JP5826087B2 - 転写方法および転写装置 - Google Patents

Description

この発明は、担持体表面に担持されたパターンまたは薄膜を基板に転写するための転写方法および転写装置に関し、特に、基板および担持体に形成されたアライメントマークを用いて両者の位置合わせを行う技術に関するものである。

基板表面にパターンまたは薄膜を形成する技術として、例えば、平板状の担持体（例えばガラス板）の表面に被転写物たるパターンまたは薄膜を一時的に担持させ、これを基板表面に密着させて被転写物を基板表面に転写するものがある。このような転写技術においては、被転写物を基板表面の所定位置に適正に転写するために担持体と基板との間の相対的な位置を合わせるアライメント処理が必要である。

このような用途に利用可能なアライメント技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この技術においては、貼り合わせるべき２つの基板それぞれの表面にアライメントマークを形成しておき、これらを撮像手段（例えばＣＣＤカメラ）で撮像した画像に基づいてアライメント処理を行う。具体的には、両基板をアライメントマーク形成面同士が対向するように配置した状態で、透明な一方基板を介してアライメントマークの撮像を行う。そして、撮像された画像から検出される両アライメントマークの位置関係に基づいて、基板間の相対位置を調整する。この技術は２枚の基板を貼り合わせる際のアライメント処理に関するものであるが、一方基板を担持体に置き換えることで、被転写物を担持する担持体を基板の所定位置に重ね合わせて被転写物を転写する際の位置合わせにも好適に適用可能である。

特開２００４−１５１６５３号公報（例えば、図１）

このような転写技術においては、基板と担持体とを近接保持した状態で、つまり両者を当接させる前の状態でアライメント処理を行う必要がある。しかしながら、アライメント処理後に基板と担持体とを当接させるための両者の相対移動において位置ずれを生じるおそれがある。特にその位置ずれ量が、装置各部の経時変化や温湿度などの周囲環境の変動に伴って時間とともに変動することがあり、これにより基板へのパターンの転写位置が変動するという問題がある。しかしながら、このような問題およびそれを解決するための技術については、これまで提案されるに至っていない。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、担持体に担持された被転写物を基板に転写する技術において、基板への被転写物の転写位置が経時的に変化するのを防止し、基板の所定位置に被転写物を安定的に転写することのできる技術を提供することを目的とする。

この発明の一の態様は、被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写方法であって、上記目的を達成するため、第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する前記担持体とを対向させた状態で近接保持する保持工程と、前記基板と前記担持体とを相対的に移動させて、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対位置を、予め定められた目標位置に調整するアライメント工程と、前記アライメント工程で位置が調整された前記基板と前記担持体とを当接させて、前記担持体表面の前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記基板に転写する転写工程と、前記基板に転写された前記第２アライメントマークと前記第１アライメントマークとの相対位置を検出する転写位置検出工程と、前記転写位置検出工程の結果に基づいて、前記目標位置を更新設定する更新工程とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、基板と担持体とを近接保持した状態でアライメント工程を実行し、第１アライメントマークに対する第２アライメントマークの相対位置が所定の目標位置となるように、基板と担持体との位置を調整する。この目標位置は固定的に定められているのではなく、基板に転写された第２アライメントマークの第１アライメントマークに対する相対位置の検出結果に基づいて更新される。このように、転写後の第２アライメントマークの位置検出およびその結果に基づく目標値の更新を行うことにより、今回の転写工程における被転写物の転写位置の適正位置からのずれを検証し次回のアライメント工程にフィードバックすることができる。その結果、この発明では、基板への被転写物の転写位置が経時的に変化するのを防止し、基板の所定位置に被転写物を安定的に転写することが可能となる。

この発明において、例えば、更新工程では、転写位置検出工程において検出された転写後の第１アライメントマークと第２アライメントマークとの間の位置ずれ量に対応する量だけ目標位置を変化させて該位置ずれをキャンセルするように構成することができる。こうすることで、次回の転写工程においては位置ずれが補正された転写を行うことができる。なお、ここでいう「第１アライメントマークと第２アライメントマークとの間の位置ずれ量」とは、単なる両者間の位置の違いを指すのではなく、第２アライメントマークが適正位置に転写された理想状態での両者の位置関係と、実状態における両者の位置関係との間のずれ量を指している。

また、更新工程による目標位置の更新については、例えば、転写位置検出工程において検出された転写後の第１アライメントマークと第２アライメントマークとの間の位置ずれ量が所定の閾値を超えたときに実行されるようにしてもよい。このように許容し得る範囲を超えた位置ずれについてのみ目標位置の更新を行うことで、基板への被転写物の転写位置を安定的に維持しつつ、転写処理を連続的に行う際のスループットの低下を抑えることができる。

また、アライメント工程および転写位置検出工程では、例えば、第１アライメントマークと第２アライメントマークとを同一視野内で撮像し、撮像された画像から第１アライメントマークおよび第２アライメントマークの位置検出を行うようにしてもよい。撮像画像に基づくことで精度よく、かつ短時間で第１および第２アライメントマークの位置を検出することができ、しかもこれらを同一視野内で撮像することにより、それらの相対位置を高精度に検出することが可能である。

この場合、例えば、第２アライメントマークの図形パターンが、第１アライメントマークを構成する図形パターンの一と重心位置を互いに一致させたときに第１アライメントマークの図形パターンの周囲を取り囲む環状の中空図形であり、転写工程では、第１アライメントマークの図形パターンと、第２アライメントマークの図形パターンとの重心位置を互いに一致させるようにしてもよい。このようにすると、基板の適正位置に転写された第２アライメントマークはその環内の中空部に第１アライメントマークの図形パターンを内包することとなるため、適正位置に転写されたか否かの判別および位置ずれ量の評価が容易となる。

またこの場合、例えば、第１アライメントマークの図形パターンが中実図形であり、アライメント工程では担持体表面の第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行う一方、転写位置検出工程では、基板表面に転写された第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行うようにしてもよい。基板と担持体とが離間しているアライメント工程の時点では、担持体表面の第２アライメントマークにピントを合わせることで第２アライメントマークの高精度な位置検出が可能である一方、基板表面の第１アライメントマークには必ずしもピントが合わないため検出精度が低下する可能性がある。第１アライメントマークを中実図形により構成することで、ピントが合っていない画像からでも少なくとも重心位置を検出することは可能であるから、重心位置を合わせるという目的において実用上の問題は生じない。

また、この発明の他の態様は、被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写装置であって、上記目的を達成するため、第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する前記担持体とを対向させた状態で近接保持し、さらに前記担持体と前記基板とを当接させて前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記担持体から前記基板に転写する転写手段と、前記転写手段により前記基板と前記担持体とが近接保持された状態における、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対的な目標位置を設定する目標位置設定手段と、前記基板と前記担持体とを相対的に移動させて、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対位置を前記目標位置に調整するアライメント手段と、前記基板に転写された前記第２アライメントマークと前記第１アライメントマークとの相対位置を検出する位置検出手段とを備え、前記目標位置設定手段は、前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記目標位置を更新設定することを特徴としている。

このように構成された発明では、上記した転写方法の発明と同様に、予め基板に形成されていた第１アライメントマークと基板に転写された第２アライメントマークとの位置検出結果に基づいて、アライメント手段が用いる目標位置が更新設定される。そのため、今回の転写処理における被転写物の転写位置の適正位置からのずれを次回のアライメント処理にフィードバックすることができる。その結果、この発明においても、基板への被転写物の転写位置が経時的に変化するのを防止し、基板の所定位置に被転写物を安定的に転写することが可能となる。

この発明においても、第１アライメントマークおよび第２アライメントマークを同一視野内で撮像する撮像手段を設け、アライメント手段による第２アライメントマークの目標位置への調整、および、位置検出手段による第２アライメントマークと第１アライメントマークとの相対位置の検出を、撮像手段により撮像された画像に基づいて行うようにしてもよい。前記したように、同一視野内で撮像した撮像画像に基づく位置検出を行うことで、精度よく、かつ短時間で第１および第２アライメントマークの相対位置を検出することが可能である。また、第１アライメントマークと第２アライメントマークとを同一視野内で撮像することで、撮像手段の設置位置精度が検出結果に影響を及ぼすのを回避することができる。

ここで、位置検出手段は、例えば、転写手段により基板と担持体とが近接保持された状態と、第２アライメントマークが基板に転写された後とのそれぞれで撮像手段により撮像された画像のそれぞれに対し画像処理を行って、該画像のそれぞれから第１アライメントマークおよび第２アライメントマークの検出を行う一方、アライメント手段は、転写手段により基板と担持体とが近接保持された状態での画像に対する位置検出手段による検出結果に基づき、基板と担持体との相対移動を行うようにしてもよい。このようにすると、転写前のアライメントのための位置検出と転写後の検証のための位置検出とを、同一の撮像手段および位置検出手段によって行うことができ、装置構成を小型化・簡素化することができる。

また例えば、担持体の互いに異なる位置に形成された複数の第２アライメントマークのそれぞれを個別に撮像する複数の撮像手段を備えるようにしてもよい。これにより、個々の撮像結果に基づく検出誤差を互いに補完して、基板への被転写物の転写位置をより高精度に調整することが可能となる。

また例えば、転写手段は、担持体の被転写物担持面とは反対側の主面に当接して担持体を保持する担持体保持部を有し、担持体保持部と担持体との間に陽圧を印加して、担持体を基板側に変位させて基板に当接させるようにしてもよい。このような構成では基板に対して担持体を均一に押圧して良好な転写性を得ることができるが、担持体の撓みに起因する位置ずれが生じ得る。またその位置ずれの程度は、基板や担持体、担持体保持部の伸縮等に起因して経時的に変動し得る。このような場合に本発明を適用することで、基板への被転写物の転写位置が経時的に変化するのを防止し、基板の所定位置に被転写物を安定的に転写することが可能となる。

この発明によれば、担持体から基板に転写された第２アライメントマークの位置検出結果に基づいて、アライメント時の第２アライメントマークの目標値を更新設定するので、基板への被転写物の転写位置が経時的に変化するのを防止し、基板の所定位置に被転写物を安定的に転写することができる。

本発明にかかる転写装置を装備する印刷装置を示す概略斜視図である。 図１に示す印刷装置の断面を模式的に示す図である。 図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１の印刷装置の全体動作を示すフローチャートである。 アライメントステージの詳細構造を示す図である。 撮像部の詳細構造を示す図である。 アライメントマークのパターンの例を示す図である。 精密アライメント動作のためのアライメントマークの配置を示す図である。 ＣＣＤカメラで撮像された画像の一例を示す図である。 第１アライメントマークの具体例を示す図である。 精密アライメント動作の処理の流れを示すフローチャートである。 パターン転写の様子を模式的に示す図である。 アライメント終了時点と転写後とにおけるアライメントパターンの位置関係を示す図である。 転写後処理を示すフローチャートである。

図１は、本発明にかかる転写装置を装備する印刷装置を示す概略斜視図であり、装置内部の構成を明示するために、装置カバーを外した状態で図示している。また、図２は図１に示す印刷装置の断面を模式的に示す図である。さらに、図３は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この印刷装置１００は、装置の左側面側より装置内部に搬入される版ＰＰの下面に対して、装置の正面側より装置内部に搬入されるブランケットの上面を密着させた後で剥離することで、版ＰＰの下面に形成されたパターンによりブランケット上の塗布層をパターニングしてパターン層を形成する（パターニング処理）。また、印刷装置１００は、装置の右側面側より装置内部に搬入される基板ＳＢの下面に対して、パターニング処理されたブランケットの上面を密着させた後で剥離することで、そのブランケットに形成されたパターン層を基板ＳＢの下面に転写する（転写処理）。なお、図１および後で説明する各図では、装置各部の配置関係を明確にするために、版ＰＰおよび基板ＳＢの搬送方向を「Ｘ方向」とし、図１の右手側から左手側に向かう水平方向を「＋Ｘ方向」と称し、逆方向を「−Ｘ方向」と称する。また、Ｘ方向と直交する水平方向のうち、装置の正面側を「＋Ｙ方向」と称するとともに、装置の背面側を「−Ｙ方向」と称する。さらに、鉛直方向における上方向および下方向をそれぞれ「＋Ｚ方向」および「−Ｚ方向」と称する。

