(57)【要約】      （修正有）【課題】ロールインプリント工法において、生産性に影響を及ぼす転写成形速度を大きくするとともに、転写精度が高い微細パターン形成方法を提供する。【解決手段】透明基板１２の表面に載置されたＵＶ硬化樹脂２０に対して、微細パターン２３ｂを形成するためのシート状モールド１１の上に配置され、所定の押圧ロール移動方向に移動させられる押圧ロール１３を利用して押圧する押圧工程と、ＵＶ光２５を照射するＵＶ照射器１６を押圧ロール移動方向に移動させながら、押圧されているシート状モールド１１の部分の下にあるＵＶ硬化樹脂２０の部分に対して、ＵＶ光２５をＵＶ硬化樹脂２０が載置された透明基板１２の表面と反対側から照射するＵＶ光照射工程を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の表面に載置されたＵＶ硬化樹脂に対して、その上に配置された、微細パターンを前記ＵＶ硬化樹脂に形成するためのシート状長尺モールドを、その上に配置され、所定の押圧ロール移動方向に移動させられる押圧ロールを利用して、押圧する押圧工程と、
ＵＶ光を照射するＵＶ光源を前記押圧ロール移動方向に移動させながら、前記押圧されているシート状長尺モールドの部分の下にある前記ＵＶ硬化樹脂の部分に対して、前記ＵＶ光を、前記ＵＶ硬化樹脂が載置された前記透明基板の表面と反対側から照射するＵＶ光照射工程と、
を備えることを特徴とする微細パターン形成方法。
【請求項２】
モールド保持ロールを利用して前記シート状長尺モールドの両端部を保持し、前記押圧ロールを前記押圧ロール移動方向に移動させながら、前記モールド保持ロールを前記透明基板の表面に垂直な方向に移動させるモールド保持ロール移動工程を備え、
前記押圧ロールが移動させられているにもかかわらず、前記透明基板の表面と前記シート状長尺モールドとの間の角度が変動しないように、前記モールド保持ロールを移動させることを特徴とする、請求項１に記載の微細パターン形成方法。
【請求項３】
前記ＵＶ光源を前記押圧ロール移動方向に移動させながら、前記ＵＶ光源を前記透明基板の表面に平行で前記押圧ロール移動方向に垂直な方向に揺動させるＵＶ光源揺動工程を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の微細パターン形成方法。
【請求項４】
前記照射されたＵＶ光の広がり角は、５度以下であることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の微細パターン形成方法。
【請求項５】
前記シート状長尺モールドは、前記透明基板の表面に平行で前記押圧ロール移動方向に垂直な方向に複数個設けられており、
前記押圧ロールは、前記複数個設けられているシート状長尺モールドのそれぞれに対応するように複数個設けられており、
前記複数個設けられている押圧ロールの内、隣接する前記シート状長尺モールドに対応するように設けられている前記押圧ロール同士の間の間隔が所定間隔以上に維持されるように、前記押圧ロールを前記押圧ロール移動方向に移動させることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の微細パターン形成方法。
【請求項６】
前記シート状長尺モールドは、前記透明基板の表面に平行で前記押圧ロール移動方向に垂直な方向に複数個設けられており、
前記押圧ロールは、一個のみ設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の微細パターン形成方法。
【請求項７】
前記押圧ロールの表面の硬度は、長手方向において中央部から端部へ向かって減少することを特徴とする、請求項６に記載の微細パターン形成方法。
【請求項８】
前記押圧ロールの芯軸の直径は、長手方向において中央部から端部へ向かって減少することを特徴とする、請求項６に記載の微細パターン形成方法。
【請求項９】
透明基板の表面に載置されたＵＶ硬化樹脂の上に配置される、微細パターンを前記ＵＶ硬化樹脂に形成するためのシート状長尺モールドと、
前記シート状長尺モールドの上に配置され、所定の押圧ロール移動方向に移動させられる押圧ロールと、
前記押圧ロール移動方向に移動させられる、ＵＶ光を照射するＵＶ光源と、
を備え、
前記押圧ロールは、前記所定の押圧ロール移動方向に移動させられながら、前記透明基板の表面に載置されたＵＶ硬化樹脂に対して、その上に前記配置されたシート状長尺モールドを押圧し、
前記ＵＶ光源は、前記押圧ロール移動方向に移動させられながら、前記押圧されているシート状長尺モールドの部分の下にある前記ＵＶ硬化樹脂の部分に対して、前記ＵＶ光を、前記ＵＶ硬化樹脂が載置された前記透明基板の表面と反対側から照射することを特徴とする微細パターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、ＵＶ硬化樹脂を用いたＵＶ硬化式ローラーナノインプリント技術を用いた、微細パターン形成方法および微細パターン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイおよび照明などの商品に用いられる光学部品において、特殊光学特性を発揮するナノメートル（ｎｍ）オーダーからミクロン（μｍ）オーダーの微細なパターンを形成することにより光の反射または回折を制御し、従来にはなかった新機能を発現したデバイスを実現することが望まれている。
【０００３】
このような微細パターンを有する光学部品の製造方法としては、ナノインプリント技術が用いられる。
【０００４】
