JP5007091B2

JP5007091B2 - 転写装置

Info

Publication number: JP5007091B2
Application number: JP2006255726A
Authority: JP
Inventors: 丘人馬場; 治幸松林; 明彦萩原
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: JP2008073949A

Description

本発明は、転写装置に係り、特に、紫外線等の電磁波を被成形品の被成形層に照射して転写を行うものに関する。

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（テンプレート、スタンパ）を作製し、被成形品（基板）として被転写基板（被成形品）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（非特許文献１参照）。

また、前記ナノインプリントを実行するための装置としてたとえば特許文献１に記載の転写装置が知られている。この転写装置は、Ｌ字型のフレームの下部水平部にＸステージ、Ｙステージを設けてその上に被成形品の支持部である基板テーブルを搭載し、フレームの垂直部の上部に上下方向の移動機構を介して型支持部（型保持体）を設けている。型保持体は平面部を備え、この平面部で転写用の超微細な転写パターンが形成されている型を保持するようになっている。
特開２００４−３４３００号公報 Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology

ところで、基材の一方の面に薄い紫外線硬化樹脂を設け、前記転写装置を用い、基材の一方の面を型で押圧し紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させ転写を行う場合、基材（紫外線硬化樹脂）に照射する紫外線の強度をほぼ一定にしている。

したがって、紫外線硬化樹脂が硬化する際に変形が生じ、正確な転写を行うことができない場合があるという問題がある。

たとえば、図１に示すような状態から、移動ダイ１１を上昇させて、被成形品Ｗ１を石英ガラスで構成された型Ｍ１に接触させて型Ｍ１で被成形品Ｗ１を押圧し、さらに、一定の強度の紫外線を、型Ｍ１を通過させて被成形品Ｗ１の被成形層（たとえば紫外線硬化樹の層）Ｗ５に照射すると、被成形層Ｗ５の厚さｔが薄くなっているにもかかわらず、被成形層Ｗ５の上側と下側とでは、紫外線の強度が僅かに異なり、紫外線の強度が強い側（上側）から被成形層Ｗ５が硬化をし始める。

このように、上側だけがはじめに硬化すると、この硬化した部分で被成形層Ｗ５の体積が僅かに小さくなり、転写が終了したときに（被成形層Ｗ５の総てが硬化したときに）、被成形品Ｗ１が下側に凸になるように僅かに変形するおそれがある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、転写用の型に形成されている微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置において、正確な転写を行うことができるものを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、転写用の型に形成されている微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置において、前記型で前記被成形品を押圧する押圧手段と、前記被成形品に照射するための所定の波長の電磁波を発生する発生装置と、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記押圧手段が押圧を開始する時から所定の時間だけ遡った時刻、または、前記押圧手段が押圧を開始した時、または、前記押圧手段が押圧を開始した時から所定の時間が経過した時刻から、前記所定の波長の電磁波の照射が開始されるように前記発生装置を制御する手段である転写装置である。

請求項２に記載の発明は、転写用の型に形成されている微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置において、前記型で前記被成形品を押圧する押圧手段と、前記被成形品に照射するための所定の波長の電磁波を発生する発生装置と、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する制御手段と、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量の変化パターンを入力する入力手段とを有し、前記制御手段は、前記入力手段で入力された変化パターンに基づいて前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する手段である転写装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の転写装置おいて、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量の変化パターンを入力する入力手段を有し、前記制御手段は、前記入力手段で入力された変化パターンに基づいて前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する手段である転写装置である。

請求項４に記載の発明は、転写用の型に形成されている微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置において、前記型で前記被成形品を押圧する押圧手段と、前記被成形品に照射するための所定の波長の電磁波を発生する発生装置と、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する制御手段と、前記被成形品に照射する前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量の変化パターンを、複数記憶している記憶手段と、前記記憶手段が記憶している各変化パターンのうちの１つの変化パターンを選択する選択手段とを有し、前記制御手段は、前記選択手段で選択された変化パターンに基づいて、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する手段である転写装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の転写装置において、前記被成形品に照射する前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量の変化パターンを、複数記憶している記憶手段と、前記記憶手段が記憶している各変化パターンのうちの１つの変化パターンを選択する選択手段とを有し、前記制御手段は、前記選択手段で選択された変化パターンに基づいて、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する手段である転写装置である。

本発明によれば、転写用の型に形成されている微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置において、正確な転写を行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係る転写装置１の概略構成を示す図であり、図２は、転写装置１の制御系の概略構成を示すブロック図である。

