(57)【要約】【課題】ラングミュア・ブロジェット膜転写の生産性を向上させることができるラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを提供する。【解決手段】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグ１０は、水面上にて形成されたラングミュア・ブロジェット膜が転写される基板Ａを、基板Ａの片面が露出するように固定するものであり、細長形状で、使用時に長手方向が水平方向に配置されるバリア部１１と、バリア部１１の長手方向中央に垂下された基板保持部１２とを備え、バリア部１１は、バリア部１１の長手方向に沿った側面からなるバリア面１１ｂを有し、基板保持部１２は、基板Ａを、露出させる面がバリア面１１ｂと反対側の方向に向くように保持するように構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面上にて形成されたラングミュア・ブロジェット膜が転写される基板を、該基板の片面が露出するように固定するラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグであって、
細長形状で、使用時に長手方向が水平方向に配置されるバリア部と、該バリア部の長手方向中央に垂下された基板保持部とを備え、
バリア部は、バリア部の長手方向に沿った側面からなるバリア面を有し、
基板保持部は、基板を、露出させる面がバリア面と反対側の方向に向くように保持するように構成されていることを特徴とするラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグ。
【請求項２】
複数のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグと水槽と第１搬送ユニットと第２搬送ユニットとを備え、
前記ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグは、請求項１に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグであり、
前記水槽は、上端が水平である一対の平行な側壁を有し、該側壁の上端に前記ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグのバリア部の長手方向の両端部が載せられた際に、前記基板保持部および該基板保持部に保持された基板の全体を浸漬可能な深さを有し、
第１搬送ユニットは、少なくとも、前記ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを、前記水槽の側壁にバリア部の長手方向の両端部を載せた状態で、前記バリア面を移動方向前面として水平方向に搬送するものであり、
第２搬送ユニットは、前記第１搬送ユニットにより搬送されたラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグおよび該ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグに固定された基板を、少なくとも、水槽よりも高い位置に引き上げるように鉛直方向の上方に搬送するものであり、
前記第２搬送ユニットが一のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを鉛直方向の上方に搬送する際、前記第１搬送ユニットが、他のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板を、前記一のラングミュア・ブロジェット膜転写用ジグに向かうように水平方向に搬送するように構成されていることを特徴とするラングミュア・ブロジェット膜転写装置。
【請求項３】
水槽には、水面より下側になる位置に注水可能な注水部が設けられている請求項２に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写装置。
【請求項４】
ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグの基板保持部が金属製であり、
水槽の下側に、前記第１搬送ユニットにより水平方向に搬送されるラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグに同期して水平方向に移動する磁性体を備える請求項２または３に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写装置。
【請求項５】
水面が形成された水槽に、各々基板を保持した一対の請求項１に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを、バリア面が同一方向を向くように離間して配置させることにより、一対のバリア部で挟まれた水面領域を形成する工程と、
前記水面領域に、ラングミュア・ブロジェット膜形成用の物質を含む展開液を供給してラングミュア・ブロジェット膜を形成する工程と、
ラングミュア・ブロジェット膜を形成した後、一方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを鉛直方向の上方に引き上げながら、その引き上げ最中のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグに向けて他方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを水平方向に移動させる工程とを有することを特徴とするラングミュア・ブロジェット膜転写方法。
【請求項６】
前記一方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを水面上に引き上げた後、前記他方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグの水平方向の移動を継続して、バリア部により水面上に残留したラングミュア・ブロジェット膜を水槽から押し出して除去する工程を有する請求項５に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写方法。
【請求項７】
