[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4923924B2 - インプリント装置及びインプリント方法 - Google Patents

インプリント装置及びインプリント方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4923924B2
JP4923924B2 JP2006266238A JP2006266238A JP4923924B2 JP 4923924 B2 JP4923924 B2 JP 4923924B2 JP 2006266238 A JP2006266238 A JP 2006266238A JP 2006266238 A JP2006266238 A JP 2006266238A JP 4923924 B2 JP4923924 B2 JP 4923924B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
molding material
relative movement
pressing
imprint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006266238A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007168422A (ja
Inventor
博史 宮越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2006266238A priority Critical patent/JP4923924B2/ja
Priority to EP06124007A priority patent/EP1787788A3/en
Priority to US11/600,187 priority patent/US7645411B2/en
Publication of JP2007168422A publication Critical patent/JP2007168422A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4923924B2 publication Critical patent/JP4923924B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • B29C2043/023—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface having a plurality of grooves
    • B29C2043/025—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface having a plurality of grooves forming a microstructure, i.e. fine patterning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2043/5808—Measuring, controlling or regulating pressure or compressing force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2043/5833—Measuring, controlling or regulating movement of moulds or mould parts, e.g. opening or closing, actuating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B29C2059/023—Microembossing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/20—Opening, closing or clamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/887—Nanoimprint lithography, i.e. nanostamp

