JP2014154731A - パターン形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】早いタクトで基板上にパターンを形成できるパターン形成装置を提供する。
【解決手段】本発明のパターン形成装置は、基板に塗布液を塗布する塗布部と、フィルム基材に所定のパターンが形成された長尺状のフィルムからパターンのみを塗布液が塗布された基板に転写する転写部と、塗布部から転写部に基板を搬送する基板搬送部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、パターン形成装置に関する。

近年、半導体ウエハでは、フォトリソグラフィー処理を行う代わり、所謂インプリントと呼ばれる方法を用いてウエハ上に微細なレジストパターンを形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、表面に微細なパターンを有するテンプレートをウエハ上に形成したレジスト膜の表面に圧着させ、その後剥離し、このレジスト膜の表面に直接パターンの転写を行うものである。

特開２０１２−９８３０号公報

ところで、上述のようなインプリント法を用いてガラス等の基板上にレジストパターンを形成することも考えられる。この場合、各ガラス基板に対して枚葉処理によってインプリントを行うため、タクトに時間を要することになる。そこで、基板に早いタクトでパターンを形成できる新たな技術の提供が望まれている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、早いタクトで基板上にパターンを形成できるパターン形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るパターン形成装置は、基板上に塗布液を塗布する塗布部と、前記塗布液が塗布された前記基板を搬送する基板搬送部と、長尺状のフィルムに形成された所定の凹凸パターンを前記基板搬送部により搬送される前記基板上の前記塗布液に転写する転写部と、を備えることを特徴とする。

本発明のパターン形成装置によれば、基板搬送部により搬送される基板上の塗布液にインプリント法で凹凸パターンを転写することができる。よって、枚葉処理で各基板にパターンを転写する構成に比べ、基板上に所定のパターンを早いタクトで形成することができるパターン形成装置を提供できる。

上記パターン形成装置において、前記転写部は、前記フィルムの前記凹凸パターンを前記基板に塗布された前記塗布液に押圧する押圧部と、前記基板から前記フィルムを剥離する剥離部と、を含む構成としてもよい。
この構成によれば、フィルムを塗布液に押圧した後、剥離することで凹凸パターンを簡便且つ確実に塗布液に転写することができる。

上記パターン形成装置において、前記転写部は、前記基板に塗布された前記塗布液を硬化させる硬化部を備える構成としてもよい。
この構成によれば、塗布液を硬化させることで塗布膜を形成することができる。

上記パターン形成装置において、前記乾燥部は、前記基板の搬送経路における前記押圧部の下流側に配置される第１硬化部を含む構成としてもよい。
この構成によれば、パターン転写後の塗布液を本硬化させることができ、パターン転写後の塗布液の型崩れを防止できる。

上記パターン形成装置において、前記乾燥部は、前記基板の搬送経路における前記押圧部の上流側に配置される第２硬化部を含む構成としてもよい。
この構成によれば、押圧部によるパターン転写前に塗布液を仮硬化させることができる。

上記パターン形成装置において、前記押圧部は、熱を加えた状態で前記基板及び前記フィルムを押圧する構成としてもよい。
この構成によれば、加熱圧着により塗布液に対してパターンを良好に転写することができる。

上記パターン形成装置において、前記転写部は、前記フィルムを巻回したロール体から巻き出した当該フィルムを前記押圧部に送り出す送出しローラーと、前記剥離部で剥離した前記フィルムを巻き取る巻取ローラーと、を含む構成としてもよい。
この構成によれば、フィルムとして長尺状のものを採用することができ、長尺の基板に対してもパターン転写を良好に行うことができる。よって、基板の長さ方向における寸法の制約を無くすことができ、種々の大きさの基板に対してパターンを形成することができる汎用性の高いパターン形成装置を提供できる。

上記パターン形成装置において、前記基板搬送部は、前記基板における搬送速度を調整する速度調整機構を含む構成としてもよい。
この構成によれば、基板の搬送速度を調整することで、転写部から塗布部に移行する際における基板の待機時間を短くし、結果的にパターン形成処理に要する時間を短くすることができる。

上記パターン形成装置において、前記転写部は、前記フィルムの搬送経路における前記押圧部の上流及び前記剥離部の下流の少なくとも一方に配置された除電部を備える構成としてもよい。
この構成によれば、パターン転写時に生じた静電気を除電することができる。よって、静電気に起因する装置の破壊や誤作動といった不具合の発生を防止することができる。

