(57)【要約】【課題】被転写材の材質に左右されずにインプリント型と被転写材とを良好に離型する。【解決手段】離型装置１０は、インプリント型３０が押し付けられた被転写材２０からインプリント型３０を離型して転写パターンを形成するものであり、インプリント型３０が押し付けられた被転写材２０の端部側を治具１１に固定し、インプリント型３０をステージ１２に固定し、被転写材２０のインプリント型３０側と反対側の面に押圧面１３ａ，１３ｂを有する離型用押型１３を押し当て、治具１１を被転写材２０が押圧面１３ａ，１３ｂに沿う状態で撓むように移動させてインプリント型３０と被転写材２０との間に剥離の開始点を形成し、被転写材２０を撓ませた状態のまま、インプリント型３０のパターン３１の形成面に対して垂直方向にインプリント型３０と被転写材２０とを引き離し、被転写材２０からインプリント型３０を離型する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリント型が押し付けられた被転写材の端部側を治具に固定すると共に、前記インプリント型をステージに固定する工程と、
前記被転写材の前記インプリント型側と反対側の面に、樋状に湾曲した凸曲面からなる押圧面を有する離型用押型を押し当てる工程と、
前記治具を前記被転写材が前記離型用押型の押圧面に沿って撓むように移動させ、前記インプリント型と前記被転写材との間に剥離の開始点を形成する工程と、
前記被転写材を撓ませた状態のまま、前記インプリント型のパターン形成面に対して垂直方向に前記インプリント型と前記被転写材とを引き離し、前記被転写材から前記インプリント型を離型する工程とを備えた
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記離型用押型は、前記被転写材のパターン転写領域に対応する押圧面の曲率が、パターン非転写領域に対応する押圧面の曲率よりも小さくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記離型用押型は、前記被転写材のパターン転写領域に対応する押圧面が平面状に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載のパターン形成方法。
【請求項４】
インプリント型が押し付けられた被転写材の端部側を治具に固定すると共に、前記インプリント型をステージに固定する工程と、
前記被転写材の前記インプリント型側と反対側の面に、前記被転写材のパターン転写領域に対応する押圧面の曲率が、パターン非転写領域に対応する押圧面の曲率よりも小さくなるように形成された押圧面を有する離型用押型を押し当てる工程と、
前記治具を前記被転写材が前記離型用押型の押圧面に沿って撓むように移動させ、前記インプリント型と前記被転写材との間に剥離の開始点を形成する工程と、
前記被転写材を撓ませた状態のまま、前記インプリント型のパターン形成面に対して垂直方向に前記インプリント型と前記被転写材とを引き離し、前記被転写材から前記インプリント型を離型する工程とを備えた
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
インプリント型が押し付けられた被転写材から前記インプリント型を離型する離型装置であって、
前記被転写材の端部側を固定する治具と、
前記インプリント型を保持する保持機構を有するステージと、
前記被転写材の前記インプリント型側と反対側の面に、樋状に湾曲した凸曲面からなる押圧面が押し当てられる離型用押型と、
離型時に、前記被転写材に前記離型用押型を押し当てて、前記治具を前記被転写材が前記押圧面に沿って撓むように移動させると共に、前記被転写材を撓ませた状態のまま、前記ステージを前記インプリント型のパターン形成面に対して垂直方向に相対的に移動させ、前記インプリント型と前記被転写材とを引き離す駆動手段とを備えた
ことを特徴とする離型装置。
【請求項６】
インプリント型が押し付けられた被転写材から前記インプリント型を離型する離型装置であって、
前記被転写材の端部側を固定する治具と、
前記インプリント型を保持する保持機構を有するステージと、
前記被転写材の前記インプリント型側と反対側の面に、前記被転写材のパターン転写領域に対応する押圧面の曲率が、パターン非転写領域に対応する押圧面の曲率よりも小さくなるように形成された押圧面が押し当てられる離型用押型と、
離型時に、前記被転写材に前記押圧面を押し当てて、前記治具を前記被転写材が前記離型用押型の押圧面に沿って撓むように移動させると共に、前記被転写材を撓ませた状態のまま、前記ステージを前記インプリント型のパターン形成面に対して垂直方向に相対的に移動させ、前記インプリント型と前記被転写材とを引き離す駆動手段とを備えた
ことを特徴とする離型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インプリント型が押し付けられた被転写材からインプリント型を離型して転写パターンを形成するパターン形成方法及び離型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、凹凸のパターンを有するインプリント型を被転写材に押し付けて、所望の転写パターンを被転写材に形成するインプリント法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、インプリント型がレジスト層に押し付けられた転写基板を、離型開始から終了までレジスト層側が所定曲率の凸状態を維持するように裏面側を加圧して湾曲させる凹凸パターンの形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３４６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の凹凸パターンの形成装置におけるパターン形成方法では、離型時に転写基板のレジスト層側が所定曲率の凸状態となったドーム形状に維持されるので、レジスト層は伸縮性に優れた材質で構成しなければならず、非伸縮性の材質のレジスト層を用いた場合は、レジスト層に皺が形成されて転写パターンが崩れやすくなるという問題がある。
【０００５】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、被転写材の材質に左右されずにインプリント型と被転写材とを良好に離型することができるパターン形成方法及び離型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一のパターン形成方法は、インプリント型が押し付けられた被転写材の端部側を治具に固定すると共に、前記インプリント型をステージに固定する工程と、前記被転写材の前記インプリント型側と反対側の面に、樋状に湾曲した凸曲面からなる押圧面を有する離型用押型を押し当てる工程と、前記治具を前記被転写材が前記離型用押型の押圧面に沿って撓むように移動させ、前記インプリント型と前記被転写材との間に剥離の開始点を形成する工程と、前記被転写材を撓ませた状態のまま、前記インプリント型のパターン形成面に対して垂直方向に前記インプリント型と前記被転写材とを引き離し、前記被転写材から前記インプリント型を離型する工程とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る一のパターン形成方法によれば、被転写材のインプリント型側とは反対側の面を押圧する離型用押型の押圧面が、樋状に湾曲した凸曲面、例えば円筒曲面等から形成されているので、被転写材の端部側に固定された治具により被転写材を離型用押型の押圧面に沿って撓ませても、被転写材に伸縮方向の無理な力は加わらない。このため、被転写材が非伸縮材であっても皺などが発生することはない。そして、このパターン形成方法によれば、インプリント型と被転写材との間に剥離の開始点を形成し、被転写材を撓ませた状態のままインプリント型と被転写材とを引き離すので、非伸縮性の材質の被転写材を用いても、インプリント型と被転写材との間に剥離開始点を形成した後に、剥離開始点から内側に向かって剥離が進行するように良好に離型を行い転写パターンを形成することができる。これにより、転写パターンが崩れることを抑制することができると共に、インプリント型の破損を防止することができる。
【０００８】
本発明の一実施形態においては、前記離型用押型は、前記被転写材のパターン転写領域に対応する押圧面の曲率が、パターン非転写領域に対応する押圧面の曲率よりも小さくなるように形成されている。
【０００９】
本発明の他の実施形態においては、前記離型用押型は、前記被転写材のパターン転写領域に対応する押圧面が平面状に形成されている。
【００１０】
本発明に係る他のパターン形成方法は、インプリント型が押し付けられた被転写材の端部側を治具に固定すると共に、前記インプリント型をステージに固定する工程と、前記被転写材の前記インプリント型側と反対側の面に、前記被転写材のパターン転写領域に対応する押圧面の曲率が、パターン非転写領域に対応する押圧面の曲率よりも小さくなるように形成された押圧面を有する離型用押型を押し当てる工程と、前記治具を前記被転写材が前記離型用押型の押圧面に沿う状態で撓むように移動させ、前記インプリント型と前記被転写材との間に剥離の開始点を形成する工程と、前記被転写材を撓ませた状態のまま、前記インプリント型のパターン形成面に対して垂直方向に前記インプリント型と前記被転写材とを引き離し、前記被転写材から前記インプリント型を離型する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る他のパターン形成方法によれば、パターン転写領域に対応する離型用押型の押圧面の曲率が、パターン非転写領域に対応する離型用押型の押圧面の曲率よりも小さく設定されているので、パターン転写領域での被転写材に伸縮方向の無理な力は生じない。これにより、上記一のパターン形成方法と同様に、転写パターンが崩れることを抑制し、インプリント型の破損を防止することができる。
【００１２】
本発明に係る一の離型装置は、インプリント型が押し付けられた被転写材から前記インプリント型を離型する離型装置であって、前記被転写材の端部側を固定する治具と、前記インプリント型を保持する保持機構を有するステージと、前記被転写材の前記インプリント型側と反対側の面に、樋状に湾曲した凸曲面からなる押圧面が押し当てられる離型用押型と、離型時に、前記被転写材に前記離型用押型を押し当てて、前記治具を前記被転写材が前記押圧面に沿って撓むように移動させると共に、前記被転写材を撓ませた状態のまま、前記ステージを前記インプリント型のパターン形成面に対して垂直方向に相対的に移動させ、前記インプリント型と前記被転写材とを引き離す駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る他の離型装置は、インプリント型が押し付けられた被転写材から前記インプリント型を離型する離型装置であって、前記被転写材の端部側を固定する治具と、前記インプリント型を保持する保持機構を有するステージと、前記被転写材の前記インプリント型側と反対側の面に、前記被転写材のパターン転写領域に対応する押圧面の曲率が、パターン非転写領域に対応する押圧面の曲率よりも小さくなるように形成された押圧面が押し当てられる離型用押型と、離型時に、前記被転写材に前記押圧面を押し当てて、前記治具を前記被転写材が前記離型用押型の押圧面に沿う状態で撓むように移動させると共に、前記被転写材を撓ませた状態のまま、前記ステージを前記インプリント型のパターン形成面に対して垂直方向に相対的に移動させ、前記インプリント型と前記被転写材とを引き離す駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る一及び他の離型装置によれば、上述したパターン形成方法と同様の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被転写材の材質に左右されずにインプリント型と被転写材とを良好に離型することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る離型装置を示す斜視図である。
【図１Ｂ】同離型装置の一部を示す断面図である。
【図２】同離型装置の前段の転写装置の一部を示す断面図である。
【図３】同離型装置による離型工程を示すフローチャートである。
【図４】同離型装置の離型時の様子を示す断面図である。
【図５】同離型装置の離型時の様子を示す断面図である。
【図６】同離型装置の離型時の様子を示す断面図である。
【図７】同離型装置の離型用押型を示す斜視図である。
【図８】同離型装置の他の離型用押型を示す斜視図である。
【図９】同離型装置の更に他の離型用押型を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る離型装置による離型時の様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係るパターン形成方法及び離型装置を詳細に説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る離型装置を示す斜視図である。図１Ｂは、離型装置の一部を示す断面図である。図２は、離型装置の前段の転写装置の一部を示す断面図である。図３は、離型装置による離型工程を示すフローチャートである。図４〜図６は、離型装置の離型時の様子を示す断面図である。また、図７は、離型装置の離型用押型を示す斜視図である。
【００１９】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１の実施形態に係る離型装置１０は、別途後述する転写装置によりインプリント型３０が押し付けられた、例えば樹脂フィルムからなる被転写材２０を準備して、この被転写材２０からインプリント型３０を離型して転写パターンを形成するための装置である。
【００２０】
図１に示すように、第１の実施形態に係る離型装置１０は、別途後述する転写装置によりインプリント型３０が押し付けられた、例えば樹脂フィルムからなる被転写材２０を準備して、この被転写材２０からインプリント型３０を離型して転写パターンを形成するための装置である。
【００２１】
離型装置１０は、被転写材２０の端部側を固定する治具１１と、インプリント型３０を例えば吸着により保持する保持機構を備えたステージ１２とを備える。また、離型装置１０は、樋状に湾曲した略円筒曲面状の押圧面を有する離型用押型１３を備え、被転写材２０のインプリント型３０側と反対側の面に、押圧面が押し当てられる。
【００２２】
離型用押型１３は、一例として、被転写材２０のパターン転写領域に対応する押圧面１３ａの曲率が、パターン非転写領域に対応する押圧面１３ｂの曲率よりも小さくなるように形成された球面状の押圧面１３ａ，１３ｂを有している。離型用押型１３は、例えば支持軸１４を介して後述する第３の駆動手段（図示せず）に接続されている。なお、押圧面１３ａは、中心部に近いほどその曲率がほぼ０となる平面状に形成されている。
【００２３】
治具１１は、例えば被転写材２０の端部を、被転写材２０の厚さ方向に挟持可能な構造を備えている。本例では、離型用押型１３が中心部が平面に近い変形円筒状の押圧面１３ａ，１３ｂを備える形状であるため、治具１１は、例えばこの離型用押型１３の両端縁部に沿った直線状に被転写材２０の端部を挟持可能に形成されている。その他、治具１１は、離型用押型１３の形状に合わせて、被転写材２０の所定方向の両端部や、予め設定された端部を挟持可能に構成されていても良い。
【００２４】
被転写材２０は、本実施形態においては、例えば厚さ２５μｍ程度の熱可塑性のポリイミド、ポリオレフィン、液晶ポリマーなどからなる樹脂フィルムや、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる樹脂フィルムなどが用いられる。これらの樹脂フィルムは、通常は伸縮性を備えるが、本例の被転写材２０には非伸縮性の材質の樹脂フィルムを適用することもできる。
【００２５】
インプリント型３０は、モールドやダイなどの金型であり、被転写材２０に転写する凹凸のパターンに対して反転したパターン３１が形成されている。インプリント型３０は、例えばシリコンからなり、そのパターン３１は、最小ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）が５μｍ／５μｍで、高さ５μｍのパターンに形成されている。
【００２６】
なお、インプリント型３０は、材質が限定されるものではなく、例えばニッケル、銅、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等により形成され、所望の微細ピッチのパターン３１が形成されたものを用いても良い。また、インプリント型３０のパターン３１側の表面には、例えばフッ素樹脂などがコーティングされた易離型処理が施されていても良い。治具１１及びステージ１２についても、インプリント型３０と同様の上記のような材質により構成することができる。
【００２７】
また、離型装置１０の治具１１、ステージ１２及び離型用押型１３には、それぞれを相対的に上下方向に動かすことが可能な第１、第２及び第３の駆動手段が対応して取り付けられている。一方、ステージ１２には、インプリント型３０が配置される位置に対応する箇所に吸引穴１２ａが形成されている。
【００２８】
そして、インプリント型３０は、この吸引穴１２ａを介して図示しない吸着装置により吸い付けられることで、ステージ１２上に吸着固定される。
【００２９】
次に、パターン形成方法について説明する。
転写段階においては、図２（ａ）に示すように、フィルム状の被転写材２０とインプリント型３０とを準備し、被転写材２０のパターン転写領域（箇所）とインプリント型３０のパターン３１の位置とを位置合わせした上で、転写装置４０のステージ８，９にこれらを配置する。
【００３０】
このとき、例えば被転写材２０は、ステージ９に設けられた押さえ板９ａ、ボルト９ｂ及びナット９ｃによりステージ９に取付固定される。また、インプリント型３０は、例えば粘着シート等によりステージ８からパターン３１の転写後に容易に離脱可能に貼着固定される。
【００３１】
そして、インプリント型３０及び転写部材２０の少なくとも一方を加熱しながら、例えばステージ８をステージ９側に移動させて、図２（ｂ）に示すように、被転写材２０にインプリント型３０を押し付けてパターン３１を転写する。このとき、被転写材２０が柔らかくなる温度まで被転写材２０を加熱してから押し付けることが好ましいが、被転写材２０が熱可塑性樹脂からなる場合は、ガラス転移点以上の温度まで加熱することが望ましい。
【００３２】
こうしてパターン３１が転写された後、被転写材２０が柔らかくなる温度以下にインプリント型３０と被転写材２０とを冷却し、これらが一体化した状態で上述した離型装置１０に搬送して、離型装置１０による離型工程を開始する。ここで、図３を参照しながら離型工程について説明する。
【００３３】
まず、図１に示すように、被転写材２０の端部側を治具１１に固定する（ステップＳ１００）と共に、ステージ１２をインプリント型３０に当接して、インプリント型３０をステージ１２上に吸着させて固定する（ステップＳ１０２）。なお、インプリント型３０は、吸引穴１２ａを介した吸引による吸着方式の他、図示しない押さえ板による固定方式や、静電吸着式或いは粘着シート等を用いた粘着式などによりステージ１２に固定させることができる。
【００３４】
次に、第３の駆動手段により、図４に示すように、離型用押型１３を被転写材２０のインプリント型３０側と反対側の面に、図４中矢印直線（下向き）で示すように移動させて押圧面１３ａ，１３ｂを押し当てる（ステップＳ１０４）。これと共に、治具１１を図４中矢印直線（上向き）で示すように、被転写材２０が離型用押型３０の押圧面１３ａ，１３ｂに沿う状態で撓むように移動させ、被転写材２０を撓ませる（ステップＳ１０６）。
【００３５】
このとき、被転写材２０のパターン転写領域と非転写領域との境目における被転写材２０とインプリント型３０との界面端部に剥離力が作用して、界面端部がそれぞれ剥離し剥離の開始点が形成される。その後、図５に示すように、第１及び第３の駆動手段により、治具１１及び離型用押型１３が被転写材２０を撓ませた状態のまま、治具１１及び離型用押型１３を、例えば図５中矢印直線で示すようにインプリント型３０のパターン３１の形成面に対して垂直方向（上方向）に移動させ、相対的にステージ１２に対して離間させる（ステップＳ１０８）。
【００３６】
治具１１及び離型用押型１３の移動に伴い、上記剥離の開始点側から剥離が被転写材２０とインプリント型３０との中心側に向かって進行し、最終的に完全に剥離して被転写材２０からインプリント型３０が離型される（ステップＳ１１０）。上述したように、離間させる前に剥離の開始点が既に形成されているので、パターン３１により形成される被転写材２０の転写パターン２１が崩れることなくスムーズに剥離が進行する。
【００３７】
最後に、図６に示すように、第１の駆動手段による治具１１及び第３の駆動手段による離型用押型１３の移動により保持していた被転写材２０の撓みを、例えば離型用押型１３を移動させることによりその押し当てを解除して元に戻す。これと共に、治具１１による被転写材２０の端部の挟持を解除した上で被転写材２０を取り出して（ステップＳ１１２）、ステージ１２からインプリント型３０を外し、本フローチャートによる一連の処理を終了する。こうしてインプリント型３０を被転写材２０から離型することで、被転写材２０に転写パターン２１が形成される。
【００３８】
このように、第１の実施形態に係る離型装置１０によるパターン形成方法によれば、離型用押型１３が押し当てられた被転写材２０を、治具１１によって押圧面１３ａ，１３ｂに沿う状態で撓ませて剥離の開始点を形成する。そして、被転写材２０を撓ませた状態のままインプリント型３０と被転写材２０とを引き離して離型を行う。
【００３９】
すなわち、樹脂フィルムである被転写材２０を撓ませるので、インプリント型３０は柔軟性を備えていなくても良く、被転写材２０を撓ませたままパターン３１の形成面に対して垂直方向に被転写材２０及びインプリント型３０を引き離すので、転写パターン２１が崩れることはない。
【００４０】
また、被転写材２０をインプリント型３０との間に剥離の開始点を形成可能な程度に撓ませれば良いため、非伸縮性の樹脂フィルムを使用してもパターン３１の転写領域に皺などが形成されることを抑えることができる。従って、被転写材２０の材質に左右されずに被転写材２０とインプリント型３０とを良好に離型することが可能となる。
【００４１】
なお、図７に示すように、上述した離型用押型１３は、樋状に湾曲した変形円筒状の押圧面１３ａ，１３ｂを備え、押圧面１３ａの曲率が押圧面１３ｂの曲率よりも小さくなるように形成されたものを用いたが、例えば次のようなものであっても良い。すなわち、図８に示すように、被転写材２０へ向かう樋状に湾曲した一定の曲率の円筒状の押圧面１３ｃを有する離型用押型１３Ｂを用いても良い。
【００４２】
また、図９に示すように、パターン転写領域の押圧面１３ｄの曲率がパターン非転写領域の押圧面１３ｅの曲率よりも小さくなるように形成されたドーム状、即ち球面状の離型用押型１３Ｃを用いても良い。このように、離型用押型１３は、上述したような剥離の開始点を形成することができる押圧面を有する形状で形成されていれば良い。
【００４３】
［第２の実施形態］
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る離型装置による離型時の様子を示す断面図である。なお、以降において既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を附して説明を割愛する。第２の実施形態に係る離型装置１０Ａは、インプリント型３０と被転写材２０とを引き離す際に、両者の剥離開始点から剥離の進行方向に向けて（すなわち、両者の界面に向けて）エアーを吹き付けるガス噴出機構（図示せず）を設け、スムーズな剥離を補助している点が、第１の実施形態に係る離型装置１０と相違している。
【００４４】
すなわち、図１０（ａ）に示すように、離型装置１０Ａは、第１の実施形態に係る離型装置１０と同様に、治具１１、ステージ１２、離型用押型１３、第１〜第３の駆動手段等の各部と共に、被転写材２０のパターン転写領域と非転写領域との境目における被転写材２０とインプリント型３０との界面端部に向けてエアーを噴出するガス噴出機構のノズル７を複数備えて構成されている。
【００４５】
そして、離型工程においては、図１０（ａ）に示すように、インプリント型３０が押し付けられた被転写材２０を治具１１に固定してステージ１２に配置した後、図１０（ｂ）に示すように、被転写材２０を押圧面１３ａ，１３ｂに沿って撓ませ、界面端部に剥離の開始点を形成する。
【００４６】
剥離の開始点を形成したら、各ノズル７からエアーを吹き出し、図１０（ｃ）に示すように、エアー吹き出しを継続しつつ被転写材２０を撓ませた状態のまま、ステージ１２を被転写材２０に対して離間する方向に相対的に移動させ、被転写材２０からインプリント型３０を離型する。
【００４７】
このように構成された第２の実施形態に係る離型装置１０Ａによるパターン形成方法によれば、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、離型時において、ステージ１２の移動と共に、ガス噴出機構から供給されたエアーが、被転写材２０及びインプリント型３０の界面に向けて吹き付けられるので、更に良好に離型することが可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１０            離型装置
１１            治具
１２            ステージ
１２ａ          吸引穴
１３            離型用押型
１３ａ，１３ｂ  押圧面
２０            被転写材
２１            転写パターン
３０            インプリント型
３１            パターン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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