JP5840585B2 - Fully automatic roll production system with pattern - Google Patents
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Description
本発明は、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)によってパターニングを施したパターン付ロールの全自動製造システムに関する。 The present invention relates to a fully automatic production system for a patterned roll patterned by DLC (diamond-like carbon).
パターン付ロールとしてグラビア印刷用ロールがある。グラビア印刷では、グラビア製版ロール(グラビアシリンダー)に対し、製版情報に応じた微小な凹部(グラビアセル)を形成して版面を製作し当該グラビアセルにインキを充填して被印刷物に転写するものである。一般的なグラビア製版ロールにおいては、アルミニウムや鉄などの版母材の表面に版面形成用の銅メッキ層(版材)を設け、該銅メッキ層にエッチングによって製版情報に応じ多数の微小な凹部(グラビアセル)を形成し、次いでグラビア製版ロールの耐刷力を増すためのクロムメッキによって硬質のクロム層を形成して表面強化被覆層とし、製版(版面の製作)が完了する。本願出願人は、例えば、特許文献1に記載されたグラビア製版ロールを提案している。 There is a roll for gravure printing as a roll with a pattern. In gravure printing, for a gravure printing roll (gravure cylinder), a micro concave portion (gravure cell) corresponding to the plate making information is formed to produce a plate surface, and the gravure cell is filled with ink and transferred to a printing material. is there. In a general gravure plate-making roll, a copper plating layer (plate material) for forming a plate surface is provided on the surface of a plate base material such as aluminum or iron, and a number of minute concave portions are formed on the copper plating layer according to plate making information by etching. (Gravure cell) is formed, and then a hard chromium layer is formed by chromium plating for increasing the printing durability of the gravure plate making roll to form a surface-enhanced coating layer, and plate making (plate surface production) is completed. The applicant of the present application has proposed, for example, a gravure printing roll described in Patent Document 1.
また、パターン付ロールとして成形用エンボスロールがある。熱可塑性樹脂フィルムにエンボス加工を施し、LCD用バックライトやリヤプロジェクションスクリーン等に用いられるプリズムシート、レンチキュラーシート、フレネルシート、反射防止フィルムなどの電子部品を作製したり、金属プレートにエンボス加工を施して意匠性を高めたり、滑り防止機能を持たせたりすることが行われている。本願出願人は、例えば、特許文献2に記載されたエンボスロールを提案している。 Moreover, there exists an embossing roll for shaping | molding as a roll with a pattern. Embossing thermoplastic film to produce electronic parts such as prism sheet, lenticular sheet, Fresnel sheet, anti-reflection film used for LCD backlights and rear projection screens, and embossing metal plate For example, it is possible to improve the design and to provide an anti-slip function. The applicant of the present application has proposed an embossing roll described in Patent Document 2, for example.
また、パターン付ロールとして連続めっき用ロールがある。連続めっき用ロールは、連続めっき装置に用いられるもので、例えば、リールに巻き付けた鋼板等の帯状のワークを連続的に巻き取りながらめっき浴中を通すことで、連続的にめっきを行うものである。連続めっき用ロールの例としては、例えば、特許文献3や特許文献4に開示されたシンクロール等のロールがある。 Moreover, there exists a roll for continuous plating as a roll with a pattern. The roll for continuous plating is used for a continuous plating apparatus. For example, a continuous plating is performed by continuously winding a strip-shaped workpiece such as a steel sheet wound around a reel through a plating bath. is there. As an example of the roll for continuous plating, there exist rolls, such as a sink roll disclosed by patent document 3 or patent document 4, for example.
上述したようなパターン付ロールを製作する場合、基材に感光材を塗布して露光・現像・バーニングしてエッチングすると、いわゆるサイドエッチングと呼ばれるオーバーエッチングが発生する問題があった。そして、パターニングが微細になる程、サイドエッチングの問題がより一層顕在化する。 When manufacturing a roll with a pattern as described above, if a photosensitive material is applied to a substrate and exposed, developed, burned, and etched, there is a problem that over etching called so-called side etching occurs. As the patterning becomes finer, the problem of side etching becomes more obvious.