本発明によれば、早いタクトで基板上にパターンを形成できる。

パターン形成装置の概略構成を示す側面図。 フィルムの断面形状を示す図。 （ａ）〜（ｃ）はパターン形成装置の動作を説明するための図。 （ａ）、（ｂ）は図３に続いてパターン形成装置の動作を説明するための図。 剥離部による剥離動作を説明するための図。 パターン形成装置の変形例に係る構成を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
以下の各図において、本実施形態に係るパターン形成装置の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。当該ＸＹＺ座標系においては、床面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面においてパターン形成装置がパターンを形成する基板の搬送方向をＸ方向と表記し、ＸＹ平面上でＸ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。ＸＹ平面に垂直な方向はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

図１はパターン形成装置の概略構成を示す側面図である。
図１に示すように、パターン形成装置１は、制御装置２と、塗布部１０と、基板搬送部２０と、転写部３０と、基板検出部５０と、を有している。制御装置２は、パターン形成装置１の各構成部材（塗布部１０、基板搬送部２０、転写部３０、及び基板検出部５０）に電気的に接続されており、各々の駆動を制御する。

塗布部１０は、例えばガラスからなる基板Ｓ上に塗布液としてのレジスト液を塗布するためのものである。本実施形態において塗布されるレジスト液としては、熱硬化型のものが用いられる。

基板搬送部２０は、塗布部１０により塗布液が塗布された基板Ｓを搬送するためのものである。転写部３０は、基板上の塗布液に所定の凹凸パターンを転写するためのものである。

このように本実施形態に係るパターン形成装置１は、レジスト液を塗布した基板Ｓを基板搬送部２０により転写部３０に順次搬送することで、塗布工程と転写工程とを１つの装置内で一貫して行うものである。これにより、早いタクトで基板Ｓ上に所定のパターンを形成することが可能となっている。

塗布部１０は、塗布ノズル１１と、基板保持部１２とを有する。塗布ノズル１１は、一方向（Ｙ方向）が長手の長尺状に構成されており、フレーム１３に設けられている。フレーム１３は、例えば、基板保持部１２の上方を幅方向（Ｙ方向）に跨ぐような門柱状に構成され、塗布ノズル１１の上面を支持している。塗布ノズル１１のうち−Ｚ方向の先端には、自身の長手方向に沿ってスリット状の開口部１１ａが設けられており、当該開口部１１ａからレジストが吐出されるようになっている。すなわち、塗布ノズル１１は、所謂スリットノズルから構成されている。

塗布ノズル１１は、開口部１１ａの長手方向がＹ方向に平行になると共に、当該開口部１１ａが基板保持部１２に対向するように配置されている。開口部１１ａの長手方向の寸法は、例えば基板ＳのＹ方向の寸法よりも小さくなっており、基板Ｓの周辺領域にレジストが塗布されないようになっている。塗布ノズル１１の内部にはレジストを開口部１１ａに流通させる図示しない流通路が設けられており、この流通路には図示しないレジスト供給源が接続されている。このレジスト供給源は例えば図示しないポンプを有しており、当該ポンプでレジストを開口部１１ａへと押し出すことで開口部１１ａからレジストが吐出されるようになっている。

基板保持部１２は、レジスト塗布時の基板Ｓを保持する保持面１２ａを有するコンベア機構から構成されている。基板保持部１２は、保持面１２ａをＸ方向に移動可能に構成されている。また、基板保持部１２は、Ｚ方向に移動可能に構成されている。コンベア機構は、例えば、モーター機構やエアシリンダー機構、リニアモーター機構などの駆動機構を含む。

また、塗布部１０は、塗布ノズル１１の開口部１１ａ、すなわち、塗布ノズル１１の先端と当該ノズル先端に対向する対向面との間のＺ方向上の距離を測定するセンサーを備えていても良い。この構成によれば、基板保持部１２は、保持面１２ａに保持した基板Ｓと塗布ノズル１１との距離を変化させることが可能となる。

基板保持部１２は、保持面１２ａを塗布ノズル１１の下方をＸ方向に沿って移動させ、該保持面１２ａ上の基板Ｓをノズル先端の開口部１１ａの直下に通過させることができる。塗布ノズル１１は、基板保持部１２によりＸ方向に沿って移動する基板Ｓ上にレジスト液を吐出することで基板Ｓの全面にレジスト液を塗布することができる。

レジスト液の塗布後、基板保持部１２はレジスト液が塗布された基板Ｓを＋Ｘ方向に移動させ、基板搬送部２０に受け渡す。

基板搬送部２０は、第１搬送部２１と第２搬送部２２と駆動部２３とを含む。
第１搬送部２１は、転写部３０に向けて基板Ｓを搬送するためのものである。第１搬送部２１は、前段部２１ａ及び後段部２１ｂを含む。前段部２１ａは、塗布部１０から受け取った基板Ｓを搬送するためのものである。後段部２１ｂは、転写部３０に向けて基板Ｓを搬送するためのものである。前段部２１ａ及び後段部２１ｂは、例えば、それぞれコンベア装置から構成される。第１搬送部２１は、前段部２１ａと後段部２１ｂとの間で基板Ｓの受け渡しを行う。

