樹脂スタンパ用形状調整ステージ及びこれを備えたインプリント装置
【課題】熱や周囲環境の変化により伸縮して形状変化が生じた樹脂スタンパの形状を調整することができる樹脂スタンパ用ステージを提供すること。
【解決手段】一方の表面に微細な凹凸パターンが形成された樹脂スタンパ１６を、その凹凸パターン形成面とは反対側の面が接するように載置するための載置台１２を有し、該載置台１２は、前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する複数の吸引孔１５を有する吸引機構１４と、前記複数の吸引孔１５を、前記樹脂スタンパが載置される載置面１２ａの平面方向にそれぞれ独立して移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【解決手段】一方の表面に微細な凹凸パターンが形成された樹脂スタンパ１６を、その凹凸パターン形成面とは反対側の面が接するように載置するための載置台１２を有し、該載置台１２は、前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する複数の吸引孔１５を有する吸引機構１４と、前記複数の吸引孔１５を、前記樹脂スタンパが載置される載置面１２ａの平面方向にそれぞれ独立して移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリントに使用する樹脂スタンパの形状調整ステージ及びこれを備えたインプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス、ディスプレイ、電子ペーパー、記録メディア、バイオチップ、光デバイスなどの製造工程における微細な凹凸パターンを形成するための技術として、インプリント技術が知られている。インプリント技術は、従来のプレス技術と比較して、より微小な構造を実現するための微細加工の技術である。この技術自体には解像度に限界がなく、解像度はスタンパ（即ち金型）の作製精度によって決定される。したがって、高い精度のスタンパさえ作製できれば、従来のフォトリソグラフィーより容易に且つはるかに安価な装置を用いて、極微細構造を形成することが可能である。
【０００３】
インプリント技術には転写される材料により２種類に大別される。一方は、転写される材料を加熱し、スタンパ（金型）により塑性変形させた後、冷却して凹凸パターンを形成する熱インプリント技術である。もう一方は、基板上に室温で液状の光硬化性樹脂を塗布した後、光透過性のスタンパを樹脂に押し当て、光を照射させることで基板上の樹脂を硬化させ凹凸パターンを形成する光インプリント技術である。
【０００４】
インプリント技術では、パターン成形を安価に行うことができるが、マザースタンパである金型に樹脂が付着し易く、樹脂が付着した場合、そのスタンパを補修することは極めて困難である。金型が非常に高価なため、製造全体として安価とは言えない場合が多い。
【０００５】
その理由から、２工程によるインプリント法が用いられている（特許文献１）。このインプリント法は、図７（ａ）に示すように、第１工程でマザースタンパ（金型）８０の凹凸パターンが形成された表面に、加熱した熱可塑性樹脂フィルム８２を押圧した後、冷却して硬化させ、マザースタンパ８０の反転凹凸パターンが形成された樹脂スタンパ８２ａを得、次に、図７（ｂ）に示すように、第２工程でこの樹脂スタンパ８２ａを、基板８４上に塗布された光硬化性樹脂８６に押圧して紫外線等により硬化させ、基板８４上に凹凸パターン８６ａを得るというものである。
【０００６】
即ち、２工程によるインプリント法では、第１工程において熱インプリント法により樹脂スタンパ（中間スタンパ、ＩＰＳとも呼ばれる。）を作製し、第２工程においてこの樹脂スタンパを用いる光インプリント法により基板上に所定の凹凸パターンが形成される。
【０００７】
この方法によれば、製品が樹脂スタンパを用いて形成されるため、マザースタンパに深刻な損傷が発生することを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１６５８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記第１工程で作製された樹脂スタンパは、熱インプリントでの熱の影響により所望とする寸法や形状に対して伸縮が生じる場合がある。特に、図８に示すように、転写前（ａ）の樹脂フィルム６８と比較して、転写後（ｂ）の樹脂スタンパ６８は、その各辺の中央部付近では収縮量が大きく、頂点付近では収縮量が小さいことが多い。また、樹脂スタンパ作製後においても周囲の環境変化、特に周囲温度が数℃変化した場合であっても、伸縮が発生する場合がある。
【００１０】
実際にインプリントを行う場合には、固定ステージに樹脂スタンパを固定して、樹脂スタンパに対向するように配置された光硬化性樹脂層を有する基板と、樹脂スタンパとを貼り合わせることにより行うが、上記形状変化が生じた状態の樹脂スタンパによって転写を行うと、基板上の所望とする正確な位置に微細な凹凸パターンを精確に転写することが難しくなる。この問題は、特に比較的大きなサイズのスタンパ及び基板を使用するインプリントを行う場合に影響を受けやすい。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱や周囲環境の変化により伸縮して形状変化が生じた樹脂スタンパの形状を調整することができる樹脂スタンパ用ステージを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、この樹脂スタンパ用形状調整ステージを用い、形状が調整された樹脂スタンパの凹凸パターンを光硬化性樹脂層に転写することで、基板上に微細な凹凸パターンを高精度で形成することができるインプリント装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
収縮した樹脂スタンパの形状を調整するには、樹脂スタンパの端部の多点をクランプ等を用いて上下から挟持し、外方に向かって伸長する方法が考えられる。しかしながら、多点を挟持して伸長を行うと、樹脂スタンパの凹凸パターンが形成された面の平面性を維持することが難しくなり、精確な転写を行うことが困難となる恐れがある。
【００１４】
そこで、本発明者らが更に検討した結果、上記目的は、一方の表面に微細な凹凸パターンが形成された樹脂スタンパを、その凹凸パターン形成面とは反対側の面が接するように載置するための載置台を有し、該載置台は、前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する複数の吸引孔を有する吸引機構と、前記複数の吸引孔を、前記樹脂スタンパが載置される載置面の平面方向にそれぞれ独立して移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする樹脂スタンパ用形状調整ステージにより達成されることが明らかとなった。
【００１５】
この構成のように、樹脂スタンパを載置台に載置した状態で、樹脂スタンパの裏面（パターン形成面とは反対側の面）を吸引機構によって吸引して固定し、その吸引孔を載置面の平面方向に移動させることにより、凹凸パターン形成面の平面性を維持しつつ樹脂スタンパの形状を調整することが可能となる。
【００１６】
本発明の好ましい態様は以下の通りである。
【００１７】
（１）前記吸引孔の、前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する端部は、前記樹脂スタンパの載置時に、前記載置面と略同一高さとされている。このように、吸引孔の端部を載置面と同一高さとすることにより、樹脂スタンパを吸引して伸縮させる場合の平面性をより確実に維持することが可能となる。
（２）前記複数の吸引孔は、前記樹脂スタンパを載置した場合に、前記樹脂スタンパの端部近傍で該端部より内側の部分に対向する位置にそれぞれ設けられている。熱等による樹脂スタンパの伸縮は、特にその周縁部で大きく、中心付近ではそれほど大きくないため、樹脂スタンパの周縁部を吸引固定できる構成とすることで、効率よく樹脂スタンパの寸法調整を行うことができる
（３）前記樹脂スタンパの平面形状が多角形であり、前記複数の吸引孔は、前記樹脂スタンパを載置した場合に、前記樹脂スタンパの各辺の中央乃至その近傍で該辺より内側の部分に対向する位置にそれぞれ設けられている。平面形状が多角形の樹脂スタンパの場合には、各辺の中央部において収縮が起きやすいため、その樹脂スタンパの辺の中央部を伸縮できる構成とすれば、実情に適した形状調整ステージを得ることができる。
