JP5258955B2 - 転写装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写用の型に形成されている超微細な転写パターンを被成形品に転写する転写装置に係り、特に、凸面に形成されている転写パターンを被成形品に転写するものに関する。

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を形成されている型を保持するようになっている。

そして、基板テーブルを、Ｘステージ、Ｙステージを用いてＸ軸方向Ｙ軸方向で適宜位置決めし、型保持体を下降し型で平板状の基板を押圧することで、基板への超微細な転写パターンの転写を行うようになっている。

特開２００４−３４３００号公報

Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology

ところで、特許文献１に記載の従来の転写装置では、基板の厚さ方向の一方の平面（被成形層が設けられている平面）に、転写パターンが形成されている型の平面状の全面を同時に面接触させて転写を行うので、被成形品（被成形層）に気泡が入るおそれがあり、また、転写のための押圧力（型で基板を押圧する力）が大きくなり、さらに、転写し終えたときには、転写パターンが形成されている型の平面状の全面が被成形品にくっついているので、被成形品と型との離型に大きな力を要するという問題がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、転写の際に、被成形品に気泡が発生することを防止することができ、転写のための押圧力を小さくすることができ、さらに、被成形品と型との型離れがよい転写装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ベース部材と、前記ベース部材の上方で前記ベース部材に一体的に設けられ、ビームの下部に設けられている平面に、平板状の基板を厚さ方向の一方の面を接触させて保持可能である門型フレームと、前記門型フレームのビームと前記ベース部材との間で、前記ベース部材に対して水平方向の一方向であるＹ軸方向に移動自在に設けられた第１の移動部材と、前記門型フレームのビームと前記第１の移動部材との間で、前記第１の移動部材に、水平方向の他の一方向であって前記Ｙ軸方向に垂直な方向であるＸ軸方向に移動自在に設けられた第２の移動部材と、前記門型フレームのビームと前記第２の移動部材との間で前記第２の移動部材に対して上下方向であるＺ軸方向に移動自在に設けられた第３の移動部材と、前記第１の移動部材を移動位置決めするための第１の駆動手段と、前記第３の移動部材を移動するための第２の駆動手段と、円柱の側面の一部を用いて形成された凸面の母線が前記Ｙ軸方向に延伸し、前記ビームの下部に設けられている平面に対向するようにして、前記凸面が前記門型フレームのビームと前記第３の移動部材との間に設けられ、転写用の型を前記凸面に倣わせて保持可能であると共に、前記凸面の内側で前記Ｙ軸方向に延伸し前記凸面の近傍に位置している直線を揺動中心軸にして前記第３の移動部材に揺動自在に支持されている型保持体と、前記揺動中心軸を揺動中心にして前記型保持体が一方向に揺動するように付勢する付勢手段と、前記付勢手段による付勢力にかかわらず、前記型保持体を前記一方向とは逆の他方向に揺動させるアクチュエータと、前記型保持体に保持されている型の転写パターンが形成されている面に、薄膜状の被成形層を設ける被成形層設置手段とを有する転写装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転写装置において、前記門型フレームのビームのうちで前記基板を保持する部位はＵＶ光が透過可能な材質で構成されており、前記ビームの上側に設けられたＵＶランプと、前記型に設けられた転写パターンを前記被成形品に移す際、前記型で押圧されている前記基板の部位のみに、または、前記型で押圧されていた前記基板の部位と前記型で押圧されている前記基板の部位のみに、前記ＵＶランプのＵＶ光を照射するために設けられたシャッタとを有する転写装置である。

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、前記門型フレームのビームの平面は、前記Ｙ軸方向で前記型保持体よりも長く形成されており、この平面に沿って、前記Ｙ軸方向で前記型保持体よりも長い前記基板を保持可能であり、前記型保持体が前記型を保持し、前記門型フレームのビームが基板を保持し、前記型に被成形層が設けられておらず、前記型が前記基板から離れ、前記アクチュエータがオフし、前記ＵＶ照射手段によるＵＶ光の照射が停止している初期状態から、前記ビームに保持された前記基板に、被成形層設置手段で前記型に設けられた被成形層を、前記Ｙ軸方向に並べてしかも互いがつながるように複数回移すべく、前記第１の移動部材を前記第１の駆動手段で適宜移動位置決めし、前記第２の駆動手段で前記型の一端部が前記基板を押圧するように前記第３の移動部材を移動し、続いて、前記アクチュエータを駆動して前記型による押圧部位を移動しつつ前記ＵＶ照射手段による照射を行う動作を、前記各手段および前記アクチュエータに複数回行わせる制御手段を有する転写装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の転写装置において、前記押圧をする場合、前記揺動中心軸の位置が、前記第２の移動部材の移動により前記押圧部位の移動方向に、前記基板に対して相対的に移動するよう構成されている転写装置である。

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において、前記アクチュエアータは、ピエゾ素子を用いたアクチュエアータである転写装置である。

本発明によれば、被成形品に気泡が発生することを防止することができ、転写のための押圧力を小さくすることができ、さらに、被成形品と型との型離れが良くなるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す図である。 図１におけるＩＩ矢視図であると共に型保持体が設けられている部位の近傍を拡大した図である。 本発明の第２の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す斜視図である。 図３におけるＩＶ矢視図である。 図４におけるＶ矢視図である。 図４におけるＶＩ部の拡大図である。 図６におけるＶＩＩ―ＶＩＩ矢視図である。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る転写装置１の概略構成を示す図であり、図２は、図１におけるＩＩ矢視図であると共に型保持体５１が設けられている部位の近傍を拡大した図である。

