両面インプリント装置
【課題】新規な形状のスタンパ及びそのスタンパの新規な配列形態を有する両面インプリント装置を提供する。
【解決手段】昇降機構に支持された上面側スタンパ装置５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３と被転写体剥離装置とからなり、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、上面側スタンパ装置の位置を中心として、下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とが、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おいて、下面側スタンパ装置に配設される下側スタンパ２９が長方形の形状を有し、かつ、上面側スタンパ装置に配設される上側スタンパ３５が長方形の形状を有し、下側スタンパと上側スタンパとが十字形の対峙形態となるように下面側スタンパ装置及び上面側スタンパ装置にそれぞれ配設されている。
【解決手段】昇降機構に支持された上面側スタンパ装置５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３と被転写体剥離装置とからなり、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、上面側スタンパ装置の位置を中心として、下面側スタンパ装置と被転写体剥離装置とが、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おいて、下面側スタンパ装置に配設される下側スタンパ２９が長方形の形状を有し、かつ、上面側スタンパ装置に配設される上側スタンパ３５が長方形の形状を有し、下側スタンパと上側スタンパとが十字形の対峙形態となるように下面側スタンパ装置及び上面側スタンパ装置にそれぞれ配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。更に詳細には、本発明は、下面側及び上面側スタンパの形状及び配置を変更することにより、これらの剥離性を改善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】
このような要望に応えるべく、本発明者らは特願２００９−２９４１１９として両面インプリント装置を出願した。特願２００９−２９４１１９の明細書に添付された図１〜図７にその装置の一例の概要断面図が示されている。本発明者らが発明した両面インプリント装置は、昇降機構１７に支持された上面側スタンパ装置５と、ガイドレール１１上に乗せられた移動テーブル９に固設された下面側スタンパ装置３と被転写体剥離装置７とからなり、前記移動テーブル９は移動駆動機構１５により前記ガイドレール１１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５の位置を中心として、前記下面側スタンパ装置３と被転写体剥離装置７とが前記上面側スタンパ装置５に対峙する位置に交互に移動することができる。本発明者らが発明した両面インプリント装置では、下面側スタンパ装置３と被転写体剥離装置７とがガイドレール１１上に乗せられた移動テーブル９に一体的に固設されているので、上面側スタンパ装置５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３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３を上面側スタンパ装置５の対峙位置からずらして、上面側スタンパ装置５に被転写体剥離装置７を対峙させる。下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９上に未硬化レジスト塗布ディスク４３が載置されたら下面側スタンパ装置３を上面側スタンパ装置５の対峙位置に移動させ、上面側スタンパ装置５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５３を下面側スタンパ装置３から剥離する。その後、被転写体剥離装置７を上面側スタンパ装置５に対峙させ、転写済みディスク５３を上面側スタンパ装置５から剥離する。この時、下面側スタンパ装置３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５３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３には次の塗布ディスク４３が既に載置済みなので、上面側スタンパ装置５を下面側スタンパ装置３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。
【００１０】
前記のように、特願２００９−２９４１１９における両面インプリント装置では、下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９上に未硬化レジスト塗布ディスク４３が載置されたら下面側スタンパ装置３を上面側スタンパ装置５の対峙位置に移動させ、上面側スタンパ装置５を下降させて、上側スタンパ３５と下側スタンパ２９を未硬化レジスト塗布ディスク４３に押圧し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５３を下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９から剥離し、その後、被転写体剥離装置７を上面側スタンパ装置５に対峙させ、転写済みディスク５３を上面側スタンパ装置５の上側スタンパ３５から剥離する。
【００１１】
特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置では、上面用と下面用の２つのスタンパ間で双方に固着した状態で保持されているディスクを、一方のスタンパ（例えば、下面用スタンパ）を湾曲させることにより固着力を減じ、選択的に当該スタンパから剥離し、他方のスタンパ面（例えば、上面用スタンパ）にディスクを固着したまま保持させることが可能である。特願２００９−２９４１１９の図４に示されるように、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。特願２００９−２９４１１９では、この剥離方式を「一端剥離方式」と呼んでいる。
【００１２】
図１１は特願２００９−２９４１１９における両面インプリント装置で使用される従来のスタンパ１００の一例の概要斜視図である。従来のスタンパ１００の外形は図１１に示されるように略真円形であり、中心部から半径方向外方に向かって微細パターン面１０２が配設されている。しかし、円形スタンパの場合、一端剥離方式に従ってスタンパの一端から剥離するときに、剥離線におけるスタンパ幅が剥離の進行に伴い変化することにより曲率が変わり、安定した剥離が困難であった。図１１では、円形スタンパの中心付近を通る軸線は湾曲困難軸となり、この軸線に並行して円形スタンパの外周寄りを通る軸線は湾曲容易軸となる。従って、円形スタンパの外周から中心に近づくにつれて剥離が困難になる。また、両面転写によりスタンパは薄いディスクを挟んで対峙しているが、スタンパを湾曲させるモーメントを加えるための端部保持のスペースが無いので、剥離作業を円滑に行うための支障になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【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】
