JP2007268876A - Pattern transfer method, pattern transfer apparatus and manufacturing method of optical disk - Google Patents

Pattern transfer method, pattern transfer apparatus and manufacturing method of optical disk Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus achieving high-speed pattern transfer by a nano imprinting method. <P>SOLUTION: A stamper having a pattern formed on the surface is butted against a base material having a soft surface, and pressure is applied at a specified temperature so that the pattern is transferred on the surface of the base material. The pattern transfer method includes a process for arranging two or more pairs of the base materials and the stampers by stacking in a pressurizing direction and sandwiching them by a pair of plate-like members having a temperature regulating means for applying pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、表面が軟質の材料からなる基板に対してスタンパにより圧力をかけて、スタンパに形成されたパターンを基板に転写させるパターン転写方法及びパターン転写装置に関するものである。本発明は、さらに光ディスクの製造方法にも関する。   The present invention relates to a pattern transfer method and a pattern transfer apparatus for transferring a pattern formed on a stamper to a substrate by applying pressure to the substrate made of a material having a soft surface with a stamper. The invention further relates to a method of manufacturing an optical disc.

近年、光ディスク、回折格子、導光板及びマイクロレンズアレイなどの光学デバイスにおいては、その小型化・薄形化及び高性能化を図るため、ナノスケールの微細な凹凸パターンを表面に形成することが求められている。   In recent years, optical devices such as optical discs, diffraction gratings, light guide plates, and microlens arrays have been required to form nanoscale fine concavo-convex patterns on the surface for miniaturization, thinning, and high performance. It has been.

従来、プラスチック成形体の表面に微細な凹凸パターンを形成する方法としては、成形品の表面に形成しようとする凹凸パターンの雌形を有する金型キャビティ内に溶融プラスチック材料を注入する射出成形法が用いられてきた。この方法は、成形品の形状や成形材料に関する制約が少ない優れた方法であるが、溶融プラスチック材料を冷えた金型キャビティ内に注入するので、溶融プラスチック材料が金型キャビティ内で流動不足になりやすく、転写される凹凸パターンの微細化や高精度化に限界があった。特に、光学デバイスのように薄形の成形品については、金型キャビティ内における溶融プラスチック材料の流動不足が顕著になり、かつ成形収縮も大きくなることから、成形品に大きな残留応力が発生しやすいという問題も生じていた。この成形品に生じる残留応力は、樹脂材料としてポリカーボネートやポリスチレン等の高屈折率材料を用いた場合には、特に大きな問題となるものである。   Conventionally, as a method of forming a fine concavo-convex pattern on the surface of a plastic molded body, there is an injection molding method in which a molten plastic material is injected into a mold cavity having a female shape of the concavo-convex pattern to be formed on the surface of a molded product. Has been used. This method is an excellent method with few restrictions on the shape and molding material of the molded product, but since the molten plastic material is injected into the cold mold cavity, the molten plastic material becomes insufficiently flowable in the mold cavity. There is a limit to miniaturization and high accuracy of the concavo-convex pattern to be transferred. In particular, for thin molded products such as optical devices, the lack of flow of molten plastic material in the mold cavity becomes significant, and molding shrinkage also increases, so that a large residual stress tends to occur in the molded product. There was also a problem. The residual stress generated in the molded product is a particularly serious problem when a high refractive index material such as polycarbonate or polystyrene is used as the resin material.

かかる問題に対処するため、近年、射出成形法に代わる光学デバイスの成形方法として、表面が軟質の材料からなる基板に対してスタンパにより圧力をかけて、スタンパに形成されたパターンを基板に転写させるナノインプリント法と呼ばれるプレス成型法の一種が用いられている。図10は、ナノインプリント法による光学デバイスの成形方法を模式的に示す図である。図10に示すように、ヒータ101が一体に備えられた上金型102とヒータ103が一体に備えられた下金型104との間に、熱可塑性プラスチックからなる素材シート105を挟み込み、素材シート105にヒータ101,103の熱を加えてその表面を軟化した後、素材シート105に押圧力を加えてその表面に上金型102及び下金型104の表面に形成された所要の凹凸パターン106,107を転写する。   In order to cope with such a problem, as a method for molding an optical device in place of an injection molding method in recent years, a pattern formed on the stamper is transferred to the substrate by applying pressure to the substrate made of a soft material with a stamper. A kind of press molding method called nanoimprint method is used. FIG. 10 is a diagram schematically showing a method for molding an optical device by the nanoimprint method. As shown in FIG. 10, a material sheet 105 made of thermoplastic plastic is sandwiched between an upper mold 102 integrally provided with a heater 101 and a lower mold 104 integrally provided with a heater 103. The surface of the upper mold 102 and the lower mold 104 is formed on the surface by applying a pressing force to the material sheet 105 after the surface of the heater 101 and 103 is softened by applying heat to the heater 105. , 107 are transferred.

