JP6503211B2 - Imprint molding mold and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は印刷用版胴の所望する位置に歪の小さい微細凸凹のパターンを成形できる、印刷用版胴と凸凹パターンとの位置合わせ時の視認性に優れたインプリント成形用モールドに関する。 The present invention relates to an imprint molding mold which can form a fine uneven pattern with small distortion at a desired position of a printing plate cylinder and which is excellent in visibility at the time of alignment between the printing plate cylinder and the uneven pattern.
最近、エレクトロ二クス分野では、省エネ、省資源、高生産性で製造する「プリンテッドエレクトロニクス技術」が注目されており、特にフレキシブルディスプレイやセンサーなどの大面積フレキシブルデバイスの早期実現をめざし、当該デバイス中の微細な配線パターンをロール・ツー・ロール方式による印刷法で形成させようとする開発が鋭意進められている。 Recently, in the field of electronics, “printed electronics technology” which is manufactured with energy saving, resource saving and high productivity attracts attention, especially aiming at early realization of large area flexible devices such as flexible displays and sensors. The development of forming a fine wiring pattern inside by a roll-to-roll printing method has been intensively advanced.
ロール・ツー・ロール方式による印刷方法においては、印刷版として円筒状の版胴やスリーブが用いられ、これらの表面には様々な凸凹パターンが形成され、これによりデバイス上に様々な形状の配線や線幅、線厚の異なる配線が転写される。
しかし、ロール・ツー・ロール方式による印刷法自体は省エネ、省資源でかつ生産性に優れているものの、パターンが形成される工程においては、依然その大半が煩雑で人手を要するものであった。特にエレクトロニクス分野ではパターンの微細化とともに極めて高いパターンの位置精度が要求されているものの、多大な労力なしでは達成なしえない場合が多かった。
In the roll-to-roll printing method, a cylindrical printing cylinder or sleeve is used as a printing plate, and various convex and concave patterns are formed on these surfaces, whereby various shapes of wiring or devices are formed on the device. Wirings with different line widths and line thicknesses are transferred.
However, although the roll-to-roll printing method itself is energy saving, resource saving, and excellent in productivity, most of the processes in which patterns are formed are still complicated and require manpower. Particularly in the electronics field, extremely high pattern positional accuracy is required along with the miniaturization of patterns, but in many cases this can not be achieved without much effort.
円筒状の版胴（印刷版）の表面に凸凹のパターンを形成する方法としては、化学的な腐食を用いる方法やレーザー直描方法によって版胴に直接パターンを形成する方法が一般的であったが、最近ではフレキソ印刷分野において検討されている方法、すなわち、予めパターンが形成されたシート状の印刷版を版胴に巻きつけて取り付ける方法、又はパターンが形成されていないシート状の印刷版を版胴に巻きつけておいてから後でパターン形成する方法などが注目されている。 As a method of forming a concavo-convex pattern on the surface of a cylindrical printing cylinder (printing plate), a method using chemical corrosion or a method of forming a direct pattern on a printing cylinder by laser direct writing method was generally used. However, a method that has recently been studied in the field of flexographic printing, that is, a method of winding and attaching a pre-patterned sheet-form printing plate around a plate cylinder, or a sheet-form printing plate without a pattern formed A method of forming a pattern after being wound around a printing cylinder has attracted attention.
文献１には、インプリント成形モールド内のインプリントパターンの外部に対して、同平面上に凸凹状のアライメントマークを設置し、インプリント成形モールドのアライメントマークを高精度で識別し、アライメントする方法が開示されている。しかしこの方法ではアライメントカメラを用いても凸凹の境界の認識が困難で適正なアライメントを行うことが困難であった。
In
また文献２には、ナノインプリント成形モールドの製造において、モールド内の凸部と凹部の両方に光学的なコントラストをつけることにより、視認性が高くかつ残膜の増大に影響を与えないアライメントパターンを形成できる、ナノインプリント成形モールドの製造方法が提示されている。しかしこの方法でもアライメントカメラによる凸凹の境界の認識が困難で適正なアライメントを行うことが困難であり、またモールド内におけるアライメントマークによる被覆部が広すぎて、被転写層の離型が困難であったり、離型するにしても大量の離型剤を用いなければならないというような問題があった。
In addition, in the production of a nanoimprint molding,
本発明はこのような背景技術の問題点に着目されてなされたものであり、印刷用版胴の所望する位置に歪の小さい微細凸凹のパターンを成形できる、印刷用版胴とパターンとの位置合わせ時の視認性に優れたインプリント成形用モールドを提供するものである。 The present invention has been made focusing on the problems of the background art as described above, and it is possible to form a fine uneven pattern with small distortion at the desired position of the printing plate cylinder, and the position of the printing plate cylinder and the pattern It is an object of the present invention to provide an imprint molding mold which is excellent in visibility at the time of alignment.
本発明は上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of repeating earnestly examining in order to solve said subject, this invention came to complete this invention.
すなわち、請求項１に係る本発明は、一面にメインパターン領域と少なくとも２つのアライメントパターン領域とを有し、該一面に形成された凸凹パターンを有する感光性又は熱硬化性樹脂組成物層を硬化させ、印刷用版胴に位置合わせして貼合するために該２つのアライメントパターン領域にはそれぞれ少なくとも１個の位置合わせ用アラインメントマークを設けたインプリント成形用モールドであって、該アラインメントマークは、該アライメントパターン領域の凸部又は凹部に存在し、金属材料並びに金属材料の酸化物、窒化物、酸窒化物、ケイ素化合物、炭化物及びホウ化物からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなり、かつ、該アライメントパターン領域の総面積は、該一面の面積の０．０００１〜１％である、前記のインプリント成形用モールドである。
又、請求項２に係る本発明は、以下の工程：昇降手段、該昇降の位置検知手段、回転手段、並びに該回転の回転角及び回転数検知手段を具備し、かつ、回転軸となる長軸を有する円筒状の印刷用版胴と、前記印刷用版胴に対向するように配置され、面内回転手段、該面内回転の回転角度検知手段を具備し、かつ、所定距離及び所定速度で搬送対象物を水平搬送することができる搬送ステージと、前記搬送対象物に向けて設置された２つの第一のアライメントカメラと、前記印刷用版胴に向けて設置された２つの第二のアライメントカメラと、を含む装置を準備する工程、ここで、前記印刷用版胴及び前記搬送ステージの動作を制御することにより、前記搬送対象物を、前記印刷用版胴の前記長軸方向に対して所定の面内回転角度及び位置で、前記印刷用版胴に貼合することができる；微細パターンを有するインプリント成形モールドであって、一面にメインパターン領域と少なくとも２つのアライメントパターン領域とを有し、該２つのアライメントパターン領域にはそれぞれ少なくとも１個の位置合わせ用アライメントマークを有する前記インプリント成形モールド上に感光性又は熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂組成物層を積層させた後に、該樹脂組成物を硬化させた、硬化樹脂層からなるモールド積層体を形成する積層工程；前記搬送対象物として前記搬送ステージ上に載置した前記モールド積層体の２つのアライメントマークの中心点を結ぶ線分方向と前記印刷用版胴の前記長軸方向とが平行になるように、前記搬送ステージの面内角度を制御する面内角度制御工程；前記モールド積層体中の２つのアライメントマークの位置と前記印刷用版胴の所定位置とが合うように、前記印刷用版胴の位置と前記搬送ステージの位置とを予め位置決めする位置決め工程；並びに前記印刷用版胴を所定回転数で回転させるとともに、前記搬送ステージを該回転速度に同期するように水平搬送し、前記モールド積層体中の２つのアライメントマークと前記印刷用版胴の所定位置とが合うように、前記硬化樹脂層を前記印刷用版胴に貼合すると同時に、前記インプリント成形モールドを前記搬送ステージ上に残しながら、前記硬化樹脂層と前記インプリント成形モールドを離間させて、前記硬化樹脂からなる微細パターン層が所定位置に貼合された印刷用版胴を得る、貼合・離間工程；を含む、インプリント成形モールドにより転写された微細パターン層を印刷用版胴に位置合わせして貼合させる印刷用版胴の製造方法に用いるための、請求項１に記載のインプリント成形用モールドである。
又、請求項３に係る本発明は、以下の工程:基板の片方の主面上の少なくとも２カ所のアライメントマークが形成される部分を含む領域において、金属材料並びに金属材料の酸化物、窒化物、酸窒化物、ケイ素化物、炭化物及びホウ素化物からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなる含金属膜を設ける含金属膜製膜工程；前記含金属膜が設けられた基板の片方の主面上にフォトレジストからなるレジスト膜を設けるレジスト膜製膜工程；前記レジスト膜をパターン露光する露光工程；未硬化の前記レジスト膜を現像液で除去する現像工程；前記レジスト膜で覆われていない前記含金属膜を除去して前記基板面を露出させる含金属膜除去工程；前記レジスト膜で覆われていない前記基板面をエッチングして凹部を形成するエッチング工程；及び前記レジスト膜を剥離するレジスト膜除去工程；
を含む請求項１に記載のインプリント成形モールドの製造方法である。
又、請求項４に係る本発明は、以下の工程；基板の片方の主面上にフォトレジストからなるレジスト膜を設けるレジスト膜製膜工程；前記レジスト膜をパターン露光する露光工程；未硬化の前記レジスト膜を現像液で除去する現像工程；前記レジスト膜で覆われていない前記基板面をエッチングして凹部を形成するエッチング工程；前記基板の片方の主面上の少なくとも２カ所のアライメントマークが形成される部分を含む領域において、金属材料並びに金属材料の酸化物、窒化物、酸窒化物、ケイ素化物、炭化物及びホウ素化物からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなる含金属膜を設ける含金属膜製膜工程；及び前記レジスト膜を剥離するレジスト膜除去工程；を含む請求項１に記載のインプリント成形モールドの製造方法である。
That is, the present invention according to
The present invention according to
Further, the present invention according to claim 3 is the following process: metal material, oxide of metal material, nitride of metal material in a region including at least two alignment marks to be formed on one main surface of the substrate A metal-containing film forming step of providing a metal-containing film made of at least one material selected from the group consisting of an oxynitride, a silicide, a carbide and a boride; main one of the substrates provided with the metal-containing film A resist film forming step of providing a resist film made of a photoresist on the surface; an exposure step of exposing the resist film in a pattern; a developing step of removing the uncured resist film with a developer; not covered by the resist film Removing the metal-containing film to expose the substrate surface; etching the substrate surface not covered by the resist film to form a recess And a resist film removing step of removing the resist film;
It is a manufacturing method of the imprinting mold according to
The present invention according to claim 4 is the following process: a resist film forming process of providing a resist film made of a photoresist on one main surface of a substrate; an exposure process of exposing the resist film to a pattern; A developing step of removing the resist film with a developer; an etching step of etching the substrate surface not covered by the resist film to form a recess; and at least two alignment marks on one main surface of the substrate In a region including a portion to be formed, a metal material and a metal-containing film comprising at least one material selected from the group consisting of oxides, nitrides, oxynitrides, silicides, carbides and borides of metal materials A method of manufacturing an imprint mold according to
本発明によれば、印刷用版胴と凸凹パターンとの位置合わせ時に視認性に優れたインプリント成形モールドを提供でき、該モールドを用いることによって、印刷用版胴の所望する位置に歪の小さい微細凸凹のパターンを成形することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imprint mold having excellent visibility when aligning the printing plate cylinder and the concavo-convex pattern, and by using the mold, the distortion at a desired position of the printing plate cylinder is small. A micro uneven pattern can be formed.
