JP4290174B2 - パターンを有する部材の製造方法、パターン転写装置及びモールド - Google Patents
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Description
この技術は、ナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、数nmオーダーの分解能を持つため、ステッパ、スキャナ等の光露光機に代わる次世代の半導体製造技術として注目を集めている。また、立体構造をウエハレベルで一括加工可能なため、フォトニッククリスタル等の光学素子やμ−TAS等のバイオチップの製造技術として等々、幅広い分野への応用が期待されている。
Stephan Y.Chou et.al., Appl.Phys.Lett,Vol.67,Issue 21, pp.3114−3116(1995) Design and Performance of a Step and Repeat Imprinting Machine Voisin.SPIE Microlithography Conference, February 2003
以下、具体的に説明する。
一般に、光露光装置を用いた加工方法では、図4(a)に示すようにワーク(ウエハ)の縁306にかかる部分についても露光を行いパターン形成することが可能である。
これは、ワークの周辺部にも、中央付近と同じレチクルのパターンに従った光を照射することで実現する。
なぜなら、インプリント法においては、モールドとワークとの間に圧力を加えることから、ワークの縁にかかる部分については応力集中によって、モールドの破損や荷重の偏りによる加工不良が生じる可能性がある。
従って、従来のナノインプリント法においては、図4(b)に示すように、ワークの周辺部である周辺領域302にパターンを形成しないように、ステップアンドリピート方式を行うことになる。
また、非周辺部(例えば、ウエハの中央付近)へのパターンを形成するためのモールドを用いて、周辺領域302に無理にパターンを形成する場合には、当該モールドの破損等のおそれがある。
ステップアンドリピート方式により、パターン群を形成するための凹凸パターン面を有するモールドは、描かれている凹凸の線幅やピッチなどにもよるが、一般に極めて高価なものとなる。当該モールドの破損が、なるべく起き難いモールドの使用が望まれる。
ウエハの周辺領域に形成されるパターンは、ドライエッチやイオン注入といった周囲のパターンの粗密や大きさに影響を受けるプロセスにおいて、均一性を向上させる役割を持っている。また、他のプロセスにおいてテストパターンの役割を果たすことができるものであり、ナノインプリント法においても、ワークの周辺領域へパターン形成は行うことが好ましい。
すなわち、本発明は、ワークの外周領域にも凹凸パターンを適切に形成することが可能となるパターンを有する部材の製造方法、パターン転写装置及びモールドを提供することを目的とする。
なお、本発明においては、被加工物の周辺領域の全てに、パターンを形成することは、必ずしも必要ではない。
本発明のパターンを有する部材の製造方法は、
パターンを有する部材の製造方法において、
表面に凹凸による第1のパターンを有する第1のモールドを用意し、
該第1のパターンを有するパターン面の外周形状に対応した形状部が、パターン面に含み構成され、且つ、表面に凹凸による第2のパターンを有する第2のモールドを用意し、
該部材への転写領域のうち、該第1のモールドが有する該第1のパターンの全面を転写できないエリアである該部材の周辺領域と、該周辺領域の内側に、パターンを転写するに際して、
該周辺領域の内側には、該第1のモールドが有する第1のパターンを複数回転写することによりパターン群を形成し、
該周辺領域には、該パターン群の外周形状に対応する該第2のモールドが有する第2のパターンを転写することを特徴とするパターンを有する。
また、本発明のパターンを有する部材の製造方法は、前記周辺領域の内側に形成される前記第1のパターンを有するパターン面同士の間隔と同じ間隔で、前記第1及び第2のパターン面を隣接して設けることを特徴とする。
また、本発明のパターンを有する部材の製造方法は、前記第1のモールドを用いて、前記部材に前記第1の凹凸パターンを転写した後、前記第2のモールドを用いて、前記部材に前記第2の凹凸パターンを形成することを特徴とする。
また、本発明のパターンを有する部材の製造方法は、前記第2のモールドを用いて、前記部材に前記第2の凹凸パターンを転写した後、
前記第1のモールドを用いて、前記部材に前記第1の凹凸パターンを形成することを特徴とする。
