JP4942994B2 - 中間スタンプを用いたパターン複製装置 - Google Patents
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- B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
- B44B5/009—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins by multi-step processes
Landscapes
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Color Printing (AREA)
Description
用いることができる幾つかのポリマーフォイルは:
Ticona GMBH,GermanyのTopas8007:ガラス転移温度が80℃のサーモプラスティック・ランダム・コーポリマー。Topasは300nmを超える波長の光に対し透明で、表面エネルギが低いという特徴がある。このフォイルは50乃至500μmの厚みで有用である。ここでは、130乃至140μmの厚みのフォイルが用いられている。この材料は、さらに、第一インプリント工程で注入モールドに用いられてもよい。
表面が線幅80nm、そして、高さ90nmの線パターンを呈するニッケルのテンプレートが、150℃、50barで3分間、ZenorZF14にインプリントされている。いずれの表面も、例えば、非付着層のように、さらなる被覆処理を受けていない。リリース温度は135℃で、この温度でZenorフォイルは、テンプレート、レプリカのいずれのパターンにもダメージを与えずに、ニッケル表面から機械的に剥がすことができた。Zenorフォイルは新テンプレートとして用いられており、これは100nm厚みのSU8膜にインプリントされている。SU8膜が、シリコン基板上にスピンコートされる前に、20nm厚みのLOR膜にスピンコートされた。ここでも、また、いずれの表面も、SU8膜とZenorフォイルとの間の非付着性を高めるためのさらなる被覆処理を受けていない。70℃、50barで3分間インプリントが行われた。SU8膜が光学的に透明なZenorフォイルを介してUV光に4秒間露光され、そして、さらに2分間ベークされた。全インプリントシーケンスの間、温度並びに圧力が各々70℃、50barに維持された。リリース温度は70℃で、この温度でZenorフォイルは、テンプレート、レプリカのいずれのパターンにもダメージを与えずに、ニッケル表面から機械的に剥がすことができた。シリコンウエハ上に堆積されたSU8膜にインプリントされたAFM像が図2に示されている。
AMFにより調べた結果、表面が高さ100nm、そして、幅150nmのBluRayパターンを呈するニッケルのテンプレートが、例1で既に記載されたのと同処理且つ同パラメータで、ZenorZF14にインプリントされている。Zenorフォイルは新テンプレートとして用いられており、これは100nm厚みのSU8膜にインプリントされている。ここでも、例1で既に記載されたのと同処理且つ同パラメータが用いられている。シリコンウエハ上に堆積されたSU8膜にインプリントされたAFM像が図3に示されている。
表面が1乃至28の高アスペクト比のマイクロメートル・パターンを含むニッケルのテンプレートが用いられている。形状は高さ17μmで600nm乃至12μmである。表面がインプリント前にリン酸塩ベースの非付着性膜により被覆されている。ニッケルのテンプレートが、190℃、50barで3分間、ポリカーボネートフォイルにインプリントされている。ポリカーボネートフォイルの表面は、Niテンプレートとポリカーボネートフォイル膜との間の非付着性を高めるためのさらなる被覆処理を受けていない。リリース温度は130℃で、この温度でポリカーボネートフォイルは、テンプレート、レプリカのいずれのパターンにもダメージを与えずに、ニッケル表面から機械的に剥がすことができた。ポリカーボネートフォイルはTopasフォイルへのインプリントのための新テンプレートとして用いられている。120℃、50barで3分間インプリントが行われた。いずれの表面も、ポリカーボネートとTopasフォイルとの間の非付着性を高めるためのさらなる被覆処理を受けていない。リリース温度は70℃で、この温度でTopasは、テンプレートフォイル、レプリカフォイルのいずれのパターンにもダメージを与えずに、ポリカーボネートフォイルから機械的に剥がすことができた。Topasフォイルは新テンプレートとして用いられており、これはシリコン基板にスピンコートされた6000nm厚みのSU8膜にインプリントされている。ここでも、また、いずれの表面も、SU膜とTopasフォイルとの間の非付着性を高めるためのさらなる被覆処理を受けていない。70℃、50barで3分間インプリントが行われた。