JP2009196311A - Transfer apparatus, transfer method using the same, and mold supporting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転写装置、この転写装置を用いた転写方法および型保持装置に係り、特に、型に形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写するものに関する。 The present invention relates to a transfer device, a transfer method using the transfer device, and a mold holding device, and more particularly, to a device that transfers a fine transfer pattern formed on a mold onto a molded product.
近年、電子線描画法などで石英基板等に超微細な転写パターンを形成して型(モールド)を作製し、被成型品として被転写基板表面に形成されたレジスト膜に前記型を所定の圧力で押圧して、当該型に形成された転写パターンを転写するナノインプリント技術が研究開発されている(たとえば、非特許文献1参照)。 In recent years, a mold (mold) is produced by forming an ultrafine transfer pattern on a quartz substrate or the like by an electron beam drawing method or the like, and the mold is applied to a resist film formed on the surface of the substrate to be molded as a predetermined pressure. Research and development has been conducted on nanoimprint technology for transferring the transfer pattern formed on the mold by pressing (see, for example, Non-Patent Document 1).
ナノオーダーの微細なパターン(転写パターン)を低コストで成型する方法としてリソグラフィ技術を用いたインプリント法が考案されている。この成型法は大別して熱インプリント法とUVインプリント法とに分類される。 As a method for forming a nano-order fine pattern (transfer pattern) at a low cost, an imprint method using a lithography technique has been devised. This molding method is roughly classified into a thermal imprint method and a UV imprint method.
熱インプリント法では、型を基板に押圧し、熱可塑性ポリマからなる樹脂が十分に流動可能となる温度になるまで加熱して微細パターンに樹脂を流入させたのち、型と樹脂をガラス転移温度以下になるまで冷却し、基板に転写された微細パターンを固化したのち型を引き離す。 In the thermal imprint method, a mold is pressed against a substrate and heated until the resin made of a thermoplastic polymer is sufficiently flowable to flow the resin into a fine pattern. It cools until it becomes below, solidifies the fine pattern transferred to the substrate, and then separates the mold.
UVインプリント法では、光を透過できる透明な型を使用し、UV硬化性液に型を押しつけてUV放射光を加える。適当な時間放射光を加えて液を硬化させ微細パターンを転写したのち型を引き戻す。 In the UV imprint method, a transparent mold capable of transmitting light is used, and the UV radiation is applied by pressing the mold against the UV curable liquid. Radiant light is applied for an appropriate time to cure the solution and transfer the fine pattern, and then pull back the mold.
ハードディスクやCD、DVDなど回転式の記憶装置では、最近、高密度のデータをディスクに形成するための記憶媒体(記録媒体)を成型する手段として、こうしたナノインプリント技術を活用する方法への関心が高くなってきている。 Recently, in rotary storage devices such as hard disks, CDs, and DVDs, there is a high interest in methods that utilize such nanoimprint technology as a means for forming a storage medium (recording medium) for forming high-density data on a disk. It has become to.
微細な転写パターンの転写を行うための従来の転写装置200は、図7に示すように、被成型品Wを被成型品保持体202で保持し、型Mを型保持体204で保持し、型保持体204を被成型品保持体202に対して相対的に移動して型Mを被成型品Wに近づけ、型Mで被成型品Wを押圧して、型Mに形成されている微細な転写パターンを被成型品Wに転写している。
As shown in FIG. 7, a
なお、転写装置200に関連する文献としてたとえば特許文献1を掲げることができる。
従来の転写装置200では、たとえば、UVインプリント法で転写を行うために、型保持体204に貫通孔206が設けられており、紫外線(図示しない紫外線発生器が発生する紫外線)が、貫通孔206と型Mとを通過して、型Mで押圧されている被成型品Wの紫外線硬化性樹脂の薄膜に照射され、転写が行なわれている。
In the
また、従来の転写装置200では、型Mの上方に位置している貫通孔206に、紫外線を透過させるバックアップガラス208を配置して、転写の際に被成型品Wから受ける力によって型Mが変形することを防ぎ、均一な転写をするようにしている。
Further, in the
なお、転写装置200において、被成型品保持体202が保持している被成型品Wと型保持体204が保持している型Mとのアライメントをたとえば自動的に調整する場合がある。この場合、たとえば、型Mに形成されているアイマーク(アライメントマーク)と、被成型品Wに形成されているアイマークとを、貫通孔206内に設けられているカメラCMを用いて撮影し、この撮影した映像を画像処理して、型Mに対する被成型品Wの相対的な位置(たとえば、図7の左右方向や図7の紙面に直角な方向)を調整するようになっている。
In the
この場合、カメラCMの対物レンズと型Mや被成型品Wとの間の焦点距離(被写界深度)等の関係から、型MにカメラCMをできるだけ近づけることが望ましいのであるが、バックアップガラス208が設けられているので、カメラCMが型Mから離れてしまう。 In this case, it is desirable that the camera CM be as close as possible to the mold M from the relationship of the focal length (depth of field) between the objective lens of the camera CM and the mold M or the molded product W. Since 208 is provided, the camera CM moves away from the mold M.