以下に、本発明のインプリント成形モールドの一実施の形態を、本発明のインプリント成形モールドが容易に実施可能な製造装置を例にとって説明する。
但し、本発明は、以下の説明及び図１〜図１２により理解されるものであるが、本発明の実施の形態が、それらに限定されるものではない。
Hereinafter, an embodiment of the imprint molding mold of the present invention will be described by taking a manufacturing apparatus which can easily carry out the imprint molding mold of the present invention as an example.
However, although this invention is understood by the following description and FIGS. 1-12, embodiment of this invention is not limited to them.
（積層工程） (Lamination process)
図１は、本発明のモールド積層体１０の概略構成を説明するための断面模式図である。このモールド積層体１０は、メインパターン領域１０１１と２つのアライメントパターン領域１０１２とを有するインプリント成形モールド１１と、インプリント成形モールド１１上に感光性又は熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂組成物層を積層させた後に、該樹脂組成物を硬化させた、硬化樹脂層１３からなるモールド積層体１０である。２つのアライメントパターン領域は、平面視したモールドの主面の隣接する２つの隅に位置する。図２の方向で平面視するとモールドの主面の右上隅と左上隅の２か所に位置する。メインパターン領域１０１１は平行なライン＆スペースパターンで形成され、２つのアライメントパターン領域１０１２には、それぞれ１つのアライメントマーク１２が設けられている。２つのアライメントマークの中心点を結ぶ線分はメインパターン領域１０１１のパターンライン３６に平行である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a schematic configuration of a
本発明に用いられるインプリント成形モールド１１としては、公知のものを適用できる。例えば石英、合成石英やソーダガラスなどの透明ガラス板を基板１０１として、該基板１０１の片方の主面上にフォトリソグラフィ又は電子線リソグラフィによって凸凹パターンが形成されたインプリント成形モールド１１である。他に、シリコン、ニッケル又は硬質樹脂板を基板１０１として、該基板１０１の片方の主面上に凹凸部が形成されてなるものや、これらの基板１０１の片方の主面をエッチング等により賦型したものや、レジスト材料等による凸部を形成したものも使用できる。
As the
これらの中で厚み分布や固定のし易さ、さらに描画精度及び熱膨張性の観点から、石英や合成石英を基板１０１とするインプリント成形モールドが望ましい。基板１０１の厚みは１〜５ｍｍが好ましく、３〜５ｍｍがより好ましい。厚みが１ｍｍ以上であれば基板１０１がたわみにくい。また厚みが５ｍｍ以下であれば光の透過性にすぐれる。
Among them, an imprint molding mold using quartz or synthetic quartz as the
インプリント成形モールド１１のメインパターン領域１０１１における凹凸パターンの形状は、特に限定されず、インプリントの用途に応じて適宜選択される。例えば典型的なパターンとしてライン＆スペースからなるパターンである。そして、ライン＆スペースの凸部の長さ、凸部の幅、凸部同士の間隔及び凹部底面からの凸部の高さ（凹部の深さ）は適宜設定される。
The shape of the concavo-convex pattern in the
一例として、例えば、凸部の幅は１〜５０μｍ、より好ましくは５〜３０μｍであり、凸部同士の間隔は５〜１０００μｍ、より好ましくは５〜５０μｍであり、凸部の高さは１〜５０μｍ、より好ましくは１〜３０μｍである。さらに好ましくは、１〜１５μｍである。又、凹凸パターンを構成する凸部の形状は、矩形、円及び楕円等の断面を有するドットが配列したような形状でもよい。 For example, the width of the projections is 1 to 50 μm, more preferably 5 to 30 μm, the distance between the projections is 5 to 1000 μm, more preferably 5 to 50 μm, and the height of the projections is 1 to 5 μm. It is 50 μm, more preferably 1 to 30 μm. More preferably, it is 1 to 15 μm. Further, the shape of the convex portion constituting the concavo-convex pattern may be a shape in which dots having cross sections such as a rectangle, a circle, and an ellipse are arrayed.
インプリントによって精密にパターンを形成し、印刷用版胴２１にパターンを高精度で転写するためには、インプリント成形モールド１１のパターンを正確に形成することの他に、インプリント成形モールド１１と印刷用版胴２１との位置合わせが重要である。そこで、インプリント成形モールド１１には、メインパターン領域１０１１（モールド上のパターンであって、被加工物がその機能を発現するために本来転写されるべき対象となるパターンを有する領域）の他に、アライメントパターン領域１０１２（モールド上のパターンであって、位置合わせに使用されるアライメントマークを設けるために被加工物に転写されるパターンを有する領域）が形成される。
In order to precisely form a pattern by imprinting and to transfer the pattern to the
アライメントパターン領域は、アライメントマークを平面視したときに凹部を有さない形状、例えば円や凸多角形の場合は、アライメントマークそのものが占める領域を意味する。また、アライメントマークを平面視したときに凹部を有する形状、例えば十字型や凹多角形の場合は、該凹部がなくなるように隣接する端点をつなぐ線分とで構成した三角形により補完して凸多角形とした領域を意味する。 The alignment pattern area means an area occupied by the alignment mark itself in the case of a shape having no recess when the alignment mark is viewed in plan, for example, a circle or a convex polygon. In addition, in the case of a shape having a recess when the alignment mark is viewed in plan, for example, in the case of a cross or concave polygon, it is complemented by a triangle formed by a line connecting adjacent end points so that the recess disappears. It means a square area.
インプリント成形モールド１１内のアライメントマーク１２は、インプリント成形モールド１１の凸部又は凹部に金属材料並びに金属材料の酸化物、窒化物、酸窒化物、ケイ素化合物、炭化物及びホウ化物の少なくとも1種（以下、上記の金属化合物も含めて「金属」という。）を含むことを特徴とする。
具体的には、凸部又は凹部に該金属を含む含金属膜１２０を設けることがあげられる。
The
Specifically, the metal-containing
アライメントマーク１２は光の透過性を高めるため、又は、膜応力による歪を軽減するために、アライメントパターン領域１０１２のみ含金属膜１２０が存在するようにして、マークの視認性に影響の少ない領域、例えばメインパターン領域１０１１には、含金属膜１２０が存在しないことが好ましい。含金属膜１２０の厚みはコントラストを得る観点から１０ｎｍ以上であることが好ましく、３０ｎｍ以上であることがより好ましく、５０ｎｍ以上であることが特に好ましい。また、膜応力による歪の発生を軽減する観点から、１０００ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下が特に好ましい。
In the
視認性及び上記の膜応力の観点から、上記金属としては、金属材料では、特にアルミニウム、金、クロム及びスズが好ましい。さらに酸化物ではＳｉＯ２、ＺｒＯ２及びＴｉＯ２が特に好ましい。 From the viewpoint of visibility and the above-mentioned film stress, as the metal, in particular, aluminum, gold, chromium and tin are preferable as the metal material. Furthermore, SiO 2 , ZrO 2 and TiO 2 are particularly preferred as oxides.
本実施形態の凸部又は凹部にアライメントマークが形成されたインプリント成形モールド１１では視認性が極めて良好なので、アライメントパターン領域１０１２の面積を最小にすることができる。このアライメントパターン領域の面積は、インプリント成形モールド１１の主面の面積に対して、０．０００１〜１％であることが好ましく、０．０００１〜０．５％であるとより好ましく、０．０００１５〜０．１％であるとさらに好ましく、０．０００２〜０．０５％であると最も好ましい。
In the
例えば、幅５０μｍ、長さ３００μｍの長方形を直交するように２つ重ねた十文字形状のアライメントマークのアライメントパターン領域は、十字部分の面積は２×（５０×３００）−５０×５０＝２７５００μｍ２であり、補完された三角形状の部分の面積は４×（１２５×１２５／２）＝３１２５０μｍ２であるので、合計５８７５０μｍ２となる。例えば、後述する実施例の場合は、インプリント成形モールドの主面の面積が２１０×２９７＝６２３７０ｍｍ２であるので、該モールドの主面に４つの該アライメントパターン領域を設けた場合は、アライメントパターン領域の占める面積は０．０００３８％となる。
For example, the width 50 [mu] m, the alignment pattern area of the alignment marks of two superposed cross-shaped so as to be orthogonal rectangular length 300μm, the area of the cross section is 2 × (50 × 300) -50 × 50 =
本実施形態では、インプリント成形モールド１１の凸部又は凹部にアライメントマーク１２を設けることができる。凸部にアライメントマーク１２を設ける方法として、例えば基板１０１としてガラス平板を用い、含金属膜１２０として、例えばクロム膜１２０を設ける方法を、図１１により説明する。
In the present embodiment, the
第一に、ガラス平板の少なくともアライメントマーク１２を付与する領域にクロム膜１２０を形成する（含金属膜製膜工程：図１１（ａ））。第二に、該ガラス平板の該クロム膜１２０を形成した側の主面にレジスト膜１０２を形成する（レジスト膜製膜工程 ：図１１（ｂ））。第三に、該レジスト膜１０２をパターン露光する（露光工程）。第四に、現像により未硬化のレジスト膜１０２を除去する（現像工程：図１１（ｃ））。第五に、レジスト膜１０２で覆われていない箇所のクロム膜１２０を除去してガラス面を露出させる（含金属膜除去工程：図１１（ｄ））。第六に、レジスト膜１０２で覆われていないガラス部をエッチングして凹部を形成する（エッチング工程：図１１（ｅ））。最後に、レジスト膜１０２をガラス平板から剥離する（レジスト膜除去工程：図１１（ｆ））。これらの工程により、メインパターン領域１０１１にはクロム膜１２０がなく、アライメントパターン領域１０１２の凸部のみにクロム膜１２０が設けられた凸凹構造のインプリント成形モールド１１が形成される。
First, a
凹部にアライメントマークを設ける方法として、例えば基板１０１としてガラス平板を用い、含金属膜１２０としてクロム膜１２０を設ける方法を、図１２により説明する。
As a method of providing an alignment mark in a recess, for example, a method of providing a
第一に、ガラス平板の主面にレジスト膜１０２を形成する（レジスト膜製膜工程：図１２（ａ））。第二に、該レジスト膜１０２をパターン露光する（露光工程）。第三に、現像により未硬化のレジスト膜１０２を除去する（現像工程：図１２（ｂ））。第四に、レジスト膜１０２で覆われていないガラス部をエッチングして凹部を形成する（エッチング工程：図１２（ｃ））。第五に、ガラス平板の少なくともアライメントマーク１２を付与する領域にクロム膜１２０を形成する（含金属膜製膜工程：図１２（ｄ））。最後に、レジスト膜１０２をガラス平板から剥離する（レジスト膜除去工程：図１２（ｅ））。これらの工程により、メインパターン領域１０１１にはクロム膜１２０がなく、アライメントパターン領域１０１２の凹部のみにクロム膜１２０が設けられた凸凹構造のインプリント成形モールド１１が形成される。
First, a resist
ここで、基板１０１のアライメントパターン領域に含金属膜１２０を積層する方法としては、真空蒸着法もしくはスパッタリング法などのＰＶＤ法、またはＣＶＤ法が使用できる。メインパターン領域１０１１に含金属膜１２０が形成されないようにするためには、製膜時にマスク等の遮蔽板を使用すればよい。
Here, as a method of laminating the metal-containing
レジストとしてはクロム膜１２０との関係でエッチング選択比を担保しやすい材料を選択することが好ましい。具体的には、ポジ型またはネガ型のフォトレジストや電子線レジストが挙げられる。ポジ型レジスト、例えばノボラック樹脂と光酸発生剤を含む組成物、を使用した場合は、露光された部分が現像で除去される。また、ネガ型レジスト、例えばアクリレート系紫外線硬化型樹脂と光ラジカル発生剤とを含む組成物、またはエポキシ樹脂と光酸発生剤とを含む組成物、を使用した場合は、露光されていない部分が現像で除去される。現像液は使用するフォトレジストに対応するものを使用すればよい。例えば、ノボラック樹脂と光酸発生剤を含むポジ型レジストの場合は、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド（ＴＭＡＨ）の水溶液が例示される。
As the resist, it is preferable to select a material that can easily secure the etching selectivity in relation to the
又、本実施形態では、レジスト膜１０２をマスクにしてクロム膜エッチング液（例えば、硝酸セリウムアンモニウムと硝酸または過塩素酸を含むエッチング液）によりクロム膜１２０を除去することができるが、含金属膜１２０の除去はその金属に応じた公知の除去法が使用可能であり、必ずしもこの方法に限られるものではない。
又、ガラス部のエッチングには、湿式エッチング、または乾式エッチングが使用可能である。湿式エッチング用のエッチング液としてはフッ化水素酸が挙げられる。乾式エッチング（反応性イオンエッチング）用のガスとしては、六フッ化硫黄、四フッ化炭素、トリフルオロメタンが挙げられる。
Further, in the present embodiment, the
Also, wet etching or dry etching can be used to etch the glass portion. An etchant for wet etching includes hydrofluoric acid. Examples of gases for dry etching (reactive ion etching) include sulfur hexafluoride, carbon tetrafluoride, and trifluoromethane.
