(57)【要約】【課題】本発明は、凸版とインキ液膜支持材間、および凸版と基材間、さらにインキ液膜支持材と基材間の平行を正確に保つことができるパターン形成装置及び方法を得ること。【解決手段】基台上に、凸版と、インキ液膜支持材と、パターン形成される第一の基材と、パターン形成される第二の基材と、ステージ移動装置を備えてその上に調整部を備えてその上にパターン形成される第一の基材を載せるためのステージを備えたパターン形成される第一の基材の支持機構と、ステージ移動装置を備えてその上に調整部を備えてその上にインキ液膜支持材を載せるためのステージを備えたインキ支持材の支持機構と、パターン形成される第一の基材の支持機構とインキ液膜支持材の支持機構の間を移動可能な凸版支持機構と、パターン形成される第一の基材の支持機構とインキ液膜支持材の支持機構の間を移動可能なパターン形成される第二の基材の支持機構を具備すること。【選択図】図１
2007320113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に、凸版と、インキ液膜支持材と、パターン形成される第一の基材と、パターン形成される第二の基材と、
ステージ移動装置を備えてその上に調整部を備えてその上にパターン形成される第一の基材を載せるためのステージを備えたパターン形成される第一の基材の支持機構と、ステージ移動装置を備えてその上に調整部を備えてその上にインキ液膜支持材を載せるためのステージを備えたインキ支持材の支持機構と、パターン形成される第一の基材の支持機構とインキ液膜支持材の支持機構の間を移動可能な凸版支持機構と、パターン形成される第一の基材の支持機構とインキ液膜支持材の支持機構の間を移動可能なパターン形成される第二の基材の支持機構と、
凸版とパターン形成される第一の基材および凸版とインキ支持材との位置合わせ機構と、インキ支持材とパターン形成される第二の基材およびインキ支持材と凸版の位置合わせ機構と、
凸版をインキ液膜支持材に接触させる機構および凸版をパターン形成される第一の基材に接触させる機構と、
凸版をインキ液膜支持材に接触させる機構およびインキ液膜支持材をパターン形成される第二の基材に接触させる機構とから構成されることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
前記パターン形成装置の調整部に球面座を用いて、パターン形成される第一の基材を載せるためのステージおよびインキ支持材を載せるためのステージをＸ軸およびＹ軸およびＺ軸周りに回転および垂直方向に変位することを特徴とするパターン形成装置。
【請求項３】
凸版支持機構に凸版を配置し、予め予備乾燥したインキ液膜支持材に凸版を接離させることにより凸版の凸部にインキ液膜を転移し、パターン形成される第一の基材に対して凸版を接離させることにより、凸版の凸部のインキ液膜をパターン形成される第一の基材に転写することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
凸版支持機構に凸版を配置し、予め予備乾燥したインキ液膜支持材に凸版を接離させることにより凸版の凸部でインキ液膜を除去した後、パターン形成される第二の基材に対してインキ液膜支持材を接離させることにより、インキ液膜支持材に残ったインキ液膜をパターン形成される第二の基材に転写することを特徴とするパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷インキ等を用いて微細パターンを形成するパターン形成装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流動体のパターン形成はいわゆる印刷法として、凸版、凹版、平版等の方法が知られている。
例えば新聞や雑誌などの印刷物は情報伝達のために、紙等の基材上に流動体である印刷インキをパターニングしている。
また、電子部品においては、導体、抵抗体、コンデンサなどいわゆる厚膜部品製造のために機能材料をペースト状、すなわち流動体としたものをスクリーン印刷等の手法でパターン形成して製造しているのは周知の通りである。
さらに、最近ではミクロンオーダ、ナノオーダの微細加工の分野においても印刷的手法がソフトリソグラフィと呼ばれ注目されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
ソフトリソグラフィと呼ばれているものにはいくつかの手法があるが、その一つであるマイクロコンタクトプリンティングは、原理そのものはいわゆるゴムスタンプを用いた凸版印刷あるいはフレキソ印刷と呼ばれる方法である。
しかし、パターン形成材料として用いられているのは、アルカンチオールのような化合物そのものやＤＮＡといった、従来のインキとは化学的、物理的に性質の全く異なる材料である。
また、有機トランジスタのように複数の機能性有機材料を高精度で積層する、あるいはＤＮＡチップのように数百から数十万種類の異なるＤＮＡをパターン上に高精度で配列することが求められている。
【０００４】
このため、現在用いられている凸版の印刷の手法をそのまま、マイクロコンタクトプリンティングに使用する場合、複数の印刷工程においてパターンの重ね合わせ精度及び版各々のパターン精度を含む印刷精度を向上させることが困難であるという問題点があり、以下にその説明を行う。
