JP5470417B2 - Transfer apparatus and transfer method - Google Patents

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Description

本発明は、転写装置および転写方法に係り、特に、型に形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写するものに関する。   The present invention relates to a transfer apparatus and a transfer method, and more particularly to a transfer device that transfers a fine transfer pattern formed on a mold onto a molded product.

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、被成型品として被転写基板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(たとえば、非特許文献1参照)。   In recent years, a mold (template, stamper) is manufactured by forming an ultra-fine transfer pattern on a quartz substrate or the like by an electron beam drawing method, and the mold is predetermined on a resist film formed on the surface of the transfer substrate as a molded product. Research and development has been made on nanoimprint technology for transferring a transfer pattern formed on the mold by pressing with a pressure of (see, for example, Non-Patent Document 1).

ナノオーダーの微細なパターン(転写パターン)を低コストで成型する方法としてリソグラフィ技術を用いたインプリント法が考案されている。この成型法は大別して熱インプリント法とUVインプリント法とに分類される。   As a method for forming a nano-order fine pattern (transfer pattern) at a low cost, an imprint method using a lithography technique has been devised. This molding method is roughly classified into a thermal imprint method and a UV imprint method.

熱インプリント法では、型を基板に押圧し、熱可塑性ポリマからなる樹脂が十分に流動可能となる温度になるまで加熱して微細パターンに樹脂を流入させたのち、型と樹脂をガラス転移温度以下になるまで冷却し、基板に転写された微細パターンを固化したのち型を引き離す。   In the thermal imprint method, a mold is pressed against a substrate and heated until the resin made of a thermoplastic polymer is sufficiently flowable to flow the resin into a fine pattern. It cools until it becomes below, solidifies the fine pattern transferred to the substrate, and then separates the mold.

UVインプリント法では、光を透過できる透明な型を使用し、UV硬化性液に型を押しつけてUV放射光を加える。適当な時間放射光を加えて液を硬化させ微細パターンを転写したのち型を引き戻す。   In the UV imprint method, a transparent mold capable of transmitting light is used, and the UV radiation is applied by pressing the mold against the UV curable liquid. Radiant light is applied for an appropriate time to cure the solution and transfer the fine pattern, and then pull back the mold.

ハードディスクやCD、DVDなど回転式の記憶装置では、最近、高密度のデータをディスクに形成するための記憶媒体(記録媒体)を成型する手段として、こうしたナノインプリント技術を活用する方法への関心が高くなってきている。   Recently, in rotary storage devices such as hard disks, CDs, and DVDs, there is a high interest in methods that utilize such nanoimprint technology as a means for forming a storage medium (recording medium) for forming high-density data on a disk. It has become to.

図3にUVインプリント法を用いてハードディスク用の記憶媒体を作成するプロセスの一例を示す。ここでは石英ガラス型101に形成された微細パターン(たとえば、ハードディスクのドットパターン)を、UV硬化樹脂103の塗布された基板105にプレスし、UV光を照射して樹脂103を硬化させている(図3(a)、(b)参照)。このあと離型して残膜107を除去し(図3(c)、(d)参照)、エッチング処理をして(図3(d)参照)、樹脂103にコピーされた型101の微細形状を、基板105に転写している(図3(e)参照)。   FIG. 3 shows an example of a process for creating a storage medium for a hard disk using the UV imprint method. Here, a fine pattern (for example, a dot pattern of a hard disk) formed on a quartz glass mold 101 is pressed onto a substrate 105 coated with a UV curable resin 103, and the resin 103 is cured by irradiation with UV light ( (Refer FIG. 3 (a), (b)). Thereafter, the mold is released to remove the remaining film 107 (see FIGS. 3C and 3D), and after etching (see FIG. 3D), the fine shape of the mold 101 copied to the resin 103 is obtained. Is transferred to the substrate 105 (see FIG. 3E).

インプリント法によって回転式の高密度記憶媒体を形成する場合は、データを高速に安定して読み取れるようにするために、高い精度の回転対称性を備えた記憶媒体を作成する必要がある。このためには、微細な高密度のフィーチャが形成された型と、この微細な高密度のフィーチャを熱転写またはUV転写される円板状の記憶媒体用基板の中心位置とを、高い精度で位置合わせして成型することが極めて重要になる。   When a rotational high-density storage medium is formed by the imprint method, it is necessary to create a storage medium having high-precision rotational symmetry so that data can be read stably at high speed. For this purpose, the mold in which fine high-density features are formed and the center position of the disk-shaped storage medium substrate on which the fine high-density features are thermally or UV transferred are positioned with high accuracy. It is very important to mold together.

一般的にインプリント法でアライメント(高精度の位置決め)を行う場合は、従来、半導体関係で用いられてきた方法と同じような方法で型と基板とを位置合わせする方法が用いられている。この代表的な事例を図13に示す(たとえば、特許文献1参照)。   In general, when alignment (high-precision positioning) is performed by an imprint method, a method of aligning a mold and a substrate by a method similar to a method conventionally used for semiconductors is used. A typical example of this is shown in FIG. 13 (see, for example, Patent Document 1).

図13に示すように、この事例では、型201と基板(ウェハ)203にアライメント用のマーク205、206をつけておき、型201の上のほうからレーザ光などの参照光を照射し、2つのアライメントマーク205、206を透過してきた反射光を受光装置で受光して、この受光パターンの観測結果をもとに型201と基板203の位置合わせを行っている。   As shown in FIG. 13, in this example, alignment marks 205 and 206 are attached to a mold 201 and a substrate (wafer) 203, and reference light such as laser light is irradiated from above the mold 201. Reflected light transmitted through the two alignment marks 205 and 206 is received by a light receiving device, and the mold 201 and the substrate 203 are aligned based on the observation result of the light receiving pattern.

特開2000−323461号公報JP 2000-323461 A

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

ところで、前記特許文献1に記載されている方法では型201が光透過性のものであることを前提としているが、高密度の記憶媒体の成型に用いる型はカーボンを含んだ非透過型のガラス基板や、Ni電鋳など、光を透過しない材料を使用する場合があり、この場合にはこうした方法は適用できないという問題がある。   By the way, in the method described in Patent Document 1, it is assumed that the mold 201 is light-transmitting, but the mold used for molding a high-density storage medium is a non-transmissive glass containing carbon. In some cases, a material that does not transmit light, such as a substrate or Ni electroforming, may be used. In this case, there is a problem that such a method cannot be applied.

また、ここでは基板203(被成型品)のほうにもアライメントマーク206を刻印しているが、ハードディスクやCD、DVDなど回転式の記憶装置の高密度記憶媒体(記録媒体;記録用ディスク)は一般に低コストで大量に生産することが重要で、そのサイズも非常に小さいため、ひとつひとつの基板に高精度のアライメントマークをつけることは困難で、コストも高くなるため望ましくないという問題がある。   Here, the alignment mark 206 is also engraved on the substrate 203 (molded product), but a high-density storage medium (recording medium; recording disk) of a rotary storage device such as a hard disk, CD, or DVD is used. In general, it is important to mass-produce at low cost, and the size is very small. Therefore, it is difficult to attach a high-precision alignment mark to each substrate.

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置および転写方法において、型が光を透過しない材質で構成されており、また、被成型品にアライメントマークが設けられていなくても、前記被成型品の正確な位置に前記微細な転写パターンを転写することができるものを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a transfer apparatus and transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a mold to a molded product, the mold is made of a material that does not transmit light. It is another object of the present invention to provide an apparatus capable of transferring the fine transfer pattern to an accurate position of the molded product even if the molded product is not provided with an alignment mark.