レジスト膜１０２の除去には、アッシング、または公知のフォトレジスト剥離液を使用することができる。
For removing the resist
アライメントマーク１２の形状は特に限定されるものではないが、アライメントマーク１２の中心位置（中心点）が視認し易い形状、たとえば円形や十文字状の形態などが視認しやすいので好ましい。
The shape of the
アライメントマーク１２の大きさは、マーク１２が円形の場合には、その直径が１０〜１５００μｍで、十字状の場合には縦横の長さが各々１０〜１０００μｍであると、マーク１２が認識しやすくかつアライメント精度が向上するので好ましい。それぞれ３０〜５００μｍであるとさらに精度が向上する。又マーク１２の凹部の深さは、０．１〜１０μｍであると同様に精度が向上して好ましい。
The size of the
アライメントパターン領域１０１２は、通常、メインパターンに対応したメインパターン領域１０１１とは別に、図２のモールド積層体１０においてはインプリント成形モールド１１の主面の左上と右上の隅に各々、一つずつ設けられることが好ましい。
The
上記の方法により、インプリント成形モールド１１のアライメントパターン領域１０１２に、２つのアライメントマーク１２の前記中心位置を結ぶ線分が、メインパターン領域１０１１のパターンラインに平行になるようなアライメントマーク１２を設けることができる。
By the above method, alignment marks 12 are provided in
次に、硬化後に、硬化樹脂層１３を構成する感光性又は熱硬化性樹脂組成物について説明する。
Next, the photosensitive or thermosetting resin composition which comprises the cured
まず感光性樹脂組成物としては、一般的には、例えば、ラジカル重合系、光カチオン重合系、光アニオン重合系、光二量化反応系等の重合性樹脂組成物が適用可能である。以下、汎用的な例であるラジカル重合性樹脂組成物について説明する。ラジカル重合性樹脂組成物の多くが本発明に適用され得るが、その中で代表的なものとしてプレポリマー、モノマー、開始剤及び熱重合禁止剤を配合した組成物が使用可能である。この場合、プレポリマーとモノマーとの配合比率やこれらの種類、プレポリマーの分子量等によって、感光性樹脂組成物の粘度が決定される。 First, as the photosensitive resin composition, generally, for example, polymerizable resin compositions such as radical polymerization system, photocationic polymerization system, photoanion polymerization system, photodimerization reaction system and the like are applicable. Hereafter, the radically polymerizable resin composition which is a general purpose example is demonstrated. Although many of radically polymerizable resin compositions can be applied to the present invention, a typical composition among them is a composition in which a prepolymer, a monomer, an initiator and a thermal polymerization inhibitor are blended. In this case, the viscosity of the photosensitive resin composition is determined by the blending ratio of the prepolymer and the monomer, the type thereof, the molecular weight of the prepolymer, and the like.
プレポリマーは重合性二重結合を分子中に１個以上有し、例えば不飽和ポリエステル、不飽和ポリウレタン、不飽和ポリアミド、不飽和ポリアクリレート樹脂、不飽和ポリメタクリレート樹脂、シリコーンゴム及びこれらの各種変性物等のうち少なくとも１種類を用いたものを挙げることができる。 The prepolymer has one or more polymerizable double bonds in the molecule, and, for example, unsaturated polyester, unsaturated polyurethane, unsaturated polyamide, unsaturated polyacrylate resin, unsaturated polymethacrylate resin, silicone rubber and various modifications thereof The thing using at least 1 sort (s) among things etc. can be mentioned.
モノマーは重合性二重結合を有するエチレン性不飽和単量体であり、例えば、スチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルシアヌレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメタクリルアミド、α−アセトアミド、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、α−クロロアクリル酸、パラカルボキシスチレン、２，５−ジヒドロキシスチレン、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、及び非特許文献１に記載の材料等を用いることができる。
The monomer is an ethylenically unsaturated monomer having a polymerizable double bond, and examples thereof include styrene, chlorostyrene, vinyl toluene, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, triallyl cyanurate, N, N'-methylenebisacrylamide, Methacrylamide, N-hydroxyethyl acrylamide, N-hydroxy methacrylamide, α-acetamide, acrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, α-chloroacrylic acid, paracarboxystyrene, 2,5-dihydroxystyrene, triethylene glycol diacrylate, Triethylene glycol dimethacrylate, and the materials described in
開始剤としては、公知の光重合開始剤又は熱重合開始剤を用いることができる。例えば、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、キサントン、チオキサントン、クロロキサントン、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベンジル、２，２−ジメチル−２−ヒドロキシアセトフェノン、（２−アクリロイルオキシエチル）（４−ベンゾイルベンジル）ジメチル臭化アンモニウム、チオフェノール、２−ベンゾチアゾールチオール、２−ベンゾオキサゾールチオール、２−ベンズイミダゾールチオール、ジフェニルスルフィド、デシルフェニルスルフィド、ジ−ｎ−ブチルジスルフィド、ジベンジルスルフィド、ジベンゾイルジスルフィド、ジアセチルジスルフィド、ジボニルジスルフィド、ジメトキシキサントゲンジスルフィド、１，３−ジオキソラン、Ｎ−ラウリルピリジニウム等が例示できる。 As the initiator, known photopolymerization initiators or thermal polymerization initiators can be used. For example, benzoin, benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, Michler's ketone, xanthone, thioxanthone, chloroxanthone, acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, benzyl, 2,2-dimethyl-2-hydroxyacetophenone ( 2-acryloyloxyethyl) (4-benzoylbenzyl) dimethyl ammonium bromide, thiophenol, 2-benzothiazole thiol, 2-benzoxazole thiol, 2-benzimidazole thiol, diphenyl sulfide, decyl phenyl sulfide, di-n-butyl Disulfide, dibenzyl sulfide, dibenzoyl disulfide, diacetyl disulfide, dibonyl disulfide, dimethoxyxanthene Disulfide, 1,3-dioxolane, N- lauryl pyridinium and the like.
又、少なくとも未加硫ゴム、重合性二重結合を有する単量体、重合開始剤からなる光重合性ゴム組成物、いわゆる感光性エラストマーといわれているもの（例えば特許文献３及び特許文献４参照）や、ジアルキルシリコン系樹脂等の使用も可能である。 Also, a photopolymerizable rubber composition comprising at least an unvulcanized rubber, a monomer having a polymerizable double bond, and a polymerization initiator, which is said to be a so-called photosensitive elastomer (see, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4) And dialkyl silicon resins can also be used.
熱重合禁止剤としては、ハイドロキノン、モノ第三ブチルハイドロキノン、ベンゾキノン、２，５−ジフェニル−ｐ−ベンゾキノン、ピクリン酸、ジ−ｐ−フルオロフェニルアミン、ｐ−メトキシフェノール、２，６−ジ第三ブチル−ｐ−クレゾールなどを挙げることができる。 As a thermal polymerization inhibitor, hydroquinone, mono-tert-butyl hydroquinone, benzoquinone, 2,5-diphenyl-p-benzoquinone, picric acid, di-p-fluorophenylamine, p-methoxyphenol, 2,6-dithird Butyl-p-cresol and the like can be mentioned.
モールド積層体を形成する積層工程において本発明に使用できる該感光性樹脂組成物を使用する場合、次の工程である搬送ステージの面内角度制御工程において、硬化樹脂層１３の上からアライメントカメラ２３により下層にあるインプリント成形モールド１１内に設けられた２つのアライメントマークを検知するため、硬化樹脂層１３は可視光を透過する必要がある。又、最後の工程である貼合・離間工程において、硬化樹脂層１３は円筒状の印刷用版胴２１に貼合されるので、可撓性があり寸法安定性の優れたものが好ましい。
When the photosensitive resin composition that can be used in the present invention is used in the laminating step of forming the mold laminate, the
これに適した該感光性樹脂組成物の具体例としては、ＡＰＲ（登録商標；旭化成イーマテリアルズ（株）製）、ＡＦＰ（登録商標；旭化成イーマテリアルズ（株）製）、サイレル（登録商標；デュポン（株）製）、紫外線硬化型液状シリコーンゴム（ＰＤＭＳ）（信越化学（株）製）等がある。常温で粘度が高いものを加温し、粘度を調整して使用することもできるし、モノマー成分を添加して粘度を調整して使用することもできる。 Specific examples of the photosensitive resin composition suitable for this are APR (registered trademark; manufactured by Asahi Kasei E-Materials, Ltd.), AFP (registered trademark; manufactured by Asahi Kasei E-Materials, Inc.), Cyrel (registered trademark) Dupont Co., Ltd., UV curable liquid silicone rubber (PDMS) (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like. It is possible to heat one having a high viscosity at normal temperature and adjust the viscosity for use, or to add a monomer component to adjust the viscosity for use.
本発明で使用される熱硬化性樹脂としては、ケイ素樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アリルエステル、アクリル樹脂、ポリイミド、ウレタン樹脂、ノルボルネン系のような環状脂環式樹脂等が挙げられるが、上記同様に可視光透過する必要があるので、これらの中でもケイ素樹脂、アクリル系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ウレタン樹脂が好ましい。 The thermosetting resin to be used in the present invention may be a cyclic resin such as silicon resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, urea resin, urea resin, melamine resin, allyl ester, acrylic resin, polyimide, urethane resin and norbornene resin. Although a formula resin etc. are mentioned, since it is necessary to permeate | transmit visible light similarly to the above-mentioned, a silicone resin, an acrylic resin, norbornene-type resin, and a urethane resin are preferable among these.
該熱硬化性樹脂組成物は該感光性樹脂組成物と同様に硬化後に可視光透過する必要がある。又、可撓性があり寸法安定性の優れたものが好ましい。これに適した該熱硬化性樹脂組成物の具体例としては、ポリジメチルシロキサン（信越化学(株)製）等が特に好ましい。又、必要に応じて、公知の架橋剤、熱硬化剤又は前記の熱開始剤などを添加してもよいし、モノマー成分を添加して粘度を調整して使用することもできる。 The thermosetting resin composition is required to transmit visible light after curing, as with the photosensitive resin composition. In addition, those which are flexible and excellent in dimensional stability are preferred. As a specific example of the thermosetting resin composition suitable for this, polydimethylsiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like are particularly preferable. If necessary, known crosslinking agents, heat curing agents, or the above-mentioned thermal initiators may be added, or monomer components may be added to adjust the viscosity for use.
