微細構造転写方法およびその装置
【課題】微細構造転写方法およびその装置において、比較的コンパクトな装置でかつ高いスループットで泡の入り込みを防止しつつパターンの転写を実現可能にする。
【解決手段】
微細構造を転写する方法において、表面にレジストがコーティングされた被転写体に裏面を真空吸引してスタンパを密着、加圧させる際に、スタンパを球面状に変形または湾曲させて密着面を中心部から周辺部に拡大させていくことで被転写体とスタンパとの間に気泡の入り込みを防止した。
【解決手段】
微細構造を転写する方法において、表面にレジストがコーティングされた被転写体に裏面を真空吸引してスタンパを密着、加圧させる際に、スタンパを球面状に変形または湾曲させて密着面を中心部から周辺部に拡大させていくことで被転写体とスタンパとの間に気泡の入り込みを防止した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被転写体の表面にスタンパに形成された微細構造を転写する方法およびその装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路は微細化，集積化が進んでおり、その微細加工を実現するためのパターン転写技術としてフォトリソグラフィ装置の高精度化が進められてきた。しかし、加工方法が光露光の光源の波長に近づき、リソグラフィ技術も限界に近づいてきた。そのため、さらなる微細化，高精度化を進めるために、リソグラフィ技術に代わり、荷電粒子線装置の一種である電子線描画装置が用いられるようになった。
電子線を用いたパターン形成は、ｉ線、エキシマレーザー等の光源を用いたパターン形成における一括露光方法とは異なり、マスクパターンを描画していく方法をとるため、描画するパターンが多ければ多いほど露光（描画）時間がかかり、パターン形成に時間がかかることが欠点とされている。そのため、２５６メガ、１ギガ、４ギガと、集積度が飛躍的に高まるにつれ、その分パターン形成時間も飛躍的に長くなることになり、スループットが著しく劣ることが懸念される。そこで、電子ビーム描画装置の高速化のために、各種形状のマスクを組み合わせそれらに一括して電子ビームを照射して複雑な形状の電子ビームを形成する一括図形照射法の開発が進められている。この結果、パターンの微細化が進められる一方で、電子線描画装置を大型化せざるを得ないほか、マスク位置をより高精度に制御する機構が必要になるなど、装置コストが高くなるという欠点があった。
これに対し、微細なパターン形成を低コストで行うためのインプリント技術がある。これは、基板上に形成したいパターンと同じパターンの凹凸を有するスタンパを、被転写基板表面に形成されたレジスト膜層に対して型押し、スタンパを剥離することで所定のパターンをレジスト上に転写する技術であり、シリコンウエハをスタンパとして用い、２５ナノメートル以下の微細構造を転写により形成可能であるとしている。そして、インプリント技術は大容量記録媒体の記録ビット形成、半導体集積回路パターン形成等への応用が検討されてきている。
インプリント技術で、大容量記録媒体基板や半導体集積回路基板上に微細パターンを高精度に転写するには、表面に微小なうねりが発生している被転写基板表面上のパターン転写領域に均一に圧力が加わるよう、スタンパを押し付ける必要がある。
【０００３】
特許文献１には、光ディスクの製造方法において原版にたわみを発生させながら転写を行うことにより、表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することに関する発明が記載されている。
【０００４】
特許文献２および３には、スタンパを流体で加圧して湾曲させながら転写することにより表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することに関する発明が記載されている。
【０００５】
特許文献４には、ナノインプリントにより微細なパターンを転写する技術において、真空中または液化ガス中で転写することにより表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止し、均一なパターン転写を行うことに関する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３０３３８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２３００２７号公報
【特許文献３】特開２００６−０１８９７５号公報
【特許文献４】特開２００９−２２０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した特許文献１に記載されている転写方式は、機械固定であり、スタンパとの摺動部における発塵の影響が考慮されていない。また、微小量を連続的に変形させることが困難であることによるレジストの濡れ広がりムラが発生する点について、配慮されていない。
【０００８】
一方、特許文献２および３に記載されている転写方式では、スタンパ面を流体を用いて球面状にすることにより、表面の微細なうねりによる気泡の発生は抑えられるものの、流体の漏れにより発生する発塵により環境の清浄度を低下させてしまうこと、及び構造が複雑になるなどの問題があった。
【０００９】
さらに、特許文献４に記載された方法では、雰囲気を真空とすることにより、表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することができるが、全体を真空槽の中に入れなければならず装置が大型化してしまうとともに、真空槽への出し入れに時間がかかり、全体のスループットが低下してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、比較的コンパクトな装置でかつ高いスループットで泡の入り込みを防止しつつパターンの転写を実現可能な微細構造転写方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、微細構造を転写する方法において、表面にレジストがコーティングされた被転写体に裏面を真空吸引してスタンパを密着、加圧させる際に、スタンパを球面状に変形または湾曲させて密着面を中心部から周辺部に拡大させていくことで被転写体とスタンパとの間に気泡の入り込みを防止した。
【００１２】
すなわち、上記目的を達成するために本発明では、両面にレジストを塗布した基板の両面にパターンが形成された１対のスタンパを押し当てて１対のスタンパに形成されたパターンを基板の両面に塗布したレジストに転写する方法において、１対のスタンパをそれぞれ凸形状に変形させ、この凸形状に変形させた１対のスタンパを両面にレジストが塗布された基板の両面に垂直な方向に移動させて１対のスタンパの凸形状の中央部から周辺部に向かって徐々に基板の両面に押付け、１対のスタンパを所定の量押付けた状態で１対のスタンパの凸形状の変形を解除して１対のスタンパを基板の両面に押付け、１対のスタンパの凸形状の変形を解除して基板の両面に押付けた状態で基板の両面に塗布されたレジストにＵＶ光を照射して基板の両面のレジストを露光し、露光したレジストが硬化した後に１対のスタンパを順次基板から剥離するようにした。
【００１３】
また、上記目的を達成するために本発明では、基板の両面にレジストを塗布し、この両面にレジストを塗布した基板の両面に微細なパターンが形成された１対のスタンパを押し付けて露光することにより１対のスタンパのパターンを基板の両面に塗布されたレジストに転写し、このパターンが転写されたレジストが硬化した後に基板の両面に押し付けた１対のスタンパを順次基板から剥離することにより微細構造を転写する方法において、１対のスタンパのパターンを基板の両面に塗布されたレジストに転写する工程において、１対のスタンパを凸状に変形させた状態で基板に押付け、１対のスタンパを基板に押付けた状態でスタンパの凸状の変形を解除し、この凸状の変形を解除した１対のスタンパを基板の両面に押付けた状態でＵＶ光を照射して基板の両面に塗布されたレジストを露光することにより１対のスタンパに形成されたパターンを基板の両面に塗布されたレジストに転写するようにした。
【００１４】
更に、上記目的を達成するために本発明では、基板の両面にレジストを塗布するレジスト塗布ユニットと、このレジスト塗布手段により両面にレジストが塗布された基板の両面に微細なパターンが形成された１対のスタンパを押し付けて両面を露光することにより１対のスタンパのパターンを基板の両面に塗布されたレジストに転写する転写露光ユニットと、両面にパターンが転写された基板の両面に押し付けられた１対のスタンパのうち一方のスタンパから基板を剥離してこの基板を１対のスタンパのうちの他方のスタンパと一緒に転写露光ユニットから搬出する基板搬出ユニットと、この基板搬出ユニットで転写露光ユニットから搬出された基板を受けてこの基板を他方のスタンパから剥離する剥離ユニットとを備えた微細構造を転写する装置において、転写露光ユニットは、１対のスタンパをそれぞれ凸状に変形させてこの凸状の変形を解除する１対のスタンパ変形手段と、１対のスタンパをそれぞれ両面にレジストが塗布された基板の両面に対して垂直な方向に前進又は後退させる１対のスタンパ駆動手段と、１対のスタンパ駆動手段により１対のスタンパを両面にレジストが塗布された基板に押付けた状態で両面にＵＶ光を照射して両面のレジストを露光する露光手段とを備えて構成した。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、比較的コンパクトな装置でかつ高いスループットで表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止しつつパターンの転写を実現可能な微細構造転写方法およびその装置を実現した。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】微細構造転写装置の全体の構成を説明するブロック図である。
【図２】実施例１において、微細構造転写装置の全体の処理の流れを示すフロー図である。
【図３Ａ】実施例１において、レジスト塗布ユニットにおいてディスク基板にレジストを塗布している状態を示す転写部のブロック図である。
【図３Ｂ】実施例１において、レジストが塗布されたディスク基板を転写露光ユニットへ搬送した状態を示す転写部のブロック図である。
【図３Ｃ】実施例１において、レジストが塗布されたディスク基板に転写露光ユニットでスタンパのパターンを転写して露光している状態を示す転写部のブロック図である。
【図３Ｄ】実施例１において、パターンが転写されたディスク基板を剥離ユニットへ搬送した状態を示す転写部のブロック図である。
【図４】実施例１において、転写露光ユニットにおいてレジストが塗布されたディスク基板にスタンパのパターンを転写して露光する処理の流れを示すフロー図である。
【図５Ａ】実施例１において、転写露光ユニットにレジストが塗布されたディスク基板がセットされた状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図５Ｂ】実施例１において、転写露光ユニットにおいて、レジストが塗布されたディスク基板がセットされた転写露光ユニットにおいて上面スタンパの背面の空間を真空に排気して上面スタンパを凸状に変形させた状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図５Ｃ】実施例１において、転写露光ユニットにおいて、凸状に変形させた上面スタンパをレジストが塗布されたディスク基板に押付けている状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図５Ｄ】実施例１において、転写露光ユニットにおいて、凸状の変形を開放した上面スタンパをレジストが塗布されたディスク基板に押付けながらレジストを露光している状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図５Ｅ】実施例１において、転写露光ユニットにおいて、レジストが露光された基板から下面スタンパを剥離した状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図６】実施例１において、凸状に変形させる前後のスタンパの表面の変形状態を示す図である。
【図７】実施例２において、加圧露光ユニットにおいて、露光後にディスク基板を下面スタンパから剥離する動作の流れを示すフロー図である。
