CN106881947B - 转印装置及转印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种辊构件能够以均匀且稳定的按压力按压板状体的转印装置及转印方法。与橡皮布(BL)相抵接并按压基板(SB)的转印辊(431),其两端部被一对支撑部(430)支撑为旋转自如。用于支撑转印辊(431)的旋转轴的支撑L形构件(4334)被直动导向件(4332、4333)支撑为升降自如,由施力部(434)对该支撑L形构件(4334)施加向上的力。因施加力引起的支撑L形构件(4334)的位移通过限位器(435)抑制于规定高度,由此管理转印辊(431)从下方接近橡皮布(BL)时的转印辊(431)的姿势(旋转轴的倾斜)。当橡皮布(BL)按压基板(SB)时,限位器(435)的抑制被解除,通过施加力向橡皮布(BL)施加恒定的按压力。

Description

转印装置及转印方法
技术领域
本发明涉及一种将两个板状体抵接而使被转印物从一板状体向另一板状体转印的转印技术。
背景技术
作为在玻璃基板或者半导体基板等板状体上形成图案或者薄膜的技术,有一种将两个板状体彼此抵接而将承载于一板状体的主表面的图案或者薄膜等被转印物转印到另一板状体的技术。其中一个方法是,利用辊(roller)等,对中间夹有被转印物且接近地对置的两个板状体中的一板状体进行按压,使两个板状体紧贴而转印被转印物的方法(例如,参照专利文献1)。该技术中,一边利用两端被支撑为旋转自如的辊构件来按压板状体,一边沿着板状体移动辊构件,由此在板状体之间作用按压力使其紧贴。
由于这种转印技术与印刷技术类似,因此可以应用印刷技术的技术思想的情况很多。例如,在上述现有技术中,为了将辊的按压力控制在适当值,可以考虑适用专利文献2所记载的印刷技术。该技术中,为了将印刷用印版和橡皮布辊(blanket roll)以适当的接触压力进行抵接,橡皮布辊相对水平的印版台升降自如地设置,橡皮布辊向印版台侧施力。而且,橡皮布辊以较小的接触压力与印版端部的空白部分相抵接后,进行压力的检测和橡皮布辊的高度调整,从而控制橡皮布辊与印版的印刷图案区域相抵接时的压力。
该技术中,由于橡皮布辊向印版方向施力,因此即使在印版表面存在起伏的情况下,橡皮布辊也能够追随起伏上下移动,从而能够抑制按压力的变动。这种功能预计在上述的转印技术中也是有效的。
专利文献1:日本特开2014-184716号公报
专利文献2:日本特开2010-280085号公报
但是,例如在以制造电子器件为目的的转印技术中,所要求的转印位置精度通常比印刷技术中的精度更高。因此,有时不适合将印刷技术简单地直接转用。例如,从本申请人先前公开的专利文献1中记载的转印技术可知,两个板状体在最初相抵接时的错位会对整个转印位置精度产生很大的影响。此外,还可知,为防止由不均匀的按压引起的转印不良和错位,需要保持辊构件最初与板状体相抵接时的辊构件和板状体的平行度。对于这些目的,如上所述那样将两个物体抵接后调整压力的技术不一定适用。
这样,在专利文献1记载的将两个板状体紧贴并利用辊构件按压的转印技术中,为进一步提高转印性能,需要更均匀且更稳定地进行辊构件对板状体的按压。但是,存在能够对其进行应对的技术没有完全确定的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而提出的,其目的在于,在用辊构件进行按压而使两个板状体抵接的转印装置及转印方法中,提供一种辊构件能够以均匀且稳定的按压力按压板状体的技术。
为实现上述目的,本发明的转印装置的一实施方式包括:第一保持单元,将第一板状体以下部面开放的状态且以水平姿势保持;第二保持单元,以保持第二板状体的周缘部,并且上述第二板状体的上部面与上述第一板状体接近地对置的状态,且以上述第二板状体的下部面中的在上部面侧与上述第一板状体对置的中央部开放的状态,保持上述第二板状体;以及按压单元,顶起上述第二板状体的上述中央部,使上述第二板状体按压于上述第一板状体。
在此,上述按压单元具有:辊构件,在沿着上述第二板状体下部面的轴向上延伸设置;升降构件,设置有一对支撑部,该一对支撑部分别支撑上述辊构件的轴向上的两端部;升降机构,通过使上述升降构件升降,使上述辊构件在按压位置和分离位置之间移动,上述按压位置为上述辊构件的上端与上述第二板状体相抵接,且将上述第二板状体按压在上述第一板状体的位置,上述分离位置为上述辊构件从上述第二板状体分离的位置;移动机构,使上述升降构件在与上述第二板状体的下部面平行且与上述辊构件的旋转轴正交的移动方向上移动。
而且,各个上述支撑部具有:轴承机构,将上述辊构件的一端部支撑为使上述辊构件旋转自如;施力机构,朝向上述第二板状体对上述轴承机构施力;以及抑制构件,通过与上述轴承单元相抵接,将由施加力引起的上述轴承机构的位移限制在规定的抑制位置。
这样构成的本发明中,辊构件通过分别对应辊构件的两端部而设置的一对支撑部,以向第二板状体侧被施加力的状态按压于第二板状体。因此,例如即使第一板状体、第二板状体、第一保持单元及第二保持单元等的加工精度上的原因导致在第二板状体的下部面具有起伏的情况下,辊构件也能够追随该起伏移动,因此能够对第二板状体进行稳定的按压。另外,“第二板状体的中央部”是指,在第二板状体中除被第二保持单元保持的周缘部以外的、比周缘部更靠近中央侧的比较宽的部分的下部面;并不是例如在外形上的几何学中心或重心、或者其附近的限定区域的概念。
另一方面,以受到这样的施加力的状态被支撑的辊构件从第二板状体分离时如果没有进行适当的姿势管理,则不能保证辊构件和第二板状体之间的平行度。在未保持平行度的状态下辊构件与第二板状体相抵接时,轴向上的辊构件的上端两端部中更接近第二板状体的一端部比另一端部先与第二板状体相抵接,因此无法得到均匀的抵接。在这种不均匀的抵接状态下,辊构件顶起第二板状体,则有可能在第二板状体产生局部变形、错位。
因此,在本发明中,抑制构件与因受力而欲向第二板状体侧发生位移的辊构件的轴承机构相抵接,从而能够防止轴承机构超过抑制位置位移到第二板状体侧。由此,能够管理从第二板状体分离的状态的辊构件的姿势,更具体地管理其上端位置。因此,对与第二板状体相抵接前的辊构件的姿势进行管理,从而能够以与第二板状体保持平行度的状态与第二板状体相抵接。其结果,对第二板状体的按压力在辊构件的轴向上变得均匀,从而能够抑制第二板状体的局部变形、错位。
这样,根据本发明,向第二板状体的方向被施加力并且从第二板状体分离的状态下姿势被管理了的辊构件,与第二板状体相抵接并将第二板状体按压于第一板状体。由此,能够在第一板状体和第二板状体之间施加稳定的按压力。尤其在辊构件与第二板状体相抵接的初始阶段,能够使按压力在轴向上变得均匀。因此,能够防止因不均匀的按压所引起的第二板状体的局部变形、错位。
