転写装置及び転写方法
【課題】従来よりも的確な転写をする転写装置を提供する。
【解決手段】ローラーヘッド１１によりモールド２１を被成型品６０に線状に押圧して、この押圧している部位に紫外線を照射することにより、モールド２１に形成された微細な転写パターンを被成型品６０に転写させる転写装置１において、被成型品６０を保持するステージ側装置３０と、ステージ側装置３０を移動させることによりローラーヘッド１１が転動してモールド２１が押圧している押圧部位６１を移動させるベース側装置４０と、押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向に紫外線を照射する紫外線照射装置５０とを有する。
【解決手段】ローラーヘッド１１によりモールド２１を被成型品６０に線状に押圧して、この押圧している部位に紫外線を照射することにより、モールド２１に形成された微細な転写パターンを被成型品６０に転写させる転写装置１において、被成型品６０を保持するステージ側装置３０と、ステージ側装置３０を移動させることによりローラーヘッド１１が転動してモールド２１が押圧している押圧部位６１を移動させるベース側装置４０と、押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向に紫外線を照射する紫外線照射装置５０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型に形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写する転写装置及び転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体露光装置や電子電描画装置などでシリコン基板等に微細な転写パターンを形成して型（以下、モールド）を作製し、被成型品にモールドを所定の圧力で押圧して型に形成された転写パターンを転写するために、例えば、特開２００７−１９４５１号公報（特許文献１）に記載された転写装置が提案されている。この転写装置は、被成型品をヒータにより加熱してモールドを押圧し、その後、被成型品を冷却させることにより被成型品に転写パターンを転写することができるものである。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された転写装置の構成図を示す図である。図９に示すように、転写装置５００は、被成型品５０２を固定するステージ５０４と、モールド５０６を保持するモールド保持部５０８ａ、５０８ｂ、５０９ａ、５０９ｂと、モールド５０６をモールド保持部５０８、５０９ごと昇降させるモールド昇降機構５１０と、モールド５０６を被成型品５０２に押し付けるヘッド５１２とから略構成されている。
【０００４】
このように構成された転写装置５００は、真空吸着又はメカクランプによって被成型品５０２をステージ５０４に固定すると、モールド昇降機構５１０がモールド保持部５０８、５０９を昇降させてモールド５０６と接触させてヘッド５１２がモールド５０６を押し付ける。さらに、ヘッド５１２の内部に備えられたヒータ５１４が被成型品５０２を加熱し、ステージ５０４の内部に備えられたヒータ５１４によりモールド５０６が加熱される。
【０００５】
そして、ステージ５０４が左方向５２０に移動すると、ヘッド５１２はモールド５０６を押し付けながらモールド５０６上をスライドすることとなる。このスライドによりモールド５０６が押し付けられた部分は、ヒータ５１６によって熱せられる。さらに、ヘッド５１２がスライドすると、モールド５０６が押し付けられた部分上にはヒータ５１６がなくなるため、被成型品５０２は離型が可能な温度に冷やされる。そして、ヘッド５１２が被成型品５０２全体をスライドし終えると、ヘッド５１２及びモールド保持部５０９が上昇してモールド５０６を被成型品５０２から引き離すことにより、モールド５０６に形成された微細な転写パターンを被成型品５０２に転写する。
【０００６】
また、従来、ガラス等の基板に紫外線硬化樹脂を設けておいて、ローラーを用いて基板と紫外線硬化樹脂とをモールドで押圧するとともに、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて転写をする方式が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１９４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した紫外線硬化樹脂を用いた転写では、紫外線がもれることにより、押圧前に紫外線硬化樹脂が硬化し、的確な転写がなされないおそれがあるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、紫外線硬化樹脂を用いた転写装置及び転写方法において、従来よりも的確な転写をすることができるもの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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、ローラーヘッドによりモールドを被成型品に線状に押圧して、この押圧している部位に紫外線を照射することにより、該モールドに形成された微細な転写パターンを該被成型品に転写させる転写装置において、前記被成型品を保持するステージ側装置と、前記ステージ側装置を移動させることにより前記ローラーヘッドが転動して前記モールドが押圧している押圧部位を移動させるベース側装置と、前記押圧部位から前記ステージ側装置の移動方向に紫外線を照射する紫外線照射装置とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転写装置において、前記紫外線照射装置は、前記紫外線を集光して前記押圧部位に照射し、該押圧部位を硬化反応が開始した状態に半硬化する第１紫外線照射装置と、前記半硬化した半硬化部位に前記紫外線を照射し、該半硬化部位を硬化する第２紫外線照射装置とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、モールドを被成型品に線状に押圧して、この押圧している部位を移動するとともに前記押圧部位に紫外線を照射することにより、前記モールドに形成された微細な転写パターンを該被成型品に転写させる転写方法において、前記押圧部位に線状の第１の紫外線を照射して前記被成型品を半硬化させる第１の硬化段階と、前記第１の硬化段階で半硬化した被成型品に、第２の紫外線を照射して前記被成型品を完全に硬化させる第２の硬化段階とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、紫外線硬化樹脂を用いた転写装置及び転写方法において、従来よりも的確な転写をすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る転写装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る転写装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る転写装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る転写装置の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る転写装置の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る転写装置の概略図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る転写装置の概略図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る転写装置の概略図である。
【図９】従来における転写装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。はじめに、図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の断面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の動作を説明するための図である。
【００１６】
はじめに、図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る転写装置の構成について説明する。
【００１７】
図１から図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る転写装置１は、ローラーヘッド１１を転動可能に軸支したローラー側装置１０と、モールド２１を昇降可能に保持したモールド側装置２０と、被成型品６０を保持するステージ側装置３０と、ステージ側装置３０を相対的に移動させるベース側装置４０と、被成型品６０（所定の粘度を有し、紫外線で硬化する樹脂）に紫外線を照射する紫外線照射装置５０から略構成されている。
【００１８】
図１に示すように、ローラー側装置１０は、モールド２１を被成型品６０に線状に押圧するローラーヘッド１１と、ベース側装置４０に固定されたローラー側柱１２から構成されている。ローラーヘッド１１は、電気モータ（図示省略）の駆動によってモールド２１上で昇降が可能に構成されている。従って、モールド２１及び被成型品６０を交換する際にはローラーヘッド１１を上昇し、モールド２１を被成型品６０に押圧する際にはローラーヘッド１１を下降するように制御することができる。
【００１９】
また、ローラーヘッド１１は、ステージ側装置３０を相対的に移動させることにより転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１を移動させる。例えば、図２に示すように、ステージ側装置３０が矢印Ａ方向に移動した場合、ローラーヘッド１１は矢印Ｂ方向に回転することにより、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位（図３（ｂ）等の紙面に直交する方向に直線的に延びている押圧部位）６１を移動させる。