【図８Ａ】実施例２において、露光後に上下スタンパのディスク基板押し付け力を解除した状態を示す転写部の転写露光ユニットの断面図である。
【図８Ｂ】実施例２において、露光後に下面スタンパの裏面を真空に排気して下面スタンパを凸形状に変形させた状態を示す転写部の転写露光ユニットの断面図である。
【図８Ｃ】実施例２において、露光後に下面スタンパの裏面を真空に排気して下面スタンパを凸形状に変形させた状態で上面加圧密着ユニットを上昇させて下面スタンパをディスク基板から完全に剥離した状態を示す転写部の転写露光ユニットの断面図である。
【図９】実施例２において、剥離ユニットにおいて、ディスク基板を上面スタンパから剥離する動作の流れを示すフロー図である。
【図１０Ａ】実施例２において、ディスク基板を上面スタンパに密着させた状態で上面加圧密着ユニットを剥離ユニットに搭載した状態を示す転写部の剥離ユニットの断面図である。
【図１０Ｂ】実施例２において、ディスク基板を剥離ユニットで真空吸着した状態で上面スタンパを凸形状に変形させた状態を示す転写部の剥離ユニットの断面図である。
【図１０Ｃ】実施例２において、ディスク基板を剥離ユニットで真空吸着した状態で上面加圧密着ユニットを上昇させて上面スタンパをディスク基板から完全に剥離した状態を示す転写部の剥離ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る微細構造転写装置を実施するための形態を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に本発明の第1の実施例における微細構造転写装置１００の構成を示す。装置は主に、被転写物であるディスク基板１０１の移動を行うディスク供給マテハン１０２、ディスク基板１０１の表面に凹凸パターンを転写する転写部１０３、転写終了後にディスク基板１０１の移動を行うディスク排出用マテハン１０９、全体の制御を行う制御部１２０、入力装置１３０、モニタ１３１を備えて構成されている。
【００１９】
この微細構造転写装置１００によりディスク基板１０１の両面に微細なパターンを形成する処理の流れを、図２を用いて説明する。
【００２０】
まず、転写前のディスク基板１０１は、表面に凹凸パターンを転写するためにディスク供給マテハン１０２により転写前ディスク待機場１１１から転写部１０３におけるディスク待機ステージ１０４に移動される（Ｓ２０１）。転写部１０３はディスク待機ステージ１０４、転写用マテハンユニット１０５、レジスト塗布ユニット１０６、転写露光ユニット１０７、剥離ユニット１０８及びレジスト塗布ユニット１０６から転写露光ユニット１０７へ搬送される途中のディスク基板１０１を撮像する撮像ユニット１１０を備えて構成され、装置の設定生産能力により、単独または複数配置される。
ディスク待機ステージ１０４に移送されたディスク基板１０１は転写用マテハンユニット１０５によりレジスト塗布ユニット１０６に移動し（Ｓ２０２）、ディスク基板１０１の両面にレジストの塗布が行われる（Ｓ２０３）。この塗布方式にはスピンコートまたはインクジェットなどが用いられる。塗布終了後ディスク基板１０１はスタンパおよび露光装置を実装された転写露光ユニット１０７に移動される（Ｓ２０４）。
【００２１】
移動の際、ディスク基板１０１は撮像ユニット１１０により撮像され（Ｓ２０５）、その画像が制御部１２０で処理されてディスク基板１０１の位置情報が取得され、転写露光ユニット１０７のスタンパ２０７および２１０（図３Ａ参照）がディスク基板１０１の所望の位置と接触するようにディスク基板１０１を加圧露光ユニット１０７へ設置する位置座標を決定する（Ｓ２０６）。
【００２２】
スタンパ２０７および２１０の表面には微細パターンが形成されており、両面にレジスト塗布されたディスク基板１０１と所望の位置にて密着させ、この状態でスタンパ２０７及び２１０を介して露光光をレジストに照射して露光を行う（Ｓ２０７）。この露光により前述のレジストが固化し、スタンパ２０７及び２１０の表面の微細パターンがディスク基板１０１の両面のレジストに転写される。
【００２３】
次に、ディスク基板１０１を上側のスタンパ２０７に密着させた状態で下側のスタンパ２１０と分離し、上側のスタンパ２０７に密着させた状態で転写用マテハンユニット１０５により上側のスタンパ２０７とディスク基板１０１とを剥離ユニット１０８に移送される（Ｓ２０８）。剥離ユニット１０８では上側のスタンパ２０７とディスク基板１０１とを分離する（Ｓ２０９）。上側のスタンパ２０７から分離された表面のレジスト層に微細構造体が形成されたディスク基板１０１を、転写部１０３から排出用マテハン１０９により排出し、転写完了ディスク待機場１１３に格納する（Ｓ２１０）。また、転写露光ユニット１０７に装着されているスタンパ２０７及び２１０は、スタンパ待機ステージ１１２に格納されているスタンパと、排出用マテハン１０９により、適宜交換される。
【００２４】
制御部１２０は、供給マテハン１０２及び搬出用マテハン１０９によるディスク基板１０１のユニット間移動を行う供給マテハン１０２及び搬出用マテハン１０９を制御するマテハン制御ユニット１２１と、ディスク基板１０１の両面に塗布されるレジストを供給する図示していないレジスト供給ユニットのバルブ、モータ等を制御する制御手段を有し、レジスト膜厚、成分比の制御を行う塗布制御ユニット１２２と、撮像ユニット１１０で撮像した転写用マテハンユニット１０５により搬送される途中のディスク基板１０１の画像を解析する画像処理手段を有してディスク基板１０１の位置およびスタンパ２０７及び２１０のパターンの位置を算出するアライメント制御ユニット１２３と、スタンパ２０７および２１０の処理枚数のカウントまたは、スタンパの交換を制御するスタンパ制御ユニット１２４と、ディスク基板１０１とスタンパ２０７及び２１０のとの密着状態を検出する信号処理手段を有して転写露光ユニット１０７の加圧力を制御する加圧制御ユニット１２５と、露光時間や露光出力を制御する露光制御ユニット１２６と、スタンパからディスク基板を、または転写ユニットからの移動を制御する剥離制御ユニット１２７とを備えている。
制御部１２０には、入力手段１３０とモニタ１３１とが接続されている。入力手段１３０は、ディスク転写枚数などの製造条件や製造に必要な項目などを入力するものである。モニタ１３１は、装置の状態や条件などの表示、同一のスタンパで処理した累積処理枚数の表示、入力時の支援画面の表示が可能である。
【００２５】
次に、表面に微細パターンが形成されたスタンパ２０７及び２１０をレジストが塗布されたディスク基板１０１に密着させることによりスタンパ２０７及び２１０の表面の微細パターンをディスク基板１０１上のレジストに転写する転写部１０３の処理のより詳細な動作を図３を用いて説明する。
【００２６】
図１でも説明したように、転写部１０３は主にレジスト塗布ユニット１０６、転写露光ユニット１０７、剥離ユニット１０８を備えて構成され、共通のベース板２２０上に設置されている。
【００２７】
まず、ディスク基板１０１は制御部１２０のステージ制御ユニット１２１で制御される転写用マテハンユニット１０５によりディスク待機ステージ１０４からレジスト塗布ユニット１０６における回転塗布用のスピンドル２０３上に設置される。スピンドル２０３は、レジストが飛散するのを防止するために防護壁２０１で周囲を囲われている。その後、制御部１２０の塗布制御ユニット１２２で制御してスピンドル２０３を回転させつつ、図示していないディスペンサからレジスト２０４をディスク基板１０１の両面に塗布し、ディスク基板１０１の両面にレジストの薄膜を形成させる（図３Ａ）。
【００２８】
レジストの薄膜が形成されたディスク基板１０１を転写用マテハンユニット１０５により転写露光ユニット１０７に移動する。転写露光ユニット１０７は上面加圧密着ユニット２０５、上面バックアップガラス２０６、上面ＵＶ露光ユニット２１４、上面加圧密着ユニット２０５に取り付けられた上面スタンパ２０７、下面加圧密着ユニット２０８、下面バックアップガラス２０９、下面ＵＶ露光ユニット２１５、下面加圧密着ユニット２０８に取り付けられた下面スタンパ２１０を備えて構成され基台２１１の上に設置されている。レジストの薄膜が形成されたディスク基板１０１は上面スタンパ２０７と下面スタンパ２１０の間に導入される。（図３Ｂ）
その後、上面加圧密着ユニット２０５が駆動手段(図５参照)で駆動されて下降し、上面スタンパ２０７と下面スタンパ２１０に挟まれたディスク基板１０１は上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０と密着する。上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０の表面には微細パターンが形成されている。両面にレジストが塗布されたディスク基板１０１と密着した状態で上面ＵＶ露光ユニット２１４と下面ＵＶ露光ユニット２１５とから発射したＵＶ光（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ：紫外光）を上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０を透過させてレジストに照射することによりレジストを露光する。この露光により前述のレジストが固化し、スタンパ表面の微細パターンがディスク基板の両面に転写される。このＵＶ光は複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）２１６を光源として発射される。（図３Ｃ）
上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０に形成されている微細パターンが転写されたディスク基板１０１は、転写用マテハンユニット１０５により剥離ユニット１０８に移動する際に、後述するように下面スタンパ２１０から剥離され、上面スタンパ２０７側に密着された状態となる。剥離ユニット１０８への移動完了後、基台２１２上に設置されたディスク固定具２１３を用い、転写されたディスク基板１０１を固定する。その後、駆動手段で上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることにより、上面スタンパ２０７と微細パターンが転写されたディスク基板１０１を分離する。（図３Ｄ）
上面スタンパ２０７から分離されたディスク基板１０１は、転写用マテハンユニット１０５により剥離ユニット１０８から取り出され、転写完了ディスク待機場１１３に格納される。
【００２９】
次に、図２におけるＳ２０７のステップ、すなわち、ディスク基板１０１の両面にスタンパのパターンを転写露光する工程、即ち、図３Ｃの工程について、図４のフロー図及び図５、図６を用いて詳細に説明する。ちなみに上面加圧密着ユニット２０５と下面加圧密着ユニット２０８は基本的には同一の機構であるので、上面加圧密着ユニット２０５を用いて説明する。
【００３０】
上面加圧密着ユニット２０５は上面スタンパ２０７、弾性体で形成されたスタンパ保持部３０３、加圧ベース３０４、スタンパバックアップ弾性体３０５、上面バックアップガラス２０６、上面ＵＶ露光ユニット２１４を備えている。ここで、スタンパ保持部３０３の上面スタンパ２０７の側の面と、スタンパバックアップ弾性体３０５の上面スタンパ２０７の側の面とは高さが同じか又はスタンパバックアップ弾性体３０５のほうが少し低い状態になっている。また、スタンパ保持部３０３は、スタンパバックアップ弾性体３０５よりも柔らかい（弾性率が高い）材料で形成されている。
【００３１】
まず、撮像ユニット１１０で撮像して得たディスク基板１０１の画像を制御部１２０のアライメント制御ユニット１２３で処理し、その結果得られたディスク基板１０１の位置情報に基づいて制御部１２０で転写用マテハンユニット１０５を制御して、レジストが塗布されたディスク基板１０１と上面スタンパ２０７との位置関係が所定の状態になるようにディスク基板１０１を露光転写ユニット１０７に配置する（Ｓ４０１）。
【００３２】
次に、上面スタンパ２０７の背面（微細パターンが形成されていない側の面）の空間を真空配管３２２で接続された真空排気ポンプ３２１と真空計３２３とを備えて構成される真空排気手段３２０により真空排気して微負圧（-５〜-１５ｋＰａＧ程度）にすることにより、大気圧との差圧力で上面スタンパ２０７が吸い寄せられて上面スタンパ２０７の外周部付近が弾性体で形成されたスタンパ保持部３０３に押し付けて保持する（Ｓ４０２）（図５Ａ）。
【００３３】
