JP2008100380A - 転写装置及び転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、両面の離型性が異なる場合でも、微細構造を樹脂部材の両面に同時に効率的に転写することができ、且つ離型も容易に行うことのできる転写装置及び転写方法を提供することを課題とする。
【解決手段】転写装置は、転写部材３０の表面に微細構造１３Ａ，２３Ａを転写する。転写装置は、転写部材３０を間に挟むよう構成された第１及び第２の型１０，２０を有する。第１及び第２の型１０，２０の夫々に、微細構造１３Ａ，２３Ａが形成された第１及び第２のスタンパ１３，２３が取り付けられる。第１及び第２の型１０，２０の少なくとも一方は、第１又は第２のスタンパを保持する内型１１とその周囲に配置された外型１２とを含む。内型１１と外型１２は互いに移動可能に構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は転写装置及び転写方法に係わり、特に樹脂の表面に微細構造を転写するための転写装置及び転写方法に関する。

樹脂レンズのような光学部品の表面に微細構造を形成する方法として、射出成形用の金型の表面に微細構造を形成しておき、樹脂成形時に金型の微細構造を成形品の表面に転写する方法が知られている。

射出成形時に微細構造を転写する場合、微細構造の形状によっては樹脂がその形状にうまく充填されないことがある。例えば、成形品の表面に微細構造としてアスペクト比の大きい微細な突起を形成する場合、金型の表面には形成する突起の形状に対応した微細な穴が形成されるが、樹脂の射出成形時にこのような深い微細な穴に樹脂を完全に充填することが難しいことがある。また、射出成形を用いると、射出成形サイクルを行うこととなり、冷却時間等を含めて長い時間が必要となり、生産性がよくないという問題もある。

また、予め所望の構造や意匠を有するシートを射出成形時にモールドする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。さらに、意匠を転写するシートを金型の両面に設けて射出成形を行う方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。これらの方法では、やはり射出成形の時間がかかるうえ、転写シートの意匠が微細な構造にし難いという問題もある。

そこで、スタンパを用いて、微細構造を有する型を樹脂部材の表面に押圧（スタンプ）して微細構造を転写することが考えられる。スタンパでの転写工程は、射出成形のように溶融樹脂を用いることなく、樹脂部材に型を押圧する工程だけであるので、射出成形による転写よりは格段に短い時間で転写を行うことができる。
特開２００５−１０４００２号公報 特開２００４−２５６３５号公報

近年、微細構造を両面に有する樹脂部品の要求が光学分野や医療・バイオ分野で高まっている。このような要求に答えるべく、両面を同時にスタンパ型で押圧して微細構造を両面に転写することが考えられる。

ところが、微細構造をスタンパで樹脂部材の両面に同時にスタンプするような処理はこれまで行われた例はほとんどなく、最適な転写条件や転写方法は提案されていない。例えば、スタンパ型の離型性が両側の型で異なるような場合がある。離型性は転写する微細構造の形状や寸法に依存するためであり、両側の微細構造が異なると離型性を考慮してスタンパ型の動作と転写成形品の取り出しを制御しなければならない。これまでに、微細構造による離型性を考慮した転写工程の制御は行われておらず、両面転写における最適な転写工程を実現可能な方法の開発が望まれている。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、両面の離型性が異なる場合でも、微細構造を樹脂部材の両面に同時に効率的に転写することができ、且つ離型も容易に行うことのできる転写装置及び転写方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、転写部材の表面に微細構造を転写する転写装置であって、該樹脂部材を間に挟むよう構成された第１及び第２の型と、該第１及び第２の型に夫々取り付けられ、前記転写部材に転写する微細構造が形成された第１及び第２のスタンパとを有し、前記第１及び第２の型の少なくとも一方は、前記第１又は第２のスタンパを保持する内型と該内型の周囲に配置された外型とを含み、該内型と該外型は互いに移動可能に構成されたことを特徴とする転写装置が提供される。

本発明による転写装置において、前記第１及び第２の型の各々は、対応する前記第１及び第２のスタンパを保持する面に開口した第１の空気通路を有することが好ましい。また、 前記第１の型は前記内型と前記外型とを含み、前記第２の型は前記第２のスタンパを貫通して表面に開口する離型用空気通路に接続された第２の空気通路を有することが好ましい。さらに、前記第１の型の前記外型は、前記転写部材に対向する面に開口した第３の空気通路を有することが好ましい。

また、本発明による転写装置において、前記第１及び第２の型の各々は前記内型と前記外型とを含み、前記第１及び第２の型の前記内型は、対応する前記第１及び第２のスタンパを保持する面に開口した第１の空気通路を有することとしてもよい。前記第１及び第２の型の前記内型は、前記第１及び第２のスタンパを貫通して表面に開口する離型用空気通路に接続された第２の空気通路を有することが好ましい。

