JP2007180178A - Forming method and apparatus thereof - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely control the amount of intrusion while keeping a die and a workpiece parallel in forming processing performed by intruding a die against the workpiece. <P>SOLUTION: A large displacement actuator is made to conduct intrusion operation of intruding a die 27 against a workpiece W, to stop the intrusion operation when the intrusion operation satisfies a predetermined requirement, and to measure repulsive force produced on the die as a result of the intrusion operation at three or more different points. Further, three or more of small displacement actuators 11 provided between the large displacement actuator and the die with a small displacement control range is made to conduct intrusion operation such that all the measured repulsive forces are approximately the same. Moreover, three or more of distance measuring means 2 measure a distance between the die and the workpiece, and store the distances as initial distances Ls. The respective small displacement actuators are further made to conduct the intrusion operation until a difference exceeds the set value between the distance measured by the distance measuring means and the initial distance. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

Translated fromJapanese

本発明は、凹凸が設けられた金型を被成形物に押しつけて金型の凹凸を被成形物に転写する成形装置に関する。  The present invention relates to a molding apparatus that presses a mold provided with projections and depressions onto a workpiece and transfers the projections and depressions of the mold to the molding.

ナノメートルオーダーの回路パターンの形成などに、従来から行われている光露光リソグラフィとエッチングとを併用する方法に代えて、近年、ナノインプリント技術により行う方法が注目されている。ナノインプリント技術は、例えば、板上に塗布されたポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などの熱可塑性樹脂（レジスト）をそのガラス転移点以上にまで加熱して軟化させ、パターニングされたモールド（金型）を軟化した熱可塑性樹脂に押しつけてモールドの形状を熱可塑性樹脂に転写するものである。ナノインプリント技術は、装置の構成がシンプルで製造時間も短く、そのため製造コストの低減が期待できるとともに、形成できるパターンの自由度が高いという特徴を有している。  In recent years, a method using a nanoimprint technique has attracted attention in place of a conventional method of using both photolithographic lithography and etching for forming a circuit pattern of nanometer order. In the nanoimprint technology, for example, a thermoplastic resin (resist) such as polymethyl methacrylate (PMMA) applied on a plate is heated to a temperature above its glass transition point and softened, and a patterned mold (mold) is formed. The shape of the mold is transferred to the thermoplastic resin by being pressed against the softened thermoplastic resin. The nanoimprint technology has a feature that the configuration of the apparatus is simple and the manufacturing time is short, so that a reduction in manufacturing cost can be expected and the degree of freedom of a pattern that can be formed is high.

このナノインプリント技術において、例えば、微細パターンを持つ転写型を用いて基板上のフィルムに型形状の転写を行い、離型後フィルムに転写された形状の基板への再転写を行う場合、モールドと基板上のフィルムとの正確な相対位置（距離ｚ、平行度ｙ，ｚ）の調整は欠くことのできないものとされている（特許文献１）。
このモールドと被成形物との平行度を調整する方法として、例えば、テンプレート（モールド）を圧力媒体で加圧可能なキャビティを形成する可撓性材料の膜の外面に支持し、テンプレートを基板（被成形物）に押しつけるときにキャビティ内を加圧してテンプレート各部における押しつけの圧力を均一にして、平行度調節と同等の効果を得る技術が開示されている（特許文献２）。In this nanoimprint technology, for example, when transferring a mold shape to a film on a substrate using a transfer mold having a fine pattern, and retransferring to the substrate having the shape transferred to the film after release, the mold and the substrate Adjustment of the exact relative position (distance z, parallelism y, z) with the upper film is indispensable (Patent Document 1).
As a method for adjusting the parallelism between the mold and the object to be molded, for example, a template (mold) is supported on the outer surface of a flexible material film that forms a cavity that can be pressurized with a pressure medium, and the template is mounted on a substrate ( A technique is disclosed in which the inside of a cavity is pressurized when pressed against a workpiece, and the pressing pressure in each part of the template is made uniform to obtain the same effect as parallelism adjustment (Patent Document 2).

また、モールドと被成形物との平行度を調整する他の方法として、モールドを搭載するためのモールドチャックを支持する部材（モールドＺチルトステージ）の姿勢および基板（被成形物）を搭載するための部材（Ｚチルトθステージ）の姿勢を別個に測定して、モールドと基板とが平行になるように位置あわせをする発明が開示されている（特許文献３）。
米国特許第５，７７２，９０５号公報特表２００３−５１６６４４号公報特開２００５−１０１２０１号公報As another method for adjusting the parallelism between the mold and the object to be molded, for mounting the posture of the member (mold Z tilt stage) for supporting the mold chuck for mounting the mold and the substrate (object to be molded). An invention is disclosed in which the orientation of the member (Z tilt θ stage) is measured separately to align the mold and the substrate in parallel (Patent Document 3).
US Pat. No. 5,772,905 Special table 2003-516644 gazette JP 2005-10201 A

特許文献１には、モールドと基板上のフィルムとの正確な相対位置（距離ｚ、平行度ｙ，ｚ）の調整の重要性が記載され、相対的な位置の調整のために、ナノインプリント装置にＺポジショナーおよびＸ−Ｙポジショナーが備えられていることが記載されているが、これらをどのように動作させてモールドとフィルムとの相対位置を知り、モールドとフィルムとの平行関係を調整するのかは明らかにされていない。  Patent Document 1 describes the importance of adjusting the exact relative position (distance z, parallelism y, z) between the mold and the film on the substrate. In order to adjust the relative position, a nanoimprint apparatus is used. Although it is described that a Z positioner and an XY positioner are provided, how to operate these to know the relative position between the mold and the film and adjust the parallel relationship between the mold and the film It has not been revealed.

特許文献２に開示された技術は、押しつけ処理においてテンプレートと基板とが平行に保たれること、および転写面積内において転写処理後のフィルム層の厚みが均一になることが期待できるが、フィルム層の厚みを制御するには流体の圧カを制御することになり、厳密に流体の圧力を制御する難しさを考慮すると、フィルム層の厚みについて転写ごとのばらつきが生ずるおそれが大きい。  The technique disclosed in Patent Document 2 can be expected to keep the template and the substrate parallel in the pressing process, and the film layer after the transfer process to have a uniform thickness within the transfer area. In order to control the thickness of the film, the pressure of the fluid is controlled. Considering the difficulty of strictly controlling the pressure of the fluid, there is a high possibility that the thickness of the film layer varies from transfer to transfer.

特許文献３に開示された技術は、モールドの姿勢と基板の姿勢とを別個に制御し、また、モールドの位置および基板の位置をこれらの姿勢とは別に測定するため、全体の測定システムが複雑になるという問題がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、金型を被成形物に押しつけて行う成型処理において、金型と被成形物との平行を維持しながら押しつけ量を精密に制御することができる成形装置を提供することを目的とする。The technique disclosed inPatent Document 3 separately controls the posture of the mold and the posture of the substrate, and measures the position of the mold and the position of the substrate separately from these postures, so that the entire measurement system is complicated. There is a problem of becoming.
The present invention has been made in view of the above problems, and in a molding process performed by pressing a mold against a molding object, the pressing amount is precisely controlled while maintaining the parallelity between the mold and the molding object. An object of the present invention is to provide a molding apparatus that can perform the above process.