ナノインプリント技術とは、設計された微細パターンが予め表面に加工された型を用いて、基材表面に対して塗布された樹脂に対して型を押し付けることで、樹脂表面に微細パターンを転写して成形する方法である。
【０００５】
微細パターンを転写する方法としては、基板表面に塗布する樹脂に熱硬化型樹脂を用いて加熱しながら転写する熱インプリント法と、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）硬化樹脂を用いてＵＶ光を照射しながら転写するＵＶインプリント法と、がある。
【０００６】
熱インプリント法については、材料の選択性は広いが、材料の粘度が高いので、型に対する転写率があまり高くなく、昇温および降温に時間を要するので、スループットがあまり高くない。
【０００７】
ＵＶインプリント法については、材料の選択性は広くないが、材料の粘度が一般に低いので、型に対する転写率が高い。そして、紫外線を照射することで硬化するので、スループットが高い。
【０００８】
熱インプリント法およびＵＶインプリント法のいずれを採用することが望ましいかは適用デバイスにより異なるが、材料起因の問題がない場合にはＵＶインプリント法が量産工法として適していると考えられる。
【０００９】
そこで、図７を参照しながら、従来のＵＶナノインプリント工法について説明する。
【００１０】
ここに、図７（ａ）〜（ｄ）は、従来のＵＶナノインプリント工法の概略工程説明図（その一から四）である。
【００１１】
まず、図７（ａ）に示されているように、微細パターンが形成されたモールド６１を予め作成する。
【００１２】
そして、図７（ｂ）に示されているように、基板６２上に塗布されたＵＶ硬化樹脂６３に対してモールド６１を押圧し、モールド６１表面の微細パターンにＵＶ硬化樹脂６３を充填させる。
【００１３】
つぎに、図７（ｃ）に示されているように、モールド６１を押圧した状態でＵＶ光６４を照射し，ＵＶ硬化樹脂６３を硬化させる。
【００１４】
その後、図７（ｄ）に示されているように、モールド６１を基板６２から離型し、基板６２上に微細パターンを転写成形する。
【００１５】
このようなＵＶナノインプリント工法においては、ＵＶ硬化樹脂６３に対してＵＶ光６４を照射する必要があるので、一般的には、モールド６１を石英などのＵＶ光６４を透過する材質で製作し、モールド６１側からＵＶ光６４を照射する方法と、基板６２にＵＶ光６４を透過する材質を用い、基板６２側からＵＶ光６４を照射する方法と、のいずれかが用いられる。
【００１６】
転写成形工法としては、一般的には平板形状であるモールド６１をＵＶ硬化樹脂６３が塗布された基板６２に対して平行に押し当てた後にＵＶ光６４を照射し、モールド６１を上方へ離型する方法がある。
【００１７】
このような方法においては、大面積の成形を行う場合には数十トンレベルのプレス圧力が必要になるのみならず、微小な空気泡が押し付け時に内部に残存する可能性があるので、インプリント部全体をチャンバーで覆い減圧する真空成形をしなければならない。
【００１８】
このような空気の残存する可能性を低減することができ、真空成形が不要である転写成形工法としては、ロールインプリント工法がある（たとえば、特許文献１参照）。
【００１９】
そこで、図８を参照しながら、従来のロールインプリント工法について説明する。
【００２０】
ここに、図８は、従来のロールインプリント工法の概略工程説明図である。
【００２１】
微細パターンが形成されたモールド５２、およびＵＶ硬化樹脂が塗布された被転写膜５３を円筒形状の表側ローラ５１と基板５４との間に設置し、これらをはさみつけながら転写成形する。または、円筒形状の表側ローラ５１の表面にフレキシブルなモールド５２を巻き付け、基板５４上に設置した被転写膜５３に押し付けながら転写成形する。
【００２２】
裏側ローラ５６は表側ローラ５１と基板５４との接触圧力を表側ローラ５１の長手方向で均等化するための手段であり、大面積の基板５４を利用して微細パターンを形成する場合において表側ローラ５１が長尺化するために発生しやすい接触圧力のばらつきを抑制することができる。
【００２３】
被転写膜５３の硬化は、表側ローラ５１の後方に設置されたＵＶ照射器５５により表側ローラ５１と被転写膜５３との接触箇所付近にＵＶ光５７を表側ローラ５１の斜め後方から照射することで行われる。
【００２４】
モールド５２は被転写膜５３に対してロール送りによりロール幅方向の線上で順次に押し付けられていくので、空気がモールド５２と被転写膜５３との間の部分に閉じ込められることがほとんどないように成形することができ、モールド５２と被転写膜５３との接触領域が線状になるので、プレス圧力を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】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】
【００２６】
しかしながら、上述された従来のロールインプリント工法においては、表側ローラ５１の斜め後方からＵＶ光を照射する。
【００２７】
このため、ＵＶ硬化樹脂の硬化が進行しやすいモールド５２と被転写膜５３との接触点にはＵＶ光が照射されにくいので、生産性に影響を及ぼす転写成形速度を大きくすることが困難であるとともに、転写精度が必ずしも十分には高くない。
【００２８】
本発明は、上述された従来の課題を考慮し、高い生産性および転写精度を実現することが可能な、微細パターン形成方法および微細パターン形成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】