第２搬送部２２は、後述する転写部３０の押圧部３３を通過した基板Ｓを搬送方向下流に向けて搬送するためのものである。第２搬送部２２は、前段部２２ａ及び後段部２２ｂを含む。前段部２２ａは、押圧部３３から受け取った基板Ｓを搬送するためのものである。後段部２２ｂは、基板Ｓを外部に向けて搬出するためのものである。前段部２２ａ及び後段部２２ｂは、例えば、それぞれコンベア装置から構成される。

駆動部２３は、前段部２１ａ、後段部２１ｂ、及び第２搬送部２２に対して付与する駆動力をそれぞれ異ならせることが可能である。これにより、駆動部２３は、基板Ｓの位置に応じて搬送速度をそれぞれ独立に調整することができる。

転写部３０は、送出ロール３１と、巻取ロール３２と、押圧部３３と、硬化部３４と、剥離部３５と、第１中継ローラー３６と、第２中継ローラー３７と、第３中継ローラー３８と、除電部４０と、エンコーダーロール４１とを有する。

送出ロール３１は、長尺状のフィルム１００をロール状に巻回したロール体から構成されるものである。巻取ロール３２は、送出ロール３１から巻き解いたフィルム１００を巻き取ることで回収するためのものである。巻取ロール３２には、該巻取ロール３２を回転駆動させる回転駆動部３２ａが設けられている。回転駆動部３２ａとしては、例えばモーターが用いられる。回転駆動部３２ａは、制御装置２に電気的に接続され、該制御装置２により、その駆動が制御されている。この構成に基づき、回転駆動部３２ａは巻取ロール３２を回転駆動させて、フィルム１００を巻き取ることで送出ロール３１に巻回されているフィルム１００を巻き解くことができる。すなわち、本実施形態において、巻取ロール３２は主動ローラーを構成し、送出ロール３１は従動ローラーを構成する。

図２はフィルム１００の断面形状を示す図である。
図２に示すように、フィルム１００は、一面側に所定の凹凸パターン１０１が複数形成されている。複数の凹凸パターン１０１は、それぞれ１枚の基板の大きさに対応するものである。すなわち、フィルム１００には、複数枚の基板Ｓ分に転写される凹凸パターン１０１が連続的に形成されたものとなっている。そのため、フィルム１００は、順次搬送される複数の基板Ｓに対し、所定の凹凸パターン１０１を連続的に転写することができる。よって、従来の枚葉処理によって行われる転写方式に比べ、早いタクトで基板上に所定のパターンを形成することができる。

フィルム１００は、例えばポリイミド等の可撓性を有する樹脂から構成されている。凹凸パターン１０１は、基板Ｓ上に塗布された塗布液に転写されるパターンを構成するためのものである。凹凸パターン１０１は、凸部１０１ａと凹部１０１ｂとを含む。凸部１０１ａは、後述のように基板Ｓに押し付けられた際、塗布液を押し除け、凹部１０１ｂは凸部１０１ａにより押し退けられた塗布液を収容する。すなわち、塗布液には、凹部１０１ｂに対応する凸パターンが転写されることとなる。

押圧部３３は、一対のローラー３３ａ、３３ｂを含む。一対のローラー３３ａ、３３ｂは、所定間隔だけ離間して互いの間に隙間が生じた状態に配置されている。
一対のローラー３３ａ、３３ｂは、それぞれ内部にヒーター４３が内蔵されている。ヒーター４３は、制御装置２に電気的に接続され、その駆動状態が制御されている。ヒーター４３としては、例えば抵抗加熱方式のものが用いられるが加熱方式はこれに限定されることはなく、誘電加熱等の従来公知の方式を適宜採用可能である。なお、ヒーター４３は、ローラー３３ａ、３３ｂの表面温度を例えば約１００℃程度とする出力に設定されている。

この構成により、一対のローラー３３ａ、３３ｂは、上記隙間に第１搬送部２１（後段部２１ｂ）により導かれた基板Ｓに対し、フィルム１００を熱圧着することができる。よって、フィルム１００に形成されている凹凸パターン１０１は、基板Ｓ上に塗布されたレジスト液に良好に転写されることとなる。

一対のローラー３３ａ、３３ｂは、ある程度の熱耐性を有する例えばゴムなどの耐熱性弾性材料から構成されている。これよれば、ヒーター４３による劣化を防止するとともに押圧時にローラー表面が弾性変形することで基板Ｓ及びフィルム１００に与えるダメージを抑制することができる。

硬化部３４は、第１硬化部３４ａと、第２硬化部３４ｂとを含む。第１硬化部３４ａは、基板Ｓ上に塗布されたレジスト液を仮硬化させるためのものである。第１硬化部３４ａは、第１搬送部２１の後段部２１ｂと対向する領域に配置されている。

