KR20130061049A - 인쇄장치 및 인쇄방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도포층을 담지하는 블랭킷 등의 담지체의 일부를 판에 가압 맞닿게 함으로써 도포층을 패터닝하여 패턴층을 형성한 후, 그 패턴층을 담지하는 담지체의 일부를 기판에 가압 맞닿게 함으로써 패턴층을 기판에 전사하는 인쇄 기술에 있어서, 담지체의 두께 변화에 관계없이 담지체를 이용하여 고정밀의 인쇄를 안정되게 행하는 것을 과제로 한다.
그 해결수단으로서, 패터닝 직전에 도포층(CT)를 담지하고 있는 블랭킷(BL)의 두께를 블랭킷 두께 계측부(56)로 실측하고, 그 실측값(제1 담지체 두께)에 기초하여 블랭킷(BL)과 판(PP)과의 간격이 조정된다. 따라서, 그 간격이 판(PP)을 이용한 패터닝에 적절한 값으로 조정된 후에 도포층(CT)의 패터닝이 실행된다. 또한, 기판(SB)에의 패턴층(PL)의 전사에 대하여도, 도포층(CT)의 패터닝과 마찬가지이다.

Description

인쇄장치 및 인쇄방법{PRINTING APPARATUS AND PRINTING METHOD}

본 발명은 도포층을 담지(擔持)하는 블랭킷(blanket) 등의 담지체의 일부를 판(版)에 가압 맞닿게 함으로써 도포층을 패터닝하여 패턴층을 형성한 후, 그 패턴층을 담지하는 담지체의 일부를 기판에 가압 맞닿게 함으로써 패턴층을 기판에 전사(轉寫)하는 인쇄장치 및 인쇄방법에 관한 것이다.

상기한 인쇄방법으로서는, 예를 들면 일본특허공개 2010-158799호 공보에 기재된 발명이 종래부터 알려져 있다. 이 일본특허공개 2010-158799호 공보에 기재된 발명에서는, 블랭킷을 판에 가압 맞닿게 함으로써, 블랭킷이 담지되어 있는 도포층을 판의 패턴으로 패터닝하여 블랭킷 위에 패턴층을 형성한다(제1 전사공정).

그 후, 그 블랭킷을 기판에 가압 맞닿게 함으로써 블랭킷 위의 패턴층을 기판에 전사한다(제2 전사공정).

그런데, 블랭킷을 판에 가압 접촉시켜 패턴층을 양호하게 형성하기 위해서는, 블랭킷과 판과의 간격을 소망한 갭(gap)량으로 설정할 필요가 있다. 또한, 블랭킷을 기판에 가압 접촉시켜 상기 패턴층을 기판에 양호하게 전사하기 위해서는, 블랭킷과 기판과의 간격을 소망한 갭량으로 설정할 필요가 있다. 따라서, 종래에는 오퍼레이터나 사용자 등에 의해 미리 설정된 레시피나 프로그램 등에 의거하여 블랭킷에 대하여 판 및 기판을 이동시키는 것이 제안되어 있다.

그러나, 상기 인쇄방법에서 이용하는 블랭킷의 두께는 경시(經時) 변화되는 경우가 있다. 예를 들면, 일본특허공개 2010-158799호 공보에 기재된 발명에서는, 실리콘 고무나 불소 수지가 블랭킷의 구성 재료로서 이용되고 있다. 이 때문에, 시간 경과와 함께 블랭킷이 팽윤하여 두께가 변화된다. 이러한 점에 대하여, 종래, 충분히 고려되지 않고, 패턴층이 양호하게 형성되지 않는다는 문제나 패턴층의 전사 정밀도가 저하된다는 문제 등이 발생하는 경우가 있었다. 그 결과, 블랭킷 등의 담지체를 이용하여 고정밀의 인쇄를 안정되게 실시하는 것이 곤란하였다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 도포층을 담지하는 블랭킷 등의 담지체의 일부를 판에 가압 접촉시킴으로써 도포층을 패터닝하여 패턴층을 형성한 후, 그 패턴층을 담지하는 담지체의 일부를 상기 기판에 가압 접촉시킴으로써 패턴층을 기판에 전사하는 인쇄 기술에 있어서, 담지체의 두께 변화에 관계없이 담지체를 이용하여 고정밀의 인쇄를 안정되게 실시하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 인쇄장치는 담지체에 담지되는 도포층과 판을 서로 마주 보게 하여 배치되는 담지체의 일부를 판에 가압 접촉시킴으로써 도포층을 패터닝하여 담지체 위에 패턴층을 형성한 후, 담지체 위의 패턴층과 기판을 서로 마주 보게 하여 배치되는 담지체의 일부를 기판에 가압 접촉시켜 패턴층을 기판에 전사하는 인쇄장치로서, 상기 목적을 달성하기 위해, 담지체의 두께를 계측하는 계측수단과, 담지체에 대하여 판 및 기판을 상대적 이동시키는 이동수단과, 도포층의 패터닝 직전에, 계측수단에 의해 도포층을 담지하는 담지체의 두께를 계측하여 제1 담지체 두께를 구함과 함께 제1 담지체 두께에 기초하여 이동수단을 제어하여 도포층을 담지하는 담지체와 판과의 간격을 조정하고, 패턴층의 전사 직전에, 계측수단에 의해 패턴층을 담지하는 담지체의 두께를 계측하여 제2 담지체 두께를 구함과 함께 제2 담지체 두께에 기초하여 이동수단을 제어하여 패턴층을 담지하는 담지체와 기판과의 간격을 조정하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 인쇄방법은 상기 목적을 달성하기 위해, 담지체에 담지되는 도포층과 판을 서로 마주 보게 하여 배치되는 담지체의 일부를 판에 가압 접촉시킴으로써 도포층을 패터닝하여 담지체 위에 패턴층을 형성하는 패터닝 공정과, 담지체 위의 패턴층과 기판을 서로 마주 보게 하여 배치되는 담지체의 일부를 기판에 가압 접촉시켜 패턴층을 기판에 전사하는 전사공정을 구비하고, 패터닝 공정은 도포층의 패터닝 직전에, 도포층을 담지하는 담지체의 두께를 계측하여 제1 담지체 두께를 구함과 함께 제1 담지체 두께에 기초하여 도포층을 담지하는 담지체와 판과의 간격을 조정하고, 전사공정은 패턴층의 전사 직전에, 패턴층을 담지하는 담지체의 두께를 계측하여 제2 담지체 두께를 구함과 함께 제2 담지체 두께에 기초하여 패턴층을 담지하는 담지체와 기판의 간격을 조정하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 발명(인쇄장치 및 인쇄방법)에서는, 담지체를 이용한 인쇄를 행하고 있기 때문에, 담지체의 두께가 경시적으로 변화되는 것은 불가피하다.즉, 담지체와 판이나 기판을 서로 마주 보게 한 상태로 담지체의 일부를 판이나 기판에 가압 당접시키는 타이밍마다, 담지체 두께가 차이가 나는 경우가 있다. 따라서, 담지체에 담지된 도포층을 패터닝 할 때, 그 패터닝 직전에 그 도포층을 담지하는 담지체의 두께를 계측수단으로 실측(實測)하고, 그 실측값(제1 담지체 두께)에 기초하여 도포층을 담지하는 담지체와 판과의 간격이 조정된다. 그리고, 상기 간격을 판에 의한 패터닝에 적절한 값으로 조정된 후에 패터닝이 실행된다.

또한, 기판에의 패턴층의 전사에 대하여도, 도포층의 패터닝과 마찬가지로, 그 패턴층의 전사 직전에 그 패턴층을 담지하는 담지체의 두께를 계측수단으로 실측하고, 그 실측값(제2 담지체 두께)에 기초하여 패턴층을 담지하는 담지체와 기판과의 간격이 조정된다. 그리고, 그 간격이 담지체 위의 패턴층을 기판에 전사하는데 적합한 값으로 조정된 후에 전사가 실행된다.

여기서, 판 및 기판을 교대로 유지하는 제1 유지수단과, 제1 유지수단으로부터 제1 방향으로 이간하여 배치되어 담지체를 유지하는 제2 유지수단을 설치하고, 이동수단이 제1 유지수단 및 제2 유지수단 중 적어도 한쪽을 제1 방향 및 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동시킴으로써 상기 간격을 조정하도록 구성해도 좋다.

또한, 계측수단이 제2 유지수단으로부터 제2 방향으로 멀어진 계측 위치로부터 담지체의 두께를 계측하는 센서와, 제1 유지수단 및 제2 유지수단의 양쪽 모두로부터 멀어진 퇴피 위치 및 계측 위치 사이에서 센서를 이동시키는 센서이동기구를 갖도록 구성해도 좋다. 이 경우, 센서에 의해 담지체의 두께를 계측하기 위해서는, 상기 계측 위치에 위치 결정할 필요가 있다. 그러나, 센서를 계측 위치에 위치 결정한 채로, 도포층의 패터닝 및 패턴층의 전사를 행하면, 제1 유지수단 또는 제2 유지수단이 센서와 간섭될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해서는, 도포층의 패터닝 및 패턴층의 전사를 행할 때에는 센서를 센서이동기구에 의해 퇴피 위치로 이동시켜 위치 결정하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 도포층의 패터닝 직전에 그 도포층을 담지하는 담지체의 두께를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 도포층을 담지하는 담지체와 판과의 간격을 조정하고, 또 패턴층의 전사 직전에도 그 패턴층을 담지하는 담지체의 두께를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 패턴층을 담지하는 담지체와 기판과의 간격을 조정하고 있으므로, 담지체 두께의 경시 변화에 관계없이 담지체와 판 및 기판과의 간격이 항상 담지체를 이용한 인쇄에 적절한 값으로 설정되기 때문에, 고정밀의 인쇄를 안정되게 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인쇄장치의 일 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 인쇄장치의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 1의 인쇄장치에 장비되는 반송부를 나타내는 사시도이다.
도 4a는 도 1의 인쇄장치에 장비되는 상측 스테이지부를 나타내는 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 나타내는 상측 스테이지부의 단면도이다.
도 5는 도 1의 인쇄장치에 장비되는 얼라이먼트부 및 하측 스테이지부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 얼라이먼트부의 촬상부(撮像部)를 나타내는 사시도이다.
도 7a는 하측 스테이지부에 장비되는 리프트 핀부의 평면도이다.
도 7b는 도 7a에 나타내는 리프트 핀부의 측면도이다.
도 8은 블랭킷 두께 계측부를 나타내는 사시도이다.
도 9a는 도 1에 나타내는 인쇄장치에 장비되는 누름부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 9b는 흡착 플레이트에 흡착 유지되는 블랭킷을 누름부에 의해 누른 상태를 나타내는 도면이다.
도 9c는 누름부에 의한 블랭킷을 해제한 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 1의 인쇄장치에 장비되는 프리얼라이먼트(pre-alignment)부를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 1의 인쇄장치에 장비되는 제전부(除電部)를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 1의 인쇄장치의 전체 동작을 나타내는 플로우 차트(flow chart)이다.
도 13은 도 1의 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 1의 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 1의 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 1의 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 1의 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 1의 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 도 1의 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 블랭킷의 두께 계측 및 갭 제어작동을 나타내는 도면이다.