そこで、本願出願人は、サイドエッチングの問題を解消したパターン付ロール及びその製造方法を提案している(特許文献6)。 Therefore, the applicant of the present application has proposed a roll with a pattern and a method for manufacturing the same, which have solved the problem of side etching (Patent Document 6).
しかしながら、上記したパターン付ロールを全自動で効率的に製造するための全自動システムについては、まだ存在していなかった。 However, there has not yet been a fully automatic system for efficiently manufacturing the above-described patterned roll in a fully automatic manner.
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、サイドエッチングの問題を解消したパターン付ロールを全自動で効率的に製造するための全自動システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a fully automatic system for efficiently and fully manufacturing a patterned roll that solves the problem of side etching. .
上記課題を解決するため、本発明のパターン付ロール全自動製造システムは、産業用ロボットと、感光材塗布ユニットと、露光ユニットと、現像ユニットと、DLC被覆膜形成ユニットと、膜除去ユニットと、を含む処理ユニット群を有し、前記DLC被覆膜形成ユニットが、第一リボルビングユニットと第二リボルビングユニットとを備え、前記第一リボルビングユニットと前記第二リボルビングユニットのいずれかのリボルビングユニットでシリンダ基材の搬入/搬出が行われている間に、他方のリボルビングユニットでDLC被覆膜形成処理を行うようにされ、前記処理ユニット群が産業用ロボットのアーム旋回軌道上に設置されてなり、前記産業用ロボットのみを用いて前記処理ユニット群の各処理ユニットに対してシリンダ基材を順次移載していくことより、シリンダ基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該シリンダ基材及びレジストパターンの表面にDLC被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成されたDLC被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、シリンダ基材の表面にDLCパターンを形成してパターン付ロールを製造するようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a fully automatic roll manufacturing system with a pattern according to the present invention includes an industrial robot, a photosensitive material coating unit, an exposure unit, a development unit, a DLC coating film forming unit, and a film removal unit. The DLC coating film forming unit includes a first revolving unit and a second revolving unit, and the revolving unit is one of the first revolving unit and the second revolving unit. While the cylinder base material is being carried in / out, the other revolving unit performs the DLC coating film forming process, and the processing unit group is installed on the arm turning path of the industrial robot. the cylinder substrate for each processing unit of the processing unit group using only the industrial robot From the next transfer, a photosensitive material is applied to the surface of the cylinder base material, exposed and developed to form a resist pattern, and a DLC coating film is formed on the surface of the cylinder base material and the resist pattern. The DLC coating film formed on the resist pattern is peeled off together with the resist pattern to form a DLC pattern on the surface of the cylinder base material to produce a patterned roll.
このようにして、レジストパターン上に形成されたDLC被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめるため、サイドエッチングの問題が解消される利点がある。すなわち、本発明では、エッチングではなくいわゆるリフトオフとよばれる手法を用いているため、従来のようなサイドエッチングの問題が生じないのである。 Thus, since the DLC coating film formed on the resist pattern is peeled off together with the resist pattern, there is an advantage that the problem of side etching is solved. That is, in the present invention, since a technique called so-called lift-off is used instead of etching, the conventional side etching problem does not occur.
シリンダ基材をストックするための回転台付シリンダストッカ装置が、前記産業用ロボットのアーム旋回軌道上にさらに設置されてなるのが好適である。 It is preferable that a cylinder stocker device with a turntable for stocking the cylinder base material is further installed on the arm turning path of the industrial robot.