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

本発明は、金型の微細構造を被成形材に転写するインプリント装置及びインプリント方法に関する。
微細構造を有する金型を用いて、ポリスチレン等の樹脂を加圧成形した後に、成形品を金型から剥離することで、微小突起を有する微細構造物を得るインプリント法が公知である(例えば、下記特許文献１参照)。図１０に従来のインプリント装置の要部を概略的に示す。
図１０の従来のインプリント装置は、サーボモータ１０１でボールねじを用いたプレス機構部１０２を駆動することで、下方先端に固定した成形金型１０３を下方に移動させ、樹脂の被成形材１０４に押し付けてプレスする。被成形材１０４の保持部１０５と装置の保持台１０７との間に力センサ１０６を配置している。力センサ１０６でプレス力を測定し、増幅器１０８で増幅した測定信号に基づいて制御部１０９がモータ１０１をサーボ制御することでプレス力を制御している。プレス後、サーボモータ１０１を逆回転させてプレス機構部１０２を駆動し成形金型１０３を上方に移動させて離型し、成形金型１０３と被成形材１０４とを剥がす。
特開２００５−１８９１２８号公報
上述のようなインプリント装置では、欠陥の発生防止の観点から離型時には成形金型１０３と被成形材１０４とをゆっくり剥がしたいが、生産性重視の観点から成形金型１０３を比較的高速で移動させている。このため、プレス機構部１０２のボールねじのピッチが長く、サーボモータ１０１の分解角が大きくなっている。つまり、プレス機構部１０２では、最小移動距離（単位）ΔＺが大きく、このΔＺに対応する力ΔＦの変化が大きく、例えば、ΔＦは１０Ｎ以上となってしまう。したがって、在来のインプリント装置では、離型時に成形金型１０３と被成形材１０４とをゆっくり剥がすことに対応できず、欠陥が発生し易くなってしまう。一方、プレス機構部１０２のボールねじのピッチを短くし、サーボモータ１０１の分解角を小さくすると、プレスに要する時間が長くなるため、インプリント装置の生産性が低下してしまう。
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、生産性を維持しながら欠陥発生を最小限に抑える離型動作を実現可能なインプリント装置及びインプリント方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によるインプリント装置は、金型と被成形材とを相対的に接近させてプレスし離型することで前記金型の微細構造を前記被成形材に転写するインプリント装置であって、前記金型と前記被成形材とをプレス方向軸上で相対移動させるとともに前記相対移動の際の前記金型と前記被成形材との相対移動速度が異なる複数の駆動装置を備えることを特徴とする。
このインプリント装置によれば、複数の駆動装置によりプレス時と離型時とで異なる移動速度にできるので、プレスを短時間で行い、離型を長時間で行うことが可能となる。このため、プレスを速く行い、離型をゆっくり行うことができるので、生産性を維持しながら、欠陥発生を最小限に抑える離型動作を実現できる。
上記インプリント装置において前記複数の駆動装置の内で前記プレスを第１の相対移動速度で前記金型と前記被成形材とを相対移動させることで行う第１の駆動装置と、前記離型を前記第１の相対移動速度よりも遅い第２の相対移動速度で前記金型と前記被成形材とを相対移動させることで行う第２の駆動装置と、を備えることが好ましい。
また、前記第２の駆動装置は、前記被成形材に対する力を検知可能な力センサを備え、前記力センサによる検知信号に基づいて前記相対移動の送り量を制御することが好ましい。この場合、前記被成形材に対する力は、前記プレス後における前記金型と前記被成形材との密着に起因して前記離型時に生じる前記プレス方向の力である。
また、前記第２の駆動装置の送り分解能は、前記第１の駆動装置の送り分解能よりも細かいことが好ましい。
本発明によるインプリント方法は、金型と被成形材とを相対的に接近させてプレスし離型することで前記金型の微細構造を前記被成形材に転写するインプリント方法であって、前記金型と前記被成形材とをプレス方向軸上で相対移動させる際の前記金型と前記被成形材との相対移動速度が異なる複数の駆動装置を用いることを特徴とする。
このインプリント方法によれば、複数の駆動装置によりプレス時と離型時とで異なる移動速度にできるので、プレスを短時間で行い、離型を長時間で行うことが可能となる。このため、プレスを速く行い、離型をゆっくり行うことができるので、生産性を維持しながら、欠陥発生を最小限に抑える離型動作を実現できる。
上記インプリント方法において前記複数の駆動装置は、前記金型と前記被成形材とを相対移動させる際に前記プレス時と前記離型時とにおいて前記相対移動時の送り分解能が異なることが好ましい。また、前記プレス時の前記金型と前記被成形材との相対移動速度よりも、前記離型時の前記金型と前記被成形材との相対移動速度を遅くすることが好ましい。また、前記離型時の前記金型と前記被成形材との相対移動速度が可変であることが好ましい。
