JP2015063025A - パターン形成方法及び離型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被転写材の伸縮や変形を防止しつつ確実に転写パターンを形成しながら離型する。【解決手段】離型装置１は、インプリント型３０が押し付けられた被転写材２０からインプリント型３０を離型する装置であって、被転写材２０よりも幅広で被転写材２０の転写パターン形成側の面２２とは反対側の裏面２３に貼着される剥離ガイド板１０と、インプリント型３０から被転写材２０が離型される方向に、剥離ガイド板１０の両端部１１を移動させる駆動手段４０とを備える。駆動手段４０は、シリンダ駆動装置４２、滑車部４３及び剥離ガイド板１０の両端部１１に治具１２を介して先端部が取り付けられたワイヤ４１により構成される。【選択図】図１

Description

この発明は、インプリント型が押し付けられた被転写材からインプリント型を離型して転写パターンを形成するパターン形成方法及び離型装置に関する。

従来より、凹凸のパターンを有するインプリント型を被転写材に押し付けて、所望の転写パターンを被転写材に形成するインプリント法が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。特許文献１には、インプリント型がレジスト層に押し付けられた転写基板を、離型開始から終了までレジスト層側が所定曲率の凸状態を維持するように裏面側を加圧して湾曲させる凹凸パターンの形成装置が開示されている。

特開２０１０−２３４６６９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の凹凸パターン形成装置におけるパターン形成方法では、離型時に転写基板のレジスト層側が所定曲率の凸状態となったドーム形状に維持されるので、被転写材である転写基板がレジスト層と同様に伸縮したり変形したりすることとなる。このため、転写パターンが微細なサイズであると伸縮や変形に伴う応力負荷で転写パターンが崩れたりパターン破壊が起こったりしやすくなるという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、被転写材の伸縮や変形を防止しつつ確実に転写パターンを形成しながら離型することができるパターン形成方法及び離型装置を提供することを目的とする。

本発明に係るパターン形成方法は、インプリント型が押し付けられた被転写材の転写パターン形成面とは反対側の面に、前記被転写材よりも幅広な剥離ガイド板を貼着する工程と、前記インプリント型から前記被転写材が離型される方向に、前記剥離ガイド板の両端を移動させて前記インプリント型から前記被転写材を離型する工程とを備えたことを特徴とする。

本発明に係るパターン形成方法によれば、被転写材の転写パターン形成面とは反対側の面に被転写材よりも幅広な剥離ガイド板を貼着し、インプリント型から被転写材が離型される方向に剥離ガイド板の両端を移動させて被転写材をインプリント型から離型するので、被転写材に直接的に離型のための力を加えずに離型が行われる。これにより、被転写材の伸縮や変形を防止することができ、確実に転写パターンを形成しながら離型することができる。また、被転写材に剥離のための掴み代を形成するスペースが不要であるため、被転写材をコンパクトに形成することができ、コスト削減を図ることができる。

本発明の一実施形態においては、前記貼着する工程の後に、前記剥離ガイド板と接する平面部及びこの平面部の両端に形成された曲面部を有する押付ガイド金型を、前記平面部が前記被転写材の転写パターン形成領域上に位置するように前記剥離ガイド板上に載置する工程を更に備え、前記離型する工程では、前記押付ガイド金型を前記剥離ガイド板に押し付けながら前記剥離ガイド板の両端を移動させる。これにより、被転写材の端部だけを僅かに変形させ、その他の部分は平面状態を保ちながら真空破壊を中心部に向けて進展させていくことができるので、転写パターンに余分な負荷がかかるのを防止することができ、被転写材の変形を防止することができる。

