(57)【要約】【課題】  均一な転写圧力が伝送される場合、構造の簡単化の効果を図ることができる、マイクロ・ナノ転写用の均圧装置を提供すること。【解決手段】  本発明は、均一な転写圧力が基板と金型との間の成形材料層に印加されるようにするためのマイクロ・ナノ転写用の均圧装置であり、少なくとも基板または金型のいずれか一方に、直接、接触される均圧部材を備え、転写時の各点の圧力が等しくなるようにしているため、均一な転写圧力が伝送される際に構造の簡単化の効果を図ることができる。【選択図】  図１Ａ
2006332208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一な転写圧力が基板と金型との間の成形材料層に印加されるようにするためのマイクロ・ナノ転写用の均圧装置において、
前記基板または前記金型のいずれか一方に、直接、接触する均圧部材と、
前記均圧部材に隣接する保持部材と、
転写成形を行うために積載の機能を果たす積載ユニットと、
を少なくとも備えることを特徴とするマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項２】
前記保持部材は、金型の上方または金型の下方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項３】
前記保持部材は、弾性膜と前記弾性膜の内部に充填された流体とを備えている均圧部材を収容するための収容空間を有し、一端に開口が形成されている構造であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項４】
前記保持部材は、両端に開口が形成されている構造であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項５】
前記保持部材は、弾性膜と前記弾性膜の内部に充填された流体とを備えている均圧部材を収容するための収容空間を有し、一端の開口に前記金型が接設され、他の一端の開口に加圧板が設けられている構造であることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項６】
前記加圧板には、駆動ユニットが接設されていることを特徴とする請求項５に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項７】
前記保持部材は、収容空間を有し、一端に開口が形成されている構造であり、前記均圧部材は前記収容空間に充填されている流体と、前記開口を密閉する弾性膜とからなることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項８】
前記積載ユニットの両側には、前記基板を伝送させるための伝送部材がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項９】
それらの伝送部材は、コンベヤーまたはローラのいずれか一方であることを特徴とする請求項８に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項１０】
駆動ユニットに接設される加圧板に取り付けられており、均一な転写圧力を基板と金型との間の成形材料層に印加するようにするためのマイクロ・ナノ転写用の均圧装置において、
前記加圧板に連設され、前記基板または前記金型のいずれかの一方に直接接触されるための弾性膜と、
前記弾性膜の内部に充填される流体と、
転写成形を行うために積載の機能を果たす積載ユニットと、
少なくとも備えることを特徴とするマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項１１】
前記弾性膜は、高圧に耐え、かつ密封することができる材料からなるものであることを特徴とする請求項３、５、７及び１０のいずれか１項に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項１２】
前記弾性膜の外部には、結合部が形成されていることを特徴とする請求項３、５、７及び１０のいずれか１項に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項１３】
前記結合部は、接着構造、継ぎ合わせ構造、及び金属締結構造のいずれか一方からなることを特徴とする請求項１２に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項１４】
前記積載ユニットは、前記基板を積載することを特徴とする請求項１または請求項１０に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【請求項１５】
前記積載ユニットは、エネルギー伝送素子であり、内部に少なくとも一つのエネルギーを前記成形材料層に伝送し前記成形材料層の転写成形を行うためのエネルギー源が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項１０に記載のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[公開]
