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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6694101
(24)【登録日】2020年4月20日
(45)【発行日】2020年5月13日
(54)【発明の名称】微細構造転写装置及び微細構造転写方法
(51)【国際特許分類】
B29C 59/02 20060101AFI20200427BHJP
H01L 21/027 20060101ALI20200427BHJP
【ＦＩ】
B29C59/02 Z
H01L21/30 502D
【請求項の数】16
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2019-147429(P2019-147429)
(22)【出願日】2019年8月9日
【審査請求日】2019年8月9日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】316011226
【氏名又は名称】ＡＩメカテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】中山 幸徳
(72)【発明者】
【氏名】今井 裕晃
(72)【発明者】
【氏名】岸村 敏治
(72)【発明者】
【氏名】中澤 良仁
(72)【発明者】
【氏名】渡瀬 直樹
【審査官】
一宮 里枝
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１２／０７０５４６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２０１５／０７２５７２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開平０２−０４７６５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−２２６８７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−０４６５７９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２９Ｃ ５９／００−５９／１８
Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｈ０１Ｌ ２１／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性を有するシート状体を捲回し当該シート状体を巻き出す巻出機と、
複数のガイドロールを介して搬送される前記シート状体を巻き取る巻取機と、
前記巻出機と前記巻取機の間に配され、微細凹凸パターンが形成された表面に光硬化性樹脂が塗布されたモールドを載置するステージと、
上方より前記シート状体を前記モールドに押圧しつつ、少なくとも前記モールドの両端部間を往復移動するインプリントロールと、
前記モールドに押圧された前記シート状体に硬化光を照射する硬化光照射器と、を備え、
前記シート状体に複数のレプリカを連続的に固着する微細構造転写装置であって、
前記複数のガイドロールのうち、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し上流側に位置する第１ガイドロールと、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し下流側に位置する第２ガイドロールと、を備え、
前記第２ガイドロールは、前記シート状体の位置決め時は下流側に移動し、前記モールドの下流側端部を超える位置にて停止し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ下流側に移動してナノインプリント動作する場合、前記インプリントロールと所定の距離となる位置まで上流側に移動し、前記インプリントロールより上方に位置し、前記インプリントロールと共に等速にて移動し、前記インプリントロールと前記第２ガイドロールの位置関係が一定のまま移動することを特徴とする微細構造転写装置。
複数のガイドロールを介して搬送される前記シート状体を巻き取る巻取機と、
前記巻出機と前記巻取機の間に配され、微細凹凸パターンが形成された表面に光硬化性樹脂が塗布されたモールドを載置するステージと、
上方より前記シート状体を前記モールドに押圧しつつ、少なくとも前記モールドの両端部間を往復移動するインプリントロールと、
前記モールドに押圧された前記シート状体に硬化光を照射する硬化光照射器と、を備え、
前記シート状体に複数のレプリカを連続的に固着する微細構造転写装置であって、
前記複数のガイドロールのうち、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し上流側に位置する第１ガイドロールと、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し下流側に位置する第２ガイドロールと、を備え、
前記第２ガイドロールは、前記シート状体の位置決め時は下流側に移動し、前記モールドの下流側端部を超える位置にて停止し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ下流側に移動してナノインプリント動作する場合、前記インプリントロールと所定の距離となる位置まで上流側に移動し、前記インプリントロールより上方に位置し、前記インプリントロールと共に等速にて移動し、前記インプリントロールと前記第２ガイドロールの位置関係が一定のまま移動することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項2】
請求項１に記載の微細構造転写装置において、
前記インプリントロールは、前記シート状体に固着された複数のレプリカのうち一のレプリカを、前記シート状体を介して、前記ステージに載置され表面に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に押圧しつつ、少なくとも前記基板の両端部間を往復移動し、
前記硬化光照射器は、前記光硬化性樹脂が塗布された基板に前記インプリントロールにより押圧された前記シート状体及び前記レプリカを介して硬化光を照射し、前記光硬化性樹脂が硬化後に前記インプリントロールにより前記シート状体を剥離することにより、前記レプリカの微細凹凸パターンを転写することを特徴とする微細構造転写装置。
前記インプリントロールは、前記シート状体に固着された複数のレプリカのうち一のレプリカを、前記シート状体を介して、前記ステージに載置され表面に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に押圧しつつ、少なくとも前記基板の両端部間を往復移動し、
前記硬化光照射器は、前記光硬化性樹脂が塗布された基板に前記インプリントロールにより押圧された前記シート状体及び前記レプリカを介して硬化光を照射し、前記光硬化性樹脂が硬化後に前記インプリントロールにより前記シート状体を剥離することにより、前記レプリカの微細凹凸パターンを転写することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項3】
請求項２に記載の微細構造転写装置において、
前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記モールド又は前記基板の端部のうち前記シート状体の搬送方向において上流側に位置する端部に前記シート状体をクランプするフィルムクランプを備えることを特徴とする微細構造転写装置。
前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記モールド又は前記基板の端部のうち前記シート状体の搬送方向において上流側に位置する端部に前記シート状体をクランプするフィルムクランプを備えることを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項4】
請求項３に記載の微細構造転写装置において、
前記硬化光照射器は、前記インプリントロールと前記第１ガイドロールとの間に位置し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、硬化光を照射しつつ前記インプリントロール及び前記第２ガイドロールに追従するよう下流側に移動することを特徴とする微細構造転写装置。
前記硬化光照射器は、前記インプリントロールと前記第１ガイドロールとの間に位置し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、硬化光を照射しつつ前記インプリントロール及び前記第２ガイドロールに追従するよう下流側に移動することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項5】
請求項３に記載の微細構造転写装置において、
前記硬化光照射器は、前記インプリントロールと前記第１ガイドロールとの間に位置し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ前記第２ガイドロールと共に等速にて下流側に移動した後に、硬化光を照射しつつ下流側へと移動することを特徴とする微細構造転写装置。
前記硬化光照射器は、前記インプリントロールと前記第１ガイドロールとの間に位置し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ前記第２ガイドロールと共に等速にて下流側に移動した後に、硬化光を照射しつつ下流側へと移動することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項6】
請求項４に記載の微細構造転写装置において、
前記モールド及び／又は前記基板に前記光硬化性樹脂を塗布する光硬化性樹脂塗布機構を有することを特徴とする微細構造転写装置。