この印刷装置１００では、石定盤１上に装置各部（搬送部２、上ステージ部３、アライメント部４、下ステージ部５、押さえ部７、プリアライメント部８、除電部９）が設けられており、制御部６が装置各部を制御する。

搬送部２は版ＰＰおよび基板ＳＢをＸ方向に搬送する装置であり、次のように構成されている。この搬送部２では、石定盤１の上面の右後隅部および左隅部より２本のブラケット（図示省略）が立設されるとともに、両ブラケットの上端部を互いに連結するようにボールねじ機構２１が左右方向、つまりＸ方向に延設されている。このボールねじ機構２１においては、ボールねじ（図示省略）がＸ方向に延びており、その一方端には、シャトル水平駆動用のモータＭ２１の回転軸（図示省略）が連結されている。また、ボールねじの中央部に対してボールねじブラケット（図示省略）が螺合されるとともに、それらのボールねじブラケットの（＋Ｙ）側面に対してＸ方向に延設されたシャトル保持プレート２２が取り付けられている。

このシャトル保持プレート２２の（＋Ｘ）側端部に版用シャトル２３Ｌが鉛直方向Ｚに昇降可能に設けられる一方、（−Ｘ）側端部に基板用シャトル２３Ｒが鉛直方向Ｚに昇降可能に設けられている。これらのシャトル２３Ｌ、２３Ｒは、ハンドの回転機構を除き、同一構成を有しているため、ここでは、版用シャトル２３Ｌの構成を説明し、基板用シャトル２３Ｒについては同一符号または相当符号を付して構成説明を省略する。

シャトル２３Ｌは、Ｘ方向に版ＰＰの幅サイズ（Ｘ方向サイズ）と同程度、あるいは若干長く延びる昇降プレート２３１と、昇降プレート２３１の（＋Ｘ）側端部および（−Ｘ）側端部からそれぞれ前側、つまり（＋Ｙ）側に延設された２つの版用ハンド２３２、２３２とを有している。昇降プレート２３１はボールねじ機構（図示省略）を介してシャトル保持プレート２２の（＋Ｘ）側端部に昇降可能に取り付けられている。すなわち、シャトル保持プレート２２の（＋Ｘ）側端部に対し、ボールねじ機構が鉛直方向Ｚに延設されている。このボールねじ機構の下端には、版用シャトル昇降モータＭ２２Ｌ（図３）に回転軸（図示省略）が連結されている。また、ボールねじ機構に対してボールねじブラケット（図示省略）が螺合されるとともに、そのボールねじブラケットの（＋Ｙ）側面に対して昇降プレート２３１が取り付けられている。このため、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じて版用シャトル昇降モータＭ２２Ｌが作動することで、昇降プレート２３１が鉛直方向Ｚに昇降駆動される。

各ハンド２３２、２３２の前後サイズ（Ｙ方向サイズ）は版ＰＰの長さサイズ（Ｙ方向サイズ）よりも長く、各ハンド２３２、２３２の先端側（＋Ｙ側）で版ＰＰを保持可能となっている。

また、こうして版用ハンド２３２、２３２で版ＰＰが保持されたことを検知するために、昇降プレート２３１の中央部から（＋Ｙ）側にセンサブラケットを介して版検知用のセンサ（図示省略）が取り付けられている。このため、両ハンド２３２上に版ＰＰが載置されると、センサが版ＰＰの後端部、つまり（−Ｙ）側端部を検知し、検知信号を制御部６に出力する。

さらに、各版用ハンド２３２、２３２はベアリングを介して昇降プレート２３１に取り付けられ、前後方向（Ｙ方向）に延びる回転軸を回転中心として回転自在となっている。また、昇降プレート２３１のＸ方向両端には、回転アクチュエータＲＡ２、ＲＡ２（図３）が取り付けられている。これらの回転アクチュエータＲＡ２、ＲＡ２は加圧エアーを駆動源として動作するものであり、加圧エアーの供給経路に介挿されたバルブの開閉により１８０゜単位で回転可能となっている。このため、制御部６のバルブ制御部６４による上記バルブの開閉を制御することで、版用ハンド２３２、２３２の一方主面が上方に向いてパターニング前の版ＰＰを扱うのに適したハンド姿勢（以下「未使用姿勢」という）と、他方主面が上方を向いてパターニング後の版ＰＰを扱うのに適したハンド姿勢（以下「使用済姿勢」という）との間で、ハンド姿勢を切替え可能となっている。このようにハンド姿勢の切替え機構を有している点が、版用シャトル２３Ｌが基板用シャトル２３Ｒと唯一相違する点である。

次に、シャトル保持プレート２２に対する版用シャトル２３Ｌおよび基板用シャトル２３Ｒの取り付け位置について説明する。この実施形態では、図２に示すように、版用シャトル２３Ｌおよび基板用シャトル２３Ｒは、版ＰＰや基板ＳＢの幅サイズ（なお実施形態では、版ＰＰと基板ＳＢの幅サイズは同一である）よりも長い間隔だけＸ方向に離間してシャトル保持プレート２２に取り付けられている。そして、シャトル水平駆動モータＭ２１の回転軸を所定方向に回転させると、両シャトル２３Ｌ、２３Ｒは上記離間距離を保ったままＸ方向に移動する。例えば図２では、符号ＸＰ２３が上ステージ部３の直下位置を示しており、シャトル２３Ｌ、２３Ｒは、位置ＸＰ２３からそれぞれ（＋Ｘ）方向および（−Ｘ）方向に等距離（この距離を「ステップ移動単位」という）だけ離れた位置ＸＰ２２、ＸＰ２４に位置している。なお、本実施形態では、図２に示す状態を「中間位置状態」と称する。

また、この中間位置状態からシャトル水平駆動モータＭ２１の回転軸を所定方向に回転させてシャトル保持プレート２２をステップ移動単位だけ（＋Ｘ）方向に移動させると、基板用シャトル２３Ｒが（＋Ｘ）方向に移動して上ステージ部３の直下位置ＸＰ２３まで移動して位置決めされる。このとき、版用シャトル２３Ｌも一体的に（＋Ｘ）方向に移動し、印刷装置１００の（＋Ｘ）方向側に配置される版洗浄装置（図示省略）に近接した位置ＸＰ２１に位置決めされる。

逆に、シャトル水平駆動モータＭ２１の回転軸を所定方向と逆の方向に回転させてシャトル保持プレート２２をステップ移動単位だけ（−Ｘ）方向に移動させると、版用シャトル２３Ｌが中間位置状態から（−Ｘ）方向に移動して上ステージ部３の直下位置ＸＰ２３まで移動して位置決めされる。このとき、基板用シャトル２３Ｒも一体的に（−Ｘ）方向に移動し、印刷装置１００の（−Ｘ）方向側に配置される基板洗浄装置（図示省略）に近接した位置ＸＰ２５に位置決めされる。このように、本明細書では、Ｘ方向におけるシャトル位置として５つの位置ＸＰ２１〜ＸＰ２５が規定されている。つまり、版受渡し位置ＸＰ２１は、版用シャトル２３Ｌが位置決めされる３つの位置ＸＰ２１〜ＸＰ２３のうち最も版洗浄装置に近接位置であり、版洗浄装置との間で版ＰＰの搬入出が行われるＸ方向位置を意味している。基板受渡し位置ＸＰ２５は、基板用シャトル２３Ｒが位置決めされる３つの位置ＸＰ２３〜ＸＰ２５のうち最も基板洗浄装置に近接位置であり、基板洗浄装置との間で基板ＳＢの搬入出が行われるＸ方向位置を意味している。また、位置ＸＰ２３は上ステージ部３の吸着プレート３４が鉛直方向Ｚに移動して版ＰＰや基板ＳＢを吸着保持するＸ方向位置を意味しており、版用シャトル２３ＬがＸ方向位置ＸＰ２３に位置している際には、当該位置ＸＰ２３を「版吸着位置ＸＰ２３」と称する一方、基板用シャトル２３ＲがＸ方向位置ＸＰ２３に位置している際には、当該位置ＸＰ２３を「基板吸着位置ＸＰ２３」と称する。また、このようにシャトル２３Ｌ、２３Ｒにより版ＰＰや基板ＳＢを搬送する鉛直方向Ｚでの位置、つまり高さ位置を「搬送位置」と称する。

また、本実施形態では、パターニング時での版ＰＰとブランケットとのギャップ量、ならびに転写時での基板ＳＢとブランケットとのギャップ量を正確に制御するため、版ＰＰおよび基板ＳＢの厚みを計測する必要がある。そこで、版厚み計測センサＳＮ２２および基板厚み計測センサＳＮ２３が設けられている。なお、本実施形態では、両センサＳＮ２２、２３として、投光部と受光部とを有する反射タイプの光学センサを用いているが、これ以外のセンサを用いてもよい。

位置ＸＰ２３では、上ステージ部３が配置されている。この上ステージ部３では、鉛直方向Ｚに延設されたボールねじ機構３１が固定されており、そのボールねじ機構３１の上端部には、第１ステージ昇降モータＭ３１の回転軸（図示省略）が連結されるとともに、ボールねじ機構３１に対してボールねじブラケット（図示省略）が螺合している。このボールねじブラケットには、支持フレーム３２が固定されており、ボールねじブラケットと一体的に鉛直方向Ｚに昇降可能となっている。さらに、当該支持フレーム３２のフレーム面で、別のボールねじ機構（図示省略）が支持されている。このボールねじ機構には、上記ボールねじ機構３１のボールねじよりも狭ピッチのボールねじが設けられ、その上端部には、第２ステージ昇降モータＭ３２（図３）の回転軸（図示省略）が連結されるとともに、中央部にはボールねじブラケットが螺合している。

このボールねじブラケットには、ステージホルダ３３が取り付けられている。また、ステージホルダ３３の下面には、例えばアルミニウム合金などの金属製の吸着プレート３４が取り付けられている。したがって、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じてステージ昇降モータＭ３１、Ｍ３２が作動することで、吸着プレート３４が鉛直方向Ｚに昇降移動させられる。また、本実施形態では、異なるピッチを有するボールねじ機構を組み合わせ、第１ステージ昇降モータＭ３１を作動させることで比較的広いピッチで吸着プレート３４を昇降させる、つまり吸着プレート３４を高速移動させることができるとともに、第２ステージ昇降モータＭ３２を作動させることで比較的狭いピッチで吸着プレート３４を昇降させる、つまり吸着プレート３４を精密に位置決めすることができる。

この吸着プレート３４の下面、つまり版ＰＰや基板ＳＢを吸着保持する吸着面に吸着機構が設けられ、負圧供給経路を介して負圧供給源に接続されている。そして、制御部６のバルブ制御部６４からの開閉指令に応じて吸着機構と繋がる吸着バルブＶ３１（図３）を開閉制御することで吸着機構による版ＰＰや基板ＳＢの吸着が可能となる。なお、本実施形態では、上記した吸着機構および後述するようにブランケットを吸着保持する吸着機構は、負圧供給源として工場の用力を用いているが、装置１００が真空ポンプなどの負圧供給部を装備し、当該負圧供給部から吸着機構に負圧を供給するように構成してもよい。

