JP5554170B2 - 熱ナノインプリント方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱ナノインプリント方法に関し、更に詳しくは、転写成形体の転写精度を維持しつつ、１つの転写成形体を製造するために必要な時間が短く、かつ、消費エネルギーが小さい熱ナノインプリント方法に関する。

従来、ＬＳＩやメモリなどの半導体製造の分野においては、微細パターンの形成方法としてリソグラフィ技術が用いられている。しかし、近年、更に微細な凹凸パターンを形成することが要求されているため、リソグラフィ技術では、その要求を満たすことが困難になってきている。そこで、最近では、ナノインプリント法によって、ナノメートルオーダーの微細な凹凸パターンを形成することが行われている。ナノインプリント法は、具体的には、ナノメートルオーダーの微細な形状が形成された型（モールド）を、樹脂からなる転写対象物に押し当てることで転写対象物の表面にナノメートルオーダーの微細加工を施す技術である。そして、このようなナノインプリント法は、リソグラフィ技術に比べて、工程が簡単であり、低コストで微細パターンを形成することができる。

熱ナノインプリント方法としては、具体的には、まず、スタンパ、転写面を有する樹脂からなる転写対象物、表面に微細な凹凸構造が形成されたモールドの順に積層され、且つ、前記転写対象物と前記モールドとは前記転写面と前記表面とが向かい合うように配置されている積層体を得る。その後、得られた積層体を、転写対象物のガラス転移温度（Ｔｇ）または融点以上に加熱したステージを備えるプレス機の上記ステージ上に配置し、プレスすることによって、即ち、上記モールドを上記転写対象物に押し付けることによって、モールドの表面に形成された微細構造を転写対象物に転写する。その後、上記ステージを冷却することで、このステージ上の転写対象物をそのガラス転移温度または融点以下に冷却する。このようにして、その表面にマイクロメートルまたはナノメートルオーダーの微細な形状が転写された転写対象物（転写成形品）を得る方法を挙げることができる。

しかし、このような熱ナノインプリント方法は、ステージの加熱と冷却を繰り返す必要があるため、ステージの加熱・冷却に必要な時間が長く、製造時間がかかるという問題があった。

そこで、上記問題を解決するため、加熱・冷却の時間を短くするための昇降温能力を備える機器を取り付けることが考えられ、具体的には、ステージを加熱するため機器として超音波加震器や赤外線発生器などの機器を取り付けたナノインプリント装置を用いた熱ナノインプリント方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４０９０３７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のナノインプリント装置を用いた熱ナノインプリント方法は、超音波加震器や赤外線発生器などの機器が必要であり、これらの機器を導入するための高い設備費がかかる。特に、転写面積が大きな転写対象物に転写を行う場合、ステージの表面が大きくなるため、面積が大きなステージを上記超音波加震器などで加熱することは製造における消費エネルギーが膨大になってしまう。また、加熱・冷却に未だ多くの時間が必要になってしまう。即ち、１つの転写成形体を製造するために必要な時間が十分に短縮されておらず、また必要なエネルギーが多い（消費エネルギーが大きい）ため、生産性が十分ではなかった。

本発明は、上述のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、転写成形体の転写精度を維持しつつ、１つの転写成形体を製造するために必要な時間が短く、かつ、消費エネルギーが小さい熱ナノインプリント方法を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、プレス機を２台用意し、一方のプレス機において転写対象物のガラス転移温度または融点未満の所定の温度でプレスした後、転写対象物のガラス転移温度または融点以上の所定の温度となるようにステージの温度を調整した他方のプレス機で更にプレスすることによって、従来公知の装置に特別な改造を加えたり課題を解決するために特化した新たな装置を作製したりすることなく、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明により、熱ナノインプリント方法が提供される。

［１］プレス機を２台用意し、その後、スタンパ、転写面を有する樹脂からなる転写対象物、表面に微細な凹凸構造が形成されたモールドの順に積層され、且つ、前記転写対象物と前記モールドとは前記転写面と前記表面とが向かい合うように配置されている積層体を、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度未満の所定の温度または融点未満の所定の温度に維持された第１の一方のステージ及び第１の他方のステージを有する、２台の前記プレス機のうちの一方の第１プレス機の前記第１の一方のステージ及び前記第１の他方のステージの間に、前記積層体がプレスされたときに前記積層体がその積層方向の力を受けるように配置して、前記第１プレス機により前記積層体をプレスする第１プレス工程と、前記第１プレス工程においてプレスされた前記積層体を、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度以上の所定の温度または融点以上の所定の温度に維持された第２の一方のステージ、及び、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度未満の所定の温度または融点未満の所定の温度に維持された第２の他方のステージを有する、２台の前記プレス機のうちの他方の第２プレス機の前記第２の一方のステージ及び前記第２の他方のステージの間に、前記積層体がプレスされたときに前記積層体がその積層方向の力を受けるように配置して、前記第２プレス機により前記積層体を更にプレスする第２プレス工程と、を備え、前記転写対象物の前記転写面に、前記モールドの前記表面に形成された凹凸構造を転写する熱ナノインプリント方法。

［２］前記第１プレス工程において、前記第１の一方のステージ及び前記第１の他方のステージを、加熱し且つ前記転写対象物のガラス転移温度よりも２０〜６０℃低い温度または融点よりも２０〜６０℃低い温度に維持した状態で前記第１の他方のステージに前記積層体を配置してプレスし、前記第２プレス工程において、前記第２の一方のステージを、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度よりも２０〜６０℃高い温度または融点よりも２０〜６０℃高い温度に維持するとともに、前記第２の他方のステージを、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度よりも２０〜６０℃低い温度または融点よりも２０〜６０℃低い温度に維持した状態で、前記第２の他方のステージ上に前記第１プレス工程においてプレスされた前記積層体を配置してプレスする請求項１に記載の熱ナノインプリント方法。

［３］前記第１プレス工程において、前記第１プレス機により前記積層体をプレスする際のプレス圧力が、０．０１〜１ＭＰａであり、総プレス時間が２０〜２００秒である前記［１］または［２］に記載の熱ナノインプリント方法。

［４］前記第２プレス工程において、前記第２プレス機により前記積層体を更にプレスする際のプレス圧力が０．５〜１０ＭＰａでプレス時間が１０〜２００秒であり、前記第２プレス工程におけるプレス圧力は、前記第１プレス工程におけるプレス圧力よりも大きい前記［１］〜［３］のいずれかに記載の熱ナノインプリント方法。

本発明の熱ナノインプリント方法は、上記第１プレス工程と上記第２プレス工程とを備えることによって、ステージを昇温及び冷却するための時間が不要になり、１つの転写成形体を製造するために必要な時間が短くなる。また、ステージを昇温及び冷却するサイクルを繰り返すためには膨大なエネルギーが必要であるが、本発明においては製造工程中でステージの昇温及び冷却のサイクル（放冷に起因する昇温及び冷却のサイクルは除く）を行わないため、即ち、ステージを所定の温度に維持するものであるため、昇温及び冷却するサイクルを繰り返す場合に比べて消費エネルギーが小さくなる。また、上記第１プレス工程を行うことによりモールドと転写対象物との間に空気を抱き込み難くなるためモールドと転写対象物との密着性を高めることができる。そして、モールドと転写対象物との間に空気を巻き込まない状態でモールドと転写対象物とが密着している（密着度が高い）ため、転写成形体に対する転写精度を従来の熱ナノインプリント方法と同程度に維持することができる。