【００１４】
従って、本発明の目的は、新規な形状のスタンパ及びそのスタンパの新規な配列形態を有す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】
【００１５】
前記課題は、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り、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おいて、下面側スタンパ装置に配設される下側スタンパが長方形の形状を有し、かつ、上面側スタンパ装置に配設される上側スタンパが長方形の形状を有し、前記下面側スタンパ装置が前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に配置されたとき、前記長方形の下側スタンパと前記長方形の上側スタンパとが十字形の対峙形態となるように前記下面側スタンパ装置及び上面側スタンパ装置にそれぞれ配設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解決される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の両面インプリント装置によれば、下側スタンパ及び上側スタンパがそれぞれ長方形の形状をしているので、剥離作業の際、スタンパの長手方向に向かって剥離が進行する。その結果、剥離が進行してもモーメントに対する剥離線の曲率は常に同じとなり、安定した剥離が可能となる。
しかも、下側スタンパと上側スタンパとが十字形の対峙形態となるように配列されるので、各スタンパの端部保持が上下で干渉しない。その結果、剥離作業を円滑に行うことが可能になる。
【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で使用されるスタンパの一例の模式的斜視図である。
【図２】本発明の両面インプリント装置で使用される下面側スタンパ装置の上面図である。
【図３】本発明の両面インプリント装置で使用される下面側スタンパ装置と上面側スタンパ装置との配置状態を示す概要上面図である。
【図４】本発明の両面インプリント装置の一例の概要断面図である。
【図５】図４に示された本発明の両面インプリント装置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】図４に示された本発明の両面インプリント装置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７】本発明の両面インプリント装置において、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８】図４に示された本発明の両面インプリント装置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９】本発明の両面インプリント装置において、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１０】図４に示された本発明の両面インプリント装置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１１】特願２００９−２９４１１９における両面インプリント装置で使用される従来のスタンパの一例の模式的斜視図である。
【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光インプリント方法の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の両面インプリント装置で使用されるスタンパの一例の模式的斜視図である。本発明のスタンパ２９（又は３５）は長方形の形状をしており、略中央部に微細パターン面１０２が配設されている。微細パターンの形成方法自体は当業者に公知であるばかりか、本発明の主題でもないので説明は省略する。スタンパ２９（又は３５）は光透過性の素材（例えば、ガラス、透明アクリル樹脂など）からなり、一方の面には微細パターン面１０２が形成されている。スタンパ２９（又は３５）の外形が長方形であり、長手方向に剥離が進行するように下面側スタンパ装置３又は上面側スタンパ装置５にセットする。これにより、剥離が進行してもモーメントに対する剥離線の曲率は常に同じとなり、安定した剥離が可能となる。
【００２０】
図２は図１に示された下側スタンパ２９を下面側スタンパ装置３のスタンパ載置テーブル２７に配設させた状態の概要上面図である。スタンパ２９は下面側スタンパ装置３のスタンパ載置テーブル２７の上面にスタンパクランプ３１ａ及び３１ｂにより締着されている。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の一方の端部が下面側スタンパ装置３のスタンパ載置テーブル２７から締着解放されるようになっている。これは下記で詳細に説明するが、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。また、スタンパクランプ３１ａ及び３１ｂは内側に、スタンパ２９を位置決めする案内溝３２ａ及び３２ｂをそれぞれ有する。
【００２１】
図３は、下面側スタンパ装置と上面側スタンパ装置との配置状態を示す概要上面図である。下側スタンパ２９と逆に、上側スタンパ３５は上面側スタンパ装置５のスタンパ支持テーブル３３の下面にスタンパクランプ３９ａ及び３９ｂにより締着されている。スタンパクランプ３９ａ及び３９ｂの内側にも、上側スタンパ３５を位置決めする案内溝４０ａ及び４０ｂがそれぞれ配設されている。図示されているように、本発明の両面インプリント装置１では、インプリント処理時に、下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５とを、長手方向が直交する関係に配置する。実際のインプリント処理時の下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５との配置関係は下記の図６に示される。これにより、下側スタンパ２９は上側スタンパ３５と被転写体を間に挟んで長手方向が直交する十字形に対峙することとなる。スタンパの形状が長方形なので、下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５とを長手方向が直交する関係に配置すると、下面側スタンパ装置３のクランプ３１ａ、３１ｂと上面側スタンパ装置５のクランプ３９ａ、３９ｂはそれぞれ９０゜の角度で離隔され、端部保持が上下干渉せず、インプリント処理後の被転写体剥離作業を円滑に行うことが可能となる。
【００２２】
図４は本発明の両面インプリント装置１の概要断面図である。図１に示される装置自体は特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置と略同一である。図１の両面インプリント装置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。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。図４に示される本発明の両面インプリント装置１と特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置との相違点は、本発明の装置では下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５とが図３に示されるように、長手方向が直交する関係に配置されていることである。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
