光インプリント方法
【課題】 両面インプリント装置においてディスクを選択的に剥離できる光インプリント方法を提供する。
【解決手段】 前記方法は、両面インプリント装置において、下面側スタンパ装置を上面側スタンパ装置に対峙させた後、下面側スタンパ装置に載置された、両面にレジストが塗布された被転写体に上面側スタンパ装置を押圧しながら、前記被転写体のレジストに下面側スタンパ装置のＵＶ光源及び上面側スタンパ装置のＵＶ光源から紫外線を照射して前記レジストを硬化させ、硬化レジストに前記スタンパのパターンを転写する際に、下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間を上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間よりも短くすることにより、転写済みディスクを下面側スタンパ装置から選択的に剥離させることができる。
【解決手段】 前記方法は、両面インプリント装置において、下面側スタンパ装置を上面側スタンパ装置に対峙させた後、下面側スタンパ装置に載置された、両面にレジストが塗布された被転写体に上面側スタンパ装置を押圧しながら、前記被転写体のレジストに下面側スタンパ装置のＵＶ光源及び上面側スタンパ装置のＵＶ光源から紫外線を照射して前記レジストを硬化させ、硬化レジストに前記スタンパのパターンを転写する際に、下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間を上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間よりも短くすることにより、転写済みディスクを下面側スタンパ装置から選択的に剥離させることができる。
【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おける光インプリント方法に関する。更に詳細には、本発明は、両面インプリント装置でナノインプリントされる被転写体の剥離作業を円滑に行うことができる光インプリント方法に関する。
【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。
【００１２】
特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置における好ましい実施態様では、上面側スタンパに固着された状態を維持しながら、先に下面側スタンパからディスクが剥離され、次いで、上面側スタンパに固着したディスクを被転写体剥離装置により剥離する。しかし、固着力のバラツキが大きいときには、湾曲させないスタンパからも剥離が進行し、選択的剥離ができない場合がある。固着力の均一化、すなわちスタンパを湾曲しないときの固着力が湾曲したときに減ずる値にまで至らないことが固着面全体において必要となる。また、ディスクの剥離のためにスタンパを湾曲させることは、スタンパに変形応力を強いることとなり、スタンパを損傷したり、あるいはスタンパの機械的寿命を減じたりする恐れがあるので、可能であれば、スタンパを湾曲させることなく、ディスクを選択的に剥離できる光インプリント方法の開発が強く望まれている。
【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、両面インプリント装置においてディスクを選択的に剥離できる光インプリント方法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を上面側スタンパ装置に対峙させた後、下面側スタンパ装置に載置された、両面にレジストが塗布された被転写体に上面側スタンパ装置を押圧しながら、前記被転写体のレジストに下面側スタンパ装置のＵＶ光源及び上面側スタンパ装置のＵＶ光源から紫外線を照射して前記レジストを硬化させ、硬化レジストに前記スタンパのパターンを転写することからなる光インプリント方法であって、
下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間が上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間よりも短い、
ことを特徴とする光インプリント方法により解決される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の方法によれば、上下のスタンパ装置のＵＶ光源の照射時間を異ならせることにより、下面側スタンパ装置と被転写体との剥離力及び上面側スタンパ装置と被転写体との剥離力に差を発生させることができる。その結果、一方のスタンパ装置から被転写体を選択的に剥離させることが可能になった。本発明者らの研究によれば、ＵＶ光源の照射時間の短い方が、ＵＶ光源の照射時間の長い方に比べて、小さな剥離力でスタンパ装置から被転写体を剥離させることができることが発見された。従って、特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置では、下面側スタンパ装置からのＵＶ光源照射時間を短くし、上面側スタンパ装置からのＵＶ光源照射時間を長くすれば、露光後に下面側スタンパ装置から被転写体を選択的に剥離させ、その後、被転写体を上面側スタンパ装置に保持させたまま被転写体剥離装置と前記上面側スタンパ装置を対峙させることができる。このように、被転写体の剥離作業が円滑化されることにより、両面光インプリント作業の効率を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光インプリント方法が実施される両面インプリント装置の一例の概要断面図である。
【図２】図１に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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】図１に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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５】図１に示された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６】図１に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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】図１に示された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８】図１に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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。
