JP2014162111A - パターン転写用金型とこれを用いたパターン転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも耐久性に優れるパターン転写用金型及びパターン転写装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、凹凸パターンを被転写材料に転写するためのパターン転写用金型であって、環状の支持基材３と、支持基材３の表面に配置され、一方の面に賦形用凹凸パターン６を有する複数のスタンパ２と、支持基材３とスタンパ２とを固定するための接着部材４と、を備え、支持基材３又はスタンパ２の接着部材４と接する面に複数の凹み穴５を有し、接着部材４の一部が凹み穴５に充填されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、モールド（金型原器）に形成した微細な凹凸形状のパターンを、ナノインプリント法を用いて被転写材料の被転写面に転写するパターン転写技術に関する。

近年、液晶ディスプレイの反射防止フィルム、導光板等の光学部品、細胞培養シート等のバイオデバイス、太陽電池、或いは発光装置等の電子デバイスの分野においては、製品の性能の向上を図り、また、所望の機能を発現させることを目的に、被転写材料の被転写面に微細な凹凸形状のパターンを形成することが行われている。

被転写材料の被転写面にこのようなパターンを形成する技術としては、ナノインプリント技術が知られている。ナノインプリント技術とは、ナノメートルオーダー（ナノサイズ）の凹凸形状のパターンを形成したモールドを、被転写材料の被転写面に設けた樹脂に型押しして転写する技術である。

ナノインプリント技術では、いったんモールドを作製すると、ナノサイズのパターンを繰り返し成型できるので、上記したようなバイオデバイス、電子デバイス等の製造コストを低減できる。また、有害な廃棄物・排出物が少ないので環境適合性にも優れる。このため、ナノインプリント技術は、さまざまな分野への応用が期待されている。

このナノインプリント技術には、微細な凹凸形状のパターンを形成した平板状のモールドを、樹脂材料からなる被転写面へスタンプ式に押し付けるもののほか、ローラータイプのモールドを用いた転写技術がある。このローラータイプのモールドを用いた場合、連続回転するモールドに対して被転写材料を連続して供給することができる。このため、平板状のモールドを使用したスタンプ式の転写技術と比較して、転写工程を高速化することができる。

さらに、本発明者らは、無端帯状の環状モールドを用いた転写技術を提案している（例えば、特許文献１参照）。この転写技術によれば、平板状のモールドを使用したスタンプ式の転写技術と比較して、転写工程の処理速度を高速化することができると共に、パターン転写精度が向上する。

ところで、無端帯状の環状モールドを用いたパターン転写技術（例えば、特許文献１参照）では、環状モールドと帯状の被転写材料とを回転するロール状の押圧機構で押圧しながら、被転写材料の搬送を停止することなく連続的にパターン転写することができる。

通常、数μｍ以下の微細なパターン形状を形成するには半導体加工技術が必要であるが、加工可能な試料のサイズは現在のところ３００ｍｍ径ウエハがほぼ最大であり、大面積の無端帯状の環状モールドに直接に微細パターンを加工することは困難である。そこで、本発明者らは、半導体加工技術で加工可能なサイズの小片モールドを、無端帯状のベルト状支持体の表面に複数配置し、シート状の接着部材で貼り付けた形態の環状モールドを提案している（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−１５５４１３号公報 特許第４４０６４５２号

ところで、パターン転写の過程では環状モールドが曲げ伸ばしを受け、小片モールドと接着部材、及び、ベルト状支持体と接着部材との接着界面にはせん断応力が生じる。パターン転写回数の増加に伴い環状モールドの曲げ伸ばし回数も増加し、接着界面にはせん断応力が繰り返し加わることになり、接着界面を劣化させる。そのため、本発明者らが当該環状モールドを使用した転写技術における課題検証を進める過程において、環状モールドの耐久性をさらに向上させる要請がある。

そこで、本発明の目的は、耐久性に優れるパターン転写用金型とこれを適用したパターン転写装置を提供することにある。

本発明に係るパターン転写用金型は、凹凸パターンを被転写材料に転写するためのパターン転写用金型であって、環状の支持基材と、前記支持基材の表面に配置され、一方の面に賦形用凹凸パターンを有する複数のスタンパと、前記支持基材と前記スタンパとを固定するための接着部材と、を備え、前記支持基材又は前記スタンパの前記接着部材と接する面に複数の凹み穴を有し、前記接着部材の一部が前記凹み穴に充填されていることを特徴とする。