本発明の熱ナノインプリント方法の一実施形態を模式的に示す説明図である。 図１の一部を拡大して模式的に示す正面図である。 本発明の熱ナノインプリント方法の一実施形態によって得られた転写成形品とスタンパとを模式的に示す側面図である。 本発明の熱ナノインプリント方法の他の実施形態で用いられるナノインプリント装置を模式的に示す正面図である。 図４に示すＡ−Ａ’断面を上方から見た状態を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に属することが理解されるべきである。

［１］熱ナノインプリント方法：
本発明の熱ナノインプリント方法の一実施形態は、プレス機を２台用意し、その後、スタンパ、転写面を有する樹脂からなる転写対象物、表面に微細な凹凸構造が形成されたモールドの順に積層され、且つ、転写対象物とモールドとは上記転写面と上記表面とが向かい合うように配置されている積層体を、加熱され且つ転写対象物のガラス転移温度未満の所定の温度または融点未満の所定の温度に維持された第１の一方のステージ（以下、「第１上側ステージ」と記す場合がある）及び第１の他方のステージ（以下、「第１下側ステージ」と記す場合がある）を有する、２台のプレス機のうちの一方の第１プレス機の上記第１の一方のステージ及び上記第１の他方のステージの間に、積層体がプレスされたときに積層体がその積層方向の力を受けるように配置して、第１プレス機により上記積層体をプレスする第１プレス工程と、第１プレス工程においてプレスされた積層体を、加熱され且つ転写対象物のガラス転移温度以上の所定の温度または融点以上の所定の温度に維持された第２の一方のステージ（以下、「第２上側ステージ」と記す場合がある）、及び、加熱され且つ転写対象物のガラス転移温度未満の所定の温度または融点未満の所定の温度に維持された第２の他方のステージ（以下、「第２下側ステージ」と記す場合がある）を有する、２台のプレス機のうちの他方の第２プレス機の上記第２の一方のステージ及び上記第２の他方のステージの間に、積層体がプレスされたときに積層体がその積層方向の力を受けるように配置して、第２プレス機により上記積層体を更にプレスする第２プレス工程と、を備え、転写対象物の転写面に、モールドの表面に形成された凹凸構造を転写する方法である。

このような熱ナノインプリント方法によれば、上記第１プレス工程と上記第２プレス工程とを備えるため、ステージを昇温及び冷却するための時間が不要であり、１つの転写成形体を製造するために必要な時間が短い。また、ステージを昇温及び冷却するサイクルを繰り返すためには膨大なエネルギーが必要であるが、本発明においては製造工程中でステージの昇温及び冷却のサイクル（放冷に起因する昇温及び冷却のサイクルは除く）を行わないため、即ち、ステージを所定の温度に維持すればよいため、消費エネルギーが小さい。また、上記第１プレス工程によりモールドと転写対象物との密着性を高めることができるため、即ち、モールドと転写対象物との間に空気を巻き込まない状態でモールドと転写対象物との密着させることができるため、転写成形体の転写精度を維持することができる。

［１−１］第１プレス工程：
第１プレス工程は、スタンパ、転写面を有する樹脂からなる転写対象物、表面に微細な凹凸構造が形成されたモールドの順に積層され、且つ、転写対象物とモールドとは上記転写面と上記表面とが向かい合うように配置されている積層体を、加熱され且つ転写対象物のガラス転移温度または融点未満の所定の温度に維持された第１上側ステージ及び第１下側ステージを有する第１プレス機の上記第１上側ステージ及び上記第１下側ステージの間に配置するとともに、積層体の姿勢は、積層体をプレスしたときに転写対象物とモールドとが近接するような姿勢であり（即ち、積層体を、積層体がプレスされたときに積層体がその積層方向の力を受けるように配置して）、このような位置及び姿勢で第１プレス機により上記積層体をプレスする工程である。

このような第１プレス工程は、第２プレス工程を行う前に第２プレス工程よりも小さい荷重をかけるとともに、第２プレス工程よりも低い温度で積層体をプレスする工程であるため、転写対象物とモールドとの密着性を良好にすることができる。そのため、モールドの凹凸構造を転写対象物に良好に転写することができる。即ち、転写精度が良好な転写成形品を得ることができる。具体的には、従来の熱ナノインプリント方法では、１台のプレス機のみを用い、このプレス機の下側ステージを転写対象物のガラス転移温度または融点以下の温度に維持しつつ、上側ステージを転写対象物のガラス転移温度または融点以上の温度として加圧しつつナノインプリントする。しかし、加圧する際に上側ステージを転写対象物のガラス転移温度または融点以上の温度としていると、転写対象物とモールドとが密着する際にこれらの間の空気が排除される前に転写対象物が軟化してしまう。そのため、モールドが空気を抱き込んだ状態で転写対象物に食い込んでしまい、これらの間に空気が残ってしまうと考えられる。一方、本発明の熱ナノインプリント方法の第１プレス工程によれば、転写対象物とモールドの間の空気が排除される前に転写対象物が軟化してしまうことがないため、転写対象物とモールドの間の空気を良好に排除し、これらを密着させることができる。

また、従来の熱ナノインプリント方法では、転写対象物または融点以下に維持されたプレス機に転写対象物または転写対象物を含む積層体をセットし、プレス機を転写対象物のガラス転移温度または融点以上に昇温する。その後、上記転写対象物に、凹凸パターンが形成されているモールドを圧着してそのパターンを転写する。プレス機を転写対象物のＴｇまたは融点以下にまで冷却した後、プレス機から転写対象物または転写対象物を含む積層体を取出す。このため、従来の熱ナノインプリント方法は、プレス機の昇降温を繰返す必要があり、多くの時間とエネルギーを必要とする方法である。ここで、多くの時間とエネルギーが必要となることを解消するために、プレス機の温度を転写対象物のＴｇまたは融点以上のままで、ナノインプリントを行おうとすると、モールドと転写対象物との間に入った空気が排除される前に加圧が始まるため、気泡による転写不良が多発するという問題がある。一方、本発明の熱ナノインプリント方法によれば、本プレス（第２プレス工程）の前にまず転写対象物のＴｇまたは融点以下に設定し、転写対象物とモールドを密着させる工程（第１プレス工程）を設けたため、モールドと転写対象物との間の空気が効率良く排除されることになる。

本工程においては、第１上側ステージ及び第１下側ステージを、加熱し且つ転写対象物のガラス転移温度または融点よりも６０℃低い温度以上（例えば、転写対象物のガラス転移温度が１４０℃の場合には、８０℃以上）であって且つ転写対象物のガラス転移温度または融点未満の温度の間の温度で維持することが好ましく、加熱し且つ前記転写対象物のガラス転移温度または融点よりも２０〜６０℃低い温度（例えば、転写対象物のガラス転移温度が１４０℃の場合には、８０〜１２０℃）に維持することが更に好ましい。なお、第１プレス工程における第１上側ステージと第１下側ステージとの設定温度が転写対象物のガラス転移温度または融点に近過ぎると、転写対象物とモールドとの間の空気が排除される前に、モールドが転写対象物にめり込んでしまうことに起因して転写精度が良好な転写成形品を得ることが困難になるおそれがある。

なお、第１上側ステージと第１下側ステージとの温度は、上記条件を満たす限り、同じ温度であってもよいし、異なる温度であってもよいが、第１上側ステージと第１下側ステージとの温度は同じ温度であると、モールドにおける熱に起因する反りが抑制されるため、より低いプレス圧力でも転写対象物にモールドを密着させることができる。

［１−１−１］スタンパ：
スタンパは、耐熱性及び耐圧性を有する板状のものである限り材料などに特に制限はないが、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、樹脂などの材料からなるものを挙げることができる。これらの中でも、強度が高く、インプリント時の熱および圧力に対する寸法安定性に優れ、また、取り扱いが容易であるという利点があるため、ニッケルからなるものであることが好ましい。