下記で詳細に説明するが、両面インプリント装置１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。
【００２６】
図５は図４に示された両面インプリント装置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の明細書に開示されている。
【００２７】
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。
【００２８】
図６は図４に示された本発明の両面インプリント装置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。この時、下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５は図３に示されるような長手方向が直交する関係に配置される。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。
【００２９】
図７は図４に示された本発明の両面インプリント装置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６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７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。
【００３０】
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８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５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。
【００３１】
図９は上面側スタンパ装置５の断面を長手方向から見た図である。図９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。
【００３２】
図９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。
【００３３】
図１０は図４に示された本発明の両面インプリント装置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。
【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 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
３２ａ，３２ｂ スタンパ位置決め用案内溝
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
４０ａ，４０ｂ スタンパ位置決め用案内溝
４１ａ，４１ｂ ストッパ
４３ ディスク
４５ ディスクハンドリングアーム
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 アンローダ
１００ 従来の円形スタンパ
１０２ 微細パターン面
【技術分野】
【０００１】
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。更に詳細には、本発明は、下面側及び上面側スタンパの形状及び配置を変更することにより、これらの剥離性を改善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】
このような要望に応えるべく、本発明者らは特願２００９−２９４１１９として両面インプリント装置を出願した。特願２００９−２９４１１９の明細書に添付された図１〜図７にその装置の一例の概要断面図が示されている。本発明者らが発明した両面インプリント装置は、昇降機構１７に支持された上面側スタンパ装置５と、ガイドレール１１上に乗せられた移動テーブル９に固設された下面側スタンパ装置３と被転写体剥離装置７とからなり、前記移動テーブル９は移動駆動機構１５により前記ガイドレール１１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５の位置を中心として、前記下面側スタンパ装置３と被転写体剥離装置７とが前記上面側スタンパ装置５に対峙する位置に交互に移動することができる。本発明者らが発明した両面インプリント装置では、下面側スタンパ装置３と被転写体剥離装置７とがガイドレール１１上に乗せられた移動テーブル９に一体的に固設されているので、上面側スタンパ装置５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３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３を上面側スタンパ装置５の対峙位置からずらして、上面側スタンパ装置５に被転写体剥離装置７を対峙させる。下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９上に未硬化レジスト塗布ディスク４３が載置されたら下面側スタンパ装置３を上面側スタンパ装置５の対峙位置に移動させ、上面側スタンパ装置５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５３を下面側スタンパ装置３から剥離する。その後、被転写体剥離装置７を上面側スタンパ装置５に対峙させ、転写済みディスク５３を上面側スタンパ装置５から剥離する。この時、下面側スタンパ装置３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５３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３には次の塗布ディスク４３が既に載置済みなので、上面側スタンパ装置５を下面側スタンパ装置３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。
【００１０】
前記のように、特願２００９−２９４１１９における両面インプリント装置では、下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９上に未硬化レジスト塗布ディスク４３が載置されたら下面側スタンパ装置３を上面側スタンパ装置５の対峙位置に移動させ、上面側スタンパ装置５を下降させて、上側スタンパ３５と下側スタンパ２９を未硬化レジスト塗布ディスク４３に押圧し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５３を下面側スタンパ装置３の下側スタンパ２９から剥離し、その後、被転写体剥離装置７を上面側スタンパ装置５に対峙させ、転写済みディスク５３を上面側スタンパ装置５の上側スタンパ３５から剥離する。
【００１１】
特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置では、上面用と下面用の２つのスタンパ間で双方に固着した状態で保持されているディスクを、一方のスタンパ（例えば、下面用スタンパ）を湾曲させることにより固着力を減じ、選択的に当該スタンパから剥離し、他方のスタンパ面（例えば、上面用スタンパ）にディスクを固着したまま保持させることが可能である。特願２００９−２９４１１９の図４に示されるように、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。特願２００９−２９４１１９では、この剥離方式を「一端剥離方式」と呼んでいる。