また、本発明によれば、上述の転写装置により転写部材の表面に微細構造を転写する転写方法であって、前記第１及び第２のスタンパで前記転写部材を挟んで押圧することにより前記微細構造を前記転写部材の表面に転写し、前記第１の型の前記外型と前記第２の型との間で前記転写部材を挟んだまま、前記内型を移動して前記第１のスタンパを離型し、前記第２のスタンパの離型用空気通路を介して前記第２のスタンパと前記転写部材との間に空気を吐出して前記第２のスタンパを離型することを特徴とする転写方法が提供される。

さらに、本発明によれば、上述の転写装置により転写部材の表面に微細構造を転写する転写方法であって、前記第１と第２のスタンパで前記転写部材を挟んで押圧することにより前記微細構造を前記転写部材の表面に転写し、前記第１の型の前記外型と前記内型とを同時に移動して前記第１のスタンパを離型し、前記第２のスタンパの離型用空気通路を介して前記第２のスタンパと前記転写部材との間に空気を吐出して前記第２のスタンパを離型することを特徴とする転写方法が提供される。

本発明によれば、同時に転写する両面に対する離型性が異なっていても、離型性を考慮して先に離型する面を選択することができ、転写部材に対して負荷をかけずに容易に転写部材を離型することができる。したがって、転写部材の表面に転写した微細構造の形状や寸法を損なうことなく、精度の高い転写を行うことができる。

まず、本発明の第１実施形態による転写装置について、図１を参照しながら説明する。 図１は本発明の第１実施形態による転写装置の概略断面図である。

本発明の第１実施形態による転写装置は、上金型１０（第１の型）と下金型２０（第２の型）とを有する。上金型１０は、内型１１とその周囲を取り囲むように設けられた外型１２とを有する。内型１１と外型１２とは互いに移動可能に構成されている。なお、図１に示す例では、上金型１０が上側に配置され下金型２０が下側に配置されているため、便宜上上金型１０、下金型２１と称しているが、上下を逆にして配置する場合もあり、その場合は上金型１０が下側となり下金型２０が上側となる。以下、上金型１０を第１の型と称し、下金型２０を第２の型と称する。この場合、第１の型１０が、内型１１と外型１２を有する構成であり、第２の型２０は一つの型である。

第１の型１０の内型１１には、第１のスタンパ１３が取り付けられる。第１のスタンパ１３は表面に微細構造１３Ａが形成されている。内型１１の表面において、第１のスタンパ１３に対向する部分には、スタンパ吸引用空気通路（第１の空気通路）１４が開口している。第１の空気通路１４を介して第１のスタンパ１３を吸引することにより、第１のスタンパ１３を内型１１に保持することができる。また、外型１２には、スタンパの微細構造が転写される転写部材３０を吸引して第１の型１０上に保持するための転写部材固定用空気通路（第３の空気通路）１５が設けられている。ただし、転写装置の使い方によっては、転写部材３０を第１の型１０上に保持する必要がない場合があり、このような場合には第１の型１０の外型１１に第３の空気通路１５を設ける必要はない。

なお、第１の型の内型１１の内部には、ヒータ１６が埋め込まれ且つ冷媒通路１７が設けられて局所温調部が形成されており、取り付けられた第１のスタンパ１３を局部的に加熱又は冷却（局所温調）することができるように構成されている。なお、局所温調部の構成については後述する。

第２の型２０は、単一のコア２１よりなる。コア２１の表面には、第２のスタンパ２３が収容される凹部が形成されており、第２のスタンパ２３はこの凹部に収容されることでコア２１上で位置決めされる。第２のスタンパ２３は表面に微細構造２３Ａが形成されている。凹部の内面には、スタンパ吸引用空気通路（第１の空気通路）２４が開口している。第１の空気通路２４を介して第２のスタンパ２３を吸引することにより、第２のスタンパ２３をコア２１の凹部に保持することができる。

第２のスタンパ２３の表面には離型用空気通路２３ａが開口している。離型用空気通路２３ａは第２のスタンパ２３を貫通して延在しており、コア２１に形成された離型用空気通路（第２の空気通路）２５に接続される。第２の空気通路２５と離型用空気通路２３ａを通じて空気を吐出することにより、第２のスタンパ２３と転写部材３０との間に空気を供給することができ、これにより転写部材３０を第２のスタンパ２３から離型させることができる。また、第２の空気通路２５と離型用空気通路２３ａを介して、第２のスタンパ２３上に載置された転写部材３０を吸引して固定することもできる。

なお、第２の型２０のコア２１の内部には、ヒータ２６が埋め込まれ且つ冷媒通路２７が設けられて局所温調部が形成されており、取り付けられた第２のスタンパ２３を局部的に加熱又は冷却（局所温調）することができるように構成されている。

上述のような構成の転写装置において、図１に示す例では第２の型２０が固定され、第２の型２０の上側に第１の型１０が配置され、転写部材３０は第１のスタンパ１３と第２のスタンパ２３との間に配置される。図１に示す例では、転写部材３０は第２のスタンパ２３上に載置されている。この状態で第１の型１０を下降させることにより、転写部材３０を、第１のスタンパ１３と第２のスタンパ２３との間に挟み込み、押圧することで、第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａと第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａとを同時に転写部材３０の両面に転写することができる。