スタンパの大きさや厚さは、特に制限はないが、スタンパの大きさは、転写対象物の大きさなどにより適宜決定すればよいが、例えば、縦１５０〜２００ｍｍ、横１５０〜２００ｍｍとすることができる。また、スタンパの厚さは、０．１〜１ｍｍとすることができる。

［１−１−２］転写対象物：
転写対象物は、転写面を有する樹脂（熱可塑性樹脂）からなり、熱ナノインプリントが可能である限り特に制限はないが、例えば、環状オレフィン系樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリスチレン樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、環状オレフィン系樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、及び、ポリスチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましく、環状オレフィン系樹脂であることが更に好ましい。環状オレフィン系樹脂としては、例えば、環状オレフィン開環重合／水素添加体（ＣＯＰ樹脂）、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ樹脂）などを挙げることができる。

転写対象物は、フィルム状のものであることが一般的であり、その厚さは、通常、０．０１〜１ｍｍであり、好ましくは、４０〜１００μｍである。このような転写対象物は、例えば、熱可塑性樹脂を押出成形することにより作製することができる。また、上記スタンパ上に、熱可塑性樹脂を塗工することによって、１０ｎｍ〜１０μｍの膜厚（好ましくは、５０ｎｍ〜１μｍの膜厚）の塗膜を形成し、この塗膜を転写対象物とすることができる。

［１−１−３］モールド：
モールドは、表面に微細な凹凸構造が形成されたものであり、このモールドの凹凸構造を転写対象物に押し付けることにより転写対象物に凹凸構造を形成（転写）することができる。モールドの形状は、特に制限はなく例えば平板状、円盤状などとすることができる。なお、モールドの凹凸構造は、平らな面に形成されていることが好ましい。

例えば、平板状のモールドである場合、その厚さは、０．０１〜１ｍｍとすることができる。

また、モールドの表面の全部に、微細な凹凸構造が形成されていてもよいし、モールドの表面の一部に、微細な凹凸構造が形成されていてもよい。

モールドの材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、樹脂、ガラス、石英などを挙げることができる。これらの中でも、熱伝導率が大きく、強度が高いため扱いが容易であるという利点があることから、ニッケルからなるものであることが好ましい。なお、樹脂としては、プレス時における耐熱性及び耐圧性を有するものであれば特に制限はないが、具体的には、環状オレフィン系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂などを挙げることができる。

［１−１−４］第１プレス機：
第１プレス機としては、従来公知のプレス機を適宜選択して使用することができる。具体的には、井元製作所社製の（型番）「ＩＭＣ−１９６３」、アズワン社製の手動熱プレス機（型番）「ＡＨ−１Ｔ」などを用いることができる。

図１は、本発明の熱ナノインプリント方法の一実施形態を模式的に示す説明図であり、図２は、図１の一部を拡大して模式的に示す正面図である。図１は、従来公知のプレス機を２台（第１プレス機２００と第２プレス機３００）用意し、第１プレス機２００に積層体１１を配置した状態を示している。図１及び図２に示すように、積層体１１は、スタンパ５３、転写面５５ａを有する樹脂からなる転写対象物５５、表面５７ａに微細な凹凸構造が形成されたモールド５７の順に積層され、且つ、転写対象物５５とモールド５７とは上記転写面５５ａと上記表面５７ａとが向かい合うように配置されており、この積層体１１が、第１プレス機２００の上記第１下側ステージ２１上に配置されている。このとき、第１上側ステージ１９及び第１下側ステージ２１は、加熱されて、転写対象物５５のガラス転移温度未満の所定の温度に維持されている。そして、第２プレス機３００の第２上側ステージ２７は、加熱されて、転写対象物のガラス転移温度または融点以上の所定の温度に維持されており、第２下側ステージ２９は、加熱されて、転写対象物のガラス転移温度または融点未満の所定の温度に維持されている。

［１−１−５］プレス条件：
本工程において、第１プレス機により積層体をプレスする際のプレス圧力は、０．０１〜１ＭＰａであることが好ましく、０．０５〜０．５ＭＰａであることが更に好ましく、０．１〜０．３ＭＰａであることが特に好ましい。上記プレス圧力が０．０１ＭＰａ未満であると、転写対象物とモールドとの間に空気が残存し易くなるため、空気が残存したことに起因して生じる気泡による転写不良が発生するおそれがある。一方、１ＭＰａ超であると、モールドが転写対象物に過剰に食込むため、転写対象物やモールドの凹凸構造が破損するおそれがある。

また、第１プレス機により積層体をプレスする際の総プレス時間は、２０〜２００秒であることが好ましく、３０〜９０秒であることが更に好ましい。上記総プレス時間が２０秒未満であると、転写対象物とモールドとの間に空気が残存し易くなるため、空気が残存したことに起因して生じる気泡による転写不良が発生するおそれがある。一方、２００秒超であると、生産性が低下するおそれがある。なお、上記範囲は、総プレス時間を示している。即ち、例えば、２０秒間のプレスを１回行ってもよいし、１０秒間のプレスを２回行ってもよい。

第１プレス機によるプレスは、１回であってもよいし、複数回であってもよいが、複数回行うことが好ましく、２〜３回行うことが更に好ましい。複数回プレスを行うことによって、気泡による転写不良の発生をより効果的に防止することができる。なお、プレス回数は、モールドの材質及び面積により適宜設定することが好ましく、特に面積の大きな金属板からなるモールドを用いる場合には、プレス回数を多くすることが好ましい。

プレス時間とプレス回数の関係は、上記範囲で採り得る組み合わせで行うことができるが、具体的には、１０秒×２回、２０秒×１回、９０秒×２回、６０秒×３回、２００秒×１回などとすることができる。

［１−２］配置方法：
第１プレス工程においてプレスされた積層体を、第２プレス機の第２下側ステージ上に配置するための方法としては、例えば、手作業で行う方法、搬送機を用いる方法などを挙げることができる。なお、第１プレス工程においてプレスされた直後の積層体の温度が大きく低下していない状態で、第２プレス機の第２下側ステージ上に上記積層体を配置することが好ましい。積層体が冷えてしまい、積層体と第２下側ステージとの温度に大きな差が生じていると積層体が暴れてしまうおそれがある。

［１−３］第２プレス工程：
第２プレス工程は、第１プレス工程においてプレスされた積層体を、加熱され且つ転写対象物のガラス転移温度または融点以上の所定の温度に維持された第２上側ステージ、及び、加熱され且つ転写対象物のガラス転移温度または融点未満の所定の温度に維持された第２下側ステージを有する第２プレス機の上記第２上側ステージ及び上記第２下側ステージの間に、積層体がプレスされたときに積層体がその積層方向の力を受けるように配置して、その後、第２プレス機により上記積層体を更にプレスする工程である。このような工程は、第２プレス機のステージ（第２上側ステージ及び第２下側ステージ）が所定の温度に維持されているため、従来のナノインプリント方法のようにステージを昇温・冷却するためのエネルギーが不要となるため、消費エネルギーを大幅に低減させることができる。

本工程においては、第２上側ステージを、加熱され且つ転写対象物のガラス転移温度または融点以上で転写対象物のガラス転移温度または融点よりも６０℃高い温度以下の間の所定の温度（例えば、転写対象物のガラス転移温度が１４０℃の場合には、１４０℃以上で２００℃以下の温度）に維持するとともに、第２下側ステージを、加熱し且つ転写対象物のガラス転移温度または融点よりも６０℃低い温度以上（例えば、転写対象物のガラス転移温度が１４０℃の場合には、８０℃以上）で加熱され且つ転写対象物のガラス転移温度または融点未満の間の所定の温度に維持することが好ましく、第２上側ステージを、転写対象物のガラス転移温度または融点よりも２０〜６０℃高い温度（例えば、転写対象物のガラス転移温度が１４０℃の場合には、１６０〜２００℃の温度）に維持するとともに、第２下側ステージを、転写対象物のガラス転移温度または融点よりも２０〜６０℃低い温度（例えば、転写対象物のガラス転移温度が１４０℃の場合には、８０〜１２０℃の温度）に維持することが更に好ましい。