本発明は、研究のため、西暦２００４年１２月１日から３日までにオーストリア（Austrian）のウィーン（Vienna）に開催されたＮＮＴ第３回の国際会議に開示されており、特許法に基づいて事実証明書類が別紙のように提出されている。
【０００２】
本発明は、均圧装置に関し、特にマイクロ・ナノ転写用の均圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来より、半導体製造工程において、リソグラフィ（Lithography）製造工程にはフォトリソグラフィ技術が多く使用され、この技術によってチップまたは基板上に必要な導電トレース（Trace）が形成されているが、この方法は、光源回折の限界に制限されているため、加工線幅が１００ナノレベル以下の場合、フォトリソグラフィによって達成することが困難であり、回路線幅の発展の制限となっている。それに伴って、次世代のリソグラフィ技術（Next-generation lithography）が提案されているが、この種の技術には設備のコストが高く、しかもスループットが低いなどの問題があった。従って、近年来発展されてきている、線幅の限界を突破することが可能となったナノ転写リソグラフィ（Nanoimprint Lithography,NIL）が、リソグラフィ解像度が高く、製造速度が速く、生産コストが低いなどの特徴があるため、現在最も新しいリソグラフィ加工技術として受け入れられるようになっている。
【０００４】
一般に、ナノ転写技術の領域には、熱圧成形及び紫外光硬化成形が現在の技術主流となっている。熱圧成形技術は、高温高圧を利用して、金型パターンを例えば高分子材料が塗布された基板に転写するものであるが、紫外光硬化成形は、常温常圧で紫外光を照射して微構造を硬化成形させる。しかし、それらの技術は、品質的には良好な転写成形品質が得られるように、いずれも転写圧力が均一でなければならないことが要求されている。
【０００５】
図６Ａに示すように、転写圧力が均一でなければ、金型２１のナノ構造２３への転写深さが不均一となり、このナノ構造２３の一部がねじれ変形となる。また、図６Ｂに示すように、金型２１と基板２５との平行度が良くない場合、転写領域内におけるナノ構造２３が傾斜状態となり、転写の品質が大幅に低下する。また、熱圧成形技術を例にすれば、図７Ａに示すように、転写を行う場合には、マイクロ・ナノ転写設備において上型板２０に固定されナノ構造２３を有する金型２１を利用する。この金型２１は、下型板３０に固定される基板２５へ移動されるように、動力源によって駆動される駆動ユニット５０に接続されている。ただし、この種の従来の加圧構造は、複数の機械部材の積み重ねによって組み立てられてなり、それらの機械部材がいずれも剛体であるため、金型、基板及び上下型板を完全に密閉することができない。従って、図７Ｂに示す印圧結果のように、圧力の分布が極めて均一ではないことが示されている。よって、このような力の伝送の構造が均一的に加圧する要求に応じることができず、最後の成形品質が不良となる。
【０００６】
前記のように、加圧が均一ではないことを改善するために、Puscasuらは、西暦２０００年１１月１２日に”Comparison of infrared frequency selective surfaces fabricated by direct-write electron-beam and bilayer  nanoimprint lithographies”という文献を提出していた。図８に示すように、上、下型板２０、３０において金型２１または基板２５との間にプラスチックパッド２７、２９がそれぞれ介在されている。印圧温度に加熱された場合、それらのプラスチックパッド２７、２９が熱を受けて軟らかくなる。従って、転写を行う場合には、このプラスチックパッド２７、２９によって、前記上、下型板２０、３０と前記金型、基板とがより密閉となり、均一的に加圧する効果を図る。
この技術がナノレベルの精度を有しているため、転写プロセスにおける品質制御は一般の熱圧成形技術より厳しくなってしまう。しかしながら、このプラスチックパッド材料が加熱加圧される場合、大量の流動変形となるため、印圧力の伝送に影響を与えることとなる。
【０００７】
また、別の従来技術文献には、転写成形の移動機構が開示されている（例えば、特許文献１参照）。図９に示すように、この移動機構では、ピボットの支持によって、基板２５がピボット１２に自由に運動でき、この基板２５の両端を弾性部材１４が支持している。これによって、金型２１が基板２５に接触された場合、前記基板２５が前記金型２１との平行度を自動的に調整し、均一的に加圧する機能を図る。しかし、この移動機構の装置は、小面積の印圧にのみ適用されるため、スループットが低いのみならず、しかも大面積の印圧が行われる場合、基板の変形となり易く、基板がピボットより離れた箇所では変形がより激しくなることがある。また、印圧力が大きすぎると、ピボット箇所がワンポイントの支持によって応力の集中となって損害することとなるため、均一な加圧の達成が困難である。従って、この種の従来技術には均一な加圧機能を有しているが、印圧寸法及び印圧力の大きさに制限されている。