【００２９】
第１の本発明は、透明基板の表面に載置されたＵＶ硬化樹脂に対して、その上に配置された、微細パターンを前記ＵＶ硬化樹脂に形成するためのシート状長尺モールドを、その上に配置され、所定の押圧ロール移動方向に移動させられる押圧ロールを利用して、押圧する押圧工程と、
ＵＶ光を照射するＵＶ光源を前記押圧ロール移動方向に移動させながら、前記押圧されているシート状長尺モールドの部分の下にある前記ＵＶ硬化樹脂の部分に対して、前記ＵＶ光を、前記ＵＶ硬化樹脂が載置された前記透明基板の表面と反対側から照射するＵＶ光照射工程と、
を備えることを特徴とする微細パターン形成方法である。
【００３０】
第２の本発明は、モールド保持ロールを利用して前記シート状長尺モールドの両端部を保持し、前記押圧ロールを前記押圧ロール移動方向に移動させながら、前記モールド保持ロールを前記透明基板の表面に垂直な方向に移動させるモールド保持ロール移動工程を備え、
前記押圧ロールが移動させられているにもかかわらず、前記透明基板の表面と前記シート状長尺モールドとの間の角度が変動しないように、前記モールド保持ロールを移動させることを特徴とする、第１の本発明の微細パターン形成方法である。
【００３１】
第３の本発明は、前記ＵＶ光源を前記押圧ロール移動方向に移動させながら、前記ＵＶ光源を前記透明基板の表面に平行で前記押圧ロール移動方向に垂直な方向に揺動させるＵＶ光源揺動工程を備えることを特徴とする、第１または第２の本発明の微細パターン形成方法である。
【００３２】
第４の本発明は、前記照射されたＵＶ光の広がり角は、５度以下であることを特徴とする、第１から第３の何れかの本発明の微細パターン形成方法である。
【００３３】
第５の本発明は、前記シート状長尺モールドは、前記透明基板の表面に平行で前記押圧ロール移動方向に垂直な方向に複数個設けられており、
前記押圧ロールは、前記複数個設けられているシート状長尺モールドのそれぞれに対応するように複数個設けられており、
前記複数個設けられている押圧ロールの内、隣接する前記シート状長尺モールドに対応するように設けられている前記押圧ロール同士の間の間隔が所定間隔以上に維持されるように、前記押圧ロールを前記押圧ロール移動方向に移動させることを特徴とする、第１から第４の何れかの本発明の微細パターン形成方法である。
【００３４】
第６の本発明は、前記シート状長尺モールドは、前記透明基板の表面に平行で前記押圧ロール移動方向に垂直な方向に複数個設けられており、
前記押圧ロールは、一個のみ設けられていることを特徴とする、第１の本発明の微細パターン形成方法である。
【００３５】
第７の本発明は、前記押圧ロールの表面の硬度は、長手方向において中央部から端部へ向かって減少することを特徴とする、第６の本発明の微細パターン形成方法である。
【００３６】
第８の本発明は、前記押圧ロールの芯軸の直径は、長手方向において中央部から端部へ向かって減少することを特徴とする、第６の本発明の微細パターン形成方法である。
【００３７】
第９の本発明は、透明基板の表面に載置されたＵＶ硬化樹脂の上に配置される、微細パターンを前記ＵＶ硬化樹脂に形成するためのシート状長尺モールドと、
前記シート状長尺モールドの上に配置され、所定の押圧ロール移動方向に移動させられる押圧ロールと、
前記押圧ロール移動方向に移動させられる、ＵＶ光を照射するＵＶ光源と、
を備え、
前記押圧ロールは、前記所定の押圧ロール移動方向に移動させられながら、前記透明基板の表面に載置されたＵＶ硬化樹脂に対して、その上に前記配置されたシート状長尺モールドを押圧し、
前記ＵＶ光源は、前記押圧ロール移動方向に移動させられながら、前記押圧されているシート状長尺モールドの部分の下にある前記ＵＶ硬化樹脂の部分に対して、前記ＵＶ光を、前記ＵＶ硬化樹脂が載置された前記透明基板の表面と反対側から照射することを特徴とする微細パターン形成装置である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によって、高い生産性および転写精度を実現することが可能な、微細パターン形成方法および微細パターン形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明における実施の形態１の微細パターン形成装置の概略斜視図
【図２】本発明における実施の形態１の微細パターン形成装置の概略断面図
【図３】（ａ）本発明における実施の形態１の微細パターン形成装置の概略断面図（その一）、（ｂ）本発明における実施の形態１の微細パターン形成装置の概略断面図（その二）、（ｃ）本発明における実施の形態１の微細パターン形成装置の概略断面図（その三）
【図４】本発明における実施の形態２の微細パターン形成装置の概略斜視図
【図５】本発明における実施の形態３の微細パターン形成装置の概略斜視図
【図６】（ａ）本発明における実施の形態３の微細パターン形成装置の押圧ロールの概略断面図（その一）、（ｂ）本発明における実施の形態３の微細パターン形成装置の押圧ロールの概略断面図（その二）
【図７】（ａ）従来のＵＶナノインプリント工法の概略工程説明図（その一）、（ｂ）従来のＵＶナノインプリント工法の概略工程説明図（その二）、（ｃ）従来のＵＶナノインプリント工法の概略工程説明図（その三）、（ｄ）従来のＵＶナノインプリント工法の概略工程説明図（その四）
【図８】従来のロールインプリント工法の概略工程説明図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
はじめに、図１および２を参照しながら、本実施の形態の微細パターン形成装置の構成について説明する。
