JP4832895B2

JP4832895B2 - 転写装置

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Publication number: JP4832895B2
Application number: JP2005377895A
Authority: JP
Inventors: 光典小久保; 幸生飯村; 英雄市川
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP2007176035A

Description

本発明は、転写装置に係り、特に、型の表面に形成された微細な転写パターンを基板の表面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、被成形品（基板）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（非特許文献１参照）。

また、前記ナノインプリントを実行するための装置としてたとえば特許文献１に記載の転写装置１００が知られている（図６、図７参照）。この転写装置１００は、Ｌ字型のフレーム１０２の下部水平部にＸステージ１０６、Ｙステージ１０８を設けてその上に被成形品（基板Ｗ）の支持部である基板テーブル１０４を搭載し、フレーム１０２の垂直部の上部に上下方向の移動機構１１２を介して型支持部（型保持体）１１０を設けている。型保持体１１０は、転写用の微細なパターンが形成されている型Ｍを保持するものである。

そして、図６に示す状態から基板テーブル１０４を、Ｘステージ１０６、Ｙステージ１０８を用いてＸ軸方向Ｙ軸方向で適宜位置決めし、型保持体１１０を下降し型Ｍで基板Ｗを押圧することで、基板Ｗへの微細なパターンの転写を行うようになっている。
特開２００４−３４３００号公報 Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology

ところで、従来の転写装置１００では、基板Ｗを型Ｍよりも大きく形成し、基板ＷをＸ軸Ｙ軸方向に適宜移動位置決めし、１つの基板Ｗの複数箇所に転写を行うようになっている。そして、複数箇所に転写がされた基板を適宜切り離し、１枚の大きい基板から多数の製品や半製品を得ることで、転写を効率良く行うことができるようになっている。

また、従来の転写装置１００においては、精度良く安定した状態で基板テーブル１０４を移動位置決めするために、基板テーブル１０４がこの周辺部（Ｘ軸、Ｙ軸方向の両端部やこの近傍で）でＸステージ１０６やＹステージ１０８に支持されている。

したがって、転写をするときに型Ｍで基板Ｗを押圧する部位（基板テーブル１０４の中央部）と、基板テーブル１０４がＸステージ１０６やＹステージ１０８で支持されている部位（基板テーブル１０４の周辺部）との位置がずれており、型Ｍで基板Ｗを押圧することにより、モーメントが発生し基板テーブル１０４や基板Ｗが図６の下方向に撓み正確な転写を行うことが困難になるという問題がある。

なお、この問題解決すべく、基板テーブル１０４の厚さを厚くする等して基板テーブルの剛性を上げることも考えられるが、基板テーブル１０４を厚くすると、基板テーブル１０４の質量が増え、基板テーブル１０４に位置決め制御が困難になり、転写装置の質量が増え転写装置が大型化する等の弊害がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、型に設けられている微細なパターンを基板に転写する転写装置において、基板を載置する基板テーブルの質量の増加を抑えつつ、転写の際に押圧する力がかかっても、基板テーブルが変形しにくい転写装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被成形材料である基板を保持する基板テーブルと、前記基板テーブルを移動位置決め可能な基板移動位置決め手段と、前記基板テーブルに対向させて配置した転写用の型を保持可能であると共に、前記基板テーブルに対して接近・離反する方向に相対的に移動自在な型保持体と、前記基板テーブルに対して前記型保持体を相対的に移動させるための駆動手段と、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられる場合、前記基板テーブルが変形することを防止するために、前記基板テーブルに外力を加えることが可能な外力付加手段とを有し、前記外力付加手段は、前記基板テーブルに接触して前記基板テーブルに外力を加える外力付加部材を備えて構成されていると共に、前記基板移動位置決め手段で前記基板テーブルを移動させるときには、前記外力付加部材を前記基板テーブルから離しておき、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときに、前記外力付加部材を前記基板テーブルに接触させて外力を付加するように構成されている転写装置において、前記外力付加部材が前記基板テーブルに接触したことを検出する検出手段を備え、前記外力付加手段は、前記基板テーブルと前記型保持体とが互いに離れているときに、前記外力付加部材が前記基板テーブルの方向に移動し、前記検出手段で前記外力付加部材が前記基板テーブルに接触したことを検出したときに、前記外力付加部材の移動を停止すると共にこの停止した前記外力付加部材の位置を保持することで、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときの前記基板テーブルの変形を防止するように構成されている転写装置である。

