WO2016010105A1 - ステップアンドリピート式インプリント装置及び方法 - Google Patents

ステップアンドリピート式インプリント装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016010105A1
WO2016010105A1 PCT/JP2015/070365 JP2015070365W WO2016010105A1 WO 2016010105 A1 WO2016010105 A1 WO 2016010105A1 JP 2015070365 W JP2015070365 W JP 2015070365W WO 2016010105 A1 WO2016010105 A1 WO 2016010105A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stage
base material
repeat
flexible substrate
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/070365
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸大 宮澤
Original Assignee
綜研化学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 綜研化学株式会社 filed Critical 綜研化学株式会社
Priority to JP2016534484A priority Critical patent/JPWO2016010105A1/ja
Priority to US15/326,725 priority patent/US20170205708A1/en
Priority to EP15822179.6A priority patent/EP3171391A4/en
Priority to KR1020177003121A priority patent/KR20170031710A/ko
Priority to CN201580038910.1A priority patent/CN106663603A/zh
Publication of WO2016010105A1 publication Critical patent/WO2016010105A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B29C2059/023—Microembossing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/001—Shaping in several steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/026—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing of layered or coated substantially flat surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a step-and-repeat imprint apparatus and method.
  • the imprint technique is a microfabrication technique in which a mold having a concavo-convex pattern is pressed against a transfer material such as a liquid resin on a substrate, thereby transferring the pattern of the mold to the transfer material.
  • the fine concavo-convex pattern ranges from a nanoscale pattern of 10 nm to about 100 ⁇ m, and is used in various fields such as semiconductor materials, optical materials, storage media, micromachines, biotechnology, and the environment.
  • a mold having a nano-order fine concavo-convex pattern on the surface is very expensive because it takes time to form the pattern. Therefore, it is difficult to increase the size (increase in area) of a mold having a nano-order fine concavo-convex pattern on the surface.
  • Patent Document 1 imprinting using a small mold is repeated while shifting the position of the mold so that the processing areas do not overlap (step-and-repeat).
  • a cured resin layer having a reversal pattern in which a concavo-convex pattern is reversed is formed by exposing and curing the transfer material in a state where the concavo-convex pattern of the mold is pressed in a direction perpendicular to the transfer material. The process of removing the mold from the cured resin layer in the vertical direction is repeated.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a step-and-repeat type imprint apparatus that can suppress imprint defects or damage to a mold. is there.
  • a stage on which a stage substrate is placed a positioning mechanism configured to be relatively movable with respect to the stage and holding a flexible substrate so as to face the stage substrate, A pressure mechanism that presses the flexible substrate toward the stage substrate while bending the flexible substrate, and one of the stage substrate and the flexible substrate has an uneven pattern.
  • the other of the stage substrate and the flexible substrate includes a transferred resin layer to which the concave / convex pattern is transferred, and the stage base while the pressurizing mechanism bends the flexible substrate.
  • a step-and-repeat type imprint apparatus configured such that the concave / convex pattern is transferred to the transferred resin layer by pressing toward the material.
  • the concavo-convex pattern is transferred by pressing the flexible base material held by the positioning mechanism that can move relative to the stage while pressing the flexible base material against the stage base material placed on the stage. Yes.
  • it is easy to release air between the flexible base material and the stage base material, and it is also easy to separate them after transfer.
  • the influence of the flatness and parallelism of the upper and lower surfaces of a stage is small. With such a configuration, it is easy to increase the size of the mold.
  • the pressurizing mechanism is configured to be movable on the flexible substrate.
  • the positioning mechanism is configured to be movable in a direction substantially perpendicular to a moving direction of the pressurizing mechanism.
  • the positioning mechanism is configured to be movable in a direction substantially the same as a moving direction of the pressurizing mechanism.
  • the positioning mechanism is positioned using a fixed mark provided on the stage and a movement mark provided on the positioning mechanism.
  • the fixed marks are a plurality of grids provided on the stage.
  • the flexible substrate is placed in a state in which a stage substrate placed on a stage and a flexible substrate held so as to be relatively movable with respect to the stage face each other.
  • a step-and-repeat imprint method comprising: a transfer step of transferring to a transfer target resin layer provided on the other of the flexible base material; and a repeating step of moving the flexible base material to perform the transfer step.
  • the flexible substrate is pressed toward the stage substrate by moving a pressure mechanism on the flexible substrate.
  • the repeating step includes a step of performing the transfer step by moving the flexible base material in a direction substantially perpendicular to a moving direction of the pressure mechanism.
  • the repeating step includes a step of performing the transfer step by moving the flexible substrate in a direction substantially the same as a moving direction of the pressurizing mechanism.
  • the structure of the step and repeat type imprint apparatus of 1st Embodiment of this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the step and repeat type imprint method by the imprint apparatus of FIG. 1, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the step and repeat type imprint method by the imprint apparatus of FIG. 1, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the step and repeat type imprint method by the imprint apparatus of FIG. 1, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the step and repeat type imprint method by the imprint apparatus of FIG.
  • step and repeat type imprint apparatus of 2nd Embodiment of this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the step and repeat type imprint method by the imprint apparatus of FIG. 6, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the step and repeat type imprint method by the imprint apparatus of FIG. 6, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the step and repeat type imprint method by the imprint apparatus of FIG. 6, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the step and repeat type imprint method by the imprint apparatus of FIG. 6, (a) is a front view, (b) is a top view.
  • FIG. 10 The structure of the step and repeat type imprint apparatus of 3rd Embodiment of this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a top view. It is explanatory drawing of the method of the alignment by the imprint apparatus of FIG. 10, (a) is a front view, (b) is a top view. 11 shows images taken by the imaging units 37a and 37b in the state of FIG. 11, (a) to (b) are states before correction, (c) to (d) are states after tilt correction, and (e) to (f) ) Shows a state after longitudinal position correction.
  • a step-and-repeat imprint apparatus is configured to be capable of moving relative to the stage 1 on which the stage base 3 is placed and the stage 1. And a positioning mechanism 5 that holds the flexible substrate 9 so as to face the stage substrate 3, and presses the flexible substrate 9 toward the stage substrate 3 while bending the flexible substrate 9. And a pressurizing mechanism 7.
  • a concavo-convex pattern 10 is provided in a partial region of the flexible base material 9, and a transferred resin layer 11 to which the concavo-convex pattern 10 is transferred is formed on the stage base material 3.