本発明におけるモールド積層体１０は、以下に示す方法により積層するのが好ましい。まずインプリント成形モールド１１を略水平に固定した状態で、スリットダイなどを使って該感光性又は該熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂組成物を塗布する。スリットダイの代わりにドクターブレードなどによる塗布機構を別途用いても良いし、カーテンコーターやスプレイコーター、バーコーター、グラビアコーターなどの公知の塗布機構を設置することももちろん可能である。モールドが略水平でない場合には、該樹脂組成物の流動や塗工むらが発生し、本発明の効果が良好には得られない。なお本明細書における略水平とは、厚みむらの観点から許容される程度に水平であることを意味し、積層工程における設置時のモールド積層体１０の上面端部の高低差が１０μｍ以下であることが好ましい。尚、インプリント成形モールド１１自体が、厚みむらが大きい場合や水平な固定自体が困難な場合には使用に適さない。
The
該樹脂組成物の粘度は、１〜５０Ｐａ・ｓであり、好ましくは２〜２０Ｐａ・ｓであり、さらに好ましくは３〜１５Ｐａ・ｓである。粘度がこの範囲内にあると、樹脂層の塗布後の平坦性が保たれるので好ましい。又、硬化後の硬化樹脂層１３の厚みも所望の厚みになるので好適である。
The viscosity of the resin composition is 1 to 50 Pa · s, preferably 2 to 20 Pa · s, and more preferably 3 to 15 Pa · s. It is preferable that the viscosity is in this range because the flatness after application of the resin layer is maintained. Further, the thickness of the cured
尚、本発明では、必要に応じて硬化樹脂層１３の層形成側の表面に離型層を有するインプリント成形モールド１１であってもよい。すなわち、インプリント成形モールド１１の表面に離型処理を行ない、硬化樹脂層１３との剥離を容易にし、メインパターンやアライメントパターンの欠損を低減することが可能である。離型処理としては市販のシリコン系、テフロン（登録商標）系に代表される離型剤のコーティングや、パーフルオロ基を有するシランカップリング剤等による表面処理が挙げられる。
In the present invention, it may be an
必要に応じて、インプリント成形モールド１１上に塗工された該樹脂組成物からなる層の上に基材を積層することも可能である。基材としては、硬化樹脂層１３と同様に、紫外線及び可視光透過する材質である必要がある。又、樹脂硬化前後の寸法安定性の高いものが好ましく使用され、例えば、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシートなどのポリオレフィンシートが好適に用いられる。又、ポリエステル（例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート））、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）やポリ塩化ビニルなどのプラスチック樹脂、スチレン−ブタジエンゴムなどの合成ゴム、ガラスファイバーで補強されたプラスチック樹脂（エポキシ樹脂やフェノール樹脂など）製のシートが挙げられる。これらの中でも、透明支持体であり、硬化前後の寸法安定性に優れる、ＰＥＮシートであることがより好ましい。
It is also possible to laminate a substrate on a layer made of the resin composition coated on the
基材として、積層される側の裏面に粘着剤付の基材を用いてもよい。 As a substrate, a substrate with an adhesive may be used on the back side of the side to be laminated.
この場合、所望する硬化樹脂層１３の厚みを確保する目的で、スペーサーをインプリント成形モールド１１と基材の間に挟むことも好適に行われる。好適なスペーサーとしてシクネスゲージ（隙間ゲージ）を挙げることができる。又、さらに硬化樹脂層１３と基材との密着力を高めるためや平坦性を向上させるために、基材の上部にガラス板を積層することも好適に用いられる。
In this case, in order to secure the desired thickness of the cured
引き続き、このように積層されてなるモールド積層体１０の該樹脂組成物側（基材を用いた場合には基材面側）から光照射又は加熱により該樹脂組成物を硬化させる。当該感光性樹脂組成物の場合は、紫外線の照度は特に限定されず、該感光性樹脂組成物の感光特性や厚みから適宜決定すればよい。一般的には、波長が３６５ｎｍのメタルハライドランプや高圧水銀灯を用いて５００〜３０００ｍＪ／ｃｍ２の条件のもとで行なわれる。特に、より高精細なパターン解像性が求められる場合には、平行光の紫外線で露光することが好ましい。又、基材は、表面にハレーション防止層（紫外線吸収層）が設けられたものであってもよい。
Subsequently, the resin composition is cured by light irradiation or heating from the resin composition side (substrate side in the case of using a base material) of the
該熱硬化性樹脂の硬化は通常１００〜１５０℃、１０〜２００分の加熱下で行われる。 Curing of the thermosetting resin is usually performed under heating at 100 to 150 ° C. for 10 to 200 minutes.
上部に基材やガラス板を積層した場合や、さらに基材とモールドの間に設けたスペーサーは適宜除去されて、インプリント成形モールド１１のパターンが硬化後の硬化樹脂層１３に転写されてなる、モールド積層体１０が得られる。
When a base material or a glass plate is laminated on the top, and further, the spacer provided between the base material and the mold is appropriately removed, and the pattern of the
得られたモールド積層体１０中の硬化樹脂層１３の厚みは０．１〜３ｍｍが好適である。３ｍｍよりも厚くなると印刷用版胴２１に貼合し難くなるし、硬化樹脂層１３の材質にもよるが、貼合時にクラックが入ったり割れたりしやすくなるので好ましくない。又、０．１ｍｍよりも薄くなると、ハンドリングが難しく、貼合し難くなり好ましくない。尚、硬化樹脂層１３の厚みは、モールド積層体１０の厚みからインプリント成形モールド１１の凸部の厚みを除して求める。インプリント成形モールド１１の凸部及び凹部の厚み測定は、微細形状測定機（株式会社 小坂研究所製 サーフコーダ ＥＴ４０００Ｌ）で測定し、１０箇所の平均値として求めた。モールド積層体１０の厚みはデジタルシクネスゲージ（株式会社ミスミ製 ＤＥＳ−３０１０）により測定した。
The thickness of the cured
以下に一例として、本発明のインプリント成形モールド１１上に熱硬化性樹脂であるジメチルシロキサン樹脂を積層し、樹脂を硬化させた後に基材を剥離して、モールド積層体１０が得られる例を示す。
As an example below, a dimethylsiloxane resin which is a thermosetting resin is laminated on the
＜実施例１＞
基板１０１として、厚さが３．０ｍｍのソーダライムガラス板（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を用意し、前述の方法により、表面にラインアンドスペースの凸凹部を有するメインパターン領域１０１１を設けたインプリント成形モールド１１を得た。微細形状測定機で測定した凸部と凹部の高さの差は３μｍで、ラインアンドスペース幅は最小１０μｍ／１０μｍであった。
Example 1
A soda lime glass plate (210 mm × 297 mm) having a thickness of 3.0 mm is prepared as the
２つのアライメントマーク１２の中心位置を結ぶ線分は、このインプリント成形モールド上にメインパターン領域１０１１内のパターンラインに平行になるように設けた。
A line segment connecting the center positions of the two alignment marks 12 is provided on the imprint mold so as to be parallel to the pattern line in the
前述したように、基板１０１のアライメントマーク１２を付与する領域全面にクロム膜１２０を形成した後で、レジスト膜１０２を形成し、パターン露光、現像後、残されたレジスト膜をマスクとして、後で凹部となる箇所のクロム膜を除去した。そのうえでクロムに対してガラスのエッチング選択性の高い反応性エッチングガスにより、ガラス部をエッチングし、残されたレジスト膜１０２を除去することにより、メインパターン領域１０１１にはクロム膜１２０がなく、アライメントパターン領域１０１２の凸部にクロム膜１２０が設けられた凸凹構造のインプリント成形モールド１１を形成した。形成されたアライメントマーク１２は幅５０μｍ、長さ３００μｍの長方形を中心を合わせて片方を該中心を軸として９０°回転させた状態で２つ垂直に重ねた十文字形状であった。アライメントマーク１２の中心の位置は、２つのアライメントマーク１２が図３で右上隅と左上隅となるように置いたときに、角から２３．５ｍｍ、２３．５ｍｍ離れた位置であった。又、２つのアライメントパターン領域を足した総面積は、インプリント成形モールドの主面の面積の０．０００１９％であった。
As described above, after the
ガラス板上に、基材として使用する、インプリント成形モールド１１よりも大きいポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）シート（帝人株式会社製 商品名 Ｑ６５ＨＡ）を固定し、フィルム上のモールドの四隅に相当する位置に厚み１．０ｍｍのシクネスゲージ（隙間ゲージ）を設置する。
A polyethylene naphthalate (PEN) sheet (trade name Q65HA manufactured by Teijin Limited), which is larger than the
熱硬化性のジメチルシロキサン樹脂溶液（信越化学工業社製 商品名 Ｘ−３２−３２７９Ａ／Ｂ）をＰＥＮフィルム上に滴下し、上からアライメントマーク１２が設けられたインプリント成形モールド１１を凹凸を形成した面を下に向けて気泡が入らないようにして押し付ける。モールド全体に適度な荷重をかけて、該樹脂が流動し、該樹脂の厚みが全体に均一になるようにする。面内の厚み均一性は、デジタルシクネスゲージを使って測定箇所の最大膜厚と最小膜厚との差で評価し、１０箇所の測定におけるその差が０．１ｍｍ以下になるまで全体を均一にした。その後、１５０℃で１時間加熱硬化させたうえで、シクネスゲージ（隙間ゲージ）を外し、ＰＥＮシートをインプリント成形モールドと同じ大きさになるようにカッティングし、インプリント成形モールド１１上に硬化樹脂層１３を介してＰＥＮシートが基材として積層されたモールド積層体１０を得た。
A thermosetting dimethylsiloxane resin solution (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: X-32-3279A / B) is dropped on the PEN film, and the
ＰＥＮシート剥離後のモールド積層体１０の厚みを測定したところ、４．０ｍｍであり、インプリント成形モールド１１の厚みが３．０ｍｍであるから、これより硬化樹脂層１３の厚みは１ｍｍで、最大膜厚と最小膜厚の差は０．１ｍｍと優れたものであった。
When the thickness of the
以上、モールド積層体１０の積層工程について説明したが、次に搬送ステージ２２の面内角度制御工程について説明する。
As mentioned above, although the lamination | stacking process of the mold laminated
（印刷用版胴の製造装置）
図２は、本発明に係る印刷用版胴２１の製造装置の概略平面図である。
(Production device for printing plate cylinder)
FIG. 2 is a schematic plan view of the apparatus for manufacturing the
本発明の製造装置は、図２に示すように、設置台２０、印刷用版胴２１、印刷用版胴駆動部２１１、搬送ステージ２２、ステージ搬送用の一対のガイド２７、搬送ステージ２２上に固定されるモールド積層体１０、２台の第一のアライメントカメラ２３及び２台の第二のアライメントカメラ２４、カメラ用のガイドレール２８及び２８１、カメラ支持柱２９及び２９１並びにコンピューター２５等を有する。以下、これらについて詳細に説明する。
The manufacturing apparatus of the present invention, as shown in FIG. 2, is provided on an installation table 20, a
設置台２０の上面には、長手方向に沿って設置台２０に支持された一対のガイド２７が延在されており、これら一対のガイド２７には、たとえば石定盤のような平坦で硬い搬送ステージ２２が摺動自在に設けられている。搬送ステージ２２は、長手方向がガイド２７の延在方向に向くように配置され、ガイド２７により設置台２０上を往復運動できるよう支持されており、図示しない駆動装置により駆動されてガイド２７に沿って往復運動する（図２の矢印Ｘ方向でガイド２７と平行）。又、搬送ステージ２２の中心部には面内回転軸３８が設けられており、駆動装置（図示しない）により駆動され、搬送ステージ２２自身が面内回転する。
On the upper surface of the installation table 20, a pair of