本発明の他の実施形態においては、前記離型する工程では、前記剥離ガイド板の両端を均等に移動させる。

本発明に係る離型装置は、インプリント型が押し付けられた被転写材から前記インプリント型を離型する離型装置であって、前記被転写材よりも幅広で前記被転写材の転写パターン形成面とは反対側の面に貼着される剥離ガイド板と、前記インプリント型から前記被転写材が離型される方向に、前記剥離ガイド板の両端を移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る離型装置によれば、上述したパターン形成方法と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の一実施形態においては、前記剥離ガイド板と接する平面部及びこの平面部の両端に形成された曲面部を有し、前記平面部が前記被転写材の転写パターン形成領域上に位置するように前記剥離ガイド板上に載置される押付ガイド金型を更に備え、前記駆動手段は、前記押付ガイド金型を前記剥離ガイド板に押し付けながら前記剥離ガイド板の両端を移動させる。

本発明の他の実施形態においては、前記駆動手段は、前記剥離ガイド板の両端に取り付けられたワイヤを均等に引き上げ可能な滑車部を有し、前記滑車部を引き上げることにより前記剥離ガイド板の両端を均等に移動させる。

本発明によれば、被転写材の伸縮や変形を防止しつつ確実に転写パターンを形成しながら離型することができる。

本発明の第１の実施形態に係る離型装置を示す正面図である。 同離型装置の一部を示す拡大図である。 同離型装置による離型工程を示すフローチャートである。 同離型装置による離型動作の様子を示す工程図である。 同離型装置の変形例を示す正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る離型装置を示す正面図である。

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係るパターン形成方法及び離型装置を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る離型装置を示す正面図である。図２は、離型装置の一部を示す拡大図である。図３は、離型装置による離型工程を示すフローチャートである。図４は、離型装置の離型動作の様子を示す工程図である。

図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係る離型装置１は、図示しない転写装置によって予めインプリント型３０が押し付けられた、例えば樹脂フィルムからなる被転写材２０を準備して、この被転写材２０からインプリント型３０を離型して転写パターンを被転写材２０にパターン形成するための装置である。

離型装置１は、被転写材２０のインプリント型３０側の転写パターン形成側の面２２とは反対側の裏面２３に貼着された剥離ガイド板１０と、インプリント型３０が固定される固定台４９とを備える。固定台４９は、例えば筐体フレーム４８と一体的に接続されている。

また、離型装置１は、インプリント型３０から被転写材２０が離型される方向に、剥離ガイド板１０の互いに平行な直線状の一対の端部（両端部）１１，１１を移動させる駆動手段４０を備える。この駆動手段４０は、筐体フレーム４８の上端に駆動軸を上方に向けて取り付けられたシリンダ駆動装置４２と、このシリンダ駆動装置４２の駆動軸の先端に取り付けられた滑車部４３と、この滑車部４３に装着されると共に先端部が剥離ガイド板１０の両端部１１にそれぞれクランパ−等の治具１２を介して取り付けられたワイヤ４１とを備える。シリンダ駆動装置４２は、駆動軸を上方に移動させることで、滑車部４３を介してワイヤ４１を離型装置１の上方に向かって引っ張り上げるので、剥離ガイド板１０の両端部１１は、均等に上方に引っ張り上げられる。

更に、離型装置１は、剥離ガイド板１０の背面を押し付ける押付ガイド金型５０を備える。押付ガイド金型５０は、剥離ガイド板１０と接する平面部５１及びこの平面部５１の両端側に形成された曲面部５２，５２を有する蒲鉾形の形状を有する。押付ガイド金型５０は、具体的には平面部５１が被転写材２０の転写パターン形成領域上に位置するように剥離ガイド板１０上に載置される。押付ガイド金型５０は、押付力発生機構５３を介して筐体フレーム４８に取り付けられている。押付力発生機構５３は、筐体フレーム４８に取り付けられたシリンダ駆動機構５４と、このシリンダ駆動機構５４の下方に延びる駆動軸４７と、この駆動軸４７に取り付けられたばね等の弾性体４７ａとを備えている。押付ガイド金型５０は、弾性体４７ａを介してシリンダ駆動機構５４に取り付けられている。