請求項1に記載の発明は、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置において、前記型を保持し、前記被成型品に接近・離反する方向で前記被成型品に対して相対的に移動位置決め自在な型保持体と;前記被成型品を保持し、前記型保持体の接近・離反方向に対して交差する方向で前記型保持体に対して相対的に移動位置決め自在な被成型品保持体と;前記型と前記被成型品とが所定の距離だけ離れているときに前記型と前記被成型品との間に挿入される第1の位置と、前記型と前記被成型品とがお互いに接触することができるように前記型と前記被成型品とから離れた第2の位置との間を移動自在な検出子を備え、この検出子で前記被成型品の貫通孔の縁の少なくとも2点の位置、もしくは、前記被成型品の外周の縁の少なくとも2点の位置を検出することによって、前記被成型品の中心位置を求め、前記型に対する前記被成型品の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と;前記型と前記被成型品とが所定の距離だけ離れているときに前記第1の位置に前記検出子を位置させて前記被成型品の位置ずれ量を検出し、この検出した位置ずれ量を、前記型保持体を相対的に移動することによって補正し、前記型を前記被成型品に接触させて前記転写を行うように制御する制御手段とを有する転写装置である。 The invention according to claim 1 is a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a mold to a molded product, and holds the mold and approaches the workpiece in a direction approaching / separating from the molded product. A mold holder that is movable and positionable relative to the molded product; holds the molding object, and is relative to the mold holder in a direction crossing the approaching / separating direction of the mold holder. A molded article holder that is movable and positionable; a first position that is inserted between the mold and the molded article when the mold and the molded article are separated by a predetermined distance; A detector that is movable between a second position apart from the mold and the molded article so that the mold and the molded article can contact each other; position of at least two points of the edge of the through hole of the molded article, or of the object to be molded Wherein the mold and, by detecting the positions of at least two points of the circumferential edge, obtains the center position of the object to be molded, the position displacement amount detecting means for detecting a positional deviation amount of the object to be molded against the mold When the product is separated from the product by a predetermined distance, the detector is positioned at the first position to detect the amount of misalignment of the product to be molded. And a control unit that corrects the body by moving the body and controls the transfer so that the mold is brought into contact with the product to be molded.

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、前記位置ずれ量検出手段は、前記第1の位置に前記検出子を位置させて前記型の位置を検出する手段であり、前記制御手段は、前記検出した型の位置と前記検出した前記被成型品の縁の位置とによって、前記位置ずれ量を検出して前記補正をする手段である転写装置である。   According to a second aspect of the present invention, in the transfer apparatus according to the first aspect, the positional deviation amount detecting means is a means for detecting the position of the mold by positioning the detector at the first position. The control unit is a transfer device that is a unit that detects and corrects the misalignment amount based on the detected position of the mold and the detected position of the edge of the molding object.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の転写装置において、前記検出子は薄い板状に形成されており、この厚さ方向が前記型保持体の接近・離反方向になるようにして設けられており、前記位置ずれ量検出手段は、前記検出子から離れたところに設けられているカメラと、前記検出子に設けられている反射部材とを備えて構成されており、前記反射部材を介し前記カメラを用いて前記位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the transfer device according to the first or second aspect, the detector is formed in a thin plate shape, and this thickness direction is the approach / separation direction of the mold holder. The positional deviation amount detecting means includes a camera provided at a position away from the detector and a reflecting member provided on the detector. And a transfer device which is means for detecting the amount of positional deviation using the camera via the reflecting member.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の転写装置において、前記位置ずれ量検出手段は、1台のカメラを切り換えることによって、前記被成型品の縁における複数の位置を検出し、前記位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the transfer device according to the third aspect, the positional deviation amount detecting means detects a plurality of positions on the edge of the molded product by switching one camera. It is a transfer device which is means for detecting the amount of positional deviation.

請求項5に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の転写装置において、前記検出子は薄い板状に形成されており、この厚さ方向が前記型保持体の接近・離反方向になるようにして設けられており、前記位置ずれ量検出手段は、前記検出子から離れたところに設けられているカメラと、前記検出子に設けられている光ファイバとを備えて構成されており、前記光ファイバを介し前記カメラで前記位置ずれ量を検出する手段である転写装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the transfer device according to the first or second aspect, the detector is formed in a thin plate shape, and this thickness direction is the approach / separation direction of the mold holder. The positional deviation amount detecting means includes a camera provided at a position away from the detector and an optical fiber provided at the detector. And a transfer device that is means for detecting the amount of positional deviation by the camera via the optical fiber.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の転写装置を用いて、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写方法である。   A sixth aspect of the present invention is a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a mold onto a molded product using the transfer device according to any one of the first to fifth aspects. It is.

本発明によれば、型が光を透過しない材質で構成されており、また、被成型品にアライメントマークが設けられていなくても、前記被成型品の正確な位置に前記微細な転写パターンを転写することができるという効果を奏する。   According to the present invention, the mold is made of a material that does not transmit light, and the fine transfer pattern is placed at an accurate position of the molded product even if the molded product is not provided with an alignment mark. There is an effect that it can be transferred.

本発明の実施形態に係る転写装置1の概略構成を示す正面図である。1 is a front view showing a schematic configuration of a transfer apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 転写装置1の概略構成を示す側面図であり、図1におけるII矢視図である。It is a side view which shows schematic structure of the transfer apparatus 1, and is II arrow view in FIG. UVインプリント法を用いたハードディスク用の記憶媒体を作成するプロセスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the process which produces the storage medium for hard disks using UV imprint method. 型保持体9による型Mの保持形態について説明する図である。It is a figure explaining the holding | maintenance form of the type | mold M by the type | mold holding body 9. FIG. 被成型品保持体5に保持された被成型品Wを上方から下方に向かって眺めた図である。It is the figure which looked at the to-be-molded product W hold | maintained at the to-be-molded product holding body 5 toward the downward direction from the upper direction. 位置ずれ量検出手段11の検出子15や第1の検出子支持部材29をZ軸の下方向から上方向に向かって眺めた図である。It is the figure which looked at the detector 15 and the 1st detector support member 29 of the positional deviation amount detection means 11 from the downward direction of the Z-axis toward the upward direction. 位置ずれ量検出手段11を構成しているカメラ33と反射部材の例であるプリズム35等を示す図である。It is a figure which shows the prism 35 etc. which are the example of the camera 33 and the reflection member which comprise the positional deviation amount detection means 11. FIG. 位置ずれ量検出手段11を構成しているカメラ33と反射部材の例であるプリズム35等を示す図である。It is a figure which shows the prism 35 etc. which are the example of the camera 33 and the reflection member which comprise the positional deviation amount detection means 11. FIG. プリズム35Dによって反射されカメラ33Dに取り込まれた型Mの画像を示す図である。It is a figure which shows the image of the type | mold M reflected by the prism 35D and taken in by camera 33D. プリズム35A等によって反射されカメラ33A等に取り込まれた被成型品Wの貫通孔W1の縁の画像を示す図である。It is a figure which shows the image of the edge of the through-hole W1 of the to-be-molded product W reflected by the prism 35A etc. and taken in by the camera 33A etc. 制御装置51の概略構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a control device 51. FIG. 矩形な板状の被成型品W3に転写をする場合における被成型品W3の保持形態等を示す図である。It is a figure which shows the holding | maintenance form etc. of the to-be-molded product W3 in the case of transferring to the rectangular to-be-molded product W3. 従来の型と基板とを位置合わせする事例を示す図である。It is a figure which shows the example which aligns the conventional type | mold and a board | substrate.

図1は、本発明の実施形態に係る転写装置1の概略構成を示す正面図であり、図2は、転写装置1の概略構成を示す側面図であり、図1におけるII矢視図である。   FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a transfer device 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a schematic configuration of the transfer device 1, and is a view taken in the direction of arrow II in FIG. .

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。   Hereinafter, for convenience of explanation, one horizontal direction is defined as an X-axis direction, another horizontal direction that is perpendicular to the X-axis direction is defined as a Y-axis direction, and the X-axis direction and the Y-axis direction. A direction (vertical direction; vertical direction) perpendicular to Z may be referred to as a Z-axis direction.

転写装置1は、型(転写用のスタンパ)Mの面(たとえば平面状の下面)に形成されている微細な転写パターンを、被成型品Wの面(たとえば平面状の上面)に、型Mの面を被成型品Wの面に面接触させて押圧することにより転写する装置である。被成型品Wとしては、中央部に円形の貫通孔が設けられている円板状の情報記録用ディスク(たとえば、CD−ROM、DVD−ROM、BD−ROM(Blu−Ray Disc ROM)、HD DVD−ROM(High−Definition Digital Versatile Disc ROM)、ハードディスク用の記録媒体)を考えることができる。   The transfer apparatus 1 applies a fine transfer pattern formed on the surface (for example, a planar lower surface) of a mold (transfer stamper) M to the surface of the product W (for example, a planar upper surface). This is a device for transferring the surface by bringing the surface into contact with the surface of the product W and pressing it. As the molded product W, a disk-shaped information recording disk (for example, a CD-ROM, a DVD-ROM, a BD-ROM (Blu-Ray Disc ROM)), an HD having a circular through-hole provided in the center portion thereof. DVD-ROM (High-Definition Digital Versatile Disc ROM), recording medium for hard disk) can be considered.