以下、説明の便宜のために、水平方向の一方向をＸ軸方向とし、水平方向の他の一方向であってＸ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向（上下方向；鉛直方向）をＺ軸方向という場合がある。

転写装置１は、フレーム（ベース部材）３を備えており、このフレーム３の上部に一体的に取付けた上部フレーム５と前記フレーム３の下部に一体的に取付けた下部フレーム７は、タイロッドを兼ねた互いに平行な複数（４本）のガイドロッド９によって一体的に連結してある。そして、前記下部フレーム７上にはＸ，Ｙテーブル等のごとくＸ，Ｙ方向へ移動可能かつ微調整して位置決め可能な可動テーブル１１が設けてあり、この可動テーブル１１上には被成形品１３を支持する基板テーブル１５が設けられている。基板テーブル１５は、たとえば、石英ガラス等のＵＶ光（紫外線）が透過可能な材質で構成されている。

前記可動テーブル１１は、通常のＸ，Ｙテーブルと同様に、Ｘ軸サーボモータによってＸ軸方向に移動自在かつ微調整して位置決め自在なＸテーブルと、Ｙ軸サーボモータによってＹ軸方向に移動自在かつ微調整して位置決め自在なＹテーブルとを上下に重ねて備えた構成であって、公知の構成であるから、可動テーブル１１の構成についてのより詳細な説明は省略する。

被成形品１３は、たとえばシリコン，ガラス，セラミック等の紫外線が透過する適宜材料よりなる矩形な平板状の基板１４の上面（厚さ方向の一方の面）に紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）よりなるレジスト（被成形層）１６を数１０ｎｍ〜数μｍの厚さに塗布した薄膜を備えた構成である。そして、基板テーブル１５は、たとえば真空吸着により、被成形層１６が設けられている側の面が現れるようにして、被成形品１３を保持することができるようになっている。

すでに理解されるように、基板テーブル１５は、可動テーブル１１に一体的に設けられており、保持された基板１４の面（厚さ方向の一方の面）の延伸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）で、型保持体５１に対し相対的に移動自在になっている。なお、前記Ｘ軸サーボモータや前記Ｙ軸サーボモータは、基板テーブル１５を基板１４の面の延伸方向で相対的に移動位置決めするための基板テーブル駆動手段の例である。

また、転写装置１には、基板テーブル１５に対向し基板テーブル１５に対して接近離反する方向（たとえばＺ軸方向）へ相対的に移動可能な移動部材１９が備えられている。より詳細には移動部材１９はプレス装置におけるラムに相当するものであって、ボールブッシュ等を介して前記各ガイドロッド９に上下動可能に案内されていると共に、ガイドロッド９と平行にかつ互いに平行にフレーム３に設けた一対のリニアガイド２１にスライダ２３を介して上下動可能に案内されている。

すなわち、フレーム３に設けた一対のリニアガイド２１は垂直に設けてあり、このリニアガイド２１に沿って垂直方向に移動自在な一対の前記スライダ２３を移動部材１９に一体的に備えていることにより、移動部材１９は垂直に移動するものである。この際、移動部材１９は、ボールブッシュ等を介して複数のガイドロッド９によって垂直方向に案内されると共に、案内精度が高精度のリニアガイド２１、スライダ２３を介して垂直方向に案内されているものであるから、移動部材１９は水平方向に微動することなく、かつ下面を常に水平に維持して垂直に上下動されるものである。

移動部材１９を上下動するために、上部フレーム５には、移動部材可動体作動用機構が備えられている。この移動部材可動体作動用機構としては、移動部材１９を往復動可能かつ精確に位置決め可能であれば任意の構成とすることができるものであり、たとえば流体圧シリンダ等のごとき流体圧機構やクランク機構又はリンク機構なども採用可能である。すなわち、前記移動部材可動体作動用機構として種々の構成を採用可能であるが、本実施形態においては、前記移動部材可動体作動用機構としてボールねじ機構を採用した場合について例示してある。

すなわち、上部フレーム５にはボールねじ機構２５が垂直にかつ回転自在に備えられており、このボールねじ機構２５において上下動する上下動部材２７の下端部が移動部材１９に一体的に連結してある。前記ボールねじ機構２５において、ボールねじが回転する構成の場合にはボールナットが上下動部材２７を構成し、ボールナットが回転する構成の場合にはボールねじが上下動部材２７を構成するものである。なお、ボールねじ機構においてボールねじを回転するか、又はボールナットを回転するかは相対的なことであり、どちらを回転する構成としてもよいものである。

ボールねじ機構２５において回転自在なボールねじ又はボールナットの上部には従動ホィール２９が一体的に取付けてあり、ブラケット３１を介して前記上部フレーム５に支持されたサーボモータ３３に備えた駆動ホィール３５と前記従動ホィール２９とはタイミングベルト３７が掛回してある。すなわち、前記ボールねじ機構２５とサーボモータ３３はタイミングベルト３７等を介して連動連結してあるものである。なお、サーボモータ３３とボールねじ機構２５を直結することも可能である。