前記モールド及び／又は前記基板に前記光硬化性樹脂を塗布する光硬化性樹脂塗布機構を有することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項7】
請求項５に記載の微細構造転写装置において、
前記モールド及び／又は前記基板に前記光硬化性樹脂を塗布する光硬化性樹脂塗布機構を有することを特徴とする微細構造転写装置。
前記モールド及び／又は前記基板に前記光硬化性樹脂を塗布する光硬化性樹脂塗布機構を有することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項8】
請求項３に記載の微細構造転写装置において、
前記インプリントロールの高さ及び押圧力を個別に調整し得るバックアップロール機構を備えることを特徴とする微細構造転写装置。
前記インプリントロールの高さ及び押圧力を個別に調整し得るバックアップロール機構を備えることを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項9】
請求項８に記載の微細構造転写装置において、
前記バックアップロール機構は、前記インプリントロールの長手方向に沿って所定の間隔にて離間し複数備えることを特徴とする微細構造転写装置。
前記バックアップロール機構は、前記インプリントロールの長手方向に沿って所定の間隔にて離間し複数備えることを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項10】
請求項８又は請求項９に記載の微細構造転写装置において、
前記バックアップロール機構は、前記インプリントロールの直上に前記インプリントロールの外周面と接触するよう配されるバックアップロールを有することを特徴とする微細構造転写装置。
前記バックアップロール機構は、前記インプリントロールの直上に前記インプリントロールの外周面と接触するよう配されるバックアップロールを有することを特徴とする微細構造転写装置。
【請求項11】
可撓性を有するシート状体を捲回し当該シート状体を巻き出す巻出機と、複数のガイドロールを介して搬送される前記シート状体を巻き取る巻取機と、前記巻出機と前記巻取機の間に配され、微細凹凸パターンが形成された表面に光硬化性樹脂が塗布されたモールドを載置するステージと、を備える微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、
インプリントロールが上方より前記シート状体を前記モールドに押圧しつつ、少なくとも前記モールドの両端部間を往復移動する間にモールドに押圧された前記シート状体に硬化光を照射し、前記シート状体に複数のレプリカを連続的に固着する微細構造転写方法であり、
前記複数のガイドロールのうち、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し上流側に位置する第１ガイドロールと、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し下流側に位置する第２ガイドロールと、を備え、
前記第２ガイドロールは、前記シート状体の位置決め時は下流側に移動し、前記モールドの下流側端部を超える位置にて停止し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ下流側に移動してナノインプリント動作する場合、前記インプリントロールと所定の距離となる位置まで上流側に移動し、前記インプリントロールより上方に位置し、前記インプリントロールと共に等速にて移動し、前記インプリントロールと前記第２ガイドロールの位置関係が一定のまま移動することを特徴とする微細構造転写方法。
インプリントロールが上方より前記シート状体を前記モールドに押圧しつつ、少なくとも前記モールドの両端部間を往復移動する間にモールドに押圧された前記シート状体に硬化光を照射し、前記シート状体に複数のレプリカを連続的に固着する微細構造転写方法であり、
前記複数のガイドロールのうち、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し上流側に位置する第１ガイドロールと、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し下流側に位置する第２ガイドロールと、を備え、
前記第２ガイドロールは、前記シート状体の位置決め時は下流側に移動し、前記モールドの下流側端部を超える位置にて停止し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ下流側に移動してナノインプリント動作する場合、前記インプリントロールと所定の距離となる位置まで上流側に移動し、前記インプリントロールより上方に位置し、前記インプリントロールと共に等速にて移動し、前記インプリントロールと前記第２ガイドロールの位置関係が一定のまま移動することを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項12】
請求項１１に記載の微細構造転写方法において、
前記インプリントロールが、前記シート状体に固着された複数のレプリカのうち一のレプリカを、前記シート状体を介して、前記ステージに載置され表面に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に押圧しつつ、少なくとも前記基板の両端部間を往復移動する間に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に前記インプリントロールにより押圧された前記シート状体及び前記レプリカを介して硬化光を照射し、前記レプリカの微細凹凸パターンを転写することを特徴とする微細構造転写方法。
前記インプリントロールが、前記シート状体に固着された複数のレプリカのうち一のレプリカを、前記シート状体を介して、前記ステージに載置され表面に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に押圧しつつ、少なくとも前記基板の両端部間を往復移動する間に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に前記インプリントロールにより押圧された前記シート状体及び前記レプリカを介して硬化光を照射し、前記レプリカの微細凹凸パターンを転写することを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項13】
請求項１２に記載の微細構造転写方法において、
前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記モールド又は前記基板の端部のうち前記シート状体の搬送方向において上流側に位置する端部に前記シート状体をクランプすることを特徴とする微細構造転写方法。
前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記モールド又は前記基板の端部のうち前記シート状体の搬送方向において上流側に位置する端部に前記シート状体をクランプすることを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の微細構造転写方法において、
前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記インプリントロール及び前記第２ガイドロールと共に等速にて下流側に移動する間に硬化光を照射することを特徴とする微細構造転写方法。
前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記インプリントロール及び前記第２ガイドロールと共に等速にて下流側に移動する間に硬化光を照射することを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項15】
請求項１４に記載の微細構造転写方法において、
前記モールド及び／又は前記基板に前記光硬化性樹脂を塗布することを特徴とする微細構造転写方法。
前記モールド及び／又は前記基板に前記光硬化性樹脂を塗布することを特徴とする微細構造転写方法。
【請求項16】
請求項１３に記載の微細構造転写方法において、
前記インプリントロールの高さ及び押圧力を個別に調整することを特徴とする微細構造転写方法。
前記インプリントロールの高さ及び押圧力を個別に調整することを特徴とする微細構造転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表面にナノメートルオーダ等の微細な凹凸パターンが形成されたモールドを用いて、基板上に微細構造を反転転写する微細構造転写装置及び微細構造転写方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造に用いられる露光装置等の微細加工技術である紫外線／電子線リソグラフィは、設備価格が高価かつプロセスが複雑であり、製造にかかる時間とコストの改善等に問題があり、微細な凹凸パターンを形成したモールド（スタンパ或はテンプレート等とも称される）を樹脂材料などに直接転写するナノインプリントリソグラフィ（Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，以下ＮＩＬと称する）技術の進展により、シンプルな装置およびプロセスによって１０ｎｍ〜数１００ｎｍオーダの微細パターンを容易に実現できるとして装置価格や量産でのコストに優位性が高まってきた。例えば、特許文献１には、モールドに対し無電解メッキ法にて、モールドの表面に形成された微細な凹凸パターンを反転転写した微細構造体が開示されている。特に、特許文献１では得られた微細構造体の上面（微細な凹凸パターンが形成された面と反対側の面）に緩衝材を配し、微細な凹凸パターンの表面に剥離剤をコートしてスタンパを形成する旨記載されている。
【0003】
また、特許文献２では、加熱加圧転写での昇温・冷却サイクルにかかる時間を改善するため、スタンパの基板加圧面の断面積より基板加圧面を保持する部位の断面積を小さくしたＮＩＬ装置が提案されている。特許文献３には、基板を仮載置する仮載置面を備え徐々に基板載置面まで移動させる仮置き部材を設けることで、基板と基板載置ステージとのエアボイドによる位置ずれを防止し高精度な転写を可能としたＮＩＬ装置が開示されている。
