JP2009126163A - パターン形成装置およびパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン形成装置において、転写不良、剥離ムラが無く、均一な高精細、高精度のパターン形成を可能にするパターン形成装置およびそのパターン形成方法を提供する。
【解決手段】フィルム状ブランケットの走行路の転写面側に除去版支持台と、フィルム状ブランケットの走行路の転写面側に基材支持台と、フィルム状ブランケットの走行路の非転写面側に除去版および基材上を移動可能であり除去版および基材からフィルム状ブランケットを剥離する剥離ロールと、フィルム状ブランケットの走行路の非転写面側に除去版および基材上を移動可能な転写ロールと、フィルム状ブランケットを一定の張力にする張力制御系と一定張力の状態を保持するクランプロールを備えたことを特徴とするパターン形成装置およびそのパターン形成方法である。
【選択図】図１

Description

本発明はフィルム状ブランケット上に形成したパターンを基材上に形成するパターン形成装置およびパターン形成方法に関する。特に高精細、高精度のパターンを形成するパターン形成装置およびパターン形成方法に関する。

従来から、ロール・ツー・ロールのウエブを使用し、基材上にパターンを形成するパターン形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この方法では、一次転写と二次転写で別の装置が必要となり、一次転写と二次転写間で張力に差が発生し、パターンピッチずれを生じていた。

又、転写後の剥離工程にて、ウエブと基材を平行平面で全面に渡って同時に行う為、局部的に転写不良、剥離ムラが発生し、均一なパターンを形成することが困難である。

特許文献は以下の通り。
特開２０００−２６３７５６

本発明は上記の問題を解決するもので、転写不良、剥離ムラが無く、均一な高精細、高精度のパターン形成を可能にするパターン形成装置およびパターン形成方法を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、ロール・ツー・ロールのフィルム状ブランケットにベタパターンから除去版部分を転写して除去するによりパターンを形成する一次転写と、一次転写により形成されたフィルム状ブランケット上のパターンを基材に二次転写することにより、基材上にパターンを転写するパターン形成装置において、フィルム状ブランケットの走行路の転写面側に除去版支持台と、フィルム状ブランケットの走行路の転写面側に基材支持台と、フィルム状ブランケットの走行路の非転写面側に除去版および基材上を移動可能であり除去版および基材からフィルム状ブランケットを剥離する剥離ロールと、フィルム状ブランケットの走行路の非転写面側に除去版および基材上を移動可能な転写ロールと、フィルム状ブランケットを一定の張力にする張力制御系と一定張力の状態を保持するクランプロールを備えたことを特徴とするパターン形成装置である。

また、本発明の請求項２の発明は、除去版支持台が基材支持台を兼ねることを特徴とするパターン形成装置である。

また、本発明の請求項３の発明は、剥離ロールと除去版および基材間の隙間を調整する機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のパターン形成装置である。

また、本発明の請求項４の発明は、前記張力制御系に一次転写と二次転写間で張力補正機能を備えたことを特徴とする請求項１から３何れか記載のパターン形成装置である。

また、本発明の請求項５の発明は、非転写面側に除去版へロール・ツー・ロールのフィ
ルム状ブランケットを加圧可能な転写ロールで加圧し、除去版からフィルム状ブランケットを剥離する剥離ロールにて剥離してベタパターンから除去版部分を転写して除去するによりパターンを形成することを、フィルム状ブランケットを一定張力の状態を保持しながら行う一次転写と、非転写面側に基材へロール・ツー・ロールのフィルム状ブランケットを加圧可能な転写ロールで加圧し、基材からフィルム状ブランケットを剥離する剥離ロールにて剥離してパターンを形成することを、フィルム状ブランケットを一定張力の状態を保持しながら行う二次転写と、からなるパターン形成方法である。

また、本発明の請求項６の発明は、一次転写時には前記除去版が除去板支持台により支持されており、一次転写と二次転写の間に除去版を基材に交換し、二次転写時には前記基材が除去板支持台により支持されてでいることを特徴とする請求項５記載のパターン形成方法である。