【００２０】
図３に示すように、モールド側装置２０は、微細な転写パターンが形成されたシート状のモールド２１と、モールド２１に連結されたスプリング２２ａ、２２ｂと、スプリング２２ａ、２２ｂが連結されたモールド側柱２３ａ、２３ｂと、モールド側柱２３ａ、２３ｂに貫通したプーラー２４ａ、２４ｂから構成されている。微細な転写パターンは、例えば、多数の微細な凹凸で形成されており、その高さやピッチが可視光線の波長程度か若しくは可視光線の波長よりもわずかに大きいか、わずかに小さいパターンとなっている。
【００２１】
モールド２１は、半導体露光装置や電子電描画装置などで被成型品６０を押圧する面に微細な転写パターンが形成されたニッケル電鋳で構成されている。また、モールド２１は、スプリング２２ａ、２２ｂを介してモールド側柱２３ａ、２３ｂに連結されているため、転写する際にモールド２１にかかる力をスプリング２２ａ、２２ｂの弾性力で吸収することができる。
【００２２】
モールド側柱２３ａ、２３ｂとプーラー２４ａ、２４ｂは、モールド２１の左右に２組設けられ、モールド２１の一端及び他端をスプリング２２ａ、２２ｂを介して固定することによりモールド２１を保持する。また、プーラー２４ａ、２４ｂは、ステッピングモータ（図示省略）の駆動によって昇降が可能に構成されている。プーラー２４ａ、２４ｂの昇降により、モールド２１は、被成型品６０上で昇降が可能に保持されている。従って、被成型品６０を交換する際にはモールド２１を上昇し、モールド２１を被成型品６０に接触する際にはモールド２１を下降するように制御することができる。
【００２３】
さらに、２組のプーラー２４ａ、２４ｂは、同期して昇降することでモールド２１を水平に保持することができるが、同期せずに独立して昇降が可能に構成されているため、例えば、２４ａのみを昇降することでモールド２１を斜めに保持することができる。
【００２４】
図１及び図２に示すように、ステージ側装置３０は、被成型品６０が設けられているガラス基板３１を真空吸着等によって保持して紫外線を被成型品６０へ透過するガラスステージ３２と、ガラス基板３１の変形を抑制するバックアップローラー３３ａ、３３ｂから構成されている。
【００２５】
図２に示すように、バックアップローラー３３ａ、３３ｂは、ガラスステージ３２の裏面側に設けられており、ステージ側装置３０が移動するとバックアップローラー３３ａ、３３ｂが転動するように構成されている。バックアップローラー３３ａ、３３ｂは、紫外線照射装置５０の左側及び右側にそれぞれ設けられており、例えば、ステージ側装置３０が矢印Ａ方向に移動した場合、バックアップローラー３３ａ、３３ｂは矢印Ｃ方向に回転することによりガラス基板３１の変形を抑制する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、ベース側装置４０は、ステージ側装置３０の嵌合部（図示省略）と嵌合するレール４１と、レール４１を保持するベース板４２から構成されている。ベース装置４０は、ステージ側装置３０をレール４１の長手方向に移動可能に構成されている。そして、ステージ側装置３０がレール４１上を移動することによりローラーヘッド１１が転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１を移動させる。
【００２７】
図２に示すように、紫外線照射装置５０は、ベース側装置４０に固定されている。そして、紫外線照射装置５０は、押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向に紫外線を照射することにより、被成型品（紫外線硬化樹脂）６０を硬化する。つまり、紫外線照射装置５０は、ステージ側装置３０の移動方向とは反対側に紫外線がもれないように（押圧される前の紫外線硬化樹脂には、紫外線がもれて照射されないように）、押圧部位６１からすでに押圧された部位に向かって紫外線を照射する。
【００２８】
このように、紫外線照射装置５０は、押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向に紫外線を照射することにより被成型品６０を硬化するため、モールド２１が押圧する前に被成型品６０が硬化することがない。従って、従来よりも的確な転写をすることができる。すなわち、紫外線硬化樹脂６０が押圧される前に硬化してしまうことによる転写不良の発生を抑制することができる。
【００２９】
また、紫外線照射装置５０により、モールド２１が押圧している押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向の被成型品６０に紫外線を照射して硬化するため、加熱による転写と比較して被成型品６０を離型可能な温度まで冷す時間が短縮され、製造における生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間であるタクトタイムが少ない。
【００３０】
次に、図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る転写装置１の動作について説明する。図３（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の動作開始直後を示す図である。図３（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の押圧動作を示す図である。図３（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の転写動作を示す図である。図３（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の転写動作を示す図である。図３（ｅ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の動作終了直後を示す図である。
【００３１】
図３では、紫外線照射装置５０は、押圧部位６１に下方から平行線の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射する場合について説明する。しかしながら、モールド２１が押圧する前の被成型品６０が硬化する場合には、すでに押圧された部位（押圧される前の被成型品６０が硬化しない部位）に紫外線を照射するように紫外線照射装置５０の位置を変更することが可能である。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、被成型品６０に転写を開始する際、プーラー２４ａ、２４ｂは、ステッピングモータ（図示省略）の駆動により、真空吸着等によってガラス基板３１に固定した被成型品６０とモールド２１が所定の間隔を保つ位置まで下降する。また、ローラーヘッド１１も電気モータ（図示省略）の駆動により、モールド２１に接触するまで下降する。
【００３３】
ローラーヘッド１１がモールド２１に接触すると、図３（ｂ）に示すように、ローラーヘッド１１は、電気モータ（図示省略）の駆動により、モールド２１を被成型品６０に加重Ｆで線状に押圧する。また、ローラーヘッド１１によりモールド２１が被成型品６０を押圧すると、ローラーヘッド１１の転動方向にあるプーラー２４ａを上昇する。プーラー２４ａが所定の位置で停止すると、スプリング２２ａの弾性力によって、モールド２１は被成型品６０を押圧した押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置で保持される。
【００３４】
このように、モールド２１を押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置で保持することにより、ローラーヘッド１１の転動時にモールド２１と被成型品６０の間に気泡が入ることがなく、高精度に転写することが可能となる。
【００３５】
さらに、図３（ｂ）に示すように、ベース側装置４０に固定された紫外線照射装置５０は、ローラー１１によりモールド２１が被成型品６０を押圧した押圧部位６１に、下方から平行線の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射することにより、被成型品６０を硬化する。
【００３６】
図３（ｃ）に示すように、モールド２１を押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置に保持すると、ステージ側装置３０は矢印Ａ方向にレール４１上を所定の速度（転写が可能な速度）で移動する。ステージ側装置３０が移動すると、ローラーヘッド１１が転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１が徐々に移動する。
【００３７】
また、ステージ側装置３０は、モールド２１が被成型品６０を押圧する押圧部位６１が常に紫外線照射装置５０の上方に位置するように移動する。つまり、ローラーヘッド１１の転動による押圧部位６１の移動に伴い、押圧部位６１に常に紫外線が当たるようにステージ側装置３０が移動する。
【００３８】
ステージ側装置３０が移動すると、図３（ｄ）に示すように、ステージ側装置３０の移動方向にあるプーラー２４ｂが徐々に上昇する。プーラー２４ｂが上昇することにより、モールド２１が被成型品６０を押圧した押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向のモールド２１は、被成型品６０から引き離される。つまり、ローラーヘッド１１によりモールドが押圧した押圧部位６１に紫外線照射装置５０が紫外線を照射することにより被成型品６０に転写パターンを転写し、プーラー２４ｂは、転写後に離型が実行できる速度で上昇する。プーラー２４ｂが上昇すると、スプリング２２ｂの弾性力によってモールド２１と被成型品６０が離型する。
【００３９】
モールド２１が押圧した被成型品６０に紫外線を照射し、被成型品６０の硬化が終わると、図３（ｅ）に示すように、ローラーヘッド１１を電気モータ（図示省略）の駆動により上昇する。また、プーラー２４ａ、２４ｂは、ステッピングモータ（図示省略）の駆動により、モールド２１と被成型品６０が所定の間隔を保つ位置まで上昇して転写を終了する。
