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WO2021182532A1 - インプリント装置 - Google Patents

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Publication number
WO2021182532A1
WO2021182532A1 PCT/JP2021/009639 JP2021009639W WO2021182532A1 WO 2021182532 A1 WO2021182532 A1 WO 2021182532A1 JP 2021009639 W JP2021009639 W JP 2021009639W WO 2021182532 A1 WO2021182532 A1 WO 2021182532A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
molded
master mold
roll
pressurizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/009639
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
坂森重則
田中覚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Scivax Corp
Original Assignee
Scivax Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scivax Corp filed Critical Scivax Corp
Publication of WO2021182532A1 publication Critical patent/WO2021182532A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • H10P76/00—

Definitions

  • the present invention relates to an imprinting apparatus for transferring a fine pattern to an object to be molded.
  • nanoimprint technology as a method of forming fine patterns of micro-order and nano-order.
  • a mold having a fine pattern is pressed on an object to be molded such as resin, and the pattern is transferred to the object to be molded by using heat or light (see, for example, Patent Document 1).
  • nanoimprint has come to be used for various optical components in smartphones and vehicles, and it is important to solve stability and cost reduction as mass production technology.
  • Examples of nanoimprint processing of advanced optical components that are currently in practical use include complex multi-stage pattern molding for manufacturing diffractive optical elements (DOE) used for 3D sensors, etc., and light guide path manufacturing used for fingerprint sensors, etc.
  • DOE diffractive optical elements
  • Examples include the molding of resin pillars having an aspect ratio of 10 or more, and the molding of line-and-space extending in various directions for manufacturing a polarizing filter and a retardation filter arranged for each pixel of an AR light guide path or a polarizing camera. For this reason, it is necessary to imprint extremely diverse and complex shapes and release the mold without damaging the pattern.
  • Nanoimprint is a technology for imprint transfer of a mold pattern created by the microfabrication technology developed in the semiconductor process to the resin surface.
  • a Si or quartz glass substrate whose surface has been surface-processed by photolithography or etching is expensive, it is rarely used as a direct mold.
  • the mold is used as a master mold, and the resin to which the pattern is transferred is used as a mold to form a pattern on the target product.
  • the mold transferred from this master mold is called a replica mold.
  • an object of the present invention is to provide an imprinting apparatus capable of seamlessly manufacturing a replica mold and a final product.
  • An imprint device for transferring a fine pattern to an object to be molded in order to achieve the above object, a film supply unit for moving a film between a first roll and a second roll, and the film.
  • the mold release means moves on the film while pressurizing the film and the master mold or the object to be molded, and the release means for separating the film from the master mold or the object to be molded. It may be composed of a release roll.
  • the separating means can be formed so as to move at least one of the first roll and the second roll so that the film is separated from the master mold or the object to be molded.
  • the separating means is formed so as to move at least one of the first roll and the second roll so that the angle between the film and the master mold or the object to be molded is constant. Is preferable.
  • the imprinting apparatus of the present invention may include a gas removing unit for removing gas between the film and the master mold or between the film and the object to be molded.
  • a light irradiation means for irradiating light can be used as the fixing means.
  • the pressurizing portion includes a first pressurizing portion for pressurizing the film and the master mold with a fluid, and a second pressurizing portion for pressurizing the film and the object to be molded with a fluid. You may be prepared.
  • the imprinting apparatus of the present invention can seamlessly produce a replica mold and a final product.
  • the imprinting apparatus of the present invention transfers the replica pattern 21 from the master pattern 11 of the master mold 1 to the film 2, and transfers the fine pattern 31 from the replica pattern 21 of the film 2 to the object 3 to be molded.
  • It is an imprint device for transfer, and is mainly composed of a film supply unit, an arrangement means, a pressurizing unit 6, a fixing means, and a mold release means.
  • the fine pattern 31 means a fine structure that imparts a predetermined function to the object 3 to be molded, and not only a geometric shape composed of irregularities but also a transfer of a mirror surface state having a predetermined surface roughness, for example. Also includes those for transferring a predetermined surface state such as.
  • the fine pattern 31 is formed in various sizes such as 100 ⁇ m or less, 10 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, 100 nm or less, 10 nm or less, and the minimum dimensions of the width, height, and depth of the convex portion and the concave portion in the plane direction are 100 ⁇ m or less.
  • the microstructure corresponds to, for example, a structure for an optical element, a structure for cell culture, and the like. It also includes a microstructure for forming a predetermined structure on the substrate using the object 3 to be molded as a mask.
  • the replica pattern 21 is for transferring the fine pattern 31. Therefore, the replica pattern 21 has a shape obtained by reversing the fine pattern 31.
  • the master pattern 11 is a fine structure formed on the master mold 1 and is for transferring the replica pattern 21. Therefore, the master pattern 11 has an inverted shape of the replica pattern 21, and has substantially the same shape as the fine pattern 31.
  • the master mold 1 is manufactured by surface-processing a substrate such as silicon (Si) or quartz glass by photolithography or etching. Therefore, the master mold 1 is expensive and is rarely used directly as a mold, and usually, a resin to which the replica pattern 21 is transferred from the mold is used as a replica mold.
  • the object to be molded 3 means a fluid material capable of forming a fine pattern 31 from a replica pattern 21.
  • a photocurable resin for example, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin can be used.
  • photocurable resin or thermosetting resin examples include unsaturated hydrocarbons such as vinyl groups and allyl groups such as epoxide-containing compounds, (meth) acrylic acid ester compounds, vinyl ether compounds, and bisallyl nadiimide compounds. Group-containing compounds and the like can be used.
  • a photoreactive initiator may be added to allow the polymerization reaction to proceed by light irradiation to form a molding pattern.
  • a photoreactive radical initiator an acetophenone derivative, a benzophenone derivative, a benzoin ether derivative, a xanthone derivative and the like can be preferably used.
  • thermosetting resin a polymerization-reactive group-containing compound can be used alone for thermal polymerization, and a thermal-reactive initiator is used to improve the thermosetting property. It can also be added and used. Organic peroxides and azo compounds can be preferably used as the heat-reactive radical initiator.
  • the reactive monomer may be used without a solvent, or may be used by dissolving it in a solvent and removing the solvent after coating.
  • thermoplastic resin examples include cyclic olefin resins such as cyclic olefin ring-opening polymerization / hydrogenated products (COP) and cyclic olefin copolymers (COC), acrylic resins, polycarbonates, vinyl ether resins, and perfluoroalkoxyalkanes (PFA). ), Polytetrafluoroethylene (PTFE) and other fluororesins, polystyrene, polyimide-based resins, polyester-based resins and the like can be used.
  • cyclic olefin resins such as cyclic olefin ring-opening polymerization / hydrogenated products (COP) and cyclic olefin copolymers (COC), acrylic resins, polycarbonates, vinyl ether resins, and perfluoroalkoxyalkanes (PFA).
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • other fluororesins polystyrene
  • the object to be molded 3 usually means a film formed on a substrate made of an inorganic compound such as glass, a resin, a metal, or the like, but is simply a substrate or a flexible film. It doesn't matter.