一般的に、凸版による印刷は、図９に示すように、凸版Ｔを円筒状のドラムＤに貼着して印刷する。
ここで、凸版は、必要な強度を保つため、パターンの凸部の高さに対応して一定の厚さが必要となる。
【０００５】
このため、円筒に固定した場合には、以下に示す式で示されるように、幅がＬの凸版Ｔにおいて、曲面の沿った凸版Ｔの外周面の幅が、内周面の幅に対してΔＬだけ長くなり、双方の幅が異なることとなる。
ΔＬ＝｛２π×（ｄ＋Ｒ）−２π×Ｒ｝×｛（Ｌ／（２π×Ｒ）｝＝ｄ×Ｌ／Ｒ
上式において、Ｒは円筒の半径であり、ｄは凸版Ｔの面内における平均の厚さであり、Ｌは曲面方向に沿った長さである。
例えば、Ｒ＝１０ｃｍ，Ｌ＝１０ｃｍ，ｄ＝０．１ｃｍとすると、ΔＬ＝０．１ｃｍとなり、版寸法において外周面及び内周面の幅はこのΔＬだけ異なる。
【０００６】
したがって、凸版Ｔのパターンの形成されている部分が曲面方向に引き延ばされてしまい、この曲面方向の寸法が製版時より長くなり、凸版Ｔ上のパターンの一方のパターンの寸法が設計値に対してずれ、円筒の軸方向における他方のパターンの寸法が変化しないため、双方のパターン寸法を考慮して、設計時に版の延びを考慮に入れた設計を行うことが困難である。
【０００７】
また、現実的には、版全体が均一の延びとなるように、円筒に固定することは、困難であり、円筒の軸方向に歪んで固定されることが考えられ、円筒の曲面方向及び軸方向の製造時（または設計時）の寸法に対する誤差を防止することができず、パターン精度を向上させることが困難である。
さらに、重ね合わせた印刷を行うために、印刷するパターンの位置合わせを行う場合、位置合わせマークを合わせられたとしても、パターンの形状によって、上述したパターンの延びが面内で異なることと、版全体が歪んで固定されていることから、正確にパターンの重ね合わせを行うことができない。
【０００８】
上述した凸版による問題を解決する、マイクロコンタクトプリンティングの方法について図４を用いて説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、凸版４０をインキ液膜支持材３０上に固定されたパターン形成材料９０上に押し付ける。この凸版４０は、形成したいパターン形状の凸部４０ａを有しており、通常はこの凸部４０ａが複数配列されている。尚、形成するパターンによっては各凸部の形状が異なっていても良い。
【０００９】
次に、凸版４０をインキ液膜支持材３０から剥離して、図４（ｂ）のように、凸版４０の凸部４０ａにパターン形成材料９０を付着させる。続いて図４（ｃ）のように、これを所定の基材２０に押し付けて、パターン形成材料９０を基材２０に付着させた後、図４（ｄ）のように凸版４０を剥離してパターン形成材料９０を基材２０に転写する。
【００１０】
しかし、図４（ｅ）のようにインキ液膜支持材３０と凸版４０との平行が得られていない場合は、図４（ｆ）のように凸版４０には部分的にしかパターン形成材料９０が付着しない。
また、インキ液膜支持材３０と凸版４０との平行が得られていたとしても、基材２０と凸版４０の平行が得られていないと、図４（ｇ）のように基材２０と凸版４０の一部としか接触せず、図４（ｈ）のようにパターン形成材料９０が基材上に転写されず、所望のパターンが得られないことがある。従って、凸版４０と基材２０間、凸版４０とインキ支持材３０間の平行を調整することが必要である。
【００１１】
通常の印刷に用いられている凸版では、凸部の高さは数百ミクロンあり、かつ凸版は通常ゴム等の弾性体で形成されているため、凸版が部分的に変形して平行のずれを緩和できる。
しかし、マイクロコンタクトプリンティングにおいては、パターン幅、ピッチ等が通常の印刷では行われていないミクロンオーダ、ナノオーダの微細加工レベルのパターン形成を目的としている。
このため凸版は、幅だけでなく高さ、ピッチも数十ミクロンあるいは数ミクロン以下のサイズとなり、通常のゴム凸版より一桁から二桁以上小さくなる。
従って、版（凸版４０）とインキ支持材間の平行、及び版と基材間の平行度が従来の印刷機より高い精度で要求されている。
【００１２】
また、このソフトリソグラフィの分野においては、凸版４０の材料として、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）が一般的に用いられている。
上記凸版４０の作成方法は、非特許文献１に記載されているが、図１０に示すように、例えば２液硬化性ＰＤＭＳを、表面にパターンの凹凸の型が形成された母型１３０に流し込む。
例えば、シリコンウェハ表面に、フォトグラフィ処理によってフォトレジストのパターンを形成して、このフォトレジストをマスクとしてエッチングして母型１３０を作成し、凹凸の型が形成された母型１０３表面に、２液硬化性ＰＤＭＳを流し込み（図１０（ａ））、上記２液硬化性ＰＤＭＳの硬化後に引き剥がす（図１０（ｂ））ことにより凸版４０を作成する。
【００１３】
しかしながら、上述のように作成された凸版４０は、弾性体であるために変形し易く、この状態のままでは低い印刷精度を得ることができず、マイクロコンタクトプリンティングに使用することができない。