また、本発明に係るパターン転写装置は、前記パターン転写用金型と、前記パターン転写用金型を輪転させるための金型駆動機構と、前記スタンパ表面の賦形用凹凸パターンが転写される被転写材料を搬送するための搬送機構と、前記パターン転写用金型と前記被転写材料とを挟圧して前記スタンパ表面の賦形用凹凸パターンを被転写材料の表面に転写するための押圧機構とを有することを特徴とする。

本発明によれば、従来よりも耐久性に優れるパターン転写用金型とこれを適用したパターン転写装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るパターン転写装置の構成を模式的に表す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る環状モールドの構成説明図である。 本発明の第１実施形態に係るスタンパの作製手順を模式的に表す説明図である。 本発明の第１実施形態に係るスタンパの別な作製手順を模式的に表す説明図である。 従来の構成に対する本発明のスタンパ構造による効果の説明図である。 接着部材の充填不足時の構成を模式的に表す説明図である。 本発明の第２実施形態に係るパターン転写装置の構成を模式的に表す説明図である。 本発明の第３実施形態に係るパターン転写装置の構成を模式的に表す説明図である。

次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る環状モールド及びパターン転写装置について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るパターン転写装置１００の概要を模式的に表す説明図である。第１実施形態に係るパターン転写装置１００は、図１に示すように、環状のモールド１Ａを予め定めたモールド搬送経路１２に沿って搬送するモールド搬送機構１１と、被転写材料２０を予め定めた被転写材料搬送経路２２に沿って搬送する被転写材料搬送機構２１と、環状モールド１Ａと被転写材料２０とを互いに押圧するための押圧機構１３とを備えている。

図２は、本発明の第１実施形態に係る環状モールド１Ａの構成を模式的に表す説明図である。図２（ａ）に示すように、第１実施形態に係る環状モールド１Ａは、環状の支持基材３の表面にスタンパ２を複数配置した構成である。スタンパ２は図２（ｂ）に示すように、一方の表面には被転写材料に所望の凹凸形状を転写するための賦形用凹凸パターン６と、その反対面には断続的に掘り下げられた複数の凹み穴５を有しており、この凹み穴５を有する側の面と支持基材３の表面とが、接着部材４を介して貼り合わせられている。ここで接着部材４は、スタンパ２の凹み部５を充填するようにしている。

本実施形態のスタンパ２は図３の手順で作製した。まず図３（ａ）のように、スタンパ２に形成したい賦形用凹凸パターンと凹凸パターンが反転した形状の賦形用凹凸パターン６’を有する原盤７を準備し、図３（ｂ）のように原盤７の賦形用凹凸パターン６’上にめっき技術でめっき層８ａを形成する。次に図３（ｃ）のようにめっき層８ａの上に光感光性のフォトレジスト９をスピンコート等で塗布し、図示しないフォトマスク及び光源でフォトレジスト９を露光、現像して不要なレジストを除去することで、図３（ｄ）のように所望のパターン形状のフォトレジスト９を残存させる。次に、図３（e）のようにフォトレジスト９の隙間を埋めるようにめっき技術でめっき層８’を形成した後、残留していたフォトレジスト９を除去することで図３（ｆ）のようになる。その後、原盤７をめっき層から引き剥がすか、或いは溶解除去等の手法によってめっき層から原盤７を除去することで図３（ｇ）のように裏面に凹み穴５を有するスタンパ２が完成する。なお、ここではフォトリソグラフィ技術を適用した場合の手順を示したが、スタンパ裏面に凹み穴を形成する技術はこれに限定されない。例えばドリルやエンドミルによる機械加工や、サンドブラスト法によって凹み穴を形成することもできる。