此外,本发明的另一实施方式的转印方法,使第一板状体和第二板状体紧贴而将承载于一板状体的被转印物转印到另一板状体,为实现上述目的,上述转印方法具备:将上述第一板状体和上述第二板状体配置成夹着上述被转印物彼此接近地对置且呈水平姿势的工序;两端部分别被一对支撑部支撑为旋转自如且朝向上述第二板状体被施加力的辊构件,从上述第二板状体的下部面侧接近上述第二板状体并与上述第二板状体的下部面相抵接的工序;以及上述辊构件一边将上述第二板状体按压于上述第一板状体,一边在与上述第二板状体的下部面平行且与上述辊构件的旋转轴正交的移动方向上移动的工序;设置于各个上述支撑部的抑制构件限制因施加力产生的上述辊构件的位移,由此使上述辊构件与上述第二板状体相抵接时的上述辊构件的上端与上述第二板状体的下部面平行。
在这样构成的发明中,与上述转印装置的发明同样地,被一对支撑部向第二板状体的方向被施加力的辊构件与第二板状体的下部面相抵接。因此,即使在第二板状体的下部面存在起伏,辊构件也能够追随。因此,能够在第一板状体和第二板状体之间施加稳定的按压力。而且,利用抑制构件的抑制对从第二板状体分离的辊构件来进行姿势管理。因此,能够以将辊构件的上端与第二板状体的下部面平行的状态,将辊构件与第二板状体相抵接。其结果,尤其在辊构件与第二板状体相抵接的初始阶段能够使按压力在轴向上变得均匀,从而能够防止因不均匀的按压引起的第二板状体的局部变形、错位。
如上所述,根据本发明,向第二板状体的方向被施加力并且从第二板状体分离了的状态下姿势被管理的辊构件与在第二板状体相抵接并按压于第一板状体。由此,能够在第一板状体和第二板状体之间施加稳定的按压力。
附图说明
图1是示意性示出本发明的转印装置的一实施方式的侧视图。
图2是示出所述转印装置的主要部分的结构的图。
图3是示出转印辊部的结构的立体图。
图4A是示出转印辊部的结构的第一主视图。
图4B是示出转印辊部的结构的第二主视图。
图5A是示出转印辊部的结构的第一侧视图。
图5B是示出转印辊部的结构的第二侧视图。
图6是示出所述转印装置的转印处理的流程图。
图7A是示意性示出转印处理过程中各个部分的位置的第一图。
图7B是示意性示出转印处理过程中各个部分的位置的第二图。
图7C是示意性示出转印处理过程中各个部分的位置的第三图。
图7D是示意性示出转印处理过程中各个部分的位置的第四图。
图8A是示出转印辊与橡皮布相抵接为止的动作的第一图。
图8B是示出转印辊与橡皮布相抵接为止的动作的第二图。
图8C是示出转印辊与橡皮布相抵接为止的动作的第三图。
图9A是示出转印辊将橡皮布按压于基板的状态的第一图。
图9B是示出转印辊将橡皮布按压于基板的状态的第二图。
图9C是示出转印辊将橡皮布按压于基板的状态的第三图。
图10是示出各个部分的动作的时序图。
图11A是示出对准调整前后的各个部分的位置关系的第一图。
图11B是示出对准调整前后的各个部分的位置关系的第二图。
图11C是示出对准调整前后的各个部分的位置关系的比较例的图。图12A是例示下载物台上的橡皮布的弯曲的状态的第一图。
图12B是例示下载物台上的橡皮布的弯曲的状态的第二图。
图12C是例示下载物台上的橡皮布的弯曲的状态的第三图。
附图标记说明:
1:转印装置
4:转印辊部(按压单元)
5:辊移动驱动部(按压单元、移动机构)
9:控制单元(控制单元)
21:上载物台(第一保持单元)
31:下载物台(第二保持单元)
44:升降单元(升降机构)
45:板构件(移动构件)
431:转印辊(辊构件)
432:升降构件
433:轴承部(轴承机构)
434:施力部(施力机构)
435:限位器(抑制构件)
444:凸轮构件(凸轮)
445:马达
4335:自动调心轴承
BL:橡皮布(第二板状体)
SB:基板(第一板状体)
具体实施方式
图1是示意性示出本发明的转印装置的一实施方式的侧视图。此外,图2是示出所述转印装置的主要部分的结构的图。为了统一表示各图中的方向,如图1所示,设定XYZ正交坐标轴。此处,XY平面表示水平面。此外,Z轴表示铅直轴,更具体地(-Z)方向表示铅直向下方向。
该转印装置1具有以下结构:在主机架10配置有上载物台部2、下载物台部3、转印辊部4、辊移动驱动部5、支撑手部单元6及对准(alignment)部7。另外,转印装置1除上述的各个结构之外还具有控制单元9,该控制单元9根据预先存储的处理程序控制装置的各个部分,从而执行规定的动作。
首先,说明装置1的整体结构。需要说明的是,上载物台部2和下载物台部3的结构相当于对例如上述文献(日本特开2014-184716号公报)中记载的对应结构进行局部改变的结构。在此,省略对这些部的结构的基本说明。
转印装置1,是通过使由下载物台部3保持的橡皮布(blanket)BL和由上载物台部2保持的印版PP或者基板SB互相抵接,来进行图案形成的装置。该装置1的更具体的图案形成工序如下。首先,与应形成图案对应地制作的印版PP,与均匀涂敷有图案形成材料的橡皮布BL相抵接,由此承载于橡皮布BL的涂敷层形成图案(patterning)(图案处理)。然后,通过这样形成图案的橡皮布BL和基板SB相抵接,承载于橡皮布BL的图案转印到基板SB(转印处理)。由此,在基板SB形成期望的图案。
这样,该转印装置1能够使用于在基板SB形成规定图案的图案形成工序中的图案形成处理和转印处理两者。另外,该装置也可以在仅进行这些处理中的一种方式中使用。此外,也能够使用在将承载于橡皮布BL的薄膜转印到基板SB的目的。下面,以将在橡皮布BL表面形成的图案或者薄膜转印到基板SB的转印处理作为前提,对装置的结构及动作进行说明。但是,通过将基板SB读取变换到印版PP,也对图案形成处理的动作进行说明。
上载物台部2具有下部面形成为平坦的基板保持面21a的上载物台21。上载物台21安装于朝Y方向延伸的横梁构件22的下部,基板保持面21a被横梁构件22保持为水平姿势。横梁构件22通过在Y方向上隔开间隔配置的一对载物台升降机构23、23保持为在铅直方向(Z方向)上升降自如。由此,上载物台21能够在Z方向上移动。
在本实施方式中,作为载物台升降机构23的一例使用滚珠螺杆机构23,但不限于此。载物台升降机构23具备:通过支撑构件231、232旋转自如地支撑于主机架10的滚珠螺杆233;用于使滚珠螺杆233旋转的马达234:以及安装于滚珠螺杆233的螺母部235。滚珠螺杆233和马达234经由联轴器236连结。马达234与设置于控制单元9的载物台升降控制部91相连接。通过根据来自载物台升降控制部91的控制信号旋转马达234,来使上载物台21上升。
虽未在图中示出,在上载物台21的下部面(基板保持面)21a设置有吸附槽或者吸附孔。吸附槽或者吸附孔与设置于控制单元9的吸附控制部92相连接。根据需要,从吸附控制部92向吸附槽或者吸附孔供给负压。由此,上载物台21能够吸附保持与基板保持面21a相抵接的基板SB的上部面。基板保持面21a的平面尺寸略小于应保持的基板SB的尺寸。
通过这样构成的上载物台部2,基板SB保持水平姿势。基板SB以需转印图案或者薄膜的被转印面朝下的方式搬入至装置1,并被上载物台21吸附保持。此外,通过载物台升降机构23使上载物台21升降,保持于以下说明的下载物台的橡皮布BL和基板SB之间的间隙调整为规定的值。