なお、第２プレス工程における第２上側ステージの設定温度が転写対象物のガラス転移温度または融点に近過ぎると、転写対象物の流動性が不足して押し込み不良による転写不良が生じるおそれがある。また、第２上側ステージの温度が高過ぎると、転写対象物の流動性が高過ぎて、膜厚が薄くなったり、部分的な膜厚変化が発生し、製品（転写成形品）の精度が低下するおそれがある。更に必要以上に高温にすることは、消費エネルギーの観点からも好ましくない。

第２下側ステージの温度は、転写対象物のガラス転移温度未満の所定の温度に維持されている限り特に制限はないが、第１下側ステージの温度に対して±５℃以内の温度であることが好ましい。第２下側ステージの温度が、第１下側ステージの温度と大きく異なる場合、第２下側ステージに積層体を接触させたときに、積層体のスタンパに、第１下側ステージとの温度差に起因する熱反りが生じる。そのため、密着させていた転写対象物とスタンパとが互いに剥がれ、気泡による転写不良を起こしてしまう。また、第２下側ステージを、第１下側ステージの温度に対して±５℃以内とすることにより、転写対象物とモールドとの間に生じる気泡に起因する転写不良を抑制することができる。

［１−３−１］第２プレス機：
第２プレス機としては、従来公知のプレス機を適宜選択して使用することができる。具体的には、井元製作所社製の（型番）「ＩＭＣ−１９６３」、アズワン社製の手動熱プレス機（型番）「ＡＨ−１Ｔ」などを用いることができる。

［１−３−２］プレス条件：
本工程において、第２プレス機により積層体を更にプレスする際のプレス圧力は、０．５〜１０ＭＰａであることが好ましく、０．８〜５ＭＰａであることが更に好ましく、１〜２．５ＭＰａであることが特に好ましい。上記プレス圧力が０．５ＭＰａ未満であると、ステージによる押込みが不十分であるため、転写不良となるおそれがある。一方、１０ＭＰａ超であると、ステージによる押込みが強すぎるため、過充填となり、離型不良や物性低下を招くおそれがある。

そして、第２プレス工程におけるプレス圧力は、第１プレス工程におけるプレス圧力よりも大きいことが好ましい。第２プレス工程におけるプレス圧力は、第１プレス工程におけるプレス圧力よりも小さい場合、押込みが不足して、転写不良となるおそれがある。

また、第２プレス機により積層体を更にプレスする際のプレス時間は、１０〜２００秒であることが好ましく、２０〜１８０秒であることが更に好ましく、２０〜６０秒であることが特に好ましい。上記プレス時間が１０秒未満であると、ステージによる押込みが不足するため、転写不良となるおそれがある。一方、２００秒超であると、生産性が低下し、本発明の趣旨を逸脱する（即ち、１つの転写成形体を製造するために必要な時間が長くなる）おそれがある。なお、本工程におけるプレスは、上記プレス時間で１回行う。

図３は、本発明の熱ナノインプリント方法の一実施形態によって得られた転写成形品とスタンパとを模式的に示す側面図であり、具体的には、スタンパ５３と、このスタンパ５３上に配置され、微細な凹凸構造が転写された転写対象物（転写成形品）５５とを示す例である。

なお、本発明の熱ナノインプリント方法により得られる、微細な凹凸構造が転写された転写対象物（転写成形品）は、例えば、ＬＳＩやメモリなどの半導体、培養プレート等のバイオデバイス、回折格子等の光学部材などを構成する部材として用いられるものである。

［２］ナノインプリント装置：
本発明の熱ナノインプリント方法は、必要とするステージの面積を有し、所望の温度及び圧力が発揮できるものであれば第１プレス機及び第２プレス機として従来公知のプレス装置を２台使用し、２台のプレス機の間における積層体の搬送は作業員が手作業で行うことができる。もちろん、本発明の熱ナノインプリント方法に特化した装置を使用することもできる。

本発明の熱ナノインプリント方法に特化したナノインプリント装置としては、例えば図４及び図５に示すナノインプリント装置１００を挙げることができる。このようなナノインプリント装置によれば、熱ナノインプリント方法の更なる省力化（人員削減）が可能になる。図４は、本発明の熱ナノインプリント方法の他の実施形態で用いられるナノインプリント装置を模式的に示す正面図であり、図５は、図４に示すＡ−Ａ’断面を上方から見た状態を模式的に示す図である。

図４及び図５に示すナノインプリント装置１００は、スタンパ５３、転写面５５ａを有する樹脂からなる転写対象物５５、表面５７ａに微細な凹凸構造が形成されたモールド５７の順に積層され、且つ、転写対象物５５とモールド５７とは転写面５５ａと表面５７ａとが向かい合うように配置されている積層体１１（例えば図１及び図２参照）をプレス可能な第１プレス部１３と、この第１プレス部１３でプレスされた積層体を更にプレス可能な第２プレス部１５と、第１プレス部１３でプレスされた積層体を第２プレス部１５に搬送する搬送部（ロボットアーム１７）と、を備えている。このようにナノインプリント装置１００は、２台のプレス機に相当する機能を有するものである。即ち、ナノインプリント装置１００は、２箇所のプレス部（第１プレス部１３と第２プレス部１５）を有し、これらの２箇所のプレス部が２台のプレス機（第１プレス機２００と第２プレス機３００）と同様のプレス機能を有する。このようなナノインプリント装置１００によれば、２台のプレス機を使用する場合に比べて小スペースでナノインプリントを行うことができる。

そして、ナノインプリント装置１００の第１プレス部１３は、加熱され且つ転写対象物５５のガラス転移温度未満の所定の温度に維持され得る第１上側ステージ１９及び第１下側ステージ２１を有している。更に、第２プレス部１５は、加熱され且つ転写対象物５５のガラス転移温度以上の所定の温度に維持され得る第２上側ステージ２７、及び、加熱され且つ転写対象物５５のガラス転移温度未満の所定の温度に維持され得る第２下側ステージ２９を有している。

第１上側ステージ１９は、ステージを冷却するための冷却部（冷却管６９）がその内部に配設され得るアルミ板などからなる裏面部６３と、この裏面部６３上に配置され、ステージを加熱するための加熱部（ヒーター６７）がその内部に配設され得るアルミ板などからなる中間部５９と、この中間部５９上に配置される炭素鋼などからなる表面部６１と、を備えている。なお、第１上側ステージ１９は、中間部５９、表面部６１、及び裏面部６３以外に、図４に示されるように、表面部６１上に配置されたシリコンウエハ６５を備えていてもよい。このようなシリコンウエハ６５を備えることにより平滑性が良好になるという利点がある。なお、第１上側ステージにシリコンウエハを備えていない場合、上記積層体の少なくとも一方の面側にシリコンウエハを配置した状態で第１プレス工程を行い、その後、シリコンウエハを配置した状態を維持したまま、第２プレス工程に移行することも好ましい。このように、積層体にシリコンウエハを配置した状態で、第１プレス工程から第２プレス工程に移行する場合、シリコンウエハを支持することにより、積層体１１に余分な方向（引き剥がしたりずらしたりする方向）の力を加えることなく、積層体１１を移動（搬送）することができる。