したがって、転写装置１の適宜位置に備えた制御装置３９の制御の下にサーボモータ３３を正，逆回転駆動することにより、移動部材１９を、ガイドロッド９，リニアガイド２１に沿って垂直に上下動することができる。移動部材１９の上下動位置は、移動部材位置検出手段（図示省略）によって検出することができる。前記移動部材位置検出手段としては、たとえばサーボモータ３３に備えたロータリーエンコーダ等の回転検出器或は前記リニアガイド２１と平行にフレーム３に備えたリニアスケール等を採用することができる。

なお、すでに理解されるように、サーボモータ３３等は、移動部材１９をＺ軸方向で移動位置決めするための移動部材駆動手段の例である。

転写装置１についてさらに説明する。基板テーブル１５と移動部材１９との間には、型保持体５１が設けられている。型保持体５１は、下部に凸面５３を備えている。凸面５３は、基板テーブル１５に保持されている基板１４（被成形品１３）の厚さ方向の一方の面である上面にほぼ平行な状態で対向している。

凸面５３は、円柱の側面の一部を用いて形成されている。なお、完全な円柱でなくてもよく、円柱に近似した形状、たとえば楕円柱状であってもよい。さらには、凸面５３が、柱状の立体（円、楕円等、所定の形状の平面を、この平面に垂直な方向に所定の距離だけ移動したときに、前記所定の形状の平面の軌跡によって形成される立体）の側面の一部を用いて形成されていてもよい。

型保持体５１の凸面５３についてより詳しく説明すると、凸面５３は、前記円柱の中心軸（前記円柱の高さ方向に延びている中心軸）を含む第１の平面と、前記円柱の中心軸を含み前記第１の平面と小さな角度で交差している第２の平面とで、前記円柱の側面を切断してできる４つの面（面積が大きい２つの面と面積が小さい２つの面）のうちで、面積が小さい１つの面の形状をしている。

なお、凸面５３は、前記円柱の径が大きく前記交差角度が小さいので平面に近い形状になっている。前記円柱の中心軸の延伸軸方向（図２の紙面に直角な方向）を凸面５３の長さ方向とし、前記円柱側面の周方向（図２のほぼ左右方向）を凸面５３の幅方向とすると、図に示すように、たとえば３００ｍｍの幅Ｂに対して中央部が０．１ｍｍ（Ｔ）程度しか突出しない形状になっている。

したがって、前記円柱の半径は、凸面５３の幅Ｂに対する凸面５３の中央部の突出量Ｔの割合が、たとえば「１／１０００００〜１／３０００」になるような大きな半径になっている。すなわち、前記円柱の半径は、凸面５３の幅Ｂの１２５倍〜２７５０倍という大きな値になっている。

そして、凸面５３に、転写用の型５５を倣わせ、たとえば真空吸着により保持することができるようになっている。型５５は、たとえば、Ｎｉ電鋳モールドによって生成され、矩形な薄い平板状に形成されている。転写用の超微細なパターンは、型５５の一方の面（図２の下側）の面に形成されている。

なお、前記円柱の半径を、凸面５３の幅Ｂに対する凸面５３の中央部の突出量Ｔの割合が、「１／３０００〜１／３０」になるような半径にしてもよい。すなわち、前記円柱の半径を、凸面５３の幅Ｂの３倍〜１２５倍という値にしてもよい。たとえば、凸面５３の幅Ｂが３００ｍｍである場合、突出量Ｔを１０ｍｍ程度まで大きくしてもよい。

また、型保持体５１は、移動部材５７を介して移動部材１９に支持されており、移動部材１９の移動に伴い、基板テーブル１５に対し接近・離反する方向（上下方向；Ｚ軸方向）で相対的に移動自在になっている。

なお、前記説明では、型保持体５１と型５５とが別個になっているが、型保持体５１と型５５とを一体化した構成、すなわち、型保持体５１の凸面５３に転写パターンを直接設けた構成であってもよい。

また、転写装置１には、押圧手段５９が設けられている。押圧手段５９は、型保持体５１に保持されている型５５を、前記基板テーブル駆動手段で所定の位置に移動位置決めされた基板テーブル１５に保持されている被成形品１３に、型保持体駆動手段で相対的に接近させ、型５５で被成形品１３を押圧し、型５５の転写パターンを被成形品１３の被成形層１６に転写するときに使用されるものである。

押圧手段５９は、前記円柱の中心軸に平行な直線状の押圧部位を、凸面５３の一端部から他端部に向かって（図２の左から右に向かって）移動しつつ、型５５で被成形品１３を押圧するようになっている。

なお、前記押圧部位は、凸面５３の長さ方向（図２の紙面の直角な方向）に延びている。また、前記押圧部位は、型保持体５１の凸面５３に保持されている型５５の転写パターンが形成されている面の一部とこの一部の面に接触する被成形品１３の面とに形成され、実際にはある程度の幅（図２の左右方向の幅）を備えている。

また、転写装置１には、押圧手段５９によって押圧されている押圧部位（押圧部位の近傍を含む）、または、押圧手段５９によって押圧されている押圧部位と押圧手段５９によってすでに押圧された部位とに、ＵＶ光（紫外線）を照射するＵＶ（紫外線）照射手段６１が設けられている。なお、押圧される前の硬化を防止するために押圧される前の被成形層１６の部位には、紫外線が照射されないようになっている。

転写装置１についてさらに詳しく説明すると、基板テーブル１５は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に延伸している矩形状の平面（上面）に、平板状で矩形状の被成形品１３を保持するようになっている。被成形品１３は、平板状で矩形状の基板１４とこの基板１４の厚さ方向の一方の面に転写パターンが形成される薄膜状の被成形層１６を備えて構成されており、被成形層１６が設けられている側の面が現れるようにして（被成形層１６が設けられている面とは反対側の下面が基板テーブル１５の上面に接触するようにして）、基板テーブル１５の上面に保持されるようになっている。