また、本発明の請求項７の発明は、前記張力制御系に一次転写と二次転写間で張力を変えたことを特徴とする請求項５または請求項６記載のパターン形成方法である。

本発明のパターン形成装置およびパターン形成方法は、転写不良、剥離ムラが無く、安定して確実に均一な高精細、高精度のパターン形成を得ることができる。

請求項１や請求項５の発明によれば、ロール・ツー・ロールのフィルム状ブランケットを除去版や基材から剥離する力を一定の張力にする張力制御系と一定張力の状態を保持するクランプロールを備えたことにより、一次転写と二次転写間で同一の一定張力にて転写・剥離を行う為、パターンピッチずれの発生が無く、基材上に高精度のパターンを得ることができると同時に、一次転写と二次転写の工程に転写ロールと剥離ロールを備えたことにより、規則的に転写・剥離を行い転写・剥離の再現性を向上させた為、局部的な転写不良、剥離ムラの発生が無く、基材上に均一なパターンを得ることができる。

請求項２や請求項６の発明によれば、同一の装置で最低限の構成で一次転写と二次転写の全工程を処理することが、基材上に高精度のパターンを得る条件を満たしながら達成できると同時に、一次転写と二次転写の工程に転写ロールと剥離ロールを備えたことにより、規則的に転写・剥離を行い転写・剥離の再現性を向上させた為、局部的な転写不良、剥離ムラの発生が無く、基材上に均一なパターンを得ることができる。

請求項３の発明によれば、剥離ロールと除去版・基材間の隙間を調整する機構を備えたことにより、剥離ロールと除去版・基材間に一定の均一な隙間を設けることが出来、規則的に剥離を行い剥離の再現性を向上させ、剥離時のパターンへのストレスをなくしパターン潰れ等の形状変化が無い高精細なパターンを得ることができる。

請求項４や請求項７の発明によれば、張力制御系に一次転写と二次転写間で張力補正機能を備えたことにより、一次・二次転写間でのフィルム状ブランケットのクリープ等の経時的変化や温度変化に対する補正を可能とし、高精度なパターンを得ることができる。

本発明のパターン形成装置およびパターン形成方法を実施の形態に沿って以下に図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図１３は本発明の実施例を示す。

図１は本発明のパターン形成装置の一実施例の正面を示す説明図である。

図２〜図１１は本発明のパターン形成装置の、フィルム状ブランケットにベタパターン
から除去版部分を転写して除去するによりパターンを形成する一次転写と、一次転写により形成されたフィルム状ブランケット上のパターンを基材に転写する二次転写の動作を示す説明図である。

図１２は本発明のパターン形成装置の図８に示す二次転写動作において、既にパターンが形成された基材をフィルム状ブランケットの走行路の転写面側に位置決めし、パターンの重ね合わせ行う実施例を示す説明図である。

図１３は本発明のパターン形成装置の一次転写と二次転写の動作において、フィルム状ブランケットの表面温度を測定し、一次転写と二次転写間での張力補正を行う実施例を示す説明図である。

本発明のパターン形成装置およびパターン形成方法は図１に示す様に、ロール・ツー・ロールのフィルム状ブランケット２の張力制御機能を備えた間歇駆動系と間歇塗工するダイヘッド５とフィルム状ブランケットの走行路の非転写面側に除去版および基材上を移動可能な転写ロール８およびフィルム状ブランケットの走行路の非転写面側に除去版および基材上を移動可能であり除去版および基材からフィルム状ブランケットを剥離するための剥離ロール７にてパターン１８の形成を行う吸着テーブル９を有するパターン形成装置であり、張力センサー３からの張力検出値を張力制御機能を備えた巻き出し１へフィードバックすることにより、フィルム状ブランケット２をバックテンション、張力制御しながら巻き出し１より繰り出す。間歇送りされたフィルム状ブランケット２はクランプロール１２にて一定張力の状態で保持される。

フィルム状ブランケット２への間歇塗工は、フィルム状ブランケット２を塗工吸着テーブル４へ吸着保持し、ダイヘッドノズル先端と塗工吸着テーブル４とのクリアランスを変位センサー等により検出しリニアモーター、サーボモーター等によるパルス駆動制御により高精度に一定に保つ様平行出しを行い、ダイヘッド５の走行をリニアモーター、サーボモーター等によるパルス駆動制御により、高精度に行い、膜厚が均一な塗工膜６を形成する。

フィルム状ブランケット２上の塗工膜６を剥離ロール７にて吸着テーブル９へ搬送し、転写ロール８にて吸着テーブル９へ吸着保持された除去版１０へ一次転写し、次に同様に吸着テーブル９へ吸着保持された基材１１へ二次転写し、パターン１８を形成する。

二次転写を完了したフィルム状ブランケット２は非転写面側のクランプロール１２を介して転写面側から保護フィルム巻き出し１４より繰り出される保護フィルムを転合しながら間歇巻き取り機能を備えた巻き取り１３へ送られる。