下载物台部3具备配置于上载物台21的下方的下载物台31。在下载物台31的中央部设置有开口部311,下载物台31的上部面形成为平坦且水平的橡皮布保持面31a。下载物台31被多个支柱32支撑。下载物台31的平面尺寸大于应保持的橡皮布BL的尺寸,且开口部311的尺寸大于基板SB的平面尺寸。橡皮布BL仅其周缘部与下载物台31相抵接,除周缘部以外的中央部以下部面开放的状态保持于下载物台31。在下载物台31的上部面(橡皮布保持面)31a中与橡皮布BL相抵接的区域,设置有吸附槽312。吸附槽312与控制单元9的吸附控制部92相连接,根据需要从吸附控制部92供给负压。由此,橡皮布BL吸附保持在下载物台31上。橡皮布BL将承载应转印至基板SB的图案或者薄膜的承载面朝上并保持水平姿势。
保持下载物台31的支柱32固定于在对准载物台36上安装的装卸载物台37。对准载物台36和装卸载物台37分别为中央具有开口的金属平板,装卸载物台37具有比对准载物台36小一圈的外形尺寸。装卸载物台37通过省略示图的螺钉等固定单元来固定于对准载物台36的上部面,从而与对准载物台36形成一体。通过根据需要解除固定,能够从对准载物台36一体地拆卸装卸载物台37及安装于该装卸载物台37的部件。
对准载物台36经由构成对准部7的多个对准机构71安装在主机架10。对准机构71例如具有交叉滚子轴承机构,根据来自设置于控制单元9的对准控制部96的控制信号,使对准载物台36向水平方向(XY方向)和Z轴周围的θ方向移动。当对准载物台36通过对准机构71移动时,装卸载物台37和安装于该装卸载物台37的下载物台31等部件也与对准载物台36一体地移动。由此,下载物台31在水平面(XY平面)内移动,从而使保持于上载物台21的基板SB和保持于下载物台31的橡皮布BL在水平方向上的相对位置最佳化。
对准部7具备多个摄像头72。各个摄像头72面向对准载物台36和装卸载物台37的开口,以其拍摄方向朝上的方式安装在主机架10上。摄像头72隔着橡皮布BL对分别设置于基板SB和橡皮布BL的对准标识进行拍摄,并制作包括两个对准标识的图像。对准控制部96基于拍摄到的图像所包含的对准标识的位置而检测基板SB和橡皮布BL之间的错位量,并且根据该错位量使对准机构71工作,从而进行基板SB和橡皮布BL之间的对位。通过用多个摄像头72对分别在基板SB和橡皮布BL设置的多个对准标识进行拍摄并对准,能够进行高精度的对位。
此外,在主机架10中安装有支撑手部单元6。支撑手部单元6具备多个(在此,作为一例,设有三个)升降手部61和支撑机架62,多个上述升降手部61面向下载物台31的开口部311并沿着Y方向依次设置,上述支撑机架62一体地支撑多个升降手部。各个升降手部61为以X方向为长度方向延伸设置的棒状构件,并且彼此具有相同的形状。各个升降手部61的上部面加工成平滑,且以上部面的高度(铅直方向位置)在多个升降手部61之间互相相同的方式,安装于支撑机架62。
支撑机架62的下部形成为向下延伸的脚部621,脚部621被手部升降驱动部63被支撑为升降自如。在本一例中,手部升降驱动部63为直动导向件。即,脚部621固定于滑块632,该滑块632升降自如地安装在固定于主机架10的导轨631。滑块632通过设置于控制单元9的手部升降控制部97进行驱动控制,并根据来自手部升降控制部97的控制信号进行升降。由此,能够使各个升降手部61的铅直方向位置一起变化。另外,作为手部升降驱动部63,可以使用实现直线运动的各种驱动机构,例如可以使用滚珠螺杆结构。
各个升降手部61定位在其上部面与下载物台31的基板保持面31a形成共面的位置。升降手部61辅助地支撑以下部面开放的状态保持于下载物台31的橡皮布BL的中央部下部面。由此,能够抑制橡皮布BL的弯曲而水平且平坦地支撑。此外,根据需要朝向下方退避,能够避免与下面进行说明的转印辊的移动发生干涉。
转印辊部4具备辊单元43和升降单元44,这些单元43、44安装于板构件45的上部面。板构件45经由辊移动驱动部5安装在装卸载物台37。辊移动驱动部5具备导轨51和滚珠螺杆机构52,上述导轨51在下载物台31的(+X)侧端部的下方固定于装卸载物台37并向Y方向延伸,上述滚珠螺杆机构52沿着导轨51设置。而且,板构件45的(+X)侧端部被滚珠螺杆机构52的螺母部525支撑。此外,如图2所示,在下载物台31的(-X)侧端部的下方,导轨53也设置在装卸载物台37上。板构件45的(-X)侧端部被安装于导轨53的滑块531(参照图3)被支撑。
在支撑转印辊部4的辊移动驱动部5中,滚珠螺杆机构52沿着导轨51设置。更具体地,滚珠螺杆523被设置于导轨51的两端附近的支撑构件521、522支撑,滚珠螺杆523经由联轴器526与马达524连结。在滚珠螺杆523安装有螺母部525。通过使马达524旋转,螺母部525沿着导轨51在Y方向上水平移动。随之,包括被螺母部525支撑的板构件45的转印辊部4在Y方向上水平移动。
需要说明的是,在图1中为方便查看各部的结构,将摄像头72和手部升降驱动部63的上端部显示在比导轨51更靠近下方的位置。但是,在实际装置中,这些位置只要位于比图1中虚线所示的板构件45的下部面位置更靠近下方的位置即可。
图3是示出转印辊部的结构的立体图。图4A、图4B是示出转印辊部的结构的主视图。图5A及图5B是示出转印辊部的结构的侧视图。另外,在各图中,为方便查看结构和动作,省略了部分构件。转印辊部4具有以下结构:在被导轨51、53支撑为呈水平姿势且在Y方向上移动自如的板构件45上安装有升降单元44,辊单元43被升降单元44支撑。如图3所示,板构件45为大致呈T形的平板状构件。
设置于转印辊部4的辊单元43具备形成为以X方向为长度方向的辊形状的转印辊431。转印辊431为在圆筒或者圆柱形状的芯管表面上设置由弹性体、例如橡胶材料形成的表面层而成。转印辊431在X方向上的长度等于或者大于基板SB在X方向上的长度。
转印辊431被一对支撑部430、430支撑为旋转自如,该一对支撑部430、430设置于上部面为以X方向为长度方向的水平平坦面的升降构件432的X方向两端部。两个支撑部430具有关于YZ平面相对称的形状,并且其结构相同。支撑部430分别具有轴承部433、施力部434及限位器435。
轴承部433具备:柱构件4331,其立设于升降构件432;直动导向件,其包括在铅直方向上设置于柱构件4331的导轨4332、和与该柱构件4331卡合的滑块4333;支撑L形构件4334,其固定于滑块4333;自动调心轴承4335,其安装于支撑L形构件4334。自动调心轴承4335将转印辊431的旋转轴支撑为旋转自如。支撑L形构件4334安装于直动导向件的滑块4333。因此,能够在直动导向件的可动范围内自如地进行上下移动。
在支撑L形构件4334和升降构件432之间设置有对支撑L形构件4333向上施力的施力部434。作为施力部434例如可以使用气缸。气缸与设置于控制单元9的按压控制部93相连接,通过按压控制部93将已设定的施加力施加于支撑L形构件4334。支撑L形构件4334受到该向上施加的力而向上方位移,但是该位移被限位器435限制。