転写装置１は、型Ｍ１に形成されている微細な転写パターンを、被成形品Ｗ１に転写するための装置であり、ベース部材３を備えている。なお、被成形品Ｗ１として、ＤＶＤ等の記録媒体や液晶表示装置の導光板等がある。

ベース部材３には、コラム５が一体的に立設されており、コラム５の上部側には固定ダイ７が一体的に設けられている。固定ダイ７の上には、所定の波長の電磁波（たとえば紫外線）を発生する発生装置の例である紫外線ランプ９が設けられている。また、固定ダイ７の下側には、型Ｍ１が設置されるようになっている。型Ｍ１は、紫外線を透過する部材（たとえば、石英ガラス）で構成されている。型Ｍ１の下面に微細な転写パターンが形成されている。

コラム５の中程には、移動ダイ１１が設けられている。移動ダイ１１は、アクチュエータの例であるサーボモータと動力変換機構の例であるボールねじ１５（押圧手段）とによって、固定ダイ７に対して接近もしくは離反する方向（図１に矢印で示すような上下方向）に移動することができるようになっている。

移動ダイ１１の上部に、被成形品Ｗ１を設置することができるようになっている。被成形品Ｗ１は、ガラス等で形成された平板状の基材Ｗ３の上面に、所定の波長の電磁波が照射されると硬化する被成形層（たとえば、紫外線硬化樹脂の薄膜）Ｗ５が設けられている。

そして、図１に示すように、移動ダイ１１に被成形品Ｗ１（紫外線硬化樹脂Ｗ５が硬化していない被成形品Ｗ１）が設置された状態で、移動ダイ１１を上昇させて型Ｍ１で被成形品Ｗ１を押圧し、紫外線ランプ９が発生する紫外線を被成形品Ｗ１に照射し、型Ｍ１の微細な転写パターンを被成形品Ｗ１（紫外線硬化樹脂Ｗ５）に転写することができるようになっている。

なお、紫外線ランプ９が発生する紫外線は、移動ダイ１１に形成されている経路（図示せず）と、型Ｍ１とを通って、被成形品Ｗ１に到達するようになっている。また、移動ダイ１１には、押圧力検出手段の例であるロードセル１７が設けられており、詳しくは後述するが、型Ｍ１による被成形品Ｗ１への押圧力を制御することができるようになっている。

ところで、転写装置１において、被成形品Ｗ１を型Ｍ１よりも大きくし、型Ｍ１（固定ダイ７）に対して被成形品Ｗ１（移動ダイ１１）を水平方向（図１の紙面に垂直な方向、図１の左右方向）で相対的に移動位置決め自在に構成し、１枚の被成形品Ｗ１に型Ｍ１による複数回の広範囲の転写を行うようにしてもよい。また、紫外線ランプ９を移動ダイ１１の下側に設置し、移動ダイ１１に設けた経路と基材Ｗ３とを通過した紫外線が、紫外線硬化樹脂Ｗ５に照射される構成であってもよい。さらに、被成形品Ｗ１を固定しておいて型Ｍ１を移動し押圧をするように構成してもよい。

また、転写装置１には、制御手段（コントローラ）１９が設けられている。詳しくは後述するが、転写を行う際、コントローラ１９の制御の下、紫外線出力アンプ２１は、時刻の経過にしたがって被成形品Ｗ１に照射される紫外線の照射エネルギー量（紫外線の強度）を変化させることができるようになっている。コントローラ１９は、たとえば、ステップ毎に紫外線の照射エネルギー量を変化させるようになっている。なお、紫外線の照射エネルギー量を初めは少なく（弱く）しておき、その後、多く（強く）して紫外線硬化樹脂Ｗ５を硬化させることが望ましい。

なお、紫外線の照射エネルギー量（強度）を変化させる方式として、紫外線ランプ９が紫外線を連続して発生している状態において紫外線ランプ９が発生する紫外線の強度（紫外線ランプ９が単位時間あたり発生する照射エネルギー量）を変えることにより、紫外線の強度を変化させる方式と、間欠制御により（紫外線ランプ９をごく短い時間間隔で間欠的にＯＮさせて）、見かけ上で紫外線の強度を変化させる方式とを考えることができる。