여기에서는, 먼저 본 발명에 따른 인쇄장치의 일 실시형태의 전체 구성을 설명한 후, 장치 각 부(部)의 구성 및 동작을 상세히 설명한다. 그 후에, 본 발명에 따른 패턴형성장치 및 방법에 관하여 상세히 설명한다.

A. 장치의 전체 구성도

도 1은 본 발명에 따른 인쇄장치의 일 실시형태를 나타내는 사시도이며, 장치 내부의 구성을 명시하기 위해, 장치 커버를 제외한 상태로 도시하고 있다. 또한, 도 2는 도 1의 장치의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 인쇄장치(100)는 장치의 좌측면 측에서 장치 내부에 반입되는 판(版)의 하면에 대하여, 장치의 정면 측에서 장치 내부에 반입되는 블랭킷의 상면을 밀착시킨 후에 박리함으로써, 판의 하면에 형성된 패턴에 의해 블랭킷 위의 도포층을 패터닝하여 패턴층을 형성한다(패터닝 처리). 또한, 인쇄장치(100)는 장치의 우측면 측에서 장치 내부에 반입되는 기판의 하면에 대하여, 패터닝 처리된 블랭킷의 상면을 밀착시킨 후에 박리함으로써, 그 블랭킷에 형성된 패턴층을 기판의 하면에 전사한다(전사 처리). 또한, 도 1 및 다음에 설명하는 각 도면에서는, 장치 각 부의 배치 관계를 명확하게 하기 위해, 판 및 기판의 반송 방향을 「X방향」이라고 하고, 도 1의 오른쪽 측으로부터 왼쪽 측으로 향하는 수평 방향을 「＋X방향」이라고 칭하며, 역방향을 「-X방향」이라고 칭한다. 또한, X방향과 직교하는 수평 방향 중, 장치의 정면 측을 「＋Y방향」이라고 칭함과 함께, 장치의 배면 측을 「-Y방향」이라고 칭한다. 또한, 연직 방향에서의 상방향 및 하방향을 각각 「＋Z방향」 및 「-Z방향」이라고 칭한다.

이 인쇄장치(100)에서는, 스프링 방식의 제진대(11) 위에 본체 베이스(base)(12)가 재치(載置)되고, 또한 본체 베이스(12) 위에 석정반(石定盤)(13)이 장착되어 있다. 또한, 이 석정반(13)의 상면 중앙에 2개의 아치형상 프레임(14L, 14R)이 서로 X방향으로 이간되면서 세워 설치되어 있다. 이러한 아치형상 프레임(14L, 14R)의 (-Y) 측 상단부에는, 2개의 수평 플레이트(15)가 연결되어 제1 프레임 구조체가 구성되어 있다. 또한, 이 제1 프레임 구조체에 의해 덮이도록, 제2 프레임 구조체가 석정반(13)의 상면에 설치되어 있다. 보다 상세하게는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 각 아치형상 프레임(14L, 14R)의 바로 아래쪽 위치에서 프레임(14L, 14R)보다 소형인 아치형상 프레임(16L, 16R)이 석정반(13)에 세워 설치되어 있다. 또한, X방향으로 연장 설치되는 복수의 수평 플레이트(17)가 각 프레임(16L, 16R)으로 기둥 부위끼리를 접속하고, 또한 Y방향으로 연장 설치되는 복수의 수평 플레이트(17)가 프레임(16L, 16R)끼리를 접속하고 있다.

이와 같이 구성된 프레임 구조체의 사이에서는, 프레임(14L, 16L)의 빔(beam) 부위의 사이 및 프레임(14R, 16R)의 빔 부위의 사이에 반송 공간이 형성되어 있고, 그 반송 공간을 통하여 판 및 기판을 수평 자세로 유지한 상태로 반송 가능하게 되어 있다. 본 실시형태에서는, 제2 프레임 구조체의 후측, 즉 (-Y) 측으로 반송부(2)가 설치되어 판 및 기판을 X방향으로 반송 가능하게 되어 있다.

또한, 제1 프레임 구조체를 구성하는 수평 플레이트(15)에 대하여 상측 스테이지부(3)가 고정되어 반송부(2)에 의해 반송되는 판 및 기판의 상면을 흡착 유지 가능하게 되어 있다. 즉, 반송부(2)의 판용 셔틀에 의해 판이 도 1의 왼쪽 측으로부터 반송 공간을 통하여 상측 스테이지부(3)의 바로 아래쪽 위치로 반송된 후, 상측 스테이지부(3)의 흡착 플레이트가 하강하여 판을 흡착 유지한다. 반대로, 판용 셔틀이 상측 스테이지부(3)의 바로 아래쪽 위치에 위치한 상태에서 판을 흡착한 흡착 플레이트가 흡착을 해제하면, 판이 반송부(2)로 이동 재치된다. 이와 같이 하여, 반송부(2)와 상측 스테이지부(3) 사이에서, 판의 주고받기가 행해진다.

또한, 기판에 대하여도 판과 마찬가지로 하여 상측 스테이지부(3)에 유지된다. 즉, 반송부(2)의 기판용 셔틀에 의해 기판이 도 1의 오른쪽 측으로부터 반송 공간을 통하여 상측 스테이지부(3)의 바로 아래쪽 위치로 반송된 후, 상측 스테이지부(3)의 흡착 플레이트가 하강하여 기판을 흡착 유지한다. 반대로, 기판용 셔틀이 상측 스테이지부(3)의 바로 아래쪽 위치에 위치한 상태에서 기판을 흡착한 상측 스테이지부(3)의 흡착 플레이트가 흡착을 해제하면, 기판이 반송부(2)로 이동 재치된다. 이와 같이 하여, 반송부(2)와 상측 스테이지부(3) 사이에서, 기판의 주고받기가 행해진다.

상측 스테이지부(3)의 연직 방향의 하방(이하 「연직 하방」또는 「(-Z) 방향」이라고 함)에서는, 석정반(13)의 상면에 얼라이먼트부(4)가 배치되어 있다. 그리고, 얼라이먼트부(4)의 얼라이먼트 스테이지 위에 하측 스테이지부(5)가 재치되어 하측 스테이지부(5)의 상면이 상측 스테이지부(3)의 흡착 플레이트와 대향하여 있다. 이 하측 스테이지부(5)의 상면은 블랭킷을 흡착 유지 가능하게 되어 있어 제어부(6)가 얼라이먼트 스테이지를 제어함으로써 하측 스테이지부(5) 위의 블랭킷을 고정밀도로 위치 결정 가능하게 되어 있다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 상측 스테이지부(3)와 하측 스테이지부(5)가 연직 방향(Z)에서 서로 대향 배치되어 있다. 그리고, 그들 사이에, 하측 스테이지부(5) 위에 재치되는 블랭킷을 상방으로부터 누르는 누름부(7)와, 판, 기판 및 블랭킷의 프리얼라이먼트를 행하는 프리얼라이먼트부(8)가 각각 배치되어, 제2 프레임 구조체에 고정되어 있다.

프리얼라이먼트부(8)에서는, 프리얼라이먼트 상부 및 프리얼라이먼트 하부가 연직 방향(Z)으로 2단으로 적층 배치되어 있다. 이 프리얼라이먼트 상부는 상측 스테이지부(3)의 흡착 플레이트의 바로 아래쪽 위치에 위치 결정된 판용 셔틀에 유지되는 판에 액세스하여 판용 셔틀 위에서 판의 위치 맞춤을 행한다(판의 프리얼라이먼트 처리). 또한, 흡착 플레이트의 바로 아래쪽 위치에 위치 결정된 기판용 셔틀에 유지되는 기판(SB)에 액세스하여 기판용 셔틀 위에서 기판의 위치 맞춤을 행한다(기판의 프리얼라이먼트 처리). 또한, 프리얼라이먼트 하부는 하측 스테이지부(5)의 흡착 플레이트 위에 재치된 블랭킷에 액세스하여 해당 흡착 플레이트 위에서 블랭킷의 위치 맞춤을 행한다(블랭킷의 프리얼라이먼트 처리).

블랭킷 위의 패턴층을 기판에 정밀하게 전사하기 위해서는 기판의 프리얼라이먼트 처리 이외에, 정밀한 얼라이먼트 처리가 필요하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 얼라이먼트부(4)는 4대의 CCD(Charge Coupled Device) 카메라(CMa∼CMd)를 갖고 있고, 각 CCD 카메라(CMa∼CMd)에 의해 상측 스테이지부(3)에 유지되는 기판과 하측 스테이지부(5)에 유지되는 블랭킷의 각각에 형성되는 얼라이먼트 마크를 읽어내기 가능하게 되어 있다. 그리고, CCD 카메라(CMa∼CMd)에 의한 독취(讀取) 화상에 기초하여 제어부(6)가 얼라이먼트 스테이지를 제어함으로써, 상측 스테이지부(3)로 유지되는 기판에 대하여, 하측 스테이지부(5)로 흡착되는 블랭킷을 정밀하게 위치 맞추는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 블랭킷 위의 패턴층을 기판에 전사한 후, 블랭킷을 기판으로부터 박리하지만, 그 박리 단계에서 정전기가 발생한다. 또한, 판에 의해 블랭킷 위의 도포층을 패터닝 한 후, 블랭킷을 판으로부터 박리하였을 때에도, 정전기가 발생한다.따라서, 본 실시형태에서는, 정전기를 제전하기 위해, 제전부(9)가 설치되어 있다. 이 제전부(9)는 제1 프레임 구조체의 좌측, (＋X) 측으로부터 상측 스테이지부(3)와 하측 스테이지부(5)에서 개재된 공간을 향하여 이온을 조사하는 이오나이저(ionizer)(91)를 갖고 있다.