搬送ステージ２２には、該駆動装置とともに、搬送ステージ２２をガイド２７に沿って±１μｍの精度で移動可能な制御装置、面内角度制御装置及び各々の検知装置（該制御装置及び検知装置は図示しない）が設けられている。さらに後述する印刷用版胴２１の回転速度に同期搬送させる機能も設けられており、コンピューター２５のコントローラー（図示しない）により動作制御される。
A control device capable of moving the
又、搬送ステージ２２には、搬送対象であるモールド積層体１０を固定するための吸着機構（図示しない）が設けられている。具体的には搬送ステージ２２の中心部に吸着用のスリット(図示しない）があり、ステージ２２は真空ポンプ(図示しない）と接続されている。該スリットが埋まるようにモールド積層体１０を配置し、真空ポンプを稼働することで該スリットを通じて、モールド積層体１０が真空吸着され、搬送ステージ２２に固定される。
The
モールド積層体１０は、２台の第一のアライメントカメラ２３の視野内にモールド積層体１０が入るような形態で搬送ステージ２２の上面に真空吸着され、固定される。具体的固定方法については後述する。
The
設置台２０の中央部には、印刷用版胴２１が設けられ、その機械軸方向（ＭＤ；版胴２１の長軸方向（ＴＤ）に垂直で版胴中心を通る線３１の方向）が搬送ステージ２２の移動方向（矢印Ｘ方向）と平行になるように配置されていて、印刷用版胴２１のＭＤ線３１の延長線上に搬送ステージ２２の面内回転軸３８が重なるように配置される。印刷用版胴２１は駆動軸２１２により駆動装置２１１と連結され、駆動装置２１１は設置台２０に固定されている。又、印刷用版胴２１は搬送ステージ２２の移動方向に鉛直な方向（図２の紙面に垂直又は図４（Ａ）の矢印Ｚ方向）に昇降運動することもできる。駆動装置２１１には印刷用版胴２１を版胴２１の外周長さとして±１μｍの精度で回転可能な機能、及び昇降方向で±１μｍの精度で昇降可能な機能が備わるとともに、版胴２１の回転角度及び昇降位置の検知装置も設けられており、後述されるコンピューター２５のコントローラー（図示しない）により動作制御される。
A
第一のアライメントカメラ２３及び第二のアライメントカメラ２４並びに搬送ステージ２２及び印刷用版胴２１の駆動制御装置は、コンピューター２５内のコントローラー（図示しない）と接続されている。コンピューター２５は、所謂パーソナルコンピューターで構成されており、ＣＰＵを制御主体として、メモリ、入力部、出力部を備え、各アライメントカメラ２３及び２４に対応する画像入力部及び画像メモリを備え、アライメントカメラ２３及び２４で撮影された撮像図を画像処理する機能も備わる。
The
２台の第一のアライメントカメラ（ＣＣＤ撮像素子またはＣＭＯＳ撮像素子を使用したカメラ）２３は、モールド積層体１０内のアライメントマーク１２に向かうように配置される。各々のカメラ２３は、印刷用版胴２１の長軸方向（ＴＤ）に沿うように設けられたガイドレール２８に移動可能に案内される。ガイドレール２８の両端は２本の支持柱２９で支持されており、ガイドレール２８と一体となって搬送ステージ２２を跨ぐような形態で設置台２０に固定される。
Two first alignment cameras (cameras using a CCD imaging device or a CMOS imaging device) 23 are disposed to be directed to alignment marks 12 in the
各々の第一のアライメントカメラ２３には、カメラの視野内に十字状のカメラマーク３３が設けられており、カメラ２３をガイドレール２８に沿って移動させると、カメラマーク３３もガイドレール２８に沿って、すなわち印刷用版胴２１のＴＤ方向に平行移動する。カメラ２３は、カメラの視野内にアライメントマーク１２が入るまで平行移動させたのちに固定される。カメラ２３のストロボ光源を発光させ、モールド積層体１０に照射したストロボ光の反射光を、カメラ本体２３に入力させることにより、モールド積層体１０中のアライメントマーク１２と共にカメラマークも撮影され、得られた撮像図情報は後述するコンピューター２５へ送られる。
Each
又、第一のアライメントカメラ１台につき、１つのアライメントマーク１２が撮影される。図２には、モールド積層体１０が搬送ステージ２２に固定された状態が示されているが、たとえば１つのアライメントマーク１２がモールド積層体１０の左上方の隅近傍に配置されている場合には、２台の第一のアライメントカメラの内、左側のカメラにより撮影され、右上方の隅近傍に配置された２つ目のアライメントマークは右側のカメラで撮影される。
Also, one
２台の第一のアライメントカメラ２３により別々に撮影された２枚の撮像図は画像処理され、２つのアライメントマーク１２と２つのカメラマーク３３の合計４つのマークが同時に撮影された１枚の合成撮像図として得られる。この撮像図における４つのマークの相対位置関係は実際の相対位置関係と同じに維持されている。このような合成撮像図は、例えば以下の操作によって得られる。
Two images taken separately by the two
まず、第一のアライメントカメラ２３により、１つのアライメントマーク１２と１つのカメラマーク３３を撮影し、得られた撮像図を画像処理して、アライメントマーク１２とカメラマーク３３との距離及び印刷用版胴のＴＤに対する角度を算出する。前者のアライメントマーク１２とカメラマーク３３との距離は、カメラ視野内にスケールバーを設け、被撮影物と共に撮影された撮像図を画像処理により撮像図中のアライメントマーク１２の中心点とカメラマーク３３の中心点との距離を実長に変換することによって得られる。
First, one
又、後者の印刷用版胴２１のＴＤとの相対角度については、これも画像処理操作の一つとして、撮像図中のカメラマーク３３を起点とする印刷用版胴２１のＴＤに平行な線を撮像図中で引いたうえで、アライメントマーク１２の中心点とカメラマーク３３の中心点とを結ぶ線分も引き、両線のなす角度を求めることによってなされる。
As for the relative angle between the latter of the
もう一台の第一のアライメントカメラ２３により、上記と同様に、もう１つのアライメントマーク１２ともう１つのカメラマーク３３との距離及び印刷用版胴のＴＤに対する角度を算出する。
The distance between the
２台の第一のカメラ２３間の距離は各々のカメラがガイドレール２８上で固定されており計測可能で、これより２台のカメラの中のカメラマーク３３の中心点間の距離を求めることができる。そして、このカメラマーク間の距離と、上記の操作で算出されたそれぞれのアライメントマーク１２の中心点とアライメントカメラ３３の中心点との距離及び印刷用版胴のＴＤに対する角度から、実際と同じ位置関係にある２つのアライメントマーク１２と２つのカメラマーク３３とが撮影された１枚の撮像図として得ることができる。
The distance between the two
撮像図の画像処理の方法は公知の方法により処理される。例えば、上記で得られた撮像図はコンピューター２５のコントローラー内に送られ、前処理として、図２で示されるようなＸ方向とＹ方向のそれぞれの方向に微小画素として分解された上で、２値化、フィルター処理及びグレー処理などが行われ、さらに計測処理として、パターンマッチングにより画像データから寸法などが計測されて、その処理結果はコントローラーを介して制御装置に信号として送られる。
The method of image processing of the captured image is processed by a known method. For example, the captured image obtained above is sent into the controller of the
以上のような操作により得られた典型的な撮像図が図３に示されている。この撮像図から、２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分３５と、２つのカメラマーク３３の中心点を結ぶ線分３４との方向角３７（Θ）をコンピューター２５内で演算した上で、コンピューター２５内のメモリーに記憶される。より詳細については、後述される搬送ステージ２２の角度制御工程のところで説明する。
A typical imaging diagram obtained by the above operation is shown in FIG. From this captured image, the direction angle 37 (Θ) of the
２台の第二のアライメントカメラ（ＣＣＤ撮像素子またはＣＭＯＳ撮像素子を使用したカメラ）２４は、印刷用版胴２１上に設けられた２つのアライメントマーク７１（図７）に向かうように配置される（図２）。この２つのアライメントマークは、印刷用版胴２１の特定位置２６における印刷用版胴のＴＤと平行な線上に設けられる。
Two second alignment cameras (cameras using a CCD imaging device or a CMOS imaging device) 24 are arranged to be directed to two alignment marks 71 (FIG. 7) provided on the
当該マーク７１は、インプリント成形モールド１１上に形成されたマークの場合と違って、上に樹脂や基材等の視認性を損なうものがないため、第二のアライメントカメラ２４によってマーク７１は容易に認識できるので、マークとして視認できるものであれば特に限定されない。例えば、色付きフィルムをアライメントマーク１２のような十文字状又は円形状にしたものをマーク７１として使っても良い。
Unlike the case where the
各々の第二のアライメントカメラ２４の視野内には十字状のカメラマーク７２が設けられており、印刷用版胴２１のＴＤに沿うようにガイドレール２８１が設けられており、各々のカメラ２４はこのガイドレール２８１に移動可能に案内される（図２）。第二のアライメントカメラ２４は視野内にアライメントマーク７１が入るまで、ガイドレール２８１に沿って平行移動されたのちに固定される。ガイドレール２８１の両端は２本の支持柱２９１で支持されており、ガイドレール２８１と一体となって搬送ステージ２２を跨ぐような形態で設置台２０に固定される（図２）。第二のアライメントカメラ２４にも上記の第一のアライメントカメラ２３の場合と同様に、得られた撮像図情報は後述するコンピューター２５へ送られる。
A
第二のアライメントカメラ２４の場合についても、カメラ１台につき、１つのアライメントマーク７１が撮影される。図２に印刷用版胴２１及びアライメントカメラ２４の平面図が示されているが、たとえば１つ目のアライメントマーク７１が印刷用版胴２１の右隅近傍に配置されている場合には、２台のアライメントカメラの内、右側のカメラにより撮影され、左隅近傍に配置された２つ目のマークは左側のカメラで撮影される。
Also in the case of the
又、第二のアライメントカメラ２４により別々に撮影された２枚の撮像図は画像処理され、２つのアライメントマーク７１と２つのカメラマーク７２の合計４つのマークが同時に撮影された１枚の合成撮像図として得られる。この撮像図における４つのマークの相対位置関係は実際の相対位置関係と同じに維持されている。このような合成撮像図を得る操作については、第一のアライメントカメラ２３によって得られる合成撮像図の場合と同様である。
In addition, a single combined imaging in which the two captured images separately captured by the
コンピューター２５に内蔵される図示しないコントローラーにより、得られた画像処理後の情報を下に、印刷用版胴２１の昇降位置、回転角度及び回転数は制御され、搬送ステージ２２は所定の面内角度だけ回転するように制御され、さらに所定量及び所定速度で印刷用版胴２１側へ移動するように制御される。
A controller (not shown) built in the
以上、本発明のインプリント成形モールドを用いた、印刷用版胴２１の製造装置の概要及びその機能について説明した。次に搬送ステージ２２の面内角度制御工程について説明する。
In the above, the outline and the function of the manufacturing apparatus of the
（面内角度制御工程）
本工程においては、最初にモールド積層体１０を搬送ステージ２２上に、この積層体１０内の２つのアライメントマーク１２のそれぞれが２台の第一のアライメントカメラ２３の視野に入るように固定される。ここでは、モールド積層体１０を固定する前に、まずモールド積層体の中の１つ目のアライメントマーク１２が１台目のカメラ２３の視野内に入るように、モールド積層体１０を搬送ステージ２２上に仮置きしてから、２つ目のマーク１２が２台目のカメラ２３の視野内に入るように、カメラ２３をガイドレール２８上で移動させつつモールド積層体１０の配置位置も調整しながら、視野に入るのを確認する。
(In-plane angle control process)
In this step, first, the
そして、カメラ２３を固定すると共にモールド積層体１０を、搬送ステージ２２に設けられた吸着機構を用いて調整後の配置位置に吸着固定する。モールド積層体１０の配置位置の調整は搬送ステージ２２をガイド２７に沿って前後搬送させることによって調整される。図２には同じく、モールド積層体１０が搬送ステージ２２上に固定された状態にあるその概略平面図を示した。
Then, while fixing the
モールド積層体１０を搬送ステージ２２上に固定する方法としては、本実施形態の方法に限定されず、たとえば一例として、モールド積層体１０のおよその固定位置を決めてから、搬送ステージ２２上に両面粘着シートを貼りつけて、その上にモールド積層体１０を固定するといったような方法でもよい。
The method for fixing the
接着処理する場合や粘着シートを貼りつける場合には、接着層または粘着シートの厚みはできるだけ薄くなるようにして固定するのが好ましい。好ましい厚みとしては、１００μｍ以下である。 In the case of adhesion treatment or sticking of a pressure-sensitive adhesive sheet, it is preferable that the thickness of the bonding layer or the pressure-sensitive adhesive sheet be as thin as possible. The preferred thickness is 100 μm or less.
