KR101830009B1 - 전사 장치 및 전사 방법 - Google Patents

Abstract

롤러 부재에 의한 가압으로 2개의 판상체를 맞닿게 하는 전사 장치에 있어서, 사전에 위치 맞춤된 2개의 판상체를 맞닿게 할 때에 발생하는 위치 어긋남의 영향을 억제한다. 메인 프레임(10)에 얼라인먼트 기구(71)가 장착되고, 그 위에 얼라인먼트 스테이지(36)가 장착된다. 얼라인먼트 스테이지(36)에는, 착탈 스테이지(37)를 개재하여 하측 스테이지 블록(3), 전사 롤러 블록(4), 롤러 주행 구동부(5)가 올려놓여진다. 하측 스테이지(31)에 유지되는 블랭킷(BL)과, 블랭킷(BL)을 밀어 올리는 전사 롤러(431)의 위치 관계가, 얼라인먼트 조정에 의해 변동하지 않는다. 그로 인해, 블랭킷(BL)의 휨량에 따라 크기가 변화하는 위치 어긋남의 영향을 억제할 수 있다.

Description

전사 장치 및 전사 방법{TRANSFER APPARATUS AND TRANSFER METHOD}

이 발명은, 2개의 판상체를 맞닿게 하여, 한쪽의 판상체로부터 다른쪽의 판상체에 피전사물을 전사하는 전사 기술에 관한 것이다.

유리 기판이나 반도체 기판 등의 판상체에 패턴이나 박막을 형성하는 기술로서, 2개의 판상체를 서로 맞닿게 하여, 한쪽의 판상체의 주면에 담지된 패턴이나 박막 등의 피전사물을 다른쪽의 판상체에 전사하는 것이 있다. 그 하나의 방법은, 피전사물을 사이에 끼워 근접 대향 배치된 2개의 판상체 중 한쪽을 롤러 등으로 가압하여, 2개의 판상체를 밀착시켜 피전사물을 전사한다고 하는 것이다.

예를 들어, 본원 출원인이 먼저 개시한 특허 문헌 1에 기재된 기술에 있어서는, 패턴을 담지하는 블랭킷이, 중앙부가 개구하는 액자 형상의 스테이지에 올려놓여지고, 개구부에 면하는 블랭킷을 하면측으로부터 전사 롤러가 가압한다. 이것에 의해, 블랭킷이 대향 배치된 기판에 눌려져, 패턴이 전사된다. 이 전사 장치에 있어서는, 블랭킷을 지지하는 스테이지가 수평 이동 가능해지고 있으며, 이 기능을 이용하여 블랭킷과 기판의 위치 맞춤(얼라인먼트)을 실행하는 것이 가능하다.

일본국 특허 공개 2014-184716호 공보

상기한 종래 기술에 있어서는, 스테이지를 지지하는 얼라인먼트 스테이지와 베이스 프레임 사이에 얼라인먼트를 위한 가동 기구가 설치된다. 한편, 전사 롤러를 지지하여 이동시키기 위한 기구는 베이스 프레임에 장착되어 있다. 이로 인해, 얼라인먼트 조정에 있어서 스테이지가 이동할 때, 스테이지와 전사 롤러의 상대 위치가 변화한다. 본원 발명자는, 얼라인먼트 조정의 결과에 따라 스테이지와 전사 롤러의 위치 관계가 일정하지 않은 것이, 처리 결과의 양부, 보다 구체적으로는 겹쳐지는 2개의 판상체 사이의 위치 정밀도에 영향을 주고 있다라고 하는 새로운 지견을 얻었다. 즉, 대향하는 2개의 판상체 사이에서 위치 맞춤이 행해져도, 양자를 맞닿게 할 때에 새로운 위치 어긋남이 발생하는 경우가 있다.

이러한 문제에 대한 대응이라고 하는 점에서, 상기 종래 기술에는 개량의 여지가 남아 있다. 물론, 얼라인먼트 조정에 있어서의 스테이지의 이동량이 미소하면 큰 문제는 발생하지 않는다. 그러나, 그러기 위해서는, 기판이나 블랭킷 등의 판상체가 장치에 투입될 때에 있어서, 지금까지보다 높은 위치 정밀도가 필요하게 된다. 이것이, 장치나 처리의 비용 상승의 원인이 될 수 있다.

이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 롤러 부재에 의한 가압으로 2개의 판상체를 맞닿게 하는 전사 장치에 있어서, 사전에 위치 맞춤된 2개의 판상체를 맞닿게 할 때에 발생하는 위치 어긋남의 영향을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 발명의 하나의 양태는, 상기 목적을 달성하기 위해, 제1 판상체를, 하면이 개방된 상태로, 또한 수평 자세로 유지하는 제1 유지 수단과, 제2 판상체의 주연부를 유지하여, 상기 제2 판상체의 상면이 상기 제1 판상체의 하면과 근접 대향한 상태, 또한, 상기 제2 판상체의 하면 중, 상면측에 있어서 상기 제1 판상체와 대향하는 중앙부가 개방된 상태로, 상기 제2 판상체를 유지하는 제2 유지 수단과, 상기 제2 판상체의 하면을 따른 축 방향으로 연장 설치된 롤러 부재, 및, 상기 롤러 부재를 상기 제2 판상체의 하면에 맞닿게 하여 상기 제2 판상체를 상기 제1 판상체에 누르면서 상기 축 방향과 직교하는 이동 방향으로 이동시키는 가압 기구를 갖는 가압 수단과, 상기 제2 유지 수단 및 상기 가압 수단을 지지하는 베이스부를 갖고, 상기 베이스부가 수평 방향으로 이동하여 상기 제2 유지 수단과 상기 가압 수단을 일체적으로 상기 제1 유지 수단에 대해 상대 이동시킴으로써, 상기 제1 판상체와 상기 제2 판상체의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 수단을 구비하는 전사 장치이다.

또, 이 발명의 다른 양태는, 제1 판상체를, 하면이 개방된 상태로, 또한 수평 자세로 유지하는 제1 유지 수단과, 제2 판상체의 주연부를 유지하여, 상기 제2 판상체의 상면이 상기 제1 판상체의 하면과 근접 대향한 상태, 또한, 상기 제2 판상체의 하면 중, 상면측에 있어서 상기 제1 판상체와 대향하는 중앙부가 개방된 상태로, 상기 제2 판상체를 유지하는 제2 유지 수단과, 상기 제2 판상체의 하면을 따른 축 방향으로 연장 설치된 롤러 부재, 및, 상기 롤러 부재를 상기 제2 판상체의 하면에 맞닿게 하여 상기 축 방향과 직교하는 이동 방향으로 이동시키는 가압 기구를 갖는 가압 수단을 구비하는 전사 장치를 이용한 전사 방법에 있어서, 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 제2 유지 수단 및 상기 가압 수단을 지지하는 베이스부가 수평 방향으로 이동함으로써, 상기 제2 유지 수단과 상기 가압 수단을 일체적으로 상기 제1 유지 수단에 대해 상대 이동시켜, 상기 제1 판상체와 상기 제2 판상체를 소정의 상대 위치에 위치 맞춤하는 공정과, 상기 가압 기구가, 상기 롤러 부재를 상기 제2 판상체의 하면에 맞닿게 하여 상기 제2 판상체를 상기 제1 판상체에 누르면서 상기 이동 방향으로 이동시켜, 상기 제1 판상체와 상기 제2 판상체를 밀착시키는 공정을 구비하고 있다.

본원 발명자의 지견에서는, 2개의 판상체가 근접 대향된 상태로부터 겹쳐질 때, 양자가 처음에 맞닿는 부분에서의 양자의 위치 관계가, 전체적으로의 겹침 위치 정밀도에 크게 영향을 주고 있다. 즉, 2개의 판상체가 어느 양의 위치 어긋남을 수반한 상태로 접촉 개시하면, 그 위치 어긋남이 전체에 파급된다. 이 의미에 있어서, 2개의 판상체가 처음에 맞닿을 때의 위치 정밀도를 확보하는 것이 중요해진다.

또, 수평 자세로 근접 대향된 판상체 중 하방측의 판상체를 밀어 올려 다른쪽에 맞닿게 하는 구성에 있어서는, 하면이 개방된 상태로 유지되는 판상체의 중앙부가 하방으로 휨으로써 수평 방향에도 위치 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 그 위치 어긋남량은 판상체의 휨량에 따라 상이하다. 이로 인해, 롤러 부재가 처음에 맞닿는 부분에서의 판상체의 휨량이 일정하지 않으면, 겹침 후의 판상체 사이에서의 위치 어긋남량도 일정하지 않게 된다. 또한, 「제2 판상체의 중앙부」란, 제2 판상체 중 제2 유지 수단에 의해 유지되는 주연부를 제외하고 이것보다 중앙측의 비교적 넓은 부분의 하면을 의미하고 있다. 예를 들어 외형상의 기하학 중심이나 중심 혹은 그 근방의 한정적인 영역을 가리키는 개념은 아니다.

이 발명에서는, 대향 배치되는 2개의 판상체 중 하측에 위치하는 제2 판상체를 유지하는 제2 유지 수단과, 제2 판상체에 맞닿는 롤러 부재를 포함하는 가압 수단이 모두 동일한 베이스부에 의해 지지되어 있다. 그리고, 제1 판상체와 제2 판상체의 위치 맞춤시에는, 제2 유지 수단과 가압 수단이 일체적으로 이동한다. 이로 인해, 제2 유지 수단 및 이것에 유지되는 제2 판상체와 롤러 부재의 상대적인 위치 관계는 변동하지 않는다. 따라서, 비록 제2 판상체가 휘어 있었다고 하더라도, 롤러 부재가 처음에 맞닿는 부분의 휨량은 일정하고, 휨에 기인하는 위치 어긋남량도 일정하다.

처리시마다 변화하는 위치 어긋남을 개별 대응에 상관없이 일괄하여 보정하는 것은 어렵다. 한편, 일정한 위치 어긋남은 위치 맞춤의 조정에 넣을 수 있다. 그로 인해, 2개의 판상체를 올바른 위치 관계로 겹추는 것이 가능하다.

상기와 같이, 본 발명에 의하면, 롤러 부재에 의한 가압으로 2개의 판상체를 맞닿게 하는 전사 장치에 있어서, 위치 맞춤시에 제2 유지 수단과 가압 수단이 일체적으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 이것에 의해, 제2 판상체와 롤러 부재의 상대 위치가 변화하지 않는다. 그로 인해, 위치 맞춤된 2개의 판상체를 맞닿게 할 때에 발생하는 위치 어긋남의 영향을 억제할 수 있다.