また、本発明のパターンを有する部材の製造方法は、前記第1のパターンを有するパターン面の外周形状は直線であり、且つ前記第2のパターンを有するパターン面に含み構成される前記形状部は、前記第1のパターンを有するパターン面の外周形状に対応する直線と、前記部材の周縁部に対応する曲線とからなることを特徴とする。
また、本発明のパターンを有する部材の製造方法は、加圧によりモールドが有するパターンを部材に転写するパターンを有する部材の製造方法において、
第1のモールドと第2のモールドを用い、該第1のモールドが有する第1のパターンと
該第2のモールドが有する第2のパターンを部材に転写するに際し、
該部材への転写領域のうち、該第2のモールドが有する第2のパターンの全面を転写できないエリアである該部材の周辺領域に、該第1のモールドを用いて該第1のパターンを形成する工程と、
該部材の周辺領域の内側に位置する領域に、該第2のモールドを用いて、複数回にわたりパターンを転写してパターン群を形成するに当たり、該パターン群の外周形状を、該部材の周辺領域の内側形状に対応させて該第2のパターンを転写する工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明のパターンを有する部材の製造方法は、前記第1のパターンを形成する工程が、
前記部材の前記外周領域を複数箇所に分けてパターンを形成する工程であることを特徴とする。
また、本発明のパターンを有する部材の製造方法は、前記外周領域を複数箇所に分けてパターンを形成する工程が、前記部材を回転させる工程を含むことを特徴とする。
本発明のパターンを有する部材の製造方法は、モールドが有するパターンを部材に転写するパターンを有する部材の製造方法であって、
平板状の部材に第1のモールド及び第2のモールドが有するパターンを転写するに際し、
該部材への転写領域のうち、該第1のモールドが有する第1のパターンの全面を転写できないエリアである該部材の周辺領域の内側に、該第1のパターンを複数回転写してパターン群を形成する前か後に、
該パターン群の外周形状に対応させて、該第2のモールドが有する第2のパターンを該部材の周辺領域に形成することを特徴とする。
また、本発明の転写装置は、モールドが有するパターンを部材に転写するためのパターン転写装置であって、
第1のモールドを保持するための第1のモールド保持部、及び第2のモールドを保持するための第2のモールド保持部を備え、
該第1のモールド保持部は、該部材への転写領域のうち、第1のモールドが有する第1のパターンの全面を転写できないエリアである該部材の周辺領域の内側にパターンを転写するためのモールドの保持部であり、
該第2のモールド保持部は、該部材の周辺領域の内側に、該第1のパターンを複数回転写することにより形成されたパターン群の外周形状に対応させて、該部材の周辺領域に、該第2のモールドにより第2のパターンを転写するためのモールドの保持部であることを特徴とする。
また、本発明の転写装置は、前記第1のモールド保持部と対向する位置に設けられる第1の支持部と、前記第2のモールド保持部と対向する位置に設けられる第2の支持部とを有することを特徴とする。
また、本発明の転写装置は、前記第1の支持部は、平板状の前記部材を面内方向に移動させるための機構を有し、
前記第2の支持部は、前記平板状部材を面内方向に回転させる機構を有することを特徴とする。
また、本発明の転写装置は、前記第2のモールド保持部側には、平板状の前記部材の中央領域への光照射を妨げるための遮光手段が設けられていることを特徴とする。
また、本発明のターンを有するモールドは、上記したいずれかに記載のパターンを有する部材の製造方法に用いるパターンを有するモールドであって、
該モールドのパターン面の外周形状が、前記部材の周縁部に対応する曲線からなる第1の外周形状と、前記パターン群の外周形状に対応する直線からなる第2の外周形状とを有することを特徴とする。
また、本発明のターンを有するモールドは、上記したいずれかに記載のパターンを有する部材の製造方法に用いるパターンを有するモールドであって、
矩形の外周形状を有するパターン面が複数並んで構成されるパターン群の外周形状に対応した、外周形状を備えたパターン面を有することを特徴とする。
本発明の凹凸を有する部材の製造方法は、加圧によりモールドが有するパターン形状を被加工物(ワーク、あるいはウエハ)に転写する凹凸を有する部材の製造方法において、以下の工程を有する。
すなわち、前記被加工物の外周領域を加圧する工程と、前記被加工物の外周領域の内側に位置する領域を加圧する工程である。その際、これらの各工程によって前記ワークの全領域を加工する構成を採ることができる。