또한, 도 1에서 도시를 생략하고 있지만, 장치 커버 중 (＋X) 측 커버에는, 판을 반입출하기 위한 개구가 마련됨과 함께, 판용 개구를 개폐하는 판용 셔터 (후의 도 13 중의 부호 18)가 설치되어 있다. 그리고, 제어부(6)의 밸브 제어부(64)가 판용 셔터 구동 실린더(CL11)에 접속되는 밸브의 개폐를 전환함으로써, 판용 셔터 구동 실린더(CL11)를 작동시켜 판용 셔터를 개폐 구동한다. 또한, 이 실시형태에서는, 실린더(CL11)를 구동하기 위한 구동원으로서 가압 에어를 이용하고 있고, 그 정압공급원으로서 공장의 용력을 이용하고 있지만, 장치(100)가 에어 공급부를 장비하여, 해당 에어 공급부에 의해 실린더(CL11)를 구동하도록 구성해도 좋다. 이 점에 관하여는 다음에 설명하는 실린더에 대하여도 마찬가지이다.

또한, 본 실시형태에서는, (-X) 측 커버 및 (＋Y) 측 커버에도, 각각 기판 및 블랭킷을 반입출하기 위한 개구가 마련됨과 함께, 기판용 개구에 대하여 기판용 셔터 (후의 도 13 중의 부호 19) 및 블랭킷용 개구에 대하여 블랭킷용 셔터 (도시 생략)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 밸브 제어부(64)에 의한 밸브 개폐에 의해 기판용 셔터 구동 실린더(CL12) 및 블랭킷용 셔터 구동 실린더(CL13)가 각각 구동되어 셔터를 개폐한다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 3개의 셔터와 3개의 셔터 구동 실린더(CL11∼CL13)에 의해 셔터부(10)가 구성되어 있어, 판, 기판 및 블랭킷을 각각 독립하여 인쇄장치(100)에 대하여 반입출 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 1에서 도시를 생략하고 있지만, 판의 반입출을 위해서 판용 반입출유닛이 장치(100)의 왼쪽 측에 나란히 설치됨과 함께, 기판의 반입출을 위해서 기판용 반입출유닛이 장치(100)의 오른쪽 측에 나란히 설치되어 있다. 다만, 판을 반송하기 위한 반송 로봇(도시 생략)이 직접적으로 반송부(2)의 판용 셔틀에 액세스하여 판의 반입출을 행하도록 구성해도 좋다. 이 경우, 판용 반입출유닛의 설치는 불필요하게 된다. 이 점에 관하여는, 기판 측에서도 마찬가지이다. 즉, 기판을 반송하기 위한 반송 로봇(도시 생략)이 직접적으로 반송부(2)의 기판용 셔틀에 액세스하여 기판의 반입출을 행하도록 구성함으로써, 기판용 반입출유닛의 설치는 불필요하게 된다.

한편, 본 실시형태에서는, 블랭킷의 반입출에 대하여는, 블랭킷을 반송하기 위한 반송 로봇을 이용하여 행하고 있다. 즉, 해당 반송 로봇이 하측 스테이지부(5)에 대하여 액세스하여 처리 전의 블랭킷을 직접적으로 반입하고, 또한 사용 후의 블랭킷을 수취(受取)하여 반출한다. 물론, 판이나 기판과 마찬가지로, 전용의 반입출유닛을 장치 정면 측에 배치해도 좋다는 것은 말할 필요도 없다.

B. 장치 각 부의 구성

B-1. 반송부(2)

도 3은 도 1의 인쇄장치에 장비되는 반송부를 나타내는 사시도이다. 이 반송부(2)는 연직 방향(Z)으로 연장 설치된 2개의 브라켓(21L, 21R)을 갖고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 브라켓(21L)은 좌측 프레임(14L)의 후측 기둥 부위의 왼쪽 옆에 석정반(13)의 상면으로부터 세워 설치되며, 브라켓(21R)은 우측 프레임(14R)의 후측 기둥 부위의 오른쪽 옆에 석정반(13)의 상면으로부터 세워 설치되어 있다. 그리고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이들 2개의 브라켓(21L, 21R)의 상단부를 서로 연결하도록 볼나사기구(22)가 좌우 방향, 즉 X방향으로 연장 설치되어 있다. 이 볼나사기구(22)에 있어서는, 볼나사(도시 생략)가 X방향으로 뻗어 있고, 그 한쪽 끝에는, 셔틀 수평 구동용의 모터(M21)의 회전축(도시 생략)이 연결되어 있다. 또한, 볼나사의 중앙부에 대하여 2개의 볼나사 브라켓(23, 23)이 나사 결합됨과 함께, 그러한 볼나사 브라켓(23, 23)의 (＋Y) 측면에 대하여 X방향으로 연장 설치된 셔틀 유지 플레이트(24)가 장착되어 있다.

이 셔틀 유지 플레이트(24)의 (＋X) 측단부에 판용 셔틀(25L)이 연직 방향(Z)으로 승강 가능하게 설치되는 한편, (-X) 측단부에 기판용 셔틀(25R)이 연직 방향(Z)으로 승강 가능하게 설치되어 있다. 이러한 셔틀(25L, 25R)은 핸드의 회전기구를 제외하여, 동일 구성을 갖고 있기 때문에, 여기에서는, 판용 셔틀(25L)의 구성을 설명하고, 기판용 셔틀(25R)에 관하여는 동일 부호 또는 상당하는 부호를 붙여 구성 설명을 생략한다.

셔틀(25L)은 X방향으로 판(PP)의 폭 크기(X방향 크기)와 동일한 정도, 또는 약간 길게 뻗는 승강 플레이트(251)와, 승강 플레이트(251)의 (＋X) 측단부 및 (-X) 측단부로부터 각각 전측(前側), 즉 (＋Y) 측으로 연장 설치된 2개의 판용 핸드(252, 252)를 갖고 있다. 승강 플레이트(251)는 볼나사기구(253)를 통하여 셔틀 유지 플레이트(24)의 (＋X) 측단부에 승강 가능하게 장착되어 있다. 즉, 셔틀 유지 플레이트(24)의 (＋X) 측단부에 대하여, 볼나사기구(253)가 연직 방향(Z)으로 연장 설치되어 있다. 이 볼나사기구(253)의 하단에는, 판용 셔틀 승강 모터 (M22L)에 회전축(도시 생략)이 연결되어 있다. 또한, 볼나사기구(253)에 대하여 볼나사 브라켓(도시 생략)이 나사 결합됨과 함께, 그 볼나사 브라켓의 (＋Y) 측면에 대하여 승강 플레이트(251)가 장착되어 있다. 이 때문에, 제어부(6)의 모터 제어부(63)로부터의 동작 지령에 따라 판용 셔틀 승강 모터(M22L)가 작동함으로써, 승강 플레이트(251)가 연직 방향(Z)으로 승강 구동된다.

각 핸드(252, 252)의 전후 크기(Y방향 크기)는 판(PP)의 길이 크기(Y방향 크기)보다 길고, 각 핸드(252, 252)의 선단(先端) 측(＋Y측)에서 판(PP)을 유지할 수 있게 되어 있다.

또한, 이와 같이 하여 판용 핸드(252, 252)로 판(PP)이 유지된 것을 검지하기 위해, 승강 플레이트(251)의 중앙부로부터 (＋Y) 측에 센서 브라켓(254)이 연장 설치됨과 함께, 센서 브라켓(254)의 선단부에 판 검지용의 센서(SN21)가 장착되어 있다. 이 때문에, 양 핸드(252) 위에 판(PP)이 재치되면, 센서(SN21)가 판(PP)의 후단부, 즉 (-Y) 측단부를 검지하여, 검지 신호를 제어부(6)에 출력한다.

또한, 각 판용 핸드(252, 252)는 베어링(도시 생략)을 통하여 승강 플레이트(251)에 장착되고, 전후 방향(Y방향)으로 뻗는 회전축(YA2)을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 승강 플레이트(251)의 X방향 양단에는, 회전 액츄에이터(RA2, RA2)가 장착되어 있다. 이러한 회전 액츄에이터(RA2, RA2)는 가압 에어를 구동원으로 하여 동작하는 것이고, 가압 에어의 공급 경로에 개재 삽입된 밸브(도시 생략)의 개폐에 의해 180°단위로 회전 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 제어부(6)의 밸브 제어부(64)에 의한 상기 밸브의 개폐를 제어함으로써, 판용 핸드(252, 252)의 한쪽 주면(主面)이 상방을 향하여 패터닝 전의 판(PP)을 취급하는데 적합한 핸드 자세(이하 「미사용 자세」라고 함)와, 다른 쪽 주면이 상방을 향하여 패터닝 후의 판(PP)을 취급하는데 적합한 핸드 자세(이하 「사용이 끝난 자세」라고 함) 사이에서, 핸드 자세를 변환 가능하게 되어 있다. 이와 같이 핸드 자세의 변환기구를 갖고 있다는 점이, 판용 셔틀(25L)이 기판용 셔틀(25R)과 유일 하게 상위한 점이다.

다음으로, 셔틀 유지 플레이트(24)에 대한 판용 셔틀(25L) 및 기판용 셔틀(25R)의 장착 위치에 관하여 설명한다. 이 실시형태에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 판용 셔틀(25L) 및 기판용 셔틀(25R)은 판(PP)이나 기판(SB)의 폭 크기(또한 실시형태에서는, 판(PP)과 기판(SB)의 폭 크기는 동일하다)보다 긴 간격만큼 X방향으로 이간하여 셔틀 유지 플레이트(24)에 장착되어 있다. 그리고, 셔틀 수평 구동 모터(M21)의 회전축을 소정 방향으로 회전시키면, 양 셔틀(25L, 25R)은 상기 이간 거리를 유지한 채로 X방향으로 이동한다. 예를 들면 도 3에서는, 부호 XP23이 상측 스테이지부(3)의 바로 아래쪽 위치를 나타내고 있고, 셔틀(25L, 25R)은 위치(XP23)로부터 각각 (＋X) 방향 및 (-X) 방향으로 등거리(이 거리를 「단계 이동 단위」라고 함)만큼 멀어진 위치(XP22, XP24)에 위치하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 3에 나타내는 상태를 「중간 위치 상태」라고 칭한다.