次に、真空計３２３で圧力を監視しながら真空排気手段３２０により真空排気して上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を更に低下させる。ここでスタンパ保持部３０３は弾性体で形成されているため、上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力が低下するとそれによって生じる大気圧との差圧力に応じてスタンパ保持部３０３は上面スタンパ２０７の周辺部により押されて圧縮され変形する。
【００３４】
一方、上面スタンパ２０７の中心部付近はスタンパバックアップ弾性体３０５と接触し、大気圧との差圧力に応じてスタンパバックアップ弾性体３０５が上面スタンパ２０７の中心部付近により押し付けられて圧縮し変形する。このとき、スタンパ保持部３０３は、スタンパバックアップ弾性体３０５よりも柔らかい（弾性率が高い）材料で形成、または、真空を保持しつつ機械的に移動するため、ディスク基板１０１の周辺部と接触しているスタンパ保持部３０３の方が変形量が大きくなり、上面スタンパ２０７はディスク基板１０１の側に凸状に変形する（Ｓ４０３）。この上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力は-１０ｋＰａ〜-９０ｋＰａ程度で、パターン面積およびスタンパ材質により最適値を決定する。本実施例では−２０ｋＰａ〜−６０ｋＰａにて変形させた（図５Ｂ）。
ここで、図６に上面スタンパ２０７の表面高さをプロットしたグラフ４００を示す。変形前を４０１に、変形後を４０２に示す。上記にて説明した初期状態のスタンパ２０７はグラフの４０１の状態である。また、上面スタンパ２０７の背面の空間３０７が真空排気されて上面スタンパ２０７の外周部付近がスタンパ保持部３０３に押し当てられ、中心部付近がスタンパバックアップ弾性体３０５に押し当てられて凸形状に変形した上面スタンパ２０７は４０２の状態である。
【００３５】
次に、駆動軸３１２を介して接続されたモータ３１１とモータ３１１の出力を監視するトルクセンサ３１３とを備えて構成される駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を駆動して加圧ベース３０４をディスク基板１０１方向へ移動させることにより、凸状態のスタンパ２０７をディスク基板１０１に密着させる（Ｓ４０４）。上面スタンパ２０７は凸状態のため、ディスク１０１の中心部から外周部に向かって順次接触していく。接触後、加圧ベース３０４をディスク１０１方向へ更に移動させることにより、加圧ベース３０４はさらに加圧し、凸状態のスタンパ２０７とディスク基板１０１との密着面積を増加させる。トルクセンサ３１３で検出されるモータ３１１の出力が所定の出力になり上面スタンパ２０７のディスク基板１０１への押付け力が設定加圧力に達した後、モータ３１１の出力を停止して駆動機構３１０による加圧ベース３０４のディスク１０１方向への移動を停止する（Ｓ４０５）。
次に、真空排気手段３２０による上面スタンパ２０７の背面の空間の真空排気を中断し（Ｓ４０６）、上面スタンパ２０７の背面の空間圧力を上昇させ、凸状に変形させた上面スタンパ２０７の変形を解除する。その結果、上面スタンパ２０７は元の平坦な状態に戻り、ディスク基板１０１の全面に完全に密着する（Ｓ４０７）。この際、上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を -２０ｋＰａ〜１００ｋＰａに設定し、より確実に密着させる。上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力値は上面スタンパ２０７の形状および材質、パターン面積により変化する。本実施例では-２０ｋＰａ〜０ｋＰａにて密着させた。これにより上面スタンパ２０７を微少量変形させ、密着面を中心部から周辺部に拡大させていくことが可能となり、被転写体であるディスク基板１０１と上面スタンパ２０７との間に気泡の入り込みを防止することができる（図５Ｃ）。
密着後、上面ＵＶ露光ユニット２１４を用い、上面バックアップガラス２０６、スタンパバックアップ弾性体３０５および上面スタンパ２０７を通して、ディスク基板１０１表面に塗布されたレジストにＵＶ光を照射して露光し、レジストを硬化させる（Ｓ４０８）（図５Ｄ）。
【００３６】
レジスト硬化後、下面スタンパ２１０を図示していない押さえ機構で下面加圧密着ユニット２０８の側に押さえ込んだ状態で再度上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を低下させ、上面スタンパ２０７にディスク基板１０１を吸着させた状態で駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を上昇(後退)させる（Ｓ４０９）ことにより、ディスク基板１０１から下面スタンパ２１０を剥離する（図５Ｅ）。
【００３７】
その後、図２で説明したように、ディスク基板１０１を上面スタンパ２０７に吸着した状態で図示していないハンドリングユニットで図３Ｄに示すように剥離ユニット１０８へ搬送される。剥離ユニット１０８において、ディスク基板１０１はディスク固定具２１３により保持される。この状態で上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を大気圧に戻し、駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を保持して上昇させると、ディスク固定具２１３に保持されているディスク基板１０１は上面スタンパ２０７から完全に剥離する（Ｓ２０９）。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は実施例１で説明した工程とほとんど同じ工程であるが、Ｓ４０９における上面加圧密着ユニットを後退させる工程、及び、Ｓ２０９におけるスタンパをディスク基板から剥離する工程が異なる。また、実施例２では、特に説明していない構成については、実施例１で説明したものと同じ構成を用いる。
【００３９】
即ち、上記実施例１においては、Ｓ４０８でレジストを露光した後、Ｓ４０９において上面加圧密着ユニット２０５を後退させてディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離するときに、下面スタンパ２１０を図示していない押さえ機構で下面加圧密着ユニット２０８の側に押さえ込んだ状態で上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を低下させて上面スタンパ２０７にディスク基板１０１を吸着させ、上面加圧密着ユニット２０７を上昇させることによりディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離させる方法を説明したが、実施例２においては、押さえ機構を用いずに、下面スタンパ２１０の背面の空間を排気手段で真空排気して圧力を低下させ、下面スタンパ２１０を凸状に変形させることにより、下面スタンパ２１０に密着しているディスク基板１０１を外周部から徐々に剥離させる方式を採用した。
【００４０】
また、Ｓ２０９で剥離ユニット１０８においてディスク基板１０１を上面スタンパ２０７から剥離する方法として、実施例１においては、ディスク基板１０１を剥離ユニット１０８のディスク固定具２１３で保持した状態で上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を大気圧に戻して、上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることにより剥離する方法について説明したが、実施例２においては、上面スタンパ２０７の背面の空間３０７を排気手段で真空排気して圧力を低下させ、上面スタンパ２０７を凸状に変形させることにより、上面スタンパ２０７に密着しているディスク基板１０１を外周部から徐々に剥離させる方式を採用した。
【００４１】
先ず、実施例２におけるレジストを露光した後にＳ４０９に相当するステップにおいて、ディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離する方式について説明する。本実施例においては、図８Ａに示すように、下面スタンパ２１０の背面の空間８０１を真空配管３３２で接続された真空排気ポンプ３３１と真空計３３１とを備えた真空排気手段３３０で真空排気して圧力を低下させて下面スタンパ２１０を凸状に変形させることにより、下面スタンパ２１０に密着しているディスク基板１０１を外周部から徐々に剥離させる。本実施例を、図を用いて説明する。
【００４２】
本実施例において、Ｓ４０９に相当するレジストを露光した後にディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離する手順を図７に、そのときのディスク基板１０１と上下のスタンパ２０７と２１０との関係を図８Ａ〜Ｃに示す。ディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離する手順としては、先ず、図８Ａに示すように、駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を少し上昇させて上下のスタンパ２０７と２１０とのディスク基板１０１への全面押し付けを解除し（Ｓ７０１）、次に下面スタンパ２１０の裏面空間３０８を排気手段３３０で真空排気する（Ｓ７０２）。
【００４３】
下面スタンパ２１０の裏面空間３０８を真空排気すると、大気圧との差により下面スタンパ２１０は下面加圧密着ユニット２０８のスタンパバックアップ弾性体３５１と加圧ベース３５２上のスタンパ保持部３５３とに押し付けられる。上面加圧密着ユニット２０５と同様に、下面加圧密着ユニット２０８においても、スタンパ保持部３５３はスタンパバックアップ弾性体３５１よりも柔らかい(弾性率が高い)材料で形成されているため、スタンパ保持部３５３の方がスタンパバックアップ弾性体３５１よりも大きく変形する。その結果、下面スタンパ２１０はスタンパ保持部３５３と接している周辺部のほうがスタンパバックアップ弾性体３５１と接している中央部と比べて大きく変形するため、下面スタンパ２１０は、図８Ｂに示すように中央部が盛り上がっている凸形状に変形する。
【００４４】
下面スタンパ２１０をこのように変形させることにより周辺部分から徐々にディスク基板１０１から剥離させ（Ｓ７０３），上面スタンパ２０７の背面の空間３０７を排気手段で真空排気し圧力を低下させて上面スタンパ２０７を上面加圧密着ユニット２０５に真空吸着させ（Ｓ７０４），図８Ｃに示すように上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることで真空吸着された上面スタンパ２０７とこの上面スタンパ２０７に密着しているディスク基板１０１とを下面スタンパ２１０から完全に剥離し(Ｓ７０５)、図示していない搬送手段を用いて剥離ユニット１０８へ搬送する(Ｓ７０６：Ｓ２１０に相当)。
【００４５】
これにより、レジストを露光した後のディスク基板１０１を、下面スタンパ２１０から剥離させることができる。
【００４６】
なお、図８Ａ乃至Ｃにおいては、図３Ａ乃至Ｄで説明したＬＥＤ２１６を用いた上面ＵＶ露光ユニット２１４と下面ＵＶ露光ユニット２１５の記載を省略しているが、図８Ａ乃至Ｃに記載した本実施例においても実施例１の場合と同様にＬＥＤ２１６を用いた上面ＵＶ露光ユニット２１４と下面ＵＶ露光ユニット２１５を備えている。
【００４７】
次に、剥離ユニット１０８において、実施例２における上面スタンパ２０７に密着しているディスク基板１０１を上面スタンパ２０７から剥離させる方式について説明する。
【００４８】
本実施例においては、実施例１で説明したディスク基板１０１を保持するディスク固定具２１３を用いずに、剥離ユニット１０８に真空配管３４２で接続された真空排気ポンプ３４１と真空計３４３とを備えた真空排気手段３４０を設けてディスク基板１０１の裏面側を真空排気して負圧にすることにより剥離ユニット１０８に吸着させて保持する構成とした。実施例２における処理の流れを図９に、また各処理工程におけるディスク基板１０１と剥離ユニット１０８及び上面スタンパ２０７との関係を図１０に示す。
【００４９】