【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は本発明の光インプリント方法が実施される両面インプリント装置１の概要断面図である。前記のように、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２は図１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。
【００２４】
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。
【００２５】
図３は図１に示された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。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。
【００２６】
図４は図１に示された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。昇降機構１７により上面側スタンパ装置５が下降され、ディスク４３に所定の圧力で押圧し、当接されたら、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。
【００２７】
本発明の光インプリント方法によれば、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５の照射時間は、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７の照射時間よりも短くする。一例として、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５の照射時間は、２秒間〜４秒間の範囲内であり、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７の照射時間は５秒間〜１２秒間の範囲内であることが好ましい。下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５の照射時間が２秒間未満の場合、被転写体の下面側に塗布されたレジストの硬化が不十分となる可能性がある。一方、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５の照射時間が４秒間超の場合、下面側スタンパ装置と被転写体との固着力が強くなり過ぎ、上面側スタンパ装置と被転写体との固着力の差が小さくなりすぎて選択的剥離が困難になる可能性がある。上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７の照射時間が５秒間未満の場合、下面側スタンパ装置と被転写体との固着力に対して上面側スタンパ装置と被転写体との固着力の差が小さすぎて選択的剥離が困難になる可能性がある。一方、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７の照射時間が１２秒間超の場合、上面側スタンパ装置と被転写体との固着力が飽和し、作業時間が徒に長くなり不経済となるだけである。本発明者らの実験によれば、スタンパを、レジストが１００ｎｍの厚さで塗布されたφ６５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのシリコン製ディスクに１００Ｎの押圧力で押し付け、スタンパ上面からＵＶ光を所定時間照射してレジストを硬化させ、ディスク端から約３０ｍｍの位置でスタンパを引き上げたときの、ＵＶ光照射時間と剥離力の関係として、ＵＶ光照射時間が３秒間のときの剥離力は６Ｎであり、ＵＶ光照射時間が１０秒間のときの剥離力は１０Ｎであった。しかし、処理条件（例えば、ディスクサイズ、レジスト塗布厚、スタンパ押圧力等）が異なれば、同じＵＶ光照射時間であっても剥離力は異なることもある。具体的な処理条件が決まれば、実験を繰り返すことにより、当該処理条件におけるＵＶ光照射時間と剥離力の関係を予め突き止めることができる。一般的に、本発明の光プリント方法を実施する場合、被転写体の選択的剥離を可能にするためには、下面側スタンパ装置と被転写体との固着力に対して、上面側スタンパ装置と被転写体との固着力が１．５倍〜２倍程度高いことが好ましい。固着力の差が１．５倍未満では被転写体の選択的剥離が困難になる可能性がある。一方、固着力の差が２倍超の場合、被転写体の選択的剥離にとって必要十分過ぎるだけで無駄である。
【００２８】
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５は図１に示された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４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５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、かつ、下面側スタンパ装置３のクランプ３１ａ及び３１ｂで下側スタンパ２９を締着しながら、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と転写済みディスク５３との固着力の方が、下側スタンパ２９と転写済みディスク５３との固着力よりも大きいので、転写済みディスク５３は上側スタンパ３５に固着保持されたまま、下側スタンパ２９から選択的に剥離される。転写済みディスク５３の剥離は、上面側スタンパ装置５の上昇に連れて、下側スタンパ２９の周縁部から中央部に向かって進むものと思われる。
この固着力の差を利用することにより、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を上昇させても、転写済みディスク５３を損傷することなく、下面側スタンパ装置３から転写済みディスク５３を選択的に剥離させることができる。図１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。従って、本発明の光インプリント方法による被転写体の選択的剥離効果はスループットの向上にとって極めて重要である。