転写装置は、第１の型１０と第２の型２０の少なくとも一方を移動させる移動機構が設けられているが、移動機構は周知の機構であり、その図示は省略する。また、本実施形態では、第１の型１０の内型１１と外型１２とを相対的に移動させる移動機構も設けられているが、この移動機構についても周知の機構であり、その図示は省略する。

なお、微細構造１３Ａ，２３Ａが転写される転写部材３０は、第１及び第２のスタンパ１３，２３を押圧することで変形可能な材料であればどのような材料でもかまわなが、例えば、転写部材３０として、厚さ１〜２ｍｍの樹脂板を用いることができる。また、第１および第２のスタンパ１３，２３の材料としては、転写部材３０として樹脂板を用いる場合、半導体ウェハを形成する際に用いる結晶シリコン板等により形成することができる。

次に本実施形態による転写装置を用いた転写方法の一例について説明する。

図２は第１の型１０を上型とし第２の型２０を下型として転写を行う方法を示す図である。図２に示す転写方法は、第１の型１０の第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａのほうが、第２の型２０の第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａより離型しやすい場合に好適である。

まず、図２（ａ）に示すように、下型である第２の型２０の上に転写部材３０を載置する。第２の型２０には第２のスタンパ２３が取り付けられており、転写部材３０の下面の転写される部分が第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａに対向するように配置される。第２のスタンパ２３は、第１の空気通路２４を介して吸引され、コア２１の凹部内に固定されている。上型である第１の型１０の内型１１には、第１のスタンパ１３が取り付けられている。第１のスタンパ１３は、第１の空気通路１４を介して吸引することにより、内型１１上に保持される。また、第２の型２０のコア２１に設けられた第２の空気通路２５と第２のスタンパ２３を貫通する離型用空気通路２３ａを介して転写部材３０を吸引して固定することとしてもよい。

次に、図２（ｂ）に示すように、第１の型１０のヒータ１６に通電して第１のスタンパ１３を局所的に加熱する。同様に第２の型２０のヒータ２６に通電して第２のスタンパ２３を局所的に加熱する。この加熱により、転写部材３０の表面部分が加熱され、微細構造１３Ａ，２３Ａに沿って転写部材の表面が変形しやすくなる。

続いて、図２（ｃ）に示すように、第１の型１０を下降させ、第１のスタンパ１３と第２のスタンパ２３との間に転写部材３０を挟み込み、第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａと第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａを転写部材３０に押圧する。これにより、転写部材３０の上面に微細構造１３Ａが転写され、転写部材３０の下面に微細構造２３Ａが転写される。この際、第１の通路１４，２４を介して第１及び第２のスタンパ１３，２３に空気圧を加えて転写圧を増大させることとしてもよい。転写が終了すると、冷媒通路１７，２７に冷却水が供給され、第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａが形成された部分及び第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａが形成された部分は、局所的に冷却される。

次に、図２（ｄ）に示すように、第１の型１０の内型１１のみを上昇させて、第１のスタンパ１３を転写部材３０から離型させる。このとき、転写部材３０の外周は第１の型１０の外型１２と第２の型２０のコア２１との間に挟まれた状態であり、転写部材３０は第２の型２０上に保持されたままである。続いて、図２（ｅ）に示すように、第１の型１０の外型１２も上昇させて、第１及び第２の型１０，２０を開いた状態とする。

ここで、上述の動作では、まず内型１１のみを上昇させ、続いて外型１２を上昇させているが、第１のスタンパ１３を容易に転写部材３０から離型させることができる場合、内型１１と外型１２を同時に上昇させてもよい。すなわち、第１の型１０全体を上昇させて、第１のスタンパ１３を転写部材３０から離型させることとしてもよい。

第１のスタンパ１３の離型が終了したら、図２（ｆ）に示すように、第２の型２０のコア２１に設けられた第２の空気通路２５と第２のスタンパ２３を貫通する離型用空気通路２３ａを介して、第２のスタンパ２３と転写部材３０との間に空気を吐出する。この空気の供給により転写部材３０は第２のスタンパ２３から離型し、転写部材３０は転写装置から取り出される。第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａが離型し難い形状や寸法であっても、空気の圧力で容易に離型させることができる。空気の圧力で離型させることにより、転写部材３０に局所的に大きな力を加えずに転写部材３０を第２のスタンパ３０から引き離すことができ、転写部材３０に転写された微細構造に損傷を与えることなく、離型を行うことができる。

次に本実施形態による転写装置を用いた転写方法の他の例について説明する。

図３は第２の型２０を上型とし第１の型１０を下型として転写を行う方法を示す図である。図３に示す転写方法は、第１の型１０の第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａのほうが、第２の型２０の第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａより離型しやすい場合に好適である。