このようにモールド積層体１０を固定した上で、モールド積層体１０中に設けられたアライメントマーク１２を、アライメントマーク１２に向かって設置された第一のアライメントカメラ２３によって検知し、２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分３５（図３にて示した）の方向が、印刷用版胴２１のＴＤ（軸方向）線３２の方向と平行になるように搬送ステージ２２の面内角度を制御する。
After the
２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分を版胴２１のＴＤに平行にすることによって、モールド積層体１０内のインプリント成形モールド１１に形成されたパターンライン３６と版胴２１のＴＤとを平行にすることができ、後述するモールド積層体１０の貼合・離間工程において、版胴２１上に版胴２１のＴＤと平行なパターンラインが転写される。
The line connecting the center points of the two alignment marks 12 is made parallel to the TD of the
図３（Ａ）に、典型例として、第一のアライメントカメラ２３により撮影された２つのアライメントマーク１２の撮像図を２つのカメラマーク３３と共に示す。尚、図中のアライメントマーク１２の形状は、十文字のカメラマーク３３と区別しやすいように、円形状（○）で示した。以下の撮像図についてもすべて同じように示した。又、この図の上部には、本工程が容易に理解されるために、印刷用版胴２１の機械軸方向（ＭＤ）線３１及び長軸方向線（ＴＤ線）３２とを併記し、これらの線分（３１及び３２）の方向と、２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分３５との角度関係が明瞭になるようにした。又、全体の態様が理解されやすいように、モールド積層体１０及び搬送ステージ２２も併記した。
In FIG. 3A, as a typical example, a captured view of the two alignment marks 12 captured by the
図３（Ａ）では、２台の第一のカメラ２３の視野内に２つのアライメントマーク１２が入るように、モールド積層体１０の搬送ステージ上への固定位置を調整したものの、目的とする２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分３５の方向が、２つのカメラマーク３３の中心点を結ぶ線分３４の方向、すなわち印刷用版胴２１のＴＤ線３２の方向に対してずれていることが示されている。このずれ角を方向角３７（Θ）とする。
In FIG. 3A, although the fixing position of the
図３（Ｂ）に、搬送ステージ２２を回転軸３８中心に時計回りに、２本の線分３４と３５が回転により、そのずれが補正されるように回転させた場合の撮像図を示した。このように搬送ステージ２２を所定の角度（この場合は方向角３７（Θ））面内回転させることによって、モールド積層体１０中の２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分３５を、２つのカメラマークの中心点を結ぶ線分３４に対して、すなわち印刷用版胴２１のＴＤ線３２に対して平行に制御することができる。平行の程度は目的とするインプリント対象によって異なるが、方向角３７が０．１°以下となるように回転させることが好ましく、０．０１°以下がより好ましく、０．００５°以下がさらに好ましい。
FIG. 3 (B) shows an imaging view in the case where the
図中には２つのアライメントマーク１２に平行なパターン線３６も示してあるが、以上の角度制御により、すなわち目標であるモールド積層体１０中に設けられたパターンのパターン方向と印刷用版胴２１のＴＤ方向とを平行にすることができる。
The pattern lines 36 parallel to the two alignment marks 12 are also shown in the figure, but the pattern direction of the pattern provided in the
（昇降位置の位置決め工程） (Positioning process of elevation position)
次に印刷用版胴２１の昇降位置の位置決め工程について説明する。
この工程では、まず印刷用版胴２１の昇降位置を、モールド積層体１０が印刷用版胴２１側に水平移動(ガイド２７が延在する方向に沿って）して、両者が貼合されるように制御する。
Next, the process of positioning the elevation position of the
In this step, first, the raised and lowered position of the
この印刷版胴２１の昇降位置の制御方法についての理解をより容易にするために、この次の工程である、モールド積層体１０の貼合・離間工程の概要について説明しておく。
In order to make it easier to understand the control method of the elevation position of the
図４（Ａ）には、この次の貼合・離間工程で実施される、モールド積層体１０と印刷用版胴２１との貼合状態が示されている。この図では、印刷用版胴２１の上に設けられた特定位置２６と、モールド積層体１０中に設けられた２つのアライメントマーク１２（一つは図示されず）とが、印刷用版胴２１の最下点４１で重なり合わされて貼合される状態が示されている。図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるが、特定位置２６に設けられた２つのアライメントマーク７１（図示されない）は、印刷用版胴２１の最下点で版胴２１の長軸方向（ＴＤ）に沿った線上、すなわちニップライン上にて、重ね合わされて貼合されることになる。又、図４（Ｂ）には、さらに工程が進み、インプリント成形モールド１０が離間される状態も示されている。
The pasting state of mold layered
このように、モールド積層体１０の貼合・離間工程の概要から分かるように、印刷用版胴２１とモールド積層体１０との貼合をなすためには、印刷用版胴２１の昇降位置をモールド積層体１０が搬送ステージ２２により印刷用版胴２１側へ水平搬送されて、印刷用版胴２１のニップライン上にて貼合されるような位置に制御する必要がある。
As described above, as can be seen from the outline of the step of bonding and separating the
このことは、印刷用版胴２１の最下点４１の昇降位置を、搬送ステージ２２の高さ４２（図５）に、モールド積層体１０の厚み４３を加えてなる昇降位置に制御することによってなされる。
This is achieved by controlling the elevation position of the
搬送ステージ２２の高さ４２は、図５に示されているように、搬送ステージ２２の左端部を印刷用版胴２１の真下近傍まで移動させ、印刷用版胴２１を降下させながら搬送ステージと接触させた場合のステージ２２の高さを表す。この値は、設置台２０の上にガード２７を介して載置された搬送ステージ２２の高さを、例えば高精度高さ測定器等を使って実測することによって求められる。高さはこのときの印刷用版胴２１の昇降位置を搬送ステージ２２の高さ４２として、一旦コンピューターのメモリに記憶させておき、これにモールド積層体１０の厚みを加えた値を再度メモリにインプットする。
As shown in FIG. 5, the
実際に印刷用版胴２１がモールド積層体１０と貼合される場合、印刷用版胴２１はモールド積層体１０の深さ方向に圧接されるようにして貼合される。圧接される程度は、モールド積層体１０中の硬化樹脂層１３の厚みに対して、０．１％〜２０％に調整するのが好ましい。圧接の程度は、硬化樹脂層１３の厚みや材質によっても変わるが、より好ましくは０．５％〜１０％である。
When the
前述のモールド積層体１０の積層工程における実施例で得られた硬化樹脂層の厚みは１．０ｍｍであったから、圧接の程度は１〜２００μｍが好ましく、５〜１００μｍがより好ましい。
Since the thickness of the cured resin layer obtained in the example of the laminating step of the
このようなモールド積層体１０の圧接分を上記のメモリに記憶された昇降位置に反映させて、最終の印刷用版胴２１の昇降位置を決める。
The amount of pressure contact of such a
尚、前記したように、モールド積層体１０を搬送ステージ２２に固定するために接着剤を用いる場合もあるが、昇降位置には影響されない程度に薄い場合は、考慮しなくてもよい。
As described above, an adhesive may be used to fix the
（特定位置の位置決め工程）
次に、印刷用版胴２１上に設けられた特定位置２６と、モールド積層体１０内の２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分３５とを重ね合わせて貼合するための、印刷用版胴２１及び搬送ステージ２２の位置決め工程について説明する。
(Positioning process of specific position)
Next, for printing, the
図４（Ａ）は同じく、搬送ステージ２２上に固定されたモールド積層体１０の貼合・離間工程を示す概略側面図である。この図は、上記のごとく、印刷用版胴２１の上に設けられた特定位置２６（ＴＤ方向の線分）と、モールド積層体１０中の２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分とを重ね合わされて貼合されている態様である。この態様にするためには、上記のような印刷用版胴２１の昇降位置の調節に加えて、モールド積層体１０内の２つのアライメントマーク１２と印刷用版胴２１上の特定位置２６とが、印刷用版胴２１のニップライン上で貼合されるように制御する必要がある。
FIG. 4A is also a schematic side view showing a bonding / separation process of the
最初に搬送ステージ２２の貼合前の初期位置を決め、その位置から貼合するまでの搬送ステージ２２の必要移動量を求める。次に同様にして、印刷用版胴２１の特定位置２６の初期角度を決め、その角度から貼合されるまでの必要回転角度を求める。求められた搬送ステージ２２の必要移動量と印刷用版胴２１の必要回転角度をコンピューター２５のメモリに記憶させた後で、コントローラーにより、貼合離間時に、印刷用版胴２１を回転させつつ、搬送ステージ２２を印刷用版胴２１の回転速度に同期移動させながら所定量移動させて、モールド積層体１０の２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分と印刷用版胴の特定位置２６とを貼合させる。
First, the initial position of the
搬送ステージ２２の貼合前の初期位置は、モールド積層体１０内の２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分３５を２つのカメラマーク３３の中心点を結ぶ線分３４に重ねあわせることによって決めることができる。これについては、前記図３（Ｂ）の搬送ステージ２２の面内角度制御工程の場合を用いて説明する。図３（Ｂ）で示されたように、２つのカメラマーク３３の中心点を結ぶ線分３４と、モールド積層体１０中に設けられた２つのアライメントマーク１２の中心点を結ぶ線分３５とが、お互いが平行になるように、すでに搬送ステージ２２の面内角度は制御されているが、２本の線分同士が重なり合っていない、すなわち搬送ステージ２２のＸ方向（図２及び図３（Ｂ）の上下方向）の位置がずれている（位置ずれ３９（α））ことが示唆される。
The initial position of
面内角度制御工程の場合と同様、この２本の線分（３４と３５）の位置ずれ３９（α）をコンピューター内で位置ずれ量として演算することができる。そして位置ずれ量を補正するように搬送ステージ２２を搬送させる（この場合には図３（Ｂ）の矢印方向に搬送される）。上記２本の線分が重なり合って、搬送ステージが初期位置に配置された場合の状態を図６に示した。重なり合った時の搬送ステージ２２の位置を初期位置としてコンピューターのメモリ内にインプットしておく。
As in the case of the in-plane angle control step, the positional deviation 39 (α) of the two line segments (34 and 35) can be calculated as a positional deviation amount in the computer. Then, the
この搬送ステージ２２の初期位置から搬送ステージ２２を印刷用版胴側２１へ水平搬送させ、モールド積層体１０のアライメントマーク１２が印刷用版胴２１の特定位置２６と、印刷用版胴２１の最下点、すなわちニップライン上で重なり合うまでの搬送ステージの移動量が、搬送ステージ２２の必要移動量となる。ここで、この初期位置から印刷用版胴２１のニップラインまでの必要移動量は、コンピューター内で演算される。
The
この移動量は、図４（Ａ）に示されるように、ステージ２２を版胴２１とモールド積層体１０とが重なり合う位置まで初期位置から搬送させた場合の移動量であり、搬送後のステージ２２の位置を、初期位置を決めたのと同様にして、ガード２７上の位置として検知し、このガード２７上の位置から、先で求めたステージ２２の初期位置との差から求めることができる。この移動量はコンピューター内に記憶される。尚、搬送後のステージ２２のガード２７上の位置は、印刷用版胴の最下点４１直下（図４（Ａ）のＺ方向と逆方向）のガード２７上の位置でとして求めることができる。
The amount of movement is the amount of movement when the