このナノインプリント法によれば、ポリカーボネートやポリスチレン等の高屈折率材料を用いて薄形の光学デバイスを成形した場合にも、樹脂の流動不足や成形収縮をほとんど生じないので、成形体中に発生する残留応力が緩和され、品質の高い光学デバイスを製造することができる。   According to this nanoimprint method, even when a thin optical device is molded using a high refractive index material such as polycarbonate or polystyrene, there is almost no resin flow shortage or molding shrinkage, which occurs in the molded body. Residual stress is relaxed, and an optical device with high quality can be manufactured.

特開2003−1705号公報JP 2003-1705 A

しかしながら、図10に示すような成形方法では、基板を一枚ずつパターン転写するため、従来の射出成形法のような高速化は困難であり、このパターン転写工程が光学デバイス製造におけるボトルネックとなるおそれがある。   However, in the molding method as shown in FIG. 10, since the patterns are transferred to the substrates one by one, it is difficult to increase the speed as in the conventional injection molding method, and this pattern transfer process becomes a bottleneck in optical device manufacturing. There is a fear.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、表面が軟質の材料からなる基板に対してスタンパにより圧力をかけて、スタンパに形成されたパターンを基板に転写させるパターン転写を高速に行うことができる方法及び装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and pattern transfer for transferring a pattern formed on a stamper onto a substrate at high speed is performed by applying pressure to the substrate made of a material having a soft surface with a stamper. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus that can be performed.

本発明は、さらに光ディスクの製造方法も提供する。   The present invention further provides a method for manufacturing an optical disc.

本発明者は、上記課題に対して以下のような解決手段を提案する。   The inventor proposes the following means for solving the above problems.

すなわち、本発明は、表面が軟質性を有する基板材料に対して、表面にパターンが形成されたスタンパを当接し、所定温度で加圧することにより、前記基板材料の表面にパターンを転写する方法であって、複数組の基板材料及びスタンパを加圧方向に重ねて配置し、少なくとも片側に温度調整手段を有する1対の板状部材により挟み込んで加圧する工程を含むパターン転写方法を提供するものである。   That is, the present invention is a method of transferring a pattern onto the surface of the substrate material by contacting a stamper with a pattern formed on the surface against a substrate material having a soft surface and applying pressure at a predetermined temperature. A pattern transfer method comprising a step of placing a plurality of sets of substrate materials and stampers in a pressurizing direction and sandwiching and pressing between a pair of plate-like members having temperature adjusting means on at least one side. is there.

本発明は、また、表面が軟質性を有する基板材料の両面に対して、表面にパターンが形成されたスタンパを当接し、所定温度で加圧することにより、前記基板材料の両表面にパターンを転写する方法であって、複数組の基板材料及び1対のスタンパを加圧方向に重ねて配置し、少なくとも片側に温度調整手段を有する1対の板状部材により挟み込んで加圧する工程を含むパターン転写方法を提供するものである。   The present invention also transfers a pattern onto both surfaces of the substrate material by contacting a stamper with a pattern formed on the surface against both surfaces of the substrate material having a soft surface and pressurizing at a predetermined temperature. Pattern transfer including a step of arranging a plurality of sets of substrate materials and a pair of stampers in a pressurizing direction and sandwiching and pressing between a pair of plate members having temperature adjusting means on at least one side A method is provided.

本発明は、また、表面が軟質性を有する基板材料に対して、表面にパターンが形成されたスタンパを当接し、所定温度で加圧することにより、前記基板材料の表面にパターンを転写する方法であって、複数組の基板材料、スタンパ及び基板材料同士の接触を妨げる板状の離隔部材を加圧方向に重ねて配置し、少なくとも片側に温度調整手段を有する1対の板状部材により挟み込んで加圧する工程を含むパターン転写方法を提供するものである。   The present invention also relates to a method of transferring a pattern onto the surface of the substrate material by contacting a stamper with a pattern formed on the surface against a substrate material having a soft surface and applying pressure at a predetermined temperature. A plurality of sets of substrate materials, stampers, and plate-like separation members that prevent contact between the substrate materials are arranged in the pressurizing direction, and are sandwiched by a pair of plate-like members having temperature adjusting means on at least one side. A pattern transfer method including a pressurizing step is provided.