【特許文献１】特開２００３-０７７８６７号公報
【０００８】
さらに、また別の従来技術文献には、ナノ転写用の均一加圧装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。図１０に示すように、この均一加圧装置では、均一加圧ユニット４０を利用している。この均一加圧ユニット４０は、弾性材料密封外膜４０ａ、及びこの弾性材料密封外膜４０ａの内部に充填された流体４０ｂを備えており、弾性材料密封外膜４０ａ内における流体４０ｂの各点の圧力が等しい性質を利用すれば、均一伝送の効果を図ることができ、均一的に加圧する目的を達成することができる。
【特許文献２】米国特許公開第２００４／２１９２４９号公報
【０００９】
しかしながら、この装置では、前記従来技術のような加圧の不均一であること、ナノ構造の一部がねじれ変形すること、スループットの低いこと、及び応力集中のこと等がないが、部材を介して金型の挟持、加熱及び冷却などの機能を行っている。この均一加圧ユニット４０は、成形された金型または基板上に、直接、設置されず、カバー、加熱、冷却ユニット、積載ユニットなどの部材の組み合わせによって力を成形領域に伝送する必要がある。このように、均一力の伝送は部材の表面機械的性質（例えば、表面粗度、平行度、機械加工精度）からの影響を受けることとなる。
【００１０】
換言すれば、各部材の機械的誤差を精密に制御してこそ、金型と基板との平行度を維持することができるため、製造上の手間となるのみならず、組み立ての精度への要求が高まることとなる。また、この種の従来技術の均一加圧ユニット４０は、金型または基板上に直接に設置されず、複数の部材によって積載されているため、製造や組み立て上の問題となっているほか、装置の構造が複雑、製造コストの増大となっている。
【００１１】
上記のように、従来の技術では、転写プロセスにおいて転写圧力の不均一及び平行度の不良による種種の問題があり、しかも製造や組み立て上の制限によってビジネスの要求に応じられなくなっているため、均一な転写圧力が伝送されるように、如何に転写領域内における各点の圧力が等しく、金型と基板との平行度が良く、しかもその他の部材の表面機械的性質の平行度への影響が最低に抑制されるようにすることは、確かに解決すべき課題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、以上のとおりの事情に鑑み、本発明は、均一な転写圧力が伝送される場合、構造の簡単化の効果を図ることができる、マイクロ・ナノ転写用の均圧装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、装置のコストが低減されるように、マイクロ・ナノ転写用の均圧装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、スループットを高めるように、マイクロ・ナノ転写用の均圧装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、産業の運用価値を高めるように、異なる転写成形製造工程に応用されることができる、マイクロ・ナノ転写用の均圧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】
【００１６】
上記の目的及びその他の目的を解決するために、好ましい実施の態様として、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置は、基板と金型との間の成形材料層に均一な転写圧力が印加されるようにするためのマイクロ・ナノ転写用の均圧装置であって、少なくとも下記の均圧部材に隣接される保持部材と、前記基板または前記金型のいずれか一方に、接接、される均圧部材と、転写成形を行うために積載の機能を果たす積載ユニットと、を備える。
【００１７】
より好ましくは、保持部材は、均圧部材を収容する収容空間を有し、前記金型の上方または金型の下方に設けられ、一端に開口が形成された構造である。他の好ましい実施の態様として、前記保持部材は、両端に開口が形成された構造であって、均圧部材を収容するための収容空間を有し、一端の開口に金型が接設され、他の一端の開口に加圧板が設けられ、前記加圧板が駆動ユニットに接設されることによって、この駆動ユニットが動力源の駆動で下へフィードされる場合、前記保持部材が均圧部材と同時に、金型と単一基板または連続基板とが完全に接触されるまで下へフィードされ、適当な圧力が確立され、保持部材内に保持される均圧部材によって直接に金型に加圧される。
【００１８】
より好ましくは、均圧部材は、弾性膜及び前記弾性膜の内部に充填される流体を備える。この弾性膜は、高圧に耐え、かつ密封することができる材料からなる構造である。この弾性膜の外部には、結合部が形成されることもでき、この結合部は、接着構造、継ぎ合わせ構造、及び金属締結構造のいずれか一方からなるものである。
【００１９】
積載ユニットは、基板の積載として用いられている。この積載ユニットは、基板を伝送させ転写成形を連続的に行うように、両側にそれぞれ伝送部材が設置されている。それらの伝送部材は、コンベヤー又はローラであるのが好ましい。この積載ユニットは、例えば内部に少なくとも一つのエネルギー源が設けられ、エネルギーを前記成形材料層に伝送させ前記成形材料層を転写成形するエネルギー伝送素子であるのが好ましい。