本発明による別のインプリント方法は、金型を昇温する昇温工程と、前記金型と前記被成形材とを第１の相対移動速度で相対移動させてプレスするプレス工程と、前記プレスの力を所定時間保持する保持工程と、前記金型を冷却する冷却工程と、前記金型と前記被成形材とを第２の相対移動速度で相対移動させて離型する離型工程と、を含むインプリント方法であって、前記プレス工程と前記離型工程とを異なる駆動装置で実行し、前記離型工程の第２の相対移動速度を前記プレス工程の第１の相対移動速度よりも遅くすることを特徴とする。
このインプリント方法によれば、熱インプリントを行う際に、プレス工程と離型工程とを異なる駆動装置で実行し、離型工程の第２の相対移動速度をプレス工程の第１の相対移動速度よりも遅くするので、プレスを比較的短時間で行い、離型を比較的長時間で行うことが可能となる。このため、プレスを速く行い、離型をゆっくり行うことができるので、生産性を維持しながら、欠陥発生を最小限に抑える離型動作を実現できる。
上記インプリント方法において前記昇温工程と前記プレス工程との間に、前記金型と被成形材とを第３の相対移動速度で移動させる早送り工程を更に含み、前記早送り工程の第３の相対移動速度を前記プレス工程の第１の相対移動速度に対し同等またはそれ以上に速くすることが好ましい。
また、本発明による更に別のインプリント方法は、上述のインプリント装置を用いて金型の微細構造を被成形材に転写することを特徴とする。
このインプリント方法によれば、複数の駆動装置によりプレスを比較的高速度で行い、離型を比較的長時間で行うことが可能となり離型をゆっくり行うことができるので、生産性を維持しながら欠陥発生を最小限に抑える離型動作を実現できる。
本発明のインプリント装置及びインプリント方法によれば、生産性を維持しながら欠陥発生を最小限に抑える離型動作を実現できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態によるインプリント装置の要部を概略的に示す図である。
図１に示すように、本実施の形態によるインプリント装置１０は、インプリントプレスのためのプレス駆動装置１１と、微細な周期凹凸構造１８ａのある成形金型１８を支持し固定する支持部１７と、成形金型１８と相対的に接近し成形が行われる樹脂等の被成形材１９を保持し固定する保持部２０と、離型時に保持部２０を駆動する離型駆動装置２３と、保持部２０と離型駆動装置２３との間に配置され被成形材１９に加わる力を検知する力センサ２２と、力センサ２２からの検知信号を増幅する増幅器２４と、増幅器２４からの増幅された検知信号に基づいて離型駆動装置２３をフィードバック制御する制御部２５と、を備える。
プレス駆動装置１１は、サーボモータ１２と、サーボモータ１２の回転運動をボールねじで直線運動に変換してプレスを行うプレス機構部１３と、プレス機構部１３に連結されて支持部１７を上下に駆動する駆動ロッド１４と、を備え、成形金型１８と被成形材１９とを相対的に接近させてプレスを行う。
インプリント装置１０は、支持部１７を上下動可能に支持する水平部材１５ａと、離型駆動装置２３を支持し固定する水平台１５ｂと、水平台１５ｂに固定され水平部材１５ａを支持する縦部材１６と、を備える。また、インプリント装置１０は、成形金型１８を加熱する加熱手段としてヒータ（図示省略）を支持部１７内に備え、プレスのために成形金型１８を所定温度に昇温させる。
図２に図１の離型駆動装置２３の構成例を概略的に示す。図２の離型駆動装置２３は、サーボモータ３１と、サーボモータ３１に連結され回転駆動されるボールねじ回転軸３２と、ボールねじ回転軸３２とかみ合いボールねじ回転軸３２の回転運動を図の上下の直線運動に変換する直動部３３と、直動部３３により直動軸受３３ａを介して駆動される駆動台３４と、駆動台３４を直動軸受３６を介して支持するように図１の水平台１５ｂに固定される支持部材３５と、を備える。駆動台３４の上には図１の力センサ２２が配置される。図２では、直動軸受３６で駆動台３４を水平方向に拘束し、ボールねじ回転軸３２の水平方向の誤差運動はもう１つの直動軸受３３ａで吸収する。このため、サーボモータ３１とボールねじ回転軸３２の鉛直方向の力のみが駆動台３４に伝わり、駆動台３４を上下方向に移動させることができる。
図２の離型駆動装置２３のサーボモータ３１は図１のプレス駆動装置１１のサーボモータ１２よりも分解角が小さく、また、ボールねじ回転軸３２はプレス機構部１３のボールねじよりもピッチが短くなっている。このように、離型駆動装置２３は、駆動の分解能が細かい微動機構を構成している。制御部２５が力センサ２２の検知信号に基づいてサーボモータ３１の回転量を制御することで、プレス駆動装置１１のピッチよりも小さなピッチで駆動台３４上の被成形材１９をプレス方向ｍの軸上で移動させることができ、成形金型１８から比較的低速度（例えば、数μｍ／秒程度）で離すことができる。
一方、図１のプレス駆動装置１１は、駆動の分解能が粗く、サーボモータ１２とプレス機構部１３とにより、比較的大きなピッチで成形金型１８をプレス方向ｍの軸上で移動させることができる。被成形材１９に比較的高速度で接近させることができる。
図１，図２のインプリント装置１０によれば、プレスのときに、プレス駆動装置１１により成形金型１８を被成形材１９に対し比較的短時間に接近させてプレスを行うことができ、その後、離型のときに、離型駆動装置２３により被成形材１９を成形金型１８から比較的長時間かけて離して剥がすことができる。