【0004】
特許文献４では、より高精度な転写を目的に、加熱加圧時に緩衝材を順次交換可能としたロールｔｏロール方式のＮＩＬ装置が提案されている。
【0005】
また、特許文献５には、生産スループット向上し量産コストを下げることを目的に、転写ロールの回転速度を上昇しても正確に高精度にパターン転写可能とするように、多段に設けたローラによってスタンパを樹脂層に加熱加圧し転写する方式のＮＩＬ装置が開示されている。
【0006】
また、光硬化性樹脂を用いるものとして、例えば、特許文献６には、紫外線硬化性樹脂からなる薄膜を用いたワークにモールドを押し付けて圧縮成形し、紫外光を照射しパターン転写するＮＩＬ装置であって、紫外光の光源として、紫外光と同時に熱線が連続的に放射されることのない光源を用いることで温度上昇を抑制するものが開示されている。また、特許文献７には、ロールｔｏロール方式にて、透明フィルムが接着固定される光硬化性転写層を有する光硬化性転写シートを送り出し、光硬化性転写層を露出させた後、スタンパにて押圧しＵＶランプより光照射し、スタンパの微細な凹凸パターンを転写するＮＩＬ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２００５−１８９１２８号公報
【特許文献2】特開２００４−２８８７８４号公報
【特許文献3】特開２００６−６２２０８号公報
【特許文献4】特開２００４−２８８８０４号公報
【特許文献5】特開２００６−３２６９４８号公報
【特許文献6】ＷＯ２００９／１１０５９６号公報
【特許文献7】特開２０１１−６６１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述の特許文献１乃至特許文献６に開示されるＮＩＬ装置では、モールドを用いて基板を１枚毎にインプリントする構成である。しかしながら、モールドに直接接触するスタンプ方式であるため、モールドへの材料や異物付着によるモールドの損傷を招く虞がある。モールド製造に係る費用は極めて高価であり、且つモールド製造時間も長時間を要するため、モールドの使用回数を最小限にとどめる必要がある。また、モールドの段取り替え時におけるモールドの落下或は衝突等による、モールドの破損或は欠けが生ずる虞がある。
【0009】
そのため高価なマスタモールドを生産に使用することなく、マスタモールドによってソフト材料でレプリカモールドを形成し、レプリカモールドによって生産する方法が用いられている。しかしながら、レプリカモールドの交換頻度は、製品や材料により異なるものの、数百回毎に交換が必要であり、レプリカモールド（以下では、レプリカと称する）の交換と段取り作業に時間を要することから段取りコスト低減が望まれていた。
【0010】
また、上述の特許文献７に開示されるＮＩＬ装置では、モールドを用いて中間スタンパ（レプリカ）を形成後、中間スタンパをピッチ送りし、中間スタンパにより基板を１枚毎にインプリントする構成である。従って、高価なモールドが、中間スタンパが形成される透明フィルムが接着固定される光硬化性転写層を有する光硬化性転写シートの下部に常時配される構成であるため、光硬化性転写シートから落下する異物等によりモールドを損傷する虞がある。
【0011】
更に近年のスマートフォンやタブレット端末等の比較的小型なディスプレイの急激な普及に伴い、液晶パネル等の製造装置は、より高いスループットで製造することが望まれている。また、テレビ用の表示パネル等では、画面大型化と高解像度化が加速し、更に高精細な次世代型ディスプレイが望まれている。
【0012】
そこで、本発明は、シート状体（フィルム）に複数のレプリカを固着し得る微細構造転写装置及び微細構造転写方法を提供する。また、本発明は、上述のシート状体（フィルム）に連続した複数のレプリカを用いて、連続的に基板にパターン形成し得る微細構造転写装置及び微細構造転写方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題を解決するため、本発明に係る微細構造転写装置は、可撓性を有するシート状体を捲回し当該シート状体を巻き出す巻出機と、複数のガイドロールを介して搬送される前記シート状体を巻き取る巻取機と、前記巻出機と前記巻取機の間に配され、微細凹凸パターンが形成された表面に光硬化性樹脂が塗布されたモールドを載置するステージと、上方より前記シート状体を前記モールドに押圧しつつ、少なくとも前記モールドの両端部間を往復移動するインプリントロールと、前記モールドに押圧された前記シート状体に硬化光を照射する硬化光照射器と、を備え、前記シート状体に複数のレプリカを連続的に固着する微細構造転写装置であって、前記複数のガイドロールのうち、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し上流側に位置する第１ガイドロールと、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し下流側に位置する第２ガイドロールと、を備え、前記第２ガイドロールは、前記シート状体の位置決め時は下流側に移動し、前記モールドの下流側端部を超える位置にて停止し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ下流側に移動してナノインプリント動作する場合、前記インプリントロールと所定の距離となる位置まで上流側に移動し、前記インプリントロールより上方に位置し、前記インプリントロールと共に等速にて移動し、前記インプリントロールと前記第２ガイドロールの位置関係が一定のまま移動することを特徴とする。
【0014】
また、本発明に係る微細構造転写装置は、前記インプリントロールは、前記シート状体に固着された複数のレプリカのうち一のレプリカを、前記シート状体を介して、前記ステージに載置され表面に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に押圧しつつ、少なくとも前記基板の両端部間を往復移動し、前記硬化光照射器は、前記光硬化性樹脂が塗布された基板に前記インプリントロールにより押圧された前記シート状体及び前記レプリカを介して硬化光を照射し、前記光硬化性樹脂が硬化後に前記インプリントロールにより前記シート状体を剥離することにより、前記レプリカの微細凹凸パターンを転写することを特徴とする。
【0016】
また、本発明に係る微細構造転写装置は、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記モールド又は前記基板の端部のうち前記シート状体の搬送方向において上流側に位置する端部に前記シート状体をクランプするフィルムクランプを備えることを特徴とする。
【0017】
更に、本発明に係る微細構造転写装置は、前記硬化光照射器は、前記インプリントロールと前記第１ガイドロールとの間に位置し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、硬化光を照射しつつ前記インプリントロール及び前記第２ガイドロールに追従するよう下流側に移動することを特徴とする。
【0018】
また、本発明に係る微細構造転写装置は、前記硬化光照射器は、前記インプリントロールと前記第１ガイドロールとの間に位置し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ前記第２ガイドロールと共に等速にて下流側に移動した後に、硬化光を照射しつつ下流側へと移動することを特徴とする。
【0019】
本発明に係る微細構造転写装置は、前記モールド及び／又は前記基板に前記光硬化性樹脂を塗布する光硬化性樹脂塗布機構を有することを特徴とする。
【0020】
本発明に係る微細構造転写装置は、前記インプリントロールの高さ及び押圧力を個別に調整し得るバックアップロール機構を備えることを特徴とする。
【0021】
本発明に係る微細構造転写装置は、前記バックアップロール機構は、前記インプリントロールの長手方向に沿って所定の間隔にて離間し複数備えることを特徴とする。
【0022】
更に、本発明に係る微細構造転写装置は、前記バックアップロール機構は、前記インプリントロールの直上に前記インプリントロールの外周面と接触するよう配されるバックアップロールを有することを特徴とする。
【0023】
本発明に係る微細構造転写方法は、可撓性を有するシート状体を捲回し当該シート状体を巻き出す巻出機と、複数のガイドロールを介して搬送される前記シート状体を巻き取る巻取機と、前記巻出機と前記巻取機の間に配され、微細凹凸パターンが形成された表面に光硬化性樹脂が塗布されたモールドを載置するステージと、を備える微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、インプリントロールが上方より前記シート状体を前記モールドに押圧しつつ、少なくとも前記モールドの両端部間を往復移動する間にモールドに押圧された前記シート状体に硬化光を照射し、前記シート状体に複数のレプリカを連続的に固着する微細構造転写方法であり、前記複数のガイドロールのうち、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し上流側に位置する第１ガイドロールと、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し下流側に位置する第２ガイドロールと、を備え、前記第２ガイドロールは、前記シート状体の位置決め時は下流側に移動し、前記モールドの下流側端部を超える位置にて停止し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ下流側に移動してナノインプリント動作する場合、前記インプリントロールと所定の距離となる位置まで上流側に移動し、前記インプリントロールより上方に位置し、前記インプリントロールと共に等速にて移動し、前記インプリントロールと前記第２ガイドロールの位置関係が一定のまま移動することを特徴とする。
【0024】