本発明のパターン転写方法では、温度調整手段を有する板状の温度調整部材を1つ以上前記1対の板状部材の間に挟み込んで、パターン転写工程における温度調整を行うことを特徴とする。   In the pattern transfer method of the present invention, one or more plate-like temperature adjusting members having temperature adjusting means are sandwiched between the pair of plate-like members to perform temperature adjustment in the pattern transfer step.

本発明は、また、軟質性を有する基板材料表面にパターンを転写する装置であって、表面にパターンが形成されたスタンパと、前記スタンパ及び基板材料を複数組挟み込んで保持可能な1対の板状部材と、前記1対の板状部材を互いに向けて押圧する手段と、前記1対の板状部材の温度を調整する手段とを有するパターン転写装置を提供するものである。   The present invention is also an apparatus for transferring a pattern to the surface of a flexible substrate material, a stamper having a pattern formed on the surface, and a pair of plates capable of holding a plurality of sets of the stamper and the substrate material. And a means for pressing the pair of plate-shaped members toward each other, and a means for adjusting the temperature of the pair of plate-shaped members.

本発明は、また、表面が軟質性を有する基板材料に対して、表面にパターンが形成されたスタンパを当接し、所定温度で加圧することにより、前記基板材料の表面にパターンを転写して光ディスクを製造する方法であって、複数組の基板材料及びスタンパを加圧方向に重ねて配置し、少なくとも片側に温度調整手段を有する1対の板状部材により挟み込んで加圧する工程を含む光ディスクの製造方法を提供するものである。   The present invention also relates to an optical disc in which a pattern is transferred to the surface of the substrate material by contacting a stamper having a pattern formed on the surface against a substrate material having a soft surface and pressurizing the stamper at a predetermined temperature. A method of manufacturing an optical disc, comprising: a step of arranging a plurality of sets of substrate materials and stampers in a pressurizing direction, and sandwiching and pressing between a pair of plate-like members having temperature adjusting means on at least one side A method is provided.

以上、説明したように、本発明のパターン転写方法、パターン転写装置及び光ディスク製造方法によれば、ナノインプリント法によるパターン転写を高速に行うことができる。例えば、基板材料を加圧方向にN組配置して同時に加圧すれば、1枚ずつパターン転写する場合に比べて、プレス時間を1/Nは短縮される。   As described above, according to the pattern transfer method, pattern transfer apparatus, and optical disc manufacturing method of the present invention, pattern transfer by the nanoimprint method can be performed at high speed. For example, if N sets of substrate materials are arranged in the pressurizing direction and pressed simultaneously, the press time can be shortened by 1 / N compared to the case of pattern transfer one by one.

以下、添付図面を参照しながら、本発明のパターン転写方法、パターン転写装置及び光ディスク製造方法を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図1〜図9は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。   The best mode for carrying out the pattern transfer method, the pattern transfer apparatus, and the optical disc manufacturing method of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 9 are diagrams illustrating embodiments of the present invention. In these drawings, the same reference numerals denote the same components, and the basic configuration and operation are the same. To do.

[第1実施形態]
本発明のパターン転写方法及びパターン転写装置の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態におけるパターン転写工程を模式的に示す図である。図1に示すように、本パターン転写工程では、基板材料2とこれにパターン転写するためのスタンパ1とを複数組用意し、下ステージ3及び上ステージ4の間に挟んで、加熱しながら加圧することによりパターン転写を行う。
[First embodiment]
A first embodiment of a pattern transfer method and a pattern transfer apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing a pattern transfer process in the present embodiment. As shown in FIG. 1, in this pattern transfer process, a plurality of sets of substrate material 2 and stamper 1 for pattern transfer to this are prepared and sandwiched between the lower stage 3 and the upper stage 4 and heated while being heated. The pattern is transferred by pressing.

基板材料2には、例えば、ガラス転移温度が約170℃、厚さ0.1mmのポリカーボネートシートを用いることができる。スタンパ1の基板材料2に接する面には、スパイラル状に溝深さが180nm、溝幅が1μmの案内溝が掘ってある。下ステージ3及び上ステージ4は、図示しないヒータ等を備えており、基板材料2及びスタンパ1に対して、約180℃の温度で5tの力を加えることができる。これにより、基板材料2のポリカーボネートは流動化し、スタンパ1のパターンに倣って変形する。   As the substrate material 2, for example, a polycarbonate sheet having a glass transition temperature of about 170 ° C. and a thickness of 0.1 mm can be used. A guide groove having a groove depth of 180 nm and a groove width of 1 μm is formed in a spiral shape on the surface of the stamper 1 in contact with the substrate material 2. The lower stage 3 and the upper stage 4 are provided with a heater or the like (not shown), and can apply a force of 5 t to the substrate material 2 and the stamper 1 at a temperature of about 180 ° C. Thereby, the polycarbonate of the substrate material 2 is fluidized and deformed following the pattern of the stamper 1.