請求項２に記載の発明は、被成形材料である基板を保持する基板テーブルと、前記基板テーブルを移動位置決め可能な基板移動位置決め手段と、前記基板テーブルに対向させて配置した転写用の型を保持可能であると共に、前記基板テーブルに対して接近・離反する方向に相対的に移動自在な型保持体と、前記基板テーブルに対して前記型保持体を相対的に移動させるための駆動手段と、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられる場合、前記基板テーブルが変形することを防止するために、前記基板テーブルに外力を加えることが可能な外力付加手段とを有し、前記外力付加手段は、前記基板テーブルに接触して前記基板テーブルに外力を加える外力付加部材を備えて構成されていると共に、前記基板移動位置決め手段で前記基板テーブルを移動させるときには、前記外力付加部材を前記基板テーブルから離しておき、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときに、前記外力付加部材を前記基板テーブルに接触させて外力を付加するように構成されている転写装置において、前記外力付加部材が前記基板テーブルに接触したことを検出する検出手段を備え、前記外力付加手段は、前記基板テーブルと前記型保持体とが互いに離れているときに、前記外力付加部材が前記基板テーブルの方向に移動し、前記検出手段で前記外力付加部材が前記基板テーブルに接触したことを検出したときに前記外力付加部材の移動を停止すると共に、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときの前記基板テーブルに加わる力の変化にかかわらず、前記停止した前記外力付加部材の位置が一定の位置になるように保持することで、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときの前記基板テーブルの変形を防止するように構成されている転写装置である。

請求項３に記載の発明は、フレームに一体的に設けられ、被成形材料である基板を、保持する基板テーブルと、前記基板テーブルに対向させて配置した転写用の型を保持可能であると共に、前記基板テーブルに対して接近・離反する方向で、前記フレームに対して移動自在に設けられた型保持体と、前記型保持体を移動させる駆動手段と、前記フレームと前記基板テーブルとの間に形成されている空間に設けられていると共に、延びた場合には外力付加部材を前記基板テーブルに接触させ、縮んだ場合には前記外力付加部材を前記基板テーブルから離すように、前記フレームに設けられているピエゾ装置とを有する転写装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の転写装置において、前記外力付加部材の位置を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果により、前記ピエゾ装置に加える電圧を制御する制御手段とを有する転写装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の転写装置において、前記ピエゾ装置と前記外力付加部材との間に設けられた中間部材と、前記基板テーブルに接触する接触側部位と弾性を備えた弾性部位とを備えて構成され、前記弾性部位が前記中間部材と前記接触側部位との間に位置するようにして、前記中間部材に一体的に設けられた前記外力付加部材と、前記中間部材に対する前記接触側部位の位置を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果により、前記ピエゾ装置に加える電圧を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、フレームに一体的に設けられ、被成形材料である基板を保持する基板テーブルと、前記基板テーブルに対向させて配置した転写用の型を保持可能であると共に、前記基板テーブルに対して接近・離反する方向で、前記フレームに対して移動自在に設けられた型保持体と、前記型保持体を移動させる駆動手段と、前記フレームと前記基板テーブルとの間に形成されている空間に設けられていると共に、延びた場合には外力付加部材を前記基板テーブル方向に移動させ、縮んだ場合には前記外力付加部材を前記基板テーブルから離す方向に移動させるように、前記フレームに設けられているピエゾ装置と、前記ピエゾ装置と前記基板テーブルとの間にかかる力を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果により、前記ピエゾ装置に加える電圧を制御する制御手段とを有する転写装置である。

この発明によれば、型に設けられている微細なパターンを基板に転写する転写装置において、基板を載置する基板テーブルの質量の増加を抑えつつ、転写の際に押圧する力がかかっても、基板テーブルが変形しにくい転写装置を提供することができるという効果を奏する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る転写装置１の概略構成を示す図である。

なお、本件明細書においては、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前記Ｘ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする。

転写装置１は、従来の転写装置１００と同様に、型Ｍの表面に形成された微細なパターン（たとえば凹凸パターン）を基板Ｗの表面に転写する装置であり、基板テーブル１０４と型保持体（型保持テーブル）１１０とを備えている。

基板テーブル１０４は、基板移動位置決め手段の例であるＸステージ、Ｙステージ（図１においてはいずれも図示せず）によって支持され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動位置決め自在になっている。

また、基板テーブル１０４は、たとえば、所定の厚みを有する矩形な板状に形成され厚さ方向が上下方向（Ｚ軸方向）に一致するように配置されており、上面の平面に被成形材料である薄い平板状の基板（たとえば矩形な板状の基板）Ｗを搭載し保持することができるように構成されている。