前記一方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを水面上に引き上げた後、水面より下側に注水する請求項５または６に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラングミュア・ブロジェット膜を基板に転写する際に使用するラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグ、ラングミュア・ブロジェット膜転写装置およびラングミュア・ブロジェット膜転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板の表面に微細加工を施して、半導体素子、光学素子あるいは光学素子用のモールド原版などを作製することが知られている。基板表面の微細加工方法としては、基板の表面にレジスト膜を設け、そのレジスト膜をパターン露光し、現像し、エッチングするフォトリソグラフィ法が広く知られている。特許文献１には、レジスト膜として単粒子膜を用いること、基板の表面に単粒子膜を設ける際にラングミュア・ブロジェット法を利用することが開示されている。
ラングミュア・ブロジェット法により基板の表面に単粒子膜を設ける際には、ラングミュア・ブロジェット法により単分子膜を転写させる装置をそのまま適用することができる。以下、ラングミュア・ブロジェット法により得られる単粒子膜および単分子膜のことを総称して、ラングミュア・ブロジェット膜という。
特許文献２には、基板の表面にラングミュア・ブロジェット膜を転写するラングミュア・ブロジェット膜転写装置であって、基板を浸漬させる水槽と、水槽を引き上げる搬送ユニットと、水槽中の液の表面に形成したラングミュア・ブロジェット膜を基板に向けて押し動かす移動バリア部とを備えるものが開示されている。
特許文献２に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写装置では、水槽に基板を浸漬させた後に水面にラングミュア・ブロジェット膜を形成し、搬送ユニットを用いて液中から基板を引き上げながら、移動バリア部を移動させることによってラングミュア・ブロジェット膜を基板に向けて押すことにより、基板にラングミュア・ブロジェット膜を転写させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３４６３０号公報
【特許文献２】特開昭６３−５４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写装置においては、ラングミュア・ブロジェット膜を基板に転写させた後、移動バリア部を水面に沿って元の位置に戻していた。その際、水面が揺れないようにゆっくりと動かすため、移動バリア部を元に戻す時間が長かった。そのため、連続的にラングミュア・ブロジェット膜を転写させる場合、１サイクルの時間が長くなっていた。また、特許文献２に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写装置では、ラングミュア・ブロジェット膜を基板に転写させた後に、移動バリア部および水槽を洗浄する必要があった。したがって、特許文献２に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写装置では、ラングミュア・ブロジェット膜転写の生産性が低く、量産に適したものではなかった。
そこで、本発明は、ラングミュア・ブロジェット膜転写の生産性を向上させることができるラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグ、ラングミュア・ブロジェット膜転写装置およびラングミュア・ブロジェット膜転写方法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】
【０００５】
｛１］  水面上にて形成されたラングミュア・ブロジェット膜が転写される基板を、該基板の片面が露出するように固定するラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグであって、
細長形状で、使用時に長手方向が水平方向に配置されるバリア部と、該バリア部の長手方向中央に垂下された基板保持部とを備え、
バリア部は、バリア部の長手方向に沿った側面からなるバリア面を有し、
基板保持部は、基板を、露出させる面がバリア面と反対側の方向に向くように保持するように構成されていることを特徴とするラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグ。
［２］  複数のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグと水槽と第１搬送ユニットと第２搬送ユニットとを備え、
前記ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグは、［１］に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグであり、
前記水槽は、上端が水平である一対の平行な側壁を有し、該側壁の上端に前記ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグのバリア部の長手方向の両端部が載せられた際に、前記基板保持部および該基板保持部に保持された基板の全体を浸漬可能な深さを有し、
第１搬送ユニットは、少なくとも、前記ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを、前記水槽の側壁にバリア部の長手方向の両端部を載せた状態で、前記バリア面を移動方向前面として水平方向に搬送するものであり、
第２搬送ユニットは、前記第１搬送ユニットにより搬送されたラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグおよび該ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグに固定された基板を、少なくとも、水槽よりも高い位置に引き上げるように鉛直方向の上方に搬送するものであり、