被転写材２０は、第１の実施形態においては、例えば熱可塑性のポリイミド、ポリオレフィン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等からなる樹脂フィルムや、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる樹脂フィルム等が用いられる。これらの樹脂フィルムは、通常は伸縮性を備えるが、非伸縮性の樹脂フィルムを採用してもよい。

インプリント型３０は、例えば２０ｍｍ×２０ｍｍ又は１００ｍｍ×１００ｍｍの矩形状に形成されたモールドやダイ等の金型であり、被転写材２０に転写する凹凸の転写パターンに対して反転したパターン３１が形成されている。インプリント型３０は、例えばシリコンからなり、そのパターン３１は、例えば最小ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）が１０μｍ／１０μｍで、高さ１０μｍのパターンに形成されている。

なお、インプリント型３０は、材質が特に限定されるものではなく、例えばニッケル、銅、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等により形成され、所望の微細ピッチ等のパターン３１が形成されたものを用いてもよい。また、インプリント型３０のパターン３１側の面には、例えばフッ素樹脂等がコーティングされた易離型処理が施されていてもよい。

インプリント型３０のパターン３１は、図示は省略するが、例えば円盤状の台部の上にこれよりも径の小さな円柱状（ピン状）に立設されたピラーを有する凸状のピラー部を、例えば３０００個／４００ｍｍ^２程度備えるように構成されている。ピラー部は、例えば台部の高さが１０μｍ、ピラーの高さが１５μｍ程度となるように形成されている。

一方、剥離ガイド板１０は、例えばガラスエポキシ樹脂等の耐屈曲性に優れた材料からなり、被転写材２０よりも幅広に形成されて、例えば両面テープや粘着テープ等の貼着用媒体４５を介して被転写材２０の裏面２３に両端部４１を残した状態で貼り付けられる。なお、インプリント型３０も同様に、両面テープ等の固定用媒体４６を介して固定台４９に固定されている。

剥離ガイド板１０は、図２に示すように、貼着された被転写材２０の端部が、平面密着状態のインプリント型３０の端部から僅かに離れて真空破壊が起こり剥離し始める剥離開始部（真空破壊開始部）の進入角度、すなわち被転写材２０がインプリント型３０から剥離するときの両者の主面がなす開き角度が、１°以下となるように両端部１１が弾性変形可能に構成されている。

そして、一旦剥離が開始した後は、剥離ガイド板１０が変形しないように押付ガイド金型５０の平面部５１によって規制する。被転写材２０とインプリント型３０とは端部から真空破壊が中央部に向かって徐々に進行しながら平面的に垂直剥離することとなる。従って、被転写材２０の伸縮や変形を防止しつつ確実に転写パターン２１を被転写材２０に形成しながらインプリント型３０を離型することができる。

第１の実施形態に係る離型装置１は、シリンダ駆動装置４２、滑車部４３及びワイヤ４１により剥離ガイド板１０の両端部１１を上方に引っ張る構造を採用するので、複雑な制御や機構を必要とせず、簡単な構成で引張り力の発生点を１箇所とすることができると共に引張り力のバランスを自動調整することができる。

次に、パターン形成方法について説明する。
まず、転写段階について簡単に説明する。この転写段階においては、フィルム状の被転写材２０とインプリント型３０とを準備し、被転写材２０の転写パターン形成領域とインプリント型３０のパターン３１との位置を位置合わせした上で、転写装置の上下ステージにこれらを配置する。

そして、インプリント型３０及び被転写材２０の少なくとも一方を加熱しながら、上下ステージの少なくとも一方を他方の側に移動させ、被転写材２０にインプリント型３０を押し付けてパターン３１を転写する。その後、被転写材２０が柔らかくなる温度以下にインプリント型３０と被転写材２０とを冷却して、これらが一体化した状態で離型装置１に搬送し、離型装置１による離型工程を開始する。ここで、図３及び図４を参照しながら離型工程について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、インプリント型３０と一体化された被転写材２０の裏面２３に上述したような貼着用媒体４５を介して剥離ガイド板１０を貼着すると共に、インプリント型３０を裏面に上述したような固定用媒体４６を介して固定台４９に固定する（ステップＳ１００）。