  • the pressurizing mechanism 7 is configured to be transferred to the transferred resin layer 11 by pressing the flexible base material 9 toward the stage base material 3 while bending the flexible base material 9. Therefore, the flexible substrate 9 having the concavo-convex pattern 10 functions as an imprint mold.
  • the positioning mechanism 5 includes a proximal end holding portion 15 that holds the proximal end side of the flexible base material 9 and a distal end holding portion 25 that holds the distal end side of the flexible base material 9.
  • the proximal end holding unit 15 is configured to be movable along the longitudinal direction of the stage 1, and is configured to be supported by the longitudinal driving unit 15 a and movable in the short direction of the stage 1.
  • the tip holding unit 25 is configured to be movable along the longitudinal direction of the stage 1 and a short drive unit 25 a configured to be movable in the short direction of the stage 1 and supported by the longitudinal drive unit 25 a.
  • the hand direction drive unit 25b includes a height direction drive unit 25c that is supported by the short direction drive unit 25b and configured to be movable in the height direction of the stage 1.
  • the base end side of the flexible base material 9 is supported by the short-side driving unit 15b so that it can be moved two-dimensionally on the stage 1.
  • the front end side of the flexible base material 9 is supported by the height direction driving unit 25c, so that the stage 1 can be moved three-dimensionally.
  • the structure of the positioning mechanism 5 is not limited to what was shown here, The thing of various structures can be utilized.
  • the base end holding unit 15 may be provided with a height direction driving unit, and the base end side of the flexible base material 9 may be supported by the height direction driving unit.
  • the longitudinal direction drive units 15a and 25a are not necessary.
  • the pressurizing mechanism 7 is composed of a cylindrical roller 7b that can rotate around a rotating shaft 7a.
  • the rotation shaft 7 a is supported by a bearing of a support mechanism (not shown) that can move along the longitudinal direction of the stage 1.
  • the roller 7 b moves on the flexible substrate 9 while rotating on the flexible substrate 9, thereby pressing the flexible substrate 9 against the stage substrate 3. It is possible.
  • the pressurizing mechanism 7 only needs to be able to press the flexible base material 9 toward the stage base material 3 while bending the flexible base material 9. Therefore, the roller 7b does not necessarily need to rotate, and instead of the roller 7b.
  • the plate-like blade may be moved.
  • a stage substrate 3 is placed on the stage 1, and a transferred resin layer 11 is formed on the stage substrate 3. Further, the flexible base material 9 having the uneven pattern 10 is attached to the positioning mechanism 5.
  • the stage base material 3 may or may not have flexibility, and may or may not be transparent.
  • various substrates such as a resin substrate, a quartz substrate, a silicone substrate, and a silicon substrate can be used.
  • the transferred resin layer 11 can be formed by applying a photocurable resin composition on the stage substrate 3.
  • the photocurable resin composition contains a monomer and a photoinitiator and has a property of being cured by irradiation with active energy rays.
  • Active energy rays is a general term for energy rays that can cure a photocurable resin composition, such as UV light, visible light, and electron beams.
  • the transferred resin layer 11 is usually a transparent resin layer, and the thickness is usually 50 nm to 1 mm, preferably 500 nm to 500 ⁇ m. With such a thickness, imprinting is easy to perform. In this embodiment, every time imprinting is performed, the transferred resin layer 11 is formed in a region where the next imprinting is performed.
  • the imprint and the transferred resin layer 11 are alternately formed, but the present invention is not limited to this, and the transferred resin layer 11 may be formed in the entire area where imprinting is performed first.
  • the transfer resin layer 11 may be formed at a time in a region corresponding to imprint, and the number of steps for forming the transfer resin layer 11 may be reduced.
  • the flexible substrate 9 is a flexible substrate. Moreover, since irradiation of the active energy ray 27 (illustrated in FIG. 2) to the transferred resin layer 11 is normally performed through the flexible substrate 9, the flexible substrate 9 is preferably transparent. .
  • the flexible substrate 9 is, for example, a resin substrate.
  • Usable resins include polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyester, polyolefin, polyimide, polysulfone, polyethersulfone, cyclic polyolefin, and polyethylene naphthalate.
  • the concavo-convex pattern 10 can be formed on a resin layer formed by applying a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin on the flexible substrate 9.
  • the resin to be applied is preferably a photocurable resin. Specific examples include acrylic resins, styrene resins, olefin resins, polycarbonate resins, polyester resins, epoxy resins, and silicone resins. Further, the resin may contain a peeling component such as a fluorine compound, a long-chain alkyl compound, and a wax.
  • the uneven pattern 10 is not particularly limited, but preferably has a period of 10 nm to 2 mm, a depth of 10 nm to 500 ⁇ m, and a transfer surface of 1.0 to 1.0 ⁇ 10 6 mm 2 , a period of 20 nm to 20 ⁇ m, and a depth of 50 nm to 1 ⁇ m.
  • a transfer surface of 1.0 to 0.25 ⁇ 10 6 mm 2 is more preferable. With this setting, it is possible to transfer a sufficient uneven pattern 10 to the transfer body.
  • Examples of the surface shape include moth-eye, line, cylinder, monolith, cone, polygonal pyramid, and microlens.
  • the pressurizing mechanism 7 is disposed at a position close to the proximal end holding portion 15, and the height direction driving portion 25 c of the distal end holding portion 25 is at a relatively high position. In this state, the flexible substrate 9 is bent. The pressurizing mechanism 7 is not positioned above the transferred resin layer 11, and the uneven pattern 10 is not transferred to the transferred resin layer 11.
  • the pressurizing mechanism 7 is moved in the direction indicated by the arrow X in FIG. 1, and the height direction driving unit 25c is lowered to the state shown in FIG.
  • the end of the concavo-convex pattern 10 first comes into contact with the transferred resin layer 11, and the concavo-convex pattern 10 and the transferred resin layer 11 come into contact with the lowering of the height direction driving unit 25 c and the movement of the pressurizing mechanism 7.
  • the uneven pattern 10 is pressed against the transferred resin layer 11 while the area gradually increases, and finally, the entire uneven pattern 10 is transferred to the transferred resin layer 11. According to such a transfer method, air escape is good and a high-pressure press is unnecessary. Further, it is not easily affected by the flatness and parallelism of the upper and lower surfaces of the stage 1.
  • the transferred resin layer 11 is irradiated with active energy rays 27 through the flexible substrate 9 in a state where the uneven pattern 10 is pressed against the transferred resin layer 11.
  • Layer 11 is cured.
  • a cured resin layer 29 having an inverted pattern 10 r in which the uneven pattern 10 is inverted is formed.
  • the pressurizing mechanism 7 is transparent, the active energy ray 27 can be irradiated with the pressurizing mechanism 7 disposed on the transferred resin layer 10 as shown in FIG.
  • irradiation with the active energy ray 27 may be performed in a state where the pressurizing mechanism 7 is retracted to a position close to the proximal end holding portion 15 as shown in FIG.
  • the pressurizing mechanism 7 is on the transferred resin layer 11
  • the pressurizing mechanism 7 is retracted to a position close to the proximal end holding unit 15 and then the height direction driving unit 25 c is raised to raise and lower the unevenness.
  • the pattern 10 is peeled from the cured resin layer 29.
  • the peeling gradually proceeds from the end of the concavo-convex pattern 10 while bending the flexible substrate 9, the force required for the peeling is relatively small, and the concavo-convex pattern 10 and the reverse pattern 10r are damaged. Risk can be reduced.