また、本発明に係る微細構造転写方法は、前記インプリントロールが、前記シート状体に固着された複数のレプリカのうち一のレプリカを、前記シート状体を介して、前記ステージに載置され表面に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に押圧しつつ、少なくとも前記基板の両端部間を往復移動する間に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に前記インプリントロールにより押圧された前記シート状体及び前記レプリカを介して硬化光を照射し、前記レプリカの微細凹凸パターンを転写することを特徴とする。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、シート状体（フィルム）に連続的に複数のレプリカを固着し得る微細構造転写装置及び微細構造転写方法を提供することが可能となる。
【0026】
例えば、シート状体に複数のレプリカを連続的に固着し得ることから、レプリカ形成のスループットの向上が図られる。また、仮に、シート状体に固着された複数のレプリカのうち、一のレプリカが使用限界に達した場合であっても、シート状体をピッチ送りすることのみで、次の新たなレプリカの使用が可能となることから、レプリカの交換と段取り作業におけるコストを低減できる。
【0027】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の一実施例に係る実施例１の微細構造転写装置の概略構成を示す側面図である。
【図3A】レプリカ形成時における撮像部による位置合わせ工程を示す図である。
【図3B】レプリカ形成時におけるフィルムクランプ及びインプリントロール押圧工程を示す図である。
【図3C】レプリカ形成時におけるナノインプリント動作工程を示す図である。
【図3D】レプリカ形成時における硬化光照射工程を示す図である。
【図3E】レプリカ形成時における剥離工程を示す図である。
【図4A】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、シート状体に付加されたマーカ検出時の状態を示す図である。
【図4B】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、位置決め動作及び位置決め確認時の状態を示す図である。
【図4C】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、フィルムクランプ及び上流ガイドロールクランプ時の状態を示す図である。
【図4D】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、インプリントロール下降時の状態を示す図である。
【図4E】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、インプリントロール及び下流側ガイドロール押圧開始時の状態を示す図である。
【図4F】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、インプリントロール及び下流側ガイドロール共に下流側へ移動し押圧時の状態を示す図である。
【図4G】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、硬化光照射器下降時の状態を示す図である。
【図4H】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、硬化光照時の状態を示す図である。
【図4I】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、フィルムクランプ上昇／退避、及びインプリントロール及び下流側ガイドロール共に上流側へ移動開始時の状態を示す図である。
【図4J】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、剥離時の状態を示す図である。
【図4K】上流側ガイドロール、インプリントロール、及び下流側ガイドロールの動作を示す図であって、インプリントロール及び下流側ガイドロール共に上流側へ移動開始時の状態を示す図である。
【図5】レプリカ形成時のプロセスの概要を示す図であって、（Ａ）はフィルム位置合わせ、（Ｂ）は押圧（インプリント）、（Ｃ）は硬化光照射、（Ｄ）は剥離、及び（Ｅ）はレプリカ形成完了時を示す図である。
【図8】ガラス基板へのパターン形成時のプロセスの概要を示す図であって、（Ａ）はレプリカ位置合わせ、（Ｂ）は押圧（インプリント）、（Ｃ）は硬化光照射、（Ｄ）は剥離、及び（Ｅ）はガラス基板へのパターン形成完了時を示す図である。
【図9】本発明の他の実施例に係る実施例２の微細構造転写装置の平面図である。
【図10】本発明の他の実施例に係る実施例３の微細構造転写装置の平面図である。
【図11A】レプリカ形成プロセスにおけるモールドのステージへのセット状態を示す図である。
【図11B】レプリカ形成プロセスにおける光硬化性樹脂塗布及びモールド位置決め状態を示す図である。
【図11C】レプリカ形成プロセスにおけるレプリカ連続形成状態を示す図である。
【図11D】レプリカ形成プロセスにおけるモールド戻し状態を示す図である。
【図12A】ガラス基板へのパターン形成プロセスにおけるガラス基板のステージへのセット状態を示す図である。
【図12B】ガラス基板へのパターン形成プロセスにおける光硬化性樹脂塗布及びモールド位置決め状態を示す図である。
【図12C】ガラス基板へのパターン形成プロセスにおけるパターン連続形成状態を示す図である。
【図12D】ガラス基板へのパターン形成プロセスにおけるガラス基板戻し状態を示す図である。
【図13】本発明の他の実施例に係る実施例４の微細構造転写装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本明細書では、一つのモールド或は一つのモールドの表面に形成された微細な凹凸パターンを有する微細パターン領域を「セル」と称する。
【0030】
また、本明細書では、モールド（金型）の微細パターンが転写されたレプリカにより、微細パターンが転写される被転写体としてガラス基板を一例として説明するが、これに限らず、被転写体として、樹脂基板或はフィルム基板等の様々なパネル材料の基板も含まれることは言うまでもない。すなわち、レプリカにより、微細パターンが転写される被転写体は、基板である。
【0031】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例1】
【0032】
図１は、本発明の一実施例に係る実施例１の微細構造転写装置の概略構成を示す側面図であり、図２は、図１に示す微細構造転写装置の平面図である。図１及び図２に示す白抜き矢印は、シート状体（フィルム）４の搬送方向（供給方向）を示している。
【0033】
（微細構造転写装置の構成）
【0034】
図１に示すように、微細構造転写装置１は、上流側より、巻出しフィルム（シート状体）を捲回する巻出機５、巻出機５より送り出されるシート状体（フィルム）４を搬送するガイドロール３、シート状体（フィルム）４に空気を当ててフィルム表面に付着する塵埃を除去するドライクリーナ９、シート状体（フィルム）４を鉛直方向下方へと搬送する２つのガイドロール３、詳細後述するインプリントロール２に硬化光照射器８を介して上流側に配される上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａ、硬化光照射器８、インプリントロール２、及びインプリントロール２に隣接しその下流側に配される下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂを備える。なおここで、硬化光照射器８は、硬化光として、例えば紫外線（紫外光）を照射する。
【0035】
また、微細構造転写装置１は、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂを通過するシート状体（フィルム）４を鉛直方向上方へと案内するガイドロール３、当該ガイドロール３よりシート状体（フィルム）４は水平に下流側へと搬送すると共に鉛直方向下方へとシート状体（フィルム）４を案内するガイドロール３、当該ガイドロール３をシート状体（フィルム）４が通過する際にモールド（金型）に形成された微細パターン領域の始端及び終端に相当する位置にマーカを付加するためレーザを照射するレーザーマーカ１０、シート状体（フィルム）４に空気を当ててフィルム表面に付着する塵埃を除去するドライクリーナ９、ドライクリーナ９よりも下方に配される２つのガイドロール３、ダンサーロール７、クリーニングロール１２、２つのガイドロール３、及びシート状体（フィルム）４を巻き取る巻取機６を備える。
【0036】
クリーニングロール１２は、対をなすクリーニングロールの表面（外周面）には、予め糊等が塗布されており、シート状体（フィルム）４が対をなすクリーニングロール１２に挟まれ接触しつつ通過することにより、フィルム表面に付着する塵埃などを除去する。この際、詳細後述するレプリカは硬化されており、且つ、シート状体（フィルム）４に強固に固着されているため、対をなすクリーニングロール１２を通過する際に、シート状体（フィルム）４からレプリカが離脱又は剥離することは無い。なお、本実施例では、微細構造転写装置１がクリーニングロール１２を有する構成を示すが、クリーニングロール１２の設置は任意で良い。すなわち、クリーニングロール１２を有しない構成としても良い。
【0037】
シート状体（フィルム）４は、可撓性であり、且つ、光を透過する性質を有する。ダンサーロール７は、図１において左右、すなわち、水平面内において前後に変位することにより、搬送されるシート状体（フィルム）４に対し所定の張力を付与する。例えば、各ガイドロールの直径の相違に基づき、仮に、巻出機５から所定の送り量（速度）にて、シート状体（フィルム）４が送り出された場合であっても、フィルムに撓みが生じ得る。しかしながら、ダンサーロール７が前後に変位しシート状体（フィルム）４の張力を調整することで、上述の撓みを防止することができる。
【0038】