移動部材１９の下側には、移動部材５７が設けられている。この移動部材５７は、リニアガイドベアリング５８を介して移動部材１９に対してＸ軸方向で移動自在になっている。また、移動部材５７のＸ軸方向の一方の端部（図２の左側の端部）には、移動部材５７が当接するストッパ６３が設けられており、移動部材５７のＸ軸方向の他方の端部には、移動部材５７を前記ストッパ６３側に（図２の左方向に）付勢する圧縮バネ６５等の付勢手段が設けられている。

型保持体５１の凸面５３の内側（図２の上側；凸面５３に対して前記円柱の図示しない中心軸が存在している側）でかつ凸面５３の中間部（たとえば、Ｘ軸方向におけるほぼ中央部）には、揺動中心軸ＣＬ１が設けられている。この揺動中心軸ＣＬ１はＹ軸方向に延伸している直線であり、この揺動中心軸ＣＬ１を中心にして、型保持体５１が、移動部材５７に対し揺動自在に支持されている。

なお、揺動中心軸ＣＬ１は、凸面５３の近傍に位置している。すなわち、揺動中心軸ＣＬ１は、前記円柱の中心軸と凸面５３との間における凸面５３側で、凸面５３の近傍に位置している。より詳しくは、図２に示すように、凸面５３と揺動中心軸ＣＬとの距離Ｌ１は、凸面５３の幅Ｂよりも小さくなっている。なお、距離Ｌ１を幅Ｂと等しいか僅かに大きくしてもよい。

ところで、凸面５３が、楕円柱状の立体の側面の一部を用いて形成されている場合にあっては、凸面５３は、前記楕円の短軸と平行な平面であって前記楕円柱状の立体の高さ方向に延伸し互いが離れている２つの平面（楕円柱状の立体の高さ方向に延びた中心軸に対して互いが対称な位置に存在している２つの平面）で、前記楕円柱状の立体の側面を切断してときに得られる２種類の凸面のうちで曲率半径が大きいほうの凸面で形成されている。

楕円柱状の立体の側面の一部を用いて形成されている凸面の揺動中心軸も、円柱側面で形成された凸面５３の場合と同様に、凸面の近傍に存在している。なお、楕円柱状の立体における長軸と短軸との差を大きくして、楕円柱状の立体で形成された凸面の揺動中心軸を、前記楕円柱状の立体の中心軸に一致させてもよい。

型保持体５１と移動部材５７との間には、付勢手段とアクチュエータとが設けられている。前記付勢手段は、たとえば、図２の左側に設けられた皿ばね６７で構成されており、型保持体５１が揺動中心軸ＣＬ１を揺動中心にして一方向（図２の矢印ＡＲ１の方向）に揺動するように付勢している。一方、前記アクチュエータは、たとえば、図２の右側に設けられたピエゾ素子６９で構成され、制御装置３９の制御の下、ピエゾ素子６９に電圧が印加されこの電圧が徐々に上昇すると、皿ばね６７で付勢しているにもかかわらず、ピエゾ素子６９が徐々に伸びて、揺動中心軸ＣＬ１を揺動中心にして型保持体５１が他方向（図２の矢印ＡＲ３の方向）に揺動するようになっている。

なお、ピエゾ素子の代わりに、モータ等のアクチュエータを用いてもよい。より詳しくは、たとえば、サーボモータでボールねじのナットを回転させ、前記ボールねじのネジ軸を直線的に移動させ、型保持体５１を揺動させてもよい。

被成形品１３への転写を行うべく型５５で被成形品１３への押圧を行う場合には、まず、移動部材１９を上昇させ、型５５を被成形品１３から離しておき、ピエゾ素子６９をオフしておく（電圧を印加しない状態にしておく）。なお、図２では型５５の部位のうち型５５の中央部５５Ｂが最も下側に位置しているが、ピエゾ素子６９をオフした状態では、皿ばね６７による付勢によって、型５５の部位のうち型５５の左端（皿ばね６７が設けられている側の端）５５Ａが最も下側に位置している。

このように、型５５の左端５５Ａが最も下側に位置している状態で、型５５の左端５５Ａが被成形品１３に所定の圧力をもって当接するまで移動部材１９を下降すると、型５５は図２に二点鎖線で示すところに位置する。ここで、ピエゾ素子６９をオンし（電圧を印加し）、ピエゾ素子６９が徐々に延びると、型５５（型保持体５１）が揺動し、図２に二点鎖線で示す型５５と被成形品１３との接触位置（型５５による押圧位置）が、図２の左から右にむかって移動し、やがては、型５５の部位のうち型５５の右端５５Ｃが最も下側に位置して被成形品１３に当接するようになる。

なお、型５５と被成形品１３との当接位置（押圧部位）が図２の左から右に移動するときには、型５５による被成形品１３への押圧力を一定の値に維持すべく、図示しないロードセル（型５５による被成形品１３への押圧力を測定可能なロードセル；押圧力検出手段）が検出した押圧力によるフィードバック制御を行い、制御装置３９によりサーボモータ３３のトルクが制御されるものとする。

