(57)【要約】【課題】  本発明は、ナノメートル単位の微細パターンを樹脂フィルムの表面に確実に形成できる、又はナノメートル単位の微細パターンを樹脂フィルムの表面に転写した後、微細パターン転写面の汚れを低減できる、或いは樹脂フィルムの表面に微細パターンを転写する時のスループットの優れたナノインプリント方法及びそのための装置を提供する。【解決手段】  本発明は、凹凸パターンを有する板状のスタンパにシート状の被転写体を供給しながら前記凹凸パターンを転写する供給転写ステップと、転写された前記被転写体を前記スタンパから剥離しながら、剥離された前記被転写体を前記供給した側に引き込む剥離引込ステップと、前記引き込まれた前記被転写体を巻き取る巻取りステップと、を有し、前記巻取りステップの後に前記供給転写ステップからの各前記ステップを行うことを特徴とする。【選択図】  図１
2014213552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸パターンを有する板状のスタンパにシート状の被転写体を供給しながら前記凹凸パターンを転写する供給転写ステップと、
転写された前記被転写体を前記スタンパから剥離しながら、剥離された前記被転写体を前記供給した側に引き込む剥離引込ステップと、
前記引き込まれた前記被転写体を巻き取る巻取りステップと、を有し、
前記巻取りステップの後に前記供給転写ステップからの各前記ステップを行うことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項２】
請求項１に記載したナノインプリント方法であって、
前記供給転写ステップは、前記スタンパの一面上であって前記被転写体を前記巻き取る方向と直交する方向の線状領域を加熱、加圧し、前記線状領域を前記巻き取る方向とは反対方向に移動させて前記転写を行う、
ことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項３】
請求項1又は２に記載したナノインプリント方法であって、
前記スタンパへの前記被転写体の供給速度は、前記線状領域の移動速度と協調制御される、
ことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載したナノインプリント方法であって、
前記供給した側への引き込みは、前記スタンパへ前記被転写体を供給する側に設けられたピンチローラで行い、
引き込まれた前記被転写体は、前記ピンチローラに到達しない、
ことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載したナノインプリント方法であって、
前記引き込まれた前記被転写体の巻き取る量は、前記巻取りステップの終了位置から前記供給転写ステップの終了位置までの長さとする、
ことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載したナノインプリント方法であって、
前記スタンパから巻き取る側に搬送される前記被転写体の被転写面は、前記スタンパの転写面と略同一の高さである、
ことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載したナノインプリント方法であって、
前記巻取りステップを実施中は、前記スタンパに新たな前記被転写体を供給しない、
ことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載したナノインプリント方法であって、
前記剥離引込ステップは、前記スタンパの前記凹凸パターンを有する転写面を冷却する、
ことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項９】
シート状の被転写体を巻回している原反リールを有し、凹凸パターンを有する板状のスタンパに向けて前記被転写体を供給する供給手段と、
前記原反リールから前記被転写体を前記スタンパに供給しながら前記凹凸パターンを転写する供給転写手段と、
転写された前記被転写体を前記スタンパから剥離しながら剥離された前記被転写体を前記供給手段側に引き込む剥離引込手段と、
前記引き込まれた前記被転写体を巻き取る巻取りリールを有する巻取り手段と、
を有することを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１０】
請求項９に記載したナノインプリント装置であって、
前記供給転写手段は、前記スタンパの一面上であって前記被転写体を前記巻き取る方向と直交する方向の線状領域を加圧する成形ローラと、前記線状領域を加熱する加熱手段とを有し、前記成形ローラを前記線状前記巻き取る方向とは反対方向に移動させ、前記成形ローラが前記供給手段から供給された前記被転写体を前記一面上に供給しながら前記転写を行う、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載したナノインプリント装置であって、
前記加熱手段は、前記線状領域と平行な加熱面を有する電磁誘導加熱部を有し、前記電磁誘導加熱部は前記成形ローラと同期して前記反対方向と移動する、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載したナノインプリント装置であって、