即,作为限位器435的调整螺钉装配于在板4336设置的螺纹孔,该板4336安装于柱构件4331的上部。通过限位器435的下端与支撑L形构件4334的上部面相抵接,来支撑L形构件4334的朝向上方的位移被限制。限位器435在直动导向件的可动范围内且支撑L形构件4334借助施力部434的施加力能够进行升降的范围内,对抗来自施力部434的施加力而限制支撑L形构件4334的位移。因此,支撑L形构件4334以受到来自施力部434的向上的施加力,且被限位器435挡止而抑制朝向上方的过度位移的状态,停留在恒定位置。以下,将此时的支撑L形构件4334相对于升降构件432的位置(Z方向上的位置)称为“抑制位置”。限位器435为调整螺钉,通过增减调整螺钉对板4336的拧入量来能够变更调整抑制位置。该调整能够在设置于转印辊431的两端部的支撑部430、430之间独立地进行。
另外,作为施力部434,除上述气缸以外,例如还可以使用弹簧、弹性树脂等弹性体,还可以使用磁性斥力的构件。在使用气缸的情况下,存在能够自由地变更施加力的优点。此外,也可以使用在限位器435和支撑L形构件4334之间设置某种构件的结构,以代替作为限位器435的调整螺钉的下端直接与支撑L形构件4334的上部面抵接的结构。
这样,在升降构件432的两端部分别定位于抑制位置的支撑L形构件4334,设置有自动调心轴承4335。转印辊431的两端部被自动调心轴承4335支撑为旋转自如。可以对两个支撑L形构件4334、4334的抑制位置单独地进行调整。因此,作为转印辊431的旋转轴的方向,不仅可以设定成与X轴平行的方向,还可以设定成相对于X轴在XZ平面内稍微倾斜的方向。支撑L形构件4334通过直动导向件只进行上下移动。但是,通过自动调心轴承4335支撑转印辊431,来即使在旋转轴倾斜的状态下也能够防止转印辊431的旋转被阻碍。
如上所述那样构成的辊单元43,被在板构件45上设置的升降单元44支撑为升降自如。具体地,升降单元44具备在X方向上位于不同位置且从板构件45向上延伸设置的一对柱构件441、441。在每个柱构件441安装有以铅直方向为可动方向的直动导向件。即,在柱构件441的铅直方向上安装有直动导向件的导轨442,并且与导轨442升降自如地卡合的滑块443固定于辊单元43的升降构件432。因此,升降构件432能够以使上部面维持水平姿势的状态在铅直方向上进行升降。
此外,升降单元44具备凸轮构件444和马达445,上述凸轮构件444配置在两个柱构件441之间,上述马达445用于使凸轮构件444旋转。凸轮构件444的旋转轴向与Y方向平行的水平方向延伸,并且被在板构件45上设置的轴承构件451、452支撑为旋转自如。而且,凸轮构件444的旋转轴经由联轴器446与马达445相连接。马达445固定于板构件45,且与控制单元9的辊升降控制部94相连接。
凸轮构件444的上端部与凸轮从动件436相抵接,上述凸轮从动件436在凸轮构件444的旋转轴的上方旋转自如地安装于辊单元43的升降构件432。因此,从凸轮构件444的旋转轴到上述上端部的长度限定升降构件432和板构件45之间的间隔。通过马达445使凸轮构件444旋转,来使升降构件432和板构件45之间的间隔变化。即,凸轮构件444具有将马达445的旋转运动转换为升降构件432的升降运动的功能。
图4A和图5A示出因凸轮构件444旋转而凸轮构件444的半径比较大的部位位于上方且从旋转轴到上端部的长度比较长的状态。此时,处于升降构件432相对板构件45大幅向上方抬起的状态。另一方面,图4B和图5B示出凸轮构件444的半径比较小的部位位于上方且从旋转轴到上端部的长度比较短的状态。此时,板构件45和升降构件432之间的间隔变得更小。在图5A和图5B中,通过在因凸轮构件444的旋转而进行升降的辊单元43上标注点标记来更容易掌握其移动。
这样,根据凸轮构件444的旋转角度,升降构件432相对板构件45的高度发生变化,由此能够改变转印辊431的高度。通过以中间夹有凸轮构件444的方式设置的一对直动导向件(导轨442、滑块443)来支撑升降构件432,由此能够使转印辊431以维持旋转轴的角度的状态沿上下方向进行平行移动。
如下所示,例如在图5A所示的转印辊431向上顶起的状态下,转印辊431的上端与保持于下载物台31的橡皮布BL的下部面相抵接。在该状态下,通过从施力部434向支撑L形构件4334施加的施加力,转印辊431按压于橡皮布BL的下部面。因此,转印辊431将橡皮布BL向上方顶起并按压于基板SB。在此,将此时的转印辊431的Z方向位置称为“按压位置”。
在转印辊431定位于按压位置的状态下,辊移动驱动部5使转印辊部4向Y方向移动。如此地,转印辊431一边将橡皮布BL向基板SB按压一边进行移动。由此,橡皮布BL和基板SB紧贴了的紧贴区域向Y方向逐渐变宽,最终整个基板SB与橡皮布BL紧贴。
另一方面,例如在图5B所示的转印辊431位于下方的状态下,转印辊431从橡皮布BL大幅度地向下方分离。在此,将此时的转印辊431的位置称为“分离位置”。按压位置和分离位置之差、即在图5B中以附图标记Zd所示的高度为数毫米至30毫米左右。该高度差由伴随凸轮构件444的旋转的半径变化量来确定。
如图3和图4A所示,板构件45的X方向上两端部分别延伸至比转印辊431的两端部更靠近外侧的位置。此外,如图2所示,板构件45的X方向上的两端部延伸至比下载物台31中央部的开口311的X方向上的两端面更靠近外侧的位置,而且延伸至下载物台31的X方向上的两个外周端部附近。而且,板构件45的X方向上的两端部在下载物台31的X方向上的大致两个外周端部的下方支撑在导轨51、53上。如此地,板构件45在X方向上大幅度地远离的两端部位置被支撑。因此,在转印辊431按压橡皮布BL的同时辊单元4向Y方向移动时,也能抑制板构件45的倾斜并维持水平姿势。由此,辊单元4的移动变得稳定。
接着,对如上所述那样构成的转印装置1的转印处理进行说明。此处,对从橡皮布BL向基板SB转印图案或者薄膜的转印处理进行说明。如上所述,通过将基板SB读取转换为印版PP,也对图案形成处理的动作进行说明。以下说明的转印处理,是通过控制单元9执行预先制作的控制程序而使装置的各个部分进行规定的动作来实现的。
图6是示出该转印装置的转印处理的流程图。此外,图7A至7D是示意性示出转印处理过程中各个部分的位置的图。首先,进行转印辊431的倾斜调整处理(步骤S101)。关于倾斜调整处理,将在后面叙述。在转印处理中,需转印图案或者薄膜的基板SB搬入至装置,并设置于上载物台21(步骤S102)。上载物台21将基板SB吸附保持为转印图案或者薄膜的被转印面朝下。接着,将承载需转印到基板SB的图案或者薄膜的橡皮布BL搬入至装置,并设置于下载物台31(步骤S103)。下载物台31将橡皮布BL吸附保持为承载图案或者薄膜的承载面朝上。
接着,将装置的各个部分定位于规定的初始位置(步骤S104)。图7A示出各个部分的初始位置。上载物台21和下载物台31以基板SB和橡皮布BL隔开规定的间隔平行对置的方式互相接近对置。此外,升降手部61上升至其上部面与下载物台31的上部面处于共面的位置,并且与橡皮布BL的下部面相抵接,以水平姿势支撑橡皮布BL。转印辊431定位于Y方向上的基板SB的一侧端部的正下方位置且从橡皮布BL的下部面向下方分离的分离位置。图中的附图标记PT表示从橡皮布BL转印至基板SB的被转印物(图案或者薄膜)。