次にパターン形成装置およびパターン形成方法を図２〜図１１で説明する。

図２に示すように、フィルム状ブランケット２上の塗工膜６を剥離ロール７にて吸着テーブル９へ吸着保持された除去版１０上へ搬送する。転写ロール８を転写開始位置まで移動する。

図３に示すように、上下可動式構造の吸着テーブル９を剥離ロール７と除去版１０間に一定の均一な隙間Ｇを設ける位置まで上昇させる。吸着テーブル９の駆動方法は電動、空気圧、油圧式のいずれでも構わない。更にフィルム状ブランケット２の撓み防止ローラ１５を上昇させ隙間Ｇが一定になるようにする。

図４に示すように、転写ロール８にて一定圧力で押し付けて、フィルム状ブランケット
２上の塗工膜６を除去版１０へ転写する。転写ロール８は材質、弾性係数、摩擦係数、曲率、供給圧力、転写速度を変更し、パターン１８の形成に最適な組み合わせとする。

図５に示すように、剥離ロール７にて剥離に最適な一定の隙間Ｇを保ちながら、フィルム状ブランケット２上へパターン１８を形成する。最適な一定の隙間Ｇを保ちながら剥離ロール７により剥離することにより、剥離ポイントを安定させ、規則的に剥離を行い剥離の再現性を向上させ、局部的な転写不良、剥離ムラの発生が無く、フィルム状ブランケット２上に均一なパターン１８を得ることができる。又、剥離時のパターン１８へのストレスをなくしパターン潰れ等の形状変化が無い高精細なパターン１８を得ることができる。剥離ロール７は材質、弾性係数、摩擦係数、曲率、剥離速度を変更し、パターン１８の形成に最適な組み合わせとする。

図６に示すように、フィルム状ブランケット２上へパターン１８を形成し、剥離工程を含む一次転写を完了し、撓み防止ローラ１５を下降させる。ここで、除去版１０を吸着テーブル９の除去版１０の吸着を止めて、除去版１０を吸着テーブルから外して吸着テーブル９へ基材１１を吸着保持する。吸着テーブル９への除去版１０と基材１１の切換えは手動もしくは自動切換えとする。又、基材１１は板状もしくはウエブ状どちらでも構わない。

また、この例では吸着テーブル９が除去版支持台と基材支持台を兼ねるものであるが、別でも構わない。また、支持方法は、簡易な固定方法として吸着の場合で説明しているが、機械的等の他の固定方法でも構わない。

図７に示すように、フィルム状ブランケット２上のパターン１８を剥離ロール７にて吸着テーブル９へ吸着保持された基材１１上へ搬送する。転写ロール８を転写開始位置まで移動する。

図８に示すように、吸着テーブル９を剥離ロール７と基材１１間に一定の均一な隙間Ｇを設ける位置まで上昇させる。更にフィルム状ブランケット２の撓み防止ローラ１５を上昇させ隙間Ｇが一定になるようにする。

図９に示すように、転写ロール８にて一定圧力で押し付けて、フィルム状ブランケット２上のパターン１８を基材１１へ転写する。この際、フィルム状ブランケット２を一次転写・剥離時と同一の張力に制御し、一定張力の状態を保持し転写を行う為、一次・二次転写間でのパターンピッチずれの発生が無く、基材１１上に高精度のパターン１８を得ることができる。

図１０に示すように、剥離ロール７にて剥離に最適な一定の隙間Ｇを保ちながら、フィルム状ブランケット２上のパターン１８を剥離し、基材１１上へパターン１８を形成する。最適な一定の隙間Ｇを保ちながら剥離ロール７により剥離することにより、剥離ポイントを安定させ、規則的に剥離を行い剥離の再現性を向上させ、局部的な転写不良、剥離ムラの発生が無く、基材１１上に均一なパターン１８を得ることができる。又、剥離時のパターン１８へのストレスをなくしパターン潰れ等の形状変化が無い高精細なパターン１８を得ることができる。

図１１に示すように、基材１１上へパターン１８を形成し、剥離工程を含む二次転写を完了し、撓み防止ローラ１５を下降させる。

以後、上記動作を繰り返す。

図１２は二次転写動作において、既にパターン１８が形成された基材１１を位置決めし、別のパターン１８の重ね合わせ行う実施例を示す。基材１１上のパターン１８と同時に転写されたアライメントマークとフィルム状ブランケット２上のパターン１８と同時に転写されたアライメントマークをＣＣＤエリアカメラ１６にて読み取り、位置合わせを行い、パターン１８の高精度な重ね合わせを可能とする。図には示さないが吸着テーブル９はＸ、Ｙ、θ方向の位置調整機能を備える。ＣＣＤエリアカメラ１６は奥行き方向へ逃がす構造とする。