次に、図１，図２のインプリント装置１０による成形工程Ｓ０１乃至Ｓ０６について図３のフローチャートを参照しながら説明する。
図１の成形金型１８を支持部１７内のヒータに通電することで加熱し、所定温度に昇温させてから（Ｓ０１）、プレス駆動装置１１のサーボモータ１２を回転駆動し、プレス機構部１３で駆動ロッド１４を図の下方のプレス方向ｍに比較的短時間で早送りし、成形金型１８を被成形材１９に接近させる（Ｓ０２）。
そして、成形金型１８を被成形材１９に押し当ててプレスし（Ｓ０３）、所定のプレス力で所定時間保持してから（Ｓ０５）、成形金型１８を冷却する（Ｓ０５）。
次に、図２の離型駆動装置２３のサーボモータ３１を回転駆動し、ボールねじ回転軸３２により直動部３３及び駆動台３４を介して被成形材１９を比較的長時間かけて下方に移動させて成形金型１８から剥がし離型する（Ｓ０６）。これにより、成形金型１８の微細な周期凹凸構造１８ａが被成形材１９に転写される。
上記離型のとき成形金型１８と被成形材１９との間に密着力が発生し、離型動作の抵抗となるが、この密着力を力センサ２２で検知しながら、離型駆動装置２３により、例えば数μｍ／秒程度の低移動速度で被成形材１９を成形金型１８からゆっくり離して剥がすことで、上記密着力を一定の大きさ以下に抑えながら離型を行うことができる。このように、離型のとき、成形金型１８と被成形材１９との間に大きな密着力が発生しないので、微細な周期凹凸構造１８ａが転写された被成形材１９の被成形面における欠陥発生を最小限に抑制できる。
以上のように、図１，図２のインプリント装置１０によれば、駆動の最小分解の異なる複数の駆動装置１１，２３を備え、分解能の粗いプレス駆動装置１１により早送り及びプレスを比較的短時間で行い、分解能の細かい離型駆動装置２３により離型を比較的長時間で行うことができ、離型をゆっくり行うことができるので、生産性を維持しながら欠陥発生を最小限に抑える離型動作を行うことができる。
特に、成形金型１８の微細な周期凹凸構造１８ａが短いピッチかつ高い凸部となり、高アスペクト比になるにつれて、プレスのときに被成形材１９の樹脂が微細な周期凹凸構造１８ａに充填されると、被成形材１９と微細な周期凹凸構造１８ａとの密着力が強くなり、離型し難くなる。その結果、離型するときに、速い速度で成形金型１８と被成形材１９とを離間させると、充填された樹脂の破断や欠けといった欠陥が発生し易くなり、従来の装置や方法では欠陥面積率５％程度まで抑えるのが限界であった。これに対し、本実施の形態のインプリント装置１０によれば、離型を比較的長時間かけてゆっくり実行できるので、上述の破断や欠けを抑制でき、欠陥発生を最小限に抑えることができる。
次に、図２の離型駆動装置２３の微動機構の変形例について図４，図５，図６を参照して３例説明する。以下、図２と異なる部分を中心にして説明する。
図４の例は、支持部材３５の軸受３８で回転自在に支持され水平方向に延びた円筒ウォームギア３７ａがサーボモータ３１の回転により、ホイール３７ｂを回転させることで、ボールねじ回転軸３２が回転し、直動部３３が直線運動するようになっている。
図５の例は、サーボモータ３１の回転がボールねじ回転軸３２と第２の直動部３９とを介して直線運動に変換され、第２の直動部３９によりてこ部材４０が一端側の軸受４０ｂで例えば上方に持ち上げられると、てこ部材４０が支点の軸受４０ａで回動し他端側の軸受４０ｃで第１の直動部３３を下方に移動させるようになっている。
図６の例は、上面が傾斜した第１のくさび状部材４２と、ころ軸受４３を介して対向する下面が傾斜した第２のくさび状部材４４とが、直動部を構成し、第１のくさび状部材４２に水平方向に貫通したボールねじ回転軸４１がサーボモータ３１の回転で第１のくさび状部材４２が水平方向に直進運動し、第２のくさび状部材４４が図の上下方向に移動するようになっている。
図４〜図６の微動機構によれば、図２の離型駆動装置２３の微動機構を構成することができ、図１，図２と同様にボールねじのピッチを短く構成し、離型時に被成形材１９を成形金型１８から比較的低速度でゆっくりと離しながら剥がすことができる。
次に、本実施の形態のインプリント装置におけるプレス駆動装置と離型駆動装置の配置の変形例について図７を参照して説明する。
図７（ａ）は、図１のインプリント装置１０に、水平部材１５ａと水平台１５ｂと縦部材１６とを包囲するように設けた支持部材５０を追加して図示したものであり、支持部材５０はプレス駆動装置１１のプレス機構部１３を支持する。
図７（ｂ）の配置例は、図７（ａ）の離型駆動装置２３を上方に設けたものであり、離型駆動装置２３は水平部材１５ａと支持部１７との間に配置されている。力センサ２２は被成形材１９の保持部２０と水平台１５ｂと間に配置されている。図７（ｂ）の配置によれば、図１，図２と同様に、早送り及びプレスをプレス駆動装置１１により比較的短時間で行い、その後の離型において力センサ２２が被成形材１９から成形金型１８が完全に離れるまで密着力を測定しながら、離型を離型駆動装置２３により比較的長時間で行うことができる。