そこで、型MにカメラCMを近づけ、また、装置の構成を簡素化するために、バックアップガラス208を設けることなく、型Mによる被成型品Wへの転写を行うと、本来平板状であるべき型Mが、転写によって被成型品Wから受ける反力等により、図8に二点差線で示すように、中央部に向かうにしたがって上に凸になるように(被成型品Wから離れるように)ごく僅かに変形してしまう。そして、型Mの中央部では転写の押圧力が不十分になり、型Mの中央部に設けられている微細な転写パターンが被成型品Wに転写されない現象(いわゆる中抜け現象)が発生してしまうという問題がある。
Therefore, in order to bring the camera CM close to the mold M and to simplify the configuration of the apparatus, if the transfer to the molding product W by the mold M is performed without providing the
本発明は、前記問題点に鑑みてなられたものであり、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置およびこの転写装置を用いた転写方法において、型が薄い場合であっても、型をバックアップする部材を設けることなく、型の中央部に設けられている微細な転写パターンが被成型品に転写されない現象が発生することを防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a transfer apparatus for transferring a fine transfer pattern formed on a mold onto a molded product and a transfer method using the transfer apparatus, Even if it is thin, the object is to prevent a phenomenon in which a fine transfer pattern provided at the center of the mold is not transferred to a molded product without providing a member for backing up the mold. .
請求項1に記載の発明は、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置において、前記微細な転写パターンが形成されている型の部位を、この部位の中央部側での転写不良を回避するために、前記部位の中央に向かうにしたがって、前記部位の本来の形態に比べて徐々に凸になるように変形させる構成である転写装置である。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a transfer apparatus for transferring a fine transfer pattern formed on a mold onto a molded product, wherein a portion of the mold on which the fine transfer pattern is formed is set at the center of the portion. In order to avoid a transfer failure on the part side, the transfer device is configured to be deformed so as to gradually become convex as compared with the original form of the part as it goes to the center of the part.
請求項2に記載の発明は、被成型品を保持する被成型品保持体と、高さの低い円錐台状もしくは角錐台状に形成され上面に微細な転写パターンが形成されている型を、この型の斜面を押圧して、前記上面が中央部に向かうにしたがって徐々に凸になるように変形させて保持し、前記被成型品保持体に対して相対的に接近・離反する方向で移動する型保持体とを有する転写装置である。 The invention according to claim 2 is a molding product holding body that holds the molding product, and a mold that is formed in a truncated cone shape or a truncated pyramid shape having a low height and a fine transfer pattern is formed on the upper surface. By pressing the slope of this mold, the upper surface is deformed and held so that it gradually protrudes toward the center, and moves in a direction approaching and moving away from the molded product holder. And a mold holder.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の転写装置において、前記型保持体の中央部には、貫通孔が設けられている転写装置である。 A third aspect of the present invention is the transfer apparatus according to the second aspect, wherein a through hole is provided in a central portion of the mold holder.
請求項4に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の転写装置において、前記型保持体は、前記型の下面が接触する保持部を備えた保持部構成部材と、前記型の斜面に接触する傾斜面を備えた傾斜面構成部材と、前記保持部構成部材と前記傾斜面構成部材とに係合し、前記傾斜面構成部材で前記型を前記保持部構成部材に押し付けるために前記傾斜面構成部材を前記保持部構成部材の側に押圧する押圧部材とを備えて構成されている転写装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the transfer apparatus according to the second or third aspect, the mold holding body includes a holding part constituting member having a holding part with which a lower surface of the mold contacts, In order to engage with the inclined surface constituting member having an inclined surface that contacts the inclined surface, the holding portion constituting member and the inclined surface constituting member, and press the mold against the holding portion constituting member with the inclined surface constituting member And a pressing member configured to press the inclined surface constituent member toward the holding member constituent member.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の転写装置を用いてなされる前記被成型品への転写方法である。 Invention of Claim 5 is the transfer method to the said to-be-molded product made | formed using the transfer apparatus of any one of Claims 1-4.
請求項6に記載の発明は、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置の型保持装置において、前記微細な転写パターンが形成されている型の部位を、この部位の中央部側での転写不良を回避するために、前記部位の中央に向かうにしたがって、前記部位の本来の形態に比べて徐々に凸になるように変形させて保持するように構成されている転写装置の型保持装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in a mold holding device of a transfer device that transfers a fine transfer pattern formed on a mold to a molded product, a portion of the mold on which the fine transfer pattern is formed, In order to avoid a transfer failure on the center side of this part, it is configured to be deformed and held so as to be gradually convex as compared to the original form of the part as it goes to the center of the part. This is a mold holding device of the transfer device.
本発明によれば、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置、この転写装置を用いた転写方法および型保持装置において、型が薄い場合であっても、型をバックアップする部材を設けることなく、型の中央部に設けられている微細な転写パターンが被成型品に転写されない現象が発生することを防止することができるという効果を奏する。 According to the present invention, in a transfer device that transfers a fine transfer pattern formed on a mold to a molded product, a transfer method using the transfer device, and a mold holding device, even if the mold is thin, There is an effect that it is possible to prevent a phenomenon in which a fine transfer pattern provided in the central portion of the mold is not transferred to the molded product without providing a member for backing up the mold.