【００４０】
このようにして、本発明の第１実施形態に係る転写装置１は、被成型品６０を保持するステージ側装置３０と、ステージ側装置３０を移動させることによりローラーヘッド１１が転動してモールド２１が押圧している押圧部位６１を移動（変更）させるベース側装置４０と、押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向に紫外線を照射する紫外線照射装置５０とを有する。
【００４１】
そして、本発明の第１実施形態に係る転写装置１によれば、紫外線照射装置５０により、モールド２１が押圧している押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向の被成型品６０に紫外線を照射するため、紫外線がもれることにより、モールド２１が押圧する前に被成型品６０が硬化することがない。従って、従来よりも的確な転写を行うことができる。
【００４２】
また、紫外線照射装置５０により、被成型品６０を硬化するため、加熱による転写と比較して被成型品６０を離型可能な温度まで冷す時間が短縮され、製造における生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間であるタクトタイムが少ない。
【００４３】
さらに、ローラーヘッド１１の内部に被成型品６０を加熱するヒータ等を備える必要がないため、ローラーヘッド１１の荷重によって被成型品６０が撓むことがなく均一に押圧することができる。従って、転写後の被成型品６０の厚さを均一にすることが可能となる。
【００４４】
本発明の第１実施形態では、紫外線照射装置５０は、押圧部位６１からすでに押圧された部位の下方から、平行線の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、被成型品６０に対して所定の角度から紫外線を照射することができるように紫外線照射装置５０を所定の角度内で傾斜可能に構成してもよい。この場合、紫外線照射装置５０をステージ側装置３０の移動方向側（すでに押圧された部位）に傾斜して紫外線を照射することにより、まだ、モールド２１が押圧していない部位に紫外線がもれることを防ぐことができる。
【００４５】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の断面図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の動作を説明するための図である。
【００４６】
なお、第２実施形態に係る転写装置１００は、本発明の第１実施形態に係る転写装置１と略同様の構成等を有するため、同様の構成に関しては、説明を省略するものとする。また、第１実施形態に係る転写装置１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００４７】
はじめに、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る転写装置の構成について説明する。
【００４８】
図４及び図５に示すように、本発明の第２実施形態に係る転写装置１００は、ローラーヘッド１１を転動可能に軸支したローラー側装置１０と、モールド２１を昇降可能に保持したモールド側装置２０と、被成型品６０を保持するステージ側装置３０と、ステージ側装置３０を相対的に移動させるベース側装置４０と、被成型品６０に紫外線を照射する紫外線照射装置１５０から略構成されている。
【００４９】
紫外線照射装置１５０は、第１紫外線照射装置５１ａと、第２紫外線照射装置５１ｂから構成されている。第１紫外線照射装置５１ａ及び第２紫外線照射装置５１ｂは、ベース側装置４０に固定されている。
【００５０】
第１紫外線照射装置５１ａは、光を集光するレンズ（図示省略）により紫外線を集光する。そして、ステージ側装置３０がレール４１上を移動することによりローラーヘッド１１が転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１（図５参照）に、下方から紫外線を集光して細い紫外線（図４の左右方向における光線束の幅が極めて狭く、押圧部位６１で光線束がほぼ収束している紫外線）を被成型品６０に対して垂直に照射する（被成型品６０の押圧部位６１のたとえばほぼ真下から押圧部位６１に照射する）。紫外線が照射された押圧部位６１は、硬化反応が開始した状態（製品もしくは半製品としての離型が不可能な状態）に半硬化する。
【００５１】
ここで、半硬化とは、硬化は開始されたが硬化途中の状態であり、完全に硬化していない状態である。たとえば、半硬化した被成型品６０からモールド２１を離しても、しばらくの間（数秒〜数分もしくは数時間）は、半硬化した被成型品６０に転写された微細な転写パターン（モールド２１に形成されている微細な転写パターンの転写で形成された微細な転写パターン）が、外力を受けない限りその形態を維持するようになっている。
【００５２】
第２紫外線照射装置５１ｂは、第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を集光して照射することにより半硬化した半硬化部位６２（すでにモールド２１が押圧した部位、図５参照）に、下方からたとえば平行光の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射して半硬化部位６２を離型が可能な状態に完全に硬化する。つまり、第２紫外線照射装置５１ｂが照射する紫外線は、第１紫外線照射装置５１ａが照射する紫外線よりも相対的に太い光線であり、また、第１紫外線照射装置５１ａが発生する紫外線よりも、図４で、右側にもれない紫外線である。
【００５３】
このように、第１紫外線照射装置５１ａは、ローラーヘッド１１が転動してモールドが押圧している押圧部位６１に対して、紫外線を集光して細い光線で照射して半硬化する。押圧部位６１を細い光線で照射することにより、まだモールドが押圧していない部位に紫外線が照射されて半硬化することがないため、高精度に転写することができる。
【００５４】
また、第１紫外線照射装置５１ａにより半硬化した半硬化部位６２は、第２紫外線照射装置５１ｂにより硬化する。第１紫外線照射装置５１ａは細い光線で照射するため、第１紫外線照射装置５１ａのみでは被成型品６０を完全に硬化するには時間がかる。しかしながら、第２紫外線照射装置５１ｂにより、第１紫外線照射装置５１ａよりも太い光線で半硬化部位６２を照射して完全に硬化するため、硬化時間を短縮することにより工程作業時間を少なくすることができる。
【００５５】
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る転写装置１００の動作について説明する。図５（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の動作開始直後を示す図である。図５（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の押圧動作を示す図である。図５（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の転写動作を示す図である。図５（ｄ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の転写動作を示す図である。図５（ｅ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の動作終了直後を示す図である。
【００５６】
図５（ａ）に示すように、被成型品６０に転写を開始する際、プーラー２４ａ、２４ｂは、ステッピングモータ（図示省略）の駆動により、真空吸着等によってガラス基板３１に固定した被成型品６０とモールド２１が所定の間隔を保つ位置まで下降する。また、ローラーヘッド１１も電気モータ（図示省略）駆動により、モールド２１に接触するまで下降する。
【００５７】
ローラーヘッド１１がモールド２１に接触すると、図５（ｂ）に示すように、ローラーヘッド１１は、電気モータ（図示省略）の駆動により、モールド２１を被成型品６０に加重Ｆで線状に押圧する。また、ローラー１１によりモールド２１が被成型品６０を押圧すると、ローラーヘッド１１の転動方向にあるプーラー２４ａを上昇する。プーラー２４ａが所定の位置で停止すると、スプリング２２ａの弾性力によって、モールド２１は被成型品６０を押圧した押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置で保持される。
【００５８】
さらに、図５（ｂ）に示すように、ベース側装置４０に固定された第１紫外線照射装置５１ａは、ローラーヘッド１１によりモールド２１が被成型品６０を押圧した押圧部位６１に紫外線を集光して紫外線を照射することにより、被成型品６０を硬化が開始した状態に半硬化する。
【００５９】
図５（ｃ）に示すように、モールド２１を押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置に保持すると、ステージ側装置３０は矢印Ａ方向にレール４１上を所定の速度（転写が可能な速度）で移動する。ステージ側装置３０が移動すると、ローラーヘッド１１が転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１が徐々に移動する。
【００６０】
また、図５（ｃ）に示すように、ベース側装置４０に固定された第２紫外線照射装置５１ｂは、第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を照射することにより半硬化した半硬化部位６２に、平行光の紫外線を照射することにより半硬化部位６２を完全に硬化する。
【００６１】
また、ステージ側装置３０は、モールド２１が被成型品６０を押圧する押圧部位６１が常に第１紫外線照射装置５１ａの上方に位置するように移動する。つまり、ローラーヘッド１１の転動による押圧部位６１の移動に伴い、押圧部位６１に第１紫外線照射装置５１ａが照射する紫外線が常に当たるようにステージ側装置３０が移動する。そして、ステージ装置側装置３０の移動に伴い、第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を照射した半硬化部位６２が第２紫外線照射装置５１ｂの上方に位置する。