接着,进行用于调整基板SB和橡皮布BL之间的水平方向位置的对准调整处理(步骤S105)。即,对准机构71基于由摄像头72拍摄的图像并根据需要使对准载物台36在水平面内移动,使得水平方向上的承载于橡皮布BL的图案或者薄膜PT和基板SB形成预先设定的位置关系。
如图7B所示,在进行对准调整处理之后,通过马达445使凸轮构件444旋转,转印辊431上升并与橡皮布BL的下部面相抵接且将橡皮布BL向上按压(步骤S106)。转印辊431与橡皮布BL下部面相抵接之后继续上升,橡皮布BL被转印辊431顶起,最终橡皮布BL上部面与基板SB的下部面相抵接。由此,承载于橡皮布BL上部面的图案或者薄膜PT紧贴在基板SB。
进一步地,通过转印辊431顶起橡皮布BL,来图案或者薄膜PT按压在基板SB。这样,图案或者薄膜PT转印到基板SB。由于橡皮布BL通过升降手部61的支撑来维持水平姿势,因此,防止橡皮布BL在被顶起时向水平方向产生错位,从而能够使图案或者薄膜PT可靠地转印到基板SB的规定位置。
当基板SB和橡皮布BL通过转印辊431的按压相抵接时,如图7C所示,升降手部61向下方移动(步骤S107),从橡皮布BL分离。而且,辊单元43开始向(+Y)方向移动(步骤S108)。此时的升降手部61的位置,是板构件45的下部面位置比图7C的虚线所示的升降手部61的上部面的位置更靠近下方的位置。
如果去除包括设置于比下载物台31的开口311更靠近外侧的位置的滑块531和螺母部525的凸起部,则转印辊部4的构成部件中位于最下部的是板构件45的下部面。因此,通过升降手部61下降至比板构件45的下部面位置更靠近下方的位置,能够避免在Y方向上移动的转印辊部4和升降手部61发生干涉。
在本实施方式中,辊单元43通过设置于升降单元44的凸轮构件444的旋转进行升降,马达445和凸轮构件444的旋转轴为水平方向。因此,转印辊部4的铅直方向上的高度被抑制,升降手部61的升降距离也被抑制为较小。此外,转印辊部4在板构件45的X方向上的两端部被支撑,在下载物台31的开口311的内侧不具有从转印辊431向下方延伸的脚部。因此,各个升降手部61能够由在X方向上连续的单一构件构成。
参照图8A至图8C和图9A至图9C,对转印辊431通过凸轮构件444的旋转进行上升并与橡皮布BL相抵接,并且将橡皮布BL按压至基板SB为止的各个部分的动作进行更详细的说明。图8A至图8C是示出转印辊与橡皮布相抵接为止的动作的图。此外,图9A至9C是示出转印辊将橡皮布按压于基板的状态的图。
辊单元43通过凸轮构件444的旋转进行上升,随之,转印辊431的上端部的高度发生变化。如图8A所示,从凸轮构件444的初始位置开始增加旋转角之初,转印辊431的高度急剧增加,在某个高度Za,对应于旋转角的高度增加变得缓慢。换句话说,将凸轮构件444的形状设计为在凸轮构件444以恒定速度旋转时,转印辊431的上端(以下简称为“辊上端”)的上升速度符合上述高度变化分布。高度Zo是转印辊431位于分离位置时的辊上端的高度。
如图8B所示,高度Za是辊上端即将与橡皮布BL相抵接之前的辊上端的高度。原理上,能够设定为比载置橡皮布BL的下载物台31的上部面31a的高度稍微低的高度,但是考虑到橡皮布BL的弯曲,也可以进一步设定余量(margin)。在辊上端与橡皮布BL相抵接为止将转印辊431的上升速度设定为较高,从而能够缩短转印辊431与橡皮布BL相抵接为止的时间。
当转印辊431与橡皮布BL相抵接时,若上升速度过快,则会对橡皮布BL施加冲击,因此会存在对橡皮布BL或者承载于橡皮布BL的图案造成损伤的风险。为避免发生上述情况,转印辊431在辊上端到达至高度Za后以较低的上升速度上升,并与橡皮布BL相抵接。另外,如该一例所示,辊上端高度相对于凸轮旋转角并不是必须以直线状发生变化。在初始阶段将转印辊431的上升速度设定为较高,只要在即将与橡皮布BL相抵接之前将上升速度设定为较低即可。
在转印辊431与橡皮布BL相抵接之前,辊单元43的支撑L形构件4334因施力部434的施加力而处于被限位器435按压的状态。限位器435对抗施加力将支撑L形构件4334向上方的位移抑制至抑制位置,由此转印辊431也停留在恒定位置。
如图8C所示,转印辊431与橡皮布BL相抵接时的辊上端的高度Zb,与载置橡皮布BL的下载物台31的上部面31a的高度大致相等。当凸轮构件444进一步旋转时,辊上端超过高度Zb进一步上升。由此,橡皮布BL被顶起。最终,橡皮布BL按压于上载物台21所保持的基板SB,从而转印辊431的上升停止。
如图8A中虚线所示,凸轮构件444使辊单元43进一步上升,使得转印辊431上升得超过橡皮布BL与基板SB相抵接时的辊上端的高度Zc。但是,转印辊431隔着橡皮布BL和基板SB被上载物台21挡止而停止上升。因此,如图9A所示,转印辊431相对升降构件432向下方被按压,从而支撑L形构件4334和限位器435分离。
其结果,转印辊431从限位器435的抑制中解放而能够自如地上下移动,处于通过施力部434的向上的施加力来按压于橡皮布BL的状态。因此,对橡皮布BL的转印辊431的按压力大小由施力部434的施加力来确定。在施力部434为气缸的情况下,能够通过来自按压控制部93的控制来调整施加力。因此,能够通过按压控制部93适当地设定对橡皮布BL的按压力。此外,在根据材料需要改变按压力的情况下,也能够不改变装置结构容易应对。施力部434使用弹簧的情况下,使用具有适当弹簧常数的弹簧,在使用利用磁力的构件的情况下,使用具有适当磁通密度的磁铁(永久磁铁或者电磁铁),由此能够同样地调整按压力。
这样,在本实施方式中,转印辊431对橡皮布BL的按压力通过施力部434的结构来唯一地确定。因此,用于使辊单元43升降的升降单元44,只要具有对抗施力部434的施加力和该施加力引起的来自橡皮布BL的反作用力,将辊单元43维持在规定高度的功能即可,无需进行高度、按压力的微调整。对于辊升降过程使用凸轮构件444的升降单元44,优选适用于该目的。
此外,在因加工精度、随时间的变化等而上载物台21、基板SB及橡皮布BL的任一方表面的平面度变差的情况下,随着转印辊431向Y方向移动,如图9B所示,抵接中的橡皮布BL的下部面的高度发生变动,或者如图9C所示,橡皮布BL的下部面的倾斜发生变化。在这些情况下,由于转印辊431的两端各自独立地被施力,因此转印辊431追随橡皮布BL的下部面的变动而移动,从而能够将对橡皮布BL的按压力维持恒定。因此,能够良好且稳定地实施从橡皮布BL向基板SB的图案转印。
这样,为了使转印辊431追随橡皮布BL下部面的变动的必要条件为,如图9A所示,在转印辊431被施力部434的施加力按压于橡皮布BL的状态下,支撑L形构件4334的行程(上下方向上的可动范围)比预想的平面度的变动更大。例如在电子器件制造用转印装置1中,该平面度的变动预计为数十微米左右。因此,作为支撑L形构件4334的行程只要有数毫米即可。