図７（ｃ）の配置例は、図７（ｂ）と同様に離型駆動装置２３を上方に設けたものであるが、離型駆動装置２３は駆動ロッド１４と水平部材１５ａとの間に配置されている。力センサ２２は被成形材１９の保持部２０と水平台１５ｂと間に配置されている。図７（ｃ）の配置によれば、図１，図２と同様に、早送り及びプレスをプレス駆動装置１１により比較的短時間で行い、その後の離型において力センサ２２が被成形材１９から成形金型１８が完全に離れるまで密着力を測定しながら、離型を離型駆動装置２３により比較的長時間で行うことができる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、本実施例に限定されるものではない。
成形金型は、厚さ０．５ｍｍのシリコン基材の中央に直径４ｍｍの円形の領域に繰返し凹凸微細構造（深さ１３００ｎｍ、ピッチ３５０ｎｍ）を形成したものである。被成形材として、透明樹脂「アートン／ARTON（登録商標）」（ＪＳＲ株式会社）厚さ１８８μｍの樹脂シートを用い、金型温度を２１０度に設定した。
図１，図２と同様のインプリント装置を用い、離型駆動装置においてサーボモータの分解角とボールねじのピッチを組み合わせることで、微動機構の最小送り分解能を０．０１μｍとし、微動機構による最小送り速度を０．２μｍ／秒とした。また、プレス駆動装置の最小送り分解能は１０μｍであり、送り速度は１００００μｍ／秒であり、プレス力は４００Ｎ（圧力約４ＭＰａ）で、２秒保持して成形を行い、１００度まで冷却してから離型を行った。
比較例として、実施例と同じインプリント装置を用い、離型駆動装置を作動させずにプレス及び離型をプレス駆動装置だけで行った以外は実施例と同じ条件で成形・離型を行った。なお、実際の離型速度は、実施例で０．００５ｍｍ／秒〜１ｍｍ／秒（可変）とし、比較例で１０ｍｍ／秒（固定）とした。
図８に本実施例及び比較例において力センサにより離型のときのプレス力の時間変化を測定したデータを示す。離型に要した時間は、実施例で約０．０４５秒、比較例で約０．００８秒であった。図８のように、離型を始めると、プレス力（圧縮力）は実施例及び比較例ともにほぼ同様のプロフィルで減少し、ゼロ以下になって、成形金型と被成形材との間で密着力（引張力）が発生するが、比較例では、プレス駆動装置の最小送り分解能が粗く、送り速度が大きいため、引張力が大きく蓄積され、その力が短時間で解放され、この衝撃で図の時間範囲Ａで力センサが共振していることが分かる。この蓄積された力の解放の瞬間に、樹脂シートに転写された微細な凹凸構造が壊されてしまうと考えられる。これに対し、実施例では、離型駆動装置の最小送り分解能が細かく、送り速度が小さいため、比較例よりも離型がゆっくりと進行し、引張力が大きく蓄積されることなく離型が完了していることが分かる。このため、樹脂シートに転写された微細な凹凸構造が壊され難いと考えられる。
図９（ａ）、（ｂ）に、本実施例及び比較例において樹脂シートに転写された円形の転写面（直径４ｍｍ）の各写真を示す。比較例では図９（ｂ）のように欠陥率が面積換算で５％であったのに対し、実施例では図９（ａ）のように欠陥率が面積換算で０．３％と大幅に改善されたことが分かる。
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施の形態のインプリント装置は、熱インプリント法を実行するものとしたが、本発明はこれに限定されず、紫外線硬化性樹脂を用いるＵＶインプリント法にも適用できる。
本実施の形態によるインプリント装置の要部を概略的に示す図である。 図１の離型駆動装置２３の構成例を概略的に示す図である。 図１，図２のインプリント装置１０による成形工程Ｓ０１乃至Ｓ０６を説明するためのフローチャートである。 図２の離型駆動装置２３の微動機構の変形例を概略的に示す図である。 図２の離型駆動装置２３の微動機構の別の変形例を概略的に示す図である。 図２の離型駆動装置２３の微動機構の更に別の変形例を概略的に示す図である。 図１のインプリント装置に支持部材５０を追加して図示した図１と同様の図（ａ）、図７（ａ）のインプリント装置におけるプレス駆動装置と離型駆動装置の配置の変形例を概略的に示す図（ｂ）及び別の変形例を概略的に示す図（ｃ）である。 本実施例及び比較例において力センサにより離型のときのプレス力の時間変化を測定したデータを示す図である。 本実施例（ａ）及び比較例（ｂ）において樹脂シートに転写された円形の転写面（直径４ｍｍ）の各写真を示す図である。 従来のインプリント装置の要部を概略的に示す図である。
符号の説明
１０ インプリント装置
１１ プレス駆動装置
１２ サーボモータ
１３ プレス機構部
１４ 駆動ロッド
１７ 支持部
１８ 成形金型
１８ａ 周期凹凸構造
１９ 被成形材
２０ 保持部
２２ 力センサ
２３ 離型駆動装置
２４ 増幅器
２５ 制御部
３１ サーボモータ
３２ ボールねじ回転軸
３３ 直動部
３４ 駆動台
３７ａ 円筒ウォームギア
３７ｂ ホイール
３９ 直動部
４０ てこ部材
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 軸受
４１ ボールねじ回転軸
４２ 第１のくさび状部材
４３ ころ軸受
４４ 第２のくさび状部材
ｍ プレス方向