前記供給手段は、前記スタンパへの前記被転写体の供給速度を前記線状領域の移動速度と協調制御して行う、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれかに記載したナノインプリント装置であって、
前記剥離引込手段は、前記剥離及び前記引き込みを前記被転写体の前記供給手段側に設けられたピンチローラで行い、前記ピンチローラは、引き込まれた前記被転写体が到達しない位置に設けられ、
前記供給手段は、前記ピンチローラによって前記原反リール側に引き込まれた前記被転写体を吸収する吸収手段を有する、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載したナノインプリント装置であって、
前記吸収手段は、供給側に引き込まれた前記被転写体の長さを検出する検出手段を有し、
前記巻取り手段は、前記検出手段の結果に基づいて前記長さを巻き取る、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１５】
前記請求項９乃至１４のいずれかに記載したナノインプリント装置であって、
前記スタンパから前記巻き取る側に搬送される前記被転写体の被転写面が前記スタンパの転写面と略同一の高さになるように前記被転写面と反対側の前記被転写体の面を支持するピンチローラを設けた、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１６】
前記請求項１０又は１２のいずれかに記載したナノインプリント装置であって、
前記成形ローラは、前記被転写体の前記スタンパへの供給角度及びスタンパからの剥離角度をそれぞれ規定する剥離ローラを有する、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１７】
前記請求項１６に記載したナノインプリント装置であって、
前記剥離ローラは、前記原反リールに対して前記成形ローラの反対側に設けられ、
前記巻戻しリールは、前記スタンパに対して前記前記原反リールと同一側に設けられている、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７のいずれかに記載したナノインプリント装置であって、
前記スタンパの前記転写面を冷却する冷却手段を有する、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１９】
前記請求項１８に記載したナノインプリント装置であって、
前記冷却手段は、前記成形ローラの前記巻取りリール側に隣接して設けられた冷却ローラと、前記冷却ローラを前記転写面に当接可能とする昇降手段とを有し、前記冷却ローラは、前記成形ローラと一体になって移動し、前記転写面を冷却する、
ことを特徴とするナノインプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリント技術に関し、特に、連続するシート状の基板（被転写体）に型（モールド又はスタンパ）を加熱・押圧して微細構造物を形成するのに好適な熱式のナノインプリント方法及びそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノインプリント技術は、電子線描画装置やリソグラフィ技術等に代え、比較的安価に、基板上に微細加工を実現するための技術として、各種の分野に用いられるようになってきている。分野として、例えば、微細化、集積化が進んだ高精度の半導体集積回路の製造工程等がある。
【０００３】
なお、ナノインプリント技術には、大別して、例えば、以下の特許文献１のように、凹凸を形成するフィルムの表面に光硬化性の樹脂を凹凸形成層として塗布し、その後、所望の凹凸形状を転写するためのロール型（モールド）を押圧し、その状態で紫外線等を照射し、当該紫外光の照射領域の凹凸形成層を硬化する、即ち、光ナノインプリント方法や装置が既に知られている。
【０００４】
また、これとは異なり、凹凸を形成するフィルムの表面に、例えば、シリコンウエハをスタンパとして用い、これを加熱・押圧して微細構造物を転写する熱式のナノインプリント技術も、既に、例えば、以下の特許文献２等により知られている。
【０００５】
更に、以下の特許文献３によれば、上記特許文献１と同様に光ナノインプリント方式に関し、更には、これを熱方式にも適用するものではあるが、ローラを長く（装置の大型化）した場合にも、均一に、当該ローラを、被転写体である基板上に押し付けることにより、微細パターンの正確な形成を可能するナノインプリント方法や装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９２００８号公報
【特許文献２】特許第４２２０２８２号
【特許文献３】特開２００７−２８１０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしならが、上述した従来技術にのうち、特に、本発明が関わる上記特許文献２に開示される熱式のナノインプリント法や装置は、２５ナノメートル以下の微細パターンの正確／精密な形成には好適であるが、しかしながら、シリコンウエハをスタンパとして用いることから、当該スタンパを加熱して被転写体であるフィルムの表面に均一な圧力で押圧しなければならず、また、加熱・押圧時の昇温と冷却サイクルに時間を要するため、転写のスループットが必ずしも十分ではない。