このように構成された上ステージ部３では、搬送部２の版用シャトル２３Ｌによって版が図１の左手側から搬送空間を介して上ステージ部３の直下の版吸着位置ＸＰ２３に搬送された後、上ステージ部３の吸着プレート３４が下降して版ＰＰを吸着保持する。逆に、版用シャトル２３Ｌが上ステージ部３の直下位置に位置した状態で版ＰＰを吸着した吸着プレート３４が吸着を解除すると、版ＰＰが搬送部２に移載される。こうして、搬送部２と上ステージ部３との間で、版の受渡しが行われる。

また、基板ＳＢについても版ＰＰと同様にして上ステージ部３に保持される。すなわち、搬送部２の基板用シャトル２３Ｒによって基板ＳＢが図１の右手側から搬送空間を介して上ステージ部３の直下位置に搬送された後、上ステージ部３の吸着プレート３４が下降して基板ＳＢを吸着保持する。逆に、基板用シャトル２３Ｒが上ステージ部３の直下位置に位置した状態で基板ＳＢを吸着した上ステージ部３の吸着プレート３４が吸着を解除すると、基板ＳＢが搬送部２に移載される。こうして、搬送部２と上ステージ部３との間で、基板ＳＢの受渡しが行われる。

上ステージ部３の鉛直方向の下方（以下「鉛直下方」あるいは「（−Ｚ）方向」という）では、石定盤１の上面にアライメント部４が配置されている。このアライメント部４では、支持プレート４１が、図１に示すように、石定盤１の凹部を跨ぐように水平姿勢で配置され、石定盤１の上面に固定されている。また、この支持プレート４１の上面にアライメントステージ４２が固定されている。そして、アライメント部４のアライメントステージ４２上に下ステージ部５が載置されて下ステージ部５の上面が上ステージ部３の吸着プレート３４と対向している。この下ステージ部５の上面はブランケットＢＬを吸着保持可能となっており、制御部６がアライメントステージ４２を制御することで下ステージ部５上のブランケットＢＬを高精度に位置決め可能となっている。

アライメントステージ４２は、支持プレート４１上に固定されるステージベース４２１と、ステージベース４２１の鉛直上方に配置されて下ステージ部５を支持するステージトップ４２２とを有している。これらステージベース４２１およびステージトップ４２２はいずれも中央部に開口を有する額縁形状を有している。また、これらステージベース４２１およびステージトップ４２２の間には、鉛直方向Ｚに延びる回転軸を回転中心とする回転方向、Ｘ方向およびＹ方向の３自由度を有する、例えばクロスローラベアリング等の支持機構４２３がステージトップ４２２の各角部近傍に配置されている。また、各支持機構４２３に対してボールねじ機構（図示省略）が設けられるとともに、各ボールねじ機構にステージ駆動モータＭ４１（図３）が取り付けられている。そして、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じて各ステージ駆動モータＭ４１を作動させることで、アライメントステージ４２の中央部に比較的大きな空間を設けながら、ステージトップ４２２を水平面内で移動させるとともに、鉛直軸を回転中心として回転させて下ステージ部５の吸着プレート５１を位置決め可能となっている。なお、本実施形態において中空空間を有するアライメントステージ４２を用いた理由のひとつは、下ステージ部５の上面に保持されるブランケットＢＬおよび上ステージ部３の下面に保持される基板ＳＢに形成されるアライメントマークを撮像部４３により撮像するためである。

下ステージ部５は、吸着プレート５１と、柱部材５２と、ステージベース５３と、リフトピン部５４とを有している。ステージベース５３には、左右方向Ｘに延びる長孔形状の開口が前後方向Ｙに３つ並んで設けられている。そして、これらの長孔開口と、アライメントステージ４２の中央開口とが上方からの平面視でオーバーラップするように、ステージベース５３がアライメントステージ４２上に固定されている。また、上記長孔開口には、撮像部４３の一部が遊挿されている。また、ステージベース５３の上面角部から柱部材５２が（＋Ｚ）に立設され、各頂部が吸着プレート５１を支持している。

この吸着プレート５１は例えばアルミニウム合金などの金属プレートで構成されている。この吸着プレート５１の上面には吸着機構（図示省略）が設けられるとともに、吸着機構に対して正圧供給配管（図示省略）の一方端が接続されるとともに、他方端が加圧用マニホールドに接続されている。さらに、各正圧供給配管の中間部に加圧バルブＶ５１（図３）が介挿されている。この加圧用マニホールドに対しては、工場の用力から供給される加圧エアーをレギュレータで調圧することで得られる一定圧力のエアーが常時供給されている。このため、制御部６のバルブ制御部６４からの動作指令に応じて所望の加圧バルブＶ５１が選択的に開くと、その選択された加圧バルブＶ５１に繋がる吸着機構に対して調圧された加圧エアーが供給される。

また、吸着機構の一部に対しては、加圧エアーの選択供給のみならず、選択的な負圧供給も可能となっている。すなわち、特定の吸着機構の各々に対して負圧供給配管（図示省略）の一方端が接続されるとともに、他方端が負圧用マニホールドに接続されている。さらに、各負圧供給配管の中間部に吸着バルブＶ５２（図３）が介挿されている。この負圧用マニホールドには、負圧供給源がレギュレータを介して接続されており、所定値の負圧が常時供給されている。このため、制御部６のバルブ制御部６４からの動作指令に応じて所望の吸着バルブＶ５２が選択的に開くと、その選択された吸着バルブＶ５２に繋がる吸着機構に対して調圧された負圧が供給される。

このように本実施形態では、バルブＶ５１、Ｖ５２の開閉制御によって吸着プレート５１上にブランケットＢＬを部分的あるいは全面的に吸着させたり、吸着プレート５１とブランケットＢＬとの間にエアーを部分的に供給してブランケットＢＬを部分的に膨らませて上ステージ部３に保持された版ＰＰや基板ＳＢに押し付けることが可能となっている。

リフトピン部５４では、リフトプレート５４１が吸着プレート５１とステージベース５３との間で昇降自在に設けられている。このリフトプレート５４１には、複数箇所に切欠部が形成されて撮像部４３との干渉が防止されている。また、リフトプレート５４１の上面から鉛直上方に複数のリフトピン５４２が立設されている。一方、リフトプレート５４１の下面には、ピン昇降シリンダＣＬ５１（図３）が接続されている。そして、制御部６のバルブ制御部６４がピン昇降シリンダＣＬ５１に接続されるバルブの開閉を切り替えることで、ピン昇降シリンダＣＬ５１を作動させてリフトプレート５４１を昇降させる。その結果、吸着プレート５１の上面、つまり吸着面に対し、全リフトピン５４２が進退移動させられる。例えば、リフトピン５４２が吸着プレート５１の上面から（＋Ｚ）方向に突出することで、図示しないブランケット搬送ロボットによりブランケットＢＬがリフトピン５４２の頂部に載置可能となる。そして、ブランケットＢＬの載置に続いて、リフトピン５４２が吸着プレート５１の上面よりも（−Ｚ）方向に後退することで、ブランケットＢＬが吸着プレート５１の上面に移載される。その後、後述するように適当なタイミングで、吸着プレート５１の近傍に配置されたブランケット厚み計測センサＳＮ５１（図３）によって当該ブランケットＢＬの厚みが計測される。

上記したように、本実施形態では、上ステージ部３と下ステージ部５とが鉛直方向Ｚにおいて互いに対向配置されている。そして、それらの間に、下ステージ部５上に載置されるブランケットＢＬを上方より押さえる押さえ部７と、版ＰＰ、基板ＳＢおよびブランケットＢＬのプリアライメントを行うプリアライメント部８とがそれぞれ配置されている。

押さえ部７は、吸着プレート５１の鉛直上方側に設けられる押さえ部材７１を切替機構（図示省略）によって鉛直方向Ｚに昇降することで２つの状態に切替可能となっている。すなわち、切替機構が押さえ部材７１を降下させると、吸着プレート５１上のブランケットＢＬが押さえ部７により押さえた状態（ブランケット押さえ状態）となる。一方、切替機構が押さえ部材７１を上昇させると、押さえ部７がブランケットＢＬから離間してブランケットＢＬの押さえを解除した状態（ブランケット押さえ解除状態）となる。

プリアライメント部８では、プリアライメント上部８１およびプリアライメント下部８２が鉛直方向Ｚに２段で積層配置されている。これらのうちプリアライメント上部８１は、プリアライメント下部８２よりも鉛直上方側に配置され、ブランケットＢＬとの密着に先立って、位置ＸＰ２３で版用シャトル２３Ｌにより保持される版ＰＰおよび基板用シャトル２３Ｒにより保持される基板ＳＢをアライメントする。一方、プリアライメント下部８２は、版ＰＰや基板ＳＢとの密着に先立って、下ステージ部５の吸着プレート５１に載置されるブランケットＢＬをアライメントする。なお、プリアライメント上部８１と、プリアライメント下部８２とは基本的に同一構成を有している。そこで、以下においては、プリアライメント上部８１の構成について説明し、プリアライメント下部８２については同一または相当符号を付して構成説明を省略する。

プリアライメント上部８１では、額縁状のフレーム構造体８１１に対して４つの上ガイド８１２が移動自在に設けられている。すなわち、フレーム構造体８１１は、互いに左右方向Ｘに離間し前後方向Ｙに延設される２本の水平フレームと、互いに前後方向Ｙに離間し左右方向Ｘに延設される２本の水平フレームとを組み合わせたものである。そして、図２に示すように、前後方向Ｙに延設された２本の水平プレートのうちの左側水平プレートに対し、その中央部で上ガイド８１２が図示を省略するボールねじ機構により左右方向Ｘに移動自在に設けられている。そして、このボールねじ機構に連結される駆動モータＭ８１（図３）が制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じて作動することで上ガイド８１２が左右方向Ｘに移動する。また、右側水平プレートに対しても、上記と同様に、上ガイド８１２が駆動モータＭ８１により左右方向Ｘに移動するように構成されている。さらに、前後方向Ｙに延設された２本の水平プレートの各々に対しても、上記と同様に、上ガイド８１２が駆動モータＭ８１により左右方向Ｘに移動するように構成されている。このように、４つの上ガイド８１２が位置ＸＰ２３の鉛直下方位置で版ＰＰや基板ＳＢを取り囲んでおり、各上ガイド８１２が独立して版ＰＰなどに対して近接および離間可能となっている。したがって、各上ガイド８１２の移動量を制御することによって版ＰＰおよび基板ＳＢをシャトルのハンド上で水平移動あるいは回転させてアライメントすることが可能となっている。

また、本実施形態では、後で説明するように、ブランケットＢＬ上のパターン層を基板ＳＢに転写した後、ブランケットＢＬを基板ＳＢから剥離するが、その剥離段階で静電気が発生する。また、版ＰＰによりブランケットＢＬ上の塗布層をパターニングした後、ブランケットＢＬを版ＰＰから剥離した際にも、静電気が発生する。そこで、本実施形態では、静電気を除電するために、除電部９が設けられている。この除電部９は、（＋Ｘ）側より上ステージ部３と下ステージ部５で挟まれた空間に向けてイオンを照射するイオナイザ９１を有している。

制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、メモリ６２、モータ制御部６３、バルブ制御部６４、画像処理部６５および表示／操作部６６を有しており、ＣＰＵ６１はメモリ６２に予め記憶されたプログラムにしたがって装置各部を制御して、図４に示すように、パターニング処理および転写処理を実行する。