また、ガラス板やシリコンウェハにパターンを形成して、そのまま凸版として用いることも不可能ではないが、パターンの剛性が高くなるため、被印刷物である基材の凹凸に追従できないため、実現は非常に困難であると考えられる。
また、これまでのマイクロコンタクトプリンティングでは、凸部のパターン形成材料を基材に転写するのみであった。
【００１４】
従来より、マイクロコンタクトプリンティングについての研究例が数多く発表されているが、その発表された結果は顕微鏡で観察される程度の狭い視野内のものである。
また、パターン形成の条件や再現性、それが得られる装置等についてはほとんど言及されていないのが現状である。
【００１５】
【非特許文献１】ホワイトサイズ他、日経サイエンス  ２００１年１２月号  ３０〜４１ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明は、凸版とインキ液膜支持材間、および凸版と基材間、さらにインキ液膜支持材と基材間の平行を正確に保つことができるパターン形成装置及び方法を得ることを第１の目的とする。
また、例えば有機トランジスタのように複数の種類の膜を積層することが求められるよう
な場合に、正確な位置合わせを行うことのできるパターン形成装置を得ることを第２の目
的とする。
また、ＤＮＡの研究開発等を含む、ナノオーダの微細パターン形成装置および形成方法を
得ることを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、基台上に、凸版と、インキ液膜支持材と、パターン形成される第一の基材と、パターン形成される第二の基材と、
ステージ移動装置を備えてその上に調整部を備えてその上にパターン形成される第一の基材を載せるためのステージを備えたパターン形成される第一の基材の支持機構と、ステージ移動装置を備えてその上に調整部を備えてその上にインキ液膜支持材を載せるためのステージを備えたインキ支持材の支持機構と、パターン形成される第一の基材の支持機構とインキ液膜支持材の支持機構の間を移動可能な凸版支持機構と、パターン形成される第一の基材の支持機構とインキ液膜支持材の支持機構の間を移動可能なパターン形成される第二の基材の支持機構と、
凸版とパターン形成される第一の基材および凸版とインキ支持材との位置合わせ機構と、インキ支持材とパターン形成される第二の基材およびインキ支持材と凸版の位置合わせ機構と、
凸版をインキ液膜支持材に接触させる機構および凸版をパターン形成される第一の基材に接触させる機構と、
凸版をインキ液膜支持材に接触させる機構およびインキ液膜支持材をパターン形成される第二の基材に接触させる機構とから構成されることを特徴とするパターン形成装置である。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記パターン形成装置の調整部に球面座を用いて、パターン形成される第一の基材を載せるためのステージおよびインキ支持材を載せるためのステージをＸ軸およびＹ軸およびＺ軸周りに回転および垂直方向に変位することを特徴とするパターン形成装置である。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、凸版支持機構に凸版を配置し、予め予備乾燥したインキ液膜支持材に凸版を接離させることにより凸版の凸部にインキ液膜を転移し、パターン形成される第一の基材に対して凸版を接離させることにより、凸版の凸部のインキ液膜をパターン形成される第一の基材に転写することを特徴とするパターン形成方法である。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、凸版支持機構に凸版を配置し、予め予備乾燥したインキ液膜支持材に凸版を接離させることにより凸版の凸部でインキ液膜を除去した後、パターン形成される第二の基材に対してインキ液膜支持材を接離させることにより、インキ液膜支持材に残ったインキ液膜をパターン形成される第二の基材に転写することを特徴とするパターン形成方法である。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、第一の基材及びインキ液膜支持材が球面座上に載配置されたステージ上に固定されるため、凸版を用いた転写によるパターン形成において、凸版とインキ支持材の平行を容易に得ることができるため、凸版の面内に均一にパターン形成材料を付着させることができる。
同様に第一の基材と凸版の平行が容易に得られるため、面内に均一に所望のパターンを精度良く形成することができる。
また第二の基材とインキ液膜支持材の平行が容易に得られるため面内に均一に所望のパターンを精度良く形成することができる。
このため、特にマイクロコンタクトプリンティング等の微細なパターン形成を行う場合に用いて効果が得られる。