【００２０】
さらに他のより好ましい実施の態様として、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置は、駆動ユニットに接設される加圧板に取り付けられており、均一な転写圧力を基板と金型との間の成形材料層に印加する均圧装置であって、少なくとも、前記加圧板に連設され、前記基板または前記金型のいずれか一方に、直接、接触されるための弾性膜と、前記弾性膜の内部に充填される流体と、転写成形を行うために積載の機能を果たす積載ユニットと、を備える。
【００２１】
この弾性膜は、高圧に耐え、かつ密封することができる材料からなる構造である。この積載ユニットは、基板の積載として用いられている。この積載ユニットは、エネルギー伝送素子であり、内部に少なくとも一つのエネルギーを前記成形材料層に伝送させ前記成形材料層の転写成形を行うためのエネルギー源が設けられている。
【発明の効果】
【００２２】
従来技術に対して、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置の適用では、金型のナノ構造が転写の場合に均一的に成形材料層に圧入されるように、基板または金型のいずれかに、直接、接触され、均一な転写圧力が伝送されるようになっている。また、転写領域内における各点圧力が等しくなっているため、金型と基板との絶好平行度が維持され、さらにナノ転写の成形品質が改善されるようになっている。また、単一基板または連続基板の使用に関係なく、本発明に係る均圧装置が適用することができる。従って、本発明は、大面積の印圧に適用されるのみならず、連続的な印圧を行うこともできる。
【００２３】
本発明は、転写プロセスにおいて均圧部材による均一な転写力を利用することにより、転写の成形品質を大幅に改善し、従来技術のように機械的誤差による製造や組み立ての困難度への配慮が必要であることを、構造の簡単化によって解決しているため、転写領域内に各点の圧力が等しくなり、金型と基板との間の絶好平行度が維持され、その他の部材の表面機械的性質の平行度への影響が最低限に抑制されることとなるのみならず、印圧を大面積で連続的に行うことができるため、市場での競争力が一層高まっている。従って、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置は、従来技術のような加圧の不均一、ナノ構造の一部がねじれ変形、スループットの制限、応力の集中、及び製造や組み立ての困難による制限などの種種の欠点を解決することができ、産業の運用価値がより向上している。
【００２４】
下記は特定の具体的実施例によって本発明の実施方式を説明するものである。本明細書に記載の内容によって当業者は簡単に本発明のその他の利点や効果が理解できる。本発明は下記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で数々の変更態様が可能であることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施の形態に基づいてさらに詳細に説明するが、いかなる観点から本発明の請求範囲を限定することではない。
【００２６】
[実施形態]
ここで、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置は、均一な転写圧力が基板と金型との間の成形材料層に印加されるように、ナノレベル構造を転写する転写装置に適用されている。以下の実施形態では、特徴構造寸法が１００ミクロン以下のナノ構造を製造することができる、マイクロ・ナノ転写用の均圧装置を例に説明しているが、それらに限定されるものではない。従来のナノ構造、金型、成形材料層、及び基板などは、いずれも適用対象であり、しかもその構造の変化がないため、簡単化のため、本発明の特徴や構造がより分かりやすくなるように、本発明に直接関係する構造のみを図面に示すが、その他の部分については省略している。
【００２７】
[第１の実施形態]
図１Ａないし図１Ｃは、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置の第１の実施形態に基づいて描かれた図である。
【００２８】
図１Ａに示すように、本実施形態のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置１は、少なくとも積載ユニット９、保持部材１１及び均圧部材１３を備える。この積載ユニット９は、転写成形を行うために積載の機能を果たしている。この保持部材１１は、金型の上方または金型の下方に設けられ、均圧部材１３に隣接されており、一端に開口が形成されており、収容空間１１１を有する構造である。この均圧部材１３は、前記収容空間１１１に設けられている。この均圧部材１３は、弾性膜１３１、及び前記弾性膜１３１の内部に充填される流体１３３を備えており、この弾性膜１３１は、高圧に耐え、かつ密封することができる材料からなる構造である。この流体１３３は、各点圧力が等しい性質を有する液体、ガスまたはその他の均等物質からなる。ここで、この流体１３３は、均一的に加圧することを図るように、例えばパスカルの原理（Pascal’s principle）を利用して、均一力の伝送効果を達成することができる。パスカルの原理は従来のものであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００２９】