将支撑L形构件4334支撑为升降自如的直动导向件(导轨4332和滑块4333)的行程也只要达到相同程度即可,能够使用比较小型的产品。在辊单元43中,对施力部434施加的载荷是由转印辊431、支撑L形构件4334及滑块4333的质量引起的,通过使这些轻量化而将施力部434的载荷抑制为较小,来能够缩短转印辊431追随橡皮布BL下部面的变动的响应时间。
用于使转印辊431从分离位置移动至按压位置的机构(升降单元44)和用于使转印辊431追随橡皮布BL下部面位置的变动的机构(支撑部430)是独立的机构。因此,支撑部430只要具有能够吸收橡皮布BL下部面位置的变动的行程即可,这样能够使附加于转印辊431的载荷变小。
需要说明的是,上述的平面度的变动也可能在橡皮布BL下部面中最先与转印辊431相抵接的部分从水平面倾斜的情况下发生。在这种情况下,也需要使转印辊431在X方向上相同且均匀地与橡皮布BL相抵接。因此,有必要将转印辊431与橡皮布BL相抵接时的转印辊431的上端配合橡皮布BL的倾斜而设定成倾斜。
本实施方式中,处于从橡皮布BL分离了的状态的转印辊431由被限位器435抑制于抑制位置的支撑L形构件4334支撑,抑制位置能够通过调整螺钉来调整。在转印辊431即将与橡皮布BL相抵接之前,只要以辊上端和橡皮布BL下部面相互平行的方式,在转印辊431的两端部预先调整抑制位置,就能够使转印辊431在X方向上相同且均匀地与橡皮布BL相抵接。这种调整处理作为图6的步骤S101的“倾斜调整处理”事先进行。由此,转印辊431的旋转轴的方向在以与X方向平行的方向为中心的XZ平面内的规定角度范围被调整。
转印辊431最初与橡皮布BL相抵接时,橡皮布BL并没有受到基板SB和上载物台21的平面度的影响。因此,可以认为橡皮布BL的下部面与下载物台31的上部面31a处于同一个平面。由此,只要以下载物台31的上部面31a和辊上端平行的方式设定抑制位置即可。这样,不需要每次进行转印处理时进行倾斜调整。
此外,例如也可以采用如下调整方法:使用激光位移计等适当的测量器来将下载物台31的上部面31a和辊上端分别调整为水平,由此间接地确保下载物台31的上部面31a和辊上端的平行度。
返回至图6继续说明转印处理。在步骤S108中,转印辊431一边将橡皮布BL按压于基板SB一边向Y方向移动。由此,如图7C所示,橡皮布BL和基板SB的隔着图案或者薄膜PT紧贴的区域在Y方向上逐渐变宽。这样,图案或者薄膜PT依次转印到基板SB(转印处理)。转印辊431上升至能够以规定按压力按压橡皮布BL的按压位置,在该状态下向Y方向移动。
如图7D所示,在转印辊431到达基板SB的(+Y)侧端部正下方的结束位置为止(步骤S109),辊单元43继续移动。由此,整个基板SB与橡皮布BL相抵接,从而完成图案或者薄膜PT对基板SB的转印。在该时点,辊单元43的移动停止,辊单元43从橡皮布BL分离并向下方退避(步骤S110)。由此紧贴了的橡皮布BL和基板SB一体地搬出(步骤S111),由此结束该转印装置1中的转印处理。
图10是示出各个部分的动作的时序图。参照图10对上述的转印处理中的各个部分的动作进行整理。在时刻T0,当凸轮构件444从初始位置开始旋转时,辊单元43上升,随之,转印辊431也上升。通过进行上述的倾斜调整,转印辊431的上端不是必须呈水平的。即,辊上端高度在转印辊431的两端部不是必须相同的。为了在图中例示更一般化的状态,用实线和虚线单独表示X方向上的转印辊431的两端部各自的上端高度变化的一例。
在时刻T1,辊单元43的上升速度降低,在时刻T2,辊上端与橡皮布BL下部面相抵接。通过凸轮构件444进一步旋转使辊单元43上升,来转印辊431顶起橡皮布BL,从而施加于橡皮布BL的按压力增大。在时刻T3,橡皮布BL按压于基板SB。通过凸轮构件444进一步旋转,限位器435对支撑L形构件4334的抑制被解除。此后,转印辊431两端部的辊上端高度独立地追随橡皮布BL下部面的变动而变化,通过施力部434的施加力来将对橡皮布BL的按压力维持恒定。
在辊单元43上升直至能够充分确保支撑L形构件4334的行程的位置为止的时刻T4,凸轮构件444的旋转停止,辊单元43的上升也停止。在该状态下,通过辊移动驱动部5使转印辊部4移动,在辊移动的整个期间,能够向橡皮布BL和基板SB施加恒定按压力的同时进行转印。
在上述的转印处理中,转印辊431在从橡皮布BL与基板SB相抵接到结束转印并从橡皮布BL分离为止的期间,转印辊431能够以恒定按压力按压橡皮布BL。因此,能够将承载于橡皮布BL的图案PT良好地转印到基板SB。以下,说明在本实施方式中对上述效果做出贡献的各个部分的更多的特征结构及其作用。
在本实施方式中,转印辊部4和下载物台31均设置在对准载物台36上。根据这样的结构,当对准载物台36因对准机构71的动作而进行移动时,转印辊部4和下载物台31一体地移动。因此,转印辊431最初与橡皮布BL相抵接时的转印辊431和下载物台31在水平方向上保持预先设定的位置关系。由此,如下所述,能够抑制转印辊431开始与橡皮布BL相抵接时有可能产生的相对于基板SB的错位。
图11A至图11C是示出对准调整前后的各个部分的位置关系的图。在此,考虑对准调整前后的装置的各个部分,具体而言为下载物台31、转印辊431及升降手部61的位置关系的变化。如图11A所示,在橡皮布BL载置于下载物台31之前的初始状态中,与下载物台31的外周相对应的矩形的边朝向沿着XY坐标轴的方向。因此,以点划线所示的转印辊431的轴向和升降手部61的长度方向均成为X方向。
橡皮布BL载置于这样初始化了的下载物台31。此时,如图11A中虚线所示,存在橡皮布BL以相对于下载物台31倾斜的状态,或者在XY平面内向任一方向位移的状态设置的情况。为消除由这种橡皮布BL的设置错位而引起的基板SB和橡皮布BL(更准确地讲,橡皮布BL上的被转印物)之间的错位,实施对准调整处理。
如图11B所示,在实施对准调整处理后,能够消除橡皮布BL相对于XY坐标轴的错位。但是,从结果来看,下载物台31从初始位置就发生位移。在本实施方式中,转印辊部4安装于对准载物台36。因此,在通过对准机构71的动作来使对准载物台36移动时,转印辊部4与下载物台31一同和对准载物台36一体地移动。因此,即使对准机构71进行动作,转印辊431相对于下载物台31的相对位置也不会发生变化。
对此,如图11C的比较例所示,在通过对准机构71使对准载物台36进行移动时只有下载物台31发生位移的结构中,在对准调整前后,下载物台31和转印辊431之间的位置关系发生变化。因此,转印辊431上升并最初与橡皮布BL下部面相抵接时的位置在下载物台31的开口311内发生变动。
图12A至图12C是例示下载物台上的橡皮布的弯曲状态的图。橡皮布BL因其自重而不可避免地向下载物台31的开口311内弯曲。离从下方进行支撑的下载物台31越远的位置,其弯曲量越大。此时,如图12A所示,橡皮布BL向开口311内进入而发生变形,因此,橡皮布BL上的点P在水平方向上朝开口311的中央侧发生位移。
转印辊431将这样向下方弯曲的橡皮布BL向正上方顶起。因此,橡皮布BL以包含因弯曲而产生的水平方向上的错位的状态按压于基板SB。即,基板SB中点P抵接的位置为与原来不同的位置,由此产生图案的转印错位。这种错位尤其在转印辊431最初抵接的开口311内的端部位置附近容易变得更大。
