(57)【要約】【課題】ローラ部材が均一かつ安定した押圧力で板状体を押圧することのできる技術を提供する。【解決手段】ブランケットＢＬに当接して基板ＳＢに押し付ける転写ローラ４３１は、その両端部で１対の支持部４３０により回転自在に支持される。転写ローラ４３１の回転軸を支持する支持アングル４３３４は、直動ガイド４３３２，４３３３により昇降自在に支持され、付勢部４３４により上向きに付勢されている。付勢力による支持アングル４３３４の変位はストッパー部材４３５により所定高さで抑止されており、転写ローラ４３１が下方からブランケットＢＬに接近するときの転写ローラ４３１の姿勢（回転軸の傾き）が管理される。ブランケットＢＬが基板ＳＢに押し付けられるとストッパー部材４３５による抑止は解除され、付勢力によりブランケットＢＬに一定の押圧力が印加される。【選択図】図９
2017109378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１板状体を、下面が開放された状態で、かつ水平姿勢で保持する第１保持手段と、
第２板状体の周縁部を保持して、前記第２板状体の上面が前記第１板状体の下面と近接対向し、かつ前記第２板状体の下面のうち上面側が前記第１板状体と対向する下面中央部が開放された状態で、前記第２板状体を保持する第２保持手段と、
前記第２板状体の前記下面中央部を押し上げて、前記第２板状体を前記第１板状体に押し付ける押圧手段と
を備え、
前記押圧手段は、
前記第２板状体の下面に沿った軸方向に延設されたローラ部材と、
前記ローラ部材の軸方向における両端部の各々を支持する１対の支持部が設けられた昇降部材と、
前記昇降部材を昇降させて、前記ローラ部材の上端が前記第２板状体に当接して前記第２板状体を前記第１板状体に押し付ける押圧位置と、前記ローラ部材が前記第２板状体から離間した離間位置との間で前記ローラ部材を移動させる昇降機構と、
前記昇降部材を前記ローラ部材の回転軸と垂直かつ前記第２板状体の下面に平行な走行方向に移動させる走行機構と
を有し、
前記支持部の各々は、
前記ローラ部材の一端部を回転自在に支持する軸受機構と、
前記軸受機構を前記第２板状体に向かう方向へ付勢する付勢機構と、
前記ローラ部材が前記第２板状体から離間しているときに前記軸受機構に当接して、前記付勢機構による付勢力に抗して前記軸受機構を所定の抑止位置に抑止するストッパー部材と
を有する転写装置。
【請求項２】
前記ローラ部材が前記押圧位置にあるとき、前記ストッパー部材は前記軸受機構から離間している請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
前記昇降機構により前記ローラ部材が前記離間位置から前記押圧位置に向けて移動し前記第２板状体と当接する時に、前記ローラ部材の上端が前記第２板状体の下面と平行となるように、前記抑止位置が設定されている請求項１または２に記載の転写装置。
【請求項４】
前記１対の支持部において、前記抑止位置が個別に調整可能である請求項１ないし３のいずれかに記載の転写装置。
【請求項５】
前記付勢機構は、前記軸受機構を一定の付勢力で付勢する請求項１ないし４のいずれかに記載の転写装置。
【請求項６】
前記付勢機構は、前記付勢力の発生源としてのエアシリンダを有する請求項５に記載の転写装置。
【請求項７】
前記エアシリンダが発生する付勢力を制御する制御手段を備える請求項６に記載の転写装置。
【請求項８】
前記軸受機構は、自動調心ベアリングによって前記ローラ部材の回転軸を支持する請求項１ないし７のいずれかに記載の転写装置。
【請求項９】
前記押圧手段は、前記走行機構により前記走行方向に走行する走行部材を有し、前記走行部材に前記昇降部材と前記昇降機構とが取り付けられている請求項１ないし８のいずれかに記載の転写装置。
【請求項１０】
前記昇降部材は、前記軸方向に位置が異なる複数の直動ガイドにより、前記走行部材に対し昇降自在に支持される請求項９に記載の転写装置。
【請求項１１】
前記昇降機構は、前記走行部材に取り付けられ回転軸が水平なモータと、前記走行部材に取り付けられ前記モータの回転運動を前記昇降部材の昇降運動に変換するカムとを有する請求項９または１０に記載の転写装置。
【請求項１２】
第１板状体と第２板状体とを密着させて、一方に担持された被転写物を他方に転写する転写方法であって、
前記第１板状体と前記第２板状体とを、前記被転写物を挟んで互いに近接対向させて水平姿勢に支持する支持工程と、
１対の支持部により両端部のそれぞれが回転自在に支持されかつ前記第２板状体に向かう方向へ付勢されたローラ部材が、前記第２板状体の下面側から前記第２板状体に接近し前記第２板状体の下面に当接する当接開始工程と、
前記ローラ部材が、前記第２板状体を前記第１板状体に押し付けながら前記ローラ部材の回転軸と垂直かつ前記第２板状体の下面に平行な走行方向に走行する転写工程と
を備え、
前記当接開始工程では、前記支持部に設けられ前記ローラ部材に印加される付勢力に抗して前記ローラ部材の変位を抑止するストッパー部材により、前記ローラ部材が前記第２板状体に当接する時の前記ローラ部材の上端を前記第２板状体の下面と平行にする転写方法。
【請求項１３】
前記当接開始工程に先立って、前記ストッパー部材により抑止される前記ローラ部材の位置を調整する調整工程を備える請求項１２に記載の転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２つの板状体を当接させて、一方の板状体から他方の板状体に被転写物を転写する転写技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板や半導体基板などの板状体にパターンや薄膜を形成する技術として、２つの板状体を互いに当接させて、一方の板状体の主面に担持されたパターンや薄膜等の被転写物を他方の板状体に転写するものがある。その１つの方法は、被転写物を挟んで近接対向配置された２つの板状体のうち一方をローラ等で押圧して、２つの板状体を密着させて被転写物を転写するというものである（例えば、特許文献１参照）。この技術では、両端を回転自在に支持されたローラ部材を板状体に押し当てながら板状体に沿ってローラ部材を走行させることで、板状体間に押圧力を作用させて密着させる。
【０００３】
このような転写技術は印刷技術に類似するものであり、印刷技術の技術思想を応用することが可能なケースも多い。例えば、上記した従来技術においてローラによる押圧力を適正値に制御するために、特許文献２に記載された印刷技術を適用することが考えられる。特許文献２に記載された技術では、印刷用の版とブランケットロールとを適切な接触圧力で当接させるために、水平な版テーブルに対しブランケットロールが昇降自在に設けられ、ブランケットロールが版テーブル側に向けて付勢されている。そして、ブランケットロールが版の端部の余白部分に比較的低い接触圧力で当接してから圧力の検出およびブランケットロールの高さ調整が行われて、ブランケットロールが版の印刷パターン領域と当接する際の圧力が制御される。
【０００４】
この技術では、ブランケットロールが版方向に付勢されているため、版表面にうねりがある場合にもブランケットロールがこれに追従して上下動することで、押圧力の変動を抑制することが可能である。このような機能は、特許文献１に記載の転写技術においても有効なものになると予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１８４７１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８００８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば電子デバイスの製造を目的とした転写技術では、求められる転写位置精度は一般的に印刷技術における精度よりも高い。そのため、単に印刷技術をそのまま転用することが適切でない場合がある。例えば、本願出願人が先に開示した特許文献１に記載の転写技術においては、２つの板状体が最初に当接した時の位置ずれが全体の転写位置精度に大きく影響することがわかっている。また、不均一な押圧に起因する転写不良や位置ずれを防止するために、ローラ部材が板状体に最初に当接する際のローラ部材と板状体との平行度を保つ必要があることがわかっている。これらの目的に対して、上記のように２つの物体を当接させてから事後的に圧力を調整する技術は必ずしも適切なものと言えない。
【０００７】
このように、特許文献１に記載されたような２つの板状体を密着させてローラ部材により押圧する転写技術において、転写性能をより向上させるためにローラ部材による板状体の押圧をより均一にかつより安定に行いたいというニーズがあるが、これに応えることのできる技術は十分に確立されていないという問題がある。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ローラ部材による押圧で２つの板状体を当接させる転写装置および転写方法において、ローラ部材が均一かつ安定した押圧力で板状体を押圧することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明にかかる転写装置の一の態様は、上記目的を達成するため、第１板状体を、下面が開放された状態で、かつ水平姿勢で保持する第１保持手段と、第２板状体の周縁部を保持して、前記第２板状体の上面が前記第１板状体の下面と近接対向し、かつ前記第２板状体の下面のうち上面側が前記第１板状体と対向する下面中央部が開放された状態で、前記第２板状体を保持する第２保持手段と、前記第２板状体の前記下面中央部を押し上げて、前記第２板状体を前記第１板状体に押し付ける押圧手段とを備えている。