図４は、図１の印刷装置の全体動作を示すフローチャートである。この印刷装置１００の初期状態では、版用シャトル２３Ｌおよび基板用シャトル２３Ｒはそれぞれ中間位置ＸＰ２２、ＸＰ２４に位置決めされている。そして、版洗浄装置の版搬送ロボット（図示省略）による版ＰＰの搬送動作と同期して版ＰＰの投入工程（ステップＳ１）、ならびに基板洗浄装置の基板搬送ロボット（図示省略）の基板ＳＢの搬送動作と同期して基板ＳＢの投入工程（ステップＳ２）を実行する。なお、版用シャトル２３Ｌおよび基板用シャトル２３Ｒが一体的に左右方向Ｘに移動するという搬送構造を採用しているため、版ＰＰの搬入を行った（ステップＳ１）後、基板ＳＢの搬入を行う（ステップＳ２）が、両者の順序を入れ替えてもよい。

このように、本実施形態では、パターニング処理を実行する前に、版ＰＰのみならず、基板ＳＢをも準備しておき、後で詳述するように、パターニング処理および転写処理を連続して実行する。これによって、ブランケットＢＬ上でパターニングされた塗布層が基板ＳＢに転写されるまでの時間間隔を短縮することができ、安定した処理が実行される。

次のステップＳ３では、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２２を（−Ｘ）方向に移動させる。これによって、版用シャトル２３Ｌが版吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めされる。そして、版用シャトル昇降モータＭ２２Ｌが回転軸を回転させ、昇降プレート２３１を下方向（−Ｚ）に移動させる。これによって、版用シャトル２３Ｌに支持されたまま版ＰＰが搬送位置よりも低いプリアライメント位置に移動して位置決めされる。

次に、上ガイド駆動モータＭ８１が作動して上ガイド８１２が移動し、各上ガイド８１２が版用シャトル２３Ｌに支持される版ＰＰの端面と当接して版ＰＰを予め設定した水平位置に位置決めする。その後、各上ガイド駆動モータＭ８１が逆方向に作動し、各上ガイド８１２が版ＰＰから離間する。こうして、版ＰＰのプリアライメント処理が完了すると、ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を所定方向に回転させ、吸着プレート３４を下方向（−Ｚ）に下降させて版ＰＰの上面と当接させる。それに続いて、バルブＶ３１が開き、これによって上ステージ用の吸着機構により版ＰＰが吸着プレート３４に吸着される。

こうして版ＰＰの吸着が完了すると、ステージ昇降モータＭ３１が逆方向に回転して、吸着プレート３４が版ＰＰを吸着保持したまま鉛直上方に上昇して版吸着位置ＸＰ２３の鉛直上方位置に版ＰＰを移動させる。そして、版用シャトル昇降モータＭ２２Ｌが回転軸を回転させ、昇降プレート２３１を鉛直上方に移動させ、版用シャトル２３Ｌをプリアライメント位置から搬送位置、つまり版吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めする。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させてシャトル保持プレート２２を（＋Ｘ）方向に移動させ、空になった版用シャトル２３Ｌを中間位置ＸＰ２２に位置決めする。

次のステップＳ４では、ステージ駆動モータＭ４１が作動してアライメントステージ４２を初期位置に移動させる。これによって、毎回スタートが同じ位置となる。それに続いて、ピン昇降シリンダＣＬ５１が動作してリフトプレート５４１を上昇させ、リフトピン５４２を吸着プレート５１の上面から鉛直上方に突出させる。こうして、ブランケットＢＬの投入準備が完了すると、図示を省略するブランケット搬送ロボットが、装置１００にアクセスしてブランケットＢＬをリフトピン５４２の頂部に載置した後、装置１００から退避する。次に、ピン昇降シリンダＣＬ５１が動作してリフトプレート５４１を下降させる。これによって、リフトピン５４２がブランケットＢＬを支持したまま下降してブランケットＢＬを吸着プレート５１に載置する。すると、下ガイド駆動モータＭ８２が作動し、下ガイド８２２が移動し、各下ガイド８２２が吸着プレート５１に支持されるブランケットＢＬの端面と当接してブランケットＢＬを予め設定した水平位置に位置決めする。

こうしてブランケットＢＬのプリアライメント処理が完了すると、吸着バルブＶ５２が開き、これによって下ステージ用の吸着機構に対して調圧された負圧が供給されてブランケットＢＬが吸着プレート５１に吸着される。さらに、各下ガイド駆動モータＭ８２が回転軸を逆方向に回転させ、各下ガイド８２２をブランケットＢＬから離間させる。これによって、パターニング処理の準備が完了する。

次のステップＳ５では、センサ水平駆動シリンダＣＬ５２（図３）が動作してブランケット厚み計測センサＳＮ５１をブランケットＢＬの右端部の直上位置に位置決めする。そして、ブランケット厚み計測センサＳＮ５１がブランケットＢＬの厚みに関連する情報を制御部６に出力し、これによってブランケットＢＬの厚みが計測される。その後で、上記センサ水平駆動シリンダＣＬ５２が逆方向に動作してブランケット厚み計測センサＳＮ５１を吸着プレート５１から退避させる。

次に、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を所定方向に回転させ、吸着プレート３４を下方向（−Ｚ）に下降させて版ＰＰをブランケットＢＬの近傍に移動させる。さらに、第２ステージ昇降モータＭ３２が回転軸を回転させ、狭いピッチで吸着プレート３４を昇降させて鉛直方向Ｚにおける版ＰＰとブランケットＢＬの間隔、つまりギャップ量を正確に調整する。なお、このギャップ量は版ＰＰおよびブランケットＢＬの厚み計測結果に基づいて制御部６により決定される。

そして、押さえ部７の押さえ部材７１を下降させてブランケットＢＬの周縁部を全周にわたって押さえ部材７１で押さえ付ける。それに続いて、バルブＶ５１、Ｖ５２が動作して吸着プレート５１とブランケットＢＬとの間にエアーを部分的に供給してブランケットＢＬを部分的に膨らませる。この浮上部分が上ステージ部３に保持された版ＰＰに押し付けられる。その結果、ブランケットＢＬの中央部が版ＰＰに密着して版ＰＰの下面に予め形成されたパターンがブランケットＢＬの上面に予め塗布された塗布層と当接して当該塗布層をパターニングしてパターン層を形成する。

次のステップＳ６では、第２ステージ昇降モータＭ３２が回転軸を回転させて吸着プレート３４が上昇して版ＰＰをブランケットＢＬから剥離させる。また、剥離処理を行うために版ＰＰを上昇させるのと並行して適時、バルブＶ５１、Ｖ５２の開閉状態を切替え、ブランケットＢＬに負圧を与えて吸着プレート５１側に引き寄せる。その後、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、吸着プレート３４を上昇させて版ＰＰをイオナイザ９１とほぼ同一高さの除電位置に位置決めする。また、押さえ部７の押さえ部材７１を上昇させてブランケットＢＬの押さえ付けを解除する。それに続いて、イオナイザ９１が作動して上記版剥離処理時に発生する静電気を除電する。この除去処理が完了すると、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、版ＰＰを吸着保持したまま吸着プレート３４が初期位置（版吸着位置ＸＰ２３よりも高い位置）まで上昇する。

次のステップＳ７では、回転アクチュエータＲＡ２、ＲＡ２が動作し、版用ハンド２３２、２３２を１８０゜回転させて原点位置から反転位置に位置決めする。これによって、ハンド姿勢が未使用姿勢から使用済姿勢に切り替わり、使用済みの版ＰＰの受取準備が完了する。そして、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２２を（−Ｘ）方向に移動させる。これによって、版用シャトル２３Ｌが版吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めされる。

一方、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、版ＰＰを吸着保持したまま吸着プレート３４が版用シャトル２３Ｌのハンド２３２、２３２に向けて下降してハンド２３２、２３２上に版ＰＰを位置させた後、バルブＶ３１，Ｖ３２が閉じ、これによって吸着プレート３４の吸着機構による版ＰＰの吸着が解除されて搬送位置での版ＰＰの受け渡しが完了する。そして、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を逆回転させ、吸着プレート３４を初期位置まで上昇させる。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２２を（＋Ｘ）方向に移動させる。これによって、版用シャトル２３Ｌが使用済み版ＰＰを保持したまま中間位置ＸＰ２２に移動して位置決めされる。

次のステップＳ８では、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２２を（＋Ｘ）方向に移動させる。これによって、処理前の基板ＳＢを保持する基板用シャトル２３Ｒが基板吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めされる。そして、版ＰＰのプリアライメント処理および吸着プレート３４による版ＰＰの吸着処理と同様にして、基板ＳＢのプリアライメント処理および基板ＳＢの吸着処理が実行される。その後、基板ＳＢの吸着が検出されると、ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、基板ＳＢを吸着保持したまま吸着プレート３４を鉛直上方に上昇させて基板吸着位置ＸＰ２３より高い位置に基板ＳＢを移動させる。そして、基板用シャトル昇降モータＭ２２Ｒが回転軸を回転させ、基板用シャトル２３Ｒをプリアライメント位置から搬送位置に移動させて位置決めする。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させてシャトル保持プレート２２を（−Ｘ）方向に移動させ、空になった基板用シャトル２３Ｒを中間位置ＸＰ２４に位置決めする。

次のステップＳ９では、ブランケット厚みが計測され、さらに精密アライメントが実行された後で、転写処理が実行される。すなわち、パターニング処理での厚み計測と同様にして、ブランケットＢＬの厚みが計測される。なお、このようにパターニング直前のみならず、転写直前においてもブランケットＢＬの厚みを計測する主たる理由は、ブランケットＢＬの一部が膨潤することでブランケットＢＬの厚みが経時変化するためであり、転写直前でのブランケット厚みを計測することで高精度な転写処理を行うことが可能となる。

次に、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を所定方向に回転させ、吸着プレート３４を下方向（−Ｚ）に下降させて基板ＳＢをブランケットＢＬの近傍に移動させる。さらに、第２ステージ昇降モータＭ３２が回転軸を回転させ、狭いピッチで吸着プレート３４を昇降させて鉛直方向Ｚにおける基板ＳＢとブランケットＢＬの間隔、つまりギャップ量を正確に調整する。このギャップ量については、基板ＳＢおよびブランケットＢＬの厚み計測結果に基づいて制御部６により決定される。そして、パターニング（ステップＳ５）と同様に、押さえ部材７１によるブランケットＢＬの周縁部の押さえ付けを行う。

こうして、基板ＳＢとブランケットＢＬとはいずれもプリアライメントされ、しかも転写処理に適した間隔だけ離間して位置決めされるが、ブランケットＢＬに形成されたパターン層を基板ＳＢに正確に転写するためには、両者を精密に位置合せする必要がある。そこで、本実施形態では、撮像部４３が、ブランケットＢＬにパターニングされたアライメントマークならびに基板ＳＢに形成されるアライメントマークを撮像し、それらの画像を制御部６の画像処理部６５に出力する。そして、それらの画像に基づいて制御部６は基板ＳＢに対してブランケットＢＬを位置合せするための制御量を求め、さらにアライメント部４のステージ駆動モータＭ４１の動作指令を作成する。そして、ステージ駆動モータＭ４１が上記制御指令に応じて作動して吸着プレート５１を水平方向に移動させるとともに鉛直方向Ｚに延びる仮想回転軸回りに回転させてブランケットＢＬを基板ＳＢに精密に位置合せする（アライメント処理）。

そして、バルブＶ５１、Ｖ５２が動作して吸着プレート５１とブランケットＢＬとの間にエアーを部分的に供給してブランケットＢＬを部分的に膨らませる。この浮上部分が上ステージ部３に保持された基板ＳＢに押し付けられる。その結果、ブランケットＢＬが基板ＳＢに密着する。これによって、ブランケットＢＬ側のパターン層が基板ＳＢの下面のパターンと精密に位置合せされながら、基板ＳＢに転写される。