[第2実施形態]
本発明のパターン転写方法及びパターン転写装置の第2実施形態について説明する。図2は、本実施形態におけるパターン転写工程を模式的に示す図である。図2に示すように、本パターン転写工程では、基板材料2とこれの両面にパターン転写するための1対のスタンパ1とを複数組用意し、下ステージ3及び上ステージ4の間に挟んで、加熱しながら加圧することによりパターン転写を行う。その他の条件は、第1実施形態と同様である。これにより、基板両面へのパターン転写を一度に行うことができる。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the pattern transfer method and pattern transfer apparatus of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing a pattern transfer process in the present embodiment. As shown in FIG. 2, in this pattern transfer process, a plurality of sets of the substrate material 2 and a pair of stampers 1 for pattern transfer on both sides thereof are prepared and sandwiched between the lower stage 3 and the upper stage 4. Then, pattern transfer is performed by applying pressure while heating. Other conditions are the same as in the first embodiment. Thereby, the pattern transfer to both surfaces of the substrate can be performed at a time.

[第3実施形態]
本発明のパターン転写方法及びパターン転写装置の第3実施形態について説明する。図3は、本実施形態におけるパターン転写工程を模式的に示す図である。図3に示すように、本パターン転写工程では、基板材料2とこれにパターン転写するためのスタンパ1とステンレス板5とを複数組用意し、下ステージ3及び上ステージ4の間に挟んで、加熱しながら加圧することによりパターン転写を行う。本実施形態では、円形のスタンパ1と方形の基板材料2を用いるが、基板材料2の隅角部分がスタンパ1に覆われないこととなる。そこで、スタンパ1からはみ出た基板材料2の隅角部分同士の融着を防止するために、基板材料2全体を覆うことができる寸法の厚さ0.5mm程度のステンレス板5を用いることとしている。その他の条件は、第1実施形態と同様である。これにより、任意の寸法形状のスタンパを利用することが可能となる。
[Third embodiment]
A pattern transfer method and a pattern transfer apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram schematically showing a pattern transfer process in the present embodiment. As shown in FIG. 3, in this pattern transfer process, a plurality of sets of the substrate material 2, the stamper 1 and the stainless plate 5 for pattern transfer to this are prepared, and sandwiched between the lower stage 3 and the upper stage 4, Pattern transfer is performed by applying pressure while heating. In the present embodiment, the circular stamper 1 and the rectangular substrate material 2 are used, but the corner portion of the substrate material 2 is not covered by the stamper 1. Therefore, in order to prevent the corner portions of the substrate material 2 protruding from the stamper 1 from being fused, a stainless plate 5 having a thickness of about 0.5 mm capable of covering the entire substrate material 2 is used. . Other conditions are the same as in the first embodiment. This makes it possible to use a stamper having an arbitrary size and shape.

[第4実施形態]
本発明のパターン転写方法及びパターン転写装置の第4実施形態について説明する。図4は、本実施形態におけるパターン転写工程を模式的に示す図である。図4に示すように、本パターン転写工程では、基板材料2とこれにパターン転写するためのスタンパ1とヒータ内蔵ステンレス板7とを複数組用意し、下ステージ3及び上ステージ4の間に挟んで、加熱しながら加圧することによりパターン転写を行う。その他の条件は、第1実施形態と同様である。これにより、多数の基板材料2を同時に処理する場合にも、なるべく均等に加熱することができる。また、加熱にかかる時間も短縮化される。
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the pattern transfer method and pattern transfer apparatus of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram schematically showing a pattern transfer process in the present embodiment. As shown in FIG. 4, in this pattern transfer process, a plurality of sets of the substrate material 2, the stamper 1 for pattern transfer to this, and the heater built-in stainless steel plate 7 are prepared and sandwiched between the lower stage 3 and the upper stage 4. Then, pattern transfer is performed by applying pressure while heating. Other conditions are the same as in the first embodiment. Thus, even when a large number of substrate materials 2 are processed at the same time, they can be heated as evenly as possible. Also, the time required for heating is shortened.