次に、スタンパ２の裏面（接着面）の側に凹み穴を設けた場合の効果を述べる。図５（ａ）は、裏面に凹み穴を設けないスタンパ２を接着部材４で支持基材３に貼り合わせた環状モールドの断面構造を示す。本発明の環状モールドは図１に示すようにモールド搬送機構１１の各ロール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの位置を通過する際に曲げられ、図５（ｂ）のように変形が生じる。このときスタンパ２と接着部材４との接着界面５０にはせん断応力が発生する。図１のパターン転写装置でパターン転写を繰り返すと、環状モールド１Ａは曲げ伸ばしを繰り返して受けるため、せん断応力も繰り返し加えられることになり、接着界面５０が破壊されてスタンパ２と接着部材４の剥離が生じることがある。このような現象は環状モールドの耐久性の低下に繋がるため好ましくない。

これに対し、図５（ｃ）には裏面に凹み穴５を有するスタンパ２を用いた場合を示すが、接着界面５０が凹み穴５によって分断された構成になっている。この環状モールドが搬送時に曲げを受けると図５（ｄ）のように変形するが、接着界面５０に加わるせん断応力は、これに隣接する凹み穴５に充填されている接着部材４によって緩和されて小さくなる。せん断応力が減少するということは、接着界面５０の破壊によるスタンパ２と接着部材４との剥離が生じ難くなることになり、環状モールドの耐久性の向上に繋がるため好ましいと言える。特に、ゴム状の接着部材４が接着界面５０に加わるせん断応力の緩和に有効であり好ましい。

なお、凹み穴５に接着部材４が充填されていない場合には次のような問題がある。図６（ａ）のように凹み穴５に接着部材４が充填されず空隙５１を内包した場合、接着界面５０が空隙５１と近接する位置に接着端部となる領域が存在する。このような接着端部は、環状モールド１Ａの曲げ伸ばし時に生じるせん断応力が集中するため、接着界面５０の破壊が生じ易くなってしまう。また、接着部材４とスタンパ２との接着界面５０の面積も減少するため、環状モールド１Ａで被転写材料にパターン転写した後の剥離時に、スタンパ２と支持基材３との間に加わる引張り応力が増加し、さらに前述の接着端部に加わる負荷も大きくなる。よって、スタンパ２の裏面の凹み穴には接着部材４を充填することが望ましいと言える。

本発明のようにスタンパ裏面に凹み穴を設けず、接着部材全体の厚さを厚くすることでせん断応力を緩和することも考えられるが、本発明の図１で示したパターン転写装置のように、支持基材３に接する押圧機構を加熱源としてスタンパ２に伝熱しようとした場合には、厚くした接着層が熱伝導を妨げてしまう。このことは、本発明のパターン転写装置でパターン転写する際に、被転写材料を加熱して十分流動させるために加圧時間を長くする必要が生じ、スループットの低下に繋がるので望ましくない。一方、本発明の凹み穴を設けたスタンパを用いる場合は、凹み穴における接着部材の厚みは厚くなるものの、スタンパ２がニッケルなどの金属製材料で構成されていれば、接着界面付近の接着部材の薄い領域を通ってスタンパ全体に熱伝導できるので、接着層全体を厚くするのではなく本発明のように局所的に凹みを設けることで、接着層の耐久性と熱伝導性とを両立できるので好ましいと言える。

ところで、ここまではスタンパ裏面に凹み部を設けた場合の効果について説明したが、スタンパ２と接着部材４との接着界面と比べて、ベルト状基材３と接着部材４との接着界面のほうが弱い場合、ベルト状基材表面の側に凹み部を設けて接着部材を完全に充填した構成とすることで同様の効果が得られる。このように、スタンパの裏面側ではなく支持基材３の接着面に凹み穴を設けるようにしてもよい。さらに、必要に応じてスタンパ２とベルト状基材３の双方に凹み穴を設けてもよい。

図１において環状モールド１Ａを構成するスタンパ２は、被転写材料２０と接する面の側に、被転写材料２０に転写する賦形用凹凸パターンが向くように位置している。図１に示す例では、被転写材料２０に転写する賦形用凹凸パターンは、環状モールド１Ａの外周側に設けられている。ただし、転写する凹凸パターンは、環状モールドと被転写材料の配置によって決定され、環状モールド１Ａの内周側、あるいは内周側と外周側の両方に設けてもよい。