  • the film 2 is for holding the replica material 20 for forming the replica pattern 21, and is made of a flexible resin.
  • the film 2 may be any film that can hold the replica material 20 and can be used in the imprint process.
  • the replica material 20 means a fluid material capable of forming the replica pattern 21 from the master pattern 11 or a material capable of having fluidity by heating or the like.
  • a photocurable resin, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin can be used as the replica material 20.
  • photocurable resin or thermosetting resin examples include unsaturated hydrocarbons such as vinyl groups and allyl groups such as epoxide-containing compounds, (meth) acrylic acid ester compounds, vinyl ether compounds, and bisallyl nadiimide compounds. Group-containing compounds and the like can be used.
  • a photoreactive initiator may be added to allow the polymerization reaction to proceed by light irradiation to form a molding pattern.
  • a photoreactive radical initiator an acetophenone derivative, a benzophenone derivative, a benzoin ether derivative, a xanthone derivative and the like can be preferably used.
  • thermosetting resin a polymerization-reactive group-containing compound can be used alone for thermal polymerization, and a thermal-reactive initiator is used to improve the thermosetting property. It can also be added and used. Organic peroxides and azo compounds can be preferably used as the heat-reactive radical initiator.
  • the reactive monomer used for the photocurable resin or the thermoplastic resin may be used without a solvent, or may be used after being dissolved in a solvent and coated with a solvent.
  • thermoplastic resin examples include cyclic olefin resins such as cyclic olefin ring-opening polymerization / hydrogenated products (COP) and cyclic olefin copolymers (COC), acrylic resins, polycarbonates, vinyl ether resins, and perfluoroalkoxyalkanes (PFA). ), Polytetrafluoroethylene (PTFE) and other fluororesins, polystyrene, polyimide-based resins, polyester-based resins and the like can be used.
  • the film 2 itself may be used as the thermoplastic resin.
  • the film supply unit is for moving the film 2 between the first roll 41 and the second roll 42.
  • the film supply unit may be any as long as the film 2 can be moved to the place where the master mold 1 or the object to be molded 3 is placed.
  • the film 2 wound around the first roll 41 may be formed so that the second roll 42 rotates and winds the film 2 and moves the film 2 from the first roll 41 to the second roll 42.
  • the first roll 41 and the second roll 42 may have any shape as long as the film 2 can be wound around them, but they are usually formed in a cylindrical shape or a cylindrical shape.
  • the first roll 41 and the second roll 42 may have, for example, a rotating shaft for rotating the roll, and may be configured to rotate the rotating shaft by a rotating means such as an electric motor. Of course, it is also possible to rotate it manually.
  • the arranging means is for arranging the film 2 so that at least one of the master mold 1 and the object 3 to be molded overlaps.
  • Examples of the arranging means include a master mold moving means for horizontally aligning the film 2 and the master mold 1, a moving object moving means for horizontally aligning the film 2 and the object 3 to be molded, and the film 2.
  • An elevating means for aligning the master mold 1 with the master mold 1 or the object to be molded 3 in the height direction may be used.
  • the master mold moving means may be any one as long as the master mold 1 or the master mold stage 51 on which the master mold 1 is placed can be moved to a position where it overlaps with the film 2, and a well-known conventionally known one is used. Can be done.
  • any means for moving the object to be molded may be used as long as the object 3 to be molded or the stage 52 for the object to be molded on which the object 3 to be molded can be placed can be moved to a position where it overlaps with the film 2, and has been conventionally known. Well-known ones can be used.
  • the elevating means may be configured to move up and down at least one of the first roll 41 and the second roll 42 of the film supply unit, for example.
  • the pressurizing unit 6 is for pressurizing the film 2 and the master mold 1 or the film 2 and the object 3 to be molded with a fluid.
  • the pressurizing portion 6 may be any one as long as the film 2 and the master mold 1 or the object to be molded 3 can be pressurized.
  • a pressurizing chamber for forming a pressurizing chamber is used.
  • a sealing means 62 that seals between the pressure chamber housing 61 and the pressurizing chamber housing 61 and the film 2, an opening / closing means that opens and closes between the pressurizing chamber housing 61 and the film 2, and a pressurizing chamber. It can be composed of a pressurizing means 64 for adjusting the atmospheric pressure of the.
  • the pressurizing chamber housing 61 is formed in a bottomed tubular shape having an opening, and the opening is closed by the film 2 to form a pressurized chamber which is a closed space. This opening is formed to be at least larger than the region of the replica pattern 21 transferred to the film 2.
  • the material may be any material as long as it has a pressure resistance that can withstand the pressure during molding, and for example, an iron material such as carbon steel or a metal such as SUS can be used.
  • the sealing means 62 brings the pressurizing chamber housing 61 and the film 2 into close contact with each other in order to make the pressurizing chamber closed.
  • an O-ring can be used as the sealing means 62.
  • the O-ring may be arranged in a concave groove shallower than the diameter of the cross section of the O-ring at the film-side end of the side wall of the pressure chamber housing 61.
  • the pressurizing section 6 includes a first pressurizing section for pressurizing the film 2 and the master mold 1, and a second pressurizing section for pressurizing the film 2 and the object 3 to be molded with a fluid. It is also possible to provide two types of pressurizing parts.
  • the fixing means is to fix the replica pattern 21 transferred from the master pattern 11 to the film 2. Further, the fine pattern 31 transferred from the replica pattern 21 is fixed to the object 3 to be molded.
  • an electromagnetic wave having a predetermined wavelength capable of curing the photocurable resin for example, a light source that emits ultraviolet rays can be used as the fixing means.
  • the light source may be a single light source or a plurality of light sources as long as the photocurable resin can be irradiated with light, and the light source should have a uniform illuminance distribution in the resin as much as possible.
  • the light irradiation direction may be any direction as long as the resin is cured. For example, the light may be irradiated from the film 2 side or the stage side.
  • the replica material 20 or the object to be molded 3 is a thermosetting resin
  • a heating means capable of heating to a temperature at which the resin cures can be used as the fixing means.
  • a well-known heater or the like can be used as the heating means.
  • a heating means capable of heating the thermoplastic resin to a glass transition temperature or higher or a melting temperature or higher and a glass transition of the thermoplastic resin are performed. Cooling means capable of cooling below the temperature or below the melting temperature can be used.
  • the heating means may be any as long as it can heat the thermoplastic resin above the glass transition temperature or above the melting temperature.
  • a heater is provided on the stage side to heat the thermoplastic resin from the stage side. Can be used.
  • a resin provided in the pressurizing chamber of the pressurizing unit 6 and heating the thermoplastic resin by radiation from electromagnetic waves such as far infrared rays can also be used.
  • a ceramic heater or a halogen heater provided on the pressurizing chamber side of the pressurizing chamber housing 61 may be used. It is also possible to heat the gas supplied by the pressurizing means 64 and heat it with the gas. Of course, the heating means may be a combination of a plurality of these.