  • the short direction driving units 15b and 25b are moved by one step in the short direction of the stage 1, and the cured resin layer 29 having the reverse pattern 10r is formed by the same method.
  • FIGS. 4 to 5 After the step-and-repeat in the short direction is completed, as shown in FIGS. 4 to 5, the longitudinal direction drive units 15a and 25a are moved by one step in the longitudinal direction of the stage 1, and the reverse pattern is obtained in the same manner. A cured resin layer 29 having 10r is formed. For convenience of illustration, FIGS. 4 to 5 do not show the longitudinal direction drive unit 25a and the short direction drive unit 25b.
  • This microstructure can be used for imprint molds, microcontact printing stampers, optical sheets (antireflection sheets, hologram sheets, lens sheets, polarization separation sheets), water repellent sheets, hydrophilic sheet cell culture sheets, and the like. .
  • the order of performing step-and-repeat is not particularly limited, the order of A, B, C, D, E, and F, the order of A, B, C, F, E, and D in FIG. Examples include the order of D, F, and E.
  • the basic configuration of the imprint apparatus according to this embodiment is the same as that of the first embodiment, and a description of common parts is omitted.
  • a fine pattern with a large area is formed on the flexible substrate 9 by step-and-repeat imprinting, a flexible substrate 9 larger than that in the first embodiment is required.
  • maintain this are enlarged as much as the flexible base material 9 is large.
  • the flexible base material 9 may be bent even when the position of the transferred resin layer 11 on the flexible base material 9 is relatively far from the height direction driving unit 25c.
  • the movable range of the height direction drive unit 25c is larger than that of the first embodiment as possible.
  • a stage substrate 3 having a concavo-convex pattern 10 is placed on the stage 1. Further, the flexible substrate 9 is attached to the positioning mechanism 5, and the transferred resin layer 11 is formed on the flexible substrate 9.
  • the pressurizing mechanism 7 is disposed at a position closer to the base end holding portion 15 than right above the transferred resin layer 11, and the height direction driving portion 25c of the tip holding portion 25 is at a relatively high position. In this state, the flexible base material 9 is in a bent state. The pressurizing mechanism 7 is not positioned above the transferred resin layer 11, and the uneven pattern 10 is not transferred to the transferred resin layer 11.
  • the pressurizing mechanism 7 is moved in the direction indicated by the arrow X in FIG. 6 and the height direction driving unit 25c is lowered to the state shown in FIG.
  • the end of the concavo-convex pattern 10 first comes into contact with the transferred resin layer 11, and the concavo-convex pattern 10 and the transferred resin layer 11 come into contact with the lowering of the height direction driving unit 25 c and the movement of the pressurizing mechanism 7.
  • the uneven pattern 10 is pressed against the transferred resin layer 11 while the area gradually increases, and finally, the entire uneven pattern 10 is transferred to the transferred resin layer 11. According to such a transfer method, air escape is good and a high-pressure press is unnecessary. Further, it is not easily affected by the flatness and parallelism of the upper and lower surfaces of the stage 1.
  • the transferred resin layer 11 is irradiated with active energy rays 27 through the flexible substrate 9 in a state where the uneven pattern 10 is pressed against the transferred resin layer 11.
  • Layer 11 is cured.
  • a cured resin layer 29 having an inverted pattern 10 r obtained by inverting the uneven pattern 10 is formed.
  • the pressurizing mechanism 7 is on the transferred resin layer 11
  • the pressurizing mechanism 7 is retracted to a position close to the proximal end holding unit 15 and then the height direction driving unit 25 c is raised to raise and lower the unevenness.
  • the pattern 10 is peeled from the cured resin layer 29.
  • the peeling gradually proceeds from the end of the concavo-convex pattern 10 while bending the flexible substrate 9, the force required for the peeling is relatively small, and the concavo-convex pattern 10 and the reverse pattern 10r are damaged. Risk can be reduced.
  • the short direction driving units 15 b and 25 b are moved by one step in the short direction of the stage 1, and the cured resin layer 29 having the reversal pattern 10 r is formed by the same method.
  • the longitudinal direction driving units 15a and 25a are moved by one step in the longitudinal direction of the stage 1, and the reverse pattern 10r is provided in the same manner.
  • a cured resin layer 29 is formed.
  • the positional accuracy when the drive units of the proximal end holding unit 15 and the distal end holding unit 25 are moved depends on the accuracy of the driving mechanism such as screw feed.
  • the present embodiment is characterized in that high-accuracy positioning is possible at a relatively low cost.
  • this embodiment is applicable to 1st and 2nd embodiment, and description is not repeated about a common part. Further, FIGS. 10 to 11 show only parts necessary for the description of the present embodiment.
  • the precision scale 41 is placed on the stage 1.
  • a large number of cells 43 are drawn on the precision scale 41 with high dimensional accuracy.
  • the stage substrate 3 in the first and second embodiments is placed on the precision scale 41.
  • a transparent substrate is used as the stage substrate 3, and the cells 43 can be observed through the stage substrate 3.
  • the mesh 43 does not move when the positioning mechanism 5 is positioned, and functions as a “fixed mark” in the claims.
  • Transparent plates 31a and 31b having marks 33a and 33b are provided at substantially both ends of the longitudinal driving unit 15a of the tip holding unit 15.
  • the marks 33a and 33b are marks that move when the positioning mechanism 5 is positioned, and function as “moving marks” in the claims.
  • the stage 1 is provided with an imaging mechanism 35.
  • the imaging mechanism 35 includes a longitudinal direction drive unit 35a.
  • the longitudinal drive unit 35a includes imaging units 37a and 37b supported by support units 39a and 39b.
  • the imaging units 37a and 37b are configured with a microscope or the like.
  • the longitudinal direction drive unit 15a is moved to a desired position along the longitudinal direction of the stage 1.
  • An example of the state after movement is shown in FIG.
  • the longitudinal direction drive unit 35a is moved so that the imaging units 37a and 37b are positioned directly above the marks 33a and 33b, and the marks 33a and 33b and the mesh 43 are imaged from directly above the marks 33a and 33b.
  • An example of the obtained image is shown in FIGS.
  • the mark 33a is located on the left side of the mark 33b, and the longitudinal drive unit 15a is slightly inclined to the left side.
  • the longitudinal driving unit 15a is rotated clockwise until the positions of the marks 33a and 33b in the left-right direction coincide with each other.
  • the longitudinal drive unit 15a is translated so that the marks 33a and 33b are positioned on the vertical line 43a of the mesh 43, and the longitudinal drive unit 15a is translated. Positioning is completed. According to such a method, even if the accuracy of the drive mechanism of the longitudinal drive unit 15a is low, the highly accurate positioning of the longitudinal drive unit 15a is possible by using the highly accurate precision scale 41. is there.
  • the inclination of the longitudinal driving unit 15a is also corrected by using the two marks 33a and 33b. However, when the correction of the inclination is omitted, the longitudinal driving is performed by using one mark. You may position the part 15a. Further, by providing a similar mark on the short direction drive unit 15b, the short direction drive unit 15b can be positioned with high accuracy.
  • the shape of the fixed mark and the moving mark is not limited as long as the positioning mark 5 can be positioned by the positioning mechanism 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