また、コントローラ１９には、転写の際における押圧力の値がロードセル１７から入力されるようになっており、コントローラ１９の制御の下、サーボモータ１３が駆動し、移動ダイ１１が移動し、押圧力をフィードバック制御しながら被成形品Ｗ１を押圧するようになっている。

さらに、コントローラ１９には、ＨＭＩ（ＨｕｍａｎＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ）２３と、メモリ２５とが接続されている。ＨＭＩ２３は、たとえば液晶表示装置とこの液晶表示装置に設けられたタッチパネル等で構成されている、メモリ２５は、転写を行う際、被成形品Ｗ１に照射する紫外線（紫外線ランプ９から照射される紫外線）の照射エネルギー量（強度）の変化パターン（被成形品の種類毎のパターン）を、主に記憶しているメモリである。

コントローラ１９は、前述したように、被成形品Ｗ１への転写をすべく型Ｍ１による被成形品Ｗ１への押圧を行っているときの押圧力を制御するようになっている。

たとえば、コントローラ１９は、ロードセル１７で検出した押圧力でサーボモータ１３をフィードバック制御し、押圧を行っているときの押圧力がほぼ一定になるようにしている。なお、前述した紫外線の強度の制御と同様に、押圧力の大きさを変化させるようにしてもよい。このように、押圧力を変化させる際、紫外線の強度に対して正や負の相関関係を持たせて押圧力を変化させる必要はない。すなわち、紫外線強度が強くなるにしたがって押圧力を大きくし、もしくは小さくする必要はなく、紫外線強度の変化に関係なく、被成形品Ｗ１の性質に合わせて押圧力を変化させればよい。

ここで、前述した紫外線の強度の変化等について例を掲げて詳しく説明する。

転写装置１は、コントローラ１９の制御の下、紫外線の照射を開始する時刻と、紫外線の照射を終える時刻との間の時間を、複数の時間（ステップ）に分割し、これらの各分割された時間毎に、紫外線の強度を変えることができるようになっている。

たとえば、図５（ＨＭＩ２３に表示される画面の例を示す図）に示すように、紫外線を照射する時間を４つに分割し（等分割でもよいし、等分割でなくてもよい。）、第１の時間（紫外線の照射を開始する時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時間）ＴＤ１では、一定の強度ＤＳ１の紫外線を照射し、第２の時間（時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の時間）ＴＤ２では、一定の強度ＤＳ２の紫外線を照射し、第３の時間（時刻ｔ３と時刻ｔ４との間の時間）ＴＤ３では、一定の強度ＤＳ３の紫外線を照射し、第４の時間（時刻ｔ４と紫外線の照射を終える時刻ｔ５との間の時間）ＴＤ４では、一定の強度ＤＳ４の紫外線を照射するようになっている。

なお、すでに理解されるように、前述した時間の分割は、切れ目が無いようになされている。したがって、たとえば、第１の時間ＴＤ１と第２の時間ＴＤ２とは連続している。

また、コントローラ１９の制御の下、時刻の経過と共に、紫外線の強度を徐々に変化させるようにしてもよい。すなわち、紫外線の強度を段階的でなく（ステップ毎でなく）、時刻の経過にしたがって徐々に強くし、また、弱くし、また、強弱を繰り返すようにしてもよい。換言すれば、紫外線の強度ＤＳを時刻ｔの関数（ＤＳ＝ｆ（ｔ））にして変化させてもよい。

なお、紫外線の照射を開始する時刻と紫外線の照射を終える時刻との間の時間を多数の時間に分割し、多数に分割した各時間毎に紫外線の強度を設定すれば、紫外線の強度を段階的でなく、時刻の経過にしたがい徐々に強くしまた弱くするように見える。図５に示してある紫外線強度ＤＳ１等は、絶対値（単位；ｍＷ／ｃｍ^２；ミリワット／平方センチメートル）で表してもよいし、紫外線ランプ９の１００％の強度に対する百分率で表してもよい。

また、コントローラ１９の制御の下、転写のための押圧を開始する時から所定の時間だけ遡った時刻、または、転写のための押圧を開始した時、または、転写のための押圧を開始した時から所定の時間が経過した時刻から、紫外線の照射が開始されるようになっている。

転写のための押圧を開始する時から所定の時間だけ遡った時刻から、紫外線の照射を開始する場合には、たとえば、コントローラ１９が次の制御を行うようになっている。すなわち、転写装置１のスタートスイッチ（たとえば、ＨＭＩ２３を構成する転写スタートのスイッチ）が押された時にただちに紫外線の照射を開始し、もしくは、転写装置１のスタートスイッチが押された時から所定の時間が経過したときに紫外線の照射を開始するようになっている。