又、張力制御系に一次転写と二次転写間で張力補正機能を備えることにより、一次転写と二次転写間でのフィルム状ブランケット２のクリープ等の経時的変化に対する補正を可能とし、高精度なパターン１８を得ることができる。

図１３はフィルム状ブランケット２の表面温度を測定し、一次転写と二次転写間での張力補正行う実施例を示す。フィルム状ブランケット２の表面温度を表面温度センサー１７にて一次転写と二次転写の各々で測定し、張力制御系に一次転写と二次転写間で張力補正機能を備えることにより、一次転写と二次転写間でのフィルム状ブランケット２の温度変化に対する補正を可能とし、高精度なパターンを得ることができる。

本発明のパターン形成装置の一実施例の正面を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の一次転写の転写前の動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の一次転写の転写直前の動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の一次転写動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の一次転写の剥離動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の二次転写の転写前の動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の二次転写の転写前の動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の二次転写の転写直前の動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の二次転写動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の二次転写における剥離動作を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の一次・二次転写・剥離動作の完了時を示す説明図である。 本発明のパターン形成装置の図８に示す二次転写動作において、既に基材上に転写されたパターンを位置決めし、パターンの重ね合わせ行う実施例を示す説明図である。 本発明パターン形成装置の一次転写と二次転写動作において、フィルム状ブランケットの表面温度を測定し、一次転写と二次転写との間での張力補正行う実施例を示す説明図である。

符号の説明

１・・・巻き出し
２・・・フィルム状ブランケット
３・・・張力センサー
４・・・塗工吸着テーブル
５・・・ダイヘッド
６・・・塗工膜
７・・・剥離ロール
８・・・転写ロール
９・・・吸着テーブル
１０・・・除去版
１１・・・基材
１２・・・クランプロール
１３・・・巻き取り
１４・・・保護フィルム巻き出し
１５・・・撓み防止ローラ
１６・・・ＣＣＤエリアカメラ
１７・・・表面温度センサー
１８・・・パターン

Claims (7)

1. ロール・ツー・ロールのフィルム状ブランケットにベタパターンから除去版部分を転写して除去するによりパターンを形成する一次転写と、一次転写により形成されたフィルム状ブランケット上のパターンを基材に二次転写することにより、基材上にパターンを転写するパターン形成装置において、フィルム状ブランケットの走行路の転写面側に除去版支持台と、フィルム状ブランケットの走行路の転写面側に基材支持台と、フィルム状ブランケットの走行路の非転写面側に除去版および基材上を移動可能であり除去版および基材からフィルム状ブランケットを剥離する剥離ロールと、フィルム状ブランケットの走行路の非転写面側に除去版および基材上を移動可能な転写ロールと、フィルム状ブランケットを一定の張力にする張力制御系と一定張力の状態を保持するクランプロールを備えたことを特徴とするパターン形成装置。
2. 除去版支持台が基材支持台を兼ねることを特徴とする請求項１記載のパターン形成装置。
3. 剥離ロールと除去版および基材間の隙間を調整する機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のパターン形成装置。
4. 前記張力制御系に一次転写と二次転写間で張力補正機能を備えたことを特徴とする請求項１から３何れか記載のパターン形成装置。
5. 非転写面側に除去版へロール・ツー・ロールのフィルム状ブランケットを加圧可能な転写ロールで加圧し、除去版からフィルム状ブランケットを剥離する剥離ロールにて剥離してベタパターンから除去版部分を転写して除去するによりパターンを形成することを、フィルム状ブランケットを一定張力の状態を保持しながら行う一次転写と、非転写面側に基材へロール・ツー・ロールのフィルム状ブランケットを加圧可能な転写ロールで加圧し、基材からフィルム状ブランケットを剥離する剥離ロールにて剥離してパターンを形成することを、フィルム状ブランケットを一定張力の状態を保持しながら行う二次転写と、からなるパターン形成方法。
6. 一次転写時には前記除去版が除去板支持台により支持されており、一次転写と二次転写の間に除去版を基材に交換し、二次転写時には前記基材が除去板支持台により支持されてでいることを特徴とする請求項５記載のパターン形成方法。
7. 前記張力制御系に一次転写と二次転写間で張力を変えたことを特徴とする請求項５または請求項６記載のパターン形成方法。

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