【００４２】
ここに、図１は本発明における実施の形態１の微細パターン形成装置の概略斜視図であり、図２は本発明における実施の形態１の微細パターン形成装置の概略断面図である。
【００４３】
本実施の形態の微細パターン形成装置は、シート状モールド１１と、押圧ロール１３と、基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４と、ＵＶ照射器１６と、塗布ユニット１７と、を備える。
【００４４】
シート状モールド１１は、複数個の微細パターン２３ａ（図２参照）が等間隔で１列に形成されたフレキシブルなモールドである。
【００４５】
押圧ロール１３は、シート状モールド１１の微細パターン２３ａ（図２参照）を透明基板１２に押しつけながら、透明基板１２の上を基板挿入側に移動するロールである。
【００４６】
基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４は、シート状モールド１１の両端を所定の張力を保ったまま固定できるロールである。
【００４７】
ＵＶ照射器１６は、押圧ロール１３と同じ向きに同じ速さで移動しながらシート状モールド１１と透明基板１２の接点にＵＶ光２５を照射する照射器である。
【００４８】
塗布ユニット１７は、透明基板１２にＵＶ硬化樹脂２０を塗布するユニットである。なお、塗布ユニット１７は、図１などでは各シート状モールド１１に対して１個しか図示されていないが、シート状モールド１１の幅が広い場合などには複数個設けられていてももちろんよい。
【００４９】
保持ロール制御ユニット１８（図２参照）は、後に詳述されるように、押圧ロール１３の位置に応じて基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４を上下方向に移動させるユニットである。もちろん、保持ロール制御ユニット１８による押圧ロール１３の位置の認識は、（１）押圧ロール１３の位置を検出するためのセンサーなどを利用して直接的に行われてもよいし、（２）押圧ロール１３の送り速度と時間との予め与えられた関係に基づく演算によって間接的に行われてもよい。
【００５０】
なお、透明基板１２は本発明の透明基板の一例であり、シート状モールド１１は本発明のシート状長尺モールドの一例であり、押圧ロール１３は本発明の押圧ロールの一例であり、ＵＶ照射器１６は本発明のＵＶ光源の一例である。
【００５１】
また、基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４は、本発明のモールド保持ロールの一例である。
【００５２】
つぎに、図２を主として参照しながら、本実施の形態の微細パターン形成装置の動作について説明する。
【００５３】
なお、本実施の形態の微細パターン形成装置の動作について説明しながら、微細パターン形成方法の一実施例についても説明する（これは、他の実施の形態に関しても同様である）。
【００５４】
ＵＶ硬化樹脂２０が表面に塗布された透明基板１２は、ＵＶ光２５を透過する支持台である石英ベース２１上の所定の位置に固定される。その固定された透明基板１２の前後には、透明基板１２と同じ厚みの助走板２２が設置されている。
【００５５】
押圧ロール１３は、その両端が基板排出側保持ロール１４および基板挿入側保持ロール１５によって固定されたシート状モールド１１の上から、石英ベース２１の基板排出側に設置された助走板２２の位置に降下し、所定の圧力を印加する。
【００５６】
押圧ロール１３は、微細パターン２３ａが形成されたシート状モールド１１に所定の圧力を印加しつつ、透明基板１２の上を移動する。
【００５７】
このとき、シート状モールド１１と透明基板１２との接点のほぼ直下にあるＵＶ照射器１６は、遮光マスク２４を介してＵＶ光２５を照射しながら、押圧ロール１３と同期して移動する。
【００５８】
基板排出側保持ロール１４および基板挿入側保持ロール１５は、押圧ロール１３の動きと連動して上下動を繰り返す（図２参照）。
【００５９】
より具体的には、基板排出側保持ロール１４および基板挿入側保持ロール１５は、後に詳述されるように、シート状モールド１１と透明基板１２との間の角度が圧力印加中においてそれぞれ所定の角度であるように上下方向に移動させられる。
【００６０】
微細パターン２３ａの表面の凹みに充填された、透明基板１２上のＵＶ硬化樹脂２０は、硬化した後にシート状モールド１１から離型されてゆく。
【００６１】
基板挿入側の助走板２２まで到達した押圧ロール１３は、圧力を開放した後に上昇してシート状モールド１１から離脱し、基板排出側の位置に戻って待機する。
【００６２】
複数個の微細パターン２３ｂが、このような動作の繰り返しにより大面積の透明基板１２上に転写成形される。
【００６３】
透明基板１２の大面積化または微細パターン２３ｂの多数個取り化には、一対のシート状モールド１１および押圧ロール１３を透明基板１２の幅方向に並列で複数列配置し、シート状モールド１１を長尺化することで容易に対応することができる。
【００６４】
大面積のインプリント用モールドは、一般的に、高価な小片の原版から小片の反転形状モールドを転写成形し、これらを接合してから再び大面積の転写成形を行う転写成形プロセスによって作成される。
【００６５】
このため、多大のコストおよび時間が必要となることが多いのみならず、わずかなひずみ、反りまたは段差があると、しわおよび空隙が押圧ロールによる基板への押圧時に発生しやすく、転写欠陥が増加する恐れがあり、そのような恐れは押圧ロールが長尺化するとさらに増大する。