第１上側ステージ１９と第１下側ステージ２１には、それぞれ、これらのステージを加熱し且つ所定の温度に維持可能な第１加熱温調部２５が配設されている。第２上側ステージ２７と第２下側ステージ２９には、それぞれ、これらのステージを加熱し且つ所定の温度に維持可能な第２加熱温調部３３が配設されている。

第１加熱温調部２５は、ステージを加熱するためのヒーター６７と、ステージを冷却するための冷却管６９とを備えており、第２加熱温調部３３も、第１加熱温調部２５と同様にヒーター６７と冷却管６９とを備えている。なお、冷却管６９は、冷媒が充填されてステージが冷却された後に空気が充填される（通過する）ことにより、加熱効率の低下及び冷却管内での冷媒の沸騰に起因する冷却管の破裂等を防止することができる。

加熱部としては、例えば、カートリッジヒーター、鋳込みヒーター、遠赤外線ヒーターなどのヒーターを用いることができる。冷却部としては、水などの冷媒や空気などが充填される冷却管などを用いることができる。

更に、ナノインプリント装置１００は、第１上側ステージ１９を下降させるための第１モータ３５と、第１上側ステージ１９を第１下側ステージ２１に向かって下降させるための４つの第１ガイド部材３７とを備えるとともに、第２上側ステージ２７を下降させるための第２モータ３９と、第２上側ステージ２７を第２下側ステージ２９に向かって下降させるための４つの第２ガイド部材４１とを備えている。また、ナノインプリント装置１００は、第１プレス部１３、第２プレス部１５、及び、ロボットアーム１７が固定される基底台４３を備えている。

ロボットアーム１７は、第１プレス部１３と第２プレス部１５との間に配置されて積層体１１を把持することが可能ものである。そして、このロボットアーム１７は、従来公知のロボットアームと同様の構成のものを用いることができ、例えば、図４及び図５に示すように、柱状の腕部４５と、この腕部４５の先端部に配設されて開閉可能な一対の把持爪４７と、上記腕部４５を支持する支柱４９と、この支柱４９から延出して腕部４５が回動可能に固定されている回転軸５１と、を備えている。ロボットアーム以外に、従来公知の搬送機（ベルトコンベア、真空チャックなど）を適宜採用することができる。なお、真空チャックを用いる場合、積層体の下にシリコンウエハなどの板材を配置し、この板材を真空吸着させて板材ごと搬送することが好ましい。

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。

（実施例１）
まず、両面が平坦な（凹凸パターンが形成されていない）スタンパ（ニッケル（Ｎｉ）製、外形：（縦×横）９５ｍｍ×１４０ｍｍ，（厚さ）３００μｍ）上に、環状オレフィン樹脂製のフィルムからなる転写対象物（ガラス転移温度１３６℃、２６０℃におけるＭＦＲ値（メルトフローレート値）７．３ｇ／１０分、外形：（縦×横）９５ｍｍ×１４５ｍｍ，（厚さ）１００μｍ）を配置した後、転写対象物におけるスタンパとは反対側の面（転写面）に、表面に微細な凹凸構造（サブミクロンサイズパターン）が形成されたモールド（ニッケル（Ｎｉ）製、凹凸パターン形成面積約１００ｃｍ^２、外形：（縦×横）９５ｍｍ×１４０ｍｍ，（厚さ）３００μｍ）の上記表面が接するように配置して、スタンパ側から、スタンパ、転写対象物、モールドが順に配置された積層体を得た。

その後、得られた積層体を手作業により第１プレス機の第１下側ステージ上に配置した。第１プレス機としては、第１上側ステージ及び第１下側ステージを備えるプレス機（井元製作所社製「熱プレス機」（型番；ＩＭＣ−１９６３））を用いた。このとき、第１上側ステージ及び第１下側ステージは、予め加熱し１００℃に維持しておいた。

なお、第１上側ステージは、ヒーターが挿入された加熱アルミ板（２００×２００×３０（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、この加熱アルミ板上に配置され且つ接合されたステンレス鋼板（以下、「ＳＵＳ板」と称す）（２００×２００×２５（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、このＳＵＳ板上に配置され且つ接合された直径８インチのＳｉウエハ（厚さ０．７２５ｍｍ）と、からなる板状のものであり、また、第１下側ステージは、冷却管が挿入された冷却アルミ板（２００×２００×３０（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、この冷却アルミ板上に配置された、ヒーターが挿入された加熱アルミ板（２００×２００×５０（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、この加熱アルミ板上に配置され且つ接合されたＳＵＳ板（２００×２００×２５（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、このＳＵＳ板上に配置され且つ接合された直径８インチのＳｉウエハ（厚さ０．７２５ｍｍ）と、からなる板状のものである。積層体は、プレスされる際には、第１上側ステージ及び第１下側ステージのそれぞれの上記Ｓｉウエハによって直接挟まれることになる。

次に、上記第１プレス機の第１下側ステージを、ゲージ圧０．４ＭＰａで上記積層体に接触するまで上昇させた。その後、ゲージ圧０．７ＭＰａまで上昇させて、積層体に０．２ＭＰａの圧力がかかったところで第１下側ステージの上昇を停止させた。この状態（即ち、１００℃、プレス圧０．２ＭＰａ）を６０秒間保持し、その後、圧力をかけない状態（プレス圧０ＭＰａ）とする操作を２回行った（即ち、プレスを２回行った）（第１プレス工程）。

次に、第１プレス工程を行った直後の積層体を手作業により第２プレス機の第２下側ステージ上に搬送して配置した（搬送工程）。第２プレス機としては、第２上側ステージ及び第２下側ステージを備えるプレス機（ＳＣＩＶＡＸ社製のナノインプリント装置「ＶＸシリーズ」（型番；ＶＸ−２０００））を用いた。このとき、第２上側ステージは予め加熱し１８５℃に維持し、第２下側ステージは予め加熱し１００℃に維持しておいた。

なお、第２上側ステージは、冷却管が挿入された（冷却水通路が形成された）冷却アルミ板（２００×２００×２０（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、この冷却アルミ板上に配置され且つ接合された、ヒーターが挿入された加熱アルミ板（２００×２００×２０（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、この加熱アルミ板上に配置され且つ接合された炭素鋼板（２００×２００×１５（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、この炭素鋼板上に配置された直径８インチのＳｉウエハ（厚さ０．７２５ｍｍ）と、からなる板状のものである。そして、第２下側ステージは、第２上側ステージと同様の構成の板状のものである。積層体は、プレスの際には、第２上側ステージ及び第２下側ステージのそれぞれの上記Ｓｉウエハによって直接挟まれることになる。

次に、第２上側ステージを１０μｍ／秒で下降させて、積層体に２．３ＭＰａの圧力がかかったところで第２上側ステージの下降を停止させた。停止させた後この状態（即ち、１８５℃、プレス圧２．３ＭＰａ）を６０秒間保持した（第２プレス工程）。

その後、第２上側ステージを上昇させ、第２プレス機から積層体を取り出した。取り出した積層体のモールドを転写対象物から引き剥がして転写成形品を製造した。このようにして、転写対象物に熱ナノインプリントを行った。なお、本実施例において、積層体は、第２プレス機から取り出して外気に触れることにより空冷されるため別途冷却工程を設ける必要はない。また、作業員は１名とした。

上記方法により複数の転写成形品を製造し、１つの転写成形品当りの製造時間を算出した。その結果、本実施例における、１つの転写成形品当りの製造時間は、１０分であった。なお、製造時間の内訳は、製品取出し及びワークセットの合計の時間が４分、第１プレス工程の所要時間が３分、第２プレス工程の所要時間が３分であった。