  • the cooling means may be any as long as it can cool the thermoplastic resin below the glass transition temperature or below the melting temperature. Further, the thermoplastic resin may be cooled from the stage side or from the pressurizing chamber side. For example, a cooling water channel provided in the stage to cool the thermoplastic resin from the stage side can be used.
  • the mold release means is for releasing the film 2 from the master mold 1 or the object to be molded 3.
  • the release means can be composed of, for example, a release means 81 and a release roll 82.
  • the separating means 81 is for separating the film 2 from the master mold 1 or the object to be molded 3. Anything may be used as long as the film 2 and the master mold 1 or the object to be molded 3 can be separated from each other.
  • the first roll 41 and the second roll 42 are separated from the master mold 1 or the object to be molded 3 so that the film 2 is separated from the master mold 1 or the object to be molded 3. Any one that moves at least one of the above can be used. Specifically, either the first roll 41 or the second roll 42 may be moved upward to separate the film 2 from the master mold 1 or the object 3 to be molded.
  • the separating means 81 can also serve as the above-mentioned elevating means.
  • the separating means 81 should move at least one of the first roll 41 and the second roll 42 so that the angle between the film 2 and the master mold 1 or the object to be molded 3 is constant. This is good. As a result, any portion of the replica pattern 21 or the fine pattern 31 can be released under the same conditions.
  • the release roll 82 is for moving on the film 2 while pressing the film 2 and the master mold 1 or the object 3 to be molded. If the film 2 is peeled off at once when the film 2 is released, an excessive force or an unbalanced force is applied to the film 2, and the replica pattern 21 and the fine pattern 31 may be damaged. Therefore, in order to prevent this, the release roll 82 is moved from one end to the other end of the master mold 1 or the object to be molded 3 while applying a uniform and appropriate force, so that the replica pattern 21 and the fine pattern 31 are damaged. It can be prevented from doing so.
  • the imprinting apparatus of the present invention may further include a gas removing portion for removing gas between the film 2 and the master mold 1 or the object to be molded 3.
  • the reason for providing the gas removing unit 9 is that when gas exists between the film 2 and the master mold 1 or the film 2 and the object to be molded 3, the film 2 and the master mold 1 or the film 2 and the object to be molded 3 are sufficiently pressed. This is because it cannot be done and may cause transfer failure.
  • a decompression chamber containing at least the master pattern 11 or the replica pattern 21 is formed, and the decompression chamber is depressurized to reduce the pressure between the film 2 and the master mold 1 or between the film 2 and the object 3 to be molded. Anything that removes gas may be used.
  • the pressure is reduced by the master mold stage 51 or the stage 52 for the object to be molded, the frame 91 (see FIG. 16) surrounding the outer periphery of the master mold stage 51 or the stage 52 for the object to be molded, and the film 2. Make up the room.
  • a first moving means capable of relatively moving the pressure chamber housing 61 and the master mold stage 51 or the object to be molded stage 52 in the contacting / separating direction, and the pressure chamber housing 61 and the frame 91.
  • a second moving means capable of relatively moving in the contacting / separating direction and a decompression means 92 such as a decompression pump for depressurizing the pressurizing chamber and the depressurizing chamber are provided. Then, the pressure is reduced in the pressure chamber composed of the pressure chamber housing 61 and the film 2, the master mold stage 51 or the stage 52 for the object to be molded, and the pressure reducing chamber composed of the frame 91 and the film 2.
  • the frame body 91 is provided with a sealing means 93 such as an O-ring that seals between the frame body 91 and the film 2 in the same manner as the sealing means 62 formed in the pressure chamber housing 61 described above. ..
  • a sealing means 94 such as an O-ring between the frame body 91 and the stage 51 for master molding or the stage 52 for an object to be molded.
  • the imprinting apparatus of the present invention may include a master mold coating means and a molded object coating means.
  • the master mold coating means is for coating the replica material 20 on the master mold 1, and for example, a spin coater or the like can be used.
  • the object to be molded object coating means is for coating the object to be molded 3 on a substrate or the like, and for example, a spin coater or the like can be used.
  • the imprint method of the present invention is mainly composed of the replica pattern forming steps shown in FIGS. 1 to 5 and the fine pattern forming steps shown in FIGS. 6 to 10.
  • the replica pattern forming step is a step of forming the replica pattern 21 from the master pattern 11 of the master mold 1, and is composed of a first placement step, a first pressurizing step, a replica pattern fixing step, and a first mold release step. Will be done.
  • the first placement step is a step of stacking the film 2 and the master mold 1.
  • the master mold stage 51 is moved by the master mold moving means to align the film 2 and the master mold 1 in the horizontal direction.
  • the roll 41 and the roll 42 are moved by the elevating means to align the positions of the film 2 and the master mold 1 in the height direction.
  • the film 2 movable between the first roll 41 and the second roll 42 and the master mold 1 coated with the replica material 20 by the replica material coating step are formed.
  • This is the process of pressurizing. Any method may be applied as long as the film 2 and the master mold 1 can be brought into close contact with each other and the master pattern 11 can be filled with the replica material 20.
  • the imprinting apparatus of the present invention is used.
  • the pressure portion 6 of the film 2 may increase the air pressure on the opposite side of the film 2 to the master mold 1 to pressurize the film 2.
  • the replica material coating step is a step of coating the replica material 20 on the master pattern 11 before performing the first pressurizing step. Any method may be used as long as the replica material 20 can be coated on the master mold 1, and for example, a master mold coating means such as a spin coater may be used.
  • a master mold coating means such as a spin coater may be used.
  • the replica pattern fixing step is a step of fixing the replica material 20 and forming the replica pattern 21 on the film 2.
  • the replica material 20 when the replica material 20 is a photocurable resin, it may be cured by irradiating it with an electromagnetic wave having a predetermined wavelength capable of curing the photocurable resin, for example, ultraviolet rays.
  • the replica material 20 is a thermosetting resin
  • the resin may be heated and cured to a temperature at which the thermosetting resin can be cured.
  • the replica material 20 is a thermoplastic resin or the film 2 is used as a thermoplastic resin without using the replica material, the resin is heated to a glass transition temperature or a melting temperature or higher to have fluidity.
  • the first pressurizing step described above may be performed, and then the resin may be cooled to a temperature lower than the glass transition temperature or melting temperature and cured.
  • the replica pattern fixing step may be performed in the pressurizing chamber at the time of pressurization, or may be performed after the pressurizing chamber is opened.
  • the first mold release step is a step of releasing the master mold 1 and the film 2.
  • the master mold 1 and the film 2 may be released in any way as long as they can be released. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the master mold 1 and the film 2 may be separated from the edges and peeled off. .. At this time, as shown in FIG. 4, it is preferable that the master mold 1 and the film 2 are pressed by the release roll 82, and the release roll 82 is released while moving at a constant speed. Further, it is preferable to release the mold while keeping the angle at which the master mold 1 and the film 2 are separated from each other.
  • the fine pattern transfer step is a step of transferring the fine pattern 31 to the object 3 to be molded using the replica pattern 21 created in the replica pattern transfer step, and is a second arrangement step, a second pressurization step, and a fine pattern. It is composed of a fixing process and a second mold release process.