また、凸版とインキ液膜支持材間及び／又は凸版と第一の基材間、及び／又はインキ液膜支持材と第二の基材間に位置合わせ機構を設けているため、基材の所定の位置に精度良くパターン形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、印字等のパターンが形成された凸版と、凸版にインキ（パターン形成材料）を付着させるインキ液膜支持材と、凸版の支持機構と、凸版の凸部に付着したインキによりパターン形成される第一と第二の基材の支持機構とを有するパターン形成を行うパターン形成装置であり、上記凸版の面に対して、インキ液膜支持材の面及び／又は第一の基材の面とを平行に支持できる、または上記インキ液膜支持材の面に対して、凸版の面及び／又は第二の基材の面とを平行に支持できるように調整可能な支持機構を有することを特徴とするパターン形成装置である。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
（実施形態１）
図１は本発明の実施の形態によるパターン形成装置を示す側面図である。
図１において、１０は第一の基材２０を載置して固定するためのステージ、１１はインキ液膜支持材３０を載置して固定するためのステージである。ステージ１０は球面座５０上に載置され、ステージ１１は球面座５１上に載置されている。ステージ１０及び球面座５０は、移動装置６０により図の上下方向に移動可能になされている。ステージ１１及び球面座５１は、移動装置６１により図の上下方向に移動可能になされている。移動装置６０，６１は基台１００上に取り付けられている。
【００２４】
球面座５０は、ステージ１０の下面に一体的に設けた半球状体５２と、半球状凹部５３を有する載置台５４からなり、半球状凹部５３内に半球状体５２が回転可能に嵌合されている。
これによって、ステージ１０は半球状体５２と共に任意の角度及び方向に回転可能（３次元的に可動自在）になされている。球面座５１もステージ１１の下面に一体的に設けた半球状体５５と、半球状凹部５６を有する載置台５７により上記球面座５０と同様に構成されており、ステージ１１が半球状体５５と共に任意の角度及び方向に回転可能になされている。
【００２５】
球面座５０には、半球状体５２を半球状凹部５３内で固定するための固定手段が設けられている。
図２に固定手段の一例を示す。
図示のように、載置台５４の半球状凹部５３の底部には十字状の溝５８が設けられると共に、この溝５８と連通する穴５９が設けられている。この穴５９に真空ポンプ（図示せず）を接続して半球状体５２を真空吸着することにより、この半球状体５２をステージ１０と共に半球状凹部５３内で任意の傾いた姿勢で固定することができる。
また、球面座５１にも、半球状体５５をステージ１１と共に半球状凹部５６内で固定するための同様の構成を有する固定手段が設けられている。
【００２６】
図１において、基台１００に設けた２本の支柱１１０間にはガイドレール７０が懸架され、このガイドレール７０には凸部４０ａを有する凸版４０が取り付けられている。
この凸版４０は、図示しない移動装置によって図の左右方向に往復移動可能になされ
ている。
またガードレール７０には第二の基材２１と第二の基材の支持機構１５０が取り付けられている。
ステージ１０の上方には位置合わせマーク観察装置８０が配置され、ステージ１１の上方には位置合わせマーク観察装置８１が配置されている。
【００２７】
尚、凸版４０には、ソフトリソグラフィの分野で良く知られているポリジメチルシロキサンを主体とするエラストマをはじめ、ウレタンゴム、プチルゴム、あるいはポリアクリルアミドを主体とするハイドロゲル等、種々の弾性体を使用できる。これらは用いるパターン形成材料により適宜選択する。また、用途によっては樹脂、金属等の硬質の材料もスタンプとして使用可能である。
また、インキ液膜支持材３０は、例えばガラス板等の表面にパターン形成材料を塗布したもの、あるいはスポンジ状の媒体にパターン形成材料を吸収させたものなどを用いることができる。
【００２８】
次に、上記構成によるパターン形成装置の動作について図１、図３を参照して説明する。
まず、凸版４０をステージ１０の上方に移動させた後、ステージ移動装置６０によりステージ１０を球面座５０と共に上方に移動させる。
図３（ａ）のようにステージ１０と第一の基材２０とが平行でない場合、図３（ｂ）のように凸版４０のパターン面とステージ１０の第一の基材２０を乗せた面とが第一の基材２０を介して押付けられた状態となる。この押し付ける力によって球面座５０の半球状体５２が半球状凹部５３内で回転することにより、凸版４０の全ての凸部４０ａの先端面（パターン面）と第一の基材２０の面（被印刷面）とが平行になる。
このとき、前記真空ポンプによる固定手段を動作させて球面座５０を吸着固定することに
より、平行状態を保持することができる。
【００２９】
次に、凸版４０をステージ１１の上方まで移動させた後、ステージ移動装置６１によりステージ１１を球面座５１と共に上方に移動させ、凸版４０とインキ液膜支持材３０とを押し付けて、前記と同様にして球面座５１により凸版４０のパターン面とインキ液膜支持材３０の面とを平行状態にして球面座５１を固定する。この状態で図３（ｃ）のように凸版４０を一旦インキ液膜支持材３０から離してインキ液膜支持材３０にインキ（パターン形成材料）を供給後、予備乾燥をした後再び凸版４０とインキ液膜支持材３０とを接触させることにより、凸版４０にインキ液膜を付着させる。
【００３０】
尚、凸版４０の凸部面とインキ液膜支持材３０の面とが平行状態となるまではインキ液膜支持材３０にはインキは未だ供給されてなく、上記平行状態が得られ、球面座５１が固定されてからインキが供給されインキ液膜が形成される。
【００３１】
次に、インキ液膜が付着された凸版４０を再びステージ１０の上方に移動させた後、既に
固定されている球面座５０により凸版４０に対して平行になされている第一の基材２０と凸版４０とを押し付けることにより、凸版４０のインキ液膜を第一の基材２０に転写することができる。
【００３２】
次に、凸版４０とインキ液膜支持材３０及び第一の基材２０との位置合わせについて説明する。インキ液膜支持材３０及び凸版４０の互いに対応する位置にはそれぞれ位置合わせマークが設けられており、この位置合わせマークを位置合わせマーク観察装置８０で観察しながら、インキ液膜支持材３０と凸版４０とを正確に位置合わせした状態で、凸版４０にパターン形成材料を付着させることができる。
【００３３】
同様に、第一の基材２０及び凸版４０の互いに対応する位置には位置合わせマークが設けられている。この位置合わせマークを位置合わせマーク観察装置８１で観察しながら、第一の基材２０と凸版４０を正確に位置合わせした状態でパターン形成を行うことができる。
尚、位置合わせマーク観察装置８０，８１として、例えば光学顕微鏡、や半導体製造におけるステッパのレーザ光を用いた位置合わせの装置が用いられる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、凸版４０の凸部面とインキ液膜支持材３０のインキ液膜面と、及び、凸版４０の凸部面と第一の基材２０の被印刷面とを常に正確に平行状態に保ちながら、インキ液膜の凸版４０への付着、及び凸版４０から第一の基材２０への転写を行うことができる。
従って、凸版にパターン形成材料を均一に付着させることができると共に、その凸版を均一に基材に押し当てることができるので、パターン形成材料を安定にかつ第一の基材２０の面内に均一に転写することができるので、再現性の良いパターン形成を行うことができる。
また、凸版４０とインキ液膜支持材３０及び第一の基材２０との位置合わせを高い精度で行うことができるので、第一の基材２０の所定の位置に所望のパターンを正確に形成することができ、さらに再現性の良いパターン形成を行うことができる。
【００３５】
尚、図１の実施の形態では、ステージ１０、１１が上下動すると共に凸版４０がガイドレール７０上を左右に移動可能に構成しているが、ステージ１０、球面座５０及びステージ移動装置６０と、ステージ１１、球面座５１及びステージ移動装置６１をそれぞれ一体的に左右移動可能とし、凸版４０を上下動させる構成でもよい。要するに凸版４０とインキ液膜支持材３０、凸版４０と第一の基材２０を接触させるためには、少なくともどちらか一方が面に対して垂直方向に移動可能な機構を有していればよい。そのためには凸版４０もしくはインキ液膜支持材３０、第一の基材２０側のステージ１０又は１１がエアシリンダやポールねじ等の送り機構により移動できればよい。
【００３６】
次に、凸版４０が支持されている凸版の支持機構１２０及び凸版４０の構成について、詳細に説明する。以下、光透過性とは、光を透過させる意味で用いている。
図５に示すように、支持機構１２０は、光透過性及び非可撓性を有する材質、例えばガラス板等により作成されたブラケット１２０ｂと、このブラケット１２０ｂを図示しない移動装置に取り付け、固定させるブラケット１２０ａとから構成されている。
ここでブラケット１２０ａは、取り付け加工、及び上記移動装置へ固定し易いように、材質として金属、例えばアルミ合金などを用い、ブラケット１２０ｂの外縁部に沿った、所定の幅の枠形に加工され、ブラケット１２０ｂを介して、画線部４０ｂに、位置合わせのための光が透過されるよう形成されている。
そして、ブラケット１２０ａとブラケット１２０ｂとは、図示しないボルト等によって互いに固定されている。
【００３７】
また、凸版４０は、凸部４０ａにより凹凸のパターンが形成されている画線部４０ｂの領域を有するスタンプ部４０ｃと、スタンプ部４０Ｃを固定するために裏打ちする裏打ち部４０ｄから構成されている。
スタンプ部４０ｃは材質が光透過性を有する弾性体、例えば、硬化されたシリコーンゴムで形成されており、裏打ち部４０ｄは光透過性及び可撓性のある材質、例えばポリカーボネート板等により形成され、スタンプ部４０と、画線部４０ｂが形成されている反対の面を介して貼着されている。
【００３８】
上記スタンプ部４０ｃの作成方法は後述するが、被印刷物である基材における、印刷面の凹凸に対応するため弾性体を使用するので、スタンプ部４０ｃを固定する必要性から裏打ち部４０ｄにより固定する。
ここで、ブラケット１２０ｂの上記所定の幅は、位置合わせマーク観察装置８０（または８１）から出射される光Ｒが、凸版４０の画線部４０ｂの全体または位置合わせに必要な部分を、透過する空間を与える値とする。
すなわち、幅と定義したが、画線部４０ｂにおいて、位置合わせための光Ｒが透過する位置が固定されていれば、任意の大きさ及び形状の孔を形成して、この孔を前記光Ｒが通過し、画線部４０ｂを透過するようにしてもよい。
【００３９】
そして、凸版支持機構１２０は、ブラケット１２０ｂに対して凸版４０を固定する機能を有しているが、固定の方法として特に限定を行わないが、ねじによる固定や真空吸着による固定などが用いられる。
以下に、真空吸着による固定に付いて簡単に説明する。
ブラケット１２０ｂには、上記凸版４０を真空吸着により固定するための、溝１２０ｃが形成されている。
【００４０】
ここで、上記溝１２０ｃは図５においては、凸版４０が正方形状であるとして、「ロの字」の形状に形成してあるが、凸版４０の形状に合わせ、かつスタンプ部４０ｃの領域及び位置合わせ用の光Ｒの透過する領域を除いた部分に任意の形状で作成して良い。
また、ブラケット１２０ｂは、透過する位置合わせ用の光Ｒの散乱の割合が、位置合わせ精度を満足し、かつ凸版４０を固定する吸着力が得られる面積及び数の孔が設けられた吸着面を有する構成としてもよい。
【００４１】
次に、スタンプ４０の作成方法を、図６を用いて説明する。
ガラス板表面に、すなわちスタンプ４０の画線部４０ｂの凹凸のパターンと逆の凹凸のパターンを作成するため、フォトリソグラフィの技術によりレジストパターンを形成して、このレジストパターンをマスクとして、エッチング処理を行い、画線部４０ｂの凹凸のパターンに対して、逆の凹凸を有する凹凸のパターンを形成し、このガラス板を母型１３０する。
【００４２】
そして、上記母型１３０に、スタンプ部４０ｃとなる液状シリコーンゴム（例えば、ＧＲ東芝製    ＴＳＥ３０３２）を流し込み、樹脂板（裏打ち部４０ｄ）である０．５ｍｍのポリカーボネート板に重ね合わせる（図６（ａ））。
上記液状シリコーンゴムと樹脂板との間に、貼着の強度を増加させるため、光透過性を有する接着剤を介挿してもよい。
この状態を保持させたまま、室温において７２時間放置し、上記液状シリコーンゴムを硬化させ、スタンプ部４０ｃを形成する。
そして、母型１３０から、裏打ち部４０ｄで固定された状態において、スタンプ部４０ｃを引き剥がして、凸版４０を完成させる（図６（ｂ））。
【００４３】
ここで、裏打ち部４０ｄはスタンプ部４０ｃを母型１３０より引き剥がすときに画線部４０ｂが変形しないように、形状を保護している。
また、母型１３０より引き剥がすとき、図６（ｂ）に示すように、母型１３０またはスタンプ４０のいずれかが可撓性の材質、すなわちある剛性が高くなく、印加された力に対して変形する必要がある。
母型１３０は画線部４０ｂの凹凸パターンの原版であり、凹凸のパターンの寸法精度が要求されるため、裏打ち部４０ｄを可撓性の材質で作成することとなる。
【００４４】
さらに、裏打ち部４０ｄは、スタンプ部４０ｃにおける画線部４０ｂ及び位置合わせの領域に位置合わせ用の光Ｒを透過させる必要があるため、スタンプ部４０ｃと同様に光透過性の材質を用いる必要がある。
凸版４０をブラケット１２０ａに直接固定して、ステージ１１上の第一の基材２０に対して印刷を行う構成も考えられるが、裏打ち部４０ｄが可撓性を有するため、図７に示すように凸版４０全体が変形して十分な加圧ができず、インク液膜（又は材料）の転写（転移
）が不十分となる。
このため、凸版支持機構１２０のブラケット１２０ｂは、凸版４０の変形を防止する目的で、非可撓性の材質により作成されている。
【００４５】
上述したような構成により、従来例における低い印刷精度の問題を解決することができる。
すなわち、凸版４０に裏打ち部４０ｄを設けることにより、スタンプ部４０ｃを母型１３０から引き剥がすときに、スタンプ部４０ｃに直接印加される力を低減させ、形成された画線部４０ｂの凹凸パターンの変形を防止させることで、母型１３０の凹凸パターンに対する製造精度を向上させることができる。
【００４６】
また、凸版４０が平面形状に作成され、かつ凸版４０が非可撓性を有するブラケット１２０ｂで固定されているため、画線部４０ｂの変形を防止することができ、同様に平面形状に形成されているステージ１０及び１１の表面に配置された第一の基材２０，インキ液膜支持材３０各々に対して、画線部４０ｂの凹凸パターン面が平行に接触するため、インキ液膜支持材３０から画線部４０ｂの凹凸パターンへの、そして画線部４０ｂの凹凸パターンから第一の基材２０の表面にインク液膜が精度良く転写されることとなる。
【００４７】
さらに、図６の上部から入射される光Ｒが、ブラケット１２０ａ，ブラケット１２０ｂ，裏打ち部４０ｄ，スタンプ部４０ｃの順に透過させることができ、スタンプ部４０ｃの位置合わせマークと、先に転写されている第一の基材２０の表面の位置合わせマークとを用いた光学的な位置合わせ、例えば、半導体製造時にステッパ等において用いられる、レーザを用いた光学的な位置合わせの機構を利用することができ、この位置合わせの機構を用いることで、複数種類のパターンを重ね合わせて、所定の構成のパターンを形成するとき、この複数種類のパターン間の位置合わせの精度（パターンの形成精度）を、半導体製造工程の精度と同程度まで向上させることが可能である。
【００４８】