前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る成形方法は、型を被成形物に押しつけて、前記型に形成された凹凸を前記被成形物に転写する成形方法であって、大変位アクチュエータにより前記型に押しつけ動作を行わせ、前記押しつけ動作が所定の要件を満たしたら前記大変位アクチュエータの押しつけ動作を停止し、前記押しつけ動作の結果前記型に生じた反力または前記型を支持する部材に生じた反力を押しつけ方向に直交する方向における３カ所以上の異なる場所で測定し、前記大変位アクチュエータと前記型との間に設けられ前記大変位アクチュエータよりも小さな変位の制御が可能な並列に配置された３基以上の小変位アクチュエータに対して測定した前記反力のすべてが略同一になるように押しつけ動作をさせ、前記型または前記型を支持する部材と前記被成形物または前記被成形物を支持する部材との距離を距離測定手段により３カ所以上の異なる場所で測定してそれぞれを初期距離として記憶し、前記距離測定手段が測定した距離と前記初期距離との差が設定値以上になるまでそれぞれの前記小変位アクチュエータに押しつけ動作をさせる。In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
That is, the molding method according to the present invention is a molding method in which a mold is pressed against a molding object, and the unevenness formed on the mold is transferred to the molding object, and a pressing operation is performed on the mold by a large displacement actuator. When the pressing operation satisfies a predetermined requirement, the pressing operation of the large displacement actuator is stopped, and the reaction force generated in the mold or the reaction force generated in the member supporting the mold as a result of the pressing operation is pressed. Three or more units arranged in parallel that are measured between three or more different locations in a direction orthogonal to the direction and are arranged between the large displacement actuator and the mold and can control a smaller displacement than the large displacement actuator The mold or a member that supports the mold is pressed so that all of the reaction forces measured with respect to the small displacement actuator are substantially the same. The distance to the molding or a member that supports the molding is measured at three or more different locations by the distance measuring means, and each is stored as an initial distance. The distance measured by the distance measuring means and the initial The small displacement actuators are pressed against each other until the difference from the distance becomes a set value or more.

好ましくは、前記大変位アクチュエータの押しつけ動作を停止する前記所定の要件は、前記３カ所以上の異なる場所で測定した前記型に生じた反力または前記型を支持する部材に生じた反力のいずれかまたは全てが特定の値以上になったことである。
本発明に係る成形装置は、型を被成形物に押しつけて、前記型に形成された凹凸を前記被成形物に転写する成形装置であって、前記型に連続し前記型を前記被成形物に押しつける方向に移動させる互いに並列に配置された小変位の制御が可能な３つ以上の小変位アクチュエータと、前記小変位アクチュエータに連続し前記小変位アクチュエータを前記型に近づける方向に移動させ前記小変位アクチュエータよりも大変位の制御が可能な大変位アクチュエータと、前記型を前記被成形物に押しつける方向に移動させたときに前記型に生じる反力または前記型を支持する部材に生じる反力を押しつけ方向に直交する方向における３カ所以上の異なる場所で測定する荷重測定手段と、前記型または前記型を支持する部材と前記被成形物または前記被成形物を支持する部材との距離を３カ所以上の異なる場所で測定する距離測定手段と、を有し、前記荷重測定手段の測定結果に基づいて前記大変位アクチュエータの押しつけ動作を制御し、前記距離測定手段の測定結果に基づいて前記小変位アクチュエータの押しつけ動作を制御するように構成されてなる。Preferably, the predetermined requirement for stopping the pressing operation of the large displacement actuator is either a reaction force generated in the mold measured at the three or more different positions or a reaction force generated in a member supporting the mold. Or everything is above a certain value.
A molding apparatus according to the present invention is a molding apparatus that presses a mold against a molding object, and transfers the irregularities formed on the mold to the molding object. The molding apparatus is continuous with the mold and the mold is molded into the molding object. Three or more small displacement actuators arranged in parallel to each other to be moved in the direction of pressing against each other and capable of controlling small displacements, and the small displacement actuators are moved in a direction approaching the mold in succession to the small displacement actuators. A large displacement actuator capable of controlling a larger displacement than a displacement actuator, and a reaction force generated in the mold or a reaction force generated in a member supporting the mold when the mold is moved in a direction in which the mold is pressed against the workpiece. A load measuring means for measuring at three or more different positions in a direction orthogonal to the pressing direction, the mold or the member supporting the mold, the molding object or the workpiece Distance measuring means for measuring the distance to the member supporting the shape at three or more different locations, and controlling the pressing operation of the large displacement actuator based on the measurement result of the load measuring means, The pressing operation of the small displacement actuator is controlled based on the measurement result of the distance measuring means.

これらの発明によれば、金型と被成形物との平行を維持しながら押しつけ量を精密に制御することができる。
前記成形装置において、好ましくは、前記小変位アクチュエータのそれぞれの押しつけ動作を前記距離測定手段のそれぞれの測定結果が略同一になるように制御する制御手段を備える。According to these inventions, it is possible to precisely control the pressing amount while maintaining the parallelism between the mold and the workpiece.
The molding apparatus preferably includes control means for controlling the pressing operations of the small displacement actuators so that the measurement results of the distance measuring means are substantially the same.

上記制御手段を有することにより、金型の被成形物の押しつけをより精密に行うことができる。
また、好ましくは、前記小変位アクチュエータによる押しつけ動作の終了後に前記小変位アクチュエータを高周波振動させるように構成される。
このように構成することにより、成形処理の完了後金型と被成形物とを引き離すときに、被成形物の転写パターンの崩れを防止することができる。By having the control means, it is possible to more precisely press the molding target of the mold.
Preferably, the small displacement actuator is configured to vibrate at high frequency after the pressing operation by the small displacement actuator is completed.
By comprising in this way, when a metal mold | die and a to-be-molded object are pulled apart after completion of a shaping | molding process, collapse of the transfer pattern of a to-be-molded object can be prevented.

なお、上記における「略同一」は、完全な同一を意味するものではなく、測定時の測定誤差を考慮した一定の幅を持つ「同一と認められる範囲」の意である。
また、「並列」の意は、「平行」だけではなく、互いに傾斜関係にあって「前記型を前記被成形物に押しつける方向に移動させる」場合も含む。In addition, “substantially the same” in the above does not mean completely the same, but means “a range that is recognized as the same” having a certain width in consideration of a measurement error at the time of measurement.
Further, the meaning of “parallel” includes not only “parallel” but also a case of “moving in a direction in which the die is pressed against the workpiece” in an inclined relationship with each other.

本発明によると、金型を被成形物に押しつけて行う成型処理において、金型と被成形物との平行を維持しながら押しつけ量を精密に制御することができる成形装置を提供することができる。  According to the present invention, it is possible to provide a molding apparatus capable of precisely controlling the pressing amount while maintaining the parallelity between the mold and the molding object in the molding process performed by pressing the mold against the molding object. .

図１は成形装置１の構成を示す図、図２は成形装置１の正面部分断面図、図３は図２におけるＡ−Ａ矢視断面図、図４は相対変位測定手段２の概要を示す図、図５はコントロールユニット３の構成を示す図、図６は成形装置１の動作を示すフローチャートである。
図１において、成形装置１は、成形処理装置４およびコントロールユニット３からなる。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of themolding apparatus 1, FIG. 2 is a front sectional view of themolding apparatus 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of thecontrol unit 3, and FIG. 6 is a flowchart showing the operation of themolding apparatus 1.
In FIG. 1, themolding apparatus 1 includes a molding processing apparatus 4 and acontrol unit 3.