まず、下面スタンパ２１０から剥離されたディスク基板１０１を密着させた上面スタンパ２０７は上面加圧密着ユニット２０５に真空吸着された状態で剥離ユニット１０８に搬送され、図１０Ａに示すように剥離ユニット１０８に載置される（Ｓ９０１）。次に、真空排気手段３４０によりディスク基板１０１と剥離ユニット１０８との間の空間３０９を排気して負圧の状態にしてディスク基板１０１を剥離ユニット１０８に吸着させる（Ｓ９０２）。この状態で、上面加圧密着ユニット２０５の側の真空排気手段３２０を作動させて上面スタンパ２０７と上面加圧密着ユニット２０５との間の空間３０７の排気を開始し（Ｓ９０３），図１０Ｂに示すように上面スタンパ２０７を凸形状に変形させて上面スタンパ２０７の周辺部分から中心に向けて徐々にディスク基板１０１から剥離させ（Ｓ９０４），駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることにより、図１０Ｃに示すようにディスク基板１０１を上面スタンパ２０７から完全に剥離させる（Ｓ９０５）。上面スタンパ２０７から剥離されたディスク基板１０１は、ディスク排出用マテハン１０９により転写後ディスク待機場１１３に格納される（Ｓ９０６：Ｓ２１０に相当）。
【００５０】
本実施例によれば、上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０の裏面を真空に排気して負圧の状態にすることにより凸状に変形させてディスク基板１０１と周辺から中央部に向かって極短時間で剥離させることが可能になり、スループットを向上させることが可能になる。
【００５１】
また、裏面を真空に排気することにより上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０がそれぞれスタンパ保持部３０３と接触を維持した状態でディスク基板１０１との剥離が行われるので、上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０とスタンパ保持部３０３との折衝区と分離を繰返すことによる発塵を防ぐことができ、よりクリーンな環境で露光を行うことが可能になる。
【００５２】
以上に説明した実施例１及び実施例２の方法により、表面の微細なうねりによる気泡入り込みを防止し、表面に均一な凹凸パターンが転写されているディスク基板１０１を得ることができた。
【００５３】
上記に説明したスタンパに形成された微細なパターンのディスク基板１０１への転写をディスク基板１０１の両面に同時に行うことにより、ディスク基板１０１の両面に均一な凹凸パターンを転写することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００・・・微細構造転写装置 １０１・・・ディスク基板 １０２・・・ディスク供給マテハン １０３・・・転写部 １０４・・・ディスク待機ステージ １０５・・・転写用マテハンユニット １０６・・・レジスト塗布ユニット １０７・・・転写露光ユニット １０８・・・剥離ユニット １０９・・・排出用マテハン １１０・・・撮像ユニット １２０・・・制御ユニット １３０・・・モニタ １３１・・・入出力装置 ２０５・・・上面加圧密着ユニット ２０６・・・上面バックアップガラス ２０７・・・上面スタンパ ２０８・・・下面加圧密着ユニット ２０９・・・下面バックアップガラス ２１０・・・下面スタンパ ２１４・・・上面ＵＶ露光ユニット ２１５・・・下面ＵＶ露光ユニット ２１６・・・ＬＥＤ ３０３，３５３・・・スタンパ保持部 ３０４，３５２・・・加圧ベース ３０５，３５１・・・スタンパバックアップ弾性体 ３１０・・・駆動機構 ３２０，３３０，３４０・・・真空排気手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被転写体の表面にスタンパに形成された微細構造を転写する方法およびその装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路は微細化，集積化が進んでおり、その微細加工を実現するためのパターン転写技術としてフォトリソグラフィ装置の高精度化が進められてきた。しかし、加工方法が光露光の光源の波長に近づき、リソグラフィ技術も限界に近づいてきた。そのため、さらなる微細化，高精度化を進めるために、リソグラフィ技術に代わり、荷電粒子線装置の一種である電子線描画装置が用いられるようになった。
電子線を用いたパターン形成は、ｉ線、エキシマレーザー等の光源を用いたパターン形成における一括露光方法とは異なり、マスクパターンを描画していく方法をとるため、描画するパターンが多ければ多いほど露光（描画）時間がかかり、パターン形成に時間がかかることが欠点とされている。そのため、２５６メガ、１ギガ、４ギガと、集積度が飛躍的に高まるにつれ、その分パターン形成時間も飛躍的に長くなることになり、スループットが著しく劣ることが懸念される。そこで、電子ビーム描画装置の高速化のために、各種形状のマスクを組み合わせそれらに一括して電子ビームを照射して複雑な形状の電子ビームを形成する一括図形照射法の開発が進められている。この結果、パターンの微細化が進められる一方で、電子線描画装置を大型化せざるを得ないほか、マスク位置をより高精度に制御する機構が必要になるなど、装置コストが高くなるという欠点があった。
これに対し、微細なパターン形成を低コストで行うためのインプリント技術がある。これは、基板上に形成したいパターンと同じパターンの凹凸を有するスタンパを、被転写基板表面に形成されたレジスト膜層に対して型押し、スタンパを剥離することで所定のパターンをレジスト上に転写する技術であり、シリコンウエハをスタンパとして用い、２５ナノメートル以下の微細構造を転写により形成可能であるとしている。そして、インプリント技術は大容量記録媒体の記録ビット形成、半導体集積回路パターン形成等への応用が検討されてきている。
インプリント技術で、大容量記録媒体基板や半導体集積回路基板上に微細パターンを高精度に転写するには、表面に微小なうねりが発生している被転写基板表面上のパターン転写領域に均一に圧力が加わるよう、スタンパを押し付ける必要がある。
【０００３】
特許文献１には、光ディスクの製造方法において原版にたわみを発生させながら転写を行うことにより、表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することに関する発明が記載されている。
【０００４】
特許文献２および３には、スタンパを流体で加圧して湾曲させながら転写することにより表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することに関する発明が記載されている。
【０００５】
特許文献４には、ナノインプリントにより微細なパターンを転写する技術において、真空中または液化ガス中で転写することにより表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止し、均一なパターン転写を行うことに関する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３０３３８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２３００２７号公報
【特許文献３】特開２００６−０１８９７５号公報
【特許文献４】特開２００９−２２０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した特許文献１に記載されている転写方式は、機械固定であり、スタンパとの摺動部における発塵の影響が考慮されていない。また、微小量を連続的に変形させることが困難であることによるレジストの濡れ広がりムラが発生する点について、配慮されていない。
【０００８】
一方、特許文献２および３に記載されている転写方式では、スタンパ面を流体を用いて球面状にすることにより、表面の微細なうねりによる気泡の発生は抑えられるものの、流体の漏れにより発生する発塵により環境の清浄度を低下させてしまうこと、及び構造が複雑になるなどの問題があった。
【０００９】
さらに、特許文献４に記載された方法では、雰囲気を真空とすることにより、表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止することができるが、全体を真空槽の中に入れなければならず装置が大型化してしまうとともに、真空槽への出し入れに時間がかかり、全体のスループットが低下してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、比較的コンパクトな装置でかつ高いスループットで泡の入り込みを防止しつつパターンの転写を実現可能な微細構造転写方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、微細構造を転写する方法において、表面にレジストがコーティングされた被転写体に裏面を真空吸引してスタンパを密着、加圧させる際に、スタンパを球面状に変形または湾曲させて密着面を中心部から周辺部に拡大させていくことで被転写体とスタンパとの間に気泡の入り込みを防止した。
【００１２】
すなわち、上記目的を達成するために本発明では、両面にレジストを塗布した基板の両面にパターンが形成された１対のスタンパを押し当てて１対のスタンパに形成されたパターンを基板の両面に塗布したレジストに転写する方法において、１対のスタンパをそれぞれ凸形状に変形させ、この凸形状に変形させた１対のスタンパを両面にレジストが塗布された基板の両面に垂直な方向に移動させて１対のスタンパの凸形状の中央部から周辺部に向かって徐々に基板の両面に押付け、１対のスタンパを所定の量押付けた状態で１対のスタンパの凸形状の変形を解除して１対のスタンパを基板の両面に押付け、１対のスタンパの凸形状の変形を解除して基板の両面に押付けた状態で基板の両面に塗布されたレジストにＵＶ光を照射して基板の両面のレジストを露光し、露光したレジストが硬化した後に１対のスタンパを順次基板から剥離するようにした。
【００１３】
また、上記目的を達成するために本発明では、基板の両面にレジストを塗布し、この両面にレジストを塗布した基板の両面に微細なパターンが形成された１対のスタンパを押し付けて露光することにより１対のスタンパのパターンを基板の両面に塗布されたレジストに転写し、このパターンが転写されたレジストが硬化した後に基板の両面に押し付けた１対のスタンパを順次基板から剥離することにより微細構造を転写する方法において、１対のスタンパのパターンを基板の両面に塗布されたレジストに転写する工程において、１対のスタンパを凸状に変形させた状態で基板に押付け、１対のスタンパを基板に押付けた状態でスタンパの凸状の変形を解除し、この凸状の変形を解除した１対のスタンパを基板の両面に押付けた状態でＵＶ光を照射して基板の両面に塗布されたレジストを露光することにより１対のスタンパに形成されたパターンを基板の両面に塗布されたレジストに転写するようにした。
【００１４】
更に、上記目的を達成するために本発明では、基板の両面にレジストを塗布するレジスト塗布ユニットと、このレジスト塗布手段により両面にレジストが塗布された基板の両面に微細なパターンが形成された１対のスタンパを押し付けて両面を露光することにより１対のスタンパのパターンを基板の両面に塗布されたレジストに転写する転写露光ユニットと、両面にパターンが転写された基板の両面に押し付けられた１対のスタンパのうち一方のスタンパから基板を剥離してこの基板を１対のスタンパのうちの他方のスタンパと一緒に転写露光ユニットから搬出する基板搬出ユニットと、この基板搬出ユニットで転写露光ユニットから搬出された基板を受けてこの基板を他方のスタンパから剥離する剥離ユニットとを備えた微細構造を転写する装置において、転写露光ユニットは、１対のスタンパをそれぞれ凸状に変形させてこの凸状の変形を解除する１対のスタンパ変形手段と、１対のスタンパをそれぞれ両面にレジストが塗布された基板の両面に対して垂直な方向に前進又は後退させる１対のスタンパ駆動手段と、１対のスタンパ駆動手段により１対のスタンパを両面にレジストが塗布された基板に押付けた状態で両面にＵＶ光を照射して両面のレジストを露光する露光手段とを備えて構成した。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、比較的コンパクトな装置でかつ高いスループットで表面の微細なうねりによる気泡の入り込みを防止しつつパターンの転写を実現可能な微細構造転写方法およびその装置を実現した。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】微細構造転写装置の全体の構成を説明するブロック図である。