また、前記転写は、前述した熱インプリント法またはUVインプリント法等のためになされるものであり、転写装置1によって、たとえば、図3(a)〜(c)に示されている工程を担当するものである。   The transfer is performed for the above-described thermal imprint method or UV imprint method, and the transfer apparatus 1 performs the steps shown in FIGS. 3A to 3C, for example. I am in charge.

転写装置1は、ベースフレーム3を備えており、このベースフレーム3には、被成型品保持体5が設けられている。被成型品保持体5は、たとえば、上面が平面状になっており、この上面に、CD−ROM等の被成型品Wを載置し保持することができるようになっている。このようにして載置され保持されている被成型品Wは、この厚さ方向がZ軸方向になっており、また、X軸方向およびY軸方向で所定のところに位置している。   The transfer device 1 includes a base frame 3, and a base product 3 is provided with a molded product holder 5. The to-be-molded product holder 5 has, for example, an upper surface that is flat, and on the top surface, a to-be-molded product W such as a CD-ROM can be placed and held. The molded product W placed and held in this way has a thickness direction in the Z-axis direction, and is located at a predetermined position in the X-axis direction and the Y-axis direction.

被成型品保持体5は、XYステージ7を介してベースフレーム3に支持されている。したがって、制御装置51(図11参照)の制御の下、XYステージ7を構成するサーボモータ等のアクチュエータ(図示せず)を駆動することによって、被成型品保持体5は、X軸やY軸方向で移動位置決め自在になっている。   The molded product holder 5 is supported by the base frame 3 via the XY stage 7. Accordingly, by driving an actuator (not shown) such as a servo motor that constitutes the XY stage 7 under the control of the control device 51 (see FIG. 11), the molded product holding body 5 has the X axis or the Y axis. It can move and position freely in any direction.

ベースフレーム3には、型保持体9が設けられている。型保持体9は、たとえば、下面が平面状になっており、この下面で型Mを保持することができるようになっている。このようにして保持された型Mは、微細な転写パターンが形成されている下面が被成型品保持体5(被成型品W)と対向している。   A mold holder 9 is provided on the base frame 3. For example, the lower surface of the mold holding body 9 is flat, and the mold M can be held by the lower surface. In the mold M held in this way, the lower surface on which the fine transfer pattern is formed is opposed to the molded product holder 5 (molded product W).

型保持体9は、図示しないリニアガイドベアリングを介してベースフレーム3に支持されており、制御装置51の制御の下、サーボモータ等のアクチュエータ(図示せず)を駆動することによって、Z軸方向で移動位置決め自在になっている。   The mold holding body 9 is supported by the base frame 3 via a linear guide bearing (not shown), and drives an actuator (not shown) such as a servo motor under the control of the control device 51 to thereby move in the Z-axis direction. It can be moved and positioned freely.

なお、すでに理解されるように、転写のための型Mと被成型品Wとの面接触や押圧は、型Mの面と交差する方向(Z軸方向)に、型Mを被成型品Wに対して相対的に移動することによってなされる。たとえば、微細な転写パターンが形成されている型Mの面が平面状になっており、また、微細な転写パターンが転写される被成型品Wの面も平面状になっているので、前記面接触がなされる前は、微細な転写パターンが形成されている型Mの平面状の面と、微細な転写パターンが転写される被成型品Wの平面状の面とは、お互いが離れて平行になっている。この離れて平行になっている状態から、Z軸の下方向(型Mが被成型品Wに近づく方向)に型Mを移動することによって、前記面接触と前記押圧とがなされるようになっている。   As already understood, the surface contact or pressing between the mold M for transfer and the molded product W is performed in such a manner that the mold M is placed in the direction intersecting the surface of the mold M (Z-axis direction). Is made by moving relative to. For example, the surface of the mold M on which the fine transfer pattern is formed is flat, and the surface of the molded product W onto which the fine transfer pattern is transferred is also flat. Before the contact is made, the planar surface of the mold M on which the fine transfer pattern is formed and the planar surface of the molded product W onto which the fine transfer pattern is transferred are separated from each other and parallel to each other. It has become. The surface contact and the pressing are performed by moving the mold M in the downward direction of the Z-axis (the direction in which the mold M approaches the workpiece W) from the parallel state. ing.

また、転写装置1には、被成型品Wに紫外線を照射するためのUV光発生装置(図示せず)や被成型品Wを加熱する加熱装置(図示せず)が設けられており、前述した熱インプリント法またはUVインプリント法等に応じて適宜使用されるようになっている。   Further, the transfer device 1 is provided with a UV light generator (not shown) for irradiating the molding target W with ultraviolet rays and a heating device (not shown) for heating the molding target W. The heat imprint method or the UV imprint method is used as appropriate.

また、転写装置1には、位置ずれ量検出手段11と位置ずれ量補正手段13とが設けられている。   Further, the transfer apparatus 1 is provided with a positional deviation amount detection means 11 and a positional deviation amount correction means 13.

位置ずれ量検出手段11は、転写を行う前であって型Mと被成型品Wとが所定の距離(図1に示す距離L1)だけ離れているとき(たとえば、型Mと被成型品Wとがお互いに近づいているとき)に、被成型品Wの縁(たとえば、CD−ROMの中央に設けられている貫通孔W1の縁;図5参照)の位置を検出することによって、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出する手段である。前記位置ずれ量は、型Mの面や被成型品Wの面の展開方向(X軸方向やY軸方向)における相対的な位置ずれ量である。   The positional deviation amount detection means 11 is before the transfer and when the mold M and the molded product W are separated by a predetermined distance (distance L1 shown in FIG. 1) (for example, the mold M and the molded product W). By detecting the position of the edge of the product W (for example, the edge of the through-hole W1 provided in the center of the CD-ROM; see FIG. 5). This is a means for detecting the amount of misalignment of the product W with respect to. The displacement amount is a relative displacement amount in the development direction (X-axis direction or Y-axis direction) of the surface of the mold M or the surface of the product W.

位置ずれ量補正手段13は、位置ずれ量検出手段11が検出した被成型品Wの型Mに対する相対的な位置ずれ量を補正して位置ずれ量を無くす手段である。   The misregistration amount correction means 13 is a means for correcting the relative misregistration amount of the workpiece W detected by the misregistration amount detection means 11 and eliminating the misregistration amount.

また、位置ずれ量検出手段11は、たとえば、被成型品Wだけなく型Mの位置をもほぼ同時に検出し、この検出した型Mの位置と検出した被成型品Wの縁の位置とによって、位置ずれ量を検出するように構成されている。なお、型Mの位置の検出は、型Mに付されたアライメントマークM1(図9参照)の位置を検出することによってなされるが、型Mの縁の位置を検出することによってなされるように構成されていてもよい。   Further, the positional deviation amount detection means 11 detects, for example, not only the molded product W but also the position of the mold M almost simultaneously, and by the detected position of the mold M and the detected position of the edge of the molded product W, The position shift amount is detected. The position of the mold M is detected by detecting the position of the alignment mark M1 (see FIG. 9) attached to the mold M. However, the position of the edge of the mold M is detected. It may be configured.

より詳しく説明すると、位置ずれ量検出手段11は、薄い板状の検出子15を備えて構成されており、検出子15の厚さ方向がZ軸方向になっている。また、転写を行う前に検出子15を型Mと被成型品Wとの間に挿入して、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出するように構成されている。   More specifically, the misregistration amount detection means 11 includes a thin plate-like detector 15, and the thickness direction of the detector 15 is the Z-axis direction. Further, before the transfer, the detector 15 is inserted between the mold M and the molded product W to detect the amount of positional deviation of the molded product W with respect to the mold M.

位置ずれ量を検出するために検出子15を型Mと被成型品Wとの間に挿入した場合においては、型Mと被成型品Wとが極力近づいており、寸法的な余裕がほとんど無い状態で、検出子15が型Mと被成型品Wとの間に挿入されるようになっていることが望ましい。   When the detector 15 is inserted between the mold M and the molded product W in order to detect the amount of displacement, the mold M and the molded product W are as close as possible, and there is almost no dimensional allowance. In this state, it is desirable that the detector 15 be inserted between the mold M and the workpiece W.