【００１０】
ここで、前記押圧手段は、前記第２板状体の下面に沿った軸方向に延設されたローラ部材と、前記ローラ部材の軸方向における両端部の各々を支持する１対の支持部が設けられた昇降部材と、前記昇降部材を昇降させて、前記ローラ部材の上端が前記第２板状体に当接して前記第２板状体を前記第１板状体に押し付ける押圧位置と、前記ローラ部材が前記第２板状体から離間した離間位置との間で前記ローラ部材を移動させる昇降機構と、前記昇降部材を前記ローラ部材の回転軸と垂直かつ前記第２板状体の下面に平行な走行方向に移動させる走行機構とを有している。
【００１１】
そして、前記支持部の各々は、前記ローラ部材の一端部を回転自在に支持する軸受機構と、前記軸受機構を前記第２板状体に向かう方向へ付勢する付勢機構と、前記ローラ部材が前記第２板状体から離間しているときに前記軸受機構に当接して、前記付勢機構による付勢力に抗して前記軸受機構を所定の抑止位置に抑止するストッパー部材とを有する。
【００１２】
このように構成された発明では、ローラ部材の両端部に対応してそれぞれ設けられた１対の支持部により、ローラ部材が第２板状体側へ付勢された状態で第２板状体に押し当てられる。そのため、例えば第１板状体、第２板状体、第１保持手段および第２保持手段等の加工精度上の原因により第２板状体の下面がうねりを有する場合でも、ローラ部材がこれに追従して動くことにより、第２板状体に対して安定した押圧を行うことができる。なお、「第２板状体の下面中央部」とは、第２板状体のうち第２保持手段により保持される周縁部を除きこれよりも中央側の比較的広い部分の下面を意味しており、例えば外形上の幾何学中心や重心あるいはその近傍の限定的な領域を指す概念ではない。
【００１３】
一方、このように付勢力が与えられた状態で支持されるローラ部材が第２板状体から離間しているときに適切な姿勢管理がなされていなければ、ローラ部材と第２板状体との間の平行度が保証されない。平行度が保たれない状態からローラ部材が第２板状体に当接すると、軸方向におけるローラ部材の上端両端部のうちより第２部材に近い側にある一方端部が他方端部よりも先に第２部材に当接し、均一な当接が得られない。このような不均一な当接状態でローラ部材が第２板状体を押し上げることにより、第２板状体の局所的な変形や位置ずれが生じるおそれがある。
【００１４】
そこで、本発明では、付勢されることで第２板状体側に変位しようとするローラ部材の軸受機構にストッパー部材が当接することで、軸受機構が抑止位置を超えて第２板状体側まで変位することが防止される。これにより、第２板状体から離間した状態のローラ部材の姿勢、より具体的にはその上端位置を管理することが可能となる。このため、第２板状体に当接する前のローラ部材の姿勢を管理して、第２板状体との平行度を保った状態で第２板状体に当接させることができる。その結果、第２板状体への押圧力はローラ部材の軸方向において均一となり、第２板状体の局所的な変形や位置ずれが抑えることができる。
【００１５】
このように、本発明によれば、第２板状体に向かう方向へ付勢され、しかも、第２板状体から離間した状態での姿勢が管理されたローラ部材が第２板状体に当接して第１板状体に押し付けることにより、第１板状体と第２板状体との間に安定した押圧力を作用させることが可能である。特にローラ部材が第２板状体と当接する初期段階で押圧力を軸方向に均一にすることができるので、不均一な押圧に起因する第２板状体の局所的な変形や位置ずれを防止することが可能である。
【００１６】
また、この発明の他の態様は、第１板状体と第２板状体とを密着させて、一方に担持された被転写物を他方に転写する転写方法であって、上記目的を達成するため、前記第１板状体と前記第２板状体とを、前記被転写物を挟んで互いに近接対向させて水平姿勢に支持する支持工程と、１対の支持部により両端部のそれぞれが回転自在に支持されかつ前記第２板状体に向かう方向へ付勢されたローラ部材が、前記第２板状体の下面側から前記第２板状体に接近し前記第２板状体の下面に当接する当接開始工程と、前記ローラ部材が、前記第２板状体を前記第１板状体に押し付けながら前記ローラ部材の回転軸と垂直かつ前記第２板状体の下面に平行な走行方向に走行する転写工程とを備え、前記当接開始工程では、前記支持部に設けられ前記ローラ部材に印加される付勢力に抗して前記ローラ部材の変位を抑止するストッパー部材により、前記ローラ部材が前記第２板状体に当接する時の前記ローラ部材の上端を前記第２板状体の下面と平行にする。
【００１７】
このように構成された発明では、上記した転写装置の発明と同様に、１対の支持部により第２板状体に向かう方向へ付勢されたローラ部材が第２板状体の下面に当接する。このため、第２板状体の下面にうねりがあったとしてもローラ部材が追従し、第１板状体と第２板状体との間に安定した押圧力を作用させることが可能である。そして、第２板状体から離間しているローラ部材に対してはストッパー部材による抑止で姿勢管理がなされているので、ローラ部材の上端を第２板状体の下面と平行にした状態でローラ部材を第２板状体に当接させることができる。このため、特にローラ部材が第２板状体と当接する初期段階で押圧力を軸方向に均一にして、不均一な押圧に起因する第２板状体の局所的な変形や位置ずれを防止することが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように、本発明によれば、第２板状体に向かう方向へ付勢され、しかも、第２板状体から離間した状態での姿勢が管理されたローラ部材が第２板状体に当接して第１板状体に押し付けることにより、第１板状体と第２板状体との間に安定した押圧力を作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明にかかる転写装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。
【図２】この転写装置の主要部の構成を示す図である。
【図３】転写ローラブロックの構成を示す斜視図である。
【図４】転写ローラブロックの構成を示す正面図である。
【図５】転写ローラブロックの構成を示す側面図である。
【図６】この転写装置による転写処理を示すフローチャートである。
【図７】転写処理の過程における各部の位置を模式的に示す図である。
【図８】転写ローラがブランケットに当接するまでの動作を示す図である。
【図９】転写ローラがブランケットを基板に押し付けた状態を示す図である。
【図１０】各部の動作を示すタイミングチャートである。
【図１１】アライメント調整前後における各部の位置関係を示す図である。
【図１２】下ステージ上でのブランケットの撓みの状態を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１はこの発明にかかる転写装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。また、図２はこの転写装置の主要部の構成を示す図である。各図における方向を統一的に示すために、図１に示すようにＸＹＺ直交座標軸を設定する。ここでＸＹ平面が水平面を表す。また、Ｚ軸が鉛直軸を表しており、より詳しくは（−Ｚ）方向が鉛直下向き方向を表している。
【００２１】
この転写装置１は、メインフレーム１０に上ステージブロック２、下ステージブロック３、転写ローラブロック４、ローラ走行駆動部５、支持ハンドユニット６およびアライメント部７が配置された構造を有している。また、転写装置１は上記以外に、予め記憶された処理プログラムに従い装置各部を制御して所定の動作を実行する制御ユニット９を有している。
【００２２】
最初に装置１の全体構成を説明する。なお、上ステージブロック２および下ステージブロック３の構成は、例えば前記した特許文献１（特開２０１４−１８４７１６号公報）に記載された対応する構成を部分的に改変したものに相当している。そこで、これらのブロックの構成についての基本的な説明を省略する。
【００２３】
転写装置１は、下ステージブロック３により保持されたブランケットＢＬと、上ステージブロック２により保持された版ＰＰまたは基板ＳＢとを互いに当接させることでパターン形成を行う装置である。この装置１によるパターン形成プロセスは、より具体的には以下の通りである。まず、パターン形成材料が一様に塗布されたブランケットＢＬに対して、形成すべきパターンに対応して作成された版ＰＰが当接することにより、ブランケットＢＬに担持された塗布層がパターニングされる（パターニング処理）。そして、こうしてパターニングされたブランケットＢＬと基板ＳＢとが当接することで、ブランケットＢＬに担持されたパターンが基板ＳＢに転写される（転写処理）。これにより、基板ＳＢに所望のパターンが形成される。
【００２４】