図２，３において、成形処理装置４は、下板５、固定軸６、上板７、４本の支柱８，８，８，８、ガイド板９、大変位アクチュエータ１０、３基の小変位アクチュエータ１１，１１，１１、移動軸１２、および３組の相対変位測定手段２，２，２からなる。
下板５は、厚みおよび重量を有する平面視が正方形の板材で形成されており、４隅には垂直に支柱８，…，８が固定されている。下板５の上面の中央部分には、被成形物Ｗを支持するための固定軸６が取り付けられている。また、下板５には、固定軸６と一定の間隔を有して固定軸６の外周を囲むように円筒状の下部チャンバ１３が固定され、下部チャンバ１３の外側には、下部チャンバ１３の外周を上下に摺動し下部チャンバ１３との間に一定の気密性を維持することができる円管状の気密リング１４が設けられている。2 and 3, the molding apparatus 4 includes alower plate 5, a fixed shaft 6, an upper plate 7, fourcolumns 8, 8, 8, 8, a guide plate 9, alarge displacement actuator 10, and three small displacements. Theactuator 11, 11, 11, themoving shaft 12, and three sets of relative displacement measuring means 2, 2, 2.
Thelower plate 5 is formed of a square plate material having a thickness and a weight in plan view, and supports 8,..., 8 are fixed vertically at four corners. A fixed shaft 6 for supporting the workpiece W is attached to the central portion of the upper surface of thelower plate 5. Further, a cylindricallower chamber 13 is fixed to thelower plate 5 so as to surround the outer periphery of the fixed shaft 6 with a certain distance from the fixed shaft 6, and on the outer side of thelower chamber 13, Atubular airtight ring 14 that slides up and down on the outer periphery and can maintain a certain airtightness with thelower chamber 13 is provided.

下板５の下面には、レーザ干渉計１５，１５，１５を収容するための凹部１６が設けられている。
また、下板５は、その下面の四隅にて、除振台５０によって支持される。この、除振台５０は、地面からの振動を成型処理装置４の本体に伝達させないよう設けられるものである。Arecess 16 for accommodating thelaser interferometers 15, 15, 15 is provided on the lower surface of thelower plate 5.
Thelower plate 5 is supported by the vibration isolation table 50 at the four corners of the lower surface. The vibration isolation table 50 is provided so as not to transmit vibration from the ground to the main body of the molding processing apparatus 4.

上板７は、平面視が下板５と同じ形状の厚みを有する板材で形成されており、上板７の上方に配され４隅に支柱８，…，８が固定されて下板５および４本の支柱８，…，８と一体化されている。
支柱８は、円形断面の棒体であり、下板５および上板７とともに成形処理装置４を支えるフレーム構造を形成している。The upper plate 7 is formed of a plate material having the same shape as thelower plate 5 in plan view. The upper plate 7 is disposed above the upper plate 7 and fixed to four corners at the fourcorners 8,. It is integrated with the fourcolumns 8,.
Thesupport column 8 is a rod having a circular cross section, and forms a frame structure that supports the molding apparatus 4 together with thelower plate 5 and the upper plate 7.

ガイド板９は、平面視が下板５と同じ形状の厚みを有する板材で形成されており、上面には大変位アクチュエータ１０の可動部１７が固定的に連結され、下面には小変位アクチュエータ１１，１１，１１が固定的に連結されている。ガイド板９の４隅には孔が設けられており、孔には短管（短い円管）１８が嵌め込まれている。短管１８内には支柱８が貫通しており、ガイド板９は、短管１８の内周面が支柱８の外周面を摺動することにより、下板５と上板７との間において傾いたり水平方向にずれたりすることなく円滑に上下動可能となっている。  The guide plate 9 is formed of a plate material having the same shape as thelower plate 5 in plan view. Themovable portion 17 of thelarge displacement actuator 10 is fixedly connected to the upper surface, and thesmall displacement actuator 11 is connected to the lower surface. , 11, 11 are fixedly connected. Holes are provided at the four corners of the guide plate 9, and short pipes (short circular pipes) 18 are fitted into the holes. Asupport column 8 passes through theshort tube 18, and the guide plate 9 is moved between thelower plate 5 and the upper plate 7 by sliding the inner peripheral surface of theshort tube 18 on the outer peripheral surface of thesupport column 8. It can move up and down smoothly without tilting or shifting horizontally.

なお、短管１８の内周面には、図示しない低摺動部材が周設され、短管１８と支柱８との摺動が滑らかとなるよう構成してある。
大変位アクチュエータ１０は、サーボモータ１９、ボールネジ軸２０、ボールネジ２１、および可動部１７などからなる。サーボモータ１９は、上板７に固定されたモータ支持部２２に取り付けられている。ボールネジ軸２０は、サーボモータ１９の回転軸に直結されており、下方のネジ部分が可動部１７の上端に固定されたボールネジ２１に螺合されている。可動部１７はその下端がガイド板９に固定されているため、大変位アクチュエータ１０は、サーボモータ１９の回転により可動部１７に固定されたガイド板９を上下動させる構成となっている。Note that a low sliding member (not shown) is provided around the inner peripheral surface of theshort pipe 18 so that sliding between theshort pipe 18 and thesupport column 8 is smooth.
Thelarge displacement actuator 10 includes aservo motor 19, aball screw shaft 20, aball screw 21, and amovable portion 17. Theservo motor 19 is attached to amotor support portion 22 fixed to the upper plate 7. The ball screwshaft 20 is directly connected to the rotation shaft of theservo motor 19, and a lower screw portion is screwed to aball screw 21 fixed to the upper end of themovable portion 17. Since the lower end of themovable portion 17 is fixed to the guide plate 9, thelarge displacement actuator 10 is configured to move the guide plate 9 fixed to themovable portion 17 up and down by the rotation of theservo motor 19.

小変位アクチュエータ１１は３基使用されており、いずれも伸縮方向が上下方向になるように並列に、かつ大変位アクチュエータ１０の加圧中心軸を中心とする同ピッチ円上に３個等分に配置されて、ガイド板９の下面にそれぞれの一端が固定されている。各小変位アクチュエータ１１，１１，１１の他端は、移動軸１２の上面に固定的に連結されている。小変位アクチュエータ１１は、ピエゾアクチュエータが荷重センサ２３と一体化されたものが用いられ、小変位アクチュエータ１１ごとの押しつけ力の測定が可能となっている。  Threesmall displacement actuators 11 are used, all of which are arranged in parallel so that the expansion / contraction direction is in the vertical direction, and equally divided into three on the same pitch circle centered on the pressure center axis of thelarge displacement actuator 10. Each end is fixed to the lower surface of the guide plate 9. The other ends of thesmall displacement actuators 11, 11, 11 are fixedly connected to the upper surface of the movingshaft 12. As thesmall displacement actuator 11, a piezoelectric actuator integrated with theload sensor 23 is used, and the pressing force for eachsmall displacement actuator 11 can be measured.