図1は、本発明の実施形態に係る転写装置1の概略構成を示す正面図である。 FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a transfer apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
転写装置1は、型(モールド)Mの面(たとえば平面状の下面)Maに形成されている微細な転写パターンを、被成型品(被成型素材)Wの面(たとえば平面状の上面)Waに、面Maを面Waに面接触させて押圧することにより転写する装置である。被成型品Wとしては、情報記録用ディスク(たとえば、DVD−ROM、ハードディスク用の記録媒体)や液晶表示装置のバックライトの導光板等を考えることができる。 The transfer device 1 transfers a fine transfer pattern formed on a surface (for example, a planar lower surface) Ma of a mold (mold) M to a surface (for example, a planar upper surface) Wa of a product (molded material) W. Further, it is an apparatus for transferring the surface Ma by bringing it into surface contact with the surface Wa and pressing it. As the molded product W, an information recording disk (for example, a DVD-ROM or a recording medium for a hard disk), a light guide plate of a backlight of a liquid crystal display device, or the like can be considered.
転写は、たとえば前述したUVインプリント法でなされるものであり、転写装置1が、図2(a)〜(c)に示されている工程を担当するものである。 The transfer is performed by, for example, the UV imprint method described above, and the transfer device 1 is in charge of the steps shown in FIGS.
ここで、UVインプリント法による転写について図2を用いて説明する。 Here, transfer by the UV imprint method will be described with reference to FIG.
図2(a)で示す矢印の方向に型Mを移動し、図2(b)に示すように、型Mで被成型品Wを小さい力で押圧し、紫外線を照射し、UV硬化樹脂(紫外線硬化樹脂)W2を硬化させる。この後、図2(b)で示す矢印の方向に型Mを移動して、型Mを被成型品Wから離すと、図2(c)に示すように、被成型品W(紫外線硬化樹脂W2)に微細な転写パターンが転写される。なお、型Mは、紫外線が透過する石英ガラス等で構成されているものとする。 The mold M is moved in the direction of the arrow shown in FIG. 2A, and as shown in FIG. 2B, the molded product W is pressed with a small force with the mold M, irradiated with ultraviolet rays, and UV curable resin ( UV curable resin) W2 is cured. After that, when the mold M is moved in the direction of the arrow shown in FIG. 2B and the mold M is separated from the molded product W, as shown in FIG. 2C, the molded product W (ultraviolet curable resin) is obtained. A fine transfer pattern is transferred to W2). Note that the mold M is made of quartz glass or the like that transmits ultraviolet rays.
上記転写後、図2(c)に示す状態において、硬化した紫外線硬化樹脂W2をマスキング部材にして、エッチングによって基材W1に微細な転写パターンを形成し、この後、硬化した紫外線硬化樹脂W2をたとえば溶剤で取り除けば、図2(d)に示すように、基材W1への微細な転写パターンの転写が完了する。 After the transfer, in the state shown in FIG. 2C, the cured UV curable resin W2 is used as a masking member, and a fine transfer pattern is formed on the substrate W1 by etching. For example, if the solvent is removed, the transfer of the fine transfer pattern onto the substrate W1 is completed as shown in FIG.
また、転写装置1は、ベースフレーム3を備えており、このベースフレーム3には、被成型品保持体5と型保持体(型保持装置)7とが設けられている。型保持体7は、型Mの部位(たとえば平面状の面)Maの中央部側での被成型品Wへの転写不良を回避するために、図3に二点鎖線で示すように、中央部が凸になるようにして型Mを保持するように構成されている。
In addition, the transfer device 1 includes a base frame 3, and the base frame 3 is provided with a molded product holder 5 and a mold holder (mold holder) 7. As shown by a two-dot chain line in FIG. 3, the
すなわち、型保持体7は、微細な転写パターンが形成されている型Mの平面状の部位Maが、この部位Maの中央に向かうにしたがって本来の部位Maの形態(平面状の形態)に比べて徐々に僅かに凸になるように、型Mをたとえば弾性変形させて保持するように構成されている。なお、型Mの上記弾性変形は、たとえば曲げモーメントが発生するような力を型Mに加えることによりなされている。
In other words, the
被成型品保持体5は、被成型品(円形な平板状もしくは矩形な平板状に形成され厚さ方向の一方の面Waに微細な転写パターンが転写される被成型品)Wを、たとえば真空吸着によって保持するように構成されている。被成型品保持体5は、平面状の保持部9を備えており、この平面状の保持部9に被成型品Wの厚さ方向の他方の面が接触して、被成型品Wが保持されるようになっている。 The molded product holder 5 is formed by molding a molded product (formed product in which a fine transfer pattern is transferred to one surface Wa in the thickness direction formed into a circular flat plate shape or a rectangular flat plate shape), for example, a vacuum. It is comprised so that it may hold | maintain by adsorption | suction. The to-be-molded product holder 5 includes a planar holding portion 9, and the other side in the thickness direction of the to-be-molded product W comes into contact with the planar holding portion 9 to hold the to-be-molded product W. It has come to be.