また、型５５と被成形品１３との当接位置（押圧部位）が図２の左から右に移動するときには、移動部材１９の高さ位置が適宜変化するようになっている。そして、前記円柱の中心軸と凸面５３を備えた型保持体５１の揺動中心軸ＣＬ１とが一致していないにもかかわらず、押圧部位が図２の左から右にむかってスムーズに移動できるようになっている。

サーボモータ３３に代えて空気圧シリンダ等の流体圧シリンダを用い、前記シリンダに供給される流体の圧力を制御すれば、前記フィードバックをする場合と同様に、型５５による被成形品１３への押圧力を一定の値に維持することができる。

なお、図２では、Ｘ軸方向において揺動中心軸ＣＬ１を中央部に配置し、一方の側に、皿ばね６７を配置し他方の側にピエゾ素子６９を配置してあるが、揺動中心軸ＣＬ１を一方の側に配置し、他方の側に皿ばね６７とピエゾ素子６９とを配置してもよい。

さらに、前述したように、移動部材５７が移動部材１９に対してＸ軸方向で移動するように構成されているので、移動部材１９を下降しピエゾ素子６９で型保持体５１（型５５）を揺動し被成形品１３を押圧する場合、圧縮バネ６５で付勢しているにもかかわらず、移動部材５７がストッパ６３から離れ、揺動中心軸ＣＬ１の位置が、前記押圧部位の移動方向（図２の右方向）に、被成形品１３に対して相対的に僅かに移動する。

この揺動中心軸ＣＬ１の移動によって、型５５における押圧部位の移動の道のりが、平板状の被成形品１３における押圧部位の道のりよりも長いことにより発生する不具合（たとえば、型５５の転写パターンと被成形層１６との間の押圧部位の移動方向（Ｘ軸方向）における微妙な位置ずれによる被成形層１６に転写されるパターンの変形）を防止することができる。

次に、ＵＶ照射手段６１について説明する。

基板テーブル１５の下側には、平板状のシャッタ７１が設けられている。このシャッタ７１には、Ｙ軸方向に延びたスリット７３が設けられている。このスリット７３が設けられていることにより、シャッタ７１は図２の右側の部位７１Ａと左側の部位７１Ｂとに分かれている。シャッタ７１は、図示しないガイド部材によってガイドされ、図示しないサーボモータ等のアクチュエータにより、Ｘ軸方向で移動するようになっている。したがって、スリット７３もＸ軸方向に移動するようになっている。

また、シャッタ７１の下側には、ＵＶ光の光源（ＵＶライト）７５が設けられている。そして、ＵＶライト７５をオンした状態で、制御装置３９の制御の下、前記押圧部位の移動に同期させてシャッタ７１を移動し、型５５で被成形品１３を押圧している部位にのみＵＶ光を照射するようになっている。なお、シャッタ７１の左側の部位７１Ｂを無くせば、押圧している部位とすでに押圧した部位とにＵＶ光が照射されることになる。

前記押圧部位の移動に同期させてシャッタ７１を移動する場合、たとえば、ピエゾ素子６９に印加する電圧の値に応じて、シャッタ７１を移動す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。

まず、初期状態において、基板テーブル１５には転写がされる前の被成形品１３が保持され、型保持体５１が型５５を保持し、ピエゾ素子６９はオフされており、移動部材１９が上方に位置し、型５５が被成形品１３から離れており、ＵＶライト７５はオンされ、シャッタ７１のスリット７３は、図２に示す位置よりも更に左側に位置しており、被成形品１３にはＵＶ光が照射されないようになっているものとする。

前記初期状態から、被成形品１３をＸ軸方向およびＹ軸方向で適宜位置決めし、型５５の左端が被成形品１３を押圧するまで移動部材１９を下降すると、型５５の左端に押圧部位が生成される。このように押圧部位が生成された状態でシャッタ７１のスリット７３を図２で示す位置に移動し前記生成された押圧部位にＵＶ光を照射し、ピエゾ素子６９に電圧を適宜印加し、押圧部位とスリット７３とを図２の右方向に移動し転写を行う。

転写の終了後、移動部材１９（型５５）を上昇し、スリット７３を図２の左側に戻し、転写が終了した被成形品１３を次の転写を行う被成形品１３に交換し、同様に転写を行う。

転写装置１によれば、型５５の一端部から他端部に向かって押圧部位を移動しつつ転写を行うので、被成形品１３（基板１４の被成形層１６）に気泡が発生しにくくなっている。すなわち、平板状の被成形品１３に平面状の型の全面を押し付けて転写をすると、型の中央部に存在している空気が、型の周辺から外部（押圧面の外部）に逃げにくく、被成形品１３に気泡が発生するおそれがあるが、型５５の一端部から他端部に向かって押圧部位を移動して被成形品１３を押圧すれば、従来のように、空気が逃げにくいという事態は発生しない。

また、従来の転写装置では、気泡の発生を防止するために、押圧がなされる型と基板の部位を真空にする必要があったが、転写装置１では、真空にする必要はなく、装置の構成が簡素になっている。

また、転写装置１によれば、型５５の一端部から他端部に向かって押圧部位を移動しつつ転写を行うので、すなわち、型の全面で基板を同時に押圧するわけではないので、転写のための押圧力を従来に比べ小さくすることができ、装置の剛性を上げなくても正確な転写を行うことができる。

さらに、押圧し終えたときに、従来のように型の全面が被成形品にくっついているわけではなく、移動してきた押圧部位のみが被成形品１３にくっついているので、被成形品１３と型５５とを離すための力を小さくすることができ離型が容易になっている。