次のステップＳ１０では、版剥離（ステップＳ６）と同様に、ブランケットＢＬからの基板ＳＢの剥離、除電位置への基板ＳＢの位置決め、押さえ部材７１によるブランケットＢＬの押付解除、除電を実行する。その後、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、基板ＳＢを吸着保持したまま吸着プレート３４が初期位置（搬送位置よりも高い位置）まで上昇する。

次のステップＳ１１では、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２２を（＋Ｘ）方向に移動させる。これによって、基板用シャトル２３Ｒが基板吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めされる。また、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、基板ＳＢを吸着保持したまま吸着プレート３４を基板用シャトル２３Ｒのハンド２３２、２３２に向けて下降させる。その後、バルブＶ３１が閉じ、これによって吸着機構による基板ＳＢの吸着が解除される。そして、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を逆回転させ、吸着プレート３４を初期位置まで上昇させる。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２２を（−Ｘ）方向に移動させて当該基板ＳＢを保持したまま基板用シャトル２３Ｒを中間位置ＸＰ２４に移動させて位置決めする。

次のステップＳ１２では、バルブＶ５１、Ｖ５２が動作して吸着プレート５１によるブランケットＢＬの吸着を解除する。そして、ピン昇降シリンダＣＬ５１が動作してリフトプレート５４１を上昇させ、使用済みのブランケットＢＬを吸着プレート５１から鉛直上方に持ち上げる。そして、ブランケット搬送ロボットが、装置１００にアクセスして使用済みのブランケットＢＬをリフトピン５４２の頂部から受け取り、装置１００から退避する。これに続いて、ピン昇降シリンダＣＬ５１が動作してリフトプレート５４１を下降させ、リフトピン５４２を吸着プレート５１よりも下方向（−Ｚ）に下降させる。

次のステップＳ１３では、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２２が（＋Ｘ）方向に移動する。これによって、版用シャトル２３Ｌが版受渡し位置ＸＰ２１に移動して位置決めされる。それに続いて、版洗浄装置の版搬送ロボットが使用済みの版ＰＰを印刷装置１００から取り出す。こうして版ＰＰの搬出が完了すると、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させてシャトル保持プレート２２を（−Ｘ）方向に移動させ、版用シャトル２３Ｌを中間位置ＸＰ２２に位置決めする。

次のステップＳ１４では、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２２を（−Ｘ）方向に移動させる。これによって、基板用シャトル２３Ｒが基板受渡し位置ＸＰ２５に移動して位置決めされる。それに続いて、基板洗浄装置の基板搬送ロボットが転写処理を受けた基板ＳＢを印刷装置１００から取り出す。こうして基板ＳＢの搬出が完了すると、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させてシャトル保持プレート２２を（＋Ｘ）方向に移動させ、基板用シャトル２３Ｒを中間位置ＸＰ２３に位置決めする。これにより、印刷装置１００は初期状態に戻る。

次に、上記のように構成された印刷装置１００における精密アライメント動作についてさらに詳しく説明する。先に説明したように、この実施形態では、下ステージ部５の上面に保持されるブランケットＢＬと上ステージ部３の下面に保持される基板ＳＢとの精密アライメントを、これらに予め形成されたアライメントマークを撮像部４３により撮像するとともに、その撮像結果に基づいてアライメントステージ４２を動作させることによって行う。ここで、想定する基板ＳＢの平面サイズは３５０ｍｍ×３００ｍｍ程度である。一方、目標とする基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせ精度は、例えば±３μｍ程度である。

図５はアライメントステージの詳細構造を示す図である。前記したように、アライメントステージ４２はステージベース４２１およびステージトップ４２２を備えており、これらの間に支持機構４２３が設けられるとともに、ステージ駆動モータＭ４１により支持機構４２３が駆動されることで、ステージベース４２１に対するステージトップ４２２の移動が実現される。図５では、ステージベース４２１の四隅にそれぞれ設けられた支持機構４２３のそれぞれを、符号４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃおよび４２３ｄにより区別している。また、これらの各々に結合されるステージ駆動モータＭ４１に対して、それぞれ符号Ｍ４１ａ，Ｍ４１ｂ，Ｍ４１ｃおよびＭ４１ｄを付している。

ステージ駆動モータＭ４１ａが支持機構４２３ａを駆動することにより、支持機構４２３ａの近傍に点線矢印で示すように、支持機構４２３ａはＹ方向に所定の範囲で移動可能となっている。また、それぞれの近傍に点線矢印で示すように、ステージ駆動モータＭ４１ｂは支持機構４２３ｂをＸ方向に、ステージ駆動モータＭ４１ｃは支持機構４２３ｃをＹ方向に、ステージ駆動モータＭ４１ｄは支持機構４２３ｄをＸ方向に、それぞれ所定の範囲で移動可能となっている。

支持機構４２３ａおよび４２３ｃが互いに同方向に移動することで、ステージトップ４２２はステージベース４２１に対して（＋Ｙ）方向または（−Ｙ）方向に移動する。また、支持機構４２３ｂおよび４２３ｄが互いに同方向に移動することで、ステージトップ４２２はステージベース４２１に対して（＋Ｘ）方向または（−Ｘ）方向に移動する。一方、これらが互いに逆方向に移動することで、ステージトップ４２２はステージベース４２１に対し鉛直軸周りに回転する。このようにして、ステージベース４２１に対するステージトップ４２２の水平面（ＸＹ平面）内における移動とＺ軸周りの回転運動とが実現されている。

図６は撮像部の詳細構造を示す図である。図２に示したように、撮像部４３はその上端部が下ステージ部５の吸着プレート５１の直下まで延びており、その先端部には図６に示すＣＣＤカメラ４３０が取り付けられている。なお、撮像部４３は、吸着プレート５１により吸着保持されるブランケットＢＬの四隅に対応して４箇所設けられているが、それらの撮像部４３の構造はいずれも同一である。

吸着プレート５１のうちブランケットＢＬの四隅に対応する位置にはそれぞれ透明な石英窓５２ａが嵌め込まれており、吸着プレート５１の下方から該石英窓５２ａを介してブランケットＢＬが見通せるようになっている。石英窓５２ａの下方には、ＣＣＤカメラ４３０が配置されている。具体的には、石英窓５２ａの直下位置に、対物レンズ４３５、ハーフミラー４３７およびＣＣＤ撮像素子の受光面４３８がこの順番で配置されている。対物レンズ４３５の光軸は略鉛直方向と一致しており、該光軸上に石英窓５２ａおよび受光面４３８がそれぞれ配置されている。ハーフミラー４３７には側方から光源４３６からの光が入射しており、該光はハーフミラー４３７で反射されて石英窓５２ａに向けて出射され、石英窓５２ａを介してブランケットＢＬに入射する。

上ステージ部３の吸着プレート３４の下面に保持された基板ＳＢの下面のうち石英窓５２ａに臨む位置には、所定の第１アライメントマークＡＭ１が予め形成されている。一方、下ステージ部５の吸着プレート５１の上面に保持されたブランケットＢＬの上面のうち石英窓５２ａに臨む位置には、所定の第２アライメントマークＡＭ２が予め形成されている。すなわち、基板ＳＢとブランケットＢＬとは、それぞれのアライメントマーク形成面が互いに向き合うように対向配置されている。これにより、鉛直方向（Ｚ方向）における両アライメントマーク間の距離を小さくすることができる。ギャップ調整後の基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の間隔Ｇsbについては、これをできるだけ小さくすることが望ましいが、装置各部の寸法精度や基板ＳＢおよびブランケットＢＬの撓み等を考慮すると、基板ＳＢとブランケットＢＬとの予定しない接触を防ぐためにはある程度離さざるを得ない。ここでは例えば間隔Ｇsbを３００μｍとする。

ブランケットＢＬは、ガラス板または透明樹脂板の表面に例えばシリコンゴムによる薄い弾性層が形成されたものであり、光透過性を有する。したがって、下ステージ部５の下方からは、石英窓５２ａおよびブランケットＢＬを介して第１アライメントマークＡＭ１および第２アライメントマークＡＭ２が同時に見通せる状態となっている。ＣＣＤ受光面４３８は、石英窓５２ａに臨んで配された第１アライメントマークＡＭ１および第２アライメントマークＡＭ２を同一視野内で一括して撮像する。

対物レンズ４３５、ハーフミラー４３７、受光面４３８および光源４３６は一体的に、ＸＹテーブル４３１によってＸＹ平面に沿った方向に、また精密昇降テーブル４３２によって鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。対物レンズ４３５の前側焦点は、精密昇降テーブル４３２によってブランケットＢＬのアライメントマーク形成面に合わせられる。一方、後側焦点は予めＣＣＤ撮像素子の受光面４３８に合わせられている。このため、ＣＣＤ受光面４３８には、ブランケットＢＬに形成された第２アライメントマークＡＭ２にピントが合った（焦点内の）光学像が結像され、ＣＣＤカメラ４３０によりこの光学像が撮像される。

なお、第２アライメントマークＡＭ２は、基板に転写すべきパターンと同一材料により、パターン形成と同時に、ブランケットＢＬの弾性層の表面に形成される。すなわち、版ＰＰには基板ＳＢに転写すべきパターンとともにアライメントマークＡＭ２に対応するパターンが予め形成されており、版ＰＰをブランケットＢＬ上の塗布層に密着させてパターニングを行うときに、アライメントマークＡＭ２も同時に形成される。上記の通り、ブランケットＢＬの主面のうち、弾性層が形成された側の一方主面が、パターンおよびアライメントマークの形成面となっている。

図７はアライメントマークのパターンの例を示す図である。より詳しくは、図７（ａ）はこの実施形態において基板に形成される第１アライメントマークを構成する図形パターン（第１アライメントパターン）を示し、図７（ｂ）はこの実施形態においてブランケットに形成される第２アライメントマークを構成する図形パターン（第２アライメントパターン）を示す。

詳しくは後述するが、基板ＳＢに形成される第１アライメントマークＡＭ１は、図７（ａ）に示す第１アライメントパターンＡＰ１を複数並べたものである。アライメントパターンＡＰ１は、ピントが合わない状態でも図形が消失しない程度のサイズ、例えば１辺が５０μｍ程度の矩形（この例では正方形）で、四辺に囲まれた内部が一様に塗り潰された中実な図形である。

一方、図７（ｂ）に示すように、ブランケットＢＬに形成される第２アライメントマークＡＭ２は単一の第２アライメントパターンＡＰ２からなる。第２アライメントパターンＡＰ２は、例えば１辺が１２０μｍ程度の矩形で内部がくり抜かれて空白となった環状の中空な図形である。正方形をなす各辺の線幅は例えば１０μｍであり、したがって内部の正方形の１辺は１００μｍ程度である。

また、図７（ｃ）はこれらのアライメントパターンの空間周波数スペクトルを示している。これらのパターンの有する空間周波数成分を比較すると、中実図形である第１アライメントパターンＡＰ１が、中空図形である第２アライメントパターンＡＰ２よりも多くの低周波成分を含んでいる。つまり、第１アライメントパターンＡＰ１の方が、空間周波数のスペクトルが低周波数側に偏っている。後述する精密アライメント動作では、この特徴を利用して各アライメントパターンの位置検出を行う。

図８は精密アライメント動作のためのアライメントマークの配置を示す図である。基板ＳＢおよびブランケットＢＬはいずれも板状体であり、両者を重ね合わせたときに互いに対応する位置に、それぞれアライメントマークが形成される。すなわち、板状の基板ＳＢの中央部には、回路パターン等の所定パターンが形成されて最終的にデバイスとして機能する有効パターン領域ＰＲが設定される。これに対応するブランケットＢＬの表面領域がブランケットＢＬの有効パターン領域ＰＲであり、基板ＳＢに転写すべきパターンは版ＰＰによってこの領域ＰＲにパターニングされる。図８の例では矩形基板ＳＢの中央部の矩形領域を有効パターン領域ＰＲとしているが、これらの形状は矩形に限定されるものではなく任意である。