【００６６】
本実施の形態においては、大面積のインプリント用モールドを透明基板１２の幅方向に分割した形状のシート状モールド１１が用いられる。
【００６７】
したがって、上述された転写成形プロセスに相当するプロセスの工程数は小さいので、シート状モールド１１のコストは低く抑えられ、押圧ロール１３の加圧力ばらつきはその短尺化のために少ないので、押圧ロール転写欠陥の少ない大面積インプリントが可能である。
【００６８】
もちろん、二つで一対のシート状モールド１１が必ずしも利用されなければならないわけではなく、それで十分であれば、ただ一つのシート状モールド１１のみが利用されてもよい。
【００６９】
なお、上述された従来のロールインプリント工法（図８参照）においては、大面積の微細パターンまたは複数個の微細パターンが配置された被転写膜５３を基板５４上に一括して形成するためには、大面積のモールド５２が必要であり、コストアップが発生しやすい。
【００７０】
もちろん、モールド５２の大面積化に伴った表側ローラ５１の長尺化による接触圧力のばらつきを基板５４の裏面側に設けた複数の裏側ローラ５６で補正することも不可能ではないが、平坦な基板５４およびモールド５２を表裏両面から円筒状のローラで加圧すると、基板５４およびモールド５２にはローラ径または接点の位置が異なるために歪が発生しやすく、光学デバイスにとって障害となる微小な干渉縞が被転写膜５３に残る恐れがある。
【００７１】
そして、基板５４上の特定部のみに微細パターンを形成することが必要なデバイスに対しても、ＵＶ光５７は被転写膜５３が形成された基板５４全面に照射される構成が採用されているので、同特定部のみに微細パターンを形成することが困難であった。
【００７２】
ここで、本実施の形態におけるＵＶ光２５の照射について詳細に説明する。
【００７３】
押圧ロール１３がシート状モールド１１を加圧している線状の部分にのみＵＶ光２５を照射することが理想的ではあるが、ＵＶ光２５は一定の幅を有しており、現実的にはシート状モールド１１が加圧されている線状の部分の前方および後方にもＵＶ光２５が照射されてしまう可能性がある。
【００７４】
ＵＶ光２５が加圧箇所の前方に照射されると、転写前のＵＶ硬化樹脂２０が硬化し始めてしまうので、転写性が著しく悪化する可能性が高い。
【００７５】
他方、ＵＶ光２５が加圧箇所の後方に照射されても、加圧力がもはや印加されておらず、シート状モールド１１は透明基板１２から速やかに離れていくので、転写性の良化への寄与はあまり期待できない。
【００７６】
本実施の形態においては、ＵＶ照射器１６が常に押圧ロール１３のほぼ直下に配置される（図２参照）ので、押圧ロール１３がシート状モールド１１に接触する加圧箇所にＵＶ光２５を確実に照射することができる。
【００７７】
そして、ＵＶ光２５が加圧箇所から離れた箇所に照射されることを防止する遮光マスク２４がＵＶ照射器１６に設置されており、押圧ロール１３およびＵＶ照射器１６が送り方向に等速で移動させられるので、ＵＶ光２５が加圧箇所のみに順次に照射されていき、安定した転写成形を実現することができる。
【００７８】
なお、シート状モールド１１は、樹脂モールドであっても金属モールドであってもよいが、張力が印加された状態で保持されるので、張力によるモールドの弾性変形および塑性変形を考慮すると、シート状モールド１１はＮｉ等の金属モールドであることが好ましい。
【００７９】
もちろん、シート状モールド１１が金属モールドである場合には、ガラスなどの透明基板１２上に塗布されたＵＶ硬化樹脂２０を硬化させるためのＵＶ光２５がシート状モールド１１側からではなくＵＶ光２５が透過可能な透明基板１２の裏面側から照射される構成が、必須となる。
【００８０】
このような場合においても、遮光マスク２４がＵＶ照射器１６と透明な支持台である石英ベース２１との間に設置されているので、ＵＶ光２５はＵＶ硬化樹脂２０の所定の箇所のみに照射され、ナノインプリント工法でのパターニングが可能となる。
【００８１】
なお、ＵＶ光２５が照射されない未硬化なＵＶ硬化樹脂２０は、モールド離型後に所定の洗浄液で除去されてもよい。
【００８２】
ここで、ＵＶ照射器１６の揺動について説明する。
【００８３】
近年は、省エネルギー化への取り組みの観点から、多数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が配置されたＵＶ式ＬＥＤ光源がＵＶ照射器１６の光源としてしばしば用いられる。
【００８４】
しかしながら、このようなＬＥＤ光源は点光源が重ね合わされた線状の面光源として使用されるので、輝度むらおよび照度むらが光源の幅方向、つまりここでは押圧ロール１３の長手方向について生じることがある。
【００８５】
一方、このような輝度むらおよび照度むらが生じていると、ＵＶ硬化樹脂２０の硬化不足および硬化むらが発生しやすい。
【００８６】
そこで、押圧ロール１３の送り方向と垂直な方向、つまりここでは透明基板１２の基板幅方向に、押圧ロール１３の送り速度に対して十分に速い速度でＵＶ照射器１６を揺動させながら、ＵＶ光２５を照射することが、望ましい。
【００８７】
ＵＶ照射器１６がこのように揺動されると、押圧ロール１３の長手方向についての輝度むらおよび照度むらがほぼ解消され、ＵＶ硬化樹脂２０の硬化不足および硬化むらがほとんどない転写成形を実現することができる。
【００８８】