まず、図３（ａ）に示すように、下型である第１の型１０の上に転写部材３０を載置する。第１の型１０の内型１１には第１のスタンパ１３が取り付けられており、転写部材３０の下面の転写される部分が第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａに対向するように配置される。第１のスタンパ１３は、第１の空気通路１４を介して吸引され、内型１１上に固定されている。上型である第２の型２０のコア２１には、第２のスタンパ２３が取り付けられている。第２のスタンパ２３は、第１の空気通路２４を介して吸引することにより、コア２１の凹部に保持される。また、第１の型１０の外型１２に設けられた第３の通路１５を介して転写部材３０を吸引して第１の型１０上に固定することとしてもよい。

次に、図３（ｂ）に示すように、第１の型１０のヒータ１６に通電して第１のスタンパ１３を局所的に加熱する。同様に第２の型２０のヒータ２６に通電して第２のスタンパ２３を局所的に加熱する。この加熱により、転写部材３０の表面部分が加熱され、微細構造１３Ａ，２３Ａに沿って転写部材の表面が変形しやすくなる。

続いて、図３（ｃ）に示すように、第２の型２０を下降させ、第１のスタンパ１３と第２のスタンパ２３との間に転写部材３０を挟み込み、第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａと第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａを転写部材３０に押圧する。これにより、転写部材３０の上面に微細構造１３Ｂが転写され、転写部材３０の下面に微細構造１３Ａが転写される。この際、第１の通路１４，２４を介して第１及び第２のスタンパ１３，２３に空気圧を加えて転写圧を増大させることとしてもよい。転写が終了すると、冷媒通路１７，２７に冷却水が供給され、第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａが形成された部分及び第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａが形成された部分は、局所的に冷却される。

次に、図３（ｄ）に示すように、第１の型１０の外型１２のみを上昇させるか内型１１のみを下降させて、第１のスタンパ１３を転写部材３０から離型させる。これと同時に、第２の型２０も上昇させて第２のスタンパ２３を転写部材３０から離型させる。この際、第２の型２０のコア２１に設けられた第２の空気通路２５と第２のスタンパ２３を貫通する離型用空気通路２３ａを介して、第２のスタンパ２３と転写部材３０との間に空気を吐出する。この空気の供給により転写部材３０を第２のスタンパ２３から容易に離型させることができ、転写部材３０は第１の型１０の外型１２上に載置されたままとなる。離型が終了したら、第３の空気通路１５からの吸引を停止し、転写部材３０を転写装置から取り出す。

上述の転写方法によれば、第１のスタンパ１３と第２のスタンパ２３とを同時に離型することができ、少ない工程で転写を行うことができる。

次に本実施形態による転写装置を用いた転写方法の更に他の例について説明する。

図４は第１の型１０と第２の型２０とを横並びに配置して転写を行う方法を示す図である。まず、図４（ａ）に示すように、第２の型２０に転写部材３０を取り付ける。この際、第２の型２０のコア２１に設けられた第２の空気通路２５と第２のスタンパ２３を貫通する離型用空気通路２３ａを介して転写部材３０を吸引して固定する。あるいは、図４（ｂ）に示すように、転写部材３０を第１の型１０に取り付けてもよい。この際、第１の型１０の外型１２に設けられた第３の空気通路１５を介して転写部材３０を吸引して第１の型１０に固定する。

第１の型１０の内型１１には第１のスタンパ１３が取り付けられており、転写部材３０の下面の転写される部分が第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａに対向するように配置される。第１のスタンパ１３は、第１の空気通路１４を介して吸引され、内型１１上に固定されている。第２の型２０のコア２１には、第２のスタンパ２３が取り付けられている。第２のスタンパ２３は、第１の空気通路２４を介して吸引することにより、コア２１の凹部に保持される。

次に、図４（ｃ）に示すように、第１の型１０のヒータ１６に通電して第１のスタンパ１３を局所的に加熱する。同様に第２の型２０のヒータ２６に通電して第２のスタンパ２３を局所的に加熱する。この加熱により、転写部材３０の表面部分が加熱され、微細構造１３Ａ，２３Ａに沿って転写部材の表面が変形しやすくなる。

続いて、図４（ｄ）に示すように、第１の型１０又は第２の型２０を水平方向に移動し、第１のスタンパ１３と第２のスタンパ２３との間に転写部材３０を挟み込み、第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａと第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａを転写部材３０に押圧する。これにより、転写部材３０の左側の面に微細構造１３Ａが転写され、転写部材３０の右側の面に微細構造１３Ｂが転写される。この際、第１の通路１４，２４を介して第１及び第２のスタンパ１３，２３に空気圧を加えて転写圧を増大させることとしてもよい。転写が終了すると、冷媒通路１７，２７に冷却水が供給され、第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａが形成された部分及び第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａが形成された部分は、局所的に冷却される。

