ナノインプリント方法及び装置
【課題】円筒状の基体の側面に形成された転写層にナノインプリントを利用して回路パターンを形成する。
【解決手段】円筒又は円柱状の基体１０２の側面の一部又は全部に形成された転写層に、モールド１０４の表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、前記基体１０２に着接する第１のジグと、前記第１のジグを回転自在に支持する第２のジグと、前記第２のジグに連結され、前記第１のジグ及び前記第２のジグを介して前記基体を前記モールド１０４に押し付ける押し付け部と、前記モールド１０４を保持すると共に、前記モールド１０４を前記押し付け力に略垂直な方向に移動させる、可動保持部と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】円筒又は円柱状の基体１０２の側面の一部又は全部に形成された転写層に、モールド１０４の表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、前記基体１０２に着接する第１のジグと、前記第１のジグを回転自在に支持する第２のジグと、前記第２のジグに連結され、前記第１のジグ及び前記第２のジグを介して前記基体を前記モールド１０４に押し付ける押し付け部と、前記モールド１０４を保持すると共に、前記モールド１０４を前記押し付け力に略垂直な方向に移動させる、可動保持部と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はナノインプリント技術に関し、特に円筒側面の一部又は全部をなすような形状に形成された転写層へのナノインプリントや、ナノインプリント技術を用いた積層回路基板の製造に好適に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
近年、超微細３次元ナノ構造体の製造プロセスとしてナノインプリント技術が注目を集めている。ナノインプリント技術の１つである熱式ナノインプリントプロセスでは、精密加工された型（モールド）を被加工材料（樹脂やガラス）に加熱・押圧して、型の形状を被加工材料に転写する。熱式ナノインプリントプロセスは、型を加熱して材料に押し付けるだけの単純な工程でナノ構造体が形成できる技術である。とは言ってもナノインプリント技術は未だ発展途上の技術であり、公的研究機関においても民間企業においても活発な研究開発が行なわれている。ナノインプリントによるリソグラフィは、高価な露光装置やマスクを必要としないため、安価に超微細加工を行なうことが可能であり、光デバイス、記録媒体、電子デバイス、バイオチップ関連など、幅広い分野での応用が期待されている。
【特許文献１】特開２００４−２８８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
円筒状の基体の側面に形成された転写層にナノインプリントを利用して回路パターンを形成できれば、有益な応用が期待できる。例えば円筒側面にコイル上の導電回路を形成すれば、その円筒基体をモータのステータとして利用することができる。しかし既存の技術では、円筒側面へのナノインプリントを実現することができなかった。また、多層化された回路基板をナノインプリントを用いて形成しようとすると、上層の回路パターンと下層の回路パターンとの上下の位置関係が狂わないようにナノインプリントを行なう必要があるが、円筒側面へのナノインプリントへも対応可能な層間位置合わせ技術も当然ながら存在しなかった。そこで出願人は、これらの課題の１つ以上を解決しうる発明を行なった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの側面によれば、ナノインプリントを行なう方法であって、円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に転写層が形成された被成形体を、モールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、前記モールドの表面に形成されたパターンを前記転写層に転写することを特徴とする、ナノインプリント方法が提供される。
【０００５】
さらに本発明の別の側面によれば、円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす面にパターンが形成された成型体の製造方法であって、前記面に転写層が形成された被成形体を、モールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、前記モールドの表面に形成されたパターンを前記転写層に転写するステップを備えることを特徴とする、製造方法が提供される。
【０００６】
上記において、転写層の形状は、厳密に円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に限定されるものではなく、当然ながら、およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなすような形状である場合を含む。
【０００７】
本発明のさらに別の側面によれば、次のようなナノインプリント装置が提供される。このナノインプリント装置は、円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に形成された転写層に、モールドの表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、
・ 前記基体に着接する第１のジグと、
・ 前記第１のジグを回転自在に支持する第２のジグと、
・ 前記第２のジグに連結され、前記第１のジグ及び前記第２のジグを介して前記基体を前記モールドに押し付ける押し付け部と、
・ 前記モールドを保持すると共に、前記モールドを前記押し付け力に略垂直な方向に移動させる、可動保持部と、
を備えることを特徴とする。上記基体の形状は、当然ながら、厳密に円筒又は円柱状である場合に限定されるものではなく、およそ円筒又は円柱状である場合を含む。
【０００８】
本発明の上記の側面によって提供されるナノインプリント方法、製造方法、及びナノインプリント装置によれば、およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に形成された転写層へのナノインプリントを実現することができる。このような技術は、出願人の知る限り、現時点では公開されていない。前記のような形状へのナノインプリントが可能になれば、円筒側面状の基板に回路配線を形成したり、軸状の部材の表面に溝を形成したりするなど、様々な用途への応用が期待できる。後者の一例として、動圧軸受のシャフトの微細溝を形成する応用例が考えられる。むろん、単なる装飾用途のためにパターンを転写するような応用も考えられる。
【０００９】
１つの実施態様において、前記第１のジグは、前記基体を貫通して前記基体に内接する軸状のジグであり、前記第２のジグは、前記軸状ジグを回転自在に支持する軸受状のジグであるように構成することができる。かかる構成においては、転写層が円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に形成された被成形体であっても、押圧機構が基体内部を貫通する軸を介して表面の転写層をモールドに押し付けることができるため、押圧機構が直接転写層に触れることなく、転写層とモールドとの押し付けが可能となる。従って、押圧機構が転写層に触れて転写層を変形させることなく、ナノインプリントが可能となる。さらに軸受によって被成形体が回転可能に保持されるため、上記可動保持部によってモールドが動かされると、被成形体は、モールドと被成形体表面の転写層との摩擦力によって、モールドに押し付けられたままモールド上で回転する。このため、モールドの移動に伴って、まだ転写が行なわれていない転写層の部分が順次モールドの新しい部分に押し付けられていくことになり、もって円筒側面状の一部又は全部をなすような形状の転写層に、平面的なモールドのパターンを転写することが可能となる。もちろん、モールドは平面的なものに限らず、曲面状のモールドに対しても、本発明の上記の側面によって提供されるナノインプリント装置を適用することが可能である。
【００１０】
また別の実施態様において、前記第１のジグは、前記基体に外接するローラー状のジグであり、前記第２のジグは、前記ローラージグを回転自在に支持するフレームであるように構成することができる。このローラージグは、少なくとも２つ備えることが好ましく、２つのローラージグとモールドとで被成形体を安定に保持することが可能となる。さらに前記ローラージグは、その端部によって基体に当接する構造を有することが好ましい。このような構成によれば、ローラージグと被成形体が接する面積を少なく抑えることができるため、ローラージグと転写層との接触によって、パターンが転写されたばかりの転写層に余計なストレスをかけることを防ぐことができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面によれば、モールドと被成形体とを接触させて加圧することによりパターンの転写を行なうナノインプリント方法であって、
・ 第１の嵌合構造を有する転写層と、該第１の嵌合構造に嵌合するように形成された第２の嵌合構造を有するモールドとを準備するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造と前記第２の嵌合構造が嵌合するように前記転写層と前記モールドとを接触させるステップと、
・ 前記接触ステップに続き、前記モールドと前記転写層の接触面に圧力を加えて前記転写層に前記モールドのパターンを転写するステップと、
を備えることを特徴とする、ナノインプリント方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によれば、表面にパターンが形成された成形体の製造方法であって、
・ 第１の嵌合構造を有する被成形体と、該第１の嵌合構造に嵌合するように形成された第２の嵌合構造を有するモールドとを準備するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造と前記第２の嵌合構造が嵌合するように前記被成形体と前記モールドとを接触させるステップと、
・ 前記接触ステップに続き、前記被成形体と前記モールドとの接触面に圧力を加えて前記被成形体に前記モールドのパターンを転写するステップと、
を備えることを特徴とする、製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の上記の側面によって提供されるこれらのナノインプリント方法及び製造方法によれば、被成形体とモールドの嵌合構造によって、被成形体とモールドの位置合わせを行なってからナノインプリントを行なうことができるので、被成形体上でパターンの転写を行なう位置を、正確に制御することが可能となる。
【００１４】
上記第１の嵌合構造は凹形状であると共に、開口端から奥へ向けて開口径がすぼむ形状を有し、上記第２の嵌合構造は凸形状であると共に、先端部から基部にかけて断面が太くなる形状を有することが好ましい。従って、第１の嵌合構造は、例えば円錐や三角錐、四角錐状の凹みであったり、断面が三角形や台形となる溝状（谷状）の構造物であったりすることができる。同様に第２の嵌合構造は、例えば円錐や三角錐、四角錐状の突起物であったり、断面が三角形や台形となる凸条（線条、稜状）構造物であったりすることができる。このような形状とすれば、上記第１及び第２の嵌合構造が、自然と嵌り易くなると共に、離脱もスムーズになるという利点を有する。
【００１５】
上記の被成形体は、円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に転写層が形成された被成形体であることができる。その場合は、前記転写ステップにおいて、このような被成形体をモールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、モールドのパターンを該転写層に転写すればよい。
【００１６】
本発明のさらに別の側面によれば、本発明は次のような積層回路基板の製造方法を提供することができる。この積層回路基板の製造方法は、ナノインプリント法を用いて少なくとも２つ以上の層の回路パターンを形成することを特徴とし、さらに該方法は、
・ 第１の嵌合構造を有する第１の転写層と、該第１の嵌合構造に嵌合するように形成された第２の嵌合構造を有する第１のモールドとを準備するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造と前記第２の嵌合構造が嵌合するように前記第１の転写層と前記第１のモールドとを接触させる第１の接触ステップと、
・ 前記第１の接触ステップに続いて、前記第１の転写層と前記第１のモールドとの接触面に圧力を加えて前記第１の転写層に前記第１のモールドのパターンを転写する第１の転写ステップと、
・ 前記転写されたパターンに導体を充填するステップと、
・ 導体パターンが形成された前記第１の転写層上に、前記第１の嵌合構造が消失しないように第２の転写層を形成するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造に嵌合するように形成された第３の嵌合構造を有する第２のモールドを準備するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造と前記第３の嵌合構造が嵌合するように前記第２の転写層と前記第２のモールドとを接触させる第２の接触ステップと、
・ 前記第２の接触ステップに続いて、前記第２の転写層と前記第２のモールドとの接触面に圧力を加えて前記第２の転写層に前記第２のモールドのパターンを転写する第２の転写ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記の製造方法によれば、各層において上記の嵌合構造を合わせてからパターンの転写を行なうため、上層のパターンと下層のパターンとの上下の位置関係を正確に合わせてナノインプリントを行なうことができる。
【００１８】
上記転写層の形状は、平面的な形状でも、およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなすような形状でも構わない。転写層の形状が後者のような形状である場合は、まず上記の嵌合構造を合わせ、その後転写層をモールド上を転動させつつモールドに押し付けることにより、モールドのパターンを該転写層に転写することができる。このように、上記の製造方法では、平面的な形状の積層基板のみならず、およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなすような形状の積層基板を製造する場合にも、層間の位置関係を正確に合わせることができる。