基板Ｗの一方の表面には、前記型Ｍの微細な転写パターンが転写される部位である被成形層（たとえばＵＶ硬化樹脂または熱硬化樹脂で構成された被成形層）が設けられており、基板テーブル１０４に保持された状態では、基板Ｗの上側の平面に前記被成形層が存在しており、基板Ｗの下側の平面（被成形層が設けられていない面）が前記基板テーブル１０４の上面に接している。

型保持体１１０は、基板テーブル１０４の上方に設けられている。また、型保持体１１０は、下面の平面に転写用の型（矩形な平板状の型）Ｍを配置し保持することができるようになっている。型保持体１１０の下面は、基板テーブル１０４の上面に対して平行になっている。したがって、型保持体１１０の下面に保持された型Ｍの下面と基板テーブル１０４に保持された基板Ｗの上面とは対向し互いに平行になっている。また、型保持体１１０の下面に保持された型Ｍの下面には、微細な転写パターンが存在している。

また、型保持体１１０は、型Ｍの転写パターンを基板Ｗに転写すべく型Ｍの下面が基板Ｗの上面に接触している位置と、基板Ｗを基板テーブル１０４に設置しもしくは基板Ｗを前記基板テーブル１０４から取り外すべく型Ｍが基板Ｗから離れた位置との間で、基板テーブル１０４に対して接近・離反する方向（基板テーブル１０４の上面に直交する方向；Ｚ軸方向）に相対的に移動自在になっている。

たとえば、型保持体１１０は、図示しないリニアガイドベアリング等を介して転写装置１のフレーム１０２（「Ｌ」字状以外の形態であってもよい。）に対して、Ｚ軸方向に移動自在になっている。しかしながら、転写装置１のフレーム１０２に型保持体１１０が固定されておりフレーム１０２に対して基板テーブル１０４がＺ軸方向に移動するように構成されていてもよいし、さらには、転写装置１のフレーム１０２に対して、型保持体１１０と基板テーブル１０４との両方が移動するように構成されていてもよい。すなわち、転写装置１のフレーム１０２に対して、型保持体１１０、基板テーブル１０４の少なくともいずれか一方がＺ軸方向で移動するように構成されていればよい。

図１に示す転写装置１では、基板テーブル１０４が下方に位置し型保持体１１０が上方に位置しているが、逆に、基板テーブル１０４が上方に位置し型保持体１１０が下方に位置していてもよいし、型保持体１１０や基板テーブル１０４の移動方向が水平方向や斜め方向になるようにしてもよい。

また、転写装置１には、基板テーブル１０４に対して型保持体１１０を相対的に移動するための駆動手段（図示せず）と硬化手段（図示せず）とが設けられている。前記駆動手段は、サーボモータ等のアクチュエータを用いて、たとえば、型保持体１１０をＺ軸方向に移動するものである。前記硬化手段は、型Ｍの転写パターンを基板Ｗに転写すべく前記駆動手段によって型Ｍが基板Ｗに押し付けられたとき（押圧されたとき）に、基板Ｗの上面に設けられている被成形層を硬化させるためのものであり、被成形層が熱硬化性樹脂で構成されている場合には、前記被成形層を加熱し、被成形層がＵＶ硬化樹脂で構成されている場合には、前記被成形層に紫外線を照射するものである。

また、転写装置１には、前述したように、基板テーブル１０４を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向で移動位置決め自在な基板移動位置決め手段が設けられている。この基板移動位置決め手段は、たとえば、前述したＸステージ１０６、Yステージ１０８を用いて構成されている。より詳しくは、基板テーブル１０４は、たとえばリニアガイドベアリングを介して、基板テーブル１０４の周辺部でフレーム１０２に支持されている。

そして、基板テーブル１０４と型保持体１１０とが互いに離れているときに（基板Ｗと型Ｍとが互いに離れているときに）、サーボモータ等のアクチュエータを用いて、基板テーブル１０４をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動位置決め自在になっている。

なお、型Ｍの面積は、基板Ｗの面積よりも小さくなっており、したがって、基板テーブル１０４を水平方向に適宜移動位置決めして、各位置決め後毎に基板Ｗへの転写を行うことができるようになっている。そして、前記複数回の転写後、転写がされた基板Ｗを適宜切り離せば、１枚の大きい基板Ｗから多数の製品や半製品を得ることができるものである。

また、転写装置１には、型Ｍの転写パターンを基板Ｗに転写すべく前記駆動手段によって型Ｍが基板Ｗに押し付けられる場合、基板テーブル１０４が変形すること（下方向に撓むこと）を防止するために、基板テーブル１０４に外力を加えることが可能な外力付加手段が設けられている。