図１及び図２に示すように、微細構造転写装置１は、モールド（金型）１４を載置し、水平面内においてＸ−Ｙ方向に移動可能であると共に、回転方向（θ）に変位可能なステージ１１を備える。モールド（金型）１４の表面に形成された微細凹凸パターンに、予め光硬化性樹脂であるレジンが塗布されており、図示しないロボットアーム等の搬送機構により、ステージ１１への搬入（ロード）及びステージ１１からの搬出（アンロード）が行われる（図２の矢印）。なお、ステージ１１には、例えば、真空チャックが設けられており、載置されるモールド（金型）１４を、真空チャックによりステージ１１上に固定する。
【0039】
また、図２に示すように、微細構造転写装置１は、上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａと硬化光照射器８の間に、両端がガントリー１３に移動可能に支持される撮像部支持部１８の２箇所、シート状体（フィルム）４の幅方向に沿って相互に離間し保持される２つの上流側撮像部１７ａを備える。また、インプリントロール２と下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂの間に、両端がガントリー１３に移動可能に支持される撮像部支持部１８の２箇所、シート状体（フィルム）４の幅方向に沿って相互に離間し保持される２つの下流側撮像部１７ｂを備える。これら、上流側撮像部１７ａ及び下流側撮像部１７ｂとして、例えば、ＣＣＤ等が用いられる。上流側撮像部１７ａ及び下流側撮像部１７ｂは、後述するシート状体（フィルム）４の位置決め時において、レーザーマーカ１０により付加されたシート状体（フィルム）４上の４箇所のマーカ検出に用いられる。下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂとステージ１１の間に、フィルムクランプ１６が設けられている。
【0040】
（レプリカ形成時における微細構造転写装置の動作）
【0041】
図３Ａ乃至図３Ｅはレプリカ形成時における各工程を示している。図３Ａに示す撮像部による位置合わせ工程では、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂは、ステージ１１に載置されるモールド（金型）１４の表面と所定の間隔を維持しつつ下流側へと、ステージ１１の端部を超える位置まで移動する。また、上流側撮像部１７ａ及び下流側撮像部１７ｂは、それぞれ、シート状体（フィルム）４の鉛直方向上方であって、モールド（金型）１４の表面の微細パターン領域の始端（シート状体（フィルム）４の搬送方向における上流側の端部）及び微細パターン領域の終端（シート状体（フィルム）４の搬送方向における下流側の端部）に相当する位置まで移動する。そして、上流側撮像部１７ａ及び下流側撮像部１７ｂは、搬送されるシート状体（フィルム）４に付加されたマーカを検出すると、巻取機６はシート状体（フィルム）４の巻取動作を停止する。
【0042】
次に、図３Ｂに示すフィルムクランプ及びインプリントロール押圧工程では、先ず、フィルムクランプ１６が下降しシート状体（フィルム）４をクランプする。これにより、シート状体（フィルム）４は固定される。また、インプリントロール２が下降しシート状体（フィルム）４を押圧する。この状態で下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂは、鉛直方向上方に配されるガイドロール３と共に上流側へと移動し、インプリントロール２と所定の距離となる位置で停止する。
【0043】
図３Ｃに示すナノインプリント動作工程では、インプリントロール２がシート状体（フィルム）４を押圧しつつ、且つ、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂと等速にて下流側へと移動する。このとき、図４Ｃに示す例では、硬化光照射器８は、インプリントロール２及び下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂ及びその鉛直方向上方に配されるガイドロール３に追従するよう移動する。インプリントロール２が下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂと等速にて下流側へと移動することにより、これらの位置関係、すなわち、距離は一定に保たれるため、シート状体（フィルム）４のパス長さは変化することが無く、インプリントロール２がシート状体（フィルム）４を押圧しつつ移動しても、シート状体（フィルム）４に付与される張力は変動しない。
【0044】
図３Ｄに示す硬化光照射工程では、上述のように、硬化光照射器８は、インプリントロール２に追従するよう下流側へ移動するため、紫外線（硬化光）を照射しつつ下流側へと移動し、微細パターン領域を有するモールド（金型）１４の表面に予め塗布された光硬化性樹脂は、インプリントロール２による押圧力と協働し、シート状体（フィルム）４に固着する。これにより、シート状体（フィルム）４に、モールド（金型）１４の表面に形成された微細な凹凸パターンが反転転写される。従って、本実施例では、ナノインプリント動作工程と硬化光照射工程とが同時に実行される。
【0045】
次に、図３Ｅに示す剥離工程では、インプリントロール２は、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂ及びその鉛直方向上方に配されるガイドロール３と等速にて上流側へと移動することにより、シート状体（フィルム）４に固着されたレプリカが均一な状態にて、モールド（金型）１４の表面より剥離される。すなわち、シート状体（フィルム）４に固着されたレプリカ及びモールド（金型）１４に損傷を与えることなく剥離することが可能となる。
【0046】
以上のように、本実施例の微細構造転写装置１によれば、インプリントロール２が下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂ及びその鉛直方向上方に配されるガイドロール３と等速にて、下流側及び上流側へと往復移動することで、容易にレプリカを形成することが可能となる。
【0047】
続いて、図４Ａ乃至図４Ｋを用いて、上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａ、インプリントロール２及び下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂの動作について詳細に説明する。図４Ａに示すように、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂは下流側へと移動し、モールド（金型）１４の下流側端部を超える位置にて停止する。このとき、上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａと下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂの軸心間の距離Ｌ１は、例えば４０００ｍｍである。また、モールド（金型）１４の表面に形成された微細凹凸パターンの存在領域である微細パターン領域の長さＬ２は、例えば６５ｉｎｃｈ等である。上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａ、インプリントロール２及び下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂの間を搬送されるシート状体（フィルム）４の鉛直方向上方には、２つの上流側撮像部１７ａ及び２つの下流側撮像部１７ｂが位置付けられており、レーザーマーカ１０により予めシート状体（フィルム）４に付加された、微細パターン領域の始端及び終端に対応する位置のマーカを検出する。なお、シート状体（フィルム）４の搬送は、一つのセルに相当する長さ分、巻取機６の駆動によりピッチ送りされている。
【0048】
図４Ｂに示すように、４箇所のマーカが、上流側撮像部１７ａ及び下流側撮像部１７ｂにより検出されると、当該検出された４箇所のマーカを基準として、モールド（金型）１４を載置するステージ１１が、例えば、回転方向（θ）に回転し、４箇所のマーカと微細パターン領域の始端及び終端が重なるよう位置決めされる。位置決めの確認についても、上流側撮像部１７ａ及び下流側撮像部１７ｂによる撮像画像に基づき実行される。
【0049】
位置決めが完了すると、図４Ｃに示すように縦断面が略Ｌ字状のフィルムクランプ１６がシート状体（フィルム）４をモールド（金型）１４の表面に押圧しクランプする。また、上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａもクランプする。
【0050】
次に、図４Ｄに示すように、インプリントロール２が下降し、図４Ｅに示すように、それまで、モールド（金型）１４の下流側端部を超える位置にて停止していた下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂは、インプリントロール２と所定の位置関係となるよう、上流側へと移動する。このとき、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂは、インプリントロール２よりも鉛直方向上方に位置し、上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａよりも上流側に位置する。従って、インプリントロール２により押圧される位置から下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂにかかるシート状体（フィルム）４は、モールド（金型）１４の表面と所定の角度をなすことになる。
【0051】