【００１９】
上記充填ステップ及び形成ステップにおいて、上記第１の嵌合構造が消失しないように、前記第１の嵌合構造を保護部材に嵌合させておくことが好ましい。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によれば、本発明は次のような積層回路基板の製造方法を提供することができる。この積層回路基板の製造方法は、少なくとも２つ以上の層の回路パターンをナノインプリント法を用いて形成することを特徴とし、さらに該方法は、第１層形成のためのナノインプリントにおいて、第２層のモールドに設けられた第１の嵌合構造に嵌合するための第２の嵌合構造を、第１層の転写層に形成することを特徴とする、積層回路基板の製造方法が提供される。
【００２１】
本発明のさらに別の側面によれば、ナノインプリント用モールドであって、被成形体に転写する転写パターンを有すると共に、前記被成形体に設けられた位置合わせ用凹部に嵌合するための凸構造を備えるモールドが提供される。
【００２２】
本発明のさらに別の側面によれば、積層回路基板を製造するためのナノインプリント用モールドのセットであって、該セットに属する少なくとも２つ以上のモールドが、被成形体に転写する転写パターンを有すると共に、前記被成形体に設けられた位置合わせ用凹部に嵌合するための凸部を備えるモールドセットが提供される。
【００２３】
本発明のさらに別の側面によれば、第１及び第２のナノインプリント用モールドを含むナノインプリント用モールドのセットであって、前記第１のモールドは、被成形体に位置合わせ用の凹構造を転写するための位置合わせ構造転写部を備え、前記第２のモールドは、該転写された凹構造に嵌合するための凸構造を備えるモールドセットが提供される。
【００２４】
本発明のさらに別の側面によれば、ナノインプリント用被成形体であって、該被成形体にパターンを転写するためのモールドに形成された嵌合構造に嵌合するための嵌合構造を備えた被成形体が提供される。
【００２５】
本発明は、そのさらに別の具体的態様の一つに、次のようなナノインプリント装置を含む。このナノインプリント装置は、およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体に、平板モールドの表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、前記平板モールドを固定保持するモールド固定具と、前記平板モールドを前記モールド固定具ごと水平移動させることを可能とする移動ステージと、前記平板モールド上に載置された前記被成型体を、前記平板モールドに押し付ける押し付け機と、前記押し付け機と前記被成型体との間に設けられると共に、前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有し、前記転写層より柔らかい弾性体によって形成される弾性層と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明は、そのさらに別の具体的態様の一つに、次のような製造方法を含む。この製造方法は、側面の一部又は全部にパターンが形成された円筒又は円柱状成型体をナノインプリントによって製造する方法であって、およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体および表面に転写すべきパターンが形成された平板状のナノインプリント用モールドを準備するステップと、水平移動が可能な載物台上に前記モールドを固定するステップと、前記モールド上に前記被成型体を載置するステップと、前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有すると共に前記転写層より柔らかい弾性体によって形成される弾性層を介して前記被成型体を前記モールド上に押し付けるステップと、前記押し付けを継続しつつ前記被成型体が前記モールド上で転動するように前記モールドを前記載物台によって移動させるステップと、を有することを特徴とする。
【００２７】
上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法は、特に、撓みを生じ易い円筒又は円柱被成型体に適している。円筒又は円柱被成型体は、径が非常に細かったり、基体の材料が柔らかいものであったりすると、どうしても撓みを生じ易くなってしまう。ナノインプリント実行時に被成型体が撓んでしまうと、転写層とモールドとの接触部位にかかる押し付け力が場所によって不均一になり、パターンの転写をうまく行えなくなる場合がある。出願人の調査によれば、円柱基体にステンレスなどの硬い物質を使った場合でも、直径０．４５ｍｍ以下になると、ナノインプリント実行中の撓みの影響が無視できなくなることが分かっている。
【００２８】
しかし上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法によれば、被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有する弾性層を介して被成型体をモールドに押し付けるため、弾性層が押し付け力の不均一を吸収し、円筒又は円柱被成型体を軸に沿って一様にモールドに押し付けることができるため、押し付け中に被成型体が撓む可能性が非常に低くなり、きれいな転写パターンを得ることができる。押し付け力の一様性をさらに向上させるためには、弾性層を介して被成型体を押し付ける部位も、被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有する平面であることが好ましい。
【００２９】
上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法では、被成型体をモールド上で転動させることによって転写面の全体にパターンの転写を行うため、パターン転写が完了した部位は、プロセスの進行と共に回転して押し付け機に接触することになる。ここで、転写層に直接接触する押し付け機の部位が硬い物質でできていると、せっかく転写・成型されたパターンが、押し付け機に接触した途端に潰されるなどして破壊されてしまう可能性がある。しかし上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法によれば、押し付け機と転写層との間に設けられる弾性層が、転写層より柔らかい弾性体によって形成されるため、被成型体の回転に伴って転写層が弾性層に押し付けられても、転写層に形成されたパターンが破壊される危険が非常に少ない。従って上記のナノインプリント装置及び製造方法では、安定してきれいな転写パターンを形成することができる。このような弾性体としては、例えばシリコンゴムなどを用いることができる。
【００３０】
このように、上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法によれば、極細径であったりするなどして、撓みやすい円筒又は円柱被成型体に対しても、安定して微細パターンの転写を行うことが可能である。
【００３１】
本発明は、上記に開示した本発明の様々な特徴、及び本願出願時の特許請求の範囲に記載された特徴の、如何なる組み合わせをも、その範囲に包含する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明によるナノインプリント装置１００を横から見た概念図である。ナノインプリント装置１００は、円筒側面に転写層が形成された円筒状の基体１０２に、平面状のモールド１０４に形成されたパターンを転写する装置である。転写層は熱可塑性樹脂から形成され、モールド１０４はＮｉモールドである。ナノインプリント装置１００は、モールド１０４を固定保持すると共に図の左方向１０６にモールド１０４を動かすことのできるステージ１０８と、モールド１０４を加熱するためのヒータ１１０を備える。またナノインプリント装置１００は、円筒基体１０２の内孔を貫通して円筒基体１０２を固定する軸１１２，ベアリングを内蔵することにより軸１１２を回転自在に支持する軸受１１４，支柱１１６によって軸受１１４を固定する円筒部材固定ジグ１１８，プレス装置１２０等を備える。軸１１２や軸受１１４の周辺の拡大斜視図が図２に示される。
【００３４】
プレス装置１２０は、モールド１０４の面に垂直な方向１２２に荷重を発生し、円筒部材固定ジグ１１８や軸受１１４を介して、円筒基体１０２を軸１１２ごとモールド１０４に押し付けるための装置である。ヒータ１１０は、円筒基体１０２の転写層が十分な可塑性を持つように、転写層をモールド１０４を介して熱するために設けられる。円筒基体１０２の転写層を必要な温度まで熱し、モールド１０４に押し付けると、モールド１０４のパターンを該転写層へ転写することができる。
【００３５】
図３を用いてナノインプリント装置１００の動作を説明する。図３ａは、ナノインプリント開始直後のナノインプリント装置１００の様子を描いたものである。モールド１０４は、その端部が円筒基体１０２に当接するように、ステージ１０８によって位置が制御される。そして円筒基体１０２は、軸１１２や軸受１１４を介してプレス装置１２０によってモールド１０４に押し付けられる。また円筒基体１０２はモールド１０４を介してヒータ１１０によってガラス転移温度付近まで熱せられる。これらにより、モールド１０４に接触している部分の転写層に、モールドの接触部分のパターンが転写される。
【００３６】
続いて、プレス装置１２０が円筒基体１０２をモールド１０４に押し付けたまま、ステージ１０８がモールド１０４を水平方向１０６へ動かす。すると、軸１１２は円筒基体１０２に対して固定されているが、軸１１２は軸受１１４に対して回転可能であるため、モールド１０４と転写層との摩擦力により、円筒基体１０２は、軸受１１４を支点に軸１１２ごとモールド１０４上を転動する。この様子が図３ｂ及び図３ｃに示されている。円筒基体１０２の転動の様子が矢印１３０で示される。図３ａ〜ｃに描かれるように、モールド１０４の移動に伴って転写層の異なる部分が次々にモールド１０４の異なる部分に押し付けられ、最終的には平面状モールド１０４に形成されたパターンの全体が、円筒基体１０２の側面に形成された転写層に転写されることができる。このように、円筒状の被成形体にナノインプリントを可能とする装置は、出願人の知る限り、本願出願前には公開されていない。
【００３７】
パターンが転写された円筒基体１０２は、図４（ａ）に描かれるように、軸１１２ごと軸受１１４から外され、さらに図４（ｂ）に描かれるように軸１１２を引き抜いて、所望の目的に使われることができる。例えば、転写されたパターンにメッキ等で導体を充填すれば、円筒状の回路基板を作ることができる。
【００３８】
回路が形成された円筒基体１０２の円筒側面に、熱可塑性樹脂を塗布するなどによって別の転写層を形成し、再びナノインプリント装置１００を用いて新たな転写層に別の回路パターンを転写することができる。これを繰り返すことで、円筒状の積層回路基板を製造することが可能となる。積層回路基板を製造する場合、層間の位置関係がずれないように、回路パターンを転写することが必要になるが、この課題に対応した実施例が、後に説明される。
【実施例２】
【００３９】
実施例２では、円筒側面へのナノインプリントにおいて、パターンが転写される円筒側面中の位置を正確に制御しうる実施態様を説明する。実施例２は、特に積層回路基板を製造するときに有用な実施態様である。実施例２の説明の後半では、積層回路基板の製造方法の例も説明される。
【００４０】
図５は、実施例２に係る円筒状被成形体２００とモールド２０４を側面から見た概念図、図６ａは円筒状被成形体２００の斜視図である。被成形体２００は、実施例１における軸１１２に対応する軸２１２を備える。軸２１２は軸１１２と同じ機能を有するが、その一部に切り欠き部２０５を有するところが異なる。また軸２１２の周りには熱可塑性樹脂により転写層２０２が形成される。転写層２０２は実施例１における円筒基体１０２に対応するが、切り欠き部２０５の部分は図５や図６ａに示されるように転写層が形成されないところが異なっている。切り欠き部２０５は、図６ａに描かれるごとく、軸２１２の軸方向に延びる溝のように、転写層２０２及び軸２１２に形成される。
【００４１】
実施例２では、実施例１におけるモールド１０４の代わりにモールド２０４を用いる。モールド２０４は、切り欠き部２０５に嵌合するための凸条２０７を有する。それ以外はモールド２０４はモールド１０４と同じ機能を有し、転写層２０２に転写すべきパターン２０９が形成されている。
【００４２】
切り欠き部２０５は、開口端から奥へ向けて開口径がすぼむ形状を有しており、また凸条２０７は、先端部から基部にかけて断面が太くなる形状を有する。このような形状とすることで、転写層２０２をモールド２０４に対置させた時に、凸条２０７が切り欠き部２０５へ自然に嵌め込まれるようにすることができる。
【００４３】
軸２１２や転写層２０２，モールド２０４は、実施例１におけるナノインプリント装置１００で使用されることができる。すなわち、軸２１２は軸受１１４によって回転自在に支持され、また軸受１１４を介してプレス装置１２０によって転写層２０２ごとモールド２０４に押し付けられる。モールド２０４はステージ１０８によって固定保持されると共に、水平方向に動かされることができる。
【００４４】
なお、切り欠き部２０５は図６ａに示されるような溝状に形成されても良いが、図６ｂに示されるように、孔状に形成されてもよい。図６ｂは、円筒状被成形体２００の変形例２００’を示した図である。２０２’は図６ａの転写層２０２に対応する転写層であり、２１２’は図６ａの軸２１２に対応する軸である。図６ａの切り欠き部２０５に対応する構造は、嵌合孔２０５’で示されており、転写層２０２’の２カ所に形成されている。２００’のような被成形体を用いる場合、モールド２０４に形成される凸条２０７に対応する嵌合構造も、嵌合孔２０５’に対応して突起物状の構造が２カ所に設けられることになる。
【００４５】