前記外力付加手段は、たとえば、型Ｍが押し付けられる基板テーブル１０４の箇所の近傍に、押し付け力に相当する反力を付加するように構成されている。すなわち、前記外力付加手段は、型Ｍによって力が加えられる方向（Ｚ軸方向）から眺めた場合、型Ｍが押し付けられる箇所とほぼ一致している箇所であって基板テーブル１０４の下面に位置する箇所に、型Ｍと同じ面積で前記反力（図１では上向きの力）を付加するように構成されている。

また、前記外力付加手段は、基板テーブル１０４に接触して基板テーブル１０４に外力を加える外力付加部材を備えて構成されていると共に、前述したように、前記基板移動位置決め手段で基板テーブル１０４をＸ軸方向やＹ軸方向に移動するときには、前記外力付加部材を基板テーブル１０４から離しておき、前記駆動手段によって型Ｍが基板Ｗに押し付けられるときに、前記外力付加部材を基板テーブル１０４に接触させて外力を付加するように構成されている。

例を掲げてより詳しく説明すると、前記外力付加手段は、ピエゾ装置３を用いて構成されている。ピエゾ装置３は、薄い板状の多数のピエゾ素子４を、これらの厚さ方向に積層して構成されている。

そして、基板Ｗを基板テーブル１０４に設置するときや、基板テーブル１０４をＸ軸方向やＹ軸方向に移動位置決めするときには、各ピエゾ素子４（ピエゾ装置３）に電圧を加えることなく、図１に示すように、ピエゾ装置３の上面と基板テーブル１０４の下面とを距離Ｌだけ離しておく。また、前記駆動手段によって型Ｍが基板Ｗに押し付けられるときには、各ピエゾ素子４（ピエゾ装置３）に適宜の電圧を加えることにより、基板テーブル１０４にピエゾ装置３の上面を接触させ、基板テーブル１０４の変形を防止するようになっている。なお、図１に示す転写装置１では、最も上に位置しているピエゾ素子４ａが、前記外力付加部材に相当する。

ところで、ピエゾ装置３に十分な剛性がある場合には、型Ｍが基板Ｗに非接触なときであってピエゾ装置３が基板テーブル１０４に接触したときの各ピエゾ素子４に加えた電圧Ｖ_１を、型Ｍで基板テーブル１０４を押圧するときに上昇させる必要はなくそのまま維持していればよい。

一方、ピエゾ装置３に十分な剛性がない場合や基板テーブル１０４の撓みを一層正確に防止する場合には、型Ｍで基板テーブル１０４を押圧する際、この押圧力に応じ前記電圧Ｖ_１を適宜上げ、基板テーブル１０４の撓みを防止すればよい。

なお、前記外力付加部材（ピエゾ素子ではなくたとえばスレンレス鋼で構成された外力付加部材）を、エアーシリンダ等の流体圧シリンダを用いて駆動してもよい。この際、基板テーブル１０４に加える力を、空気圧を変えることにより制御することが望ましい。また、前記外力付加部材を、フレーム１０２に対してＺ軸方向に移動するように設け、前記外力付加部材をボールネジ等の機構を介してサーボモータ等のアクチュエータで駆動してもよい。

なお、基板テーブル１０４は、前述したように周辺部で支持されており、基板テーブル１０４の下にはピエゾ装置３を設置するための空間が存在しているものである。

次に、ピエゾ装置３に十分な剛性があるものとして、転写装置１の動作について説明する。

まず、図１に示すように、型保持体１１０と基板テーブル１０４とが互いに離反しており、型保持体１１０には型Ｍが設置され基板テーブル１０４には基板Ｗが設置されており、基板テーブル１０４の下面とピエゾ装置３の上面とは離れているものとする。

この状態で、図示しない制御装置の制御の下、基板ＷをＸ軸、Ｙ軸方向で適宜位置決めし、この後、各ピエゾ素子４に電圧を加えて、基板テーブル１０４の下面にピエゾ装置３の上面を接触させ（押圧しないで接触だけさせ）この状態を維持する。なお、各ピエゾ素子４に加える電圧の値は、前記制御装置に予めインプットされているものとする。

続いて、型保持体１１０を下降して、型Ｍで基板Ｗを押圧しつつ、基板Ｗの被成形層を硬化させる。硬化が終わったら、型保持体１１０を上昇し、各ピエゾ素子４への電圧の印加を止め、基板Ｗへの１回目の転写を終了する。