前記シリンダ基材が、Ni、ステンレス鋼、Ti、Cu、Al、CFRP(炭素繊維強化樹脂)からなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなるのが好適である。特に、前記シリンダ基材が、CFRP製のシリンダ基材であると、産業用ロボットがハンドリングする際に軽量であるという利点がある。プリント基板の作製では、頻繁に版を変えるため、特にパターン付ロールを用いてプリント基板を作製するときに有利である。 The cylinder base material is preferably made of at least one material selected from the group consisting of Ni, stainless steel, Ti, Cu, Al, and CFRP (carbon fiber reinforced resin). In particular, when the cylinder base material is a CFRP cylinder base material, there is an advantage that the industrial robot is lightweight when handled. In the production of a printed board, the plate is frequently changed, which is particularly advantageous when producing a printed board using a patterned roll.
前記シリンダ基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるのが好ましい。前記クッション層としては、シリコンゴム等の合成ゴムやポリウレタン、ポリスチレン等の弾力性のある合成樹脂を使用することができる。このクッション層の厚さはクッション性即ち弾力性を付与できる厚さであればよく、特別の限定はないが、例えば、1cm〜5cm程度の厚さがあれば充分である。ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えたグラビア版の例としては、例えば特許文献5などがある。
The cylinder substrate preferably includes a cushion layer made of rubber or a resin having cushioning properties. As the cushion layer, a synthetic rubber such as silicone rubber, or a synthetic resin having elasticity such as polyurethane or polystyrene can be used. The thickness of the cushion layer is not particularly limited as long as it can provide cushioning properties, that is, elasticity. For example, a thickness of about 1 cm to 5 cm is sufficient. As an example of a gravure plate provided with a cushion layer made of rubber or a resin having cushioning properties, there is, for example,
前記感光材が塗布される基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション性を有する材料からなるように構成してもよい。より具体的には、シリコンゴム等の合成ゴムやポリウレタン、ポリスチレン等の弾力性のある合成樹脂を基材として使用することができる。 You may comprise so that the base material with which the said photosensitive material is apply | coated may consist of the material which has cushioning properties which consist of rubber | gum or resin which has cushioning properties. More specifically, a synthetic rubber such as silicon rubber, or an elastic synthetic resin such as polyurethane or polystyrene can be used as the base material.
前記感光材としては、ポジ型感光性組成物又はネガ型感光性組成物のいずれも適用可能であるが、ネガ型感光性組成物が好ましい。 As the photosensitive material, either a positive photosensitive composition or a negative photosensitive composition is applicable, but a negative photosensitive composition is preferable.
前記DLC被覆膜の厚さが、0.1μm〜数10μmであるのが好ましい。より具体的には、0.1μm〜20μmが好ましく、0.1μm〜5μmがさらに好ましい。 The thickness of the DLC coating film is preferably 0.1 μm to several tens of μm. More specifically, 0.1 μm to 20 μm is preferable, and 0.1 μm to 5 μm is more preferable.
前記パターン付ロールが、グラビア印刷用ロールであるのが好適である。サイドエッチングの問題がないため、従来よりも濃度範囲を広げることが可能であるからである。 It is preferable that the roll with a pattern is a roll for gravure printing. This is because there is no problem of side etching, so that the concentration range can be expanded as compared with the conventional case.
本発明に係る製品は、前記グラビア印刷用ロールによって印刷されたことを特徴とする。 The product according to the present invention is printed by the gravure roll.
前記パターン付ロールが、成形用エンボスロールであるのが好ましい。 The patterned roll is preferably an embossing roll for molding.
本発明に係る製品は、前記成形用エンボスロールによって成形されたことを特徴とする。 The product according to the present invention is characterized by being molded by the molding embossing roll.
前記パターン付ロールが、連続めっき用ロールであるのが好ましい。 It is preferable that the roll with a pattern is a roll for continuous plating.
本発明に係る製品は、前記連続めっき用ロールによってめっきされたことを特徴とする。 The product according to the present invention is plated by the roll for continuous plating.