図１Ｂに示すように、例えば前記弾性膜１３１の外部に結合部１３１１が形成されることで、この結合部１３１１が前記保持部材１１を通し駆動ユニット３に結合され、均圧部材１３が前記保持部材１１に固定される。当然のように、その他の実施形態において、前記結合部１３１１が継ぎ合わせ構造ではなく、接着層の接着構造であってもよく、この結合部１３１１が前記保持部材１１の開口底面に接着されることで、前記均圧部材１３が前記保持部材１１に固定される。即ち、前記均圧部材１３が前記保持部材１１に固定される構造は、本実施形態に限定されるものではなく、異なる変更であってもよい。
【００３０】
本実施形態において、転写用の金型５は、基板７上に設けられており、従来技術のように、この基板７は、この金型５に接触される表面に、例えばポリマーである成形材料層７１が塗布され、エネルギー伝送モジュールとしての積載ユニット９によって積載される。このエネルギー伝送モジュールとしての積載ユニット９は、２つのエネルギー源（図示せず）を有するものからなってもよく、例えば紫外光源及び加熱源であり、必要に応じるエネルギー源を使用することができる。ここで、本実施形態において前記基板７はエネルギー伝送モジュールとしての積載ユニット９によって積載されるのが好ましいが、それに限定されるものではないその他の適当な機能のある積載ユニットによって積載されてもよい。
【００３１】
従来技術と異なっているのは、前記均圧部材１３の下方にはその他の積載ユニットが別途に設けられる必要がなく、直接前記金型５に接触されている点である。前記駆動ユニット３は、動力源（図示せず）の駆動によって下へフィードされる場合、前記保持部材１１は、金型５と成形材料層７１とが完全に接触されるまで、前記均圧部材１３と同時に下へフィードされ、適当な圧力が確立され、この保持部材１１に保持される均圧部材１３を介して金型５に直接加圧される。
【００３２】
図１Ｃに示すように、この均圧装置１の応用によって印圧された感圧紙から分かるように、本発明では、印圧領域の全体の発色が非常に均一であるため、設備加圧の場合の均一性を従来技術（図７Ｂに示す）より大幅に改善することができる。
【００３３】
従って、前記均圧装置１の構成は、従来技術のように機械的誤差による制限への配慮がなく、成形領域において直接転写圧力が伝送されることができるため、均一な力を構造の簡単化によって伝送させ、転写圧力が均一的に前記金型５に加圧される効果を図る。このように、従来技術のように加圧ユニットが転写圧力の伝送ルートに接設されることによって、力の伝送が部材表面の機械的性質からの影響を受けることを回避することができる。従って、本発明は、従来技術より均一的な転写圧力を提供することができる。
【００３４】
ここで、本発明では、転写が均一的に行われるように、高圧及び／または常圧の印加を調整できる動力源が応用することができ、例えば紫外光硬化成形の製造工程の場合、前記金型５と前記成形材料層７１との間に適当な圧力が発生した後に、フィードをすぐに停止させ、保圧段階に維持させるようにする。また、例えば熱圧成形の製造工程の場合、同様に、前記金型５と前記成形材料層７１との間に適当な圧力（通常は紫外光硬化成形の製造工程の場合の圧力より大きい）が発生した後に、フィードをすぐに停止させ、保圧段階に維持させるようにする。即ち、紫外光硬化成形の製造工程に利用される常温常圧製造工程条件または熱圧成形の製造工程に利用される高温高圧製造工程条件は、いずれも本発明の均圧装置を応用することができるが、それらに限定されるものではない。前記製造工程は、ともに従来のものであり、本願の特徴ではないため、ここでは詳しい説明を省略する。また、前記保持部材１１と前記均圧部材１３との間の固定構造（即ち結合部１３１１）は、例えば金属締結構造（図示せず）を応用してもよく、本実施形態に示す継ぎ合わせ構造または接着層に限定されるものではない。
【００３５】
従来技術のように、加圧の不均一、ナノ構造の一部のねじれ変形、スループットの制限、応力の集中、機械的誤差、製造の困難度、組み立て精度への高要求、装置構造の複雑、及び製造コスト高などの問題は、いずれも本発明における均圧部材が転写圧力を金型に直接伝送する構成により解決することができ、均一な転写圧力が伝送される場合、構造の簡単化の効果を図ることができる。
【００３６】
また、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置では、均圧部材が転写圧力を金型に直接伝送するため、従来技術のように例えばカバー、加熱、冷却ユニット、積載ユニットなどの部材を介してこそ、力を成形領域に伝送することができる部材の数量が省略されることが可能であり、製造や組み立て上の問題がないほか、装置の構造もより簡単化され、製造コストが一層低下することとなる。
【００３７】