前記第２搬送ユニットが一のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを鉛直方向の上方に搬送する際、前記第１搬送ユニットが、他のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板を、前記一のラングミュア・ブロジェット膜転写用ジグに向かうように水平方向に搬送するように構成されていることを特徴とするラングミュア・ブロジェット膜転写装置。
［３］  水槽には、水面より下側になる位置に注水可能な注水部が設けられている［２］に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写装置。
［４］  ラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグの基板保持部が金属製であり、
水槽の下側に、前記第１搬送ユニットにより水平方向に搬送されるラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグに同期して水平方向に移動する磁性体を備える［２］または［３］に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写装置。
［５］  水面が形成された水槽に、各々基板を保持した一対の［１］に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを、バリア面が同一方向を向くように離間して配置させることにより、一対のバリア部で挟まれた水面領域を形成する工程と、
前記水面領域に、ラングミュア・ブロジェット膜形成用の物質を含む展開液を供給してラングミュア・ブロジェット膜を形成する工程と、
ラングミュア・ブロジェット膜を形成した後、一方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを鉛直方向の上方に引き上げながら、その引き上げ最中のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグに向けて他方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを水平方向に移動させる工程とを有することを特徴とするラングミュア・ブロジェット膜転写方法。
［６］  前記一方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを水面上に引き上げた後、前記他方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグの水平方向の移動を継続して、バリア部により水面上に残留したラングミュア・ブロジェット膜を水槽から押し出して除去する工程を有する［５］に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写方法。
［７］  前記一方のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを水面上に引き上げた後、水面より下側に注水する［５］または［６］に記載のラングミュア・ブロジェット膜転写方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグ、ラングミュア・ブロジェット膜転写装置およびラングミュア・ブロジェット膜転写方法によれば、ラングミュア・ブロジェット膜転写の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】図１のラングミュア・ブロジェット膜転写装置を構成する水槽および該水槽に配置されたラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを示す上面図である。
【図３】図１のラングミュア・ブロジェット膜転写装置を構成するラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを示す正面図である。
【図４】図１のラングミュア・ブロジェット膜転写装置を構成するラングミュア・ブロジェット膜転写用基板ジグを示す側面図である。
【図５】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第１工程を示す図である。
【図６】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第２工程を示す図である。
【図７】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第３工程を示す図である。
【図８】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第４工程を示す図である。
【図９】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第５工程を示す図である。
【図１０】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第６工程を示す図である。
【図１１】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第７工程を示す図である。
【図１２】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第８工程を示す図である。
【図１３】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第９工程を示す図である。
【図１４】本発明のラングミュア・ブロジェット膜転写方法の一実施形態の第１０工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜ＬＢ膜転写装置＞
本発明のラングミュア・ブロジェット膜（以下、「ＬＢ膜」と略す。）転写装置の一実施形態について説明する。
図１，２に、本実施形態のＬＢ膜転写装置を示す。本実施形態のＬＢ膜転写装置１は、水面上にて形成されたＬＢ膜を円盤状の基板Ａに転写するものであり、基板Ａを固定する複数のＬＢ膜転写用基板ジグ１０と、水Ｗが満たされる直方体状の水槽２０と、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を搬送する第１搬送ユニット３０および第２搬送ユニット４０と、水槽２０の水面Ｗ１に展開液を供給する展開液供給用ノズル５０と、ＬＢ膜転写前の基板Ａを保持したＬＢ膜転写用基板ジグ１０が配置される第１ラック６０と、ＬＢ膜転写後の基板Ａを保持したＬＢ膜転写用基板ジグ１０が配置される第２ラック７０と、水槽２０の下側に、水槽２０の長手方向に沿って移動可能に設けられた磁性体８０とを備える。