本発明のパターン付ロールの製造方法は、前記パターン付ロール全自動製造システムを用いてパターン付ロールを製造する方法であり、基材を準備する工程と、該基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成する工程と、該基材及びレジストパターンの表面にDLC被覆膜を形成する工程と、該レジストパターン上に形成されたDLC被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめる工程と、を含むことを特徴とする。 The manufacturing method of the roll with a pattern of this invention is a method of manufacturing a roll with a pattern using the said roll automatic manufacturing system with a pattern, The process of preparing a base material, and apply | coating a photosensitive material to the surface of this base material A step of forming a resist pattern by exposing and developing, a step of forming a DLC coating film on the surface of the substrate and the resist pattern, and a DLC coating film formed on the resist pattern. And a step of peeling them together.
本発明によれば、サイドエッチングの問題を解消したサイドエッチングの問題を解消したパターン付ロールを全自動で効率的に製造するための全自動システムを提供することができるという著大な効果を有する。 According to the present invention, it is possible to provide a fully automatic system for efficiently and fully manufacturing a patterned roll that has solved the problem of side etching that has solved the problem of side etching. .
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。 Embodiments of the present invention will be described below, but these embodiments are exemplarily shown, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.
本発明に係るパターン付ロール全自動製造システムの一つの実施の形態を添付図面を用いて説明する。図1において、符号10は本発明に係るパターン付ロール全自動製造システムを示す。
An embodiment of a fully automatic roll manufacturing system with a pattern according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, the code |
パターン付ロール全自動製造システム10は、産業用ロボット12と、感光材塗布ユニット14と、露光ユニット16と、現像ユニット18と、膜除去ユニット20と、DLC被覆膜形成ユニット22と、を含む処理ユニット群24を有している。前記処理ユニット群24は産業用ロボット12のアーム32の旋回軌道上に設置されている。感光材塗布ユニット14、露光ユニット16、現像ユニット18、としては、従来公知の装置が使用でき、例えば特許文献7に記載のものが使用できる。また、DLC被覆膜形成ユニット22についても、例えば特許文献7に記載のものを適用することができる。さらに、膜除去ユニット20については、例えば特許文献7に記載のレジスト剥離ユニットを使用することが可能である。
The fully-rolled
図示例では、感光材塗布ユニット14の上に露光ユニット16が載置されている2階建てユニット構造とされている。また、現像ユニット18の上に膜除去ユニット20が載置されている2階建てユニット構造とされている。
In the illustrated example, a two-story unit structure in which the
DLC被覆膜形成ユニット22としては、図示例では、DLC被覆膜を形成するためのCVD(Chemical Vapor Deposition)装置を示した。DLC被覆膜形成ユニット22は、第一リボルビングユニット26aと第二リボルビングユニット26bとを備えており、収納ケース28a,28bを回転させて、シリンダ基材30を順次収容することができるようになっている。
As the DLC coating
図示例では、第一リボルビングユニット26aにシリンダ基材30を並べ終えると、DLC被覆膜を形成するためのCVD処理が行われ、第二リボルビングユニット26bにシリンダ基材30を並べ終えると、DLC被覆膜を形成するためのCVD処理が行われるようになっている。
In the illustrated example, when the
これらリボルビングユニットは、第一リボルビングユニット26aと第二リボルビングユニット26bのいずれかのリボルビングユニットでシリンダ基材30の搬入/搬出が行われている間に、他方のリボルビングユニットでDLC被覆膜形成処理(例えばCVD処理)を行うようにするのが好適である。これにより、工程間での時間的ロスが減少するからである。
In these revolving units, the DLC coating film forming process is performed by the other revolving unit while the
また、回転台付シリンダストッカ装置34a,34bも設置されており、いずれかの回転台付シリンダストッカ装置には、なにも処理が行われていないシリンダ基材30をストックしておき、他方のロールストック装置には、全ての処理工程を終えた後のシリンダ基材30をストックしておくことができるようにされている。回転台付シリンダストッカ装置34a,34bは回転台が回転可能とされており、シリンダ基材30を順次載置することが可能である。回転台付シリンダストッカ装置34a,34bとしては、例えば特許文献7に記載されたロールストック装置が適用できる。