転写成形品の転写面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、気泡などの転写不良は観察されず、転写精度が維持されていることが確認できた。

（実施例２）
実施例１と同様の積層体を３つ用意し、第１プレス工程、第２プレス工程、及び、解体・再形成工程（例えば、一の積層体を解体して製品（転写成形体）を取り出し、その後、一の積層体を形成していたスタンパ及びモールドを使用して、スタンパ、転写対象物、及びモールドからなる別の積層体を形成する工程）の各工程に１つずつ積層体がある状態を維持するようにして、順次、熱ナノインプリントを行ったこと以外は、実施例１と同様にして熱ナノインプリントを行った。また、作業員は２名とし、１名は搬送工程（必要に応じてその他の工程（第１プレス工程、第２プレス工程））を担当し、他の１名は積層体のセット及び製品（転写成形品）の取出し（解体・再形成工程）を行った。

本実施例において、１つの転写成形品当りの製造時間を算出した。その結果、本実施例における、１つの転写成形品当りの製造時間は、４分であった。また、消費エネルギーが少なく、かつ、転写成形品の転写面をＳＥＭにて観察したところ、気泡などの転写不良は観察されず、転写精度が維持されていることが確認できた。

（実施例３）
第２プレス工程において第２上側ステージの下降を停止させた後この状態を保持する時間を２０秒としたこと以外は、実施例２と同様にして熱ナノインプリントを行った。その結果、得られた転写成形品の転写面をＳＥＭにて観察したところ、転写精度に問題はなく、良好な製品が得られた。本実施例では、１つの転写成形品当りの製造時間は、４分であった。

（実施例４）
まず、両面が平坦な（凹凸パターンが形成されていない）スタンパ（ニッケル（Ｎｉ）製、外形：（縦×横）７５ｍｍ×７５ｍｍ，（厚さ）３００μｍ）上に、環状オレフィン樹脂製のフィルムからなる転写対象物（ガラス転移温度１３６℃、２６０℃におけるＭＦＲ値（メルトフローレート値）７．３ｇ／１０分、外形：（縦×横）７５ｍｍ×８０ｍｍ，（厚さ）１００μｍ）を配置した後、転写対象物におけるスタンパとは反対側の面（転写面）に、表面に微細な凹凸構造（サブミクロンサイズパターン）が形成されたモールド（ニッケル（Ｎｉ）製、凹凸パターン面積約３６ｃｍ^２、外形：（縦×横）７５ｍｍ×７５ｍｍ，（厚さ）３００μｍ）の上記表面が接するように配置して、スタンパ側から、スタンパ、転写対象物、モールドが順に配置された積層体を得た。

得られた積層体を手作業により第１プレス機の第１下側ステージ上に配置した。第１プレス機としては、第１上側ステージ及び第１下側ステージを備えるプレス機（アズワン社製の「手動熱プレス機（型番；ＡＨ−１Ｔ）」）を用いた。このとき、第１上側ステージ及び第１下側ステージは、予め加熱し１００℃に維持しておいた。なお、第１上側ステージは、ヒーターが挿入されたＳＵＳ板（２００×１５０×３０（縦×横×厚さ（ｍｍ^３）））と、このＳＵＳ板上に配置された直径８インチのＳｉウエハ（厚さ０．７２５ｍｍ）と、からなる板状のものである。また、第１下側ステージは、第１上側ステージと同様の構成のものを用いた。そして、積層体は、第１上側ステージ及び第１下側ステージのそれぞれの上記Ｓｉウエハによって直接挟まれることになる。

次に、上記第１プレス機の第１上側ステージを、手動操作により上記積層体に接触するまで下降させた。その後、積層体に０．１３ＭＰａの圧力をかけた状態（即ち、１００℃、プレス圧０．１３ＭＰａ）で６０秒間保持し、その後、圧力をかけない状態とする操作を２回行った（第１プレス工程）。

次に、第１プレス工程を行った直後の積層体を手作業により第２プレス機の第２下側ステージ上に搬送して配置した（搬送工程）。第２プレス機としては、実施例１で第１プレス機として用いたプレス機（井元製作所社製の「熱プレス機（型番；ＩＭＣ−１９６３）」）と同様のものを用いた。このとき、第２上側ステージは予め加熱し１８５℃に維持し、第２下側ステージは予め加熱し１００℃に維持しておいた。

次に、積層体に１．５ＭＰａの圧力をかけた状態（即ち、１８５℃、プレス圧１．５ＭＰａ）で６０秒間保持した（第２プレス工程）。その後、第２上側ステージを上昇させ、第２プレス機から積層体を取り出した。取り出した積層体のモールドを転写対象物から引き剥がして転写成形品を製造した。このようにして、転写対象物に熱ナノインプリントを行った。

本実施例において、１つの転写成形品当りの製造時間を算出した。その結果、本実施例における、１つの転写成形品当りの製造時間は、１０分であった。また、消費エネルギーが少なく、かつ、転写成形品の転写面をＳＥＭにて観察したところ、気泡などの転写不良は観察されず、転写精度が維持されていることが確認できた。このように、本実施例においては、簡易的な構造（即ち、ステージは単層であり冷却管を備えていない構造）のプレス機を用いて熱ナノインプリント（特に第１プレス工程）を行ったが、良好な熱ナノインプリントを行うことができた。

（実施例５）
転写対象物としてＰＭＭＡフィルム（即ち、ＰＥＴフィルムの片面にＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル、重量平均分子量１５，０００）をコートして得られたものであり、具体的には、ＰＥＴフィルムと、このＰＥＴフィルムの片面に形成されたＰＭＭＡ膜と、からなるフィルム；ＰＭＭＡ膜のガラス転移温度１００℃；全厚み１０１．５μｍ、ＰＥＴフィルム厚み１００μｍ、ＰＭＭＡ膜厚み１．５μｍ）を用いたこと以外は、実施例３と同様にして積層体を得た。

得られた積層体を手作業により第１プレス機の第１下側ステージ上に配置した。第１プレス機としては、実施例１で第１プレス機として用いたプレス機（井元製作所社製の「熱プレス機（型番；ＩＭＣ−１９６３）」）と同様のものを用いた。このとき、第１上側ステージ及び第１下側ステージは、予め加熱し８０℃に維持しておいた。

次に、上記第１プレス機の第１下側ステージを、上記積層体が第１上側ステージに接触するまで上昇させた。その後、積層体に０．１３ＭＰａの圧力をかけた状態（即ち、８０℃、プレス圧０．１３ＭＰａ）で６０秒間保持し、その後、圧力をかけない状態とする操作を２回行った（第１プレス工程）。

次に、第１プレス工程を行った直後の積層体を手作業により第２プレス機の第２下側ステージ上に搬送して配置した（搬送工程）。第２プレス機としては、実施例１で第２プレス機として用いたプレス機（ＳＣＩＶＡＸ社製のナノインプリント装置「ＶＸシリーズ」（型番；ＶＸ−２０００））を用いた。このとき、第２上側ステージは予め加熱し１５０℃に維持し、第２下側ステージは予め加熱し８０℃に維持しておいた。

次に、積層体に１．５ＭＰａの圧力をかけた状態で６０秒間保持した（第２プレス工程）。その後、第２上側ステージを上昇させ、第２プレス機から積層体を取り出した。取り出した積層体のモールドを転写対象物から引き剥がして転写成形品を製造した。このようにして、転写対象物に熱ナノインプリントを行った。

本実施例において、１つの転写成形品当りの製造時間を算出した。その結果、本実施例における、１つの転写成形品当りの製造時間は、１０分であった。また、消費エネルギーが少なく、かつ、転写成形品の転写面をＳＥＭにて観察したところ、気泡などの転写不良は観察されず、転写精度が維持されていることが確認できた。