도 1은 이 발명에 따르는 전사 장치의 일실시 형태를 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 2는 이 전사 장치의 주요부의 구성을 도시하는 도이다.
도 3은 전사 롤러 블록의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 4a는 전사 롤러 블록의 구성을 도시하는 제1 정면도이다.
도 4b는 전사 롤러 블록의 구성을 도시하는 제2 정면도이다.
도 5a는 전사 롤러 블록의 구성을 도시하는 제1 측면도이다.
도 5b는 전사 롤러 블록의 구성을 도시하는 제2 측면도이다.
도 6은 이 전사 장치에 의한 전사 처리를 도시하는 플로차트이다.
도 7a는 전사 처리의 과정에 있어서의 각부의 위치를 모식적으로 도시하는 제1 도이다.
도 7b는 전사 처리의 과정에 있어서의 각부의 위치를 모식적으로 도시하는 제2 도이다.
도 7c는 전사 처리의 과정에 있어서의 각부의 위치를 모식적으로 도시하는 제3 도이다.
도 7d는 전사 처리의 과정에 있어서의 각부의 위치를 모식적으로 도시하는 제4 도이다.
도 8a는 전사 롤러가 블랭킷에 맞닿을 때까지의 동작을 도시하는 제1 도이다.
도 8b는 전사 롤러가 블랭킷에 맞닿을 때까지의 동작을 도시하는 제2 도이다.
도 8c는 전사 롤러가 블랭킷에 맞닿을 때까지의 동작을 도시하는 제3 도이다.
도 9a는 전사 롤러가 블랭킷을 기판에 누른 상태를 도시하는 제1 도이다.
도 9b는 전사 롤러가 블랭킷을 기판에 누른 상태를 도시하는 제2 도이다.
도 9c는 전사 롤러가 블랭킷을 기판에 누른 상태를 도시하는 제3 도이다.
도 10은 각부의 동작을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 11a는 얼라인먼트 조정 전후에 있어서의 각부의 위치 관계를 도시하는 제1 도이다.
도 11b는 얼라인먼트 조정 전후에 있어서의 각부의 위치 관계를 도시하는 제2 도이다.
도 11c는 얼라인먼트 조정 전후에 있어서의 각부의 위치 관계의 비교예를 도시하는 도이다.
도 12a는 하측 스테이지 상에서의 블랭킷의 휨 상태를 예시하는 제1 도이다.
도 12b는 하측 스테이지 상에서의 블랭킷의 휨 상태를 예시하는 제2 도이다.
도 12c는 하측 스테이지 상에서의 블랭킷의 휨 상태를 예시하는 제3 도이다.

도 1은 이 발명에 따르는 전사 장치의 일실시 형태를 모식적으로 도시하는 측면도이다. 또, 도 2는 이 전사 장치의 주요부의 구성을 도시하는 도이다. 각 도에 있어서의 방향을 통일적으로 나타내기 위해, 도 1에 도시하는 바와 같이 XYZ 직교 좌표축을 설정한다. 여기서 XY 평면이 수평면을 나타낸다. 또, Z축이 연직축을 나타내고 있으며, 보다 상세하게는 (－Z) 방향이 연직 하향 방향을 나타내고 있다.

이 전사 장치(1)는, 메인 프레임(10)에 상측 스테이지 블록(2), 하측 스테이지 블록(3), 전사 롤러 블록(4), 롤러 주행 구동부(5), 지지 핸드 유닛(6) 및 얼라인먼트부(7)가 배치된 구조를 갖고 있다. 또, 전사 장치(1)는 상기 이외에, 미리 기억된 처리 프로그램에 따라 장치 각부를 제어하여 소정의 동작을 실행하는 제어 유닛(9)을 갖고 있다.

처음에 장치(1)의 전체 구성을 설명한다. 또한, 상측 스테이지 블록(2) 및 하측 스테이지 블록(3)의 구성은, 예를 들어 상기한 문헌(일본국 특허 공개 2014－184716호 공보)에 기재된 대응하는 구성을 부분적으로 개변한 것에 상당하고 있다. 그래서, 이들 블록의 구성에 대한 기본적인 설명을 생략한다.

전사 장치(1)는, 하측 스테이지 블록(3)에 의해 유지된 블랭킷(BL)과, 상측 스테이지 블록(2)에 의해 유지된 판(PP) 또는 기판(SB)을 서로 맞닿게 함으로써 패턴 형성을 행하는 장치이다. 이 장치(1)에 의한 패턴 형성 프로세스는, 보다 구체적으로는 이하대로이다. 우선, 패턴 형성 재료가 균일하게 도포된 블랭킷(BL)에 대해, 형성해야 할 패턴에 대응하여 작성된 판(PP)이 맞닿음으로써, 블랭킷(BL)에 담지된 도포층이 패터닝된다(패터닝 처리). 그리고, 이렇게 하여 패터닝된 블랭킷(BL)과 기판(SB)이 맞닿음으로써, 블랭킷(BL)에 담지된 패턴이 기판(SB)에 전사된다(전사 처리). 이것에 의해, 기판(SB)에 원하는 패턴이 형성된다.

이와 같이, 이 전사 장치(1)는 기판(SB)에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 프로세스에 있어서의 패터닝 처리 및 전사 처리의 양쪽 모두에 사용하는 것이 가능하다. 또한, 이들 처리의 한쪽만을 담당하는 양태로 이 장치가 이용되어도 된다. 또, 블랭킷(BL)에 담지된 박막을 기판(SB)에 전사하는 목적으로도 사용 가능하다. 이하, 블랭킷(BL) 표면에 형성된 패턴 또는 박막을 기판(SB)에 전사하는 전사 처리를 전제로 하여 장치의 구성 및 동작에 대해 설명한다. 단, 기판(SB)을 판(PP)으로 바꿔 읽음으로써, 패터닝 처리에 있어서의 동작도 설명된다.

상측 스테이지 블록(2)은, 하면이 평탄한 기판 유지면(21a)이 된 상측 스테이지(21)를 구비하고 있다. 상측 스테이지(21)는, Y방향으로 연장되는 빔 부재(22)의 하부에 장착되어, 빔 부재(22)에 의해 기판 유지면(21a)이 수평 자세가 되도록 유지되어 있다. 빔 부재(22)는, Y방향으로 이격하여 배치된 1쌍의 스테이지 승강 기구(23, 23)에 의해 연직 방향(Z방향)으로 승강 가능하게 유지되어 있다. 이것에 의해, 상측 스테이지(21)는 Z방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

이 실시 형태에서는, 스테이지 승강 기구(23)의 일례로서 볼 나사 기구가 이용되는데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 스테이지 승강 기구(23)는, 지지 부재(231, 232)에 의해 메인 프레임(10)에 대해 회전 가능하게 지지된 볼 나사(233)와, 볼 나사(233)를 회전시키는 모터(234)와, 볼 나사(233)에 장착된 너트부(235)를 구비하고 있다. 볼 나사(233)와 모터(234)는 커플링(236)을 개재하여 연결되어 있다. 모터(234)는 제어 유닛(9)에 설치된 스테이지 승강 제어부(91)에 접속된다. 스테이지 승강 제어부(91)로부터의 제어 신호에 따라 모터(234)가 회전함으로써 상측 스테이지(21)가 승강한다.

도면에는 도시되지 않으나, 상측 스테이지(21)의 하면(기판 유지면)(21a)에는 흡착 홈 또는 흡착 구멍이 설치되어 있다. 흡착 홈 또는 흡착 구멍은, 제어 유닛(9)에 설치된 흡착 제어부(92)에 접속된다. 필요에 따라, 흡착 제어부(92)로부터 음압이 흡착 홈 또는 흡착 구멍에 공급된다. 이것에 의해, 상측 스테이지(21)는, 기판 유지면(21a)에 맞닿는 기판(SB)의 상면을 흡착 유지할 수 있다. 기판 유지면(21a)의 평면 사이즈는 유지해야 할 기판(SB)의 사이즈보다 조금 작게 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 상측 스테이지 블록(2)에 의해, 기판(SB)이 수평 자세로 유지된다. 기판(SB)은, 패턴 또는 박막이 전사되어야 할 피전사면이 하향이 되도록 장치(1)에 반입되어, 상측 스테이지(21)에 의해 흡착 유지된다. 또, 스테이지 승강 기구(23)가 상측 스테이지(21)를 승강시킴으로써, 다음에 설명하는 하측 스테이지에 유지되는 블랭킷(BL)과 기판(SB) 사이의 갭이 규정의 값으로 조정된다.

하측 스테이지 블록(3)은, 상측 스테이지(21)의 하방에 배치된 하측 스테이지(31)를 구비하고 있다. 하측 스테이지(31)의 중앙부에는 개구부(311)가 설치되고, 하측 스테이지(31)의 상면이 평탄하고 수평인 블랭킷 유지면(31a)으로 되어 있다. 하측 스테이지(31)는 복수의 지지 기둥(32)에 의해 지지되어 있다. 하측 스테이지(31)의 평면 사이즈는 유지해야 할 블랭킷(BL)의 사이즈보다 크고, 또 개구부(311)의 개구 사이즈는 기판(SB)의 평면 사이즈보다 크다. 블랭킷(BL)은 그 주연부만이 하측 스테이지(31)에 맞닿고, 주연부를 제외한 중앙부는 하면이 개방된 상태로, 하측 스테이지(31)에 유지된다. 하측 스테이지(31)의 상면(블랭킷 유지면)(31a) 중 블랭킷(BL)과 맞닿는 영역에, 흡착 홈(312)이 설치되어 있다. 흡착 홈(312)은 제어 유닛(9)의 흡착 제어부(92)에 접속되어, 흡착 제어부(92)로부터 음압이 필요에 따라 공급된다. 이것에 의해, 블랭킷(BL)이 하측 스테이지(31) 상에 흡착 유지된다. 블랭킷(BL)은, 기판(SB)에 전사해야 할 패턴 또는 박막을 담지하는 담지면을 상향으로 하여 수평 자세로 유지된다.

하측 스테이지(31)를 유지하는 지지 기둥(32)은, 얼라인먼트 스테이지(36) 상에 장착된 착탈 스테이지(37)에 고정되어 있다. 얼라인먼트 스테이지(36) 및 착탈 스테이지(37)의 각각은, 중앙에 개구를 갖는 금속 평판이며, 착탈 스테이지(37)는 얼라인먼트 스테이지(36)보다 한층 작은 외형 사이즈를 갖는다. 착탈 스테이지(37)는, 도시를 생략하는 나사 등의 고결(固結) 수단에 의해 얼라인먼트 스테이지(36)의 상면에 고정되어, 얼라인먼트 스테이지(36)와 일체화되어 있다. 필요에 따라 고정을 해제함으로써, 착탈 스테이지(37) 및 이것에 장착된 부품을 일체적으로 얼라인먼트 스테이지(36)로부터 떼어내는 것이 가능하다.

얼라인먼트 스테이지(36)는, 얼라인먼트부(7)를 구성하는 복수의 얼라인먼트 기구(71)를 개재하여 메인 프레임(10)에 장착되어 있다. 얼라인먼트 기구(71)는, 예를 들어 크로스 롤러 베어링 기구를 갖고, 제어 유닛(9)에 설치된 얼라인먼트 제어부(96)로부터의 제어 신호에 따라, 얼라인먼트 스테이지(36)를 수평 방향(XY 방향)과 Z축 둘레의 θ방향으로 이동시킨다. 얼라인먼트 기구(71)에 의해 얼라인먼트 스테이지(36)가 이동될 때, 착탈 스테이지(37) 및 이것에 장착된 하측 스테이지(31) 등의 부품도 얼라인먼트 스테이지(36)와 일체적으로 이동된다. 이것에 의해, 하측 스테이지(31)가 수평면(XY 평면) 내에서 이동하여, 상측 스테이지(21)에 유지된 기판(SB)과 하측 스테이지(31)에 유지된 블랭킷(BL)의 수평 방향에 있어서의 상대 위치가 최적화된다.