（４）前記移動機構は、前記樹脂スタンパの載置した場合に、少なくとも、前記吸引孔の直近に位置する、前記樹脂スタンパの辺に直交する方向に移動させる機構である。少なくとも各辺に直交する方向に移動できるように構成することにより、樹脂スタンパの収縮特性に合わせて伸長させることができる。
【００１８】
また、本目的は、上記樹脂スタンパ用形状調整ステージと、光硬化性樹脂層を有する基板を、該光硬化性樹脂層が前記樹脂スタンパの凹凸パターン形成面に対向するように保持する基板保持体と、前記光硬化性樹脂層に光を照射する光照射手段と、を有することを特徴とするインプリント装置によって達成される。形状調整ステージによって樹脂スタンパの形状を調整しつつ、基板とのアライメントを行うことによって、基板上の所望とする位置に精確に樹脂スタンパの微細な凹凸パターンを転写することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る樹脂スタンパ形状調整ステージによれば、樹脂スタンパを作製する際や周囲の温度変化による樹脂スタンパの形状変化があっても、その樹脂スタンパを裏面側から吸引固定し伸縮させることによって、平面性を維持しつつ形状を調整することができる。
【００２０】
したがって、インプリント時における基板とのアライメント精度を向上させることが可能となり、基板上に所望とする微細な凹凸パターンを精確に形成することができる。本発明は、特に、比較的大きなサイズのスタンパ及び基板を使用するインプリントを行う場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】樹脂スタンパ用形状調整ステージの一例を示す概略平面図（ａ）、樹脂スタンパを載置した状態の概略斜視図（ｂ）である。
【図２】吸引機構の詳細を示す概略断面図である。
【図３】吸引機構による樹脂スタンパの形状調整を説明する詳細断面図である。
【図４】吸引機構の配置位置を示す平面図である。
【図５】樹脂スタンパ用形状調整ステージの実施の形態の他の例を示す概略平面図である。
【図６】樹脂スタンパ用形状調整ステージを用いたインプリント装置の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図７】２工程によるインプリント法を説明する概略断面図である。
【図８】樹脂スタンパの収縮特性を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージの一例を示す概略平面図（ａ）、及び樹脂スタンパを載置した状態の概略斜視図（ｂ）である。本実施の形態の樹脂スタンパ用形状調整ステージ１０は、平板矩形状の載置台１２を有しており、その載置台１２の表面（載置面）１２ａに樹脂スタンパ１６が載置される。樹脂スタンパ１６は微細な凹凸パターン（図示せず）が形成されている面とは反対側の面（以下、裏面とも称する。）が載置面１２ａに接するように載置台１２に載置され、その載置台１２には複数の吸引機構１４−１〜１４−４が、それぞれ各辺の中央近傍に３箇所ずつ設けられている。
【００２３】
複数の吸引機構１４−１〜１４−４はそれぞれ、載置台１２に形成された空洞状の格納部１８内に設けられており、そのうち、１４−２及び１４−３は横方向（矢印１００方向）に、１４−１及び１４−４は縦方向（矢印２００方向）に、移動機構（図示せず）によってそれぞれ独立して移動可能とされている。
【００２４】
吸引機構１４−１〜１４−４により樹脂スタンパ１６の裏面側を吸引することにより樹脂スタンパ１６を固定すると共に、それぞれの方向に移動させることで樹脂スタンパ１６が吸引機構１４−１〜１４−４の各移動方向に伸長し、その形状が調整される。
【００２５】
これら移動機構１４−１〜１４−４は、樹脂スタンパ１６の各辺の中央乃至その近傍でその辺より内側の部分に対向する位置に設けられている。上述したように、特に熱インプリント法により製造された樹脂スタンパは、その各辺の中央部付近が中心方向に収縮する場合が多い。そのため、その箇所に対応する載置台１２の箇所に吸引機構を設けることで、樹脂スタンパの収縮特性に適した形状調整ステージを得ることができる。上記中央乃至その近傍の辺方向の長さは、具体的には、樹脂スタンパの各辺の長さの２０〜８０％、好ましくは３０〜７０％であることが好ましい。
【００２６】
図２は、吸引機構１４の詳細を示す概略断面図である。図示のように、載置台１２には、吸引機構１４を格納するための、断面形状がクランク状の空洞である格納部１８が形成されており、その格納部１８内に吸引機構１４の一部が設置されている。吸引機構１４は、吸引管１４ｂと、吸引管１４ｂに接続される吸引ポンプ（図示せず）とを有しており、吸引管１４ｂは格納部１８の形状に対応するようにクランク状とされている。
【００２７】
吸引ポンプを稼働させることで吸引孔１５から樹脂スタンパが吸引されるとともに載置台１２に固定される。吸引管１４ｂの端面１４ａ（吸引孔１５の樹脂スタンパの裏面側を吸引する端部に相当する。）は、載置台１２の載置面１２ａと略同一高さとなるように設定され、樹脂スタンパの載置時に吸引管１４ｂの端面１４ａと樹脂スタンパの裏面が接触対向する。これにより、樹脂スタンパを伸縮する際に、その平面性を確実に維持することができる。
【００２８】
上述したように、本実施の形態に係る寸法調整ステージ１０は、吸引管１４ｂを載置面１２ａの平面方向（矢印方向）に移動可能とする移動機構（図示せず）が備えられている。移動機構としては、例えば、アクチュエータ等の駆動機構を吸引管１４ｂに接続した構成等が挙げられる。
【００２９】
移動機構による吸引管１４ｂの移動可能長さは、樹脂スタンパの大きさや樹脂スタンパに形成されている凹凸パターンの微細さに依存する。例えば、マイクロメートルオーダーの微細凹凸パターンの場合には、樹脂スタンパの辺の長さに対して、少なくとも０．５％程度あればよい。具体的には、各辺が２００ｍｍの樹脂スタンパの場合には、例えば１ｍｍ以上の長さ移動可能であればよい。したがって、格納部１８は、吸引管１４ｂがその長さ分移動できるように形成されている必要がある。
【００３０】
また、樹脂スタンパ１６に接する吸引管１４ｂの端面１４ａはゴム等の弾性部材で形成されているか、あるいは弾性部材で覆われていてもよい。これにより、吸引時の吸引力を緩衝させ、樹脂スタンパ１６を損傷させることなく吸引することが可能となる。吸引孔１５の直径は特に限定されないが、例えば、１ｍｍ程度あればよい。
【００３１】
図３は、吸引機構により樹脂スタンパの形状を調整する際の説明図である。まず、図３（ａ）に示すように、樹脂スタンパ１６を載置台１２の載置面１２ａに載置した後、吸引機構１４により樹脂スタンパ１６の裏面１６ｂを吸引して固定する。次に、図３（ｂ）に示すように、矢印方向に吸引機構１４を移動機構によって移動させることにより樹脂スタンパ１６が矢印方向に伸長されて、その形状が調整される。
【００３２】
図１に示したように、本実施の形態において、吸引機構１４−１〜１４−４は、それぞれ縦方向又は横方向に独立して移動可能である。実際に形状を調整する場合には、樹脂スタンパの形状の調整が必要な箇所に対応する吸引機構を移動させることにより行われる。
【００３３】
これら縦方向及び横方向は、平面多角形状の樹脂スタンパを載置台に載置した場合に、それぞれの吸引機構に直近する樹脂スタンパの辺に直交する方向に相当する。
【００３４】
また、図４の概略平面図に示すように、樹脂スタンパ１６を載置台１２に載置した場合に、平面視で樹脂スタンパ１６の端部から構成される枠線１６−１を、その中心を同一として５０％、好ましくは３０％、より好ましくは１５％縮小した仮想枠線１６−２と、枠線１６−１との間の領域に吸引機構１４が存在するように、載置台１２に吸引機構１４を設けることが好ましい。なお、この際の吸引機構１４の位置の基準は、吸引孔１５の中心とする。
【００３５】
以上のような形状調整ステージによって実際に樹脂スタンパの形状の調整を行うには、まず、載置台１２に樹脂スタンパを載置して、吸引機構により樹脂スタンパを固定した後、樹脂スタンパの形状変化の程度をＣＣＤカメラ等の測定装置で測定し、樹脂スタンパの設計データと測定データとを比較して、伸縮箇所及び伸縮量の検出を行う。そして、その伸縮箇所及び伸縮量に応じて、各吸引機構１４−１、１４−２、１４−３及び１４−４のうち、樹脂スタンパの伸縮が必要な箇所に対応する吸引機構をそれぞれ移動させることにより樹脂スタンパを伸縮させる。
【００３６】
樹脂スタンパの伸縮測定箇所は樹脂スタンパのどの箇所でもよい。一般に、樹脂スタンパの中心部に比べ周縁部の方が形状変化量が大きいことから、周縁部の箇所を測定することが好ましい。これにより、伸縮箇所及び伸縮量の検出をより正確に行うことができる。
【００３７】
別の方法として、樹脂スタンパとなる樹脂フィルムに格子状等の観察用パターンを予め付しておき、その観察用パターンを、樹脂スタンパの作成前と作製後で比較することにより行うこともできる。
【００３８】
このような調整処理を容易に行うため、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージには、ＣＡＤデータ等の樹脂スタンパの設計データ及び測定データを元に、伸縮箇所及び伸縮量を検出し、その伸縮量に応じて必要な吸引機構を移動させる制御部が備えられていてもよい。
【００３９】
また、本発明に係る形状調整ステージをインプリント装置に用いる場合には、樹脂スタンパと基板とのアライメント時において、基板上の微細な凹凸パターンを形成すべき位置と樹脂スタンパの凹凸パターンの位置とを観察して相違点及び相違量を検出し、その相違点及び相違量に応じて樹脂スタンパを伸縮させることにより形状調整を直接行ってもよい。
【００４０】
図５（ａ）は、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージの実施の形態の他の一例を示す概略平面図である。図示のように、吸引機構１４は、載置台１２の載置面１２ａの周縁部近傍だけでなく、載置面１２ａの中心側に更に設けられていてもよい。熱や周囲環境の変化による樹脂スタンパ１６の形状変化は、その部位によって異なるため、このように中心側にも設けることにより、各部位における変化量に合わせた伸縮を行うことが可能となる。
【００４１】
図５（ｂ）は、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージの実施の形態の他の一例を示す概略平面図である。図示のように、吸引機構１４は、樹脂スタンパの載置時に、樹脂スタンパの角部近傍に対応する載置台１２の部分に更に設けられていてもよい。これにより、それぞれの部位の形状変化量に合わせた伸縮を行うことが可能となる。
【００４２】
図５（ｃ）は、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージの実施の形態の他の一例を示す概略平面図である。図示のように、吸引機構１４は、その移動可能な長さが長くなるように、格納部及び吸引管等の大きさや長さを変更してもよい。これによりあらゆるサイズの樹脂スタンパに対応することが可能となる。
【００４３】
吸引機構１４はこれらの例に限られずあらゆる形態をとることが可能である。例えば、図１に示す例では、載置台１２の各辺の近傍にそれぞれ３つ吸引機構を設けているが、１つのみでもよいし、更に設けても良い。更に設けた場合には樹脂スタンパの各部位の伸縮量に合わせて緻密な形状調整を行うことができる。
【００４４】
また、吸引機構１４のそれぞれは、横方向又は縦方向のみでなく、横方向及び縦方向の両方に移動可能な構成とされていてもよい。これにより、あらゆる方向に移動可能となるので樹脂スタンパ１６の形状の微妙な調整を行うことが可能となる。更に、吸引機構の吸引孔を楕円状等として、吸引面積を広くすることも可能である。これにより、樹脂スタンパを強固に固定することができる。
【００４５】
また、吸引機構１４は、吸引管１４ｂの端面１４ａの高さが、樹脂スタンパを載置したときに、その重量によって載置台１２の載置面１２ａと略同一高さになる機構を備えていてもよい。すなわち、樹脂スタンパを載置する前は、端面１４ａが載置面１２ａと同一高さから上方に若干突き出しており、樹脂スタンパを載置したときに、端面１４ａがその重量で下降する構成とされていても良い。これにより、樹脂スタンパ１６の裏面側１６ｂと吸引管１４の端面１４ａが確実に対向接触し、吸引固定することができる。
【００４６】
以上説明した例では、樹脂スタンパ及び載置台は、平面形状が矩形状のものを例として説明したが、これに限られず、円状、楕円状、ひし形状、多角形状等あらゆる形状をとることもできる。
【００４７】
図６は、樹脂スタンパ用形状調整ステージを備えるインプリント装置の実施の形態の一例を示す概略断面図である。このインプリント装置３０は、上述した樹脂スタンパ用形状調整ステージ１０と、基板３２を着脱可能に保持する基板保持体３６を有している。基板保持体３６は、調整ステージ１０に載置された樹脂スタンパ１６に基板３２が対向するように配置されている。基板３２はその表面に光硬化性樹脂層３４を有しており、その光硬化性樹脂層３４を、樹脂スタンパ１６の微細な凹凸パターンを有する面１６ａに押圧した後、光源４０から光（特に紫外線）を照射することにより光硬化性樹脂を硬化させ、次いで離型することにより基板３２上に所望とする微細な凹凸パターンが形成される。基板保持体３６は光源から光を透過する部材（透明プラスチック等）から構成されている。
【００４８】
転写を行う前には、樹脂スタンパと基板との相対的な位置を合わせるためのアライメントが行われる。アライメントは、例えば、樹脂スタンパ１６と基板３２の任意の箇所にアライメントマーク（図示せず）を予め付しておき、ＣＣＤカメラ等のアライメント用カメラ３８を用いてアライメントマークを観察し、双方のアライメントマークの位置が合うように基板３２と樹脂スタンパ１６の相対位置を調整する。
【００４９】
樹脂スタンパ用形状調整ステージ１０と基板保持体３６のうち少なくとも一方は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に移動可能に構成されており、各方向に移動させることにより双方のアライメントマークを一致させることでアライメントが行われる。このアライメントの際、樹脂スタンパ調整ステージ１０の形状調整機能を用いて、温度変化等により伸縮した樹脂スタンパの形状を、基板３２のアライメントマークに一致するように調整することにより、アライメント精度を向上させることができる。
【００５０】
アライメントの後に行う押圧は板状部材を用いて機械的に行ってもよく、空気等の低圧縮性の気体やオイル等の液体等の流体により圧力を掛けることによって行ってもよい。押圧した後、光源４０から光を照射し、基板３２と樹脂スタンパ１６を引き離すことによって基板３２上に微細な凹凸パターンが形成される。
【００５１】
本実施の形態では、樹脂スタンパ用調整ステージ１０を下側、基板保持体３６を上側として配置した構成を示しているが、これらの配置構成は上下逆であってもよい。
【００５２】
本発明において、微細な凹凸パターンが形成された樹脂スタンパはどのようなものでも良い。例えば、微細な凹凸パターンを有するニッケル、チタン、シリコン、石英等材質からなるインプリント用のマザースタンパから熱可塑性樹脂製フィルムに熱インプリント法により転写した樹脂製のスタンパ、光硬化性樹脂を用いたＵＶインプリント法で形成したスタンパ、及び樹脂製フィルムにエッチング法やレーザ加工、微細形状を付与した工具による切削加工等により凹凸パターンを形成したもの等が挙げられる。工程数が少なく、微細な凹凸パターンの形成が容易であり、凹凸パターンの形成精度が高い点で、熱インプリント法により得られた熱可塑性樹脂製のスタンパが好ましい。樹脂製フィルムの材質は例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等が挙げられる。
【００５３】
樹脂スタンパの厚さは特に限定されないが、２０〜１０００μｍ、好ましくは１００〜１０００μｍの範囲であれば、吸引機構により確実に固定することができる。
【００５４】
上記基板としては、情報表示用パネル電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が挙げられる。例えば、ガラス基板、アクリル板等の透明樹脂板等が挙げられる。
【００５５】
本発明において、光硬化性樹脂層を形成する光硬化性樹脂組成物はどのようなものでも良い。特にナノインプリントプロセス法に使用できる液状組成物が好ましい。液状組成物の場合、粘度は１０〜５００００ｃｐｓが好ましい。光硬化性樹脂組成物は光硬化性樹脂と光開始剤を含む組成物が好ましい。
【００５６】
光硬化性樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、エポキシ樹脂、イミド系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー等が挙げられる。
【００５７】
ウレタンアクリレートは、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等のジイソシアネート類とポリ（プロピレンオキサイド）ジオール、ポリ（プロピレンオキサイド）トリオール、ポリ（テトラメチレンオキサイド）ジオール、エトキシ化ビスフェノールＡ等のポリオール類と２−ヒドロキシエチルアクリレート２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリシドールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のヒドロキシアクリレート類とを反応させることによって得られ、分子中に官能基としてアクリロイル基とウレタン結合を有するものである。
【００５８】
ポリエステルアクリレートとしては、例えば、無水フタル酸とプロピレンオキサイドとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート、アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート、トリメリット酸とジエチレングリコールとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート等が挙げられる。
【００５９】
エポキシアクリレートは、エピクロルヒドリン等のエポキシ化合物とアクリル酸又はメタクリル酸との反応により合成されたものであり、例えば、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＳとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＳ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＦとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＦ型エポキシアクリレート、フェノールノボラックとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるフェノールノボラック型エポキシアクリレート等が挙げられる。
【００６０】
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ樹脂、及び、これらの水添化物や臭素化物等が挙げられる。
【００６１】
光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤が好ましく、光ラジカル重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α−α’−ジメチルアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタール等のケタール誘導体；ハロゲン化ケトン、アシルフォスフィンオキシド、アシルフォスフォナート、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−１−ブタン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキシドビス−（２，６−ジメトキシベンゾイル）２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、ビス（η５−シクロペンタジエニル）−ビス（ペンタフルオロフェニル）−チタニウム、ビス（η５−シクロペンタジエニル）−ビス［２，６−ジフルオロー３−（１Ｈ−ピリ−１−イル）フェニル］−チタニウム、アントラセン、ペリレン、コロネン、テトラセン、ベンズアントラセン、フェノチアジン、フラビン、アクリジン、ケトクマリン、チオキサントン誘導体、ベンゾフェノン、アセトフェノン、２−クロロチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン等が挙げられる。光カチオン重合開始剤としては、例えば、鉄−アレン錯体化合物、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、オニウム塩、ピリジニウム塩、アルミニウム錯体／シラノール塩、トリクロロメチルトリアジン誘導体等が挙げられる。上記オニウム塩やピリジニウム塩の対アニオンとしては、例えば、ＳｂＦ６−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＢＦ４−、テトラキス（ペンタフルオロ）ボレート、トリフルオロメタンスルフォネート、メタンスルフォネート、トリフルオロアセテート、アセテート、スルフォネート、トシレート、ナイトレート等が挙げられる。
【００６２】
光重合開始剤の添加量は、一般に光硬化性樹脂１００重量部に対して、０．１〜１５重量部であり、好ましくは、０．５〜１０重量部である。
【００６３】
上記光硬化性樹脂組成物には、反応性希釈剤が添加されてもよく、反応性希釈剤としては、例えば、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート等が挙げられる。
【００６４】
上記光硬化性樹脂組成物には、更に、必要に応じて、一般に添加されている光重合開始助剤、熱重合禁止剤、充填剤、接着付与剤、チクソ付与剤、可塑剤、着色剤等が添加されてもよい。
【００６５】
本発明において、光硬化性樹脂層を硬化する場合は、光源として紫外〜可視領域に発光する多くのものが採用でき、例えば超高圧、高圧、低圧水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、マーキュリーハロゲンランプ、カーボンアーク灯、白熱灯、レーザ光等が挙げられる。照射時間は、ランプの種類、光源の強さによって一概には決められないが、０．１秒〜数十秒程度、好ましくは０．５〜数秒である。紫外線照射量は、３００ｍＪ／ｃｍ２以上が好ましい。
【００６６】
また、硬化促進のために、予めを３０〜８０℃に加温し、これに光（紫外線等）を照射してもよい。
【００６７】
なお、本発明は上記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。上記実施の形態では、樹脂スタンパが伸縮した場合に、本発明の形状調整ステージにより縁部を伸長させる例を示しているが、これとは逆に、樹脂スタンパが膨張した場合に、その縁部を収縮させて形状を調整することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、より高品質な電子ディスプレイ、電子ペーパー等の情報表示用パネルの隔壁や電子デバイス（リソグラフィ、トランジスタ）、光学部品（マイクロレンズアレイ、導波路、光学フィルタ、フォトニックス結晶）、バイオ関連材料（ＤＮＡチップ、マイクロリアクタ）、記録媒体（凹凸パターンドメディア、ＤＶＤ）等を有利に得ることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 樹脂スタンパ用形状調整ステージ
１２ 載置台
１４、１４−１〜１４−４ 吸引機構
１４ａ 吸引管端面
１４ｂ 吸引管
１５ 吸引孔
１６ 樹脂スタンパ
１８ 格納部
３０ インプリント装置
３２ 基板
３４ 光硬化性樹脂層
３６ 基板保持体
３８ アライメントカメラ
４０ 光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリントに使用する樹脂スタンパの形状調整ステージ及びこれを備えたインプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス、ディスプレイ、電子ペーパー、記録メディア、バイオチップ、光デバイスなどの製造工程における微細な凹凸パターンを形成するための技術として、インプリント技術が知られている。インプリント技術は、従来のプレス技術と比較して、より微小な構造を実現するための微細加工の技術である。この技術自体には解像度に限界がなく、解像度はスタンパ（即ち金型）の作製精度によって決定される。したがって、高い精度のスタンパさえ作製できれば、従来のフォトリソグラフィーより容易に且つはるかに安価な装置を用いて、極微細構造を形成することが可能である。
【０００３】
インプリント技術には転写される材料により２種類に大別される。一方は、転写される材料を加熱し、スタンパ（金型）により塑性変形させた後、冷却して凹凸パターンを形成する熱インプリント技術である。もう一方は、基板上に室温で液状の光硬化性樹脂を塗布した後、光透過性のスタンパを樹脂に押し当て、光を照射させることで基板上の樹脂を硬化させ凹凸パターンを形成する光インプリント技術である。
【０００４】
インプリント技術では、パターン成形を安価に行うことができるが、マザースタンパである金型に樹脂が付着し易く、樹脂が付着した場合、そのスタンパを補修することは極めて困難である。金型が非常に高価なため、製造全体として安価とは言えない場合が多い。
【０００５】
その理由から、２工程によるインプリント法が用いられている（特許文献１）。このインプリント法は、図７（ａ）に示すように、第１工程でマザースタンパ（金型）８０の凹凸パターンが形成された表面に、加熱した熱可塑性樹脂フィルム８２を押圧した後、冷却して硬化させ、マザースタンパ８０の反転凹凸パターンが形成された樹脂スタンパ８２ａを得、次に、図７（ｂ）に示すように、第２工程でこの樹脂スタンパ８２ａを、基板８４上に塗布された光硬化性樹脂８６に押圧して紫外線等により硬化させ、基板８４上に凹凸パターン８６ａを得るというものである。
【０００６】
即ち、２工程によるインプリント法では、第１工程において熱インプリント法により樹脂スタンパ（中間スタンパ、ＩＰＳとも呼ばれる。）を作製し、第２工程においてこの樹脂スタンパを用いる光インプリント法により基板上に所定の凹凸パターンが形成される。
【０００７】
この方法によれば、製品が樹脂スタンパを用いて形成されるため、マザースタンパに深刻な損傷が発生することを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１６５８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記第１工程で作製された樹脂スタンパは、熱インプリントでの熱の影響により所望とする寸法や形状に対して伸縮が生じる場合がある。特に、図８に示すように、転写前（ａ）の樹脂フィルム６８と比較して、転写後（ｂ）の樹脂スタンパ６８は、その各辺の中央部付近では収縮量が大きく、頂点付近では収縮量が小さいことが多い。また、樹脂スタンパ作製後においても周囲の環境変化、特に周囲温度が数℃変化した場合であっても、伸縮が発生する場合がある。
【００１０】
実際にインプリントを行う場合には、固定ステージに樹脂スタンパを固定して、樹脂スタンパに対向するように配置された光硬化性樹脂層を有する基板と、樹脂スタンパとを貼り合わせることにより行うが、上記形状変化が生じた状態の樹脂スタンパによって転写を行うと、基板上の所望とする正確な位置に微細な凹凸パターンを精確に転写することが難しくなる。この問題は、特に比較的大きなサイズのスタンパ及び基板を使用するインプリントを行う場合に影響を受けやすい。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱や周囲環境の変化により伸縮して形状変化が生じた樹脂スタンパの形状を調整することができる樹脂スタンパ用ステージを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、この樹脂スタンパ用形状調整ステージを用い、形状が調整された樹脂スタンパの凹凸パターンを光硬化性樹脂層に転写することで、基板上に微細な凹凸パターンを高精度で形成することができるインプリント装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
収縮した樹脂スタンパの形状を調整するには、樹脂スタンパの端部の多点をクランプ等を用いて上下から挟持し、外方に向かって伸長する方法が考えられる。しかしながら、多点を挟持して伸長を行うと、樹脂スタンパの凹凸パターンが形成された面の平面性を維持することが難しくなり、精確な転写を行うことが困難となる恐れがある。
【００１４】
そこで、本発明者らが更に検討した結果、上記目的は、一方の表面に微細な凹凸パターンが形成された樹脂スタンパを、その凹凸パターン形成面とは反対側の面が接するように載置するための載置台を有し、該載置台は、前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する複数の吸引孔を有する吸引機構と、前記複数の吸引孔を、前記樹脂スタンパが載置される載置面の平面方向にそれぞれ独立して移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする樹脂スタンパ用形状調整ステージにより達成されることが明らかとなった。
【００１５】
この構成のように、樹脂スタンパを載置台に載置した状態で、樹脂スタンパの裏面（パターン形成面とは反対側の面）を吸引機構によって吸引して固定し、その吸引孔を載置面の平面方向に移動させることにより、凹凸パターン形成面の平面性を維持しつつ樹脂スタンパの形状を調整することが可能となる。
【００１６】
本発明の好ましい態様は以下の通りである。
【００１７】
（１）前記吸引孔の、前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する端部は、前記樹脂スタンパの載置時に、前記載置面と略同一高さとされている。このように、吸引孔の端部を載置面と同一高さとすることにより、樹脂スタンパを吸引して伸縮させる場合の平面性をより確実に維持することが可能となる。
（２）前記複数の吸引孔は、前記樹脂スタンパを載置した場合に、前記樹脂スタンパの端部近傍で該端部より内側の部分に対向する位置にそれぞれ設けられている。熱等による樹脂スタンパの伸縮は、特にその周縁部で大きく、中心付近ではそれほど大きくないため、樹脂スタンパの周縁部を吸引固定できる構成とすることで、効率よく樹脂スタンパの寸法調整を行うことができる
（３）前記樹脂スタンパの平面形状が多角形であり、前記複数の吸引孔は、前記樹脂スタンパを載置した場合に、前記樹脂スタンパの各辺の中央乃至その近傍で該辺より内側の部分に対向する位置にそれぞれ設けられている。平面形状が多角形の樹脂スタンパの場合には、各辺の中央部において収縮が起きやすいため、その樹脂スタンパの辺の中央部を伸縮できる構成とすれば、実情に適した形状調整ステージを得ることができる。
（４）前記移動機構は、前記樹脂スタンパの載置した場合に、少なくとも、前記吸引孔の直近に位置する、前記樹脂スタンパの辺に直交する方向に移動させる機構である。少なくとも各辺に直交する方向に移動できるように構成することにより、樹脂スタンパの収縮特性に合わせて伸長させることができる。
【００１８】
また、本目的は、上記樹脂スタンパ用形状調整ステージと、光硬化性樹脂層を有する基板を、該光硬化性樹脂層が前記樹脂スタンパの凹凸パターン形成面に対向するように保持する基板保持体と、前記光硬化性樹脂層に光を照射する光照射手段と、を有することを特徴とするインプリント装置によって達成される。形状調整ステージによって樹脂スタンパの形状を調整しつつ、基板とのアライメントを行うことによって、基板上の所望とする位置に精確に樹脂スタンパの微細な凹凸パターンを転写することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る樹脂スタンパ形状調整ステージによれば、樹脂スタンパを作製する際や周囲の温度変化による樹脂スタンパの形状変化があっても、その樹脂スタンパを裏面側から吸引固定し伸縮させることによって、平面性を維持しつつ形状を調整することができる。
【００２０】
したがって、インプリント時における基板とのアライメント精度を向上させることが可能となり、基板上に所望とする微細な凹凸パターンを精確に形成することができる。本発明は、特に、比較的大きなサイズのスタンパ及び基板を使用するインプリントを行う場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】樹脂スタンパ用形状調整ステージの一例を示す概略平面図（ａ）、樹脂スタンパを載置した状態の概略斜視図（ｂ）である。
【図２】吸引機構の詳細を示す概略断面図である。
【図３】吸引機構による樹脂スタンパの形状調整を説明する詳細断面図である。
【図４】吸引機構の配置位置を示す平面図である。
【図５】樹脂スタンパ用形状調整ステージの実施の形態の他の例を示す概略平面図である。
【図６】樹脂スタンパ用形状調整ステージを用いたインプリント装置の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図７】２工程によるインプリント法を説明する概略断面図である。
【図８】樹脂スタンパの収縮特性を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージの一例を示す概略平面図（ａ）、及び樹脂スタンパを載置した状態の概略斜視図（ｂ）である。本実施の形態の樹脂スタンパ用形状調整ステージ１０は、平板矩形状の載置台１２を有しており、その載置台１２の表面（載置面）１２ａに樹脂スタンパ１６が載置される。樹脂スタンパ１６は微細な凹凸パターン（図示せず）が形成されている面とは反対側の面（以下、裏面とも称する。）が載置面１２ａに接するように載置台１２に載置され、その載置台１２には複数の吸引機構１４−１〜１４−４が、それぞれ各辺の中央近傍に３箇所ずつ設けられている。
【００２３】
複数の吸引機構１４−１〜１４−４はそれぞれ、載置台１２に形成された空洞状の格納部１８内に設けられており、そのうち、１４−２及び１４−３は横方向（矢印１００方向）に、１４−１及び１４−４は縦方向（矢印２００方向）に、移動機構（図示せず）によってそれぞれ独立して移動可能とされている。
【００２４】
吸引機構１４−１〜１４−４により樹脂スタンパ１６の裏面側を吸引することにより樹脂スタンパ１６を固定すると共に、それぞれの方向に移動させることで樹脂スタンパ１６が吸引機構１４−１〜１４−４の各移動方向に伸長し、その形状が調整される。
【００２５】
これら移動機構１４−１〜１４−４は、樹脂スタンパ１６の各辺の中央乃至その近傍でその辺より内側の部分に対向する位置に設けられている。上述したように、特に熱インプリント法により製造された樹脂スタンパは、その各辺の中央部付近が中心方向に収縮する場合が多い。そのため、その箇所に対応する載置台１２の箇所に吸引機構を設けることで、樹脂スタンパの収縮特性に適した形状調整ステージを得ることができる。上記中央乃至その近傍の辺方向の長さは、具体的には、樹脂スタンパの各辺の長さの２０〜８０％、好ましくは３０〜７０％であることが好ましい。
【００２６】
図２は、吸引機構１４の詳細を示す概略断面図である。図示のように、載置台１２には、吸引機構１４を格納するための、断面形状がクランク状の空洞である格納部１８が形成されており、その格納部１８内に吸引機構１４の一部が設置されている。吸引機構１４は、吸引管１４ｂと、吸引管１４ｂに接続される吸引ポンプ（図示せず）とを有しており、吸引管１４ｂは格納部１８の形状に対応するようにクランク状とされている。
【００２７】
吸引ポンプを稼働させることで吸引孔１５から樹脂スタンパが吸引されるとともに載置台１２に固定される。吸引管１４ｂの端面１４ａ（吸引孔１５の樹脂スタンパの裏面側を吸引する端部に相当する。）は、載置台１２の載置面１２ａと略同一高さとなるように設定され、樹脂スタンパの載置時に吸引管１４ｂの端面１４ａと樹脂スタンパの裏面が接触対向する。これにより、樹脂スタンパを伸縮する際に、その平面性を確実に維持することができる。
【００２８】
上述したように、本実施の形態に係る寸法調整ステージ１０は、吸引管１４ｂを載置面１２ａの平面方向（矢印方向）に移動可能とする移動機構（図示せず）が備えられている。移動機構としては、例えば、アクチュエータ等の駆動機構を吸引管１４ｂに接続した構成等が挙げられる。
【００２９】
移動機構による吸引管１４ｂの移動可能長さは、樹脂スタンパの大きさや樹脂スタンパに形成されている凹凸パターンの微細さに依存する。例えば、マイクロメートルオーダーの微細凹凸パターンの場合には、樹脂スタンパの辺の長さに対して、少なくとも０．５％程度あればよい。具体的には、各辺が２００ｍｍの樹脂スタンパの場合には、例えば１ｍｍ以上の長さ移動可能であればよい。したがって、格納部１８は、吸引管１４ｂがその長さ分移動できるように形成されている必要がある。
【００３０】
また、樹脂スタンパ１６に接する吸引管１４ｂの端面１４ａはゴム等の弾性部材で形成されているか、あるいは弾性部材で覆われていてもよい。これにより、吸引時の吸引力を緩衝させ、樹脂スタンパ１６を損傷させることなく吸引することが可能となる。吸引孔１５の直径は特に限定されないが、例えば、１ｍｍ程度あればよい。
【００３１】
図３は、吸引機構により樹脂スタンパの形状を調整する際の説明図である。まず、図３（ａ）に示すように、樹脂スタンパ１６を載置台１２の載置面１２ａに載置した後、吸引機構１４により樹脂スタンパ１６の裏面１６ｂを吸引して固定する。次に、図３（ｂ）に示すように、矢印方向に吸引機構１４を移動機構によって移動させることにより樹脂スタンパ１６が矢印方向に伸長されて、その形状が調整される。
【００３２】
図１に示したように、本実施の形態において、吸引機構１４−１〜１４−４は、それぞれ縦方向又は横方向に独立して移動可能である。実際に形状を調整する場合には、樹脂スタンパの形状の調整が必要な箇所に対応する吸引機構を移動させることにより行われる。
【００３３】
これら縦方向及び横方向は、平面多角形状の樹脂スタンパを載置台に載置した場合に、それぞれの吸引機構に直近する樹脂スタンパの辺に直交する方向に相当する。
【００３４】
また、図４の概略平面図に示すように、樹脂スタンパ１６を載置台１２に載置した場合に、平面視で樹脂スタンパ１６の端部から構成される枠線１６−１を、その中心を同一として５０％、好ましくは３０％、より好ましくは１５％縮小した仮想枠線１６−２と、枠線１６−１との間の領域に吸引機構１４が存在するように、載置台１２に吸引機構１４を設けることが好ましい。なお、この際の吸引機構１４の位置の基準は、吸引孔１５の中心とする。
【００３５】
以上のような形状調整ステージによって実際に樹脂スタンパの形状の調整を行うには、まず、載置台１２に樹脂スタンパを載置して、吸引機構により樹脂スタンパを固定した後、樹脂スタンパの形状変化の程度をＣＣＤカメラ等の測定装置で測定し、樹脂スタンパの設計データと測定データとを比較して、伸縮箇所及び伸縮量の検出を行う。そして、その伸縮箇所及び伸縮量に応じて、各吸引機構１４−１、１４−２、１４−３及び１４−４のうち、樹脂スタンパの伸縮が必要な箇所に対応する吸引機構をそれぞれ移動させることにより樹脂スタンパを伸縮させる。
【００３６】
樹脂スタンパの伸縮測定箇所は樹脂スタンパのどの箇所でもよい。一般に、樹脂スタンパの中心部に比べ周縁部の方が形状変化量が大きいことから、周縁部の箇所を測定することが好ましい。これにより、伸縮箇所及び伸縮量の検出をより正確に行うことができる。
【００３７】
別の方法として、樹脂スタンパとなる樹脂フィルムに格子状等の観察用パターンを予め付しておき、その観察用パターンを、樹脂スタンパの作成前と作製後で比較することにより行うこともできる。
【００３８】
このような調整処理を容易に行うため、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージには、ＣＡＤデータ等の樹脂スタンパの設計データ及び測定データを元に、伸縮箇所及び伸縮量を検出し、その伸縮量に応じて必要な吸引機構を移動させる制御部が備えられていてもよい。
【００３９】
また、本発明に係る形状調整ステージをインプリント装置に用いる場合には、樹脂スタンパと基板とのアライメント時において、基板上の微細な凹凸パターンを形成すべき位置と樹脂スタンパの凹凸パターンの位置とを観察して相違点及び相違量を検出し、その相違点及び相違量に応じて樹脂スタンパを伸縮させることにより形状調整を直接行ってもよい。
【００４０】
図５（ａ）は、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージの実施の形態の他の一例を示す概略平面図である。図示のように、吸引機構１４は、載置台１２の載置面１２ａの周縁部近傍だけでなく、載置面１２ａの中心側に更に設けられていてもよい。熱や周囲環境の変化による樹脂スタンパ１６の形状変化は、その部位によって異なるため、このように中心側にも設けることにより、各部位における変化量に合わせた伸縮を行うことが可能となる。
【００４１】
図５（ｂ）は、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージの実施の形態の他の一例を示す概略平面図である。図示のように、吸引機構１４は、樹脂スタンパの載置時に、樹脂スタンパの角部近傍に対応する載置台１２の部分に更に設けられていてもよい。これにより、それぞれの部位の形状変化量に合わせた伸縮を行うことが可能となる。
【００４２】
図５（ｃ）は、本発明に係る樹脂スタンパ用形状調整ステージの実施の形態の他の一例を示す概略平面図である。図示のように、吸引機構１４は、その移動可能な長さが長くなるように、格納部及び吸引管等の大きさや長さを変更してもよい。これによりあらゆるサイズの樹脂スタンパに対応することが可能となる。
【００４３】
吸引機構１４はこれらの例に限られずあらゆる形態をとることが可能である。例えば、図１に示す例では、載置台１２の各辺の近傍にそれぞれ３つ吸引機構を設けているが、１つのみでもよいし、更に設けても良い。更に設けた場合には樹脂スタンパの各部位の伸縮量に合わせて緻密な形状調整を行うことができる。
【００４４】
また、吸引機構１４のそれぞれは、横方向又は縦方向のみでなく、横方向及び縦方向の両方に移動可能な構成とされていてもよい。これにより、あらゆる方向に移動可能となるので樹脂スタンパ１６の形状の微妙な調整を行うことが可能となる。更に、吸引機構の吸引孔を楕円状等として、吸引面積を広くすることも可能である。これにより、樹脂スタンパを強固に固定することができる。
【００４５】
また、吸引機構１４は、吸引管１４ｂの端面１４ａの高さが、樹脂スタンパを載置したときに、その重量によって載置台１２の載置面１２ａと略同一高さになる機構を備えていてもよい。すなわち、樹脂スタンパを載置する前は、端面１４ａが載置面１２ａと同一高さから上方に若干突き出しており、樹脂スタンパを載置したときに、端面１４ａがその重量で下降する構成とされていても良い。これにより、樹脂スタンパ１６の裏面側１６ｂと吸引管１４の端面１４ａが確実に対向接触し、吸引固定することができる。
【００４６】
以上説明した例では、樹脂スタンパ及び載置台は、平面形状が矩形状のものを例として説明したが、これに限られず、円状、楕円状、ひし形状、多角形状等あらゆる形状をとることもできる。
【００４７】
図６は、樹脂スタンパ用形状調整ステージを備えるインプリント装置の実施の形態の一例を示す概略断面図である。このインプリント装置３０は、上述した樹脂スタンパ用形状調整ステージ１０と、基板３２を着脱可能に保持する基板保持体３６を有している。基板保持体３６は、調整ステージ１０に載置された樹脂スタンパ１６に基板３２が対向するように配置されている。基板３２はその表面に光硬化性樹脂層３４を有しており、その光硬化性樹脂層３４を、樹脂スタンパ１６の微細な凹凸パターンを有する面１６ａに押圧した後、光源４０から光（特に紫外線）を照射することにより光硬化性樹脂を硬化させ、次いで離型することにより基板３２上に所望とする微細な凹凸パターンが形成される。基板保持体３６は光源から光を透過する部材（透明プラスチック等）から構成されている。
【００４８】
転写を行う前には、樹脂スタンパと基板との相対的な位置を合わせるためのアライメントが行われる。アライメントは、例えば、樹脂スタンパ１６と基板３２の任意の箇所にアライメントマーク（図示せず）を予め付しておき、ＣＣＤカメラ等のアライメント用カメラ３８を用いてアライメントマークを観察し、双方のアライメントマークの位置が合うように基板３２と樹脂スタンパ１６の相対位置を調整する。
【００４９】
樹脂スタンパ用形状調整ステージ１０と基板保持体３６のうち少なくとも一方は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に移動可能に構成されており、各方向に移動させることにより双方のアライメントマークを一致させることでアライメントが行われる。このアライメントの際、樹脂スタンパ調整ステージ１０の形状調整機能を用いて、温度変化等により伸縮した樹脂スタンパの形状を、基板３２のアライメントマークに一致するように調整することにより、アライメント精度を向上させることができる。
【００５０】
アライメントの後に行う押圧は板状部材を用いて機械的に行ってもよく、空気等の低圧縮性の気体やオイル等の液体等の流体により圧力を掛けることによって行ってもよい。押圧した後、光源４０から光を照射し、基板３２と樹脂スタンパ１６を引き離すことによって基板３２上に微細な凹凸パターンが形成される。
【００５１】
本実施の形態では、樹脂スタンパ用調整ステージ１０を下側、基板保持体３６を上側として配置した構成を示しているが、これらの配置構成は上下逆であってもよい。
【００５２】
本発明において、微細な凹凸パターンが形成された樹脂スタンパはどのようなものでも良い。例えば、微細な凹凸パターンを有するニッケル、チタン、シリコン、石英等材質からなるインプリント用のマザースタンパから熱可塑性樹脂製フィルムに熱インプリント法により転写した樹脂製のスタンパ、光硬化性樹脂を用いたＵＶインプリント法で形成したスタンパ、及び樹脂製フィルムにエッチング法やレーザ加工、微細形状を付与した工具による切削加工等により凹凸パターンを形成したもの等が挙げられる。工程数が少なく、微細な凹凸パターンの形成が容易であり、凹凸パターンの形成精度が高い点で、熱インプリント法により得られた熱可塑性樹脂製のスタンパが好ましい。樹脂製フィルムの材質は例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等が挙げられる。
【００５３】
樹脂スタンパの厚さは特に限定されないが、２０〜１０００μｍ、好ましくは１００〜１０００μｍの範囲であれば、吸引機構により確実に固定することができる。
【００５４】
上記基板としては、情報表示用パネル電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が挙げられる。例えば、ガラス基板、アクリル板等の透明樹脂板等が挙げられる。
【００５５】
本発明において、光硬化性樹脂層を形成する光硬化性樹脂組成物はどのようなものでも良い。特にナノインプリントプロセス法に使用できる液状組成物が好ましい。液状組成物の場合、粘度は１０〜５００００ｃｐｓが好ましい。光硬化性樹脂組成物は光硬化性樹脂と光開始剤を含む組成物が好ましい。
【００５６】
光硬化性樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、エポキシ樹脂、イミド系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー等が挙げられる。
【００５７】
ウレタンアクリレートは、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等のジイソシアネート類とポリ（プロピレンオキサイド）ジオール、ポリ（プロピレンオキサイド）トリオール、ポリ（テトラメチレンオキサイド）ジオール、エトキシ化ビスフェノールＡ等のポリオール類と２−ヒドロキシエチルアクリレート２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリシドールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のヒドロキシアクリレート類とを反応させることによって得られ、分子中に官能基としてアクリロイル基とウレタン結合を有するものである。
【００５８】
ポリエステルアクリレートとしては、例えば、無水フタル酸とプロピレンオキサイドとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート、アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート、トリメリット酸とジエチレングリコールとアクリル酸とからなるポリエステルアクリレート等が挙げられる。
【００５９】
エポキシアクリレートは、エピクロルヒドリン等のエポキシ化合物とアクリル酸又はメタクリル酸との反応により合成されたものであり、例えば、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＳとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＳ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＦとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＦ型エポキシアクリレート、フェノールノボラックとエピクロルヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるフェノールノボラック型エポキシアクリレート等が挙げられる。
【００６０】
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ樹脂、及び、これらの水添化物や臭素化物等が挙げられる。
【００６１】