【００６２】
ステージ側装置３０が移動すると、図５（ｄ）に示すように、ステージ側装置３０の移動方向にあるプーラー２４ｂが徐々に上昇する。プーラー２４ｂが上昇することにより、完全に硬化した硬化部位６３上のモールド２１は、被成型品６０から引き離される。つまり、ローラーヘッド１１によりモールドが押圧した押圧部位６１に第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を照射し、押圧部位６１からステージ側装置の移動方向の被成型品６０に第２紫外線照射装置５１ｂが紫外線を照射することにより被成型品６０に転写パターンを転写し、プーラー２４ｂは、転写後に離型が実行できる速度で上昇する。プーラー２４ｂが上昇すると、スプリング２２ｂの弾性力によってモールド２１と被成型品６０が離型する。
【００６３】
第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を照射することにより半硬化した半硬化部位６２に第２紫外線照射装置５１ｂが紫外線を照射し、被成型品６０が硬化して転写が終わると、図５（ｅ）に示すように、ローラーヘッド１１は電気モータ（図示省略）により上昇する。また、プーラー２４ａ、２４ｂはステッピングモータ（図示省略）によりモールド２１と被成型品６０が所定の間隔を保つ位置まで上昇して転写を終了する。
【００６４】
このように、本発明の第２実施形態に係る転写装置１００は、紫外線を集光して押圧部位６１に照射し、押圧部位６１を硬化反応が開始した状態に半硬化する第１紫外線照射装置５１ａと、半硬化した半硬化部位６２に紫外線を照射し、半硬化部位６２を硬化する第２紫外線照射装置５１ｂとを有する。
【００６５】
そして、本発明の第２実施形態に係る転写装置１００によれば、第１紫外線照射装置５１ａは、ローラーヘッド１１が転動してモールド２１が押圧している押圧部位６１に対して、紫外線を集光して細い光線で照射して半硬化する。押圧部位６１を細い光線で照射することにより、まだモールド２１が押圧していない部位に紫外線が照射されて半硬化することがないため、高精度に転写することができる。
【００６６】
また、第１紫外線照射装置５１ａにより半硬化した半硬化部位６２は、第２紫外線照射装置５１ｂにより硬化する。第１紫外線照射装置５１ａは細い光線で照射するため、第１紫外線照射装置５１ａのみでは被成型品６０を完全に硬化するには時間がかる。しかしながら、第２紫外線照射装置５１ｂにより第１紫外線照射装置５１ａよりも太い光線で半硬化部位６２を照射して完全に硬化するため、硬化時間を短縮することにより工程作業時間が少ない。
【００６７】
本発明の第２実施形態では、第１紫外線照射装置５１ａ及び第２紫外線照射装置５１ｂはベース側装置４０に固定され、押圧部位６１及び半硬化部位６２の下方から平行線の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射する場合について説明したが、これに限定されず、被成型品６０に対して所定の角度から紫外線を照射することができるように第１紫外線照射装置５１ａ及び第２紫外線照射装置５１ｂを所定の角度内で傾斜可能に構成してもよい。特に、第１紫外線照射装置５１ａをステージ側装置３０の移動方向側（すでに押圧された部位）に傾斜して所定の角度から紫外線を照射することにより、まだ、モールド２１が押圧していない部位に紫外線がもれることを防ぐことができる。
【００６８】
次に、図６から図８を参照して、本発明の第３実施形態から第５実施形態について説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る転写装置の斜視図である。図７は、本発明の第４実施形態に係る転写装置の斜視図である。図８は、本発明の第５実施形態に係る転写装置の斜視図である。
【００６９】
なお、本発明の第３実施形態から第５実施形態に係る転写装置は、本発明の第１実施形態に係る転写装置１と略同様の構成等を有するため、同様の構成に関しては、説明を省略するものとする。また、第１実施形態に係る転写装置１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００７０】
図６に示すように、本発明の第３実施形態に係る転写装置２００は、ローラーヘッド２１１と、被成型品６０（図２参照）が設けられているガラス基板３１を保持して紫外線を被成型品６０へ透過するガラスステージ３２と、被成型品６０に紫外線を照射する紫外線照射装置５０から略構成されている。
【００７１】
ローラーヘッド２１１は、微細な転写パターンが形成されたニッケル電鋳を密着して巻き付けることにより固定した転写パターン部位２２２を有している。そして、紫外線照射装置５０は、ローラーヘッド２１１が転動することにより転写パターン部位２２２が被成型品６０（図２参照）を線状に押圧する押圧部位６１（図３参照）からすでに押圧された部位に対し、下方から紫外線を被成型品６０に照射することにより被成型品６０を硬化する。
【００７２】
このように、本発明の第３実施形態に係る転写装置２００によれば、転写パターンが形成されたニッケル電鋳を密着して巻き付ているため、転写パターン部位２２２を交換することにより転写パターンを変更することができる。また、ニッケル電鋳を密着して固定することによりニッケル電鋳のゆがみを矯正することができる。
【００７３】
また、図７に示すように、本発明の第４実施形態に係る転写装置３００は、ローラーヘッド３１１と、被成型品６０（図２参照）を保持するガラス基板３１と、ガラス基板３１を保持して紫外線を被成型品６０へ透過するガラスステージ３２と、被成型品６０に紫外線を照射する紫外線照射装置５０から略構成されている。
【００７４】
ローラーヘッド３１１は、機械加工により微細な転写パターンが形成された転写パターン部位３３３を有している。そして、紫外線照射装置５０は、ローラーヘッド３１１が転動することにより転写パターン部位３３３が被成型品６０（図２参照）を線状に押圧する押圧部位６１（図３参照）からすでに押圧された部位に対し、下方から紫外線を被成型品６０に照射することにより被成型品６０を硬化する。
【００７５】
このように、本発明の第４実施形態に係る転写装置２００によれば、ローラーヘッド３１１は、機械加工により形成された転写パターン部位３３３を有しているため、転写の精度は機械加工の精度に依存する。従って、転写パターン部位３３３を高精度に加工することにより、被成型品６０に高精度な転写をすることができる。
【００７６】
さらに、図８に示すように、本発明の第５実施形態に係る転写装置４００は、上述した第１実施形態に示した転写装置１と略同様の構成であり、ローラーヘッド４１１と、微細な転写パターンが形成されたシート状のモールド２１と、被成型品６０が設けられているガラス基板３１を保持して紫外線を被成型品６０へ透過するガラスステージ３２と、被成型品６０に紫外線を照射する紫外線照射装置５０から略構成されている。
【００７７】
図８に示す転写装置４００は、第３実施形態に示した転写装置２００及び第４実施形態に示した転写装置３００と比較して、ローラーヘッド４１１に転写パターン部位２２２、３３３（図６及び図７参照）が形成されていないため、ローラーヘッド４１１の径を小さくすることが可能となる。従って、被成型品６０の撓み等による転写精度の低下を抑制することができる。
【００７８】
また、図８に示す転写装置４００によれば、ローラーヘッド４１１が転動することにより移動した後のモールド２１と被成型品６０の接触状態を維持することができるため、ローラーヘッド４１１によりモールド２１を被成型品６０に押圧する押圧部位６１（図２参照）以外（例えば、すでに押圧された部位）にも紫外線を照射することが可能となる。従って、第５実施形態に示した転写装置４００は、第２実施形態に示した転写装置１００の第１紫外線照射装置５１ａ及び第２紫外線照射装置５１ｂ（図４及び図５参照）を適用することが可能である。
【００７９】
以上、本発明の転写装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、紫外線を照射することにより、微細な転写パターンを被成型品に転写させる上で極めて有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 転写装置
１０ ローラー側装置
１１ ローラーヘッド
１２ ローラー側柱
２０ モールド側装置
２１ モールド
２２ スプリング
２３ モールド側柱
２４ プーラー
３０ ステージ側装置
３１ ガラス基板
３２ ガラスステージ
４０ ベース側装置
４１ レール
４２ ベース板
５０ 紫外線照射装置
５１ａ 第１紫外線照射装置
５１ｂ 第２紫外線照射装置
６０ 被成型品
６１ 押圧部位
６２ 半硬化部位
６３ 硬化部位
１００ 転写装置（第２実施形態）
２００ 転写装置（第３実施形態）
３００ 転写装置（第４実施形態）
４００ 転写装置（第５実施形態）
２１１ ローラーヘッド（第３実施形態）
２２２ 転写パターン部位（第３実施形態）
３１１ ローラーヘッド（第４実施形態）
３３３ 転写パターン部位（第４実施形態）
４１１ ローラーヘッド（第５実施形態）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型に形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写する転写装置及び転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体露光装置や電子電描画装置などでシリコン基板等に微細な転写パターンを形成して型（以下、モールド）を作製し、被成型品にモールドを所定の圧力で押圧して型に形成された転写パターンを転写するために、例えば、特開２００７−１９４５１号公報（特許文献１）に記載された転写装置が提案されている。この転写装置は、被成型品をヒータにより加熱してモールドを押圧し、その後、被成型品を冷却させることにより被成型品に転写パターンを転写することができるものである。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された転写装置の構成図を示す図である。図９に示すように、転写装置５００は、被成型品５０２を固定するステージ５０４と、モールド５０６を保持するモールド保持部５０８ａ、５０８ｂ、５０９ａ、５０９ｂと、モールド５０６をモールド保持部５０８、５０９ごと昇降させるモールド昇降機構５１０と、モールド５０６を被成型品５０２に押し付けるヘッド５１２とから略構成されている。