얼라인먼트부(7)는 복수의 카메라(72)를 구비하고 있다. 각 카메라(72)는, 얼라인먼트 스테이지(36) 및 착탈 스테이지(37)의 개구에 면하여 촬상 방향을 상향으로 해 메인 프레임(10)에 장착되어 있다. 카메라(72)는, 기판(SB) 및 블랭킷(BL)의 각각에 설치된 얼라인먼트 마크를 블랭킷(BL)을 개재하여 촬상하고, 양 얼라인먼트 마크를 포함한 화상을 작성한다. 얼라인먼트 제어부(96)는, 촬상된 화상에 포함되는 얼라인먼트 마크의 위치로부터 기판(SB)과 블랭킷(BL) 사이의 위치 어긋남량을 검출하며, 그것에 따라 얼라인먼트 기구(71)를 작동시킴으로써, 기판(SB)과 블랭킷(BL) 사이의 위치 맞춤을 행한다. 기판(SB) 및 블랭킷(BL) 각각에 복수 설치된 얼라인먼트 마크를 복수의 카메라(72)로 촬상하여 얼라인먼트를 행함으로써, 고정밀의 위치 맞춤이 가능해진다.

또, 메인 프레임(10)에는, 지지 핸드 유닛(6)이 장착되어 있다. 지지 핸드 유닛(6)은, 하측 스테이지(31)의 개구부(311)에 면하여 Y방향을 따라 차례로 설치된 복수개(여기에서는 일례로서 3개)의 승강 핸드(61)와, 이들 승강 핸드를 일체적으로 지지하는 지지 프레임(62)을 구비하고 있다. 각 승강 핸드(61)는, X방향을 길이 방향으로 하여 연장 설치된 봉형상 부재이며, 서로 동일한 형상을 갖고 있다. 각 승강 핸드(61)의 상면은 평활하게 마무리되어 있으며, 또 상면의 높이(연직 방향 위치)가 복수의 승강 핸드(61) 사이에서 서로 동일해지도록, 지지 프레임(62)에 장착되어 있다.

지지 프레임(62)의 하부는 하향으로 연장되는 다리부(621)로 되어 있고, 다리부(621)는 핸드 승강 구동부(63)에 의해 승강 가능하게 지지되어 있다. 이 예에서는 핸드 승강 구동부(63)는 직동 가이드이다. 즉, 메인 프레임(10)에 고정된 가이드 레일(631)에 대해 승강 가능하게 장착된 슬라이더(632)에, 다리부(621)가 고정되어 있다. 슬라이더(632)는, 제어 유닛(9)에 설치된 핸드 승강 제어부(97)에 의해 구동 제어되어 있고, 핸드 승강 제어부(97)로부터의 제어 신호에 따라 승강한다. 이렇게 함으로써, 각 승강 핸드(61)의 연직 방향 위치를 일괄하여 변화시킬 수 있다. 또한, 핸드 승강 구동부(63)로서는 직선 운동을 실현하는 각종의 구동 기구를 이용할 수 있고, 예를 들어 볼 나사 기구가 이용되어도 된다.

각 승강 핸드(61)는, 그 상면이 하측 스테이지(31)의 기판 유지면(31a)과 동일 평면이 되는 위치에 위치 결정된다. 승강 핸드(61)는, 하면이 개방된 상태로 하측 스테이지(31)에 유지되는 블랭킷(BL)의 중앙부 하면을 보조적으로 지지한다. 이것에 의해, 블랭킷(BL)의 휨을 억제하여 수평하고 평탄하게 지지할 수 있다. 또 필요에 따라 하방으로 퇴피함으로써, 다음에 설명하는 전사 롤러의 주행과의 간섭을 회피한다.

전사 롤러 블록(4)은, 롤러 유닛(43) 및 리프터 유닛(44)을 구비하고 있고, 이들 유닛(43, 44)은 플레이트 부재(45)의 상면에 장착되어 있다. 플레이트 부재(45)는, 롤러 주행 구동부(5)를 개재하여 착탈 스테이지(37)에 장착되어 있다. 롤러 주행 구동부(5)는, 하측 스테이지(31)의 (＋X)측 단부의 하방에서 착탈 스테이지(37)에 고정되어 Y방향으로 연장되는 가이드 레일(51)과, 가이드 레일(51)을 따라 설치된 볼 나사 기구(52)를 구비한다. 그리고, 볼 나사 기구(52)의 너트부(525)에 의해, 플레이트 부재(45)의 (＋X)측 단부가 지지되어 있다. 또, 도 2에 도시하는 바와 같이, 하측 스테이지(31)의 (－X)측 단부의 하방에도 가이드 레일(53)이 착탈 스테이지(37) 상에 설치되어 있다. 가이드 레일(53)에 장착된 슬라이더(531)(도 3 참조)에 의해, 플레이트 부재(45)의 (－X)측 단부가 지지되어 있다.

전사 롤러 블록(4)을 지지하는 롤러 주행 구동부(5)에서는, 가이드 레일(51)을 따라 볼 나사 기구(52)가 설치되어 있다. 보다 구체적으로는, 가이드 레일(51)의 양단 근방에 설치된 지지 부재(521, 522)에 의해 볼 나사(523)가 지지되어 있고, 볼 나사(523)는 커플링(526)을 개재하여 모터(524)에 연결된다. 볼 나사(523)에는 너트부(525)가 장착되어 있다. 모터(524)가 회전함으로써, 너트부(525)가 가이드 레일(51)을 따라 Y방향으로 수평 이동한다. 이것에 수반하여, 너트부(525)에 의해 지지된 플레이트 부재(45)를 포함하는 전사 롤러 블록(4)이 Y방향으로 수평 이동한다.

또한, 도 1에서는 각부를 보기 쉽게 하기 위해, 카메라(72) 및 핸드 승강 구동부(63)의 상단부가 가이드 레일(51)보다 하방에 나타나 있다. 그러나, 실제의 장치에 있어서는, 이들 위치는, 도 1에 파선으로 나타내는 플레이트 부재(45)의 하면 위치보다 하방이면 문제없다.

도 3은 전사 롤러 블록의 구성을 도시하는 사시도이다. 또, 도 4a 및 도 4b는 전사 롤러 블록의 구성을 도시하는 정면도이다. 또, 도 5a 및 도 5b는 전사 롤러 블록의 구성을 도시하는 측면도이다. 또한, 각 도면에 있어서는, 구성 및 동작을 보기 쉽게 하기 위해 일부의 부재의 기재가 생략되어 있다. 전사 롤러 블록(4)은, 가이드 레일(51, 53)에 의해 수평 자세 또한 Y방향으로 이동 가능하게 지지된 플레이트 부재(45)에 리프터 유닛(44)이 장착되고, 리프터 유닛(44)에 의해 롤러 유닛(43)이 지지된 구조를 갖고 있다. 플레이트 부재(45)는, 도 3에 도시하는 바와 같이 대략 T자 형상의 평판 형상 부재이다.

전사 롤러 블록(4)에 설치된 롤러 유닛(43)은, X방향을 길이 방향으로 하는 롤러 형상으로 형성된 전사 롤러(431)를 구비하고 있다. 전사 롤러(431)는 원통 또는 원 기둥 형상의 심금의 표면에 탄성체, 예를 들어 고무 소재에 의한 표면층이 설치된 것이다. X방향에 있어서의 전사 롤러(431)의 길이는, 기판(SB)의 X방향 길이와 같거나 또는 이것보다 길다.

전사 롤러(431)는, 상면이 X방향을 길이 방향으로 하는 수평한 평탄면이 된 승강 부재(432)의 X방향 양단부에 설치된, 1쌍의 지지부(430, 430)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 양 지지부(430)는 YZ 평면에 대해 대칭인 형상을 갖고 있는데, 그 구조는 동일하다. 지지부(430)의 각각은, 베어링부(433), 탄성 가압부(434) 및 스토퍼(435)를 구비하고 있다.

베어링부(433)는, 승강 부재(432)에 세워 설치된 기둥 부재(4331)와, 기둥 부재(4331)에 연직 방향으로 설치된 가이드 레일(4332) 및 이것에 걸어맞추는 슬라이더(4333)를 포함하는 직동 가이드와, 슬라이더(4333)에 고정된 지지 앵글(4334)과, 지지 앵글(4334)에 장착된 자동 조심(調心) 베어링(4335)을 구비하고 있다. 자동 조심 베어링(4335)이 전사 롤러(431)의 회전축을 회전 가능하게 지지한다. 지지 앵글(4334)은 직동 가이드의 슬라이더(4333)에 장착되어 있다. 그로 인해, 직동 가이드의 가동 범위 내에서 상하 이동 가능하게 되어 있다.

지지 앵글(4334)과 승강 부재(432) 사이에, 지지 앵글(4334)을 상향으로 탄성 가압하는 탄성 가압부(434)가 설치되어 있다. 탄성 가압부(434)로서는, 예를 들어 에어 실린더를 이용할 수 있다. 에어 실린더는 제어 유닛(9)에 설치된 가압 제어부(93)와 접속되어, 가압 제어부(93)에 의해 설정된 탄성 가압력을 지지 앵글(4334)에 부여한다. 이 상향의 탄성 가압력을 받아 지지 앵글(4334)은 상방으로 변위하지만, 그 변위는 스토퍼(435)에 의해 규제되어 있다.

즉, 기둥 부재(4331)의 상부에 장착된 플레이트(4336)에 설치된 나사 구멍에, 스토퍼(435)로서의 조정 나사가 장착되어 있다. 스토퍼(435)의 하단이 지지 앵글(4334)의 상면에 맞닿음으로써, 지지 앵글(4334)의 상방으로의 변위가 규제된다. 스토퍼(435)는, 직동 가이드의 가동 범위 내 또한 탄성 가압부(434)에 의한 탄성 가압력으로 지지 앵글(4334)이 승강 가능한 범위 내에서, 탄성 가압부(434)로부터의 탄성 가압력에 저항하여 지지 앵글(4334)의 변위를 규제한다. 따라서, 지지 앵글(4334)은, 탄성 가압부(434)로부터 상향의 탄성 가압력이 인가되고, 또한 스토퍼(435)에 부딪침으로써 그 이상의 상방으로의 변위가 억제된 상태로, 일정 위치에 머물러 있다. 이 때의 지지 앵글(4334)의 승강 부재(432)에 대한 위치(Z방향 위치)를 이하에서는 「억제 위치」라고 칭하는 것으로 한다. 스토퍼(435)는 조정 나사이며, 플레이트(4336)로의 조정 나사의 삽입량을 가감함으로써 억제 위치를 변경 조정하는 것이 가능하다. 이 조정은 전사 롤러(431)의 양단부에 설치된 지지부(430, 430) 사이에서 독립적으로 행할 수 있다.

또한, 탄성 가압부(434)로서는 상기한 에어 실린더 이외에, 예를 들어 스프링이나 탄성 수지 등의 탄성체를 이용한 것, 자기적인 반발력을 이용한 것 등을 이용하는 것이 가능하다. 에어 실린더를 이용한 경우, 탄성 가압력을 자유롭게 변경할 수 있다고 하는 점에 있어서 유리하다. 또, 스토퍼(435)로서의 조정 나사의 하단이 직접 지지 앵글(4334)의 상면에 맞닿는 구성을 대신하여, 양자 사이에 어떠한 부재가 개재되어도 된다.