또한, 이 중간 위치 상태로부터 셔틀 수평 구동 모터(M21)의 회전축을 소정 방향으로 회전시켜 셔틀 유지 플레이트(24)를 단계 이동 단위만큼 (＋X) 방향으로 이동시키면, 기판용 셔틀(25R)이 (＋X) 방향으로 이동하여 상측 스테이지부(3)의 바로 아래쪽 위치(XP23)까지 이동하여 위치 결정된다. 이 때, 판용 셔틀(25L)도 일체적으로 (＋X) 방향으로 이동하여 판용 반입출유닛에 근접한 위치(XP21)에 위치 결정된다.

반대로, 셔틀 수평 구동 모터(M21)의 회전축을 소정 방향과 반대의 방향으로 회전시켜 셔틀 유지 플레이트(24)를 단계 이동 단위만큼 (-X) 방향으로 이동시키면, 판용 셔틀(25L)이 중간 위치 상태로부터 (-X) 방향으로 이동하여 상측 스테이지부(3)의 바로 아래쪽 위치(XP23)까지 이동하여 위치 결정된다. 이 때, 기판용 셔틀(25R)도 일체적으로 (-X) 방향으로 이동하여 기판용 반입출유닛에 근접한 위치(XP25)에 위치 결정된다. 이와 같이 본 명세서에서는, X방향에서의 셔틀 위치로서 5개의 위치(XP21∼XP25)가 규정되어 있다. 즉, 판 주고받기 위치(XP21)는, 판용 셔틀(25L)이 위치 결정되는 3개의 위치(XP21∼XP23) 중 가장 판용 반입출유닛에 근접하는 위치이며, 판용 반입출유닛과의 사이에서 판(PP)의 반입출이 행해지는 X방향 위치를 의미하고 있다. 기판 주고받기 위치(XP25)는, 기판용 셔틀(25R)이 위치 결정되는 3개의 위치(XP23∼XP25) 중 가장 기판용 반입출유닛에 근접하는 위치이며, 기판용 반입출유닛과의 사이에서 기판(SB)의 반입출이 행해지는 X방향 위치를 의미하고 있다. 또한, 위치(XP23)은, 상측 스테이지부(3)의 흡착 플레이트(37)가 연직 방향(Z)으로 이동하여 판(PP)이나 기판(SB)을 흡착 유지하는 X방향 위치를 의미하고 있다. 본 명세서에서는, 판용 셔틀(25L)이 X방향 위치(XP23)에 위치하고 있을 때, 해당 위치(XP23)를 「판 흡착 위치(XP23)」라고 칭하는 한편, 기판용 셔틀(25R)이 X방향 위치(XP23)에 위치하고 있을 때, 해당 위치(XP23)를 「기판 흡착 위치(XP23)」라고 칭한다. 또한, 이와 같이 셔틀(25L, 25R)에 의해 판(PP)이나 기판(SB)을 반송하는 연직 방향(Z)으로의 위치, 즉 높이 위치를 「반송 위치」라고 칭한다.

또한, 본 실시형태에서는, 패터닝 시에서의 판(PP)과 블랭킷과의 갭량, 및 전사 시에서의 기판(SB)과 블랭킷과의 갭량을 정확하게 제어하기 위해, 판(PP) 및 기판(SB)의 두께를 계측할 필요가 있다. 따라서, 판 두께 계측 센서(SN22) 및 기판 두께 계측 센서(SN23)가 설치되어 있다.

보다 구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 전측, 즉 (＋Y) 측에 연장 설치된 센서 브라켓(26L)이 좌측 브라켓(21L)에 장착되어 센서 브라켓(26L)의 선단부가 위치 XP21에 위치 결정되는 판(PP)의 상방까지 뻗어 있다. 그리고, 센서 브라켓(26L)의 선단부에 대하여, 판 두께 계측 센서(SN22)가 장착되어 있다. 이 센서(SN22)는 투광부와 수광부를 갖고 있어, 판(PP)의 상면에서 반사된 광에 기초하여 센서(SN22)로부터 판(PP)의 상면까지의 거리를 계측함과 함께, 판(PP)의 하면에서 반사된 광에 기초하여 센서(SN22)로부터 판(PP)의 하면까지의 거리를 계측한다. 이 센서(SN22)로부터의 거리에 관한 정보가 제어부(6)에 출력된다. 따라서, 제어부(6)에서는, 이러한 거리 정보로부터 판(PP)의 두께를 정확하게 구하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 기판 측에 대하여도 판 측과 마찬가지로 하여, 기판 두께 계측 센서(SN23)가 설치되어 있다. 즉, 센서 브라켓(26R)이 우측 브라켓(21R)에 장착되어 센서 브라켓(26R)의 선단부가 위치(XP25)에 위치 결정되는 기판(SB)의 상방까지 뻗어 있다. 그리고, 센서 브라켓(26R)의 선단부에 대하여, 기판 두께 계측 센서(SN23)가 장착되어 기판(SB)의 두께가 계측된다.

B-2. 상측 스테이지부(3)

도 4a는 도 1의 인쇄장치에 장비되는 상측 스테이지부를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 4b는 도 4a에 나타내는 상측 스테이지부의 단면도이다. 이 상측 스테이지부(3)는 위치(XP23)(도 3 참조)에 위치 결정되는 판(PP)이나 기판(SB)의 상방에 배치되어 있고, 지지 프레임(31)이 수평 플레이트(15)와 연결됨으로써 제1 프레임 구조체에 지지되어 있다. 이 지지 프레임(31)은 도 4a 및 도 4b에 나타내는 바와 같이, 연직 방향(Z)으로 연장 설치된 프레임 측면을 갖고 있고, 연직 방향(Z)으로 연장 설치된 볼나사기구(32)를 해당 프레임 측면에서 지지하고 있다. 또한, 볼나사기구(32)의 상단부에는, 제1 스테이지 승강 모터(M31)의 회전축(도시 생략)이 연결됨과 함께, 볼나사기구(32)에 대하여 볼나사 브라켓(321)이 나사 결합되어 있다.

이 볼나사 브라켓(321)에는, 다른 지지 프레임(33)이 고정되어 있고, 볼나사 브라켓(321)과 일체적으로 연직 방향(Z)으로 승강 가능하게 되어 있다. 또한, 해당 지지 프레임(33)의 프레임면에서, 다른 볼나사기구(34)가 지지되어 있다. 이 볼나사기구(34)에는, 상기 볼나사기구(32)의 볼나사보다 좁은 피치의 볼나사가 설치되고, 그 상단부에는, 제2 스테이지 승강 모터(M32)의 회전축(도시 생략)이 연결됨과 함께, 중앙부에는, 볼나사 브라켓(341)이 나사 결합되어 있다.

이 볼나사 브라켓(341)에는, 스테이지 홀더(35)가 장착되어 있다. 스테이지 홀더(35)는 연직 방향(Z)으로 연장 설치된 3개의 연직 플레이트(351∼353)로 구성되어 있다. 그 중의 연직 플레이트(351)는 볼나사 브라켓(341)에 고착되며, 나머지의 연직 플레이트(352, 353)는 각각 연직 플레이트(351)의 좌우 측에 고착되어 있다. 그리고, 연직 플레이트(351∼353)의 연직 하방 끝에 대하여 수평 지지 플레이트(36)이 장착되고, 또한 해당 수평 지지 플레이트(36)의 하면에, 예를 들면 알루미늄 합금 등의 금속제의 흡착 플레이트(37)가 장착되어 있다.

따라서, 제어부(6)의 모터 제어부(63)로부터의 동작 지령에 따라 스테이지 승강 모터(M31, M32)가 작동함으로써, 흡착 플레이트(37)가 연직 방향(Z)으로 승강 이동되게 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 다른 피치를 갖는 볼나사기구(32, 34)를 조합하여 제1 스테이지 승강 모터(M31)를 작동시킴으로써 비교적 넓은 피치로 흡착 플레이트(37)를 승강시킨다, 즉 흡착 플레이트(37)를 고속 이동시킬 수 있다. 그것에 덧붙여, 제2 스테이지 승강 모터(M32)를 작동시킴으로써 비교적 좁은 피치로 흡착 플레이트(37)를 승강시킨다, 즉 흡착 플레이트(37)를 정밀하게 위치 결정할 수 있다.

이 흡착 플레이트(37)의 하면, 즉 판(PP)이나 기판(SB)을 흡착 유지하는 흡착면에 복수 라인의 흡착홈(371)이 마련되어 있다. 또한, 흡착 플레이트(37)의 외주연(外周緣)에 마련한 복수의 절결부(373) 및 흡착 플레이트(37)의 중앙부에는, 복수의 흡착패드(38)가 배치되어 있다. 또한, 흡착패드(38)는 선단면이 흡착 플레이트(37)의 하면과 같은 면으로 된 상태에서 흡착패드(38)를 지지하는 노즐 본체가 수평 지지 플레이트(36)이나 노즐 지지 플레이트(39) 등의 지지부재로 지지되어 있다. 또한, 흡착패드(38) 중 흡착 플레이트(37)의 중앙부에 배치되는 것(도시 생략)은 흡착 강도를 향상시키기 위한 보조적인 것이며, 이러한 보조적인 흡착패드를 마련하지 않는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 판(PP)이나 기판(SB)을 흡착 유지하기 위한 흡착수단으로서 흡착홈(371) 및 흡착패드(38)가 마련됨과 함께, 각각 대하여 부압을 독립하여 공급하기 위한 부압공급경로를 통하여 부압공급원에 접속되어 있다. 그리고, 제어부(6)의 밸브 제어부(64)로부터의 개폐 지령에 따라 흡착홈용의 부압공급경로에 개재 삽입되는 밸브(V31)(도 2)를 개폐 제어함으로써 흡착홈(371)에 의한 판(PP)이나 기판(SB)의 흡착이 가능하게 된다. 또한, 밸브 제어부(64)로부터의 개폐 지령에 따라 흡착패드용의 부압공급경로에 개재 삽입되는 밸브(V32)(도 2)를 개폐 제어함으로써 흡착패드(38)에 의한 판(PP)이나 기판(SB)의 흡착이 가능하게 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기한 흡착수단 및 후술하는 바와 같이 블랭킷을 흡착 유지하는 흡착수단은 부압공급원으로서 공장의 용력(用力)을 이용하고 있지만, 장치(100)가 진공 펌프 등의 부압공급부를 장비하여, 해당 부압공급부로부터 흡착수단에 부압을 공급하도록 구성해도 좋다.