一方、図７（Ａ）にて示されるように、前述の角度制御工程の場合と同様に、印刷用版胴２１上の特定位置２６に、中心点を結ぶ線分が印刷用版胴のＴＤ線３２と平行になるように２つのアライメントマーク７１を設ける。
On the other hand, as shown in FIG. 7A, as in the case of the above-described angle control process, a line segment connecting the center point is a TD of the printing plate cylinder at the
当該マーク７１は、前述したインプリント成形モールド上に形成されたマークの場合と違って、上に樹脂や基材等の視認性を損なうものがないため、第二のアライメントカメラ２４によって容易に認識できるので、マークとして視認できるものであれば特に限定されない。例えば、色付きフィルムでアライメントマーク１２のような十文字状又は円形状にしたものをマーク７１として使っても良い。
Unlike the mark formed on the imprint molding mold described above, the
アライメントマーク７１の印刷用版胴２１上の初期角度は以下のようにして求められる。図７に示されたように、第二のアライメントカメラ２４は、搬送ステージ２２の面内角度制御工程の場合と同様、２つのアライメントマーク７１の中心点を結ぶ線分７３とカメラマーク７２の中心点を結ぶ線分７４の２本の線分との位置ずれ７５（β）を、コンピューター内で印刷用版胴２１の回転角度として演算する。
The initial angle of the
そして、印刷用版胴２１をこのずれ角度を補正するように回転させて、図７（Ｂ）に示されるように、２本の線分（７３と７４）とを重ねあわせる。この場合のアライメントマーク７１の位置を初期角度８１（ω）として得た（図８（Ａ））。ここで、初期角度８１（ω）とは、印刷用版胴２１の最下点４１から初期角度の位置におけるアライメントマーク７１の角度とした（図８（Ａ）には印刷用版胴２１の初期位置を表す概略側面図を載せた）。
Then, the
すなわち、この初期角度８１（ω）が貼合するのに必要な回転角度となる。尚、図８（Ａ）では、貼合されるまでの角度がωの場合を示したが、印刷用版胴２１の初期位置がこの場合よりも高い位置にあり、貼合までに一回転以上要する場合には、ωにその回転数分の角度（３６０°×回転数）が加えられたものが初期角度となる。
That is, this initial angle 81 (ω) is the rotation angle necessary for bonding. Although FIG. 8A shows the case where the angle until bonding is ω, the initial position of the
（貼合・離間工程）
以上、印刷用版胴２１及び搬送ステージ２２の位置決めについて説明したが、前述されたように、印刷用版胴２１及び搬送ステージ２２はコンピューター２５のコントローラーにより、印刷用版胴２１の回転角度及び回転数に同期させて搬送ステージ２２を所定の速度で所定量水平移動することができる。
(Pasting and separation process)
The positioning of the
したがって、前述の工程にて算出された、搬送ステージ２２がモールド積層体１０のアライメントマーク１２と印刷用版胴２１の特定位置２６とが重なり合うまでに移動される移動量の情報及び印刷用版胴２１のニップライン上でモールド積層体１０のアライメントマーク１２と重なり合うまでの回転角度８１の情報とをコンピューター２５のメモリにインプットした上で、コントローラーにより、印刷用版胴２１を回転させながら、搬送ステージ２２の移動速度を印刷用版胴２１の回転速度に同期させつつ所定量移動させることによって、モールド積層体１０のアライメントマーク１２と印刷用版胴の特定位置２６とを貼合させることができる（図４（Ａ））。
Therefore, information on the amount of movement of the
モールド積層体１０を印刷用版胴２１に貼合する方法としては、特に限定されるものではないが、印刷用版胴２１の円筒面を予めシランカップリング剤（信越化学工業社製）による接着処理しておいたり、予め薄い粘着シートを貼りつけておいて、その上にモールド積層体１０を貼合するといったような方法でもよい。
The method for bonding the
尚、粘着テープの場合には、それ自体の厚みが厚すぎたり、厚み斑があったりする場合には使用に適さない。 In the case of the pressure-sensitive adhesive tape, it is not suitable for use when the thickness of the adhesive tape is too thick or unevenness of thickness occurs.
以上のような方法によってモールド積層体１０を印刷用版胴２１に貼合する場合の接着力は、貼合・離間工程において、モールド積層体１０から硬化樹脂層１３とインプリント成形モールド１１とが離間される、所謂剥離力よりも大きくなくてはならない。
The adhesive force in the case of bonding the
引き続き、印刷用版胴２１を回転させながら搬送ステージ２２を水平搬送することにより、パターン転写された硬化樹脂層１３は印刷用版胴２１上に貼合されると同時に、インプリント成形モールド１１が搬送ステージ２２上に固定されたままの状態で、モールド積層体１０から離間される（図４（Ｂ））。すなわち、硬化樹脂層１３は、インプリント成形モールド１１から剥離するのと同時に版胴２１の円筒面に貼合される。このため、インプリント成形モールドから薄い硬化樹脂層を剥離させ、該硬化樹脂層を印刷用版胴に貼合する方法と比較して硬化樹脂層における変形や歪の発生が少ないという特徴を有する。
Subsequently, by conveying the
印刷用版胴２１及び搬送ステージ２２の動作速度については、上述したモールド積層体１０と成形モールド１１との剥離力、硬化樹脂層１３の性状などにより適宜調整される。
The operating speeds of the
以上説明したように、本発明の視認性に優れたインプリント成形モールド１１を用いた印刷用版胴の製造装置によれば、手作業を大幅に減らし、短時間で簡便にかつ高精度で、印刷用版胴の所望する位置に、微細転写パターンを貼合することができる。
As described above, according to the printing plate cylinder manufacturing apparatus using the
市販の画像認識ソフトウェアでアライメントマークを認識しようとした場合、含金属膜１２０なしのインプリント成形モールドを用いた印刷用版胴の製造装置ではコントラストが十分に取れずにカメラにて検出不可となることがあるが、本発明のインプリント成形モールドを用いた印刷用版胴の製造装置ではコントラストが高くカメラによる検出が容易となる。
When trying to recognize an alignment mark with a commercially available image recognition software, the apparatus for producing a printing plate cylinder using an imprint molding mold without the metal-containing
本発明では、以上のようなインプリント成形モールド、モールド積層体、版胴の製造方法及び製造装置を用いることにより、印刷用版胴２１上に形成された転写パターンの貼合前後のパターン歪を測定することが可能である。ここでパターン歪とは、インプリント成形モールド１１のメインパターン領域１０１１またはアライメントパターン領域１０１２内の２点間の搬送ステージ２２搬送方向の長さ１に、印刷用版胴の円筒面に貼合することによりパターンが伸長する分の補正を加えた長さ２と、印刷用版胴２１に貼合された硬化樹脂層１３内の転写後の該２点間の搬送ステージ２２搬送方向の長さ３との差を意味する。
In the present invention, the pattern distortion before and after bonding of the transfer pattern formed on the
以下に、その測定方法について説明する。 The measurement method will be described below.
＜実施例２＞
＜貼合・離間前のパターン歪測定例＞
図９（Ａ）に示されているように、４つのアライメントマーク領域が右上隅と左上隅と右下隅と左下隅となるように配置し、左上隅と右上隅の２つのアライメントマーク１２の中心位置を結ぶ線分３５、及び右下隅と左下隅の２つのアライメントマーク１２の中心位置を結ぶ線分９３５は、このインプリント成形モールド上で、メインパターン領域１０１１のパターンラインに平行になるように設けた以外は実施例１と同じ、インプリント成形モールドを作製した。ここで、線分３５と線分９３５間の長さ（距離）を凸凹パターン領域間の長さとよぶ。
Example 2
<Example of pattern distortion measurement before bonding and separation>
As shown in FIG. 9A, the four alignment mark areas are arranged to be the upper right corner, the upper left corner, the lower right corner and the lower left corner, and the centers of the two alignment marks 12 in the upper left corner and the upper right
形成された各アライメントマークは、幅５０μｍ、長さ３００μｍの長方形を２つ垂直に重ねた十文字形状であった。４つのアライメントマークの中心の位置は、角から２３．５ｍｍ、２３．５ｍｍ離れた位置であった。また、アライメントパターン領域１０１２の総面積は、インプリント形成用モールドの主面の面積の０．０００３８％であった。
Each of the formed alignment marks had a cross shape in which two rectangles each having a width of 50 μm and a length of 300 μm were vertically stacked. The positions of the centers of the four alignment marks were 23.5 mm and 23.5 mm away from the corner. Further, the total area of the
アライメントマークを設ける方法は、前記のモールド積層体１０の積層工程の実施例１に従って、モールド積層体１０を得た。
The method for providing the alignment mark was the
ここで得られたモールド積層体１０を上記の角度制御工程に行ったのと同様にして、図９（Ａ）に示されるように、第一のアライメントカメラ２３の視野の中に、モールド積層体１０内のインプリント成形モールド１１に設けられた２つのアライメントマーク１２が観察できるように、モールド積層体１０を搬送ステージ２２上に固定する。
In the same manner as the
図９（Ａ）では、隣の凸凹パターン領域内に設けられた２つのアライメントマーク９１２も撮影されているが、前述した４点を一枚の撮像図とした場合と同様の方法にて、６点（２つのアライメントマーク１２及び２つのマーク９１２並び２つのカメラマーク３３）が一枚の撮像図として得られるように画像処理した。
In FIG. 9A, two
次に前述の面内角度制御工程及び位置決め工程の場合と同様にして、搬送ステージ２２の面内方向の角度制御及び位置決め制御を行った。同じく、図９（Ａ）には、パターン中に設けられたアライメントマーク１２の線分３５とカメラマーク線分３４との方向調整が実施され、アライメントマーク１２の線分３５と印刷用版胴２１のＴＤ線３２の方向とが平行であることが示されている（すなわちカメラマーク線分３４とも平行）。
Next, in the same manner as in the in-plane angle control step and the positioning step described above, angle control and positioning control in the in-plane direction of the
引き続いて、２本の線分の重ね合わせによる位置決めを実施した場合も、同じく図９（Ａ）に示される。アライメントマーク線分３５とカメラマーク線分３４とが重なり合っているときの、搬送ステージ２２のその位置を初期位置とした。それから、第一のアライメントカメラ２３の視野内で、今度はカメラマーク線分３４と隣の凸凹パターン領域に設けられたアライメントマーク９１２の線分９３５とが重なり合うまで、搬送ステージ２２を上方搬送（図２及び図９（Ａ））させて、搬送ステージ２２の初期位置からの水平移動量を求める。図９（Ｂ）には、カメラマーク線分３４と隣の凸凹パターン領域に設けられたマーク９１２の線分９３５とが重なり合っている状態の撮像図が示されている。このようにして求められた搬送ステージ２２の水平距移動量が、すなわちインプリント成形モールドの凸凹パターン領域間の長さとなる。
Subsequently, when positioning by superposition of two line segments is performed, it is also shown in FIG. 9 (A). The position of the
以上のような工程を経て測定されたインプリント成形モールドの凸凹パターン領域間の長さ１は２５０．００ｍｍであった。
The
＜貼合・離間後の歪測定＞
次に、貼合・離間後のパターン歪を測定する。
<Strain measurement after bonding and separation>
Next, pattern distortion after bonding and separation is measured.