【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６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。
【００３１】
図７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７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３９ａ及びクランプ３９ｂで上側スタンパ３５を締着しながら、上面側スタンパ装置５を上昇させる。この際、重要なことは、被転写体剥離装置７による転写済みディスク５３の吸着力の方が、上側スタンパ３５と転写済みディスク５３との固着力よりも大きくなければならない。上側スタンパ３５と転写済みディスク５３との固着力の方が被転写体剥離装置７による転写済みディスク５３の吸着力よりも大きいと、転写済みディスク５３を上側スタンパ３５から剥離させることが困難であるばかりか、最悪の場合には転写済みディスク５３を損傷してしまうことがある。被転写体剥離装置７による転写済みディスク５３の吸着力の方が、上側スタンパ３５と転写済みディスク５３との固着力よりも大きいと、上面側スタンパ装置５の上昇に連れて、転写済みディスク５３は被転写体剥離装置７に保持された状態で上側スタンパ３５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８は図１に示された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、図１の両面インプリント装置において本発明の光インプリント方法を実施すれば、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。
【実施例１】
【００３４】
図１に示されるような両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法による選択的剥離効果を実験した。
φ６５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのシリコン製ディスク４３の上面側及び下面側に、市販の光硬化性アクリル系レジストをスピンコート法により厚さ１００ｎｍの膜厚で塗布した。このディスク４３を下側スタンパ２９の上面に、アライメントカメラ２３により位置決めして載置した。その後、下面側スタンパ装置３を上面側スタンパ装置５の直下に移動させ、停止させた。この位置で、アライメントカメラ２３によりディスク４３の内径中心を検出し、ディスク４３の位置ずれが無いことを確認した。上面側スタンパ装置５を下降させ、上側スタンパ３５を下側スタンパ２９の上面のディスク４３に１００Ｎの押圧力で当接させた。次いで、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源（ＵＶ−ＬＥＤ光源）２５から３秒間、及び同時に、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源（ＵＶ−ＬＥＤ光源）３７から１０秒間ＵＶ光を照射し、レジストを硬化させた。
上面側スタンパ装置５を上昇させた。その結果、ディスク４３は下側スタンパ２９から剥離されたが、上側スタンパ３５からは全く剥離されなかった。
その後、被転写体剥離装置７を上面側スタンパ装置５の直下に移動させ、昇降機構１７により上面側スタンパ装置５を下降させて、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。この状態を維持しながら、昇降機構１７により上面側スタンパ装置５を上昇させた。その結果、転写済みディスク５３は上側スタンパ３５から剥離され、被転写体剥離装置７に保持された。
これらの結果から明らかなように、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７からのＵＶ光照射時間よりも下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５からのＵＶ光照射時間を短くすることにより、転写済みディスク５３を下側スタンパ２９から選択的に剥離させることができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上、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、図１に示されるような両面インプリント装置以外の両面インプリント装置であって、転写済みディスクの選択的剥離が必要な場合には、本発明の光インプリント方法を好適に実施できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 本発明の光インプリント方法を実施する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
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
【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おける光インプリント方法に関する。更に詳細には、本発明は、両面インプリント装置でナノインプリントされる被転写体の剥離作業を円滑に行うことができる光インプリント方法に関する。
【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。
【００１２】
特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置における好ましい実施態様では、上面側スタンパに固着された状態を維持しながら、先に下面側スタンパからディスクが剥離され、次いで、上面側スタンパに固着したディスクを被転写体剥離装置により剥離する。しかし、固着力のバラツキが大きいときには、湾曲させないスタンパからも剥離が進行し、選択的剥離ができない場合がある。固着力の均一化、すなわちスタンパを湾曲しないときの固着力が湾曲したときに減ずる値にまで至らないことが固着面全体において必要となる。また、ディスクの剥離のためにスタンパを湾曲させることは、スタンパに変形応力を強いることとなり、スタンパを損傷したり、あるいはスタンパの機械的寿命を減じたりする恐れがあるので、可能であれば、スタンパを湾曲させることなく、ディスクを選択的に剥離できる光インプリント方法の開発が強く望まれている。