また、本発明では、小面積の印圧の応用に限定されるものではなく、しかも、大面積の印圧の場合に、基板の変形、及び圧力が大きすぎるとピボット箇所の応力の集中による損害のことがなく、大面積の転写を一度に完成できる、マイクロ・ナノ転写用の均圧装置を提供することができるため、量産に非常に有利である。
【００３８】
また、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置は、異なる転写成形製造工程に適用されることができるため、構造の簡単化かつ異なる転写製造工程機能を兼備し、産業の運用価値が一層高まっている。
【００３９】
従って、本発明の応用では、均一な転写圧力の伝送の場合に、構造の簡単化の効果を図り、これによって従来技術による種種の問題を解決することができ、さらに製造コストが低下し、スループット及び装置の産業運用価値が高まっている。
【００４０】
[第２の実施形態]
図２は、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置の第２の実施形態に基づいて描かれた図である。ここでは、説明がよりわかりやすくなるように、第１の実施形態と同一または近似した部材が同一または近似した参照符号によって表示され、その詳しい説明を省略している。
【００４１】
第２の実施形態が第１の実施形態と異なっているのは、第１の実施形態では、マイクロ・ナノ転写用の均圧装置１が駆動ユニット３の下に接設され、この均圧装置１の均圧部材１３が金型５に直接接触されているが、第２の実施形態では、この均圧装置１が基板７の下に設置され、前記積載ユニット９が前記金型５の上に設けられることで、均圧装置１の均圧部材１３が基板７に、直接、接触される。
【００４２】
図２に示すように、本実施形態のマイクロ・ナノ転写用の均圧装置１の均圧部材１３は、保持部材１１の内部に設けられ、成形材料層７１が塗布された基板７と金型５の積載として用いられており、駆動ユニット３は積載ユニット９に接続され、金型５と成形材料層７１とが完全に接触されるまで、積載ユニット９が下へフィードされるように駆動させ、適当な圧力が確立され、転写のプロセスにおいて均一な転写圧力を図る。
【００４３】
第１の実施形態では、前記積載ユニット９が前記基板７を積載するように構成されているが、第２の実施形態では、マイクロ・ナノ転写用の均圧装置１が前記基板７を積載するように構成されている。前記駆動ユニット３に接続される積載ユニット９は、例えば、積載板である積載部材であってもよく、例えばエネルギー伝送モジュールの設置位置を限定することがなく、同様に図１Ｃに示す均一な転写品質を得ることができる。
【００４４】
当然のように、前記金型５と前記基板７の設置位置は互いに交換してもよく、転写圧力を前記成形材料層７１に伝送させ、この成形材料層７１を転写成形することができるものであれば、本発明に適用されしかも当該技術領域において通常知識を有する者が容易に理解できるものである。
【００４５】
従って、本発明の均圧装置１は、前記均圧部材１３によって、直接、金型５または基板７に接触されるにもかかわらず、いずれも均一な転写圧力を伝送し、転写プロセスにおいて前記金型５と前記基板７との平行度を維持し、ナノ転写の成形品質を有効に向上することができる。
【００４６】
[第３の実施形態]
図３は、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置１′の第３の実施形態に基づいて描かれた図である。ここでは、前記実施形態と同一または近似した部材が同一または近似した参照符号によって表示され、その詳しい説明を省略している。
【００４７】
第３の実施形態が前記実施形態と最も異なっているのは、第３の実施形態では、金型５を均圧装置１′の保持部材１１′に接設している点である。
【００４８】
図３に示すように、前記保持部材１１′は、両端に開口が形成されている構造である。本実施形態では、均圧部材１３を、この保持部材１１′内部に設置し、この保持部材１１′の一端に設けられた加圧板９′′に接続する。この加圧板９′′には、駆動ユニット３が接設されている。金型５は、一側が前記保持部材１１′が前記加圧板９′′に接続される一端から離れた他の一端における開口箇所に接設されている。例えば、ストリップ状板材である連続基板７′を積載ユニット９によって積載する。ここで、積載ユニット９の両側にそれぞれ例えばコンベヤーまたはローラである伝送部材１０１′′が設けられてよく、前記基板７′を伝送させ転写成形を連続的に行う。
【００４９】
このように、駆動ユニット３を動力源によって駆動させる場合、前記金型５と前記基板７′とが完全に接触されるまで、加圧板９′′、均圧部材１３、保持部材１１′及び金型５を同時に下へフィードさせ、適当な圧力を確立し、前記均圧部材１３を介して該金型５に直接加圧することで、均一な転写圧力を図ることができる。転写が完成された後、基板７′を伝送部材１０１′′が駆動させ、次の段階の転写製造工程を持続的に行う。
【００５０】
また、前記積載ユニット９は、エネルギー伝送素子であってもよく、内部に例えば２つのエネルギー源が設けられることで、エネルギーを前記成形材料層に伝送し、該成形材料層の転写成形を行うことができ、これも当該技術において通常知識を有する者が容易に理解できるものである。