（実施例６）
転写対象物としてＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）からなるフィルム（融点（Ｔｍ）１１０℃；厚み０．０４ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例３と同様にして積層体を得た。

得られた積層体を手作業により第１プレス機の第１下側ステージ上に配置した。第１プレス機としては、実施例１で第１プレス機として用いたプレス機（井元製作所社製の「熱プレス機（型番；ＩＭＣ−１９６３）」）と同様のものを用いた。このとき、第１上側ステージ及び第１下側ステージは、それぞれ予め加熱し７０℃に維持しておいた。

次に、上記第１プレス機の第１上側ステージを、手動操作により上記積層体に接触するまで下降させた。その後、積層体に０．１３ＭＰａの圧力をかけた状態で６０秒間保持し、その後、圧力をかけない状態とする操作を２回行った（第１プレス工程）。

次に、第１プレス工程を行った直後の積層体を手作業により第２プレス機の第２下側ステージ上に搬送して配置した（搬送工程）。第２プレス機としては、実施例１で第２プレス機として用いたプレス機（ＳＣＩＶＡＸ社製のナノインプリント装置「ＶＸシリーズ」（型番；ＶＸ−２０００））を用いた。このとき、第２上側ステージは予め加熱し１４０℃に維持し、第２下側ステージは予め加熱し７０℃に維持しておいた。

次に、積層体に１．５ＭＰａの圧力をかけた状態で６０秒間保持した（第２プレス工程）。その後、第２上側ステージを上昇させ、第２プレス機から積層体を取り出した。取り出した積層体のモールドを転写対象物から引き剥がして転写成形品を製造した。このようにして、転写対象物に熱ナノインプリントを行った。

本実施例において、１つの転写成形品当りの製造時間を算出した。その結果、本実施例における、１つの転写成形品当りの製造時間は、１０分であった。また、消費エネルギーが少なく、かつ、転写成形品の転写面をＳＥＭにて観察したところ、気泡などの転写不良は観察されず、転写精度が維持されていることが確認できた。

（実施例７）
転写対象物として高Ｔｇ環状ポリオレフィン樹脂（ガラス転移温度（Ｔｇ１５６℃））を用いたこと以外は、実施例１と同様にして積層体を得た。

次に、得られた積層体を手作業により第１プレス機の第１下側ステージ上に配置した。第１プレス機としては、実施例１で第１プレス機として用いたプレス機（井元製作所社製の「熱プレス機」（型番；ＩＭＣ−１９６３））と同様のものを用いた。このとき、第１上側ステージ及び第１下側ステージは、予め加熱し１００℃（即ち、転写対象物である高Ｔｇ環状ポリオレフィン樹脂（ガラス転移温度（Ｔｇ１５６℃）−５６℃）に維持しておいた。

次に、上記第１プレス機の第１下側ステージを、ゲージ圧０．４ＭＰａで上記積層体に接触するまで上昇させた。その後、ゲージ圧０．７ＭＰａまで上昇させて、積層体に０．２ＭＰａの圧力がかかったところで第１下側ステージの上昇を停止させた。この状態（即ち、１００℃、プレス圧０．２ＭＰａ）を６０秒間保持し、その後、圧力をかけない状態とする操作を２回行った（第１プレス工程）。

次に、第１プレス工程を行った直後の積層体を手作業により第２プレス機の第２下側ステージ上に搬送して配置した（搬送工程）。第２プレス機としては、実施例１で第２プレス機として用いたプレス機（ＳＣＩＶＡＸ社製のナノインプリント装置「ＶＸシリーズ」（型番；ＶＸ−２０００））を用いた。このとき、第２上側ステージは予め加熱し２１０℃（即ち、転写対象物である高Ｔｇ環状ポリオレフィン樹脂（ガラス転移温度（Ｔｇ１５６℃）＋５４℃）に維持し、第２下側ステージは予め加熱し１００℃に維持しておいた。

次に、第２上側ステージを１０μｍ／秒で下降させて、積層体に２．３ＭＰａの圧力がかかったところで第２上側ステージの下降を停止させた。この状態（即ち、２１０℃、プレス圧２．３ＭＰａ）を６０秒間保持した（第２プレス工程）。

その後、第２上側ステージを上昇させ、第２プレス機から積層体を取り出した。取り出した積層体のモールドを転写対象物から引き剥がして転写成形品を製造した。このようにして、転写対象物に熱ナノインプリントを行った。

上記方法により複数の転写成形品を製造し、１つの転写成形品当りの製造時間を算出した。その結果、本実施例における、１つの転写成形品当りの製造時間は、１０分であった。なお、製造時間の内訳は、製品取出し及びワークセットの合計の時間が４分、第１プレス工程の所要時間が３分、第２プレス工程の所要時間が３分であった。

転写成形品の転写面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、気泡などの転写不良は観察されず、転写精度が維持されていることが確認できた。

（比較例１）
まず、両面が平坦な（凹凸パターンが形成されていない）スタンパ（ニッケル（Ｎｉ）製、外形：（縦×横）９５ｍｍ×１４０ｍｍ，（厚さ）３００μｍ）上に、環状オレフィン樹脂製フィルムからなる転写対象物（２６０℃におけるＭＦＲ値（メルトフローレート値）７．３ｇ／１０分、外形：（縦×横）９５ｍｍ×１４５ｍｍ，（厚さ）１００μｍ）を配置した後、転写対象物におけるスタンパとは反対側の面（転写面）に、表面に微細な凹凸構造（サブミクロンサイズパターン）が形成されたモールド（ニッケル（Ｎｉ）製、凹凸パターン面積約１００ｃｍ^２、外形：（縦×横）９５ｍｍ×１４０ｍｍ，（厚さ）３００μｍ）の上記表面が接するように配置して、スタンパ側から、スタンパ、転写対象物、モールドが順に配置された積層体を得た。

次に、得られた積層体を手作業によりプレス機の下側ステージ上に配置した。このプレス機としては、実施例１で第２プレス機として用いたプレス機（ＳＣＩＶＡＸ社製のナノインプリント装置「ＶＸシリーズ」（型番；ＶＸ−２０００））を用いた。

次に、上記プレス機の上側ステージを、手動操作により上記積層体に接触するまで下降させた。その後、積層体の落下防止のために、積層体に０．０１ＭＰａ程度の圧力がかかるように上側ステージを下降させた。次に、上記プレス機の自動運転モードを用いて、上側ステージ及び下側ステージの温度が１７０℃になるまで昇温させた後、上側ステージを１０μｍ／秒で下降させて、積層体に２．３ＭＰａの圧力がかかったところで上側ステージの下降を停止させた。停止させた後この状態（即ち、１７０℃、プレス圧２．３ＭＰａ）を６０秒間保持した。その後、荷重２．３ＭＰａを維持したまま水冷機により上側ステージ及び下側ステージを１００℃まで冷却した。その後、上側ステージを上昇させ、プレス機から積層体を取り出した。取り出した積層体のモールドを転写対象物から引き剥がして転写成形品を製造した。このようにして、転写対象物に熱ナノインプリントを行った。

上記方法により複数の転写成形品を製造し、１つの転写成形品当りの製造時間を算出した。その結果、本比較例における、１つの転写成形品当りの製造時間は、１５分であった。なお、製造時間の内訳は、製品取出し及びワークセットの合計の時間が４分、装置昇温の時間が４分、プレスの時間が３分、装置冷却の時間が４分であった。