  • the second arrangement step is a step of stacking the film 2 and the object to be molded 3.
  • the stage 52 for the object to be molded is moved by the object moving means to align the film 2 and the object 3 in the horizontal direction.
  • the first roll 41 and the second roll 42 are moved by the elevating means to align the positions of the film 2 and the object 3 in the height direction.
  • the second pressurizing step is a step of pressurizing the film 2 and the object to be molded 3 that can be moved between the first roll 41 and the second roll 42, as shown in FIG. Any method may be applied as long as the film 2 and the object 3 to be molded can be brought into close contact with each other and the replica pattern 21 can be filled with the object 3 to be molded.
  • the present invention The pressure unit 6 of the imprint device may increase the air pressure on the side of the film 2 opposite to the object 3 to be molded and pressurize the film 2.
  • the object to be molded 3 may have a step of applying the object to be molded to the substrate or the like.
  • the object to be molded application step is a step of applying the object to be molded 3 on the substrate before performing the second pressurizing step. Any method may be used as long as the object 3 to be molded can be coated on the substrate, and for example, a means for coating the object to be molded such as a spin coater may be used.
  • the fine pattern fixing step is a step of fixing the object 3 to be molded to form the fine pattern 31.
  • the object 3 to be molded is a photocurable resin
  • it may be cured by irradiating an electromagnetic wave having a predetermined wavelength capable of curing the photocurable resin, for example, ultraviolet rays.
  • the object 3 to be molded is a thermosetting resin
  • the resin may be heated and cured to a temperature at which the thermosetting resin can be cured.
  • the object 3 to be molded is a thermoplastic resin
  • the resin is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature or the melting temperature to provide fluidity, and then the above-mentioned second pressurizing step is performed. It may be cured by cooling to a temperature lower than the glass transition temperature or the melting temperature.
  • the second mold release step is a step of releasing the object 3 to be molded and the film 2. Any method may be used as long as the object 3 to be molded and the film 2 can be released. For example, as shown in FIGS. 9 and 10, the object 3 to be molded and the film 2 are separated from the edges. Just peel it off. At this time, as shown in FIG. 9, it is preferable that the object to be molded 3 and the film 2 are pressed by the release roll 82, and the release roll 82 is released while moving at a constant speed. Further, it is preferable to release the mold while keeping the angle at which the object 3 to be molded and the film 2 are separated from each other.
  • the fine pattern transfer step described above can be repeated many times as long as the replica pattern 21 does not deteriorate. After performing one or more fine pattern transfer steps, the process may return to the first placement step as shown in FIG.
  • the imprint method of the present invention may further include a first gas removing step of removing the gas between the film 2 and the master mold 1.
  • a first gas removing step of removing the gas between the film 2 and the master mold 1. For example, as shown in FIG. 13, the master mold 1 is arranged under the film 2 in the first arrangement step, and as shown in FIG. 14, the film 2 is placed on the side wall and the frame 91 of the pressure chamber housing 61. It is sandwiched between the two to form a decompression chamber. By depressurizing this decompression chamber, the gas between the film 2 and the master mold 1 is removed. After that, the master mold 1 and the film 3 may be overlapped in the first arrangement step to seal the space between the film 2 and the master mold 1.
  • the imprint method of the present invention may further include a gas removing step of removing the gas between the film 2 and the object to be molded 3 in the same manner as the first gas removing step.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