Claims (12)

  1. 金型と被成形材とを相対的に接近させてプレスし離型することで前記金型の微細構造を前記被成形材に転写するインプリント装置であって、
    前記金型と前記被成形材とをプレス方向軸上で相対移動させるとともに前記相対移動の際の前記金型と前記被成形材との相対移動速度が異なる複数の駆動装置を備えることを特徴とするインプリント装置。
  2. 前記複数の駆動装置の内で前記プレスを第１の相対移動速度で前記金型と前記被成形材とを相対移動させることで行う第１の駆動装置と、前記離型を前記第１の相対移動速度よりも遅い第２の相対移動速度で前記金型と前記被成形材とを相対移動させることで行う第２の駆動装置と、を備えた請求項１に記載のインプリント装置。
  3. 前記第２の駆動装置は、前記被成形材に対する力を検知可能な力センサを備え、前記力センサによる検知信号に基づいて前記相対移動の送り量を制御する請求項２に記載のインプリント装置。
  4. 前記被成形材に対する力は、前記プレス後における前記金型と前記被成形材との密着に起因して前記離型時に生じる前記プレス方向の力である請求項３に記載のインプリント装置。
  5. 前記第２の駆動装置の送り分解能は、前記第１の駆動装置の送り分解能よりも細かい請求項２乃至４のいずれか１項に記載のインプリント装置。
  6. 金型と被成形材とを相対的に接近させてプレスし離型することで前記金型の微細構造を前記被成形材に転写するインプリント方法であって、
    前記金型と前記被成形材とをプレス方向軸上で相対移動させる際の前記金型と前記被成形材との相対移動速度が異なる複数の駆動装置を用いることを特徴とするインプリント方法。
  7. 前記複数の駆動装置は、前記金型と前記被成形材とを相対移動させる際に前記プレス時と前記離型時とにおいて前記相対移動時の送り分解能が異なる請求項６に記載のインプリント方法。
  8. 前記プレス時の前記金型と前記被成形材との相対移動速度よりも、前記離型時の前記金型と前記被成形材との相対移動速度を遅くする請求項６または７に記載のインプリント方法。
  9. 前記離型時の前記金型と前記被成形材との相対移動速度が可変である請求項７または８に記載のインプリント方法。
  10. 金型を昇温する昇温工程と、前記金型と前記被成形材とを第１の相対移動速度で相対移動させてプレスするプレス工程と、前記プレスの力を所定時間保持する保持工程と、前記金型を冷却する冷却工程と、前記金型と前記被成形材とを第２の相対移動速度で相対移動させて離型する離型工程と、を含むインプリント方法であって、
    前記プレス工程と前記離型工程とを異なる駆動装置で実行し、前記離型工程の第２の相対移動速度を前記プレス工程の第１の相対移動速度よりも遅くすることを特徴とするインプリント方法。
  11. 前記昇温工程と前記プレス工程との間に、前記金型と被成形材とを第３の相対移動速度で移動させる早送り工程を更に含み、
    前記早送り工程の第３の相対移動速度を前記プレス工程の第１の相対移動速度に対し同等またはそれ以上に速くする請求項１０に記載のインプリント方法。
  12. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて金型の微細構造を被成形材に転写することを特徴とするインプリント方法。
JP2006266238A 2005-11-22 2006-09-29 インプリント装置及びインプリント方法 Expired - Fee Related JP4923924B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006266238A JP4923924B2 (ja) 2005-11-22 2006-09-29 インプリント装置及びインプリント方法
EP06124007A EP1787788A3 (en) 2005-11-22 2006-11-14 Imprinting apparatus and method
US11/600,187 US7645411B2 (en) 2005-11-22 2006-11-16 Imprinting apparatus and method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005336844 2005-11-22
JP2005336844 2005-11-22
JP2006266238A JP4923924B2 (ja) 2005-11-22 2006-09-29 インプリント装置及びインプリント方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007168422A JP2007168422A (ja) 2007-07-05
JP4923924B2 true JP4923924B2 (ja) 2012-04-25