【図２】実施例１において、微細構造転写装置の全体の処理の流れを示すフロー図である。
【図３Ａ】実施例１において、レジスト塗布ユニットにおいてディスク基板にレジストを塗布している状態を示す転写部のブロック図である。
【図３Ｂ】実施例１において、レジストが塗布されたディスク基板を転写露光ユニットへ搬送した状態を示す転写部のブロック図である。
【図３Ｃ】実施例１において、レジストが塗布されたディスク基板に転写露光ユニットでスタンパのパターンを転写して露光している状態を示す転写部のブロック図である。
【図３Ｄ】実施例１において、パターンが転写されたディスク基板を剥離ユニットへ搬送した状態を示す転写部のブロック図である。
【図４】実施例１において、転写露光ユニットにおいてレジストが塗布されたディスク基板にスタンパのパターンを転写して露光する処理の流れを示すフロー図である。
【図５Ａ】実施例１において、転写露光ユニットにレジストが塗布されたディスク基板がセットされた状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図５Ｂ】実施例１において、転写露光ユニットにおいて、レジストが塗布されたディスク基板がセットされた転写露光ユニットにおいて上面スタンパの背面の空間を真空に排気して上面スタンパを凸状に変形させた状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図５Ｃ】実施例１において、転写露光ユニットにおいて、凸状に変形させた上面スタンパをレジストが塗布されたディスク基板に押付けている状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図５Ｄ】実施例１において、転写露光ユニットにおいて、凸状の変形を開放した上面スタンパをレジストが塗布されたディスク基板に押付けながらレジストを露光している状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図５Ｅ】実施例１において、転写露光ユニットにおいて、レジストが露光された基板から下面スタンパを剥離した状態を示す上面加圧密着ユニットの断面図である。
【図６】実施例１において、凸状に変形させる前後のスタンパの表面の変形状態を示す図である。
【図７】実施例２において、加圧露光ユニットにおいて、露光後にディスク基板を下面スタンパから剥離する動作の流れを示すフロー図である。
【図８Ａ】実施例２において、露光後に上下スタンパのディスク基板押し付け力を解除した状態を示す転写部の転写露光ユニットの断面図である。
【図８Ｂ】実施例２において、露光後に下面スタンパの裏面を真空に排気して下面スタンパを凸形状に変形させた状態を示す転写部の転写露光ユニットの断面図である。
【図８Ｃ】実施例２において、露光後に下面スタンパの裏面を真空に排気して下面スタンパを凸形状に変形させた状態で上面加圧密着ユニットを上昇させて下面スタンパをディスク基板から完全に剥離した状態を示す転写部の転写露光ユニットの断面図である。
【図９】実施例２において、剥離ユニットにおいて、ディスク基板を上面スタンパから剥離する動作の流れを示すフロー図である。
【図１０Ａ】実施例２において、ディスク基板を上面スタンパに密着させた状態で上面加圧密着ユニットを剥離ユニットに搭載した状態を示す転写部の剥離ユニットの断面図である。
【図１０Ｂ】実施例２において、ディスク基板を剥離ユニットで真空吸着した状態で上面スタンパを凸形状に変形させた状態を示す転写部の剥離ユニットの断面図である。
【図１０Ｃ】実施例２において、ディスク基板を剥離ユニットで真空吸着した状態で上面加圧密着ユニットを上昇させて上面スタンパをディスク基板から完全に剥離した状態を示す転写部の剥離ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る微細構造転写装置を実施するための形態を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に本発明の第1の実施例における微細構造転写装置１００の構成を示す。装置は主に、被転写物であるディスク基板１０１の移動を行うディスク供給マテハン１０２、ディスク基板１０１の表面に凹凸パターンを転写する転写部１０３、転写終了後にディスク基板１０１の移動を行うディスク排出用マテハン１０９、全体の制御を行う制御部１２０、入力装置１３０、モニタ１３１を備えて構成されている。
【００１９】
この微細構造転写装置１００によりディスク基板１０１の両面に微細なパターンを形成する処理の流れを、図２を用いて説明する。
【００２０】
まず、転写前のディスク基板１０１は、表面に凹凸パターンを転写するためにディスク供給マテハン１０２により転写前ディスク待機場１１１から転写部１０３におけるディスク待機ステージ１０４に移動される（Ｓ２０１）。転写部１０３はディスク待機ステージ１０４、転写用マテハンユニット１０５、レジスト塗布ユニット１０６、転写露光ユニット１０７、剥離ユニット１０８及びレジスト塗布ユニット１０６から転写露光ユニット１０７へ搬送される途中のディスク基板１０１を撮像する撮像ユニット１１０を備えて構成され、装置の設定生産能力により、単独または複数配置される。
ディスク待機ステージ１０４に移送されたディスク基板１０１は転写用マテハンユニット１０５によりレジスト塗布ユニット１０６に移動し（Ｓ２０２）、ディスク基板１０１の両面にレジストの塗布が行われる（Ｓ２０３）。この塗布方式にはスピンコートまたはインクジェットなどが用いられる。塗布終了後ディスク基板１０１はスタンパおよび露光装置を実装された転写露光ユニット１０７に移動される（Ｓ２０４）。
【００２１】
移動の際、ディスク基板１０１は撮像ユニット１１０により撮像され（Ｓ２０５）、その画像が制御部１２０で処理されてディスク基板１０１の位置情報が取得され、転写露光ユニット１０７のスタンパ２０７および２１０（図３Ａ参照）がディスク基板１０１の所望の位置と接触するようにディスク基板１０１を加圧露光ユニット１０７へ設置する位置座標を決定する（Ｓ２０６）。
【００２２】
スタンパ２０７および２１０の表面には微細パターンが形成されており、両面にレジスト塗布されたディスク基板１０１と所望の位置にて密着させ、この状態でスタンパ２０７及び２１０を介して露光光をレジストに照射して露光を行う（Ｓ２０７）。この露光により前述のレジストが固化し、スタンパ２０７及び２１０の表面の微細パターンがディスク基板１０１の両面のレジストに転写される。
【００２３】
次に、ディスク基板１０１を上側のスタンパ２０７に密着させた状態で下側のスタンパ２１０と分離し、上側のスタンパ２０７に密着させた状態で転写用マテハンユニット１０５により上側のスタンパ２０７とディスク基板１０１とを剥離ユニット１０８に移送される（Ｓ２０８）。剥離ユニット１０８では上側のスタンパ２０７とディスク基板１０１とを分離する（Ｓ２０９）。上側のスタンパ２０７から分離された表面のレジスト層に微細構造体が形成されたディスク基板１０１を、転写部１０３から排出用マテハン１０９により排出し、転写完了ディスク待機場１１３に格納する（Ｓ２１０）。また、転写露光ユニット１０７に装着されているスタンパ２０７及び２１０は、スタンパ待機ステージ１１２に格納されているスタンパと、排出用マテハン１０９により、適宜交換される。
【００２４】
制御部１２０は、供給マテハン１０２及び搬出用マテハン１０９によるディスク基板１０１のユニット間移動を行う供給マテハン１０２及び搬出用マテハン１０９を制御するマテハン制御ユニット１２１と、ディスク基板１０１の両面に塗布されるレジストを供給する図示していないレジスト供給ユニットのバルブ、モータ等を制御する制御手段を有し、レジスト膜厚、成分比の制御を行う塗布制御ユニット１２２と、撮像ユニット１１０で撮像した転写用マテハンユニット１０５により搬送される途中のディスク基板１０１の画像を解析する画像処理手段を有してディスク基板１０１の位置およびスタンパ２０７及び２１０のパターンの位置を算出するアライメント制御ユニット１２３と、スタンパ２０７および２１０の処理枚数のカウントまたは、スタンパの交換を制御するスタンパ制御ユニット１２４と、ディスク基板１０１とスタンパ２０７及び２１０のとの密着状態を検出する信号処理手段を有して転写露光ユニット１０７の加圧力を制御する加圧制御ユニット１２５と、露光時間や露光出力を制御する露光制御ユニット１２６と、スタンパからディスク基板を、または転写ユニットからの移動を制御する剥離制御ユニット１２７とを備えている。
制御部１２０には、入力手段１３０とモニタ１３１とが接続されている。入力手段１３０は、ディスク転写枚数などの製造条件や製造に必要な項目などを入力するものである。モニタ１３１は、装置の状態や条件などの表示、同一のスタンパで処理した累積処理枚数の表示、入力時の支援画面の表示が可能である。
【００２５】
次に、表面に微細パターンが形成されたスタンパ２０７及び２１０をレジストが塗布されたディスク基板１０１に密着させることによりスタンパ２０７及び２１０の表面の微細パターンをディスク基板１０１上のレジストに転写する転写部１０３の処理のより詳細な動作を図３を用いて説明する。
【００２６】
図１でも説明したように、転写部１０３は主にレジスト塗布ユニット１０６、転写露光ユニット１０７、剥離ユニット１０８を備えて構成され、共通のベース板２２０上に設置されている。
【００２７】
まず、ディスク基板１０１は制御部１２０のステージ制御ユニット１２１で制御される転写用マテハンユニット１０５によりディスク待機ステージ１０４からレジスト塗布ユニット１０６における回転塗布用のスピンドル２０３上に設置される。スピンドル２０３は、レジストが飛散するのを防止するために防護壁２０１で周囲を囲われている。その後、制御部１２０の塗布制御ユニット１２２で制御してスピンドル２０３を回転させつつ、図示していないディスペンサからレジスト２０４をディスク基板１０１の両面に塗布し、ディスク基板１０１の両面にレジストの薄膜を形成させる（図３Ａ）。
【００２８】
レジストの薄膜が形成されたディスク基板１０１を転写用マテハンユニット１０５により転写露光ユニット１０７に移動する。転写露光ユニット１０７は上面加圧密着ユニット２０５、上面バックアップガラス２０６、上面ＵＶ露光ユニット２１４、上面加圧密着ユニット２０５に取り付けられた上面スタンパ２０７、下面加圧密着ユニット２０８、下面バックアップガラス２０９、下面ＵＶ露光ユニット２１５、下面加圧密着ユニット２０８に取り付けられた下面スタンパ２１０を備えて構成され基台２１１の上に設置されている。レジストの薄膜が形成されたディスク基板１０１は上面スタンパ２０７と下面スタンパ２１０の間に導入される。（図３Ｂ）
その後、上面加圧密着ユニット２０５が駆動手段(図５参照)で駆動されて下降し、上面スタンパ２０７と下面スタンパ２１０に挟まれたディスク基板１０１は上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０と密着する。上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０の表面には微細パターンが形成されている。両面にレジストが塗布されたディスク基板１０１と密着した状態で上面ＵＶ露光ユニット２１４と下面ＵＶ露光ユニット２１５とから発射したＵＶ光（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ：紫外光）を上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０を透過させてレジストに照射することによりレジストを露光する。この露光により前述のレジストが固化し、スタンパ表面の微細パターンがディスク基板の両面に転写される。このＵＶ光は複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）２１６を光源として発射される。（図３Ｃ）
上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０に形成されている微細パターンが転写されたディスク基板１０１は、転写用マテハンユニット１０５により剥離ユニット１０８に移動する際に、後述するように下面スタンパ２１０から剥離され、上面スタンパ２０７側に密着された状態となる。剥離ユニット１０８への移動完了後、基台２１２上に設置されたディスク固定具２１３を用い、転写されたディスク基板１０１を固定する。その後、駆動手段で上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることにより、上面スタンパ２０７と微細パターンが転写されたディスク基板１０１を分離する。（図３Ｄ）
