搬出機構の間に２組以上のパターン転写機構を有することを特徴とする請求項６に記載の両面インプリント装置。
【請求項８】
１組のディスク搬入機構およびディスク搬出機構と、２組以上のパターン転写機構を同時に制御するための全体制御機構を更に有する請求項７記載の両面インプリント装置。
【請求項１】
ディスク両面にレジスト薄膜を形成した後、微細なパターンが形成された２個のスタンパを前記ディスク両面のレジスト薄膜上に押し付けた状態で前記レジスト薄膜を硬化させ、前記ディスク両面に微細なパターンを形成する両面インプリント装置であって、前記両面インプリント装置は、少なくとも、昇降機構に支持された上面側スタンパ装置と、ガイドレール上に乗せられた移動テーブルに固設された下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とからなるパターン転写機構を有し、前記移動テーブルは移動駆動機構により前記ガイドレール上を往復動することができ、これにより、前記上面側スタンパ装置の位置を中心として、前記下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とが前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に交互に移動することができる両面インプリント装置。
【請求項２】
前記下面側スタンパ装置は、ＸＹステージと、アライメントカメラと、ＵＶ光源と、光透過性スタンパ載置テーブルと、該光透過性スタンパ載置テーブルの上面にクランプで締着された下側スタンパとからなり、前記上面側スタンパ装置は、昇降機構と、光透過性スタンパ支持テーブルと、この支持テーブルの下面側にクランプで締着された上側スタンパと、ＵＶ光源とからなり、前記被転写体剥離装置は真空チャック部と、該真空チャック部の中心部に位置する昇降可能なディスク支持軸とからなる請求項１記載の両面インプリント装置。
【請求項３】
前記クランプは２個以上からなり、一方のクランプがスタンパを締着しつつ、他方のクランプはスタンパの締着を解放できるように構成されている請求項２記載の両面インプリント装置。
【請求項４】
前記ＵＶ光源はＵＶ−ＬＥＤ光源である請求項２記載の両面インプリント装置。
【請求項５】
前記パターン転写機構はディスクの両面にレジストを塗布するためのレジスト塗布機構を更に有する請求項１記載の両面インプリント装置。
【請求項６】
前記パターン転写機構にディスクを搬入するためのディスク搬入機構と、前記パターン転写機構によりパターン転写されたディスクを搬出するためのディスク搬出機構を更に有し、前記ディスク搬入機構およびディスク搬出機構によりディスクが移動する方向と、前記パターン転写機構におけるディスクの移動方向が直行するように前記ディスク搬入機構と前期パターン転写機構と前期ディスク搬出機構とが配置されていることを特徴とする請求項１又は５の何れかに記載の両面インプリント装置。
【請求項７】
前記パターン転写機構は１組のディスク搬入機構およびディスク搬出機構の間に２組以上のパターン転写機構を有することを特徴とする請求項６に記載の両面インプリント装置。
【請求項８】
１組のディスク搬入機構およびディスク搬出機構と、２組以上のパターン転写機構を同時に制御するための全体制御機構を更に有する請求項７記載の両面インプリント装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１５０７８０（Ｐ２０１１−１５０７８０Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７４２９（Ｐ２０１０−２８７４２９）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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