たとえば、位置ずれ量を検出するために検出子15を型Mと被成型品Wとの間に挿入した場合においては、図1に示すように、検出子15と型Mとの間の距離L3は0.5mm〜3mm程度になっており、検出子15と被成型品Wとの間の距離L5も0.5mm〜3mm程度になっていることが望ましい。また、少なくとも、型Mの面と被成型品Wの面との間に位置する部位において、検出子15の厚さ(Z軸方向の寸法)が、極力小さくなるように形成されていることが望ましい。   For example, when the detector 15 is inserted between the mold M and the product W in order to detect the amount of displacement, a distance L3 between the detector 15 and the mold M is shown in FIG. Is about 0.5 mm to 3 mm, and it is desirable that the distance L5 between the detector 15 and the workpiece W is also about 0.5 mm to 3 mm. In addition, at least in a portion located between the surface of the mold M and the surface of the workpiece W, the thickness of the detector 15 (dimension in the Z-axis direction) is formed to be as small as possible. desirable.

また、位置ずれ量検出手段11は、たとえば、被成型品Wの中央部の貫通孔W1の縁の少なくとも2点の位置を求め、この求めた2点の位置を用いて被成型品Wの中心位置を求め、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出するように構成されている。なお、位置ずれ量検出手段11で、被成型品Wの外周の縁の少なくとも2点の位置を求め、この求めた2点の位置を用いて型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出するように構成されていてもよい。   Further, the misregistration amount detection means 11 obtains, for example, the positions of at least two points of the edge of the through hole W1 in the center of the product to be molded W, and uses the obtained two points to determine the center of the product to be molded W. The position is obtained, and the amount of positional deviation of the molded product W with respect to the mold M is detected. The positional deviation amount detection means 11 obtains the positions of at least two points on the outer peripheral edge of the molded product W, and detects the positional deviation amounts of the molded product W with respect to the mold M using the obtained two positions. It may be configured to.

より詳しく説明すると、位置ずれ量検出手段11は、被成型品Wの貫通孔W1の縁の少なくとも3点の位置、もしくは、被成型品Wの外周の縁の少なくとも3点の位置を用いて、被成型品Wの中心位置を求め、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出するように構成されている。   More specifically, the positional deviation amount detection means 11 uses at least three positions of the edge of the through-hole W1 of the molded product W or at least three positions of the outer peripheral edge of the molded product W, The center position of the molded product W is obtained, and the positional deviation amount of the molded product W with respect to the mold M is detected.

なお、位置ずれ量検出手段11が、被成型品Wの貫通孔W1の縁の少なくとも2点の位置と被成型品Wの貫通孔W1の直径、もしくは、被成型品Wの外周の縁の少なくとも2点の位置と被成型品Wの外径を用いて、被成型品Wの中心位置を求め、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出するように構成されていてもよい。   In addition, the positional deviation amount detection means 11 has at least two positions of the edge of the through-hole W1 of the molded product W and the diameter of the through-hole W1 of the molded product W, or at least the outer edge of the molded product W. The center position of the molded product W may be obtained by using the position of the two points and the outer diameter of the molded product W, and the positional deviation amount of the molded product W with respect to the mold M may be detected.

また、位置ずれ量検出手段11が、被成型品Wの貫通孔W1の縁の少なくとも2点における各法線、もしくは、被成型品Wの外周の縁の少なくとも2点における各法線を用いて、被成型品Wの中心位置を求め、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出するように構成されていてもよい。   Further, the positional deviation amount detection means 11 uses each normal line at at least two points on the edge of the through hole W1 of the molded product W or each normal line at at least two points on the outer peripheral edge of the molded product W. The center position of the molded product W may be obtained and the amount of positional deviation of the molded product W with respect to the mold M may be detected.

さらに、位置ずれ量検出手段11が、被成型品Wの貫通孔W1の縁の1点における法線と被成型品Wの外周の縁の1点における法線とを用いて、被成型品Wの中心位置を求め、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出するように構成されていてもよい。   Further, the misalignment detection means 11 uses the normal line at one point of the edge of the through-hole W1 of the molded product W and the normal line at one point of the outer periphery of the molded product W, and the molded product W. The center position may be obtained, and the amount of positional deviation of the product W with respect to the mold M may be detected.

ここで、図4を参照しつつ、型保持体9による型Mの保持形態について詳しく説明する。   Here, the holding | maintenance form of the type | mold M by the type | mold holding body 9 is demonstrated in detail, referring FIG.

型保持体9の中央部には、前記UV光発生装置が発生した紫外線が通過するための貫通孔が設けられている。型保持体9の下面で前記貫通孔を塞ぐようにして型Mが設置されている。型保持体9の前記貫通孔の周辺には、押さえ部材17が一体的に設けられている。型Mの側面は、斜面になっており、この斜面を、押さえ部材17に設けられているシュー19を介してセットスクリュー21で押すことによって、型Mが上方に付勢され、型Mが型保持体9に一体的に保持されるようになっている。なお、UV光発生装置や型保持体9の貫通孔は、UVインプリント法を採用する場合に必要なものであり、熱インプリント法を採用する場合には、不要である。   A through hole for allowing the ultraviolet rays generated by the UV light generator to pass through is provided at the center of the mold holder 9. A mold M is installed so as to close the through hole on the lower surface of the mold holder 9. A pressing member 17 is integrally provided around the through hole of the mold holder 9. The side surface of the mold M is an inclined surface, and when the inclined surface is pushed by the set screw 21 via the shoe 19 provided on the pressing member 17, the mold M is urged upward, and the mold M becomes the mold. The holder 9 is integrally held. Note that the UV light generation device and the through hole of the mold holder 9 are necessary when the UV imprint method is employed, and are not necessary when the thermal imprint method is employed.

次に、図5(被成型品保持体5に保持された被成型品Wを上方から下方に向かって眺めた図)を参照しつつ、被成型品保持体5による被成型品Wの保持形態について詳しく説明する。   Next, referring to FIG. 5 (view of the molded product W held by the molded product holding body 5 as viewed from above downward), the form of holding the molded product W by the molded product holding body 5 Will be described in detail.

被成型品保持体5の平面状の上面のほぼ中央部には、スピンドル23が上方に僅かに突出して設けられている。このスピンドル23は、高さの低い円柱状の中央部材25と、被成型品Wの貫通孔W1の縁に接触し押圧する各押圧部材27A、27B、27Cとを備えて構成されている。   A spindle 23 is provided so as to slightly protrude upward at a substantially central portion of the planar upper surface of the molded product holder 5. The spindle 23 includes a columnar central member 25 having a low height, and pressing members 27A, 27B, and 27C that come into contact with and press the edge of the through-hole W1 of the molded product W.

各押圧部材27A、27B、27Cは、中央部材25の外周を3等配する位置に設けられている。また、各押圧部材27A、27Bは、中央部材25に一体的に設けられているが、押圧部材27Cは、中央部材25の半径方向に移動自在になっていると共に、中央部材25から離れる方向へ弾性部材によって付勢されている。   Each pressing member 27A, 27B, 27C is provided at a position where the outer periphery of the central member 25 is equally arranged. The pressing members 27A and 27B are provided integrally with the central member 25. However, the pressing member 27C is movable in the radial direction of the central member 25 and away from the central member 25. It is biased by the elastic member.

そして、各押圧部材27A、27B、27Cが、被成型品Wの貫通孔W1の縁に接触し押圧することによって、X軸方向およびY軸方向における被成型品Wの位置決め(被成型品保持体5に対する位置決め)がなされるようになっている。また、Z軸方向では、たとえば、真空吸着によって、被成型品Wが被成型品保持体5に保持されるようになっている。   Each pressing member 27A, 27B, 27C contacts and presses the edge of the through-hole W1 of the molded product W, thereby positioning the molded product W in the X-axis direction and the Y-axis direction (molded product holder). Positioning with respect to 5). Further, in the Z-axis direction, the molded product W is held by the molded product holding body 5 by, for example, vacuum suction.

位置ずれ量検出手段11についてもより詳しく説明する。   The positional deviation amount detection means 11 will also be described in more detail.