【０００８】
これに対して、上記の特許文献３、特に、その図５及び図６には、ローラから供給される樹脂フィルムを、ランプヒーターや電気式の内蔵式カートリッジヒータによって樹脂フィルムのガラス転移点温度以上に加熱／保持された平板上に、平板状のモールドと共に搭載し、その表側及び裏側に設けたローラにより、当該平板を樹脂フィルムやモールドと共に挟み込み、そして、当該ローラをその状態で回転／移動させながら微細パターンを正確／精密に転写する装置が開示されている。
しかしながら、かかる従来技術においても、以下の様な課題が存在する。
【０００９】
即ち、平板を均一な温度で加熱／保持することは難しく、特に、ガラス転移点温度を超えて加熱した場合には、ローラから供給される樹脂フィルム、或いは微細パターン転写後樹脂フィルムに係る張力により切断されることが考えられる。加えて、パターン転写面がピンチロールに挟まれるために、微細パターン転写面が汚れる虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑みて達成されたものであり、特に、ナノメートル単位の微細パターンを樹脂フィルムの表面に確実に形成できるナノインプリント方法及びそのための装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、ナノメートル単位の微細パターンを樹脂フィルムの表面に転写した後、微細パターン転写面の汚れを低減できるナノインプリント方法及びそのための装置を提供することを他の目的とする。
更に、本発明は、樹脂フィルムの表面に微細パターンを転写する時のスループットの優れたナノインプリント方法及びそのための装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
本発明は、凹凸パターンを有する板状のスタンパにシート状の被転写体を供給しながら前記凹凸パターンを転写する供給転写ステップと、転写された前記被転写体を前記スタンパから剥離しながら、剥離された前記被転写体を前記供給した側に引き込む剥離引込ステップと、前記引き込まれた前記被転写体を巻き取る巻取りステップと、を有し、前記巻取りステップの後に前記供給転写ステップからの各前記ステップを行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、シート状の被転写体を巻回している原反リールを有し、凹凸パターンを有する板状のスタンパに向けて前記被転写体を供給する供給手段と、前記原反リールから前記被転写体を前記スタンパに供給しながら前記凹凸パターンを転写する供給転写手段と、転写された前記被転写体を前記スタンパから剥離しながら剥離された前記被転写体を前記供給手段側に引き込む剥離引込手段と、前記引き込まれた前記被転写体を巻き取る巻取りリールを有する巻取り手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記供給転写は、前記スタンパの一面上であって前記被転写体を前記巻き取る方向と直交する方向の線状領域を加熱、加圧し、前記線状領域を前記巻き取る方向とは反対方向に移動させて前記転写を行ってもよい。
【００１４】
また、前記スタンパへの前記被転写体の供給速度は、前記線状領域の移動速度と協調制御させて行ってもよい。
さらに、前記供給した側への引き込みは、前記スタンパへ前記被転写体を供給する側に設けられたピンチローラで行い、引き込まれた前記被転写体は、前記ピンチローラに到達しないようにしてもよい。
【００１５】
また、前記引き込まれた前記被転写体の巻き取る量は、前記巻取りステップの終了位置から前記供給転写ステップの終了位置までの長さとしてもよい。
さらに、前記スタンパから巻き取る側に搬送される前記被転写体の被転写面は、前記スタンパの転写面と略同一の高さであってもよい。
【００１６】
また、前記剥離時に、前記スタンパの前記凹凸パターンを有する転写面を冷却してもよい。
さらに、前記成形ローラは、前記被転写体の前記スタンパへの供給角度及びスタンパからの剥離角度をそれぞれ規定する剥離ローラを有してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ナノメートル単位の微細パターンを樹脂フィルムの表面に確実に形成できるナノインプリント方法及びそのための装置を提供できる。
また、本発明によれば、ナノメートル単位の微細パターンを樹脂フィルムの表面に転写した後、微細パターン転写面の汚れを低減できるナノインプリント方法及びそのための装置を提供できる。
さらに、本発明によれば、樹脂フィルム（ナノインプリント材料）の表面に微細パターンを転写のスループットの優れたナノインプリント方法及びそのための装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１であるナノインプリント装置の正面図（ａ)及びその側面図(ｂ)を示す図である。
【図２】図１に示す加工ユニットが原点位置における樹脂フィルムの搬送及び成形加工を司る構成要素を主体に図示的に示した図である。
【図３】加工ユニットを構成のうち、微細パターンを転写する基本構成を抜粋して示した図である。
【図４】転写工程の途中の状態を示す図で、樹脂フィルムの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示した図である。