型保持体7は、被成型品保持体5の側(図1の下側)で型Mを保持するものであり、被成型品保持体5が被成型品Wを保持する側(被成型品保持体5の上側)で被成型品保持体5から離れて設けられている。また、型保持体7は、転写をするために被成型品保持体5に対して接近・離反する方向(図1の上下方向)で被成型品保持体5に対して相対的に移動するようになっている。以下、型保持体7が移動するものとして説明をするが、型保持体7に代えてまたは加えて、被成型品保持体5が図1の上下方向に移動する構成であってもよい。
The
型Mは、高さの低い(薄い)円錐台状に形成されており、上面(型Mの高さ方向でお互いが平行に対向している2つの面のうちで面積が小さいほうの面)Maに微細な転写パターンが形成されている。上面Maはすでに理解されるように平面状に形成されている。すなわち、微細な転写パターンを無視すると上面Maは平面になっている。さらに説明すれば、たとえば、微細な転写パターンの頂上部が一つの平面上に存在しており、微細な転写パターンの底部が、上記一つの平面と平行な別の1つの平面上に存在している。 The mold M is formed into a low (thin) truncated cone shape, and an upper surface (a surface having a smaller area of two surfaces facing each other in parallel in the height direction of the mold M). A fine transfer pattern is formed on Ma. The upper surface Ma is formed in a planar shape as already understood. That is, when the fine transfer pattern is ignored, the upper surface Ma is flat. More specifically, for example, the top of the fine transfer pattern exists on one plane, and the bottom of the fine transfer pattern exists on another plane parallel to the one plane. Yes.
また、型保持体7は、型Mの環状の斜面(円錐台の側面)Mbをたとえばほぼ全周にわたって押圧し、上面Maが中央部に向かうにしたがって徐々に僅かに凸になるように型Mを弾性変形させて(図3の二点鎖線参照)、型Mを一体的に保持するようになっている。
In addition, the
なお、型保持体7は、たとえば、型Mの斜面Mbの押圧力を変えることによって型Mの凸の量(図3に二点鎖線で示す突出量Δt)を調節することができるように構成されている。
The
さらに、型保持体7は、たとえば、被成型品保持体5の保持部9と平行で対向している平面状の保持部11を備えており、この平面状の保持部11に型Mの下面(型Mの高さ方向でお互いが並び平行に対向している2つの面のうちで面積が大きいほうの面;転写パターンが形成されていない面)Mcが接触して、型Mの斜面Mbが保持部11の方向に押圧されて、型Mが保持されるようになっている。
Furthermore, the
なお、図1、図3、図4等では、型Mの上面Maが下側に位置し、型Mの下面Mcが上側に位置している。 In FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4, etc., the upper surface Ma of the mold M is positioned on the lower side, and the lower surface Mc of the mold M is positioned on the upper side.
型保持体7の中央部には、型保持体7で保持される型Mの上面Maや下面Mcに直交する方向(図1の上下方向;型Mの厚さ方向)に貫通している貫通孔(たとえば円柱状の貫通孔)13が設けられている。型保持体7の保持部11は、平面な環状(たとえば円環状)に形成されており、貫通孔13の周辺で、たとえば、貫通孔13に隣接して設けられている。なお、型保持体7の保持部11は、型保持体7で保持される型Mの下面Mcの外周から離れている。
In the central portion of the
型保持体7についてさらに説明する。
The
型保持体7は、保持部構成部材15と傾斜面構成部材17と押圧部材19とを備えて構成されている。保持部構成部材15は、保持部11を備えて円環状等の環状に形成されている。傾斜面構成部材17は、型Mの凸なテーパ状の斜面Mbに面接触する凹なテーパ状の傾斜面21を備えて円環状等の環状に形成されている。貫通孔13は、保持部構成部材15に設けられている。
The
押圧部材19は、円環状等の環状に形成されており、保持部構成部材15と傾斜面構成部材17とに係合している。そして、傾斜面構成部材17の傾斜面21で型Mを保持部構成部材15の保持部11に押し付けるために、押圧部材19が、傾斜面構成部材17を保持部構成部材15の側(図1や図3等の上側)に押圧するように構成されている。
The pressing
傾斜面構成部材17を介して押圧部材19で型Mを保持部構成部材15側に押し付けることにより、型Mが保持部11と傾斜面21との間に挟まれて、型保持体7で型Mを保持するようになっている。
The mold M is sandwiched between the holding
型保持体7(保持部構成部材15)は、被成型品保持体5に対して接近もしくは離反する方向で移動自在な移動部材23に一体的に設けられている。
The mold holder 7 (holding member constituting member 15) is integrally provided on a moving