また、転写装置１によれば、半径の大きな円柱の側面を用いて凸面５３が形成されているので、転写されたパターンが崩れにくくなっている。より詳しく説明すると、凸面５３の曲率半径が小さいと、転写後に型５５が被成形層１６から離れる場合、型５５の微細な凸部と被成形層１６の微細な凸部とが互いに干渉し、被成形層１６の微細なパターンが崩れるおそれがあるが、凸面５３の曲率半径が大きいので、前記干渉がほとんど発生せず、被成形層１６の微細なパターンが崩れにくくなっている。

また、揺動中心軸ＣＬ１が凸面５３の近傍にあるので、揺動中心軸ＣＬ１と前記円柱の中心軸とが互いに一致している場合に比べて、機構を小型化することができる。すなわち、凸面５３の曲率半径を大きくし、型保持体５１の揺動中心軸ＣＬ１を前記円柱の中心軸に一致させるとなると、凸面５３と型保持体５１の揺動中心軸ＣＬ１との間の距離が大きくなり機構が大型化するが、揺動中心軸ＣＬ１が凸面５３の近傍にあるので、機構を小型化することができるものである。

さらに、揺動中心軸ＣＬ１が凸面５３の近傍にあるので、アクチュエータ（ピエゾ素子６９）で、型保持体５１を安定した状態で揺動させることができ、安定した転写を行うことができる。より詳しく説明すると、図２に示す凸面５３の幅Ｂを３００ｍｍとし、凸面５３の中央部の突出量Ｔを０．１ｍｍとすると、凸面５３の半径は、１１２．５ｍとなってしまう。したがって、実際の転写装置において、凸面５３の中心と揺動中心軸ＣＬ１の位置とを互いに一致させることは極めて困難である。さらに、仮に、凸面５３の中心と揺動中心軸ＣＬ１の位置とを互いに一致させるとすると、図２に示す距離Ｌ１が１１２．５ｍになる。距離Ｌ１が１１２．５ｍになると、転写をするための型５１の揺動角度は、極めて小さい値になり、この小さい値をピエゾ素子６９等のアクチュエータで制御することは極めて困難である。しかし、本実施形態に係る転写装置１では、距離Ｌ１が、幅Ｂに比べてほぼ同じか小さくなっているので、転写をするための型保持体５１の揺動角度を適宜の大きさにすることができ、前記揺動角度をピエゾ素子６９等のアクチュエータで制御することが容易になり、的確な転写を行うことができる。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る転写装置１０１の概略構成を示す斜視図であり、図４は、図３におけるＩＶ矢視図であり、図５は、図４におけるＶ矢視図である。

図６は、図４におけるＶＩ部の拡大図であり、図７は図６におけるＶＩＩ―ＶＩＩ矢視図である。

第２の実施形態に係る転写装置１０１は、型５５に被成形層１６を設け、この被成形層１６を基板１４に移して転写を行う点が、第１の実施形態に係る転写装置１とは異なり、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１０１は、基板テーブル１０３と、基板テーブル１０３に対して相対的に移動自在な型保持体１０５と、型保持体１０５をＹ軸方向で基板テーブル１０３に対して相対的に移動位置決めするための駆動手段と、型保持体１０５をＺ軸方向で基板テーブル１０３に対し接近・離反する方向で相対的に移動位置決めするための駆動手段と、型保持体１０５に保持されている型５５の転写パターンが形成されている面に、薄膜状の被成形層１６を設ける被成形層設置手段（図示せず）とを備えている。

また、転写装置１０１は、型５５に設けられている被成形層１６を基板１４に移すべく、型保持体１０５に保持されている型５５であって前記被成形層設置手段により被成形層１６が設けられている型５５を、基板テーブル１０３に保持されている基板１４に相対的に接近させて、型５５で基板１４を押圧する場合、直線状の押圧部位を、型５５の凸面の一端部から他端部に向かって移動しつつ、型５５で基板１４を押圧する押圧手段を備えている。

また、転写装置１０１は、制御装置（図示せず）の制御の下、型５５に設けられている第１の被成形層１６Ａを基板１４に移した後、型５５を基板１４からＺ軸方向で相対的に離し、前記被成形層設置手段で型５５に第２の被成形層１６Ｂを設け、型５５をＹ軸方向で所定の位置に位置決めし、型５５を基板１４に相対的に接近させ、前記押圧手段で第２の被成形層１６Ｂを、既に基板１４に移されている第１の被成形層１６Ａにつなげて（第１の被成形層１６Ａに重ならないようにしかも隙間無く隣接させて）基板１４に移すことができるようになっている。

さらに、転写装置１０１には、前記押圧手段によって押圧されている押圧部位（押圧部位の近傍を含む）、または、前記押圧手段によって押圧されている押圧部位と前記押圧手段によってすでに押圧された部位とに、ＵＶ光を照射するＵＶ照射手段１０８（第１の実施形態に係るＵＶ照射手段６１とほぼ同様なＵＶ照射手段）が設けられている。

また、第１の実施形態に係る転写装置１と同様に、前記押圧をする場合、型保持体１０５の揺動中心軸ＣＬ１の位置が、押圧部位の移動方向に、基板１４に対して相対的に移動するよう構成されている。