【図５】スタンパの長さ分だけの転写工程が終わったときの状態を示す図で、樹脂フィルムの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示した図である。
【図６】剥離工程の途中の状態を示す図で、樹脂フィルムの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示した図である。
【図７】剥離工程が終わり、巻取り工程に入る状態を示す図で、樹脂フィルムの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示した図である。
【図８】本発明の実施例２であるナノインプリント装置を示す図である。
【図９】本発明の実施例３であるナノインプリント装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。
(実施例１)
図１は、本発明の実施例１であるナノインプリント装置１００の正面図（ａ)及びその側面図(ｂ)を示す。ナノインプリント装置１００は、パーソナルコンピュータの表示画面上に取り付けられる反射防止膜として、透光性のインプリントフィルムの表面に外光の反射防止を目的としたナノレベルの微細な凹凸加工を施すための連続式微細加工装置の例である。なお、この装置は、連続するシート状の基板（被転写体）、例えば樹脂フィルムの表面に、板状のスタンパ（金型）により、連続的に反射防止パターンを転写するものである。
【００２０】
図１に示すように、ナノインプリント装置１００では、長尺の基材である樹脂フィルムＦを供給し巻取る供給巻取りユニット４０と、樹脂フィルムにナノレベルの微細な凹凸成形加工を施す成形ユニット２０とを有する。
【００２１】
供給巻取りユニット４０は、樹脂フィルムＦを加工ユニット２０に供給する供給部１０と、ナノレベルの微細な凹凸加工が施された樹脂フィルムを巻取る巻取り部３０と、後述するダンサローラ部５０とを有する。
【００２２】
供給部１０は、未成形の樹脂フィルムＦが巻回された原反リール１１と、原反リールを矢印Ａの方向に回転させる原反リール駆動機構１５、とを有する。原反ローラ駆動部１５は、ドライブローラ１６を有し、ドライブローラを成形面でない樹脂フィルムＦの裏面に常に所定の圧力で当接させ、所定の速度で回転させる。この原反リール駆動機構１５によって、原反リール１１の樹脂フィルムＦが巻かれている径によらず、ドライブローラ１６の回転速度で規定される長さの樹脂フィルムを送り出すことができる。ドライブローラ１６は、ゴム等の弾性材を被覆して形成されている。
なお、以後、樹脂フィルムＦの成形面を表面、成形面でない面を裏面という。
【００２３】
ダンサローラ部５０は、供給部１０と成形ユニット２０の間に設けられる。ダンサローラ部５０は、原反リール１１の中心を支点として回動するダンサローラ５１と、ダンサローラをＶの字状に保持するためのピンチローラ５２、５３とを有する。また、ダンサローラ部５０は、後述するように、転写後の剥離過程において、ピンチローラ５３と対となって、樹脂フィルムＦをＶの字状のダンサローラ部５０に送り込む駆動ローラ５４と、ダンサローラ５１の供給時開始位置を検出する接触型の位置検出器５５とを有する。
【００２４】
ダンサローラ５１の供給時開始位置とは、供給部１０から樹脂フィルムＦの供給する時の位置である。供給部１０は、後述する転写工程で一定の長さＬ送りこみ、その長さＬ分だけダンサローラ部５０で吸収し、その長さＬ分だけ巻き取る。このダンサローラ部５０での吸収において、ダンサローラ５１は、図１に示す矢印Ｋのように、供給時開始位置から長さＬ分だけ下降し、長さＬ分だけ上昇して元の供給時開始位置に戻る。即ち、ダンサローラ５１が元の供給時開始位置に戻ったことで巻き取り長さを検出できる。
接触型の位置検出器５５での供給時開始位置は、図１で示すダンサローラ５１が位置検出器５５に接触している位置である。なお、位置検出器は、接触型に限らず、例えば光の遮光によって検出する光検出型でもよい。
【００２５】
巻取り部３０は、成形された樹脂フィルムＦｓを巻取る巻取りリール３１と、巻取りリールの軸３７を軸駆動させる図示しない巻取り駆動機構と、巻取りリールの巻取り径を測定する巻取り径測定器３６とを有する。径測定器３８の測定結果により巻取りリール５１の回転速度を段階的又は連続的に変える。即ち、巻取り径が大きい時は回転速度を抑え、巻取り径が小さい時は回転速度を上げ、樹脂フィルムＦの巻取り速度、即ち樹脂フィルムＦに係る張力を所定の範囲に収める。
なお、以後、樹脂フィルムの添え字ｓのない符号Ｆは、成形されていな場合、一般的に述べる場合に用いる。
【００２６】
ピンチローラ３８は、後述する加工ユニット２０に設けられたピンチローラ７６から樹脂フィルムを中継する役目を果たす。ピンチローラ３８の位置は、樹脂フィルムＦｓの送り面が成形された樹脂フィルムＦｓの裏面（未成形面）がピンチローラ７６と当接するように、ピンチローラ７６より下方に設けられる。同様に、巻取りリール３１の最外殻の高さ位置は、成形された樹脂フィルムＦｓの裏面が必ずピンチローラ３８に当接するように、ピンチローラ３８の送り面の高さ位置以下になるように設ける。