　インプリント時に不良が発生したりモールドが破損したりすることを抑制することができる、ステップアンドリピート式インプリント装置を提供する。　本発明によれば、ステージ基材を載置するステージと、前記ステージに対して相対移動可能に構成され且つ前記ステージ基材に対向するように可撓性基材を保持する位置決め機構と、前記可撓性基材を撓ませながら前記可撓性基材を前記ステージ基材に向けて押圧する加圧機構とを備え、前記ステージ基材と前記可撓性基材の一方は、凹凸パターンを有し、前記ステージ基材と前記可撓性基材の他方は、前記凹凸パターンが転写される被転写樹脂層を備え、前記加圧機構が前記可撓性基材を撓ませながら前記ステージ基材に向けて押圧することによって前記凹凸パターンが前記被転写樹脂層に転写されるように構成される、ステップアンドリピート式インプリント装置が提供される。

Description

ステップアンドリピート式インプリント装置及び方法
　本発明は、ステップアンドリピート式インプリント装置及び方法に関する。
　インプリント技術とは、凹凸パターンを有するモールドを、基材上の液状樹脂等の転写材料へ押し付け、これによりモールドのパターンを転写材料に転写する微細加工技術である。微細な凹凸パターンとしては、１０ｎｍレベルのナノスケールのものから、１００μｍ程度のものまで存在し、半導体材料、光学材料、記憶メディア、マイクロマシン、バイオ、環境等、様々な分野で用いられている。
　ところで、ナノオーダーの微細な凹凸パターンを表面に有するモールドは、パターンの形成に時間がかかるため非常に高価である。そのため、ナノオーダーの微細な凹凸パターンを表面に有するモールドの大型化（大面積化）は困難である。
　そこで、特許文献１では、小さいモールドを用いたインプリントを、加工領域が重ならないようにモールドの位置をずらしながら繰り返す行うことによって大面積のインプリントを可能にしている（ステップアンドリピート）。
特許第４２６２２７１号
　特許文献１の方法では、モールドの凹凸パターンを転写材料に垂直方向に押し付けた状態で転写材料を露光して硬化させることによって凹凸パターンが反転された反転パターンを有する硬化樹脂層を形成し、その後、モールドを硬化樹脂層から垂直方向に取り外すという工程が繰り返される。
　特許文献１の方法ではモールドを転写材料に押し付ける際に両者の間にエアが挟まってしまい凹凸パターンが適切に転写されないことがあり、エア抜きのために高圧プレスするとモールド又は基材が破損するおそれがある。また、硬化樹脂層の形成後にモールドを取り外す際に、硬化樹脂層に形成された反転パターンが損傷する場合がある。さらに、転写材料を塗布する基材を載置するステージ上下面の平面度及び平行度の影響が転写精度に大きく影響する。これらの問題は、モールドの大型化に伴って、より深刻になる。
　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、インプリント不良が発生したりモールドが破損したりすることを抑制することができる、ステップアンドリピート式インプリント装置を提供するものである。
　本発明によれば、ステージ基材を載置するステージと、前記ステージに対して相対移動可能に構成され且つ前記ステージ基材に対向するように可撓性基材を保持する位置決め機構と、前記可撓性基材を撓ませながら前記可撓性基材を前記ステージ基材に向けて押圧する加圧機構とを備え、前記ステージ基材と前記可撓性基材の一方は、凹凸パターンを有し、前記ステージ基材と前記可撓性基材の他方は、前記凹凸パターンが転写される被転写樹脂層を備え、前記加圧機構が前記可撓性基材を撓ませながら前記ステージ基材に向けて押圧することによって前記凹凸パターンが前記被転写樹脂層に転写されるように構成される、ステップアンドリピート式インプリント装置が提供される。
　本発明では、ステージに対して相対移動可能な位置決め機構に保持された可撓性基材を撓ませながら、ステージ上に載置されたステージ基材に押し付けることによって、凹凸パターンの転写を行っている。このような構成によれば、可撓性基材とステージ基材の間のエア抜きが容易であり、且つ転写後に両者を分離させることも容易である。そして、特許文献１の方法に比べてステージの上下面の平面度及び平行度の影響が小さい。このような構成によって、モールドの大型化が容易である。
　以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は、互いに組み合わせ可能である。
　好ましくは、前記加圧機構は、前記可撓性基材上で移動可能に構成される。
　好ましくは、前記位置決め機構は、前記加圧機構の移動方向に略垂直な方向に移動可能に構成される。
　好ましくは、前記位置決め機構は、前記加圧機構の移動方向に略同一な方向に移動可能に構成される。
　好ましくは、前記位置決め機構は、前記ステージ上に設けられた固定マークと前記位置決め機構に設けられた移動マークとを用いて位置決めされる。
　好ましくは、前記固定マークは、前記ステージ上に多数設けられた枡目である。
　本発明の別の観点によれば、ステージ上に載置されるステージ基材と、前記ステージに対して相対移動可能に保持された可撓性基材を対向させた状態で前記可撓性基材を撓ませながら前記可撓性基材を前記ステージ基材に向けて押圧することによって、前記ステージ基材と前記可撓性基材の一方に設けられた凹凸パターンを、前記ステージ基材と前記可撓性基材の他方に設けられた被転写樹脂層に転写させる転写工程と、前記可撓性基材を移動させて前記転写工程を行う繰り返し工程を備える、ステップアンドリピート式インプリント方法が提供される。
　好ましくは、前記可撓性基材は、前記可撓性基材上で加圧機構を移動させることによって前記ステージ基材に向けて押圧される。
　好ましくは、前記繰り返し工程は、前記加圧機構の移動方向に略垂直な方向に前記可撓性基材を移動させて前記転写工程を行う工程を含む。
　好ましくは、前記繰り返し工程は、前記加圧機構の移動方向に略同一な方向に前記可撓性基材を移動させて前記転写工程を行う工程を含む。
本発明の第１実施形態のステップアンドリピート式インプリント装置の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１のインプリント装置によるステップアンドリピート式インプリント方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１のインプリント装置によるステップアンドリピート式インプリント方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１のインプリント装置によるステップアンドリピート式インプリント方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１のインプリント装置によるステップアンドリピート式インプリント方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の第２実施形態のステップアンドリピート式インプリント装置の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図６のインプリント装置によるステップアンドリピート式インプリント方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図６のインプリント装置によるステップアンドリピート式インプリント方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図６のインプリント装置によるステップアンドリピート式インプリント方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の第３実施形態のステップアンドリピート式インプリント装置の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１０のインプリント装置による位置合わせの方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図１１の状態で撮像部３７ａ，３７ｂが撮像した画像を示し、（ａ）～（ｂ）は補正前の状態、（ｃ）～（ｄ）は傾斜補正後の状態、（ｅ）～（ｆ）は長手方向位置補正後の状態を示す。
　以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について具体的に説明する。
１．第１実施形態