이와 같이 승강 부재(432)의 양단부에서 각각 억제 위치에 위치 결정된 지지 앵글(4334)에, 자동 조심 베어링(4335)이 설치된다. 자동 조심 베어링(4335)에 의해, 전사 롤러(431)의 양단부가 회전 가능하게 지지된다. 2개의 지지 앵글(4334, 4334)의 억제 위치가 개별적으로 조정 가능하다. 그로 인해, 전사 롤러(431)의 회전축의 방향으로서는, X축으로 평행한 방향뿐만이 아니라, X축에 대해 XZ 평면 내에서 조금 기운 방향으로 설정하는 것도 가능하다. 지지 앵글(4334)은 직동 가이드에 의해 상하 이동할 뿐이다. 그러나, 자동 조심 베어링(4335)이 전사 롤러(431)를 지지함으로써, 회전축이 기운 상태에서도 전사 롤러(431)의 회전이 저해되는 것이 방지된다.

상기와 같이 구성된 롤러 유닛(43)은, 플레이트 부재(45)에 설치된 리프터 유닛(44)에 의해 승강 가능하게 지지되어 있다. 구체적으로는, 리프터 유닛(44)은, X방향에 위치를 상이하게 하여 플레이트 부재(45)로부터 상향으로 연장 설치된 1쌍의 기둥 부재(441, 441)를 구비하고 있다. 기둥 부재(441)의 각각에는, 연직 방향을 가동 방향으로 하는 직동 가이드가 장착되어 있다. 즉, 기둥 부재(441)에 대해 직동 가이드의 가이드 레일(442)이 연직 방향으로 장착되고, 가이드 레일(442)에 대해 승강 가능하게 걸어맞추는 슬라이더(443)가 롤러 유닛(43)의 승강 부재(432)에 고정되어 있다. 따라서, 승강 부재(432)는 상면을 수평 자세로 유지한 채 연직 방향으로 승강 가능하게 되어 있다.

또, 리프터 유닛(44)은, 2개의 기둥 부재(441)의 사이에 배치된 캠 부재(444)와, 캠 부재(444)를 회전시키는 모터(445)를 구비하고 있다. 캠 부재(444)의 회전축은 Y방향과 평행한 수평 방향으로 연장되어, 플레이트 부재(45)에 설치된 베어링 부재(451, 452)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 캠 부재(444)의 회전축은 커플링(446)을 개재하여 모터(445)에 접속되어 있다. 모터(445)는 플레이트 부재(45)에 고정되며, 또 제어 유닛(9)의 롤러 승강 제어부(94)에 접속되어 있다.

캠 부재(444)의 상단부는, 캠 부재(444)의 회전축의 상방에서 롤러 유닛(43)의 승강 부재(432)에 회전 가능하게 장착된 캠 팔로워(436)에 맞닿아 있다. 따라서, 캠 부재(444)의 회전축으로부터 상단부까지의 길이가, 승강 부재(432)와 플레이트 부재(45)의 간격을 규정하고 있다. 모터(445)가 캠 부재(444)를 회전시킴으로써, 승강 부재(432)와 플레이트 부재(45)의 간격이 변화한다. 즉, 캠 부재(444)는, 모터(445)의 회전 운동을 승강 부재(432)의 승강 운동으로 변환하는 기능을 갖는다.

도 4a 및 도 5a는, 캠 부재(444)의 회전에 의해, 캠 부재(444)의 비교적 반경이 큰 부위가 상방에 위치하고, 회전축으로부터 상단부까지의 길이가 비교적 긴 상태를 도시한다. 이 때, 플레이트 부재(45)에 대해 승강 부재(432)가 크게 상방으로 들어 올려진 상태가 된다. 한편, 도 4b 및 도 5b는, 캠 부재(444)의 비교적 반경이 작은 부위가 상방에 위치하고, 회전축으로부터 상단부까지의 길이가 비교적 짧은 상태를 도시한다. 이 때, 플레이트 부재(45)와 승강 부재(432)의 간격이 보다 작아진다. 도 5a 및 도 5b에 있어서는, 캠 부재(444)의 회전에 의해 승강하는 롤러 유닛(43)에 도트를 붙임으로써 움직임을 알기 쉽게 하고 있다.

이와 같이, 캠 부재(444)의 회전 각도에 따라 플레이트 부재(45)에 대한 승강 부재(432)의 높이가 변화하며, 이것에 의해 전사 롤러(431)의 높이를 변화시킬 수 있다. 캠 부재(444)를 사이에 끼도록 설치된 1쌍의 직동 가이드(가이드 레일(442), 슬라이더(443))로 승강 부재(432)를 지지함으로써, 전사 롤러(431)의 회전축의 각도를 유지한 채 상하 방향으로 평행 이동시킬 수 있다.

후술하는 바와 같이, 예를 들어 도 5a에 도시하는 전사 롤러(431)가 상방으로 들어 올려진 상태에서는, 전사 롤러(431)의 상단이 하측 스테이지(31)에 유지되는 블랭킷(BL)의 하면에 맞닿는다. 이 상태에서는, 탄성 가압부(434)로부터 지지 앵글(4334)에 부여되는 탄성 가압력에 의해 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)의 하면에 눌려진다. 이로 인해, 전사 롤러(431)는 블랭킷(BL)을 상방으로 밀어 올려 기판(SB)에 눌러지게 된다. 그래서, 이때의 전사 롤러(431)의 Z방향 위치를 「가압 위치」라고 칭하는 것으로 한다.

전사 롤러(431)가 가압 위치에 위치 결정된 상태로 롤러 주행 구동부(5)가 전사 롤러 블록(4)을 Y방향으로 주행시킨다. 이렇게 함으로써, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)을 기판(SB)에 누르면서 이동하게 된다. 이것에 의해, 블랭킷(BL)과 기판(SB)이 밀착한 밀착 영역이 Y방향으로 확대되어 가, 최종적으로 기판(SB)의 전체가 블랭킷(BL)과 밀착한다.

한편, 예를 들어 도 5b에 도시하는 전사 롤러(431)가 하방에 위치하는 상태에서는, 전사 롤러(431)는 블랭킷(BL)으로부터 크게 하방으로 이격한다. 그래서, 이 때의 전사 롤러(431)의 위치를 「이격 위치」라고 칭한다. 가압 위치와 이격 위치의 차, 즉 도 5b에 부호(Zd)로 나타내는 높이는, 수 밀리미터 내지 30밀리미터 정도이다. 이 고저차는 캠 부재(444)의 회전에 수반하는 반경의 변화량에 의해 규정된다.

도 3 및 도 4a에 도시하는 바와 같이, 플레이트 부재(45)는, X방향에 있어서의 양단부가 전사 롤러(431)의 양단부보다 각각 외측까지 연장되어 있다. 또 도 2에 도시하는 바와 같이, 플레이트 부재(45)의 X방향에 있어서의 양단부는, 하측 스테이지(31) 중앙부의 개구(311)의 X방향 양단면보다 외측까지 연장되고, 또한 하측 스테이지(31)의 X방향에 있어서의 양 외주 단부 부근까지 연장되어 있다. 그리고, 플레이트 부재(45)의 X방향 양단부가, 대체로 하측 스테이지(31)의 X방향에 있어서의 양 외주 단부의 하방에서, 가이드 레일(51, 53) 상에 지지되어 있다. 이와 같이, X방향으로 크게 떨어진 양단부 위치에서 플레이트 부재(45)가 지지된다. 그로 인해, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)을 가압하면서 롤러 유닛(4)이 Y방향으로 주행할 때에도, 플레이트 부재(45)의 기울기를 억제하여 수평 자세를 유지해 둘 수 있다. 이것에 의해 롤러 유닛(4)의 주행이 안정된 것이 된다.

다음에, 상기와 같이 구성된 전사 장치(1)에 의한 전사 처리에 대해 설명한다. 여기에서는 블랭킷(BL)으로부터 기판(SB)에 패턴 또는 박막을 전사하는 전사 처리에 대해 설명한다. 상기 서술한 대로, 기판(SB)을 판(PP)으로 바꿔 읽음으로써, 패터닝 처리에 있어서의 동작도 설명된다. 이하에 설명하는 전사 처리는, 제어 유닛(9)이 미리 작성된 제어 프로그램을 실행하여 장치 각부에 소정의 동작을 행하게 함으로써 실현된다.

도 6은 이 전사 장치에 의한 전사 처리를 도시하는 플로차트이다. 또, 도 7a 내지 도 7d는 전사 처리의 과정에 있어서의 각부의 위치를 모식적으로 도시하는 도이다. 처음에 전사 롤러(431)의 기울기 조정 처리가 행해지는데(단계 S101), 기울기 조정 처리에 대해서는 후술한다. 전사 처리에서는, 패턴 또는 박막이 전사되어야 할 기판(SB)이 장치에 반입되어, 상측 스테이지(21)에 세트된다(단계 S102). 상측 스테이지(21)는, 패턴 또는 박막이 전사되는 피전사면을 하향으로 하여 기판(SB)을 흡착 유지한다. 계속해서, 기판(SB)에 전사해야 할 패턴 또는 박막을 담지하는 블랭킷(BL)이 장치에 반입되어, 하측 스테이지(31)에 세트된다(단계 S103). 하측 스테이지(31)는, 패턴 또는 박막을 담지하는 담지면을 상향으로 하여 블랭킷(BL)을 흡착 유지한다.

다음에, 장치 각부가 소정의 초기 위치에 위치 결정된다(단계 S104). 도 7a는 각부의 초기 위치를 도시하고 있다. 상측 스테이지(21) 및 하측 스테이지(31)는, 기판(SB)과 블랭킷(BL)이 소정의 갭을 두고 평행하게 대향하도록 서로 근접 대향 배치된다. 또, 승강 핸드(61)는 그 상면이 하측 스테이지(31)의 상면과 동일 평면이 되는 위치까지 상승하여, 블랭킷(BL)의 하면에 맞닿아 블랭킷(BL)을 수평 자세로 지지한다. 전사 롤러(431)는, Y방향에 있어서의 기판(SB)의 한쪽 단부의 바로 아래 위치에서, 또한 블랭킷(BL)의 하면으로부터 하방으로 이격한 이격 위치에 위치 결정된다. 도면에 있어서 부호(PT)는 블랭킷(BL)으로부터 기판(SB)에 전사되는 피전사물(패턴 또는 박막)을 나타낸다.

계속해서, 기판(SB)과 블랭킷(BL)의 수평 방향 위치를 조정하는 얼라인먼트 조정 처리가 행해진다(단계 S105). 즉, 카메라(72)에 의해 촬상된 화상에 의거하여, 수평 방향에 있어서 블랭킷(BL)에 담지된 패턴 또는 박막(PT)과 기판(SB)이 미리 정해진 위치 관계가 되도록, 얼라인먼트 기구(71)가 필요에 따라 얼라인먼트 스테이지(36)를 수평면 내에서 이동시킨다.

얼라인먼트 조정 처리 후, 모터(445)가 캠 부재(444)를 회전시킴으로써, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 전사 롤러(431)가 상승하여, 블랭킷(BL) 하면에 맞닿아 블랭킷(BL)을 상향으로 가압한다(단계 S106). 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL) 하면에 맞닿은 후에도 상승을 계속함으로써, 블랭킷(BL)이 전사 롤러(431)에 의해 밀어 올려져, 최종적으로는 블랭킷(BL) 상면이 기판(SB)의 하면에 맞닿는다. 이것에 의해, 블랭킷(BL) 상면에 담지된 패턴 또는 박막(PT)이 기판(SB)에 밀착한다.