このように、この転写装置１は基板ＳＢに所定のパターンを形成するパターン形成プロセスにおけるパターニング処理および転写処理の両方に使用することが可能であるが、これらの処理の一方のみを受け持つ態様で用いられてもよい。また、ブランケットＢＬに担持された薄膜を基板ＳＢに転写する目的にも使用可能である。以下、ブランケットＢＬ表面に形成されたパターンまたは薄膜を基板ＳＢに転写する転写処理を前提として装置の構成および動作について説明するが、基板ＳＢを版ＰＰに読み換えることにより、パターニング処理における動作も説明される。
【００２５】
上ステージブロック２は、下面が平坦な基板保持面２１ａとなった上ステージ２１を備えている。上ステージ２１は、Ｙ方向に延びる梁部材２２の下部に取り付けられて、梁部材２２により基板保持面２１ａが水平姿勢となるように保持されている。梁部材２２は、Ｙ方向に離隔して配置された１対のステージ昇降機構２３，２３により鉛直方向（Ｚ方向）に昇降自在に保持されている。これにより、上ステージ２１はＺ方向に移動可能となっている。
【００２６】
この実施形態では、ステージ昇降機構２３の一例としてボールねじ機構が用いられるが、これに限定されるものではない。ステージ昇降機構２３は、支持部材２３１，２３２によりメインフレーム１０に対し回転自在に支持されたボールねじ２３３と、これを回転させるモータ２３４と、ボールねじ２３３に取り付けられたナット部２３５とを備えている。ボールねじ２３３とモータ２３４とはカップリング２３６を介して連結されている。モータ２３４は制御ユニット９に設けられたステージ昇降制御部９１に接続され、ステージ昇降制御部９１からの制御信号に応じてモータ２３４が回転することで上ステージ２１が昇降する。
【００２７】
図には現れないが、上ステージ２１の下面（基板保持面）２１ａには吸着溝または吸着孔が設けられており、制御ユニット９に設けられた吸着制御部９２に接続される。必要に応じて、吸着制御部９２から負圧が吸着溝または吸着孔に供給される。これにより、上ステージ２１は、基板保持面２１ａに当接する基板ＳＢの上面を吸着保持することができる。基板保持面２１ａの平面サイズは保持すべき基板ＳＢのサイズより少し小さく形成されている。
【００２８】
このように構成された上ステージブロック２により、基板ＳＢが水平姿勢に保持される。基板ＳＢは、パターンまたは薄膜が転写されるべき被転写面が下向きとなるように装置１に搬入され、上ステージ２１により吸着保持される。また、ステージ昇降機構２３が上ステージ２１を昇降させることにより、次に説明する下ステージに保持されるブランケットＢＬと基板ＳＢとの間のギャップが規定の値に調整される。
【００２９】
下ステージブロック３は、上ステージ２１の下方に配置され、中央部に開口部３１１が設けられ上面が平坦かつ水平なブランケット保持面３１ａとなった下ステージ３１を備えている。下ステージ３１は複数の支柱３２により支持されている。下ステージ３１の平面サイズは保持すべきブランケットＢＬのサイズより大きく、また開口部３１１の開口サイズは基板ＳＢの平面サイズより大きい。これにより、ブランケットＢＬはその周縁部のみが下ステージ３１に当接し、周縁部を除く中央部は下面が開放された状態で、下ステージ３１に保持される。下ステージ３１の上面（ブランケット保持面）３１ａのうちブランケットＢＬと当接する領域に、吸着溝３１２が設けられている。吸着溝３１２は制御ユニット９の吸着制御部９２に接続され、吸着制御部９２から負圧が必要に応じて供給される。これにより、ブランケットＢＬが下ステージ３１上に吸着保持される。ブランケットＢＬは、基板ＳＢに転写すべきパターンまたは薄膜を担持する担持面を上向きにして水平姿勢に保持される。
【００３０】
下ステージ３１を保持する支柱３２は、アライメントステージ３６上に取り付けられた着脱ステージ３７に固定されている。アライメントステージ３６および着脱ステージ３７のそれぞれは、中央に開口を有する金属平板であり、着脱ステージ３７はアライメントステージ３６よりも一回り小さい外形サイズを有する。着脱ステージ３７は、図示を省略するねじ等の固結手段によりアライメントステージ３６の上面に固定され、アライメントステージ３６と一体化されている。必要に応じ固定を解除することで、着脱ステージ３７およびこれに取り付けられた部品を一体的にアライメントステージ３６から取り外すことが可能である。
【００３１】
アライメントステージ３６は、アライメント部７を構成する複数のアライメント機構７１を介してメインフレーム１０に取り付けられている。アライメント機構７１は、例えばクロスローラベアリング機構を有し、制御ユニット９に設けられたアライメント制御部９６からの制御信号に応じてアライメントステージ３６を水平方向（ＸＹ方向）およびＺ軸周りのθ方向に移動させる。アライメント機構７１によりアライメントステージ３６が移動されるとき、着脱ステージ３７およびこれに取り付けられた下ステージ３１等の部品もアライメントステージ３６と一体的に移動する。これにより、下ステージ３１が水平面（ＸＹ平面）内で移動し、上ステージ２１に保持された基板ＳＢと下ステージ３１に保持されたブランケットＢＬとの水平方向における相対位置が最適化される。
【００３２】
アライメント部７は複数のカメラ７２を備えている。各カメラ７２は、アライメントステージ３６および着脱ステージ３７の開口に臨んで撮像方向を上向きにしてメインフレーム１０に取り付けられている。カメラ７２は、基板ＳＢおよびブランケットＢＬのそれぞれに設けられたアライメントマークをブランケットＢＬを介して撮像し、両アライメントマークを含んだ画像を作成する。アライメント制御部９６は、撮像された画像に含まれるアライメントマークの位置から基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の位置ずれ量を検出し、それに応じてアライメント機構７１を作動させることで、基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の位置合わせを行う。基板ＳＢおよびブランケットＢＬそれぞれに複数設けられたアライメントマークを複数のカメラ７２で撮像してアライメントを行うことで、高精度な位置合わせが可能となる。
【００３３】
また、メインフレーム１０には、支持ハンドユニット６が取り付けられている。支持ハンドユニット６は、下ステージ３１の開口部３１１に臨んでＹ方向に沿って順に設けられた複数本（ここでは一例として３本）の昇降ハンド６１と、これらの昇降ハンドを一体的に支持する支持フレーム６２とを備えている。各昇降ハンド６１は、Ｘ方向を長手方向として延設された棒状部材であり、互いに同一の形状を有している。各昇降ハンド６１の上面は平滑に仕上げられており、また上面の高さ（鉛直方向位置）が複数の昇降ハンド６１間で互いに同一となるように、支持フレーム６２に取り付けられている。
【００３４】
支持フレーム６２の下部は下向きに延びる脚部６２１となっており、脚部６２１はハンド昇降駆動部６３により昇降自在に支持されている。この例ではハンド昇降駆動部６３は直動ガイドであり、メインフレーム１０に固定されたガイドレール６３１に対し昇降自在に取り付けられたスライダ６３２に脚部６２１が固定されている。スライダ６３２は、制御ユニット９に設けられたハンド昇降制御部９７により駆動制御されており、ハンド昇降制御部９７からの制御信号に応じて昇降することで、各昇降ハンド６１の鉛直方向位置を一括して変化させることができる。なお、ハンド昇降駆動部６３としては直線運動を実現する各種の駆動機構を用いることができ、例えばボールねじ機構が用いられてもよい。
【００３５】
各昇降ハンド６１は、その上面が下ステージ３１の基板保持面３１ａと同一平面となる位置に位置決めされることで、下面が開放された状態で下ステージ３１に保持されるブランケットＢＬの中央部下面を補助的に支持する。これにより、ブランケットＢＬの撓みを抑えて水平かつ平坦に支持することができる。また必要に応じて下方に退避することで、次に説明する転写ローラの走行との干渉を回避する。
【００３６】
転写ローラブロック４は、ローラユニット４３およびリフタユニット４４を備えており、これらのユニット４３，４４はプレート部材４５の上面に取り付けられている。プレート部材４５は、ローラ走行駆動部５を介して着脱ステージ３７に取り付けられている。ローラ走行駆動部５は、下ステージ３１の（＋Ｘ）側端部の下方で着脱ステージ３７に固定されＹ方向に延びるガイドレール５１と、ガイドレール５１に沿って設けられたボールねじ機構５２とを備え、ボールねじ機構５２のナット部５２５によりプレート部材４５の（＋Ｘ）側端部が支持されている。また、図２に示すように、下ステージ３１の（−Ｘ）側端部の下方にもガイドレール５３が着脱ステージ３７上に設けられており、ガイドレール５３に取り付けられたスライダ５３１（図３参照）により、プレート部材４５の（−Ｘ）側端部が支持されている。
【００３７】
転写ローラブロック４を支持するローラ走行駆動部５では、ガイドレール５１に沿ってボールねじ機構５２が設けられている。より具体的には、ガイドレール５１の両端近傍に設けられた支持部材５２１，５２２によりボールねじ５２３が支持されており、ボールねじ５２３はカップリング５２６を介してモータ５２４により回転される。ボールねじ５２３にはナット部５２５が取り付けられている。モータ５２４が回転することにより、ナット部５２５がガイドレール５１に沿ってＹ方向に水平移動する。これに伴い、ナット部５２５により支持されたプレート部材４５を含む転写ローラブロック４がＹ方向に水平移動する。