移動部材23は、たとえば、転写装置1全体の動作を制御する制御装置(図示せず)で制御されるサーボモータ等のアクチュエータとボールねじとを用いて、移動位置決めされるようになっている。また、移動部材23には、保持部構成部材15と同様にして貫通孔(貫通孔13につながっている貫通孔)25が設けられている。図示しない紫外線発生装置が発生した紫外線が、貫通孔25と貫通孔13と型Mとを通って、被成型品Wに照射されるようになっている。また、貫通孔25と貫通孔13とには、型Mと被成型品Wとのアライメントを調整するためのカメラCMを設置することができるようになっている。
The moving
例を掲げてさらに詳しく説明すると、保持部構成部材15は、所定の厚さの円板の中央に円柱状の貫通孔13をあけた円環状に形成されている。そして、図1では上側に位置している基端部の円環状の平面27が、移動部材23に面接触して移動部材23にボルト等の締結具により一体的に設けられている。保持部構成部材15の先端部には、円環状の保持部(凸部)11が設けられている。この保持部11は、貫通孔13の外側周辺で貫通孔13に隣接して設けられている。また、保持部構成部材15の外周には雄ねじ29が形成されている。
Explaining in more detail by taking an example, the holding
型Mが型保持体7に保持されている状態で型Mの厚さ方向(図1の矢印AR1の方向)から見ると、型保持体7やこの保持部11や貫通孔13の中心と型Mの中心とがお互いに一致し、保持部11や貫通孔13が型Mの下面Mcの内側に位置している。
When viewed from the thickness direction of the mold M (in the direction of arrow AR1 in FIG. 1) while the mold M is held by the
傾斜面構成部材17は、型Mよりも薄い所定の厚さの円板の中央に円錐台状の貫通孔をあけた円環状に形成されている。前記貫通孔の斜面が傾斜面21を構成している。また、傾斜面構成部材17の先端部の外周には、段差31が設けられており、この段差31によって、平面状で円環状の被係合部33が形成されている。
The inclined
押圧部材19は、型Mよりも厚い所定の厚さの円板の中央に貫通孔をあけた円環状に形成されている。押圧部材19の基端部側の内周には、保持部構成部材15の雄ねじ29と螺合する雌ねじ35が形成されている。押圧部材19の先端部側の内周には、内径が雌ねじ35の内径よりも小さいフランジ部37が設けられており、このフランジ部37に形成されている円環状で平面状の係合部39が、傾斜面構成部材17の円環状の被係合部33に面接触するようになっている。
The pressing
そして、移動部材23に一体的に保持された保持部構成部材15に型Mを適宜配置し、傾斜面構成部材17を型Mに適宜配置し、押圧部材19を保持部構成部材15に適宜配置して、雄ねじ29と雌ねじ35とを螺合させて締めると、図1や図3に示すように、保持部構成部材15と傾斜面構成部材17とで型Mが挟まれて、型Mが型保持体7で保持されるようになっている。
Then, the mold M is appropriately arranged on the holding
また、図3に示すように、傾斜面構成部材17により型Mの斜面Mbの全周に加えられる力F2と、この力F2の反力(保持部構成部材15の保持部11から型Mが受ける反力)F3とによって、型Mに曲げモーメントが発生し、型Mが中央部に向かうにしたがって二点鎖線で示すように凸状に弾性変形するようになっている。
Further, as shown in FIG. 3, a force F2 applied to the entire circumference of the slope Mb of the mold M by the inclined
なお、型Mの斜面Mbに垂直な力F1で型Mを押すように構成してもよい。この場合、力F1の分力として力F2と力F4とが発生する。分力F4は、型Mを圧縮する力であり、この分力F4によっても型Mが二点鎖線で示すように変形することになる。 In addition, you may comprise so that the type | mold M may be pushed with the force F1 perpendicular | vertical to the slope Mb of the type | mold M. FIG. In this case, force F2 and force F4 are generated as component forces of force F1. The component force F4 is a force that compresses the mold M, and the component force F4 also deforms the mold M as indicated by a two-dot chain line.
さらに、保持部構成部材15の雄ねじ29に対する押圧部材19の雌ねじ35の締め具合を調節することにより、力F2を調整することができ、二点鎖線で示す型Mの変形量(たとえば、図3に示す「Δt1」の値)を調節することができるようになっている。
Further, the force F2 can be adjusted by adjusting the degree of tightening of the
なお、型Mが型保持体7に保持されている状態で型Mの厚さ方向から見ると、型保持体7(保持部11や貫通孔13や雄ねじ29)の中心と傾斜面構成部材17(傾斜面21や被係合部33)の中心と型Mの中心と押圧部材19(雌ねじ35や係合部39)の中心とがお互いに一致している。また、型Mが型保持体7に保持されている状態では、微細な転写パターンが形成されている型Mの面Maが、傾斜面構成部材17や押圧部材19よりも、被成型品W側(図1や図3の下側)に僅かに突出している。
When viewed from the thickness direction of the mold M in a state where the mold M is held by the
ここで、転写装置1の動作について説明する。 Here, the operation of the transfer apparatus 1 will be described.