次に、図４（ｂ）に示すように、シリンダ駆動装置４２により滑車部４３を下げてワイヤ４１を降ろし、剥離ガイド板１０の両端部１１を治具１２で保持する。そして、押付ガイド金型５０を、平面部５１が被転写材２０の転写パターン形成領域上に位置するように位置合わせして、アクチュエータ５４により剥離ガイド板１０上に載置する（ステップＳ１０２）。このとき、押付ガイド金型５０には、押付力発生機構５３により所定の押圧力が加えられている。

そして、シリンダ駆動装置４２により滑車部４３を上方向に移動させ、ワイヤ４１を均等に引っ張り上げて、図４（ｃ）に示すように、剥離ガイド板１０の両端部１１を上方向に徐々に移動させる（ステップＳ１０４）。これにより、上述したような１°以下の進入角度で剥離開始部が形成される。

この状態のまま、暫くすると、被転写材２０の両端の剥離開始部から内側に向けて真空破壊が進展する。真空破壊の進展に合わせて滑車部４３を上方向に移動させ、ワイヤ４１による引張り力が押付力発生機構５３による押圧力を上回ると、剥離ガイド板１０と共に押付ガイド金型５０が上方向に移動し、被転写材２０がインプリント型３０から平面を保ったまま垂直剥離して、図４（ｄ）に示すように、インプリント型３０から被転写材２０が離型される（ステップＳ１０６）。

最後に、図示は省略するが、貼着用媒体４５による被転写材２０及び剥離ガイド板１０の貼着状態を解除して、被転写材２０を剥離ガイド板１０から取り外し（ステップＳ１０８）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。このような処理により、インプリント型３０のパターン３１により形成される被転写材２０の転写パターン２１は、剥離ガイド板１０及び押付ガイド金型５０の作用によって被転写材２０が伸縮したり変形したりすることなく離型されるので、崩れたり破壊されたりすることなくスムーズ且つ確実に形成される。

すなわち、第１の実施形態に係る離型装置１によれば、剥離ガイド板１０の両端部１１をシリンダ駆動装置４２、滑車部４３及びワイヤ４１で直接引っ張り上げるため、被転写材２０に直接引張り力を加えることはないので、被転写材２０が極力変形することを避けつつインプリント型３０から離型することができる。

また、押付ガイド金型５０の平面部５１が被転写材２０の転写パターン形成領域上の剥離ガイド板１０に押し付けられ、この平面形状を維持したまま均等に剥離ガイド板１０の両端部１１を引っ張るため、被転写材２０の変形をより一層抑えつつインプリント型３０から離型することができる。これにより、被転写材２０の延びや破断、インプリント型３０のパターン３１の破壊等を防止して、被転写材２０に転写パターン２１を確実に形成することができる。

［第１の実施形態の変形例］
図５は、第１の実施形態に係る離型装置１の変形例を示す正面図である。図５に示すように、変形例の離型装置１は、剥離ガイド板１０の両端部１１を移動させるシリンダ駆動装置４２、滑車部４３及びワイヤ４１の代わりに、各端部１１の上方の対応する位置の筐体フレーム４８に、引上げピストン６１を下方に向けてそれぞれ各端部１１を治具１２を介して引上げ可能に設けられたシリンダ引上げ装置６０，６０を備える点が異なっている。各シリンダ引上げ装置６０の引上げピストン６１の移動量は、図示しない制御部によって同期されている。このような構成によって剥離ガイド板１０の両端部１１を離型する方向に移動させても、被転写材２０をインプリント型３０から平面を保ったまま垂直剥離することができるので、上記と同様の作用効果を奏することが可能となる。