또한 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)을 밀어 올림으로써, 패턴 또는 박막(PT)이 기판(SB)에 눌려진다. 이렇게 하여 패턴 또는 박막(PT)이 기판(SB)에 전사된다. 승강 핸드(61)의 지지에 의해 블랭킷(BL)이 수평 자세로 유지되어 있으므로, 블랭킷(BL)이 밀어 올려질 때의 수평 방향으로의 위치 어긋남이 방지되고, 패턴 또는 박막(PT)이 기판(SB)의 소정 위치에 적정하게 전사된다.

전사 롤러(431)의 가압에 의해 기판(SB)과 블랭킷(BL)이 맞닿으면, 도 7c에 도시하는 바와 같이, 승강 핸드(61)가 하방으로 이동하여(단계 S107), 블랭킷(BL)으로부터 이격한다. 그리고, 롤러 유닛(43)이 (＋Y) 방향으로의 주행을 개시한다(단계 S108). 이때의 승강 핸드(61)의 위치는, 도 7c에 파선으로 나타내는 플레이트 부재(45)의 하면 위치보다, 승강 핸드(61)의 상면이 하방되는 위치이다.

하측 스테이지(31)의 개구(311)보다 외측에 설치된 슬라이더(531), 너트부(525)에 의한 돌기부를 제외하면, 전사 롤러 블록(4)의 구성 부품 중 가장 하부에 있는 것은 플레이트 부재(45)의 하면이다. 따라서, 플레이트 부재(45)의 하면 위치보다 하방까지 승강 핸드(61)가 하강함으로써, Y방향으로 주행하는 전사 롤러 블록(4)과 승강 핸드(61)가 간섭하는 것은 회피된다.

이 실시 형태에서는, 리프터 유닛(44)에 설치된 캠 부재(444)의 회전에 의해 롤러 유닛(43)이 승강하며, 모터(445) 및 캠 부재(444)의 회전축은 수평 방향이다. 이로 인해, 전사 롤러 블록(4)의 연직 방향 높이가 억제되어 있고, 승강 핸드(61)의 승강 거리도 작게 억제할 수 있다. 또, 전사 롤러 블록(4)은 플레이트 부재(45)의 X방향 양단부에서 지지되어 있고, 하측 스테이지(31)의 개구(311)의 내측에서 전사 롤러(431)로부터 하방으로 연장되는 다리부는 구비되어 있지 않다. 이로 인해, 승강 핸드(61)의 각각은 X방향에 있어서 연속한 단일 부재에 의해 구성하는 것이 가능하다.

캠 부재(444)의 회전에 의해 전사 롤러(431)가 상승하여 블랭킷(BL)에 맞닿고, 블랭킷(BL)을 기판(SB)에 누를 때까지의 각부의 동작에 대해, 도 8a 내지 도 8c 및 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 더 상세하게 설명한다. 도 8a 내지 도 8c는 전사 롤러가 블랭킷에 맞닿을 때까지의 동작을 도시하는 도이다. 또, 도 9a 내지 도 9c는 전사 롤러가 블랭킷을 기판에 누른 상태를 도시하는 도이다.

캠 부재(444)의 회전에 의해 롤러 유닛(43)이 상승하고, 이것에 수반하여 전사 롤러(431)의 상단부의 높이가 변화한다. 도 8a에 도시하는 바와 같이, 캠 부재(444)의 초기 위치로부터의 회전각의 증가에 대해, 당초는 전사 롤러(431)의 높이는 급격하게 증대하고, 어느 높이(Za)에서 회전각에 대한 높이의 증대가 완만해진다. 바꾸어 말하면, 캠 부재(444)가 일정 속도로 회전되었을 때에 전사 롤러(431)의 상단(이하, 「롤러 상단」이라고 생략한다)의 상승 속도가 이러한 프로파일이 되도록, 캠 부재(444)의 형상이 설정되어 있다. 높이(Zo)는, 전사 롤러(431)가 이격 위치에 있을 때의 롤러 상단의 높이이다.

높이(Za)는, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 롤러 상단이 블랭킷(BL)에 맞닿기 직전의 롤러 상단의 높이이다. 원리적으로는 블랭킷(BL)이 올려놓여지는 하측 스테이지(31)의 상면(31a)의 높이보다 아주 약간 낮은 높이로 할 수 있는데, 블랭킷(BL)의 휨을 고려한 마진이 더 부여되어도 된다. 롤러 상단이 블랭킷(BL)에 맞닿을 때까지는 전사 롤러(431)의 상승 속도를 비교적 높게 함으로써, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)에 맞닿을 때까지의 시간을 짧게 할 수 있다.

전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)에 맞닿을 때, 상승 속도가 너무 높으면 블랭킷(BL)에 충격이 가해져, 블랭킷(BL) 혹은 거기에 담지되는 패턴에 데미지를 줄 우려가 있다. 이것을 회피하기 위해, 롤러 상단이 높이(Za)에 이른 후에는 보다 낮은 상승 속도로 전사 롤러(431)가 상승하여, 블랭킷(BL)에 맞닿는다. 또한, 이 예와 같이, 캠 회전각에 대해 롤러 상단 높이가 직선형상으로 반드시 변화할 필요는 없다. 초기 단계에서는 전사 롤러(431)의 상승 속도를 높게 하고, 블랭킷(BL)에 맞닿기 직전에는 상승 속도를 보다 느리게 할 수 있으면 된다.

전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)에 맞닿기 전에 있어서는, 롤러 유닛(43)의 지지 앵글(4334)이 탄성 가압부(434)의 탄성 가압력에 의해 스토퍼(435)에 눌린 상태이다. 스토퍼(435)는 탄성 가압력에 저항하여 지지 앵글(4334)의 상방으로의 변위를 억제 위치까지 억제하고 있으며, 전사 롤러(431)도 일정 위치에 머물러 있다.

전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)에 맞닿을 때의 롤러 상단의 높이(Zb)는, 도 8c에 도시하는 바와 같이, 블랭킷(BL)이 올려놓여지는 하측 스테이지(31)의 상면(31a)의 높이와 대체로 동등하다. 캠 부재(444)가 더 회전하면, 롤러 상단이 높이(Zb)를 넘어 더 상승한다. 이것에 의해, 블랭킷(BL)이 밀어 올려진다. 최종적으로는 상측 스테이지(21)에 유지된 기판(SB)에 블랭킷(BL)이 눌려져, 전사 롤러(431)의 상승이 정지한다.

도 8a에 점선으로 나타내는 바와 같이, 캠 부재(444)는, 블랭킷(BL)이 기판(SB)에 맞닿을 때의 롤러 상단의 높이(Zc)를 넘어 전사 롤러(431)를 상승시키기 위해, 롤러 유닛(43)을 더 상승시킨다. 그러나, 전사 롤러(431)는 블랭킷(BL) 및 기판(SB)을 개재하여 상측 스테이지(21)에 부딪혀 상승이 정지되어 있다. 그로 인해, 도 9a에 도시하는 바와 같이, 전사 롤러(431)는 승강 부재(432)에 대해 상대적으로 하방으로 눌려 내려져, 지지 앵글(4334)과 스토퍼(435)가 이격한다.

그 결과, 전사 롤러(431)는 스토퍼(435)에 의한 억제로부터 해방되어 상하 이동 가능해지고, 탄성 가압부(434)에 의한 상향의 탄성 가압력에 의해 블랭킷(BL)에 눌려진 상태가 된다. 따라서, 블랭킷(BL)에 대한 전사 롤러(431)의 가압력의 크기는, 탄성 가압부(434)에 의한 탄성 가압력에 의해 정해지게 된다. 탄성 가압부(434)가 에어 실린더인 경우, 가압 제어부(93)로부터의 제어에 의해 탄성 가압력을 조정할 수 있다. 그로 인해, 블랭킷(BL)으로의 가압력을 가압 제어부(93)에 의해 적당하게 설정하는 것이 가능하다. 또 재료에 따라 가압력을 바꿀 필요가 있는 경우에도, 장치 구성을 변경하지 않고 용이하게 대응할 수 있다. 탄성 가압부(434)가 스프링을 이용한 것인 경우에는, 적당한 스프링 상수를 갖는 스프링을 이용하고, 자력을 이용한 것인 경우에는 적당한 자속 밀도를 갖는 자석(영구자석 또는 전자석)을 이용함으로써, 동일하게 가압력을 조정할 수 있다.

이와 같이, 이 실시 형태에서는, 전사 롤러(431)에 의한 블랭킷(BL)으로의 가압력은 탄성 가압부(434)의 구성에 의해 일의로 정해진다. 이로 인해, 롤러 유닛(43)을 승강시키는 리프터 유닛(44)은, 탄성 가압부(434)에 의한 탄성 가압력 및 그것에 대한 블랭킷(BL)으로부터의 반력에 저항하여 롤러 유닛(43)을 소정 높이로 유지하는 기능이 있으면 충분하며, 높이나 가압력의 미세 조정을 필요로 하지 않는다. 롤러 승강에 캠 부재(444)를 이용하는 리프터 유닛(44)은, 이 목적에 적합한 것이다.

또, 가공 정밀도나 경시 변화 등에 기인하여, 상측 스테이지(21), 기판(SB) 및 블랭킷(BL) 중 어느 한 표면의 평면도가 악화되어 있는 경우, 전사 롤러(431)의 Y방향으로의 주행에 수반하여, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 맞닿아 있는 블랭킷(BL)의 하면의 높이가 변동하거나, 또 도 9c에 도시하는 바와 같이 블랭킷(BL)의 하면의 기울기가 변화하는 경우가 있다. 이러한 경우에서도, 전사 롤러(431)의 양단이 각각 독립적으로 탄성 가압되어 있기 때문에, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)의 하면의 변동에 추종하여 움직임으로써, 블랭킷(BL)으로의 가압력을 일정하게 유지할 수 있다. 그로 인해, 블랭킷(BL)으로부터 기판(SB)으로의 패턴 전사를 양호하게, 또한 안정적으로 실행하는 것이 가능하다.

이와 같이 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL) 하면의 변동에 추종하도록 하기 위해 필요한 조건은, 도 9a에 도시하는 바와 같이 전사 롤러(431)가 탄성 가압부(434)의 탄성 가압력에 의해 블랭킷(BL)에 눌려진 상태에 있어서, 지지 앵글(4334)의 스트로크(상하 방향의 가동 범위)가, 상정되는 평면도의 변동보다 큰 것이다. 예를 들어 전자 디바이스 제조용의 전사 장치(1)에서는 이 평면도의 변동은 수십 미크론 정도라고 상정된다. 따라서, 지지 앵글(4334)의 스트로크로서는 수 밀리미터이면 되는 것이다.

지지 앵글(4334)을 승강 가능하게 지지하는 직동 가이드(가이드 레일(4332) 및 슬라이더(4333))의 스트로크도 동일 정도이면 되고, 비교적 소형의 제품을 사용할 수 있다. 롤러 유닛(43)에 있어서 탄성 가압부(434)에 대한 하중은 전사 롤러(431), 지지 앵글(4334) 및 슬라이더(4333)의 질량에 기인하는 것이며, 이들을 경량으로 하여 탄성 가압부(434)의 하중을 작게 억제함으로써, 블랭킷(BL) 하면의 변동에 추종하는 전사 롤러(431)의 응답 시간을 짧게 할 수 있다.

전사 롤러(431)를 이격 위치로부터 가압 위치까지 이동시키기 위한 기구(리프터 유닛(44))와, 전사 롤러(431)를 블랭킷(BL) 하면 위치의 변동에 추종시키기 위한 기구(지지부(430))는 독립된 기구이다. 따라서, 지지부(430)는 블랭킷(BL) 하면 위치의 변동을 흡수할 수 있는 스트로크가 있으면 충분하며, 이와 같이 전사 롤러(431)에 부수하는 하중을 작게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 상기한 평면도의 변동에 관하여, 블랭킷(BL) 하면 중 전사 롤러(431)와 처음에 맞닿는 부분이 수평면으로부터 기울어져 있는 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우에서도, 전사 롤러(431)가 X방향에 있어서 일정하고 또한 균일하게 블랭킷(BL)에 맞닿도록 하는 것이 필요하다. 이를 위해서는, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)에 맞닿을 때의 전사 롤러(431)의 상단을, 블랭킷(BL)의 기울기에 맞추어 기울여 두는 것이 필요하다.

이 실시 형태에서는, 블랭킷(BL)으로부터 이격한 상태의 전사 롤러(431)는 스토퍼(435)에 의해 억제 위치에 억제된 지지 앵글(4334)로 지지되어 있으며, 억제 위치는 조정 나사에 의해 조정 가능하다. 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)에 맞닿기 직전에 있어서 롤러 상단과 블랭킷(BL) 하면이 서로 평행하게 되도록, 전사 롤러(431)의 양단부에 있어서 억제 위치를 미리 조정해 두면, 전사 롤러(431)를 X방향에 있어서 일정하고 또한 균일하게 블랭킷(BL)에 맞닿게 하는 것이 가능하게 된다. 이러한 조정 처리가, 도 6의 단계 S101에 있어서의 「기울기 조정 처리」로서 사전에 실행된다. 이것에 의해, 전사 롤러(431)의 회전축의 방향은, X방향과 평행한 방향을 중심으로 하는 XZ 평면 내의 소정의 각도 범위로 조정된다.

전사 롤러(431)가 처음에 블랭킷(BL)에 맞닿을 때, 블랭킷(BL)은 기판(SB) 및 상측 스테이지(21)의 평면도의 영향을 받고 있지 않다. 따라서, 블랭킷(BL)의 하면은 하측 스테이지(31)의 상면(31a)과 동일 평면을 이룬다고 생각할 수 있다. 이것으로부터, 하측 스테이지(31)의 상면(31a)과 롤러 상단이 평행이 되도록 억제 위치를 설정해 두면 된다. 이와 같이 하면, 전사 처리시에 기울기 조정을 행할 필요는 없어진다.

또 예를 들어, 레이저 변위계 등의 적당한 측정기를 이용하여 하측 스테이지(31)의 상면(31a) 및 롤러 상단을 각각 수평으로 조정함으로써, 간접적으로 하측 스테이지(31)의 상면(31a)과 롤러 상단의 평행도를 확보하는 조정 방법이어도 된다.

도 6으로 되돌아와 전사 처리의 설명을 계속한다. 단계 S108에서는 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)을 기판(SB)에 누르면서 Y방향으로 이동한다. 이것에 의해, 도 7c에 도시하는 바와 같이, 패턴 또는 박막(PT)을 개재하여 블랭킷(BL)과 기판(SB)이 밀착하는 영역이 Y방향으로 확대되어 간다. 이렇게 하여 패턴 또는 박막(PT)이 순차적으로 기판(SB)에 전사된다(전사 처리). 전사 롤러(431)는, 블랭킷(BL)을 일정한 가압력으로 가압할 수 있는 가압 위치까지 상승하고, 이 상태로 Y방향으로 이동한다.

도 7d에 도시하는 바와 같이, 전사 롤러(431)가 기판(SB)의 (＋Y)측 단부 바로 아래의 종료 위치에 도달할 때까지(단계 S109), 롤러 유닛(43)의 주행이 계속된다. 이것에 의해, 기판(SB) 전체가 블랭킷(BL)에 맞닿아, 기판(SB)으로의 패턴 또는 박막(PT)의 전사가 완료한다. 이 시점에서 롤러 유닛(43)의 이동이 정지되고, 롤러 유닛(43)이 블랭킷(BL)으로부터 이격하고 하방으로 퇴피한다(단계 S110). 이렇게 하여 밀착된 블랭킷(BL)과 기판(SB)이 일체적으로 반출되며(단계 S111), 이 전사 장치(1)에 있어서의 전사 처리는 종료한다.

도 10은 각부의 동작을 도시하는 타이밍 차트이다. 상기한 전사 처리에 있어서의 각부의 움직임을, 도 10을 참조하면서 정리한다. 시각(T0)에 있어서 캠 부재(444)가 초기 위치로부터 회전하기 시작하면, 롤러 유닛(43)이 상승하고, 이것에 수반하여 전사 롤러(431)도 상승한다. 상기한 기울기 조정을 행함으로써, 전사 롤러(431)의 상단은 반드시 수평은 아니다. 즉, 롤러 상단 높이는 전사 롤러(431)의 양단부에서 반드시 같지는 않다. 도면에서는 보다 일반화된 상태를 예시하기 위해, X방향에 있어서의 전사 롤러(431)의 양단부 각각에 있어서의 상단 높이의 변화의 일례를, 실선과 점선에 의해 개별적으로 나타내고 있다.

시각(T1)에 있어서 롤러 유닛(43)의 상승 속도가 저하하고, 시각(T2)에 있어서 롤러 상단이 블랭킷(BL) 하면에 맞닿는다. 또한 캠 부재(444)가 회전하여 롤러 유닛(43)이 상승함으로써, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)을 밀어 올려, 블랭킷(BL)에 인가되는 가압력이 증대한다. 시각(T3)에서는, 블랭킷(BL)이 기판(SB)에 눌려진다. 또한 캠 부재(444)가 회전함으로써, 스토퍼(435)에 의한 지지 앵글(4334)로의 억제가 해제된다. 이 이후, 전사 롤러(431) 양단부에서의 롤러 상단 높이는 블랭킷(BL) 하면의 변동에 추종하여 독립적으로 변화하고, 탄성 가압부(434)의 탄성 가압력에 의해, 블랭킷(BL)으로의 가압력은 일정하게 유지된다.

지지 앵글(4334)의 스트로크가 충분히 확보되는 위치까지 롤러 유닛(43)이 상승하는 시각(T4)에 있어서, 캠 부재(444)의 회전은 정지되고, 롤러 유닛(43)의 상승도 정지한다. 이 상태로, 롤러 주행 구동부(5)가 전사 롤러 블록(4)을 주행시킴으로써, 롤러 주행 기간의 전체에 걸쳐 블랭킷(BL) 및 기판(SB)에 일정한 가압력을 안정적으로 인가하면서 전사를 진행시킬 수 있다.

상기한 전사 처리에서는, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)을 기판(SB)에 맞닿게 하고 나서 전사가 종료되고 블랭킷(BL)으로부터 이격하는 동안, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)을 일정한 가압력으로 가압할 수 있다. 그로 인해, 블랭킷(BL)에 담지되는 패턴(PT)을 기판(SB)에 양호하게 전사할 수 있다. 이하, 본 실시 형태에 있어서 이러한 효과에 기여하는 각부의, 새로운 특징적인 구성 및 그 작용에 대해 설명한다.

이 실시 형태에서는, 전사 롤러 블록(4) 및 하측 스테이지(31)가 모두 얼라인먼트 스테이지(36) 상에 설치되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 얼라인먼트 기구(71)의 작동에 의해 얼라인먼트 스테이지(36)가 이동할 때, 전사 롤러 블록(4)과 하측 스테이지(31)가 일체적으로 이동한다. 그로 인해, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)에 처음에 맞닿을 때의 전사 롤러(431)와 하측 스테이지(31)가, 수평 방향에 있어서 미리 정해진 위치 관계를 유지하고 있다. 이것에 의해, 이하에 설명하는 바와 같이, 전사 롤러(431)가 블랭킷(BL)에 맞닿기 시작할 때 발생할 수 있는 기판(SB)에 대한 위치 어긋남을 억제하는 것이 가능해진다.

도 11a 내지 도 11c는 얼라인먼트 조정 전후에 있어서의 각부의 위치 관계를 도시하는 도이다. 여기에서는, 얼라인먼트 조정 전후에 있어서의 장치 각부, 구체적으로는 하측 스테이지(31), 전사 롤러(431) 및 승강 핸드(61)의 위치 관계의 변화에 대해 생각한다. 하측 스테이지(31)에 블랭킷(BL)이 올려놓여지기 전의 초기 상태에서는, 도 11a에 도시하는 바와 같이, 하측 스테이지(31)의 외주에 대응하는 직사각형의 변은 XY 좌표축에 따른 방향을 향하고 있다. 따라서, 1점 쇄선으로 나타내는 전사 롤러(431)의 축 방향 및 승강 핸드(61)의 길이 방향은 모두 X방향으로 되어 있다.

이와 같이 초기화된 하측 스테이지(31)에 블랭킷(BL)이 올려놓여진다. 이 때, 도 11a에 파선으로 나타내는 바와 같이, 블랭킷(BL)이 하측 스테이지(31)에 대해 기운 상태, 혹은, XY 평면 내에서 어느 한 방향으로 변위한 상태로 세트되는 경우가 있다. 이러한 블랭킷(BL) 세트 위치 어긋남에 기인하는 기판(SB)과 블랭킷(BL)(보다 정확하게는 블랭킷(BL) 상의 피전사물)의 위치 어긋남을 해소하기 위해, 얼라인먼트 조정 처리가 실행된다.

얼라인먼트 조정의 실행 후에 있어서는, 도 11b에 도시하는 바와 같이, XY 좌표축에 대한 블랭킷(BL)의 위치 어긋남은 해소된다. 그러나, 결과적으로 하측 스테이지(31)는 초기 위치로부터 변위하고 있다. 이 실시 형태에서는, 전사 롤러 블록(4)은 얼라인먼트 스테이지(36)에 장착되어 있다. 이로 인해, 얼라인먼트 기구(71)의 작동에 의해 얼라인먼트 스테이지(36)가 이동할 때, 전사 롤러 블록(4)은 하측 스테이지(31)와 더불어 얼라인먼트 스테이지(36)와 일체적으로 이동한다. 따라서, 얼라인먼트 기구(71)가 작동해도, 하측 스테이지(31)에 대한 전사 롤러(431)의 상대 위치는 변화하지 않는다.

이것에 비해, 도 11c에 비교예로서 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 기구(71)에 의해 얼라인먼트 스테이지(36)가 이동할 때에 하측 스테이지(31)만이 변위하는 구성에서는, 얼라인먼트 조정의 전후에서 하측 스테이지(31)와 전사 롤러(431)의 위치 관계가 변화한다. 따라서, 전사 롤러(431)가 상승하여 처음에 블랭킷(BL) 하면에 맞닿을 때의 위치가, 하측 스테이지(31)의 개구(311) 내에서 변동하게 된다.

도 12a 지 도 12c는 하측 스테이지 상에서의 블랭킷의 휨 상태를 예시하는 도이다. 블랭킷(BL)은 그 자중에 의해, 하측 스테이지(31)의 개구(311) 내로 불가피하게 휘어져 있다. 하방으로부터 지지하는 하측 스테이지(31)로부터 멀어진 위치일수록, 그 휨량이 커진다. 이 때, 도 12a에 도시하는 바와 같이, 블랭킷(BL)이 개구(311) 내로 말려 들어가도록 변형되기 때문에, 블랭킷(BL) 상의 점(P)은 수평 방향에 있어서 개구(311)의 중앙측을 향해 변위하고 있다.