まず、型Mを型保持体7に設置する動作について説明する。
First, the operation of installing the mold M on the
初期状態として、移動部材23が被成型品保持体5から離れており、保持部構成部材15のみが移動部材23に取り付けられているものとする。
As an initial state, it is assumed that the moving
この初期状態において、型Mを保持部11に接触させて適宜設置し、傾斜面構成部材17の傾斜面21が型Mの斜面Mbに接触するようにして、傾斜面構成部材17を適宜設置する。
In this initial state, the mold M is appropriately installed in contact with the holding
続いて、押圧部材19の雌ねじ35を保持部構成部材15の雄ねじ29に螺合させ、押圧部材19の係合部39が傾斜面構成部材17の被係合部33に接触するようにして、押圧部材19を設置する。
Subsequently, the
続いて、押圧部材19の雌ねじ35の締め具合いを適宜調節して、型Mの面Maが適宜に凸(転写したときに中抜けが発生しないような凸面)になるようにする。
Subsequently, the tightness of the
ここで、型保持体7で型Mを上述したように保持したときにおける型Mの変形を有限要素法で求めたので、この結果を図5に示す。なお、図5では、型Mの変形量を誇張して描いてある。
Here, since the deformation | transformation of the type | mold M when the type | mold M was hold | maintained with the type |
図5は、円錐台状の型Mの1/4を示してあり、図5に二点鎖線で示してある型Mは、型保持体7で保持していないとき(外力が加わっていない)型Mの本来の形状を示しており、上面Maと下面Mcとが平面状になっている。 FIG. 5 shows a quarter of the truncated cone-shaped mold M, and the mold M indicated by a two-dot chain line in FIG. 5 is not held by the mold holding body 7 (no external force is applied). The original shape of the mold M is shown, and the upper surface Ma and the lower surface Mc are planar.
図5に実線で示してある型Mは、型保持体7で保持したときの変形した型Mの形状を示しており、微細な転写パターンが形成されている型Mの面Maが型Mの中央部に向かうにしたがって、徐々に凸(図5では下側に凸)になっている。一方、面Maと対向している面Mcは、型Mの中央部に向かうにしたがって、徐々に凹になっている。
A mold M indicated by a solid line in FIG. 5 shows a deformed shape of the mold M when held by the
次に、型Mから被成型品Wに微細な転写パターンを転写をする動作について説明する。 Next, an operation for transferring a fine transfer pattern from the mold M to the product W will be described.
まず、初期状態として、型Mがこの中央部で適宜の凸になった状態で型保持体7に設置されており、被成型品保持体5が、転写前の被成型品Wを保持しているものとする。この初期状態では、型Mと被成型品Wはお互いが離れている。
First, as an initial state, the mold M is placed on the
この初期状態において、前記制御装置の制御の下、型保持体7を下降させて型Mで被成型品Wを押圧し、紫外線発生装置から紫外線を発生し、被成型品Wに紫外線を照射する。
In this initial state, under the control of the control device, the
続いて、被成型品Wの紫外線硬化樹脂W2が硬化した後、型保持体7を上昇し、被成型品Wから型Mを離す。この後、転写済みの被成型品Wを次の被成型品(転写前の被成型品)Wに交換すれば、前記初期状態に戻る。
Subsequently, after the ultraviolet curable resin W2 of the product to be molded W is cured, the
なお、カメラCMで型Mと被成型品Wとのアライメントを自動調節する場合には、型保持体7を下降させて型Mで被成型品Wを押圧する直前(型Mと被成型品Wとはお互いに離れているとき)に、型保持体7の下降を停止し、前記制御装置の制御の下、カメラCMを型Mの近くに配置し(図1参照)、型Mのアイマーク(アライメントマーク)と被成型品WのアイマークとをカメラCMで撮影する。この撮影した映像を、前記制御装置で画像処理し、型Mと被成型品Wとのアライメントを自動調節する。
When the alignment between the mold M and the molded product W is automatically adjusted by the camera CM, the
なお、自動調節に際しては、被成型品保持体5が、型保持体7の移動方向とは直交する方向(たとえば、図1の左右方向や図1の紙面に直交する方向)に、図示しないサーボモータ等のアクチュエータで、型保持体7に対して相対的に移動位置決め自在になっているものとする。
In the automatic adjustment, the molded product holder 5 is not shown in a direction orthogonal to the moving direction of the mold holder 7 (for example, the left-right direction in FIG. 1 or the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1). It is assumed that the actuator can be moved and positioned relative to the
転写装置1によれば、微細な転写パターンが形成されている型Mの部位Maを、この中央に向かうにしたがって徐々に凸になるように変形させる構成であるので、型Mが薄くてプレス方向(型Mの厚さ方向)で剛性が小さい場合であっても、バックアップガラス等の型Mをバックアップする部材を設けることなく、型Mの中央部に設けられている微細な転写パターンが被成型品Wに転写されない現象(いわゆる中抜け現象)が発生することを防止することでき、正確な転写を行うことができる。 According to the transfer apparatus 1, the portion Ma of the mold M on which a fine transfer pattern is formed is deformed so as to gradually protrude toward the center. Even if the rigidity is small in the thickness direction of the mold M, a fine transfer pattern provided in the center of the mold M is molded without providing a member for backing up the mold M such as backup glass. It is possible to prevent occurrence of a phenomenon that is not transferred to the product W (so-called hollowing out phenomenon), and accurate transfer can be performed.
なお、上記中抜け現象を防止するために、型Mの中央部を被成型品W側で予め僅かに凸に加工しておくことも考えられるが、この加工は難しく、修正(型のたわみ調整)等の対応も難しく、採用することは困難である。 In order to prevent the above-described hollowing out phenomenon, it is conceivable that the central portion of the mold M is processed to be slightly convex in advance on the molded product W side, but this processing is difficult and correction (adjustment of the mold deflection) ) Etc. are also difficult to adopt and difficult to adopt.