【０００９】
（ジグ）
本実施形態例のＬＢ膜転写用基板ジグ１０は、図３，４に示すように、基板Ａを、基板Ａの片面が露出するように固定するものであり、四角柱状のバリア部１１と、バリア部１１の長手方向中央に垂下された矩形板状の基板保持部１２とを備える。
【００１０】
［バリア部］
バリア部１１は、水槽２０の内部に満たされた水Ｗの水面Ｗ１を仕切るものである。
本実施形態のバリア部１１は、使用時に長手方向が水平方向に配置され、鉛直方向に対して平行でバリア部１１の長手方向に沿った略平面状の側面からなるバリア面１１ｂを有する。バリア面１１ｂは、ＬＢ膜を基板Ａに転写する際に、水面Ｗ１の上に形成されたＬＢ膜を水面Ｗ１に沿って押圧する面となる。
【００１１】
バリア部１１の材質としては特に制限されず、例えば、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス等）、樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、アクリル樹脂、フッ素樹脂）などが挙げられるが、基板Ａに転写するＬＢ膜の欠陥を抑制できることから、表面張力が低い樹脂（例えば、フッ素樹脂等）で被覆されていることが好ましい。表面張力が低い樹脂で被覆される内側の材料は、金属であってもよいし、樹脂であってもよい。
また、バリア部１１は、水槽２０の両側壁の上端面２１ａ，２２ａと確実に密着させるために、バリア部１１を両側壁の上端面２１ａ，２２ａに掛け渡した際に撓まない程度に剛直であることが好ましい。
【００１２】
［基板保持部］
基板保持部１２は、基板Ａの露出させる面Ａ１が、バリア面１１ｂと反対側の方向に向くように、基板Ａを保持する部材である。本実施形態における基板保持部１２は、金属製で、基板Ａよりも面積が大きくされている。
また、基板保持部１２は、屈曲可能なものでもよいし、剛直なものでもよい。屈曲可能であると、水槽２０中を移動させた際に水の抵抗を小さくできる。
【００１３】
基板保持部１２の鉛直方向の長さは水槽２０の深さに応じて適宜選択され、水平方向の長さは水槽２０の幅に応じて適宜選択される。すなわち、ＬＢ膜を水面Ｗ１に沿って押圧する際、一部のＬＢ膜がバリア面１１ｂ側からその裏側の面１１ｃ（以下、「裏面１１ｃ」という。）側に廻り込むことを防止するという点では、基板保持部１２の鉛直方向および水平方向の長さはできるだけ長いことが好ましい。特に、水平方向は、水槽２０の両側壁間の距離とほぼ等しいことが好ましい。その一方で、基板保持部１２の鉛直方向および水平方向の双方の長さが長すぎると、水の抵抗が大きくなる。そのため、例えば、水槽２０の深さが２００ｍｍである場合には、基板保持部１２の鉛直方向の長さは１００〜１５０ｍｍとすることが好ましい。
また、基板保持部１２は貫通孔が設けられていないことが好ましい。基板保持部１２に貫通孔が設けられていると、一部のＬＢ膜が貫通孔を通ってバリア面１１ｂ側から裏面１１ｃ側に移動することがある。ＬＢ膜の一部がバリア面１１ｂから裏面１１ｃに移動すると、当該ＬＢ膜転写用基板ジグ１０が保持している基板Ａ（次にＬＢ膜を転写する基板Ａ）を汚染することがある。
【００１４】
基板保持部１２における基板Ａの保持方法としては、例えば、基板Ａの周面の複数箇所をスプリングによって押圧して挟む方法、基板Ａの周面の複数個所をネジによって押圧して挟む方法、基板Ａをスプリングやネジ等によって基板保持部１２に押し付ける方法などが挙げられる。
【００１５】
バリア部１１と基板保持部１２の総質量は、水の抵抗に逆らって移動させる際に、バリア部１１と水槽２０の両側壁の上端面２１ａ，２２ａとを確実に密着させるために、１００ｇ以上であることが好ましく、２００ｇ以上であることが好ましい。ただし、重すぎると、引き上げが困難になるから、１０００ｇ以下であることが好ましい。
【００１６】
（水槽）
本実施形態で使用される水槽２０は、図２に示すように、水平面とされた上端面２１ａ，２２ａが形成された一対の平行な第１側壁２１および第２側壁２２と、第１側壁２１および第２側壁２２に対して垂直な第３側壁２３および第４側壁２４とを有する。
第１側壁２１と第２側壁２２との間隔は、第１側壁２１および第２側壁２２の各上端面２１ａ，２２ａにバリア部１１の長手方向の端部１１ｄ，１１ｅが載る間隔にされている。
また、水槽２０は、上端面２１ａ，２２ａにＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１の長手方向の両端部１１ｄ，１１ｄが載せられた際に、基板保持部１２の全体を浸漬可能な深さを有する。
水槽２０に、溢れる限界まで水を入れた際には、表面張力によって、水面Ｗ１は盛り上がって、第１側壁２１の上端面２１ａおよび第２側壁２２の上端面２２ａよりも高い位置となる。したがって、上端面２１ａ，２２ａにバリア部１１の長手方向の端部１１ｄ，１１ｅを載せた際には、バリア部１１の一部が水の中に入ることになる。そのため、バリア面１１ｂ側の水面Ｗ１にＬＢ膜を形成した際には、バリア面１１ｂは、ＬＢ膜の高さ方向の全体に接触することが可能になる。
【００１７】
水槽２０の材質としては特に制限されず、例えば、樹脂、金属などが挙げられるが、表面については、基板に転写するＬＢ膜の欠陥を抑制できることから、表面張力が低い樹脂（例えば、フッ素樹脂等）で被覆されていることが好ましい。表面張力が低い樹脂で被覆される内側の材料は、樹脂であってもよいし、金属であってもよい。
【００１８】
本実施形態で使用される水槽２０においては、水面Ｗ１より下側になる位置に注水可能な注水部２５および排水部２６が設けられている。
注水部２５は、開閉弁２５ｂが設置された水供給管２５ａと、水供給管２５ａに接続された水タンク２５ｃとを有する。
排水部２６は、開閉弁２６ｂが設置され、水槽２０の外部に接続された水排出管２６ａを有する。排水部２６は、水槽２０から水を抜く際に使用される。
また、水槽２０の下側には、水槽２０から溢れ出た水および展開液を受けるための、受け容器２７が配置されている。
【００１９】
（第１搬送ユニット）