続いて、前述した紫外線の照射が開始されてから所定の時間経過後に、型Ｍ１による被成形品Ｗ１への押圧が開始されるようになっている。

また、転写のための押圧を開始した時から紫外線の照射を開始する場合には、たとえば、コントローラ１９が次の制御を行うようになっている。すなわち、転写装置１のスタートスイッチが押され、移動ダイ１１が移動（上昇）し始め、型Ｍ１が被成形品Ｗ１に接触し、ロードセル１７で検出した押圧力が所定の値（閾値）を超えたときに、押圧が開始されたものとみなして、紫外線の照射が開始されるようになっている。

また、前述したように、転写のための押圧を開始した時から所定の時間が経過した時刻から紫外線の照射を開始する場合には、たとえば、コントローラ１９が次の制御を行うようになっている。すなわち、転写装置１のスタートスイッチが押され、移動ダイ１１が移動し始め、型Ｍ１が被成形品Ｗ１に接触し、ロードセル１７で検出した押圧力が所定の値を超えたときに、押圧が開始されたものとみなし、このみなした時刻から所定の時間が経過した時刻になったときに、紫外線の照射を開始するようになっている。

ところで、転写装置１では、ＨＭＩ２３を用いて、被成形品Ｗ１に照射される紫外線の強度の変化パターンをオペレータが入力することができるようになっている。なお、前記入力された紫外線の強度の変化パターンは、図示しない記憶手段に一時的に格納されるようになっている。そして、転写装置１のコントローラ１９は、前記入力され一時的に格納されている変化パターンに基づいて、被成形品Ｗ１に照射される紫外線の強度を変化させて、転写を行うようになっている。

また、転写装置１では、コントローラ１９の制御の下、被成形品Ｗ１への１回の転写で紫外線ランプ９から照射されるエネルギー量（エネルギーの総和量；仕事量）を、ＨＭＩ２３を用いて表示するようになっている。

ここで、紫外線の強度の変化パターンを入力する画面等について図５を用いて説明する。

図５中の表示Ａ１は、被成形品Ｗ１に照射する紫外線の強度の変化パターンを、グラフを用いて表示したものである。表示Ａ１の横軸は時刻の経過を示し、縦軸は紫外線の強度を百分率で示している。たとえば、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時間では、２５％の強度の紫外線が照射されることを示している。なお、百分率の値が１００％である場合における紫外線の強度の値は、表示Ａ１５に示されており、図５では、０．１ｍＷ／ｃｍ^２になっている。この値は、ＨＭＩ２３を用いてオペレータが入力し変更することができるようになっている。また、Ａ１の表示は、次に示す、Ａ３、Ａ５、Ａ７、Ａ１３等で入力等された値に応じて自動的に変化するようになっている。

図５中の表示Ａ３は、表示Ａ１の縦軸の単位を切り換えるためのものであり、オペレータによって「％」の箇所が押された場合には、図５の表示Ａ１のように、表示Ａ１の縦軸が百分率の表示になり、「ｍＷ／ｃｍ^２」の表示が押された場合には、図５の表示Ａ１の縦軸が、紫外線強度を、「ｍＷ／ｃｍ^２」の単位で表示するようになっている。

図５中の表示Ａ５は、各ステップにおける紫外線の強度を表している。たとえば、「ＤＳ１」は、１つ目のステップ（表示Ａ１における時刻ｔ１と時刻ｔ２との間のステップ）における紫外線の強度が２５％であることを示している。なお、この値は、ＨＭＩ２３を構成する１０キー等を用いて、オペレータが入力しまた変更することができるようになっている。また、表示Ａ１５によって実際の紫外線強度が選択された場合には、Ａ５の表示は、「ｍＷ／ｃｍ^２」の単位になる。

図５中の表示Ａ７は、各ステップの時間を表している。たとえば、「ＴＤ１」は、１つ目のステップの時間が１５秒であることを示している。なお、この値も、ＨＭＩ２３を構成する１０キー等を用いて、オペレータが入力しまた変更することができるようになっている。