全処理の間、温度70℃又は圧力50barを変えずに、SU8膜が光学的に透明なTopasフォイルを介してUV光に4秒間露光され、そして、さらに2分間ベークされた。リリース温度は70℃であった。その後、60℃で1時間、Topasフォイルがp−キシレンに完全に溶解された。その結果のAFM像が図4に示されている。好ましい実施形態では、この処理を実行する装置は連続的に配された三つのインプリントユニットを備え、第一インプリントユニットで、この例ではポリカーボネートの、第一中間スタンプを提供するためにマスタテンプレートが用いられる。第二インプリントユニットで第二中間スタンプを形成するための、この例ではTopasである、第二フォイル上でのインプリントに第一中間スタンプが用いられる。第三インプリントユニットでは、第二中間スタンプが、そのパターンをインプリントにより目標基板に転送するために用いられる。一つ且つ同じ供給装置がインプリントユニット間でのインプリントされた中間スタンプの移動に用いられてもよく、これとは別に、一つの供給装置が第一及び第二インプリントユニット間に設けられ、そして、第二供給装置が第二及び第三インプリントユニット間に設けられてもよい。
上記の各例のインプリント処理が、異なる処理パラメータを用い、ある場合には燐ベースの非付着性膜で覆われ、異なってパターンニングされたNiスタンプを用いて行われた。各基板(2乃至6インチシリコンウエハ)が、LOR及びSU8膜をスピンする直前に、イソプロパノール及びアセトンを用いてリンスされた。適用されたスタンプのサイズは2乃至6インチである。UVモジュールが備えられたObducat−6−inch−NIL装置を用いてインプリントが行われた。
Claims (32)
- テンプレートの構造化された表面のパターンを基板の目標表面に転送するための装置であって、
第一中間スペースを有して互いに対向するように配された第一組の協働主部と、前記第一中間スペースを調整し、第一インプリント工程で、前記テンプレートの前記パターンを中間ディスクの受け取り面に転送するように動作可能な第一プレス装置と、を含む第一インプリントユニットと、
第二中間スペースを有して互いに対向するように配された第二組の協働主部と、前記第二中間スペースを調整して、前記中間ディスクに転送された前記パターンを、第二インプリント工程で、前記基板の前記目標表面にインプリントするよう動作可能な第二プレス装置とを含む第二インプリントユニットと、
前記第一中間スペースから前記第二中間スペースへ前記パターンが転送された前記中間ディスクを移動し、前記基板の前記目標表面上にインプリントするための前記第二インプリントにおいてスタンプとして使用される供給装置とを備え、
第一支持フレームが前記第一組の協働主部を支持し、第二支持フレームが前記第二組の協働主部を支持し、固定部材が前記第一及び第二支持フレームを互いに固定関係に保持する、装置。 - 前記第一組の協働主部の一つは媒体のためのキャビティと該キャビティ内の前記媒体の圧力を調整するための圧力供給システムとを備え、前記キャビティの壁が可塑性膜を備え、該膜の一側が前記第一組の協働主部の他の一つと対向する支持表面を形成している請求項1に記載の装置。
- 前記第二組の協働主部の一つは媒体のためのキャビティと該キャビティ内の前記媒体の圧力を調整するための圧力供給システムとを備え、前記キャビティの壁が可塑性膜を備え、該膜の一側が前記第二組の協働主部の他の一つと対向する支持表面を形成している請求項1に記載の装置。
- 前記第一組の協働主部の一つはテンプレート保持装置を有するテンプレート保持表面を備えた請求項1に記載の装置。
- 前記テンプレート保持装置は機械的テンプレート保持部材を備えた請求項4に記載の装置。
- 前記テンプレート保持装置は、真空供給装置と、該真空供給装置と前記支持表面内のオリフィスとの間に接続された導管と、前記オリフィスの周りに設けられたシールとを備えた請求項4に記載の装置。
- 前記第一組の協働主部は加熱装置を有するテンプレート保持表面を備えた請求項1に記載の装置。
- 前記加熱装置に接続された温度制御ユニットを備えた請求項7に記載の装置。
- 前記第一組の協働主部の一つは前記第一中間スペースに向かって光照射するよう動作可能な光照射装置を備えた請求項1に記載の装置。
- 前記第二組の協働主部の一つは前記第二中間スペースに向かって光照射するよう動作可能な光照射装置を備えた請求項1に記載の装置。
- 前記供給装置は前記第一スペース内に存在するインプリントされたディスクと係合し掴むよう動作可能なディスク掴み部材と、前記テンプレートから前記ディスクを分離するよう動作可能なディスク牽引部材とを含む分離ユニットを備えた請求項4に記載の装置。
- 前記ディスク牽引部材はオフセンタ位置でインプリントされたディスクと係合するように構成された請求項4に記載の装置。
- 前記ディスク牽引部材は前記テンプレートから離れ前記ディスクのセンタに向かう引っ張り力を前記ディスクに加えるように構成された請求項12に記載の装置。