なお、ピエゾアクチュエータにはピエゾメカニック社製の高電圧予備付加付きピエゾアクチュエータ（歪ゲージ付き）ＰＳＴ１０００／３８／８０ＵＳ４５などが好適である。
小変位アクチュエータ１１として荷重センサ２３が組み込まれていないものを使用する場合には、小変位アクチュエータ１１，１１，１１と同数の荷重センサ２３，２３，２３を各小変位アクチュエータ１１，１１，１１の近傍に配置するのが好ましい。For the piezo actuator, a piezo actuator (with a strain gauge) PST1000 / 38 / 80US45 manufactured by Piezo Mechanic, etc. is suitable.
When thesmall displacement actuator 11 in which theload sensor 23 is not incorporated is used, the same number ofload sensors 23, 23, 23 as thesmall displacement actuators 11, 11, 11 are connected to thesmall displacement actuators 11, 11, 11. It is preferable to arrange in the vicinity.

そして、ガイド板９の下面には係止部材５２が設けられている。係止部材５２は、均等に１２個の挿入穴がその周りに形成され、その挿入穴には、基部２４の上面に固着されたボルト部材５３，…，５３が挿入されている。そして、係止部材５２とボルト部材５３，…，５３との間には、バネ部材５４，…，５４が設けられている。これらの構成により、チャンバ２８の内部が負圧（真空）にされた場合でも、小変位アクチュエータ１１，１１，１１を構成するピエゾアクチュエータに過度の引っ張り力がかかって破損することがないようにしている。  A lockingmember 52 is provided on the lower surface of the guide plate 9. Twelve insertion holes are equally formed around the lockingmember 52, andbolt members 53,..., 53 fixed to the upper surface of the base 24 are inserted into the insertion holes. Further,spring members 54,..., 54 are provided between the lockingmember 52 and thebolt members 53,. With these configurations, even when the inside of thechamber 28 is set to a negative pressure (vacuum), the piezoelectric actuator constituting thesmall displacement actuators 11, 11, 11 is not damaged due to an excessive tensile force. Yes.

移動軸１２は、基部２４、金型支持部２５、および上部チャンバ２６などからなる。基部２４は、平面視の形状が円形であって、上面が小変位アクチュエータ１１，１１，１１の他端に固定的に連結され、下面には金型２７を支持するための金型支持部２５が一体化されている。基部２４の下面には、基部２４の外縁の周りを囲むようにして下方に延びた上部チャンバ２６が設けられている。上部チャンバ２６、気密リング１４、および下部チャンバ１３は、上部チャンバ２６の下端に気密リング１４の上端が当接することによりこれらの内側に形成されるチャンバ２８をある程度の気密状態に保つことが可能なように構成されている。  The movingshaft 12 includes abase 24, amold support 25, anupper chamber 26, and the like. Thebase 24 has a circular shape in plan view, and the upper surface is fixedly connected to the other ends of thesmall displacement actuators 11, 11, 11, and themold support 25 for supporting themold 27 is supported on the lower surface. Are integrated. On the lower surface of thebase 24, anupper chamber 26 extending downward so as to surround the outer edge of thebase 24 is provided. Theupper chamber 26, thehermetic ring 14, and thelower chamber 13 can keep thechamber 28 formed inside thereof in a certain degree of hermetic state by contacting the lower end of theupper chamber 26 with the upper end of thehermetic ring 14. It is configured as follows.

なお、下部チャンバ１３の外周に溝が形成され、その溝にＯリング等の部材５１が嵌めれ、チャンバ２８を気密状態に保つことができるように構成している。
相対変位測定手段２は、貫通孔２９、第１反射器３０、透過窓３１、第２反射器３２、およびレーザ干渉計１５からなる。
貫通孔２９は、チャンバ２８と凹部１６とを垂直に貫通する断面が円形の孔であり、平面視において基部２４の中心と各小変位アクチュエータ１１，１１，１１とを結ぶそれぞれの線上の小変位アクチュエータ１１近傍に設けられている（図３参照）。A groove is formed on the outer periphery of thelower chamber 13, and amember 51 such as an O-ring is fitted into the groove so that thechamber 28 can be kept airtight.
The relative displacement measuring means 2 includes a throughhole 29, afirst reflector 30, atransmission window 31, asecond reflector 32, and alaser interferometer 15.
The throughhole 29 is a hole having a circular cross section that vertically passes through thechamber 28 and therecess 16, and small displacement on each line connecting the center of thebase 24 and eachsmall displacement actuator 11, 11, 11 in a plan view. It is provided in the vicinity of the actuator 11 (see FIG. 3).

第１反射器３０は、貫通孔２９がチャンバ２８に開口する部分に設けられ、凹部１６のレーザ干渉計１５から貫通孔２９を通って入射した光を１８０度変換してレーザ干渉計１５に向けて反射するためのものである。
透過窓３１は、貫通孔２９がチャンバ２８に開口する部分に第１反射器３０の横に並べて設けられている。透過窓３１は、レーザ干渉計１５から貫通孔２９を通って入射した光をチャンバ２８に透過させるためのものであり、レーザ光を透過するガラスなどで形成されている。Thefirst reflector 30 is provided in a portion where the throughhole 29 is opened in thechamber 28, and converts the light incident from thelaser interferometer 15 in therecess 16 through the throughhole 29 by 180 degrees and directs the light toward thelaser interferometer 15. For reflection.
Thetransmission window 31 is provided next to thefirst reflector 30 at a portion where the throughhole 29 opens into thechamber 28. Thetransmission window 31 is for transmitting the light incident from thelaser interferometer 15 through the throughhole 29 to thechamber 28, and is formed of glass or the like that transmits the laser light.

透過窓３１および第１反射器３０は、貫通孔２９の開口部を閉じてチャンバ２８の気密を維持できるように構成されて固定軸６に組み込まれている。
第２反射器３２は、金型２７の近傍における透過窓３１を透過する光の光路上に設けられ、入射した光を１８０度変換してレーザ干渉計１５に向けて反射するためのものである。第２反射器３２を金型２７に付属させて形成してもよい。Thetransmission window 31 and thefirst reflector 30 are configured to be able to maintain the airtightness of thechamber 28 by closing the opening of the throughhole 29 and are incorporated in the fixed shaft 6.
Thesecond reflector 32 is provided on the optical path of the light transmitted through thetransmission window 31 in the vicinity of themold 27, and converts the incident light by 180 degrees and reflects it toward thelaser interferometer 15. . Thesecond reflector 32 may be formed attached to themold 27.

レーザ干渉計１５は、光源３３、分配器３４、屈折器３５、およびデテクター３６などからなる。
光源３３には、単一波長の半導体レーザ光源が使用される。
分配器３４は、光源３３から発せられ集光されたレーザビームを、透過光ＴＬ１と透過光ＴＬ１に対して９０度屈折する反射光ＲＬ１との２光束に分配する働きをする。Thelaser interferometer 15 includes alight source 33, adistributor 34, arefractor 35, adetector 36, and the like.
As thelight source 33, a semiconductor laser light source having a single wavelength is used.
Thedistributor 34 functions to distribute the collected laser beam emitted from thelight source 33 into two light fluxes of the transmitted light TL1 and the reflected light RL1 that is refracted by 90 degrees with respect to the transmitted light TL1.