上面スタンパ２０７から分離されたディスク基板１０１は、転写用マテハンユニット１０５により剥離ユニット１０８から取り出され、転写完了ディスク待機場１１３に格納される。
【００２９】
次に、図２におけるＳ２０７のステップ、すなわち、ディスク基板１０１の両面にスタンパのパターンを転写露光する工程、即ち、図３Ｃの工程について、図４のフロー図及び図５、図６を用いて詳細に説明する。ちなみに上面加圧密着ユニット２０５と下面加圧密着ユニット２０８は基本的には同一の機構であるので、上面加圧密着ユニット２０５を用いて説明する。
【００３０】
上面加圧密着ユニット２０５は上面スタンパ２０７、弾性体で形成されたスタンパ保持部３０３、加圧ベース３０４、スタンパバックアップ弾性体３０５、上面バックアップガラス２０６、上面ＵＶ露光ユニット２１４を備えている。ここで、スタンパ保持部３０３の上面スタンパ２０７の側の面と、スタンパバックアップ弾性体３０５の上面スタンパ２０７の側の面とは高さが同じか又はスタンパバックアップ弾性体３０５のほうが少し低い状態になっている。また、スタンパ保持部３０３は、スタンパバックアップ弾性体３０５よりも柔らかい（弾性率が高い）材料で形成されている。
【００３１】
まず、撮像ユニット１１０で撮像して得たディスク基板１０１の画像を制御部１２０のアライメント制御ユニット１２３で処理し、その結果得られたディスク基板１０１の位置情報に基づいて制御部１２０で転写用マテハンユニット１０５を制御して、レジストが塗布されたディスク基板１０１と上面スタンパ２０７との位置関係が所定の状態になるようにディスク基板１０１を露光転写ユニット１０７に配置する（Ｓ４０１）。
【００３２】
次に、上面スタンパ２０７の背面（微細パターンが形成されていない側の面）の空間を真空配管３２２で接続された真空排気ポンプ３２１と真空計３２３とを備えて構成される真空排気手段３２０により真空排気して微負圧（-５〜-１５ｋＰａＧ程度）にすることにより、大気圧との差圧力で上面スタンパ２０７が吸い寄せられて上面スタンパ２０７の外周部付近が弾性体で形成されたスタンパ保持部３０３に押し付けて保持する（Ｓ４０２）（図５Ａ）。
【００３３】
次に、真空計３２３で圧力を監視しながら真空排気手段３２０により真空排気して上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を更に低下させる。ここでスタンパ保持部３０３は弾性体で形成されているため、上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力が低下するとそれによって生じる大気圧との差圧力に応じてスタンパ保持部３０３は上面スタンパ２０７の周辺部により押されて圧縮され変形する。
【００３４】
一方、上面スタンパ２０７の中心部付近はスタンパバックアップ弾性体３０５と接触し、大気圧との差圧力に応じてスタンパバックアップ弾性体３０５が上面スタンパ２０７の中心部付近により押し付けられて圧縮し変形する。このとき、スタンパ保持部３０３は、スタンパバックアップ弾性体３０５よりも柔らかい（弾性率が高い）材料で形成、または、真空を保持しつつ機械的に移動するため、ディスク基板１０１の周辺部と接触しているスタンパ保持部３０３の方が変形量が大きくなり、上面スタンパ２０７はディスク基板１０１の側に凸状に変形する（Ｓ４０３）。この上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力は-１０ｋＰａ〜-９０ｋＰａ程度で、パターン面積およびスタンパ材質により最適値を決定する。本実施例では−２０ｋＰａ〜−６０ｋＰａにて変形させた（図５Ｂ）。
ここで、図６に上面スタンパ２０７の表面高さをプロットしたグラフ４００を示す。変形前を４０１に、変形後を４０２に示す。上記にて説明した初期状態のスタンパ２０７はグラフの４０１の状態である。また、上面スタンパ２０７の背面の空間３０７が真空排気されて上面スタンパ２０７の外周部付近がスタンパ保持部３０３に押し当てられ、中心部付近がスタンパバックアップ弾性体３０５に押し当てられて凸形状に変形した上面スタンパ２０７は４０２の状態である。
【００３５】
次に、駆動軸３１２を介して接続されたモータ３１１とモータ３１１の出力を監視するトルクセンサ３１３とを備えて構成される駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を駆動して加圧ベース３０４をディスク基板１０１方向へ移動させることにより、凸状態のスタンパ２０７をディスク基板１０１に密着させる（Ｓ４０４）。上面スタンパ２０７は凸状態のため、ディスク１０１の中心部から外周部に向かって順次接触していく。接触後、加圧ベース３０４をディスク１０１方向へ更に移動させることにより、加圧ベース３０４はさらに加圧し、凸状態のスタンパ２０７とディスク基板１０１との密着面積を増加させる。トルクセンサ３１３で検出されるモータ３１１の出力が所定の出力になり上面スタンパ２０７のディスク基板１０１への押付け力が設定加圧力に達した後、モータ３１１の出力を停止して駆動機構３１０による加圧ベース３０４のディスク１０１方向への移動を停止する（Ｓ４０５）。
次に、真空排気手段３２０による上面スタンパ２０７の背面の空間の真空排気を中断し（Ｓ４０６）、上面スタンパ２０７の背面の空間圧力を上昇させ、凸状に変形させた上面スタンパ２０７の変形を解除する。その結果、上面スタンパ２０７は元の平坦な状態に戻り、ディスク基板１０１の全面に完全に密着する（Ｓ４０７）。この際、上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を -２０ｋＰａ〜１００ｋＰａに設定し、より確実に密着させる。上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力値は上面スタンパ２０７の形状および材質、パターン面積により変化する。本実施例では-２０ｋＰａ〜０ｋＰａにて密着させた。これにより上面スタンパ２０７を微少量変形させ、密着面を中心部から周辺部に拡大させていくことが可能となり、被転写体であるディスク基板１０１と上面スタンパ２０７との間に気泡の入り込みを防止することができる（図５Ｃ）。
密着後、上面ＵＶ露光ユニット２１４を用い、上面バックアップガラス２０６、スタンパバックアップ弾性体３０５および上面スタンパ２０７を通して、ディスク基板１０１表面に塗布されたレジストにＵＶ光を照射して露光し、レジストを硬化させる（Ｓ４０８）（図５Ｄ）。
【００３６】
レジスト硬化後、下面スタンパ２１０を図示していない押さえ機構で下面加圧密着ユニット２０８の側に押さえ込んだ状態で再度上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を低下させ、上面スタンパ２０７にディスク基板１０１を吸着させた状態で駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を上昇(後退)させる（Ｓ４０９）ことにより、ディスク基板１０１から下面スタンパ２１０を剥離する（図５Ｅ）。
【００３７】
その後、図２で説明したように、ディスク基板１０１を上面スタンパ２０７に吸着した状態で図示していないハンドリングユニットで図３Ｄに示すように剥離ユニット１０８へ搬送される。剥離ユニット１０８において、ディスク基板１０１はディスク固定具２１３により保持される。この状態で上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を大気圧に戻し、駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を保持して上昇させると、ディスク固定具２１３に保持されているディスク基板１０１は上面スタンパ２０７から完全に剥離する（Ｓ２０９）。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は実施例１で説明した工程とほとんど同じ工程であるが、Ｓ４０９における上面加圧密着ユニットを後退させる工程、及び、Ｓ２０９におけるスタンパをディスク基板から剥離する工程が異なる。また、実施例２では、特に説明していない構成については、実施例１で説明したものと同じ構成を用いる。
【００３９】
即ち、上記実施例１においては、Ｓ４０８でレジストを露光した後、Ｓ４０９において上面加圧密着ユニット２０５を後退させてディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離するときに、下面スタンパ２１０を図示していない押さえ機構で下面加圧密着ユニット２０８の側に押さえ込んだ状態で上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を低下させて上面スタンパ２０７にディスク基板１０１を吸着させ、上面加圧密着ユニット２０７を上昇させることによりディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離させる方法を説明したが、実施例２においては、押さえ機構を用いずに、下面スタンパ２１０の背面の空間を排気手段で真空排気して圧力を低下させ、下面スタンパ２１０を凸状に変形させることにより、下面スタンパ２１０に密着しているディスク基板１０１を外周部から徐々に剥離させる方式を採用した。
【００４０】
また、Ｓ２０９で剥離ユニット１０８においてディスク基板１０１を上面スタンパ２０７から剥離する方法として、実施例１においては、ディスク基板１０１を剥離ユニット１０８のディスク固定具２１３で保持した状態で上面スタンパ２０７の背面の空間３０７の圧力を大気圧に戻して、上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることにより剥離する方法について説明したが、実施例２においては、上面スタンパ２０７の背面の空間３０７を排気手段で真空排気して圧力を低下させ、上面スタンパ２０７を凸状に変形させることにより、上面スタンパ２０７に密着しているディスク基板１０１を外周部から徐々に剥離させる方式を採用した。
【００４１】
先ず、実施例２におけるレジストを露光した後にＳ４０９に相当するステップにおいて、ディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離する方式について説明する。本実施例においては、図８Ａに示すように、下面スタンパ２１０の背面の空間８０１を真空配管３３２で接続された真空排気ポンプ３３１と真空計３３１とを備えた真空排気手段３３０で真空排気して圧力を低下させて下面スタンパ２１０を凸状に変形させることにより、下面スタンパ２１０に密着しているディスク基板１０１を外周部から徐々に剥離させる。本実施例を、図を用いて説明する。
【００４２】
本実施例において、Ｓ４０９に相当するレジストを露光した後にディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離する手順を図７に、そのときのディスク基板１０１と上下のスタンパ２０７と２１０との関係を図８Ａ〜Ｃに示す。ディスク基板１０１を下面スタンパ２１０から剥離する手順としては、先ず、図８Ａに示すように、駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を少し上昇させて上下のスタンパ２０７と２１０とのディスク基板１０１への全面押し付けを解除し（Ｓ７０１）、次に下面スタンパ２１０の裏面空間３０８を排気手段３３０で真空排気する（Ｓ７０２）。
【００４３】
下面スタンパ２１０の裏面空間３０８を真空排気すると、大気圧との差により下面スタンパ２１０は下面加圧密着ユニット２０８のスタンパバックアップ弾性体３５１と加圧ベース３５２上のスタンパ保持部３５３とに押し付けられる。上面加圧密着ユニット２０５と同様に、下面加圧密着ユニット２０８においても、スタンパ保持部３５３はスタンパバックアップ弾性体３５１よりも柔らかい(弾性率が高い)材料で形成されているため、スタンパ保持部３５３の方がスタンパバックアップ弾性体３５１よりも大きく変形する。その結果、下面スタンパ２１０はスタンパ保持部３５３と接している周辺部のほうがスタンパバックアップ弾性体３５１と接している中央部と比べて大きく変形するため、下面スタンパ２１０は、図８Ｂに示すように中央部が盛り上がっている凸形状に変形する。
【００４４】
下面スタンパ２１０をこのように変形させることにより周辺部分から徐々にディスク基板１０１から剥離させ（Ｓ７０３），上面スタンパ２０７の背面の空間３０７を排気手段で真空排気し圧力を低下させて上面スタンパ２０７を上面加圧密着ユニット２０５に真空吸着させ（Ｓ７０４），図８Ｃに示すように上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることで真空吸着された上面スタンパ２０７とこの上面スタンパ２０７に密着しているディスク基板１０１とを下面スタンパ２１０から完全に剥離し(Ｓ７０５)、図示していない搬送手段を用いて剥離ユニット１０８へ搬送する(Ｓ７０６：Ｓ２１０に相当)。
【００４５】
これにより、レジストを露光した後のディスク基板１０１を、下面スタンパ２１０から剥離させることができる。
【００４６】
なお、図８Ａ乃至Ｃにおいては、図３Ａ乃至Ｄで説明したＬＥＤ２１６を用いた上面ＵＶ露光ユニット２１４と下面ＵＶ露光ユニット２１５の記載を省略しているが、図８Ａ乃至Ｃに記載した本実施例においても実施例１の場合と同様にＬＥＤ２１６を用いた上面ＵＶ露光ユニット２１４と下面ＵＶ露光ユニット２１５を備えている。
【００４７】
次に、剥離ユニット１０８において、実施例２における上面スタンパ２０７に密着しているディスク基板１０１を上面スタンパ２０７から剥離させる方式について説明する。
【００４８】
本実施例においては、実施例１で説明したディスク基板１０１を保持するディスク固定具２１３を用いずに、剥離ユニット１０８に真空配管３４２で接続された真空排気ポンプ３４１と真空計３４３とを備えた真空排気手段３４０を設けてディスク基板１０１の裏面側を真空排気して負圧にすることにより剥離ユニット１０８に吸着させて保持する構成とした。実施例２における処理の流れを図９に、また各処理工程におけるディスク基板１０１と剥離ユニット１０８及び上面スタンパ２０７との関係を図１０に示す。
【００４９】
まず、下面スタンパ２１０から剥離されたディスク基板１０１を密着させた上面スタンパ２０７は上面加圧密着ユニット２０５に真空吸着された状態で剥離ユニット１０８に搬送され、図１０Ａに示すように剥離ユニット１０８に載置される（Ｓ９０１）。次に、真空排気手段３４０によりディスク基板１０１と剥離ユニット１０８との間の空間３０９を排気して負圧の状態にしてディスク基板１０１を剥離ユニット１０８に吸着させる（Ｓ９０２）。この状態で、上面加圧密着ユニット２０５の側の真空排気手段３２０を作動させて上面スタンパ２０７と上面加圧密着ユニット２０５との間の空間３０７の排気を開始し（Ｓ９０３），図１０Ｂに示すように上面スタンパ２０７を凸形状に変形させて上面スタンパ２０７の周辺部分から中心に向けて徐々にディスク基板１０１から剥離させ（Ｓ９０４），駆動機構３１０により上面加圧密着ユニット２０５を上昇させることにより、図１０Ｃに示すようにディスク基板１０１を上面スタンパ２０７から完全に剥離させる（Ｓ９０５）。上面スタンパ２０７から剥離されたディスク基板１０１は、ディスク排出用マテハン１０９により転写後ディスク待機場１１３に格納される（Ｓ９０６：Ｓ２１０に相当）。
【００５０】
本実施例によれば、上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０の裏面を真空に排気して負圧の状態にすることにより凸状に変形させてディスク基板１０１と周辺から中央部に向かって極短時間で剥離させることが可能になり、スループットを向上させることが可能になる。
【００５１】
また、裏面を真空に排気することにより上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０がそれぞれスタンパ保持部３０３と接触を維持した状態でディスク基板１０１との剥離が行われるので、上面スタンパ２０７及び下面スタンパ２１０とスタンパ保持部３０３との折衝区と分離を繰返すことによる発塵を防ぐことができ、よりクリーンな環境で露光を行うことが可能になる。
【００５２】
以上に説明した実施例１及び実施例２の方法により、表面の微細なうねりによる気泡入り込みを防止し、表面に均一な凹凸パターンが転写されているディスク基板１０１を得ることができた。
【００５３】
上記に説明したスタンパに形成された微細なパターンのディスク基板１０１への転写をディスク基板１０１の両面に同時に行うことにより、ディスク基板１０１の両面に均一な凹凸パターンを転写することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００・・・微細構造転写装置 １０１・・・ディスク基板 １０２・・・ディスク供給マテハン １０３・・・転写部 １０４・・・ディスク待機ステージ １０５・・・転写用マテハンユニット １０６・・・レジスト塗布ユニット １０７・・・転写露光ユニット １０８・・・剥離ユニット １０９・・・排出用マテハン １１０・・・撮像ユニット １２０・・・制御ユニット １３０・・・モニタ １３１・・・入出力装置 ２０５・・・上面加圧密着ユニット ２０６・・・上面バックアップガラス ２０７・・・上面スタンパ ２０８・・・下面加圧密着ユニット ２０９・・・下面バックアップガラス ２１０・・・下面スタンパ ２１４・・・上面ＵＶ露光ユニット ２１５・・・下面ＵＶ露光ユニット ２１６・・・ＬＥＤ ３０３，３５３・・・スタンパ保持部 ３０４，３５２・・・加圧ベース ３０５，３５１・・・スタンパバックアップ弾性体 ３１０・・・駆動機構 ３２０，３３０，３４０・・・真空排気手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面にレジストを塗布した基板の前記両面にパターンが形成された１対のスタンパを押し当てて該１対のスタンパに形成されたパターンを前記基板の前記両面に塗布したレジストに転写する方法であって、
前記１対のスタンパをそれぞれ凸形状に変形させ、
該凸形状に変形させた１対のスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板の前記両面に垂直な方向に移動させて前記１対のスタンパの凸形状の中央部から周辺部に向かって徐々に前記基板の両面に押付け、
前記１対のスタンパを所定の量押付けた状態で前記１対のスタンパの凸形状の変形を解除して前記１対のスタンパを前記基板の両面に押付け、
前記１対のスタンパの凸形状の変形を解除して前記基板の両面に押付けた状態で前記基板の両面に塗布されたレジストにＵＶ光を照射して前記基板の両面のレジストを露光し、
前記露光したレジストが硬化した後に前記１対のスタンパを順次前記基板から剥離する
ことを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項２】
前記１対のスタンパを順次前記基板から剥離することを、前記１対のスタンパの一方を凸状に変形させて前記基板の周辺部から前記一方のスタンパを剥離させ、次に前記１対のスタンパのうちの他方のスタンパを凸状に変形させて前記基板の周辺部から前記他方のスタンパを剥離させることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写方法。
【請求項３】
前記１対のスタンパを順次前記基板から剥離するときに前記１対のスタンパをそれぞれ凸状に変形させることを、前記１対のスタンパのそれぞれと前記基板に対して反対側の面の側の空間を真空に排気することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の微細構造転写方法。
【請求項４】
基板の両面にレジストを塗布し、
該両面にレジストを塗布した基板の該両面に微細なパターンが形成された１対のスタンパを押し付けて露光することにより該１対のスタンパのパターンを前記基板の両面に塗布されたレジストに転写し、
該パターンが転写されたレジストが硬化した後に前記基板の両面に押し付けた１対のスタンパを順次前記基板から剥離する
ことにより微細構造を転写する方法であって、
前記１対のスタンパのパターンを前記基板の両面に塗布されたレジストに転写する工程において、
前記１対のスタンパを凸状に変形させた状態で前記基板に押付け、
前記１対のスタンパを前記基板に押付けた状態で前記スタンパの凸状の変形を解除し、
該凸状の変形を解除した１対のスタンパを前記基板の両面に押付けた状態でＵＶ光を照射して前記基板の両面に塗布されたレジストを露光する
ことにより前記１対のスタンパに形成されたパターンを前記基板の両面に塗布されたレジストに転写することを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項５】
前記１対のスタンパのそれぞれ前記基板と向き合う面の反対側の面の側を真空に排気することにより前記１対のスタンパをそれぞれ凸形状に変形させることを特徴とする請求項１又は４に記載の微細構造転写方法。
【請求項６】
前記１対のスタンパのそれぞれ前記基板と向き合う面の反対側の面の側を中央部と周辺部とで弾性率が異なる材料で支持して真空に排気することにより前記１対のスタンパをそれぞれ凸形状に変形させることを特徴とする請求項１又は４に記載の微細構造転写方法。
【請求項７】
前記弾性率が異なる材料は、前記中心部よりも前記周辺部を支持する材料のほうが弾性率が大きいことを特徴とする請求項４に記載の微細構造転写方法。
【請求項８】
基板の両面にレジストを塗布するレジスト塗布ユニットと、
該レジスト塗布手段により両面にレジストが塗布された基板の両面に微細なパターンが形成された１対のスタンパを押し付けて前記両面を露光することにより該１対のスタンパのパターンを前記基板の両面に塗布されたレジストに転写する転写露光ユニットと、
前記両面にパターンが転写された基板の前記両面に押し付けられた１対のスタンパのうち一方のスタンパから前記基板を剥離して該基板を前記１対のスタンパのうちの他方のスタンパと一緒に前記転写露光ユニットから搬出する基板搬出ユニットと、
該基板搬出ユニットで前記転写露光ユニットから搬出された基板を受けて該基板を前記他方のスタンパから剥離する剥離ユニットと
を備えた微細構造を転写する装置であって、前記転写露光ユニットは、
前記１対のスタンパをそれぞれ凸状に変形させて該凸状の変形を解除する１対のスタンパ変形手段と、
前記１対のスタンパをそれぞれ前記両面にレジストが塗布された基板の前記両面に対して垂直な方向に前進又は後退させる１対のスタンパ駆動手段と、
前記１対のスタンパ駆動手段により前記１対のスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板に押付けた状態で前記両面にＬＥＤを用いたＵＶ光を照射して前記両面のレジストを露光する露光手段と
を有することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項９】
前記１対のスタンパ変形手段はそれぞれ前記１対のスタンパの何れか一方と対応し、該何れか一方のスタンパに対応するスタンパ変形手段は、前記一方のスタンパの前記基板と向き合う面の反対側の面の側を真空に排気する真空排気部と、該真空排気部で真空に排気された状態で前記一方のスタンパの前記基板と向き合う面の反対側の面の外周部付近を支持する第1の弾性部材と、前記真空排気部で真空に排気された状態で前記一方のスタンパの前記基板と向き合う面の反対側の面の中央部付近を支持する第２の弾性部材とを有することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１０】
前記第1の弾性部材は、前記第２の弾性部材よりも弾性率が大きいことを特徴とする請求項９記載の微細構造転写装置。
【請求項１１】
前記１対のスタンパ駆動手段は、前記１対のスタンパ変形手段で凸状に変形させた前記１対のスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板の両面に対して垂直な方向に前進させて前記凸状に変形させた１対のスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板の該両面に押付けることを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１２】