すなわち、本発明のパターン形成装置は、複数スタンプを用いて、異なるパターンを、複数重ね合わせて所定のパターン構成を形成する場合、第一の基材２０にすでに転写された位置合わせマーク（他の凸版によるパターン形成時に、この他の凸版により形成された位置合わせマーク）と、凸版４０に設けられた位置合わせマークとの重なりがずれていないか（偏差がどの程度あるかを含めて）を、レーザ光等により光学的に測定し、この偏差の測定結果に基づき、制御装置が移動装置を制御し、第一の基材２０上の位置合わせマークに対して、凸版４０の位置合わせマークの位置が一致するように、移動装置によりスタンプの支持機構の位置を偏差分だけ移動させ、位置合わせマークを合わせることにより、高精度の重ね合わせのパターンを形成する。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、他の実施形態として、図６に示すスタンプ支持機構１２０と凸版４０を、図７に示す凸版支持機構１４１，凸版４０´の構成としてもよい。
凸版４０´において、裏打ち部４０ｄにスタンプ部４０ｃを貼着するまではすでに述べた実施形態と同様である。
【００５０】
上記他の実施形態においては、ブラケット１２０ｃを裏打ち部４０ｄに貼着して、スタンプ支持機構１２０のブラケット１２０ｃを、凸版４０´の非可撓性（剛性）及び光の光透過性を有する支持体４０ｅとして用いている。
例えば、支持体４０ｅに厚さ３ｍｍのガラス板を用いて、アクリル系接着剤により、ポリカーボネートの裏打ち部４０ｄに打擲する。
スタンプ支持機構１４１は、ブラケット１２ａと同様の構造に形成され、加えて、上記凸版４０´を真空吸着して、固定保持するための溝１４１ａが形成されている。
【００５１】
また、凸版支持機構１４１に対する凸版４０´の固定保持方法は、真空吸着でなく、ボルトなどを用いる固定方法を使用しても良い。
上述した構成により、他の実施形態も、既に述べた実施形態と同様の効果を得ることができる。
従って、本発明によれば、凸版の凸部面とインキ液膜支持材のインキ液膜面（ステージ１０の上面）との平行及び／又は凸版の凸部面と第一の基材の被印刷面（ステージ１１の上面）との平行を容易に得ることができるため、凸版の面内に均一にパターン形成材料を付着させることができ、あるいは第一の基材の面内に均一に所望のパターンを精度良く形成することができる。
【００５２】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について、図を参照して説明する。
実施形態２においては、インキ液膜支持材３０上のインキ液膜を凸版４０に転移除去後、インキ液膜支持材３０上に残ったインキ液膜を第二の基材２１に転写する。これ以外は、実施形態１と同様である。
（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施形態について、図を参照して説明する。
また、第３の実施形態については、実施形態１に記載した図１の構成と異なる点のみを説
明する。同様の構成については、同一の符号を用いる。
第３の実施形態においては、図１に示す球面座５０，５１の代わりに、球面座５０，５１と同様に、ステージ１０及び１１を各々可動自在（３次元的に）とするジンバル機構を用いた可動面座９１を用いている点である。可動面座９１に基材２０が固定され、可動面座９２にインキ液膜支持材３０が固定されている。
【００５３】
ステージ１０は可動面座９１に設けられ、第一の基材２０を載置して（載せて）固定するためのステージ（上面が滑らかな台）である。ステージ１１は、可動面座９２に設けられ、インキ液膜支持材３０を載置して（載せて）固定するためのステージである。
このステージ１０（支持機構）は、ジンバル機構からなる上記可動面座９１に設けられて（載置されて）おり、移動装置６０により、可動面座９１とともに上下方向に移動可能になされている。また、ステージ１１（支持機構）は、ジンバル機構からなる可動面座９２に設けられて（載置されて）おり、移動装置６１により可動面座９２とともに上下方向に移動可能になされている。
【００５４】
図１１を用いて、可動面座９１の説明を行うが可動面座９２についても同様の構成である。この図１１は、可動面座９１を上方より見た、ステージ１０を含む上面の概念図を示している。
可動面座９１は、固定軸９３に設けられた、ｘ軸周りに回転自在な第１の台９４と、この第１の台９４の上部に設けられた、ｙ軸周りに回転自在な第２の台９５で構成されている。そして、ステージ１０は上記第２の台９５の上面に固定して設けられている。
また、可動面座９０の第１の台９４を固定軸９３周りに回転自在として、より位置制御の自由度を向上させることもできる。
【００５５】
これにより、可動面座９１は実施形態１に記載した球面座５０と同様に、凸版４０の凸部面と、第一の基材２０の被印刷面とを平行の状態に制御することができる。
また同様に、可動面座９２は実施形態１に記載した球面座５１と同様に、凸版４０の凸部面と、インキ液膜支持材３０のインキ液膜面とを平行の状態に制御することができる。
他の構成，動作及び製造方法は実施形態１に記載した実施形態と同様のため、説明を省略する。
【００５６】
さらに、第一の基材２０の被印刷面と凸版４０の凸部面との平行制御を非接触で行う構成について説明する。
図１２に示すように、図示しない制御部が凸版支持機構１２０に対する、ステージ移動装置６０によるステージ１０の上昇を、あらかじめ設定された位置で一旦停止させる。そして、上記制御部がスタンプ支持機構１２０と、ステージ１０との間隔を側面からレーザ変位計等を利用することで測定し、少なくとも２カ所の間隔Ｄ１及びＤ２が同様となるように、すでに述べたジンバル機構において、第１の台９４及び第２の台９５をおのおのの軸周りに図示しないサーボモータ等により回転させる。