屈折器３５は、分配された反射光ＲＬ１を透過光ＴＬ１と平行になるように屈折させる。
デテクター３６は、第１反射器３０で反射して戻った透過光ＴＬ２と、第２反射器３２で反射して戻った反射光ＲＬ２とが合波された合成波を検知し、検知された合成波から反射光ＲＬ２に対する透過光ＴＬ２の位相差を検出して、第１反射器３０と第２反射器３２との相対距離を求める。Therefractor 35 refracts the distributed reflected light RL1 so as to be parallel to the transmitted light TL1.
Thedetector 36 detects a combined wave in which the transmitted light TL2 reflected by thefirst reflector 30 and returned and the reflected light RL2 reflected by thesecond reflector 32 are combined, and the detected combination is detected. The relative distance between thefirst reflector 30 and thesecond reflector 32 is obtained by detecting the phase difference of the transmitted light TL2 with respect to the reflected light RL2 from the wave.

なお、レーザ干渉計１５を用いて行う相対距離の測定方法は公知である。
レーザ干渉計１５，１５，１５は、いずれも、透過光ＴＬ１が第１反射器３０に入射しかつ反射光ＲＬ１が第２反射器３２に入射するように、凹部１６に位置決めされ固定されている。
コントロールユニット３は、インタフェース３７、第１押しつけ判別部３８、第２押しつけ判別部３９、平行判別部４０、記憶部４１、大変位アクチュエータドライバ４２、および小変位アクチュエータドライバ４３，４３，４３などからなる。A method for measuring the relative distance using thelaser interferometer 15 is known.
Thelaser interferometers 15, 15, and 15 are all positioned and fixed in therecess 16 so that the transmitted light TL1 enters thefirst reflector 30 and the reflected light RL1 enters thesecond reflector 32. .
Thecontrol unit 3 includes aninterface 37, a firstpressing determination unit 38, a secondpressing determination unit 39, aparallel determination unit 40, astorage unit 41, a largedisplacement actuator driver 42, small displacement actuator drivers 43, 43, 43, and the like. .

コントロールユニット３は、レーザ干渉計１５，１５，１５が測定した相対距離および荷重センサ２３が測定した荷重に基づいて大変位アクチュエータ１０および小変位アクチュエータ１１，１１，１１をコントロールし、成形処理装置４における成形処理を適切に行うことができるように移動軸１２の上下動を制御する働きをする。成形処理におけるコントロールユニット３の各構成の機能については、後に成形処理装置４の動作の説明とともに説明する。  Thecontrol unit 3 controls thelarge displacement actuator 10 and thesmall displacement actuators 11, 11, 11 based on the relative distance measured by thelaser interferometer 15, 15, 15 and the load measured by theload sensor 23, and the molding processing device 4. This function serves to control the vertical movement of the movingshaft 12 so that the molding process can be performed appropriately. The function of each component of thecontrol unit 3 in the molding process will be described later together with an explanation of the operation of the molding processing apparatus 4.

第１押しつけ判別部３８、第２押しつけ判別部３９、および平行判別部４０は、制御プログラム、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）、ＲＡＭなどにより実現される。記憶部４１はＲＡＭおよびハードディスクなどの外部記憶装置により、インタフェース３７、大変位アクチュエータドライバ４２、および小変位アクチュエータドライバ４３，４３，４３は専用の電子回路により実現される。コントロールユニット３には図示しないキーボード、マウスなどの入力装置、およびＬＣＤまたはＣＲＴなどの表示装置が接続され、コントロールユニット３の動作に関する種々の条件を入力しまたは変更し、またコントロールユニット３の動作を監視することが可能となっている。  The firstpressing determination unit 38, the secondpressing determination unit 39, and theparallel determination unit 40 are realized by a control program, a CPU (microcomputer), a RAM, and the like. Thestorage unit 41 is realized by an external storage device such as a RAM and a hard disk, and theinterface 37, the largedisplacement actuator driver 42, and the small displacement actuator drivers 43, 43, 43 are realized by dedicated electronic circuits. An input device such as a keyboard and a mouse (not shown) and a display device such as an LCD or CRT are connected to thecontrol unit 3, and various conditions relating to the operation of thecontrol unit 3 are input or changed, and the operation of thecontrol unit 3 is controlled. It is possible to monitor.

次に、コントロールユニット３が成形処理装置４を制御して行う、被成形物Ｗへの金型２７による成形処理について説明する。
成形処理は、チャンバ２８が気密リング１４によって気密にされ、連通する図示しない真空ポンプによりチャンバ２８が減圧にされた状態で行われる。
成形処理が開始されると、サーボモータ１９が始動して大変位アクチュエータ１０が降下動作を開始する（＃１２）。可動部１７の降下とともに可動部１７に固定されたガイド板９、ガイド板９に固定された小変位アクチュエータ１１，１１，１１、小変位アクチュエータ１１，１１，１１に固定的に連結されている移動軸１２、および移動軸１２に支持された金型２７が一体となって降下する。気密リング１４は、その上端が上部チャンバ２６の下端に当接した状態で移動軸１２の降下とともに降下し、チャンバ２８の気密状態は維持される。チャンバ２８の気密状態は、この後に行われる小変位アクチュエータ１１，１１，１１の動作時にも同様にして維持される。Next, a description will be given of a molding process performed by themold 27 on the workpiece W performed by thecontrol unit 3 by controlling the molding processing apparatus 4.
The molding process is performed in a state where thechamber 28 is hermetically sealed by thehermetic ring 14 and thechamber 28 is depressurized by a communicating vacuum pump (not shown).
When the molding process is started, theservo motor 19 is started and thelarge displacement actuator 10 starts the lowering operation (# 12). The guide plate 9 fixed to themovable portion 17 with the lowering of themovable portion 17, thesmall displacement actuators 11, 11, 11 fixed to the guide plate 9, and the movement fixedly connected to thesmall displacement actuators 11, 11, 11. Theshaft 12 and themold 27 supported by the movingshaft 12 are lowered together. Theairtight ring 14 descends with the lowering of the movingshaft 12 in a state where the upper end thereof is in contact with the lower end of theupper chamber 26, and the airtight state of thechamber 28 is maintained. The airtight state of thechamber 28 is similarly maintained during the operation of thesmall displacement actuators 11, 11, 11 performed thereafter.

サーボモータ１９の回転の管理は、第１押しつけ判別部３８が大変位アクチュエータドライバ４２の動作を制御することにより行われる。大変位アクチュエータ１０が降下動作を行っているときの各荷重センサ２３，２３，２３により検出された荷重の信号は、インタフェース３７によりＡ／Ｄ変換され、予め設定され記憶部４１に記憶された荷重Ｐｊと第１押しつけ判別部３８によって比較される（＃１３）。  Management of the rotation of theservo motor 19 is performed by the firstpressing determination unit 38 controlling the operation of the largedisplacement actuator driver 42. The load signals detected by theload sensors 23, 23, 23 when thelarge displacement actuator 10 is performing the lowering operation are A / D converted by theinterface 37, and are set in advance and stored in thestorage unit 41. Pj is compared with the first pressing determination unit 38 (# 13).