【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、両面インプリント装置においてディスクを選択的に剥離できる光インプリント方法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を上面側スタンパ装置に対峙させた後、下面側スタンパ装置に載置された、両面にレジストが塗布された被転写体に上面側スタンパ装置を押圧しながら、前記被転写体のレジストに下面側スタンパ装置のＵＶ光源及び上面側スタンパ装置のＵＶ光源から紫外線を照射して前記レジストを硬化させ、硬化レジストに前記スタンパのパターンを転写することからなる光インプリント方法であって、
下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間が上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間よりも短い、
ことを特徴とする光インプリント方法により解決される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の方法によれば、上下のスタンパ装置のＵＶ光源の照射時間を異ならせることにより、下面側スタンパ装置と被転写体との剥離力及び上面側スタンパ装置と被転写体との剥離力に差を発生させることができる。その結果、一方のスタンパ装置から被転写体を選択的に剥離させることが可能になった。本発明者らの研究によれば、ＵＶ光源の照射時間の短い方が、ＵＶ光源の照射時間の長い方に比べて、小さな剥離力でスタンパ装置から被転写体を剥離させることができることが発見された。従って、特願２００９−２９４１１９に記載された両面インプリント装置では、下面側スタンパ装置からのＵＶ光源照射時間を短くし、上面側スタンパ装置からのＵＶ光源照射時間を長くすれば、露光後に下面側スタンパ装置から被転写体を選択的に剥離させ、その後、被転写体を上面側スタンパ装置に保持させたまま被転写体剥離装置と前記上面側スタンパ装置を対峙させることができる。このように、被転写体の剥離作業が円滑化されることにより、両面光インプリント作業の効率を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光インプリント方法が実施される両面インプリント装置の一例の概要断面図である。
【図２】図１に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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】図１に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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５】図１に示された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６】図１に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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】図１に示された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８】図１に示された両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法に従っ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。
【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は本発明の光インプリント方法が実施される両面インプリント装置１の概要断面図である。前記のように、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２は図１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。
【００２４】
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。
【００２５】
図３は図１に示された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。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。
【００２６】
図４は図１に示された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。昇降機構１７により上面側スタンパ装置５が下降され、ディスク４３に所定の圧力で押圧し、当接されたら、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。
【００２７】
本発明の光インプリント方法によれば、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５の照射時間は、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７の照射時間よりも短くする。一例として、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５の照射時間は、２秒間〜４秒間の範囲内であり、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７の照射時間は５秒間〜１２秒間の範囲内であることが好ましい。下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５の照射時間が２秒間未満の場合、被転写体の下面側に塗布されたレジストの硬化が不十分となる可能性がある。一方、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５の照射時間が４秒間超の場合、下面側スタンパ装置と被転写体との固着力が強くなり過ぎ、上面側スタンパ装置と被転写体との固着力の差が小さくなりすぎて選択的剥離が困難になる可能性がある。上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７の照射時間が５秒間未満の場合、下面側スタンパ装置と被転写体との固着力に対して上面側スタンパ装置と被転写体との固着力の差が小さすぎて選択的剥離が困難になる可能性がある。