【０００４】
このように構成された転写装置５００は、真空吸着又はメカクランプによって被成型品５０２をステージ５０４に固定すると、モールド昇降機構５１０がモールド保持部５０８、５０９を昇降させてモールド５０６と接触させてヘッド５１２がモールド５０６を押し付ける。さらに、ヘッド５１２の内部に備えられたヒータ５１４が被成型品５０２を加熱し、ステージ５０４の内部に備えられたヒータ５１４によりモールド５０６が加熱される。
【０００５】
そして、ステージ５０４が左方向５２０に移動すると、ヘッド５１２はモールド５０６を押し付けながらモールド５０６上をスライドすることとなる。このスライドによりモールド５０６が押し付けられた部分は、ヒータ５１６によって熱せられる。さらに、ヘッド５１２がスライドすると、モールド５０６が押し付けられた部分上にはヒータ５１６がなくなるため、被成型品５０２は離型が可能な温度に冷やされる。そして、ヘッド５１２が被成型品５０２全体をスライドし終えると、ヘッド５１２及びモールド保持部５０９が上昇してモールド５０６を被成型品５０２から引き離すことにより、モールド５０６に形成された微細な転写パターンを被成型品５０２に転写する。
【０００６】
また、従来、ガラス等の基板に紫外線硬化樹脂を設けておいて、ローラーを用いて基板と紫外線硬化樹脂とをモールドで押圧するとともに、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて転写をする方式が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１９４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した紫外線硬化樹脂を用いた転写では、紫外線がもれることにより、押圧前に紫外線硬化樹脂が硬化し、的確な転写がなされないおそれがあるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、紫外線硬化樹脂を用いた転写装置及び転写方法において、従来よりも的確な転写をすることができるもの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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、ローラーヘッドによりモールドを被成型品に線状に押圧して、この押圧している部位に紫外線を照射することにより、該モールドに形成された微細な転写パターンを該被成型品に転写させる転写装置において、前記被成型品を保持するステージ側装置と、前記ステージ側装置を移動させることにより前記ローラーヘッドが転動して前記モールドが押圧している押圧部位を移動させるベース側装置と、前記押圧部位から前記ステージ側装置の移動方向に紫外線を照射する紫外線照射装置とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転写装置において、前記紫外線照射装置は、前記紫外線を集光して前記押圧部位に照射し、該押圧部位を硬化反応が開始した状態に半硬化する第１紫外線照射装置と、前記半硬化した半硬化部位に前記紫外線を照射し、該半硬化部位を硬化する第２紫外線照射装置とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、モールドを被成型品に線状に押圧して、この押圧している部位を移動するとともに前記押圧部位に紫外線を照射することにより、前記モールドに形成された微細な転写パターンを該被成型品に転写させる転写方法において、前記押圧部位に線状の第１の紫外線を照射して前記被成型品を半硬化させる第１の硬化段階と、前記第１の硬化段階で半硬化した被成型品に、第２の紫外線を照射して前記被成型品を完全に硬化させる第２の硬化段階とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、紫外線硬化樹脂を用いた転写装置及び転写方法において、従来よりも的確な転写をすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る転写装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る転写装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る転写装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る転写装置の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る転写装置の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る転写装置の概略図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る転写装置の概略図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る転写装置の概略図である。
【図９】従来における転写装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。はじめに、図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の断面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の動作を説明するための図である。
【００１６】
はじめに、図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る転写装置の構成について説明する。
【００１７】
図１から図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る転写装置１は、ローラーヘッド１１を転動可能に軸支したローラー側装置１０と、モールド２１を昇降可能に保持したモールド側装置２０と、被成型品６０を保持するステージ側装置３０と、ステージ側装置３０を相対的に移動させるベース側装置４０と、被成型品６０（所定の粘度を有し、紫外線で硬化する樹脂）に紫外線を照射する紫外線照射装置５０から略構成されている。
【００１８】
図１に示すように、ローラー側装置１０は、モールド２１を被成型品６０に線状に押圧するローラーヘッド１１と、ベース側装置４０に固定されたローラー側柱１２から構成されている。ローラーヘッド１１は、電気モータ（図示省略）の駆動によってモールド２１上で昇降が可能に構成されている。従って、モールド２１及び被成型品６０を交換する際にはローラーヘッド１１を上昇し、モールド２１を被成型品６０に押圧する際にはローラーヘッド１１を下降するように制御することができる。
【００１９】
また、ローラーヘッド１１は、ステージ側装置３０を相対的に移動させることにより転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１を移動させる。例えば、図２に示すように、ステージ側装置３０が矢印Ａ方向に移動した場合、ローラーヘッド１１は矢印Ｂ方向に回転することにより、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位（図３（ｂ）等の紙面に直交する方向に直線的に延びている押圧部位）６１を移動させる。
【００２０】
図３に示すように、モールド側装置２０は、微細な転写パターンが形成されたシート状のモールド２１と、モールド２１に連結されたスプリング２２ａ、２２ｂと、スプリング２２ａ、２２ｂが連結されたモールド側柱２３ａ、２３ｂと、モールド側柱２３ａ、２３ｂに貫通したプーラー２４ａ、２４ｂから構成されている。微細な転写パターンは、例えば、多数の微細な凹凸で形成されており、その高さやピッチが可視光線の波長程度か若しくは可視光線の波長よりもわずかに大きいか、わずかに小さいパターンとなっている。
【００２１】
モールド２１は、半導体露光装置や電子電描画装置などで被成型品６０を押圧する面に微細な転写パターンが形成されたニッケル電鋳で構成されている。また、モールド２１は、スプリング２２ａ、２２ｂを介してモールド側柱２３ａ、２３ｂに連結されているため、転写する際にモールド２１にかかる力をスプリング２２ａ、２２ｂの弾性力で吸収することができる。
【００２２】
モールド側柱２３ａ、２３ｂとプーラー２４ａ、２４ｂは、モールド２１の左右に２組設けられ、モールド２１の一端及び他端をスプリング２２ａ、２２ｂを介して固定することによりモールド２１を保持する。また、プーラー２４ａ、２４ｂは、ステッピングモータ（図示省略）の駆動によって昇降が可能に構成されている。プーラー２４ａ、２４ｂの昇降により、モールド２１は、被成型品６０上で昇降が可能に保持されている。従って、被成型品６０を交換する際にはモールド２１を上昇し、モールド２１を被成型品６０に接触する際にはモールド２１を下降するように制御することができる。
【００２３】
さらに、２組のプーラー２４ａ、２４ｂは、同期して昇降することでモールド２１を水平に保持することができるが、同期せずに独立して昇降が可能に構成されているため、例えば、２４ａのみを昇降することでモールド２１を斜めに保持することができる。
【００２４】
図１及び図２に示すように、ステージ側装置３０は、被成型品６０が設けられているガラス基板３１を真空吸着等によって保持して紫外線を被成型品６０へ透過するガラスステージ３２と、ガラス基板３１の変形を抑制するバックアップローラー３３ａ、３３ｂから構成されている。
【００２５】