金型２７が被成形物Ｗに接触し、各荷重センサ２３，２３，２３で検出された荷重Ｐのいずれかが荷重Ｐｊ以上になると（＃１３でＹｅｓ）、第１押しつけ判別部３８は大変位アクチュエータ１０の降下動作を停止させる（＃１４）。
この後、各荷重センサ２３，２３，２３で検出される荷重Ｐが全て同一となるまで、第２押しつけ判別部３９は、最大荷重を検出した荷重センサ２３が一体化された小変位アクチュエータ１１を除く小変位アクチュエータ１１，１１に押しつけ動作をさせるため、該当する小変位アクチュエータドライバ４３，４３を動作させる（＃１５，＃１６）。ここでいう小変位アクチュエータドライバ４３は、第２押しつけ判別部３９の指示に従い小変位アクチュエータ１１に印加するための電圧を発生させるものをいう。なお、「荷重Ｐが全て同一」とは、測定誤差を考慮して一定の幅を持たせた「同一と認められる範囲」の意であり、完全な同一を意味するものではない。以下に記載する「同一」についても「同一と認められる範囲」を意味するものとする。When themold 27 comes into contact with the workpiece W and any one of the loads P detected by theload sensors 23, 23, 23 is equal to or greater than the load Pj (Yes in # 13), the firstpressing determination unit 38 is very difficult. The lowering operation of theposition actuator 10 is stopped (# 14).
Thereafter, until the loads P detected by theload sensors 23, 23, 23 are all the same, the secondpressing determination unit 39 moves thesmall displacement actuator 11 integrated with theload sensor 23 detecting the maximum load. In order to cause thesmall displacement actuators 11 and 11 to be pressed, the corresponding small displacement actuator drivers 43 and 43 are operated (# 15 and # 16). Here, the small displacement actuator driver 43 is a device that generates a voltage to be applied to thesmall displacement actuator 11 in accordance with an instruction from the secondpressing determination unit 39. Note that “the loads P are all the same” means “a range that is recognized as being the same” with a certain width in consideration of measurement errors, and does not mean completely the same. “Same” described below also means “a range that is recognized as the same”.

各荷重センサ２３，２３，２３で検出された荷重Ｐが全て同一と判断されると（＃１５でＹｅｓ）、そのときの各レーザ干渉計１５，１５，１５で測定された相対距離Ｌをそれぞれの原点位置（Ｌｓ＝Ｌ）として記憶部４１に記憶する（＃１７）。
続いて、第２押しつけ判別部３９は各小変位アクチュエータドライバ４３，４３，４３を制御して、小変位アクチュエータ１１，１１，１１に被成形物Ｗへの金型２７の押しつけ動作を行わせる（＃１８）。この時、平行判別部４０は、各小変位アクチュエータ１１，１１，１１近傍のレーザ干渉計１５，１５，１５が測定したそれぞれの相対距離Ｌと原点位置Ｌｓとの差Ｌ−Ｌｓ（以下、それぞれの「押しつけ距離Ｈ」という）に基づいて、その後の押しつけ後の押しつけ距離Ｈが同一となるように、各小変位アクチュエータ１１，１１，１１の動作を制御する第２押しつけ判別部３９に小変位アクチュエータ１１ごとの指示を与える。具体的には、目標押しつけ距離を都度想定し、各押しつけ距離Ｈが同時に目標押しつけ距離となるように、各小変位アクチュエータ１１，１１，１１の動作速度をレーザ干渉計１５，１５，１５が測定したそれぞれの最新の相対距離Ｌに応じて制御する。そして、このような各小変位アクチュエータ１１，１１，１１の動作速度の制御は、順次目標押しつけ距離を更新しながら、各レーザ干渉計１５，１５，１５が測定した相対距離Ｌから算出された押しつけ距離Ｈが予め設定した最終押しつけ距離Ｈｊ以上になるまで行われる（＃１９）。第２押しつけ判別部３９が、押しつけ距離Ｈが最終押しつけ距離Ｈｊ以上になったと判断したとき、小変位アクチュエータ１１，１１，１１による押しつけ動作が停止される（＃１９でＹｅｓ、＃２０）。If it is determined that the loads P detected by theload sensors 23, 23, 23 are all the same (Yes in # 15), the relative distances L measured by thelaser interferometers 15, 15, 15 at that time are respectively determined. Is stored in thestorage unit 41 as the origin position (Ls = L) (# 17).
Subsequently, the second pressing determiningunit 39 controls the small displacement actuator drivers 43, 43, 43 to cause thesmall displacement actuators 11, 11, 11 to perform the pressing operation of themold 27 against the workpiece W ( # 18). At this time, the parallel discriminatingunit 40 determines the difference L−Ls between the relative distance L measured by thelaser interferometers 15, 15, 15 near thesmall displacement actuators 11, 11, 11 and the origin position Ls (hereinafter, respectively). Based on the “pressing distance H”), the second pressing discriminatingunit 39 for controlling the operation of eachsmall displacement actuator 11, 11, 11 controls the small displacement so that the pressing distance H after the subsequent pressing becomes the same. An instruction for each actuator 11 is given. Specifically, thelaser interferometers 15, 15, 15 measure the operating speeds of thesmall displacement actuators 11, 11, 11 so that the target pressing distances are assumed each time and the pressing distances H simultaneously become the target pressing distances. Control is performed according to the latest relative distance L. The control of the operation speed of each of thesmall displacement actuators 11, 11, 11 is performed by pressing the pressure calculated from the relative distance L measured by eachlaser interferometer 15, 15, 15 while sequentially updating the target pressing distance. This is performed until the distance H becomes equal to or greater than the preset final pressing distance Hj (# 19). When the secondpressing determination unit 39 determines that the pressing distance H is equal to or greater than the final pressing distance Hj, the pressing operation by thesmall displacement actuators 11, 11, 11 is stopped (Yes in # 19, # 20).

なお、仮定される目標押しつけ距離は、最初は最終押しつけ距離Ｈｊより小さな値が選択され、最終的には最終押しつけ距離Ｈｊが選択される。
小変位アクチュエータ１１，１１，１１による押しつけ動作の停止により成形処理は完了し（＃２１）、金型２７が上昇して被成形物Ｗの取り出しが可能となる。
成形装置１による成形処理では、本格的な金型２７の被成形物Ｗへの押しつけ動作の前に一旦各荷重センサ２３，２３，２３で検出された荷重Ｐが全て同一となるように調整し（＃１５，＃１６）、その後の押しつけ動作において各レーザ干渉計１５，１５，１５が測定する相対距離Ｌに基づく押しつけ距離Ｈが同一となるように各小変位アクチュエータ１１，１１，１１を制御するので（＃１８）、被成形物Ｗと金型２７との平行度を保ちながらかつ被成形物Ｗの厚み方向の成形の寸法精度を高めることが可能となる。The assumed target pressing distance is initially selected to be smaller than the final pressing distance Hj, and finally the final pressing distance Hj is selected.
When the pressing operation by thesmall displacement actuators 11, 11, 11 is stopped, the molding process is completed (# 21), themold 27 is raised, and the workpiece W can be taken out.
In the molding process by themolding apparatus 1, the load P detected by each of theload sensors 23, 23, 23 is adjusted to be all the same before pressing the full-scale mold 27 against the workpiece W. (# 15, # 16), in the subsequent pressing operation, thesmall displacement actuators 11, 11, 11 are controlled so that the pressing distance H based on the relative distance L measured by eachlaser interferometer 15, 15, 15 becomes the same. Therefore (# 18), it is possible to increase the dimensional accuracy of the molding of the molding W in the thickness direction while maintaining the parallelism between the molding W and themold 27.