一方、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７の照射時間が１２秒間超の場合、上面側スタンパ装置と被転写体との固着力が飽和し、作業時間が徒に長くなり不経済となるだけである。本発明者らの実験によれば、スタンパを、レジストが１００ｎｍの厚さで塗布されたφ６５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのシリコン製ディスクに１００Ｎの押圧力で押し付け、スタンパ上面からＵＶ光を所定時間照射してレジストを硬化させ、ディスク端から約３０ｍｍの位置でスタンパを引き上げたときの、ＵＶ光照射時間と剥離力の関係として、ＵＶ光照射時間が３秒間のときの剥離力は６Ｎであり、ＵＶ光照射時間が１０秒間のときの剥離力は１０Ｎであった。しかし、処理条件（例えば、ディスクサイズ、レジスト塗布厚、スタンパ押圧力等）が異なれば、同じＵＶ光照射時間であっても剥離力は異なることもある。具体的な処理条件が決まれば、実験を繰り返すことにより、当該処理条件におけるＵＶ光照射時間と剥離力の関係を予め突き止めることができる。一般的に、本発明の光プリント方法を実施する場合、被転写体の選択的剥離を可能にするためには、下面側スタンパ装置と被転写体との固着力に対して、上面側スタンパ装置と被転写体との固着力が１．５倍〜２倍程度高いことが好ましい。固着力の差が１．５倍未満では被転写体の選択的剥離が困難になる可能性がある。一方、固着力の差が２倍超の場合、被転写体の選択的剥離にとって必要十分過ぎるだけで無駄である。
【００２８】
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５は図１に示された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４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５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、かつ、下面側スタンパ装置３のクランプ３１ａ及び３１ｂで下側スタンパ２９を締着しながら、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と転写済みディスク５３との固着力の方が、下側スタンパ２９と転写済みディスク５３との固着力よりも大きいので、転写済みディスク５３は上側スタンパ３５に固着保持されたまま、下側スタンパ２９から選択的に剥離される。転写済みディスク５３の剥離は、上面側スタンパ装置５の上昇に連れて、下側スタンパ２９の周縁部から中央部に向かって進むものと思われる。
この固着力の差を利用することにより、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を上昇させても、転写済みディスク５３を損傷することなく、下面側スタンパ装置３から転写済みディスク５３を選択的に剥離させることができる。図１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。従って、本発明の光インプリント方法による被転写体の選択的剥離効果はスループットの向上にとって極めて重要である。
【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６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。
【００３１】
図７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７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３９ａ及びクランプ３９ｂで上側スタンパ３５を締着しながら、上面側スタンパ装置５を上昇させる。この際、重要なことは、被転写体剥離装置７による転写済みディスク５３の吸着力の方が、上側スタンパ３５と転写済みディスク５３との固着力よりも大きくなければならない。上側スタンパ３５と転写済みディスク５３との固着力の方が被転写体剥離装置７による転写済みディスク５３の吸着力よりも大きいと、転写済みディスク５３を上側スタンパ３５から剥離させることが困難であるばかりか、最悪の場合には転写済みディスク５３を損傷してしまうことがある。被転写体剥離装置７による転写済みディスク５３の吸着力の方が、上側スタンパ３５と転写済みディスク５３との固着力よりも大きいと、上面側スタンパ装置５の上昇に連れて、転写済みディスク５３は被転写体剥離装置７に保持された状態で上側スタンパ３５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８は図１に示された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、図１の両面インプリント装置において本発明の光インプリント方法を実施すれば、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。
【実施例１】
【００３４】
図１に示されるような両面インプリント装置を用いて本発明の光インプリント方法による選択的剥離効果を実験した。
φ６５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのシリコン製ディスク４３の上面側及び下面側に、市販の光硬化性アクリル系レジストをスピンコート法により厚さ１００ｎｍの膜厚で塗布した。このディスク４３を下側スタンパ２９の上面に、アライメントカメラ２３により位置決めして載置した。その後、下面側スタンパ装置３を上面側スタンパ装置５の直下に移動させ、停止させた。この位置で、アライメントカメラ２３によりディスク４３の内径中心を検出し、ディスク４３の位置ずれが無いことを確認した。上面側スタンパ装置５を下降させ、上側スタンパ３５を下側スタンパ２９の上面のディスク４３に１００Ｎの押圧力で当接させた。次いで、下面側スタンパ装置３のＵＶ光源（ＵＶ−ＬＥＤ光源）２５から３秒間、及び同時に、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源（ＵＶ−ＬＥＤ光源）３７から１０秒間ＵＶ光を照射し、レジストを硬化させた。
上面側スタンパ装置５を上昇させた。その結果、ディスク４３は下側スタンパ２９から剥離されたが、上側スタンパ３５からは全く剥離されなかった。