次に、図４（ｅ）に示すように、第１の型１０の外型１２のみを水平移動させるか内型１１のみを水平移動させて、第１のスタンパ１３を転写部材３０から離型させる。これと同時に、第２の型２０も水平移動させて第２のスタンパ２３を転写部材３０から離型させる。この際、第２の型２０のコア２１に設けられた第２の空気通路２５と第２のスタンパ２３を貫通する離型用空気通路２３ａを介して、第２のスタンパ２３と転写部材３０との間に空気を吐出する。この空気の供給により転写部材３０を第２のスタンパ２３から容易に離型させることができ、転写部材３０は第１の型１０の外型１２上に保持されたままとなる。

離型が終了したら、図４（ｆ）に示すように、第３の空気通路１５からの吸引を停止し、転写部材３０を転写装置から取り出すことができる。

上述の転写方法によれば、第１のスタンパ１３と第２のスタンパ２３とを同時に離型することができ、少ない工程で転写を行うことができる。

次に、本発明の第２実施形態による転写装置について、図５を参照しながら説明する。図５は本発明の第２実施形態による転写装置の概略断面図である。図５において図１に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本実施形態による転写装置は、図１に示す転写装置において、第１の型１０Ａの内型１１Ａに離型用空気通路（第２の空気通路）１８Ａを設けている。そして、第２の型１０Ｂを第１の型１０Ａと同じ構造としている。

図５において、第１の型１０Ａには第２のスタンパ２３が取り付けられ、第２の空気通路１８Ａは、第２のスタンパ２３の離型用空気通路２３ａに接続されている。一方、第２の型１０Ｂの内型１１Ｂに設けられた第２の空気通路１８Ｂは、第１のスタンパ１３に形成された離型用空気通路１３ａに接続されている。

なお、図１に示す例では第１のスタンパ１３が上型（第１の型１０）に取り付けられ、第２のスタンパ２３が下型（第２の型２０）に取り付けられているが、図５に示す例では反対に、第２のスタンパ２３が上型（第１の型１０Ａ）に取り付けられ、第１のスタンパ１３が下型（第２の型１０Ｂ）に取り付けられている。ただし、図５に示す例の場合、第１のスタンパ１３を上型（第１の型１０Ａ）に取り付け、第２のスタンパ２３を下型（第２の型１０Ｂ）に取り付けることとしてもよい。

次に、本実施形態による転写装置を用いた転写方法の一例について説明する。

図６は図５に示す転写装置を用いて転写を行う方法を示す図である。図６に示す転写方法は、第１の型１０Ａの第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａと、第２の型１０Ｂの第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａとが両方とも離型し難い場合に好適である。

まず、図６（ａ）に示すように、下型である第２の型１０Ｂの上に転写部材３０を載置する。第２の型１０Ｂには第１のスタンパ１３が取り付けられており、転写部材３０の下面の転写される部分が第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａに対向するように配置される。第１のスタンパ１３は、第１の空気通路１４Ｂを介して吸引され、内型１１Ｂ上に固定されている。上型である第１の型１０Ａの内型１１Ａには、第２のスタンパ２３が取り付けられている。第２のスタンパ２３は、第１の空気通路１４Ａを介して吸引することにより、内型１１Ａ上に保持される。また、第２の型１０Ｂの内型１１Ｂに設けられた第２の空気通路１８Ｂと第１のスタンパ１３を貫通する離型用空気通路１３ａを介して転写部材３０を吸引して固定することとしてもよい。

次に、図６（ｂ）に示すように、第１の型１０Ａのヒータ１６Ａに通電して第２のスタンパ２３を局所的に加熱する。同様に第２の型１０Ｂのヒータ１６Ｂに通電して第１のスタンパ１３を局所的に加熱する。この加熱により、転写部材３０の表面部分が加熱され、微細構造２３Ａ，１３Ａに沿って転写部材の表面が変形しやすくなる。

続いて、図６（ｃ）に示すように、第１の型１０Ａを下降させ、第２のスタンパ２３と第１のスタンパ１３との間に転写部材３０を挟み込み、第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａと第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａを転写部材３０に押圧する。これにより、転写部材３０の上面に微細構造２３Ａが転写され、転写部材３０の下面に微細構造１３Ａが転写される。この際、第１の通路１４Ａ，１４Ｂを介して第１及び第２のスタンパ１３，２３に空気圧を加えて転写圧を増大させることとしてもよい。転写が終了すると、冷媒通路１７Ａ，１７Ｂに冷却水が供給され、第２のスタンパ２３の微細構造２３Ａが形成された部分及び第１のスタンパ１３の微細構造１３Ａが形成された部分は、局所的に冷却される。