深さが180nm、幅が1μmの案内溝が半径22mmから半径58mmまでスパイラル状に掘ってある内径15mm、外径135mm、厚さ300μmのニッケルスタンパを以下のように作製した。まず、ガラスの上にシランカップリング剤、その上にレジスト剤をスピンコート法により塗布した。次いで、波長405nm、NAが0.6でレジストを感光させた後、感光部を除去した。次いで、ニッケルを蒸着した後、メッキで300μm積層し、ガラスからニッケルを剥離した。   A nickel stamper having an inner diameter of 15 mm, an outer diameter of 135 mm, and a thickness of 300 μm in which guide grooves having a depth of 180 nm and a width of 1 μm were dug spirally from a radius of 22 mm to a radius of 58 mm was produced as follows. First, a silane coupling agent was applied on glass, and a resist agent was applied thereon by spin coating. Next, after the resist was exposed at a wavelength of 405 nm and NA of 0.6, the exposed portion was removed. Subsequently, after vapor-depositing nickel, it laminated | stacked by 300 micrometers by plating, and peeled nickel from glass.

表面に軟質性を保持し得る材料からなる基板として厚さ0.1mmのポリカーボネートを押し出し成型法にて作製した。次いで、内径が15mm、外形は1辺130mmの正方形に裁断した。このポリカーボネート基板のガラス転移温度は170℃であった。   A polycarbonate having a thickness of 0.1 mm was produced by an extrusion molding method as a substrate made of a material capable of maintaining softness on the surface. Subsequently, it cut | judged to the square whose inner diameter is 15 mm and whose external shape is 130 mm on one side. The polycarbonate substrate had a glass transition temperature of 170 ° C.

プレス機は、図5に示すように、温度を上昇させるための加熱部と、加圧するための上下動機構部と、スタンパを複数配置するための設置部で構成される。加熱部は、300℃まで加熱することができ、温度モニタによって温度が検出され、制御部によって温度制御が行なわれる。上下動機構によって、上下加熱部の間に最大10tの加重をかけることができる。上ステージと下ステージには加熱部として、電熱ヒータを内蔵する構造とした。スタンパを設置する設置部は、図6に示すように、中心に直径15mmの支柱があり、その支柱にスタンパとシートを交互に配置することができる構造となっている。上ステージの上部にはこの支柱に加重がかからないように凹部が設けてある。   As shown in FIG. 5, the press machine includes a heating unit for raising the temperature, a vertical movement mechanism unit for applying pressure, and an installation unit for arranging a plurality of stampers. The heating unit can be heated to 300 ° C., the temperature is detected by a temperature monitor, and the temperature is controlled by the control unit. By the vertical movement mechanism, a maximum load of 10 t can be applied between the vertical heating units. The upper stage and the lower stage have a structure in which an electric heater is incorporated as a heating unit. As shown in FIG. 6, the installation portion for installing the stamper has a column having a diameter of 15 mm at the center, and the stamper and the sheet can be alternately arranged on the column. A recess is provided in the upper part of the upper stage so that no load is applied to the support column.

本実施例では、2組のスタンパと基板を使用して、2枚同時にパターン転写を行なう例を示す。その支柱に各スタンパと基板を図7に示すように、下ステージ、ポリカーボネート基板、スタンパ、シリコンゴムシート、スタンパ、ポリカーボネート基板、上ステージの順で配置した。このとき、スタンパのパターン面がポリカーボネートシートの側になるように配置し、シート同士が接触しないようにスタンパの間に厚さ1mmのシリコンゴムシートを挿入した。スタンパの厚さが300μm、基板の厚さが0.1mm、シリコンゴムシートの厚さが1mmであるから、設置部の支柱の高さを2mmとした。   In this embodiment, an example is shown in which two sets of stampers and substrates are used to perform pattern transfer simultaneously on two sheets. As shown in FIG. 7, the stamper and the substrate were arranged on the support column in the order of a lower stage, a polycarbonate substrate, a stamper, a silicon rubber sheet, a stamper, a polycarbonate substrate, and an upper stage. At this time, the stamper was arranged so that the pattern surface of the stamper was on the polycarbonate sheet side, and a silicon rubber sheet having a thickness of 1 mm was inserted between the stampers so that the sheets did not contact each other. Since the thickness of the stamper is 300 μm, the thickness of the substrate is 0.1 mm, and the thickness of the silicon rubber sheet is 1 mm, the height of the column of the installation portion is set to 2 mm.