この賦形用凹凸パターンは、凹部と凸部とが繰り返して連続するパターンであり、凹部の深さ（又は凸部の高さ）、凹部の幅（又は凸部の幅）、及び凹部同士の間隔（又は凸部同士の間隔）のそれぞれは、数百マイクロメートル乃至数ナノメートルサイズで形成されている。

ちなみに、その凹凸形状は、このパターン転写装置１００で得られる微細構造体の用途に応じて適宜に設定することができ、例えば、柱状、穴状、ラメラ状（襞状）等が挙げられる。また、凹凸形状のパターンは、環状モールド１Ａを構成するスタンパ２の全面に形成されていてもよいし、一部に形成されていてもよい。

本実施形態での環状モールド１Ａを構成するスタンパ２の材質としては、可撓性を有すると共に、要求される強度と加工精度を実現できるものであれば特に制限は無い。例えば、各種金属、各種樹脂等が挙げられる。金属としては、ニッケルが望ましく、樹脂としては、ポリイミド樹脂及び光硬化性樹脂が望ましい。また、スタンパ２は、前記した賦形用凹凸パターンが形成されるニッケル等の金属やポリイミド樹脂等の樹脂からなる可撓性を有する金型部材（図示省略）と、これを支持する、例えば、ステンレス、芳香族ポリアミド樹脂（例えばケブラー（登録商標）樹脂）等の可撓性を有するベース部材が一体となった複合積層体とすることができる。

また、接着部材としては、耐熱性の観点から熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。また、接着部材としてシリコーンゴム系材料のような変形しやすい材料を用いることでスタンパと支持基材の接着部にかかる応力を接着部材で緩和することができる。

なお、支持基材には、パターン転写後の目印等となるマークを被転写材料２０に付与するなどの追加機能を更に有することができる。

次に、第１実施形態に係るパターン転写装置１００の構成について説明する。図１において、本実施形態でのモールド搬送機構１１は、環状モールド１Ａが掛け渡される複数のロール３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄと、これらのロール３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを予め定められた回転角度ごとに断続的に回転駆動するステッピングモータ等の駆動機構（図示省略）とで構成されている。本実施形態でのロール３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、環状モールド１Ａの内側と接するように配置されている。

駆動機構は、各ロール３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを反時計回りに同期駆動し、所定の回転角度による回転駆動及び回転停止を交互に繰り返すことにより、環状モールド１Ａを間欠的（断続的）に搬送（左回転）させるように動作する。これにより、モールド搬送機構１１は、押圧機構１３へ環状モールド１Ａを、所定の長さごとに間欠的（断続的）に、かつ、エンドレスに送り込むようになっている。ロール３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄの駆動機構（図示省略）の回転角度は、例えば、押圧機構１３へ送り込まれる環状モールド１Ａの長さが予め定められた長さとなるように設定されている。なお、図１中、符号Ｘを付した矢印は環状モールド１Ａの搬送方向を示している。

ここで所定の回転角度は、例えば、押圧機構１３へ送り込まれる環状モールド１Ａの搬送方向に沿う長さが、予め定められた長さ（具体的には、後記する上側押圧部材３８ａ、及び下側押圧部材３８ｂの搬送方向に沿う長さ）と一致するように設定されている。

４つのロール３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄのうち、図１の下側に位置する２つのロール３４ｂ，３４ｃは、被転写材料搬送経路２１によって搬送される被転写材料２０に対して、環状モールド１Ａを部分的に押し当てるように配置されている。

これにより、上流側のロール３４ｂは搬送されてきた環状モールド１Ａを被転写材料２０の被転写面に当接させるように送り込む一方、下流側のロール３４ｃで環状モールド１Ａを被転写材料２０から引き離すように機能している。なお、これらのロール３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、この４つに限定されるものではなく、ロール３４ｂ，３４ｃの機能を有するものを少なくとも有していれば、ロールの数、配置、ロールの直径等は調整できる。