また、本発明の加圧加工装置は、加圧によりモールドが有するパターン形状を被加工物に転写する加圧加工装置において、
前記被加工物の外周領域を加圧するための外周領域加圧手段と、前記被加工物の外周領域の内側に位置する領域を加圧するための内側領域加圧手段と、を有することを特徴としている。
また、本発明のモールドは、被加工物に形成される凹凸パターン領域の外周形状に応じた形状を有することを特徴としている。
また、本発明のモールドは、凹凸パターンが形成されているモールドにおいて、前記凹凸パターンが形成されているパターン形成面に略垂直であって、且つ互いに対向する第1の面と第2の面を備え、
前記第1の面と第2の面の少なくとも一方は屈曲した形状を備えていることを特徴としている。
また、本発明のモールドは、凹凸パターンが形成されているモールドにおいて、前記凹凸パターンが形成されているパターン形成面に略垂直であって、且つ互いに対向する第1の面と第2の面を備え、
前記第1の面は曲面であり、前記第2の面は非曲面であることを特徴としている。
また、本発明のモールドは、凹凸パターンを有するモールドであって、前記凹凸パターンが形成されている領域外に遮光膜が設けられていることを特徴としている。
本発明に係るモールドは、図6に示すように、曲線状の第1の外周部6000と、直線状の第2の外周部6100とを有する。
ここで、曲線状とは、例えばウエハの外周形状、即ち円弧状である。なお、図6に記載のモールドは、ウエハの外周全部に対応したモールドとなっていないが、図2(a)のようなウエハの全外周に対応したモールドにすることもできる。
なお、本発明においては、被加工物(ウエハ、あるいはウエハ上の樹脂等)の中央付近にパターンを形成するためのモールドとは別に、周辺領域にパターンを形成するためのモールドを用いることが重要である。
従って、矩形の外周形状を有するパターン面が複数並んで構成されるパターン群(例えば、図8の矩形の外周形状を有するパターン面からなるパターン群)の外周形状に対応した外周形状を備えたパターン面を有するモールドも本発明に含まれる。
図9の901は周辺パターンであり、その内側が上記したパターン群の外周形状に対応する(換言すれば、嵌めあう)ことになる。
また、図10に示すように、パターン領域をウエハの外周形状に対応した形状とし、モールドの外形は例えば四角形等他の形状とすることも出来る。1201は周辺パターンである。
この場合、図10(a)のAA´断面図である図10(b)、(c)に示されるパターン領域の外側エリア1220は、パターンの形成された面に対して後退していても後退していなくても構わない。
また、ウエハ外周部におけるモールドの破損が問題にならない場合には、図11のように、ウエハの外周形状1250(説明のため点線でウエハの輪郭に該当する部分を示す。)よりも大きなパターン領域を有するモールドとすることも出来る。
モールドの破損が問題にならない場合とは、例えば、前述したパターン群を形成するためのモールドに比べて、周辺領域へのパターン形成のためのモールドが安価である場合である。
本実施形態に係るパターンを有する部材の製造方法は、以下のようにして実現される。
まず、表面に凹凸による第1のパターンを有する第1のモールドと、
該第1のパターンを有するパターン面の外周形状に対応した形状部が、パターン面に含み構成され、且つ、表面に凹凸による第2のパターンを有する第2のモールドを用意する。そして、該第1のモールドが有する該第1のパターンの全面を転写できないエリア(図3や図4の399)を含む該部材の周辺領域には該第2のパターン(周辺パターン201)を転写する。
また、該周辺領域の内側には、該第1のパターン(例えば、図3の301)を転写する。こうして本実施形態に係るパターンの製造方法が実現される。
なお、第1のパターンと第2のパターンの形成順番は適宜選択することができる。また、本実施形態において、周辺領域とは、該第1のモールドが有する該第1のパターンの全面を転写できないエリアのみを指すのではなく、当該エリアを含む領域のことである。
特に、前記周辺領域の内側に形成される前記第1のパターンを有するパターン面同士の間隔と同じ間隔で、前記第1及び第2のパターン面を隣接して設けるのがよい。
また、前記第1のパターン面の外周形状が直線である場合(例えば矩形)には、前記第2のパターン面の外周形状は、前記第1のパターン面の外周形状に対応する直線と、前記部材の周縁部に対応する曲線とからなるように構成するのがよい。