第２硬化部３４ｂは、フィルム１００の押圧後の基板Ｓを再度加熱することでレジスト液を本硬化させるためのものである。第１硬化部３４ａ及び第２硬化部３４ｂとしては、例えば赤外線ヒーターがそれぞれ用いられる。第１硬化部３４ａ及び第２硬化部３４ｂは、それぞれレジスト液を硬化させることが可能な温度に設定されている。なお、硬化部３４は、温風を用いてレジスト液を硬化させる構成であっても構わない。この構成においては、第１硬化部３４ａ及び第２硬化部３４ｂがそれぞれ所定温度の温風を吹き出し可能な温風ヒーターから構成される。

剥離部３５は、剥離ローラー３５ａ及び支持ローラー３５ｂを有する。フィルム１００は、剥離ローラー３５ａから、第２中継ローラー３７及び第３中継ローラー３８を経由して巻取ロール３２により巻き取られる。支持ローラー３５ｂは、剥離ローラー３５ａとの間でフィルム１００及び基板Ｓを挟持するように支持する。
第２中継ローラー３７は、剥離ローラー３５ａに対し、基板Ｓの搬送方向と反対方向（−Ｘ方向）に配置されている。また、第３中継ローラー３８は、第２中継ローラー３７に対し、上方（＋Ｚ方向）に配置されている。

この構成によれば、フィルム１００は、剥離ローラー３５ａを介して１８０度反対方向に折り返された後、第２中継ローラー３７を介して９０度上方に折り曲げられ、第３中継ローラー３８を介して再び＋Ｘ方向（基板Ｓの搬送方向）に折り曲げられることで巻取ロール３２に巻き取られる。

フィルム１００は、剥離ローラー３５ａにおいて基板Ｓと反対方向に折り返されることで、基板Ｓ（塗布液）に圧着された状態から剥離されることとなる。剥離ローラー３５ａで基板Ｓから剥離されたフィルム１００は、第２中継ローラー３７及び第３中継ローラー３８を経由して巻取ロール３２により巻き取られる。
フィルム１００が剥離された基板Ｓは、支持ローラー３５ｂを介して後段部２２ｂに受け渡されて＋Ｘ方向に搬送される。

転写部３０は、上記フィルム引き回し構造を採用することで、基板Ｓに押圧されたフィルム１００を剥離することができる。よって、基板Ｓ上に塗布されたレジスト液に対し、所定のパターンを良好に転写することができる。

除電部４０は、第１除電部４０ａ、第２除電部４０ｂ、及び第３除電部４０ｃを含む。第１除電部４０ａは、送出ロール３１の近傍に配置され、フィルム１００が送出ロール３１から巻き解かれた際に生じた静電気を除電するためのものであり、例えばイオナイザーから構成されるものである。第２除電部４０ｂは、フィルム１００の搬送方向における押圧部３３の上流に配置され、押圧部３３に搬送される前のフィルム１００に帯電している静電気を除電するためのものであり、例えばイオナイザーから構成される。第３除電部４０ｃは、フィルム１００の搬送方向における剥離部３５の下流に配置され、フィルム１００が基板Ｓから剥離された際の剥離帯電による静電気を除電するためのものであり、例えばイオナイザーから構成される。

送出ロール３１から巻き出されたフィルム１００は、第１中継ローラー３６、エンコーダーロール４１、押圧部３３、剥離部３５、第２中継ローラー３７、及び第３中継ローラー３８を経て巻取ロール３２により巻き取られる。

転写部３０は、第１中継ローラー３６とエンコーダーロール４１との間に、フィルム押さえ部材４４をさらに有している。フィルム押さえ部材４４は、所定方向に搬送されるフィルム１００の浮き上がりを防止し、弛みの発生を防止するためのものである。これにより、フィルム１００を安定して搬送することができ、押圧部３３までフィルム１００を良好に搬送することができる。

転写部３０は、エンコーダーロール４１と押圧部３３との間に、フィルム検出センサー４５をさらに有している。フィルム検出センサー４５は、送出ロール３１及び巻取ロール３２間に設定される搬送経路内におけるフィルム１００の位置情報を取得するためのものである。フィルム検出センサー４５は、例えばフィルム１００の表面のうち、凹凸パターン１０１の非形成領域に設けられた所定のマークを検出する。フィルム検出センサー４５は、例えばＣＣＤカメラが用いられる。フィルム検出センサー４５は、制御装置２に電気的に接続されている。フィルム検出センサー４５は、マークを検出すると、マークを検出した旨の信号を制御装置２に送信する。