そして、有効パターン領域ＰＲの四隅の外側、基板ＳＢの角部に近接する領域を、アライメントマーク形成領域ＡＲとしている。なお、下ステージ部５の吸着プレート５１に設けられる石英窓５２ａは、上記した４箇所のアライメントマーク形成領域ＡＲに対応する位置にそれぞれ設けられる。

基板ＳＢにおいては、例えばフォトリソグラフィー技術によって予め第１アライメントマークＡＭ１が４箇所のアライメントマーク形成領域ＡＲのそれぞれに形成されている。一方、ブランケットＢＬの各アライメントマーク形成領域ＡＲに形成される第２アライメントマークＡＭ２は、有効パターン領域ＰＲに形成されるパターンと共に、版ＰＰを用いてパターン形成材料によりパターニングされる。そのため、パターニング時の版ＰＰとブランケットＢＬとの位置関係に関わらず、ブランケットＢＬ上において有効パターン領域ＰＲに形成されるパターンとアライメントマーク形成領域ＡＲに形成されるアライメントマークとの位置関係は不変である。これにより、アライメントマークを用いた位置合わせにより基板ＳＢとブランケットＢＬ上のパターンとの位置関係が一定に保たれる。したがって版ＰＰとブランケットＢＬとの間での精密アライメントは必ずしも必要ない。

この実施形態では、上記のように構成されたアライメントパターンをアライメント部４の撮像部４３によって撮像し、撮像した画像からアライメントパターンを検出して基板ＳＢとブランケットＢＬ（厳密にはブランケットＢＬ上のパターン）との位置関係を把握し、必要に応じてこれらの位置を合わせるための調整動作を行う。

本実施形態の第１アライメントマークおよび第２アライメントマークは、それぞれ上記したアライメントパターンを構成要素としてこれを１つまたは複数含んだものである。ただし、本実施形態の精密アライメント動作自体は、単一のアライメントパターンのみからなるアライメントマークによっても成立する。そこで、ここでは単一の第１アライメントパターンＡＰ１からなる第１アライメントマークを基板ＳＢに形成し、単一の第２アライメントパターンＡＰ２からなる第２アライメントマークをブランケットＢＬに形成した例を用いてアライメント動作の原理を説明する。

図９はＣＣＤカメラで撮像された画像の一例を示す図である。撮像された画像ＩＭには、図９（ａ）に示すように、ピントが合った状態で高い画像コントラストで撮像された第２アライメントパターンＡＰ２が含まれる。したがって、撮像された画像から第２アライメントパターンＡＰ２の重心位置Ｇ2mを検出することは比較的容易である。第２アライメントパターンＡＰ２を環状矩形の中空図形とした場合、例えば次のようにして重心位置を求めることができる。図９（ｂ）に示すように、画像内の各位置ごとの輝度を所定の閾値で二値化することで第２アライメントパターンＡＰ２のエッジ部分を抽出し、これから第２アライメントパターンＡＰ２の輪郭を推定してその重心Ｇ2mの位置を求めることができる。特に、パターンの外形寸法や線幅などの特徴が予めわかっていることから、画像処理部６５はそれらの特徴に特化した画像処理を適用することができる。

一方、基板側に形成された第１アライメントパターンＡＰ１については、必ずしもピントが合っているとは限らない。光軸方向における第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間隔が対物レンズ４３５の被写界深度以下であれば、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との両方にピントが合った画像を撮像することが可能である。しかしながら、アライメントパターン間の間隔が対物レンズ４３５の被写界深度よりも大きいとき、第２アライメントパターンＡＰ２にピントを合わせれば第１アライメントパターンＡＰ１は被写界深度外となってピントが合わず、輪郭のぼやけた画像として撮像される。

本実施形態では５倍程度の倍率を有する対物レンズ４３５を使用しており、その被写界深度は±３０μｍ（合焦範囲として６０μｍ）程度である。一方、装置１００にセットされた基板ＳＢとブランケットＢＬとの間隔Ｇsbはギャップ調整後において３００μｍ程度である。このような条件では、両アライメントパターンに同時にピントを合わせることは不可能である。すなわち、第２アライメントパターンＡＰ２にピントを合わせれば、必然的に第１アライメントパターンＡＰ１にはピントが合わない。本実施形態の精密アライメント方法は、このような場合にも対応して高精度の位置合わせを可能とするものである。

第１アライメントパターンＡＰ１にピントが合っていないとき、図９（ａ）に示すように、第１アライメントパターンＡＰ１は破線で示す本来の外形よりも大きく、しかも輪郭がぼやけた状態で撮像されている。したがって元の第１アライメントパターンＡＰ１の形状が有していた空間周波数成分のうち比較的高い周波数成分は失われている。このため、第２アライメントパターンＡＰ２の場合のようにエッジを抽出する方法は適用が難しくまた検出誤差も大きくなると考えられる。そこで、図９（ｃ）に示すように、輝度レベルのピーク位置をもって第１アライメントパターンＡＰ１の重心位置を求める。

このとき、図７（ｃ）に示したように、予め第１アライメントパターンＡＰ１の形状を低い空間周波数成分を多く含むものとしておくことによって、画像情報の損失を抑え、重心位置の検出精度の低下を抑制することができる。特にシェーディング補正を伴う画像処理を行う場合には、これによって低い周波数成分も失われるため、空間周波数の分布が低周波数側に寄った形状のパターンを用いることが有効である。

また、元の形状に含まれる高周波成分が失われることが予めわかっているのであるから、重心位置の検出において高周波成分は有用性を持たず、むしろノイズとして作用するものである。そこで、画像から高周波成分を除去する低域フィルタリング処理を行い、除去後の画像から重心位置を検出することが望ましい。このようにして、ピントが合わない第１アライメントパターンＡＰ１の重心Ｇ1mの位置を検出する。

図９（ａ）に示すように、例えば第１アライメントパターンＡＰ１の重心位置Ｇ1mを基準としたとき、本来の、つまり基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置関係が適切であるときに第２アライメントパターンＡＰ２が位置すべき重心の位置を「目標位置」とし、これを符号Ｇ2tにより表す。しかしながら、実測された重心Ｇ2mの位置は必ずしもこれと一致せず、これらを一致させるために精密アライメント動作が必要となる。すなわち精密アライメント動作では、同図において矢印で示すように、検出される第２アライメントパターンＡＰ２の重心位置Ｇ2mをその目標位置Ｇ2tに一致させるように基板ＳＢとブランケットＢＬとの相対位置を調整する。この実施形態では、撮像結果に基づきアライメントステージ４２のステージトップ４２２の必要移動量を算出しこれを移動させることで、ステージトップ４２２に支持された下ステージ部５およびこれに載置されたブランケットＢＬを移動させて、基板ＳＢに対する位置合わせを行う。

図１０は第１アライメントマークの具体例を示す図である。図１０（ａ）に示されるように、基板ＳＢ上に形成される第１アライメントマークＡＭ１は、前記した中実矩形の第１アライメントパターンＡＰ１を複数配列したものである。具体的には、第１アライメントマークＡＭ１の中央部には縦横３個ずつ計９個、いずれも同一形状の第１アライメントパターンＡＰ１（ＡＰ101〜ＡＰ109）を配する。隣接する第１アライメントパターン間の間隔は、少なくとも各第１アライメントパターンＡＰ１の１辺の長さ（５０μｍ）の２倍、ここでは１５０μｍとしている。また、こうして形成される各第１アライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109の３×３マトリクスの外側を囲むように、さらに４個の第１アライメントパターンＡＰ１（ＡＰ111〜ＡＰ114）が配置される。

基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせは、第１アライメントマークＡＭ１の四隅に配置された第１アライメントパターンＡＰ111〜ＡＰ114と、ブランケットＢＬに形成された第２アライメントパターンＡＰ２との位置検出結果に基づいて行われる。すなわち、撮像された画像から検出された第１アライメントパターンＡＰ111〜ＡＰ114それぞれの重心位置を位置基準として特定される目標位置に、第２アライメントパターンＡＰ２の重心位置を一致させるべく、ステージトップ４２２を駆動してブランケットＢＬを移動させる。

図１０（ｂ）において、「＋」マークは、その交点がそれぞれのアライメントパターンの重心位置を示している。同図に示すように、第２アライメントパターンＡＰ２の目標位置は、第１アライメントマークＡＭ１のうち中央部に配置された第１アライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109の１つ（ここでは左上隅のパターンＡＰ101）の重心と重なる位置に設定される。したがって、アライメント後にパターン転写のために基板ＳＢとブランケットＢＬとが密着されると、パターンと同一材料でブランケットＢＬに形成された第２アライメントパターンＡＰ２は第１アライメントパターンＡＰ101を囲むようにして基板ＳＢに転写される。こうして基板ＳＢに転写された第２アライメントパターンＡＰ２は、転写後にパターン転写位置を目視確認するのに用いることができる。また、後述するように、この実施形態は、転写後の第２アライメントパターンＡＰ２の位置検出結果を次回のアライメント動作時の目標位置設定に反映させる構成となっている。

目標位置の基準となる第１アライメントパターンＡＰ１は最低１つあれば足りる。ただし、ピントの合わない状態で撮像された画像からの重心位置の検出誤差によるアライメント精度の低下を防止するため、上記のように複数の第１アライメントパターンの位置検出結果から総合的に目標位置を決定することが望ましい。

なお、同一の基板ＳＢに対して複数回のパターン転写が行われる場合があり、各回の転写の度にアライメント動作が必要である。したがって、ブランケットＢＬから基板ＳＢへの第２アライメントパターンＡＰ２の転写も複数回行われる。このとき、先のパターン転写において基板ＳＢに転写されたアライメントパターンＡＰ２が後のパターン転写に先立つアライメント動作を阻害することがないようにする必要がある。

この実施形態では、第１アライメントマークＡＭ１の外縁に設けられた４個の第１アライメントパターンＡＰ111〜ＡＰ114を用いてアライメントを行う一方、これらから離隔した第１アライメントマークＡＭ１の中央部を、第２アライメントパターンＡＰ２の転写先としている。これにより、先のパターン転写において基板ＳＢに転写された第２アライメントパターンＡＰ２が第１アライメントパターンＡＰ111〜ＡＰ114の位置検出に影響を与えることが防止されている。

また、ブランケットＢＬに担持されている第２アライメントパターンＡＰ２が先に転写済みの第２アライメントパターンと重なって位置検出が行えなくなるのを防止するために、この実施形態では、同一基板ＳＢへの複数回のパターン転写に際して、各回ごとに第２アライメントパターンＡＰ２の目標位置Ｇ2t（図９（ａ））を異ならせる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、第１アライメントマークＡＭ１の中央部には計９個の第１アライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109が配置されている。そして、図１０（ｂ）に示すように、そのうち１つの重心位置が、１回のパターン転写における第２アライメントパターンＡＰ２の目標位置Ｇ2tとして用いられる。複数回のパターン転写では、目標位置として用いる第１アライメントパターンが各回ごとに変更される。これにより、ブランケットＢＬ側の第２アライメントパターンＡＰ２と転写済みの第２アライメントパターンとが重なってアライメント精度を低下させることが防止される。この例では１枚の基板に対して９回までのパターン転写が可能である。