　図１に示すように、本発明の第１実施形態のステップアンドリピート式インプリント装置は、ステージ基材３を載置するステージ１と、ステージ１に対して相対移動可能に構成され且つステージ基材３に対向するように可撓性基材９を保持する位置決め機構５と、可撓性基材９を撓ませながら前記可撓性基材をステージ基材３に向けて押圧する加圧機構７とを備える。
　本実施形態では、可撓性基材９の一部の領域には、凹凸パターン１０が設けられており、ステージ基材３には、凹凸パターン１０が転写される被転写樹脂層１１が形成される。そして、加圧機構７が可撓性基材９を撓ませながらステージ基材３に向けて押圧することによって凹凸パターン１０が被転写樹脂層１１に転写されるように構成される。従って、凹凸パターン１０を有する可撓性基材９がインプリント用モールドとして機能する。
　より具体的には、位置決め機構５は、可撓性基材９の基端側を保持する基端保持部１５と、可撓性基材９の先端側を保持する先端保持部２５を備える。基端保持部１５は、ステージ１の長手方向に沿って移動可能に構成された長手方向駆動部１５ａと、長手方向駆動部１５ａによって支持され且つステージ１の短手方向に移動可能に構成された短手方向駆動部１５ｂとを備える。先端保持部２５は、ステージ１の長手方向に沿って移動可能に構成された長手方向駆動部２５ａと、長手方向駆動部２５ａによって支持され且つステージ１の短手方向に移動可能に構成された短手方向駆動部２５ｂとを、短手方向駆動部２５ｂによって支持され且つステージ１の高さ方向に移動可能に構成された高さ方向駆動部２５ｃを備える。可撓性基材９の基端側は短手方向駆動部１５ｂによって支持されることによってステージ１上を二次元移動可能になっている。可撓性基材９の先端側は高さ方向駆動部２５ｃによって支持されることによってステージ１上を三次元移動可能になっている。なお、位置決め機構５の構成は、ここで示したものに限定されず、種々の構成のものが利用可能である。例えば、基端保持部１５にも高さ方向駆動部を設けて、可撓性基材９の基端側を高さ方向駆動部に支持させてもよい。この場合、可撓性基材９の基端側もステージ１上を三次元移動可能になるので、可撓性基材９とステージ基材３の間の間隔の調整がより容易になる。また、短手方向にのみステップアンドリピートすることが必要な場合には、長手方向駆動部１５ａ，２５ａは不要である。
　加圧機構７は、回転軸７ａを中心に回転可能な円柱状のローラ７ｂで構成されている。回転軸７ａは、ステージ１の長手方向に沿って移動可能な支持機構（図示せず）の軸受けに支持されている。このような構成によってローラ７ｂが可撓性基材９上で回転しながら可撓性基材９上を移動することによって、可撓性基材９をステージ基材３に対して押圧することが可能になっている。なお、加圧機構７は、可撓性基材９を撓ませながらステージ基材３に向けて押圧できるものであればよいので、ローラ７ｂは必ずしも回転する必要がなく、また、ローラ７ｂの代わりに、板状のブレードを移動させる構成にしてもよい。また、加圧機構７は、移動することなく、可撓性基材９を撓ませながら押圧するように構成してもよい。さらに、加圧機構７は、空気などの気体で可撓性基材９を撓ませながらステージ基材３に向けて押圧できるものであれば、可撓性基材９に加圧機構７を接触させなくてもよい。
　ここで、本実施形態のインプリント装置を用いて、ステップアンドリピート式のインプリントを行う方法について説明する。
　まず、図１に示すように、ステージ１上にステージ基材３を載置し、ステージ基材３上に被転写樹脂層１１を形成する。また、凹凸パターン１０を有する可撓性基材９を位置決め機構５に取り付ける。
　ステージ基材３は、可撓性を有していてもいなくてもよく、透明であっても透明でなくもてよい。ステージ基材３としては、樹脂基材、石英基材、シリコーン基材、シリコン基材など種々の基材が利用可能である。
　被転写樹脂層１１は、光硬化性樹脂組成物をステージ基材３上に塗布することによって形成することができる。光硬化性樹脂組成物は、モノマーと、光開始剤を含有し、活性エネルギー線の照射によって硬化する性質を有する。「活性エネルギー線」は、ＵＶ光、可視光、電子線などの、光硬化性樹脂組成物を硬化可能なエネルギー線の総称である。被転写樹脂層１１は、通常は、透明樹脂層であり、その厚さは、通常５０ｎｍ～１ｍｍ、好ましくは、５００ｎｍ～５００μｍである。このような厚さとすれば、インプリント加工が行い易い。本実施形態では、インプリントを行う毎に、次にインプリントを行う領域に被転写樹脂層１１を形成している。つまり、インプリントと被転写樹脂層１１の形成を交互に行っているが、これに限定されず、最初にインプリントを行う全領域に被転写樹脂層１１を形成してもよく、複数回分のインプリントに相当する領域に一度に被転写樹脂層１１を形成して、被転写樹脂層１１を形成する工程の回数を減らしてもよい。
　可撓性基材９は、可撓性を有する基材である。また、被転写樹脂層１１への活性エネルギー線２７（図２に図示）の照射は、通常は、可撓性基材９を通じて行うので、可撓性基材９は、透明であることが好ましい。可撓性基材９は、例えば樹脂基材である。利用可能な樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、環状ポリオレフィンおよびポリエチレンナフタレートなどが挙げられる。
　凹凸パターン１０は、可撓性基材９上に熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を塗布して形成した樹脂層に形成することができる。塗布する樹脂としては、光硬化性樹脂が好ましい。具体的には、アクリル樹脂、スチレン樹脂、オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。また、樹脂は、フッ素化合物、長鎖アルキル化合物、およびワックスなどの剥離成分を含有してもよい。凹凸パターン１０に特に制限はないが、周期１０ｎｍ～２ｍｍ、深さ１０ｎｍ～５００μｍ、転写面１．０～１．０×１０６ｍｍ２のものが好ましく、周期２０ｎｍ～２０μｍ、深さ５０ｎｍ～１μｍ、転写面１．０～０．２５×１０６ｍｍ２のものがより好ましい。このように設定すれば、転写体に充分な凹凸パターン１０を転写することができる。表面形状としては、モスアイ、線、円柱、モノリス、円錐、多角錐、マイクロレンズが挙げられる。
　次に、位置決め機構５及び加圧機構７を図１に示す位置に移動させる。加圧機構７は、基端保持部１５に近い位置に配置されており、且つ先端保持部２５の高さ方向駆動部２５ｃは比較的高い位置にある。この状態では、可撓性基材９が撓んだ状態になっている。加圧機構７は、被転写樹脂層１１の上方に位置しておらず、凹凸パターン１０は被転写樹脂層１１に転写されていない。
　次に、図１の状態から、加圧機構７を図１の矢印Ｘで示す方向に移動させると共に高さ方向駆動部２５ｃを降下させて図２に示す状態にする。この際に、凹凸パターン１０の端が最初に被転写樹脂層１１に接触し、高さ方向駆動部２５ｃの下降及び加圧機構７の移動に伴って凹凸パターン１０と被転写樹脂層１１の接触面積が徐々に増大しながら凹凸パターン１０が被転写樹脂層１１に押し付けられて、最終的に、凹凸パターン１０の全体が被転写樹脂層１１に転写される。このような転写方法によれば、エア抜けが良好であり、高圧プレスが不要である。また、ステージ１の上下面の平面度及び平行度の影響を受けにくい。
　次に、図２に示すように、凹凸パターン１０が被転写樹脂層１１に押し付けられた状態で可撓性基材９を通じて被転写樹脂層１１に活性エネルギー線２７を照射することによって被転写樹脂層１１を硬化させる。これによって、図３（ｂ）及び図４に示すように、凹凸パターン１０が反転された反転パターン１０ｒを有する硬化樹脂層２９が形成される。なお、加圧機構７が透明な場合は、図２のように被転写樹脂層１０上に加圧機構７を配置した状態で活性エネルギー線２７の照射を行うことができる。一方、加圧機構７を図１に示すように基端保持部１５に近い位置に退避させた状態で活性エネルギー線２７の照射を行ってもよい。
　次に、加圧機構７が被転写樹脂層１１上にある場合には加圧機構７を基端保持部１５に近い位置に退避させた上で高さ方向駆動部２５ｃを上昇させることによって凹凸パターン１０を硬化樹脂層２９から剥離させる。この際、可撓性基材９を撓ませながら、凹凸パターン１０の端から徐々に剥離が進行するので、剥離の際に必要な力が比較的小さく、凹凸パターン１０及び反転パターン１０ｒが損傷するリスクを低減させることができる。
　次に、図３に示すように、短手方向駆動部１５ｂ，２５ｂをステージ１の短手方向に１ステップ分移動させ、同様の方法で、反転パターン１０ｒを有する硬化樹脂層２９を形成する。