【００３８】
なお、図１では各部を見やすくするために、カメラ７２およびハンド昇降駆動部６３の上端部がガイドレール５１よりも下方に現れている。しかしながら、実際の装置においては、これらは図１に破線で示されるプレート部材４５の下面位置よりも下方であれば問題ない。
【００３９】
図３は転写ローラブロックの構成を示す斜視図である。また、図４および図５はそれぞれ転写ローラブロックの構成を示す正面図および側面図である。なお、図４および図５においては、構成および動作を見やすくするために一部の部材の記載を省略している。転写ローラブロック４は、ガイドレール５１，５３により水平姿勢かつＹ方向に移動自在に支持されたプレート部材４５にリフタユニット４４が取り付けられ、リフタユニット４４によりローラユニット４３が支持された構造を有している。プレート部材４５は、図３に示すように略Ｔ字形状の平板状部材である。
【００４０】
転写ローラブロック４に設けられたローラユニット４３は、Ｘ方向を長手方向とするローラ形状に形成された転写ローラ４３１を備えている。転写ローラ４３１は円筒または円柱形状の芯金の表面に弾性体、例えばゴム素材による表面層が設けられたものであり、Ｘ方向における転写ローラ４３１の長さは基板ＳＢのＸ方向長さと同じまたはこれよりも長い。
【００４１】
転写ローラ４３１は、上面がＸ方向を長手方向とする水平な平坦面となった昇降部材４３２のＸ方向両端部に設けられた１対の支持部４３０，４３０により回転自在に支持されている。両支持部４３０はＹＺ平面に対し対称な形状を有しているが、その構造は同一である。支持部４３０のそれぞれは、軸受部４３３、付勢部４３４およびストッパー部材４３５を備えている。
【００４２】
軸受部４３３は、昇降部材４３２に立設された柱部材４３３１と、柱部材４３３１に鉛直方向に設けられたガイドレール４３３２およびこれに係合するスライダ４３３３を含む直動ガイドと、スライダ４３３３に固定された支持アングル４３３４と、支持アングル４３３４に取り付けられた自動調心ベアリング４３３５とを備えている。自動調心ベアリング４３３５が転写ローラ４３１の回転軸を回転自在に支持する。支持アングル４３３４は直動ガイドのスライダ４３３３に取り付けられているため、直動ガイドの可動範囲内で上下動自在となっている。
【００４３】
支持アングル４３３４と昇降部材４３２との間に、支持アングル４３３４を上向きに付勢する付勢部４３４が設けられている。付勢部４３４としては、例えばエアシリンダを用いることができる。エアシリンダは制御ユニット９に設けられた押圧制御部９３と接続されており、押圧制御部９３により設定された付勢力を支持アングル４３３４に付与する。この上向きの付勢力を受けて支持アングル４３３４は上方へ変位するが、その変位はストッパー部材４３５により規制されている。
【００４４】
すなわち、柱部材４３３１の上部に取り付けられたプレート４３３６に設けられたねじ穴に、ストッパー部材４３５としての調整ねじが装着されており、ストッパー部材４３５の下端が支持アングル４３３４の上面に当接することで、支持アングル４３３４の上方への変位が規制される。ストッパー部材４３５は、直動ガイドの可動範囲内かつ付勢部４３４により昇降可能な範囲内で、付勢部４３４からの付勢力に抗して支持アングル４３３４の変位を規制する。したがって、支持アングル４３３４は、付勢部４３４から上向きの付勢力が印加され、かつストッパー部材４３５に突き当てられることによりそれ以上の上方への変位が抑止された状態で、一定位置に留まっている。このときの支持アングル４３３４の昇降部材４３２に対する位置（Ｚ方向位置）を以下では「抑止位置」と称することとする。ストッパー部材４３５は調整ねじであり、プレート４３３６への調整ねじのねじ込み量を加減することで抑止位置を変更調整することが可能である。この調整は転写ローラ４３１の両端部で独立して行うことができる。
【００４５】
なお、付勢部４３４としては上記したエアシリンダ以外に、例えばバネや弾性樹脂などの弾性体を用いたもの、磁気的な反発力を利用したものなどを用いることが可能である。エアシリンダを用いた場合、付勢力を自由に変更することができるという点において有利である。また、ストッパー部材４３５としての調整ねじの下端が直接支持アングル４３３４の上面に当接する構成に代えて、両者の間に何らかの部材が介在してもよい。
【００４６】
このように、昇降部材４３２の両端部でそれぞれ抑止位置に位置決めされた支持アングル４３３４に設けられた自動調心ベアリング４３３５により、転写ローラ４３１の両端部が回転自在に支持される。２つの支持アングル４３３４，４３３４の抑止位置が個別に調整であるため、転写ローラ４３１の回転軸の方向としては、Ｘ軸に平行な方向だけでなく、Ｘ軸に対しＸＺ平面内で少し傾いた方向に設定することも可能である。支持アングル４３３４は直動ガイドにより上下動するのみであるが、自動調心ベアリング４３３５により転写ローラ４３１を支持することで、回転軸が傾いた状態でも転写ローラ４３１の回転が阻害されることが防止される。
【００４７】
上記のように構成されたローラユニット４３は、プレート部材４５に設けられたリフタユニット４４により昇降自在に支持されている。具体的には、リフタユニット４４は、Ｘ方向に位置を異ならせてプレート部材４５から上向きに延設された１対の柱部材４４１，４４１を備えている。柱部材４４１の各々には、鉛直方向を可動方向とする直動ガイドが取り付けられている。すなわち、柱部材４４１に対し直動ガイドのガイドレール４４２が鉛直方向に取り付けられ、ガイドレール４４２に対し昇降自在に係合するスライダ４４３がローラユニット４３の昇降部材４３２に固定されている。したがって、昇降部材４３２は上面を水平姿勢に維持したまま鉛直方向に昇降可能となっている。
【００４８】
また、リフタユニット４４は、２つの柱部材４４１の間に配置されたカム部材４４４と、カム部材４４４を回転させるモータ４４５とを備えている。カム部材４４４の回転軸はＹ方向と平行な水平方向に延びており、プレート部材４５に設けられた軸受部材４５１，４５２により回転自在に支持されるとともに、カップリング４４６を介してモータ４４５に接続されている。モータ４４５はプレート部材４５に固定され、また制御ユニット９のローラ昇降制御部９４に接続されている。
【００４９】
カム部材４４４の上端部は、カム部材４４４の回転軸の上方でローラユニット４３の昇降部材４３２に回転自在に取り付けられたカムフォロア４３６に当接しており、カム部材４４４の回転軸から上端部までの長さが昇降部材４３２とプレート部材４５との間隔を規定している。モータ４４５がカム部材４４４を回転させることにより、昇降部材４３２とプレート部材４５との間隔が変化する。すなわち、カム部材４４４は、モータ４４５の回転運動を昇降部材４３２の昇降運動に変換する機能を有する。
【００５０】
図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、カム部材４４４の回転により、カム部材４４４の半径が比較的大きい部位が上方に位置し回転軸から上端部までの長さが比較的長い状態であるとき、プレート部材４５に対し昇降部材４３２が大きく上方に持ち上げられた状態となる。一方、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、カム部材４４４の半径が比較的小さい部位が上方に位置し回転軸から上端部までの長さが比較的短い状態であるとき、プレート部材４５と昇降部材４３２との間隔がより小さくなる。図５においては、カム部材４４４の回転により昇降するローラユニット４３にドットを付すことで動きをわかりやすくしている。
【００５１】
このように、カム部材４４４の回転角度によってプレート部材４５に対する昇降部材４３２の高さが変化し、これにより転写ローラ４３１の高さを変化させることができる。カム部材４４４を挟むように設けられた１対の直動ガイド（ガイドレール４４２、スライダ４４３）で昇降部材４３２を支持することにより、転写ローラ４３１の回転軸の角度を維持したまま上下方向に平行移動させることができる。
【００５２】
後述するように、例えば図５（ａ）に示す転写ローラ４３１が上方に持ち上げられた状態では、転写ローラ４３１の上端が下ステージ３１に保持されるブランケットＢＬの下面に当接する。この状態では、付勢部４３４から支持アングル４３３４に付与される付勢力により転写ローラ４３１がブランケットＢＬの下面に押し付けられ、転写ローラ４３１はブランケットＢＬを上方へ押し上げて基板ＳＢに押し付けることになる。そこで、このときの転写ローラ４３１のＺ方向位置を「押圧位置」と称することとする。
【００５３】
転写ローラ４３１が押圧位置に位置決めされた状態でローラ走行駆動部５が転写ローラブロック４をＹ方向に走行させることにより、転写ローラ４３１がブランケットＢＬを基板ＳＢに押し付けながら移動することになる。これにより、ブランケットＢＬと基板ＳＢとが密着した密着領域がＹ方向に広がってゆき、最終的に基板ＳＢの全体がブランケットＢＬと密着する。
【００５４】