【００１２】
図１１は特願２００９−２９４１１９における両面インプリント装置で使用される従来のスタンパ１００の一例の概要斜視図である。従来のスタンパ１００の外形は図１１に示されるように略真円形であり、中心部から半径方向外方に向かって微細パターン面１０２が配設されている。しかし、円形スタンパの場合、一端剥離方式に従ってスタンパの一端から剥離するときに、剥離線におけるスタンパ幅が剥離の進行に伴い変化することにより曲率が変わり、安定した剥離が困難であった。図１１では、円形スタンパの中心付近を通る軸線は湾曲困難軸となり、この軸線に並行して円形スタンパの外周寄りを通る軸線は湾曲容易軸となる。従って、円形スタンパの外周から中心に近づくにつれて剥離が困難になる。また、両面転写によりスタンパは薄いディスクを挟んで対峙しているが、スタンパを湾曲させるモーメントを加えるための端部保持のスペースが無いので、剥離作業を円滑に行うための支障になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【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】
【００１４】
従って、本発明の目的は、新規な形状のスタンパ及びそのスタンパの新規な配列形態を有す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】
【００１５】
前記課題は、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り、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おいて、下面側スタンパ装置に配設される下側スタンパが長方形の形状を有し、かつ、上面側スタンパ装置に配設される上側スタンパが長方形の形状を有し、前記下面側スタンパ装置が前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に配置されたとき、前記長方形の下側スタンパと前記長方形の上側スタンパとが十字形の対峙形態となるように前記下面側スタンパ装置及び上面側スタンパ装置にそれぞれ配設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解決される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の両面インプリント装置によれば、下側スタンパ及び上側スタンパがそれぞれ長方形の形状をしているので、剥離作業の際、スタンパの長手方向に向かって剥離が進行する。その結果、剥離が進行してもモーメントに対する剥離線の曲率は常に同じとなり、安定した剥離が可能となる。
しかも、下側スタンパと上側スタンパとが十字形の対峙形態となるように配列されるので、各スタンパの端部保持が上下で干渉しない。その結果、剥離作業を円滑に行うことが可能になる。
【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で使用されるスタンパの一例の模式的斜視図である。
【図２】本発明の両面インプリント装置で使用される下面側スタンパ装置の上面図である。
【図３】本発明の両面インプリント装置で使用される下面側スタンパ装置と上面側スタンパ装置との配置状態を示す概要上面図である。
【図４】本発明の両面インプリント装置の一例の概要断面図である。
【図５】図４に示された本発明の両面インプリント装置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】図４に示された本発明の両面インプリント装置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７】本発明の両面インプリント装置において、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８】図４に示された本発明の両面インプリント装置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９】本発明の両面インプリント装置において、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１０】図４に示された本発明の両面インプリント装置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１１】特願２００９−２９４１１９における両面インプリント装置で使用される従来のスタンパの一例の模式的斜視図である。
【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光インプリント方法の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の両面インプリント装置で使用されるスタンパの一例の模式的斜視図である。本発明のスタンパ２９（又は３５）は長方形の形状をしており、略中央部に微細パターン面１０２が配設されている。微細パターンの形成方法自体は当業者に公知であるばかりか、本発明の主題でもないので説明は省略する。スタンパ２９（又は３５）は光透過性の素材（例えば、ガラス、透明アクリル樹脂など）からなり、一方の面には微細パターン面１０２が形成されている。スタンパ２９（又は３５）の外形が長方形であり、長手方向に剥離が進行するように下面側スタンパ装置３又は上面側スタンパ装置５にセットする。これにより、剥離が進行してもモーメントに対する剥離線の曲率は常に同じとなり、安定した剥離が可能となる。
【００２０】
図２は図１に示された下側スタンパ２９を下面側スタンパ装置３のスタンパ載置テーブル２７に配設させた状態の概要上面図である。スタンパ２９は下面側スタンパ装置３のスタンパ載置テーブル２７の上面にスタンパクランプ３１ａ及び３１ｂにより締着されている。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の一方の端部が下面側スタンパ装置３のスタンパ載置テーブル２７から締着解放されるようになっている。これは下記で詳細に説明するが、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。また、スタンパクランプ３１ａ及び３１ｂは内側に、スタンパ２９を位置決めする案内溝３２ａ及び３２ｂをそれぞれ有する。
【００２１】
図３は、下面側スタンパ装置と上面側スタンパ装置との配置状態を示す概要上面図である。下側スタンパ２９と逆に、上側スタンパ３５は上面側スタンパ装置５のスタンパ支持テーブル３３の下面にスタンパクランプ３９ａ及び３９ｂにより締着されている。スタンパクランプ３９ａ及び３９ｂの内側にも、上側スタンパ３５を位置決めする案内溝４０ａ及び４０ｂがそれぞれ配設されている。図示されているように、本発明の両面インプリント装置１では、インプリント処理時に、下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５とを、長手方向が直交する関係に配置する。実際のインプリント処理時の下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５との配置関係は下記の図６に示される。これにより、下側スタンパ２９は上側スタンパ３５と被転写体を間に挟んで長手方向が直交する十字形に対峙することとなる。スタンパの形状が長方形なので、下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５とを長手方向が直交する関係に配置すると、下面側スタンパ装置３のクランプ３１ａ、３１ｂと上面側スタンパ装置５のクランプ３９ａ、３９ｂはそれぞれ９０゜の角度で離隔され、端部保持が上下干渉せず、インプリント処理後の被転写体剥離作業を円滑に行うことが可能となる。