　短手方向へのステップアンドリピートが完了した後に、図４～図５に示すように、長手方向駆動部１５ａ，２５ａをステージ１の長手方向に１ステップ分移動させ、同様の方法で、反転パターン１０ｒを有する硬化樹脂層２９を形成する。なお、図示の便宜上、図４～図５では、長手方向駆動部２５ａ及び短手方向駆動部２５ｂは図示していない。
　以上の工程を繰り返すことによって、ステージ基材３上に必要な面積の反転パターン１０ｒが形成された微細構造体を形成することができる。この微細構造体は、インプリント用モールド、マイクロコンタクトプリント用スタンパ、光学シート（反射防止シート、ホログラムシート、レンズシート、偏光分離シート）、撥水シート、親水シート細胞培養シートなどに利用可能である。
　ステップアンドリピートを行う順序は、特に限定されず、図５のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの順序、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｅ，Ｄの順序、Ａ，Ｃ，Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｅの順序などが例示される。
２．第２実施形態
　第１実施形態では、可撓性基材９に凹凸パターン１０を設け、ステージ基材３に被転写樹脂層１１を設けたが、本実施形態では、図６に示すように、可撓性基材９に被転写樹脂層１１を設け、ステージ基材３に凹凸パターン１０を設け、可撓性基材９を移動させながらステップアンドリピート式インプリントを行う。従って、凹凸パターン１０を有するステージ基材３がインプリント用モールドとして機能する。
　本実施形態のインプリント装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、共通部分の説明は省略する。本実施形態では、可撓性基材９にステップアンドリピート式インプリントによって大面積の微細パターンを形成するので、第１実施形態よりも大きい可撓性基材９が必要である。そして、可撓性基材９が大きい分だけ、これを保持する短手方向駆動部１５ｂ及び高さ方向駆動部２５ｃを大きくしている。また、図８に示すように、可撓性基材９上の被転写樹脂層１１の位置が高さ方向駆動部２５ｃから比較的離れている場合でも可撓性基材９を撓ませることが可能なように高さ方向駆動部２５ｃの可動域が第１実施形態よりも大きくなっている。
　ここで、本実施形態のインプリント装置を用いて、ステップアンドリピート式のインプリントを行う方法について説明する。　
　まず、図６に示すように、ステージ１上に凹凸パターン１０を有するステージ基材３を載置する。また、可撓性基材９を位置決め機構５に取り付け、可撓性基材９に被転写樹脂層１１を形成する。
　次に、位置決め機構５及び加圧機構７を図６に示す位置に移動させる。加圧機構７は、被転写樹脂層１１の真上よりも基端保持部１５に近い位置に配置されており、且つ先端保持部２５の高さ方向駆動部２５ｃは比較的高い位置にある。この状態では、可撓性基材９が撓んだ状態でなっている。加圧機構７は、被転写樹脂層１１の上方に位置しておらず、凹凸パターン１０は被転写樹脂層１１に転写されていない。
　次に、図６の状態から、加圧機構７を図６の矢印Ｘで示す方向に移動させると共に高さ方向駆動部２５ｃを降下させて図７に示す状態にする。この際に、凹凸パターン１０の端が最初に被転写樹脂層１１に接触し、高さ方向駆動部２５ｃの下降及び加圧機構７の移動に伴って凹凸パターン１０と被転写樹脂層１１の接触面積が徐々に増大しながら凹凸パターン１０が被転写樹脂層１１に押し付けられて、最終的に、凹凸パターン１０の全体が被転写樹脂層１１に転写される。このような転写方法によれば、エア抜けが良好であり、高圧プレスが不要である。また、ステージ１の上下面の平面度及び平行度の影響を受けにくい。
　次に、図７に示すように、凹凸パターン１０が被転写樹脂層１１に押し付けられた状態で可撓性基材９を通じて被転写樹脂層１１に活性エネルギー線２７を照射することによって被転写樹脂層１１を硬化させる。これによって、図８（ｂ）及び図９に示すように、凹凸パターン１０が反転された反転パターン１０ｒを有する硬化樹脂層２９が形成される。
　次に、加圧機構７が被転写樹脂層１１上にある場合には加圧機構７を基端保持部１５に近い位置に退避させた上で高さ方向駆動部２５ｃを上昇させることによって凹凸パターン１０を硬化樹脂層２９から剥離させる。この際、可撓性基材９を撓ませながら、凹凸パターン１０の端から徐々に剥離が進行するので、剥離の際に必要な力が比較的小さく、凹凸パターン１０及び反転パターン１０ｒが損傷するリスクを低減させることができる。
　次に、図８に示すように、短手方向駆動部１５ｂ，２５ｂをステージ１の短手方向に１ステップ分移動させ、同様の方法で、反転パターン１０ｒを有する硬化樹脂層２９を形成する。
　短手方向へのステップアンドリピートが完了した後に、図９に示すように、長手方向駆動部１５ａ，２５ａをステージ１の長手方向に１ステップ分移動させ、同様の方法で、反転パターン１０ｒを有する硬化樹脂層２９を形成する。以上の工程を繰り返すことによって、可撓性基材９上に必要な面積の反転パターン１０ｒが形成された微細構造体を形成することができる。
３．第３実施形態
　第１及び第２実施形態では、基端保持部１５及び先端保持部２５の各駆動部を移動させる際の位置精度は、ネジ送りなどの駆動機構の精度に依存しているが、高精度な駆動機構は非常に高価であるという問題がある。そこで、本実施形態では、比較的安価に高精度な位置決めを可能とする点を特徴とする。なお、本実施形態は、第１及び第２実施形態に適用可能であり、共通部分については説明を繰り返さない。さらに、図１０～図１１では、本実施形態の説明に必要な部分のみを図示している。
　本実施形態では、ステージ１上に精密スケール４１が載置されている。精密スケール４１には、多数の枡目４３が高い寸法精度で描かれている。第１及び第２実施形態でのステージ基材３は、精密スケール４１上に載置される。ステージ基材３としては透明基材が用いられ、ステージ基材３を通じて枡目４３が観察可能になっている。枡目４３は、位置決め機構５の位置決め時に不動であり、特許請求の範囲の「固定マーク」として機能する。
　先端保持部１５の長手方向駆動部１５ａの略両端には、マーク３３ａ，３３ｂを有する透明板３１ａ，３１ｂが設けられる。マーク３３ａ，３３ｂは、位置決め機構５の位置決め時に移動するマークであり、特許請求の範囲の「移動マーク」として機能する。
　また、ステージ１には撮像機構３５が設けられる。撮像機構３５は、長手方向駆動部３５ａを備える。長手方向駆動部３５ａには、支持部３９ａ，３９ｂによって支持された撮像部３７ａ，３７ｂを備える。撮像部３７ａ，３７ｂは、顕微鏡などで構成される。
　次に、枡目４３及びマーク３３ａ，３３ｂを用いて高精度な位置決めを行う方法について説明する。ここでは、長手方向駆動部１５ａの位置決めについて詳述するが、他の駆動部についても同様の方法が適用可能である。
　まず、長手方向駆動部１５ａをステージ１の長手方向に沿って所望位置にまで移動させる。移動後の状態の一例を図１０に示す。
　次に、撮像部３７ａ，３７ｂがマーク３３ａ，３３ｂの真上に位置するように長手方向駆動部３５ａを移動させ、マーク３３ａ，３３ｂの真上からマーク３３ａ，３３ｂと枡目４３を撮像する。得られる画像の一例を図１２（ａ）～（ｂ）に示す。この例では、マーク３３ａがマーク３３ｂよりも左側に位置しており、長手方向駆動部１５ａが左側に若干傾いている。
　次に、図１２（ｃ）～（ｄ）に示すように、マーク３３ａ，３３ｂの左右方向の位置が一致するまで、長手方向駆動部１５ａを時計回りに回転させる。
　次に、図１２（ｅ）～（ｆ）に示すように、マーク３３ａ，３３ｂが枡目４３の縦線４３ａ上に位置するように長手方向駆動部１５ａを平行移動させ、長手方向駆動部１５ａの位置決めが完了する。このような方法によれば、長手方向駆動部１５ａの駆動機構の精度が低い場合であっても、高精度な精密スケール４１を用いることによって、長手方向駆動部１５ａの高精度な位置決めが可能である。なお、本実施形態では、２つのマーク３３ａ，３３ｂを用いることによって長手方向駆動部１５ａの傾斜の補正も行ったが、傾斜の補正を省略する場合には、１つのマークを用いて長手方向駆動部１５ａの位置決めを行ってもよい。また、短手方向駆動部１５ｂにも同様のマークを設けることによって、短手方向駆動部１５ｂの高精度な位置決めが可能になる。固定マーク及び移動マークは、それぞれ、位置決め機構５の位置決めを可能するものであれば、その形状は限定されない。
１：ステージ、３：ステージ基材、５：位置決め機構、７：加圧機構、９：可撓性基材、１０：凹凸パターン、１０ｒ：反転パターン、１１：被転写樹脂層、１５：基端保持部、２５：先端保持部、２９：硬化樹脂層、３５：撮像機構