すなわち、表面に第1の凹凸パターンを備え、該第1の凹凸パターン面の外周部が直線からなる第1のモールドを用意する第1の工程、
表面に第2の凹凸パターンを備え、該第2の凹凸パターン面の外周部が曲線からなる第1の外周部と、該第1の凹凸パターン面の外周部に対応する直線からなる第2の外周部とを備えている第2のモールドを用意する第2の工程、及び
該第1及び第2の凹凸パターンを部材に転写する第3の工程
である。
なお、第1及び第2の工程は、いずれの工程を先に行ってもよく、実質的に同時に行ってもよい。
上述した部材とは、半導体製造プロセスに用いられるシリコンなどのウエハであったり、あるいは表面に樹脂を有するウエハである。またウエハとして、シリコンなどの半導体のみならずガラス板や金属板、石英なども適用できる。
モールドの凹凸パターンは、ウエハ自体に転写したり、ウエハ上の樹脂に転写することができる。樹脂とは、例えば熱硬化性樹脂や紫外線などの光硬化性樹脂、または熱可塑性樹脂等である。
なお、前記部材を、ワークあるいは被加工物という場合がある。
第2のモールドは、第1の実施形態で説明したモールドを適用することができる。
前記第3の工程においては、まず図4(b)の302で示される外周領域に、前記第2のモールドでパターンを転写した後、その内側領域に前記第1のモールドでパターンを転写することができる。
斯かる場合、最初に外周領域にパターン形成をしておくので、例えば、内側領域には複数回のナノインプリントにより大面積のパターンを形成した後の工程である、周辺領域へのインプリントのミスなどにより、部材全体が欠陥品となる可能性を下げることができる。
内側領域は、例えば、前記第1のモールドで複数回に亘りパターン転写を行い、図4(b)のパターン301を実現する。
勿論、最初に前記内側領域にパターンを転写した後、外周領域にパターンを転写することもできる。
斯かる場合は、ウエハ周辺部へのインプリントに伴って、ゴミ等が発生し、それが内側領域へのナノインプリント時に悪い影響を及ぼす場合には、それを回避できる。
なお、外周領域にパターンを転写する場合も、外周領域を適宜分割して、複数回の転写を行うこともできる。
そして、複数回の転写を行う際には、前記部材を回転させることで、一つの外周領域用モールドによりパターン形成ができる。
なお、本発明におけるパターンとは、例えば凹凸パターンのことである。
すなわち、被加工物の周辺領域に第1のパターンを形成する工程と、
前記被加工物の周辺領域の内側に位置する領域に、第2のパターンを有するモールドを用いて、複数回にわたり該第2のパターンを転写する工程である。
ここで、前記第1のパターンを形成する工程が、
前記被加工物の前記外周領域を複数箇所に分けてパターンを形成する工程であることも好ましい形態である。
また、前記外周領域を複数箇所に分けてパターンを形成する工程が、
前記被加工物を回転させる工程を含むことも可能である。
更にまた、本発明に係るパターンを有する部材の製造方法は、以下のように行うことで実現することもできる。
すなわち、平板状の部材に、モールドが有する第1のパターンを、複数回転写してパターン群を形成する前か後に、該パターン群の外周形状に対応する第2のパターンを該部材の周辺領域に形成するのである。
そして、当該パターン群の外周形状に対応する第2のパターンを該部材の周辺領域に転写するのである。必ずしも、該周辺領域全面に転写する必要は無く、前記パターン群に隣り合うように、第2のパターンを設けることが重要である。
なお、第2のパターンは好適にはモールドを用いてインプリントにより行うが、必要に応じて、周辺領域へのパターン形成には露光装置を用いて光リソグラフィで行うことできる。
また、パターン群を形成した後で、第2のパターンを設けてもよいし、第2のパターンを形成した後で、パターン群を形成してもよい。
あるいは、前記パターン群を形成する途中で、第2のパターンを形成してもよい。
なお、前記パターン群の外周形状に対応しているとは、外周形状の少なくとも一部形状に沿っているという意味である。
また、前述した第1のパターンと、第2のパターンは、それぞれ異なるモールドを用いて形成される。
第1のパターンのパターン面形状(微細な凹凸を考慮せずに、面として捉えた場合の形状)と、第2のパターン面とが、互いに異なるように上記製造方法は行うのが好ましい。
勿論、互いのパターン面が実質的に同じ面形状になるようにすることもできる。斯かる場合、ウエハ上に形成された外周のパターンはダミーパターンということになる。
本実施形態に係るパターン転写装置は、以下のように構成される。