被転写材料搬送機構２１は、図１に示すように、長尺帯状の転写前の被転写材料２０の一側を巻回してこれを送り出す送り出しリール４０ａと、パターン転写後の被転写材料２０の他側を巻き取る巻取りリール４０ｂのほか、必要に応じて送り出しリール４０ａ及び巻取りリール４０ｂの回転をそれぞれ制御するための、図示しない回転駆動制御機構を含んで構成されている。図１中、符号Ｙを付した矢印は、被転写材料２０の搬送方向を示している。

被転写材料搬送機構２１は、被転写材料２０を押圧機構１３へと送り込む機能と、転写後の被転写材料２０を巻き取る機能とを有している。具体的には、被転写材料搬送機構２１は、モールド搬送機構１１と同期して動作する。

これにより、被転写材料２０を押圧機構１３へ送り込むタイミングと、環状モールド１Ａを押圧機構１３へ送り込むタイミングとを同期させると共に、押圧機構１３へ送り込む被転写材料２０の長さと、押圧機構１３へ送り込む環状モールド１Ａの長さとを一致させている。要するに、第１実施形態に係るパターン転写装置１００では、図１に示すように、環状モールド１Ａと被転写材料２０とを重ね合わせた状態を維持して、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を押圧機構１３へと送り込むようになっている。

次に、被転写材料２０について説明する。被転写材料２０は、例えば、長尺帯状の熱可塑性樹脂フィルムにより構成されている。被転写材料２０の幅は、例えば、環状モールド１Ａの幅と略同じ（異なっていてもよい）である。熱可塑性樹脂としては、製品の用途に応じて、適宜の素材を選択することができる。熱可塑性樹脂が有する特性としては、ガラス転移温度Ｔｇが１００〜１６０°Ｃ程度のものが好ましい。具体的には、例えば、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等の熱可塑性樹脂を、被転写材料２０として好適に用いることができる。

押圧機構１３は、ロール３４ｂからロール３４ｃに至る区間を搬送される環状モールド１Ａと、この区間の環状モールド１Ａに重ね合わせられて搬送される被転写材料２０とを、共に挟み込んで押圧する機能を有する。この押圧は、図１に示すように、環状モールド１Ａに形成された凹凸形状パターンと被転写材料２０の被転写面を相互に対向させた状態を維持して行われる。詳しく述べると、押圧機構１３は、上側押圧部材３８ａ及び下側押圧部材３８ｂと、これらを押圧するための推力を付加する、図示しない推力機構とを備えて構成されている。上側押圧部材３８ａと下側押圧部材３８ｂとの間は、相互に離間するように付勢されている。推力機構による押圧動作がない状態では、上側押圧部材３８ａと下側押圧部材３８ｂとは相互に離間するように位置している。

上側押圧部材３８ａ及び下側押圧部材３８ｂを組み合わせてなる押圧機構１３は、ロール３４ｂからロール３４ｃに至る区間に、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を挟み込むように対向して設けられている。推力機構は、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を挟み込ませた上側押圧部材３８ａ及び下側押圧部材３８ｂに推力を付与して環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を押圧する構成となっている。なお、第１実施形態に係るパターン転写装置１Ａでは、推力機構による押圧動作は、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０の搬送が停止している間に行われる。

上側押圧部材３８ａには、図示していない加熱用ヒータが内蔵されている。この加熱用ヒータは、環状モールド１Ａを熱媒体として被転写材料２０を加熱することで、熱可塑性樹脂からなる被転写材料２０を、そのガラス転移温度Ｔｇ以上に昇温する。

なお、第１実施形態では、上側押圧部材３８ａの側にのみ加熱用ヒータを設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。すなわち、例えば、下側押圧部材３８ｂの側にのみ加熱用ヒータを設けてもよいし、上側及び下側押圧部材３８ｂ，３８ｂの双方に加熱用ヒータを設けてもよい。

次に、第１実施形態に係るパターン転写装置１Ａの動作（パターン転写方法）について説明する。

まず、押圧転写工程について説明する。押圧転写工程では、環状モールド１Ａに形成された凹凸形状パターンと被転写材料２０の被転写面を相互に対向させた状態で、環状モールド１Ａ、及び、被転写材料２０を、押圧機構１３を用いて相互に押圧させることにより、凹凸形状パターンを被転写材料の被転写面に転写する。