【００２２】
図４は本発明の両面インプリント装置１の概要断面図である。図１に示される装置自体は特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置と略同一である。図１の両面インプリント装置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。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。図４に示される本発明の両面インプリント装置１と特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置との相違点は、本発明の装置では下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５とが図３に示されるように、長手方向が直交する関係に配置されていることである。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
下記で詳細に説明するが、両面インプリント装置１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。
【００２６】
図５は図４に示された両面インプリント装置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の明細書に開示されている。
【００２７】
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。
【００２８】
図６は図４に示された本発明の両面インプリント装置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。この時、下面側スタンパ装置３と上面側スタンパ装置５は図３に示されるような長手方向が直交する関係に配置される。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。
【００２９】
図７は図４に示された本発明の両面インプリント装置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６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７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。
【００３０】
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８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５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。
【００３１】
図９は上面側スタンパ装置５の断面を長手方向から見た図である。図９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。
【００３２】
図９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。
【００３３】
図１０は図４に示された本発明の両面インプリント装置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。
【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 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
３２ａ，３２ｂ スタンパ位置決め用案内溝
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
４０ａ，４０ｂ スタンパ位置決め用案内溝
４１ａ，４１ｂ ストッパ
４３ ディスク
４５ ディスクハンドリングアーム
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 アンローダ
１００ 従来の円形スタンパ
１０２ 微細パターン面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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り、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おいて、下面側スタンパ装置に配設される下側スタンパが長方形の形状を有し、かつ、上面側スタンパ装置に配設される上側スタンパが長方形の形状を有し、前記下面側スタンパ装置が前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に配置されたとき、前記長方形の下側スタンパと前記長方形の上側スタンパとが十字形の対峙形態となるように前記下面側スタンパ装置及び上面側スタンパ装置にそれぞれ配設されていることを特徴とす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１】
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り、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おいて、下面側スタンパ装置に配設される下側スタンパが長方形の形状を有し、かつ、上面側スタンパ装置に配設される上側スタンパが長方形の形状を有し、前記下面側スタンパ装置が前記上面側スタンパ装置に対峙する位置に配置されたとき、前記長方形の下側スタンパと前記長方形の上側スタンパとが十字形の対峙形態となるように前記下面側スタンパ装置及び上面側スタンパ装置にそれぞれ配設されていることを特徴とす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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１０９４８７（Ｐ２０１２−１０９４８７Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８７１４（Ｐ２０１０−２５８７１４）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【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２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【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）】
[ Back to top ]