レプリカモールドの作製と最終製品の作製をシームレスに行うことができるインプリント装置を提供することを目的とする。　微細パターンを被成形物３に転写するためのインプリント装置を、第１ロール41と第２ロール42との間でフィルム２を移動するためのフィルム供給部と、フィルム２に、レプリカパターンを形成するためのマスターモールド１および被成形物３の少なくともいずれか一方が重なるように配置するための配置手段と、フィルム２とマスターモールド１又は被成形物３を流体で加圧するための加圧部６と、レプリカパターン又は微細パターンを定着させるための定着手段と、フィルム２をマスターモールド１又は被成形物３から離型する離型手段とで構成する。

Description

インプリント装置
　本発明は、被成形物に微細パターンを転写するためのインプリント装置に関する。
　従来、マイクロオーダ、ナノオーダの微細パターンを形成する方法として、ナノインプリント技術がある。これは、樹脂等の被成形物に微細パターンを有する型を加圧し、熱や光を利用して当該パターンを被成形物に転写するものである（例えば、特許文献１参照）。
　近年、ナノインプリントがスマホや車載の様々な光学部品に使用されるようになり、量産技術としての安定性、コスト低減の解決が重要になっている。量産に伴い加工対象の基板の大型化が進むなか、コスト低減のためには装置構造の簡略化、小型化、製造工程数の低減が求められる。
　現在実用化が進んでいる先端光学部品のナノインプリント加工の例としては、３Ｄセンサーなどに用いる回折光学素子（ＤＯＥ）製造のための複雑な多段のパターン成型、指紋センサーなどに用いる導光路製造のためのアスペクト比１０以上の樹脂ピラー成型、ＡＲの導光路や偏光カメラの画素ごとに配置する偏光フィルタや位相差フィルタ製造のための多様な方向に延伸したラインアンドスペースの成型などがあげられる。このため、極めて多様で複雑な形状を圧印成型し、パターンを損傷せずにモールドを離型する必要がある。
国際公開番号ＷＯ２００４／０６２８８６
　ナノインプリントでは、半導体プロセスで開発された微細加工技術で作成したモールドのパターンを樹脂表面に圧印転写する技術である。しかしフォトリソグラフ、エッチングで表面加工されたＳｉまたは石英ガラスの基板は高価なため、これを直接モールドとして用いることは少ない。通常は、当該モールドをマスターモールドとし、これからパターンを転写された樹脂をモールドとして使用し対象製品上にパターンを形成することが多い。このマスターモールドから転写成型されたモールドをレプリカモールドという。
　従来は、このレプリカモールドの作製と最終製品の作製を別のインプリント装置で行うか、あるいは、同一のインプリント装置で、マスターモールドとレプリカモールドを交換して行っていた。したがって、レプリカモールドの作製と最終製品の作製をシームレスに行うことができず、スループットの妨げとなっていた。
　そこで本発明では、レプリカモールドの作製と最終製品の作製をシームレスに行うことができるインプリント装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、微細パターンを被成形物に転写するためのインプリント装置であって、第１ロールと第２ロールとの間でフィルムを移動するためのフィルム供給部と、前記フィルムに、レプリカパターンを形成するためのマスターモールドおよび前記被成形物の少なくともいずれか一方が重なるように配置するための配置手段と、前記フィルムと前記マスターモールド又は前記被成形物を流体で加圧するための加圧部と、前記レプリカパターン又は前記微細パターンを定着させるための定着手段と、前記フィルムを前記マスターモールド又は前記被成形物から離型する離型手段と、を具備することを特徴とする。
　ここで、前記離型手段は、前記フィルムを前記マスターモールド又は前記被成形物から離間させるための離間手段と、前記フィルムと前記マスターモールド又は前記被成形物を加圧しながら前記フィルム上を移動する離型ロールと、で構成すればよい。
　この場合、前記離間手段は、前記フィルムが前記マスターモールド又は前記被成形物から離間するように、前記第１ロールおよび前記第２ロールの少なくともいずれか一方を移動するように形成することができる。
　また、前記離間手段は、前記フィルムと前記マスターモールド又は前記被成形物との角度が一定になるように、前記第１ロールおよび前記第２ロールの少なくともいずれか一方を移動するように形成する方が好ましい。
　また、本発明のインプリント装置は、前記フィルムと前記マスターモールド又は前記フィルムと前記被成形物の間の気体を除去する気体除去部を備えていてもよい。
　また、前記定着手段は、光を照射するための光照射手段を用いることができる。
　また、前記加圧部は、前記フィルムと前記マスターモールドを流体で加圧するための第１加圧部と、前記フィルムと前記被成形物を流体で加圧するための第２加圧部と、を備えるようにしてもよい。
　本発明インプリント装置は、レプリカモールドの作製と最終製品の作製をシームレスに行うことができる。
第１配置工程時の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第１配置工程後の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第１加圧工程時の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第１離型工程時の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第１離型工程後の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第２配置工程時の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第２配置工程後の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第２加圧工程時の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第２離型工程時の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第２離型工程後の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 第１配置工程時の（ａ）インプリント装置および（ｂ）フィルムの状態を説明する図である。 本発明の別のインプリント装置を示す斜視図である。 本発明の気体除去部を示す断面図である。 減圧室を示す断面図である。 気体除去後のマスターモールドとフィルムを示す断面図である。 本発明の気体除去部を示す平面図である。
　本発明のインプリント装置は、図１に示すように、マスターモールド１のマスターパターン11からレプリカパターン21をフィルム２に転写し、当該フィルム２のレプリカパターン21から微細パターン31を被成形物３に転写するためのインプリント装置であって、フィルム供給部と、配置手段と、加圧部６と、定着手段と、離型手段と、で主に構成される。
　ここで、微細パターン31とは、被成形物３に所定の機能を付与する微細構造を意味し、凹凸からなる幾何学的な形状のみならず、例えば所定の表面粗さを有する鏡面状態の転写のように所定の表面状態を転写するためのものも含む。当該微細パターン31は、平面方向の凸部や凹部の幅や高さ、深さの最小寸法が１００μｍ以下、１０μｍ以下、２μｍ以下、１μｍ以下、１００ｎｍ以下、１０ｎｍ以下等種々の大きさに形成される。微細構造としては、例えば、光学素子のための構造や細胞培養のための構造等が該当する。また、被成形物３をマスクとして基板に所定の構造を形成するための微細構造も含まれる。
　また、レプリカパターン21とは、微細パターン31を転写するためのものである。したがって、レプリカパターン21は、微細パターン31を反転させた形状となる。
　また、マスターパターン11とは、マスターモールド１に形成された微細構造であり、レプリカパターン21を転写するためのものである。したがって、マスターパターン11は、レプリカパターン21を反転させた形状であり、微細パターン31とほぼ同形の形状となる。マスターモールド１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）や石英ガラス等の基板にフォトリソグラフィや、エッチングで表面加工されて製造される。したがって、マスターモールド１は高価であり、これを直接モールドとして用いることは少なく、通常は、当該モールドからレプリカパターン21を転写された樹脂をレプリカモールドとして使用する。
　被成形物３とは、レプリカパターン21から微細パターン31を形成可能な流動性のある材料を意味する。被成形物３の材料としては、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂を用いることができる。
　光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、エポキシド含有化合物類、（メタ）アクリル酸エステル化合物類、ビニルエーテル化合物類、ビスアリルナジイミド化合物類のようにビニル基・アリル基等の不飽和炭化水素基含有化合物類等を用いることができる。