制御装置２は、この検出結果に基づき、回転駆動部３２ａの駆動を制御し、巻取ロール３２（送出ロール３１）の回転速度を調整する。これによれば、後述のようにフィルム１００の搬送速度を基板Ｓの搬送タイミングに合わせて調整することができる。

例えば、制御装置２は、第１搬送部２１の後段部２１ｂに搬送される基板Ｓが押圧部３３に到達するタイミングがずれている場合、駆動部２３により後段部２１ｂの搬送速度のみを選択的に加速あるいは減速させ、フィルム１００が押圧部３３に到達するタイミングと基板Ｓが押圧部３３に到達するタイミングとを合わせることができる。すなわち、駆動部２３は、基板搬送部２０における基板Ｓの搬送速度を調整する本発明の速度調整機構を構成している。これによれば、後述のように基板Ｓの搬送速度をフィルム１００の搬送タイミングに合わせて調整することができる。

基板検出部５０は、第１基板検出センサー５１と、第２基板検出センサー５２とを有する。第１基板検出センサー５１及び第２基板検出センサー５２は、それぞれ基板搬送部２０により搬送される基板Ｓを検出するためのものである。

第１基板検出センサー５１は、第１搬送部２１における前段部２１ａ及び後段部２１ｂの間に配置される。第２基板検出センサー５２は、第２搬送部２２における前段部２２ａ及び後段部２２ｂの間に配置される。第１基板検出センサー５１及び第２基板検出センサー５２（以下、これらを総称して各センサー５１、５２と呼ぶこともある）は、制御装置２に電気的に接続されており、各検出結果を制御装置２に送信する。制御装置２は、上記各センサー５１、５２から送信される検出結果に基づき、基板Ｓの位置情報を取得する。

本実施形態に係るパターン形成装置１は、上記構成に基づき、基板Ｓ上のレジスト液に所定のパターンを転写する場合、凹凸パターン１０１と基板Ｓとを位置合わせを行っている。これにより、複数の基板Ｓ上に所定のパターンを形成することができる。

続いて、パターン形成装置１の動作として、基板Ｓ上にパターンを形成する方法について図面を参照しながら説明する。図３、４はパターン形成装置１の動作を説明するための図である。

はじめに、不図示のロボット装置により塗布部１０の基板保持部１２に基板Ｓが搬入される。基板Ｓが搬入されると、制御装置２は基板保持部１２の保持面１２ａをＸ方向に沿って移動させつつ、塗布ノズル１１の先端の開口部１１ａからレジストを吐出させる。制御装置２は、不図示のポンプを駆動し、レジスト源から開口部１１ａへとレジストを押し出す。このようにして、塗布ノズル１１の開口部１１ａからレジストを吐出した状態で、基板Ｓを移動させることで図３（ａ）に示すように基板Ｓの全面にレジスト液を塗布することができる。

なお、制御装置２は、塗布部１０が駆動するタイミングに合わせて、硬化部３４（第１硬化部３４ａ及び第２硬化部３４ｂ）を駆動させて待機状態にしておく。これにより、基板Ｓが搬送された際に所定温度の赤外線を最適なタイミングで照射できるようにしている。
また、制御装置２は、塗布部１０が駆動するタイミングに合わせて、押圧部３３のローラー３３ａ、３３ｂに内蔵されたヒーター４３を駆動させて待機状態にしておく。これにより、基板Ｓが押圧部３３に搬送されたタイミングでフィルム１００を最適に熱圧着することができる。

また、制御装置２は、転写部３０をスタンバイ状態とする。ここで、転写部３０のスタンバイ状態について説明する。制御装置２は、フィルム検出センサー４５の検出結果に基づいてフィルム１００の位置情報を取得する。制御装置２は、フィルム１００の位置情報を取得できない場合、フィルム検出センサー４５がフィルム１００の表面に設けられた所定のマークを検出するまで巻取ロール３２を駆動してフィルム１００を移動させる。
このようにして制御装置２は、フィルム検出センサー４５の位置における凹凸パターン１０１が押圧部３３に到達するまでの時間を予め取得しておき、フィルム１００の搬送を停止した状態で待機する。以上により、転写部３０におけるスタンバイ状態が完了する。

続いて、制御装置２は、図３（ｂ）に示すように基板保持部１２を＋Ｚ方向に上昇させる。具体的に制御装置２は、保持面１２ａ上の基板Ｓにおける下面が基板搬送部２０（第１搬送部２１）の搬送面と同じ高さ（面一）になるまで基板保持部１２を上昇させ、その後、基板Ｓの下面が第１搬送部２１の上面に載置される位置まで＋Ｘ方向に移動する。

この状態において、制御装置２は、基板保持部１２及び第１搬送部２１を駆動する。これにより、図３（ｃ）に示すように基板Ｓは、基板保持部１２から第１搬送部２１へと受け渡される。基板保持部１２は、基板Ｓを第１搬送部２１に受け渡した後、初期位置（塗布ノズル１１による塗布を行った際の基板保持高さ）へと戻る。