- 前記ディスク掴み部材は前記ディスクの側端部を掴むよう動作可能な機械的掴み部材を備えた請求項11に記載の装置。
- 真空供給装置と、該真空供給装置と前記ディスク掴み部材におけるオリフィスとの間に接続された導管と、前記オリフィスの周りに設けられたシールとを備えた請求項11に記載の装置。
- 前記膜は前記主部から分離されており、そして、前記主部の一部の周りに設けられたガスケットと係合して前記キャビティを形成するように配される態様とされた請求項2に記載の装置。
- 前記第一プレス装置と同期して、前記第一インプリント工程の各サイクルで連続して新しい膜を前記第一中間スペースに供給する膜供給装置を備えた請求項16に記載の装置。
- 前記膜供給装置は、一組のローラと、第一ローラから前記第一中間スペースの所定位置へ、そして、続いて、第二ローラへ巻き取られる様な態様とされた膜リボンとを含む請求項17に記載の装置。
- 前記膜供給装置は、前記第一中間スペース内に存在する前記膜部分を前記第一プレス装置の配置方向と平行な方向に移動させるような態様とされた膜移動部材を備えた請求項17に記載の装置。
- 前記テンプレートと前記ディスクとが前記第一中間スペース内でサンドイッチ配置とされ、前記膜が前記サンドイッチ配置上部に載置され、前記サンドイッチ配置から背けられた前記膜の反対の表面と接触して配されるように制御される膜プレス部材と、該プレス部材を前記膜の周辺に向かって前記反対の表面上部を通過させるように制御されるプレス移動ユニットとを備えた請求項2に記載の装置。
- 前記プレス部材は前記反対の表面上を回転するように制御されるプレスローラを備えた請求項20に記載の装置。
- ディスクのスタックからディスクをピックピックアップし、そして、前記ディスクを前記第一中間スペース内に載置するディスク挿入装置を備えた請求項1に記載の装置。
- 前記ディスクはポリマーフォイルである請求項1に記載の装置。
- 前記ポリマーフォイルはポリカーボネート、COC、又は、PMMAから作られた請求項23に記載の装置。
- 前記膜はポリマー材料から作られた請求項2に記載の装置。
- 前記膜はポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、PDMS、又は、PEEKから作られた請求項2に記載の装置。
- ディスクのスタックからディスクをピックピックアップし、そして、前記ディスクを前記第二スペース内に載置するディスク挿入装置を備えた請求項1に記載の装置。
- 脱イオン化ガス源と、該源に接続され、脱イオン化ガスを前記ディスクに向けて通過させるように向けられたノズルとを備えた請求項1に記載の装置。
- 前記ディスクは、前記第二組の協働主部の前記一つの一部の周りに設けられたガスケットと係合して前記キャビティを形成するように配される前記膜として機能するポリマーフォイルである請求項3に記載の装置。
- 前記供給装置は、連続部分が前記ディスクとして用いられるフォイルリボンと、前記第一インプリント工程のために前記リボンを前記第一中間スペース内のある位置に供給し、そして、前記第二インプリント工程のために前記第二中間スペース内に、そして、続いて、前記第二中間スペースから取り出す供給モータとを備えた請求項1に記載の装置。
- 前記フォイルリボンが巻かれ、そして、前記リボンが巻き取られ、そして、前記第一及び第二中間スペース内に引き込まれるローラを備えた請求項30に記載の装置。
- テンプレートの構造化された表面のパターンを基板の目標表面に転送するための装置であって、
第一中間スペースを有して互いに対向するように配された第一組の協働主部と、第一スペース調整装置と、前記第一中間スペース内で前記テンプレートの前記構造化された表面上に溶融ポリマー材料を供給して、前記テンプレートのパターンのレプリカを有する受け取り表面を有する中間スタンプを形成するポリマー供給装置と、を含むモールドユニットと、
第二中間スペースを有して互いに対向するように配された第二組の協働主部と、プレス器を含む第二スペース調整装置とを含むインプリントユニットと、
前記モールドユニットで形成されたスタンプを前記第一中間スペースから前記中間第二スペースへ移動し、前記基板の前記目標表面上にインプリントするための前記第二インプリントにおいてスタンプとして使用される供給装置とを備え、
前記第二スペース調整装置は、前記テンプレートのパターンの前記レプリカが前記基板の前記目標表面にインプリントされるように、前記モールドユニットで形成された前記中間スタンプと前記基板の前記目標表面との間の前記第二中間スペースを調整するよう動作可能であり、
第一支持フレームが前記第一組の協働主部を支持し、第二支持フレームが前記第二組の協働主部を支持し、固定部材が前記第一及び第二支持フレームを互いに固定関係に保持する、装置。
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