　また、光硬化性樹脂の場合、光反応性の開始剤を添加して光照射により重合反応を進行させて成型パターンを形成できるものでもよい。光反応性のラジカル開始剤としてはアセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、キサントン誘導体等が好適に使用できる。
　また、熱硬化性樹脂の場合、熱的に重合するために重合反応性基含有化合物類を単独で使用することも可能であるし、熱硬化性を向上させるために熱反応性の開始剤を添加して使用することも可能である。熱反応性のラジカル開始剤としては有機過酸化物、アゾ化合物が好適に使用できる。
　なお、反応性モノマーは無溶剤で使用しても良いし、溶媒に溶解して塗布後に脱溶媒して使用しても良い。
　また、熱可塑性樹脂としては、環状オレフィン開環重合／水素添加体（ＣＯＰ）や環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）等の環状オレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ビニルエーテル樹脂、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ポリスチレン、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等を用いることができる。
　被成形物３は、通常は、ガラス等の無機化合物、樹脂又は金属等からなる基板等の上に成膜したものを意味するが、単に基板状のものや可撓性のあるフィルム状のものであっても構わない。
　また、フィルム２とは、レプリカパターン21を形成するためのレプリカ材料20を保持するためのもので、可撓性のある樹脂からなる。フィルム２は、レプリカ材料20を保持できると共に、インプリントプロセスに使用できるものであれば、どのようなものでもよい。
　また、レプリカ材料20とは、マスターパターン11からレプリカパターン21を形成可能な流動性のある材料、又は加熱等により流動性をもたせることができる材料を意味する。レプリカ材料20としては、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂を用いることができる。
　光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、エポキシド含有化合物類、（メタ）アクリル酸エステル化合物類、ビニルエーテル化合物類、ビスアリルナジイミド化合物類のようにビニル基・アリル基等の不飽和炭化水素基含有化合物類等を用いることができる。
　また、光硬化性樹脂の場合、光反応性の開始剤を添加して光照射により重合反応を進行させて成型パターンを形成できるものでもよい。光反応性のラジカル開始剤としてはアセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、キサントン誘導体等が好適に使用できる。
　また、熱硬化性樹脂の場合、熱的に重合するために重合反応性基含有化合物類を単独で使用することも可能であるし、熱硬化性を向上させるために熱反応性の開始剤を添加して使用することも可能である。熱反応性のラジカル開始剤としては有機過酸化物、アゾ化合物が好適に使用できる。
　なお、光硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂に用いる反応性モノマーは無溶剤で使用しても良いし、溶媒に溶解して塗布後に脱溶媒して使用しても良い。
　また、熱可塑性樹脂としては、環状オレフィン開環重合／水素添加体（ＣＯＰ）や環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）等の環状オレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ビニルエーテル樹脂、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ポリスチレン、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等を用いることができる。なお、フィルム２自体を熱可塑性樹脂として用いてもよい。
　フィルム供給部とは、図１に示すように、第１ロール41と第２ロール42との間でフィルム２を移動するためのものである。フィルム供給部は、フィルム２をマスターモールド１又は被成形物３を配置する場所まで移動できればどのようなものでもよい。例えば、第１ロール41に巻き付けられたフィルム２を第２ロール42が回転して巻取り、第１ロール41から第２ロール42へ移動するように形成すればよい。なお、第１ロール41と第２ロール42は、フィルム２を巻きつけることができればどのような形状でもよいが、通常は円筒状又は円柱状に形成される。
　第１ロール41と第２ロール42は、例えば当該ロールを回転するための回転軸を有し、電動モータ等の回転手段で当該回転軸を回転するように構成すればよい。もちろん、手動で回転させることも可能である。
　配置手段は、フィルム２に、マスターモールド１および被成形物３の少なくともいずれか一方が重なるように配置するためのものである。配置手段としては、例えば、フィルム２とマスターモールド１の水平方向の位置合わせを行うマスターモールド移動手段や、フィルム２と被成形物３の水平方向の位置合わせを行う被成形物移動手段、フィルム２とマスターモールド１又は被成形物３との高さ方向の位置合わせを行う昇降手段を用いればよい。
　マスターモールド移動手段は、マスターモールド１又はマスターモールド１を載置するマスターモールド用ステージ51をフィルム２と重なる位置まで移動できればどのようなものでもよく、従来から知られている周知のものを用いることができる。
　また、被成形物移動手段も、被成形物３又は被成形物３を載置する被成形物用ステージ52をフィルム２と重なる位置まで移動できればどのようなものでもよく、従来から知られている周知のものを用いることができる。
　昇降手段は、例えば、フィルム供給部の第１ロール41および第２ロール42の少なくともいずれか一方を昇降移動するように構成すればよい。
　加圧部６は、フィルム２とマスターモールド１又はフィルム２と被成形物３を流体で加圧するためのものである。加圧部６としては、フィルム２とマスターモールド１又は被成形物３を加圧できればどのようなものでもよいが、例えば、図１３に示すように、加圧室を形成するための加圧室用筐体61と、加圧室用筐体61とフィルム２との間を密閉する密閉手段62と、加圧室用筐体61とフィルム２との間を開閉する開閉手段と、加圧室内の気圧を調節する加圧手段64とで構成することができる。
　加圧室用筐体61は、開口部を有する有底筒状に形成され、開口部をフィルム２によって閉じることにより、密閉された空間である加圧室を形成するものである。この開口部は、少なくともフィルム２に転写されるレプリカパターン21の領域より大きく形成される。材質は、成型時の加圧に耐えられる耐圧性等を有していればどのようなものでも良く、例えば、炭素鋼等の鉄材やＳＵＳなどの金属を用いることができる。
　密閉手段62は、加圧室を密室にするために、加圧室用筐体61とフィルム２との間を密接させるものである。密閉手段62としては、例えば、Ｏリングを用いることができる。当該Ｏリングは、加圧室用筐体61の側壁のフィルム側端部にＯリングの断面の直径より浅い凹状の溝を形成して、この溝に配置すれば良い。これにより、フィルム２が加圧室用筐体61とマスターモールド用ステージ51又は被成形物用ステージ52によって挟持されると、当該Ｏリングによって加圧室用筐体61とフィルム２を密接させることができるので、加圧室を確実に密閉することができる。
　なお、加圧部６は、図１２に示すように、フィルム２とマスターモールド１を加圧するための第１の加圧部と、フィルム２と被成形物３を流体で加圧するための第２の加圧部の２種類を備えることも可能である。
　定着手段は、マスターパターン11から転写されたレプリカパターン21をフィルム２に定着させるものである。また、レプリカパターン21から転写された微細パターン31を被成形物３に定着させるものである。
　レプリカ材料20又は被成形物３が光硬化性樹脂の場合には、定着手段として、当該光硬化性樹脂を硬化させることができる所定波長の電磁波、例えば紫外線を放射する光源を用いることができる。また、光源は光硬化性樹脂に光を照射できれば単数でも複数でもよく、樹脂における照度分布ができる限り均一なものがよい。また、光の照射方向は樹脂が硬化すればどのような方向から照射してもよく、例えばフィルム２側から照射してもよいし、ステージ側から照射してもよい。
　レプリカ材料20又は被成形物３が熱硬化性樹脂の場合には、定着手段として、当該樹脂が硬化する温度まで加熱できる加熱手段を用いることができる。加熱手段としては、ヒータ等の周知のものを用いることができる。
　レプリカ材料20又は被成形物３が熱可塑性樹脂の場合には、定着手段として、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上又は溶融温度以上に加熱することができる加熱手段と、当該熱可塑性樹脂をガラス転移温度未満又は溶融温度未満に冷却することができる冷却手段を用いることができる。加熱手段は、熱可塑性樹脂をガラス転移温度以上又は溶融温度以上に加熱することができるものであればどのようなものでも良く、例えば、ステージ側にヒータを設けてステージ側から熱可塑性樹脂を加熱するものを用いることができる。また、加圧部６の加圧室内に設けられ、熱可塑性樹脂を遠赤外線等の電磁波による放射によって加熱するものを用いることもできる。例えば、加圧室用筐体61の加圧室側に設けられたセラミックヒータやハロゲンヒータを用いれば良い。また、加圧手段64が供給する気体を加熱しておき、当該気体によって加熱することもできる。もちろん、加熱手段は、これらを複数組み合わせたものでも構わない。
　冷却手段は、熱可塑性樹脂をガラス転移温度未満又は溶融温度未満に冷却することができるものであればどのようなものでも良い。また、熱可塑性樹脂をステージ側から冷却するものでも、加圧室側から冷却するものでも良い。例えば、ステージ内に冷却用の水路を設けてステージ側から熱可塑性樹脂を冷却するものを用いることができる。
　離型手段は、フィルム２をマスターモールド１又は被成形物３から離型するためのものである。離型手段は、例えば、離間手段81と離型ロール82で構成することができる。
　離間手段81とは、フィルム２とマスターモールド１又は被成形物３を離間させるためのものである。フィルム２とマスターモールド１又は被成形物３が離間できればどのようなものでもよいが、例えば、フィルム２がマスターモールド１又は被成形物３から離間するように、第１ロール41および第２ロール42の少なくともいずれか一方を移動するものを用いることができる。具体的には、第一ロール41又は第２ロール42のいずれか一方を上方に移動させてフィルム２をマスターモールド１又は被成形物３から引き離し、離間すればよい。なお、離間手段81は、上述した昇降手段を兼ねることもできる。
　また、離間手段81は、フィルム２とマスターモールド１又は被成形物３との角度が一定になるように、第１ロール41および第２ロール42の少なくともいずれか一方を移動するものである方がこのましい。これにより、レプリカパターン21又は微細パターン31のどの部分も同一の条件で離型することができる。
　離型ロール82は、フィルム２とマスターモールド１又は被成形物３を加圧しながらフィルム２上を移動するためのものである。フィルム２を離型させる時に一気に剥がすと過度の力や不均衡な力がフィルム２にかかり、レプリカパターン21や微細パターン31が損傷する恐れがある。したがって、それを防ぐために離型ロール82をマスターモールド１又は被成形物３の一端から他端へ加圧しながら移動させ、均一で適正な力をかけることにより、レプリカパターン21や微細パターン31が損傷するのを防止することができる。
　また、本発明のインプリント装置は、図１３～図１６に示すように、フィルム２とマスターモールド１又は被成形物３の間の気体を除去する気体除去部を更に備えていてもよい。気体除去部９を設ける理由は、フィルム２とマスターモールド１又はフィルム２と被成形物３の間に気体が存在すると、フィルム２とマスターモールド１又はフィルム２と被成形物３を十分に押圧することができず、転写不良の原因となり得るからである。
　この気体除去部としては、例えば、少なくともマスターパターン11又はレプリカパターン21を内包する減圧室を形成し、減圧室を減圧することでフィルム２とマスターモールド１又はフィルム２と被成形物３の間の気体を除去するものを用いれば良い。具体例としては、マスターモールド用ステージ51又は被成形物用ステージ52と、マスターモールド用ステージ51又は被成形物用ステージ52の外周を囲む枠体91（図１６参照）と、フィルム２とで減圧室を構成する。また、加圧室用筐体61とマスターモールド用ステージ51又は被成形物用ステージ52を接離方向に相対的に移動可能な第１移動手段と、加圧室用筐体61と枠体91を接離方向に相対的に移動可能な第２移動手段と、加圧室および減圧室を減圧する減圧ポンプ等の減圧手段92を設ける。そして、加圧室用筐体61とフィルム２で構成される加圧室と、マスターモールド用ステージ51又は被成形物用ステージ52と、枠体91およびフィルム２で構成される減圧室を減圧することで、フィルム２とマスターモールド１又はフィルム２と被成形物３の間の流体を除去すればよい。なお、枠体91には、上述した加圧室用筐体61に形成する密閉手段62と同様に、枠体91とフィルム２の間を密閉するＯリング等の密閉手段93を備える方がよい。また、枠体91とマスターモールド用ステージ51又は被成形物用ステージ52の間にも同様に、Ｏリング等の密閉手段94を備える方がよい。
　また、本発明のインプリント装置は、マスターモールド用塗布手段や被成形物塗布手段を備えていてもよい。マスターモールド用塗布手段は、マスターモールド１にレプリカ材料20を塗布するためのもので、例えば、スピンコータ等を用いることができる。また、被成形物塗布手段は、基板等の上に被成形物３を塗布するためのもので、例えば、スピンコータ等を用いることができる。
　次に、本発明のインプリント方法について説明する。本発明のインプリント方法は、図１～図５に示すレプリカパターン形成工程と、図６～図１０に示す微細パターン形成工程と、で主に構成される。
　レプリカパターン形成工程は、マスターモールド１のマスターパターン11からレプリカパターン21を形成する工程で、第１配置工程と、第１加圧工程と、レプリカパターン定着工程と、第１離型工程とで構成される。
　第１配置工程は、フィルム２とマスターモールド１を重ねる工程である。まず、図１に示すように、マスターモールド移動手段によってマスターモールド用ステージ51を移動し、フィルム２とマスターモールド１の水平方向の位置を合わせる。次に、図２に示すように、昇降手段によってロール41とロール42を移動し、フィルム２とマスターモールド１の高さ方向の位置を合わせる。
　第１加圧工程は、図３に示すように、第１ロール41と第２ロール42との間で移動可能なフィルム２と、レプリカ材料塗布工程によってレプリカ材料20が塗布されたマスターモールド１を加圧する工程である。フィルム２とマスターモールド１を密着でき、マスターパターン11にレプリカ材料20を充填できればどのように加圧してもよいが、例えば、フィルム２とマスターモールド１を接触させた後、本発明のインプリント装置の加圧部６によって、フィルム２のマスターモールド１と反対側の気圧を上げて加圧すればよい。
　なお、レプリカ材料塗布工程とは、第１加圧工程を行う前に、マスターパターン11上にレプリカ材料20を塗布する工程である。マスターモールド１上にレプリカ材料20を塗布できればどのように行ってもよいが、例えば、スピンコータ等のマスターモールド用塗布手段を用いればよい。なお、フィルム２を熱可塑性樹脂とし、熱インプリントによってレプリカパターン21をフィルム２に転写する場合には、レプリカ材料塗布工程は不要であり、フィルム２とマスターモールド１は直接加圧される。
　レプリカパターン定着工程とは、レプリカ材料20を定着させてレプリカパターン21をフィルム２上に形成する工程である。例えば、レプリカ材料20が光硬化性樹脂の場合には、当該光硬化性樹脂を硬化させることができる所定波長の電磁波、例えば紫外線を照射して硬化させればよい。また、レプリカ材料20が熱硬化性樹脂の場合には、当該熱硬化性樹脂を硬化させることができる温度まで当該樹脂を加熱して硬化させればよい。また、レプリカ材料20が熱可塑性樹脂の場合又はレプリカ材料を用いないでフィルム２を熱可塑性樹脂として用いる場合には、当該樹脂をガラス転移温度または溶融温度以上に加熱して流動性をもたせてから上述した第１加圧工程を行い、その後、当該樹脂のガラス転移温度または溶融温度未満に冷却して硬化させればよい。レプリカパターン定着工程は、加圧時に加圧室内で行ってもよいし、加圧室を開放した後に行ってもよい。
　第１離型工程とは、マスターモールド１とフィルム２を離型する工程である。マスターモールド１とフィルム２を離型できればどのようにして離型してもよいが、例えば、図４、図５に示すように、マスターモールド１とフィルム２を端から離間させて剥がせばよい。この際、図４に示すように、マスターモールド１とフィルム２を離型ロール82で加圧し、この離型ロール82を一定速度で移動しながら離型する方が好ましい。また、マスターモールド１とフィルム２を離間させる際の角度も一定にしながら離型する方が好ましい。
　微細パターン転写工程とは、レプリカパターン転写工程で作成されたレプリカパターン21を用いて被成形物３に微細パターン31を転写する工程で、第２配置工程と、第２加圧工程と、微細パターン定着工程と、第２離型工程とで構成される。
　第２配置工程は、フィルム２と被成形物３を重ねる工程である。まず、図６に示すように、被成形物移動手段によって被成形物用ステージ52を移動し、フィルム２と被成形物３の水平方向の位置を合わせる。次に、図７に示すように、昇降手段によって第１ロール41と第２ロール42を移動し、フィルム２と被成形物３の高さ方向の位置を合わせる。
　第２加圧工程は、図８に示すように、第１ロール41と第２ロール42との間で移動可能なフィルム２と被成形物３を加圧する工程である。フィルム２と被成形物３を密着でき、レプリカパターン21に被成形物３を充填できればどのように加圧してもよいが、例えば、フィルム２と被成形物３を接触させた後、本発明のインプリント装置の加圧部６によって、フィルム２の被成形物３と反対側の気圧を上げて加圧すればよい。