また、転写装置1によれば、型Mの斜面Mbを押圧して型Mを保持しているので、型Mを保持しているときに型Mにかかる力F2と力F3とによって型Mが弾性変形して、微細な転写パターンが形成されている型Mの部位Maが、この中央に向かうにしたがって徐々に凸になる。したがって、簡素な構成で転写の際の中抜け現象の発生を抑制することができる。 Further, according to the transfer device 1, since the mold M is held by pressing the inclined surface Mb of the mold M, the mold M is caused by the force F2 and the force F3 applied to the mold M when the mold M is held. The part Ma of the mold M, which is elastically deformed and has a fine transfer pattern, gradually becomes convex toward the center. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a void phenomenon during transfer with a simple configuration.
また、転写装置1によれば、型保持体7の中央部にバックアップガラスが存在しない貫通孔13が設けられているので、この貫通孔13にカメラCMを設置すれば、カメラCMを型Mに近づけることができ、従来よりも、正確な映像を得ることができ、この映像を画像処理して型Mに対する被成型品Wのアライメントの調整を、従来よりも正確に行うことができる。
Further, according to the transfer device 1, the through
また、転写装置1によれば、型保持体7で型Mを保持すべく押圧部材19によって型Mを押圧したときに、型Mの斜面Mbと傾斜面構成部材17の傾斜面21とがお互いに面接触しやすくなっており、安定した状態で型Mを保持することができる。
Further, according to the transfer device 1, when the mold M is pressed by the pressing
すなわち、傾斜面構成部材17と押圧部材19とが一体で形成されていると、傾斜面21以外の部分(雌ねじ35が形成されている部分等)の剛性が高いゆえに傾斜面21が変形しにくく、傾斜面21と型Mの斜面Mbとがお互いに面接触しにくくなり、型保持体7で型Mを安定して保持し難くなってしまう。しかし、傾斜面構成部材17と押圧部材19とが別体になっているので、傾斜面構成部材17で型Mを押すときに、傾斜面構成部材17の剛性が比較的に小さくなっており、傾斜面構成部材17が変形しやすくなっている。そして、型Mの斜面Mbと傾斜面構成部材17の傾斜面21とがお互いに面接触し、型保持体7により安定した状態で型Mを保持することができる。
That is, when the inclined
また、傾斜面構成部材17と押圧部材19とが一体で形成されていると、転写をする毎に、傾斜面21から受ける力によって雌ねじ35がごく僅かではあるが弾性変形し、雌ねじ35にゆるみ等の不具合いが発生するおそれがある。しかし、傾斜面構成部材17と押圧部材19とが別体になっているので、転写するときにおける押圧部材19の雌ねじ35の変形を少なくすることができ、雌ねじ35のゆるみを防止することができる。
Further, if the inclined
なお、傾斜面構成部材17と押圧部材19とが別体になっていることが望ましいが、押圧部材19と傾斜面構成部材17を一体で構成してあってもよい。また、型Mと傾斜面構成部材17とを一体としたような形態で型を形成し、押圧部材19で前記一体とした型を押圧し、前記一体とした型の面(微細な転写パターンが形成されている面)がこの中央部に向かうにしたがって僅かに凸になるように保持する構成であってもよい。
In addition, although it is desirable that the inclined surface
図4は、型保持体7aの変形例を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a modification of the
図4に示す型保持体7aは、保持部構成部材15aや押圧部材19aの円周を分配(たとえば当分配)する位置に設けられた複数のボルト等の締結部材によって、押圧部材19aを保持部構成部材15aに固定している点が、図1や図2に示す型保持体7とは異なり、その他の点は、図1や図2に示す型保持体7とほぼ同様に構成されており、ほぼ同様の効果を奏する。
The
なお、図4に示す寸法h1を適宜調節することによって、型Mの面Maの突出量を適宜調節することができる。寸法h1は、傾斜面構成部材17に接触する押圧部材19aの接触面(円環状の平面)39と、保持部構成部材15aに接触する押圧部材19aの接触面(円環状の平面)41との間の距離である。
In addition, the protrusion amount of the surface Ma of the mold | type M can be adjusted suitably by adjusting the dimension h1 shown in FIG. The dimension h1 is defined by the contact surface (annular plane) 39 of the
また、型Mの全周を傾斜面構成部材17で押圧しているが、必ずしも全周である必要はなく、型Mの斜面Mbを部分的に押圧して型Mを保持し凸になるように変形させる構成であってもよい。
Further, although the entire circumference of the mold M is pressed by the inclined
なお、上記説明では、型Mが円錐台状である場合を例に掲げたが、型Mが、角錐台(たとえば、四角錐台)状に形成されていてもよい。 In the above description, the case where the mold M has a truncated cone shape is taken as an example, but the mold M may be formed in a truncated pyramid shape (for example, a quadrangular pyramid).