図２に示すように、バックアップローラー３３ａ、３３ｂは、ガラスステージ３２の裏面側に設けられており、ステージ側装置３０が移動するとバックアップローラー３３ａ、３３ｂが転動するように構成されている。バックアップローラー３３ａ、３３ｂは、紫外線照射装置５０の左側及び右側にそれぞれ設けられており、例えば、ステージ側装置３０が矢印Ａ方向に移動した場合、バックアップローラー３３ａ、３３ｂは矢印Ｃ方向に回転することによりガラス基板３１の変形を抑制する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、ベース側装置４０は、ステージ側装置３０の嵌合部（図示省略）と嵌合するレール４１と、レール４１を保持するベース板４２から構成されている。ベース装置４０は、ステージ側装置３０をレール４１の長手方向に移動可能に構成されている。そして、ステージ側装置３０がレール４１上を移動することによりローラーヘッド１１が転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１を移動させる。
【００２７】
図２に示すように、紫外線照射装置５０は、ベース側装置４０に固定されている。そして、紫外線照射装置５０は、押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向に紫外線を照射することにより、被成型品（紫外線硬化樹脂）６０を硬化する。つまり、紫外線照射装置５０は、ステージ側装置３０の移動方向とは反対側に紫外線がもれないように（押圧される前の紫外線硬化樹脂には、紫外線がもれて照射されないように）、押圧部位６１からすでに押圧された部位に向かって紫外線を照射する。
【００２８】
このように、紫外線照射装置５０は、押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向に紫外線を照射することにより被成型品６０を硬化するため、モールド２１が押圧する前に被成型品６０が硬化することがない。従って、従来よりも的確な転写をすることができる。すなわち、紫外線硬化樹脂６０が押圧される前に硬化してしまうことによる転写不良の発生を抑制することができる。
【００２９】
また、紫外線照射装置５０により、モールド２１が押圧している押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向の被成型品６０に紫外線を照射して硬化するため、加熱による転写と比較して被成型品６０を離型可能な温度まで冷す時間が短縮され、製造における生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間であるタクトタイムが少ない。
【００３０】
次に、図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る転写装置１の動作について説明する。図３（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の動作開始直後を示す図である。図３（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の押圧動作を示す図である。図３（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の転写動作を示す図である。図３（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の転写動作を示す図である。図３（ｅ）は、本発明の第１実施形態に係る転写装置の動作終了直後を示す図である。
【００３１】
図３では、紫外線照射装置５０は、押圧部位６１に下方から平行線の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射する場合について説明する。しかしながら、モールド２１が押圧する前の被成型品６０が硬化する場合には、すでに押圧された部位（押圧される前の被成型品６０が硬化しない部位）に紫外線を照射するように紫外線照射装置５０の位置を変更することが可能である。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、被成型品６０に転写を開始する際、プーラー２４ａ、２４ｂは、ステッピングモータ（図示省略）の駆動により、真空吸着等によってガラス基板３１に固定した被成型品６０とモールド２１が所定の間隔を保つ位置まで下降する。また、ローラーヘッド１１も電気モータ（図示省略）の駆動により、モールド２１に接触するまで下降する。
【００３３】
ローラーヘッド１１がモールド２１に接触すると、図３（ｂ）に示すように、ローラーヘッド１１は、電気モータ（図示省略）の駆動により、モールド２１を被成型品６０に加重Ｆで線状に押圧する。また、ローラーヘッド１１によりモールド２１が被成型品６０を押圧すると、ローラーヘッド１１の転動方向にあるプーラー２４ａを上昇する。プーラー２４ａが所定の位置で停止すると、スプリング２２ａの弾性力によって、モールド２１は被成型品６０を押圧した押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置で保持される。
【００３４】
このように、モールド２１を押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置で保持することにより、ローラーヘッド１１の転動時にモールド２１と被成型品６０の間に気泡が入ることがなく、高精度に転写することが可能となる。
【００３５】
さらに、図３（ｂ）に示すように、ベース側装置４０に固定された紫外線照射装置５０は、ローラー１１によりモールド２１が被成型品６０を押圧した押圧部位６１に、下方から平行線の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射することにより、被成型品６０を硬化する。
【００３６】
図３（ｃ）に示すように、モールド２１を押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置に保持すると、ステージ側装置３０は矢印Ａ方向にレール４１上を所定の速度（転写が可能な速度）で移動する。ステージ側装置３０が移動すると、ローラーヘッド１１が転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１が徐々に移動する。
【００３７】
また、ステージ側装置３０は、モールド２１が被成型品６０を押圧する押圧部位６１が常に紫外線照射装置５０の上方に位置するように移動する。つまり、ローラーヘッド１１の転動による押圧部位６１の移動に伴い、押圧部位６１に常に紫外線が当たるようにステージ側装置３０が移動する。
【００３８】
ステージ側装置３０が移動すると、図３（ｄ）に示すように、ステージ側装置３０の移動方向にあるプーラー２４ｂが徐々に上昇する。プーラー２４ｂが上昇することにより、モールド２１が被成型品６０を押圧した押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向のモールド２１は、被成型品６０から引き離される。つまり、ローラーヘッド１１によりモールドが押圧した押圧部位６１に紫外線照射装置５０が紫外線を照射することにより被成型品６０に転写パターンを転写し、プーラー２４ｂは、転写後に離型が実行できる速度で上昇する。プーラー２４ｂが上昇すると、スプリング２２ｂの弾性力によってモールド２１と被成型品６０が離型する。
【００３９】
モールド２１が押圧した被成型品６０に紫外線を照射し、被成型品６０の硬化が終わると、図３（ｅ）に示すように、ローラーヘッド１１を電気モータ（図示省略）の駆動により上昇する。また、プーラー２４ａ、２４ｂは、ステッピングモータ（図示省略）の駆動により、モールド２１と被成型品６０が所定の間隔を保つ位置まで上昇して転写を終了する。
【００４０】
このようにして、本発明の第１実施形態に係る転写装置１は、被成型品６０を保持するステージ側装置３０と、ステージ側装置３０を移動させることによりローラーヘッド１１が転動してモールド２１が押圧している押圧部位６１を移動（変更）させるベース側装置４０と、押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向に紫外線を照射する紫外線照射装置５０とを有する。
【００４１】
そして、本発明の第１実施形態に係る転写装置１によれば、紫外線照射装置５０により、モールド２１が押圧している押圧部位６１からステージ側装置３０の移動方向の被成型品６０に紫外線を照射するため、紫外線がもれることにより、モールド２１が押圧する前に被成型品６０が硬化することがない。従って、従来よりも的確な転写を行うことができる。
【００４２】
また、紫外線照射装置５０により、被成型品６０を硬化するため、加熱による転写と比較して被成型品６０を離型可能な温度まで冷す時間が短縮され、製造における生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間であるタクトタイムが少ない。
【００４３】
さらに、ローラーヘッド１１の内部に被成型品６０を加熱するヒータ等を備える必要がないため、ローラーヘッド１１の荷重によって被成型品６０が撓むことがなく均一に押圧することができる。従って、転写後の被成型品６０の厚さを均一にすることが可能となる。
【００４４】
本発明の第１実施形態では、紫外線照射装置５０は、押圧部位６１からすでに押圧された部位の下方から、平行線の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、被成型品６０に対して所定の角度から紫外線を照射することができるように紫外線照射装置５０を所定の角度内で傾斜可能に構成してもよい。この場合、紫外線照射装置５０をステージ側装置３０の移動方向側（すでに押圧された部位）に傾斜して紫外線を照射することにより、まだ、モールド２１が押圧していない部位に紫外線がもれることを防ぐことができる。
【００４５】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の断面図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の動作を説明するための図である。