例えば、図1に示すように、平板状部材の周辺領域の内側にパターンを形成するための第1のモールド(105)を保持するための第1のモールド保持部(155)、及び
該周辺領域にパターンを形成するための第2のモールド(108)を保持するための第2のモールド保持部(158)を備えている。
ここで、前記第1のモールド保持部と対向する位置に設けられる第1の支持部(図5の500)と、前記第2のモールド保持部と対向する位置に設けられる第2の支持部(520)とにより、部材を支持する機構が確保される。
特に、前記第1の支持部は、前記平板状部材を面内方向に移動させるための機構を有し、前記第2の支持部は、前記平板状部材を面内方向に回転させる機構を有するように構成するのがよい。
なお、前記第2のモールド保持部側には、前記平板状部材の中央領域への光照射を妨げるための遮光手段を設けておくことが好ましい。
また、前記周辺領域とは、例えば、該第1のモールドが有するパターンの全面を転写できないエリアのことである。
これにより、ワークの外周領域を含むワークの全領域の加工を可能とし、他のプロセスでの均一性を向上させ、またテストパターンなどが形成できるようにする。
その際、本実施の形態においては、上記した凹凸を有する部材の製造方法において、前記ワークの外周領域を加工する工程と、前記ワークの外周領域の内側領域を加工する工程とで、異なるモールドを用いて加工するのである。
また、本実施の形態の凹凸を有する部材の製造方法においては、前記ワークの外周領域を加工する工程に用いられるモールドが、前記ワークの内側領域の外形に応じた形状とすることができる。あるいは前記ワークの外周領域を加工する工程に用いられるモールドが、前記ワークの内側領域のパターンに応じたパターンを有する構成とすることができる。
また、本実施の形態の凹凸を有する部材の製造方法においては、前記ワークの外周領域を加工する工程が、該外周領域を分割して加工するプロセスを含む構成とし、これによりモールドのコストを抑えるようにすることができる。
その際、この外周領域を分割して加工するプロセスとして、分割されたモールドを用い、該分割されたモールドに形成されたパターン形状をワークを回転させながら転写し、ワークの外周領域を加工するように構成することができる。
また、本実施の形態の加圧加工装置においては、上記した加圧加工装置において、前記外周領域加圧手段に備えられたモールドと、前記ワークの内側に位置する領域に備えられたモールドとは、異なるモールドで構成することができる。
また、本実施の形態の加圧加工装置においては、前記外周領域加圧手段に備えられたモールドは、前記ワークの内側に位置する領域の外形に応じた形状とし、あるいは、前記ワークの内側に位置する領域のパターンに応じたパターンを有する構成とすることができる。
また、本実施の形態の加圧加工装置においては、前記外周領域加圧手段に備えられたモールドは、外周領域の形成面に対して分割された形状を有する構成とし、これによりモールドのコストを抑えるようにすることができる。
なお、本実施の形態における凹凸を有する部材の製造方法、あるいは加圧加工装置においては、モールドをワーク(被加工物)に加圧するケースだけでなく、ワーク(被加工物)をモールドに加圧するケースも包含するものである。
また、上記面内方向とは、加工面の面内方向あるいは被加工面の面内方向と捉えることもできる。
[実施例1]
実施例1は、本発明を適用して加圧加工装置を構成したものである。
図1に、本実施例の加圧加工装置の構成を示す。
図1において、101は装置全体を必要に応じて覆う筐体、102はxy移動機構、103はワーク(平板状の部材、あるいは被加工物と称する場合がある。)、104は加圧機構、105はモールド、106はUV光源である。
また、107は周辺ショット加圧機構、108は周辺ショットモールド、109は遮光板、110は周辺ショットUV光源である。
また、111は露光制御回路、112は加圧制御回路、113は位置制御回路、114はプロセス制御回路である。
図1に示すように、モールド105と周辺ショットモールド108が、Siウエハ上に光硬化樹脂をコートしたワーク103にその位置により対向するように配置されている。
モールド105は、部材を介して加圧機構104に接続されている。また、周辺ショットモールド108は部材を介して周辺ショット加圧機構107に接続されている。
ワーク103は、xy移動機構102に治具を介して取り付けられる。また、加圧機構104、周辺ショット加圧機構107、xy移動機構102、は筐体101を介して接続される。
プロセス制御回路114は、露光制御回路111、加圧制御回路112、位置制御回路113に指示を出しプロセスを進めると共に、これらからの出力データを受け取る。