次に、図６（ｄ）に示すように、第１の型１０Ａの内型１１Ａのみを上昇させて、第２のスタンパ２３を転写部材３０から離型させる。この際、第２の空気通路１８Ａと第２のスタンパ２３の離型用空気通路２３ａを介して、第２のスタンパ２３と転写部材３０との間に空気を吐出することで、第２のスタンパ２３の離型を容易にしている。また、転写部材３０の外周は第１の型１０Ａの外型１２Ａと 第２の型１０Ｂの外型１２Ｂとの間に挟まれた状態であり、転写部材３０は第２の型１０Ｂ上に保持されたままである。

続いて、図６（ｅ）に示すように、第２の型１０Ｂの内型１１Ｂも下降させて、第１のスタンパ１３を転写部材３０から離型させる。この際、第２の空気通路１８Ｂと第１のスタンパ１３の離型用空気通路１３ａを介して、第１のスタンパ１３と転写部材３０との間に空気を吐出することで、第１のスタンパ１３の離型を容易にしている。

第１のスタンパ１３の離型が終了したら、図６（ｆ）に示すように、第１の型１０Ａの外型１２Ａを上昇させて転写部材３０から離間させる。そして、図６（ｇ）に示すように、第２の型１０Ｂの外型１２Ｂに設けられた第３の空気通路１５Ｂを介した吸引を停止し、転写部材３０を転写装置から取り出す。

以上のように、上述の転写方法によれば、第１及び第２のスタンパ１３，２３の微細構造１３Ａ，２３Ａの両方が離型し難い形状や寸法であっても、空気の吐出圧力で容易に離型させることができる。空気の吐出圧力で離型させることにより、転写部材３０に局所的に大きな力を加えずに転写部材３０を第１及び第２のスタンパ１３，２３から引き離すことができ、転写部材３０に転写され微細構造に損傷を与えることなく、離型を行うことができる。

次に、上述の局所温調部の構成について図７を参照しながらより詳細に説明する。図７（ａ）は、基部４１ａと微細な凸部４１ｂとからなるスタンパ４１と、支持部材５０との間に形成された局所温調部の断面図である。金型の一部を構成する支持部材５０の上に、断熱部材４４が取り付けられている。支持部材５０は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属からなり、断熱部材４４は、例えばパイレックス（登録商標）ガラスからなる。断熱部材４４の厚さは、例えば１〜２ｍｍである。断熱部材４４の上面に、溝４５が形成されている。

断熱部材４４の上に、電気的絶縁性を有するシリコンからなるシリコン部材４２が取り付けられている。シリコン部材４２の厚さは、例えば１５０μｍである。シリコン部材４２は、下側シリコン部材４２ａ及び上側シリコン部材４２ｂが、断熱部材４４側から順に積層された構造を有する。下側シリコン部材４２ａ及び上側シリコン部材４２ｂの熱伝導率は、断熱部材４４の熱伝導率よりも高い。

下側シリコン部材４２ａが、溝４５の開口を塞ぐように（開口に蓋をするように）、断熱部材４４の上面上に配置されている。下側シリコン部材４２ａで開口を塞がれた溝４５が、冷却水を流す流路Ｃを形成する。支持部材５０及び断熱部材４４を貫く給水用流路４６ａ及び排水用流路４６ｂが、流路Ｃに接続される。

ヒータＨが、下側シリコン部材４２ａと上側シリコン部材４２ｂとの間に配置され、シリコン部材４２の内部に埋め込まれている。ヒータＨは、例えばニッケルクロム合金からなり、通電することにより発熱する。ヒータＨの両端に、それぞれ、電極４３ａ及び４３ｂが取り付けられている。電極４３ａ及び４３ｂは、下側シリコン部材４２ａを貫通して、その下面まで達している。

断熱部材４４の側面上に、金属からなる電極取出しパッド４３ｃ及び４３ｄが形成されている。電極４３ａ及び４３ｂが、それぞれ、電極取出しパッド４３ｃ及び４３ｄを介して、リード線４７ａ及び４７ｂに接続される。

図７（ｂ）は、局所温調部の平面図であり、ヒータＨ及び流路Ｃの形状を示す。円盤状の下側シリコン部材４２ａの中に、蛇行する形状を有する線状のヒータＨが配置されている。ヒータＨの線幅は、例えば１００μｍである。ヒータＨの、平行に延在する部分は、例えば中心間隔（ピッチ）２００μｍで配置されている。ヒータＨの両端に、それぞれ、電極４３ａ及び４３ｂが接続され、電極４３ａ及び４３ｂが、それぞれ、電極取出しパッド４３ｃ及び４３ｄに接続されている。電極取出しパッド４３ｃ及び４３ｄが、それぞれ、リード線４７ａ及び４７ｂに接続されている。

なお、意匠面（転写部材の表面）における温度分布のムラを抑えて加熱するという観点からは、ヒータＨの線幅及びピッチを狭くする方が好ましい。例えば、ヒータＨの線幅を、５μｍ〜１００μｍ程度とすることが好ましい。ピッチは、例えば、線幅の２倍の１０μｍ〜２００μｍ程度とすることが好ましい。このように、図７に示す局所温調部の例では、線幅が１０μｍ以下の微細なヒータＨを形成することが可能であり、容易に局部的な加熱を行うことができる。