具体的には、押圧機構１３において、上側押圧部材３８ａと下側押圧部材３８ｂとが、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を挟み込んで押圧する。この際、上側押圧部材３８ａに内蔵された加熱用ヒータによって、被転写材料２０がガラス転移温度Ｔｇ以上となるように加熱されて可塑化（又は半流動化）する。その結果、環状モールド１Ａの凹凸形状パターンが被転写材料２０に転写される。その後、上側押圧部材３８ａ及び下側押圧部材３８ｂが、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０から離れると、被転写材料２０は、その温度がガラス転移温度Ｔｇよりも低下して硬化する。

一方、上側押圧部材３８ａ及び下側押圧部材３８ｂが離れた状態で、モールド搬送機構１１及び被転写材料搬送機構２１が、押圧機構１３の上流側に位置する環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を、押圧機構１３の直下へと送り込む。そして、前記した手順と同様に、上側押圧部材３８ａ及び下側押圧部材３８ｂが環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を挟み込んだ状態で押圧して、凹凸形状パターンを被転写材料２０の被転写面に転写する。

第１実施形態に係るパターン転写装置１００では、モールド搬送機構１１及び被転写材料搬送機構２１による環状モールド１Ａ及び被転写材料２０の搬送工程と、押圧機構１３による被転写材料２０への凹凸形状パターンの押圧転写工程とが、間欠的（断続的）に繰り返される。

凹凸形状パターンが転写されてロール３４ｃにまで到達した被転写材料２０は、図１に示すように、巻取りリール４０ｂに向かって搬送される。この搬送動作と同期して、環状モールド１Ａは、ロール３４ｃからロール３４ｄに向かって搬送される。その後、環状モールド１Ａは、ロール３４ｃによる屈曲位置において、被転写材料２０から剥離される。つまり、第１実施形態に係るロール３４ｃは、剥離ロールとしての機能を有する。

また、第１実施形態に係るパターン転写装置１００では、押圧機構１３とロール３４ｃとは、所定の冷却区間を置いて設けられている。このため、凹凸形状パターンの転写時において、上側押圧部材３８ａに内蔵された加熱用ヒータ（図示省略）から、環状モールド１Ａを熱媒体として被転写材料２０に伝わった熱を、冷却区間において冷ますことができる。すると、冷却区間において十分に冷却されて確実に硬化した被転写材料２０から、環状モールド１Ａを円滑かつ適確に剥離することができる。

なお、冷却区間に、不図示のエアブローや冷却ロール等の冷却機構を設ける構成としてもよい。このような構成によれば、生産性の向上を狙って、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０の搬送速度を増加させる場合であっても、冷却区間において、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を十分に冷却でき、剥離動作を円滑かつ的確に行うことができる。

ロール３４ｃにおいて環状モールド１Ａを被転写材料２０から剥離させる工程の後、被転写材料２０は、巻取りリール４０ｂに巻き取られる一方、環状モールド１Ａは、モールド搬送機構１１によって再び押圧機構１３へと送り込まれる。
（本発明のスタンパの変形例）
実施例１のスタンパ２はフォトリソグラフィ技術を適用して裏面の凹み穴５を追加形成したが、次のような作製も可能である。

まず図４（ａ）のように、スタンパ２に形成したい賦形用凹凸パターンと凹凸パターンが反転した形状の賦形用凹凸パターン６’が形成された原盤７を準備する。ここで、原盤７の表面には凹部が形成されるとともに、凹部底面に更に微細な賦形用凹凸パターンが形成された構成である。この原盤７にめっきを施すと、図４（ｂ）のように原盤７の表面に対して等方的にめっき材料が堆積しためっき層８ａが形成される。その後、原盤７をめっき層から引き剥がすか、或いは溶解除去などすることで図４（ｃ）のスタンパ２が完成する。得られたスタンパ２では、賦形用凹凸パターン６が存在する面に第１の面４０から突出した第２の面４１を備え、第２の面４１に微細な賦形用凹凸パターンが形成されている。また、第２の面４１と対向する裏面に凹み穴５が形成されている。また、本変形例のスタンパ２では、図４（ｃ）のように凹み部５の深さをスタンパ２の肉厚よりも大きくすることも可能である。この場合、接着部材４とスタンパ２の接着面積の増加による接着力の向上も期待できる。