図４Ｆに示すように、インプリントロール２は、シート状体（フィルム）４を押圧しつつ、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂと等速にて、モールド（金型）１４の下流側端部を超える位置まで移動する。インプリントロール２と下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂとが等速にて移動することにより、これらの位置関係は一定のまま下流側へと移動することにより、シート状体（フィルム）４に付与される張力の変動は生じない。ここで、例えば、インプリントロール２及び下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂの移動速度は、１５０ｍｍ／ｓである。
【0052】
続いて、図４Ｇに示すように、硬化光照射器８が、フィルムクランプ１６の真上まで下降する。そして、硬化光照射器８は、モールド（金型）１４の表面の微細パターン領域に予め塗布され、インプリントロール２による押圧力によりシート状体（フィルム）４に圧着された光硬化性樹脂に、シート状体（フィルム）４の上方より紫外線（硬化光）を照射しつつ、モールド（金型）１４の下流側端部を超える位置に位置するインプリントロール２の近傍まで移動する。これにより、光硬化性樹脂は硬化し、シート状体（フィルム）４にモールド（金型）１４の表面に形成された微細凹凸パターンが反転転写される。
【0053】
図４Ｉに示すように、次に、フィルムクランプ１６は上昇し、モールド（金型）１４より退避する。そして、インプリントロール２は、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂと共に、等速にて上流へと移動を開始する。図４Ｊに示すように、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂと共に、等速にてインプリントロール２が上流側へと移動することにより、シート状体（フィルム）４に固着されたレプリカは均一の状態にて、モールド（金型）１４の表面に形成された微細凹凸パターンより剥離される。インプリントロール２がモールド（金型）１４の上流側端部近傍に達するまで、上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａはクランプされ続ける。最後に、図４Ｋに示されるように、インプリントロール２がモールド（金型）１４の上流側端部近傍に達すると、上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａはクランプから開放され、インプリントロール２及び下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂは上昇し、シート状体（フィルム）４に固着された１セル分のレプリカが得られる。
【0054】
図示しないが、その後、巻取機６は、少なくとも１セル分の長さ（ピッチ）のシート状体（フィルム）４を巻き取ることで、巻出機５は、シート状体（フィルム）４をピッチ送りする。その後、図４Ａ乃至図４Ｋに示す動作を繰り返す（ステップ・アンド・リピート）ことにより、シート状体（フィルム）４に、同一のモールド（金型）１４より転写された複数のレプリカを固着する。
【0055】
なお、上述の図３Ａ乃至図３Ｅにおいては、ナノインプリント動作工程と硬化光照射工程とを同時に実行する場合を示したが、図４Ａ乃至図４Ｋにおいては、ナノインプリント動作工程完了後に硬化光照射工程を実行する構成としている点が異なる。このように、ナノインプリント動作工程と硬化光照射工程とを同時に実行しても、或は、ナノインプリント動作工程完了後に硬化光照射工程を実行してもどちらでも良い。また、硬化光照射工程に係わるタクトは、光硬化性樹脂の光硬化特性、樹脂の塗布量、フィルムおよび基板材料との固着特性等による照射プロセス特性（照射速度・照射エネルギー等）に依存し、図示されない硬化光照射器制御機構により、照射開始タイミング、硬化光照射器移動速度および照射時間を任意にコントロールできる。
【0056】
図５は、レプリカ形成時のプロセスの概要を示す図であって、（Ａ）はフィルム位置合わせ、（Ｂ）は押圧（インプリント）、（Ｃ）は硬化光照射、（Ｄ）は剥離、及び（Ｅ）はレプリカ形成完了時を示す図である。図５（Ａ）では表面に微細凹凸パターンが形成されたモールド（金型）１４に予め光硬化性樹脂であるレジン１９が塗布された状態で、シート状体（フィルム）４を位置合わせする。その後、図５（Ｂ）ではインプリントロール２によりシート状体（フィルム）４をレジン１９に押圧しつつ下流側へと移動する。図５（Ｃ）では、レジン１９に圧着されたシート状体（フィルム）４に、硬化光照射器８より紫外線（硬化光）を照射しつつ、硬化光照射器８は下流側へと移動する。図５（Ｄ）では、インプリントロール２が上流側へと移動することにより、硬化後のレジンが固着されたシート状体（フィルム）４がモールド（金型）１４より剥離される。図５（Ｅ）では、完全にモールド（金型）１４より剥離することにより、シート状体（フィルム）４に固着されたレプリカ２０が形成される。
【0057】
（ガラス基板へのパターン形成時における微細構造転写装置の動作）
【0058】
以下に、微細構造転写装置１により、ガラス基板へレプリカによる微細凹凸パターンを形成（転写）する動作について説明する。図６は、図１に示す微細構造転写装置の概略構成を示す側面図であって、ガラス基板へレプリカによる微細凹凸パターン転写時の側面図であり、図７は、図６に示す微細構造転写装置の平面図である。上述の図１及び図２と異なる点は、ステージ１１に、モールド（金型）１４が載置される構成に代えて、ガラス基板１５を載置する構成としたことにある。よって、ここでは、図６及び図７についての説明を省略する。
【0059】
上述の図３Ａ乃至図３Ｅに示した各工程において、ステージ１１に、予め光硬化性樹脂が塗布されたガラス基板１５が載置され、シート状体（フィルム）４に固着された微細凹凸パターンを表面に有するレプリカを、インプリントロール２によりガラス基板１５の光硬化性樹脂へ押圧しつつ、下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂと等速にて下流側に移動する。また、インプリントロール２に追従するよう、紫外線（硬化光）を照射しつつ下流側へ移動する硬化光照射器８により、ガラス基板１５の光硬化性樹脂が硬化され、図３Ｅに示すように、硬化された光硬化性樹脂を有するガラス基板１５よりレプリカを剥離することで、ガラス基板１５の表面に、微細凹凸パターンが形成される。
【0060】
また、上述の図４Ａ乃至図４Ｋに示した、上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａ、インプリントロール２、及び下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂの動作についても、予め光硬化性樹脂が塗布されたモールド（金型）１４に代えて、予め光硬化性樹脂が塗布されたガラス基板１５とし、上述の上流側ガイドロール（第１ガイドロール）３ａ、インプリントロール２、及び下流側ガイドロール（第２ガイドロール）３ｂの動作により、シート状体（フィルム）４に固着されたレプリカの微細凹凸パターンをガラス基板１５上に形成（転写）するものである。なお、レプリカを使用限界数、例えば、数百回に達した時点で、巻取機６は、少なくとも１セル分の長さ（ピッチ）のシート状体（フィルム）４を巻き取ることで、巻出機５は、シート状体（フィルム）４をピッチ送りする。これにより、新たなレプリカにより、再度、図４Ａ乃至図４Ｋの動作を繰り返し、複数のガラス基板１５上にレプリカの微細凹凸パターンを転写しパターン形成するものである。
【0061】
このように、シート状体（フィルム）４をピッチ送りすることのみで、新たなレプリカへの交換が可能となるため、レプリカ交換と段取り作業におけるコストを低減できる。
【0062】
また、同一の微細構造転写装置１にてレプリカを連続的に複数シート状体（フィルム）に固着でき、且つその後、ガラス基板へレプリカを用いてパターン形成することが可能となるため。スループットの向上を図ることが可能となる。
【0063】
図８は、ガラス基板へのパターン形成時のプロセスの概要を示す図であって、（Ａ）はレプリカ位置合わせ、（Ｂ）は押圧（インプリント）、（Ｃ）は硬化光照射、（Ｄ）は剥離、及び（Ｅ）はガラス基板へのパターン形成完了時を示す図である。図８（Ａ）では予め表面に光硬化性樹脂であるレジン１９が塗布されたガラス基板１５に、シート状体（フィルム）４に固着されたレプリカ２０を位置合わせする。その後、図８（Ｂ）ではインプリントロール２によりシート状体（フィルム）４に固着されたレプリカ２０を、レジン１９が塗布されたガラス基板１５に押圧しつつ下流側へと移動する。図８（Ｃ）では、ガラス基板１５上のレジン１９へ、シート状体（フィルム）４に固着されるレプリカ２０を透過して、硬化光照射器８より紫外線（紫外光）を照射しつつ、硬化光照射器８は下流側へと移動する。図８（Ｄ）では、インプリントロール２が上流側へと移動することにより、硬化後のレジン１９を有するガラス基板１５より、シート状体（フィルム）４に固着されるレプリカ２０が剥離される。図８（Ｅ）では、完全にガラス基板１５よりシート状体（フィルム）４に固着されたレプリカ２０を剥離することにより、ガラス基板１５上にレプリカの微細凹凸パターンが形成される。
【0064】
なお、本実施例では、微細構造転写装置１にて、シート状体（フィルム）４に連続的に複数のレプリカ２０を固着させた後、予め光硬化性樹脂が塗布されたガラス基板１５にレプリカ２０により、微細凹凸パターンを転写（形成）する構成としたが、必ずしもこれに限られるものでは無い。例えば、本実施例の微細構造転写装置１にて、シート状体（フィルム）４に連続的に複数のレプリカ２０を固着させた後、当該レプリカを用いて他の装置にてガラス基板にレプリカの微細凹凸パターンを転写する構成としても良い。
【0065】
本実施例によれば、シート状体（フィルム）に連続的に複数のレプリカを固着し得る微細構造転写装置及び微細構造転写方法を提供することが可能となる。
【0066】
また、本実施例によれば、シート状体に連続的に複数のレプリカを固着し得ることから、レプリカ形成のスループットの向上が図られる。
【0067】
また、仮に、本実施例の微細構造転写装置にて、レプリカ形成とガラス基板上へのレプリカの微細凹凸パターンの転写によるパターン形成を行えば、シート状体に固着された複数のレプリカのうち、一のレプリカが使用限界に達した場合であっても、シート状体をピッチ送りすることのみで、次の新たなレプリカの使用が可能となることから、レプリカの交換と段取り作業におけるコストを低減できる。
【実施例2】
【0068】
図９は、本発明の他の実施例に係る実施例２の微細構造転写装置の平面図である。図９に示すように、本実施例では、レプリカ連続形成装置２１、光硬化性樹脂塗布機構２２、レプリカ形状検査装置３１、及びパターン形成装置４１にて構成した点が実施例１と異なる。特に、レプリカ形成用にレプリカ連続形成装置２１を設け、当該レプリカ連続形成装置２１にモールド（金型）に光硬化性樹脂を塗布する光硬化性樹脂塗布機構２２を設けた点が異なり、更に、ガラス基板上にレプリカを用いて微細凹凸パターンを形成する前に、レプリカの形状を検査するレプリカ形状検査装置３１を設けた点が実施例１と異なる。実施例１と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では実施例１と重複する説明を省略する。
【0069】
図９に示すように、レプリカ連続形成装置２１の構成は、上述の実施例１に示した微細構造転写装置１とほぼ同様である。モールド（金型）１４をステージへ搬入する前に、光硬化性樹脂塗布機構２２にて、モールド（金型）１４の表面に形成された微細凹凸パターンに光硬化性樹脂を塗布する。なお、光硬化性樹脂塗布機構２２として、例えば、インクジェットプリンタなどが用いられる。光硬化性樹脂が塗布されたモールド（金型）１４は、ステージに載置され、インプリントロール２、ガイドロール３、巻出機５及び巻取機６等の動作により、上述の実施例１と同様に、シート状体（フィルム）４に連続的に複数のレプリカ２０が固着される。
【0070】
レプリカ連続形成装置２１にて形成されたレプリカ２０は、レプリカ形状検査装置３１に送られ、レプリカ２０に形成（転写）された微細凹凸パターンに、欠陥或は不良が生じていないか検査が実行される。レプリカ形状検査装置３１に用いられる形状検査装置としては、例えば、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）、或は、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）、光学式検査装置であるスキャットロメトリ（Ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｏｒｙ）等を用いることができる。中でもＡＦＭを用いることが望ましい。
【0071】
レプリカ形状検査装置３１にて、不良レプリカと判定された場合には、不良が特定されたセルの情報（配置、不良内容等）を認識し、図示しない記憶部に記憶する。レプリカ形状検査装置３１とパターン形成装置４１は、ネットワーク等を介して、不良セルの不良情報を共有する。
【0072】
パターン形成装置４１は、上流装置から搬入される光硬化性樹脂が塗布されたガラス基板１５をパターン形成装置４１へと搬送する、或は、パターン形成装置４１にて微細凹凸パターンが形成されたガラス基板１５を下流装置へ搬送する搬送機構４２を備える。また、パターン形成装置４１は、搬送機構４２より搬入される光硬化性樹脂が塗布されたガラス基板１５をガントリー１３内に収容し、そこから、上述の実施例１に示した微細構造転写装置１と同様の巻出機５及び巻取機６、更には図示しない各種ロールを備え、レプリカ２０の微細凹凸パターンを、ガラス基板１５にパターン形成（転写）する。
【0073】
本実施例によれば、レプリカ連続形成装置２１にてシート状体に複数のレプリカを連続的に固着できることから、実施例１と同様に、レプリカ交換の段取り時間を低減することが可能となる。
【0074】
また、本実施例によれば、レプリカ形状検査装置３１にて不良判定されたセルをパターン形成装置４１にて、自動的にスキップすることができ、良品のレプリカのみを用いた微細凹凸パターン形成が可能となるため、微細凹凸パターンが表面に形成されたガラス基板の歩留まりを向上することが可能となる。
【実施例3】
【0075】
図１０は、本発明の他の実施例に係る実施例３の微細構造転写装置の平面図である。本実施例では、微細構造転写装置がレプリカ用光硬化性樹脂塗布機構及びガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構を備える点が実施例１及び実施例２と異なる。実施例１及び実施例２と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では重複する説明を省略する。
【0076】
図１０に示すように、微細構造転写装置１ａは、ガントリー１３を挟んでその両側にそれぞれ、レプリカ用光硬化性樹脂塗布機構２２ａ及びガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構２２ｂを備える。ここで、図１０において、微細構造転写装置１ａの長さ方向をＸ方向、微細構造転写装置１ａの幅方向をＹ方向と定義する。ステージ１１に載置されガントリー１３内に搬入されるモールド（金型）１４が位置する側に配されるレプリカ用光硬化性樹脂塗布機構２２ａは、Ｙ方向に往復移動可能であって、ステージ１１に載置されガントリー１３内に搬入されるモールド（金型）１４に光硬化性樹脂を塗布するよう構成されている。また、ステージ１１に載置されガントリー１３内に搬入されるガラス基板１５が位置する側に配されるガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構２２ｂは、Ｙ方向に往復移動可能であって、ステージ１１に載置されガントリー１３内に搬入されるガラス基板１５に光硬化性樹脂を塗布するよう構成されている。これら、レプリカ用光硬化性樹脂塗布機構２２ａ及びガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構２２ｂとして、例えば、インクジェットプリンタ等が用いられる。
【0077】
次に、レプリカ形成プロセスにおける微細構造転写装置１ａの動作について説明する。図１１Ａは、レプリカ形成プロセスにおけるモールドのステージへのセット状態を示す図である。図１１Ａに示すように、ステージ１１にモールド（金型）１４がセット（載置）される。このとき、レプリカ用光硬化性樹脂塗布機構２２ａは、初期位置に待機している。図１１Ｂは、レプリカ形成プロセスにおける光硬化性樹脂塗布及びモールド位置決め状態を示す図である。レプリカ用光硬化性樹脂塗布機構２２ａは、Ｙ方向に移動し、ステージ１１に載置されるモールド（金型）１４がガントリー１３内に搬入される位置に移動する。レプリカ用光硬化性樹脂塗布機構２２ａは、ステージ１１に載置されるモールド（金型）１４がガントリー１３内に搬入される際に、モールド（金型）１４の表面に光硬化性樹脂を塗布する。図１１Ｃは、レプリカ形成プロセスにおけるレプリカ連続形成状態を示す図である。図１１Ｃでは、上述の実施例１に示したように、図示しないシート状体（フィルム）に、モールド（金型）１４の表面に形成された微細凹凸パターンが反転転写されたレプリカが形成される。図１１Ｄは、レプリカ形成プロセスにおけるモールド戻し状態を示す図である。レプリカ形成後、モールド（金型）１４はステージ１１に載置された状態にてガントリー外へと搬出される。
【0078】
次に、ガラス基板へのパターン形成プロセスにおける微細構造転写装置１ａの動作について説明する。図１２Ａは、ガラス基板へのパターン形成プロセスにおけるガラス基板のステージへのセット状態を示す図である。図１２Ａに示すように、ステージ１１にガラス基板１５がセット（載置）される。このとき、ガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構２２ｂは、初期位置に待機している。図１２Ｂは、ガラス基板へのパターン形成プロセスにおける光硬化性樹脂塗布及びガラス基板位置決め状態を示す図である。図１２Ｂに示すように、ガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構２２ｂは、Ｙ方向に移動し、ステージ１１に載置されるガラス基板１５のうちパターン形成が行わる領域であってガントリー１３内に搬入される位置に移動する。ガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構２２ｂは、ステージ１１に載置されるガラス基板１５がガントリー１３内に搬入される際に、ガラス基板１５のうちパターン形成が行わる領域に光硬化性樹脂を塗布する。図１２Ｃは、ガラス基板へのパターン形成プロセスにおけるパターン連続形成状態を示す図である。ガントリー１３内で、ステージ１１にされるガラス基板１５のうち、ガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構２２ｂにより光硬化性樹脂が塗布された領域に対しレプリカ２０の微細凹凸パターンが形成（転写）される。図１２Ｄは、ガラス基板へのパターン形成プロセスにおけるガラス基板戻し状態を示す図である。ガラス基板１５へのパターン形成後、ガラス基板１５はステージ１１に載置された状態にてガントリー外へと搬出される。
【0079】
本実施例によれば、レプリカ形成プロセス時及びガラス基板へのパターン形成プロセス時において、それぞれ独立に動作可能なレプリカ用光硬化性樹脂塗布機構２２ａ及びガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構２２ｂを備えることにより、同一の微細構造転写装置１ａにて、光硬化性樹脂の塗布から、レプリカ連続形成、更にはガラス基板１５へのパターン形成までを行うことが可能となり、作業性が向上する。
【実施例4】
【0080】
図１３は、本発明の他の実施例に係る実施例４の微細構造転写装置の正面図（図１及び図６におけるＡ方向矢視図）であり、図１４は、図１３におけるＡ方向矢視図である。本実施例では、インプリントロールの外周面にウレタンゴムライニングを有し、インプリントロールの直上にバックアップロール機構を設けた点が実施例１乃至実施例３と異なる。