これら高さ関係によって、成形された樹脂フィルムＦｓは、ピンチローラ３８から浮き上がることなく、即ち板状のスタンパ２１(図２参照)の端部から浮き上がることなく、安定して、巻取りリール３１から張力を受けることができる。
【００２７】
次に、図１乃至図３を用いて加工ユニット２０を説明する。図２は、図１に示す加工ユニット２０が実線位置、即ち原点位置における樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素を主体に図示的に示した図である。図３は、加工ユニット２０を構成のうち、微細パターンを転写する基本構成を抜粋して示した図である。
加工ユニット２０は、スタンパ２１（金型）の上部に設けられた上部成形部６０と、スタンパ２１の下部に設けられた下部成形部７０とを有する。スタンパ２１は、図１（ｂ）に示すように装置１００の構造部に固定され、下面に転写用の凹凸パターンを有する。樹脂フィルムＦは、図２に示す樹脂フィルムＦの搬送系によって、スタンパ２１の下面と下部成形部７０との間に、間欠的に搬送される。
【００２８】
上部成形部６０は、樹脂フィルムＦの転写剥離後、即ち凹凸の微細パターンを形成後の搬送方向Ｃと直交する方向に細長い電磁誘導加熱部６１を有する。図３に示すように、誘導加熱体部６１は、パターン転写時は、前記搬送方向Ｃとは反対方向に移動し、微細パターン転写面とは反対の面に向かって交流磁界を発生する。このとき、鉄製のスタンパ２１は誘導加熱によって、樹脂フィルムＦのパターン形成層を、ガラス転移点付近から融点以下の所定温度で、例えばガラス転移付近で加熱し、凹凸の微細パターンを転写する。電磁誘導加熱部６１は、例えば、高周波の（例えば、数１０ＫＨｚ）電流を供給するための、所謂、ＩＨ（電磁誘導加熱）電源６４により駆動される。電磁誘導加熱部６１は、図１に示す実線で示す位置とドットで示す位置間を移動する。
【００２９】
下部成形部７０は、図１に示すように、電磁誘導加熱部６１と同様に搬送方向Ｃと直交する方向に細長い形状を有し、スタンパ２１を下から加圧する加圧部７１と、微細パターンを転写した後、剥離工程においてスタンパ２１を冷却する冷却部８１と、加圧部７１と冷却部８１と固定する下部ステージ８５とを有する。
加圧部７１は、電磁誘導加熱部６１によって所定の温度に加熱された搬送方向Ｃと直交する方向に細長い線状領域を加圧し、微細パターンを樹脂フィルムＦに転写する。下部ステージ８５は、ステージ駆動部(図示しない）のリニアレール８６上を、図１に実線で示す原点位置とドットで示す転写終了位置の間を移動する。即ち、加圧部７１と冷却部８１とは一体になって移動する。冷却は、転写後少し遅れて行う、或いは後述するように、剥離工程で行うので、別々に設けてもよい。
【００３０】
加圧部７１は、スタンパ２１を下から加圧しながら回転移動する成形ローラ７２と、樹脂フィルムＦのスタンパ２１から剥離時にスタンパに対し所定の角度θを維持する剥離ローラ７５と、成形ローラ７２と剥離ローラ７５を昇降するシリンダ７３と、シリンダ７３の昇降動作をガイドするガイド部７４とを有する。成形ローラ７２、剥離ローラ７５は、その表面に、例えば、ゴム等の弾性材を被覆して形成されている。
成形ローラ７２は、微細パターンの転写時は所定圧力で、剥離時は所定圧力より小さいフィルムを支える程度の圧力で加圧される。
【００３１】
なお、上記では剥離ローラ７５は、所定の角度θで維持したが、図示しない角度設定手段、例えばシリンダで剥離ローラ７５を上下させ、角度θを樹脂フィルムＦのスタンパ２１への供給工程とスタンパからの剥離工程とで変更できるようにしてもよい。供給工程の場合は、角度θを小さくし引き込む空気量を抑える。一方、剥離工程の場合は、剥離ローラ７５をスタンパ２１から離間させ、角度θを大きくし剥離力を大きくする。特に、成形ローラ７２の径が小さい場合は、供給工程と剥離過程で角度を変更することが望まれる。
【００３２】
冷却部８１は、樹脂フィルムＦの剥離時に、スタンパ２１に当接して冷却する冷却ローラ８２と、冷却ローラ８２を昇降させるシリンダ８３と、図示しない冷却装置とを有する。シリンダ８３は、冷却ローラ８２をスタンパ２１に当接するだけでよいので加圧力は小さくてよいので、ガイド部は必要がない。
【００３３】
次に、図２乃至図７を用いて、実施例１におけるナノインプリント装置１００による微細パターンの転写方法を説明する。
まず、図２を主体に、転写工程に入る位置である原点位置における樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態を説明する。
図２、図３に示すように、原点位置においては、成形ローラ７２は、シリンダ７３により上昇し、所定圧力で前述したスタンパ２１の線状領域に当接される。このとき、電磁誘導加熱部６１は、線状領域を事前に所定温度に加熱するために、スタンパ２１を挟んで成形ローラ７２と対応する位置のやや前に配置され、成形ローラ７２と同期して移動する。
また、冷却ローラ８２はスタンパ２１に当接していない。
図２では、電磁誘導加熱部６１を成形ローラ７２と同期して移動させたが、電磁誘導加熱部６１を線状領域に平行に複数設けて、転写工程においてそれらを切り替えて或いは全てＯＮさせて線状領域を加熱してもよい。
【００３４】
樹脂フィルムＦは、原反リール１１から、ダンサローラ５１、ピンチローラ５３、剥離ローラ７５を介して、更に剥離ローラ７５で反転して、スタンパ２１と成形ローラ７２に挟まれ、巻取りリール３６に所定の張力で張り巡らされている。  なお、成形ローラ７２から先の成形された樹脂フィルムＦｓには、既に凹凸微細パターンが転写されている。