B-3. 얼라이먼트부(4)

도 5는 도 1의 인쇄장치에 장비되는 얼라이먼트부 및 하측 스테이지부를 나타내는 사시도이다. 얼라이먼트부(4) 및 하측 스테이지부(5)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 상측 스테이지부(3)의 연직 하방 측에 배치되어 있다. 얼라이먼트부(4)는 카메라 장착 베이스(41), 4개의 기둥부재(42), 중앙부에 개구가 마련된 액자(額緣) 형상의 스테이지 지지 플레이트(43), 얼라이먼트 스테이지(44) 및 촬상부(45)를 갖고 있다. 이 카메라 설치 베이스(41)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 석정반(13)의 상면 중앙부에 형성된 오목부의 저면(底面)에 고정되어 있다. 또한, 카메라 장착 베이스(41)의 전후 단부의 각각으로부터 2개씩 기둥부재(42)가 연직 방향(Z)의 상방(이하 「연직 상방」또는 「(＋Z) 방향」이라고 함)에 세워 설치되어 있어, 이들에 의해 카메라 설치 베이스(41)의 핸들링성을 향상시키고 있다.

스테이지 지지 플레이트(43)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 석정반(13)의 오목부를 타고 넘도록 수평 자세로 배치되어, 스테이지 지지 플레이트(43)의 중앙 개구와 카메라 장착 베이스(41)가 대향한 상태에서 석정반(13)의 상면에 고정되어 있다. 또한, 이 스테이지 지지 플레이트(43)의 상면에 얼라이먼트 스테이지(44)가 고정되어 있다.

얼라이먼트 스테이지(44)는 스테이지 지지 플레이트(43) 위에 고정되는 스테이지 베이스(441)와, 스테이지 베이스(441)의 연직 상방에 배치되어 하측 스테이지부(5)를 지지하는 스테이지 탑(top)(442)을 갖고 있다. 이들 스테이지 베이스(441) 및 스테이지 탑(442)은 모두 중앙부에 개구를 갖는 액자 형상을 갖고 있다. 또한, 이들 스테이지 베이스(441) 및 스테이지 탑(442) 사이에는, 연직 방향(Z)으로 뻗는 회전축을 회전 중심으로 하는 회전 방향, X방향 및 Y방향의 3 자유도를 갖는, 예를 들면 크로스 롤러 베어링 등의 지지기구(도시 생략)가 스테이지 탑(442)의 각 각부(角部) 근방에 배치되어 있다.

이러한 지지기구 중, 전방 좌측 각부에 배치되는 지지기구에 대하여 Y축 볼나사기구(443a)가 설치됨과 함께, 해당 Y축 볼나사기구(443a)에 Y축 구동모터(M41)가 장착되어 있다. 또한, 전방 우측 각부에 배치되는 지지기구에 대하여 X축 볼나사기구(443b)가 설치됨과 함께, 해당 X축 볼나사기구(443b)에 X축 구동모터(M42)가 장착되어 있다. 또한, 후방 우측 각부에 배치되는 지지기구에 대하여 Y축 볼나사기구(443c)가 설치됨과 함께, 해당 Y축 볼나사기구(443c)의 구동원으로서 Y축 구동모터(M43)가 장착되어 있다. 또한, 후방 좌측 각부에 배치되는 지지기구에 대하여 X축 볼나사기구(도시 생략)가 설치됨과 함께, 해당 X축 볼나사기구에 X축 구동모터(M44)(도 2)가 장착되어 있다. 이 때문에, 제어부(6)의 모터 제어부(63)로부터의 동작 지령에 따라 각 구동 모터(M41∼M44)를 작동시킴으로써, 얼라이먼트 스테이지(44)의 중앙부에 비교적 큰 공간을 마련하면서, 스테이지 탑(442)을 수평면내에서 이동시킨다. 또한, 연직축을 회전 중심으로 하여 회전시켜 하측 스테이지부(5)의 흡착 플레이트를 위치 결정 가능하게 되어 있다.

본 실시형태에 있어서 중공(中空) 공간을 갖는 얼라이먼트 스테이지(44)를 이용한 이유 중 하나는 하측 스테이지부(5)의 상면에 유지되는 블랭킷 및 상측 스테이지부(3)의 하면에 유지되는 기판(SB)에 형성되는 얼라이먼트 마크를 촬상부(45)에 의해 촬상하기 위해서이다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하면서 촬상부(45)의 구성에 관하여 설명한다.

도 6은 얼라이먼트부의 촬상부를 나타내는 사시도이다. 촬상부(45)는 블랭킷의 4개소에 각각 형성되는 얼라이먼트 마크, 및 기판(SB)의 4개소에 각각 형성되는 얼라이먼트 마크를 촬상한 것이며, 4개의 촬상유닛(45a∼45d)을 갖고 있다. 각 촬상유닛(45a∼45d)의 촬상 대상 영역은,

촬상유닛(45a)：블랭킷 및 기판(SB)의 전방 좌측 각부(角部)의 근방 영역,

촬상유닛(45b)：블랭킷 및 기판(SB)의 전방 우측 각부의 근방 영역,

촬상유닛(45c)：블랭킷 및 기판(SB)의 후방 우측 각부의 근방 영역,

촬상유닛(45d)：블랭킷 및 기판(SB)의 후방 좌측 각부의 근방 영역이며,

서로 차이가 나지만, 유닛 구성은 동일하다. 따라서, 여기에서는, 촬상유닛(45a)의 구성을 설명하고, 그 이외의 구성에 관하여는 동일 또는 상당하는 부호를 붙여 설명을 생략한다.

촬상유닛(45a)에서는, XY테이블(451)이 도 6에 나타내는 바와 같이, 카메라 설치 베이스(41)의 전방 좌측 각부의 근방 상면에 배치되어 있다. 이 XY테이블(451)의 테이블 베이스가 카메라 설치 베이스(41)에 고정되어 있고, 조정(調整) 손잡이(도시 생략)를 메뉴얼로 조작함으로써 XY테이블(451)의 테이블 탑이 X방향 및 Y방향으로 정밀하게 위치 결정된다. 이 테이블 탑 위에, 정밀 승강 테이블(452)가 장착되어 있다. 이 정밀 승강 테이블(452)에는, Z축 구동모터(M45a)(도 2)가 설치되어 있어, 제어부(6)의 모터 제어부(63)로부터의 동작 지령에 따라 Z축 구동모터(M45a)가 작동함으로써 정밀 승강 테이블(452)의 테이블 탑이 연직 방향(Z)으로 승강 이동한다.

이 정밀 승강 테이블(452)의 테이블 탑의 상면에는, 연직 방향(Z)으로 연장 설치된 카메라 브라켓(453)의 하단부가 고정된다. 또한, 카메라 브라켓(453)의 상단부가 스테이지 지지 플레이트(43)의 중앙 개구, 얼라이먼트 스테이지(44)의 중앙 개구 및 스테이지 베이스의 긴 구멍 개구(이에 관하여는 이후에 상세히 설명한다)를 통과하여 하측 스테이지부(5)의 흡착 플레이트(51)의 바로 아래쪽 근방까지 연장 설치되어 있다. 그리고, 이 카메라 브라켓(453)의 상단부에 대하여, 촬상면을 연직 상방 측으로 향하는 상태에서 CCD 카메라(CMa), 경통(454) 및 대물렌즈(455)가 이 순서대로 적층 배치되어 있다. 또한, 경통(454)의 측면에는, 광원(456)이 장착되어 있어, 광원 구동부(46)에 의해 점등 구동된다. 본 실시형태에서는, 광원(456)으로서는, 적색 LED(Light Emitting Diode)를 이용하고 있지만, 블랭킷이나 기판(SB)의 재질 등에 따른 광원을 이용할 수 있다. 또한, 경통(454)의 상방에는, 대물렌즈(455)가 장착되어 있다. 또한, 경통(454)의 내부에는, 반투명경(half mirror, 도시 생략)이 배치되어 있어, 광원(456)으로부터 사출(射出)된 조명광을(＋Z) 방향으로 절곡하여, 대물렌즈(455) 및 흡착 플레이트(51)의 전방 좌측 각부의 근방 영역에 설치된 석영창(52a)을 통하여 하측 스테이지부(5) 위의 블랭킷에 조사(照射)한다. 또한, 조명광의 일부는 블랭킷을 통하여 상측 스테이지부(3)의 흡착 플레이트(37)에 흡착 유지되는 기판(SB)에 더 조사한다. 또한, 본 실시형태에서는, 블랭킷은 투명 부재로 구성되어 있기 때문에, 상기한 바와 같이 조명광은 블랭킷을 투과하여 기판(SB)의 하면에 도달한다.

또한, 블랭킷이나 기판(SB)으로부터 사출되는 광 중 (-Z) 측으로 진행되는 광은 석영창(52a), 대물렌즈(455) 및 경통(454)을 통하여 CCD 카메라(CMa)에 입사 되어, CCD 카메라(CMa)가 석영창(52a)의 연직 상방에 위치하는 얼라이먼트 마크를 촬상한다. 이와 같이 촬상유닛(45a)에서는, 석영창(52a)을 통하여 조명광을 조사함과 함께 석영창(52a)을 통하여 블랭킷 및 기판(SB)의 전방 좌측 각부의 근방 영역의 화상을 촬상하고, 그 상(像)에 대응하는 화상 신호를 제어부(6)의 화상 처리부(65)에 출력한다. 한편, 다른 촬상유닛(45b∼45d)은 촬상유닛(45a)와 마찬가지로 하여, 각각 석영창(52b∼52d)을 통하여 화상을 촬상한다.