一方、例えば図５（ｂ）に示す転写ローラ４３１が下方に位置する状態では、転写ローラ４３１はブランケットＢＬから大きく下方に離間する。そこで、このときの転写ローラ４３１の位置を「離間位置」と称する。押圧位置と離間位置との差、すなわち図５（ｂ）に符号Ｚｄで示す高さは、数ミリメートルないし３０ミリメートル程度である。この高低差はカム部材４４４の回転に伴う半径の変化量により規定される。
【００５５】
図３に示すように、プレート部材４５は、Ｘ方向における両端部が転写ローラ５３１の両端部よりもそれぞれ外側まで延びている。また図２に示すように、プレート部材４５のＸ方向における両端部は、下ステージ３１中央部の開口３１１のＸ方向両端面よりも外側まで延び、さらに下ステージ３１のＸ方向における両外周端部付近まで延びている。そして、プレート部材４５のＸ方向両端部が、概ね下ステージ３１のＸ方向における両外周端部の下方でガイドレール５１，５３上に支持されている。このようにＸ方向に大きく離れた両端部位置でプレート部材４５が支持されるため、転写ローラ４３１がブランケットＢＬを押圧しながらローラユニット４がＹ方向に走行する際にもプレート部材４５の傾きを抑制し水平姿勢を維持しておくことができる。これによりローラユニット４の走行が安定したものとなる。
【００５６】
次に、上記のように構成された転写装置１による転写処理について説明する。前述の通り、ここではブランケットＢＬから基板ＳＢにパターンまたは薄膜を転写する転写処理について説明するが、基板ＳＢを版ＰＰに読み換えることにより、パターニング処理における動作も説明される。以下に説明する転写処理は、制御ユニット９が予め作成された制御プログラムを実行して装置各部に所定の動作を行わせることにより実現される。
【００５７】
図６はこの転写装置による転写処理を示すフローチャートである。また、図７は転写処理の過程における各部の位置を模式的に示す図である。最初に転写ローラ４３１の傾き調整処理が行われるが（ステップＳ１０１）、傾き調整処理については後述する。転写処理では、パターンまたは薄膜を転写されるべき基板ＳＢが装置に搬入され、上ステージ２１にセットされる（ステップＳ１０２）。上ステージ２１は、パターンまたは薄膜が転写される被転写面を下向きにして基板ＳＢを吸着保持する。続いて、基板ＳＢに転写すべきパターンまたは薄膜を担持するブランケットＢＬが装置に搬入され、下ステージ３１にセットされる（ステップＳ１０３）。下ステージ３１は、パターンまたは薄膜を担持する担持面を上向きにしてブランケットＢＬを吸着保持する。
【００５８】
次に、装置各部が所定の初期位置に位置決めされる（ステップＳ１０４）。図７（ａ）は各部の初期位置を示している。上ステージ２１および下ステージ３１は、基板ＳＢとブランケットＢＬとが所定のギャップを隔てて平行に対向するよう互いに近接対向される。また、昇降ハンド６１はその上面が下ステージ３１の上面と同一平面となる位置まで上昇し、ブランケットＢＬの下面に当接してブランケットＢＬを水平姿勢に支持する。転写ローラ４３１は、Ｙ方向における基板ＳＢの一方端部の直下位置で、かつブランケットＢＬの下面から下方へ離間した離間位置に位置決めされる。図において符号ＰＴはブランケットＢＬから基板ＳＢに転写される被転写物（パターンまたは薄膜）を示す。
【００５９】
続いて、基板ＳＢとブランケットＢＬとの水平方向位置を調整するアライメント調整処理が行われる（ステップＳ１０５）。すなわち、カメラ７２により撮像された画像に基づき、水平方向においてブランケットＢＬに担持されたパターンＰＴまたは薄膜と基板ＳＢとが予め定められた位置関係となるように、アライメント機構７１が必要に応じアライメントステージ３６を水平面内で移動させる。
【００６０】
アライメント調整処理の後、モータ４４５がカム部材４４４を回転させることで、図７（ｂ）に示すように、転写ローラ４３１が上昇し、ブランケットＢＬ下面に当接してブランケットＢＬを上向きに押圧する（ステップＳ１０６）。転写ローラ４３１がブランケットＢＬ下面に当接した後も上昇を続けることにより、ブランケットＢＬが転写ローラ４３１により押し上げられ、最終的にはブランケットＢＬ上面が基板ＳＢの下面に当接する。これにより、ブランケットＢＬ上面に担持されたパターンまたは薄膜ＰＴが基板ＳＢに密着する。
【００６１】
さらに転写ローラ４３１がブランケットＢＬを押し上げることで、パターンまたは薄膜ＰＴが基板ＳＢに押し付けられる。こうしてパターンまたは薄膜ＰＴが基板ＳＢに転写される。昇降ハンド６１の支持によりブランケットＢＬが水平姿勢に維持されているので、ブランケットＢＬが押し上げられる際の水平方向への位置ずれが防止され、パターンまたは薄膜ＰＴが基板ＳＢの所定位置に適正に転写される。
【００６２】
転写ローラ４３１の押圧により基板ＳＢとブランケットＢＬとが当接すると、図７（ｃ）に示すように、昇降ハンド６１が下方へ移動してブランケットＢＬから離間し（ステップＳ１０７）、ローラユニット４３が（＋Ｙ）方向への走行を開始する（ステップＳ１０８）。このときの昇降ハンド６１の下降位置は、図７（ｃ）に破線で示すプレート部材４５の下面位置よりも昇降ハンド６１の上面が下方となる位置である。
【００６３】
下ステージ３１の開口３１１よりも外側に設けられたスライダ５３１、ナット部５２５による突起部を除けば、転写ローラブロック４の構成部品のうち最も下部にあるのはプレート部材４５の下面である。したがって、プレート部材４５の下面位置よりも下方まで昇降ハンド６１が下降することで、Ｙ方向に走行する転写ローラブロック４と昇降ハンド６１とが干渉することが回避される。
【００６４】
この実施形態では、リフタユニット４４に設けられたカム部材４４４の回転によりローラユニット４３が昇降し、カム部材４４４の回転軸は水平方向である。このため、転写ローラブロック４の鉛直方向高さが抑えられており、昇降ハンド６１の昇降距離も小さく抑えることができる。また、転写ローラブロック４はプレート部材４５のＸ方向両端部で支持されており、下ステージ３１の開口３１１の内側で転写ローラ４３１から下方へ延びる脚部は備えていない。このため、昇降ハンド６１の各々はＸ方向において連続した単一部材により構成することが可能である。
【００６５】
カム部材４４４の回転により転写ローラ４３１が上昇してブランケットＢＬに当接し、ブランケットＢＬを基板ＳＢに押し付けるまでの各部の動作について、図８および図９を参照してさらに詳しく説明する。図８は転写ローラがブランケットに当接するまでの動作を示す図である。また、図９は転写ローラがブランケットを基板に押し付けた状態を示す図である。
【００６６】
カム部材４４４の回転によりローラユニット４３が上昇し、これに伴って転写ローラ４３１の上端部の高さが変化する。図８（ａ）に示すように、カム部材４４４の初期位置からの回転角の増加に対して、当初は転写ローラ４３１の高さは急激に増大し、ある高さＺａで回転角に対する高さの増大が緩やかになる。言い換えれば、カム部材４４４が一定速度で回転されたときに転写ローラ４３１の上端（以下、「ローラ上端」と略す）の上昇速度がこのようなプロファイルとなるように、カム部材４４４の形状が設定されている。高さＺ０は、転写ローラ４３１が離間位置にあるときのローラ上端の高さである。
【００６７】
この高さＺａとは、図８（ｂ）に示すように、ローラ上端がブランケットＢＬに当接する直前のローラ上端の高さである。原理的にはブランケットＢＬが載置される下ステージ３１の上面３１ａの高さより僅かに低い高さとすることができるが、ブランケットＢＬの撓みを考慮したマージンがさらに与えられてもよい。ローラ上端がブランケットＢＬに当接するまでは転写ローラ４３１の上昇速度を比較的高くすることで、転写ローラ４３１がブランケットＢＬに当接するまでの時間を短くすることができる。
【００６８】
転写ローラ４３１がブランケットＢＬに当接する際、上昇速度が高すぎるとブランケットＢＬに衝撃が加わり、ブランケットＢＬあるいはそれに担持されるパターンにダメージを与えるおそれがある。これを回避するために、ローラ上端が高さＺａに達した後はより低い上昇速度で転写ローラ４３１が上昇し、ブランケットＢＬに当接する。
【００６９】
転写ローラ４３１がブランケットＢＬに当接する前においては、ローラユニット４３の支持アングル４３３４が付勢部４３４の付勢力によりストッパー部材４３５に押し付けられた状態である。ストッパー部材４３５は付勢力に抗して支持アングル４３３４の上方を抑止しており、転写ローラ４３１は抑止位置に留まっている。
【００７０】
転写ローラ４３１がブランケットＢＬに当接する時のローラ上端の高さＺｂは、図８（ｃ）に示すように、ブランケットＢＬが載置される下ステージ３１の上面３１ａの高さと概ね等しい。カム部材４４４がさらに回転すると、ローラ上端が高さＺｂを超えてさらに上昇する。これにより、ブランケットＢＬが押し上げられ、最終的には上ステージ２１に保持された基板ＳＢにブランケットＢＬが押し付けられて、転写ローラ４３１の上昇が停止する。
【００７１】
図８（ａ）に点線で示すように、カム部材４４４は、ブランケットＢＬが基板ＳＢに当接したときのローラ上端の高さＺｃを超えて転写ローラ４３１を上昇させるべく、ローラユニット４３をさらに上昇させる。しかしながら、転写ローラ４３１はブランケットＢＬおよび基板ＳＢを介して上ステージ２１に突き当てられ上昇が停止している。そのため、図９（ａ）に示すように、転写ローラ４３１は昇降部材４３２に対して相対的に下方へ押し下げられ、支持アングル４３３４とストッパー部材４３５とが離間する。