露光制御回路111は、UV光源106と周辺ショットUV光源110とを制御して露光を行う。
加圧制御回路112は、加圧機構104と周辺ショット加圧機構107とを制御してモールド105及び周辺ショットモールド108とワーク103とを加圧する。
位置制御回路113は、xy移動機構102を制御し、ワーク面内方向(図中xy方向)の位置を制御する。なお、各軸の機構上の配置はこれに限るものではなく、設計上適宜決めてかまわないことは言うまでもない。
図2(a)は、図1における周辺ショットモールド108を図1中zの方向に見たもので、斜線部に周辺パターン201が凹凸として刻まれている。
パターンの形状については、加工方法、コスト等からラインアンドスペース形状、ドット形状など適宜定めることができる。しかしながら、ドライエッチやイオン注入など、他のプロセスでの均一性という観点からは、モールド105のプロセスルールに対して3倍以内程度が望ましく、凹凸の面積比、深さについては同等程度が望ましい。
また、この領域に、加圧加工そのものや、他のプロセス、デバイス特性などをモニタするためのテストパターンを形成することも可能である。
周辺パターン201の内側の領域は図2(b)に示すように貫通していてもよいし、図2(c)のように周辺パターン201の形成面から後退していてもよい。また、図2(d)に示すように、この領域に金属(Cr、Ta、Au,Ni,Al,W、Tiあるいはこれらの金属あるいは非金属化合物など)や炭素、色素などの遮光性の材料を蒸着、塗布するなどして遮光膜202を形成することで、遮光板109の代替とし、これを省略することもできる。
この場合、遮光部材から加工面までの距離を小さくすることができるため、遮光する領域の形状精度を平易に向上可能である。
なお、モールド105は表面に所望の目的形状の刻まれた透明体からなる通常の加圧加工用モールドであり、材質については両モールドとも石英ガラスやサファイアなど光透過性の材料を適宜選択可能である。
また、図10(b)(c)は、図10(a)におけるA−A´断面図である。斜線部は切断面を示す。周辺パターン1201の外側の領域は図10(b)に示すようにパターン形成面から後退した形状を有することはもちろん、図10(c)に示すように後退していなくても構わない。
特に後者の場合は、モールドが十分に変形し、ワーク103辺縁部での加工深さが十分に得られる場合や、前述のようなプロセスの均一性のためにパターン301近傍の加工深さのみが求められる場合等には、モールド作成工程が簡略化されるため、加工コストを低減する。
まず、ワーク103をxy移動機構102に取り付け、周辺ショットモールド108の直下に移動させ、位置決めする。
次に、周辺ショットモールド108を押し付け、UV光を照射しワーク103上の周辺パターン201が接する部分の光硬化樹脂を硬化させた後、ワーク103から周辺ショットモールド108を剥離することで周辺パターン201をワーク103に転写する。
次に、ワーク103をモールド105の下に移動させ、周辺パターン201が形成された領域の内側で、モールド105を押し付け、UV光を照射しワーク103上の光硬化樹脂を硬化させる。その後、ワーク103からモールド105を剥離してパターン301をワーク103に転写するという動作を繰り返しこの領域を埋めて行く。
なお、本実施例では周辺パターン201形成後にパターン301を形成したが、この順序は逆でもかまわない。
また、その際に樹脂の特性や加工後の形状仕様等にもよるが、パターン301の形成後におけるUV光の過露光が許される場合や、順序によらずパターン形成の都度樹脂を塗布するような場合においては、遮光板109や遮光膜202を省いて構成を簡略化することもできる。
また、本実施例では加工方式として樹脂をUV光で硬化させる方式を用いたが、熱硬化樹脂を熱硬化させる方式、熱可塑性樹脂を加熱軟化させる方式、高粘性の樹脂に常温で加圧を行う方式、モールド上のインク層や樹脂層、金属層などをワークに写し取る方式等他の形状転写方式についても適用可能である。
また、本実施例ではパターン301と周辺ショットパターン201を形成する機構を一体化した装置としたが、これらを別体の装置として分けることも、搬送にかかるコストと時間は増大するが可能である。
実施例2は、本発明を適用して実施例1とは異なる形態の加圧加工装置を構成したものである。
図5に、本実施例の加圧加工装置の構成を示す。図5には図1の実施例1と基本的に同じ構成には同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