このようなスタンパ２の構造は、賦形用凹凸パターン６の存在する表面側に突出した凸形状が存在することを許容できるデバイスにしか適用できないが、図３で示した手順と比べて少ない手順で、裏面に凹み穴を有するスタンパ２が作製可能となる。

なお、図４（ｂ）において、めっきを長時間施してめっき層８aの厚みを厚くすると、裏面の凹み部は小さくなり、最終的に埋まってしまう。また、めっき層８aが厚くなるとスタンパの曲げ伸ばしが難しくなるので適当な厚みにコントロールする必要がある。この時のめっき層８aの肉厚をＴとし、スタンパの第２の面を形成する突出部の幅をｄとすれば、ｄ＞２Ｔを満たすようにｄ、Ｔを定めることで、裏面の凹み部を転写パターンと同時に形成できるといえる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るパターン転写装置２００について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係るパターン転写装置の構成を模式的に表す説明図である。

なお、第１実施形態に係るパターン転写装置１００（図１参照）と、第２実施形態に係るパターン転写装置２００とでは、押圧機構の構造を除き、その他の構成は共通する。以下の説明において、パターン転写装置１Ａと同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図１に示す第１実施形態に係るパターン転写装置１００の押圧機構１３は、一対の平板状の上側押圧部材３８ａ及び下側押圧部材３８ｂと、これらに推力を付与する、図示しない推力機構とを備えた構成となっている。また、推力機構による押圧動作がない状態では、上側押圧部材３８ａと下側押圧部材３８ｂとは相互に離間するように位置している。

これに対し、第２実施形態に係るパターン転写装置２００の押圧機構１４は、図７に示すように、一対の円筒状の上側及び下側ロール４５ｂ，４５ｂと、これらを相互に押圧又は離間させるように動作する推力機構（図示省略）と、を備える構成となっている。

上側ロール４５ａには、図示しない加熱ヒータが内蔵されている。この加熱用ヒータは、環状モールド１Ａを熱媒体として被転写材料２０を加熱することによって、熱可塑性樹脂からなる被転写材料２０を、そのガラス転移温度Ｔｇ以上に昇温する。なお、第２実施形態では、上側ロール４５ａにのみ加熱ヒータを設ける例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限定されない。すなわち、例えば、下側ロール４５ｂにのみ加熱ヒータを設けてもよいし、上側及び下側ロール４５ｂ，４５ｂの双方に加熱用ヒータを設けてもよい。

第２実施形態に係るパターン転写装置２００によれば、第１実施形態に係るパターン転写装置１００が奏する基本的な作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。すなわち、第２実施形態に係るパターン転写装置２００では、上側及び下側ロール４５ｂ，４５ｂを用いて押圧機構１４を構成したので、環状モールド１Ａ及び被転写材料２０を連続して押圧機構１４へと送り込んでパターン転写を行うことができる。

したがって、第２実施形態に係るパターン転写装置２００によれば、スタンプ式の押圧機構１３を備える第１実施形態に係るパターン転写装置１００と比べて、パターン転写速度を高めて生産性を格段に向上することができる利点がある。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るパターン転写装置３００について、図８を参照して説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係るパターン転写装置の構成を模式的に表す説明図である。以下の説明において、パターン転写装置２００（図７参照）と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図７に示すパターン転写装置２００では、環状モールド１Ａやモールド搬送機構１１が被転写材料２０の上方にのみ配置されているが、第３実施形態に係るパターン転写装置３００は、図８に示すように、環状モールド１Ａやモールド搬送機構１１が被転写材料２０に対して上下の両方にそれぞれ配置されている。

このようなパターン転写装置３００によれば、被転写材料２０の両面に凹凸形状のパターンを同時に転写することができる。

以上、第１実施形態から第３実施形態に基づいて本発明を具体的に説明したが、本発明はこれに限定されずに様々な形態で実施することができる。

例えば、実施形態１〜３では、環状モールド１Ａを搬送するための円筒状のロール３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ（これらと同等の機能を有するものを含む）の数は、押圧機構１３、１４による被転写材料２０への環状モールド１Ａの押し当て機能を発揮することができればよく、これに限定されない。