B-4. 하측 스테이지부(5)

다음으로, 도 5로 돌아와 하측 스테이지부(5)의 구성에 관하여 상세히 설명한다. 이 하측 스테이지부(5)는 흡착 플레이트(51)와, 상기한 4개의 석영창(52a∼52d)와, 4개의 기둥부재(53)와, 스테이지 베이스(54)와, 리프트 핀부(55)를 갖고 있다. 스테이지 베이스(54)에는, 좌우 방향(X)으로 뻗는 긴 구멍 형상의 개구가 전후 방향(Y)으로 3개 나란히 설치되어 있다. 그리고, 이러한 긴 구멍 개구와, 얼라이먼트 스테이지(44)의 중앙 개구가 상방으로부터의 평면에서 보아 겹쳐지도록, 스테이지 베이스(54)가 얼라이먼트 스테이지(44) 상에 고정되어 있다. 또한, 전측의 긴 구멍 개구에는, 촬상유닛(45a, 45b)의 상방부(CCD 카메라, 경통 및 대물렌즈)가 헐겁게 삽입됨과 함께, 후측의 긴 구멍 개구에는, 촬상유닛(45c, 45d)의 상방부(CCD 카메라, 경통 및 대물렌즈)가 헐겁게 삽입되어 있다. 또한, 스테이지 베이스(54)의 상면 각부(角部)로부터 기둥부재(53)가 (＋Z) 방향으로 세워 설치되고, 각 정부(頂部)가 흡착 플레이트(51)를 지지하고 있다.

이 흡착 플레이트(51)는 예를 들면, 알루미늄 합금 등의 금속 플레이트이며, 그 전방 좌측 각부, 전방 우측 각부, 후방 우측 각부 및 후방 좌측 각부의 근방 영역에는, 석영창(52a∼52d)이 각각 설치되어 있다. 또한, 흡착 플레이트(51)의 상면에는, 석영창(52a∼52d)을 둘러싸도록 홈(511)이 형성된다. 이 홈(511)에 의해 둘러싸이는 내부 영역에서는, 석영창(52a∼52d)을 제외하고, 좌우 방향(X)으로 뻗는 복수의 홈(512)이 전후 방향(Y)으로 일정 간격으로 형성되어 있다.

이들 홈(511, 512)의 각각에 대하여 정압공급배관(도시 생략)의 한쪽 끝이 접속됨과 함께, 다른 쪽 끝이 가압용 매니폴드에 접속되어 있다. 또한, 각 정압공급배관의 중간부에 가압밸브(V51)(도 2)가 개재 삽입되어 있다. 이 가압용 매니폴드에 대하여는, 공장의 용력으로부터 공급되는 가압 에어를 레귤레이터로 조압(調壓)함으로써 얻어지는 일정 압력의 에어가 상시 공급되고 있다. 이 때문에, 제어부(6)의 밸브 제어부(64)로부터의 동작 지령에 따라 소망한 가압밸브(V51)가 선택적으로 열리면, 그 선택된 가압밸브(V51)에 연결되는 홈(511, 512)에 대하여 조압된 가압 에어가 공급된다.

또한, 홈(511, 512)의 각각에 대하여는, 가압 에어의 선택 공급뿐만 아니라, 선택적인 부압 공급도 가능하게 되어 있다. 즉, 홈(511, 512)의 각각에 대하여 부압 공급 배관(도시 생략)의 한쪽 끝이 접속됨과 함께, 다른 쪽 끝이 부압용 매니폴드에 접속되어 있다. 또한, 각 부압공급배관의 중간부에 흡착밸브(V52)(도 2)가 개재 삽입되어 있다.

이 부압용 매니폴드에는, 부압공급원이 레귤레이터를 통하여 접속되어 있어, 소정치의 부압이 상시 공급되고 있다. 이 때문에, 제어부(6)의 밸브 제어부(64)로부터의 동작 지령에 따라 소망한 흡착밸브(V52)가 선택적으로 열리면, 그 선택된 흡착밸브(V52)에 연결되는 홈(511, 512)에 대하여 조압된 부압이 공급된다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 밸브(V51, V52)의 개폐 제어에 의해 흡착 플레이트(51) 상에 블랭킷을 부분적 또는 전면적으로 흡착시키거나 흡착 플레이트(51)와 블랭킷 사이에 에어를 부분적으로 공급하여 블랭킷을 부분적으로 부풀려 상측 스테이지부(3)에 유지된 판(PP)이나 기판(SB)에 압착하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 7a는 하측 스테이지부에 장비되는 리프트 핀부의 평면도이며, 도 7b는 도 7a에 나타내는 리프트 핀부의 측면도이다. 리프트 핀부(55)에서는, 리프트 플레이트(551)가 흡착 플레이트(51)와 스테이지 베이스(54) 사이에서 승강 가능하게 설치되어 있다. 이 리프트 플레이트(551)에는, 4개소의 절결부(551a∼551d)가 형성되어 촬상유닛(45a∼45d)과의 간섭이 방지되어 있다. 즉, 촬상유닛(45a∼45d)이 각각 절결부(551a∼551d)에 들어가는 상태에서, 리프트 플레이트(551)는 연직 방향(Z)으로 승강 가능하게 되어 있다. 또한, 이와 같이 4개소의 절결부(551a∼551d)를 마련함으로써 리프트 플레이트(551)에는, 6개의 핑거(finger)부(551e∼551j)가 형성되고, 각 핑거부(551e∼551j)의 선단부로부터 연직 상방에 리프트 핀(552e∼552j)가 각각 세워 설치되어 있다. 또한, 리프트 핀(552e, 552f) 사이에 다른 리프트 핀(552k)이 세워 설치됨과 함께, 리프트 핀(552i, 552j) 사이에 또 다른 리프트 핀(552m)이 세워 설치되어 있다. 이들 합계 8개의 리프트 핀 (552; 552e∼552k, 552m)이 리프트 플레이트(551)에 세워 설치되어 블랭킷의 하면 전체를 지지할 수 있게 되어 있다. 이러한 리프트 핀(552)은 흡착 플레이트(51)의 외주연에 대하여 연직 방향(Z)으로 뚫어 형성된 관통공(도시 생략)보다 가늘고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 관통공을 연직 하방측으로부터 삽입 통과 가능하게 되어 있다.

또한, 각 리프트 핀(552)의 상단측으로부터 압축 스프링(553) 및 하우징(554)이 이 순서대로 외부에서 끼워져, 압축 스프링(553)의 하단부가 리프트 플레이트(551)로 걸려짐과 함께, 그 상단부에 대하여 하우징(554)이 덮여 씌워져 있다. 또한, 하우징(554)의 상면은 흡착 플레이트(51)의 관통공의 내경보다 큰 외경을 갖는 원형 형상을 갖고 있다. 그리고, 다음에 설명하는 바와 같이 핀 승강 실린더(CL51)에 의해 리프트 플레이트(551)를 상승시켰을 때, 하우징(554)의 상면은 흡착 플레이트(51)의 하면에서 걸려져, 리프트 플레이트(551)에서 압축 스프링(553)을 끼워 넣어 수축시켜 리프트 플레이트(551)의 상승 속도를 컨트롤한다. 또한, 리프트 플레이트(551)의 하강에도, 압축 스프링(553)의 압축력을 이용하여 리프트 플레이트(551)의 하강 속도를 컨트롤한다.

이 핀 승강 실린더(CL51)는 하면이 카메라 장착 베이스(41)에 고정된 가이드 브라켓(555)의 측면에 고정되어 있고, 핀 승강 실린더(CL51)의 피스톤 선단이 슬라이드 블록(556)을 통하여 리프트 플레이트(551)를 지지하고 있다. 따라서, 제어부(6)의 밸브 제어부(64)가 핀 승강 실린더(CL51)에 접속되는 밸브의 개폐를 전환함으로써, 핀 승강 실린더(CL51)를 작동시켜 리프트 플레이트(551)를 승강시킨다. 그 결과, 흡착 플레이트(51)의 상면, 즉 흡착면에 대하여, 전체 리프트 핀(552)이 진퇴 이동되게 된다. 예를 들면, 리프트 핀(552)이 흡착 플레이트(51)의 상면으로부터 (＋Z) 방향으로 돌출함으로써, 블랭킷 반송 로봇에 의해 블랭킷이 리프트 핀(552)의 정부(頂部)에 재치 가능하게 된다. 그리고, 블랭킷의 재치에 이어서, 리프트 핀(552)이 흡착 플레이트(51)의 상면보다 (-Z) 방향으로 후퇴함으로써, 블랭킷이 흡착 플레이트(51)의 상면으로 이동 재치된다. 그 후, 후술하는 바와 같이 적당한 타이밍으로, 흡착 플레이트(51)의 근방에 배치된 블랭킷 두께 계측 센서(SN51)에 의해 그 블랭킷의 두께가 계측된다.

도 8은 블랭킷 두께 계측부를 나타내는 사시도이다. 이 실시형태에서는, 블랭킷 두께 계측부(56)는 하측 스테이지부(5)의 일부 구성이며, 다음과 같이 구성되어 있다. 블랭킷 두께 계측부(56)에서는, 실린더 브라켓(561)이 흡착 플레이트(51)의 우측 근방 위치에서 제2 프레임 구조체에 고정되어 있다. 또한, 이 실린더 브라켓(561)에 대하여, 센서 수평 구동 실린더(CL52)가 수평 상태로 고정되어 있다. 상기 실린더(CL52)에 접속되는 밸브의 개폐를 제어부(6)의 밸브 제어부(64)가 전환함으로써, 실린더(CL52)에 장착된 슬라이드 플레이트(562)가 좌우 방향(X)으로 슬라이드한다. 이 슬라이드 플레이트(562)의 좌단부(左端部)에는, 블랭킷 두께 계측 센서(SN51)가 장착되어 있다. 이 때문에, 센서 수평 구동 실린더(CL52)에 의해 슬라이드 플레이트(562)가 왼쪽 (＋X) 측, 즉 흡착 플레이트(51) 측으로 수평 이동하면, 블랭킷 두께 계측 센서(SN51)가 흡착 플레이트(51)에 흡착 유지되는 블랭킷의 우단부(右端部)의 바로 상방 위치에 위치 결정된다. 이 센서(SN51)도, 판 두께 계측 센서(SN22) 및 기판 두께 계측 센서(SN23)와 마찬가지로 구성되어 있어, 같은 계측 원리에 의해 블랭킷의 두께를 계측 가능하게 되어 있다. 한편, 계측 이외의 타이밍에 있어서는, 센서 수평 구동 실린더(CL52)에 의해 슬라이드 플레이트(562)는 오른쪽 (-X) 측, 즉 흡착 플레이트(51)로부터 멀어진 퇴피 위치로 이동되게 되어 있어, 블랭킷 두께 계측부(56)의 간섭이 방지된다.