次いで、上下動機構によって、10tの圧力を加えた。この圧力を保持した状態で、加熱部のヒータによって180℃まで上昇させた。ポリカーボネートのガラス転移温度は170℃であるので、180℃の温度においては、ポリカーボネートは流動性を有しているので、スタンパの形状に倣って変形する。室温まで温度を下げた後、各スタンパと基板を剥離したところ、スタンパのパターンを各基板に転写させることができた。このように、1回のプレスで複数枚の基板に転写を行なうことが可能である。   Next, a pressure of 10 t was applied by the vertical movement mechanism. While maintaining this pressure, the temperature was raised to 180 ° C. by the heater of the heating section. Since the glass transition temperature of polycarbonate is 170 ° C., the polycarbonate has fluidity at a temperature of 180 ° C., and therefore deforms following the shape of the stamper. After the temperature was lowered to room temperature, each stamper and the substrate were peeled off, and the stamper pattern could be transferred to each substrate. As described above, it is possible to perform transfer onto a plurality of substrates with a single press.

次いで、この基板のパターン転写面に、DVD−Rで一般的に使用されているアゾ色素をスピンコート法により塗布した後、マグネトロンスパッタ法により銀を160nm積層させ、基板の厚さが0.1mmでDVD−Rと同様の光記録媒体を作製した。このようにして作製した光情報記録媒体を0.5mmのガラス基板に載せて、DVDと同様のレーザー波長640nm、対物レンズ0.6の光ヘッドにおいて、レーザー光を0.5mmのガラス側から入射させて記録再生を行なったところ、記録再生することができた。   Next, an azo dye generally used in DVD-R is applied to the pattern transfer surface of the substrate by a spin coating method, and then a silver layer of 160 nm is laminated by a magnetron sputtering method, so that the thickness of the substrate is 0.1 mm. Thus, an optical recording medium similar to DVD-R was produced. The optical information recording medium thus produced is placed on a 0.5 mm glass substrate, and laser light is incident from the glass side of 0.5 mm in an optical head with a laser wavelength of 640 nm and an objective lens 0.6 similar to DVD. When recording and playback were performed, recording and playback were possible.

深さが180nm、幅が1μmの案内溝が半径22mmから半径58mmまでスパイラル状に掘ってある内径15mm、外径135mm、厚さ300μmのニッケルスタンパを以下のように作製した。まず、ガラスの上にシランカップリング剤、その上にレジスト剤をスピンコート法により塗布した。次いで、波長405nm、NAが0.6でレジストを感光させた後、感光部を除去した。次いで、ニッケルを蒸着した後、メッキで300μm積層し、ガラスからニッケルを剥離した。   A nickel stamper having an inner diameter of 15 mm, an outer diameter of 135 mm, and a thickness of 300 μm in which guide grooves having a depth of 180 nm and a width of 1 μm were dug spirally from a radius of 22 mm to a radius of 58 mm was produced as follows. First, a silane coupling agent was applied on glass, and a resist agent was applied thereon by spin coating. Next, after the resist was exposed at a wavelength of 405 nm and NA of 0.6, the exposed portion was removed. Subsequently, after vapor-depositing nickel, it laminated | stacked by 300 micrometers by plating, and peeled nickel from glass.

表面に軟質性を保持し得る材料からなる基板として厚さ0.1mmのポリカーボネートを押し出し成型法にて作製した。次いで、内径が15mm、外形は1辺130mmの正方形に裁断した。このポリカーボネート基板のガラス転移温度は170℃であった。
プレス機は、図5に示すように、温度を上昇させるための加熱部と、加圧するための上下動機構部と、スタンパを複数配置するための設置部で構成される。加熱部は、300℃まで加熱することができ、温度モニタによって温度が検出され、制御部によって温度制御が行なわれる。上下動機構によって、ホットプレート間に最大10tの加重をかけることができる。上ステージと下ステージには加熱部として、電熱ヒータを内蔵する構造とした。
A polycarbonate having a thickness of 0.1 mm was produced by an extrusion molding method as a substrate made of a material capable of maintaining softness on the surface. Subsequently, it cut | judged to the square whose inner diameter is 15 mm and whose external shape is 130 mm on one side. The polycarbonate substrate had a glass transition temperature of 170 ° C.
As shown in FIG. 5, the press machine includes a heating unit for raising the temperature, a vertical movement mechanism unit for applying pressure, and an installation unit for arranging a plurality of stampers. The heating unit can be heated to 300 ° C., the temperature is detected by a temperature monitor, and the temperature is controlled by the control unit. The vertical movement mechanism can apply a maximum load of 10 t between the hot plates. The upper stage and the lower stage have a structure in which an electric heater is incorporated as a heating unit.

スタンパを設置する設置部に、図8に示すように10組のスタンパ、ポリカーボネート基板を配置した。次いで、上下動機構によって、10tの圧力を加えた。この圧力を保持した状態で、加熱部のヒータによって180℃まで上昇させた。この際、加熱部から最も離れたスタンパと基板の温度が180℃に達するのに90秒の時間を要した。次いで、次いで室温まで温度を下げた後、各スタンパと基板を剥離したところ、スタンパのパターンを各基板に転写させることができた。加熱部を80秒にした場合は温度が均一でなかったために、ポリカーボネート基板の一部にパターンの転写していない箇所があった。このように、10枚のポリカーボネート基板に1回のプレスでパターン転写する場合、90秒以上加熱しなければならない。   As shown in FIG. 8, 10 sets of stampers and a polycarbonate substrate were arranged in the installation portion where the stampers were installed. Next, a pressure of 10 t was applied by the vertical movement mechanism. While maintaining this pressure, the temperature was raised to 180 ° C. by the heater of the heating section. At this time, it took 90 seconds for the temperature of the stamper and the substrate farthest from the heating unit to reach 180 ° C. Next, after the temperature was lowered to room temperature, each stamper and the substrate were peeled off, and the stamper pattern could be transferred to each substrate. When the heating unit was set to 80 seconds, the temperature was not uniform, and there was a portion where the pattern was not transferred to a part of the polycarbonate substrate. Thus, when pattern transfer is performed on 10 polycarbonate substrates by a single press, heating must be performed for 90 seconds or more.

上記した本発明の第4実施形態に従い、図9に示すように、スタンパの間に加熱部として、電熱器を内蔵したステンレス板を設け、10組のスタンパ、ポリカーボネート基板を配置した。次いで、上下動機構によって、10tの圧力を加えた。この圧力を保持した状態で、加熱部のヒータによって180℃まで上昇させた。この際、加熱部から最も離れたスタンパと基板の温度が180℃に達するのに10秒の時間を要した。次いで、次いで室温まで温度を下げた後、各スタンパと基板を剥離したところ、スタンパのパターンを各基板に転写させることができた。このように、スタンパ間に加熱部を配置することによって、加熱速度を早めることができるため、パターン転写の時間を大幅に短縮することができる。   In accordance with the above-described fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9, a stainless steel plate incorporating an electric heater is provided as a heating unit between stampers, and 10 sets of stampers and a polycarbonate substrate are arranged. Next, a pressure of 10 t was applied by the vertical movement mechanism. While maintaining this pressure, the temperature was raised to 180 ° C. by the heater of the heating section. At this time, it took 10 seconds for the temperature of the stamper and the substrate farthest from the heating unit to reach 180 ° C. Next, after the temperature was lowered to room temperature, each stamper and the substrate were peeled off, and the stamper pattern could be transferred to each substrate. Thus, by arranging the heating unit between the stampers, the heating rate can be increased, and therefore the pattern transfer time can be greatly shortened.

以上、本発明のパターン転写方法及びパターン転写装置について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。   Although the pattern transfer method and the pattern transfer apparatus of the present invention have been described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to these. A person skilled in the art can make various changes and improvements to the configurations and functions of the invention according to the above-described embodiments or other embodiments without departing from the gist of the present invention.

本発明の第1実施形態におけるパターン転写工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the pattern transfer process in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態におけるパターン転写工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the pattern transfer process in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態におけるパターン転写工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the pattern transfer process in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態におけるパターン転写工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the pattern transfer process in 4th Embodiment of this invention. 実施例において用いたプレス機の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the press used in the Example. 実施例において用いたプレス機の設置部の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the installation part of the press used in the Example. 実施例1におけるパターン転写工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a pattern transfer process in Example 1. 実施例2におけるパターン転写工程を示す図である。6 is a diagram showing a pattern transfer process in Example 2. FIG. 実施例3におけるパターン転写工程を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a pattern transfer process in Example 3. ナノインプリント法による光学デバイスの成形方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the shaping | molding method of the optical device by a nanoimprint method.