Family

ID=37758780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006266238A Expired - Fee Related JP4923924B2 (ja) 2005-11-22 2006-09-29 インプリント装置及びインプリント方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7645411B2 (ja)
EP (1) EP1787788A3 (ja)
JP (1) JP4923924B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102814837A (zh) * 2012-07-31 2012-12-12 昆山圣源机械有限公司 八出切割机

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8945444B2 (en) * 2007-12-04 2015-02-03 Canon Nanotechnologies, Inc. High throughput imprint based on contact line motion tracking control
US8652393B2 (en) * 2008-10-24 2014-02-18 Molecular Imprints, Inc. Strain and kinetics control during separation phase of imprint process
JP5583374B2 (ja) * 2009-09-07 2014-09-03 株式会社島津製作所 光硬化樹脂の特性試験装置、その試験装置で使用する保持具、特性試験方法
WO2012016744A1 (en) * 2010-08-05 2012-02-09 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography
FR2965495B1 (fr) * 2010-10-01 2013-08-02 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'estampage et/ou de percage comprenant une tete support de substrat dont l'orientation est commandee en continu
JP5863286B2 (ja) * 2011-06-16 2016-02-16 キヤノン株式会社 インプリント方法、インプリント装置及び物品の製造方法
JP2013021155A (ja) * 2011-07-12 2013-01-31 Canon Inc インプリント装置、およびそれを用いた物品の製造方法
US8985554B2 (en) 2011-08-31 2015-03-24 Aktiebolaget Skf System and method for lifting and lowering objects
JP5860678B2 (ja) * 2011-11-21 2016-02-16 オリンパス株式会社 光学素子の製造方法、及び、光学素子の製造装置
TWI501861B (zh) * 2011-12-06 2015-10-01 私立中原大學 滾輪式壓印系統
EP2815868B1 (en) * 2012-02-14 2017-03-29 Scivax Corporation Imprint device and imprint method
US20130337102A1 (en) * 2012-06-14 2013-12-19 Massachusetts Institute Of Technology Embossing Press
EP2889895B1 (en) 2012-08-27 2017-11-15 Scivax Corporation Imprint device and imprint method
JP6465577B2 (ja) * 2014-07-11 2019-02-06 キヤノン株式会社 インプリント装置及び物品の製造方法
CN107407868B (zh) * 2014-11-03 2021-08-03 武汉大学 一种用于毛细纳米印刷的装置和使用该装置进行毛细纳米印刷的方法及其应用
DE102018108733B4 (de) * 2018-04-12 2021-11-25 Omag Service GmbH Antriebsvorrichtung für eine Presse oder Stanze und Presse oder Stanze
JP7086711B2 (ja) * 2018-05-18 2022-06-20 キヤノン株式会社 インプリント装置、および物品製造方法
CN109732750B (zh) * 2019-03-05 2023-09-22 福建科达新能源科技有限公司 一种增加石墨坩埚装料量的液压填充系统
CN113218187B (zh) * 2021-05-18 2024-10-18 佛山市德力泰科技有限公司 一种自动抓取锂电池材料匣钵的装置
CN114474314B (zh) * 2021-12-31 2024-04-30 广东明泰盛陶瓷有限公司 一种具有多转头切换的陶瓷滚压机