B-5. 누름부(7)

도 9a는 도 1의 인쇄장치에 장비되는 누름부의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 9b는 흡착 플레이트에 흡착 유지되는 블랭킷을 누름부에 의해 누른 상태(이하 「블랭킷 누름 상태」라고 함)를 나타내는 도면이다. 도 9c는 누름부에 의한 블랭킷 누름을 해제한 상태(이하 「블랭킷 누름 해제 상태」라고 함)를 나타내는 도면이다. 이 누름부(7)는 흡착 플레이트(51)의 연직 상방 측에 설치되는 누름부재(71)를 전환기구(72)에 의해 연직 방향(Z)으로 승강함으로써 블랭킷 누름 상태와 블랭킷 누름 해제 상태를 전환한다.

이 전환기구(72)에서는, 제2 프레임 구조체의 수평 플레이트(17)에 대하여, 각각 실린더 브라켓(721∼723)에 의해 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)가 피스톤(724)을 연직 하방 측으로 진퇴 가능하게 장착되어 있다. 이러한 피스톤(724)의 선단부에서는, 누름부재(71)가 매달린 상태로 헐겁게 삽입되어 있다.

누름부재(71)는 지지 플레이트(711)와 4개의 블랭킷 누름 플레이트(712)를 갖고 있다. 지지 플레이트(711)는 블랭킷(BL)와 동일한 평면 크기를 갖고, 그 중앙부가 개구되어 있고, 전체적으로 액자 형상을 이루고 있다. 이 지지 플레이트(711)의 하면에 대하여, 4매의 블랭킷 누름 플레이트(712)가 고정되어 지지 플레이트(711)의 하면 전부를 덮고 있다.

또한, 지지 플레이트(711)에는, 도 9b 및 도 9c에 나타내는 바와 같이, 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)에 대응하는 위치에 피스톤(724)의 외경보다 넓은 내경을 갖는 관통공(716)이 뚫어 형성되어 있다. 그리고, 각 관통공(716)의 하부측에서 체결부재(717)가 관통공(716)을 통하여 피스톤(724)의 선단부에 접속되어 있다. 이에 의해, 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)의 피스톤(724)은 지지 플레이트(711)에 헐겁게 끼워진 상태로 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)에 연결된다. 즉, 누름부재(71)는 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)에 대하여 플로팅(floating) 상태로 지지되어 있다.

그리고, 제어부(6)의 밸브 제어부(64)가 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)에 접속되는 밸브의 개폐를 전환함으로써, 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)를 작동시켜 누름부재(71)을 하측 스테이지부(5)의 흡착 플레이트(51)에 대하여 접촉 또는 이간시킨다. 예를 들면, 누름부재(71)가 블랭킷(BL)을 유지하고 있는 흡착 플레이트(51)로 하강하여 블랭킷 누름 상태로 되어, 블랭킷(BL)의 주연부를 전체 둘레에 걸쳐서 흡착 플레이트(51)로 끼워 넣어 유지한다. 또한, 얼라이먼트를 위해 흡착 플레이트(51)가 이동하였을 때에도, 누름부재(71)는 흡착 플레이트(51)와 함께 수평 방향(X방향, Y방향)으로 이동하여, 블랭킷(BL)을 안정되게 유지한다.

B-6. 프리얼라이먼트부(8)

도 10은 도 1의 인쇄장치에 장비되는 프리얼라이먼트부를 나타내는 사시도이다. 프리얼라이먼트부(8)는 프리얼라이먼트 상부(81)와, 프리얼라이먼트 하부(82)를 갖고 있다. 이러한 프리얼라이먼트 상부(81)는 프리얼라이먼트 하부(82)보다 연직 상방 측에 배치되어 블랭킷(BL)와의 밀착에 앞서서, 위치(XP23)에서 판용 셔틀(25L)에 의해 유지되는 판(PP) 및 기판용 셔틀(25R)에 의해 유지되는 기판(SB)을 얼라이먼트한다. 한편, 프리얼라이먼트 하부(82)는 판(PP)이나 기판(SB)과의 밀착에 앞서서, 하측 스테이지부(5)의 흡착 플레이트(51)에 재치되는 블랭킷(BL)을 얼라이먼트한다. 또한, 프리얼라이먼트 상부(81)와 프리얼라이먼트 하부(82)는 기본적으로 동일 구성을 갖고 있다. 그래서, 이하에서는, 프리얼라이먼트 상부(81)의 구성에 관하여 설명하고, 프리얼라이먼트 하부(82)에 관하여는 동일 또는 상당하는 부호를 붙여 구성 설명을 생략한다.

프리얼라이먼트 상부(81)는 4개의 상측 가이드 이동부(811∼814)를 갖고 있다. 각 상측 가이드 이동부(811∼814)는 제2 프레임 구조체를 구성하는 복수의 수평 플레이트 중 상단 측에 배치된 수평 플레이트(17)에 설치되어 있다. 즉, 전후 방향(Y)으로 연장 설치된 2개의 수평 플레이트 중 좌측 수평 플레이트(17a)에 대하여, 그 중앙부에 상측 가이드 이동부(811)가 장착됨과 함께, 그 전측 단부에 상측 가이드 이동부(812)가 장착되어 있다. 또한, 이미 한쪽의 우측 수평 플레이트(17b)에 대하여, 그 중앙부에 상측 가이드 이동부(813)가 장착됨과 함께, 그 후측 단부에 상측 가이드 이동부(814)가 장착되어 있다. 또한, 상측 가이드 이동부(811, 813)는 동일 구성을 갖고, 또한 상측 가이드 이동부(812, 814)는 동일 구성을 갖고 있다. 따라서, 이하에서는, 상측 가이드 이동부(811, 812)의 구성을 상세히 설명하여, 상측 가이드 이동부(813, 814)에 관하여는 동일 또는 상당하는 부호를 붙여 구성 설명을 생략한다.

상측 가이드 이동부(811)에서는, 볼나사기구(811a)가 좌우 방향(X)으로 연장 설치된 상태로 좌측 수평 플레이트(17a)의 중앙부에 고정되어 있다. 그리고, 볼나사기구(811a)의 볼나사에 대하여 볼나사 브라켓이 나사 결합됨과 함께, 그 볼나사 브라켓에 상측 가이드(811b)가 상측 가이드 이동부(813)에 대향하여 장착되어 있다. 또한, 볼나사기구(811a)의 좌단부에 상측 가이드 구동모터(M81a)의 회전축(도시 생략)이 연결되어 있어, 제어부(6)의 모터 제어부(63)로부터의 동작 지령에 따라 상측 가이드 구동모터(M81a)가 작동함으로써 상측 가이드(811b)가 좌우 방향(X)으로 이동한다.

또한, 상측 가이드 이동부(812)에서는, 볼나사기구(812a)가 전후 방향(Y)으로 연장 설치된 상태로 좌측 수평 플레이트(17a)의 전측 단부에 고정되어 있다. 그리고, 볼나사기구(812a)의 볼나사에 대하여 볼나사 브라켓이 나사 결합됨과 함께, 그 볼나사 브라켓에 대하여, 좌우 방향으로 연장 설치된 가이드홀더(812c)의 좌단부가 고정되어 있다. 이 가이드홀더(812c)의 우단부는 수평 플레이트(17a, 17b)의 중간 위치에 이르고 있어, 그 우단부에 상측 가이드(812b)가 상측 가이드 이동부(814)에 대향하여 장착되어 있다. 또한, 볼나사기구(812a)의 후단부에 상측 가이드 구동모터(M81b)의 회전축(도시 생략)이 연결되어 있어 제어부(6)의 모터 제어부(63)로부터의 동작 지령에 따라 상측 가이드 구동모터(M81b)가 작동함으로써 상측 가이드(812b)가 전후 방향(Y)으로 이동한다.

이와 같이 4개의 상측 가이드(811b∼814b)가 위치(XP23)의 연직 하방 위치에서 판(PP)이나 기판(SB)(같은 도면 중의 일점쇄선)을 둘러싸고 있고, 각 상측 가이드(811b∼814b)가 독립하여 판(PP) 등에 대하여 근접 및 이간 가능하게 되어 있다. 따라서, 각 상측 가이드(811b∼814b)의 이동량을 제어함으로써 판(PP) 및 기판(SB)을 셔틀의 핸드 위에서 수평 이동 또는 회전시켜 얼라이먼트하는 것이 가능하게 되어 있다.

B-7. 제전부(9)

도 11은 도 1의 인쇄장치에 장비되는 제전부를 나타내는 사시도이다. 제전부(9)에서는, 베이스 플레이트(92)가 하측 스테이지부(5)의 좌측에서 석정반(13)의 상면에 고정되어 있다. 또한, 베이스 플레이트(92)로부터 기둥부재(93)가 세워 설치되어 있고, 또한 단부는 하측 스테이지부(5)보다 높은 위치까지 연장 설치되어 있다. 그리고, 기둥부재(93)의 상단부에 대하여 고정금구(94)를 통하여 이오나이저 브라켓(95)가 장착되어 있다. 이 이오나이저 브라켓(95)은 우측 방향(X)으로 연장 설치되고, 그 선단부는 흡착 플레이트(51)의 근방에 이르고 있다. 그리고, 그 선단부에 이오나이저(91)가 장착되어 있다.

B-8. 제어부(6)

제어부(6)는 CPU(Central Processing Unit)(61), 메모리(62), 모터 제어부(63), 밸브 제어부(64), 화상 처리부(65) 및 표시/조작부(66)를 갖고 있고, CPU(61)는 메모리(62)에 미리 기억된 프로그램에 따라 장치 각 부를 제어하여, 도 12 내지 도 19에 나타내는 바와 같이, 패터닝 처리 및 전사 처리를 실행한다.