　なお、被成形物３は、基板等に被成形物３を塗布する被成形物塗布工程を有していてもよい。被成形物塗布工程とは、第２加圧工程を行う前に、基板上に被成形物３を塗布する工程である。基板上に被成形物３を塗布できればどのように行ってもよいが、例えば、スピンコータ等の被成形物塗布手段を用いればよい。
　微細パターン定着工程とは、被成形物３を定着させて微細パターン31を形成する工程である。例えば、被成形物３が光硬化性樹脂の場合には、当該光硬化性樹脂を硬化させることができる所定波長の電磁波、例えば紫外線を照射して硬化させればよい。また、被成形物３が熱硬化性樹脂の場合には、当該熱硬化性樹脂を硬化させることができる温度まで当該樹脂を加熱して硬化させればよい。また、被成形物３が熱可塑性樹脂の場合には、当該樹脂をガラス転移温度または溶融温度以上に加熱して流動性をもたせてから上述した第２加圧工程を行い、その後、当該樹脂のガラス転移温度または溶融温度未満に冷却して硬化させればよい。
　第２離型工程とは、被成形物３とフィルム２を離型する工程である。被成形物３とフィルム２を離型できればどのようにして離型してもよいが、例えば、例えば、図９、図１０に示すように、被成形物３とフィルム２を端から離間させて剥がせばよい。この際、図９に示すように、被成形物３とフィルム２を離型ロール82で加圧し、この離型ロール82を一定速度で移動しながら離型する方が好ましい。また、被成形物３とフィルム２を離間させる際の角度も一定にしながら離型する方が好ましい。
　上述した微細パターン転写工程は、レプリカパターン21が劣化しなければ、何回も繰り返すことができる。微細パターン転写工程を１以上行った後は、図１１に示すように、第１配置工程に戻ればよい。
　なお、本発明のインプリント方法は、図１３～図１５に示すように、フィルム２とマスターモールド１の間の気体を除去する第１気体除去工程を更に備えていてもよい。例えば、図１３に示すように、第１配置工程でマスターモールド１をフィルム２の下に配置し、図１４に示すように、このフィルム２を加圧室用筐体61の側壁と枠体91で挟持して、減圧室を構成する。この減圧室を減圧することでフィルム２とマスターモールド１の間の気体を除去する。この後、第１配置工程でマスターモールド１とフィルム３を重ねることにより、フィルム２とマスターモールド１の間を密閉すればよい。
　また、本発明のインプリント方法は、図示しないが、第１気体除去工程と同様にして、フィルム２と被成形物３の間の気体を除去する気体除去工程を更に備えていてもよい。
　１　マスターモールド
　２　フィルム
　３　被成形物
　６　加圧部
　11　マスターパターン
　20　レプリカ材料
　21　レプリカパターン
　31　微細パターン
　41　第１ロール
　42　第２ロール
　51　マスターモールド用ステージ
　52　被成形物用ステージ
　61　加圧室用筐体
　62　密閉手段
　64　加圧手段
　81　離間手段
　82　離型ロール
　91　枠体
　92　減圧手段
　93　密閉手段
　94　密閉手段

Claims (7)

  1. 　微細パターンを被成形物に転写するためのインプリント装置であって、
    　第１ロールと第２ロールとの間でフィルムを移動するためのフィルム供給部と、
    　前記フィルムに、レプリカパターンを形成するためのマスターモールドおよび前記被成形物の少なくともいずれか一方が重なるように配置するための配置手段と、
    　前記フィルムと前記マスターモールド又は前記被成形物を流体で加圧するための加圧部と、
    　前記レプリカパターン又は前記微細パターンを定着させるための定着手段と、
    　前記フィルムを前記マスターモールド又は前記被成形物から離型する離型手段と、
    を具備することを特徴とするインプリント装置。
  2. 　前記離型手段は、
    　前記フィルムを前記マスターモールド又は前記被成形物から離間させるための離間手段と、
    　前記フィルムと前記マスターモールド又は前記被成形物を加圧しながら前記フィルム上を移動する離型ロールと、
    を具備することを特徴とする請求項１記載のインプリント装置。
  3. 　前記離間手段は、前記フィルムが前記マスターモールド又は前記被成形物から離間するように、前記第１ロールおよび前記第２ロールの少なくともいずれか一方を移動するものであることを特徴とする請求項２記載のインプリント装置。
  4. 　前記離間手段は、前記フィルムと前記マスターモールド又は前記被成形物との角度が一定になるように、前記第１ロールおよび前記第２ロールの少なくともいずれか一方を移動するものであることを特徴とする請求項３記載のインプリント装置。
  5. 　前記フィルムと前記マスターモールド又は前記フィルムと前記被成形物の間の気体を除去する気体除去部を具備することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインプリント装置。
  6. 　前記定着手段は、光を照射するための光照射手段であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインプリント装置。
  7. 　前記加圧部は、前記フィルムと前記マスターモールドを流体で加圧するための第１加圧部と、前記フィルムと前記被成形物を流体で加圧するための第２加圧部と、を具備することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のインプリント装置。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165812A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Obducat Ab 中間スタンプを用いたパターン複製装置
WO2008047540A1 (en) * 2006-09-27 2008-04-24 Toray Industries, Inc. Intermittent film forming system and intermittent film forming method
JP2010161186A (ja) * 2009-01-08 2010-07-22 Bridgestone Corp 光硬化性転写シート、及びこれを用いた凹凸パターンの形成方法
WO2014013563A1 (ja) * 2012-07-18 2014-01-23 アイトリックス株式会社 インプリント装置
JP2014046579A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Toshiba Mach Co Ltd 転写装置、被成形体および転写方法
JP2015513797A (ja) * 2012-02-22 2015-05-14 キャノン・ナノテクノロジーズ・インコーポレーテッド 大面積インプリント・リソグラフィ
WO2015072572A1 (ja) * 2013-11-18 2015-05-21 Ｓｃｉｖａｘ株式会社 離型装置及び離型方法
JP2016213423A (ja) * 2015-05-14 2016-12-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 インプリント方法およびインプリント装置
JP6694101B1 (ja) * 2019-08-09 2020-05-13 Ａｉメカテック株式会社 微細構造転写装置及び微細構造転写方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165812A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Obducat Ab 中間スタンプを用いたパターン複製装置
WO2008047540A1 (en) * 2006-09-27 2008-04-24 Toray Industries, Inc. Intermittent film forming system and intermittent film forming method
JP2010161186A (ja) * 2009-01-08 2010-07-22 Bridgestone Corp 光硬化性転写シート、及びこれを用いた凹凸パターンの形成方法
JP2015513797A (ja) * 2012-02-22 2015-05-14 キャノン・ナノテクノロジーズ・インコーポレーテッド 大面積インプリント・リソグラフィ
WO2014013563A1 (ja) * 2012-07-18 2014-01-23 アイトリックス株式会社 インプリント装置
JP2014046579A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Toshiba Mach Co Ltd 転写装置、被成形体および転写方法
WO2015072572A1 (ja) * 2013-11-18 2015-05-21 Ｓｃｉｖａｘ株式会社 離型装置及び離型方法
JP2016213423A (ja) * 2015-05-14 2016-12-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 インプリント方法およびインプリント装置
JP6694101B1 (ja) * 2019-08-09 2020-05-13 Ａｉメカテック株式会社 微細構造転写装置及び微細構造転写方法

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