【００７２】
その結果、転写ローラ４３１はストッパー部材４３５による抑止から解放されて上下動自在となり、付勢部４３４による上向きの付勢力によってブランケットＢＬに押し付けられた状態となる。したがって、ブランケットＢＬに対する転写ローラ４３１の押圧力の大きさは、付勢部４３４による付勢力によって決まることになる。付勢部４３４がエアシリンダである場合、押圧制御部９３からの制御により付勢力を調整することができるので、ブランケットＢＬへの押圧力を押圧制御部９３により適宜に設定することが可能である。また材料に応じて押圧力を変える必要がある場合にも、装置構成を変更することなく容易に対応することができる。付勢部４３４がばねを用いたものである場合には、適宜のばね定数を有するばねを用い、磁力を利用したものである場合には適宜の磁束密度を有する磁石（永久磁石また電磁石）を用いることで、同様に押圧力を調整することができる。
【００７３】
このように、この実施形態では、転写ローラ４３１によるブランケットＢＬへの押圧力は付勢部４３４の構成によって一意に決まる。このため、ローラユニット４３を昇降させるリフタユニット４４は、付勢部４３４による付勢力およびそのブランケットＢＬからの反力に抗してローラユニット４３を所定高さに維持する機能があれば足り、高さや押圧力の微調整を必要としない。カム部材４４４を用いたリフタユニット４４は、この目的に好適なものである。
【００７４】
また、加工精度や経時変化等に起因して、上ステージ２１、基板ＳＢおよびブランケットＢＬのいずれかの表面の平面度が悪化している場合、転写ローラ４３１のＹ方向への走行に伴って、図９（ｂ）に示すように、当接しているブランケットＢＬの下面の高さが変動したり、また図９（ｃ）に示すようにブランケットＢＬの下面の傾きが変化したりする場合がある。これらの場合でも、転写ローラ４３１の両端がそれぞれ独立して付勢されているため、転写ローラ４３１がブランケットＢＬの下面の変動に追従して動くことで、ブランケットＢＬへの押圧力を一定に維持することができる。そのため、ブランケットＢＬから基板ＳＢへのパターン転写を良好に、かつ安定して実行することが可能である。
【００７５】
このように転写ローラ４３１がブランケットＢＬ下面の変動に追従するようにするためには、図９（ａ）に示すように転写ローラ４３１が付勢部４３４の付勢力によってブランケットＢＬに押し付けられた状態において支持アングル４３３４のストローク（上下方向の可動範囲）が想定される平面度の変動よりも大きいことが必要である。例えば電子デバイス製造用の転写装置１ではこの平面度の変動は数十ミクロン程度と想定され、したがって支持アングル４３３４のストロークとしては数ミリメートルあればよいことになる。
【００７６】
支持アングル４３３４を昇降自在に支持する直動ガイド（ガイドレール４３３２およびスライダ４３３３）のストロークも同程度であり、比較的小型の製品を使用することができる。ローラユニット４３において付勢部４３４に対する荷重は転写ローラ４３１、支持アングル４３３４およびスライダ４３３３の質量に起因するものであり、これらを軽量にし付勢部４３４の荷重を小さく抑えることで、ブランケットＢＬ下面の変動に追従する転写ローラ４３１の応答時間を短くすることができる。
【００７７】
転写ローラ４３１を離間位置から押圧位置まで移動させるための昇降機構（リフタユニット４４）と、転写ローラ４３１をブランケットＢＬ下面位置の変動に追従させるための機構（支持部４３０）とを独立した機構とすることで、支持部４３０はブランケットＢＬ下面位置の変動を吸収することができるストロークがあれば足り、このように転写ローラ４３１に付随する荷重を小さくすることが可能となっている。
【００７８】
なお、上記した平面度の変動に関して、ブランケットＢＬ下面のうち転写ローラ４３１と最初に当接する部分が水平面から傾いている場合もあり得る。このような場合でも、転写ローラ４３１がＸ方向において一様かつ均一にブランケットＢＬに当接するようにすることが必要である。このためには、転写ローラ４３１がブランケットＢＬに当接する時の転写ローラ４３１の上端を、ブランケットＢＬの傾きに合わせて傾かせておくことが必要となる。
【００７９】
この実施形態では、ブランケットＢＬから離間した状態の転写ローラ４３１はストッパー部材４３５により抑止位置に抑止された支持アングル４３３４で支持されており、抑止位置は調整ねじにより調整可能である。転写ローラ４３１がブランケットＢＬに当接する直前においてローラ上端とブランケットＢＬ下面とが互いに平行となるように、転写ローラ４３１の両端部において抑止位置を予め調整しておけば、転写ローラ４３１をＸ方向において一様かつ均一にブランケットＢＬに当接させることが可能になる。このような調整処理が、図６のステップＳ１０１における「傾き調整処理」として事前に実行される。これにより、転写ローラ４３１の回転軸の方向は、Ｘ方向と平行な方向を中心とするＸＺ平面内の所定の角度範囲で調整される。
【００８０】
転写ローラ４３１が最初にブランケットＢＬに当接するとき、ブランケットＢＬは基板ＳＢおよび上ステージ２１の平面度の影響を受けていない。したがって、ブランケットＢＬの下面は下ステージ３１の上面３１ａと同一平面をなすと考えることができる。このことから、下ステージ３１の上面３１ａとローラ上端とが平行となるように抑止位置を設定しておけばよい。このようにすれば、転写処理の度に傾き調整を行う必要はなくなる。
【００８１】
また例えば、レーザー変位計等の適宜の測定器を用いて下ステージ３１の上面３１ａおよびローラ上端をそれぞれ水平に調整することにより、間接的に下ステージ３１の上面３１ａとローラ上端との平行度を確保するような調整方法であってもよい。
【００８２】
図６に戻って転写処理の説明を続ける。ステップＳ１０７で転写ローラ４３１がブランケットＢＬを基板ＳＢに押し付けながらＹ方向に移動することで、図７（ｃ）に示すように、パターンまたは薄膜ＰＴを介してブランケットＢＬと基板ＳＢとが密着する領域がＹ方向に広がってゆく。こうしてパターンまたは薄膜ＰＴが順次基板ＳＢに転写される（転写処理）。転写ローラ４３１は、ブランケットＢＬを一定の押圧力で押圧することのできる押圧位置まで上昇し、この状態でＹ方向に移動する。
【００８３】
図７（ｄ）に示すように、転写ローラ４３１が基板ＳＢの他方端部直下の終了位置に到達するまで（ステップＳ１０９）、ローラユニット４３の走行が継続される。これにより、基板ＳＢ全体がブランケットＢＬに当接し、基板ＳＢへのパターンまたは薄膜ＰＴの転写が完了する。この時点でローラユニット４３の移動が停止され、ローラユニット４３がブランケットＢＬから離間して下方へ退避する（ステップＳ１１０）。こうして密着されたブランケットＢＬと基板ＳＢとが一体的に搬出されて（ステップＳ１１１）、この転写装置１における転写処理は終了する。
【００８４】
図１０は各部の動作を示すタイミングチャートである。上記した転写処理における各部の動きを、図１０を参照しながら整理する。時刻Ｔ０においてカム部材４４４が初期位置から回転し始めると、ローラユニット４３が上昇し、これに伴って転写ローラ４３１も上昇する。前記した傾き調整を行うことにより、転写ローラ４３１の上端は必ずしも水平ではない。すなわち、ローラ上端高さは転写ローラ４３１の両端部で必ずしも同じでない。図では一般化するために、Ｘ方向における転写ローラ４３１の両端部における上端高さを実線と点線とにより個別に示している。
【００８５】
時刻Ｔ１においてローラユニット４３の上昇速度が低下し、時刻Ｔ２においてローラ上端がブランケットＢＬ下面に当接する。さらにカム部材４４４が回転しローラユニット４３が上昇することで、転写ローラ４３１がブランケットＢＬを押し上げ、ブランケットＢＬに印加される押圧力が増大する。時刻Ｔ３では、ブランケットＢＬが基板ＳＢに押し付けられ、さらにカム部材４４４が回転することでストッパー部材４３５により支持アングル４３３４への抑止が解除される。これ以後、転写ローラ４３１両端部での上端高さはブランケットＢＬ下面の変動に追従して独立に変化し、付勢部４３４の付勢力により、ブランケットＢＬへの押圧力は一定に維持される。
【００８６】
支持アングル４３３４のストロークが十分に確保される位置までローラユニット４３が上昇する時刻Ｔ４において、カム部材４４４の回転は停止され、ローラユニット４３の上昇も停止する。この状態で、ローラ走行駆動部５が転写ローラブロック４を走行させることで、ローラ走行期間の全体にわたりブランケットＢＬおよび基板ＳＢに一定の押圧力を安定して印加しながら転写を進行させることができる。
【００８７】
上記した転写処理では、転写ローラ４３１がブランケットＢＬに当接開始してから転写が終了しブランケットＢＬから離間するまでの間、転写ローラ４３１がブランケットＢＬを一定の押圧力で押圧することができる。そのため、ブランケットＢＬに担持されるパターンＰＴを基板ＳＢへ良好に転写することができる。以下、本実施形態においてこのような効果に寄与する各部のさらなる特徴的な構成およびその作用について説明する。
【００８８】