図５中の表示Ａ９は、転写を行う場合におけて紫外線の照射が開始されるタイミングを示している。この表示Ａ９が図５で示すように「＋５」になっているときには、転写のための押圧が開始された時刻（ロードセル１７の検出値が所定の値を超えた時）から５秒経過後に、紫外線の照射が開始されるようになっている。表示Ａ９がたとえば「−３」になっているときには、転写のための押圧が開始される時刻の約３秒前から紫外線の照射が開始されるようになっている。なお、この値も、ＨＭＩ２３を構成する１０キー等を用いて、オペレータが入力しまた変更することができるようになっている。

図５中の表示Ａ１１は、転写を行う場合におけて紫外線の照射が開始されるタイミングをＡ９の表示よりも遅延させる場合に使用される。図５では表示が「０．１」になっており、表示Ａ９が「＋５」になっているので、転写のための押圧が開始された時刻から５．１秒経過後に、紫外線の照射が開始されるようになっている。なお、この値も、ＨＭＩ２３を構成する１０キー等を用いて、オペレータが入力しまた変更することができるようになっている。

図５中の表示Ａ１３は、表示Ａ１や表示Ａ５、Ａ７のステップ数を示している。図５では、「４」になっているので、ステップ数は４つになっている。なお、この値も、ＨＭＩ２３を構成する１０キー等を用いて、オペレータが入力しまた変更することができるようになっている。

図５中の表示Ａ１７は、被成形品Ｗ１への１回の転写で紫外線ランプ９から照射されるエネルギー量（単位；ｍＪ／ｃｍ^２；ミリジュール／平方センチメートル）を示している。表示Ａ１７に示されている「ＳＴ」は、ＳＴ＝ＤＳ１×ＴＤ１＋ＤＳ２×ＴＤ２＋ＤＳ３×ＴＤ３＋ＤＳ４×ＴＤ４で求められる。なお、表示Ａ１７に示されている「ＳＴ」は、オペレータによって、ＤＳ１、ＴＤ１等の値が入力されまたは変更される毎に、計算されて表示されるようになっている。

ところで、図５では、表示Ａ７の各値が、ＴＤ１が１５秒、ＴＤ２が２０秒というように異なっていても、表示Ａ１の横軸の長さは同じになっている。すなわち、たとえば、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の長さと、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の長さとは互いがほぼ等しくなっている。このような表示に代えて、表示Ａ１の横軸を、表示Ａ７の各値に応じて変えてもよい。たとえば、表示Ａ７の各値の割合に応じて変えてもよい。また、転写をする際の押圧力を、図５に示す紫外線強度の場合と同様に表示し、入力し変更ことができるようにしてもよい。

さらに、転写装置１では、メモリ（記憶手段）２５に記憶されている複数の各変化パターン（転写の際における紫外線強度の変化のパターン）のうちの１つの変化パターンを、ＨＭＩ２３を用いてオペレータが選択し、この選択された変化パターンに基づいて、コントローラ１９の制御の下、被成形品Ｗ１に照射される紫外線の強度を変化させるようになっている。

なお、メモリ２５が、紫外線の強度の各変化パターンに対応した紫外線照射開始時刻（紫外線照射開始のタイミング）を記憶しいてもよいし、紫外線の強度の各変化パターンに対応した押圧力の変化のパターンを記憶していてもよい。

また、ＨＭＩ２３を用いてオペレータにより入力された変化パターンを、メモリ２５に記憶するようにしてもよい。さらには、メモリ２５に記憶されている各変化パターンの中から、ＨＭＩ２３を用いてオペレータが１つの変化パターンを選択し、この選択した変化パターンを、ＨＭＩ２３を用いてオペレータが修正し、この修正した変化パターンを用いて転写を行うようにしてもよいし、前記修正した変化パターンを新たな変化パターンとしてメモリ２５に記憶してもよい。

ここで、メモリ２５に記憶されている紫外線の変化パターンについて図６を用いて説明する。なお、図６に示す表は、オペレータの操作により、ＨＭＩ２３に表示されるようになっている。

図６の「Ｎｏ．」は変化パターンの通し番号であり、「品名」は、変化パターンを用いて転写される被成形品の名称を示し、仕事量は、紫外線のエネルギーの量を示し、ステップ数は、紫外線の変化のステップ数を示している。

たとえばＮｏ．１では、被成形品Ｗ１の品名が、「ａａａ」であり、この「ａａａ」１枚の転写で照射される紫外線のエネルギーの総和は「ＳＴ１」であり、ステップ数は、図５で示す場合と同様に「４」である。

オペレータは、「Ｎｏ．」の下にある数字の箇所を押すことによって、メモリ２５に記憶されている複数の変化パターンから１つのパターンを選択することができるようになっている。