本実施形態で使用される第１搬送ユニット３０は、バリア部１１を把持する把持部３１と、把持部３１を水平方向および鉛直方向に動かすことが可能なアーム部３２とを有する。
第１搬送ユニット３０は、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、第１ラック６０から水槽２０の第３側壁２３側に、バリア部１１の長手方向の端部１１ｄ，１１ｅが水槽２０の上端面２１ａ，２２ａに載るように搬送するようになっている。次に、水槽２０の上端面２１ａ，２２ａにバリア部１１の長手方向の端部１１ｄ，１１ｅが載せられたＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、バリア面１１ｂを移動方向前面とし、バリア部１１が上端面２１ａ，２２ａを摺動するように水槽２０の第４側壁２４側に向けて搬送するようになっている。その後、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を水槽２０内に残して、第１ラック６０に戻り、次のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を同様に搬送するようになっている。
【００２０】
（第２搬送ユニット）
本実施形態で使用される第２搬送ユニット４０は、バリア部１１を把持する把持部４１と、把持部４１を水平方向および鉛直方向に動かすことが可能なアーム部４２とを有する。
第２搬送ユニット４０は、第１搬送ユニット３０により上記のように水平方向に搬送されたＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、水槽２０よりも高い位置に引き上げるように鉛直方向の上方に搬送できるようになっている。次に、引き上げたＬＢ膜転写用基板ジグ１０を第２ラック７０に搬送できるようになっている。その後、第２ラック７０にＬＢ膜転写用基板ジグ１０を置いて、第１搬送ユニット３０により上記のように水平方向に搬送された次のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を同様に搬送するようになっている。
【００２１】
第２搬送ユニット４０による第４側壁２４側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０の上方への引き上げは、第１搬送ユニット３０による第３側壁２３側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０の水平移動と同時に行われる。
【００２２】
（展開液供給用ノズル）
本実施形態で使用される展開液供給用ノズル５０は、展開液供給用ノズル５０が１個の吐出口５１を有し、展開液供給配管５１ａを介して展開液タンク（図示せず）に接続されている。また、本実施形態で使用される展開液供給用ノズル５０は、展開液を供給する際には水面Ｗ１の上側に配置され、展開液を供給しない際には水面Ｗ１の上側から退避できるように移動可能になっている。
【００２３】
本実施形態で使用される展開液供給用ノズル５０は、吐出口５１から、水槽２０の上端面２１ａ，２２ａに、第１搬送ユニット３０に把持されたＬＢ膜転写用基板ジグ１０と、第２搬送ユニット４０に把持されたＬＢ膜転写用基板ジグ１０とを離間して配置させることにより形成された水面領域Ｒ（図２参照）の複数個所に、展開液を供給するようになっている。
【００２４】
（第１ラック）
本実施形態で使用される第１ラック６０は、バリア部１１の長手方向の端部１１ｄ，１１ｅを載せるための２本のレール６１が平行に設けられ、第３側壁２３より外側の部分の上方にて水平に設置されている。
【００２５】
（第２ラック）
本実施形態で使用される第２ラック７０は、バリア部１１の長手方向の端部１１ｄ，１１ｅを載せるための２本のレール７１が平行に設けられ、第４側壁２４より外側の部分の上方にて水平に設置されている。
【００２６】
（磁性体）
磁性体８０は、金属で形成された基板保持部１２の下端を磁気的に吸引して、移動中の水の抵抗でＬＢ膜転写用基板ジグ１０が傾くことを防止し、バリア部１１と水槽２０の上端面２１ａ，２２ａとの密着性を向上させるものである。
本実施形態では、磁性体８０は、例えば、ボールねじ等を有する水平運動機構に取り付けられて、第１搬送ユニット３０により水平方向に搬送されるＬＢ膜転写用基板ジグ１０に同期して水平方向に移動可能になっている。
【００２７】
＜ＬＢ膜転写方法＞
本実施形態のＬＢ膜転写方法について説明する。
本実施形態のＬＢ膜転写方法は、ＬＢ膜転写装置１を用いたＬＢ膜転写方法であり、下記（ａ）〜（ｄ）の工程を有する。
（ａ）各々基板を保持した一対のＬＢ膜転写用基板ジグ１０，１０を、バリア面１１ｂが同一方向を向くように離間して配置させることにより、一対のバリア部１１，１１で挟まれた水面領域を形成する工程（水面領域形成工程）
（ｂ）水面領域Ｒに展開液を供給してＬＢ膜を形成する工程（ＬＢ膜形成工程）
（ｃ）ＬＢ膜形成後、第４側壁２４側のＬＢ膜転写用基板ジグを鉛直方向の上方に引き上げながら、その引き上げ最中のＬＢ膜転写用基板ジグ１０に向けて第３側壁２３側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を水平方向に移動させる工程（転写工程）
（ｄ）第４側壁２４側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を水面Ｗ１上に引き上げた後、第３側壁２３側からのＬＢ膜転写用基板ジグ１０の水平方向の移動を継続して、バリア部１１により水面Ｗ１上に残留したＬＢ膜を水槽２０から押し出して除去する工程（洗浄工程）
以下に、上記（ａ）〜（ｄ）の工程を有するＬＢ膜転写方法の一例を示す。
本例は、下記の第１工程Ｓ１〜第１０工程Ｓ１０を繰り返すＬＢ膜転写方法であり、第４工程が（ａ）の工程、第５工程が（ｂ）の工程、第６工程が（ｃ）の工程、第７工程が（ｄ）の工程となっている。
【００２８】
（第１工程Ｓ１）
［第１搬送ユニット］
第１ラック６０には、あらかじめ複数のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、バリア面１１ｂが第２ラック７０側に向くように配置しておく。
図５に示すように、そのうちの１つのＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１を把持部３１により把持する。