【００３５】
この状態で、装置図５に示す転写工程に入る。
図４は、転写工程の途中の状態を示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示した図である。
成形ローラ７２と電磁誘導加熱部６１は、図３、図４に示す矢印Ｂ方向に同期して移動し、スタンパ２１の下面に形成された凹凸の微細パターンを樹脂フィルムＦに転写していく。このとき、剥離ローラ７５と原反リール１１間にある樹脂フィルムＦに余計な力が掛からない所定の張力になるように、樹脂フィルム７の特性を利用して、ドライブローラ１６の送り速度は、形成ローラ７２の移動速度と協調制御される。樹脂フィルムＦの特性とは、原反リール１１に巻回された時に押えられていた樹脂フィルムの縮む力が、原反リールから開放された時にその縮み力が開放されて、樹脂フィルム７は縮み、短くなることである。その短くなる長さは、時間が経つにつれて短くなる。
そこで、例えば原反リール１１に貼られたラベルの日時をみて、成形ローラ７２の移動速度に対するドライブローラ１６の送り速度を変える。この協調制御により形成ローラ７２の移動量に見合った長さの樹脂フィルムＦが原反リール１１から供給され、樹脂フィルムＦに加わる張力は、破断力に対して十分小さくなり、且つ安定したものとなる。勿論、所定の時間が経てば、成形ローラ７２の移動速度とドライブローラ１６の送り速度とを同一にすることもできる。
【００３６】
また、供給部１０の構成で説明したように、原反リール１１からの樹脂フィルムＦの供給量は、ドライブローラの半径に依存し、原反リール１１に巻回されている樹脂フィルムＦの半径に依存しないから、供給量の協調制御はし易いものとなっている。この協調制御によって、原反リール１１から成形ローラ７２の間に存在する樹脂フィルムに係る張力が、大幅に低減される。
【００３７】
また、成形ローラ７２と電磁誘導加熱部６１による微細パターンの転写中は、スタンパ２１で既に微細パターンが形成(転写、剥離)された巻取りリール３１側の樹脂フィルムＦｓは、移動しないでその場所に留まっている。この結果、転写中の樹脂フィルムＦには、巻取りリールからの張力を受けない。
また、ピンチローラ７６の送り面は、スタンパ２１の転写面と略同じ高さに設けられている。高いと、樹脂フィルムＦｓがスタンパ２１の端面と干渉し、低いと、図４から解るように転写された樹脂フィルムＦに剥離力が作用するからである。
【００３８】
以上説明したように、剥離工程において、樹脂フィルムＦに係る張力は、低く抑えられ、樹脂フィルムＦを破断する可能性を大幅に低減でき、安定して樹脂フィルムＦへの転写を行うことができる。
さらに、成形ローラ７２と剥離ローラ７５とで形成される角度、即ちスタンパ２１への樹脂フィルムFの供給角度θを小さくすることで、成形時のスタンパ２１と樹脂フィルムＦとの間の空気を容易に押出しながら成形でき、空気溜りによる成形不良を防ぐことができる。
【００３９】
図５は、スタンパ２１の長さ分だけの転写工程が終わり、電磁誘導加熱部６１及び成形ローラ７２が図１にドットで示す位置にきたときの状態を示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示した図である。
【００４０】
この状態で、電磁誘導加熱部６１よる加熱を停止すると共に、冷却ローラ８２を上昇させ、スタンパ２１に当接し、次の微細パターンの成形に備えてスタンパ２１を冷却し始める。
この冷却は、再び図１、図２に示した原点位置に戻るまで行われる。また、このとき成形ローラ７２は、樹脂フィルムＦを支持する程度の弱い加圧力を有する。
【００４１】
図６は、図５からの剥離工程の途中の状態を示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示した図である。
剥離工程において、冷却ローラ８２は成形ローラ７２と一体となって、転写工程と反対方向である矢印Ｄの方向に、スタンパ２１の転写面を冷却しがら移動する。一方、電磁誘導加熱部６１は、剥離工程の各構成要素の動きに制約されることなく、図２に示す原点位置に移動する。
【００４２】
剥離工程に入る前には、駆動ローラ５４が下降し、ピンチローラ５３と共に樹脂フィルムＦを挟み込み、剥離された樹脂フィルムＦをダンサローラ５１側に引き込む。
この時の引込力は、即ち、剥離され引き込まれた樹脂フィルムＦｓをダンサローラ部５０で吸収する。但し、引き込まれた樹脂フィルムＦｓを駆動ローラ５４が挟み込まないように、言い換えればダンサローラ部５０に入らないように、駆動ローラ５４とピンチローラの位置を設定する。このように設定することにより、剥離された樹脂フィルムＦｓの表面、即ち転写、剥離された形成面がピンチローラ５３と接触しないので、成形面が汚れることがなく、成形面の品質を保つことができる。
【００４３】
この時、原反リール１１は、ダンサローラ部５０に引き込まれた樹脂フィルムＦを巻き取る動作はしない。また、スタンパ２１で既に微細パターンが形成(転写、剥離)された巻取りリール３１側の樹脂フィルムＦｓも、剥離工程同様、巻取り動作をしなく、その場所に留まっている。
【００４４】
従って、この時樹脂フィルムＦに係る張力は、剥離される樹脂フィルムＦに係る駆動ローラ５４による引張力だけであり、樹脂フィルムＦが破断する可能性を大幅に低減できる。