【0081】
図１３に示すように、本実施例の微細構造転写装置は、インプリントロール２の長手方向の両端部付近の上方にそれぞれ配される一対のＺ軸駆動部５１、及びそれぞれのＺ軸駆動部５１の下方に配され、荷重を監視するためのロードセル５２を備える。また、図１４に示すように、インプリントロール２は、その外周面にウレタンゴムライニング５６を有し、インプリントロール２の直上にバックアップロール機構５５を備える。図１３に示すように、バックアップロール機構５５は、インプリントロール２の長手方向に沿って、所定の間隔にて離間し複数設けられている。これら複数のバックアップロール機構により、高さ及び押圧力を個別に調整可能である。なお、図１３に示す例ではステージ１１にモールド（金型）１４が載置された状態、すなわち、シート状体（フィルム）４に連続的に複数のレプリカを固着する場合をしているが、ガラス基板１５にレプリカを用いて微細凹凸パターンを転写する場合においては、ステージ１１にガラス基板１５が載置される。
【0082】
本実施例によれば、バックアップロール機構５５によりインプリントロール２の高さ及び押圧力を個別に調整できることから、インプリントロール２自体の撓みを抑制することが可能となる。
【0083】
また、更に、バックアップロール機構５５によりインプリントロール２の高さ及び押圧力を個別に調整できることから、インプリントロール２によりシート状体（フィルム）をモールド（金型）に対し柔軟に追従し均一な圧力でインプリントすることが可能となる。
【0084】
また、更に、バックアップロール機構５５によりインプリントロール２の高さ及び押圧力を個別に調整できることから、複数のモールド（金型）使用時における、モールド（金型）間の相互段差を吸収し、柔軟に追従し均一な圧力でインプリントすることが可能となる。また、更に、高粘度な樹脂材料に対し、バックアップロール機構５５により均一に圧力を伝達することで高精度なインプリントすることが可能となる。また、更に、インプリント完了し光硬化性樹脂の硬化後、剥離性の悪いフィルムや固着力が強い光硬化性樹脂に対し、バックアップロール機構５５によりにより剥離時のローラ逃げを防止すると共に均一な剥離力（張力）により確実にフィルム剥離することが可能となる。
【0085】
なお、図１３では、バックアップロール機構５５をインプリントロール２の長手方向に沿って、所定の間隔にて離間し複数設ける構成としたが、必ずしもこれに限られるものでは無く、インプリントロール２の長手方向の任意の一箇所に配する構成としても良い。また、バックアップロール機構５５の設置数は、適宜必要に応じて設定すれば良い。
【0086】
また、バックアップロール機構５５の設置時の配列は、図示された１列に限られるものでは無い。例えば、インプリントロール２の外周上に２列、３列等、複数列、バックアップロール機構５５を配する構成としても良い。
【0087】
以上の実施例１〜４の記載を纏めると、実施例の微細構造転写装置は、次の特徴を有している。（１）微細構造転写装置は、可撓性を有するシート状体を捲回し当該シート状体を巻き出す巻出機と、複数のガイドロールを介して搬送される前記シート状体を巻き取る巻取機と、前記巻出機と前記巻取機の間に配され、微細凹凸パターンが形成された表面に光硬化性樹脂が塗布されたモールドを載置するステージと、上方より前記シート状体を前記モールドに押圧しつつ、少なくとも前記モールドの両端部間を往復移動するインプリントロールと、前記モールドに押圧された前記シート状体に硬化光を照射する硬化光照射器と、を備え、前記シート状体に複数のレプリカを連続的に固着することを特徴とする。
（２）（１）の微細構造転写装置において、前記インプリントロールは、前記シート状体に固着された複数のレプリカのうち一のレプリカを、前記シート状体を介して、前記ステージに載置され表面に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に押圧しつつ、少なくとも前記基板の両端部間を往復移動し、前記硬化光照射器は、前記光硬化性樹脂が塗布された基板に前記インプリントロールにより押圧された前記シート状体及び前記レプリカを介して硬化光を照射し、前記光硬化性樹脂が硬化後に前記インプリントロールにより前記シート状体を剥離することにより、前記レプリカの微細凹凸パターンを転写することを特徴とする。
（３）(１)または（２）の微細構造転写装置において、前記複数のガイドロールのうち、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し上流側に位置する第１ガイドロールと、前記シート状体の搬送方向において前記インプリントロールに隣接し下流側に位置する第２ガイドロールと、を備え、前記第２ガイドロールは、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記インプリントロールより上方に位置し、前記インプリントロールと共に等速にて移動することを特徴とする。
（４）（３）の微細構造転写装置において、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、前記モールド又は前記基板の端部のうち前記シート状体の搬送方向において上流側に位置する端部に前記シート状体をクランプするフィルムクランプを備えることを特徴とする。
（５）（４）の微細構造転写装置において、前記硬化光照射器は、前記インプリントロールと前記第１ガイドロールとの間に位置し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ移動する場合、硬化光を照射しつつ前記インプリントロール及び前記第２ガイドロールに追従するよう下流側に移動することを特徴とする。
（６）（４）の微細構造転写装置において、前記硬化光照射器は、前記インプリントロールと前記第１ガイドロールとの間に位置し、前記インプリントロールが前記シート状体を押圧しつつ前記第２ガイドロールと共に等速にて下流側に移動した後に、硬化光を照射しつつ下流側へと移動することを特徴とする。
（７）（５）または（６）の微細構造転写装置において、前記モールド及び／又は前記基板に前記光硬化性樹脂を塗布する光硬化性樹脂塗布機構を有することを特徴とする。
（８）（４）の微細構造転写装置において、前記インプリントロールの高さ及び押圧力を個別に調整し得るバックアップロール機構を備えることを特徴とする。
（９）（８）の微細構造転写装置において、前記バックアップロール機構は、前記インプリントロールの長手方向に沿って所定の間隔にて離間し複数備えることを特徴とする。
（１０）（８）または（９）の微細構造転写装置において、前記バックアップロール機構は、前記インプリントロールの直上に前記インプリントロールの外周面と接触するよう配されるバックアップロールを有することを特徴とする。
（１１）微細構造転写方法は、可撓性を有するシート状体を捲回し当該シート状体を巻き出す巻出機と、複数のガイドロールを介して搬送される前記シート状体を巻き取る巻取機と、前記巻出機と前記巻取機の間に配され、微細凹凸パターンが形成された表面に光硬化性樹脂が塗布されたモールドを載置するステージと、を備える微細構造転写装置を用いた微細構造転写方法であって、インプリントロールが上方より前記シート状体を前記モールドに押圧しつつ、少なくとも前記モールドの両端部間を往復移動する間にモールドに押圧された前記シート状体に硬化光を照射し、前記シート状体に複数のレプリカを連続的に固着することを特徴とする。
（１２）（１１）の微細構造転写方法において、前記インプリントロールが、前記シート状体に固着された複数のレプリカのうち一のレプリカを、前記シート状体を介して、前記ステージに載置され表面に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に押圧しつつ、少なくとも前記基板の両端部間を往復移動する間に前記光硬化性樹脂が塗布された基板に前記インプリントロールにより押圧された前記シート状体及び前記レプリカを介して硬化光を照射し、前記レプリカの微細凹凸パターンを転写することを特徴とする。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【0088】
１，１ａ・・・微細構造転写装置２・・・インプリントロール
３・・・ガイドロール
３ａ・・・上流側ガイドロール（第１ガイドロール）
３ｂ・・・下流側ガイドロール（第２ガイドロール）
４・・・シート状体（フィルム）
５・・・巻出機
６・・・巻取機
７・・・ダンサーロール
８・・・硬化光照射器
９・・・ドライクリーナ
１０・・・レーザーマーカ
１１・・・ステージ
１２・・・クリーニングロール
１３・・・ガントリー
１４・・・モールド（金型）
１５・・・ガラス基板
１６・・・フィルムクランプ
１７ａ・・・上流側撮像部
１７ｂ・・・下流側撮像部
１８・・・撮像部支持部
１９・・・レジン
２０・・・レプリカ
２１・・・レプリカ連続形成装置
２２・・・光硬化性樹脂塗布機構
２２ａ・・・レプリカ用光硬化性樹脂塗布機構
２２ｂ・・・ガラス基板用光硬化性樹脂塗布機構
３１・・・レプリカ形状検査装置
４１・・・パターン形成装置
４２・・・搬送機構
５１・・・Ｚ軸駆動部
５２・・・ロードセル
５５・・・バックアップロール機構
５６・・・ウレタンゴムライニング
【要約】
【課題】シート状体（フィルム）に複数のレプリカを固着し得る微細構造転写装置及び微細構造転写方法を提供する。
【解決手段】
微細構造転写装置１は、可撓性を有するシート状体４を捲回し当該シート状体４を巻き出す巻出機５と、複数のガイドロール３を介して搬送されるシート状体４を巻き取る巻取機６と、巻出機５と巻取機６の間に配され、微細凹凸パターンが形成された表面に光硬化性樹脂が塗布されたモールド１４を載置するステージ１１と、上方よりシート状体４をモールド１４に押圧しつつ、少なくともモールド１４の両端部間を往復移動するインプリントロール２と、モールド１４に押圧されたシート状体４に紫外光を照射する硬化光照射器８と、を備え、シート状体４に複数のレプリカ２０を連続的に固着する。
【選択図】 図２