また、実施形態１〜３において、モールド搬送機構１１は、環状モールド１Ａの張力を調整する張力調整機構を別途備えていてもよい。

また、実施形態１〜３において、被転写材料搬送機構２１は、送り出しリール４０ａ及び巻取りリール４０ｂの間に架け渡された長尺帯状の被転写材料２０に弛みが生じないように張力を調整する張力調整機構を別途備えていてもよい。

また、実施形態１〜３において、送り出しリール４０ａ及び巻取りリール４０ｂの双方に回転駆動制御機構を設ける例をあげて説明したが、被転写材料２０の搬送に支障をきたすことが無ければ、送り出しリール４０ａと巻取りリール４０ｂのいずれかにのみ回転駆動制御機構を設けてもよい。

また、実施形態１〜３において、被転写材料２０は、熱可塑性樹脂で形成された単一層からなるフィルム材を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。被転写材料２０は、少なくとも一方の最外層が熱可塑性樹脂で形成された多層構造体であってもよい。

また、実施形態１〜３において、環状モールド１Ａの実施態様として、環状モールド１Ａを用いる例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。環状モールド１Ａの実施態様として、長尺帯状の環状モールド１Ａを採用してもよい。このようなパターン転写装置のモールド搬送機構としては、例えば、長尺帯状の環状モールド１Ａの一端側を巻き回してこれを送り出す送り出しリールと、その他端側を巻き取る巻取りリールとを含んで構成することができる。

１００ パターン転写装置
２００ パターン転写装置
１Ａ 環状モールド
２ スタンパ
３ 支持基材
４ 接着部材
５ 凹み穴
６ 賦形用凹凸パターン
７ 原盤
８ めっき層
９ フォトレジスト
１１ モールド搬送機構
１２ モールド搬送経路
１３ 押圧機構
１４ 押圧機構
２０ 被転写材料
２１ 被転写材料搬送機構
２２ 被転写材料搬送経路
４０ 第１の面
４１ 第２の面
５０ 接着界面
５１ 空隙

Claims (7)

1. 凹凸パターンを被転写材料に転写するためのパターン転写用金型であって、
   環状の支持基材と、前記支持基材の表面に配置され、一方の面に賦形用凹凸パターンを有する複数のスタンパと、前記支持基材と前記スタンパとを固定するための接着部材と、を備え、
   前記支持基材又は前記スタンパの前記接着部材と接する面に複数の凹み穴を有し、
   前記接着部材の一部が前記凹み穴に充填されていることを特徴とするパターン転写用金型。
2. 請求項１に記載のパターン転写用金型において、
   前記スタンパの前記接着部材と接する面に複数の凹み穴を有し、
   前記スタンパの一方の面には第１の面と、前記第１の面から突出した賦形用凹凸パターンが形成された第２の面を有し、
   前記スタンパの第２の面と対向する裏面に前記凹み穴が形成されていることを特徴とするパターン転写用金型。
3. 請求項２に記載のパターン転写用金型において、
   前記スタンパの肉厚をＴ、前記第２の面を形成する突出部の幅をｄとした場合に、ｄ＞２×Ｔの関係を満たすことを特徴とするパターン転写用金型。
4. 請求項１に記載のパターン転写用金型において、
   前記接着部材は熱硬化性樹脂であることを特徴とするベルト状金型。
5. 請求項１に記載のパターン転写用金型において、
   前記接着部材はシリコーンゴム系材料であることを特徴とするベルト状金型。
6. 請求項１に記載のパターン転写用金型と、前記パターン転写用金型を輪転させるための金型駆動機構と、前記スタンパ表面の賦形用凹凸パターンが転写される被転写材料を搬送するための搬送機構と、前記パターン転写用金型と前記被転写材料とを挟圧して前記スタンパ表面の賦形用凹凸パターンを被転写材料の表面に転写するための押圧機構とを有することを特徴とするパターン転写装置。
7. 請求項１に記載のパターン転写装置において、
   前記押圧機構が加熱機構を備えることを特徴とするパターン転写装置。