ところで、遮光マスク２４を通して照射されるＵＶ光２５が平行光ではなく一定の広がり角を有する光である場合には、遮光マスク２４を通過したＵＶ光２５が、遮光マスク２４と透明基板１２との間の距離、透明基板１２の厚み、およびＵＶ硬化樹脂２０の厚みに応じて広がるので、微細パターン２３ｂに応じて遮光マスク２４に形成されたパターニング精度が悪化した場合と同様な現象が結果的に生じることがある。
【００８９】
もちろん、ＵＶ光２５が平行光であれば、このような現象は回避されるが、ＬＥＤ光源からの光を平行光にするためには、光源表面にレンズを設置することが一般的に必要であり、ＵＶ光２５をほぼ完全な平行光にするためには、ＬＥＤの実装密度が低下したり必要な露光量に応じた照射強度が得られなくなったりする恐れがある比較的に大きなレンズを設置することが必要である。
【００９０】
しかしながら、一般的なナノインプリント材料においては、最低限のパターニング精度および露光量はほぼ一定であってそれほど大きくなくてもよく、透明基板１２の厚みが通常は０．７ｍｍから１．０ｍｍであることを考慮すれば、ＵＶ光２５が平行光である必要はなく、その広がり角がある一定値以下であれば十分である。
【００９１】
そこで、ＵＶ光２５の広がり角が５度以下であるようにコリメートが行われる光源をＵＶ照射器１６に用いることが、望ましい。
【００９２】
すると、実用上は十分な露光量が得られ、高精度なパターニングの転写成形を実現することができる。
【００９３】
ここで、図３を主として参照しながら、基板排出側保持ロール１４および基板挿入側保持ロール１５の上下方向における移動について詳細に説明する。
【００９４】
ここに、図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明における実施の形態１の微細パターン形成装置の概略断面図（その一から三）である。
【００９５】
もしも基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４が固定されていると、所定の張力が保たれたまま両端が基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４によって固定されるシート状モールド１１と、透明基板１２と、の間の角度は押圧ロール１３の位置により変化する。
【００９６】
本実施の形態においては、基板排出側保持ロール１４側の、シート状モールド１１と透明基板１２との間の角度θ１も、基板挿入側保持ロール１５側の、シート状モールド１１と透明基板１２との間の角度θ２も、ほぼ所定の大きさに保たれる。
【００９７】
これは、保持ロール制御ユニット１８（図２参照）が、押圧ロール１３の位置に応じて基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４を上下方向に移動させるからである。
【００９８】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【００９９】
図３（ａ）には、押圧ロール１３が基板排出側の助走板２２の位置に下降した状態が示されている。
【０１００】
押圧ロール１３が一旦は助走板２２の上に下降させられるので、押圧ロール１３の変形による加圧力のばらつきが緩和されてから、シート状モールド１１の表面に形成された微細パターン２３ａへのＵＶ硬化樹脂２０の充填が開始され、透明基板１２の端部に転写成形される微細パターン２３ｂの品質が著しく良化する。
【０１０１】
変形している押圧ロール１３が透明基板１２に接触しないように、押圧ロール１３の送り方向についての助走板２２の幅は、変形している押圧ロール１３によって押圧されるシート状モールド１１の部分の、押圧ロール１３の送り方向についての幅より広いことが望ましい。
【０１０２】
そして、押圧ロール１３は加圧力が安定した状態で透明基板１２へ移動させられるように、助走板２２と透明基板１２との間の、押圧ロール１３の送り方向についての隙間および段差は、少ないことが望ましい。
【０１０３】
さらに、押圧ロール１３が弾性体であるシート状モールド１１を押圧するときに発生する、シート状モールド１１の張力変動によるしわが転写欠陥を惹起することを抑制するために、保持ロール制御ユニット１８（図２参照）は、基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４の上下方向の位置のみならず、シート状モールド１１の張力をも制御することが望ましい。
【０１０４】
図３（ｂ）には、押圧ロール１３がシート状モールド１１に対する加圧および離型を順次に行いながら押圧ロール１３の送り方向に移動させられている状態が示されている。
【０１０５】
このような状態においては、シート状モールド１１がＵＶ硬化樹脂２０と接触する接触領域は、押圧ロール１３の直径ならびに角度θ１およびθ２などに依存して決まる。
【０１０６】
このような接触領域の形状を一定に保つことによって、ＵＶ硬化樹脂２０が変形し硬化していく挙動を安定化させることが、可能になる。
【０１０７】
そして、接触領域ではＵＶ硬化樹脂２０の未硬化部分と硬化部分とが混在しているが、シート状モールド１１の表面に形成された微細パターン２３ａへ充填された未硬化のＵＶ硬化樹脂２０をゆっくりと硬化させることが転写率向上に寄与し、かくして硬化したＵＶ硬化樹脂２０をすばやく離脱させることが離型時の挙動安定化に寄与する。
【０１０８】
したがって、シート状モールド１１が透明基板１２に接触していく角度θ１は大きく、シート状モールド１１が透明基板１２から離脱していく角度θ２は小さいことが望ましいので、たとえば、θ１＞θ２であるような寸法設計が考えられる。
【０１０９】
図３（ｃ）には、押圧ロール１３が基板挿入側の助走板２２の位置に到達し、加圧力を開放して上昇しはじめる状態が示されている。