位置ずれ量検出手段11の検出子15は、型Mと被成型品Wとが所定の距離だけ離れているときに型Mと被成型品Wとの間に挿入される第1の位置(図1に実線で示す検出子15を参照)と、型Mと被成型品Wとがお互いに接触することができるような型Mと被成型品Wとから離れた第2の位置(図1に二点鎖線で示す検出子15を参照)との間を移動自在になっている。   The detector 15 of the misregistration amount detection means 11 is a first position (see FIG. 5) inserted between the mold M and the molded product W when the mold M and the molded product W are separated by a predetermined distance. 1 (refer to the detector 15 indicated by a solid line in FIG. 1) and a second position away from the mold M and the molded product W such that the mold M and the molded product W can contact each other (see FIG. 1). Between the detector 15 shown by a two-dot chain line).

より詳しく説明すると、検出子15は、第1の検出子支持部材29の先端部側で第1の検出子支持部材29に一体的に設けられており、第1の検出子支持部材29は、図示しないリニアガイドベアリング(図示せず)を介してX軸方向で第2の検出子支持部材31に対して移動自在に設けられている。そして、制御装置51の制御の下、空気圧シリンダ等のアクチュエータ(図示せず)によって、前記挿入される第1の位置(図1に実線で示す位置)と前記離れた第2の位置(図1に二点鎖線で示す位置)と間を移動するようになっている。   More specifically, the detector 15 is provided integrally with the first detector support member 29 on the distal end side of the first detector support member 29, and the first detector support member 29 is It is provided so as to be movable with respect to the second detector support member 31 in the X-axis direction via a linear guide bearing (not shown). Then, under the control of the control device 51, an actuator (not shown) such as a pneumatic cylinder is used to insert the first position (position indicated by a solid line in FIG. 1) and the second position (FIG. 1) apart from the first position. To the position indicated by a two-dot chain line).

第2の検出子支持部材31は、図示しないリニアガイドベアリング(図示せず)を介してベースフレーム3に対してZ軸方向で移動自在に設けられている。そして、制御装置51の制御の下、サーボモータ等のアクチュエータ(図示せず)とボールネジ(図示せず)とによって、上下方向で移動位置決め自在になっている。   The second detector support member 31 is provided so as to be movable in the Z-axis direction with respect to the base frame 3 via a linear guide bearing (not shown). Under the control of the control device 51, the actuator can be moved and positioned in the vertical direction by an actuator (not shown) such as a servo motor and a ball screw (not shown).

したがって、型Mや被成型品Wの形態に応じて、検出子15のZ軸方向における位置を調整することができるようになっている。   Therefore, the position of the detector 15 in the Z-axis direction can be adjusted according to the form of the mold M and the product W.

ここで、転写装置1の制御装置51について図11を用いて説明する。   Here, the control device 51 of the transfer device 1 will be described with reference to FIG.

制御装置51は、たとえば、アライメントユニット53、画像処理コントローラ55、微細転写装置コントローラ57、XYステージコントローラ59、シーケンスコントローラ61を備えて構成されている。   The control device 51 includes, for example, an alignment unit 53, an image processing controller 55, a fine transfer device controller 57, an XY stage controller 59, and a sequence controller 61.

アライメントユニット53は、検出子15が型Mと被成型品Wとの間に存在する第1の位置と検出子15が型Mや被成型品Wから離れた第2の位置との間を移動するように、前記空気圧シリンダを駆動制御するものである。画像処理コントローラ55は、後述する各カメラ33(図6〜図8参照)が撮影した画像について所定の画像処理を行うものである。微細転写装置コントローラ57は、転写装置1を全体的に制御するものである。XYステージコントローラ59は、XYステージ7を制御するものである。シーケンスコントローラ61は、型保持体9をZ軸方向で移動位置決めするサーボモータを制御し、また、第2の検出子支持部材31をZ軸方向で移動位置決めするサーボモータを制御し、さらに、転写装置1に備わっているその他のセンサーの信号を受け取り、また、転写装置1に備わっている他のアクチュエータを制御するものである。   The alignment unit 53 moves between a first position where the detector 15 exists between the mold M and the molded product W and a second position where the detector 15 is separated from the mold M and the molded product W. Thus, the pneumatic cylinder is driven and controlled. The image processing controller 55 performs predetermined image processing on an image captured by each camera 33 (see FIGS. 6 to 8) described later. The fine transfer device controller 57 controls the transfer device 1 as a whole. The XY stage controller 59 controls the XY stage 7. The sequence controller 61 controls a servo motor that moves and positions the mold holder 9 in the Z-axis direction, and controls a servo motor that moves and positions the second detector support member 31 in the Z-axis direction. It receives signals from other sensors provided in the apparatus 1 and controls other actuators provided in the transfer apparatus 1.

ここで、位置ずれ量検出手段11について、図6、図7を参照しつつさらに詳しく説明する。   Here, the positional deviation amount detection means 11 will be described in more detail with reference to FIGS.

図6は、位置ずれ量検出手段11の検出子15や第1の検出子支持部材29をZ軸の下方向から上方向に向かって眺めた図であり、図7、図8は、位置ずれ量検出手段11を構成しているカメラ33と反射部材の例であるプリズム35等を示す図である。   FIG. 6 is a view of the detector 15 and the first detector support member 29 of the misregistration amount detection means 11 as viewed from the lower direction of the Z axis upward, and FIGS. It is a figure which shows the prism 35 etc. which are the example of the camera 33 which comprises the quantity detection means 11, and a reflection member.

位置ずれ量検出手段11のカメラ33は、検出子15から離れたところ(たとえば、第1の検出子支持部材29)に設けられている。また、検出子15には、プリズム35が設けられており、プリズム35を介しカメラ33で被成型品Wや型Mの位置ずれを検出するように構成されている。すなわち、型Mや被成型品WからZ軸方向に進んできた光を、X軸方向、Y軸方向に向かって進むように、プリズム35で反射し、この反射した光を各カメラ33が取り入れるようになっている。なお、前述した検出子15の厚さは、図7に示す各プリズム35を含めた厚さになる。また、各プリズム35の代わりに、反射ミラー等を設けてあってもよい。   The camera 33 of the positional deviation amount detection means 11 is provided at a position away from the detector 15 (for example, the first detector support member 29). Further, the detector 15 is provided with a prism 35, and is configured such that the camera 33 detects a positional shift of the molded product W or the mold M via the prism 35. That is, light that has traveled in the Z-axis direction from the mold M or the product to be molded W is reflected by the prism 35 so as to travel in the X-axis direction and the Y-axis direction, and each camera 33 takes in the reflected light. It is like that. Note that the thickness of the detector 15 described above is a thickness including each prism 35 shown in FIG. Further, instead of each prism 35, a reflection mirror or the like may be provided.

さらに、図6に示すように、第1の検出子支持部材29には、4台のカメラ33A、33B、33C、33Dが設けられており、検出子15には、4つのプリズム35A、35B、35C、35Dが設けられている。図6に示す各カメラ33A、33B、33Cや各プリズム35A、35B、35Cは、被成型品Wの中央の貫通孔W1の縁を撮影するものであり、図7に示すカメラ33Dやプリズム35Dは、型Mに付されているアライメントマークM1を撮影するものである。なお、撮影する際の明るさを確保するために、発光ダイオード(LED)37A、37B、37C等を用いた発光手段が検出子15に設けられている。   Furthermore, as shown in FIG. 6, the first detector support member 29 is provided with four cameras 33A, 33B, 33C, and 33D, and the detector 15 has four prisms 35A, 35B, 35C and 35D are provided. Each camera 33A, 33B, and 33C and each prism 35A, 35B, and 35C shown in FIG. 6 photograph the edge of the central through hole W1 of the molded product W. The camera 33D and the prism 35D shown in FIG. The alignment mark M1 attached to the mold M is photographed. Note that light emitting means using light emitting diodes (LEDs) 37 </ b> A, 37 </ b> B, 37 </ b> C, and the like are provided in the detector 15 in order to ensure the brightness when photographing.