なお、スタンパ４１の裏面からヒータＨまでの距離について、良好な加熱に適した範囲が存在する。意匠面からヒータまでの距離が遠すぎると、意匠面を充分に加熱できない。一方、意匠面からヒータまでの距離が近すぎると、意匠面を均一に加熱することが困難になる。意匠面を充分にかつ温度分布のムラを抑えて加熱するという観点から、意匠面からヒータＨまでの最短距離を、意匠面が有する凹部の最大の深さの５〜１０倍とすることが好ましい。

以上説明したように、本明細書は以下の発明を開示する。
（付記１）
転写部材の表面に微細構造を転写する転写装置であって、
該樹脂部材を間に挟むよう構成された第１及び第２の型と、
該第１及び第２の型に夫々取り付けられ、前記転写部材に転写する微細構造が形成された第１及び第２のスタンパと
を有し、
前記第１及び第２の型の少なくとも一方は、前記第１又は第２のスタンパを保持する内型と該内型の周囲に配置された外型とを含み、該内型と該外型は互いに移動可能に構成されたことを特徴とする転写装置。
（付記２）
付記１記載の転写装置であって、
前記第１及び第２の型の各々は、対応する前記第１及び第２のスタンパを保持する面に開口した第１の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
（付記３）
付記１又は２記載の転写装置であって、
前記第１の型は前記内型と前記外型とを含み、前記第２の型は前記第２のスタンパを貫通して表面に開口する離型用空気通路に接続された第２の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
（付記４）
付記３記載の転写装置であって、
前記第１の型の前記外型は、前記転写部材に対向する面に開口した第３の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
（付記５）
付記１記載の転写装置であって、
前記第１及び第２の型の各々は前記内型と前記外型とを含み、
前記第１及び第２の型の前記内型は、対応する前記第１及び第２のスタンパを保持する面に開口した第１の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
（付記６）
付記５記載の転写装置であって、
前記第１及び第２の型の前記内型は、前記第１及び第２のスタンパを貫通して表面に開口する離型用空気通路に接続された第２の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
（付記７）
付記３記載の転写装置により転写部材の表面に微細構造を転写する転写方法であって、
前記第１及び第２のスタンパで前記転写部材を挟んで押圧することにより前記微細構造を前記転写部材の表面に転写し、
前記第１の型の前記外型と前記第２の型との間で前記転写部材を挟んだまま、前記内型を移動して前記第１のスタンパを離型し、
前記第２のスタンパの離型用空気通路を介して前記第２のスタンパと前記転写部材との間に空気を吐出して前記第２のスタンパを離型する
ことを特徴とする転写方法。
（付記８）
付記３記載の転写装置により転写部材の表面に微細構造を転写する転写方法であって、
前記第１と第２のスタンパで前記転写部材を挟んで押圧することにより前記微細構造を前記転写部材の表面に転写し、
前記第１の型の前記外型と前記内型とを同時に移動して前記第１のスタンパを離型し、
前記第２のスタンパの離型用空気通路を介して前記第２のスタンパと前記転写部材との間に空気を吐出して前記第２のスタンパを離型する
ことを特徴とする転写方法。
（付記９）
付記３記載の転写装置により転写部材の表面に微細構造を転写する転写方法であって、
前記第１と第２のスタンパで前記転写部材を挟んで押圧することにより前記微細構造を前記転写部材の表面に転写し、
前記第１の型の前記内型と前記第２の型とを同時に移動して前記第１のスタンパ及び前記第２のスタンパを同時に離型する
ことを特徴とする転写方法。
（付記１０）
付記９記載の転写方法であって、
前記第２のスタンパを離型する際に、前記第２のスタンパの離型用空気通路を介して前記第２のスタンパと前記転写部材との間に空気を吐出することを特徴とする転写方法。
（付記１１）
付記８乃至１０のうちいずれか一項記載の転写方法であって、
前記転写部材を前記第１と第２のスタンパの間に配置する際に、前記第２のスタンパの前記離型用空気通路を介して前記転写部材を吸引することにより、前記転写部材を前記第２の型に保持することを特徴とする転写方法。
（付記１２）
付記８乃至１０のうちいずれか一項記載の転写方法であって、
前記転写部材を前記第１と第２のスタンパの間に配置する際に、前記第１の型の前記外型の前記転写部材に対向する面に開口した第３の空気通路を介して前記転写部材を吸引することにより、前記転写部材を前記第１の型に保持することを特徴とする転写方法。
（付記１３）
付記５記載の転写装置により転写部材の表面に微細構造を転写する転写方法であって、
前記第２のスタンパの上に前記転写部材を載置し、
前記第１と第２のスタンパで前記転写部材を挟んで押圧することにより前記微細構造を前記転写部材の表面に転写し、
前記第１の型の前記内型を移動して前記第１のスタンパを離型し、
前記第２の型の前記内型を移動して前記第２のスタンパを離型し、
前記第１の型の前記外型を移動して前記転写部材から離間させ、
前記第２の型から前記転写部材を取り出す
ことを特徴とする転写方法。
（付記１４）
付記１３記載の転写方法であって、
前記第１のスタンパを離型する際に、前記第１のスタンパを貫通して表面に開口した離型用空気通路を介して前記第１のスタンパと前記転写部材との間に空気を吐出することを特徴とする転写方法。
（付記１５）
付記１３記載の転写方法であって、
前記第２のスタンパを離型する際に、前記第２のスタンパを貫通して表面に開口した離型用空気通路を介して前記第２のスタンパと前記転写部材との間に空気を吐出することを特徴とする転写方法。
（付記１６）
付記１３乃至１５のうちいずれか一項記載の転写方法であって、
前記第２のスタンパ上に前記転写部材を載置する際に、前記第２の型の前記外型の表面に開口した空気通路を介して前記転写部材を吸引して前記第２の型上に保持し、
前記転写部材を前記第２の型から取り出す際に、前記転写部材の吸引を解除することを特徴とする転写方法。
（付記１７）
付記７乃至１６のうちいずれか一項記載の転写方法であって、
前記第１と第２のスタンパで前記転写部材を挟んで押圧する際に、前記第１の空気通路を介して前記第１及び第２のスタンパを加圧することを特徴とする転写方法。