符号の説明Explanation of symbols

1 スタンパ
2 基板材料
3 下ステージ
4 上ステージ
5 ステンレス板
6 シリコンゴムシート
7 ヒータ内蔵ステンレス板
101,103 ヒータ
102 上金型
104 下金型
105 素材シート
106,107 凹凸パターン
1 Stamper 2 Substrate material 3 Lower stage 4 Upper stage 5 Stainless steel plate 6 Silicon rubber sheet 7 Heater built-in stainless steel plate 101, 103 Heater 102 Upper die 104 Lower die 105 Material sheet 106, 107 Concavity and convexity pattern

Claims (6)

表面が軟質性を有する基板材料に対して、表面にパターンが形成されたスタンパを当接し、所定温度で加圧することにより、前記基板材料の表面にパターンを転写する方法であって、
複数組の基板材料及びスタンパを加圧方向に重ねて配置し、少なくとも片側に温度調整手段を有する1対の板状部材により挟み込んで加圧する工程を含むパターン転写方法。
A method of transferring a pattern to the surface of the substrate material by contacting a stamper having a pattern formed on the surface against a substrate material having a soft surface and pressurizing at a predetermined temperature,
A pattern transfer method including a step of arranging a plurality of sets of substrate materials and stampers in a pressurizing direction and sandwiching and pressing between a pair of plate-like members having temperature adjusting means on at least one side.
表面が軟質性を有する基板材料の両面に対して、表面にパターンが形成されたスタンパを当接し、所定温度で加圧することにより、前記基板材料の両表面にパターンを転写する方法であって、
複数組の基板材料及び1対のスタンパを加圧方向に重ねて配置し、少なくとも片側に温度調整手段を有する1対の板状部材により挟み込んで加圧する工程を含むパターン転写方法。
A method of transferring a pattern to both surfaces of the substrate material by contacting a stamper with a pattern formed on the surface against both surfaces of the substrate material having a soft surface and pressurizing at a predetermined temperature,
A pattern transfer method including a step of arranging a plurality of sets of substrate materials and a pair of stampers in a pressurizing direction and sandwiching and pressing between a pair of plate-like members having temperature adjusting means on at least one side.
表面が軟質性を有する基板材料に対して、表面にパターンが形成されたスタンパを当接し、所定温度で加圧することにより、前記基板材料の表面にパターンを転写する方法であって、
複数組の基板材料、スタンパ及び基板材料同士の接触を妨げる板状の離隔部材を加圧方向に重ねて配置し、少なくとも片側に温度調整手段を有する1対の板状部材により挟み込んで加圧する工程を含むパターン転写方法。
A method of transferring a pattern to the surface of the substrate material by contacting a stamper having a pattern formed on the surface against a substrate material having a soft surface and pressurizing at a predetermined temperature,
Placing a plurality of sets of substrate materials, stampers and plate-like separation members that prevent contact between the substrate materials in the pressurizing direction, and sandwiching and pressing between a pair of plate-like members having temperature adjusting means on at least one side A pattern transfer method comprising:
温度調整手段を有する板状の温度調整部材を1つ以上前記1対の板状部材の間に挟み込んで、パターン転写工程における温度調整を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のパターン転写方法。   4. The temperature adjustment in the pattern transfer step is performed by sandwiching one or more plate-like temperature adjustment members having temperature adjustment means between the pair of plate-like members. 5. The pattern transfer method according to Item. 軟質性を有する基板材料表面にパターンを転写する装置であって、
表面にパターンが形成されたスタンパと、
前記スタンパ及び基板材料を複数組挟み込んで保持可能な1対の板状部材と、
前記1対の板状部材を互いに向けて押圧する手段と、
前記1対の板状部材の温度を調整する手段とを有するパターン転写装置。
An apparatus for transferring a pattern to the surface of a substrate material having flexibility,
A stamper with a pattern formed on the surface;
A pair of plate-like members capable of holding a plurality of sets of the stamper and the substrate material;
Means for pressing the pair of plate-shaped members toward each other;
A pattern transfer apparatus comprising: means for adjusting a temperature of the pair of plate-like members.
表面が軟質性を有する基板材料に対して、表面にパターンが形成されたスタンパを当接し、所定温度で加圧することにより、前記基板材料の表面にパターンを転写して光ディスクを製造する方法であって、
複数組の基板材料及びスタンパを加圧方向に重ねて配置し、少なくとも片側に温度調整手段を有する1対の板状部材により挟み込んで加圧する工程を含む光ディスクの製造方法。
This is a method of manufacturing an optical disc by transferring a pattern onto the surface of the substrate material by contacting a stamper with a pattern formed on the surface against a substrate material having a soft surface and applying pressure at a predetermined temperature. And
A method of manufacturing an optical disc, comprising: a step of arranging a plurality of sets of substrate materials and stampers in a pressurizing direction, and sandwiching and pressing between a pair of plate-like members having temperature adjusting means on at least one side.
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