大変位アクチュエータの降下動作の停止（＃１４）を、特願２００５−３０３２１８号に記載されているように、サーボモータ１９の回転（大変位アクチュエータ１０の押しつけ動作）をロータリエンコーダからのパルス信号の累積値として検出し、押しつけを行わないときのパルス信号の累積値とパルス信号の累積値増加速度との関係（動作速度パターン）と比較して、押しつけ時の累積値増加速度が動作速度パターンから所定量逸脱したときに行うようにしてもよい。  As described in Japanese Patent Application No. 2005-303218, the lowering operation of the large displacement actuator is stopped (# 14) by rotating the servo motor 19 (the pressing operation of the large displacement actuator 10) by the pulse signal from the rotary encoder. Compared to the relationship (operation speed pattern) between the cumulative value of the pulse signal when it is detected as a cumulative value and the pulse signal is not pressed and the cumulative value increase speed of the pulse signal (operation speed pattern), the cumulative value increase speed at the time of pressing is It may be performed when a predetermined amount deviates.

各小変位アクチュエータ１１，１１，１１による押しつけ動作の終了は、全てのレーザ干渉計１５，１５，１５が測定した相対距離Ｌに基づく押しつけ距離Ｈが最終押しつけ距離Ｈｊ以上になったときに行うのが好ましいが、いずれかの押しつけ距離Ｈが最終押しつけ距離Ｈｊ以上になったとき、または２つ以上の押しつけ距離Ｈが最終押しつけ距離Ｈｊ以上になったときに行うようにしてもよい。  The pressing operation by eachsmall displacement actuator 11, 11, 11 is terminated when the pressing distance H based on the relative distance L measured by all thelaser interferometers 15, 15, 15 is equal to or greater than the final pressing distance Hj. However, it may be performed when any of the pressing distances H is equal to or greater than the final pressing distance Hj, or when two or more pressing distances H are equal to or greater than the final pressing distance Hj.

成形処理の完了後、金型２７と被成形物Ｗとを引き離すときに被成形物Ｗの転写パターンが崩れないようにするには、引き離しの際に各小変位アクチュエータ１１，１１，１１を伸縮させかつその伸縮速度を制御したり、各小変位アクチュエータ１１，１１，１１を微小振幅（高周波）で振動させると効果的である。微小振動は、例えば、ピエゾアクチュエータにより実現される。  After the molding process is completed, in order to prevent the transfer pattern of the molding object W from collapsing when themold 27 and the molding object W are separated, thesmall displacement actuators 11, 11, 11 are expanded and contracted during the separation. It is effective to control the expansion / contraction speed and vibrate eachsmall displacement actuator 11, 11, 11 with a minute amplitude (high frequency). The minute vibration is realized by, for example, a piezo actuator.

成型装置では、成形時に被成形物Ｗが加熱または冷却を必要とする場合、被成形物Ｗに応じた適切な条件で加熱または冷却が行われる。ただし、原点位置Ｌｓを記憶（確定）する時（＃１７）の被成形物Ｗの温度は、被成形物Ｗが金型２７に接触するだけで変形するほどの高温であってはならない。被成形物Ｗが加熱を必要とする場合には、固定軸６および移動軸１２に加熱手段が組み込まれる。このとき、加熱手段によって発生する熱が小変位アクチュエータ１１，１１，１１および相対変位測定手段２，２，２などの精密機器に悪影響を与えないように、固定軸６、移動軸１２、下部チャンバ１３、および上部チャンバ２６に適切な断熱手段が設けられる。  In the molding apparatus, when the molding target W needs to be heated or cooled during molding, heating or cooling is performed under appropriate conditions according to the molding target W. However, the temperature of the workpiece W when the origin position Ls is stored (determined) (# 17) must not be so high that the workpiece W is deformed only by contacting themold 27. When the workpiece W needs to be heated, a heating means is incorporated in the fixed shaft 6 and the movingshaft 12. At this time, the fixed shaft 6, the movingshaft 12, and the lower chamber are so arranged that the heat generated by the heating means does not adversely affect precision devices such as thesmall displacement actuators 11, 11, 11 and the relative displacement measuring means 2, 2, 2. 13 and theupper chamber 26 are provided with suitable insulation means.

また、成形処理の完了後、転写されたパターンが被成形物Ｗに確実に固定されるように、金型２７と被成形物Ｗとを密着したまま滴当な温度まで冷却することが考えられる。このときにお互いが被成形物Ｗの収縮により離れてしまわないように金型２７の位置を小変位アクチュエータ１１，１１，１１で制御するのが好ましい。
上述の実施形態において、大変位アクチュエータ１０および小変位アクチュエータ１１は、上述した形式のものに限られず種々のものを使用することができる。大変位アクチュエータ１０は、２つ以上のアクチュエータで構成することができる。また、小変位アクチュエータ１１、荷重センサ２３、および相対変位測定手段２の数は、何れも３基または３組以上であれば上記実施形態の数に限られない。例えば、図７に示されるように、小変位アクチュエータ１１、荷重センサ２３、および相対変位測定手段２を何れも４基または４組用いて成形装置を構成することができる（図７において図３と同一の符号を付された部位の構成は図３における構成と同一である）。ただし、小変位アクチュエータ１１、荷重センサ２３、および相対変位測定手段２の数は全て同じであることが好ましく、また、これらを組み合わせた１組の小変位アクチュエータ１１、荷重センサ２３、および相対変位測定手段２は、それぞれが移動軸１２の軸心からの略同一ラジアル方向に位置するように配置するのが好ましい。In addition, after the molding process is completed, it is conceivable that themold 27 and the molding target W are cooled to an appropriate temperature while being in close contact so that the transferred pattern is securely fixed to the molding target W. . At this time, it is preferable to control the position of themold 27 with thesmall displacement actuators 11, 11, 11 so that they are not separated from each other by contraction of the workpiece W.
In the above-described embodiment, thelarge displacement actuator 10 and thesmall displacement actuator 11 are not limited to the types described above, and various types can be used. Thelarge displacement actuator 10 can be composed of two or more actuators. Further, the number of thesmall displacement actuators 11, theload sensors 23, and the relative displacement measuring means 2 is not limited to the number of the above embodiments as long as they are all three or three or more sets. For example, as shown in FIG. 7, a molding apparatus can be configured using four or foursmall displacement actuators 11,load sensors 23, and relative displacement measuring means 2 (FIG. 7 and FIG. 3). The configuration of the parts denoted by the same reference numerals is the same as the configuration in FIG. However, it is preferable that the numbers of thesmall displacement actuators 11, theload sensors 23, and the relative displacement measuring means 2 are all the same, and a set of thesmall displacement actuators 11, theload sensors 23, and the relative displacement measurement combined with these. The means 2 are preferably arranged so that each is located in substantially the same radial direction from the axis of the movingshaft 12.