【００４６】
なお、第２実施形態に係る転写装置１００は、本発明の第１実施形態に係る転写装置１と略同様の構成等を有するため、同様の構成に関しては、説明を省略するものとする。また、第１実施形態に係る転写装置１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００４７】
はじめに、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る転写装置の構成について説明する。
【００４８】
図４及び図５に示すように、本発明の第２実施形態に係る転写装置１００は、ローラーヘッド１１を転動可能に軸支したローラー側装置１０と、モールド２１を昇降可能に保持したモールド側装置２０と、被成型品６０を保持するステージ側装置３０と、ステージ側装置３０を相対的に移動させるベース側装置４０と、被成型品６０に紫外線を照射する紫外線照射装置１５０から略構成されている。
【００４９】
紫外線照射装置１５０は、第１紫外線照射装置５１ａと、第２紫外線照射装置５１ｂから構成されている。第１紫外線照射装置５１ａ及び第２紫外線照射装置５１ｂは、ベース側装置４０に固定されている。
【００５０】
第１紫外線照射装置５１ａは、光を集光するレンズ（図示省略）により紫外線を集光する。そして、ステージ側装置３０がレール４１上を移動することによりローラーヘッド１１が転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１（図５参照）に、下方から紫外線を集光して細い紫外線（図４の左右方向における光線束の幅が極めて狭く、押圧部位６１で光線束がほぼ収束している紫外線）を被成型品６０に対して垂直に照射する（被成型品６０の押圧部位６１のたとえばほぼ真下から押圧部位６１に照射する）。紫外線が照射された押圧部位６１は、硬化反応が開始した状態（製品もしくは半製品としての離型が不可能な状態）に半硬化する。
【００５１】
ここで、半硬化とは、硬化は開始されたが硬化途中の状態であり、完全に硬化していない状態である。たとえば、半硬化した被成型品６０からモールド２１を離しても、しばらくの間（数秒〜数分もしくは数時間）は、半硬化した被成型品６０に転写された微細な転写パターン（モールド２１に形成されている微細な転写パターンの転写で形成された微細な転写パターン）が、外力を受けない限りその形態を維持するようになっている。
【００５２】
第２紫外線照射装置５１ｂは、第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を集光して照射することにより半硬化した半硬化部位６２（すでにモールド２１が押圧した部位、図５参照）に、下方からたとえば平行光の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射して半硬化部位６２を離型が可能な状態に完全に硬化する。つまり、第２紫外線照射装置５１ｂが照射する紫外線は、第１紫外線照射装置５１ａが照射する紫外線よりも相対的に太い光線であり、また、第１紫外線照射装置５１ａが発生する紫外線よりも、図４で、右側にもれない紫外線である。
【００５３】
このように、第１紫外線照射装置５１ａは、ローラーヘッド１１が転動してモールドが押圧している押圧部位６１に対して、紫外線を集光して細い光線で照射して半硬化する。押圧部位６１を細い光線で照射することにより、まだモールドが押圧していない部位に紫外線が照射されて半硬化することがないため、高精度に転写することができる。
【００５４】
また、第１紫外線照射装置５１ａにより半硬化した半硬化部位６２は、第２紫外線照射装置５１ｂにより硬化する。第１紫外線照射装置５１ａは細い光線で照射するため、第１紫外線照射装置５１ａのみでは被成型品６０を完全に硬化するには時間がかる。しかしながら、第２紫外線照射装置５１ｂにより、第１紫外線照射装置５１ａよりも太い光線で半硬化部位６２を照射して完全に硬化するため、硬化時間を短縮することにより工程作業時間を少なくすることができる。
【００５５】
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る転写装置１００の動作について説明する。図５（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の動作開始直後を示す図である。図５（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の押圧動作を示す図である。図５（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の転写動作を示す図である。図５（ｄ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の転写動作を示す図である。図５（ｅ）は、本発明の第２実施形態に係る転写装置の動作終了直後を示す図である。
【００５６】
図５（ａ）に示すように、被成型品６０に転写を開始する際、プーラー２４ａ、２４ｂは、ステッピングモータ（図示省略）の駆動により、真空吸着等によってガラス基板３１に固定した被成型品６０とモールド２１が所定の間隔を保つ位置まで下降する。また、ローラーヘッド１１も電気モータ（図示省略）駆動により、モールド２１に接触するまで下降する。
【００５７】
ローラーヘッド１１がモールド２１に接触すると、図５（ｂ）に示すように、ローラーヘッド１１は、電気モータ（図示省略）の駆動により、モールド２１を被成型品６０に加重Ｆで線状に押圧する。また、ローラー１１によりモールド２１が被成型品６０を押圧すると、ローラーヘッド１１の転動方向にあるプーラー２４ａを上昇する。プーラー２４ａが所定の位置で停止すると、スプリング２２ａの弾性力によって、モールド２１は被成型品６０を押圧した押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置で保持される。
【００５８】
さらに、図５（ｂ）に示すように、ベース側装置４０に固定された第１紫外線照射装置５１ａは、ローラーヘッド１１によりモールド２１が被成型品６０を押圧した押圧部位６１に紫外線を集光して紫外線を照射することにより、被成型品６０を硬化が開始した状態に半硬化する。
【００５９】
図５（ｃ）に示すように、モールド２１を押圧部位６１から所定の傾斜角度を保つ位置に保持すると、ステージ側装置３０は矢印Ａ方向にレール４１上を所定の速度（転写が可能な速度）で移動する。ステージ側装置３０が移動すると、ローラーヘッド１１が転動し、モールド２１が被成型品６０を線状に押圧する押圧部位６１が徐々に移動する。
【００６０】
また、図５（ｃ）に示すように、ベース側装置４０に固定された第２紫外線照射装置５１ｂは、第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を照射することにより半硬化した半硬化部位６２に、平行光の紫外線を照射することにより半硬化部位６２を完全に硬化する。
【００６１】
また、ステージ側装置３０は、モールド２１が被成型品６０を押圧する押圧部位６１が常に第１紫外線照射装置５１ａの上方に位置するように移動する。つまり、ローラーヘッド１１の転動による押圧部位６１の移動に伴い、押圧部位６１に第１紫外線照射装置５１ａが照射する紫外線が常に当たるようにステージ側装置３０が移動する。そして、ステージ装置側装置３０の移動に伴い、第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を照射した半硬化部位６２が第２紫外線照射装置５１ｂの上方に位置する。
【００６２】
ステージ側装置３０が移動すると、図５（ｄ）に示すように、ステージ側装置３０の移動方向にあるプーラー２４ｂが徐々に上昇する。プーラー２４ｂが上昇することにより、完全に硬化した硬化部位６３上のモールド２１は、被成型品６０から引き離される。つまり、ローラーヘッド１１によりモールドが押圧した押圧部位６１に第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を照射し、押圧部位６１からステージ側装置の移動方向の被成型品６０に第２紫外線照射装置５１ｂが紫外線を照射することにより被成型品６０に転写パターンを転写し、プーラー２４ｂは、転写後に離型が実行できる速度で上昇する。プーラー２４ｂが上昇すると、スプリング２２ｂの弾性力によってモールド２１と被成型品６０が離型する。
【００６３】
第１紫外線照射装置５１ａが紫外線を照射することにより半硬化した半硬化部位６２に第２紫外線照射装置５１ｂが紫外線を照射し、被成型品６０が硬化して転写が終わると、図５（ｅ）に示すように、ローラーヘッド１１は電気モータ（図示省略）により上昇する。また、プーラー２４ａ、２４ｂはステッピングモータ（図示省略）によりモールド２１と被成型品６０が所定の間隔を保つ位置まで上昇して転写を終了する。
【００６４】
このように、本発明の第２実施形態に係る転写装置１００は、紫外線を集光して押圧部位６１に照射し、押圧部位６１を硬化反応が開始した状態に半硬化する第１紫外線照射装置５１ａと、半硬化した半硬化部位６２に紫外線を照射し、半硬化部位６２を硬化する第２紫外線照射装置５１ｂとを有する。
【００６５】
そして、本発明の第２実施形態に係る転写装置１００によれば、第１紫外線照射装置５１ａは、ローラーヘッド１１が転動してモールド２１が押圧している押圧部位６１に対して、紫外線を集光して細い光線で照射して半硬化する。押圧部位６１を細い光線で照射することにより、まだモールド２１が押圧していない部位に紫外線が照射されて半硬化することがないため、高精度に転写することができる。
【００６６】
また、第１紫外線照射装置５１ａにより半硬化した半硬化部位６２は、第２紫外線照射装置５１ｂにより硬化する。第１紫外線照射装置５１ａは細い光線で照射するため、第１紫外線照射装置５１ａのみでは被成型品６０を完全に硬化するには時間がかる。しかしながら、第２紫外線照射装置５１ｂにより第１紫外線照射装置５１ａよりも太い光線で半硬化部位６２を照射して完全に硬化するため、硬化時間を短縮することにより工程作業時間が少ない。