［第２搬送ユニット］
ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を把持していない把持部４１を、アーム部４２によって鉛直方向の上方に動かして第２ラック７０から少し上昇させる。
【００２９】
［第４側壁側のＬＢ膜転写用基板ジグ］
水槽２０の第４側壁２４側には、後述する第６工程Ｓ６にて搬送され、第７〜第１０工程Ｓ７〜Ｓ１０にて動かされなかったＬＢ膜転写用基板ジグ１０がそのまま配置されている。
【００３０】
（第２工程Ｓ２）
［第１搬送ユニット］
図６に示すように、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を把持した把持部３１を、アーム部３２によって鉛直方向の上方に動かして第１ラック６０から少し上昇させる。これにより、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を第１ラック６０から少し持ち上げる。
［第２搬送ユニット］
把持部４１を第２ラック７０から少し上昇させた状態のまま待機する。
【００３１】
（第３工程Ｓ３）
［第１搬送ユニット］
図７に示すように、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を把持した把持部３１をアーム部３２によって第２ラック７０側に水平に動かして、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を水槽２０の第３側壁２３側の上方に配置する。
［第２搬送ユニット］
把持部４１を、アーム部４２によって水平方向に動かして、水槽２０の第４側壁２４側の上方に配置する。
【００３２】
（第４工程Ｓ４）
［第１搬送ユニット］
ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を把持した把持部３１を、アーム部３２によって鉛直方向の下方に動かして、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、水槽２０の第３側壁２３側に向けて下降させる。これにより、バリア部１１の長手方向の各端部１１ｄ，１１ｅを上端面２１ａおよび上端面２２ａ（図２参照）に載せ、図８に示すように、基板保持部１２の全体を水中に浸漬させる。このとき、水面Ｗ１は表面張力により上端面より盛り上がっているため、バリア部１１の一部も水の中に入る。
上記のようにＬＢ膜転写用基板ジグ１０を搬送することにより、該ＬＢ膜転写用基板ジグ１０と、第４側壁２４側に配置されたＬＢ膜転写用基板ジグ１０とが、バリア面１１ｂが同一方向を向くように離間して配置される。また、一対のバリア部１１，１１によって水面領域Ｒが形成される。
［第２搬送ユニット］
把持部４１を、アーム部４２によって鉛直方向の下方に動かして、水槽２０に向けて下降させる。次いで、把持部４１によって、水槽２０の第４側壁２４側に配置されたＬＢ膜転写用基板ジグ１０を把持する。
【００３３】
（第５工程Ｓ５）
［第１搬送ユニット］
図９に示すように、把持部３１からＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１を開放する。
［第２搬送ユニット］
把持部４１によってＬＢ膜転写用基板ジグ１０を把持したまま待機する。
［展開液の供給］
展開液供給用ノズル５０を用いて、展開液を展開液タンクから、水面領域Ｒの上に供給してＬＢ膜を形成する。
展開液は、ＬＢ膜ができるだけ均一になるように水面領域Ｒに供給することが好ましい。展開液供給用ノズル５０を用いた展開液の供給では、均一な供給にならないこともある。展開液が均一に供給されない場合には、水面Ｗ１上のＬＢ膜に欠陥部が生じるおそれがあるため、水面Ｗ１上のＬＢ膜の欠陥部をセンサにより検知し、欠陥部が生じた場合には、展開液を追加供給することが好ましい。
また、展開液の供給速度は、各ＬＢ膜形成用物質が２次元に最密充填したＬＢ膜が得られやすいことから、０．００１〜０．０１ｍｌ／秒とすることが好ましい。
【００３４】
（第６工程Ｓ６）
［第１搬送ユニット］
図１０に示すように、アーム部３２を第４側壁２４側に水平方向に動かし、把持部３１によって裏面１１ｃを押すことにより、第３側壁２３側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、第１側壁２１の上端面２１ａおよび第２側壁２２の上端面２２ａ（図２参照）に沿って、第４側壁２４側に向けて搬送する。また、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０の移動に同期するように磁性体８０を移動させる。
このときのＬＢ膜転写用基板ジグ１０の移動速度は、膜の欠陥を防止する点では、できるだけ遅いことが好ましい。しかし、移動速度が遅すぎると、生産性が低下するおそれがある。このようなことから、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０の移動速度は、具体的には、１〜１００ｍｍ／分とすることが好ましい。
［第２搬送ユニット］
第４側壁２４側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を把持した把持部４１を、アーム部４２によって鉛直方向の上方に動かして、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を水槽２０の上に引き上げる。
このときのＬＢ膜転写用基板ジグ１０の移動速度は、膜の欠陥を防止する点では、できるだけ遅いことが好ましい。しかし、移動速度が遅すぎると、生産性が低下するおそれがある。このようなことから、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０の移動速度は、具体的には、１〜１００ｍｍ／分とすることが好ましい。
［第６工程Ｓ６での作用］
第６工程Ｓ６では、第２搬送ユニット４０により引き上げ最中の第４側壁２４側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０に向けて、第３側壁２３側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を水平方向に搬送することにより、引き上げ最中の基板Ａに、第５工程Ｓ５にて形成したＬＢ膜を、第３側壁２３側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１によって押圧して付着させることができる。したがって、基板ＡにＬＢ膜を転写させることができる。