そして、図7に示すように、カメラ33Dで型MのアライメントマークM1およびこの周辺近傍を撮影する。このようにして撮影された画像を、図9に示す。また、図8に示すように、各カメラ33A、33B、33Cを用い、被成型品Wの貫通孔W1の円周をほぼ3等配する3箇所の位置で、貫通孔W1の縁を撮影する。このようにして撮影された画像を、図10に示す。   Then, as shown in FIG. 7, the camera 33D photographs the alignment mark M1 of the mold M and the vicinity thereof. An image photographed in this manner is shown in FIG. Further, as shown in FIG. 8, the camera 33A, 33B, and 33C are used to photograph the edge of the through hole W1 at three positions where the circumference of the through hole W1 of the molded product W is approximately three equally spaced. . An image photographed in this way is shown in FIG.

図9に示されている画像FDは、プリズム35Dによって反射されカメラ33Dに取り込まれた画像を示す図である。   An image FD shown in FIG. 9 is a diagram showing an image reflected by the prism 35D and captured by the camera 33D.

図10に示されている画像FAは、プリズム35Aによって反射されカメラ33Aに取り込まれた画像を示す図であり、画像FBは、プリズム35Bによって反射されカメラ33Bに取り込まれた画像を示す図であり、画像FCは、プリズム35Cによって反射されカメラ33Cに取り込まれた画像を示す図である。   An image FA shown in FIG. 10 is a diagram showing an image reflected by the prism 35A and captured by the camera 33A, and an image FB is a diagram showing an image reflected by the prism 35B and captured by the camera 33B. The image FC is a diagram showing an image reflected by the prism 35C and captured by the camera 33C.

図9に示すように、カメラ33Dを用いて撮影した画像を、画像処理コントローラ55を用いて画像処理し、目標値に対する型Mの位置ずれ量ΔxとΔyとを算出するようになっている。   As shown in FIG. 9, an image photographed using the camera 33D is subjected to image processing using the image processing controller 55, and the amount of displacement Δx and Δy of the mold M with respect to the target value is calculated.

また、図10に示すように、各カメラ33A、33B、33Cを用いて撮影した画像を、画像処理コントローラ55を用いて画像処理し、目標値に対する被成型品Wのずれ量を算出するようになっている。   Further, as shown in FIG. 10, an image photographed using each of the cameras 33A, 33B, and 33C is subjected to image processing using the image processing controller 55, and a deviation amount of the molded product W with respect to the target value is calculated. It has become.

例を掲げて詳しく説明すると、画像FAで示す貫通孔W1の縁の中央(縁の道のりの中央)の点P1のX座標とY座標とを、たとえば、貫通孔W1の縁を構成している多数の点の平均値を求めることによって算出する。同様にして画像FBで示す貫通孔W1の縁の中央の点P2のX座標とY座標、画像FCで示す貫通孔W1の縁の中央の点P3のX座標とY座標を算出し、この算出した3つの点P1、P2、P3の各X座標Y座標から、貫通孔W1の中心のX座標Y座標を求める。この求めた中心のX座標Y座標を用いて、目標値に対する被成型品Wの位置ずれ量を算出する。さらに、前記求めた型Mの位置ずれ量と前記求めた被成型品Wの位置ずれ量とから、型Mに対する被成型品Wの相対的な位置ずれ量を求める。   Explaining in detail with an example, the X coordinate and the Y coordinate of the point P1 at the center of the edge of the through hole W1 shown in the image FA (the center of the edge path) constitute the edge of the through hole W1, for example. It is calculated by obtaining an average value of a large number of points. Similarly, the X coordinate and Y coordinate of the center point P2 of the edge of the through hole W1 shown in the image FB, and the X coordinate and Y coordinate of the center point P3 of the edge of the through hole W1 shown in the image FC are calculated. The X coordinate Y coordinate of the center of the through hole W1 is obtained from the X coordinate Y coordinate of the three points P1, P2, and P3. Using the obtained center X-coordinate and Y-coordinate, the amount of positional deviation of the molded product W with respect to the target value is calculated. Further, a relative positional deviation amount of the molded product W with respect to the mold M is obtained from the obtained positional deviation amount of the mold M and the obtained positional deviation amount of the molded product W.

なお、画像FAの点P1における法線(貫通孔W1の縁の法線)の方程式と、画像FBの点P2における法線(貫通孔W1の縁の法線)の方程式とを求めることによって、貫通孔W1の中心のX座標Y座標(前記各法線の方程式の交点の座標)を求めてもよい。この場合、各画像FA、FBにおける縁の形状は、図10に示す場合よりもより直線に近い形状になっているので、各画像FA、FBにおける縁の形状を直線の式に近似させて、これらの直線の各点P1、P2における各垂線(たとえば、各垂直二等分線)の交点を求めて、貫通孔W1の中心のX座標Y座標を求めてもよい。   It should be noted that by obtaining the equation of the normal at the point P1 of the image FA (the normal of the edge of the through hole W1) and the equation of the normal at the point P2 of the image FB (the normal of the edge of the through hole W1), You may obtain | require the X coordinate Y coordinate (coordinate of the intersection of each said normal line equation) of the center of the through-hole W1. In this case, since the shape of the edge in each image FA, FB is a shape closer to a straight line than in the case shown in FIG. 10, the shape of the edge in each image FA, FB is approximated to a straight line expression, You may obtain | require the X coordinate Y coordinate of the center of the through-hole W1 by calculating | requiring the intersection of each perpendicular | vertical line (for example, each vertical bisector) in each point P1, P2 of these straight lines.

さらに、貫通孔W1の半径や直径を、図示しない入力手段を介して制御装置51に入力し記憶(制御装置51の図示しないメモリに記憶)しておき、貫通孔W1の縁の2点と前記半径や直径を用いて、貫通孔W1の中心の位置を求めてもよい。また、前述したように、型Mにマーキングを設けることなく、型Mの縁を検出して型Mのずれ量を検出してもよい。   Further, the radius and diameter of the through-hole W1 are input to the control device 51 via an input means (not shown) and stored (stored in a memory (not shown) of the control device 51). The center position of the through hole W1 may be obtained using the radius and the diameter. Further, as described above, the amount of deviation of the mold M may be detected by detecting the edge of the mold M without providing markings on the mold M.

また、被成型品Wの外周をカメラ33で撮影し、貫通孔W1の場合と同様にして、被成型品W(貫通孔W1)の中心の位置を求めてもよい。   Further, the outer periphery of the product to be molded W may be photographed with the camera 33, and the center position of the product to be molded W (through hole W1) may be obtained in the same manner as in the case of the through hole W1.

次に、転写装置1の動作について説明する。   Next, the operation of the transfer device 1 will be described.

まず、初期状態として、型保持体9と型Mとが上昇しており、被成型品保持体5には、転写がなされる前の被成型品Wが設置されており、検出子15は、型Mや被成型品Wから離れたところ(図1に二点鎖線で示す第2の位置)に存在しているものとする。検出子15の上下方向の位置決めは、すでになされているものとする。   First, as an initial state, the mold holder 9 and the mold M are elevated, and the molded article W before transfer is installed in the molded article holder 5. It is assumed that it exists at a position away from the mold M and the product W (second position indicated by a two-dot chain line in FIG. 1). It is assumed that the detector 15 has already been positioned in the vertical direction.

前記初期状態において、制御装置51の制御の下、型保持体9が所定の位置(型Mと被成型品Wとの距離が図1に示すL1になるまで)まで下降する。   In the initial state, under the control of the control device 51, the mold holding body 9 is lowered to a predetermined position (until the distance between the mold M and the workpiece W becomes L1 shown in FIG. 1).

続いて、検出子15を型Mと被成型品Wとの間に挿入し(図1に実線で示す第1の位置まで、検出子15を移動し)、型MのアライメントマークM1と被成型品Wの貫通孔W1の縁とを撮影し、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を求める。   Subsequently, the detector 15 is inserted between the mold M and the workpiece W (the detector 15 is moved to the first position indicated by the solid line in FIG. 1), and the alignment mark M1 of the mold M and the molding are formed. The edge of the through-hole W1 of the product W is photographed, and the positional deviation amount of the product W with respect to the mold M is obtained.

このようにして求めた位置ずれ量に応じて、XYステージ7を駆動し、X軸方向およびY軸方向における型Mの中心位置と被成型品Wの中心位置とをお互いに一致させる。   The XY stage 7 is driven according to the amount of displacement obtained in this way, and the center position of the mold M and the center position of the product W in the X-axis direction and the Y-axis direction are made to coincide with each other.