その後、被転写体剥離装置７を上面側スタンパ装置５の直下に移動させ、昇降機構１７により上面側スタンパ装置５を下降させて、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。この状態を維持しながら、昇降機構１７により上面側スタンパ装置５を上昇させた。その結果、転写済みディスク５３は上側スタンパ３５から剥離され、被転写体剥離装置７に保持された。
これらの結果から明らかなように、上面側スタンパ装置５のＵＶ光源３７からのＵＶ光照射時間よりも下面側スタンパ装置３のＵＶ光源２５からのＵＶ光照射時間を短くすることにより、転写済みディスク５３を下側スタンパ２９から選択的に剥離させることができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上、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、図１に示されるような両面インプリント装置以外の両面インプリント装置であって、転写済みディスクの選択的剥離が必要な場合には、本発明の光インプリント方法を好適に実施できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 本発明の光インプリント方法を実施する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
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
【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を上面側スタンパ装置に対峙させた後、下面側スタンパ装置に載置された、両面にレジストが塗布された被転写体に上面側スタンパ装置を押圧しながら、前記被転写体のレジストに下面側スタンパ装置のＵＶ光源及び上面側スタンパ装置のＵＶ光源から紫外線を照射して前記レジストを硬化させ、硬化レジストに前記スタンパのパターンを転写することからなる光インプリント方法であって、
ＵＶ光源から紫外線を照射するステップにおいて、下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間が上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間よりも短い、
ことを特徴とする光インプリント方法。
【請求項２】
下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間が２秒間〜４秒間の範囲内であり、上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間が５秒間〜１２秒間の範囲内である請求項１記載の光インプリント方法。
【請求項３】
下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射により形成される下面側スタンパ装置と被転写体との固着力に対して、上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射により形成される上面側スタンパ装置と被転写体との固着力が１．５倍〜２倍程度高い請求項１又は２記載の光インプリント方法。
【請求項４】
下面側スタンパ装置と被転写体との固着力と、上面側スタンパ装置と被転写体との固着力の差を利用し、被転写体を下面側スタンパ装置から選択的に剥離するステップを更に有する請求項１〜３の何れかに記載の光インプリント方法。
【請求項５】
ＵＶ光源はＵＶ−ＬＥＤ光源である請求項１〜３の何れかに記載の光インプリント方法。
【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を上面側スタンパ装置に対峙させた後、下面側スタンパ装置に載置された、両面にレジストが塗布された被転写体に上面側スタンパ装置を押圧しながら、前記被転写体のレジストに下面側スタンパ装置のＵＶ光源及び上面側スタンパ装置のＵＶ光源から紫外線を照射して前記レジストを硬化させ、硬化レジストに前記スタンパのパターンを転写することからなる光インプリント方法であって、
ＵＶ光源から紫外線を照射するステップにおいて、下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間が上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間よりも短い、
ことを特徴とする光インプリント方法。
【請求項２】
下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間が２秒間〜４秒間の範囲内であり、上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射時間が５秒間〜１２秒間の範囲内である請求項１記載の光インプリント方法。
【請求項３】
下面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射により形成される下面側スタンパ装置と被転写体との固着力に対して、上面側スタンパ装置に配設されたＵＶ光源の照射により形成される上面側スタンパ装置と被転写体との固着力が１．５倍〜２倍程度高い請求項１又は２記載の光インプリント方法。
【請求項４】
下面側スタンパ装置と被転写体との固着力と、上面側スタンパ装置と被転写体との固着力の差を利用し、被転写体を下面側スタンパ装置から選択的に剥離するステップを更に有する請求項１〜３の何れかに記載の光インプリント方法。
【請求項５】
ＵＶ光源はＵＶ−ＬＥＤ光源である請求項１〜３の何れかに記載の光インプリント方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−９９１９７（Ｐ２０１２−９９１９７Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８３５０（Ｐ２０１０−２４８３５０）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【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５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【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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