［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る離型装置を示す正面図である。図６に示すように、第２の実施形態に係る離型装置１Ａは、剥離ガイド板１０の両端部１１を離型する方向に移動させる駆動手段４０の構成が、第１の実施形態に係る離型装置１のものと相違している。

すなわち、離型装置１Ａの駆動手段４０は、剥離ガイド板１０の両端部１１近傍の下方に先端部が当接可能に配置された棒状或いは板状の押上げピン７１，７１と、この押上げピン７１，７１を上下方向に移動自在に駆動するシリンダ押上げ装置７０，７０とにより構成されている。各シリンダ押上げ装置７０による押上げピン７１の移動量は、上述したように図示しない制御部によって同期されている。

このように構成された離型装置１Ａでは、離型時に、押上げピン７１を剥離ガイド板１０の両端部１１近傍の下方に押し付けて両端部１１を均等に離型する方向に移動させる。このような構成によっても、平面を保ったまま垂直剥離して被転写材２０に転写パターン２１を確実に形成することができるため、第１の実施形態に係る離型装置１と同様の作用効果を奏することが可能となる。

１，１Ａ 離型装置
１０ 剥離ガイド板
１１ 一対の端部（両端部）
１２ 治具
２０ 被転写材
２１ 転写パターン
２２ 面
２３ 裏面
３０ インプリント型
３１ パターン
４０ 駆動手段
４１ ワイヤ
４２ シリンダ駆動装置
４３ 滑車部
４５ 貼着用媒体
４６ 固定用媒体
４７ 支持部
４８ 筐体フレーム
４９ 固定台
５０ 押付ガイド金型
５１ 平面部
５２ 曲面部
５３ 押付力発生機構
５４ シリンダ駆動機構
６０ シリンダ引上げ装置
６１ 引上げピストン
７０ シリンダ押上げ装置
７１ 押上げピン

Claims (6)

1. インプリント型が押し付けられた被転写材の転写パターン形成面とは反対側の面に、前記被転写材よりも幅広な剥離ガイド板を貼着する工程と、
   前記インプリント型から前記被転写材が離型される方向に、前記剥離ガイド板の両端を移動させて前記インプリント型から前記被転写材を離型する工程とを備えた
   ことを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記貼着する工程の後に、前記剥離ガイド板と接する平面部及びこの平面部の両端に形成された曲面部を有する押付ガイド金型を、前記平面部が前記被転写材の転写パターン形成領域上に位置するように前記剥離ガイド板上に載置する工程を備え、
   前記離型する工程では、前記押付ガイド金型を前記剥離ガイド板に押し付けながら前記剥離ガイド板の両端を移動させる
   ことを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
3. 前記離型する工程では、前記剥離ガイド板の両端を均等に移動させる
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のパターン形成方法。
4. インプリント型が押し付けられた被転写材から前記インプリント型を離型する離型装置であって、
   前記被転写材よりも幅広で前記被転写材の転写パターン形成面とは反対側の面に貼着される剥離ガイド板と、
   前記インプリント型から前記被転写材が離型される方向に、前記剥離ガイド板の両端を移動させる駆動手段とを備えた
   ことを特徴とする離型装置。
5. 前記剥離ガイド板と接する平面部及びこの平面部の両端に形成された曲面部を有し、前記平面部が前記被転写材の転写パターン形成領域上に位置するように前記剥離ガイド板上に載置される押付ガイド金型を更に備え、
   前記駆動手段は、前記押付ガイド金型を前記剥離ガイド板に押し付けながら前記剥離ガイド板の両端を移動させる
   ことを特徴とする請求項４記載の離型装置。
6. 前記駆動手段は、前記剥離ガイド板の両端に取り付けられたワイヤを均等に引き上げ可能な滑車部を有し、前記滑車部を引き上げることにより前記剥離ガイド板の両端を均等に移動させる
   ことを特徴とする請求項４又は５記載の離型装置。

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