【０１１０】
押圧ロール１３が加圧力を開放し、シート状モールド１１がＵＶ硬化樹脂２０から離脱するとき、基板挿入側保持ロール１５および基板排出側保持ロール１４によってシート状モールド１１に印加されている張力が転写成形されたＵＶ硬化樹脂２０を剥離させてしまう恐れがある。
【０１１１】
そこで、押圧ロール１３は、たとえば、基板挿入側の助走板２２の位置に対応する、転写成形されたＵＶ硬化樹脂２０がない領域で加圧力を開放することが、望ましい。
【０１１２】
以上の説明により、つぎのことが明らかになった。
【０１１３】
基板排出側保持ロール１４が押圧ロール１３の送りと同期して上下方向に移動させられるので、シート状モールド１１が透明基板１２に接触していく角度θ１を一定に保つことができる。
【０１１４】
このため、シート状モールド１１はＵＶ硬化樹脂２０が塗布された透明基板１２の表面に一定の角度θ１が保たれたまま順次に接触していき、シート状モールド１１の表面に形成された微細パターン２３ａへのＵＶ硬化樹脂２０の安定した充填挙動が実現される。
【０１１５】
したがって、チャンバーによる減圧を必要とする真空成形を行わずに、大面積のインプリントを、微小な空気泡が残ってしまう欠陥が大気圧中でもほとんど発生しない高品質な転写成形によって実現することができる。
【０１１６】
基板挿入側保持ロール１５が押圧ロール１３の送りと同期して上下方向に移動させられるので、シート状モールド１１が透明基板１２から離脱していく角度θ２を一定に保つことができる。
【０１１７】
このため、シート状モールド１１は透明基板１２の表面から一定の角度θ２が保たれたまま順次に離脱していき、ＵＶ硬化樹脂２０が透明基板１２から剥離する原因となる、シート状モールド１１と透明基板１２との間の離型力の変動が抑制され、少ない脱着力による安定した離型動作が実現される。
【０１１８】
したがって、大面積のインプリントを、微細パターン２３ｂの転写欠陥および剥離がほとんど発生しない高品質な転写成形によって実現することができる。
【０１１９】
（実施の形態２）
つぎに、図４を主として参照しながら、本実施の形態２の微細パターン形成装置の構成および動作について説明する。
【０１２０】
ここに、図４は、本発明における実施の形態２の微細パターン形成装置の概略斜視図である。
【０１２１】
本実施の形態の微細パターン形成装置の構成および動作は、上述された実施の形態１の微細パターン形成装置の構成および動作と類似している。
【０１２２】
しかしながら、本実施の形態においては、押圧ロール１３は三個設けられているシート状モールド１１のそれぞれに対応するように三個設けられており、三個設けられている押圧ロール１３の内、隣接するシート状モールド１１に対応するように設けられている押圧ロール１３同士の間の間隔が所定間隔以上に維持されるように、押圧ロール１３を移動させる。
【０１２３】
シート状モールド１１および押圧ロール１３は透明基板１２の幅方向に３列以上配置されていてもよく、押圧ロール１３の千鳥配置状態、つまり、隣接する押圧ロール１３の軸心が転写時の押圧ロール１３の送り方向に対して所定間隔だけずらして配置された状態が維持される。
【０１２４】
もちろん、三個設けられている塗布ユニット１７の配置を並列的な横並びの配置とし、塗布を同じタイミングで行うようにすれば、最終的に形成される微細パターンの領域の配置も千鳥配置ではなく横並びの配置とすることができる。
【０１２５】
上述された実施の形態１の微細パターン形成方法が利用されれば、転写性および生産性の両立が複数列のシート状モールド１１および押圧ロール１３を配置することによって大面積の透明基板１２についても可能である。
【０１２６】
しかしながら、そもそも、両端が支持された押圧ロール１３に荷重を印加し、押圧ロール１３を自在に回転する機構として、たとえば、少なくとも１００ｋｇｆ程度の荷重に耐えられる軸受を有する門型の支持体が、必要である。
【０１２７】
したがって、複数列の押圧ロール１３を並列に配置するためには、そのような支持体同士の干渉が回避されなければならないが、支持体同士の間隔は支持体のサイズに応じてある程度は大きくなければならないので、透明基板１２に転写成形される、隣接列間における微細パターンの個々の領域同士の間隔を狭くしにくいことがあった。
【０１２８】
本実施の形態においては、押圧ロール１３の千鳥配置状態が維持されるので、支持体同士の干渉が緩和される。
【０１２９】
したがって、十分なスペースが押圧ロール１３の両端に生じるので、剛性のある強固な支持体を設置することができ、押圧ロール１３のたわみが大幅に低減され、高精度な微細パターンの安定した転写成形を実現することができる。
【０１３０】
そして、透明基板１２上に複数個の微細パターンの領域を隣接列間において狭ピッチで形成することができ、透明基板１２内の無駄な領域が低減され、生産性が向上する。
【０１３１】
なお、隣接列間においては、シート状モールド１１と押圧ロール１３との接触領域が押圧ロール１３の送り方向に対して所定間隔だけずれるので、遮光マスク２４（図２参照）の輪郭パターンも押圧ロール１３の送り方向に対して所定間隔だけずらされていることが望ましい。
【０１３２】
また、隣接列間においては、押圧ロール１３同士の、押圧ロール１３の送り方向の間隔は、微細パターンの個々の領域の、押圧ロール１３の送り方向の間隔と同じであることが望ましい。
【０１３３】
（実施の形態３）
つぎに、図５を主として参照しながら、本実施の形態３の微細パターン形成装置の構成および動作について説明する。
【０１３４】