此外,一旦基板SB和橡皮布BL相抵接,此后在两者间很难产生新的错位。换言之,基板SB和橡皮布BL之间的重合精度几乎由两者最初抵接时的错位量确定。因此,在由下载物台31保持的橡皮布BL中,抑制最初与转印辊431相抵接的部分的弯曲量变得重要。
此外,如图11C所示,转印辊431和下载物台31之间的间隔在转印辊431的两端部存在差异的情况下,如图12B所示,橡皮布BL的弯曲量在X方向的两端部形成非对称。而且,该弯曲量根据初始状态(对准调整前)的基板SB和橡皮布BL之间的相对位置、即根据基板SB和橡皮布BL设置于哪个位置,每次发生变化。因此,橡皮布BL相对于基板SB的错位量在每次进行处理时产生偏差,因此难以提高重合的位置精度。
本实施方式中,在对准调整前后,下载物台31和转印辊431的相对位置关系不会发生变化。因此,初始状态的位于转印辊431的正上方的橡皮布BL的弯曲量为恒定。由此,根据需要也能够进行估计因弯曲而引起的错位的对准调整。由此,能够提高重合的位置精度。
此外,如图12C所示,在本实施方式中,通过沿着X方向延伸的升降手部61来从下方对与下载物台31的开口311面向的橡皮布BL的下部面中央部进行支撑。由此,橡皮布BL自身的弯曲量减少,这一点也对提高位置精度作出贡献。另外,包括升降手部61的支撑手部单元6安装于主机架10。因此,升降手部61在进行对准调整时不追随下载物台31。但是,升降手部61只是通过辅助性支撑橡皮布BL来抑制弯曲的,不是对位置精度带来影响的。当然,也可以是在进行对准时支撑手部单元6与下载物台31一体移动的结构。
在此,在上述文献所记载的结构中,为避免在转印辊部移动时发生干涉,升降手部61在X方向上分割为两根,因此橡皮布BL的中央部没有被支撑。因此,尤其在橡皮布具有容易弯曲的特性的情况下,中央部有可能产生弯曲。对此,在本实施方式中,通过单一的升降手部61支撑包括X方向上的橡皮布BL的中心位置的较宽范围。因此,能够有效地抑制承载有效图案等的有效区域、即橡皮布BL的中央部发生弯曲。
能够将升降手部61构成为在X方向上连续的单一构件的理由在于,能够抑制转印辊部4的高度,并且在X方向上比下载物台31的开口部311更靠近外侧的两端部进行支撑。由此,不需要从转印辊431向下方延伸的脚部,从而无需设置转印辊部4移动时用于使该脚部通过的空间。其结果,不用在X方向上分割升降手部,能够构成为能够有效地对橡皮布中央部的较宽区域进行支撑的单一构件。
本实施方式中,用于使转印辊431升降的机构采用了凸轮构件444。即,马达445的绕水平的旋转轴的旋转运动,通过具有水平方向的旋转轴的凸轮构件444来转变为铅直方向上的直线往复运动,由此使辊单元43升降。因此,例如与使用具有铅直方向的驱动轴的滚珠螺杆机构的升降机构相比,能够抑制转印辊部4的整体高度。辊单元43通过隔着凸轮构件444设置的一对直动导向件被支撑为升降自如,因此辊单元43能够在维持转印辊431的姿势的状态下进行上下移动。
此外,在本实施方式的辊单元43中,转印辊431被与转印辊431的两端部对应地设置的一对支撑部430支撑。各个支撑部430具有:将转印辊431支撑为旋转自如,并且对转印辊431的旋转轴朝向上方即对橡皮布BL向基板SB按压的方向施力的功能。因此,能够通过施加力控制对橡皮布BL的按压力的大小,从而能够以适应材料、用途的适当按压力按压橡皮布BL。
转印辊431的轴向两端部的高度被限位器435限制,该限位器435对抗施力部434的施加力而将支撑L形构件4334抑制在抑制位置。因此,即将与橡皮布BL相抵接之前的转印辊431的姿势得到管理,从而能够将转印辊431在X方向上均匀且相同地抵接于橡皮布BL。由此,在橡皮布BL和基板SB进行重合时,能够防止因按压的不均匀引起的错位。
此外,转印辊部4在板构件45的X方向的两端部被辊移动驱动部5支撑。因此,能够抑制转印辊部4在移动过程中围绕Y轴倾斜,从而能够更可靠地管理转印辊431的姿势。由此,能够使从转印辊431向橡皮布BL施加的按压力变得稳定。
而且,在本实施方式中,用于保持并按压橡皮布BL的结构即下载物台31、转印辊部4及辊移动驱动部5均安装于装卸载物台37。而且,装卸载物台37能够相对对准载物台36装卸。因此,在基板SB或橡皮布BL的尺寸规格变更的情况下,能够将上述各个部分与装卸载物台37一起一体地更换,并且各个部分的维护也变得容易。例如,在装卸载物台37上进行各个部分的组装、对位等调整之后,能够组装到对准载物台36。此外,通过将对准载物台36和装卸载物台37一体化来提高刚性而增加耐载荷性,从而能够抑制因载置转印辊部4等重物而引起的弯曲。
如上所述,在上述实施方式的转印装置1,基板SB和橡皮布BL分别相当于本发明的“第一板状体”和“第二板状体”。而且,上载物台21和下载物台31分别起到本发明的“第一保持单元”和“第二保持单元”的功能。此外,辊移动驱动部5起到本发明的“移动机构”的功能,转印辊部4和辊移动驱动部5作为一体起到本发明的“按压单元”的功能。
此外,在转印辊部4中,转印辊431、升降构件432、轴承部433、施力部434、限位器435及自动调心轴承4335分别起到本发明的“辊构件”、“升降构件”、“轴承机构”、“施力机构”、“抑制构件”及“自动调心轴承”的功能。此外,板构件45起到本发明的“移动构件”的功能,升降单元44起到本发明的“升降机构”的功能。在升降单元44中,凸轮构件444和马达445分别起到本发明的“凸轮”和“马达”的功能。进一步,包括按压控制部93的控制单元9起到本发明的“控制单元”的功能。
本发明并不限定于上述的实施方式,在不脱离其宗旨的范围内可以进行除上述以外的各种变更。例如,上述实施方式的限位器435为安装于轴承部433的板4336的调整螺钉。但是,并不限于上述结构,例如也可以为通过将销形状、块形状的构件抵接于支撑L形构件4334来限制位置的限位器。此外,在调整转印辊431的倾斜的目的上,作为抑制位置的调整机构,也可以仅设置一对支撑部430中的任意一个。
此外,在上述实施方式中,多个升降手部61被支撑机架62支撑并一体地进行升降。但是,例如在上述文献中所记载,也可以为各个升降手部独立进行升降的结构。在这种结构中,例如设定成升降手部对应转印辊的移动而依次下降,则能够更可靠地管理橡皮布的姿势。因此,例如在实现基板的大型化的目的上是有效的。此外,代替棒状的升降手部61,也可以为通过上部面为平坦面的其他形状的构件来支撑橡皮布的结构。
此外,上述实施方式为将承载于橡皮布BL的图案等的被转印物转印到基板SB的转印装置。但是,本发明的技术思想不限于转印上述图案等的转印装置,例如也可以适用于不经由图案等而贴合两张板状体的技术。
以上,举例说明了具体的实施方式,在本发明的转印装置中,例如也可以为辊构件处于按压位置时,抑制构件从轴承机构分离的结构。根据这种结构,辊构件按压第二板状体时的按压力由来自施力机构的施加力规定。因此,通过适当地设定施加力,能够稳定地将所需的按压力施加于第二板状体。