制御装置２は、基板Ｓが第１搬送部２１に受け渡され、基板保持部１２が初期位置に戻ったタイミングで不図示のロボット装置を駆動し、塗布部１０の基板保持部１２に別の基板Ｓを搬入させる。そして、塗布部１０は、同様に別の基板Ｓに対して塗布液を塗布する。

続いて、制御装置２は、基板Ｓの搬送方向先端（＋Ｘ方向側の先端部）を前段部２１ａの終端部（＋Ｘ方向側の端部）まで搬送する。制御装置２は、基板Ｓが前段部２１ａの終端部に到達すると、前段部２１ａの駆動を一時的に停止する。これにより、基板Ｓの搬送が停止される。

具体的に、制御装置２は、第１基板検出センサー５１から基板Ｓの検出信号が送信されるまで前段部２１ａを駆動する。ここで、第１基板検出センサー５１は、上述のように前段部２１ａ及び後段部２１ｂの間に配置されている。そのため、第１基板検出センサー５１により基板Ｓの搬送方向先端が検出された場合、基板Ｓの搬送方向先端は前段部２１ａの終端部に到達したものとみなすことができる。

続いて、制御装置２は、前段部２１ａ及び後段部２１ｂを駆動することで、前段部２１ａ側から後段部２１ｂ側へと基板Ｓを受け渡す。後述するタイミングにて、制御装置２は転写部３０の巻取ロール３２を駆動させ、フィルム１００を押圧部３３に向けて搬送する。

後段部２１ｂに搬送された基板Ｓは、図３（ｄ）に示すように、該後段部２１ｂに対向配置される第１硬化部３４ａから赤外線が照射される。その後、押圧部３３まで搬送される。基板Ｓ上の塗布液は、第１硬化部３４ａから赤外線が照射されることで仮硬化して塗布膜となる。

ここで、制御装置２は、上述したスタンバイ状態あるフィルム１００（凹凸パターン１０１）が押圧部３３に到達するタイミングと、後段部２１ｂにより搬送される基板Ｓが押圧部３３に到達するタイミングとを一致させるように転写部３０（巻取ロール３２）及び第１搬送部２１（後段部２１ｂ）を駆動させる。

制御装置２は、例えば、フィルム検出センサー４５の検出結果に基づき、回転駆動部３２ａの駆動を制御し、巻取ロール３２（送出ロール３１）の回転速度を調整することでフィルム１００の搬送タイミングと基板Ｓの搬送タイミングとを合わせるように調整する。あるいは、制御装置２は、例えば、フィルム検出センサー４５の検出結果に基づき、駆動部２３により後段部２１ｂの搬送速度のみを選択的に加速あるいは減速させることで、一定速度で搬送されるフィルム１００が押圧部３３に到達するタイミングと基板Ｓが押圧部３３に到達するタイミングとを合わせるように調整する。

これにより、図４（ａ）に示すように、フィルム１００の凹凸パターン１０１の先端位置と基板Ｓの搬送方向の先端部とが一致した状態（すなわち、基板Ｓと凹凸パターン１０１とが位置合わせされた状態）で押圧部３３に到達する。

そして、一対のローラー３３ａ、３３ｂ間の隙間に基板Ｓ及びフィルム１００が導かれる。ここで、押圧部３３は、上述のようにローラー３３ａ、３３ｂ内のヒーター４３が予め駆動されているので、図４（ｂ）に示すようにフィルム１００を基板Ｓに良好に熱圧着することができる。

本実施形態においては、上述のように押圧部３３によるパターンの転写前に第１硬化部３４ａによって塗布液が仮硬化されているので、パターン転写時に凹凸パターン１０１が押し付けられた際に、塗布液（塗布膜）が型崩れすることが防止される。よって、凹凸パターン１０１が押し付けられた際、凸部１０１ａが押し退けた塗布液が凹部１０１ｂ内に良好に入り込んだ状態で成型され、凹部１０１ｂに対応する凸パターンが転写されることとなる。このように本実施形態によれば、フィルム１００に形成された凹凸パターン１０１を基板Ｓ上の塗布液に所謂インプリント法で簡便且つ確実に転写することができる。

押圧部３３を通過した基板Ｓは、フィルム１００と一体化した状態で第２搬送部２２の前段部２２ａに受け渡される。前段部２２ａに搬送される基板Ｓは、該前段部２２ａに対向配置される第２硬化部３４ｂから赤外線が照射されることで該基板Ｓ上の塗布液がフィルム１００とともに加熱され、本硬化して完全な塗布膜となる。