ここに、図５は、本発明における実施の形態３の微細パターン形成装置の概略斜視図である。
【０１３５】
本実施の形態の微細パターン形成装置の構成および動作は、上述された実施の形態２の微細パターン形成装置の構成および動作と類似している。
【０１３６】
しかしながら、本実施の形態においては、押圧ロール１３は一個のみ設けられている。
【０１３７】
透明基板１２の大面積化に伴う押圧ロール１３の長尺化に起因したたわみなどによる、その長手方向の加圧力ばらつきを抑制するためには、たとえば、上述された実施の形態２の微細パターン形成方法におけるように、押圧ロール１３を分割することが有効である。
【０１３８】
しかしながら、装置構成がそのような押圧ロール１３の分割によって複雑になってしまう恐れは、全くないわけではない。
【０１３９】
つまり、本実施の形態の微細パターン形成方法におけるように、押圧ロール１３を分割しないで単一の押圧ロール１３を利用することも、有効である。
【０１４０】
そして、そのような単一の押圧ロール１３を利用する場合においては、押圧ロール１３の表面の硬度は長手方向において中央部から端部へ向かって減少する、または押圧ロール１３の芯軸の直径は長手方向において中央部から端部へ向かって減少する、構成が望ましい。
【０１４１】
そこで、図６を主として参照しながら、そのような押圧ロール１３の構成について説明する。
【０１４２】
ここに、図６（ａ）および（ｂ）は、本発明における実施の形態３の微細パターン形成装置の押圧ロール１３の概略断面図（その一および二）である。
【０１４３】
図６（ａ）の構成においては、押圧ロール１３の表面の硬度は長手方向において中央部から端部へ向かって減少する。
【０１４４】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【０１４５】
すなわち、図６（ａ）の構成における押圧ロール１３は、芯軸８１と、芯軸８１を被覆する弾性体８２と、を有する。
【０１４６】
弾性体８２の材質はウレタンゴムであって、分割された各部位の硬度は中央部から端部へ向かって８０、７０および６０である。
【０１４７】
押圧ロール１３に印加される荷重は芯軸８１の端部に集中するので、中央部のゴム硬度を大きくし、芯軸８１に印加される荷重を中央部に移動させる。
【０１４８】
かくして、端部に印加される荷重を分散させて、押圧ロール１３の長手方向の加圧力を均等化することができる。
【０１４９】
なお、分割された各部位の境界は隙間がないように接合されていることが、望ましい。
【０１５０】
図６（ｂ）の構成においては、押圧ロール１３の芯軸の直径は長手方向において中央部から端部へ向かって減少する。
【０１５１】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【０１５２】
すなわち、図６（ｂ）の構成における押圧ロール１３は、段付き芯軸８３と、段付き芯軸８３を被覆する偏肉弾性体８４と、を有する。
【０１５３】
段付き芯軸８３の径は、中央部において最も大きく、端部に向かって小さくなっている。
【０１５４】
段付き芯軸８３の径が大きい部分はたわみにくいので、荷重は押圧ロールの加圧力が印加されにくい中央部にも分配される。
【０１５５】
そして、中央部においては、段付き芯軸８３を被覆する偏肉弾性体８４の厚みが薄いので、偏肉弾性体８４の弾力はあまり大きくない。
【０１５６】
かくして、端部に印加される荷重を分散させて、押圧ロール１３の長手方向の加圧力を均等化することができる。
【０１５７】
なお、段付き芯軸８３の直径は、中央部から端部へ向かって階段状に変更されている必要はなく、テーパ形状が形成されるように滑らかに変更されていてもよい。
【０１５８】
以上の説明から明らかであるように、実施の形態１〜３において説明された微細パターン形成方法を用いることによって、大面積の透明基板１２についても高い生産性および転写精度を実現し、高品質な光学デバイスを低コストで提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明における微細パターン形成方法および微細パターン形成装置は、高い生産性および転写精度を実現することが可能であり、ＵＶ硬化樹脂を用いたＵＶ硬化式ローラーナノインプリント技術を用いた、微細パターン形成方法および微細パターン形成装置に利用するために有用である。
【符号の説明】
【０１６０】
１１  シート状モールド
１２  透明基板
１３  押圧ロール
１４  基板排出側保持ロール
１５  基板挿入側保持ロール
１６  ＵＶ照射器
１７  塗布ユニット
１８  保持ロール制御ユニット
２０  ＵＶ硬化樹脂
２１  石英ベース
２２  助走板
２３ａ  微細パターン
２３ｂ  微細パターン
２４  遮光マスク
２５  ＵＶ光
５１  表側ローラ
５２  モールド
５３  被転写膜
５４  基板
５５  ＵＶ照射器
５６  裏側ローラ
６１  モールド
６２  基板
６３  ＵＶ硬化樹脂
６４  ＵＶ光
８１  芯軸
８２  弾性体
８３  段付き芯軸
８４  偏肉弾性体
【図２】
2015119104.tif 000003
【図３】
2015119104.tif 000004
【図８】
2015119104.tif 000005
【図１】
2015119104.tif 000006
【図４】
2015119104.tif 000007
【図５】
2015119104.tif 000008
【図６】
2015119104.tif 000009
【図７】
2015119104.tif 000010