此外,例如在辊构件从第二板状体分离且抑制构件将轴承机构限制于抑制位置的状态下,也可以设定抑制位置使得辊构件的上端与第二板状体的下部面平行。根据这种结构,辊构件最初按压第二板状体时的按压力在辊构件的轴向上变得均匀,因此能够抑制因不均匀的按压引起的错位或对第二板状体等的损伤。
此外,例如也可以构成为抑制位置在一对支撑部之间能够独立进行调整。根据这种结构,能够使辊构件旋转轴的倾斜发生变化。因此,例如即使在第二板状体的下部面发生倾斜的情况下,通过配合该倾斜而调整辊构件的倾斜,来能够使辊构件的上端和第二板状体的下部面平行。
此外,例如施力机构也可以构成为以恒定施加力施力的轴承机构。根据这种结构,能够在辊构件的轴向和移动方向的各个位置对第二板状体施加恒定按压力。
此时,例如作为施力机构,能够使用具有气缸的机构,该气缸为施加力的产生源。根据这种机构,即使在辊构件追随第二板状体进行上下移动的情况下,也能够以恒定施加力对辊构件施力。由此,能够使对第二板状体的按压力稳定。在该情况下,还可以设置用于控制气缸产生的施加力的控制单元。根据这种结构,由于能够通过控制单元的控制来增减施加力,因此不改变装置结构就能够改变对第二板状体的按压力。
此外,例如轴承机构也可以为通过自动调心轴承来支撑辊构件的旋转轴的结构。根据这种机构,即使在辊构件追随第二板状体进行上下移动时,也能够使辊构件平稳地旋转。
此外,例如按压单元也可以为具有由移动机构向移动方向移动的移动构件,并且在移动构件安装有升降构件和升降机构的单元。根据这种结构,移动机构只要具有使移动构件移动的功能即可,并且,升降机构只要具有相对移动构件使升降构件升降的功能即可。因此,移动机构及升降机构分别能够形成简单的结构来实现小型化。此外,移动构件只要是保持并移动升降机构的构件即可,其形状的自由度高。因此,能够实现按压单元整体的轻量化和小型化。
在该情况下,例如升降构件也可以为通过轴向上的位置不同的多个直动导向件支撑为相对移动机构升降自如的机构。根据这种结构,能够抑制升降构件围绕与移动方向平行的轴倾斜,从而维持辊构件的姿势的同时对第二板状体进行升降。
进一步,例如升降机构也可以具有:马达,其旋转轴呈水平;凸轮,其通过马达旋转驱动而将马达的旋转运动转换为升降构件的升降运动。根据这种结构,能够不使用铅直方向的驱动轴而使升降构件升降,因此升降机构能够形成小型,尤其能够抑制其高度。
此外,在本发明的转印方法中,例如也可以在辊构件与第二板状体相抵接之前,调整被抑制构件限制的辊构件的位置。根据这种结构,能够调整即将与第二板构件相抵接之前的辊构件的姿势。因此,例如即使在第二板状体的下部面倾斜的情况下,配合该倾斜而调整辊构件的倾斜,从而能够以使辊构件的上端和第二板状体的下部面平行的状态进行抵接。
本发明能够很好地适用于向玻璃基板、半导体基板等各种板状体转印图案或者薄膜等被转印物的处理。另外,本发明的技术思想可以适用于不经由图案等而直接抵接两张板状体的情况。

Claims (12)

1.一种转印装置,其中,包括:
第一保持单元,将第一板状体以下部面开放的状态且以水平姿势保持;
第二保持单元,以保持第二板状体的周缘部,并且上述第二板状体的上部面和上述第一板状体的下部面被配置成彼此接近地对置的状态,且以上述第二板状体的下部面中的在上部面侧与上述第一板状体对置的中央部开放的状态,保持上述第二板状体;以及
按压单元,顶起上述第二板状体的上述中央部,使上述第二板状体按压于上述第一板状体;
上述按压单元具有:
辊构件,将沿着上述第二板状体的下部面的方向作为所述辊构件的轴向延伸设置;
升降构件,设置有一对支撑部,该一对支撑部分别支撑上述辊构件的轴向上的两端部;
升降机构,通过使上述升降构件升降,使上述辊构件在按压位置和分离位置之间移动,上述按压位置为上述辊构件的上端与上述第二板状体相抵接,且将上述第二板状体按压于上述第一板状体的位置,上述分离位置为上述辊构件从上述第二板状体分离的位置;以及
移动机构,使上述升降构件在与上述第二板状体的下部面平行且与上述辊构件的旋转轴正交的移动方向上移动;
各个上述支撑部具有:
轴承机构,将上述辊构件的一端部支撑为使上述辊构件旋转自如;
施力机构,朝向上述第二板状体对上述轴承机构施力;以及
抑制构件,通过与上述轴承机构相抵接,将由施加力引起的上述轴承机构的位移限制于规定的抑制位置,
上述抑制构件在上述辊构件位于上述分离位置时与上述轴承机构相抵接而将上述轴承机构限制于上述抑制位置,而在上述辊构件位于上述按压位置时从上述轴承机构分离而不对上述轴承机构进行抑制。
2.根据权利要求1所述的转印装置,其中,
在上述辊构件从上述第二板状体分离且上述抑制构件将上述轴承机构限制于上述抑制位置的状态下,上述辊构件的上端与上述第二板状体的下部面平行。
3.根据权利要求1所述的转印装置,其中,
在一对上述支撑部之间,上述抑制位置能够单独调整。
4.根据权利要求1所述的转印装置,其中,
上述施力机构以恒定的施加力对上述轴承机构施力。
5.根据权利要求4所述的转印装置,其中,
上述施力机构具有作为上述施加力的产生源的气缸。
6.根据权利要求5所述的转印装置,其中,
还具备用于控制上述气缸所产生的施加力的控制单元。
7.根据权利要求1所述的转印装置,其中,
上述轴承机构通过自动调心轴承支撑上述辊构件的旋转轴。
8.根据权利要求1所述的转印装置,其中,
上述按压单元具有通过上述移动机构在上述移动方向上进行移动的移动构件,
上述升降构件和上述升降机构设置于上述移动构件。
9.根据权利要求8所述的转印装置,其中,
在上述移动构件设置有上述轴向上的位置互不相同的多个直动导向件,
多个上述直动导向件支撑上述升降构件。
10.根据权利要求8或9所述的转印装置,其中,
上述升降机构具有:
马达,旋转轴呈水平;
凸轮,通过上述马达旋转驱动,将上述马达的旋转运动转换为上述升降构件的升降运动。
11.一种转印方法,其为使第一板状体和第二板状体紧贴而将承载于第一板状体和第二板状体中的一方的被转印物转印到另一方上的方法,上述转印方法包括:
将上述第一板状体和上述第二板状体配置成夹着上述被转印物彼此接近地对置且呈水平姿势的工序;
两端部分别被一对支撑部支撑为旋转自如且朝向上述第二板状体被施加力的辊构件,从上述第二板状体的下部面侧接近上述第二板状体并与上述第二板状体的下部面相抵接的工序;以及
上述辊构件一边将上述第二板状体按压于上述第一板状体,一边在与上述第二板状体的下部面平行且与上述辊构件的旋转轴正交的移动方向上移动的工序,
设置于各个上述支撑部的抑制构件限制因施加力产生的上述辊构件的位移,直到上述辊构件与上述第二板状体的下部面相抵接为止,由此使上述辊构件与上述第二板状体相抵接时的上述辊构件的上端与上述第二板状体的下部面平行,
在上述辊构件与上述第二板状体相抵接之后,将上述辊构件从上述抑制构件的抑制中解放,并且通过上述施加力将上述辊构件按压于上述第二板状体。
12.根据权利要求11所述的转印方法,其中,
在上述辊构件与上述第二板状体相抵接之前,对被上述抑制构件限制的上述辊构件的位置进行调整。
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