【００５７】
また望ましくは、制御部が図１３に示すように複数箇所、例えば４カ所において、間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４として測定する。
すなわち、間隔Ｄ１をレーザ光源Ｌ１及び受光器Ｒ１からなるレーザ変位計により測定し、間隔Ｄ２をレーザ光源Ｌ２及び受光器Ｒ２からなるレーザ変位計により測定し、間隔Ｄ３をレーザ光源Ｌ３及び受光器Ｒ３からなるレーザ変位計により測定し、間隔Ｄ４をレーザ光源Ｌ４及び受光器Ｒ４からなるレーザ変位計により測定する。
【００５８】
そして、制御部が間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４各々の差を演算により求め、これらの各々の差が最小となるようにし、すなわち、制御部は、スタンプ支持機構１２０と、ステージ１０とにおける間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４各々が等しくなるように、可動面座９１において、第１の台９４及び第２の台９５をおのおのｘ軸及びｙ軸周りに、図示しないサーボモータ等により回転させて制御し、凸版支持機構１２０の面（すなわち凸版４０の凸部面）と、ステージ１０との面（すなわち第一の基材２０の被印刷面）とが平行となるよう調節する。
【００５９】
受光部Ｒ１〜Ｒ２は、複数の受光器が直接に接合されたものである。
そして、受光部に対してレーザ光源をスキャンさせて、測定物の間（凸版支持機構１２０とステージ１０との間）を通過するレーザ光を検知した受光器の数により、間隔の測定を行うものである。
上述した非接触によって、可動面座９１において、凸版４０の凸部面と第一の基材２０の被印刷面とを平行にする制御（平行制御）、また可動面座９２においても同様に凸版４０の凸部面とインキ液膜支持材３０のインキ液膜面との平行制御とを行うため、一度接触させて行う行程が必要無くなり、印刷工程を簡略化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のパターン形成装置及び方法は、印刷インキ等を用いて微細パターンを形成することができるので、重ね合わせの必要な電子材料やＤＮＡの研究開発など広い範囲で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態によるパターン形成装置の構成を示す側面図である
【図２】球面座の固定手段の一例を示す要部側面図及び平面図である。
【図３】本発明の実施の形態によるパターン形成装置の動作を示す要部側面図である。
【図４】従来のマイクロコンタクトプリンティングの手順を示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態による凸版支持機構１２０と凸版４０との構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態による凸版４０の製造工程を示す概念図である。
【図７】凸版支持機構におけるブラケット１２０ｂの必要性を説明する印刷の概念図である。
【図８】本発明の他の実施の形態によるスタンプ支持機構１２０と凸版４０との構成を示す断面図である。
【図９】従来の凸版の印刷を説明する概念図である。
【図１０】従来の凸版４０の作成方法を示す概念図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態による可動面座９１の構成を示す概念図である。
【図１２】非接触において、凸版４０の凸部面と第一の基材２０の被印刷面との平行制御を説明する概念図である。
【図１３】非接触において、凸版４０の凸部面と第一の基材２０の被印刷面との平行制御を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０、１１…ステージ
２０…第一の基材
２１…第二の基材
３０…インキ液膜支持材
４０…凸版
４０ａ…パターン形状の凸部
４０ｂ…画線部
４０ｃ…スタンプ部
４０ｄ…裏打ち部
４０ｅ…支持体
５０、５１…球面座
６０、６１…ステージ移動装置
７０…ガイドレール
８０、８１…位置合わせマーク観察装置
９０…パターン形成材料（インキ液膜）
９１、９２…可動面座
９３…固定軸
９４…第１の台
９５…第２の台
１２０、１４１…凸版支持機構
１３０…母型
１２０ａ、１２０ｂ…ブラケット
１２０ｃ、１４１ａ…溝
１５０…第二の基材の支持機構
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…レーザ光源
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４…受光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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