続いて、基板ＷをＸ軸、Ｙ軸方向で更に適宜位置決めし、２回目以降の転写を行い、転写が総て終了したら、基板Ｗを転写装置１から取り外し、次の基板Ｗへの転写を行う。

転写装置１によれば、型Ｍが基板Ｗに押し付けられるときに、基板テーブル１０４に外力を加えることが可能な外力付加手段を備えているので、基板テーブル１０４の剛性（たとえば厚さ）を高めることなく、転写すべく型Ｍで基板Ｗを押圧したときにおける基板テーブル１０４の変形量を小さく押さえることができ、正確な転写を行うことができる。

また、基板テーブル１０４の剛性を高める必要がないので、基板テーブル１０４の質量を低減することができ基板テーブル１０４の位置決め制御を早く容易に行うことができ、転写装置１の質量が増え転写装置１が大型化することを避けることができる。

また、転写装置１によれば、型Ｍが押し付けられる基板テーブル１０４の箇所の近傍に、押し付け力に相当する反力を付加するように構成されているので、型Ｍで基板Ｗを押圧したときに、基板テーブル１０４にモーメントが発生することを防止することができ、基板テーブル１０４の変形を効率よく抑制することができる。

また、転写装置１によれば、基板移動位置決め手段で基板テーブル１０４を移動するときには、外力付加部材を基板テーブル１０４から離しておき、型Ｍが基板Ｗを押圧されるときに、外力付加部材を基板テーブル１０４に接触させて外力を付加するように構成されているので、基板テーブル１０４の移動を小さい力で行うことができ、外力付加部材や基板Ｗが磨耗することを防止することができる共に、型Ｍで基板Ｗを押圧したときにおける基板テーブル１０４の変形量を小さく押さえることができる。

［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る転写装置１ａの概略構成を示す図である。

本発明の第２の実施形態に係る転写装置１ａは、基板テーブル１０４に外力付加部材７が接触したことを検出する検出手段を備えている点が第１の実施形態に係る転写装置１とは異なり、その他の点は、第１の実施形態に係る転写装置１とほぼ同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。

すなわち、前記外力付加手段は、基板テーブル１０４と型保持体１１０とが互いに離れているときに、外力付加部材７を基板テーブル１０４の方向に移動し、前記検出手段で外力付加部材７が基板テーブル１０４に接触したことを検出したときに、外力付加部材７の移動を停止すると共にこの停止した外力付加部材７の位置を保持することで、前記駆動手段によって型Ｍが基板Ｗに押し付けられるときの基板テーブル１０４の変形を防止するように構成されている。

転写装置１ａによれば、外力付加部材７が基板テーブル１０４に接触したことを検出したときに、外力付加部材７の移動を停止すると共にこの停止した外力付加部材７の位置を保持するように構成されているので、外力付加部材７で基板テーブル１０４を押す量が不足して基板テーブル１０４に外力付加部材７が接触せず型Ｍで押されたときに基板テーブル１０４が下方に変形することや、外力付加部材７で基板テーブル１０４を押しすぎて、基板テーブル１０４が上方に変形してしまう自体を回避することができる。

なお、転写装置１ａにおいて、基板テーブル１０４と型保持体１１０とが互いに離れているときに、外力付加部材７を基板テーブル１０４の方向に移動し、前記検出手段で外力付加部材７が基板テーブル１０４に接触したことを検出したときに外力付加部材７の移動を停止すると共に、前記駆動手段によって型Ｍが基板Ｗに押し付けられるときの基板テーブル１０４に加わる力の大きさの変化にかかわらず、前記停止した外力付加部材７の位置が一定の位置になるように（前記駆動手段によって型Ｍが基板Ｗに押し付けられることによる基板テーブル１０４に加わる力によっても、前記停止した外力付加部材７がフレーム１０２に対して動かないように）保持することで、前記駆動手段によって型Ｍが基板Ｗに押し付けられるときの基板テーブル１０４の変形を防止するように、前記外力付加手段を構成してもよい。

より具体的に説明すると、転写装置１ａは転写装置１と同様に、フレーム１０２、基板テーブル１０４、型保持体１１０を備えて構成されており、また、前記外力付加手段としてピエゾ装置３ａを備えている。ピエゾ装置３ａは、薄い環状（たとえば円環状）のピエゾ素子を積層して構成されて筒状に形成されている。