前記１対のスタンパ変形手段はそれぞれ、前記１対のスタンパ駆動手段のうちの一方のスタンパ駆動手段で前記凸状に変形させたスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板の一方の面に一定量押付けた状態で前記スタンパの凸状の変形を解除することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１３】
前記転写露光ユニットは、該１対のスタンパ変形手段による前記１対のスタンパの凸状の変形を解除して前記１対のスタンパを前記１対のスタンパ駆動手段で前記基板の両面に押付けた状態で該基板の両面にＬＥＤを用いたＵＶ光を照射して前記基板の両面のレジストを露光することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１４】
前記転写露光ユニットは、前記１対のスタンパ変形手段による前記１対のスタンパの凸状の変形を解除して前記１対のスタンパを前記１対のスタンパ駆動手段で前記基板の両面に押付けた状態で、前記第２の弾性部材を支持するバックアップガラスおよび前記第２の弾性部材を通し該基板の両面にＬＥＤから発射されたＵＶ光を照射して前記基板の両面のレジストを露光することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１５】
前記１対のスタンパ変形手段は、前記露光手段で前記両面にレジストが塗布された基板の前記両面に前記１対のスタンパを押し付けて露光して前記レジストを硬化させた後に、前記露光転写ユニットにおいて、前記１対のスタンパ変形手段のうちの一方のスタンパ変形手段により前記１対のスタンパのうちの一方のスタンパを凸状に変形させて前記基板の周辺部から前記一方のスタンパと剥離させることにより前記一方のスタンパを前記基板の一方の面から剥離し、前記剥離ユニットにおいて、前記１対のスタンパ変形手段のうちの他方のスタンパ変形手段により前記１対のスタンパのうちの他方のスタンパを凸状に変形させて前記基板の周辺部から前記他方のスタンパと剥離させることにより前記他方のスタンパを前記基板の他方の面から剥離することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１６】
前記１対のスタンパ変形手段は、それぞれ、前記真空排気部で前記スタンパの前記基板と向き合う面の反対側の面の側を真空に排気することにより前記１対のスタンパをそれぞれ凸状に変形させて前記１対のスタンパをそれぞれ前記基板の両面から剥離することを特徴とする請求項１５記載の微細構造転写装置。
【請求項１】
両面にレジストを塗布した基板の前記両面にパターンが形成された１対のスタンパを押し当てて該１対のスタンパに形成されたパターンを前記基板の前記両面に塗布したレジストに転写する方法であって、
前記１対のスタンパをそれぞれ凸形状に変形させ、
該凸形状に変形させた１対のスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板の前記両面に垂直な方向に移動させて前記１対のスタンパの凸形状の中央部から周辺部に向かって徐々に前記基板の両面に押付け、
前記１対のスタンパを所定の量押付けた状態で前記１対のスタンパの凸形状の変形を解除して前記１対のスタンパを前記基板の両面に押付け、
前記１対のスタンパの凸形状の変形を解除して前記基板の両面に押付けた状態で前記基板の両面に塗布されたレジストにＵＶ光を照射して前記基板の両面のレジストを露光し、
前記露光したレジストが硬化した後に前記１対のスタンパを順次前記基板から剥離する
ことを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項２】
前記１対のスタンパを順次前記基板から剥離することを、前記１対のスタンパの一方を凸状に変形させて前記基板の周辺部から前記一方のスタンパを剥離させ、次に前記１対のスタンパのうちの他方のスタンパを凸状に変形させて前記基板の周辺部から前記他方のスタンパを剥離させることを特徴とする請求項１に記載の微細構造転写方法。
【請求項３】
前記１対のスタンパを順次前記基板から剥離するときに前記１対のスタンパをそれぞれ凸状に変形させることを、前記１対のスタンパのそれぞれと前記基板に対して反対側の面の側の空間を真空に排気することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の微細構造転写方法。
【請求項４】
基板の両面にレジストを塗布し、
該両面にレジストを塗布した基板の該両面に微細なパターンが形成された１対のスタンパを押し付けて露光することにより該１対のスタンパのパターンを前記基板の両面に塗布されたレジストに転写し、
該パターンが転写されたレジストが硬化した後に前記基板の両面に押し付けた１対のスタンパを順次前記基板から剥離する
ことにより微細構造を転写する方法であって、
前記１対のスタンパのパターンを前記基板の両面に塗布されたレジストに転写する工程において、
前記１対のスタンパを凸状に変形させた状態で前記基板に押付け、
前記１対のスタンパを前記基板に押付けた状態で前記スタンパの凸状の変形を解除し、
該凸状の変形を解除した１対のスタンパを前記基板の両面に押付けた状態でＵＶ光を照射して前記基板の両面に塗布されたレジストを露光する
ことにより前記１対のスタンパに形成されたパターンを前記基板の両面に塗布されたレジストに転写することを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項５】
前記１対のスタンパのそれぞれ前記基板と向き合う面の反対側の面の側を真空に排気することにより前記１対のスタンパをそれぞれ凸形状に変形させることを特徴とする請求項１又は４に記載の微細構造転写方法。
【請求項６】
前記１対のスタンパのそれぞれ前記基板と向き合う面の反対側の面の側を中央部と周辺部とで弾性率が異なる材料で支持して真空に排気することにより前記１対のスタンパをそれぞれ凸形状に変形させることを特徴とする請求項１又は４に記載の微細構造転写方法。
【請求項７】
前記弾性率が異なる材料は、前記中心部よりも前記周辺部を支持する材料のほうが弾性率が大きいことを特徴とする請求項４に記載の微細構造転写方法。
【請求項８】
基板の両面にレジストを塗布するレジスト塗布ユニットと、
該レジスト塗布手段により両面にレジストが塗布された基板の両面に微細なパターンが形成された１対のスタンパを押し付けて前記両面を露光することにより該１対のスタンパのパターンを前記基板の両面に塗布されたレジストに転写する転写露光ユニットと、
前記両面にパターンが転写された基板の前記両面に押し付けられた１対のスタンパのうち一方のスタンパから前記基板を剥離して該基板を前記１対のスタンパのうちの他方のスタンパと一緒に前記転写露光ユニットから搬出する基板搬出ユニットと、
該基板搬出ユニットで前記転写露光ユニットから搬出された基板を受けて該基板を前記他方のスタンパから剥離する剥離ユニットと
を備えた微細構造を転写する装置であって、前記転写露光ユニットは、
前記１対のスタンパをそれぞれ凸状に変形させて該凸状の変形を解除する１対のスタンパ変形手段と、
前記１対のスタンパをそれぞれ前記両面にレジストが塗布された基板の前記両面に対して垂直な方向に前進又は後退させる１対のスタンパ駆動手段と、
前記１対のスタンパ駆動手段により前記１対のスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板に押付けた状態で前記両面にＬＥＤを用いたＵＶ光を照射して前記両面のレジストを露光する露光手段と
を有することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項９】
前記１対のスタンパ変形手段はそれぞれ前記１対のスタンパの何れか一方と対応し、該何れか一方のスタンパに対応するスタンパ変形手段は、前記一方のスタンパの前記基板と向き合う面の反対側の面の側を真空に排気する真空排気部と、該真空排気部で真空に排気された状態で前記一方のスタンパの前記基板と向き合う面の反対側の面の外周部付近を支持する第1の弾性部材と、前記真空排気部で真空に排気された状態で前記一方のスタンパの前記基板と向き合う面の反対側の面の中央部付近を支持する第２の弾性部材とを有することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１０】
前記第1の弾性部材は、前記第２の弾性部材よりも弾性率が大きいことを特徴とする請求項９記載の微細構造転写装置。
【請求項１１】
前記１対のスタンパ駆動手段は、前記１対のスタンパ変形手段で凸状に変形させた前記１対のスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板の両面に対して垂直な方向に前進させて前記凸状に変形させた１対のスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板の該両面に押付けることを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１２】
前記１対のスタンパ変形手段はそれぞれ、前記１対のスタンパ駆動手段のうちの一方のスタンパ駆動手段で前記凸状に変形させたスタンパを前記両面にレジストが塗布された基板の一方の面に一定量押付けた状態で前記スタンパの凸状の変形を解除することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１３】
前記転写露光ユニットは、該１対のスタンパ変形手段による前記１対のスタンパの凸状の変形を解除して前記１対のスタンパを前記１対のスタンパ駆動手段で前記基板の両面に押付けた状態で該基板の両面にＬＥＤを用いたＵＶ光を照射して前記基板の両面のレジストを露光することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１４】
前記転写露光ユニットは、前記１対のスタンパ変形手段による前記１対のスタンパの凸状の変形を解除して前記１対のスタンパを前記１対のスタンパ駆動手段で前記基板の両面に押付けた状態で、前記第２の弾性部材を支持するバックアップガラスおよび前記第２の弾性部材を通し該基板の両面にＬＥＤから発射されたＵＶ光を照射して前記基板の両面のレジストを露光することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１５】
前記１対のスタンパ変形手段は、前記露光手段で前記両面にレジストが塗布された基板の前記両面に前記１対のスタンパを押し付けて露光して前記レジストを硬化させた後に、前記露光転写ユニットにおいて、前記１対のスタンパ変形手段のうちの一方のスタンパ変形手段により前記１対のスタンパのうちの一方のスタンパを凸状に変形させて前記基板の周辺部から前記一方のスタンパと剥離させることにより前記一方のスタンパを前記基板の一方の面から剥離し、前記剥離ユニットにおいて、前記１対のスタンパ変形手段のうちの他方のスタンパ変形手段により前記１対のスタンパのうちの他方のスタンパを凸状に変形させて前記基板の周辺部から前記他方のスタンパと剥離させることにより前記他方のスタンパを前記基板の他方の面から剥離することを特徴とする請求項８記載の微細構造転写装置。
【請求項１６】
前記１対のスタンパ変形手段は、それぞれ、前記真空排気部で前記スタンパの前記基板と向き合う面の反対側の面の側を真空に排気することにより前記１対のスタンパをそれぞれ凸状に変形させて前記１対のスタンパをそれぞれ前記基板の両面から剥離することを特徴とする請求項１５記載の微細構造転写装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【公開番号】特開２０１１−２１１１５７（Ｐ２０１１−２１１１５７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６２３２０（Ｐ２０１０−２６２３２０）
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【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１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【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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