本発明の第１実施形態による転写装置の概略断面図である。 第１の型を上型とし第２の型を下型として転写を行う方法を示す図である。 第２の型を上型とし第１の型を下型として転写を行う方法を示す図である。 第１の型と第２の型とを横並びに配置して転写を行う方法を示す図である。 本発明の第２実施形態による転写装置の概略断面図である。 図５に示す転写装置を用いて転写を行う方法を示す図である。 局所温度調部の構成を示す図である。

符号の説明

１０，１０Ａ 第１の型
１１，１１Ａ 内型
１２，１２Ａ 外型
１３ 第１のスタンパ
１３Ａ 微細構造
１４，１４Ａ，２４ 第１の空気通路
１５，１５Ａ 第３の空気通路
１６，１６Ａ，１６Ｂ ヒータ
１７，１７Ａ，１７Ｂ 冷媒通路
１８Ａ，１８Ｂ，２５ 第２の空気通路
２０，１０Ｂ 第２の型
２１ コア
２３ 第２のスタンパ
２３Ａ 微細構造
３０ 転写部材
４１ スタンパ
４２ 絶縁部材
４３ａ，４３ｂ 電極
４３ｃ，４３ｄ 電極取出しパッド
４４ 断熱部材
４５ 溝
４６ 給水用流路
４６ｂ 排水用流路
４７ａ，４７ｂ リード線
５０ 支持部材

Claims (7)

1. 転写部材の表面に微細構造を転写する転写装置であって、
   該樹脂部材を間に挟むよう構成された第１及び第２の型と、
   該第１及び第２の型に夫々取り付けられ、前記転写部材に転写する微細構造が形成された第１及び第２のスタンパと
   を有し、
   前記第１及び第２の型の少なくとも一方は、前記第１又は第２のスタンパを保持する内型と該内型の周囲に配置された外型とを含み、該内型と該外型は互いに移動可能に構成されたことを特徴とする転写装置。
2. 請求項１記載の転写装置であって、
   前記第１及び第２の型の各々は、対応する前記第１及び第２のスタンパを保持する面に開口した第１の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
3. 請求項１又は２記載の転写装置であって、
   前記第１の型は前記内型と前記外型とを含み、前記第２の型は前記第２のスタンパを貫通して表面に開口する離型用空気通路に接続された第２の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
4. 請求項３記載の転写装置であって、
   前記第１の型の前記外型は、前記転写部材に対向する面に開口した第３の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
5. 請求項１記載の転写装置であって、
   前記第１及び第２の型の各々は前記内型と前記外型とを含み、
   前記第１及び第２の型の前記内型は、対応する前記第１及び第２のスタンパを保持する面に開口した第１の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
6. 請求項５記載の転写装置であって、
   前記第１及び第２の型の前記内型は、前記第１及び第２のスタンパを貫通して表面に開口する離型用空気通路に接続された第２の空気通路を有することを特徴とする転写装置。
7. 請求項３記載の転写装置により転写部材の表面に微細構造を転写する転写方法であって、
   前記第１及び第２のスタンパで前記転写部材を挟んで押圧することにより前記微細構造を前記転写部材の表面に転写し、
   前記第１の型の前記外型と前記第２の型との間で前記転写部材を挟んだまま、前記内型を移動して前記第１のスタンパを離型し、
   前記第２のスタンパの離型用空気通路を介して前記第２のスタンパと前記転写部材との間に空気を吐出して前記第２のスタンパを離型する
   ことを特徴とする転写方法。

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