Moreover,
そして、前記処理ユニット群24の各処理ユニットに対してシリンダ基材30を順次移載していくことより、シリンダ基材30の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該シリンダ基材及びレジストパターンの表面にDLC被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成されたDLC被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、シリンダ基材30の表面にDLCパターンを形成してパターン付ロールを製造することができる。
Then, by sequentially transferring the
なお、オペレーティングルームAと、処理ルームBとは、扉36,38の付いた壁40で分け隔てられており、処理ルームBは、さらに、扉42の付いた壁44で処理ルームCと分け隔てられている。図示例では、処理ルームCはクリーンルームとされている。
The operating room A and the processing room B are separated by a
なお、符号46はメイン制御盤であり、符号48はコンピュータである。また、符号50は、各処理ユニットでの処理が終わって製造されたパターン付ロールである。
また、符号Qは産業用ロボット12のハンドリングエリアであるアーム32の旋回範囲を示す。
A symbol Q indicates a turning range of the
次に、図1〜3に基づいて、本発明のパターン付ロール全自動製造システムの作用を説明する。回転台付シリンダストッカ装置34a,34bのいずれか一方に載置されたシリンダ基材30(図示例ではアルミ製の中空シリンダ基材)を産業用ロボット12がチャックして、感光材塗布ユニット14へとシリンダ基材30を運んでセットする。感光材塗布ユニット14では、シリンダ基材30表面に感光材52が塗布される(図2(a)、図3のステップ100)。感光材として用いる感光性組成物はネガ型及びポジ型のいずれでも使用可能であるが、ネガ型感光性組成物が好ましい。
Next, based on FIGS. 1-3, the effect | action of the roll automatic manufacturing system with a pattern of this invention is demonstrated. The
感光材52が塗布されたシリンダ基材30を産業用ロボット12がチャックして、露光ユニット16へとシリンダ基材30を運んでセットする。露光ユニット16では、感光材52が塗布されたシリンダ基材30の表面が露光される。
The
次に、露光された塗布されたシリンダ基材30を産業用ロボット12がチャックして、現像ユニット18へとシリンダ基材30を運んでセットする。現像ユニット18では、露光されたシリンダ基材30の表面が現像される。このようにして、シリンダ基材30の表面上にレジストパターン54が形成される(図2(b)、図3のステップ102)。
Next, the
レジストパターン54が形成されたシリンダ基材30を産業用ロボット12がチャックして、DLC被覆膜形成ユニット22へとシリンダ基材30を運んでセットする。DLC被覆膜形成ユニット22では、CVD法によりシリンダ基材30及びレジストパターン54の表面にDLC被覆膜56が形成される(図2(c)、図3のステップ104)。なお、DLC被覆膜56はスパッタ法でも形成することができる。DLC被覆膜56の厚さは、0.1μm〜数10μm、特に0.1μm〜20μmであるのが好適である。
The
DLC被覆膜56が形成されたシリンダ基材30を産業用ロボット12がチャックして、膜除去ユニット20へとシリンダ基材30を運んでセットする。膜除去ユニット20では、DLC被覆膜56が形成されたシリンダ基材30を液中に浸漬させることでDLC被覆膜56がレジストパターン54ごと剥離され、DLCパターン58が形成される(図2(d)、図3のステップ106)。なお、膜除去ユニット20に入れる膜除去液は、グラビア製版装置に用いられる公知のレジスト剥離液を用いることができる。このようにして、パターン付ロール50が製造される。
The
シリンダ基材30としては、Ni、ステンレス鋼、Ti、Cu、Al、CFRPからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなるものを用いることができる。また、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるようにしてもよい。さらに、基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション性を有する材料からなるように構成することもできる。該クッション層は、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなり、1mm〜10cm程度の均一な厚さで表面の平滑度が高いシート状のものを、継ぎ目に隙間が開かないようにシリンダ基材30に強固に接着し、その後精密円筒研削、鏡面研磨される。
As the
このようにして製造されたパターン付ロール50は、グラビア印刷用ロール、成形用エンボスロール又は連続めっき用ロール等として好適である。
The
10:パターン付ロール全自動製造システム、12:産業用ロボット、14:感光材塗布ユニット、16:露光ユニット、18:現像ユニット、20:膜除去ユニット、22:DLC被覆膜形成ユニット、24:処理ユニット群、26a:第一リボルビングユニット、26b:第二リボルビングユニット、28a,28b:収納ケース、30:シリンダ基材、32:アーム、34a,34b:回転台付シリンダストッカ装置、36,38,42,44:扉、40:壁、46:メイン制御盤、48:コンピュータ、50:パターン付ロール、52:感光材、54:レジストパターン、56:DLC被覆膜、58:DLCパターン、A:オペレーティングルーム、B,C:処理ルーム、Q:アームの旋回範囲。 10: Patterned roll fully automatic manufacturing system, 12: Industrial robot, 14: Photosensitive material coating unit, 16: Exposure unit, 18: Development unit, 20: Film removal unit, 22: DLC coating film forming unit, 24: Processing unit group, 26a: first revolving unit, 26b: second revolving unit, 28a, 28b: storage case, 30: cylinder base, 32: arm, 34a, 34b: cylinder stocker device with rotary table, 36, 38, 42, 44: Door, 40: Wall, 46: Main control panel, 48: Computer, 50: Roll with pattern, 52: Photosensitive material, 54: Resist pattern, 56: DLC coating film, 58: DLC pattern, A: Operating room, B, C: Processing room, Q: Arm turning range.