また、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０に移動に同期する磁性体８０の磁力の作用によって、金属製の基板保持部１２の揺れを抑えることができる。そのため、水面Ｗ１の振動を防止でき、ＬＢ膜の欠陥をより防止できる。
【００３５】
（第７工程Ｓ７）
［第１搬送ユニット］
図１１に示すように、第６工程Ｓ６に引き続き、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、第１側壁２１の上端面２１ａおよび第２側壁２２の上端面２２ａに沿って移動させて、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１が第４側壁２４側の端部に達するまで搬送する。
［第２搬送ユニット］
第６工程Ｓ６に引き続き、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を引き上げて、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１が第２ラック７０よりも少し高い位置になるまで搬送する。さらに、把持部４１をアーム部４２によって第２ラック７０側の水平方向に動かして、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を第２ラック７０側に移動させる。
［注水］
上記のようにＬＢ膜転写用基板ジグ１０を搬送すると同時に、水供給管２５ａの開閉弁２５ｂを開いて水タンク２５ｃより、水面Ｗ１より下側に注水する。
［第７工程Ｓ７での作用］
第７工程Ｓ７では、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１によって、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０より第４側壁２４側の水面Ｗ１を、水槽２０の第１側壁２１、第２側壁２２および第４側壁２４側から押し流すことができる。したがって、基板Ａに転写されずに水面Ｗ１上に残留したＬＢ膜を水面Ｗ１から押し流すことができる。また、注水部２５を用いて水面Ｗ１より下側に注水するため、水面Ｗ１上から流し出すことができる。これらのことから、残留したＬＢ膜を水面Ｗ１上から除去することができる。
なお、水槽２０から流れ出た水およびＬＢ膜は受け容器２７により受け留められる。
【００３６】
（第８工程Ｓ８）
［第１搬送ユニット］
図１２に示すように、把持部３１を、アーム部３２によって鉛直方向の上方に動かして、第１ラック６０よりも高い位置まで搬送する。
［第２搬送ユニット］
把持部４１を、アーム部４２によって第２ラック７０側の水平方向に動かして、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を第２ラック７０の上に達するまで搬送する。
【００３７】
（第９工程Ｓ９）
［第１搬送ユニット］
図１３に示すように、把持部３１を、アーム部３２によって第１ラック６０側の水平方向に動かし、第１ラック６０に配置されたＬＢ膜転写用基板ジグ１０の上方に達するまで搬送する。
［第２搬送ユニット］
把持部４１をアーム部４２によって鉛直方向の下方に動かして、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、バリア部１１が第２ラック７０に載るまで搬送する。
【００３８】
（第１０工程Ｓ１０）
［第１搬送ユニット］
図１４に示すように、把持部３１を、アーム部３２によって鉛直方向の下方に動かして、次にＬＢ膜の転写に使用されるＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１に達するまで搬送する。
［第２搬送ユニット］
把持部４１からＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１を開放する。
【００３９】
上記第１工程〜第１０工程Ｓ１〜Ｓ１０を経ることにより、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０に固定された基板ＡにＬＢ膜を転写することができる。また、第１工程〜第１０工程Ｓ１０を繰り返すことにより、基板ＡへのＬＢ膜の転写を連続的に行うことができる。
【００４０】
（基板）
上記製造方法で使用される基板の材質としては、例えば、ガラス、石英、マイカ、サファイヤ、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロースなどが挙げられる。
【００４１】
（展開液）
展開液は、ＬＢ膜形成用の物質と、水よりも比重が小さい有機溶剤とを含む液である。
有機溶剤は疎水性のものが好ましい。また、高い揮発性を有するものが好ましい。具体的には、クロロホルム、メタノール、エタノール、メチルエチルケトン、又はこれらの混合物が挙げられる。
ＬＢ膜形成用の物質としては、ＬＢ膜形成用の粒子、ＬＢ膜形成用の化合物（両親媒性物質）が挙げられる。
物質ＬＢ膜形成用の粒子の材質としては、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉなどの金属、Ｓｉなどの半金属、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ２、ＣａＯ２などの酸化物、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどの有機高分子などが挙げられる。
粒子は、表面が疎水性であるものが好ましい。上記例示のうち、ポリスチレンなどの有機高分子の粒子は表面が疎水性であるため、そのまま使用できるが、金属粒子や金属酸化物粒子においては表面を疎水化剤により疎水性にすることにより使用できる。疎水化剤としては、例えば、界面活性剤、金属アルコキシシランなどが挙げられる。
展開液の粒子濃度は、各粒子が高精度で２次元に最密充填したＬＢ膜がより得られやすいことから、０．１〜１０質量％であることが好ましい。