Claims (10)

  1. ステージ基材を載置するステージと、前記ステージに対して相対移動可能に構成され且つ前記ステージ基材に対向するように可撓性基材を保持する位置決め機構と、前記可撓性基材を撓ませながら前記可撓性基材を前記ステージ基材に向けて押圧する加圧機構とを備え、
    前記ステージ基材と前記可撓性基材の一方は、凹凸パターンを有し、前記ステージ基材と前記可撓性基材の他方は、前記凹凸パターンが転写される被転写樹脂層を備え、
    前記加圧機構が前記可撓性基材を撓ませながら前記ステージ基材に向けて押圧することによって前記凹凸パターンが前記被転写樹脂層に転写されるように構成される、ステップアンドリピート式インプリント装置。
  2. 前記加圧機構は、前記可撓性基材上で移動可能に構成される、請求項１に記載のステップアンドリピート式インプリント装置。
  3. 前記位置決め機構は、前記加圧機構の移動方向に略垂直な方向に移動可能に構成される、請求項２に記載のステップアンドリピート式インプリント装置。
  4. 前記位置決め機構は、前記加圧機構の移動方向に略同一な方向に移動可能に構成される、請求項２又は請求項３に記載のステップアンドリピート式インプリント装置。
  5. 前記位置決め機構は、前記ステージ上に設けられた固定マークと前記位置決め機構に設けられた移動マークとを用いて位置決めされる、請求項１～請求項４の何れか１つに記載のステップアンドリピート式インプリント装置。
  6. 前記固定マークは、前記ステージ上に多数設けられた枡目である、請求項５に記載のステップアンドリピート式インプリント装置。
  7. ステージ上に載置されるステージ基材と、前記ステージに対して相対移動可能に保持された可撓性基材を対向させた状態で前記可撓性基材を撓ませながら前記可撓性基材を前記ステージ基材に向けて押圧することによって、前記ステージ基材と前記可撓性基材の一方に設けられた凹凸パターンを、前記ステージ基材と前記可撓性基材の他方に設けられた被転写樹脂層に転写させる転写工程と、
    前記可撓性基材を移動させて前記転写工程を行う繰り返し工程を備える、ステップアンドリピート式インプリント方法。
  8. 前記可撓性基材は、前記可撓性基材上で加圧機構を移動させることによって前記ステージ基材に向けて押圧される、請求項７に記載のステップアンドリピート式インプリント方法。
  9. 前記繰り返し工程は、前記加圧機構の移動方向に略垂直な方向に前記可撓性基材を移動させて前記転写工程を行う工程を含む、請求項８に記載のステップアンドリピート式インプリント方法。
  10. 前記繰り返し工程は、前記加圧機構の移動方向に略同一な方向に前記可撓性基材を移動させて前記転写工程を行う工程を含む、請求項８又は請求項９に記載のステップアンドリピート式インプリント方法。
PCT/JP2015/070365 2014-07-17 2015-07-16 ステップアンドリピート式インプリント装置及び方法 WO2016010105A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016534484A JPWO2016010105A1 (ja) 2014-07-17 2015-07-16 ステップアンドリピート式インプリント装置及び方法
US15/326,725 US20170205708A1 (en) 2014-07-17 2015-07-16 Step-and-repeat-type imprinting device and method
EP15822179.6A EP3171391A4 (en) 2014-07-17 2015-07-16 Step-and-repeat-type imprinting device and method
KR1020177003121A KR20170031710A (ko) 2014-07-17 2015-07-16 스텝 앤드 리피트식 임프린트 장치 및 방법
CN201580038910.1A CN106663603A (zh) 2014-07-17 2015-07-16 分步重复式压印装置以及方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014147211 2014-07-17
JP2014-147211 2014-07-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016010105A1 true WO2016010105A1 (ja) 2016-01-21

Family

ID=55078591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/070365 WO2016010105A1 (ja) 2014-07-17 2015-07-16 ステップアンドリピート式インプリント装置及び方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170205708A1 (ja)
EP (1) EP3171391A4 (ja)
JP (1) JPWO2016010105A1 (ja)
KR (1) KR20170031710A (ja)
CN (1) CN106663603A (ja)
TW (1) TW201616553A (ja)
WO (1) WO2016010105A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643060A (zh) * 2016-09-05 2019-04-16 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于压印微和/或纳米结构的设备和方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6343814B2 (ja) * 2016-07-05 2018-06-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 モールド、インプリント装置及びインプリント方法
JP6694101B1 (ja) * 2019-08-09 2020-05-13 Ａｉメカテック株式会社 微細構造転写装置及び微細構造転写方法
CN113119642B (zh) * 2021-04-13 2022-07-01 北京黎马敦太平洋包装有限公司 一种压印工作站