次に、転写装置１の動作について説明する。

図３、図４は、転写装置１の動作を示すフローチャートである。

転写装置１は、図示しないＲＯＭ等のメモリに格納されている動作プログラムに基づいて、コントローラ１９の制御の下、ＨＭＩ２３に、メモリ２５に格納してある照射パターン（被成形品Ｗ１への転写を行う際の紫外線の強度の変化パターン）を利用するか否かの表示をする（Ｓ１）。

メモリ２５に格納してある照射パターンを利用しない旨が、ＨＭＩ２３を介してオペレータにより選択された場合には、ＨＭＩ２３に、照射パターンの設定画面を表示し（Ｓ３）、この表示後、オペレータによって図５に示すようなパターンが入力され、パターン設定が終了した場合には（Ｓ５）、ＨＭＩ２３に、転写を行うか否かの表示をする（Ｓ７）。なお、ステップＳ５におけるパターン設定が終了の判断は、たとえば、図５に示す、Ａ１３、Ａ５、Ａ７の入力や変更が終了したことを条件にしてもよいし、ＨＭＩ２３に、別途、設定が終了したか否かのボタン等を表示し、オペレータが前記ボタンを押したか否かで判断してもよい。

ステップＳ７で転写を行わないことが選択された場合には、ステップＳ１５に進み、ステップＳ７で転写を行うことが選択された場合には、前記設定された紫外線の照射パターンで被成形品Ｗ１への転写を行う（Ｓ９）。

続いて、ステップＳ９で転写を実行した後に、この実行した照射パターンに変更（修正）があるか否かの表示をＨＭＩ２３で行い、ＨＭＩ２３を介してオペレータから修正が必要な旨が入力された場合には（Ｓ１１）、ステップＳ１３で、照射パターンの変更を行う。なお、この変更もＨＭＩ２３を用いてオペレータにより入力される。

ステップＳ１１において照射パターンの変更が無い場合、また、ステップＳ１３で、照射パターンの変更がなされた場合、変更（修正）された照射パターンをメモリ２５に記憶するか否かを判断する（Ｓ１５）。この判断も、ＨＭＩ２３を介してオペレータによりなされる。

前記照射パターン（ステップＳ７、ステップＳ１１、ステップＳ１３の照射パターン）をメモリ２５に記憶する旨が選択された場合には、前記照射パターンをメモリ２５に記憶して（Ｓ１７）動作を終了し、前記照射パターン（ステップＳ７、ステップＳ１１、ステップＳ１３の照射パターン）をメモリ２５に記憶する旨が選択されない場合には、そのまま動作を終了する。

ステップＳ１において、メモリ２５に格納してある照射パターンを利用するか旨の選択がされた場合には、図６に示すような表を、ＨＭＩ２３に表示する（Ｓ１９）。

続いて、ＨＭＩ２３を介してオペレータにより、照射パターンが選択された場合（図６のＮｏ．の下の数字のいずれかが押された場合）には（Ｓ２１）、図５に示すような照射パターン（押された数字に対応する照射パターン）をＨＭＩ２３に表示する（Ｓ２３）。

続いて、ステップＳ２３で表示された照射パターンに修正があるか否かを判断する（Ｓ２５）。この判断もＨＭＩ２３を介してオペレータにより行われる。ステップＳ２５で修正がない場合には、ステップＳ７に移行し、ステップＳ２５で修正があるとされた場合には、ＨＭＩ２３を介してオペレータが照射パターンの修正を行い（Ｓ２７）、その後、ステップＳ７に移行する。

転写装置１において、紫外線の強度を初め弱くその後強くして転写を行えば、紫外線ランプ９に近い部位（被成形層Ｗ５の上側の部位；基材Ｗ３から離れた側の部位）が先に硬化してしまう事態を回避することができ、転写しているときに、被成形層Ｗ５がこの厚さ方向でほぼ同時に硬化することになり、転写後における被成形品Ｗ１の変形を防止することができ、正確な転写を行うことができる。

なお、転写装置１によれば、紫外線の強度を初め弱くその後強くするパターンだけでなく、その他のパターンで紫外線強度が変化するように、適宜紫外線の強度を変化させることができるので、被成形品Ｗ１の性質に合致した紫外線の照射を行うことができ、多様な種類の微細転写において正確な転写を行うことができる。