上記の２つの凸凹パターン領域を有するモールド積層体１０を用い、本発明の貼合・離間工程に従って、硬化樹脂層１３からなる転写パターン層が貼合された印刷用版胴４０を得た。
Using the
印刷用版胴２１の位置決め工程の場合と同様に、印刷用版胴２１に向かって設置された第二のアライメントカメラ２４を用いて、アライメントカメラ２４の視野内に、１つ目の凸凹パターン領域内に設けられた２つのアライメントマーク１０１２が入るように、印刷用版胴２１を相当分回転させた。
As in the case of the positioning step of the
ここで、２つのアライメントマーク１０１２とは、上記の貼合離間前のモールド積層体１０内のインプリント成形モールド１１に設けられた２つのアライメントマーク１２が、メインパターンと共に、印刷用版胴２１上の硬化樹脂層１３に転写されたもので、アライメントマーク１２が凸状の十文字なのに対して、アライメントマーク１０１２は転写されて凹形状の十文字になる。貼合後はマーク上に樹脂や基材などが無いため、貼合前のように視認性のよい含金属膜１２０なしでも、第二のアライメントカメラ２４によるマークの視認が可能となる。アライメントマーク１０９１２の形状もマーク１０１２と同様で凹状の十文字であった。
Here, with the two
図１０（Ａ）にその場合の第二のアライメントカメラ２４による撮像図を示す。図中、アライメントマーク１０１２、これらのマーク１０１２の中心点を結ぶ線分１０３、隣の凸凹パターン領域内のアライメントマーク１０９１２、これらのマーク１０９１２の中心点を結ぶ線分１０４、２つのカメラマーク７２及びカメラマーク線分７４が示されている。
FIG. 10A shows a pickup image by the
同じく、印刷用版胴２１の位置決め工程の場合と同様に、第二のアライメントカメラ２４に設けられ印刷用版胴２１のＴＤ線３２に平行なカメラマーク線分７４に、印刷用版胴２１上のアライメントマーク線分１０３が重なるように、版胴２１の角度を制御する。図１０（Ａ）には版胴２１の角度制御後の撮像図が示されている。この場合の版胴２１の角度を初期角度とする。尚、この初期角度とは、版胴２１の最下点４１からアライメンマーク線分１０３までの角度とした。
Similarly, as in the case of the positioning step of the
同様に、第二のアライメントカメラ２４の視野内に隣のパターン内に設けられた２つのアライメントマーク１０９１２が入るように版胴２１を回転させて、２つのアライメントマークの中心点を結ぶ線分１０４とカメラマーク線分７４とが重なるように版胴２１を回転させる。回転後の角度を２番目の角度とする。２番目の角度も印刷用版胴２１の最下点からアライメントマーク線分１０４までの角度である。図１０（Ｂ）に２本の線分が重なり合った場合の撮像図を示した。このようにして求められた初期角度と２番目の角度との差を印刷用版胴２１の外周長さに換算して、これを印刷用版胴２１上に転写されている各々の凸凹パターン領域間の長さとして求めた。
Similarly, the
以上のような測定方法によって求められた印刷用版胴２１上に転写された凸凹パターン領域間の長さ３（１０５）は２５０．８９ｍｍであった。
The length 3 (105) between the concavo-convex pattern areas transferred onto the
貼合前のインプリント成形モールドの凸凹パターン領域間の長さ１は２５０．００ｍｍであったが、印刷用版胴２１に貼合することで硬化樹脂層１３の厚みと印刷用版胴２１の曲率に応じて、樹脂層が湾曲し、パターンがわずかに伸長する。硬化樹脂層１３の厚みと版胴２１の半径から算出される補正を加えた凸凹パターン領域間の長さ２は２５０．９４ｍｍとなるから、印刷用版胴２１上の凸凹パターン領域間の長さ３（２５０．８９ｍｍ）との差であるパターン歪はわずかに０．０５ｍｍ（５０μｍ）と極めて優れたものであった。
The
尚、上記の凸凹間パターン間の長さ２は、以下の計算式により補正計算した。
印刷用版胴２１の半径をｒ、硬化樹脂層１３の厚み（印刷用版胴に硬化樹脂層１３を貼合するのに粘着シートなどを用いた場合にはその厚みとの総和）をｔ、さらに印刷用版胴２１の断面図において、印刷用版胴２１上に貼合された硬化樹脂層１３の両端部と印刷用版胴２１の中心とのなす角度をΘとして、凸凹パターン間の長さ（Ｌ’）を下記式により補正する。 Ｌ’＝２×π×（ｒ＋ｔ）×Θ／３６０
実施例２では、r = １７５ｍｍ、t = ２．５０５ｍｍ、及びθ = ８１°であったので、L’ = ２５０．９４ｍｍとなる。
Incidentally, the
The radius of the
In Example 2, since r = 175 mm, t = 2.505 mm, and θ = 81 °, L ′ = 250.94 mm.
以上のように、本実施形態によれば、位置合わせに要する手作業を大幅に減らし、短時間で簡便にかつ高精度で、印刷用版胴の所望する位置に歪の小さい微細パターンを形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the number of manual operations required for alignment is significantly reduced, and a fine pattern with small distortion is formed at a desired position on a printing plate cylinder in a short period of time simply and with high accuracy. be able to.
本発明のインプリント成形モールドにより得られた印刷用版胴は、例えば、フレキシブルディスプレイやセンサーなどの大面積フレキシブルデバイス等の製造に適用することができる。 The printing plate cylinder obtained by the imprint molding mold of the present invention can be applied, for example, to the production of a large-area flexible device such as a flexible display or a sensor.
１０ モールド積層体
１１ インプリント成形モールド
１２ アライメントマーク
１３ 硬化樹脂層
１０１ 基板
１０２ レジスト膜
１２０ 含金属膜
１０１１ メインパターン領域
１０１２ アライメントパターン領域
２０ 設置台
２１ 印刷用版胴
２２ 搬送ステージ
２３ 第一のアライメントカメラ
２４ 第二のアライメントカメラ
２５ コンピューター
２６ 印刷用版胴上の特定点
２７ ガイド
２８ ガイドレール
２８１ ガイドレール
２９ 支持柱
２９１ 支持柱
３１ ＭＤ線
３２ ＴＤ線
３３ カメラマーク
３４ カメラマーク線分
３５ アライメントマーク線分
３６ パターン線分
３７ カメラマーク線分とアライメントマーク線分との方向角Θ
３８ 搬送ステージ面内回転中心軸
３９ 位置ずれ α
４０ 硬化樹脂層からなる転写パターン層が貼合された印刷用版胴
４１ 印刷用版胴の最下点
４２ 搬送ステージ高さ
４３ モールド積層体厚み
７１ 印刷用版胴上の特定位置におけるアライメントマーク
７２ カメラマーク
７３ 特定位置におけるアライメントマーク線分
７４ カメラマーク線分
７５ 位置ずれ β
８１ 初期角度 ω
９１２ 隣の凸凹パターン領域内に設けられたアライメントマーク
９３５ 隣の凸凹パターン領域内に設けられたアライメントマーク線分
１０１２ 転写パターン内のアライメントマーク
１０９１２ 転写パターン内の隣のアライメントマーク
１０３ 転写パターン内のアライメントマーク線分
１０４ 転写パターン内の隣のアライメントマーク線分
１０５ 凸凹パターン領域間の長さ
DESCRIPTION OF
38 Transport stage in-plane
40 Printing plate cylinder to which transfer pattern layer consisting of cured resin layer is bonded 41 Lowest point of
81 Initial angle ω
912 Alignment mark provided in the next
Claims (5)
前記インプリント成形用モールドは、
主面にメインパターン領域と少なくとも２つのアライメントパターン領域とを有し、
前記少なくとも２つのアライメントパターン領域には、それぞれ少なくとも１個の位置合わせ用アライメントマークが設けられており、
前記アライメントマークは、
前記アライメントパターン領域の凸部又は凹部に存在し、
金属材料、並びに金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、ケイ素化合物、炭化物及びホウ化物からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなり、かつ、
前記印刷用版胴と、前記転写パターン層が貼合された前記インプリント成形用モールドとの位置合わせに使用され、そして、
前記アライメントパターン領域の総面積は、前記主面の面積の０．０００１〜１％である、
前記インプリント成形用モールド。 It is a mold for imprint molding used to bond a transfer pattern layer made of a cured resin layer to the main surface and transfer the transfer pattern layer to a cylindrical printing plate cylinder,
The imprint molding mold is
Main pattern region on the main surface and has at least two alignment pattern region,
It said at least two alignment pattern area, at least one alignment Ala Ime mark put are provided respectively,
It said Ara Ime mark put is,
Present in projections or recesses of the alignment pattern area,
Metallic materials, and oxides of metals, nitrides, oxynitrides, silicon compounds, consisting of at least one material selected from the group consisting of carbides and borides, and,
Used for alignment between the printing plate cylinder and the imprint molding mold to which the transfer pattern layer is bonded, and
The total area of the alignment pattern area is 0.0001% of the area of the main surface,
Before heard down print-forming mold.
前記印刷用版胴と、前記前記転写パターン層が貼合された前記インプリント成形用モールドとの平行制御、及び Parallel control of the printing plate cylinder and the imprint molding mold to which the transfer pattern layer is bonded;
前記印刷用版胴上への前記転写パターンの貼合開始位置の位置合わせ Alignment of the bonding start position of the transfer pattern onto the printing plate cylinder
のうちの少なくとも１つに用いられる、Used for at least one of
請求項１に記載のインプリント成形用モールド。The mold for imprint molding according to claim 1.
前記アライメントマークのうちの２つの中心点を結ぶ線分方向と、前記印刷用版胴の回転軸方向とが平行になるように、前記印刷用版胴と前記モールド積層体との相対角度を制御する、面内角度制御工程；
前記アライメントマークのうちの２つの位置と、前記印刷用版胴上に予め定められた特定点の位置とが合うように、前記印刷用版胴の位置と前記モールド積層体の位置とを調節する、位置決め工程；及び
前記印刷用版胴を所定回転数で回転させるとともに、前記モールド積層体を該回転速度に同期するように水平搬送して、前記転写パターン層を前記印刷用版胴に貼合すると同時に、前記転写パターン層と前記インプリント成形モールドとを離間させて、前記転写パターン層が所定位置に貼合された印刷用版胴を得る、貼合・離間工程；
を含む、転写パターン層が貼合された印刷用版胴の製造方法。 On the imprint mold according to claim 1, after the resin composition layer composed of a photosensitive or thermosetting resin composition was laminated, Ru curing the resin composition it allows forming the imprint on the forming mold comprising a cured resin layer transfer pattern layer is pasted a molded laminate, the lamination process;
And a line segment direction connecting the two center points of said alignment mark, so that the rotational axis of the printing plate cylinder is parallel, and the printing plate cylinder relative angle between the mold stack control to the in-plane angle control step;
And two positions of the front Kia Lai placement marks, so that the position of the predetermined specific points to said printing plate on the cylinder matches, the position of the printing plate cylinder and the position of the mold stack adjusting the positioning step; rotates the and the printing plate cylinder at a predetermined rotational speed, the mold stack horizontally conveyed in synchronization with the rotational speed, before Symbol transfer pattern layer the printing plate a and simultaneously bonding to the body, and is separated from the previous SL transfer pattern layer and the imprint mold, the transfer pattern layer to obtain a printing plate cylinder which is stuck in position, laminating-spaced steps;
Including producing how the printing plate cylinder of the transfer pattern layer is stuck.
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