ピエゾ装置３ａの下端は、板状の部材５を介してフレーム１０２に一体的に設けられており、ピエゾ装置３ａの上端には、板状の外力付加部材７が一体的に設けられている。

前記検出手段は、たとえば、非接触センサ９で構成されており、非接触センサ９は筒状のピエゾ装置３ａの内側に設けられている。そして、外力付加部材７の下面と非接触センサ９の検出部（上面）との間の距離ｚを検出することができるようになっており、非接触センサ９で、非接触センサ９の外力付加部材７との間の距離を検出することにより、外力付加部材７の上面が基板テーブル１０４の下面に接触したことを検出することができるようになっている。

さらに、制御装置の制御の下、非接触センサ９の検出結果により、ピエゾ装置３ａに加える電圧を制御するように構成されている。

より詳しく説明すると、図２に示すように、型保持体１１０が基板テーブル１０４から離れて型Ｍが基板Ｗに非接触な状態であってピエゾ装置３ａが縮んでいる状態（初期状態）における、基板テーブル１０４と外力付加部材７との間の距離を「Ｌ」とし外力付加部材７と非接触センサ９との間の距離ｚを「ｚ_０」とする。

前記初期状態からピエゾ装置３ａが延びて、距離ｚが、「Ｌ＋ｚ_０」になると、外力付加部材７が基板テーブル１０４に接触したことになる。

前記制御装置は、前記初期状態からピエゾ装置３ａに加える電圧を徐々にあげていってピエゾ装置３ａを徐々に延ばして外力付加部材７を徐々に上昇させ、非接触センサ９で基板テーブル１０４に外力付加部材７が接触したことを検出したときに（距離ｚが「Ｌ＋ｚ_０」になったときに）、ピエゾ装置３ａに加える電圧の上昇を止めて、基板テーブル１０４に外力付加部材７が接触したときの電圧Ｖ_１を維持するようになっている（すなわち、距離ｚを「Ｌ＋ｚ_０」で維持するようになっている。）。
前述したように電圧Ｖ_１を維持している状態で、型Ｍで基板テーブル１０４が押圧されると、基板テーブル１０４が変形し前記距離ｚが「Ｌ＋ｚ_０」よりも小さくなろうとするが、このとき、前記制御装置は、ピエゾ装置３ａに加える電圧を一層上昇させて、前記距離ｚが「Ｌ＋ｚ_０」の状態を保つようにしてもよい。

ところで、ピエゾ装置３ａに十分剛性がある場合は、型Ｍで基板テーブル１０４が押圧されたときに、ピエゾ装置３ａに加える電圧を上昇させる必要はなく、前記電圧Ｖ_１を維持してもよい。

さらには、部材５や外力付加部材７の弾性を考慮して、ピエゾ装置３ａに加える電圧を制御してもよい。すなわち、ピエゾ装置３ａで基板テーブル１０４を押圧した場合には、部材５や外力付加部材７もごく僅かに縮むが、このごく僅かな縮みをも考慮して、ピエゾ装置３ａに加える電圧を上昇させ、距離ｚを「Ｌ＋ｚ_０」よりもごくわずかに大きく（部材５や外力付加部材７が縮んだ量だけ大きく）するようにしてもよい。

転写装置１ａによれば、外力付加部材７が基板テーブル１０４に接触したことを検出したときに、外力付加部材７の移動を停止すると共に、型Ｍが基板Ｗを押圧するときの基板テーブル１０４に加わる力の大きさが変化しても、停止した外力付加部材７の位置が一定の位置になるように保持されるので、型Ｍで基板Ｗを押圧したときにおける基板テーブル１０４の変形をほぼ無くすことができ、一層正確な転写を行うことができる。

なお、転写装置１ａにおいて、基板テーブル１０４に歪ゲージ１１を設け、この歪ゲージ１１で前記検出手段を構成してもよいし、基板テーブル１０４の上方に設けた非接触センサ１５で、前記検出手段を構成してもよいし、基板テーブル１０４と外力付加部材７との間のインピーダンスを検出するインピーダンス検出装置１３を設け、このインピーダンス検出装置１３で前記検出手段を構成してもよい。

［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態に係る転写装置１ｂの概略構成を示す図である。

本発明の第３の実施形態に係る転写装置１ｂは、外力付加部材７ｂとピエゾ装置３ａとの間に中間部材１７を設けた点が第２の実施形態に係る転写装置１ａとは異なり、その他の点は、第２の実施形態に係る転写装置１ａとほぼ同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。

すなわち、本発明の第３の実施形態に係る転写装置１ｂは、ピエゾ装置３ａと外力付加部材７ｂとの間に板状の中間部材１７を備えて構成されている。中間部材１７は、ピエゾ装置３ａと外力付加部材７ｂとに一体的に設けられている。