続いて、検出子15を型Mや被成型品Wから離れた第2の位置まで移動したのち、型保持体9をさらに下降し、型Mを被成型品Wに接触させ紫外線を照射する等して転写を行い、この転写後に型保持体9を上昇し、転写がなされた被成型品Wを、転写が未だなされていない次の被成型品Wと交換し、前記初期状態に戻る。   Subsequently, after the detector 15 is moved to a second position away from the mold M and the molded product W, the mold holder 9 is further lowered, the mold M is brought into contact with the molded product W, and ultraviolet rays are irradiated. Then, after the transfer, the mold holder 9 is raised, and the molded product W that has been transferred is replaced with the next molded product W that has not yet been transferred, and the initial state is restored.

ところで、転写装置を構成している各部品やユニットが、加工誤差が一切無い状態で加工されており、また転写装置1を構成している各部品やユニット同士の組み付けも、組み立て誤差が一切無い状態で組み立てがなされていれば、転写装置1に設置された型Mや被成型品Wの相対的な位置のずれは発生しない。しかし、実際には、加工誤差や組み立て誤差がごく僅かではあるが必ず発生し、微細な転写パターンを転写する転写装置においては、前述したごく僅かな誤差も、見過ごすべきではない。   By the way, the parts and units constituting the transfer device are processed without any processing error, and the assembly of the parts and units constituting the transfer device 1 is also free of assembly errors. If the assembly is performed in the state, the relative position of the mold M and the molding target W installed in the transfer device 1 does not shift. However, in practice, a processing error and an assembly error always occur although they are very small, and the above-mentioned very small error should not be overlooked in a transfer apparatus that transfers a fine transfer pattern.

しかし、転写装置1によれば、被成型品Wの縁の位置を検出することによって、型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量を検出し、この検出した被成型品Wの型に対する相対的な位置ずれ量を補正し無くすので、転写装置に前述した僅かな組み立て等の誤差があっても、また、型Mが光を透過しない材質で構成されていても、また、被成型品Wにアライメントマークが設けられていなくても、型Mに対する被成型品Wの位置を正確なものにすることができ、被成型品Wの正確な位置に微細な転写パターンを転写することができる。すなわち、高い回転対称性を備えた転写を行うことができる。   However, according to the transfer device 1, by detecting the position of the edge of the molded product W, the amount of positional deviation of the molded product W with respect to the mold M is detected, and the detected relative of the molded product W to the mold is detected. Since the amount of misalignment is not corrected, even if the transfer device has errors such as the slight assembly described above, or even if the mold M is made of a material that does not transmit light, Even if the alignment mark is not provided, the position of the molded product W with respect to the mold M can be made accurate, and a fine transfer pattern can be transferred to the accurate position of the molded product W. That is, transfer with high rotational symmetry can be performed.

また、被成型品Wにアライメントマークを付する必要がないので、被成型品Wの構成を簡素化することができると共に製造コストを低減することができる。   Moreover, since it is not necessary to attach an alignment mark to the molding target W, the configuration of the molding target W can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

また、転写装置1によれば、型Mの位置をも検出し、この検出した型Mの位置と被成型品Wの縁の位置とによって、位置ずれ量(型Mに対する被成型品Wの位置ずれ量)を検出しているので、型Mに対する被成型品Wの位置を一層正確なものにすることができる。   Further, according to the transfer device 1, the position of the mold M is also detected, and the amount of misalignment (the position of the molded product W with respect to the mold M) is determined by the detected position of the mold M and the position of the edge of the molded product W. Since the displacement amount) is detected, the position of the product W with respect to the mold M can be made more accurate.

すなわち、型Mと被成型品Wとの位置をいっしょに検出して相対的な位置ずれ量を検出するので、型Mの交換によって型Mの位置がずれた場合や、なんらかの要因で検出子15の繰り返し精度(被成型品Wや型Mの側での繰り返し停止精度;図1の実線で描かれた左側の第1の位置での繰り返し停止精度)が若干悪くなって場合であっても、各プリズム35や各カメラ33相互間の位置精度は悪化しないので、型Mに対する被成型品Wの位置を正確に検出することができる。   That is, since the relative position shift amount is detected by detecting the positions of the mold M and the workpiece W at the same time, the detector 15 may be detected when the position of the mold M is shifted due to the replacement of the mold M or for some reason. Even if the repeat accuracy of (the repeat stop accuracy on the side of the molded product W or the mold M; the repeat stop accuracy at the first position on the left side drawn by the solid line in FIG. 1) is slightly deteriorated, Since the positional accuracy between the prisms 35 and the cameras 33 does not deteriorate, the position of the molded product W with respect to the mold M can be accurately detected.

また、転写装置1によれば、転写を行う前に、型Mと被成型品Wとをお互いに近づけておき、位置ずれ量を検出するので、型Mが下降する際の誤差がごく僅かに存在していても、すなわち、転写のために型MがZ軸方向で下降する際、まっすぐにZ軸方向に下降せず、ほんのごく僅かに曲がって下降しても、前記誤差による転写精度の悪化を極力小さくすることができる。   Further, according to the transfer apparatus 1, the mold M and the workpiece W are brought close to each other before the transfer, and the amount of displacement is detected, so that the error when the mold M descends is very slight. Even if it exists, that is, when the mold M is lowered in the Z-axis direction for transfer, even if it is not lowered straight in the Z-axis direction but is bent slightly slightly, the transfer accuracy due to the error is not improved. Deterioration can be minimized.

なお、位置ずれ量検出手段11を、1台のカメラを切り換えることによって、被成型品Wの貫通孔W1の縁における複数の位置を検出し、位置ずれ量を検出するようにしてもよい。すなわち、たとえば、1台のカメラやプリズムの位置を、制御装置51の制御の下適宜切り換える機構を設け、被成型品Wの貫通孔W1の縁における複数の点の位置を検出し、または、1台のカメラへの光路を制御装置51の制御の下適宜切り換える機構を設け、被成型品Wの貫通孔W1の縁における複数の点の位置を検出するようにしてもよい。   Note that the positional deviation amount detection means 11 may detect a plurality of positions at the edge of the through-hole W1 of the molded product W by switching one camera to detect the positional deviation amount. That is, for example, a mechanism for appropriately switching the position of one camera or prism under the control of the control device 51 is provided to detect the positions of a plurality of points on the edge of the through-hole W1 of the molded product W, or 1 A mechanism for appropriately switching the optical path to the camera of the base under the control of the control device 51 may be provided to detect the positions of a plurality of points on the edge of the through-hole W1 of the molded product W.

また、プリズム等の反射部材の代わりに、検出子15に光ファイバを設け、この光ファイバを介してカメラで被成型品Wの貫通孔W1の縁の位置を検出するようにしてもよい。   Further, an optical fiber may be provided in the detector 15 instead of a reflecting member such as a prism, and the position of the edge of the through hole W1 of the molded product W may be detected by a camera via the optical fiber.

なお、転写装置1では、制御装置51(微細転写装置コントローラ57)に、複数種類の転写プログラムを記憶することができるようになっており、被成型品Wや型Mの種類が変わっても、使用するプログラムを変更するだけで柔軟に対応することができるようになっている。   In the transfer device 1, a plurality of types of transfer programs can be stored in the control device 51 (fine transfer device controller 57). Even if the type of the product W or the mold M changes, It is possible to respond flexibly just by changing the program to be used.

ところで、転写装置1では、型保持体9がZ軸方向に移動するようになっているが、型保持体9がZ軸方向に移動することに代えてまたは加えて、被成型品保持体5がZ軸方向に移動するようになっていてもよい。同様にして、型保持体9が、X軸方向、Y軸方向に移動するようになっていてもよい。   Incidentally, in the transfer apparatus 1, the mold holder 9 moves in the Z-axis direction, but instead of or in addition to the mold holder 9 moving in the Z-axis direction, the molded article holder 5 May move in the Z-axis direction. Similarly, the mold holder 9 may move in the X-axis direction and the Y-axis direction.

また、上記転写装置1では、中央部に円形の貫通孔があいている円板状(リング状)の被成型品を例に掲げて説明したが、リング状以外の形状の被成型品(たとえば、液晶表示装置の導光板等に見られるような矩形な板状の被成型品)に転写をする構成であってもよい。   In the transfer device 1 described above, a disk-shaped (ring-shaped) molded product having a circular through hole at the center is described as an example. However, a molded product having a shape other than the ring shape (for example, In addition, the image may be transferred to a rectangular plate-shaped product as seen on a light guide plate of a liquid crystal display device.