図１１は精密アライメント動作の処理の流れを示すフローチャートである。なお、この処理は、図４のステップＳ９の処理の一部として行われるものである。まず、精密昇降テーブル４３２により、撮像部４３に設けられたＣＣＤカメラ４３０のピントがブランケットＢＬのアライメントマーク形成面（上面）に合わせられる（ステップＳ９０１）。なお、ブランケットＢＬは膨潤に起因してその厚みが変動するため、ピント合わせは転写処理の実行の度に行われる必要がある。

具体的には、例えば次のようなオートフォーカス（ＡＦ）調整動作により、ピント合わせを行うことができる。すなわち、精密昇降テーブル４３２によりＣＣＤカメラ４３０を上下方向（Ｚ方向）に動かすことで焦点位置をＺ方向に一定ピッチで変更設定しながら、その都度ＣＣＤカメラ４３０による撮像を行う。そして、撮像されるアライメントパターンＡＰ２の画像から、画像コントラストが最大となる位置を算出し、その位置に対物レンズ４３５の焦点位置を合わせる。なお、４つのＣＣＤカメラ４３０のピント合わせはそれぞれ個別に行われるが、その処理内容は同一である。

こうしてピント調整がなされた状態では、各ＣＣＤカメラ４３０の視野には第１アライメントパターンＡＰ１およびこれに対応する第２アライメントパターンＡＰ２が入っており、このうち第２アライメントパターンＡＰ２にピントが合った状態である。各ＣＣＤ４３０はそれぞれこの画像を撮像し、画像データを画像処理部６５へ送出する（ステップＳ９０２）。画像処理部６５は、こうして撮像された画像に対し所定の画像処理を行い、画像内における第１および第２アライメントパターンＡＰ１，ＡＰ２の位置検出を行う（ステップＳ９０３、Ｓ９０４）。具体的にはこれらの重心位置Ｇ1m，Ｇ2mを検出する。

上記のようにして第１アライメントパターンＡＰ１の重心Ｇ1m、および第２アライメントパターンＡＰ２の重心Ｇ2mの位置が検出されると、続いてそれらの間の位置ずれ量を算出する（ステップＳ９０５）。ここで算出するべきは、検出された２つのアライメントパターンそれぞれの重心Ｇ1m、Ｇ2m間の位置ずれ量ではなく、第１アライメントパターンＡＰ１の重心位置Ｇ1mから導かれる第２アライメントパターンＡＰ２の適正な重心位置、すなわち目標位置Ｇ2tと、実測により検出された第２アライメントパターンＡＰ２の重心位置Ｇ2mとの間の位置ずれ量である。

なお、ＸＹ平面内において基板ＳＢとブランケットＢＬとの間で生じる位置ずれとしては、Ｘ方向およびＹ方向へのずれだけではなく、捩れ、つまり鉛直軸周りの回転角度が互いに異なるタイプのずれがある。基板ＳＢおよびブランケットＢＬのそれぞれに設けた１対のアライメントパターンの重心位置の調整では、この鉛直軸周りの回転方向（以下、「θ方向」と称する）へのずれを補正することが難しい。特に一方のアライメントパターンがピントの合わない状態で撮像されているとき、ぼやけた画像から該パターンの回転角度を把握することは困難である。

この実施形態では、基板ＳＢおよびブランケットＢＬの４隅それぞれに各１対のアライメントマークを設け（図８）、これらを４組の撮像部４３で撮像する。そして、これら４組の撮像部４３で撮像された画像のそれぞれから求められたＸ、Ｙおよびθ方向の位置ずれを平均的に補正するように、ステージトップ４２２のＸ、Ｙおよびθ方向の移動量を総合的に決定する。こうすることで、基板ＳＢとブランケットＢＬとの高精度な位置合わせを可能にしている。

アライメントパターンの位置検出結果から求められる位置ずれ量は、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向のそれぞれについて算出される。こうして求められた位置ずれ量が予め定められた許容範囲内にあれば（ステップＳ９０６）、基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の位置ずれは無視できるものとして精密アライメント動作を終了する。

位置ずれ量が許容範囲を超えているとき、これを補正するためのブランケットＢＬの移動が必要である。続いてそのための移動を行うのであるが、何らかの装置の不具合により位置合わせができない状態となっている可能性もあることを考慮して、位置合わせのための移動のリトライ回数に上限を設定しておく。すなわち、リトライ回数が予め設定された所定回数に達しているときには（ステップＳ９０７）、所定のエラー停止処理を実行した上で（ステップＳ９０８）、処理を終了する。このエラー停止処理の内容としては、例えば、所定のエラーメッセージを表示して処理自体を完全に中止する、エラーの内容をユーザに報知した上で以後の処理についてユーザの指示を待つ、などが考えられる。ユーザの指示に応じて処理を再開するようにしてもよい。

一方、所定のリトライ回数に達していなければ（ステップＳ９０７）、位置合わせのために必要なブランケットＢＬの移動量を算出し（ステップＳ９０９）、算出された移動量に基づきアライメントステージ４２を動作させて（ステップＳ９１０）、ステージトップ４２２とともにブランケットＢＬの位置を移動させる。この状態で、再び各アライメントパターンの撮像および重心位置の検出を行い、ブランケットＢＬの再移動が必要か否かの判定を行う（ステップＳ９０２〜Ｓ９０６）。これを所定のリトライ回数に達するまで繰り返す（ステップＳ９０７）。

これにより、各ＣＣＤカメラ４３０により撮像される画像のそれぞれにおいて、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との位置関係が、予め設定された関係（例えば、図９（ａ））と一致する、もしくは該関係からの位置ずれ量が許容範囲内に収まることとなる。こうして基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせ（精密アライメント）が完了する。こうしてアライメント処理が完了した後、ブランケットＢＬから基板ＳＢへのパターン転写が行われる。

図１２はパターン転写の様子を模式的に示す図である。図１２（ａ）に示すように、上記した精密アライメント動作によって、基板ＳＢ表面の第１アライメントマークＡＭ１とブランケットＢＬ表面の第２アライメントマークＡＭ２とが予め設定された所定の位置関係に位置決めされる。その結果、ブランケットＢＬに担持されたパターンＰの基板ＳＢに対する位置が所定位置に位置決めされる。

そして、図１２（ｂ）に示すように、ブランケットＢＬの周縁部が押さえ部７によって押さえられた状態で、吸着プレート５１とブランケットＢＬとの間に加圧エアーが送り込まれる。これにより両者の間に陽圧が供給され、ブランケットＢＬの中央部が浮上して基板ＳＢに密着し、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。このとき、パターンと同じ材料でブランケットＢＬ表面に形成された第２アライメントマークＡＭ２も、パターンとともに基板ＳＢに転写される。

図１２（ｃ）に示すように、ブランケットＢＬ全体がそのまま真上（＋Ｚ方向）へ移動し基板ＳＢに密着するのが望ましい。これにより、アライメント時の基板ＳＢとパターンＰとの位置関係が維持されたまま転写が行われる。しかしながら、図１２（ｄ）に示すように、ブランケットＢＬが浮上する際に水平方向への僅かな変位が生じることがある。つまりブランケットＢＬが斜め上方向に移動する。このような変位は、パターンＰの転写位置ずれの原因となる。

図１３はアライメント終了時点と転写後とにおけるアライメントパターンの位置関係を示す図である。精密アライメント終了時点で、第２アライメントマークＡＭ２は基板ＳＢ上の第１アライメントマークＡＭ１のうち中央部の９個の第１アライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109のいずれか（以下では左上隅のパターンＡＰ101とする）と対向しているから、そのままブランケットＢＬが基板ＳＢに当接することで、第２アライメントマークＡＭ２は当該第１アライメントパターンＡＰ101の周囲を囲むように転写される。

図１３（ａ）〜図１３（ｃ）では、左から右に向かって、アライメント完了後の第１アライメントパターンＡＰ101と第２アライメントパターンＡＰ２との位置関係を示す断面図およびその上面図、ならびに転写後の第１アライメントパターンＡＰ101と第２アライメントパターンＡＰ２との位置関係を示す上面図をそれぞれ順番に示している。

図１３（ａ）に示すように、精密アライメント動作によって第１アライメントパターンＡＰ101と第２アライメントパターンＡＰ２との重心位置を一致させるように位置決めし、そのままブランケットＢＬが真上に移動して転写が行われれば、転写後においても両アライメントパターンの重心位置は一致したままである。一方、図１３（ｂ）に示すように、ブランケットＢＬが斜め上向きに移動するケースでは、アライメント動作の完了時点で第１アライメントパターンＡＰ101と第２アライメントパターンＡＰ２との重心位置が一致していても、転写後にはそれらがずれてしまうことになる。このことは、基板ＳＢに転写されたパターンＰに位置ずれが生じていることを意味する。

そこで、この実施形態では、パターン転写後に、パターンＰとともに基板ＳＢに転写された第２アライメントパターンＡＰ２の位置ずれ量Ｄを検出しておく。そして、次回以降のアライメント動作においては、図１２（ｃ）に示すように、アライメント完了時点における第２アライメントパターンＡＰ２の位置を、この位置ずれ量Ｄに対応する量だけオフセットさせる。すなわち、アライメント動作における目標位置Ｇ2tを、パターン転写後の第２アライメントパターンＡＰ２の位置検出結果に基づいて予めオフセットさせておく。こうすることで、転写後の第２アライメントパターンＡＰ２の位置を適正に維持することができ、結果として基板ＳＢへのパターン転写位置を適正に維持することができる。

印刷装置１においては、各部の位置関係を精密に調整することによって、転写工程においてブランケットＢＬが真上に移動する状態とすることは可能である。しかしながら、温湿度など周囲環境の変化に起因する装置各部の伸縮や、ブランケットＢＬの膨潤などにより、時間経過とともに水平方向への変位が生じてくることは避けられない。本願発明者らの知見によれば、図１３（ｄ）に示すように、アライメント完了時と転写時における第２アライメントパターンＡＰ２の位置ずれ量は時間とともに単調に増加する傾向がある。

この実施形態では、ブランケットＢＬを基板ＳＢに当接させてパターンＰを基板ＳＢに転写した後、ブランケットＢＬを剥離する前に、制御部６が装置各部を制御して以下に説明する転写後処理を実行することで、基板ＳＢへのパターン転写位置のずれが許容範囲内に収まるようにしている。転写後処理では、転写後の第２アライメントパターンＡＰ２の位置ずれ量を計測しておき、その値が所定の許容最大値Ｄmax（例えば３μｍ）を超えたときには、アライメント時の第２アライメントパターンＡＰ２の目標位置を更新設定する。

なお、目標位置の更新は、次の基板ＳＢに対する精密アライメント動作が開始されるまでに行われればよい。したがって、転写後の第２アライメントパターンＡＰ２の位置計測については、ブランケットＢＬの剥離後に行われてもよく、また基板ＳＢが印刷装置１から搬出された後、別の計測装置によって行われてもよい。

図１４は転写後処理を示すフローチャートである。転写後処理では、まずＡＦ調整動作を行い、第１および第２アライメントパターンが担持されている基板ＳＢの表面にＣＣＤカメラ４３０のピントを合わせる（ステップＳ９２１）。この状態で、各ＣＣＤカメラ４３０により撮像を行い、第１アライメントパターンＡＰ101とこれを囲むように転写された第２アライメントパターンＡＰ２の画像を取得する（ステップＳ９２２）。続いて、これらのアライメントパターンの重心位置をそれぞれ検出する（ステップＳ９２３）。

このときの画像は、第１アライメントパターンＡＰ101および第２アライメントパターンＡＰ２の双方にピントが合った状態で撮像されているため、画像からこれらの重心位置を検出することは比較的容易であり、適宜の画像処理によりこれを行うことができる。例えば、空間周波数の高い成分からまず第２アライメントパターンＡＰ２の位置検出を行い、その結果に基づき第２アライメントパターンＡＰ２に相当する領域をマスクした画像から、第１アライメントパターンＡＰ101の重心位置を検出することができる。