本実施例の構成において、実施例1との基本的な相違点の一つは、周辺ショットモールド108の直下にワーク103を回転させる回転機構501が設けられており回転制御回路504により制御するようにしたことである。もう一つは、xy移動機構102と回転機構501との間でワーク103を搬送する搬送機構502が設けられており、搬送制御回路503により制御されることである。なお、プロセス制御回路114は、搬送制御回路503と回転制御回路504にも指示を出しプロセスを進めると共に、これらからの出力データも受け取る。
本実施例におけるモールドは、実施例1で説明した周辺ショットモールド108を分割して切り出した形状をしている。特に、図6(a)、(b)、(c)は、図5における周辺ショットモールド108を図5中zの方向に見たものである。その形状は、各モールドはそれぞれ図2(b)、(c)、(d)に示した周辺ショットモールド108を周辺パターン201に関して、その形成面に対する鉛直軸周りの回転対称条件で1/4に分割して切り出した形状をしている。
まず、ワーク103を回転機構に取り付る。
次に、周辺ショットモールド108を押し付け、UV光を照射しワーク103上の周辺パターン201が接する部分の光硬化樹脂を硬化させた後、ワーク103から周辺ショットモールド108を剥離することで周辺パターン201をワーク103に転写する。
次に、ワーク103をその中心を中心として、図5中z軸周りにπ/2radに回転させ同様にして周辺パターン201をワーク103に転写する。この工程をさらに2回繰り返して、4領域から形成される周辺パターン201の形成領域が完成する。
このように、本実施例では、ワーク103を回転させたが、相対回転であり、図7では説明のためワーク103側から見たものとして示されている。なお、実際に回転機構501の配置を変えて周辺ショットモールド108を回転させても同様であることは言うまでもない。
なお、周辺ショットモールド108の分割の仕方は、本実施例の方法に限らない。1/2に分割してもかまわないし、また、異なる1/4分割の方法でもかまわない。より細かく、また非対称に分割し、複数の周辺ショットモールド108を同時に用いて加工を行ったり、さらに複数回に分けて加工を行ってもよい。あるいは分割前の形状と分割の仕方により、回転機構501でなくxy移動機構102を用いてもよい。
また、実施例1と同様に、各軸の機構上の配置はこれに限るものではなく、設計上適宜決めてかまわないことは言うまでもない。
本実施例の構成は実施例1に対して周辺パターン201を形成する工数が増大するためスループットは低下するが、周辺ショットモールド108が小型化するため、モールドコストの低減を図ることが可能となる。
102:xy移動機構
103:ワーク
104:加圧機構
105:モールド
106:UV光源
107:周辺ショット加圧機構
108:周辺ショットモールド
109:遮光板
110:周辺ショットUV光源
111:露光制御回路
112:加圧制御回路
113:位置制御回路
114:プロセス制御回路
155:第1のモールド保持部
158:第2のモールド保持部
Claims (15)
- パターンを有する部材の製造方法において、
表面に凹凸による第1のパターンを有する第1のモールドを用意し、
該第1のパターンを有するパターン面の外周形状に対応した形状部が、パターン面に含み構成され、且つ、表面に凹凸による第2のパターンを有する第2のモールドを用意し、
該部材への転写領域のうち、該第1のモールドが有する該第1のパターンの全面を転写できないエリアである該部材の周辺領域と、該周辺領域の内側に、パターンを転写するに際して、
該周辺領域の内側には、該第1のモールドが有する第1のパターンを複数回転写することによりパターン群を形成し、
該周辺領域には、該パターン群の外周形状に対応する該第2のモールドが有する第2のパターンを転写することを特徴とするパターンを有する部材の製造方法。 - 前記周辺領域の内側に形成される前記第1のパターンを有するパターン面同士の間隔と同じ間隔で、前記第1及び第2のパターン面を隣接して設けることを特徴とする請求項1に記載のパターンを有する部材の製造方法。
- 前記第1のモールドを用いて、前記部材に前記第1の凹凸パターンを転写した後、前記第2のモールドを用いて、前記部材に前記第2の凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項1に記載のパターンを有する部材の製造方法。
- 前記第2のモールドを用いて、前記部材に前記第2の凹凸パターンを転写した後、