図７は、実施例２におけるナノインプリント実行時の様子を示す図である。転写層２０２をモールド２０４に押し付ける前に、まず切り欠き部２０５と凸条２０７とが嵌合するように、転写層２０２とモールド２０４を接触させる（図７ａ）。これにより、転写層２０２とモールド２０４との位置合わせを正確に行なうことができる。続いてプレス装置１２０によって、転写層２０２を、軸２１２ごとモールド２０４の面に垂直な方向２１１へ押し付ける。すなわち転写層２０２をモールド２０４へ押し付ける。さらにステージ１０８がモールド２０４を水平方向２１３へゆっくりと動かす。すると、軸２１２は軸受１１４によって回転自在に支持されているため、軸２１２と転写層２０２は、モールド２０４に押し付けられたまま、方向２１５の向きに転がるように動く。切り欠き部２０５と凸条２０７が上記のような形状をしているため、切り欠き部２０５と凸条２０７との離脱がスムーズに行なわれることができる。モールド２０４に接している転写層２０２の部分は、モールド２０４を介してヒータ１１０によってガラス転移温度付近まで熱せられる。このため、接触部分はパターン２０９によって変形させられ、パターン２０９が転写される。図７ｂ〜ｄに描かれるように、モールド２０４の移動に伴って転写層２０２が回転し、転写層２０２の異なる部分が次々にモールド２０４の異なる部分に押し付けられる。最終的には平面状のモールド２０４に形成されたパターン２０９の全体が、円筒状の転写層２０２に転写される（図７ｄ）。
【００４６】
図８と９を用いて、円筒状の積層回路基板を製造する実施態様を説明する。図８は、パターンが転写された転写層２０２に新たな転写層を形成する様子を示した図である。図８ａは、図７ｄでモールド２０４のパターン２０９の転写が完了した被成形体２００を描いたものであり、転写層２０２に転写されたパターン２２１が形成されている。図８ｂでは、パターン２２１に金属を充填して層２０２の回路を完成させるため、層２０２を無電解メッキにより銅２２２をコーティングした様子が示されている。メッキ作業によって切り欠き部２０５が消失しないように、メッキ中は切り欠き部２０５を保護ジグ２２４で覆う。その後、表面を研磨して余分なメッキを落とすと、パターン２２１のみが銅で充填され、層２０２の回路が完成する（図８ｃ）。次に、回路が完成した転写層２０２の上に、熱可塑性樹脂を塗布して新たな転写層２２５を形成する（図８ｄ）。転写層２２５の形成中も、切り欠き部２０５が消失しないように、切り欠き部２０５が保護ジグ２２４で覆われる。保護ジグ２２４のおかげで、新たな転写層２２５が形成された後も、切り欠き部２０５は消失せずに残る（図８ｅ）。
【００４７】
図９は、図８で作られた被成形体２００に、新たなパターンを転写する様子を示した図である。この転写にはモールド２３１が用いられる。図９ａに描かれるように、モールド２３１は、転写すべきパターン２３５を備えるほか、モールド２０４と同様に、切り欠き部２０５に嵌合する凸条２３３を備える。そして転写層２０２の転写プロセスと同様に、まず切り欠き部２０５と凸条２３３とが嵌合するように、転写層２２５とモールド２３１とを接触させる（図９ｂ）。これにより、転写層２２５とモールド２３１との位置合わせを正確に行なうことができるのみならず、転写層２０２に形成された回路２３３とモールド２３１との位置合わせを正確に行なうことができる。すなわち、この実施例で製造された積層回路基板は、上層の回路と下層の回路の位置関係を正確に合わせることができる。切り欠き部２０５と凸条２３３を嵌合させることにより位置合わせをした後は、図７のように、被成形体２２５をモールド２３１に押し付けつつ転動させることで、符号２２７で示すように、モールドのパターン２３５を転写層２２５に転写することができる（図９ｃ）。
【００４８】
図８，図９に示されたステップを繰り返すことで、円筒状の積層回路基板を製造することが可能となる。また、切り欠き部２０５が消失しないようにメッキや転写層の形成を行なうと共に、切り欠き部２０５に嵌合する嵌合突起を備えたモールドのセットを用いることで、層間の回路の位置関係を正確に合わせながら積層回路基板を製造することが可能となる。
【実施例３】
【００４９】
実施例３では、円筒状の積層回路基板を製造するにおいて、実施例２の切り欠き部２０５も、ナノインプリントで形成する実施態様を説明する。図１０はかかる実施態様における円筒側面へのナノインプリント方法を説明するための図である。
【００５０】
図１０（ａ）を参照する。実施例３における被成形体３００は、実施例１や実施例２における被成形体と同様、軸３１２の周りに樹脂転写層３０２が形成された構造をしている。軸３１２は、実施例１のナノインプリント装置１００の軸１１２に替えて用いられることができ、軸受１１４によって回転可能に支持される。軸３１２や転写層３０２は、実施例１における軸１１２や、円筒基体１０２の側面に形成された転写層と全く同じ物であることができる。
【００５１】
実施例３で用いられるモールド３０４は、転写層３０２に転写すべきパターン３０９を有する。実施例２で用いられるモールド２０４や２３１と同様、モールド３０４は、実施例１のナノインプリント装置１００で用いられることができ、ステージ１０８によって保持・移動される。しかしモールド３０４の凸条３０７は、モールド２０４の凸条２０７とは異なり、転写層３０２に切り欠き部を形成するための凸条である。
【００５２】
被成形体３００への転写プロセスは、まず転写層３０２をモールド３０４の凸条３０７へ押し付けることから始まる（図１０ｂ）。続いて転写層３０２をモールド３０４に押し付けたまま、ステージ１０８によってモールド３０４を水平方向（図１０の左方向）へ動かすことで、被成形体３００は矢印３１０のようにモールド３０４上を転がるように動く（図１０ｃ、図１０ｄ）。図１０ｃには、凸条３０７による切り欠き部３１５や、パターン３０９による転写パターン３１６が、転写層３０２に形成されている様子が示されている。
【００５３】
次に、被成形体３００の多層化プロセスを、図１１と図１２を用いて説明する。図１１は、パターンが転写された転写層３０２に新たな転写層を形成する様子を示した図である。図１０ｂ〜ｄのプロセスによって、転写パターン３１６が形成された被成形体（図１１ａ）に、メッキにより転写パターン３１６内に金属を充填して回路３１７を形成し（図１１ｂ）、さらに回路３１７が形成された転写層３０２の上に、熱可塑性樹脂を塗布して新たな転写層３２２を形成する。メッキや転写層３２２を形成する間、切り欠き部３１５が消失しないよう、切り欠き部は保護ジグ３２４で保護される。
【００５４】
図１２は、図１１で作られた被成形体３００に新たなパターンを転写する様子を示した図である。図１２ａは、転写層３２２にパターンを転写するモールド３３１を描いたものである。モールド３３１は、転写すべきパターン３３３の他に、切り欠き部３１５に嵌合する凸条３３２を備えている。転写層３２２への転写プロセスでは、まず始めに切り欠き部３１５と凸条３３２が嵌合させられる。これによって、転写層３０２の回路パターンと、転写層３２２の回路パターンの位置関係を、正確に定めることができる。切り欠き部３１５と凸条３３２を嵌合させて位置合わせを行なった後、転写層３２２をモールド３３１へ押し付けながらモールド３３１上を転動させることにより、モールド３３１のパターンを転写層３２２に転写する。
【００５５】
被成形体に位置合わせ用の凹構造を転写するための位置合わせ構造転写部を備えるモールドと、転写された凹構造に嵌合するための凸構造を備えるモールドのセットを用いることにより、層間の位置関係を正確に合わせながら積層回路基板を製造することが可能となる。
【実施例４】
【００５６】
図１３から図１５を用いて、本発明を適用したナノインプリント装置の別の実施例を説明する。図１３は、この実施例にかかるナノインプリント装置の原理を理解するための概念図である。ナノインプリント装置４００は、円筒又は円柱状の被成形体４０２に、平面状のモールド４０４のパターンを転写するナノインプリント装置である。被成形体４０２は、例えば図６ａや図６ｂに示されるように、円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成されており、ここにモールド４０４の表面に形成されたパターンが転写される。
【００５７】
ナノインプリント装置４００は、被成形体４０２に外接する、ローラー４１０及び４２０、ローラー４１０及び４２０を回転自在に指示するフレーム４３０を備える。ローラー４１０は、軸部４１３の両端に外接部４１１及び４１２が形成された構造を有しており、外接部４１１及び４１２は被成形体４０２に直接に接するが、軸部４１３は被成形体４０２に接触しないようになっている。同様にローラー４２０も、軸部４２３の両端に外接部４２１及び４２２が形成された構造を有しており、外接部４２１及び４２２は被成形体４０２に直接に接するが、軸部４２３は被成形体４０２に接触しない。
【００５８】
ナノインプリント実行時において、フレーム４３０は、図示しない押圧機構によって、モールド４０４の表面に垂直な方向（矢印４４１参照）へ押圧される。この押圧力はローラー４１０及び４２０の外接部４１１，４１２，４２１，４２２を介して被成形体４０２に伝えられる。これによって被成形体４０２の転写層がモールド４０４に押し付けられ、パターンの転写が行われる。このとき被成形体４０２の転写層は、モールド４０４（又は被成形体４０２の基体）を介し、図示しないヒータによって、パターンの転写が可能となる温度まで熱せられる。
【００５９】
さらにナノインプリント実行時において、モールド４０４は、図示しない可動機構によって、前記押圧力に垂直な方向、すなわちモールド４０４の表面に平行な方向（矢印４４２）へ、ゆっくりと動かされる。すると被成形体４０２は、円柱状であり、さらに回転自在なローラー４１０及び４２０によって挟まれているため、被成形体４０２とモールド４０４との摩擦力によって、矢印４４４のようにモールド４０４上で回転する。このときローラー４１０及び４２０は、外接部４１１，４１２，４２１，４２２において円柱被成形体４０２に密着しているが、ローラー４１０及び４２０はフレーム４３０に対して回転自在に支持されているため、被成形体４０２と外接部４１１，４１２，４２１，４２２の摩擦力により、被成形体４０２の回転に伴って、ローラー４１０及び４２０も矢印４４５の方向に回転する。このためローラー４１０及び４２０は、被成形体４０２がモールド４０４上を転動するのを妨げることなく、被成形体４０２をモールドに押し付けることができる。被成形体４０２の転動がスムーズに行なわれるように、被成形体４０２とモールド４０４の一部に、これらの間の摩擦力を増すような構造を形成してもよい。同様に、被成形体４０２の回転に伴ってローラー４１０及び４２０がスムーズに回転するように、外接部４１１，４１２，４２１，４２２と被成形体４０２の一部に、これらの間の摩擦力が増すような構造を設けてもよい。モールド４０４が移動すると共に被成形体４０２がその上で転動することにより、転写層の未転写部分がモールド４０４の別の部分へと順次押し付けられ、もって円筒側面へ形成された転写層全体へのナノインプリントが行なわれる。被成形体４０２の転動中において、ローラー４１０及び４２０は、その両端部４１１，４１２，４２１，４２２においてのみ被成形体４０２に接触するため、パターンが転写されたばかりの転写層に余計なストレスをかけることはない。
【００６０】
このようにナノインプリント装置４００は、被成形体４０２をモールド４０４に押し付けながらモールド４０４上を転動させることにより、平面状のモールドの表面に形成されたパターンを、円筒側面の一部又は全部をなす形状に形成された転写層に、転写することができる。このような形状へのナノインプリントが可能になれば、円筒側面状の基板に回路配線を形成したり、軸状の部材の表面に溝を形成したりするなど、様々な用途への応用が期待できる。後者の一例として、動圧軸受のシャフトの微細溝を形成する応用例が考えられる。むろん、単なる装飾用途のためにパターンを転写するような応用も考えられる。
【００６１】
図１４を用いて、実施例４にかかるナノインプリント装置のより具体的な実施態様を説明する。図１４（ａ）は、この実施例に係るナノインプリント装置５００を側面から見た図、図１４（ｂ）はナノインプリント装置５００を上面から見た図である。
【００６２】
ナノインプリント装置５００は、ナノインプリント装置４００のように、円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成形体５０２に、平面状のモールド５０４に形成されたパターンを転写するナノインプリント装置である。ナノインプリント装置５００は、上記のローラー４１０及び４２０に対応するローラー５１０及び５２０、フレーム４３０に対応するフレーム５３０、ローラー５１０，５２０及びフレーム５３０を介して被成形体５０２をモールド５０４に押し付けるプレス装置５３２を有する。ローラー５１０及び５２０は、ローラー４１０及び４２０のように、被成形体５０２には接触しない軸部と、該軸部の両端に設けられた、被成形体５０２に接触する外接部とを有し、ローラー４１０及び４２０の外接部４１１，４１２，４２１，４２２に対応する外接部５１１，５１２，５２１，５２２と、ローラー４１０及び４２０の軸部４１３，４２３に対応する軸部５１３，５２３を有する。
【００６３】
またナノインプリント装置５００は、モールド５０４を保持するステージ５３５，ステージ５３５を支持する支持台５３６、ステージ５３５に接続される、表面にネジが刻まれた軸５３７、軸５３７に螺合するモータ５３８を有する。モータ５３８によって軸５３７を正転又は反転させることにより、ステージ５３５を矢印５４２又は５４３の方向へ移動することができる。またステージ５３５は内部にヒータを備え、モールド５０４を介して被成形体５０２の表面の転写層をガラス転移温度付近まで熱することができる。
【００６４】
図１５を用いてナノインプリント装置５００の動作を説明する。図１５（ａ）は、ナノインプリント開始前の様子を示している。ステージ５３５にモールド５０４が固定され、さらにモールド５０４上に円柱状被成形体５０２がセットされる。ローラー５１０及び５２０は、フレーム５３０やプレス装置５３２と共に、図示しない昇降機によって上方に引き上げられている。図１５（ｂ）は、ナノインプリント開始直後の様子を示している。ローラー５１０及び５２０は、フレーム５３０やプレス装置５３２と共に、図示しない昇降機によって引き下げられ、ローラー５１０及び５２０が、その外接部５１１，５１２，５２１，５２２において、被成形体５０２に密着させられる。さらにプレス装置５３２が、モールド５０４の表面に垂直な方向（矢印５４１参照）へ荷重をかける。この力はフレーム５３０及びローラー５１０，５２０を通じて被成形体５０２へ伝えられ、もって被成形体５０２がモールド５０４へ押し付けられる。さらにステージ５３５に内蔵されたヒータが、モールド５０４を介して、被成形体５０２の転写層を、パターン転写が可能な温度まで熱する。
【００６５】
図１５（ｃ）は、ナノインプリント実行中の１つの局面を示している。被成形体５０２は、プレス装置５３２によって、フレーム５３０及びローラー５１０，５２０を介してモールド５０４の表面へと押し付けられている。また、モータ５３８が軸５３７を回転させることにより、ステージ５３５を矢印５４２の方向へと動かす。このため、モールド５０４は被成形体５０２に対して矢印５４２の方向へと移動するが、被成形体５０２は円柱状であり、また回転自在なローラー５１０及び５２０によって挟まれているため、モールド５０４との摩擦力によって矢印５４４のようにモールド５０４上で回転する。これに伴い、ローラー５１０及び５２０は矢印５４５のように回転する。このように、被成形体５０２がモールド上を転動することにより、被成形体５０２の転写層におけるパターンが転写されていない部分が、順次モールドの新しい部分へと押し付けられ、もって円筒状転写層全体へのナノインプリントが行なわれる。ステージ５３５の移動速度は、転写層の性質に応じて、転写が十分に行なわれる速度に注意深く調節される必要がある。図１５（ｄ）はナノインプリントの最終段階の様子が示されている。
【実施例５】
【００６６】
次に、図１６〜図１８を参照して本願発明の第５の実施例について説明する。図１６は、実施例５に係るナノインプリント装置１６００の外観を模式的に描いた図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。また、図１６（ａ）は、図１６（ｂ）に対するＡ矢視図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）に対するＢ矢視図となっている。
【００６７】
ナノインプリント装置１６００も、既に説明したナノインプリント装置１００や４００と同様、円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体に、平板モールドの表面に形成されたパターンを転写するためのナノインプリント装置である。ナノインプリント装置１６００において、平板モールド１６１２は、モールド固定具を備える移動ステージ１６０４上に載置固定される。移動ステージ１６０４は台座１６０２に設置され、平板モールド１６１２を、モールド固定具ごと水平移動させることができる。円柱状の被成型体１６１６は平板モールド１６１２上に載置される。台座１６０２にはヒータが内蔵されており、ナノインプリント実行時に、移動ステージ１６０４及びモールド１６１２を介して、被成型体１６１６の転写層を熱する。
【００６８】
被成形体１６１６は、ステンレス製の円柱基体の側面に、転写層としてポリパラキシレンの膜が形成された、円柱状の被成形体である。基体の材料はステンレスでなくともよいが、なるべく硬い物質であることが好ましい。転写層の材料も、ポリパラキシレンでなくともよいが、円筒側面に均一で膜形成できる物質であることが好ましい。また回路パターンを形成する場合には、絶縁性に優れた物質であることが好ましい。
【００６９】
さらにナノインプリント装置１６００は、被成型体１６１６をモールド１６１２へ押し付けるための押し付け機１６０６と、被成型体１６１６と押し付け機１６０６との間に介在せしめられる弾性平板１６０８とを有する。図１６（ｂ）に描かれるように、押し付け機１６０６も弾性平板１６０８も、被成型体１６１６の長軸方向の幅が、被成型体１６１６の軸長よりも広くなっている。これは、押し付け機１６０６及び弾性平板１６０８が、ナノインプリント実行時に、円柱状の被成型体１６１６にかかる押し付け力を、その軸方向に亘って均一にするためである。このような構造を備えることにより、ナノインプリント装置１６００は、被成型体１６１６に撓みが生ずることを防ぎつつ被成型体１６１６をモールド１６１２へ押し付けることができる。弾性平板１６０８は、被成型体１６１６よりも柔らかい弾性体で作られ、押し付け力の微妙な不均一をその弾性力によって吸収し、被成型体１６１６へかかる押し付け力を均一なものにする働きを持つ。さらに弾性平板１６０８は、被成型体１６１６に形成されたパターンに応じて適宜変形できるだけの柔軟性を有する弾性物質で作られ、形成されたパターンが押し付け機１６０６によって破壊されることを防ぐ役割を有する。弾性平板１６０８の材料としては、シリコンゴムなどを用いることができる。
【００７０】
次に図１７及び１８を用いてナノインプリント装置１６００によるナノインプリント実行時の動作を説明する。
【００７１】
図１７（ａ）は準備段階を描いた図である。表面に転写すべきパターン１６１４を有する平板モールド１６１２を移動ステージ１６０４上に固定し、さらに側面に転写層が形成された円柱状の被成型体１６１６をモールド１６１２上に載置する。モールド及び被成型体を所定位置にセットしたら、次に図１７（ｂ）に示すように、押し付け機１６０６を、平板１６０８が被成型体１６１６に接触するまで下降させる。さらに次の段階では、図１７（ｃ）に示すように、押し付け機１６０６を図１７（ｂ）の接触位置よりさらに下降させる。すると、弾性平板１６０８は被成型体１６１６よりも柔軟な材質でできているため、符号１６０８ａで示すように弾性平板１６０８は被成型体１６１６に圧迫されて変形し、被成型体１６１６は弾性平板１６０８にめり込むことになる。なお、図１７（ｃ）では、説明のために、めり込み方が大げさに描かれていることに留意しておく。
【００７２】
次のステップにおいて、ナノインプリント装置１６００は、図１８（ａ）に描かれるように、台座１６０２に組み込まれたヒータのスイッチを入れ、ステージ１６０４及びモールド１６１２を介して、被成型体１６１６の転写層においてモールド１６１２に接している部分の温度を成型可能温度にまで上昇させる。続いてナノインプリント装置１６００は、図１８（ｂ）に描かれるように、押し付け機１６０６によって被成型体１６１６をモールド１６１２へ押し付け続けながら、ステージ１６０４を移動させることにより、モールド１６１２を図左方向へと水平移動させる。すると、被成型体１６１６の転写層と、モールド１６１２の転写パターン１６１４や平板１６０８との摩擦力などのため、被成型体１６１６は、モールド１６１２の移動に合わせてモールド１６１２上で転動する。このため、モールド１６１２が移動するにつれ、被成型体１６１６の転写層の異なる部分が、順にモールド１６１２へと押し付けられ、もって被成型体１６１６の円筒側面全体へのパターン転写が行われる。パターン転写が終了すると、成型された円柱成型体１６１６を取り出すことができるように、台座１６０２のヒータを切ると共に押し付け機１６０６を引き上げる（図１８（ｃ）参照）。
【００７３】
図１８（ｂ）に描かれるように、被成型体１６１６の転写層の各部分は、モールド１６１２に押し付けられた後、被成型体１６１６が回転するにつれてモールド１６１２から離れ、空気によって冷やされることにより硬化しながら上方へと移動し、徐々に平板１６０８へと近づいていく。ここで平板１６０８が被成型体１６１６の転写層より硬い材質でできていると、せっかく転写・成型されたパターンが、平板１６０８に接触した途端に潰されるなどして破壊されてしまう可能性がある。しかしナノインプリント装置１６００においては、平板１６０８を、被成型体１６１６の転写層よりも柔らかい弾性体によって形成しているため、そのようなことは起こり難くなっている。すなわち平板１６０８は、被成型体１６１６の転写層に形成されたパターンに応じて適宜変形しうるため、そのパターンが破壊されることを防ぐ役割を有している。
【００７４】
このように、ナノインプリント装置１６００によれば、極細径であったりするなどして、撓みやすい円筒又は円柱被成型体に対しても、円筒側面に対する微細パターンの転写を安定的に行うことが可能である。
【００７５】
以上、本発明の実施態様を好適な実施例を挙げて説明したが、これらの実施例は本発明を制限するものではなく、また、本発明の範囲を逸脱せずに様々な変形が可能であることは、言うまでもない。例えば、上記の実施例で説明したモールドはいずれも平面状のモールドであったが、本発明は曲面状のモールドを用いることを制限するものではない。また、転写層とモールドとの位置合わせのための嵌合構造として実施例において例示したものは、断面が三角形となるような凹溝と凸条であったが、本発明の実施態様がこれに制限されることはない。例えば凹としては、円錐や三角錐、四角錐状の凹みであったり、断面が三角形や台形となる溝状（谷状）の構造物であったりすることができる。また凸構造としては、円錐や三角錐、四角錐状の突起物であったり、断面が三角形や台形となる凸条（線条、稜状）構造物であったりすることができる。さらに、上記の実施例で用いた被成形体は、円筒側面のほぼ全部をなすような形状の転写層を有していたが、これは単なる例示であって、本発明は、およそ円錐又は円筒側面の一部をなすような形状に転写層が形成された被成形体へのナノインプリントへも適用可能なことは、本明細書の全趣旨より当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明によるナノインプリント装置１００を横から見た概念図である。
【図２】ナノインプリント装置１００の一部の拡大斜視図である。
【図３】ナノインプリント装置１００の動作中の様子を説明するための概念図である。
【図４】パターンが転写された円筒基体１０２の略図である。
【図５】実施例２に係る円筒状被成形体２００とモールド２０４を側面から見た概念図である。
【図６ａ】円筒状被成形体２００の斜視図である。
【図６ｂ】円筒状被成形体２００の変形例を示す図である。
【図７】実施例２におけるナノインプリント実行時の様子を示す図である。
【図８】パターンが転写された転写層２０２に新たな転写層を形成する様子を示した図である。
【図９】図８で作られた被成形体２００に新たなパターンを転写する様子を示した図である。
【図１０】実施例３に係る円筒側面へのナノインプリント方法を説明するための図である。
【図１１】パターンが転写された転写層３０２に新たな転写層を形成する様子を示した図である。
【図１２】図１１で作られた被成形体３００に新たなパターンを転写する様子を示した図である。
【図１３】実施例４にかかるナノインプリント装置の原理を理解するための概念図である。
【図１４】実施例４にかかるナノインプリント装置のより具体的な実施態様を示す概念図である。
【図１５】実施例４にかかるナノインプリント装置の動作を説明するための図である。
【図１６】実施例５に係るナノインプリント装置１６００の外観の模式図
【図１７】ナノインプリント装置１６００の動作説明図
【図１８】ナノインプリント装置１６００の動作説明図
【符号の説明】
【００７７】
１００ ナノインプリント装置
１０２ 円筒基体
１０４ モールド
１０８ ステージ
１１０ ヒータ
１１２ 軸
１１４ 軸受
１１８ 円筒部材固定ジグ
１２０ プレス装置
２００ 円筒状被成形体
２０２ 転写層
２０４ モールド
２０７ 凸条
１６００ ナノインプリント装置
１６０４ 移動ステージ
１６０２ 台座
１６０６ 押し付け機
１６０８ 弾性平板
１６１２ 平板モールド
１６１６ 被成型体
【技術分野】
【０００１】
本発明はナノインプリント技術に関し、特に円筒側面の一部又は全部をなすような形状に形成された転写層へのナノインプリントや、ナノインプリント技術を用いた積層回路基板の製造に好適に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
近年、超微細３次元ナノ構造体の製造プロセスとしてナノインプリント技術が注目を集めている。ナノインプリント技術の１つである熱式ナノインプリントプロセスでは、精密加工された型（モールド）を被加工材料（樹脂やガラス）に加熱・押圧して、型の形状を被加工材料に転写する。熱式ナノインプリントプロセスは、型を加熱して材料に押し付けるだけの単純な工程でナノ構造体が形成できる技術である。とは言ってもナノインプリント技術は未だ発展途上の技術であり、公的研究機関においても民間企業においても活発な研究開発が行なわれている。ナノインプリントによるリソグラフィは、高価な露光装置やマスクを必要としないため、安価に超微細加工を行なうことが可能であり、光デバイス、記録媒体、電子デバイス、バイオチップ関連など、幅広い分野での応用が期待されている。
【特許文献１】特開２００４−２８８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
円筒状の基体の側面に形成された転写層にナノインプリントを利用して回路パターンを形成できれば、有益な応用が期待できる。例えば円筒側面にコイル上の導電回路を形成すれば、その円筒基体をモータのステータとして利用することができる。しかし既存の技術では、円筒側面へのナノインプリントを実現することができなかった。また、多層化された回路基板をナノインプリントを用いて形成しようとすると、上層の回路パターンと下層の回路パターンとの上下の位置関係が狂わないようにナノインプリントを行なう必要があるが、円筒側面へのナノインプリントへも対応可能な層間位置合わせ技術も当然ながら存在しなかった。そこで出願人は、これらの課題の１つ以上を解決しうる発明を行なった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの側面によれば、ナノインプリントを行なう方法であって、円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に転写層が形成された被成形体を、モールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、前記モールドの表面に形成されたパターンを前記転写層に転写することを特徴とする、ナノインプリント方法が提供される。
【０００５】
さらに本発明の別の側面によれば、円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす面にパターンが形成された成型体の製造方法であって、前記面に転写層が形成された被成形体を、モールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、前記モールドの表面に形成されたパターンを前記転写層に転写するステップを備えることを特徴とする、製造方法が提供される。
【０００６】
上記において、転写層の形状は、厳密に円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に限定されるものではなく、当然ながら、およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなすような形状である場合を含む。
【０００７】
本発明のさらに別の側面によれば、次のようなナノインプリント装置が提供される。このナノインプリント装置は、円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に形成された転写層に、モールドの表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、
・ 前記基体に着接する第１のジグと、
・ 前記第１のジグを回転自在に支持する第２のジグと、
・ 前記第２のジグに連結され、前記第１のジグ及び前記第２のジグを介して前記基体を前記モールドに押し付ける押し付け部と、
・ 前記モールドを保持すると共に、前記モールドを前記押し付け力に略垂直な方向に移動させる、可動保持部と、
を備えることを特徴とする。上記基体の形状は、当然ながら、厳密に円筒又は円柱状である場合に限定されるものではなく、およそ円筒又は円柱状である場合を含む。
【０００８】
本発明の上記の側面によって提供されるナノインプリント方法、製造方法、及びナノインプリント装置によれば、およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に形成された転写層へのナノインプリントを実現することができる。このような技術は、出願人の知る限り、現時点では公開されていない。前記のような形状へのナノインプリントが可能になれば、円筒側面状の基板に回路配線を形成したり、軸状の部材の表面に溝を形成したりするなど、様々な用途への応用が期待できる。後者の一例として、動圧軸受のシャフトの微細溝を形成する応用例が考えられる。むろん、単なる装飾用途のためにパターンを転写するような応用も考えられる。
【０００９】
１つの実施態様において、前記第１のジグは、前記基体を貫通して前記基体に内接する軸状のジグであり、前記第２のジグは、前記軸状ジグを回転自在に支持する軸受状のジグであるように構成することができる。かかる構成においては、転写層が円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に形成された被成形体であっても、押圧機構が基体内部を貫通する軸を介して表面の転写層をモールドに押し付けることができるため、押圧機構が直接転写層に触れることなく、転写層とモールドとの押し付けが可能となる。従って、押圧機構が転写層に触れて転写層を変形させることなく、ナノインプリントが可能となる。さらに軸受によって被成形体が回転可能に保持されるため、上記可動保持部によってモールドが動かされると、被成形体は、モールドと被成形体表面の転写層との摩擦力によって、モールドに押し付けられたままモールド上で回転する。このため、モールドの移動に伴って、まだ転写が行なわれていない転写層の部分が順次モールドの新しい部分に押し付けられていくことになり、もって円筒側面状の一部又は全部をなすような形状の転写層に、平面的なモールドのパターンを転写することが可能となる。もちろん、モールドは平面的なものに限らず、曲面状のモールドに対しても、本発明の上記の側面によって提供されるナノインプリント装置を適用することが可能である。
【００１０】
また別の実施態様において、前記第１のジグは、前記基体に外接するローラー状のジグであり、前記第２のジグは、前記ローラージグを回転自在に支持するフレームであるように構成することができる。このローラージグは、少なくとも２つ備えることが好ましく、２つのローラージグとモールドとで被成形体を安定に保持することが可能となる。さらに前記ローラージグは、その端部によって基体に当接する構造を有することが好ましい。このような構成によれば、ローラージグと被成形体が接する面積を少なく抑えることができるため、ローラージグと転写層との接触によって、パターンが転写されたばかりの転写層に余計なストレスをかけることを防ぐことができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面によれば、モールドと被成形体とを接触させて加圧することによりパターンの転写を行なうナノインプリント方法であって、
・ 第１の嵌合構造を有する転写層と、該第１の嵌合構造に嵌合するように形成された第２の嵌合構造を有するモールドとを準備するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造と前記第２の嵌合構造が嵌合するように前記転写層と前記モールドとを接触させるステップと、
・ 前記接触ステップに続き、前記モールドと前記転写層の接触面に圧力を加えて前記転写層に前記モールドのパターンを転写するステップと、
を備えることを特徴とする、ナノインプリント方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によれば、表面にパターンが形成された成形体の製造方法であって、
・ 第１の嵌合構造を有する被成形体と、該第１の嵌合構造に嵌合するように形成された第２の嵌合構造を有するモールドとを準備するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造と前記第２の嵌合構造が嵌合するように前記被成形体と前記モールドとを接触させるステップと、
・ 前記接触ステップに続き、前記被成形体と前記モールドとの接触面に圧力を加えて前記被成形体に前記モールドのパターンを転写するステップと、
を備えることを特徴とする、製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の上記の側面によって提供されるこれらのナノインプリント方法及び製造方法によれば、被成形体とモールドの嵌合構造によって、被成形体とモールドの位置合わせを行なってからナノインプリントを行なうことができるので、被成形体上でパターンの転写を行なう位置を、正確に制御することが可能となる。
【００１４】
上記第１の嵌合構造は凹形状であると共に、開口端から奥へ向けて開口径がすぼむ形状を有し、上記第２の嵌合構造は凸形状であると共に、先端部から基部にかけて断面が太くなる形状を有することが好ましい。従って、第１の嵌合構造は、例えば円錐や三角錐、四角錐状の凹みであったり、断面が三角形や台形となる溝状（谷状）の構造物であったりすることができる。同様に第２の嵌合構造は、例えば円錐や三角錐、四角錐状の突起物であったり、断面が三角形や台形となる凸条（線条、稜状）構造物であったりすることができる。このような形状とすれば、上記第１及び第２の嵌合構造が、自然と嵌り易くなると共に、離脱もスムーズになるという利点を有する。
【００１５】
上記の被成形体は、円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に転写層が形成された被成形体であることができる。その場合は、前記転写ステップにおいて、このような被成形体をモールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、モールドのパターンを該転写層に転写すればよい。
【００１６】
本発明のさらに別の側面によれば、本発明は次のような積層回路基板の製造方法を提供することができる。この積層回路基板の製造方法は、ナノインプリント法を用いて少なくとも２つ以上の層の回路パターンを形成することを特徴とし、さらに該方法は、
・ 第１の嵌合構造を有する第１の転写層と、該第１の嵌合構造に嵌合するように形成された第２の嵌合構造を有する第１のモールドとを準備するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造と前記第２の嵌合構造が嵌合するように前記第１の転写層と前記第１のモールドとを接触させる第１の接触ステップと、
・ 前記第１の接触ステップに続いて、前記第１の転写層と前記第１のモールドとの接触面に圧力を加えて前記第１の転写層に前記第１のモールドのパターンを転写する第１の転写ステップと、
・ 前記転写されたパターンに導体を充填するステップと、
・ 導体パターンが形成された前記第１の転写層上に、前記第１の嵌合構造が消失しないように第２の転写層を形成するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造に嵌合するように形成された第３の嵌合構造を有する第２のモールドを準備するステップと、
・ 前記第１の嵌合構造と前記第３の嵌合構造が嵌合するように前記第２の転写層と前記第２のモールドとを接触させる第２の接触ステップと、
・ 前記第２の接触ステップに続いて、前記第２の転写層と前記第２のモールドとの接触面に圧力を加えて前記第２の転写層に前記第２のモールドのパターンを転写する第２の転写ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記の製造方法によれば、各層において上記の嵌合構造を合わせてからパターンの転写を行なうため、上層のパターンと下層のパターンとの上下の位置関係を正確に合わせてナノインプリントを行なうことができる。
【００１８】
上記転写層の形状は、平面的な形状でも、およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなすような形状でも構わない。転写層の形状が後者のような形状である場合は、まず上記の嵌合構造を合わせ、その後転写層をモールド上を転動させつつモールドに押し付けることにより、モールドのパターンを該転写層に転写することができる。このように、上記の製造方法では、平面的な形状の積層基板のみならず、およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなすような形状の積層基板を製造する場合にも、層間の位置関係を正確に合わせることができる。
【００１９】
上記充填ステップ及び形成ステップにおいて、上記第１の嵌合構造が消失しないように、前記第１の嵌合構造を保護部材に嵌合させておくことが好ましい。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によれば、本発明は次のような積層回路基板の製造方法を提供することができる。この積層回路基板の製造方法は、少なくとも２つ以上の層の回路パターンをナノインプリント法を用いて形成することを特徴とし、さらに該方法は、第１層形成のためのナノインプリントにおいて、第２層のモールドに設けられた第１の嵌合構造に嵌合するための第２の嵌合構造を、第１層の転写層に形成することを特徴とする、積層回路基板の製造方法が提供される。
【００２１】
本発明のさらに別の側面によれば、ナノインプリント用モールドであって、被成形体に転写する転写パターンを有すると共に、前記被成形体に設けられた位置合わせ用凹部に嵌合するための凸構造を備えるモールドが提供される。
【００２２】
本発明のさらに別の側面によれば、積層回路基板を製造するためのナノインプリント用モールドのセットであって、該セットに属する少なくとも２つ以上のモールドが、被成形体に転写する転写パターンを有すると共に、前記被成形体に設けられた位置合わせ用凹部に嵌合するための凸部を備えるモールドセットが提供される。
【００２３】
本発明のさらに別の側面によれば、第１及び第２のナノインプリント用モールドを含むナノインプリント用モールドのセットであって、前記第１のモールドは、被成形体に位置合わせ用の凹構造を転写するための位置合わせ構造転写部を備え、前記第２のモールドは、該転写された凹構造に嵌合するための凸構造を備えるモールドセットが提供される。
【００２４】
本発明のさらに別の側面によれば、ナノインプリント用被成形体であって、該被成形体にパターンを転写するためのモールドに形成された嵌合構造に嵌合するための嵌合構造を備えた被成形体が提供される。
【００２５】
本発明は、そのさらに別の具体的態様の一つに、次のようなナノインプリント装置を含む。このナノインプリント装置は、およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体に、平板モールドの表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、前記平板モールドを固定保持するモールド固定具と、前記平板モールドを前記モールド固定具ごと水平移動させることを可能とする移動ステージと、前記平板モールド上に載置された前記被成型体を、前記平板モールドに押し付ける押し付け機と、前記押し付け機と前記被成型体との間に設けられると共に、前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有し、前記転写層より柔らかい弾性体によって形成される弾性層と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明は、そのさらに別の具体的態様の一つに、次のような製造方法を含む。この製造方法は、側面の一部又は全部にパターンが形成された円筒又は円柱状成型体をナノインプリントによって製造する方法であって、およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体および表面に転写すべきパターンが形成された平板状のナノインプリント用モールドを準備するステップと、水平移動が可能な載物台上に前記モールドを固定するステップと、前記モールド上に前記被成型体を載置するステップと、前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有すると共に前記転写層より柔らかい弾性体によって形成される弾性層を介して前記被成型体を前記モールド上に押し付けるステップと、前記押し付けを継続しつつ前記被成型体が前記モールド上で転動するように前記モールドを前記載物台によって移動させるステップと、を有することを特徴とする。
【００２７】
上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法は、特に、撓みを生じ易い円筒又は円柱被成型体に適している。円筒又は円柱被成型体は、径が非常に細かったり、基体の材料が柔らかいものであったりすると、どうしても撓みを生じ易くなってしまう。ナノインプリント実行時に被成型体が撓んでしまうと、転写層とモールドとの接触部位にかかる押し付け力が場所によって不均一になり、パターンの転写をうまく行えなくなる場合がある。出願人の調査によれば、円柱基体にステンレスなどの硬い物質を使った場合でも、直径０．４５ｍｍ以下になると、ナノインプリント実行中の撓みの影響が無視できなくなることが分かっている。
【００２８】
しかし上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法によれば、被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有する弾性層を介して被成型体をモールドに押し付けるため、弾性層が押し付け力の不均一を吸収し、円筒又は円柱被成型体を軸に沿って一様にモールドに押し付けることができるため、押し付け中に被成型体が撓む可能性が非常に低くなり、きれいな転写パターンを得ることができる。押し付け力の一様性をさらに向上させるためには、弾性層を介して被成型体を押し付ける部位も、被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有する平面であることが好ましい。
【００２９】
上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法では、被成型体をモールド上で転動させることによって転写面の全体にパターンの転写を行うため、パターン転写が完了した部位は、プロセスの進行と共に回転して押し付け機に接触することになる。ここで、転写層に直接接触する押し付け機の部位が硬い物質でできていると、せっかく転写・成型されたパターンが、押し付け機に接触した途端に潰されるなどして破壊されてしまう可能性がある。しかし上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法によれば、押し付け機と転写層との間に設けられる弾性層が、転写層より柔らかい弾性体によって形成されるため、被成型体の回転に伴って転写層が弾性層に押し付けられても、転写層に形成されたパターンが破壊される危険が非常に少ない。従って上記のナノインプリント装置及び製造方法では、安定してきれいな転写パターンを形成することができる。このような弾性体としては、例えばシリコンゴムなどを用いることができる。
【００３０】
このように、上記のナノインプリント装置及びナノインプリント成型体製造方法によれば、極細径であったりするなどして、撓みやすい円筒又は円柱被成型体に対しても、安定して微細パターンの転写を行うことが可能である。
【００３１】
本発明は、上記に開示した本発明の様々な特徴、及び本願出願時の特許請求の範囲に記載された特徴の、如何なる組み合わせをも、その範囲に包含する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明によるナノインプリント装置１００を横から見た概念図である。ナノインプリント装置１００は、円筒側面に転写層が形成された円筒状の基体１０２に、平面状のモールド１０４に形成されたパターンを転写する装置である。転写層は熱可塑性樹脂から形成され、モールド１０４はＮｉモールドである。ナノインプリント装置１００は、モールド１０４を固定保持すると共に図の左方向１０６にモールド１０４を動かすことのできるステージ１０８と、モールド１０４を加熱するためのヒータ１１０を備える。またナノインプリント装置１００は、円筒基体１０２の内孔を貫通して円筒基体１０２を固定する軸１１２，ベアリングを内蔵することにより軸１１２を回転自在に支持する軸受１１４，支柱１１６によって軸受１１４を固定する円筒部材固定ジグ１１８，プレス装置１２０等を備える。軸１１２や軸受１１４の周辺の拡大斜視図が図２に示される。
【００３４】
プレス装置１２０は、モールド１０４の面に垂直な方向１２２に荷重を発生し、円筒部材固定ジグ１１８や軸受１１４を介して、円筒基体１０２を軸１１２ごとモールド１０４に押し付けるための装置である。ヒータ１１０は、円筒基体１０２の転写層が十分な可塑性を持つように、転写層をモールド１０４を介して熱するために設けられる。円筒基体１０２の転写層を必要な温度まで熱し、モールド１０４に押し付けると、モールド１０４のパターンを該転写層へ転写することができる。
【００３５】
図３を用いてナノインプリント装置１００の動作を説明する。図３ａは、ナノインプリント開始直後のナノインプリント装置１００の様子を描いたものである。モールド１０４は、その端部が円筒基体１０２に当接するように、ステージ１０８によって位置が制御される。そして円筒基体１０２は、軸１１２や軸受１１４を介してプレス装置１２０によってモールド１０４に押し付けられる。また円筒基体１０２はモールド１０４を介してヒータ１１０によってガラス転移温度付近まで熱せられる。これらにより、モールド１０４に接触している部分の転写層に、モールドの接触部分のパターンが転写される。
【００３６】
続いて、プレス装置１２０が円筒基体１０２をモールド１０４に押し付けたまま、ステージ１０８がモールド１０４を水平方向１０６へ動かす。すると、軸１１２は円筒基体１０２に対して固定されているが、軸１１２は軸受１１４に対して回転可能であるため、モールド１０４と転写層との摩擦力により、円筒基体１０２は、軸受１１４を支点に軸１１２ごとモールド１０４上を転動する。この様子が図３ｂ及び図３ｃに示されている。円筒基体１０２の転動の様子が矢印１３０で示される。図３ａ〜ｃに描かれるように、モールド１０４の移動に伴って転写層の異なる部分が次々にモールド１０４の異なる部分に押し付けられ、最終的には平面状モールド１０４に形成されたパターンの全体が、円筒基体１０２の側面に形成された転写層に転写されることができる。このように、円筒状の被成形体にナノインプリントを可能とする装置は、出願人の知る限り、本願出願前には公開されていない。
【００３７】
パターンが転写された円筒基体１０２は、図４（ａ）に描かれるように、軸１１２ごと軸受１１４から外され、さらに図４（ｂ）に描かれるように軸１１２を引き抜いて、所望の目的に使われることができる。例えば、転写されたパターンにメッキ等で導体を充填すれば、円筒状の回路基板を作ることができる。
【００３８】
回路が形成された円筒基体１０２の円筒側面に、熱可塑性樹脂を塗布するなどによって別の転写層を形成し、再びナノインプリント装置１００を用いて新たな転写層に別の回路パターンを転写することができる。これを繰り返すことで、円筒状の積層回路基板を製造することが可能となる。積層回路基板を製造する場合、層間の位置関係がずれないように、回路パターンを転写することが必要になるが、この課題に対応した実施例が、後に説明される。
【実施例２】
【００３９】
実施例２では、円筒側面へのナノインプリントにおいて、パターンが転写される円筒側面中の位置を正確に制御しうる実施態様を説明する。実施例２は、特に積層回路基板を製造するときに有用な実施態様である。実施例２の説明の後半では、積層回路基板の製造方法の例も説明される。
【００４０】
図５は、実施例２に係る円筒状被成形体２００とモールド２０４を側面から見た概念図、図６ａは円筒状被成形体２００の斜視図である。被成形体２００は、実施例１における軸１１２に対応する軸２１２を備える。軸２１２は軸１１２と同じ機能を有するが、その一部に切り欠き部２０５を有するところが異なる。また軸２１２の周りには熱可塑性樹脂により転写層２０２が形成される。転写層２０２は実施例１における円筒基体１０２に対応するが、切り欠き部２０５の部分は図５や図６ａに示されるように転写層が形成されないところが異なっている。切り欠き部２０５は、図６ａに描かれるごとく、軸２１２の軸方向に延びる溝のように、転写層２０２及び軸２１２に形成される。
【００４１】
実施例２では、実施例１におけるモールド１０４の代わりにモールド２０４を用いる。モールド２０４は、切り欠き部２０５に嵌合するための凸条２０７を有する。それ以外はモールド２０４はモールド１０４と同じ機能を有し、転写層２０２に転写すべきパターン２０９が形成されている。
【００４２】
切り欠き部２０５は、開口端から奥へ向けて開口径がすぼむ形状を有しており、また凸条２０７は、先端部から基部にかけて断面が太くなる形状を有する。このような形状とすることで、転写層２０２をモールド２０４に対置させた時に、凸条２０７が切り欠き部２０５へ自然に嵌め込まれるようにすることができる。
【００４３】
軸２１２や転写層２０２，モールド２０４は、実施例１におけるナノインプリント装置１００で使用されることができる。すなわち、軸２１２は軸受１１４によって回転自在に支持され、また軸受１１４を介してプレス装置１２０によって転写層２０２ごとモールド２０４に押し付けられる。モールド２０４はステージ１０８によって固定保持されると共に、水平方向に動かされることができる。
【００４４】
なお、切り欠き部２０５は図６ａに示されるような溝状に形成されても良いが、図６ｂに示されるように、孔状に形成されてもよい。図６ｂは、円筒状被成形体２００の変形例２００’を示した図である。２０２’は図６ａの転写層２０２に対応する転写層であり、２１２’は図６ａの軸２１２に対応する軸である。図６ａの切り欠き部２０５に対応する構造は、嵌合孔２０５’で示されており、転写層２０２’の２カ所に形成されている。２００’のような被成形体を用いる場合、モールド２０４に形成される凸条２０７に対応する嵌合構造も、嵌合孔２０５’に対応して突起物状の構造が２カ所に設けられることになる。
【００４５】
図７は、実施例２におけるナノインプリント実行時の様子を示す図である。転写層２０２をモールド２０４に押し付ける前に、まず切り欠き部２０５と凸条２０７とが嵌合するように、転写層２０２とモールド２０４を接触させる（図７ａ）。これにより、転写層２０２とモールド２０４との位置合わせを正確に行なうことができる。続いてプレス装置１２０によって、転写層２０２を、軸２１２ごとモールド２０４の面に垂直な方向２１１へ押し付ける。すなわち転写層２０２をモールド２０４へ押し付ける。さらにステージ１０８がモールド２０４を水平方向２１３へゆっくりと動かす。すると、軸２１２は軸受１１４によって回転自在に支持されているため、軸２１２と転写層２０２は、モールド２０４に押し付けられたまま、方向２１５の向きに転がるように動く。切り欠き部２０５と凸条２０７が上記のような形状をしているため、切り欠き部２０５と凸条２０７との離脱がスムーズに行なわれることができる。モールド２０４に接している転写層２０２の部分は、モールド２０４を介してヒータ１１０によってガラス転移温度付近まで熱せられる。このため、接触部分はパターン２０９によって変形させられ、パターン２０９が転写される。図７ｂ〜ｄに描かれるように、モールド２０４の移動に伴って転写層２０２が回転し、転写層２０２の異なる部分が次々にモールド２０４の異なる部分に押し付けられる。最終的には平面状のモールド２０４に形成されたパターン２０９の全体が、円筒状の転写層２０２に転写される（図７ｄ）。
【００４６】
図８と９を用いて、円筒状の積層回路基板を製造する実施態様を説明する。図８は、パターンが転写された転写層２０２に新たな転写層を形成する様子を示した図である。図８ａは、図７ｄでモールド２０４のパターン２０９の転写が完了した被成形体２００を描いたものであり、転写層２０２に転写されたパターン２２１が形成されている。図８ｂでは、パターン２２１に金属を充填して層２０２の回路を完成させるため、層２０２を無電解メッキにより銅２２２をコーティングした様子が示されている。メッキ作業によって切り欠き部２０５が消失しないように、メッキ中は切り欠き部２０５を保護ジグ２２４で覆う。その後、表面を研磨して余分なメッキを落とすと、パターン２２１のみが銅で充填され、層２０２の回路が完成する（図８ｃ）。次に、回路が完成した転写層２０２の上に、熱可塑性樹脂を塗布して新たな転写層２２５を形成する（図８ｄ）。転写層２２５の形成中も、切り欠き部２０５が消失しないように、切り欠き部２０５が保護ジグ２２４で覆われる。保護ジグ２２４のおかげで、新たな転写層２２５が形成された後も、切り欠き部２０５は消失せずに残る（図８ｅ）。
【００４７】
図９は、図８で作られた被成形体２００に、新たなパターンを転写する様子を示した図である。この転写にはモールド２３１が用いられる。図９ａに描かれるように、モールド２３１は、転写すべきパターン２３５を備えるほか、モールド２０４と同様に、切り欠き部２０５に嵌合する凸条２３３を備える。そして転写層２０２の転写プロセスと同様に、まず切り欠き部２０５と凸条２３３とが嵌合するように、転写層２２５とモールド２３１とを接触させる（図９ｂ）。これにより、転写層２２５とモールド２３１との位置合わせを正確に行なうことができるのみならず、転写層２０２に形成された回路２３３とモールド２３１との位置合わせを正確に行なうことができる。すなわち、この実施例で製造された積層回路基板は、上層の回路と下層の回路の位置関係を正確に合わせることができる。切り欠き部２０５と凸条２３３を嵌合させることにより位置合わせをした後は、図７のように、被成形体２２５をモールド２３１に押し付けつつ転動させることで、符号２２７で示すように、モールドのパターン２３５を転写層２２５に転写することができる（図９ｃ）。
【００４８】
図８，図９に示されたステップを繰り返すことで、円筒状の積層回路基板を製造することが可能となる。また、切り欠き部２０５が消失しないようにメッキや転写層の形成を行なうと共に、切り欠き部２０５に嵌合する嵌合突起を備えたモールドのセットを用いることで、層間の回路の位置関係を正確に合わせながら積層回路基板を製造することが可能となる。
【実施例３】
【００４９】
実施例３では、円筒状の積層回路基板を製造するにおいて、実施例２の切り欠き部２０５も、ナノインプリントで形成する実施態様を説明する。図１０はかかる実施態様における円筒側面へのナノインプリント方法を説明するための図である。
【００５０】
図１０（ａ）を参照する。実施例３における被成形体３００は、実施例１や実施例２における被成形体と同様、軸３１２の周りに樹脂転写層３０２が形成された構造をしている。軸３１２は、実施例１のナノインプリント装置１００の軸１１２に替えて用いられることができ、軸受１１４によって回転可能に支持される。軸３１２や転写層３０２は、実施例１における軸１１２や、円筒基体１０２の側面に形成された転写層と全く同じ物であることができる。
【００５１】
実施例３で用いられるモールド３０４は、転写層３０２に転写すべきパターン３０９を有する。実施例２で用いられるモールド２０４や２３１と同様、モールド３０４は、実施例１のナノインプリント装置１００で用いられることができ、ステージ１０８によって保持・移動される。しかしモールド３０４の凸条３０７は、モールド２０４の凸条２０７とは異なり、転写層３０２に切り欠き部を形成するための凸条である。
【００５２】
被成形体３００への転写プロセスは、まず転写層３０２をモールド３０４の凸条３０７へ押し付けることから始まる（図１０ｂ）。続いて転写層３０２をモールド３０４に押し付けたまま、ステージ１０８によってモールド３０４を水平方向（図１０の左方向）へ動かすことで、被成形体３００は矢印３１０のようにモールド３０４上を転がるように動く（図１０ｃ、図１０ｄ）。図１０ｃには、凸条３０７による切り欠き部３１５や、パターン３０９による転写パターン３１６が、転写層３０２に形成されている様子が示されている。
【００５３】
次に、被成形体３００の多層化プロセスを、図１１と図１２を用いて説明する。図１１は、パターンが転写された転写層３０２に新たな転写層を形成する様子を示した図である。図１０ｂ〜ｄのプロセスによって、転写パターン３１６が形成された被成形体（図１１ａ）に、メッキにより転写パターン３１６内に金属を充填して回路３１７を形成し（図１１ｂ）、さらに回路３１７が形成された転写層３０２の上に、熱可塑性樹脂を塗布して新たな転写層３２２を形成する。メッキや転写層３２２を形成する間、切り欠き部３１５が消失しないよう、切り欠き部は保護ジグ３２４で保護される。
【００５４】
図１２は、図１１で作られた被成形体３００に新たなパターンを転写する様子を示した図である。図１２ａは、転写層３２２にパターンを転写するモールド３３１を描いたものである。モールド３３１は、転写すべきパターン３３３の他に、切り欠き部３１５に嵌合する凸条３３２を備えている。転写層３２２への転写プロセスでは、まず始めに切り欠き部３１５と凸条３３２が嵌合させられる。これによって、転写層３０２の回路パターンと、転写層３２２の回路パターンの位置関係を、正確に定めることができる。切り欠き部３１５と凸条３３２を嵌合させて位置合わせを行なった後、転写層３２２をモールド３３１へ押し付けながらモールド３３１上を転動させることにより、モールド３３１のパターンを転写層３２２に転写する。
【００５５】
被成形体に位置合わせ用の凹構造を転写するための位置合わせ構造転写部を備えるモールドと、転写された凹構造に嵌合するための凸構造を備えるモールドのセットを用いることにより、層間の位置関係を正確に合わせながら積層回路基板を製造することが可能となる。
【実施例４】
【００５６】
図１３から図１５を用いて、本発明を適用したナノインプリント装置の別の実施例を説明する。図１３は、この実施例にかかるナノインプリント装置の原理を理解するための概念図である。ナノインプリント装置４００は、円筒又は円柱状の被成形体４０２に、平面状のモールド４０４のパターンを転写するナノインプリント装置である。被成形体４０２は、例えば図６ａや図６ｂに示されるように、円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成されており、ここにモールド４０４の表面に形成されたパターンが転写される。
【００５７】
ナノインプリント装置４００は、被成形体４０２に外接する、ローラー４１０及び４２０、ローラー４１０及び４２０を回転自在に指示するフレーム４３０を備える。ローラー４１０は、軸部４１３の両端に外接部４１１及び４１２が形成された構造を有しており、外接部４１１及び４１２は被成形体４０２に直接に接するが、軸部４１３は被成形体４０２に接触しないようになっている。同様にローラー４２０も、軸部４２３の両端に外接部４２１及び４２２が形成された構造を有しており、外接部４２１及び４２２は被成形体４０２に直接に接するが、軸部４２３は被成形体４０２に接触しない。
【００５８】
ナノインプリント実行時において、フレーム４３０は、図示しない押圧機構によって、モールド４０４の表面に垂直な方向（矢印４４１参照）へ押圧される。この押圧力はローラー４１０及び４２０の外接部４１１，４１２，４２１，４２２を介して被成形体４０２に伝えられる。これによって被成形体４０２の転写層がモールド４０４に押し付けられ、パターンの転写が行われる。このとき被成形体４０２の転写層は、モールド４０４（又は被成形体４０２の基体）を介し、図示しないヒータによって、パターンの転写が可能となる温度まで熱せられる。
【００５９】
さらにナノインプリント実行時において、モールド４０４は、図示しない可動機構によって、前記押圧力に垂直な方向、すなわちモールド４０４の表面に平行な方向（矢印４４２）へ、ゆっくりと動かされる。すると被成形体４０２は、円柱状であり、さらに回転自在なローラー４１０及び４２０によって挟まれているため、被成形体４０２とモールド４０４との摩擦力によって、矢印４４４のようにモールド４０４上で回転する。このときローラー４１０及び４２０は、外接部４１１，４１２，４２１，４２２において円柱被成形体４０２に密着しているが、ローラー４１０及び４２０はフレーム４３０に対して回転自在に支持されているため、被成形体４０２と外接部４１１，４１２，４２１，４２２の摩擦力により、被成形体４０２の回転に伴って、ローラー４１０及び４２０も矢印４４５の方向に回転する。このためローラー４１０及び４２０は、被成形体４０２がモールド４０４上を転動するのを妨げることなく、被成形体４０２をモールドに押し付けることができる。被成形体４０２の転動がスムーズに行なわれるように、被成形体４０２とモールド４０４の一部に、これらの間の摩擦力を増すような構造を形成してもよい。同様に、被成形体４０２の回転に伴ってローラー４１０及び４２０がスムーズに回転するように、外接部４１１，４１２，４２１，４２２と被成形体４０２の一部に、これらの間の摩擦力が増すような構造を設けてもよい。モールド４０４が移動すると共に被成形体４０２がその上で転動することにより、転写層の未転写部分がモールド４０４の別の部分へと順次押し付けられ、もって円筒側面へ形成された転写層全体へのナノインプリントが行なわれる。被成形体４０２の転動中において、ローラー４１０及び４２０は、その両端部４１１，４１２，４２１，４２２においてのみ被成形体４０２に接触するため、パターンが転写されたばかりの転写層に余計なストレスをかけることはない。
【００６０】
このようにナノインプリント装置４００は、被成形体４０２をモールド４０４に押し付けながらモールド４０４上を転動させることにより、平面状のモールドの表面に形成されたパターンを、円筒側面の一部又は全部をなす形状に形成された転写層に、転写することができる。このような形状へのナノインプリントが可能になれば、円筒側面状の基板に回路配線を形成したり、軸状の部材の表面に溝を形成したりするなど、様々な用途への応用が期待できる。後者の一例として、動圧軸受のシャフトの微細溝を形成する応用例が考えられる。むろん、単なる装飾用途のためにパターンを転写するような応用も考えられる。
【００６１】
図１４を用いて、実施例４にかかるナノインプリント装置のより具体的な実施態様を説明する。図１４（ａ）は、この実施例に係るナノインプリント装置５００を側面から見た図、図１４（ｂ）はナノインプリント装置５００を上面から見た図である。
【００６２】
ナノインプリント装置５００は、ナノインプリント装置４００のように、円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成形体５０２に、平面状のモールド５０４に形成されたパターンを転写するナノインプリント装置である。ナノインプリント装置５００は、上記のローラー４１０及び４２０に対応するローラー５１０及び５２０、フレーム４３０に対応するフレーム５３０、ローラー５１０，５２０及びフレーム５３０を介して被成形体５０２をモールド５０４に押し付けるプレス装置５３２を有する。ローラー５１０及び５２０は、ローラー４１０及び４２０のように、被成形体５０２には接触しない軸部と、該軸部の両端に設けられた、被成形体５０２に接触する外接部とを有し、ローラー４１０及び４２０の外接部４１１，４１２，４２１，４２２に対応する外接部５１１，５１２，５２１，５２２と、ローラー４１０及び４２０の軸部４１３，４２３に対応する軸部５１３，５２３を有する。
【００６３】
またナノインプリント装置５００は、モールド５０４を保持するステージ５３５，ステージ５３５を支持する支持台５３６、ステージ５３５に接続される、表面にネジが刻まれた軸５３７、軸５３７に螺合するモータ５３８を有する。モータ５３８によって軸５３７を正転又は反転させることにより、ステージ５３５を矢印５４２又は５４３の方向へ移動することができる。またステージ５３５は内部にヒータを備え、モールド５０４を介して被成形体５０２の表面の転写層をガラス転移温度付近まで熱することができる。
【００６４】
図１５を用いてナノインプリント装置５００の動作を説明する。図１５（ａ）は、ナノインプリント開始前の様子を示している。ステージ５３５にモールド５０４が固定され、さらにモールド５０４上に円柱状被成形体５０２がセットされる。ローラー５１０及び５２０は、フレーム５３０やプレス装置５３２と共に、図示しない昇降機によって上方に引き上げられている。図１５（ｂ）は、ナノインプリント開始直後の様子を示している。ローラー５１０及び５２０は、フレーム５３０やプレス装置５３２と共に、図示しない昇降機によって引き下げられ、ローラー５１０及び５２０が、その外接部５１１，５１２，５２１，５２２において、被成形体５０２に密着させられる。さらにプレス装置５３２が、モールド５０４の表面に垂直な方向（矢印５４１参照）へ荷重をかける。この力はフレーム５３０及びローラー５１０，５２０を通じて被成形体５０２へ伝えられ、もって被成形体５０２がモールド５０４へ押し付けられる。さらにステージ５３５に内蔵されたヒータが、モールド５０４を介して、被成形体５０２の転写層を、パターン転写が可能な温度まで熱する。
【００６５】
図１５（ｃ）は、ナノインプリント実行中の１つの局面を示している。被成形体５０２は、プレス装置５３２によって、フレーム５３０及びローラー５１０，５２０を介してモールド５０４の表面へと押し付けられている。また、モータ５３８が軸５３７を回転させることにより、ステージ５３５を矢印５４２の方向へと動かす。このため、モールド５０４は被成形体５０２に対して矢印５４２の方向へと移動するが、被成形体５０２は円柱状であり、また回転自在なローラー５１０及び５２０によって挟まれているため、モールド５０４との摩擦力によって矢印５４４のようにモールド５０４上で回転する。これに伴い、ローラー５１０及び５２０は矢印５４５のように回転する。このように、被成形体５０２がモールド上を転動することにより、被成形体５０２の転写層におけるパターンが転写されていない部分が、順次モールドの新しい部分へと押し付けられ、もって円筒状転写層全体へのナノインプリントが行なわれる。ステージ５３５の移動速度は、転写層の性質に応じて、転写が十分に行なわれる速度に注意深く調節される必要がある。図１５（ｄ）はナノインプリントの最終段階の様子が示されている。
【実施例５】
【００６６】
次に、図１６〜図１８を参照して本願発明の第５の実施例について説明する。図１６は、実施例５に係るナノインプリント装置１６００の外観を模式的に描いた図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。また、図１６（ａ）は、図１６（ｂ）に対するＡ矢視図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）に対するＢ矢視図となっている。
【００６７】
ナノインプリント装置１６００も、既に説明したナノインプリント装置１００や４００と同様、円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体に、平板モールドの表面に形成されたパターンを転写するためのナノインプリント装置である。ナノインプリント装置１６００において、平板モールド１６１２は、モールド固定具を備える移動ステージ１６０４上に載置固定される。移動ステージ１６０４は台座１６０２に設置され、平板モールド１６１２を、モールド固定具ごと水平移動させることができる。円柱状の被成型体１６１６は平板モールド１６１２上に載置される。台座１６０２にはヒータが内蔵されており、ナノインプリント実行時に、移動ステージ１６０４及びモールド１６１２を介して、被成型体１６１６の転写層を熱する。
【００６８】
被成形体１６１６は、ステンレス製の円柱基体の側面に、転写層としてポリパラキシレンの膜が形成された、円柱状の被成形体である。基体の材料はステンレスでなくともよいが、なるべく硬い物質であることが好ましい。転写層の材料も、ポリパラキシレンでなくともよいが、円筒側面に均一で膜形成できる物質であることが好ましい。また回路パターンを形成する場合には、絶縁性に優れた物質であることが好ましい。
【００６９】
さらにナノインプリント装置１６００は、被成型体１６１６をモールド１６１２へ押し付けるための押し付け機１６０６と、被成型体１６１６と押し付け機１６０６との間に介在せしめられる弾性平板１６０８とを有する。図１６（ｂ）に描かれるように、押し付け機１６０６も弾性平板１６０８も、被成型体１６１６の長軸方向の幅が、被成型体１６１６の軸長よりも広くなっている。これは、押し付け機１６０６及び弾性平板１６０８が、ナノインプリント実行時に、円柱状の被成型体１６１６にかかる押し付け力を、その軸方向に亘って均一にするためである。このような構造を備えることにより、ナノインプリント装置１６００は、被成型体１６１６に撓みが生ずることを防ぎつつ被成型体１６１６をモールド１６１２へ押し付けることができる。弾性平板１６０８は、被成型体１６１６よりも柔らかい弾性体で作られ、押し付け力の微妙な不均一をその弾性力によって吸収し、被成型体１６１６へかかる押し付け力を均一なものにする働きを持つ。さらに弾性平板１６０８は、被成型体１６１６に形成されたパターンに応じて適宜変形できるだけの柔軟性を有する弾性物質で作られ、形成されたパターンが押し付け機１６０６によって破壊されることを防ぐ役割を有する。弾性平板１６０８の材料としては、シリコンゴムなどを用いることができる。
【００７０】
次に図１７及び１８を用いてナノインプリント装置１６００によるナノインプリント実行時の動作を説明する。
【００７１】
図１７（ａ）は準備段階を描いた図である。表面に転写すべきパターン１６１４を有する平板モールド１６１２を移動ステージ１６０４上に固定し、さらに側面に転写層が形成された円柱状の被成型体１６１６をモールド１６１２上に載置する。モールド及び被成型体を所定位置にセットしたら、次に図１７（ｂ）に示すように、押し付け機１６０６を、平板１６０８が被成型体１６１６に接触するまで下降させる。さらに次の段階では、図１７（ｃ）に示すように、押し付け機１６０６を図１７（ｂ）の接触位置よりさらに下降させる。すると、弾性平板１６０８は被成型体１６１６よりも柔軟な材質でできているため、符号１６０８ａで示すように弾性平板１６０８は被成型体１６１６に圧迫されて変形し、被成型体１６１６は弾性平板１６０８にめり込むことになる。なお、図１７（ｃ）では、説明のために、めり込み方が大げさに描かれていることに留意しておく。
【００７２】
次のステップにおいて、ナノインプリント装置１６００は、図１８（ａ）に描かれるように、台座１６０２に組み込まれたヒータのスイッチを入れ、ステージ１６０４及びモールド１６１２を介して、被成型体１６１６の転写層においてモールド１６１２に接している部分の温度を成型可能温度にまで上昇させる。続いてナノインプリント装置１６００は、図１８（ｂ）に描かれるように、押し付け機１６０６によって被成型体１６１６をモールド１６１２へ押し付け続けながら、ステージ１６０４を移動させることにより、モールド１６１２を図左方向へと水平移動させる。すると、被成型体１６１６の転写層と、モールド１６１２の転写パターン１６１４や平板１６０８との摩擦力などのため、被成型体１６１６は、モールド１６１２の移動に合わせてモールド１６１２上で転動する。このため、モールド１６１２が移動するにつれ、被成型体１６１６の転写層の異なる部分が、順にモールド１６１２へと押し付けられ、もって被成型体１６１６の円筒側面全体へのパターン転写が行われる。パターン転写が終了すると、成型された円柱成型体１６１６を取り出すことができるように、台座１６０２のヒータを切ると共に押し付け機１６０６を引き上げる（図１８（ｃ）参照）。
【００７３】
図１８（ｂ）に描かれるように、被成型体１６１６の転写層の各部分は、モールド１６１２に押し付けられた後、被成型体１６１６が回転するにつれてモールド１６１２から離れ、空気によって冷やされることにより硬化しながら上方へと移動し、徐々に平板１６０８へと近づいていく。ここで平板１６０８が被成型体１６１６の転写層より硬い材質でできていると、せっかく転写・成型されたパターンが、平板１６０８に接触した途端に潰されるなどして破壊されてしまう可能性がある。しかしナノインプリント装置１６００においては、平板１６０８を、被成型体１６１６の転写層よりも柔らかい弾性体によって形成しているため、そのようなことは起こり難くなっている。すなわち平板１６０８は、被成型体１６１６の転写層に形成されたパターンに応じて適宜変形しうるため、そのパターンが破壊されることを防ぐ役割を有している。
【００７４】
このように、ナノインプリント装置１６００によれば、極細径であったりするなどして、撓みやすい円筒又は円柱被成型体に対しても、円筒側面に対する微細パターンの転写を安定的に行うことが可能である。
【００７５】
以上、本発明の実施態様を好適な実施例を挙げて説明したが、これらの実施例は本発明を制限するものではなく、また、本発明の範囲を逸脱せずに様々な変形が可能であることは、言うまでもない。例えば、上記の実施例で説明したモールドはいずれも平面状のモールドであったが、本発明は曲面状のモールドを用いることを制限するものではない。また、転写層とモールドとの位置合わせのための嵌合構造として実施例において例示したものは、断面が三角形となるような凹溝と凸条であったが、本発明の実施態様がこれに制限されることはない。例えば凹としては、円錐や三角錐、四角錐状の凹みであったり、断面が三角形や台形となる溝状（谷状）の構造物であったりすることができる。また凸構造としては、円錐や三角錐、四角錐状の突起物であったり、断面が三角形や台形となる凸条（線条、稜状）構造物であったりすることができる。さらに、上記の実施例で用いた被成形体は、円筒側面のほぼ全部をなすような形状の転写層を有していたが、これは単なる例示であって、本発明は、およそ円錐又は円筒側面の一部をなすような形状に転写層が形成された被成形体へのナノインプリントへも適用可能なことは、本明細書の全趣旨より当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明によるナノインプリント装置１００を横から見た概念図である。
【図２】ナノインプリント装置１００の一部の拡大斜視図である。
【図３】ナノインプリント装置１００の動作中の様子を説明するための概念図である。
【図４】パターンが転写された円筒基体１０２の略図である。
【図５】実施例２に係る円筒状被成形体２００とモールド２０４を側面から見た概念図である。
【図６ａ】円筒状被成形体２００の斜視図である。
【図６ｂ】円筒状被成形体２００の変形例を示す図である。
【図７】実施例２におけるナノインプリント実行時の様子を示す図である。
【図８】パターンが転写された転写層２０２に新たな転写層を形成する様子を示した図である。
【図９】図８で作られた被成形体２００に新たなパターンを転写する様子を示した図である。
【図１０】実施例３に係る円筒側面へのナノインプリント方法を説明するための図である。
【図１１】パターンが転写された転写層３０２に新たな転写層を形成する様子を示した図である。
【図１２】図１１で作られた被成形体３００に新たなパターンを転写する様子を示した図である。
【図１３】実施例４にかかるナノインプリント装置の原理を理解するための概念図である。
【図１４】実施例４にかかるナノインプリント装置のより具体的な実施態様を示す概念図である。
【図１５】実施例４にかかるナノインプリント装置の動作を説明するための図である。
【図１６】実施例５に係るナノインプリント装置１６００の外観の模式図
【図１７】ナノインプリント装置１６００の動作説明図
【図１８】ナノインプリント装置１６００の動作説明図
【符号の説明】
【００７７】
１００ ナノインプリント装置
１０２ 円筒基体
１０４ モールド
１０８ ステージ
１１０ ヒータ
１１２ 軸
１１４ 軸受
１１８ 円筒部材固定ジグ
１２０ プレス装置
２００ 円筒状被成形体
２０２ 転写層
２０４ モールド
２０７ 凸条
１６００ ナノインプリント装置
１６０４ 移動ステージ
１６０２ 台座
１６０６ 押し付け機
１６０８ 弾性平板
１６１２ 平板モールド
１６１６ 被成型体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に転写層が形成された被成形体を、モールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、前記モールドの表面に形成されたパターンを前記転写層に転写することを特徴とする、ナノインプリント方法。
【請求項２】
およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす面にパターンが形成された成型体の製造方法であって、前記面に転写層が形成された被成形体を、モールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、前記モールドの表面に形成されたパターンを前記転写層に転写するステップを備えることを特徴とする、製造方法。
【請求項３】
ナノインプリント装置であって、該装置は、およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に形成された転写層に、モールドの表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、
・ 前記基体に着接する第１のジグと、
・ 前記第１のジグを回転自在に支持する第２のジグと、
・ 前記第２のジグに連結され、前記第１のジグ及び前記第２のジグを介して前記基体を前記モールドに押し付ける押し付け部と、
・ 前記モールドを保持すると共に、前記モールドを前記押し付け力に略垂直な方向に移動させる、可動保持部と、
を備えることを特徴とする、ナノインプリント装置。
【請求項４】
前記第１のジグは、前記基体を貫通して前記基体に内接する軸状のジグであり、前記第２のジグは、前記軸状ジグを回転自在に支持する軸受状のジグであることを特徴とする、請求項３に記載のナノインプリント装置。
【請求項５】
前記第１のジグは、前記基体に外接するローラー状のジグであり、前記第２のジグは、前記ローラージグを回転自在に支持するフレームであることを特徴とする、請求項３に記載のナノインプリント装置。
【請求項６】
前記ローラージグを少なくとも２つ有する請求項５に記載のナノインプリント装置。
【請求項７】
前記ローラージグは、その端部によって前記基体に当接する構造を有する請求項５又は６に記載のナノインプリント装置。
【請求項８】
ナノインプリント装置であって、該装置は、およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体に、平板モールドの表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、
・ 前記平板モールドを固定保持するモールド固定具と、
・ 前記平板モールドを前記モールド固定具ごと水平移動させることを可能とする移動ステージと、
・ 前記平板モールド上に載置された前記被成型体を、前記平板モールドに押し付ける押し付け機と、
・ 前記押し付け機と前記被成型体との間に設けられると共に、前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有し、前記転写層より柔らかい弾性体によって形成される弾性層と、
を備えることを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項９】
前記押し付け機は、前記弾性層を介して前記被成型体を押し付ける部位が、前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有する平面である、請求項８に記載のナノインプリント装置。
【請求項１０】
側面の一部又は全部にパターンが形成された円筒又は円柱状成型体をナノインプリントによって製造する方法であって、
・ およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体と、表面に転写すべきパターンが形成された、平板状のナノインプリント用モールドとを準備するステップと、
・ 水平移動が可能な載物台上に前記モールドを固定するステップと、
・ 前記モールド上に前記被成型体を載置するステップと、
・ 前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有し、前記転写層より柔らかい弾性体によって形成される弾性層を介して、前記被成型体を前記モールド上に押し付けるステップと、
・ 前記押し付けを継続しつつ、前記被成型体が前記モールド上で転動するように、前記モールドを前記載物台によって移動させるステップと、
を有する製造方法。
【請求項１】
およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす形状に転写層が形成された被成形体を、モールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、前記モールドの表面に形成されたパターンを前記転写層に転写することを特徴とする、ナノインプリント方法。
【請求項２】
およそ円錐又は円筒の側面の一部又は全部をなす面にパターンが形成された成型体の製造方法であって、前記面に転写層が形成された被成形体を、モールドに押し付けながら前記モールド上を転動させることにより、前記モールドの表面に形成されたパターンを前記転写層に転写するステップを備えることを特徴とする、製造方法。
【請求項３】
ナノインプリント装置であって、該装置は、およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に形成された転写層に、モールドの表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、
・ 前記基体に着接する第１のジグと、
・ 前記第１のジグを回転自在に支持する第２のジグと、
・ 前記第２のジグに連結され、前記第１のジグ及び前記第２のジグを介して前記基体を前記モールドに押し付ける押し付け部と、
・ 前記モールドを保持すると共に、前記モールドを前記押し付け力に略垂直な方向に移動させる、可動保持部と、
を備えることを特徴とする、ナノインプリント装置。
【請求項４】
前記第１のジグは、前記基体を貫通して前記基体に内接する軸状のジグであり、前記第２のジグは、前記軸状ジグを回転自在に支持する軸受状のジグであることを特徴とする、請求項３に記載のナノインプリント装置。
【請求項５】
前記第１のジグは、前記基体に外接するローラー状のジグであり、前記第２のジグは、前記ローラージグを回転自在に支持するフレームであることを特徴とする、請求項３に記載のナノインプリント装置。
【請求項６】
前記ローラージグを少なくとも２つ有する請求項５に記載のナノインプリント装置。
【請求項７】
前記ローラージグは、その端部によって前記基体に当接する構造を有する請求項５又は６に記載のナノインプリント装置。
【請求項８】
ナノインプリント装置であって、該装置は、およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体に、平板モールドの表面に形成されたパターンを転写することを特徴とし、さらに該装置は、
・ 前記平板モールドを固定保持するモールド固定具と、
・ 前記平板モールドを前記モールド固定具ごと水平移動させることを可能とする移動ステージと、
・ 前記平板モールド上に載置された前記被成型体を、前記平板モールドに押し付ける押し付け機と、
・ 前記押し付け機と前記被成型体との間に設けられると共に、前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有し、前記転写層より柔らかい弾性体によって形成される弾性層と、
を備えることを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項９】
前記押し付け機は、前記弾性層を介して前記被成型体を押し付ける部位が、前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有する平面である、請求項８に記載のナノインプリント装置。
【請求項１０】
側面の一部又は全部にパターンが形成された円筒又は円柱状成型体をナノインプリントによって製造する方法であって、
・ およそ円筒又は円柱状の基体の側面の一部又は全部に転写層が形成された被成型体と、表面に転写すべきパターンが形成された、平板状のナノインプリント用モールドとを準備するステップと、
・ 水平移動が可能な載物台上に前記モールドを固定するステップと、
・ 前記モールド上に前記被成型体を載置するステップと、
・ 前記被成型体の長軸と同じかそれ以上の幅長を有し、前記転写層より柔らかい弾性体によって形成される弾性層を介して、前記被成型体を前記モールド上に押し付けるステップと、
・ 前記押し付けを継続しつつ、前記被成型体が前記モールド上で転動するように、前記モールドを前記載物台によって移動させるステップと、
を有する製造方法。
【図２】
【図４】
【図１】
【図３】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図４】
【図１】
【図３】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−７６３５８（Ｐ２００７−７６３５８Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３８７２０（Ｐ２００６−１３８７２０）
【出願日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（０００２４０４７７）並木精密宝石株式会社 (210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（０００２４０４７７）並木精密宝石株式会社 (210)
【Ｆターム（参考）】
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