小変位アクチュエータ１１，１１，１１を、金型２７の押しつけ方向から傾斜させて設けることができる。その場合、加重センサ２３，２３，２３の荷重の測定値はそれぞれの小変位アクチュエータ１１，１１，１１の傾きを考慮した値に換算される。
その他、成形装置１、および成形装置１の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。Thesmall displacement actuators 11, 11, 11 can be provided to be inclined from the pressing direction of themold 27. In that case, the measured value of the load of theweight sensors 23, 23, 23 is converted into a value in consideration of the inclination of eachsmall displacement actuator 11, 11, 11.
In addition, each structure of the shaping |molding apparatus 1 and the shaping |molding apparatus 1, or the whole structure, a shape, a dimension, a number, a material, etc. can be suitably changed along the meaning of this invention.

本発明は、凹凸が設けられた金型を被成形物に押しつけて金型の凹凸を被成形物に転写するナノインプリント装置に利用することができる。  INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a nanoimprint apparatus that presses a mold provided with unevenness against a molding object and transfers the unevenness of the mold to the molding object.

成形装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a shaping | molding apparatus.成形装置の正面部分断面図である。It is a front fragmentary sectional view of a shaping | molding apparatus.図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing in FIG.相対変位測定手段の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a relative displacement measuring means.コントロールユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a control unit.成形装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a shaping | molding apparatus.他の実施形態における図３に相当する図である。It is a figure equivalent to FIG. 3 in other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 成形装置
２ 距離測定手段（相対変位測定手段）
３ 制御手段（コントロールユニット）
６ 被成形物を支持する部材（固定軸）
１０ 大変位アクチュエータ
１１ 小変位アクチュエータ
１２ 型を支持する部材（移動軸）
２３ 荷重測定手段（荷重センサ）
２７ 型（金型）
Ｗ 被成型物1 Forming device 2 Distance measuring means (relative displacement measuring means)
3 Control means (control unit)
6 Member that supports the workpiece (fixed shaft)
10Large displacement actuator 11Small displacement actuator 12 Member that supports the mold (moving axis)
23 Load measuring means (load sensor)
27 type (mold)
W molding

Claims (5)

Translated fromJapanese

型を被成形物に押しつけて、前記型に形成された凹凸を前記被成形物に転写する成形方法であって、
大変位アクチュエータにより前記型に押しつけ動作を行わせ、
前記押しつけ動作が所定の要件を満たしたら前記大変位アクチュエータの押しつけ動作を停止し、
前記押しつけ動作の結果前記型に生じた反力または前記型を支持する部材に生じた反力を押しつけ方向に直交する方向における３カ所以上の異なる場所で測定し、
前記大変位アクチュエータと前記型との間に設けられ前記大変位アクチュエータよりも小さな変位の制御が可能な並列に配置された３基以上の小変位アクチュエータに対して測定した前記反力のすべてが略同一になるように押しつけ動作をさせ、
前記型または前記型を支持する部材と前記被成形物または前記被成形物を支持する部材との距離を距離測定手段により３カ所以上の異なる場所で測定してそれぞれを初期距離として記憶し、
前記距離測定手段が測定した距離と前記初期距離との差が設定値以上になるまでそれぞれの前記小変位アクチュエータに押しつけ動作をさせる
ことを特徴とする成形方法。A molding method in which a mold is pressed against a molding, and the unevenness formed on the mold is transferred to the molding,
The large displacement actuator is used to press against the mold,
When the pressing operation satisfies a predetermined requirement, the pressing operation of the large displacement actuator is stopped,
Measuring the reaction force generated in the mold as a result of the pressing operation or the reaction force generated in the member supporting the mold at three or more different locations in the direction orthogonal to the pressing direction;
All of the reaction forces measured with respect to three or more small displacement actuators arranged in parallel between the large displacement actuator and the mold and capable of controlling a smaller displacement than the large displacement actuator are substantially all. Press to make it the same,
The distance between the mold or the member supporting the mold and the molding or the member supporting the molding is measured at three or more different locations by distance measuring means, and each is stored as an initial distance,
The molding method, wherein the small displacement actuators are pressed until the difference between the distance measured by the distance measuring means and the initial distance is equal to or greater than a set value. 前記大変位アクチュエータの押しつけ動作を停止する前記所定の要件は、
前記３カ所以上の異なる場所で測定した前記型に生じた反力または前記型を支持する部材に生じた反力のいずれかまたは全てが特定の値以上になったことである
請求項１に記載の成形方法。The predetermined requirement for stopping the pressing operation of the large displacement actuator is:
The reaction force generated in the mold measured in the three or more different places or the reaction force generated in a member supporting the mold is at least a specific value. Molding method. 型を被成形物に押しつけて、前記型に形成された凹凸を前記被成形物に転写する成形装置であって、
前記型に連続し前記型を前記被成形物に押しつける方向に移動させる互いに並列に配置された小変位の制御が可能な３つ以上の小変位アクチュエータと、
前記小変位アクチュエータに連続し前記小変位アクチュエータを前記型に近づける方向に移動させ前記小変位アクチュエータよりも大変位の制御が可能な大変位アクチュエータと、
前記型を前記被成形物に押しつける方向に移動させたときに前記型に生じる反力または前記型を支持する部材に生じる反力を押しつけ方向に直交する方向における３カ所以上の異なる場所で測定する荷重測定手段と、
前記型または前記型を支持する部材と前記被成形物または前記被成形物を支持する部材との距離を３カ所以上の異なる場所で測定する距離測定手段と、を有し、
前記荷重測定手段の測定結果に基づいて前記大変位アクチュエータの押しつけ動作を制御し、前記距離測定手段の測定結果に基づいて前記小変位アクチュエータの押しつけ動作を制御するように構成されてなる
ことを特徴とする成形装置。A molding apparatus that presses a mold against a molding object and transfers the irregularities formed on the mold to the molding object,
Three or more small-displacement actuators that are arranged in parallel with each other and that are arranged in parallel to move the mold in a direction of pressing the mold against the molding;
A large displacement actuator that is continuous with the small displacement actuator and moves the small displacement actuator in a direction closer to the mold and can control a larger displacement than the small displacement actuator;
The reaction force generated in the mold or the reaction force generated in the member supporting the mold when the mold is moved in the direction in which the mold is pressed against the workpiece is measured at three or more different locations in the direction orthogonal to the pressing direction. Load measuring means;
Distance measuring means for measuring the distance between the mold or the member supporting the mold and the molding or the member supporting the molding at three or more different locations;
The pressing operation of the large displacement actuator is controlled based on the measurement result of the load measuring means, and the pressing operation of the small displacement actuator is controlled based on the measurement result of the distance measuring means. A forming device. 前記小変位アクチュエータのそれぞれの押しつけ動作を前記距離測定手段のそれぞれの測定結果が略同一になるように制御する制御手段を備えた
請求項３に記載の成形装置。The molding apparatus according to claim 3, further comprising a control unit that controls each pressing operation of the small displacement actuator so that the measurement results of the distance measuring units are substantially the same. 前記小変位アクチュエータによる押しつけ動作の終了後に前記小変位アクチュエータを高周波振動させるように構成された
請求項３または請求項４に記載の成形装置。The molding apparatus according to claim 3, wherein the small displacement actuator is configured to vibrate at a high frequency after the pressing operation by the small displacement actuator is completed.

Images