また、転写装置１によれば、押圧するときの押圧力をたとえば一定にする等、押圧力をロードセル１７を用いて適宜制御することができるので、型Ｍ１の被成形品Ｗ１に対する相対的な位置を検出して押圧をする場合に比べて、より正確な押圧力で転写のための押圧をすることができ、前述した紫外線強度を変化させることと相俟って、一層的確な転写を行うことができる。

また、転写装置１によれば、紫外線の照射を開始するタイミングを適宜変えることができるので、さらに正確な転写を行うことができる。

たとえば、硬化前における粘度が著しく低い紫外線硬化樹脂の場合には、押圧前に紫外線を照射することにより、紫外線硬化樹脂の粘度を若干高めておいてから照射を行うことができ、粘度が著しく低い紫外線硬化樹脂が押圧によって押圧部位から流れ出てしまう等の不具合を回避することができる。

また、たとえば、硬化前における粘度がある程度高い紫外線硬化樹脂の場合には、押圧を開始してから所定の時間が経過したときに紫外線の照射を開始することにより、型の微細な転写パターンに紫外線硬化樹脂が十分になじんでから紫外線硬化樹脂の硬化が始まり、正確な転写を行うことができる。

さらに、転写装置１によれば、メモリ２５を備えているので、オペレータは、メモリ２５に記憶されている各変化パターンの中から必要な変化パターンを選択すればよく、転写装置１の使用が容易になっている。

また、転写装置１によれば、被成形品Ｗ１への１回の転写で照射される紫外線のエネルギー量を表示するようになっているので、被成形品Ｗ１への１回の転写で必要な紫外線の量をオペレータが確認するこができ、過不足のない状態で被成形品Ｗ１に紫外線を照射することができ、転写の失敗を回避することができる。

また、転写装置１によれば、紫外線の強度の変化パターンを、図５の表示Ａ１に示すようなグラフを用いて表示するようになっているので、紫外線の強度の変化パターンをオペレータが視覚的に理解することができ、転写の失敗を一層回避することができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る転写装置は、紫外線エネルギーの総和量をまず決めてから、紫外線の強度を変更するようになっている点が、第１の実施形態に係る転写装置１と異なり、その他の点は、第１の実施形態に係る転写装置１とほぼ同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。

すなわち、第２の実施形態に係る転写装置は、被成形品Ｗ１への１回の転写で紫外線ランプ９から照射されるエネルギー量（エネルギーの総和量）を入力する入力手段（たとえばＨＭＩ２３）と、前記入力手段で入力されたエネルギー量を分配することによって、被成形品Ｗ１に照射する紫外線の強度の変化パターンを設定する設定手段（たとえばＨＭＩ２３やコントローラ１９）とを有する。

前記設定手段について例を掲げて説明する。

たとえば、前記入力手段でエネルギー量（被成形品Ｗ１への１回の転写で紫外線ランプ９から照射されるエネルギー量）ＳＴ１が入力されているものとする。また、図５に示すように、前記入力手段を用いて、オペレータにより、４つのステップＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３、ＴＤ４が設定されているものとする。前記各ステップの時間は、互いが等しくてもよいし、互いが異なっていてもよい。４つのステップ毎に、前記入力手段を用いて、オペレータが紫外線の強度を設定する。この設定により、１つ目のステップＴＤ１では、時間として１５秒が入力され紫外線の強度として２５％が入力され、２つ目のステップＴＤ２では、時間として２０秒が入力され紫外線の強度として４５％が入力され、３つ目のステップＴＤ３では、時間として２５秒が入力され紫外線の強度として７５％が入力され、４つ目のステップＴＤ４では、時間として１８秒が入力され紫外線の強度として２０％が入力されたものとする。なお、１００％の紫外線強度ＳＤｍａｘ（図５の校正「０．１」）は、予め入力されているものとする。

ここで、前記設定手段は、４つのステップにおけるエネルギー量の総和ＳＴ２（ＳＤｍａｘ×０．２５×ＴＤ１＋ＳＤｍａｘ×０．４５×ＴＤ２＋ＳＤｍａｘ×０．７５×ＴＤ３＋ＳＤｍａｘ×０．２×ＴＤ４）を求める。

そして、エネルギーの総和ＳＴ２とエネルギー量ＳＴ１とを比較し、エネルギーの総和ＳＴ２とエネルギー量ＳＴ１とが、互いに異なる場合には、エネルギーの総和ＳＴ２を修正する。