Claims (10)
感光材塗布ユニットと、露光ユニットと、現像ユニットと、DLC被覆膜形成ユニットと、膜除去ユニットと、
を含む処理ユニット群を有し、
前記DLC被覆膜形成ユニットが、第一リボルビングユニットと第二リボルビングユニットとを備え、
前記第一リボルビングユニットと前記第二リボルビングユニットのいずれかのリボルビングユニットでシリンダ基材の搬入/搬出が行われている間に、他方のリボルビングユニットでDLC被覆膜形成処理を行うようにされ、
前記処理ユニット群が産業用ロボットのアーム旋回軌道上に設置されてなり、前記産業用ロボットのみを用いて前記処理ユニット群の各処理ユニットに対してシリンダ基材を順次移載していくことより、シリンダ基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該シリンダ基材及びレジストパターンの表面にDLC被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成されたDLC被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、シリンダ基材の表面にDLCパターンを形成してパターン付ロールを製造するようにしたパターン付ロール全自動製造システム。 Industrial robots,
A photosensitive material coating unit, an exposure unit, a development unit, a DLC coating film forming unit, a film removal unit,
A processing unit group including
The DLC coating film forming unit includes a first revolving unit and a second revolving unit,
While the cylinder base material is being carried in / out by one of the first revolving unit and the second revolving unit, the other revolving unit performs the DLC coating film forming process.
The processing unit group is installed on the arm turning trajectory of the industrial robot , and the cylinder base material is sequentially transferred to each processing unit of the processing unit group using only the industrial robot. Then, a photosensitive material is applied to the surface of the cylinder base material, exposed and developed to form a resist pattern, a DLC coating film is formed on the surface of the cylinder base material and the resist pattern, and formed on the resist pattern. A fully automatic roll manufacturing system with a pattern in which a DLC coating film is peeled off together with the resist pattern, and a DLC pattern is formed on the surface of a cylinder substrate to manufacture a roll with a pattern.
基材を準備する工程と、該基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成する工程と、該基材及びレジストパターンの表面にDLC被覆膜を形成する工程と、該レジストパターン上に形成されたDLC被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめる工程と、を含むことを特徴とするパターン付ロールの製造方法。 1-9 The method of producing a patterned roll with either 1 patterned roll fully automatic manufacturing system according Section
A step of preparing a substrate, a step of applying a photosensitive material to the surface of the substrate, exposing and developing to form a resist pattern, and a step of forming a DLC coating film on the surfaces of the substrate and the resist pattern And a step of peeling the DLC coating film formed on the resist pattern together with the resist pattern.
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