전사 롤러(431)는 이와 같이 하방으로 휘어진 블랭킷(BL)을 바로 위로 들어 올리게 된다. 그로 인해, 휨에 기인하여 발생하는 수평 방향의 위치 어긋남을 포함한 채 블랭킷(BL)은 기판(SB)에 눌려지게 된다. 즉, 기판(SB)에 있어서 점(P)이 맞닿는 위치는 본래와는 상이한 위치가 되며, 이것이 패턴의 전사 위치 어긋남을 발생시킨다. 이러한 위치 어긋남은, 특히 전사 롤러(431)가 처음에 맞닿는 개구(311) 내의 단부 위치 근방에서 커지기 쉽다.

또, 일단 기판(SB)과 블랭킷(BL)이 맞닿으면, 그 후 양자 사이에서의 새로운 위치 어긋남은 발생하기 어렵다. 바꾸어 말하면, 기판(SB)과 블랭킷(BL) 사이의 겹침 정밀도는, 양자가 처음에 맞닿을 때의 위치 어긋남량에 의해 거의 정해진다. 그로 인해, 하측 스테이지(31)에 의해 유지되는 블랭킷(BL)에서는, 전사 롤러(431)와 처음에 맞닿는 부분에서의 휨량을 억제하는 것이 중요해진다.

또, 도 11c에 도시한 바와 같이, 전사 롤러(431)와 하측 스테이지(31)의 간격이 전사 롤러(431)의 양단부 사이에서 상이한 경우, 도 12b에 도시하는 바와 같이, 블랭킷(BL)의 휨량이 X방향의 양단부에서 비대칭이 된다. 게다가 그 휨량은, 초기 상태(얼라인먼트 조정 전)에 있어서의 기판(SB)과 블랭킷(BL)의 상대 위치에 의해, 즉 기판(SB) 및 블랭킷(BL)이 어느 위치에 세트되었는지에 따라 매회 변화하게 된다. 이로 인해, 기판(SB)에 대한 블랭킷(BL)의 위치 어긋남량이 처리마다 편차가 발생해, 겹침의 위치 정밀도를 향상시키는 것이 어려워진다.

이 실시 형태에서는, 얼라인먼트 조정의 전후에서 하측 스테이지(31)와 전사 롤러(431)의 상대적인 위치 관계가 변화하지 않는다. 그로 인해, 초기 상태의 전사 롤러(431)의 바로 위쪽 위치에 있어서의 블랭킷(BL)의 휨량이 일정하게 되어 있다. 이것으로부터, 필요에 따라, 휨에 기인하는 위치 어긋남을 예상한 얼라인먼트 조정을 행하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 겹침의 위치 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

또, 도 12c에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태에서는, 하측 스테이지(31)의 개구(311)에 면하는 블랭킷(BL)의 하면 중앙부를 X방향으로 연장되는 승강 핸드(61)에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 이것에 의해, 블랭킷(BL)의 휨량 자체가 저감되어 있으며, 이 점도 위치 정밀도의 향상에 기여한다. 또한, 승강 핸드(61)를 포함하는 지지 핸드 유닛(6)은 메인 프레임(10)에 장착되어 있다. 따라서, 승강 핸드(61)는 얼라인먼트 조정시에 하측 스테이지(31)에 추종하지 않는다. 그러나, 승강 핸드(61)는 단순히 블랭킷(BL)을 보조적으로 지지하여 휨을 억제하는 것이며, 위치 정밀도에 영향을 주는 것은 아니다. 물론, 지지 핸드 유닛(6)이 얼라인먼트시에 하측 스테이지(31)와 일체적으로 이동하는 구성이어도 된다.

여기서, 상기 문헌에 기재된 구성에서는, 전사 롤러 블록이 주행할 때의 간섭을 피하기 위해, 승강 핸드가 X방향으로 2개로 분할되고, 블랭킷의 중앙부가 지지되어 있지 않다. 이로 인해, 특히 블랭킷이 휘기 쉬운 특성을 갖는 경우에는 중앙부의 휨이 발생할 우려가 있다. 이것에 비해, 본 실시 형태에서는, X방향에 있어서의 블랭킷(BL)의 중심 위치를 포함하는 넓은 범위를 단일의 승강 핸드(61)에 의해 지지하고 있다. 그로 인해, 유효한 패턴 등이 담지되는 유효 영역인 블랭킷(BL)의 중앙부에서의 휨을 효과적으로 억제하는 것이 가능하다.

승강 핸드(61)를 X방향에 있어서 연속된 단일의 부재로 할 수 있는 이유는, 전사 롤러 블록(4)의 높이를 억제하고, 또 하측 스테이지(31)의 개구(311)보다 X방향의 외측의 양단부에서 지지하는 구성으로 하고 있는 것에 있다. 이렇게 함으로써, 전사 롤러(431)로부터 하방으로 연장되는 다리부가 불필요해져, 전사 롤러 블록(4)의 주행시에 그 다리부가 통과하기 위한 공간을 설치할 필요가 없어진다. 그 결과, 승강 핸드를 X방향으로 분할하지 않고, 블랭킷 중앙부의 넓은 영역을 효과적으로 지지할 수 있는 단일 부재로 하는 것이 가능해진다.

이 실시 형태에서는, 전사 롤러(431)를 승강시키기 위한 기구가 캠 부재(444)를 이용하여 구성되어 있다. 즉, 모터(445)의 수평인 회전축 둘레의 회전 운동이, 수평 방향의 회전축을 갖는 캠 부재(444)에 의해 연직 방향의 직선 왕복 운동으로 변환되고, 이것에 의해 롤러 유닛(43)이 승강한다. 이로 인해, 예를 들어 연직 방향의 구동축을 갖는 볼 나사 기구를 이용한 승강 기구에 비해, 전사 롤러 블록(4) 전체의 높이를 억제할 수 있다. 롤러 유닛(43)이 캠 부재(444)를 사이에 끼도록 설치된 1쌍의 직동 가이드로 승강 가능하게 지지되어 있으므로, 롤러 유닛(43)은 전사 롤러(431)의 자세를 유지한 채 상하 이동하는 것이 가능하다.

또, 이 실시 형태의 롤러 유닛(43)에서는, 전사 롤러(431)의 양단부에 대응하여 설치된 1쌍의 지지부(430)에 의해, 전사 롤러(431)가 지지되어 있다. 지지부(430)의 각각은, 전사 롤러(431)를 회전 가능하게 지지하면서, 그 회전축을 상방, 즉 블랭킷(BL)을 기판(SB)에 누르는 방향으로 탄성 가압하는 기능을 갖고 있다. 그로 인해, 블랭킷(BL)으로의 가압력의 크기를 탄성 가압력에 의해 제어하는 것이 가능하고, 재료나 용도에 따른 적정한 가압력으로 블랭킷(BL)을 가압할 수 있다.

전사 롤러(431)의 축 방향 양단부의 높이는, 탄성 가압부(434)의 탄성 가압력에 저항하여 지지 앵글(4334)을 억제 위치에 억제하는 스토퍼(435)에 의해 규제되고 있다. 이로 인해, 블랭킷(BL)에 맞닿기 직전에 있어서의 전사 롤러(431)의 자세가 관리되어 있으며, 전사 롤러(431)를 X방향에 있어서 균일하게 블랭킷(BL)에 맞닿게 할 수 있다. 이것에 의해, 블랭킷(BL)과 기판(SB)의 겹침에 있어서, 가압의 불균일에 기인하는 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

또, 전사 롤러 블록(4)은, 플레이트 부재(45)의 X방향에 있어서의 양단부에서 롤러 주행 구동부(5)에 의해 지지되어 있다. 이로 인해, 전사 롤러 블록(4)이 주행 중에 Y축 둘레로 기우는 것이 억제되어, 전사 롤러(431)의 자세를 보다 확실히 관리할 수 있다. 이것에 의해, 전사 롤러(431)로부터 블랭킷(BL)에 인가되는 가압력을 안정된 것으로 할 수 있다.

그리고, 이 실시 형태에서는, 블랭킷(BL)을 유지하고 가압하기 위한 구성, 즉 하측 스테이지(31), 전사 롤러 블록(4) 및 롤러 주행 구동부(5)가 모두 착탈 스테이지(37)에 장착된다. 게다가, 착탈 스테이지(37)는 얼라인먼트 스테이지(36)에 대해 착탈 가능하게 되어 있다. 이로 인해, 기판(SB)이나 블랭킷(BL)의 사이즈나 사양이 변경된 경우에, 상기 각부를 착탈 스테이지(37)와 더불어 일체적으로 교환하는 것이 가능하며, 또 각부의 메인테넌스도 용이해진다. 예를 들어, 각 블록의 조립이나 위치 맞춤 등의 조정을 착탈 스테이지(37) 위에서 행한 다음 얼라인먼트 스테이지(36)에 장착하는 것이 가능해진다. 또, 얼라인먼트 스테이지(36)와 착탈 스테이지(37)를 일체화함으로써 강성을 높여 내하중을 증가시켜, 전사 롤러 블록(4) 등의 중량물을 올려놓는 것에 의한 휨을 억제할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태의 전사 장치(1)에 있어서는, 기판(SB) 및 블랭킷(BL)이 각각 본 발명의 「제1 판상체」 및 「제2 판상체」에 상당하고 있다. 그리고, 상측 스테이지(21) 및 하측 스테이지(31)가 각각 본 발명의 「제1 유지 수단」 및 「제2 유지 수단」으로서 기능하고 있다. 또, 하측 스테이지(31)는 본 발명의 「스테이지」에 상당하고 있다. 또, 승강 핸드(61) 및 핸드 승강 구동부(63)가, 각각 본 발명의 「보조 지지 부재」 및 「승강 기구」로서 기능하고 있다.

또 상기 실시 형태에서는, 전사 롤러 블록(4) 및 롤러 주행 구동부(5)가 일체로 하여 본 발명의 「가압 수단」으로서 기능하고 있다. 그리고, 이들 중 전사 롤러(431)가 본 발명의 「롤러 부재」에 상당하고, 그 이외의 각 구성이 「가압 기구」에 상당한다. 전사 롤러 블록(4)에서는, 지지부(430) 및 승강 부재(432)가 일체로 하여 본 발명의 「롤러 지지부」로서 기능하고 있다. 또 플레이트 부재(45)가 본 발명의 「주행 부재」로서 기능하고 있다.

또, 얼라인먼트 스테이지(36), 착탈 스테이지(37) 및 카메라(72)가 각각 본 발명의 「베이스부」, 「착탈 부재」 및 「촬상부」로서 기능하고 있다. 그리고, 이들이 일체로 하여 본 발명의 「얼라인먼트 수단」으로서 기능하고 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상기 서술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태의 스토퍼(435)는, 베어링부(433)의 플레이트(4336)에 장착된 조정 나사이다. 그러나, 이러한 구조에 한정되지 않고, 예를 들어 핀 형상이나 블록 형상의 부재를 지지 앵글(4334)에 부딪치게 함으로써 위치 규제하는 스토퍼여도 된다. 또, 전사 롤러(431)의 기울기를 조정한다고 하는 목적에 있어서는, 억제 위치의 조정 기능은 1쌍의 지지부(430)의 어느 한쪽에만 설치되어도 된다.