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3106888A (en) * 1960-12-13 1963-10-15 Richard J Chapleau Device for crushing containers
US4590784A (en) * 1984-07-27 1986-05-27 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Press brake
US6162376A (en) * 1999-02-24 2000-12-19 Mead Opthalmics Compression molding of optical lenses
JP2001179750A (ja) * 1999-12-28 2001-07-03 Sato Tekkosho:Kk 型締装置、型締装置用の加圧装置および樹脂成形体の製造方法
SE515962C2 (sv) * 2000-03-15 2001-11-05 Obducat Ab Anordning för överföring av mönster till objekt
JP2002137229A (ja) * 2000-11-01 2002-05-14 Meiki Co Ltd 型締装置
US6758664B1 (en) * 2001-01-12 2004-07-06 Seagate Technology Llc Self-leveling stamper module
JP3742320B2 (ja) * 2001-08-24 2006-02-01 株式会社名機製作所 プレス成形装置
DE10233462B4 (de) * 2002-07-24 2009-01-22 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Vorrichtung zum Prägen und zur Entformung von Strukturkörpern
NL1021421C2 (nl) * 2002-09-10 2004-03-11 Fountain Patents B V Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van producten uit een warm plastische massa.
JP4083673B2 (ja) * 2002-12-17 2008-04-30 農工大ティー・エル・オー株式会社 ナノ構造体の製造方法及び該方法により製造されたナノ構造体、並びに該方法を実行するための製造装置
US7332110B2 (en) * 2003-12-09 2008-02-19 Hoya Corporation Method and device for producing optical part
JP4466074B2 (ja) 2003-12-26 2010-05-26 株式会社日立製作所 微細金属構造体とその製造方法、並びに微細金型とデバイス
JP2005199455A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Meiki Co Ltd 光学製品の転写成形装置および転写成形方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102814837A (zh) * 2012-07-31 2012-12-12 昆山圣源机械有限公司 八出切割机

Also Published As

Publication number Publication date
US20070114696A1 (en) 2007-05-24
JP2007168422A (ja) 2007-07-05
EP1787788A3 (en) 2009-11-11
EP1787788A2 (en) 2007-05-23
US7645411B2 (en) 2010-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4923924B2 (ja) インプリント装置及びインプリント方法
JP5593190B2 (ja) モールド剥離装置
JP4506987B2 (ja) エネルギ線硬化型樹脂の転写方法、転写装置及びディスクまたは半導体デバイス
JP4835277B2 (ja) パターン形成体の製造方法およびインプリント転写装置
JP2006303292A (ja) インプリント方式の転写印刷方法、転写印刷版、転写印刷装置、および転写印刷製品
JP2006237395A (ja) 転写装置
JP2011187537A (ja) シート貼付装置およびシート貼付方法
JP5438578B2 (ja) 微細凹凸パターンの形成方法及び形成装置
JP5088369B2 (ja) インプリント方法
JP2007019239A (ja) シート貼付装置及び貼付方法
JP4880293B2 (ja) シート貼付装置及び貼付方法
JP2004196651A (ja) 記憶媒体用ガラス基板の製造方法および装置、記憶媒体用ガラス基板及び記憶媒体
JP4441451B2 (ja) シート貼付装置
JP6671010B2 (ja) インプリント方法およびインプリント装置
JP4925746B2 (ja) ダイレクト箔プリント装置
JP4441675B2 (ja) 転写印刷機及び転写印刷方法
JP4983394B2 (ja) インプリント装置
JP5385749B2 (ja) 転写装置および転写方法
JP4059008B2 (ja) プレス成形方法およびプレス成形装置
WO2008056558A1 (fr) Procédé d'impression
JP5931650B2 (ja) 転写装置および転写方法
JP4718259B2 (ja) シート剥離装置及び剥離方法
JP2020126905A (ja) パターンの形成方法および装置
JP2009050919A (ja) 微細構造物およびその製造方法
WO2007029524A1 (ja) 圧力を制御した微細加工方法および微細加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090917

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120110

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120123

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4923924

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees