JP2008194980A - 転写装置および転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置において、型が光を透過しない材質で構成されており、また、被成型品にアライメントマークが設けられていなくても、前記被成型品の正確な位置に前記微細な転写パターンを転写する。
【解決手段】被成型品Ｗの縁の位置を検出することによって、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段１１と、位置ずれ量検出手段１１が検出した位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段１３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、転写装置および転写方法に係り、特に、型に形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写するものに関する。

近年、電子線描画法などで石英基板等に超微細な転写パターンを形成して型（テンプレート、スタンパ）を作製し、被成型品として被転写基板表面に形成されたレジスト膜に前記型を所定の圧力で押圧して、当該型に形成された転写パターンを転写するナノインプリント技術が研究開発されている（たとえば、非特許文献１参照）。

ナノオーダーの微細なパターン（転写パターン）を低コストで成型する方法としてリソグラフィ技術を用いたインプリント法が考案されている。この成型法は大別して熱インプリント法とＵＶインプリント法とに分類される。

熱インプリント法では、型を基板に押圧し、熱可塑性ポリマからなる樹脂が十分に流動可能となる温度になるまで加熱して微細パターンに樹脂を流入させたのち、型と樹脂をガラス転移温度以下になるまで冷却し、基板に転写された微細パターンを固化したのち型を引き離す。

ＵＶインプリント法では、光を透過できる透明な型を使用し、ＵＶ硬化性液に型を押しつけてＵＶ放射光を加える。適当な時間放射光を加えて液を硬化させ微細パターンを転写したのち型を引き戻す。

ハードディスクやＣＤ、ＤＶＤなど回転式の記憶装置では、最近、高密度のデータをディスクに形成するための記憶媒体（記録媒体）を成型する手段として、こうしたナノインプリント技術を活用する方法への関心が高くなってきている。

図３にＵＶインプリント法を用いてハードディスク用の記憶媒体を作成するプロセスの一例を示す。ここでは石英ガラス型１０１に形成された微細パターン（たとえば、ハードディスクのドットパターン）を、ＵＶ硬化樹脂１０３の塗布された基板１０５にプレスし、ＵＶ光を照射して樹脂１０３を硬化させている（図３（ａ）、（ｂ）参照）。このあと離型して残膜１０７を除去し（図３（ｃ）、（ｄ）参照）、エッチング処理をして（図３（ｄ）参照）、樹脂１０３にコピーされた型１０１の微細形状を、基板１０５に転写している（図３（ｅ）参照）。

インプリント法によって回転式の高密度記憶媒体を形成する場合は、データを高速に安定して読み取れるようにするために、高い精度の回転対称性を備えた記憶媒体を作成する必要がある。このためには、微細な高密度のフィーチャが形成された型と、この微細な高密度のフィーチャを熱転写またはＵＶ転写される円板状の記憶媒体用基板の中心位置とを、高い精度で位置合わせして成型することが極めて重要になる。

一般的にインプリント法でアライメント（高精度の位置決め）を行う場合は、従来、半導体関係で用いられてきた方法と同じような方法で型と基板とを位置合わせする方法が用いられている。この代表的な事例を図１３に示す（たとえば、特許文献１参照）。

図１３に示すように、この事例では、型２０１と基板（ウェハ）２０３にアライメント用のマーク２０５、２０７をつけておき、型２０１の上のほうからレーザ光などの参照光を照射し、２つのアライメントマーク２０５、２０７を透過してきた反射光を受光装置で受光して、この受光パターンの観測結果をもとに型２０１と基板２０３の位置合わせを行っている。
特開２０００−３２３４６１号公報 Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology

ところで、前記特許文献１に記載されている方法では型２０１が光透過性のものであることを前提としているが、高密度の記憶媒体の成型に用いる型はカーボンを含んだ非透過型のガラス基板や、Ｎｉ電鋳など、光を透過しない材料を使用する場合があり、この場合にはこうした方法は適用できないという問題がある。

また、ここでは基板２０３（被成型品）のほうにもアライメントマーク２０７を刻印しているが、ハードディスクやＣＤ、ＤＶＤなど回転式の記憶装置の高密度記憶媒体（記録媒体；記録用ディスク）は一般に低コストで大量に生産することが重要で、そのサイズも非常に小さいため、ひとつひとつの基板に高精度のアライメントマークをつけることは困難で、コストも高くなるため望ましくないという問題がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなられたものであり、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置および転写方法において、型が光を透過しない材質で構成されており、また、被成型品にアライメントマークが設けられていなくても、前記被成型品の正確な位置に前記微細な転写パターンを転写することができるものを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置において、前記被成型品の縁の位置を検出することによって、前記型に対する前記被成型品の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と、前記位置ずれ量検出手段が検出した位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段とを有する転写装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転写装置において、前記位置ずれ量検出手段は、前記型の位置を検出し、この検出した型の位置と前記検出した前記被成型品の縁の位置とによって、前記位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の転写装置において、前記位置ずれ量検出手段は、前記型と前記被成型品とをお互いに近づけておき、前記位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の転写装置において、前記被成型品は、中央部に円形の貫通孔が設けられている円板状の記録用ディスクであり、前記位置ずれ量検出手段は、前記被成型品の貫通孔の縁の少なくとも２点の位置、もしくは、前記被成型品の外周の縁の少なくとも２点の位置を用いて、前記被成型品の中心位置を求め、前記型に対する前記被成型品の位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。

請求項５に記載の発明は、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置において、前記型を保持し、前記被成型品に接近・離反する方向で前記被成型品に対して相対的に移動位置決め自在な型保持体と、前記被成型品を保持し、前記型保持体の接近・離反方向に対して交差する方向で前記型保持体に対して相対的に移動位置決め自在な型保持体と、前記型と前記被成型品とが所定の距離だけ離れているときに前記型と前記被成型品との間に挿入される第１の位置と、前記型と前記被成型品とがお互いに接触することができるような前記型と前記被成型品とから離れた第２の位置との間を移動自在な検出子を備え、この検出子で前記被成型品の縁の位置を検出することによって、前記型に対する前記被成型品の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と、前記型と前記被成型品とが所定の距離だけ離れているときに前記第１の位置に前記検出子を位置させて前記被成型品の位置ずれ量を検出し、この検出した位置ずれ量を、前記型保持体を相対的に移動することによって補正し、前記型を前記被成型品に接触させて前記転写を行うように制御する制御手段とを有する転写装置である。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の転写装置において、前記位置ずれ量検出手段は、前記第１の位置に前記検出子を位置させて前記型の位置を検出する手段であり、前記制御手段は、前記検出した型の位置と前記検出した前記被成型品の縁の位置とによって、前記位置ずれ量を検出して前記補正をする手段である転写装置である。

請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の転写装置において、前記検出子は薄い板状に形成されており、この厚さ方向が前記型保持体の接近・離反方向になるようにして設けられており、前記位置ずれ量検出手段は、前記検出子から離れたところに設けられているカメラと、前記検出子に設けられている反射部材とを備えて構成されており、前記反射部材を介し前記カメラを用いて前記位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の転写装置において、前記位置ずれ量検出手段は、１台のカメラを切り換えることによって、前記被成型品の縁における複数の位置を検出し、前記位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。

請求項９に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の転写装置において、前記検出子は薄い板状に形成されており、この厚さ方向が前記型保持体の接近・離反方向になるようにして設けられており、前記位置ずれ量検出手段は、前記検出子から離れたところに設けられているカメラと、前記検出子に設けられている光ファイバとを備えて構成されており、前記光ファイバを介し前記カメラで前記位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の転写装置を用いてなされる前記被成型品への転写方法である。

本発明によれば、型が光を透過しない材質で構成されており、また、被成型品にアライメントマークが設けられていなくても、前記被成型品の正確な位置に前記微細な転写パターンを転写することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係る転写装置１の概略構成を示す正面図であり、図２は、転写装置１の概略構成を示す側面図であり、図１におけるＩＩ矢視図である。

以下、説明の便宜のために、水平方向の一方向をＸ軸方向とし、水平方向の他の一方向であってＸ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向（上下方向；鉛直方向）をＺ軸方向という場合がある。

転写装置１は、型（転写用のスタンパ）Ｍの面（たとえば平面状の下面）に形成されている微細な転写パターンを、被成型品Ｗの面（たとえば平面状の上面）に、型Ｍの面を被成型品Ｗの面に面接触させて押圧することにより転写する装置である。被成型品Ｗとしては、中央部に円形の貫通孔が設けられている円板状の情報記録用ディスク（たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−ＲＯＭ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ ＲＯＭ）、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ ＲＯＭ）、ハードディスク用の記録媒体）を考えることができる。

また、前記転写は、前述した熱インプリント法またはＵＶインプリント法等のためになされるものであり、転写装置１によって、たとえば、図３（ａ）〜（ｃ）に示されている工程を担当するものである。

転写装置１は、ベースフレーム３を備えており、このベースフレーム３には、被成型品保持体５が設けられている。被成型品保持体５は、たとえば、上面が平面状になっており、この上面に、ＣＤ−ＲＯＭ等の被成型品Ｗを載置し保持することができるようになっている。このようにして載置され保持されている被成型品Ｗは、この厚さ方向がＺ軸方向になっており、また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向で所定のところに位置している。

被成型品保持体５は、ＸＹステージ７を介してベースフレーム３に支持されている。したがって、制御装置５１（図１１参照）の制御の下、ＸＹステージ７を構成するサーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）を駆動することによって、被成型品保持体５は、Ｘ軸やＹ軸方向で移動位置決め自在になっている。

ベースフレーム３には、型保持体９が設けられている。型保持体９は、たとえば、下面が平面状になっており、この下面で型Ｍを保持することができるようになっている。このようにして保持された型Ｍは、微細な転写パターンが形成されている下面が被成型品保持体５（被成型品Ｗ）と対向している。

型保持体９は、図示しないリニアガイドベアリングを介してベースフレーム３に支持されており、制御装置５１の制御の下、サーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）を駆動することによって、Ｚ軸方向で移動位置決め自在になっている。

なお、すでに理解されるように、転写のための型Ｍと被成型品Ｗとの面接触や押圧は、型Ｍの面と交差する方向（Ｚ軸方向）に、型Ｍを被成型品Ｗに対して相対的に移動することによってなされる。たとえば、微細な転写パターンが形成されている型Ｍの面が平面状になっており、また、微細な転写パターンが転写される被成型品Ｗの面も平面状になっているので、前記面接触がなされる前は、微細な転写パターンが形成されている型Ｍの平面状の面と、微細な転写パターンが転写される被成型品Ｗの平面状の面とは、お互いが離れて平行になっている。この離れて平行になっている状態から、Ｚ軸の下方向（型Ｍが被成型品Ｗに近づく方向）に型Ｍを移動することによって、前記面接触と前記押圧とがなされるようになっている。

また、転写装置１には、被成型品Ｗに紫外線を照射するためのＵＶ光発生装置（図示せず）や被成型品Ｗを加熱する加熱装置（図示せず）が設けられており、前述した熱インプリント法またはＵＶインプリント法等に応じて適宜使用されるようになっている。

また、転写装置１には、位置ずれ量検出手段１１と位置ずれ量補正手段１３とが設けられている。

位置ずれ量検出手段１１は、転写を行う前であって型Ｍと被成型品Ｗとが所定の距離（図１に示す距離Ｌ１）だけ離れているとき（たとえば、型Ｍと被成型品Ｗとがお互いに近づいているとき）に、被成型品Ｗの縁（たとえば、ＣＤ−ＲＯＭの中央に設けられている貫通孔Ｗ１の縁；図５参照）の位置を検出することによって、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出する手段である。前記位置ずれ量は、型Ｍの面や被成型品Ｗの面の展開方向（Ｘ軸方向やＹ軸方向）における相対的な位置ずれ量である。

位置ずれ量補正手段１３は、位置ずれ量検出手段１１が検出した被成型品Ｗの型Ｍに対する相対的な位置ずれ量を補正して位置ずれ量を無くす手段である。

また、位置ずれ量検出手段１１は、たとえば、被成型品Ｗだけなく型Ｍの位置をもほぼ同時に検出し、この検出した型Ｍの位置と検出した被成型品Ｗの縁の位置とによって、位置ずれ量を検出するように構成されている。なお、型Ｍの位置の検出は、型Ｍに付されたアライメントマークＭ１（図９参照）の位置を検出することによってなされるが、型Ｍの縁の位置を検出することによってなされるように構成されていてもよい。

より詳しく説明すると、位置ずれ量検出手段１１は、薄い板状の検出子１５を備えて構成されており、検出子１５の厚さ方向がＺ軸方向になっている。また、転写を行う前に検出子１５を型Ｍと被成型品Ｗとの間に挿入して、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出するように構成されている。

位置ずれ量を検出するために検出子１５を型Ｍと被成型品Ｗとの間に挿入した場合においては、型Ｍと被成型品Ｗとが極力近づいており、寸法的な余裕がほとんど無い状態で、検出子１５が型Ｍと被成型品Ｗとの間に挿入されるようになっていることが望ましい。

たとえば、位置ずれ量を検出するために検出子１５を型Ｍと被成型品Ｗとの間に挿入した場合においては、図１に示すように、検出子１５と型Ｍとの間の距離Ｌ３は０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度になっており、検出子１５と被成型品Ｗとの間の距離Ｌ５も０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度になっていることが望ましい。また、少なくとも、型Ｍの面と被成型品Ｗの面との間に位置する部位において、検出子１５の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）が、極力小さくなるように形成されていることが望ましい。

また、位置ずれ量検出手段１１は、たとえば、被成型品Ｗの中央部の貫通孔Ｗ１の縁の少なくとも２点の位置を求め、この求めた２点の位置を用いて被成型品Ｗの中心位置を求め、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出するように構成されている。なお、位置ずれ量検出手段１１で、被成型品Ｗの外周の縁の少なくとも２点の位置を求め、この求めた２点の位置を用いて型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出するように構成されていてもよい。

より詳しく説明すると、位置ずれ量検出手段１１は、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁の少なくとも３点の位置、もしくは、被成型品Ｗの外周の縁の少なくとも３点の位置を用いて、被成型品Ｗの中心位置を求め、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出するように構成されている。

なお、位置ずれ量検出手段１１が、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁の少なくとも２点の位置と被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の直径、もしくは、被成型品Ｗの外周の縁の少なくとも２点の位置と被成型品Ｗの外径を用いて、被成型品Ｗの中心位置を求め、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出するように構成されていてもよい。

また、位置ずれ量検出手段１１が、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁の少なくとも２点における各法線、もしくは、被成型品Ｗの外周の縁の少なくとも２点における各法線を用いて、被成型品Ｗの中心位置を求め、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出するように構成されていてもよい。

さらに、位置ずれ量検出手段１１が、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁の１点における法線と被成型品Ｗの外周の縁の１点における法線とを用いて、被成型品Ｗの中心位置を求め、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出するように構成されていてもよい。

ここで、図４を参照しつつ、型保持体９による型Ｍの保持形態について詳しく説明する。

型保持体９の中央部には、前記ＵＶ光発生装置が発生した紫外線が通過するための貫通孔が設けられている。型保持体９の下面で前記貫通孔を塞ぐようにして型Ｍが設置されている。型保持体９の前記貫通孔の周辺には、押さえ部材１７が一体的に設けられている。型Ｍの側面は、斜面になっており、この斜面を、押さえ部材１７に設けられているシュー１９を介してセットスクリュー２１で押すことによって、型Ｍが上方に付勢され、型Ｍが型保持体９に一体的に保持されるようになっている。なお、ＵＶ光発生装置や型保持体９の貫通孔は、ＵＶインプリント法を採用する場合に必要なものであり、熱インプリント法を採用する場合には、不要である。

次に、図５（被成型品保持体５に保持された被成型品Ｗを上方から下方に向かって眺めた図）を参照しつつ、被成型品保持体５による被成型品Ｗの保持形態について詳しく説明する。

被成型品保持体５の平面状の上面のほぼ中央部には、スピンドル２３が上方に僅かに突出して設けられている。このスピンドル２３は、高さの低い円柱状の中央部材２５と、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁に接触し押圧する各押圧部材２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃとを備えて構成されている。

各押圧部材２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃは、中央部材２５の外周を３等配する位置に設けられている。また、各押圧部材２７Ａ、２７Ｂは、中央部材２５に一体的に設けられているが、押圧部材２７Ｃは、中央部材２５の半径方向に移動自在になっていると共に、中央部材２５から離れる方向へ弾性部材によって付勢されている。

そして、各押圧部材２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃが、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁に接触し押圧することによって、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における被成型品Ｗの位置決め（被成型品保持体５に対する位置決め）がなされるようになっている。また、Ｚ軸方向では、たとえば、真空吸着によって、被成型品Ｗが被成型品保持体５に保持されるようになっている。

位置ずれ量検出手段１１についてもより詳しく説明する。

位置ずれ量検出手段１１の検出子１５は、型Ｍと被成型品Ｗとが所定の距離だけ離れているときに型Ｍと被成型品Ｗとの間に挿入される第１の位置（図１に実線で示す検出子１５を参照）と、型Ｍと被成型品Ｗとがお互いに接触することができるような型Ｍと被成型品Ｗとから離れた第２の位置（図１に二点鎖線で示す検出子１５を参照）との間を移動自在になっている。

より詳しく説明すると、検出子１５は、第１の検出子支持部材２９の先端部側で第１の検出子支持部材２９に一体的に設けられており、第１の検出子支持部材２９は、図示しないリニアガイドベアリング（図示せず）を介してＸ軸方向で第２の検出子支持部材３１に対して移動自在に設けられている。そして、制御装置５１の制御の下、空気圧シリンダ等のアクチュエータ（図示せず）によって、前記挿入される第１の位置（図１に実線で示す位置）と前記離れた第２の位置（図１に二点鎖線で示す位置）と間を移動するようになっている。

第２の検出子支持部材３１は、図示しないリニアガイドベアリング（図示せず）を介してベースフレーム３に対してＺ軸方向で移動自在に設けられている。そして、制御装置５１の制御の下、サーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）とボールネジ（図示せず）とによって、上下方向で移動位置決め自在になっている。

したがって、型Ｍや被成型品Ｗの形態に応じて、検出子１５のＺ軸方向における位置を調整することができるようになっている。

ここで、転写装置１の制御装置５１について図１１を用いて説明する。

制御装置５１は、たとえば、アライメントユニット５３、画像処理コントローラ５５、微細転写装置コントローラ５７、ＸＹステージコントローラ５９、シーケンスコントローラ６１とを備えて構成されている。

アライメントユニット５３は、検出子１５が型Ｍと被成型品Ｗとの間に存在する第１の位置と検出子１５が型Ｍや被成型品Ｗから離れた第２の位置との間を移動するように、前記空気圧シリンダを駆動制御するものである。画像処理コントローラ５５は、後述する各カメラ３３（図６〜図８参照）が撮影した画像について所定の画像処理を行うものである。微細転写装置コントローラ５７は、転写装置１を全体的に制御するものである。ＸＹステージコントローラ５９は、ＸＹステージ７を制御するものである。シーケンスコントローラ６１は、型保持体９をＺ軸方向で移動位置決めするサーボモータを制御し、また、第２の検出子支持部材３１をＺ軸方向で移動位置決めするサーボモータを制御し、さらに、転写装置１に備わっているその他のセンサーの信号を受け取り、また、転写装置１に備わっている他のアクチュエータを制御するものである。

ここで、位置ずれ量検出手段１１について、図６、図７を参照しつつさらに詳しく説明する。

図６は、位置ずれ量検出手段１１の検出子１５や第１の検出子支持部材２９をＺ軸の下方向から上方向に向かって眺めた図であり、図７、図８は、位置ずれ量検出手段１１を構成しているカメラ３３と反射部材の例であるプリズム３５等を示す図である。

位置ずれ量検出手段１１のカメラ３３は、検出子１５から離れたところ（たとえば、第１の検出子支持部材２９）に設けられている。また、検出子１５には、プリズム３５が設けられており、プリズム３５を介しカメラ３３で被成型品Ｗや型Ｍの位置ずれを検出するように構成されている。すなわち、型Ｍや被成型品ＷからＺ軸方向に進んできた光を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に向かって進むように、プリズム３５で反射し、この反射した光を各カメラ３３が取り入れるようになっている。なお、前述した検出子１５の厚さは、図７に示す各プリズム３５を含めた厚さになる。また、各プリズム３５の代わりに、反射ミラー等を設けてあってもよい。

さらに、図６に示すように、第１の検出子支持部材２９には、４台のカメラ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄが設けられており、検出子１５には、４つのプリズム３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄが設けられている。図６に示す各カメラ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃや各プリズム３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃは、被成型品Ｗの中央の貫通孔Ｗ１の縁を撮影するものであり、図６に示すカメラ３３Ｄやプリズム３５Ｄは、型Ｍに付されているアライメントマークＭ１を撮影するものである。なお、撮影する際の明るさを確保するために、発光ダイオード（ＬＥＤ）３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ等を用いた発光手段が検出子１５に設けられている。

そして、図７に示すように、カメラ３３Ｄで型ＭのアライメントマークＭ１およびこの周辺近傍を撮影する。このようにして撮影された画像を、図９に示す。また、図８に示すように、各カメラ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃを用い、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の円周をほぼ３等配する３箇所の位置で、貫通孔Ｗ１の縁を撮影する。このようにして撮影された画像を、図１０に示す。

図９に示されている画像ＦＤは、プリズム３５Ｄによって反射されカメラ３３Ｄに取り込まれた画像を示す図である。

図１０に示されている画像ＦＡは、プリズム３５Ａによって反射されカメラ３３Ａに取り込まれた画像を示す図であり、画像ＦＢは、プリズム３５Ｂによって反射されカメラ３３Ｂに取り込まれた画像を示す図であり、画像ＦＣは、プリズム３５Ｃによって反射されカメラ３３Ｃに取り込まれた画像を示す図である。

図９に示すように、カメラ３３Ｄを用いて撮影した画像を、画像処理コントローラ５５を用いて画像処理し、目標値に対する型Ｍの位置ずれ量ΔｘとΔｙとを算出するようになっている。

また、図１０に示すように、各カメラ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃを用いて撮影した画像を、画像処理コントローラ５５を用いて画像処理し、目標値に対する被成型品Ｗのずれ量を算出するようになっている。

例を掲げて詳しく説明すると、画像ＦＡで示す貫通孔Ｗ１の縁の中央（縁の道のりの中央）の点Ｐ１のＸ座標とＹ座標とを、たとえば、貫通孔Ｗ１の縁を構成している多数の点の平均値を求めることによって算出する。同様にして画像ＦＢで示す貫通孔Ｗ１の縁の中央の点Ｐ２のＸ座標とＹ座標、画像ＦＣで示す貫通孔Ｗ１の縁の中央の点Ｐ３のＸ座標とＹ座標を算出し、この算出した３つの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各Ｘ座標Ｙ座標から、貫通孔Ｗ１の中心のＸ座標Ｙ座標を求める。この求めた中心のＸ座標Ｙ座標を用いて、目標値に対する被成型品Ｗの位置ずれ量を算出する。さらに、前記求めた型Ｍの位置ずれ量と前記求めた被成型品Ｗの位置ずれ量とから、型Ｍに対する被成型品Ｗの相対的な位置ずれ量を求める。

なお、画像ＦＡの点Ｐ１における法線（貫通孔Ｗ１の縁の法線）の方程式と、画像ＦＢの点Ｐ２における法線（貫通孔Ｗ１の縁の法線）の方程式とを求めることによって、貫通孔Ｗ１の中心のＸ座標Ｙ座標（前記各法線の方程式の交点の座標）を求めてもよい。この場合、各画像ＦＡ、ＦＢにおける縁の形状は、図１０に示す場合よりもより直線に近い形状になっているので、各画像ＦＡ、ＦＢにおける縁の形状を直線の式に近似させて、これらの直線の各点Ｐ１、Ｐ２における各垂線（たとえば、各垂直二等分線）の交点を求めて、貫通孔Ｗ１の中心のＸ座標Ｙ座標を求めてもよい。

さらに、貫通孔Ｗ１の半径や直径を、図示しない入力手段を介して制御装置５１に入力し記憶（制御装置５１の図示しないメモリに記憶）しておき、貫通孔Ｗ１の縁の２点と前記半径や直径を用いて、貫通孔Ｗ１の中心の位置を求めてもよい。また、前述したように、型Ｍにマーキングを設けることなく、型Ｍの縁を検出して型Ｍのずれ量を検出してもよい。

また、被成型品Ｗの外周をカメラ３３で撮影し、貫通孔Ｗ１の場合と同様にして、被成型品Ｗ（貫通孔Ｗ１）の中心の位置を求めてもよい。

次に、転写装置１の動作について説明する。

まず、初期状態として、型保持体９と型Ｍとが上昇しており、被成型品保持体５には、転写がなされる前の被成型品Ｗが設置されており、検出子１５は、型Ｍや被成型品Ｗから離れたところ（図１に二点鎖線で示す第２の位置）に存在しているものとする。検出子１５の上下方向に位置決めは、すでになされているものとする。

前記初期状態において、制御装置５１の制御の下、型保持体９が所定に位置（型Ｍと被成型品Ｗとの距離が図１に示すＬ１になるまで）まで下降する。

続いて、検出子１５を型Ｍと被成型品Ｗとの間に挿入し（図１に実線で示す第１の位置まで、検出子１５を移動し）、型ＭのアライメントマークＭ１と被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁とを撮影し、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を求める。

このようにして求めた位置ずれ量に応じて、ＸＹステージ７を駆動し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における型Ｍの中心位置と被成型品Ｗの中心位置とをお互いに一致させる。

続いて、型保持体９をさらに下降し、型Ｍを被成型品Ｗに接触させ紫外線を照射する等して転写を行い、この転写後に型保持体９を上昇し、検出子１５を型Ｍや被成型品Ｗから離れた第２の位置まで移動し、転写がなされた被成型品Ｗを、転写が未だなされていない次の被成型品Ｗと交換し、前記初期状態に戻る。

ところで、転写装置を構成している各部品やユニットが、加工誤差が一切無い状態で加工されており、また転写装置１を構成している各部品やユニット同士の組み付けも、組み立て誤差が一切無い状態で組み立てがなされていれば、転写装置１に設置された型Ｍや被成型品Ｗの相対的な位置のずれは発生しない。しかし、実際には、加工誤差や組み立て誤差がごく僅かではあるが必ず発生し、微細な転写パターンを転写する転写装置においては、前述したごく僅かな誤差も、見過ごすべきではない。

しかし、転写装置１によれば、被成型品Ｗの縁の位置を検出することによって、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量を検出し、この検出した被成型品Ｗの型に対する相対的な位置ずれ量を補正し無くすので、転写装置に前十地した僅かな組み立て等の誤差があっても、また、型Ｍが光を透過しない材質で構成されていても、また、被成型品Ｗにアライメントマークが設けられていなくても、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置を正確なものにすることができ、被成型品Ｗの正確な位置に微細な転写パターンを転写することができる。すなわち、高い回転対称性を備えた転写を行うことができる。

また、被成型品Ｗにアライメントマークを付する必要がないので、被成型品Ｗの構成を簡素化することができると共に製造コストを低減することができる。

また、転写装置１によれば、型Ｍの位置をも検出し、この検出した型Ｍの位置と被成型品Ｗの縁の位置とによって、位置ずれ量（型Ｍに対する被成型品Ｗの位置ずれ量）を検出しているので、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置を一層正確なものにすることができる。

すなわち、型Ｍと被成型品Ｗとの位置をいっしょに検出して相対的な位置ずれ量を検出するので、型Ｍの交換によって型Ｍの位置がずれた場合や、なんらかの要因で検出子１５の繰り返し精度（被成型品Ｗや型Ｍの側での繰り返し停止精度；図１の実線で描かれた左側の第１の位置での繰り返し停止精度）が若干悪くなって場合であっても、各プリズム３５や各カメラ３３相互間の位置精度は悪化しないので、型Ｍに対する被成型品Ｗの位置を正確に検出することができる。

また、転写装置１によれば、転写を行う前に、型Ｍと被成型品Ｗとをお互いに近づけておき、位置ずれ量を検出するので、型Ｍが下降する際の誤差がごく僅かに存在していても、すなわち、転写のために型ＭがＺ軸方向で下降する際、まっすぐにＺ軸方向に下降せず、ほんのごく僅かに曲がって下降しても、前記誤差による転写精度の悪化を極力小さくすることができる。

なお、位置ずれ量検出手段１１を、１台のカメラを切り換えることによって、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁における複数の位置を検出し、位置ずれ量を検出するようにしてもよい。すなわち、たとえば、１台のカメラやプリズムの位置を、制御装置５１の制御の下適宜切り換える機構を設け、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁における複数の点の位置を検出し、または、１台のカメラへの光路を制御装置５１の制御の下適宜切り換える機構を設け、被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１縁における複数の点の位置を検出するようにしてもよい。

また、プリズム等の反射部材の代わりに、検出子１５に光ファイバを設け、この光ファイバを介してカメラで被成型品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁の位置を検出するようにしてもよい。

なお、転写装置１では、制御装置５１（微細転写装置コントローラ５７）に、複数種類の転写プログラムを記憶することができるようになっており、被成型品Ｗや型Ｍの種類が変わっても、使用するプログラムを変更するだけで柔軟に対応することができるようになっている。

ところで、転写装置１では、型保持体９がＺ軸方向に移動するようになっているが、型保持体９がＺ軸方向に移動することに代えてまたは加えて、被成型品保持体５がＺ軸方向に移動するようになっていてもよい。同様にして、型保持体９が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動するようになっていてもよい。

また、上記転写装置１では、中央部に円形の貫通孔があいている円板状（リング状）の被成型品を例に掲げて説明したが、リング状以外の形状の被成型品（たとえば、液晶表示装置の導光板等に見られるような矩形な板状の被成型品）に転写をする構成であってもよい。

たとえば、図１２に示すように、矩形な板状の被成型品Ｗ３に転写をする場合には、被成型品保持体にストッパ（被成型品Ｗ３の縁が当接するストッパ）２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを設け、被成型品Ｗ３の縁の点の位置を、各部位Ａ１、Ａ３、Ａ５のところで検出し、被成型品Ｗ３のＸ軸Ｙ軸方向における位置ずれ量と、被成型品Ｗ３のＺ軸まわりの姿勢のずれ量（回動角度のずれ量）とを検出すると共に、型のＸ軸Ｙ軸方向における位置ずれ量と、型のＺ軸まわりの姿勢のずれ量（回動角度のずれ量）とを、たとえば型の付されている２つのマークを２台のカメラで検出することによって検出し、これらの検出した位置ずれ量に応じて、型に対する被成型品Ｗ３の位置を補正するようにしてもよい。なお、この場合、ＸＹステージ７に加えて、Ｚ軸回りにおける被成型品Ｗ３の姿勢を補正するＺ軸用ステージが設けられているものとする。

なお、上記説明では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向を水平方向とし、Ｚ軸方向を上下方向としたが、Ｚ軸方向を水平方向としてもよい。さらには、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向がお互いに直交していれば、前記各方向が斜めな方向であってもよい。

本発明の実施形態に係る転写装置１の概略構成を示す正面図である。 転写装置１の概略構成を示す側面図であり、図１におけるＩＩ矢視図である。 ＵＶインプリント法を用いたハードディスク用の記憶媒体を作成するプロセスの一例を示す図である。 型保持体９による型Ｍの保持形態について説明する図である。 被成型品保持体５に保持された被成型品Ｗを上方から下方に向かって眺めた図である。 位置ずれ量検出手段１１の検出子１５や第１の検出子支持部材２９をＺ軸の下方向から上方向に向かって眺めた図である。 位置ずれ量検出手段１１を構成しているカメラ３３と反射部材の例であるプリズム３５等を示す図である。 位置ずれ量検出手段１１を構成しているカメラ３３と反射部材の例であるプリズム３５等を示す図である。 プリズム３５Ｄによって反射されカメラ３３Ｄに取り込まれた型Ｍの画像を示す図である。 プリズム３５Ａ等によって反射されカメラ３３Ａ等に取り込まれた被成形品Ｗの貫通孔Ｗ１の縁の画像を示す図である。 制御装置５１の概略構成を示す図である。 矩形な板状の被成型品Ｗ３に転写をする場合における被成型品Ｗ３の保持形態等を示す図である。 従来の型と基板とを位置合わせする事例を示す図である。

符号の説明

１ 転写装置
３ ベースフレーム
５ 被成形品保持体
７ ＸＹステージ
９ 型保持体
１１ 位置ずれ量検出手段
１３ 位置ずれ量補正手段
１５ 検出子
３３ カメラ
３５ プリズム
５１ 制御装置
Ｍ 型
Ｍ１ アライメントマーク
Ｗ、Ｗ３ 被成形品
Ｗ１ 貫通孔

Claims (10)

1. 型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置において、
   前記被成型品の縁の位置を検出することによって、前記型に対する前記被成型品の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と；
   前記位置ずれ量検出手段が検出した位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段と；
   を有することを特徴とする転写装置。
2. 請求項１に記載の転写装置において、
   前記位置ずれ量検出手段は、前記型の位置を検出し、この検出した型の位置と前記検出した前記被成型品の縁の位置とによって、前記位置ずれ量を検出する手段であることを特徴とする転写装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の転写装置において、
   前記位置ずれ量検出手段は、前記型と前記被成型品とをお互いに近づけておき、前記位置ずれ量を検出する手段であることを特徴とする転写装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の転写装置において、
   前記被成型品は、中央部に円形の貫通孔が設けられている円板状の記録用ディスクであり、
   前記位置ずれ量検出手段は、前記被成型品の貫通孔の縁の少なくとも２点の位置、もしくは、前記被成型品の外周の縁の少なくとも２点の位置を用いて、前記被成型品の中心位置を求め、前記型に対する前記被成型品の位置ずれ量を検出する手段であることを特徴とする転写装置。
5. 型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置において、
   前記型を保持し、前記被成型品に接近・離反する方向で前記被成型品に対して相対的に移動位置決め自在な型保持体と；
   前記被成型品を保持し、前記型保持体の接近・離反方向に対して交差する方向で前記型保持体に対して相対的に移動位置決め自在な型保持体と；
   前記型と前記被成型品とが所定の距離だけ離れているときに前記型と前記被成型品との間に挿入される第１の位置と、前記型と前記被成型品とがお互いに接触することができるような前記型と前記被成型品とから離れた第２の位置との間を移動自在な検出子を備え、この検出子で前記被成型品の縁の位置を検出することによって、前記型に対する前記被成型品の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と；
   前記型と前記被成型品とが所定の距離だけ離れているときに前記第１の位置に前記検出子を位置させて前記被成型品の位置ずれ量を検出し、この検出した位置ずれ量を、前記型保持体を相対的に移動することによって補正し、前記型を前記被成型品に接触させて前記転写を行うように制御する制御手段と；
   を有することを特徴とする転写装置。
6. 請求項５に記載の転写装置において、
   前記位置ずれ量検出手段は、前記第１の位置に前記検出子を位置させて前記型の位置を検出する手段であり、
   前記制御手段は、前記検出した型の位置と前記検出した前記被成型品の縁の位置とによって、前記位置ずれ量を検出して前記補正をする手段であることを特徴とする転写装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の転写装置において、
   前記検出子は薄い板状に形成されており、この厚さ方向が前記型保持体の接近・離反方向になるようにして設けられており、
   前記位置ずれ量検出手段は、前記検出子から離れたところに設けられているカメラと、前記検出子に設けられている反射部材とを備えて構成されており、前記反射部材を介し前記カメラを用いて前記位置ずれ量を検出する手段であることを特徴とする転写装置。
8. 請求項７に記載の転写装置において、
   前記位置ずれ量検出手段は、１台のカメラを切り換えることによって、前記被成型品の縁における複数の位置を検出し、前記位置ずれ量を検出する手段であることを特徴とする転写装置。
9. 請求項５または請求項６に記載の転写装置において、
   前記検出子は薄い板状に形成されており、この厚さ方向が前記型保持体の接近・離反方向になるようにして設けられており、
   前記位置ずれ量検出手段は、前記検出子から離れたところに設けられているカメラと、前記検出子に設けられている光ファイバとを備えて構成されており、前記光ファイバを介し前記カメラで前記位置ずれ量を検出する手段であることを特徴とする転写装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の転写装置を用いてなされることを特徴とする前記被成型品への転写方法。

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