制御装置２は、基板Ｓが第１搬送部２１の後段部２１ｂに完全に受け渡されたタイミングで塗布部１０により塗布液が塗布された別の基板を前段部２１ａ内に搬入させる。前段部２１ａは、第１基板検出センサー５１による検出位置まで該別の基板を搬送し、別の基板を待機させておく。
また、制御装置２は、後段部２１ｂから押圧部３３に基板Ｓが完全に受け渡されたタイミングで前段部２１ａ上に待機している別の基板を後段部２１ｂに搬送させる。

その後、フィルム１００及び基板Ｓは、前段部２２ａにより剥離部３５へと搬送される。図５は剥離部３５による剥離動作を説明するための図である。
フィルム１００は、剥離部３５（剥離ローラー３５ａ）から、第２中継ローラー３７及び第３中継ローラー３８を経由して巻取ロール３２により巻き取られる。剥離ローラー３５ａを通過したフィルム１００は、図５に示すように、基板Ｓの搬送方向と１８０度反対方向に折り返される。このとき、フィルム１００は、剥離ローラー３５ａの外周面に沿って折り返される際、上方に急峻に折り曲げられることで基板Ｓから剥離されることとなる。

剥離ローラー３５ａで折り曲げられたフィルム１００は、第２中継ローラー３７を介して９０度上方に折り曲げられる。そして、第２中継ローラー３７で折り曲げられたフィルム１００は、第３中継ローラー３８を介して再び＋Ｘ方向（基板Ｓの搬送方向）に折り曲げられることで巻取ロール３２に巻き取られる。

なお、巻取ロール３２に巻き取られたフィルム１００は、例えば洗浄等を行うことで送出ロール３１として再利用するようにしても構わない。これによれば、フィルム１００を再利用することでパターン形成装置１のメンテナンスに要するコストを抑えることができ、結果的に基板Ｓ上にパターンを低コストで形成することができる。

ここで、基板Ｓ上に塗布された塗布液は、上述のように硬化部３４を通過することで本硬化した塗布膜となっているため、フィルム１００の剥離時において、転写されたパターンが変形してしまうことが防止される。

また、フィルム１００は、上述のようにポリイミド等の可撓性を有する樹脂から構成されているので、剥離ローラー３５ａの外周面に沿って折り返された場合であっても、曲りや割れの発生を防止することができる。これにより、基板Ｓ上には、所定のパターンから構成されたレジスト膜が形成されたものとなる。

剥離部３５によってフィルム１００と分離された基板Ｓは後段部２２ｂへと搬送される。基板Ｓは、後段部２２ｂにより不図示の基板搬出領域まで搬送される。ここで、制御装置２は、例えば、駆動部２３により後段部２２ｂの搬送速度を選択的に加速させ、パターン形成後の基板を基板搬出領域まで短時間で搬送するようにしてもよい。このように本実施形態によれば、基板Ｓの搬送位置に応じて、制御装置２が基板搬送部２０の基板搬送速度を適宜調整することで基板Ｓが装置内に搬入されてから搬出されるまでの間に要するパターン形成工程にかかる時間を全体として短縮することができる。

なお、第２基板検出センサー５２は、剥離部３５を通過した基板Ｓについて、搬送方向後端部を検出した旨の信号を制御装置２に送信する。これにより、制御装置２は、基板Ｓの全体が剥離部３５を通過したことを認識する。この場合において、制御装置２は、例えば、不図示のアラームを通知することで基板Ｓに対するパターン形成処理が終了した旨をパターン形成装置１のオペレーター（作業者）に対して通知するようにしてもよい。

以上述べたように、本実施形態に係るパターン形成装置１によれば、基板搬送部２０により搬送される基板Ｓ上の塗布液にインプリント法で凹凸パターン１０１を転写することができる。よって、枚葉処理で各基板にパターンを転写する従来構成に比べ、基板Ｓ上に所定のパターンを早いタクトで形成することができる。

また、本実施形態では、長尺状のフィルム１００を基板Ｓに押圧した後、剥離することで所定のパターンを簡便且つ確実に塗布液に転写することができる。また、転写時にフィルム１００と基板Ｓとを加熱圧着するので、塗布液に対してパターンを良好に転写することができる。

また、フィルム１００として長尺状のものを採用するため、基板Ｓの長さ方向における寸法の制約を無くすことができ、種々な大きさの基板Ｓに対してパターンを形成することが可能な汎用性の高い装置を提供できる。

また、フィルム１００の搬送経路の途中である送出ロール３１の近傍に第１除電部４０ａが配置されるので、フィルム１００が送出ロール３１から巻き解かれた際に生じた静電気を除電することができる。また、フィルム１００の搬送方向における押圧部３３の上流に第２除電部４０ｂが配置されるので、押圧部３３に搬送される前のフィルム１００に帯電している静電気を除電することができる。また、フィルム１００の搬送方向における剥離部３５の下流に第３除電部４０ｃが配置されるので、フィルム１００が基板Ｓから剥離された際の剥離帯電による静電気を除電することができる。