外力付加部材７ｂは、ピエゾ装置３ａの伸縮により基板テーブル１０４に接触しもしく基板テーブル１０４から離反する接触側部位（所定の厚さを備えた板状の接触側部位）２３と、弾性を備えた弾性部位１９と、中間部材１７に接している筒状の基端部側部位２１を備えて構成されている。弾性部位１９は、所定の厚さを備えた円錐台の側面形状に形成されており、小径部が接触側部位２３につながり、大径部が基端部側部位２１につながっている。

また、中間部材１７に対する接触側部位２３の位置（Ｚ軸方向の位置）を検出する検出手段の例である非接触センサ２５が、基端部側部位２１の内側で、中間部材１７に一体的に設けられている。

そして、非接触センサ２５の検出結果により、ピエゾ装置３ａに加える電圧を制御するように構成されている。

すなわち、ピエゾ装置３ａに加える電圧を徐々に上げていき、ピエゾ装置３ａが徐々に延びて、接触側部位２３の上端が基板テーブル１０４の下面に接触し、接触側部位２３で基板テーブル１０４が押圧されると、弾性部位１９が変形し、接触側部位２３が中間部材１７に対してごく僅かに下方向に移動する。この移動を非接触センサ２５で検出することにより、転写装置１ａの場合と同様に、ピエゾ装置３ａに加える電圧を制御するようになっている。

さらに、中間部材１７のフレーム１０２に対する変位を、非接触センサ２７を用いて検出するようにして、基板テーブル１０４の変形を一層正確に防止するようにしてもよい。

［第４の実施形態］
図４は、本発明の第４の実施形態に係る転写装置１ｃの概略構成を示す図である。

本発明の第４の実施形態に係る転写装置１ｃは、ピエゾ装置３ａと基板テーブル１０４との間にかかる力を検出する検出手段を設けた点が第１の実施形態に係る転写装置１とは異なり、その他の点は、第１の実施形態に係る転写装置１とほぼ同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。

すなわち、第４の実施形態に係る転写装置１ｃは、基板テーブル１０４の下面に前記検出手段の例であるロードセル２９を一体的に設け、外力付加部材７と基板テーブル１０４との間にかかる押圧力（型Ｍで基板Ｗを押圧するときの押圧力）を検出し、この検出結果により、ピエゾ装置３ａに加える電圧を制御するように構成されている。

すなわち、ピエゾ装置３ａに加える電圧を徐々に上げていき、ピエゾ装置３ａが徐々に延びて、外力付加部材７の上端がロードセル２９の下面に接触し、外力付加部材７でロードセル２９が押圧されたことを検出すること等により、転写装置１ａの場合と同様に、ピエゾ装置３ａに加える電圧を制御するようになっている。

なお、図５に示すように、ピエゾ装置３ａとフレーム１０２との間にロードセル２９を設けてもよい。

ところで、前記第１の実施形態では、ピエゾ装置等のアクチュエータを用いて、基板テーブル１０４に外力を付加するようになっているが、前記アクチュエータに代え、高い剛性の支持部材を用い基板テーブル１０４の変形を防止してもよい。

前記支持部材は、基端部がフレーム１０２に一体的に設けられ、先端部が基板テーブル１０４に接触しもしくは先端部が基板テーブル１０４からごく僅かに離れており、基板Ｗが載置される側とは反対側に位置する空間であってフレーム１０２と基板テーブル１０４との間の空間にＺ軸方向に延びて存在している。また、前記支持部材は、たとえば、鋼やステンレス鋼で構成され鋼やステンレス鋼の材質で満たされている。

本発明の第１の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す図である。本発明の第４の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す図である。本発明の第４の実施形態に係る転写装置の変形例の概略構成を示す図である。従来の転写装置の概略構成を示す図である。図６におけるＶＩＩ矢視を示す図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ転写装置
３、３ａピエゾ装置
４ピエゾ素子
７外力付加部材
９、２５、２７非接触センサ
２９ロードセル
Ｍ型
Ｗ基板

Claims

被成形材料である基板を保持する基板テーブルと、
前記基板テーブルを移動位置決め可能な基板移動位置決め手段と、
前記基板テーブルに対向させて配置した転写用の型を保持可能であると共に、前記基板テーブルに対して接近・離反する方向に相対的に移動自在な型保持体と、
前記基板テーブルに対して前記型保持体を相対的に移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられる場合、前記基板テーブルが変形することを防止するために、前記基板テーブルに外力を加えることが可能な外力付加手段とを有し、
前記外力付加手段は、前記基板テーブルに接触して前記基板テーブルに外力を加える外力付加部材を備えて構成されていると共に、前記基板移動位置決め手段で前記基板テーブルを移動させるときには、前記外力付加部材を前記基板テーブルから離しておき、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときに、前記外力付加部材を前記基板テーブルに接触させて外力を付加するように構成されている転写装置において、
前記外力付加部材が前記基板テーブルに接触したことを検出する検出手段を備え、
前記外力付加手段は、前記基板テーブルと前記型保持体とが互いに離れているときに、前記外力付加部材が前記基板テーブルの方向に移動し、前記検出手段で前記外力付加部材が前記基板テーブルに接触したことを検出したときに、前記外力付加部材の移動を停止すると共にこの停止した前記外力付加部材の位置を保持することで、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときの前記基板テーブルの変形を防止するように構成されている、
ことを特徴とする転写装置。
被成形材料である基板を保持する基板テーブルと、
前記基板テーブルを移動位置決め可能な基板移動位置決め手段と、
前記基板テーブルに対向させて配置した転写用の型を保持可能であると共に、前記基板テーブルに対して接近・離反する方向に相対的に移動自在な型保持体と、
前記基板テーブルに対して前記型保持体を相対的に移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられる場合、前記基板テーブルが変形することを防止するために、前記基板テーブルに外力を加えることが可能な外力付加手段とを有し、
前記外力付加手段は、前記基板テーブルに接触して前記基板テーブルに外力を加える外力付加部材を備えて構成されていると共に、前記基板移動位置決め手段で前記基板テーブルを移動させるときには、前記外力付加部材を前記基板テーブルから離しておき、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときに、前記外力付加部材を前記基板テーブルに接触させて外力を付加するように構成されている転写装置において、
前記外力付加部材が前記基板テーブルに接触したことを検出する検出手段を備え、
前記外力付加手段は、前記基板テーブルと前記型保持体とが互いに離れているときに、前記外力付加部材が前記基板テーブルの方向に移動し、前記検出手段で前記外力付加部材が前記基板テーブルに接触したことを検出したときに前記外力付加部材の移動を停止すると共に、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときの前記基板テーブルに加わる力の変化にかかわらず、前記停止した前記外力付加部材の位置が一定の位置になるように保持することで、前記駆動手段によって前記型が前記基板に押し付けられるときの前記基板テーブルの変形を防止するように構成されている、
ことを特徴とする転写装置。
フレームに一体的に設けられ、被成形材料である基板を、保持する基板テーブルと、
前記基板テーブルに対向させて配置した転写用の型を保持可能であると共に、前記基板テーブルに対して接近・離反する方向で、前記フレームに対して移動自在に設けられた型保持体と、
前記型保持体を移動させる駆動手段と、
前記フレームと前記基板テーブルとの間に形成されている空間に設けられていると共に、延びた場合には外力付加部材を前記基板テーブルに接触させ、縮んだ場合には前記外力付加部材を前記基板テーブルから離すように、前記フレームに設けられているピエゾ装置と、
を有することを特徴とする転写装置。
請求項３に記載の転写装置において、
前記外力付加部材の位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果により、前記ピエゾ装置に加える電圧を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。
請求項３に記載の転写装置において、
前記ピエゾ装置と前記外力付加部材との間に設けられた中間部材と、
前記基板テーブルに接触する接触側部位と弾性を備えた弾性部位とを備えて構成され、前記弾性部位が前記中間部材と前記接触側部位との間に位置するようにして、前記中間部材に一体的に設けられた前記外力付加部材と、
前記中間部材に対する前記接触側部位の位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果により、前記ピエゾ装置に加える電圧を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。
フレームに一体的に設けられ、被成形材料である基板を保持する基板テーブルと、
前記基板テーブルに対向させて配置した転写用の型を保持可能であると共に、前記基板テーブルに対して接近・離反する方向で、前記フレームに対して移動自在に設けられた型保持体と、
前記型保持体を移動させる駆動手段と、
前記フレームと前記基板テーブルとの間に形成されている空間に設けられていると共に、延びた場合には外力付加部材を前記基板テーブル方向に移動させ、縮んだ場合には前記外力付加部材を前記基板テーブルから離す方向に移動させるように、前記フレームに設けられているピエゾ装置と、
前記ピエゾ装置と前記基板テーブルとの間にかかる力を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果により、前記ピエゾ装置に加える電圧を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。