たとえば、図12に示すように、矩形な板状の被成型品W3に転写をする場合には、被成型品保持体にストッパ(被成型品W3の縁が当接するストッパ)23A、23B、23Cを設け、被成型品W3の縁の点の位置を、各部位A1、A3、A5のところで検出し、被成型品W3のX軸Y軸方向における位置ずれ量と、被成型品W3のZ軸まわりの姿勢のずれ量(回動角度のずれ量)とを検出すると共に、型のX軸Y軸方向における位置ずれ量と、型のZ軸まわりの姿勢のずれ量(回動角度のずれ量)とを、たとえば型に付されている2つのマークを2台のカメラで検出することによって検出し、これらの検出した位置ずれ量に応じて、型に対する被成型品W3の位置を補正するようにしてもよい。なお、この場合、XYステージ7に加えて、Z軸回りにおける被成型品W3の姿勢を補正するZ軸用ステージが設けられているものとする。   For example, as shown in FIG. 12, when transferring to a rectangular plate-shaped product W3, stoppers 23A, 23B, and 23C (stoppers on which the edges of the product W3 abut) are placed on the product-holding body. The position of the edge point of the molded product W3 is detected at each of the parts A1, A3, A5, the positional deviation amount of the molded product W3 in the X-axis Y-axis direction, and the Z-axis of the molded product W3. The amount of displacement of the surrounding posture (the amount of displacement of the rotation angle) is detected, the amount of positional displacement in the X-axis and Y-axis directions of the mold, and the amount of displacement of the posture about the Z-axis of the mold (deviation amount of the rotation angle) For example, by detecting two marks attached to the mold with two cameras, and correcting the position of the product W3 with respect to the mold in accordance with the detected displacement amount. It may be. In this case, in addition to the XY stage 7, it is assumed that a Z-axis stage for correcting the posture of the product W3 around the Z-axis is provided.

なお、上記説明では、X軸方向、Y軸方向を水平方向とし、Z軸方向を上下方向としたが、Z軸方向を水平方向としてもよい。さらには、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向がお互いに直交していれば、前記各方向が斜めな方向であってもよい。   In the above description, the X-axis direction and the Y-axis direction are the horizontal directions and the Z-axis direction is the vertical direction, but the Z-axis direction may be the horizontal direction. Furthermore, as long as the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are orthogonal to each other, the directions may be oblique directions.

1 転写装置
3 ベースフレーム
5 被成型品保持体
7 XYステージ
9 型保持体
11 位置ずれ量検出手段
13 位置ずれ量補正手段
15 検出子
33 カメラ
35 プリズム
51 制御装置
M 型
M1 アライメントマーク
W、W3 被成型品
W1 貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transfer apparatus 3 Base frame 5 Molded product holding body 7 XY stage 9 Mold holding body 11 Position shift amount detection means 13 Position shift amount correction means 15 Detector 33 Camera 35 Prism 51 Control apparatus M type M1 Alignment mark W, W3 Molded product W1 Through hole

Claims (6)

型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写装置において、
前記型を保持し、前記被成型品に接近・離反する方向で前記被成型品に対して相対的に移動位置決め自在な型保持体と;
前記被成型品を保持し、前記型保持体の接近・離反方向に対して交差する方向で前記型保持体に対して相対的に移動位置決め自在な被成型品保持体と;
前記型と前記被成型品とが所定の距離だけ離れているときに前記型と前記被成型品との間に挿入される第1の位置と、前記型と前記被成型品とがお互いに接触することができるように前記型と前記被成型品とから離れた第2の位置との間を移動自在な検出子を備え、この検出子で前記被成型品の貫通孔の縁の少なくとも2点の位置、もしくは、前記被成型品の外周の縁の少なくとも2点の位置を検出することによって、前記被成型品の中心位置を求め、前記型に対する前記被成型品の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と;
前記型と前記被成型品とが所定の距離だけ離れているときに前記第1の位置に前記検出子を位置させて前記被成型品の位置ずれ量を検出し、この検出した位置ずれ量を、前記型保持体を相対的に移動することによって補正し、前記型を前記被成型品に接触させて前記転写を行うように制御する制御手段とを有する、
ことを特徴とする転写装置。
In a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a mold to a molded product,
A mold holder that holds the mold and is movable and positionable relative to the molded article in a direction approaching / separating from the molded article;
A molded article holder that holds the molded article and is movable and positionable relative to the mold holder in a direction that intersects the approach / separation direction of the mold holder;
A first position inserted between the mold and the molded article when the mold and the molded article are separated by a predetermined distance, and the mold and the molded article are in contact with each other And a detector that is movable between a second position away from the mold and the molded product so that the at least two points of the edge of the through-hole of the molded product can be provided. Or a position at which the center position of the molded product is obtained by detecting the position of at least two points on the outer peripheral edge of the molded product, and the position deviation amount of the molded product with respect to the mold is detected. A deviation amount detecting means;
When the mold and the molded product are separated from each other by a predetermined distance, the detector is positioned at the first position to detect the positional deviation amount of the molded product, and the detected positional deviation amount is calculated. Correction means by relatively moving the mold holder, and control means for controlling the mold to come into contact with the article to be molded to perform the transfer,
A transfer device characterized by that.
請求項1に記載の転写装置において、
前記位置ずれ量検出手段は、前記第1の位置に前記検出子を位置させて前記型の位置を検出する手段であり、
前記制御手段は、前記検出した型の位置と前記検出した前記被成型品の縁の位置とによって、前記位置ずれ量を検出して前記補正をする手段である、
ことを特徴とする転写装置。
The transfer device according to claim 1,
The positional deviation amount detecting means is means for detecting the position of the mold by positioning the detector at the first position,
The control means is means for detecting and correcting the positional deviation amount based on the detected position of the mold and the detected position of the edge of the molded product.
A transfer device characterized by that.
請求項1または請求項2に記載の転写装置において、
前記検出子は薄い板状に形成されており、この厚さ方向が前記型保持体の接近・離反方向になるようにして設けられており、
前記位置ずれ量検出手段は、前記検出子から離れたところに設けられているカメラと、前記検出子に設けられている反射部材とを備えて構成されており、前記反射部材を介し前記カメラを用いて前記位置ずれ量を検出する手段である、
ことを特徴とする転写装置。
In the transfer device according to claim 1 or 2,
The detector is formed in a thin plate shape, and the thickness direction is provided so as to be the approach / separation direction of the mold holder,
The positional deviation amount detecting means includes a camera provided at a position away from the detector and a reflecting member provided on the detector, and the camera is disposed via the reflecting member. A means for detecting the amount of misalignment using,
A transfer device characterized by that.
請求項3に記載の転写装置において、
前記位置ずれ量検出手段は、1台のカメラを切り換えることによって、前記被成型品の縁における複数の位置を検出し、前記位置ずれ量を検出する手段である、
ことを特徴とする転写装置。
The transfer device according to claim 3, wherein
The misregistration amount detection means is a means for detecting a plurality of positions at the edge of the molded product by switching one camera and detecting the misregistration amount.
A transfer device characterized by that.
請求項1または請求項2に記載の転写装置において、
前記検出子は薄い板状に形成されており、この厚さ方向が前記型保持体の接近・離反方向になるようにして設けられており、
前記位置ずれ量検出手段は、前記検出子から離れたところに設けられているカメラと、前記検出子に設けられている光ファイバとを備えて構成されており、前記光ファイバを介して前記カメラで前記位置ずれ量を検出する手段である、
ことを特徴とする転写装置。
In the transfer device according to claim 1 or 2,
The detector is formed in a thin plate shape, and the thickness direction is provided so as to be the approach / separation direction of the mold holder,
The positional deviation amount detection means includes a camera provided at a position away from the detector and an optical fiber provided in the detector, and the camera is provided via the optical fiber. The means for detecting the amount of positional deviation in
A transfer device characterized by that.
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の転写装置を用いて、型に形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する、
ことを特徴とする転写方法。
Using the transfer device according to any one of claims 1 to 5, a fine transfer pattern formed on a mold is transferred to a product to be molded.
A transfer method characterized by the above.
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