転写装置１０１についてより詳しく説明する。

転写装置１０１は、ベース部材１０７を備えており、このベース部材１０７の上方には、門型フレーム１０９が一体的に設けられている。門型フレーム１０９のビーム１１１の下部には、矩形状の水平な平面が形成されており、この平面に、平板状で矩形状の基板１４を、厚さ方向の一方の面を接触させて保持することができるようになっている。したがって、ビーム１１１の一部が基板テーブル１０３を構成しているといえる。

門型フレーム１０９のビーム１１１とベース部材１０７との間には、ベース部材１０７に対して水平方向の一方向（Ｙ軸方向）に移動自在な移動部材１１３が設けられている。移動部材１１３は２つのＶ字状のガイドによりガイドされて移動することができるようになっていると共に、ボールねじ等の機構を介して駆動手段の例であるサーボモータ等のアクチュエータで駆動され位置決めされるようになっている。

また、門型フレーム１０９のビーム１１１と移動部材１１３との間には、移動部材１１３に、Ｙ軸方向と直交する水平な他の一方向（Ｘ軸方向）に移動自在なように移動部材１１５が設けられている。移動部材１１５は、たとえば、リニアガイドベアリング１１７を介して移動部材１１３に設けられており、第１の実施形態に係る転写装置１の移動部材５７と同様に、付勢手段（図示せず）により付勢されストッパ１１９に当接している。

また。門型フレーム１０９のビーム１１１と移動部材１１５との間であって移動部材１１５の上側には、移動部材１１５に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在なように移動部材１２１が設けられている。

より詳しく説明すると、移動部材１１５は、矩形な平板状の下側部材１２３と、上側が開口するように下側部材１２３に一体的に設けられた矩形な枡状の上側部材１２５とを備えている。移動部材１２１は、円柱状の上側部材１２８と、この上側部材１２８の両側で上側部材１２８に一体的に設けられている各下側部材１２９とで構成されている。各下側部材１２９は、上側部材１２５の外側で上側部材１２５から離れて上側部材１２８から下方に延びている。

各下側部材１２９と上側部材１２５との間には、リニアガイドベアリング１２７が設けられており、リニアガイドベアリング１２７により、各下側部材１２９（移動部材１２１）が上下方向に移動できるようになっている。また上側部材１２５の内部には、流体圧シンリンダの例であるエアシリンダ１３１等のアクチュエータが設けられており、移動部材１２１を上下方向に駆動することができるようになっている。

円柱状の上側部材１２８には、ベアリング１３３を介して型保持体支持部材１３４が回動自在に設けられており、型保持体支持部材１３４の上側には、型保持体１０５が一体的に設けられている。そして型保持体１０５は、揺動中心軸ＣＬ１を中心にして揺動可能になっている。なお、型保持体１０５の型５５を保持する面は、第１の実施形態の場合と同様に円柱側面状の凸面に形成されている。また、第１の実施形態に係る転写装置１と同様に、Ｘ軸方向において揺動中心軸ＣＬ１の一方の側には、皿ばね１３５が設けられており、他方の側にはピエゾ素子１３７が設けられている（図６参照）。

前記被成形層設置手段（図示せず）は、たとえば、Ｙ軸方向において型保持体１０５が門型フレーム１０９とは離れた位置（図５に二点鎖線で示す位置）に存在しているときに、型５５の転写パターンが形成されている面に薄膜状の被成形層１６を設けるように構成されている。また、門型フレーム１０９のビーム１１１の上方には、第１の実施形態に係るＵＶ照射手段６１と同様に構成されたＵＶ照射手段１０８が設けられている。

ところで、転写装置１０１では、門型フレーム１０９のビーム１１１の平面が、Ｙ軸方向で型保持体１０５よりも長く形成されており、前記平面に沿って、Ｙ軸方向で型保持体１０５（型５５）よりも長い基板１４を保持可能なようになっている。

そして、図示しない制御装置の制御の下、型保持体１０５が型５５を保持し、門型フレーム１０９のビーム１１１が基板１４を保持し、型５５に被成形層１６が設けられておらず、型５５が基板１４から離れ、ピエゾ素子１３７がオフし、ＵＶ照射手段１０８によるＵＶ光の照射が停止している初期状態から、前記平面に保持された基板１４に、前記被成形層設置手段で型５５に設けられた被成形層１６を、移動部材１１３の移動方向（Ｙ軸方向）に並べてしかも互いがつながるように複数回移すべく、移動部材１１３を適宜移動位置決めし、型５５の一端部が基板１４を押圧するように移動部材１２１をＺ軸方向で移動し、続いて、ピエゾ素子１３７を駆動して型５５による押圧部位を移動しつつＵＶ照射手段１０８による照射を行う動作を、複数回行うようになっている。

なお、ＵＶ照射手段１０８を、Ｙ軸方向でＵＶを照射する位置を変えることができるように構成し、型５５で基板１４を押圧している部位のみにＵＶ光を照射するように構成することが望ましい。

転写装置１０１によれば、型５５に形成した被成形層１６を基板１４に移すようにして、転写がなされるので、複数回の転写をつなげて行う場合、つなぎ目においても、転写パターンが乱れるおそれが少なくなる。

すなわち、たとえば、転写パターンよりも大きい被成形層を基板に設けておいてこの被成形層（基板）を型で押圧する構成であると、１回目の転写において、型の転写がされた部位周縁の近傍における被成形層（転写パターンか形成されない被成形層）は、型による押圧によって僅かではあるが変形する。この変形した部位に２回目の転写がなされるので、正確な転写がなされないおそれがある。一方、２回目の転写パターンの周縁の近傍に位置している１回目の転写パターンがなされていた部位でも２回目に転写による変形が発生するおそれがある。