この実施形態では、転写ローラブロック４および下ステージ３１がいずれもアライメントステージ３６上に設置されている。このような構成によれば、アライメント機構７１の作動によりアライメントステージ３６が移動する際、転写ローラブロック４と下ステージ３１とが一体的に移動する。そのため、転写ローラ４３１がブランケットＢＬに最初に当接するときの転写ローラ４３１と下ステージ３１とが予め定められた位置関係を保っている。これにより、以下に説明するように、転写ローラ４３１がブランケットＢＬに当接し始めるときに生じ得る基板ＳＢに対する位置ずれを抑えることが可能となる。
【００８９】
図１１はアライメント調整前後における各部の位置関係を示す図である。ここでは、アライメント調整前後における装置各部、具体的には下ステージ３１、転写ローラ４３１および昇降ハンド６１の位置関係の変化について考える。下ステージ３１にブランケットＢＬが載置される前の初期状態では、図１１（ａ）に示すように、下ステージ３１の外周に対応する矩形の辺はＸＹ座標軸に沿った方向を向いており、１点鎖線で示す転写ローラ４３１の軸方向および昇降ハンド６１の長手方向はいずれもＸ方向となっている。
【００９０】
このように初期化された下ステージ３１にブランケットＢＬが載置されるが、図１１（ａ）に破線で示すように、ブランケットＢＬが下ステージ３１に対し傾いた状態、あるいはＸＹ平面内でいずれかの方向に変位した状態でセットされる場合がある。このようなブランケットＢＬのセット位置ずれに起因する基板ＳＢとブランケットＢＬ（より正確にはブランケットＢＬ上の被転写物）との位置ずれを解消するために、アライメント調整処理が実行される。
【００９１】
アライメント調整の実行後においては、図１１（ｂ）に示すように、ＸＹ座標軸に対するブランケットＢＬの位置ずれは解消されるが、結果として下ステージ３１は初期位置から変位している。この実施形態では、転写ローラブロック４はアライメントステージ３６に取り付けられている。このため、アライメント機構７１の作動によってアライメントステージ３６が移動するとき、転写ローラブロック４は下ステージ３１と共にアライメントステージ３６と一体的に移動する。したがって、アライメント機構７１が作動しても、下ステージ３１に対する転写ローラ４３１の相対位置は変化しない。
【００９２】
これに対し、図１１（ｃ）に比較例として示すように、アライメント機構７１によりアライメントステージ３６が移動する際に下ステージ３１のみが変位する構成では、アライメント調整の前後で下ステージ３１と転写ローラ４３１との位置関係が変化する。したがって、転写ローラ４３１が上昇して最初にブランケットＢＬ下面に当接するときの位置が、下ステージ３１の開口３１１内で変動することになる。
【００９３】
図１２は下ステージ上でのブランケットの撓みの状態を例示する図である。ブランケットＢＬはその自重により、下ステージ３１の開口３１１内へ不可避的に撓み込んでおり、下方から支持する下ステージ３１から離れた位置ほどその撓み量が大きくなる。このとき、図１２（ａ）に示すように、ブランケットＢＬが開口３１１内へ引き込まれるように変形することから、ブランケットＢＬ上の点Ｐは水平方向において開口３１１の中央側に向かって変位している。
【００９４】
転写ローラ４３１はこのように下方へ撓んだブランケットＢＬを真上へ持ち上げるため、撓みに起因して生じる水平方向の位置ずれを含んだままブランケットＢＬは基板ＳＢに押し付けられることになる。すなわち、基板ＳＢにおいて点Ｐが当接する位置は本来とは異なった位置となり、このことがパターンの転写位置ずれを生じさせる。このような位置ずれは、特に転写ローラ４３１が最初に当接する開口３１１内の端部位置近傍で大きくなりやすい。
【００９５】
また、いったん基板ＳＢとブランケットＢＬとが当接すれば、その後両者間での新たな位置ずれは生じにくい。言い換えれば、基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の重ね合わせ精度は、両者が最初に当接するときの位置ずれ量によってほぼ決まる。そのため、下ステージ３１により保持されるブランケットＢＬでは、転写ローラ４３１と最初に当接する部分での撓み量を抑えることが重要となる。
【００９６】
また、図１１（ｃ）に示したように、転写ローラ４３１と下ステージ３１との間隔が転写ローラ４３１の両端部の間で相違する場合、図１２（ｂ）に示すように、ブランケットＢＬの撓み量がＸ方向の両端部で非対称となる。しかもその撓み量は、初期状態（アライメント調整前）における基板ＳＢとブランケットＢＬとの相対位置によって、つまり基板ＳＢおよびブランケットＢＬがどの位置にセットされたかによって毎回変化することになる。このため、基板ＳＢに対するブランケットＢＬの位置ずれ量が処理ごとにばらつき、重ね合わせの位置精度を向上させることが困難となる。
【００９７】
この実施形態では、アライメント調整の前後で下ステージ３１と転写ローラ４３１との相対的な位置関係が変化しないため、初期状態の転写ローラ４３１の直上位置におけるブランケットＢＬの撓み量が一定している。このため、必要に応じて、撓みに起因する位置ずれを見込んだアライメント調整を行うことも可能である。これにより、重ね合わせの位置精度の向上を図ることができる。
【００９８】
また、図１２（ｃ）に示すように、この実施形態では、下ステージ３１の開口３１１に臨むブランケットＢＬの下面中央部をＸ方向に延びる昇降ハンド６１により下方から支持している。これにより、ブランケットＢＬの撓み量自体が低減されており、この点も位置精度の向上に寄与する。なお、昇降ハンド６１を含む支持ハンドユニット６はメインフレーム１０に取り付けられている。したがって、昇降ハンド６１はアライメント調整時に下ステージ３１に追従しない。しかしながら、昇降ハンド６１は単にブランケットＢＬを補助的に支持して撓みを抑えるものであり、位置精度に影響を与えるものではない。
【００９９】
ここで、前記した特許文献１に記載の構成では、転写ローラブロックが走行する際の干渉を避けるために、昇降ハンドがＸ方向に２本に分割され、ブランケットの中央部が支持されていない。このため、特にブランケットが撓みやすい特性を有する場合には中央部の撓みが生じるおそれがある。これに対し、本実施形態では、Ｘ方向におけるブランケットＢＬの中心位置を含む広い範囲を単一の昇降ハンド６１により支持しているため、有効なパターン等が担持される有効領域であるブランケットＢＬの中央部での撓みを効果的に抑制することが可能である。
【０１００】
昇降ハンド６１をＸ方向において連続した単一の部材とすることができるのは、転写ローラブロック４の高さを抑え、また下ステージ３１の開口３１１よりもＸ方向の外側の両端部で支持する構成としていることによる。こうすることで、転写ローラ４３１から下方に延びる脚部が不要となり、転写ローラブロック４の走行時にその脚部が通過するための空間を設ける必要がなくなる。その結果、昇降ハンドをＸ方向に分割することなく、ブランケット中央部の広い領域を効果的に支持することのできる単一部材とすることが可能となる。
【０１０１】
この実施形態では、転写ローラ４３１を昇降させるための機構がカム部材４４４を用いて構成されている。すなわち、モータ４４５の水平な回転軸周りの回転運動が、水平方向の回転軸を有するカム部材４４４により鉛直方向の直線往復運動に変換され、これによりローラユニット４３が昇降する。このため、例えば鉛直方向の駆動軸を有するボールねじ機構を用いた昇降機構と比べて、転写ローラブロック４全体の高さを抑えることができる。ローラユニット４３がカム部材４４を挟むように設けられた１対の直動ガイドで昇降自在に支持されているので、ローラユニット４３は転写ローラの姿勢を維持したまま上下動することが可能である。
【０１０２】
また、この実施形態のローラユニット４３では、転写ローラ４３１の両端部に対応して設けられた１対の支持部４３０により、転写ローラ４３１が支持されている。支持部４３０は、転写ローラ４３１を回転自在に支持しつつ、その回転軸を上方、つまりブランケットＢＬを基板ＳＢに押し付ける方向へ付勢する機能を有している。そのため、ブランケットＢＬへの押圧力の大きさを付勢力によって制御することが可能であり、材料や用途に応じた適正な押圧力でブランケットＢＬを押圧することができる。
【０１０３】
転写ローラ４３１の軸方向両端部の高さは、付勢部４３４の付勢力に抗して支持アングル４３３４を抑止位置に抑止するストッパー部材４３５によって規制されている。このため、ブランケットＢＬに当接する直前における転写ローラ４３１の姿勢が管理されており、転写ローラ４３１をＸ方向において均一かつ一様にブランケットＢＬに当接させることができる。これにより、ブランケットＢＬと基板ＳＢとの重ね合わせにおいて押圧の不均一さに起因する位置ずれを防止することができる。
【０１０４】
また、転写ローラブロック４はプレート部材４５のＸ方向における両端部でローラ走行駆動部５により支持されている。このため、転写ローラブロック４が走行中にＹ軸周りに傾くことが抑制され、転写ローラ４３１の姿勢をより確実に管理することができる。これにより、転写ローラ４３１からブランケットＢＬに印加される押圧力を安定したものとすることができる。
【０１０５】