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004165220A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Canon Inc 投影露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法
JP2005108975A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Canon Inc 微細加工装置
JP2007019451A (ja) * 2005-06-10 2007-01-25 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ナノインプリント方法及び装置
JP2011143679A (ja) * 2010-01-18 2011-07-28 Fujitsu Ltd インプリント装置及びインプリント方法
JP2012227298A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Panasonic Corp シート状デバイスの製造装置、シート状デバイスの製造方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001058352A (ja) * 1999-06-14 2001-03-06 Dainippon Printing Co Ltd 密着転写方法および装置ならびに転写型
US8011916B2 (en) 2005-09-06 2011-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Mold, imprint apparatus, and process for producing structure
JP4926881B2 (ja) * 2006-09-22 2012-05-09 キヤノン株式会社 インプリント装置およびアライメント方法
CN101528442B (zh) * 2006-09-27 2012-07-04 东丽株式会社 间歇式膜成形装置及间歇式膜成形方法
US20100052216A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Yong Hyup Kim Nano imprint lithography using an elastic roller
WO2010065748A2 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Liquidia Technologies, Inc. Method for producing patterned materials
JP5232077B2 (ja) * 2009-06-02 2013-07-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ 微細構造転写装置
KR101421910B1 (ko) * 2010-09-01 2014-07-22 도시바 기카이 가부시키가이샤 전사 시스템 및 전사 방법
JP5709558B2 (ja) * 2011-02-01 2015-04-30 キヤノン株式会社 検査方法、インプリント装置及び物品の製造方法
JP5289492B2 (ja) * 2011-03-23 2013-09-11 株式会社東芝 インプリント方法およびインプリント装置
WO2013176146A1 (ja) * 2012-05-24 2013-11-28 旭硝子株式会社 光学部材の製造方法、光学部材、保護フィルム付き光学部材、及び光学パネルの製造方法
JP2014004827A (ja) * 2012-05-31 2014-01-16 Fujikura Ltd パターン形成方法及び離型装置
JP5644014B2 (ja) * 2012-06-21 2014-12-24 Ｓｃｉｖａｘ株式会社 ローラ式加圧装置、インプリント装置、ローラ式加圧方法
JP6483018B2 (ja) * 2012-09-06 2019-03-13 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 型押し加工のための構造体スタンプ、装置および方法
JP5723337B2 (ja) * 2012-09-07 2015-05-27 株式会社東芝 パターン形成方法及びパターン形成装置
JP5944800B2 (ja) * 2012-09-11 2016-07-05 東芝機械株式会社 転写装置
CN102929100B (zh) * 2012-11-22 2014-11-19 南昌欧菲光纳米科技有限公司 一种可对准卷对卷uv成型的装置及方法
EP2930006B1 (en) * 2012-12-06 2017-09-13 Scivax Corporation Roller-type pressurization device, imprinter, and roller-type pressurization method
JP6207997B2 (ja) * 2013-01-30 2017-10-04 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス パターン形成装置およびパターン形成方法
JP6032492B2 (ja) * 2013-05-24 2016-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 微細パターン形成方法、及び微細パターン形成装置
KR102219703B1 (ko) * 2014-05-07 2021-02-24 삼성전자주식회사 임프린트를 이용한 패터닝 방법, 이를 이용하여 제작된 패턴 구조체 및 임프린팅 시스템
JP6592659B2 (ja) * 2014-06-03 2019-10-23 Ｓｃｉｖａｘ株式会社 ローラ式加圧装置、インプリント装置およびローラ式加圧方法
TWI677765B (zh) * 2017-02-28 2019-11-21 日商東芝機械股份有限公司 轉印方法及轉印裝置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004165220A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Canon Inc 投影露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法
JP2005108975A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Canon Inc 微細加工装置
JP2007019451A (ja) * 2005-06-10 2007-01-25 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ナノインプリント方法及び装置
JP2011143679A (ja) * 2010-01-18 2011-07-28 Fujitsu Ltd インプリント装置及びインプリント方法
JP2012227298A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Panasonic Corp シート状デバイスの製造装置、シート状デバイスの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3171391A4 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643060A (zh) * 2016-09-05 2019-04-16 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于压印微和/或纳米结构的设备和方法
KR20190046794A (ko) * 2016-09-05 2019-05-07 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 마이크로구조물 및/또는 나노구조물 엠보싱 방법 및 시스템
JP2019531921A (ja) * 2016-09-05 2019-11-07 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー マイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工するための装置および方法
JP6991198B2 (ja) 2016-09-05 2022-01-12 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー マイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工するための装置および方法
KR102392281B1 (ko) * 2016-09-05 2022-04-28 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 마이크로구조물 및/또는 나노구조물 엠보싱 방법 및 시스템
US11472212B2 (en) 2016-09-05 2022-10-18 Ev Group E. Thallner Gmbh Device and method for embossing micro- and/or nanostructures

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170031710A (ko) 2017-03-21
CN106663603A (zh) 2017-05-10
JPWO2016010105A1 (ja) 2017-04-27
EP3171391A4 (en) 2017-07-05
TW201616553A (zh) 2016-05-01
US20170205708A1 (en) 2017-07-20
EP3171391A1 (en) 2017-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5232077B2 (ja) 微細構造転写装置
JP4790044B2 (ja) モールド、パターン転写装置、及びパターン形成方法
JP5002422B2 (ja) ナノプリント用樹脂スタンパ
JP4733134B2 (ja) 柔軟なナノインプリントスタンプ
WO2016010105A1 (ja) ステップアンドリピート式インプリント装置及び方法
JP5395769B2 (ja) テンプレートチャック、インプリント装置、及びパターン形成方法
TWI363694B (ja)
JP4328785B2 (ja) モールド、パターン転写装置、及びパターン形成方法
EP3168863A1 (en) Mold for step-and-repeat imprinting, and method for producing same
JP2010080630A (ja) 押印装置および物品の製造方法
EP2104573B1 (en) Method and system for contacting of a flexible sheet and a substrate
KR101921371B1 (ko) 몰드, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법
JP5383110B2 (ja) インプリント装置
JP4757852B2 (ja) インプリントリソグラフィ
KR20190098071A (ko) 검출 장치, 리소그래피 장치 및 물품의 제조 방법
US20130285270A1 (en) Transfer apparatus and method of manufacturing article
JP2006332391A (ja) 裏面加圧によるインプリント方法及び装置
TW201720625A (zh) 微細構造體的製造方法
JP5477562B2 (ja) インプリント方法および組みインプリントモールド
JP6116937B2 (ja) パターン形成装置およびそれを用いたパターン形成方法
JP7147447B2 (ja) 樹脂製モールド、及び光学素子の製造方法
JP6044166B2 (ja) 微細凸構造体の修正方法及び製造方法、並びに微細凸構造体製造システム
JP7254564B2 (ja) インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法
JP2013022929A (ja) 微細構造転写装置
JP2011096816A (ja) インプリントモールド、インプリントモールドブランクおよびインプリント装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15822179

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016534484

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15326725

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177003121

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015822179

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015822179

Country of ref document: EP