しかし、転写装置１０１によれば、転写パターンが形成された被成形層１６を互いが重ならないように隣接させて基板１４に移すので、前述したような押圧による変形は発生せず、正確な転写を行うことができる。

なお、転写装置１や転写装置１０１は、転写用の型に形成されている転写パターンを基板に転写する転写装置であって、円柱の側面の一部を用いて形成された凸面に、前記型を倣わせて保持可能な型保持体と、前記凸面の一端部から他端部に向かって直線状の押圧部位を移動しつつ、前記型で前記被成形品を押圧する押圧手段とを有し、前記押圧手段は、前記凸面の近傍に位置している軸を揺動中心にして前記型保持体を揺動させ、押圧部位を移動しつつ前記押圧をするように構成されている転写装置の例である。

１、１０１ 転写装置
３、１０７ ベース部材
１３ 被成形品
１４ 基板
１５、１０３ 基板テーブル
１６ 被成形層
１９、５７、１１３、１１５、１２１ 移動部材
５１、１０５ 型保持体
５３ 凸面
５５ 型
５９ 押圧手段 ６１、１０８ ＵＶ照射手段
６７、１３５ 皿ばね
６９、１３７ ピエゾ素子
７１ シャッタ
１０９ 門型フレーム

Claims (5)

1. ベース部材と；
   前記ベース部材の上方で前記ベース部材に一体的に設けられ、ビームの下部に設けられている平面に、平板状の基板を厚さ方向の一方の面を接触させて保持可能である門型フレームと；
   前記門型フレームのビームと前記ベース部材との間で、前記ベース部材に対して水平方向の一方向であるＹ軸方向に移動自在に設けられた第１の移動部材と；
   前記門型フレームのビームと前記第１の移動部材との間で、前記第１の移動部材に、水平方向の他の一方向であって前記Ｙ軸方向に垂直な方向であるＸ軸方向に移動自在に設けられた第２の移動部材と；
   前記門型フレームのビームと前記第２の移動部材との間で前記第２の移動部材に対して上下方向であるＺ軸方向に移動自在に設けられた第３の移動部材と；
   前記第１の移動部材を移動位置決めするための第１の駆動手段と；
   前記第３の移動部材を移動するための第２の駆動手段と；
   円柱の側面の一部を用いて形成された凸面の母線が前記Ｙ軸方向に延伸し、前記ビームの下部に設けられている平面に対向するようにして、前記凸面が前記門型フレームのビームと前記第３の移動部材との間に設けられ、転写用の型を前記凸面に倣わせて保持可能であると共に、前記凸面の内側で前記Ｙ軸方向に延伸し前記凸面の近傍に位置している直線を揺動中心軸にして前記第３の移動部材に揺動自在に支持されている型保持体と；
   前記揺動中心軸を揺動中心にして前記型保持体が一方向に揺動するように付勢する付勢手段と；
   前記付勢手段による付勢力にかかわらず、前記型保持体を前記一方向とは逆の他方向に揺動させるアクチュエータと；
   前記型保持体に保持されている型の転写パターンが形成されている面に、薄膜状の被成形層を設ける被成形層設置手段と；
   を有することを特徴とする転写装置。
2. 請求項１に記載の転写装置において、
   前記門型フレームのビームのうちで前記基板を保持する部位はＵＶ光が透過可能な材質で構成されており、
   前記ビームの上側に設けられたＵＶランプと；
   前記型に設けられた転写パターンを前記被成形品に移す際、前記型で押圧されている前記基板の部位のみに、または、前記型で押圧されていた前記基板の部位と前記型で押圧されている前記基板の部位のみに、前記ＵＶランプのＵＶ光を照射するために設けられたシャッタと；
   を有することを特徴とする転写装置。
3. 請求項２に記載の転写装置において、
   前記門型フレームのビームの平面は、前記Ｙ軸方向で前記型保持体よりも長く形成されており、この平面に沿って、前記Ｙ軸方向で前記型保持体よりも長い前記基板を保持可能であり、
   前記型保持体が前記型を保持し、前記門型フレームのビームが基板を保持し、前記型に被成形層が設けられておらず、前記型が前記基板から離れ、前記アクチュエータがオフし、前記ＵＶ照射手段によるＵＶ光の照射が停止している初期状態から、前記ビームに保持された前記基板に、被成形層設置手段で前記型に設けられた被成形層を、前記Ｙ軸方向に並べてしかも互いがつながるように複数回移すべく、前記第１の移動部材を前記第１の駆動手段で適宜移動位置決めし、前記第２の駆動手段で前記型の一端部が前記基板を押圧するように前記第３の移動部材を移動し、続いて、前記アクチュエータを駆動して前記型による押圧部位を移動しつつ前記ＵＶ照射手段による照射を行う動作を、前記各手段および前記アクチュエータに複数回行わせる制御手段を有することを特徴とする転写装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の転写装置において、
   前記押圧をする場合、前記揺動中心軸の位置が、前記第２の移動部材の移動により前記押圧部位の移動方向に、前記基板に対して相対的に移動するよう構成されていることを特徴とする転写装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の転写装置において、
   前記アクチュエアータは、ピエゾ素子を用いたアクチュエアータであることを特徴とする転写装置。