【００５１】
[第４の実施形態]
図４は、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置１′の第４の実施形態に基づいて描かれた図である。ここでは、前記実施形態と同一または近似した部材が同一または近似した部材番号によって表示され、その詳しい説明を省略している。
【００５２】
第４の実施形態が前記実施形態と最も異なっているのは、第４の実施形態では、均圧部材１３′の流体１３３を前記保持部材１１の収容空間１１１に充填し、この均圧部材１３′の弾性膜１３１′は、前記保持部材１１の開口箇所に設けられることで、前記流体１３３を前記保持部材１１に密封する点である。
【００５３】
図４に示すように、第１の実施形態と同じのは、前記保持部材１１も一端に開口が形成されている構造であり、前記収容空間１１１を有する点である。しカし、第１の実施形態と異なっているのは、前記均圧部材１３′は前記保持部材１１の開口を密閉するための弾性膜１３１′と、収容空間１１１内部に充填される流体１３３とを備え、しかも前記保持部材１１が第３の実施形態の加圧板９′′としての機能を兼備しているため、駆動ユニット３を接続し、前記均圧部材１３′を保持することができる点である。当然のように、前記弾性膜１３１は、高圧に耐え、かつ密封することができる材料からなる構造であってもよく、前記流体１３３は、各点圧力が等しい性質である液体、ガスまたはその他の均等物質からなるものである。
【００５４】
このように、前記駆動ユニット３が動力源の駆動によって下へフィードされる場合、前記均圧装置１′が、金型５と成形材料層７１とが完全に接触されるまで下へフィードされ、適当な圧力が確立される。この場合、弾性膜１３１を介して金型５に直接加圧することができる。
【００５５】
また、第１の実施形態と同様に、積載ユニット９が前記基板７を積載することができる。ここで、前記積載ユニット９が第１の実施形態のようにエネルギー伝送モジュールとしてもよければ、一般の積載部材としてもよい。
【００５６】
[第５の実施形態]
図５は、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置の第５の実施形態に基づいて描かれた図である。ここでは、前記実施形態と同一または近似した部材が同一または近似した参照符号によって表示され、その詳しい説明を省略している。
【００５７】
第５の実施形態が前記実施形態と最も異なっているのは、第５の実施形態では、本来の収容空間を有する保持部材が省略され、均圧部材１３が直接駆動ユニット３に接続される加圧板９′′に結合される点である。即ち、本実施形態における均圧装置は前記均圧部材１３である。
【００５８】
図５に示すように、第１ないし第３の実施形態と同じのは、前記均圧部材１３は、弾性膜１３１及び該弾性膜１３１の内部に充填される流体１３３を備える点である。しかし、前記均圧部材１３は、加圧板９′′に接続され、この加圧板９′′は駆動ユニット３に接設されている。ここでは、前記加圧板９′′と前記均圧部材１３との間には、前記実施形態と同様に結合部が設けられ、この結合部が金属締結構造、継ぎ合わせ構造、接着層またはその他の均等の固定構造であってもよいものである。
【００５９】
当然のように、第１と第４の実施形態と同様に、積載ユニット９が前記基板７を積載することができ、前記積載ユニット９が第１の実施形態と同様にエネルギー伝送モジュールとしてもよければ、または第２の実施形態と同様に単純な積載板としてもよく、しかも、第５の実施形態では、金型５と基板７との位置を交換してもよい。即ち、前記実施形態における各部材は、実際の必要に応じて変化または置換してもよく、本実施形態に限定されるものではない。
【００６０】
前記均圧部材１３は、加圧板９′′によって設置位置が駆動力の伝送ルートから外れないように保持されているため、前記駆動ユニット３が動力源の駆動によって下へフィードされる場合、前記加圧板９′′は、金型５と成形材料層７１とが完全に接触されるまで、前記均圧部材１３と同時に下へフィードされ、適当な圧力が確立される。このように、前記均圧部材１３が直接前記金型５に加圧されることとなる。
【００６１】
上記の如く、従来技術のように例えばカバー、加熱、冷却ユニット、積載ユニットなどの部材を介してこそ、力を成形領域に伝送することができるのに対し、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置では、必要とする部材数量を最低限に抑制でき、転写圧力が均一的に伝送される際に、構造の簡単化しかも製造コストの低減を図る。
【００６２】
また、第１と第２の実施形態における単一基板または第３の実施例における連続基板であるにもかかわらず、いずれも本発明の均圧装置を適用することができるため、本発明は、大面積の印圧に適用されるのみならず、印圧を連続的に行うこともできる。従って、本発明の応用では、大面積の転写を一度に完成することができ、スループットを高めることができる。
【００６３】