この場合、保持部構成部材15,15a、貫通孔13、保持部11、傾斜面構成部材17、押圧部材19,19aも、型Mの形状にあわせて、多角形な環状(たとえば矩形な環状)に形成されているものとする。さらに、傾斜面構成部材17を、たとえば型Mの辺の数にあわせて、分割してあってもよい。このように分割することによって、傾斜面構成部材17を製作しやすくなる。
In this case, the holding
ここで、型保持体7で四角錐台状に形成された型Mを上述したように適宜保持したときにおける型Mの変形を有限要素法で求めたので、この結果を図6に示す。なお、図6では、図5の場合と同様にして、型Mの変形量を誇張して描いてある。また、図6は、四角錐台状の型Mの1/4を示してあり、図6に二点鎖線で示してある型Mは、型保持体7aで保持していないとき(外力が加わっていない)型Mの本来の形状を示しており、上面Maと下面Mcとが平面状になっている。
Here, since the deformation | transformation of the type | mold M when the type | mold M formed in square pyramid shape with the type |
図6に実線で示してある型Mは、型保持体7aで保持したときの変形した型Mの形状を示しており、微細な転写パターンが形成されている型Mの面Maが型Mの中央部に向かうにしたがって、徐々に凸(図6では下側に凸)になっている。一方、面Maと対向している面Mcは、型Mの中央部に向かうにしたがって、徐々に凹になっている。
A mold M indicated by a solid line in FIG. 6 shows a deformed shape of the mold M when held by the
ところで、上記説明では、図7に示すバックアップガラス208を完全に除去しているが、図7で示すバックアップガラス208の上側に凹部(図7の破線参照)43を設け、バックアップガラス208を従来よりも薄くした構成であってもよい。これにより、カメラCMを型Mに近づけることができる。
By the way, in the above description, the
さらに、転写装置1において、上述した熱インプリント法によって被成型品Wへの転写を行ってもよい。この場合、型Mを金属等の紫外線が透過しない部材で構成してあってもよい。 Further, the transfer device 1 may perform transfer to the product W by the above-described thermal imprint method. In this case, the mold M may be composed of a member that does not transmit ultraviolet rays such as metal.
1 転写装置
5 被成型品保持体
7、7a 型保持体
13 貫通孔
15、15a 保持部構成部材
17 傾斜面構成部材
19、19a 押圧部材
21 傾斜面
M 型
W 被成型品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transfer apparatus 5 Molded
Claims (6)
前記微細な転写パターンが形成されている型の部位を、この部位の中央部側での転写不良を回避するために、前記部位の中央に向かうにしたがって、前記部位の本来の形態に比べて徐々に凸になるように変形させる構成であることを特徴とする転写装置。 In a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a mold to a molded product,
In order to avoid a transfer defect on the central portion side of the part where the fine transfer pattern is formed, the part is gradually compared with the original form of the part toward the center of the part. A transfer device characterized in that it is deformed so as to be convex.
高さの低い円錐台状もしくは角錐台状に形成され上面に微細な転写パターンが形成されている型を、この型の斜面を押圧して、前記上面が中央部に向かうにしたがって徐々に凸になるように変形させて保持し、前記被成型品保持体に対して相対的に接近・離反する方向で移動する型保持体と;
を有することを特徴とする転写装置。 A molded product holder for holding the molded product;
A mold that has a low truncated cone shape or a truncated pyramid shape and has a fine transfer pattern formed on the upper surface, presses the inclined surface of the mold, and the upper surface gradually protrudes toward the center. A mold holding body which is deformed and held so as to move in a direction approaching and moving away from the molded article holding body;
A transfer device comprising:
前記型保持体の中央部には、貫通孔が設けられていることを特徴とする転写装置。 The transfer apparatus according to claim 2, wherein
A transfer apparatus, wherein a through hole is provided in a central portion of the mold holder.
前記型保持体は、前記型の下面が接触する保持部を備えた保持部構成部材と、前記型の斜面に接触する傾斜面を備えた傾斜面構成部材と、前記保持部構成部材と前記傾斜面構成部材とに係合し、前記傾斜面構成部材で前記型を前記保持部構成部材に押し付けるために前記傾斜面構成部材を前記保持部構成部材の側に押圧する押圧部材とを備えて構成されていることを特徴とする転写装置。 In the transfer device according to claim 2 or 3,
The mold holding body includes a holding part constituting member having a holding part with which a lower surface of the mold contacts, an inclined surface constituting member having an inclined surface that comes into contact with an inclined surface of the mold, the holding part constituting member, and the inclination A pressing member that engages with the surface constituent member and presses the inclined surface constituent member toward the holding portion constituent member in order to press the mold against the holding portion constituent member with the inclined surface constituent member. A transfer apparatus characterized by being made.
前記微細な転写パターンが形成されている型の部位を、この部位の中央部側での転写不良を回避するために、前記部位の中央に向かうにしたがって、前記部位の本来の形態に比べて徐々に凸になるように変形させて保持するように構成されていることを特徴とする転写装置の型保持装置。 In a mold holding device of a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a mold to a molded product,
In order to avoid a transfer defect on the central portion side of the part in which the fine transfer pattern is formed, the part is gradually compared with the original form of the part toward the center of the part. A mold holding device for a transfer device, wherein the die holding device is configured to be deformed and held so as to be convex.
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