この修正について説明する。

エネルギーの総和ＳＴ２＞エネルギー量ＳＴ１の場合には、前記各ステップにおける紫外線強度の％の値や各ステップの時間を相似形的に減少させて、エネルギーの総和ＳＴ２＝エネルギー量ＳＴ１になるようにする。すなわち、たとえば、エネルギーの総和ＳＴ２が、エネルギー量ＳＴ１の２倍の値である場合には、各ステップにおける紫外線強度の％を半分にするような修正をする。つまり、ステップＴＤ１における％の値を１２．５％にし、ステップＴＤ２における％の値を２２．５％にし、ステップＴＤ３における％の値を３７．５％にし、ステップＴＤ４における％の値を１０％にするような修正を行う。または、各ステップにおける時間を半分にするような修正をする。すなわち、たとえば、ステップＴＤ１の時間を７．５秒にし、ステップＴＤ２の時間を１０秒にし、ステップＴＤ３の時間を１２．５秒にし、ステップＴＤ３の時間を９秒にするような修正を行う。または、ステップＴＤ１における％の値を１７．７（２５÷２の平方根）％にすると共に時間を１０．６（１５÷２の平方根）秒にするような修正を、各ステップＴＤ２、ＴＤ３、ＴＤ４で同様に行う修正をする。

一方、エネルギーの総和ＳＴ２＜エネルギー量ＳＴ１の場合には、前記各ステップのおける％の値や各ステップの時間を相似形的に増加させて、エネルギーの総和ＳＴ２＝エネルギー量ＳＴ１になるようにする。なお、紫外線強度の％の値が１００％を超えてしまった場合には、アラームを出してオペレータに修正を促し、または、紫外線強度の％の値が１００％を超えたステップにおいて紫外線の強度を１００％にしたまま、時間を延ばす修正を自動的に行うようにすればよい。

本発明の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す図である。転写装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。転写装置の動作を示すフローチャートである。転写装置の動作を示すフローチャートである。ＨＭＩに表示される画面の例を示す図である。メモリに記憶されている紫外線の変化パターンを示す図である。

符号の説明

１転写装置
９紫外線ランプ
１７ロードセル
１９コントローラ
２３ＨＭＩ
２５メモリ
Ｍ１型
Ｗ１被成形品
Ｗ３基材
Ｗ５被成形層

Claims

転写用の型に形成されている微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置において、
前記型で前記被成形品を押圧する押圧手段と；
前記被成形品に照射するための所定の波長の電磁波を発生する発生装置と；
前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記押圧手段が押圧を開始する時から所定の時間だけ遡った時刻、または、前記押圧手段が押圧を開始した時、または、前記押圧手段が押圧を開始した時から所定の時間が経過した時刻から、前記所定の波長の電磁波の照射が開始されるように前記発生装置を制御する手段であることを特徴とする転写装置。
転写用の型に形成されている微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置において、
前記型で前記被成形品を押圧する押圧手段と；
前記被成形品に照射するための所定の波長の電磁波を発生する発生装置と；
前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する制御手段と；
前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量の変化パターンを入力する入力手段とを有し、
前記制御手段は、前記入力手段で入力された変化パターンに基づいて前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する手段であることを特徴とする転写装置。
請求項１に記載の転写装置おいて、
前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量の変化パターンを入力する入力手段を有し、
前記制御手段は、前記入力手段で入力された変化パターンに基づいて前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する手段であることを特徴とする転写装置。
転写用の型に形成されている微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置において、
前記型で前記被成形品を押圧する押圧手段と；
前記被成形品に照射するための所定の波長の電磁波を発生する発生装置と；
前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する制御手段と；
前記被成形品に照射する前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量の変化パターンを、複数記憶している記憶手段と；
前記記憶手段が記憶している各変化パターンのうちの１つの変化パターンを選択する選択手段とを有し、
前記制御手段は、前記選択手段で選択された変化パターンに基づいて、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する手段であることを特徴とする転写装置。
請求項１に記載の転写装置において、
前記被成形品に照射する前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量の変化パターンを、複数記憶している記憶手段と；
前記記憶手段が記憶している各変化パターンのうちの１つの変化パターンを選択する選択手段とを有し、
前記制御手段は、前記選択手段で選択された変化パターンに基づいて、前記被成形品に照射される前記所定の波長の電磁波の照射エネルギー量が変化するように、前記発生装置を制御する手段であることを特徴とする転写装置。