또, 상기 실시 형태에 있어서는, 복수의 승강 핸드(61)가 지지 프레임(62)에 의해 지지되어 일체적으로 승강한다. 그러나, 예를 들어 상기의 문헌에 기재되어 있는 바와 같이, 개개의 승강 핸드가 독립적으로 승강하는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 있어서, 예를 들어 전사 롤러의 주행에 따라 승강 핸드가 순차적으로 하강하도록 하면, 블랭킷의 자세를 보다 확실히 관리할 수 있다. 따라서, 예를 들어 기판의 대형화를 도모하는데 유효하다. 또, 봉형상의 승강 핸드(61)를 대신하여, 상면이 평탄면이 된 다른 형상의 부재에 의해 블랭킷을 지지하는 구성이어도 된다.

또, 상기 실시 형태는 블랭킷(BL)에 담지된 패턴 등의 피전사물을 기판(SB)에 전사하는 전사 장치이다. 그러나, 본 발명의 기술 사상은, 이러한 패턴 등을 전사하는 전사 장치에 한정되지 않으며, 예를 들어 패턴 등을 개재하지 않고 2장의 판상체를 붙이는 기술에도 적용 가능하다.

이상, 구체적인 실시 형태를 예시하여 설명해 온 바와 같이, 본 발명은, 예를 들어, 제2 판상체의 중앙부에 맞닿아 제2 판상체를 지지하는 보조 지지 부재와, 보조 지지 부재를 승강시키는 승강 기구를 구비하고, 보조 지지 부재는 롤러 부재가 맞닿기 전의 제2 판상체에 맞닿으며, 롤러 부재가 제2 판상체에 맞닿은 후에, 상기 승강 기구가 보조 지지 부재를 하강시켜 제2 판상체로부터 이격시키는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 롤러 부재가 맞닿기 전의 제2 판상체를 보조 지지 부재가 지지함으로써, 제2 판상체를 보다 수평에 가까운 자세로 유지하면서 롤러 부재를 맞닿게 할 수 있다.

이 경우, 예를 들어, 제2 유지 수단은, 상면이 중앙에 개구를 갖는 수평한 지지면인 스테이지를 갖고, 상기 스테이지는, 제2 판상체의 하면 주연부를 지지면에 맞닿게 하는 한편, 제2 판상체의 중앙부를 개구에 면하게 하여 제2 판상체를 지지하며, 승강 기구는, 보조 지지 부재의 상단부를 지지면과 동일 높이에 위치 결정하여 보조 지지 부재를 제2 판상체에 맞닿게 하는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 제2 판상체의 하면을 보다 수평면에 가까이 한 상태로 지지하는 것이 가능하다.

또 예를 들어, 복수의 보조 지지 부재가 이동 방향을 따라 배열되고, 보조 지지 부재의 각각은, 축 방향을 길이 방향으로 하는 띠형상의 접촉면을 상단부에 갖는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 축 방향 및 이것에 직교하는 이동 방향에 있어서의 넓은 영역에서 제2 판상체를 지지하고, 제2 판상체의 자세를 양호하게 유지할 수 있다.

또 예를 들어, 가압 기구는, 이동 방향으로 주행하는 주행 부재와, 롤러 부재를 회전 가능하게 지지하고, 주행 부재에 대해 승강 가능하게 설치되는 롤러 지지부와, 회전축을 수평으로 하여 주행 부재에 설치된 모터와, 모터에 의해 회전 구동되어 모터의 회전 운동을 롤러 지지부의 승강 운동으로 변환하는 캠을 갖는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 연직 방향의 구동축을 이용하지 않고 롤러 부재를 승강시킬 수 있다. 그로 인해, 가압 기구를 소형으로, 특히 그 높이를 억제하는 것이 가능해진다.

또 예를 들어, 주행 부재에는, 축 방향에 있어서의 위치가 서로 상이한 복수의 직동 가이드가 설치되고, 상기 복수의 직동 가이드가 주행 부재를 승강 가능하게 지지하는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 이동 방향에 평행한 축 둘레에 있어서의 롤러 지지부의 기울기를 억제하고, 롤러 부재의 자세를 유지하면서 제2 판상체에 대해 승강시키는 것이 가능하다.

또 예를 들어, 주행 부재의 축 방향에 있어서의 양단부는 롤러 부재의 양단부보다 외측까지 연장되어 있고, 주행 부재의 양단부가 이동 방향으로 이동 가능하게 지지되는 구성이어도 된다. 축 방향에 있어서 롤러 부재보다 외측까지 연장된 주행 부재의 양단부를 지지함으로써, 이동 방향에 평행한 축 둘레에 있어서의 주행 부재의 기울기를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 주행 부재 및 롤러 지지부의 자세를 유지하면서 이동시키는 것이 가능하다.

또 예를 들어, 얼라인먼트 수단은, 베이스부에 대해 착탈 가능하게 설치된 착탈 부재를 갖고, 제2 유지 수단과 가압 수단이 착탈 부재에 설치된 구성이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들어 제2 판상체의 사이즈나 특성 등의 사양이 변경될 때, 이것에 적합한 제2 유지 수단과 가압 수단을 착탈 부재와 더불어 일체적으로 장치에 대해 착탈·교환하는 것이 가능하게 된다. 또, 미리 착탈 부재 상에서 제2 유지 수단과 가압 수단을 각각 적당한 위치에 조립한 상태로 장치에 장착할 수 있으므로, 각부의 위치 맞춤 정밀도의 향상을 바랄 수 있다.

또 예를 들어, 얼라인먼트 수단은, 제1 판상체 및 제2 판상체의 각각에 미리 형성된 얼라인먼트 마크를 촬상하는 촬상부를 갖고, 촬상된 화상에 의거하여 제1 판상체와 제2 판상체의 위치 맞춤을 행하는 구성이어도 된다. 이러한 구성에서는, 제1 판상체와 제2 판상체의 위치 관계를 광학적으로 검출함으로써, 양자의 고정밀의 위치 맞춤이 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

이 발명은, 유리 기판이나 반도체 기판 등의 각종 판상체에 패턴이나 박막 등의 피전사물을 전사하는 처리에 대해 적절하게 적용 가능하다. 또, 패턴 등을 개재하지 않고 2개의 판상체를 직접 맞닿게 하는 경우에도, 본 발명의 기술 사상을 적용 가능하다.

1 전사 장치
4 전사 롤러 블록(가압 수단, 가압 기구)
5 롤러 주행 구동부(가압 수단, 가압 기구)
9 제어 유닛
21 상측 스테이지(제1 유지 수단)
31 하측 스테이지(제2 유지 수단, 스테이지)
36 얼라인먼트 스테이지(베이스부, 얼라인먼트 수단)
37 착탈 스테이지(착탈 부재, 얼라인먼트 수단)
44 리프터 유닛
45 플레이트 부재(주행 부재)
61 승강 핸드(보조 지지 부재)
63 핸드 승강 구동부(승강 기구)
72 카메라(촬상부, 얼라인먼트 수단)
430 지지부(롤러 지지부)
431 전사 롤러(롤러 부재)
432 승강 부재(롤러 지지부)
444 캠 부재(캠)
445 모터
BL 블랭킷(제2 판상체)
SB 기판(제1 판상체)

Claims (10)

1. 제1 판상체를, 하면이 개방된 상태로, 또한 수평 자세로 유지하는 제1 유지 수단과,
   제2 판상체의 주연부를 유지하여, 상기 제2 판상체의 상면이 상기 제1 판상체의 하면과 근접 대향한 상태, 또한, 상기 제2 판상체의 하면 중, 상면측에 있어서 상기 제1 판상체와 대향하는 중앙부가 개방된 상태로, 상기 제2 판상체를 유지하는 제2 유지 수단과,
   상기 제2 판상체의 하면을 따른 축 방향으로 연장 설치된 롤러 부재, 및, 상기 롤러 부재를 상기 제2 판상체의 하면에 맞닿게 하여 상기 제2 판상체를 상기 제1 판상체에 누르면서 상기 축 방향과 직교하는 이동 방향으로 이동시키는 가압 기구를 갖는 가압 수단과,
   상기 제2 유지 수단 및 상기 가압 수단을 지지하는 베이스부를 갖고, 상기 베이스부가 수평 방향으로 이동하여 상기 제2 유지 수단과 상기 가압 수단을 일체적으로 상기 제1 유지 수단에 대해 상대 이동시킴으로써, 상기 제1 판상체와 상기 제2 판상체의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 수단을 구비하고,
   상기 얼라인먼트 수단은, 상기 베이스부에 대해 착탈 가능하게 설치된 착탈 부재를 갖고, 상기 제2 유지 수단과 상기 가압 수단이 상기 착탈 부재에 설치되어 있는, 전사 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 판상체의 상기 중앙부에 맞닿아 상기 제2 판상체를 지지하는 보조 지지 부재와,
   상기 보조 지지 부재를 승강시키는 승강 기구를 구비하고,
   상기 보조 지지 부재는 상기 롤러 부재가 맞닿기 전의 상기 제2 판상체에 맞닿으며, 상기 롤러 부재가 상기 제2 판상체에 맞닿은 후에, 상기 승강 기구가 상기 보조 지지 부재를 하강시켜 상기 제2 판상체로부터 이격시키는, 전사 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 유지 수단은, 상면이 중앙에 개구를 갖는 수평한 지지면인 스테이지를 갖고, 상기 스테이지는, 상기 제2 판상체의 하면 주연부를 상기 지지면에 맞닿게 하는 한편, 상기 제2 판상체의 상기 중앙부를 상기 개구에 면하게 하여 상기 제2 판상체를 지지하며,
   상기 승강 기구는, 상기 보조 지지 부재의 상단부를 상기 지지면과 동일 높이에 위치 결정하여 상기 보조 지지 부재를 상기 제2 판상체에 맞닿게 하는, 전사 장치.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   복수의 상기 보조 지지 부재가 상기 이동 방향을 따라 배열되고, 상기 보조 지지 부재의 각각은, 상기 축 방향을 길이 방향으로 하는 띠형상의 접촉면을 상단부에 갖는, 전사 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가압 기구는,
   상기 이동 방향으로 주행하는 주행 부재와,
   상기 롤러 부재를 회전 가능하게 지지하고, 상기 주행 부재에 대해 승강 가능하게 설치되는 롤러 지지부와,
   회전축을 수평으로 하여 상기 주행 부재에 설치된 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되어 상기 모터의 회전 운동을 상기 롤러 지지부의 승강 운동으로 변환하는 캠을 갖는, 전사 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 주행 부재에는, 상기 축 방향에 있어서의 위치가 서로 상이한 복수의 직동 가이드가 설치되고, 상기 복수의 직동 가이드가 상기 주행 부재를 승강 가능하게 지지하는, 전사 장치.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 주행 부재의 상기 축 방향에 있어서의 양단부는 상기 롤러 부재의 양단부보다 외측까지 연장되어 있고, 상기 주행 부재의 양단부가 각각 상기 이동 방향으로 이동 가능하게 지지되는, 전사 장치.
8. 삭제
9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 얼라인먼트 수단은, 상기 제1 판상체 및 상기 제2 판상체의 각각에 미리 형성된 얼라인먼트 마크를 촬상하는 촬상부를 갖고, 촬상된 화상에 의거하여 상기 제1 판상체와 상기 제2 판상체의 위치 맞춤을 행하는, 전사 장치.
10. 삭제

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