【００４２】
ＬＢ膜形成用の物質としては粒子だけでなく、両親媒性物質も使用できる。すなわち、分子構造中に親水性部分と疎水性部分を併せ持つ両親媒性物質であれば、水面にＬＢ膜を形成できる。このような特性を備える物質としては、例えば、ステアリン酸、アラキン酸、カルボン酸、チオール類、アゾベンゼン類、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられるが、ＬＢ膜を形成できる両親媒性物質であれば、特に限定されるものではない。
【００４３】
（作用効果）
本実施形態のＬＢ膜転写装置１およびＬＢ膜転写方法によれば、第１搬送ユニット３０により搬送するＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア面１１ｂにより、水面領域ＲのＬＢ膜を、第２搬送ユニット４０により引き上げ最中のＬＢ膜転写用基板ジグ１０に固定した基板Ａに押圧して転写させることができる。
さらに、バリアとして機能させるために第１搬送ユニット３０により第４側壁側に移動させたＬＢ膜転写用基板ジグ１０を、次いで、第２搬送ユニットにより引き上げることにより、当該ＬＢ膜転写用基板ジグ１０に保持した基板ＡにＬＢ膜を転写させることができる。したがって、バリアを後退させることなく、複数の基板ＡへのＬＢ膜の転写を連続的に行うことができる。
また、水面Ｗ１はＬＢ膜転写用基板ジグ１０のバリア部１１によって仕切られているため、基板Ａに転写せずに残留したＬＢ膜が、次の転写のために水面Ｗ１に形成されたＬＢ膜に混合して汚染することが防止されている。
さらに、上記ＬＢ膜転写装置１およびＬＢ膜転写方法では、第４側壁２４側のＬＢ膜転写用基板ジグ１０を水面Ｗ１上に引き上げた後、第１搬送ユニット３０を用いることにより第３側壁２３側からのＬＢ膜転写用基板ジグ１０の水平方向の移動を継続して、水面Ｗ１上に残留したＬＢ膜を水槽２０から押し出して除去することができるようになっている。したがって、水面Ｗ１に残留するＬＢ膜をほぼ無くすことができる。
そのため、転写を終えた毎にＬＢ膜転写用基板ジグ１０および水槽２０を洗浄することを省略できる。
上記のように、上記ＬＢ膜転写装置１およびＬＢ膜転写方法では、連続的なＬＢ膜の転写が可能で、ＬＢ膜転写用基板ジグ１０および水槽２０の洗浄を省略できるため、ＬＢ膜転写の生産性を向上させることができる。
【００４４】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。
ＬＢ膜転写用基板ジグ１０においては、バリア部１１の形状が四角柱状でなくてもよく、例えば、三角柱状、五角柱状、六角柱状等であっても構わない。ただし、四角柱状以外であっても、バリア面１１ｂは、略平面状で、鉛直方向と平行に配置されることが好ましい。
基板保持部１２は、下端が基板Ａの下端よりも上側にされていてもよい。その場合、水槽２０は、基板保持部１２に保持された基板Ａの全体を浸漬可能な深さとする。
ＬＢ膜転写用基板ジグ１０においては、第１搬送ユニット３０および第２搬送ユニット４０による把持を容易にするために、バリア部１１の上部に掴み代を設けてもよい。
ＬＢ膜転写用基板ジグ１０に固定される基板Ａの形状は円盤状でなくてもよく、例えば、楕円形状、四角形状等であっても構わない。
水槽２０の第１側壁２１および第２側壁２２の上端は水平になっていれば、面になっていなくてもよい。例えば、第１側壁２１および第２側壁２２の上部が上に凸の形状になっており、上端が直線状であってもよい。
水槽２０の第３側壁２３および第４側壁２４は、第１側壁２１および第２側壁２２に垂直でなく、例えば、湾曲していてもよいし、屈曲していてもよい。
【００４５】
展開液供給用ノズル５０の吐出口５１は２つ以上でもよい。吐出口５１が２つ以上であると、短時間で水面Ｗ１に展開液を供給できる。吐出口が２つ以上の場合の吐出口の配置としては、例えば、水槽２０の幅方向に沿って吐出口が直線状に並ぶ配置などが挙げられ、マルチピペットを使用できる。
【００４６】
ＬＢ膜転写装置１においては、注水部２５を有していなくてもよい。注水部２５を有さない場合、残留したＬＢ膜を除去するためには、例えば、ＬＢ膜が形成された水面Ｗ１を吸引器で吸引する方法などを適用すればよい。
また、ＬＢ膜転写装置１においては、磁性体８０を有していなくてもよい。磁性体８０を有さない場合には、基板保持部１２を金属製とせず、樹脂製としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のＬＢ膜転写用基板ジグ、ＬＢ膜転写装置およびＬＢ膜転写方法は、基板の表面に、例えば、レジスト膜、有機脂質分子の機能膜、光学材料、機能素子を形成する際に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  ＬＢ膜転写装置
１０  ＬＢ膜転写用基板ジグ
１１  バリア部
１１ａ  下面
１１ｂ  バリア面
１１ｃ  裏面
１１ｄ，１１ｅ  長手方向の端部
１２  基板保持部
２０  水槽
２１  第１側壁
２１ａ  上端面
２２  第２側壁
２２ａ  上端面
２３  第３側壁
２４  第４側壁
２５  注水部
２６  排水部
２７  受け容器
３０  第１搬送ユニット
３１  把持部
３２  アーム部
４０  第２搬送ユニット
４１  把持部
４２  アーム部
５０  展開液供給用ノズル
５１  吐出口
６０  第１ラック
６１  レール
７０  第２ラック
７１  レール
８０  磁性体
【図１】
2011131185.tif 000003
【図２】
2011131185.tif 000004
【図３】
2011131185.tif 000005
【図４】
2011131185.tif 000006
【図５】
2011131185.tif 000007
【図６】
2011131185.tif 000008
【図７】
2011131185.tif 000009
【図８】
2011131185.tif 000010
【図９】
2011131185.tif 000011
【図１０】
2011131185.tif 000012
【図１１】
2011131185.tif 000013
【図１２】
2011131185.tif 000014
【図１３】
2011131185.tif 000015
【図１４】
2011131185.tif 000016