即ち、従来の方法では、前記引張力の他に、剥離するために剥離力が加わる。しかし、本実施例では、成形ローラ７２が樹脂フィルムＦｓを押えているので、剥離力は樹脂フィルムＦｓに作用しなく、駆動ローラ５４による引張力だけが作用する。
また、本実施例では、剥離ローラ７５を成形ローラ７２に隣接して且つ角度θを持って設けることにより、剥離ローラ７５による樹脂フィルムＦｓの剥離を確実に安定して行うことができる。
【００４５】
図７は、樹脂フィルムＦｓがスタンパ２１から完全に剥離され、巻取り工程に入る状態を示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示した図である。
図６に示す剥離工程が終わると、駆動ローラ５４は、上昇しピンチローラ５３から離間する。巻取りリール３１が矢印Ｅのように回転し、ダンサローラ部５０で吸収された樹脂フィルムＦｓをＧ方向に移動させて巻き取る。ダウンローラ５１は、原反リール１１から供給される新たな樹脂フィルムがないので、徐々に上昇していく。従って、この時の巻取りリール３１の負荷は、即ち樹脂フィルムＦｓに掛かる張力は、ダウサローラ５１による負荷分だけである。
【００４６】
また、この時、樹脂フィルムＦの巻き取る長さＬは、図５と図７とにおいて成形ローラ７２が移動する距離である。この巻き取る長さＬは、ダンサローラ部５０の構成で説明したように、転写工程等で原反リール１１から供給される樹脂フィルムＦの長さでもある。
実施例１では、冷却ローラ８２があるので、図７に示すように成形ローラ７２はオバーランするが、他の方法で冷却し冷却ローラ８２を無くすことができれば、巻き取る長さＬをスタンパ２１の転写する長さにすることができる。
【００４７】
従って、巻取り工程においても樹脂フィルムＦに掛かる張力は低く抑えられ、樹脂フィルムＦが破断する可能性を大幅に低減でき、樹脂フィルムＦｓの巻取りを確実に安定して行うことができる。
また、図１で説明したように、ピンチローラ３８の送り面は、ピンチローラ７６の送り面より低く、且つ巻取りリール３１の最外殻の高さ位置は、ピンチローラの送り面より低い位置に設けているので、樹脂フィルムＦｓの成形面でない裏面が必ずピンチローラ３８に当接することができ、樹脂フィルムの成形面(表面）の汚れを防止できる。
【００４８】
図７で示す巻取工程が終わると、図２に示す原点位置に戻り、図４から図６に示す各工程を繰り返す。即ち、実施例１は、スタンパ２１の成形長さ毎に間欠的に微細パターンを転写する。
【００４９】
以上説明した実施例によれば、ナノメートル単位の微細パターンを樹脂フィルムの表面に確実に形成できるナノインプリント方法及びそのための装置を提供できる。
また、以上説明した実施例によれば、ナノメートル単位の微細パターンを樹脂フィルムの表面に転写した後、微細パターン転写面の汚れを低減できるナノインプリント方法及びそのための装置を提供できる。
【００５０】
さらに、以上説明した実施例１によれば、樹脂フィルムＦへの加工(転写、剥離)をほぼ連側的に確実に行うことができ、スループットの優れたナノインプリント方法及びそのための装置を提供することができる。
また、実施例１は、後述する実施例３に比べコンパクトにできる効果がある。
【００５１】
（実施例２）
図８は、本発明の実施例２であるナノインプリント装置を示す図である。実施例２は、微細パターンの樹脂フィルムへの転写を上から行うことができるナノインプリント装置である。
【００５２】
図８(ａ)は、実施例１の図２に対応する図で、転写工程に入る位置である原点位置における樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示す図である。
図８(ｂ)は、実施例１の図４に対応する転写工程の途中の状態を示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示す図である。
図８(ｃ)は、実施例１の図６に対応する剥離工程の途中の状態を示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示す図である。
図８(ｄ)は、実施例１の図７に対応する樹脂フィルムＦｓがスタンパ２１から完全に剥離され、巻取り工程に入る状態を示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示す図である。
【００５３】
図８(ａ)乃至図８(ｄ)を見て解るように、実施例２は、基本的には、実施例１をスタンパ２１の転写面を境にして上下面対称(図面上では線対称)にした構造を有する。その他の違う第１の点は、電磁誘導加熱部６１の配置位置である。電磁誘導加熱部６１は、要は加圧されている線状領域を所定の温度に加熱できれば良い。従って、実施例１では電磁誘導加熱部６１と成形ローラ７２とをスタンパ２１を挟んで近接して配置して移動させたが、実施例２では、電磁誘導加熱部６１を成形ローラ７２側に、且つパワーを上げたうえで離間して設け、移動させてもよい。
【００５４】
第２の点は、冷却部８１の替わり冷媒をスタンパ２１の送り込み回収する冷却装置８８を設けた点である。冷却方法は、実施例１や２で示した他、スタンパ２１の転写面に冷媒を送風する方法等がある。第３の点は、スペースを縮小するために、原反リール駆動機構１５の方向を変えた点である。その他の点は実施例１と同じである。従って、同じ構成を有するものは、同じ符号を付している。