転写成形品の転写面をＳＥＭにて観察したところ、転写精度が維持されていることが確認できた。

（比較例２）
転写対象物として実施例４と同様のＰＭＭＡフィルムを採用したこと以外は、比較例１と同様にして積層体を得た。

次に、得られた積層体を手作業により比較例１で用いたものと同様のプレス機（ＳＣＩＶＡＸ社製のナノインプリント装置「ＶＸシリーズ」（型番；ＶＸ−２０００））の下側ステージ上に配置した。このとき、上側ステージ及び下側ステージは予め加熱し８０℃に維持しておいた。

次に、上記プレス機の上側ステージを、手動操作により上記積層体に接触するまで下降させた。その後、積層体の落下防止のために、積層体に０．０１ＭＰａ程度の圧力がかかるように上側ステージを下降させた。次に、上記プレス機の自動運転モードを用いて、上側ステージ及び下側ステージの温度が１３０℃になるまで昇温させた後、上側ステージを１０μｍ／秒で下降させて、積層体に２．３ＭＰａの圧力がかかったところで上側ステージの下降を停止させた。停止させた後この状態（即ち、１３０℃、プレス圧２．３ＭＰａ）を６０秒間保持した。その後、プレス圧２．３ＭＰａを維持したまま水冷機により上側ステージ及び下側ステージを８０℃まで冷却した。その後、上側ステージを上昇させ、プレス機から積層体を取り出した。取り出した積層体のモールドを転写対象物から引き剥がして転写成形品を製造した。このようにして、転写対象物に熱ナノインプリントを行った。

上記方法により複数の転写成形品を製造し、１つの転写成形品当りの製造時間を算出した。その結果、本比較例における、１つの転写成形品当りの製造時間は、１５分であった。なお、製造時間の内訳は、製品取出し及びワークセットの合計の時間が４分、装置昇温の時間が４分、プレスの時間が３分、装置冷却の時間が４分であった。

転写成形品の転写面をＳＥＭにて観察したところ、転写精度が維持されていることが確認できた。

（比較例３）
第１プレス機のプレス時における温度を室温（２３℃）にしたこと以外は、実施例１と同様にして熱ナノインプリントを行った。その結果、本比較例では、転写対象物と鋳型との間に空気が介在したことが原因と思われる転写不良が発生した。

実施例１〜７及び比較例１〜３から明らかなように、実施例１〜７の熱ナノインプリント方法は、比較例１〜３の熱ナノインプリント方法に比べて、得られる転写成形体の転写精度を維持しつつ、１つの転写成形体を製造するために必要な時間が短く、かつ、消費エネルギーが小さい方法であることが確認できた。

実施例１〜７においては、２台のプレス機（第１プレス機及び第２プレス機）を使用しているため、比較例１、２のように１台のプレス機のみを使用する場合に比べて、ステージの温度を変化（昇温・冷却）させる必要がない。即ち、温度変化（特に昇温）のために必要なエネルギーは不要である。なお、ステージの温度を維持するためのエネルギーは必要であるが、１台のプレス機のみを使用する場合におけるステージの昇温及び冷却に必要なエネルギーに比べれば遥かに小さいエネルギー量である。従って、消費エネルギーが小さい熱ナノインプリント方法である。また、ステージの温度を変化（昇温・冷却）させる必要がないため、温度を変化に必要な時間がかからず、１つの転写成形体を製造するために必要な時間が短い。

一方、比較例１において、プレス機のステージ（上側ステージ及び下側ステージ）を１００℃から１７０℃まで加熱するのに必要なエネルギー量は、式：材料比熱×質量×温度変化＝必要なエネルギー量により計算することができる（但し、放熱等に起因するロスは無視する）。上記式によると、比較例１では、１回の昇温に約７００ｋＪ必要であることが分かる。そして、１７０℃から１００℃までステージ（上側ステージ及び下側ステージ）を冷却するエネルギーも必要であるため、更に多くのエネルギーを使用していると考えられる。

本発明の熱ナノインプリント方法は、半導体製造の分野などにおける微細パターンの形成方法として好適に採用することができる。また、本発明のナノインプリント装置は、半導体製造の分野などにおける微細パターンの形成装置として用いることができる。

１１：積層体、１３：第１プレス部、１５：第２プレス部、１７：ロボットアーム、１９：第１上側ステージ、２１：第１下側ステージ、２５：第１加熱温調部、２７：第２上側ステージ、２９：第２下側ステージ、３３：第２加熱温調部、３５：第１モータ、３７：第１ガイド部材、３９：第２モータ、４１：第２ガイド部材、４３：基底台、４５：腕部、４７：把持爪、４９：支柱、５１：回転軸、５３：スタンパ、５５：転写対象物、５５ａ：転写面、５７：モールド、５７ａ：表面、５９：中間部、６１：表面部、６３：裏面部、６５：シリコンウエハ、６７：ヒーター、６９：冷却管、１００：ナノインプリント装置、２００：第１プレス機、３００：第２プレス機。

Claims (4)

1. プレス機を２台用意し、その後、スタンパ、転写面を有する樹脂からなる転写対象物、表面に微細な凹凸構造が形成されたモールドの順に積層され、且つ、前記転写対象物と前記モールドとは前記転写面と前記表面とが向かい合うように配置されている積層体を、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度未満の所定の温度または融点未満の所定の温度に維持された第１の一方のステージ及び第１の他方のステージを有する、２台の前記プレス機のうちの一方の第１プレス機の前記第１の一方のステージ及び前記第１の他方のステージの間に、前記積層体がプレスされたときに前記積層体がその積層方向の力を受けるように配置して、前記第１プレス機により前記積層体をプレスする第１プレス工程と、
   前記第１プレス工程においてプレスされた前記積層体を、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度以上の所定の温度または融点以上の所定の温度に維持された第２の一方のステージ、及び、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度未満の所定の温度または融点未満の所定の温度に維持された第２の他方のステージを有する、２台の前記プレス機のうちの他方の第２プレス機の前記第２の一方のステージ及び前記第２の他方のステージの間に、前記積層体がプレスされたときに前記積層体がその積層方向の力を受けるように配置して、前記第２プレス機により前記積層体を更にプレスする第２プレス工程と、
   を備え、前記転写対象物の前記転写面に、前記モールドの前記表面に形成された凹凸構造を転写する熱ナノインプリント方法。
2. 前記第１プレス工程において、前記第１の一方のステージ及び前記第１の他方のステージを、加熱し且つ前記転写対象物のガラス転移温度よりも２０〜６０℃低い温度または融点よりも２０〜６０℃低い温度に維持した状態で前記第１の他方のステージに前記積層体を配置してプレスし、
   前記第２プレス工程において、前記第２の一方のステージを、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度よりも２０〜６０℃高い温度または融点よりも２０〜６０℃高い温度に維持するとともに、前記第２の他方のステージを、加熱され且つ前記転写対象物のガラス転移温度よりも２０〜６０℃低い温度または融点よりも２０〜６０℃低い温度に維持した状態で、前記第２の他方のステージ上に前記第１プレス工程においてプレスされた前記積層体を配置してプレスする請求項１に記載の熱ナノインプリント方法。
3. 前記第１プレス工程において、前記第１プレス機により前記積層体をプレスする際のプレス圧力が、０．０１〜１ＭＰａであり、総プレス時間が２０〜２００秒である請求項１または２に記載の熱ナノインプリント方法。
4. 前記第２プレス工程において、前記第２プレス機により前記積層体を更にプレスする際のプレス圧力が０．５〜１０ＭＰａでプレス時間が１０〜２００秒であり、前記第２プレス工程におけるプレス圧力は、前記第１プレス工程におけるプレス圧力よりも大きい請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱ナノインプリント方法。

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