そして、この実施形態では、ブランケットＢＬを保持し押圧するための構成、すなわち下ステージ３１、転写ローラブロック４およびローラ走行駆動部５がいずれも着脱ステージ３７に取り付けられ、しかも着脱ステージ３７はアライメントステージ３６に対し着脱可能となっている。このため、基板ＳＢやブランケットＢＬのサイズや仕様が変更された場合に上記各部を着脱ステージ３７とともに一体的に交換することが可能であり、また各部のメンテナンスも容易となる。例えば、各ブロックの組み付けや位置合わせ等の調整を着脱ステージ３７上で行った上でアライメントステージ３６に装置本体に組み込むことが可能となる。また、アライメントステージ３６と着脱ステージ３７とを一体化することで剛性を高めて耐荷重を増加させ、転写ローラブロック４等の重量物を載置することによる撓みを抑制することができる。
【０１０６】
以上説明したように、上記実施形態の転写装置１においては、基板ＳＢおよびブランケットＢＬがそれぞれ本発明の「第１板状体」および「第２板状体」に相当しており、上ステージ２１および下ステージ３１がそれぞれ本発明の「第１保持手段」および「第２保持手段」として機能している。また、転写ローラブロック４およびローラ走行駆動部５が一体として本発明の「押圧手段」として機能しており、このうちローラ走行駆動部５が本発明の「走行機構」として機能している。
【０１０７】
また、転写ローラブロック４では、転写ローラ４３１、昇降部材４３２、軸受部４３３、付勢部４３４、ストッパー部材４３５および自動調心ベアリング４３３５がそれぞれ本発明の「ローラ部材」、「昇降部材」、「軸受機構」、「付勢機構」、「ストッパー部材」および「自動調心ベアリング」として機能している。また、プレート部材４５が本発明の「走行部材」として機能しており、リフタユニット４４が本発明の「昇降機構」として機能している。リフタユニット４４においては、カム部材４４４およびモータ４４５がそれぞれ本発明の「カム」および「モータ」として機能している。さらに、押圧制御部９３を含む制御ユニット９が、本発明の「制御手段」として機能している。
【０１０８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態のストッパー部材４３５は軸受部４３３のプレート４３３６に取り付けられた調整ねじであるが、これに限定されず、例えばピン形状やブロック形状の部材を支持アングル４３３４に突き当てることで位置規制するようなストッパー部材であってもよい。また、転写ローラ４３１の傾きを調整するという目的においては、抑止位置の調整機能は１対の支持部４３０のいずれか一方のみに設けられてもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態においては、複数の昇降ハンド６１が支持フレーム６２により支持されて一体的に昇降するが、例えば特許文献１に記載されているように、個々の昇降ハンドが独立して昇降するような構成であってもよい。このような構成によれば、例えば転写ローラの走行に応じて昇降ハンドが順次下降するようにすることでブランケットの姿勢をより確実に管理することができるので、例えば基板の大型化を図る上で有効である。また、棒状の昇降ハンド６１に代えて、上面が平坦面となった部材によりブランケットを支持する構成であってもよい。
【０１１０】
また、上記実施形態はブランケットＢＬに担持されたパターン等の被転写物を基板ＳＢに転写する転写装置であるが、本発明の技術思想は、このようなパターン等を転写する転写装置に限定されず、例えばパターン等を介さず２枚の板状体を貼り合わせる技術にも適用可能である。
【０１１１】
以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明にかかる転写装置では、例えば、ローラ部材が押圧位置にあるとき、ストッパー部材は軸受機構から離間しているように構成されてもよい。このような構成によれば、ローラ部材が第２板状体を押圧する押圧力は付勢機構からの付勢力によって規定されることとなるので、付勢力を適宜に設定することで、必要な押圧力を安定して第２板状体に付与することが可能になる。
【０１１２】
また例えば、昇降機構によりローラ部材が離間位置から押圧位置に向けて移動し第２板状体と当接する時に、ローラ部材の上端が第２板状体の下面と平行となるように、抑止位置が設定されてもよい。このような構成によれば、ローラ部材が最初に第２板状体を押圧する際の押圧力がローラ部材の軸方向において均一となり、不均一な押圧に起因する位置ずれや第２板状体等へのダメージを抑えることができる。
【０１１３】
また例えば、１対の支持部において、抑止位置が個別に調整可能であるように構成されてもよい。このような構成によれば、ローラ部材の回転軸の傾きを変化させることができる。したがって、例えば第２板状体の下面に傾きがある場合でもその傾きに合わせてローラ部材の傾きを調整することで、ローラ部材の上端と第２板状体の下面とを平行にすることができる。
【０１１４】
また例えば、付勢機構は、軸受機構を一定の付勢力で付勢するように構成されてもよい。このような構成によれば、第２板状体に対し、ローラ部材の軸方向および走行方向の各位置で一定の押圧力を付与することができる。
【０１１５】
この場合、例えば付勢機構として、付勢力の発生源としてのエアシリンダを有するものを用いることができる。このような構成によれば、ローラ部材が第２板状体に追従して上下動した場合でも一定の付勢力でローラ部材を付勢することができ、第２板状体への押圧力を安定させることができる。この場合さらに、エアシリンダが発生する付勢力を制御する制御手段が設けられてもよい。このような構成によれば、制御手段からの制御によって付勢力を増減させることができるので、装置構成を変更することなく第２板状体への押圧力を変化させることができる。
【０１１６】
また例えば、軸受機構は、自動調心ベアリングによってローラ部材の回転軸を支持する構成であってもよい。このような構成によれば、ローラ部材が第２板状体に追従して動く際にもローラ部材をスムーズに回転させることができる。
【０１１７】
また例えば、押圧手段は、走行機構により走行方向に走行する走行部材を有し、走行部材に昇降部材と昇降機構とが取り付けられている構成であってもよい。このような構成によれば、走行機構は走行部材を走行させる機能を有しておればよく、また昇降機構は走行部材に対して昇降部材を昇降させる機能を有しておればよい。このため、走行機構および昇降機構それぞれの構造を簡素なものとして小型化を図ることができる。また走行部材は昇降機構を保持し走行するものであればよく形状の自由度が高い。このため、押圧手段全体の軽量化・小型化を図ることが可能である。
【０１１８】
この場合、例えば、昇降部材は、軸方向に位置が異なる複数の直動ガイドにより、走行部材に対し昇降自在に支持される構成であってもよい。このような構成によれば、走行方向に平行な軸周りにおける昇降部材の傾きを抑制して、ローラ部材の姿勢を維持しながら第２板状体に対し昇降させることが可能である。
【０１１９】
さらに例えば、昇降機構は、走行部材に取り付けられ回転軸が水平なモータと、走行部材に取り付けられモータの回転運動を昇降部材の昇降運動に変換するカムとを有する構成であってもよい。このような構成によれば、鉛直方向の駆動軸を用いずに昇降部材を昇降させることができるので、昇降機構を小型に、特にその高さを抑えることが可能となる。
【０１２０】
また、本発明にかかる転写方法では、例えば、当接開始工程に先立って、ストッパー部材により抑止されるローラ部材の位置を調整する調整工程を備えてもよい。このような構成によれば、第２板状体に当接する直前のローラ部材の姿勢を調整することができる。そたがって、例えば第２板状体の下面に傾きがある場合でもその傾きに合わせてローラ部材の傾きを調整し、ローラ部材の上端と第２板状体の下面とを平行にした状態でこれらを当接させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
この発明は、ガラス基板や半導体基板などの各種板状体にパターンや薄膜等の被転写物を転写する処理に対して好適に適用可能である。また、パターン等を介さず２枚の板状体を直接当接させる場合にも、本発明の技術思想を適用可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１  転写装置
４  転写ローラブロック（押圧手段）
５  ローラ走行駆動部（押圧手段、走行機構）
９  制御ユニット（制御手段）
２１  上ステージ（第１保持手段）
３１  下ステージ（第２保持手段）
４４  リフタユニット（昇降機構）
４５  プレート部材（走行部材）
４３１  転写ローラ（ローラ部材）
４３２  昇降部材
４３３  軸受部（軸受機構）
４３４  付勢部（付勢機構）
４３５  ストッパー部材
４４４  カム部材（カム）
４４５  モータ
４３３５  自動調心ベアリング
ＢＬ  ブランケット（第２板状体）
ＳＢ  基板（第１板状体）
【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】
2017109378.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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