【００５５】
以上説明した実施例２は、微細パターンの樹脂フィルムへの転写を上から行うことの他、実施例１と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
（実施例３）
図９は、本発明の実施例３であるナノインプリント装置を示す図である。実施例１、２では、原反リール１１及び巻取りリール３１を加工ユニット２０に対して同一側に対して設けた。実施例３では、原反リール１１及び巻取りリール３１を加工ユニット２０に対して両側に別々に設けている。
【００５７】
図９(ａ)は、実施例１の図２に対応する図で、転写工程入る位置である原点位置における樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示す図である。
図９(ｂ)は、実施例１の図４に対応する転写工程の途中の状態、動作を図示的に示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態を示す図である。
図９(ｃ)は、実施例１の図６に対応する剥離工程の途中の状態、動作を図示的に示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態を示す図である。
図９(ｄ)は、実施例１の図７に対応する樹脂フィルムＦｓがスタンパ２１から完全に剥離され、巻取り工程に入る状態を示す図で、樹脂フィルムＦの搬送及び成形加工を司る構成要素の状態、動作を図示的に示す図である。
【００５８】
図９(ａ)乃至図９(ｄ)を見て解るように、実施例３は、基本的には、原点位置をスタンパ２１の左側から右側に変更し、成形ロール７２と冷却ロール８２の位置を左右反対にした構造を有する。しかし、ダンサローラ５１のストロークは多少変動するが、ダンサローラ部５０の構造及び配置位置(原反ロール１１と成形ロール７２の間)ということは変わらない。この点は、実施例２も同様である。上記の構造の変化によって、転写工程が巻取りリール３１側から原反リール１１に向けて行われる。逆に、剥離工程が原反リール１１から巻取りリール３１側に向けて行われる。
【００５９】
その他の実施例１と違う点は、各図を見て解るように、原反リール１１から供給された樹脂フィルムＦが成形ローラ７２にある程度の角度で入射しているので、剥離ローラ７５を設けていないことである。勿論、剥離ローラ７５を設けることを否定するものではない。その他の点は実施例１と同じである。従って、同じ構成を有するものは、同じ符号を付している。
【００６０】
以上説明した実施例３は、剥離ローラ７５が有する効果を奏することができないが、その他の効果は実施例１と同様に効果を奏することができる。
以上の実施の形態では、被転写膜の熱硬化を誘導加熱部で行ったが、光やヒータによる加熱等で行ってもよい。
また、以上の実施の形態では、スタンパとして平板状のものを用いたが、円柱又は円筒状のものであってもよい。
【００６１】
以上のように本発明の実施の形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００６２】
１０：供給部                            １１：原反リール１１
１５：原反リール駆動機構                １６：ドライブローラ
２０：加工ユニット                      ２１：スタンパ(金型）
３０：巻取り部                          ３１：巻取りリール
３６：巻取り径測定器                    ３７：巻取りリールの軸
３８：巻取りローラ                      ４０：供給巻取りユニット
５０：ダンサローラ部                    ５１：ダンサローラ
５２、５３：ピンチローラ                ５４：駆動ローラ
５５：位置検出器                        ６０：上部成形部
６１：電磁誘導加熱部                    ６４：ＩＨ電源
７０：下部成形部                        ７１：加圧部
７２：成形ローラ                        ７３：シリンダ
７４：ガイド部                          ７５：剥離ローラ
７６：ピンチローラ                      ８１：冷却部
８２：冷却ローラ                        ８３：シリンダ
８５：下部ステージ                      ８６：リニアレール
８８：冷却装置                          １００：ナノインプリント装置
Ｆ、Ｆｓ：樹脂フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014213552.tif 000007
【図６】
2014213552.tif 000008
【図７】
2014213552.tif 000009
【図８】
2014213552.tif 000010
【図９】
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