【００６７】
本発明の第２実施形態では、第１紫外線照射装置５１ａ及び第２紫外線照射装置５１ｂはベース側装置４０に固定され、押圧部位６１及び半硬化部位６２の下方から平行線の紫外線を被成型品６０に対して垂直に照射する場合について説明したが、これに限定されず、被成型品６０に対して所定の角度から紫外線を照射することができるように第１紫外線照射装置５１ａ及び第２紫外線照射装置５１ｂを所定の角度内で傾斜可能に構成してもよい。特に、第１紫外線照射装置５１ａをステージ側装置３０の移動方向側（すでに押圧された部位）に傾斜して所定の角度から紫外線を照射することにより、まだ、モールド２１が押圧していない部位に紫外線がもれることを防ぐことができる。
【００６８】
次に、図６から図８を参照して、本発明の第３実施形態から第５実施形態について説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る転写装置の斜視図である。図７は、本発明の第４実施形態に係る転写装置の斜視図である。図８は、本発明の第５実施形態に係る転写装置の斜視図である。
【００６９】
なお、本発明の第３実施形態から第５実施形態に係る転写装置は、本発明の第１実施形態に係る転写装置１と略同様の構成等を有するため、同様の構成に関しては、説明を省略するものとする。また、第１実施形態に係る転写装置１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００７０】
図６に示すように、本発明の第３実施形態に係る転写装置２００は、ローラーヘッド２１１と、被成型品６０（図２参照）が設けられているガラス基板３１を保持して紫外線を被成型品６０へ透過するガラスステージ３２と、被成型品６０に紫外線を照射する紫外線照射装置５０から略構成されている。
【００７１】
ローラーヘッド２１１は、微細な転写パターンが形成されたニッケル電鋳を密着して巻き付けることにより固定した転写パターン部位２２２を有している。そして、紫外線照射装置５０は、ローラーヘッド２１１が転動することにより転写パターン部位２２２が被成型品６０（図２参照）を線状に押圧する押圧部位６１（図３参照）からすでに押圧された部位に対し、下方から紫外線を被成型品６０に照射することにより被成型品６０を硬化する。
【００７２】
このように、本発明の第３実施形態に係る転写装置２００によれば、転写パターンが形成されたニッケル電鋳を密着して巻き付ているため、転写パターン部位２２２を交換することにより転写パターンを変更することができる。また、ニッケル電鋳を密着して固定することによりニッケル電鋳のゆがみを矯正することができる。
【００７３】
また、図７に示すように、本発明の第４実施形態に係る転写装置３００は、ローラーヘッド３１１と、被成型品６０（図２参照）を保持するガラス基板３１と、ガラス基板３１を保持して紫外線を被成型品６０へ透過するガラスステージ３２と、被成型品６０に紫外線を照射する紫外線照射装置５０から略構成されている。
【００７４】
ローラーヘッド３１１は、機械加工により微細な転写パターンが形成された転写パターン部位３３３を有している。そして、紫外線照射装置５０は、ローラーヘッド３１１が転動することにより転写パターン部位３３３が被成型品６０（図２参照）を線状に押圧する押圧部位６１（図３参照）からすでに押圧された部位に対し、下方から紫外線を被成型品６０に照射することにより被成型品６０を硬化する。
【００７５】
このように、本発明の第４実施形態に係る転写装置２００によれば、ローラーヘッド３１１は、機械加工により形成された転写パターン部位３３３を有しているため、転写の精度は機械加工の精度に依存する。従って、転写パターン部位３３３を高精度に加工することにより、被成型品６０に高精度な転写をすることができる。
【００７６】
さらに、図８に示すように、本発明の第５実施形態に係る転写装置４００は、上述した第１実施形態に示した転写装置１と略同様の構成であり、ローラーヘッド４１１と、微細な転写パターンが形成されたシート状のモールド２１と、被成型品６０が設けられているガラス基板３１を保持して紫外線を被成型品６０へ透過するガラスステージ３２と、被成型品６０に紫外線を照射する紫外線照射装置５０から略構成されている。
【００７７】
図８に示す転写装置４００は、第３実施形態に示した転写装置２００及び第４実施形態に示した転写装置３００と比較して、ローラーヘッド４１１に転写パターン部位２２２、３３３（図６及び図７参照）が形成されていないため、ローラーヘッド４１１の径を小さくすることが可能となる。従って、被成型品６０の撓み等による転写精度の低下を抑制することができる。
【００７８】
また、図８に示す転写装置４００によれば、ローラーヘッド４１１が転動することにより移動した後のモールド２１と被成型品６０の接触状態を維持することができるため、ローラーヘッド４１１によりモールド２１を被成型品６０に押圧する押圧部位６１（図２参照）以外（例えば、すでに押圧された部位）にも紫外線を照射することが可能となる。従って、第５実施形態に示した転写装置４００は、第２実施形態に示した転写装置１００の第１紫外線照射装置５１ａ及び第２紫外線照射装置５１ｂ（図４及び図５参照）を適用することが可能である。
【００７９】
以上、本発明の転写装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、紫外線を照射することにより、微細な転写パターンを被成型品に転写させる上で極めて有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 転写装置
１０ ローラー側装置
１１ ローラーヘッド
１２ ローラー側柱
２０ モールド側装置
２１ モールド
２２ スプリング
２３ モールド側柱
２４ プーラー
３０ ステージ側装置
３１ ガラス基板
３２ ガラスステージ
４０ ベース側装置
４１ レール
４２ ベース板
５０ 紫外線照射装置
５１ａ 第１紫外線照射装置
５１ｂ 第２紫外線照射装置
６０ 被成型品
６１ 押圧部位
６２ 半硬化部位
６３ 硬化部位
１００ 転写装置（第２実施形態）
２００ 転写装置（第３実施形態）
３００ 転写装置（第４実施形態）
４００ 転写装置（第５実施形態）
２１１ ローラーヘッド（第３実施形態）
２２２ 転写パターン部位（第３実施形態）
３１１ ローラーヘッド（第４実施形態）
３３３ 転写パターン部位（第４実施形態）
４１１ ローラーヘッド（第５実施形態）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラーヘッドによりモールドを被成型品に線状に押圧して、この押圧している部位に紫外線を照射することにより、該モールドに形成された微細な転写パターンを該被成型品に転写させる転写装置において、
前記被成型品を保持するステージ側装置と、
前記ステージ側装置を移動させることにより前記ローラーヘッドが転動して前記モールドが押圧している押圧部位を移動させるベース側装置と、
前記押圧部位から前記ステージ側装置の移動方向に紫外線を照射する紫外線照射装置とを有することを特徴とする転写装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転写装置において、
前記紫外線照射装置は、
前記紫外線を集光して前記押圧部位に照射し、該押圧部位を硬化反応が開始した状態に半硬化する第１紫外線照射装置と、
前記半硬化した半硬化部位に前記紫外線を照射し、該半硬化部位を硬化する第２紫外線照射装置とを有することを特徴とする転写装置。
【請求項３】
モールドを被成型品に線状に押圧して、この押圧している部位を移動するとともに前記押圧部位に紫外線を照射することにより、前記モールドに形成された微細な転写パターンを該被成型品に転写させる転写方法において、
前記押圧部位に線状の第１の紫外線を照射して前記被成型品を半硬化させる第１の硬化段階と、
前記第１の硬化段階で半硬化した被成型品に、第２の紫外線を照射して前記被成型品を完全に硬化させる第２の硬化段階と、
を有することを特徴とする転写方法。
【請求項１】
ローラーヘッドによりモールドを被成型品に線状に押圧して、この押圧している部位に紫外線を照射することにより、該モールドに形成された微細な転写パターンを該被成型品に転写させる転写装置において、
前記被成型品を保持するステージ側装置と、
前記ステージ側装置を移動させることにより前記ローラーヘッドが転動して前記モールドが押圧している押圧部位を移動させるベース側装置と、
前記押圧部位から前記ステージ側装置の移動方向に紫外線を照射する紫外線照射装置とを有することを特徴とする転写装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転写装置において、
前記紫外線照射装置は、
前記紫外線を集光して前記押圧部位に照射し、該押圧部位を硬化反応が開始した状態に半硬化する第１紫外線照射装置と、
前記半硬化した半硬化部位に前記紫外線を照射し、該半硬化部位を硬化する第２紫外線照射装置とを有することを特徴とする転写装置。
【請求項３】
モールドを被成型品に線状に押圧して、この押圧している部位を移動するとともに前記押圧部位に紫外線を照射することにより、前記モールドに形成された微細な転写パターンを該被成型品に転写させる転写方法において、
前記押圧部位に線状の第１の紫外線を照射して前記被成型品を半硬化させる第１の硬化段階と、
前記第１の硬化段階で半硬化した被成型品に、第２の紫外線を照射して前記被成型品を完全に硬化させる第２の硬化段階と、
を有することを特徴とする転写方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８３７８２（Ｐ２０１１−１８３７８２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４５２７（Ｐ２０１０−５４５２７）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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