White Paper :ナノインプリント装置 RubiQ®

―R&D からパイロット⽣産までをカバーするナノインプリントのエントリー機―

Executive Summary
ナノインプリントの応⽤分野の多くは、先端的な研究要素を含むと同時に、早期に製品を市場に提供するため、開発からパイロット⽣産へのシームレスな移⾏も要求されます。
不確実性の⾼い研究開発のためには、技術的選択肢の広い⾃由度の⾼い装置を使いたい、⼀⽅、開発成果がそのまま製品の製造に直結できるような完成度の⾼い装置であって欲しい。
このような技術開発に携わるお客様の悩みにお答えして研究開発からパイロット⽣産までをカバーできる装置として開発されたナノインプリント装置 RubiQ®を紹介します。

1. Introduction
図１に⽰すように SCIVAX は基礎研究⽤のマニュアル装置から本格的量産機まで各種のナノインプリント装置を提供しています。その中で RubiQ®は、限られた期間内に先端製品を開発し事業化することを要求される企業の研究部⾨、開発部⾨のお客様、製品プロトタ
イプの性能を早期に⽰すことが求められるスタートアップ企業や企業との共同研究を進めようとしている⼤学、研究機関のお客様を対象とした装置です。
RubiQ®は、上記のお客様の要望を実現するため、⽤途や製品コンセプトによって様々な選択肢が選べるシステムを⽤意しました。複雑な R＆D の課題に答えるため、ナノインプリント樹脂の硬化⽅式、成型のための圧⼒印加⽅式において様々な仕様を⾃由に選べる極めて柔軟性の⾼いプラットフォームを有するとともに、パイロット⽣産で要求される⾼いスループットとコンパクトなフットプリントによる経済性、安定した品質を担保するクリーン対策やトレーサビリティー対応、使いやすさを重視した直観的インターフェースデザインを実現した装置です。

2. Flexibility
RubiQ®は、図２と図３に⽰すように多様なナノインプリントプロセスに対応して樹脂硬化⽅式、加圧⽅式等の装置仕様をモジュール設計により柔軟に構成することが可能です。

図2

多様な材料、プロセスに対応する
RubiQ®のナノインプリント⽅式

図3

モジュール化した RubiQ®装置構成

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（成型⽅式）ナノインプリントは、微細パターンが形成されたモールドを成型対象の樹脂に押し当て加圧した状態で光や熱により樹脂を硬化した後、モールドを成型物から剥離させる⼯程よりなります。
RubiQ®は加圧の⽅式として FLAN⽅式（空圧⽅式）と平⾏平板⽅式、樹脂硬化⽅式としては UV 硬化⽅式と熱硬化⽅式を選択できます。図４
FLAN ⽅式（空圧⽅式）と平⾏平板⽅式の装置構成を⽰します。FLAN⽅式（空圧⽅式）は、フレキシブルモールドが空圧によってワークに沿って変形するため、ワークの傾き、うねりに対して影響を受けにくい⽅式です。ウエハなどの⼤エリアの成型に適し、曲⾯の成型も条件により可能です。平⾏平板⽅式はポッティ
図 4 RubiQ®で選択可能なナノインプリントの加圧⽅式ングなど樹脂の塗布均⼀性が悪くても強制的にレベリング成型ができます。樹脂の硬化⽅式として UV 硬化⽅式は波⻑ 365nm の UV−LED の照射によって樹脂を硬化する⽅式です。常温での硬化が可能なためパターンの再現精度が⾼いことが特⻑です。熱硬化⽅式は加熱により軟化する材料であれば直接加⼯することが可能です。特に感光性物質による⾃家蛍光を嫌うバイオデバイスなどで⽤いられることが多い⽅式です。
（駆動⽅式）成型時加圧時の可動部の駆動⽅式としては、エアシリンダー⽅式とサーボモータ⽅式が選択できます。エアシリンダーは機構がシンプルで標準的に⽤いられますが、平⾏平板の加圧⽅式をとる構成で⾼い精度の加圧を⾏うためにサーボモータによる駆動⽅式を選択できます。
（拡張性）開発⽅針の変更などで、プロセスが変更になった場合、納⼊後でも装置構成、システム構成を変更可能です。