前記第1のモールドを用いて、前記部材に前記第1の凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項1に記載のパターンを有する部材の製造方法。 - 前記第1のパターンを有するパターン面の外周形状は直線であり、且つ前記第2のパターンを有するパターン面に含み構成される前記形状部は、前記第1のパターンを有するパターン面の外周形状に対応する直線と、前記部材の周縁部に対応する曲線とからなることを特徴とする請求項1に記載のパターンを有する部材の製造方法。
- 加圧によりモールドが有するパターンを部材に転写するパターンを有する部材の製造方法において、
第1のモールドと第2のモールドを用い、該第1のモールドが有する第1のパターンと該第2のモールドが有する第2のパターンを部材に転写するに際し、
該部材への転写領域のうち、該第2のモールドが有する第2のパターンの全面を転写できないエリアである該部材の周辺領域に、該第1のモールドを用いて該第1のパターンを形成する工程と、
該部材の周辺領域の内側に位置する領域に、該第2のモールドを用いて、複数回にわたりパターンを転写してパターン群を形成するに当たり、該パターン群の外周形状を、該部材の周辺領域の内側形状に対応させて該第2のパターンを転写する工程と、
を有することを特徴とするパターンを有する部材の製造方法。 - 前記第1のパターンを形成する工程が、
前記部材の前記外周領域を複数箇所に分けてパターンを形成する工程であることを特徴とする請求項6に記載のパターンを有する部材の製造方法。 - 前記外周領域を複数箇所に分けてパターンを形成する工程が、
前記部材を回転させる工程を含むことを特徴とする請求項7に記載のパターンを有する部材の製造方法。 - モールドが有するパターンを部材に転写するパターンを有する部材の製造方法であって、
平板状の部材に第1のモールド及び第2のモールドが有するパターンを転写するに際し、
該部材への転写領域のうち、該第1のモールドが有する第1のパターンの全面を転写できないエリアである該部材の周辺領域の内側に、該第1のパターンを複数回転写してパターン群を形成する前か後に、
該パターン群の外周形状に対応させて、該第2のモールドが有する第2のパターンを該部材の周辺領域に形成することを特徴とするパターンを有する部材の製造方法。 - モールドが有するパターンを部材に転写するためのパターン転写装置であって、
第1のモールドを保持するための第1のモールド保持部、及び第2のモールドを保持するための第2のモールド保持部を備え、
該第1のモールド保持部は、該部材への転写領域のうち、第1のモールドが有する第1のパターンの全面を転写できないエリアである該部材の周辺領域の内側にパターンを転写するためのモールドの保持部であり、
該第2のモールド保持部は、該部材の周辺領域の内側に、該第1のパターンを複数回転写することにより形成されたパターン群の外周形状に対応させて、該部材の周辺領域に、該第2のモールドにより第2のパターンを転写するためのモールドの保持部であることを特徴とするパターン転写装置。 - 前記第1のモールド保持部と対向する位置に設けられる第1の支持部と、前記第2のモールド保持部と対向する位置に設けられる第2の支持部とを有することを特徴とする請求項10に記載のパターン転写装置。
- 前記第1の支持部は、平板状の前記部材を面内方向に移動させるための機構を有し、
前記第2の支持部は、前記平板状部材を面内方向に回転させる機構を有することを特徴とする請求項11に記載のパターン転写装置。 - 前記第2のモールド保持部側には、平板状の前記部材の中央領域への光照射を妨げるた
めの遮光手段が設けられていることを特徴とする請求項10に記載のパターン転写装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のパターンを有する部材の製造方法に用いるパターンを有するモールドであって、
該モールドのパターン面の外周形状が、前記部材の周縁部に対応する曲線からなる第1の外周形状と、前記パターン群の外周形状に対応する直線からなる第2の外周形状とを有することを特徴とするモールド。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のパターンを有する部材の製造方法に用いるパターンを有するモールドであって、
矩形の外周形状を有するパターン面が複数並んで構成されるパターン群の外周形状に対応した、外周形状を備えたパターン面を有することを特徴とするモールド。
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