また、本発明の構成は、少なくとも紫外光硬化成形製造工程及び熱圧成形製造工程に必要な製造工程条件を満足させられる。異なる製造工程の需要に応じられるほかに、転写装置の構造に応じて本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置の設置位置を調整することもでき、さらに基板と金型との相対設置位置を弾性的に取り替えることができ、しかもこの種の変化は困難ではない。従って、使用者は、実際の需要に応じて本発明を応用することにより、本発明に係るマイクロ・ナノ転写用の均圧装置が従来技術より余裕があるため、市場での競争メリットが一層高まっている。
【００６４】
上記のように、本発明は、転写圧力が直接金型に印加されるようにするためのマイクロ・ナノ転写用の均圧装置であり、均一な転写圧力が伝送される場合、構造の簡単化の効果を図り、製造コストの低減及びスループットの向上に寄与し、異なる配置である転写装置に適用されることができる。従って、本発明は、従来技術の種種のデメリットを解決することができ、しかも、構成の余裕を有しているため、産業の運用価値が一層向上している。
【００６５】
上記のように、これらの実施の形態は本発明の特徴及び効果を例示する目的で示すものであり、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。本発明に係る実質的な技術内容は、下記の特許請求の範囲に定義される。本発明はこの技術分野に精通したものが特許請求の範囲を逸脱しない範囲で色々な修飾や変更が可能であり、そうした修飾や変更は本発明の請求範囲に入るものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１Ａ】本発明に係る第１の実施形態におけるマイクロ・ナノ転写用の均圧装置を模式的に示しており、ナノレベル構造を転写する転写装置に適用される均圧装置を模式的に示す図である。
【図１Ｂ】本発明に係る第１の実施形態におけるマイクロ・ナノ転写用の均圧装置を模式的に示しており、前記均圧部材が駆動ユニットに結合されることで保持部材に固定されることを模式的に示す図である。
【図１Ｃ】本発明に係る第１の実施形態におけるマイクロ・ナノ転写用の均圧装置を模式的に示しており、感圧紙によって印圧される結果を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係る第２の実施形態におけるマイクロ・ナノ転写用の均圧装置を模式的に示す図である。
【図３】本発明に係る第３の実施形態におけるマイクロ・ナノ転写用の均圧装置を模式的に示す図である。
【図４】本発明に係る第４の実施形態におけるマイクロ・ナノ転写用の均圧装置を模式的に示す図である。
【図５】本発明に係る第５の実施形態におけるマイクロ・ナノ転写用の均圧装置を模式的に示す図である。
【図６Ａ】従来技術における転写圧力が均一ではないことを模式的に示しており、転写の深さの不均一によるナノ構造の一部ねじれ変形の現象を示す図である。
【図６Ｂ】従来技術における転写圧力が均一ではないことを模式的に示しており、金型と基板との平行度が不良である場合転写領域内においてナノ構造が傾斜状態となる現象を示す図である。
【図７Ａ】他の従来技術の加圧構造を模式的に示す図である。
【図７Ｂ】従来技術において感圧紙によって印圧を行う結果を模式的に示す図である。
【図８】Puscasuらが提案した文献における均圧装置の配置を模式的に示す図である。
【図９】特開２００３−０７７８６７号公報における転写成形ピボット機構を模式的に示す図である。
【図１０】米国特許第２００４２１９２４９号公報におけるマイクロ・ナノ転写用の均圧装置を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１、１′  均圧装置
３  駆動ユニット
５  金型
７、７′  基板
７１  成形材料層
９  積載ユニット
９′′  加圧板
１０１′′  伝送部材
１１、１１′  保持部材
１１１  収容空間
１３、１３′  均圧部材
１３１、１３１′  弾性膜
１３１１  結合部
１３３  流体
１４  弾性部材
２０  上型板
２１  金型
２３  ナノ構造
２５  基板
２７、２９  プラスチックパッド
３０  下型板
４０  均一加圧ユニット
４０a  弾性材料密封外膜
４０b  流体
５０  駆動ユニット
【図１Ａ】
2006332208.tif 000003
【図１Ｂ】
2006332208.tif 000004
【図１Ｃ】
2006332208.tif 000005
【図２】
2006332208.tif 000006
【図３】
2006332208.tif 000007
【図４】
2006332208.tif 000008
【図５】
2006332208.tif 000009
【図６Ａ】
2006332208.tif 000010
【図６Ｂ】
2006332208.tif 000011
【図７Ａ】
2006332208.tif 000012
【図７Ｂ】
2006332208.tif 000013
【図８】
2006332208.tif 000014
【図９】
2006332208.tif 000015
【図１０】
2006332208.tif 000016