3. Cost effectiveness（⾼スループット）真空回路の最適化により配管損失を最⼩化により真空到達時間を短縮、⾼輝度 LED の採⽤による UV 照度アップにより UV 照射時間を短縮、真空度５０Pa、UV 積算光量 8J/cm2 の条件で120s/Shot のスループットを実現しました。図５に当社従来機との⽐較を⽰します。
（省フットプリント）モジュール設計により図６のように機構、制御機器スペースを最⼩化しました。

図6

図 5 RubiQ®と従来機とのスループット⽐較

RubiQ® RD-100 の外形⼨法

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4. Usability（直観的なインターフェース）レシピを直接⼊⼒することによりプロセス設定が柔軟に⾏えます。オペ
レーションガイド機能により、スムーズな操作性を可能にしました。スキップ処理、ステップ動作なども可能です。
（⾃動運転）起動ボタン押下により、設定されたプロセスステップを連続で⾏い完了します。
モールドフレームをワーク上部で保持し上下するモールドピンナップ機構との組み合わせで⾃動離型動作もオプションとして設定可能です。

5. Defect Reduction and Traceability（クリーン対策）パーティクル低減のため成型部分からは、配線、配管を排除し、発塵を抑制し、清掃を容易にしています。
SUS 磨き材カバーによりパーティクル付着を抑制しています。
標準オプションとして HEPA フィルターにより清浄化した空気を供給するとともに、イオナイザーにより成型部近傍を除電します。またイオナイザーはシリコン電極を⽤いてクリーン＆メンテナンスを実現します。
（ボイド対策）モールドをワークに貼り合わせる際、チャンバ内を減圧しモールドピンナップ機構を下降することにより真空貼り合わせを⾏います。その後に空圧加圧を⾏い、ボイドの発⽣を抑制します。

図7

RubiQ® RD-100 の成型部（トレーサビリティー）成型時のデータは、Event log、 Process log としてメモリーに⾃動保存し、必要に応じて CSV 形式で取り出すことができます。

6. Examples of patterns molded with RubiQ® RD-100
RubiQ® RD-100 で成型した微細パターンの例について図９〜１１に⽰します。
（UV-FLAN ⽅式の成型例）

図8

マイクロレンズアレイ

ワーク： □75×0.4mm ガラス
モールド ： フレキシブルモールド
成型樹脂 ： PDMS
レンズサイズ： 30×25μm ⾼さ 16μｍ

図9HOLE 形状

ワーク： φ100×0.52mm Si
モールド ： フレキシブルモールド
成型樹脂 ： UV レジスト
パターン ： φ230nm ピッチ 460nm

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深さ 200nm

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（熱-平⾏平板⽅式の成型例）

図 10HOLE 形状ワーク： 熱可塑性フィルム □120mm t=100μm
モールド ： φ100mm Si
パターン ： □100nm ピッチ 200nm 深さ 150nm□150nm ピッチ 300nm 深さ 150nm□200nm ピッチ 400nm 深さ 150nm□250nm ピッチ 500nm 深さ 150nm
4 種混合

7. Customer Support
SCIVAX では、ツールご購⼊者様に、弊社の技術専⾨家によるオンライン技術サポート（時間限定）を受けられる特典をご⽤意しております。1,000 件以上の受託で培った⻑年の経験とノウハウを基に、ナノインプリント関連のご質問に対応いたします。
またマスターモールド、レプリカモールド、樹脂などの消耗品の供給をご希望の⽅はご相談ください。

8. Line up
現在、φ100mm タイプの RD-100 を発売しております。φ200mm タイプの RD-200 について現在設計中となりますが、詳細についてはお問い合わせください。

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