光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤が好ましく、光ラジカル重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α−α’−ジメチルアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタール等のケタール誘導体；ハロゲン化ケトン、アシルフォスフィンオキシド、アシルフォスフォナート、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−１−ブタン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキシドビス−（２，６−ジメトキシベンゾイル）２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、ビス（η５−シクロペンタジエニル）−ビス（ペンタフルオロフェニル）−チタニウム、ビス（η５−シクロペンタジエニル）−ビス［２，６−ジフルオロー３−（１Ｈ−ピリ−１−イル）フェニル］−チタニウム、アントラセン、ペリレン、コロネン、テトラセン、ベンズアントラセン、フェノチアジン、フラビン、アクリジン、ケトクマリン、チオキサントン誘導体、ベンゾフェノン、アセトフェノン、２−クロロチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン等が挙げられる。光カチオン重合開始剤としては、例えば、鉄−アレン錯体化合物、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、オニウム塩、ピリジニウム塩、アルミニウム錯体／シラノール塩、トリクロロメチルトリアジン誘導体等が挙げられる。上記オニウム塩やピリジニウム塩の対アニオンとしては、例えば、ＳｂＦ６−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＢＦ４−、テトラキス（ペンタフルオロ）ボレート、トリフルオロメタンスルフォネート、メタンスルフォネート、トリフルオロアセテート、アセテート、スルフォネート、トシレート、ナイトレート等が挙げられる。
【００６２】
光重合開始剤の添加量は、一般に光硬化性樹脂１００重量部に対して、０．１〜１５重量部であり、好ましくは、０．５〜１０重量部である。
【００６３】
上記光硬化性樹脂組成物には、反応性希釈剤が添加されてもよく、反応性希釈剤としては、例えば、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート等が挙げられる。
【００６４】
上記光硬化性樹脂組成物には、更に、必要に応じて、一般に添加されている光重合開始助剤、熱重合禁止剤、充填剤、接着付与剤、チクソ付与剤、可塑剤、着色剤等が添加されてもよい。
【００６５】
本発明において、光硬化性樹脂層を硬化する場合は、光源として紫外〜可視領域に発光する多くのものが採用でき、例えば超高圧、高圧、低圧水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、マーキュリーハロゲンランプ、カーボンアーク灯、白熱灯、レーザ光等が挙げられる。照射時間は、ランプの種類、光源の強さによって一概には決められないが、０．１秒〜数十秒程度、好ましくは０．５〜数秒である。紫外線照射量は、３００ｍＪ／ｃｍ２以上が好ましい。
【００６６】
また、硬化促進のために、予めを３０〜８０℃に加温し、これに光（紫外線等）を照射してもよい。
【００６７】
なお、本発明は上記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。上記実施の形態では、樹脂スタンパが伸縮した場合に、本発明の形状調整ステージにより縁部を伸長させる例を示しているが、これとは逆に、樹脂スタンパが膨張した場合に、その縁部を収縮させて形状を調整することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、より高品質な電子ディスプレイ、電子ペーパー等の情報表示用パネルの隔壁や電子デバイス（リソグラフィ、トランジスタ）、光学部品（マイクロレンズアレイ、導波路、光学フィルタ、フォトニックス結晶）、バイオ関連材料（ＤＮＡチップ、マイクロリアクタ）、記録媒体（凹凸パターンドメディア、ＤＶＤ）等を有利に得ることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 樹脂スタンパ用形状調整ステージ
１２ 載置台
１４、１４−１〜１４−４ 吸引機構
１４ａ 吸引管端面
１４ｂ 吸引管
１５ 吸引孔
１６ 樹脂スタンパ
１８ 格納部
３０ インプリント装置
３２ 基板
３４ 光硬化性樹脂層
３６ 基板保持体
３８ アライメントカメラ
４０ 光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面に微細な凹凸パターンが形成された樹脂スタンパを、その凹凸パターン形成面とは反対側の面が接するように載置するための載置台を有し、
該載置台は、
前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する複数の吸引孔を有する吸引機構と、
前記複数の吸引孔を、前記樹脂スタンパが載置される載置面の平面方向にそれぞれ独立して移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項２】
前記吸引孔の、前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する端部は、
前記樹脂スタンパの載置時に、前記載置面と略同一高さとされていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項３】
前記複数の吸引孔は、前記樹脂スタンパを載置した場合に、前記樹脂スタンパの端部近傍で該端部より内側の部分に対向する位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項４】
前記樹脂スタンパの平面形状が多角形であり、
前記複数の吸引孔は、前記樹脂スタンパを載置した場合に、前記樹脂スタンパの各辺の中央乃至その近傍で該辺より内側の部分に対向する位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項５】
前記移動機構は、前記樹脂スタンパの載置した場合に、少なくとも、前記吸引孔の直近に位置する、前記樹脂スタンパの辺に直交する方向に移動させる機構であることを特徴とする請求項４に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージと、
光硬化性樹脂層を有する基板を、該光硬化性樹脂層が前記樹脂スタンパの凹凸パターン形成面に対向するように保持する基板保持体と、
前記光硬化性樹脂層に光を照射する光照射手段と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項１】
一方の表面に微細な凹凸パターンが形成された樹脂スタンパを、その凹凸パターン形成面とは反対側の面が接するように載置するための載置台を有し、
該載置台は、
前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する複数の吸引孔を有する吸引機構と、
前記複数の吸引孔を、前記樹脂スタンパが載置される載置面の平面方向にそれぞれ独立して移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項２】
前記吸引孔の、前記樹脂スタンパの反対側の面を吸引する端部は、
前記樹脂スタンパの載置時に、前記載置面と略同一高さとされていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項３】
前記複数の吸引孔は、前記樹脂スタンパを載置した場合に、前記樹脂スタンパの端部近傍で該端部より内側の部分に対向する位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項４】
前記樹脂スタンパの平面形状が多角形であり、
前記複数の吸引孔は、前記樹脂スタンパを載置した場合に、前記樹脂スタンパの各辺の中央乃至その近傍で該辺より内側の部分に対向する位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項５】
前記移動機構は、前記樹脂スタンパの載置した場合に、少なくとも、前記吸引孔の直近に位置する、前記樹脂スタンパの辺に直交する方向に移動させる機構であることを特徴とする請求項４に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の樹脂スタンパ用形状調整ステージと、
光硬化性樹脂層を有する基板を、該光硬化性樹脂層が前記樹脂スタンパの凹凸パターン形成面に対向するように保持する基板保持体と、
前記光硬化性樹脂層に光を照射する光照射手段と、
を有することを特徴とするインプリント装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０３３３５（Ｐ２０１３−１０３３３５Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６１５６（Ｐ２０１１−２４６１５６）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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