次に、検出された両アライメントマークの重心位置間のずれ量Ｄを求める（ステップＳ９２４）。第２アライメントパターンＡＰ２が適正位置に転写されたとき、その重心位置はもともと基板ＳＢに形成されていた第１アライメントパターンＡＰ101の重心位置と一致し、ずれ量Ｄはゼロとなるはずである。ずれ量Ｄを許容最大値Ｄmaxと比較し（ステップＳ９２５）、許容最大値Ｄmaxを超えていれば目標位置の更新設定を行う（ステップＳ９２６）。すなわち、そのずれ方向とは反対方向にずれ量Ｄだけ現在の目標位置からシフトさせた位置に新たな目標位置を設定し、これを次回のアライメント動作における目標位置とする。

なお、図１３の例では転写時にブランケットＢＬが（＋Ｘ）方向に変位するとしているが、変位は（±Ｘ）方向、（±Ｙ）方向のいずれにも生じ得る。したがってこれをキャンセルするためには、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれについてのずれ量Ｄｘ、Ｄｙを計測しておく必要がある。そして、これらの二乗和の平方根としてずれ量Ｄが求められる。

また、前記した同一基板への複数回のパターン転写の場合のように、前後のアライメント動作における第２アライメントパターンＡＰ２の目標位置がもともと異なっているケースでは、後のアライメント動作における目標位置として当初設定されている位置に対して前記ずれ量Ｄに基づくシフト変更を加えることで、転写時の位置ずれを防止することができる。

このようにすることで、次に行われるアライメント動作では、アライメント時と転写時との間で発生する位置ずれを予め見越した位置に目標位置が設定されて基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせが行われる。そのため、この実施形態では、転写後の基板ＳＢにおけるパターンＰの位置を常に適正に維持することができる。より具体的には、転写後のアライメントパターンの位置検出は転写ごとに行われ、その位置ずれ量が予め定められた許容最大値を超えると目標位置の更新が行われる。これにより、基板ＳＢへのパターン転写位置を、予め定められた許容範囲内に安定的に収めることができる。

以上説明したように、この実施形態では、ブランケットＢＬが本発明の「担持体」に相当しており、パターンＰが本発明の「被転写物」に相当している。また、転写後の位置ずれ量Ｄの許容最大値Ｄmaxが、本発明の「閾値」に相当している。

また、上記実施形態では、上ステージ部３および下ステージ部５が一体として本発明の「転写手段」として機能しており、特に吸着プレート５１が本発明の「担持体保持部」として機能している。また、撮像部４３が本発明の「撮像手段」として機能している。また、撮像部４３は制御部６とともに本発明の「位置検出手段」としての機能も有している。また、制御部６は、本発明の「目標位置設定手段」としても機能している。そして、画像処理部６５およびアライメントステージ４２が一体として、本発明の「アライメント手段」として機能している。

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、上記実施形態では、転写後の第２アライメントパターンＡＰ２の位置ずれ量Ｄが許容最大値Ｄmaxを超えたときのみ目標位置の更新を行っているが、転写ごとに目標位置の更新を行うようにしても構わない。また、転写後の第２アライメントパターンＡＰ２の位置検出を毎回行うのに代えて、所定の転写回数ごとに、あるいは所定時間ごとに、位置検出およびそれに基づく標位置の更新を行うようにしてもよい。

また例えば、上記実施形態の第１アライメントマークＡＭ１は、１つの基板に対して複数回のパターン転写を可能とするための構成を有しているが、このことは必須の要件ではなく、例えば単一の第１アライメントパターンＡＰ１からなる第１アライメントマークを有する基板を用いる場合にも、本発明を適用することが可能である。

また例えば、上記実施形態において示したアライメントマークの形状は一例にすぎず、上記以外に種々のものを採用可能である。ただし、上記したようにピントが合わない状態での撮像結果からでも検出が容易となるよう、アライメントマークの画像が有する空間周波数成分が特徴的であることが望ましい。

すなわち、基板ＳＢに形成される第１アライメントマークＡＭ１については、ピントが合わない状態でもその重心位置を精度よく検出することができるように、比較的低い周波数成分を多く含み、かつ重心に対しいくつかの回転角度について点対称な図形であることが好ましい。また、ブランケットＢＬに形成される第２アライメントマークＡＭ２については、比較的高い周波数成分を多く含み、かつ狭帯域のバンドパスフィルタ処理によって抽出可能な特徴部分を有するものであることが、ノイズに対する耐性を高める上で望ましい。

また、上記実施形態では基板ＳＢおよびブランケットＢＬの４つの角部の近傍に４組のアライメントマークを形成しているが、アライメントマークの形成個数はこれに限定されず任意である。ただし、鉛直軸周りの位置ずれを適切に補正するためには、異なる位置に形成した複数組のアライメントマークを用いることが好ましく、これらはできるだけ離れた位置にあることがより望ましい。また、各カメラの位置ずれによる誤差を抑えるためには、３組以上のアライメントマークが設けられることが望ましい。

また、上記実施形態では、本発明の転写装置の一実施態様である印刷装置の内部でブランケットＢＬへのパターニングを行っているが、本発明はこれに限定されず、例えば外部でパターニングが行われたブランケットが搬入されて基板へのパターン転写を行う装置に対しても、好適に適用可能なものである。

この発明は、パターンまたは薄膜等の被転写物を担持する担持体と、該パターンを転写される基板との位置合わせを高い精度で行うことが要求される技術分野に好適に適用することができる。

３ 上ステージ部（転写手段）
４ アライメント部
５ 下ステージ部（転写手段）
６ 制御部（位置検出手段、目標位置設定手段）
４２ アライメントステージ（アライメント手段）
４３ 撮像部（撮像手段、位置検出手段）
５１ 吸着ステージ（担持体保持部）
６５ 画像処理部（アライメント手段）
１００ 印刷装置（転写装置）
４３０ ＣＣＤカメラ
ＡＭ１ 第１アライメントマーク
ＡＭ２ 第２アライメントマーク
ＡP１ 第１アライメントパターン
ＡP２ 第２アライメントパターン
ＢＬ ブランケット（担持体）
Ｇ2t 目標位置
ＳＢ 基板

Claims (13)

1. 被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写方法において、
   第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する前記担持体とを対向させた状態で近接保持する保持工程と、
   前記基板と前記担持体とを相対的に移動させて、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対位置を、予め定められた目標位置に調整するアライメント工程と、
   前記アライメント工程で位置が調整された前記基板と前記担持体とを当接させて、前記担持体表面の前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記基板に転写する転写工程と、
   前記基板に転写された前記第２アライメントマークと前記第１アライメントマークとの相対位置を検出する転写位置検出工程と、
   前記転写位置検出工程の結果に基づいて、前記目標位置を更新設定する更新工程と
   を備えることを特徴とする転写方法。
2. 被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写方法において、
   第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する前記担持体とを近接対向させ、かつ離間させた状態で保持する保持工程と、
   前記基板と前記担持体とを相対的に移動させて、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対位置を、予め定められた目標位置に調整するアライメント工程と、
   前記アライメント工程で位置が調整された前記基板と前記担持体とを接近させ前記担持体表面の被転写物を前記基板に当接させて、前記担持体表面の前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記基板に転写する転写工程と、
   前記基板に転写された前記第２アライメントマークと前記第１アライメントマークとの相対位置を検出する転写位置検出工程と、
   前記転写位置検出工程の結果に基づいて、前記目標位置を更新設定する更新工程と
   を備えることを特徴とする転写方法。
3. 前記更新工程では、前記転写位置検出工程において検出された、転写後の前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとの間の位置ずれ量に対応する量だけ前記目標位置を変化させて、該位置ずれをキャンセルする請求項１または２に記載の転写方法。
4. 前記転写位置検出工程において検出された、転写後の前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとの間の位置ずれ量が所定の閾値を超えたときに、前記更新工程により前記目標位置を更新する請求項１ないし３のいずれかに記載の転写方法。
5. 前記アライメント工程および前記転写位置検出工程では、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとを同一視野内で撮像し、撮像された画像から前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークの位置検出を行う請求項１ないし４のいずれかに記載の転写方法。
6. 前記第２アライメントマークの図形パターンが、前記第１アライメントマークを構成する図形パターンの一と重心位置を互いに一致させたときに前記第１アライメントマークの図形パターンの周囲を取り囲む環状の中空図形であり、前記転写工程では、前記第１アライメントマークの図形パターンと、前記第２アライメントマークの図形パターンとの重心位置を互いに一致させる請求項５に記載の転写方法。
7. 前記第１アライメントマークの図形パターンが中実図形であり、前記アライメント工程では前記担持体表面の前記第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行う一方、前記転写位置検出工程では、前記基板表面に転写された前記第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行う請求項５または６に記載の転写方法。
8. 被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写装置において、
   第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する前記担持体とを対向させた状態で近接保持し、さらに前記担持体と前記基板とを当接させて前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記担持体から前記基板に転写する転写手段と、
   前記転写手段により前記基板と前記担持体とが近接保持された状態における、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対的な目標位置を設定する目標位置設定手段と、
   前記基板と前記担持体とを相対的に移動させて、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対位置を前記目標位置に調整するアライメント手段と、
   前記基板に転写された前記第２アライメントマークと前記第１アライメントマークとの相対位置を検出する位置検出手段と
   を備え、
   前記目標位置設定手段は、前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記目標位置を更新設定する
   ことを特徴とする転写装置。
9. 被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写装置において、
   第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する前記担持体とを近接対向させ、かつ離間させた状態で保持し、さらに前記基板と前記担持体とを接近させ前記担持体表面の被転写物を前記基板に当接させて前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記担持体から前記基板に転写する転写手段と、
   前記転写手段により前記基板と前記担持体とが近接保持された状態における、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対的な目標位置を設定する目標位置設定手段と、
   前記基板と前記担持体とを相対的に移動させて、前記第１アライメントマークに対する前記第２アライメントマークの相対位置を前記目標位置に調整するアライメント手段と、
   前記基板に転写された前記第２アライメントマークと前記第１アライメントマークとの相対位置を検出する位置検出手段と
   を備え、
   前記目標位置設定手段は、前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記目標位置を更新設定する
   ことを特徴とする転写装置。
10. 前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークを同一視野内で撮像する撮像手段を備え、前記アライメント手段による前記第２アライメントマークの前記目標位置への調整、および、前記位置検出手段による前記第２アライメントマークと前記第１アライメントマークとの相対位置の検出を、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて行う請求項９に記載の転写装置。
11. 前記位置検出手段は、前記転写手段により前記基板と前記担持体とが近接保持された状態と、前記第２アライメントマークが前記基板に転写された後とのそれぞれで前記撮像手段により撮像された画像のそれぞれに対し画像処理を行って、該画像のそれぞれから前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークの検出を行い、前記アライメント手段は、前記転写手段により前記基板と前記担持体とが近接保持された状態での画像に対する前記位置検出手段による検出結果に基づき、前記基板と前記担持体との相対移動を行う請求項１０に記載の転写装置。
12. 前記担持体の互いに異なる位置に形成された複数の前記第２アライメントマークのそれぞれを個別に撮像する複数の前記撮像手段を備える請求項１０または１１に記載の転写装置。
13. 前記転写手段は、前記担持体の被転写物担持面とは反対側の主面に当接して前記担持体を保持する担持体保持部を有し、前記担持体保持部と前記担持体との間に陽圧を印加して、前記担持体を前記基板側に変位させて前記基板に当接させる請求項１０ないし１２のいずれかに記載の転写装置。

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