なお、上記実施形態の説明においては、基板保持部１２が塗布ノズル１１に対し、Ｚ方向に移動する構成としたが、塗布ノズル１１が基板保持部１２に対してＺ方向に移動する構成であっても構わない。すなわち、基板保持部１２の保持面１２ａを第１搬送部２１と同じ高さに設定し、塗布ノズル１１が基板保持部１２に対してＺ方向に昇降可能な構成を採用しても構わない。

また、上記実施形態においては、塗布部１０の基板保持部１２と、第１搬送部２１の前段部２１ａとが別々の装置から構成される場合を例に挙げたが、図６に示すように前段部２１ａが基板保持部１２の機能を兼ねる構成を採用しても構わない。この構成によれば、塗布部１０と転写部３０との間で基板Ｓの搬送系を共通化することができるため、塗布部１０及び転写部３０間での基板Ｓの受け渡しに要する時間を短縮することができる。よって、結果的に基板Ｓ上にパターンを形成する処理に要するタクトを短くすることができる。

また、上記実施形態においては、基板Ｓにレジスト液を塗布する塗布部１０として、塗布ノズル１１（スリットノズル）を例示したが、本発明はこれに限定されることは無い。例えば、塗布部１０として、インクジェット方式やスピンコート方式のものに置き換えるようにしても構わない。

また、上記実施形態においては、塗布液として、熱硬化性を有するレジスト液を用いる場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されることはなく、紫外線硬化型のレジスト液を用いるようにしても構わない。この場合においては、上記硬化部３４は、第１硬化部３４ａ及び第２硬化部３４ｂとして、紫外線照射装置を用いればよい。なお、フィルム１００としては、紫外線を透過する特性を有するものを用いるのが好ましく、このようにすればフィルム１００を透過して紫外線を照射し、フィルム１００における紫外線照射方向と反対の面側にある塗布液を良好に硬化させることができる。

また、上記実施形態においては、基板Ｓが第１搬送部２１において前段部２１ａから後段部２１ｂに受け渡される際、基板Ｓの搬送を一時的に停止する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、押圧部３３までのフィルム１００の到達時間が一致する場合は、前段部２１ａ及び後段部２１ｂ間において基板Ｓの搬送を停止することなく（待機させることなく）、押圧部３３まで基板Ｓを連続的に搬送するようにしてもよい。これによれば、基板Ｓを搬送する際の待機時間を無くすことができ、パターン形成工程におけるタクトをより短縮することができる。

この場合において、第１搬送部２１の前段部２１ａ及び後段部２１ｂにおける各々の搬送速度を異ならせることで押圧部３３にフィルム１００及び基板Ｓが到達するタイミングを同期させるようにしてもよい。

１…パターン形成装置、Ｓ…基板、１０…塗布部、２０…基板搬送部、２１…第１搬送部、２２…第２搬送部、３０…転写部、３１…送出ロール、３２…巻取ロール、３３…押圧部、３４…硬化部、３５…剥離部、１００…フィルム、１０１…凹凸パターン

Claims (9)

1. 基板上に塗布液を塗布する塗布部と、
   前記塗布液が塗布された前記基板を搬送する基板搬送部と、
   長尺状のフィルムに形成された所定の凹凸パターンを前記基板搬送部により搬送される前記基板上の前記塗布液に転写する転写部と、
   を備えることを特徴とするパターン形成装置。
2. 前記転写部は、前記フィルムの前記凹凸パターンを前記基板に塗布された前記塗布液に押圧する押圧部と、前記基板から前記フィルムを剥離する剥離部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成装置。
3. 前記転写部は、前記基板に塗布された前記塗布液を硬化させる硬化部を備えることを特徴とする請求項２に記載のパターン形成装置。
4. 前記乾燥部は、前記基板の搬送経路における前記押圧部の下流側に配置される第１硬化部を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載のパターン形成装置。
5. 前記乾燥部は、前記基板の搬送経路における前記押圧部の上流側に配置される第２硬化部を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載のパターン形成装置。
6. 前記押圧部は、熱を加えた状態で前記基板及び前記フィルムを押圧することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
7. 前記転写部は、前記フィルムを巻回したロール体から巻き出した当該フィルムを前記押圧部に送り出す送出しローラーと、前記剥離部で剥離した前記フィルムを巻き取る巻取ローラーと、を含むことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
8. 前記基板搬送部は、前記基板における搬送速度を調整する速度調整機構を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
9. 前記転写部は、前記フィルムの搬送経路における前記押圧部の上流及び前記剥離部の下流の少なくとも一方に配置された除電部を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のパターン形成装置。

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