C. 인쇄장치의 전체 동작

도 12는 도 1의 인쇄장치의 전체 동작을 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 도 13 내지 도 19는 도 1의 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도면 중의 표는 제어부(6)에 의한 제어 내용(제어 대상 및 동작 내용)을 나타내고, 또한 도면 중의 모식도는 장치 각 부 상태를 나타내고 있다. 이 인쇄장치(100)의 초기 상태에서는, 도 13 중의 (a)란에 나타내는 바와 같이, 판용 셔틀(25L) 및 기판용 셔틀(25R)은 각각 중간 위치(XP22, XP24)에 위치 결정되어 있고, 판용 반입출유닛으로의 판(PP)의 세트를 대기하여 판(PP)의 투입 공정(단계 S1), 및 기판용 반입출유닛으로의 기판(SB)의 세트를 대기하여 기판(SB)의 투입 공정(단계 S2)을 실행한다. 또한, 판용 셔틀(25L) 및 기판용 셔틀(25R)이 일체적으로 좌우 방향(X)으로 이동한다는 반송 구조를 채용하고 있기 때문에, 판(PP)의 반입을 행한(단계 S1) 후, 기판(SB)의 반입을 행하지(단계 S2)만, 양쪽의 순서를 바꿔도 좋다.

C-1. 판 반입 공정(단계 S1)

도 13 중의 (b)란의 「단계 S1」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(1-1)∼(1-7)를 실행한다. 즉, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 소정 방향으로 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (＋X) 방향으로 이동시킨다(1-1). 이에 의해, 판용 셔틀(25L)이 판 주고받기 위치(XP21)로 이동하여 위치 결정된다. 또한, 회전 액츄에이터(RA2, RA2)가 동작하여, 판용 핸드(252, 252)를 180°회전시켜 원점 위치에 위치 결정한다(1-2). 이에 의해, 핸드 자세가 사용이 끝난 자세로부터 미사용 자세로 전환되어, 사용 전의 판(PP)의 투입 준비가 완료된다.

그리고, 판용 셔터 구동 실린더(CL11)가 동작하여, 판용 셔터(18)를 연직 하방으로 이동시키는 셔터(18)를 개방한다(1-3). 그것에 이어서, 제어부(6)로부터의 동작 지령에 따라 판용 반입출유닛이 판(PP)을 인쇄장치(100)의 내부에 반입하여, 판용 셔틀(25L)의 핸드(252, 252) 위에 재치한다(1-4). 이와 같이 하여 판(PP)의 투입이 완료되면, 상기 밸브의 개폐 상태를 원래대로 되돌림으로써 판용 셔터 구동 실린더(CL11)가 역방향으로 작동하여 판용 셔터(18)를 원래의 위치로 되돌리는, 즉 셔터(18)를 폐쇄한다(1-5).

판(PP)의 투입 완료 시점에서는, 판(PP)은 판 주고받기 위치(XP21)에 위치하여 있다. 그래서, 이 타이밍에서, 판 두께 계측 센서(SN22)가 작동하여 판(PP)의 상면 및 하면의 높이 위치(연직 방향(Z)에서의 위치)를 검출하고, 그러한 검출 결과를 나타내는 높이 정보를 제어부(6)에 출력한다. 그리고, 이러한 높이 정보에 기초하여 CPU(61)는 판(PP)의 두께를 구하여, 메모리(62)에 기억한다. 이와 같이 하여, 판(PP)의 두께 계측이 실행된다(1-6). 그 후, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 역회전시켜 셔틀 유지 플레이트(24)를 (-X) 방향으로 이동시켜, 중간 위치(XP22)에 위치 결정한다(1-7).

C-2. 기판 투입 공정(단계 S2)

도 13 중의 (b)란의 「단계 S2」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(2-1)∼(2-6)를 실행한다. 즉, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 소정 방향과 역방향으로 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (X) 방향으로 이동시킨다(2-1). 이에 의해, 기판용 셔틀(25R)이 기판 주고받기 위치(XP25)로 이동하여 위치 결정된다. 또한, 기판용 핸드(252, 252)에 대하여는 회전 기구가 설치되지 않고, 서브 단계(2-1)가 완료된 시점에서 기판(SB)의 투입 준비가 완료된다.

그리고, 기판용 셔터 구동 실린더(CL12)가 동작하여, 기판용 셔터(19)를 연직 하방으로 이동시킨다, 즉 셔터(19)를 개방한다(2-2). 그것에 이어서, 제어부(6)로부터의 동작 지령에 따라 기판용 반입출유닛이 기판(SB)을 인쇄장치(100)의 내부에 반입하여, 기판용 셔틀(25R)의 핸드(252, 252) 위에 재치한다(2-3). 이와 같이 하여 기판(SB)의 투입이 완료되면, 상기 밸브의 개폐 상태를 원래대로 되돌림으로써 기판용 셔터 구동 실린더(CL12)가 역방향으로 작동하여 기판용 셔터(19)를 원래의 위치로 되돌리는, 즉 셔터(19)를 폐쇄한다(2-4).

기판(SB)의 투입 완료 시점에서는, 기판(SB)은 기판 주고받기 위치(XP25)에 위치되어 있다. 그래서, 이 타이밍에서, 기판 두께 계측 센서(SN23)가 작동하여 기판(SB)의 표면 및 하면의 높이 위치를 검출하고, 그러한 검출 결과를 나타내는 높이 정보를 제어부(6)에 출력한다. 그리고, 이러한 높이 정보에 기초하여 CPU(61)는 판(PP)에 이어서, 기판(SB)의 두께를 구하여 메모리(62)에 기억한다. 이와 같이 하여, 기판(SB)의 두께 계측이 실행된다(2-5). 그 후, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 소정 방향으로 회전시켜 셔틀 유지 플레이트(24)를 (＋X) 방향으로 이동시켜, 중간 위치(XP24)에 위치 결정한다(2-6).

이와 같이 본 실시형태에서는, 도 13 중의 (c)란에 나타내는 바와 같이, 패터닝 처리를 실행하기 전에, 판(PP) 뿐만 아니라, 기판(SB)도 준비하여 두고, 이후에 상세히 설명하는 바와 같이, 패터닝 처리 및 전사 처리를 연속하여 실행한다. 이에 의해, 블랭킷(BL) 위에서 패터닝된 도포층이 기판(SB)에 전사될 때까지의 시간 간격을 단축할 수 있어 안정된 처리가 실행된다.

C-3. 판 흡착(단계 S3)

도 14 중의 (a)란의 「단계 S3」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(3-1)∼(3-7)를 실행한다. 즉, 셔틀 수평 구동모터(M21)가 회전축을 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (-X) 방향으로 이동시킨다(3-1). 이에 의해, 판용 셔틀(25L)이 판 흡착 위치(XP23)로 이동하여 위치 결정된다. 그리고, 판용 셔틀 승강 모터 (M22L)가 회전축을 회전시켜, 승강 플레이트(251)를 아래쪽 방향(-Z)으로 이동시킨다(3-2). 이에 의해, 판용 셔틀(25L)에 지지된 채로 판(PP)이 반송 위치보다 낮은 프리얼라이먼트 위치로 이동하여 위치 결정된다.

다음으로, 상측 가이드 구동모터(M81a∼M81d)가 회전축을 회전시켜, 상측 가이드(811b, 813b)가 좌우 방향(X)으로 이동함과 함께, 상측 가이드(812b, 814b)가 전후 방향(Y)으로 이동하여, 각 상측 가이드(811b∼814b)가 판용 셔틀(25L)에 지지된 판(PP)의 단면과 맞닿아 판(PP)을 미리 설정한 수평 위치에 위치 결정한다. 그 후, 각 상측 가이드 구동모터(M81a∼M81d)가 회전축을 역방향으로 회전시켜, 각 상측 가이드(811b∼814b)가 판(PP)으로부터 이간된다(3-3).

이와 같이 하여, 판(PP)의 프리얼라이먼트 처리가 완료되면, 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 소정 방향으로 회전시켜, 흡착 플레이트(37)를 아래쪽 방향(-Z)으로 하강시켜 판(PP)의 상면과 맞닿게 한다. 그것에 이어서, 밸브(V31, V32)가 개방되고, 이에 의해 흡착홈(371) 및 흡착패드(38)에 의해 판(PP)이 흡착 플레이트(37)에 흡착된다(3-4).

흡착 검출 센서 SN31(도 2)에 의해 판(PP)의 흡착이 검출되면, 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 역방향으로 회전시켜, 흡착 플레이트(37)가 판(PP)을 흡착 유지한 채로 연직 상방으로 상승시켜 판 흡착 위치(XP23)의 연직 상방 위치로 판(PP)을 이동시킨다(3-5). 그리고, 판용 셔틀 승강모터(M22L)가 회전축을 회전시켜, 승강 플레이트(251)를 연직 상방으로 이동시켜, 판용 셔틀(25L)를 프리얼라이먼트 위치로부터 반송 위치, 즉 판 흡착 위치(XP23)로 이동하여 위치 결정한다(3-6). 그 후, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜 셔틀 유지 플레이트(24)를 (＋X) 방향으로 이동시켜, 비워진 판용 셔틀(25L)를 중간 위치(XP22)에 위치 결정한다(3-7).

C-4. 블랭킷 흡착(단계 S4)

도 14 중의 (a)란의 「단계 S4」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(4-1)∼(4-9)를 실행한다. 즉, X축 구동모터(M42, M44) 및 Y축 구동모터(M41, M43)가 작동하여 얼라이먼트 스테이지(44)를 초기 위치로 이동시킨다(4-1). 이에 의해, 매회 스타트가 같은 위치가 된다. 그것에 이어서, 핀 승강 실린더(CL51)가 동작하여 리프트 플레이트(551)를 상승시켜, 리프트 핀(552)를 흡착 플레이트(51)의 상면으로부터 연직 상방으로 돌출시킨다(4-2). 이와 같이 하여, 블랭킷(BL)의 투입 준비가 완료되면, 블랭킷용 셔터 구동 실린더(CL13)가 동작하여, 블랭킷용 셔터 (도시 생략)를 이동시켜 해당 셔터를 개방한다(4-3). 그리고, 블랭킷 반송 로봇이 장치(100)에 액세스하여 블랭킷(BL)을 리프트 핀(552)의 정부에 재치한 후, 장치(100)로부터 퇴피한다(44). 이것에 이어서, 블랭킷용 셔터 구동 실린더(CL13)가 동작하여, 블랭킷용 셔터를 이동시켜 해당 셔터를 폐쇄한다(4-5).

다음으로, 핀 승강 실린더(CL51)가 동작하여 리프트 플레이트(551)를 하강시킨다. 이에 의해, 리프트 핀(552)이 블랭킷(BL)을 지지한 채로 하강하여 블랭킷(BL)을 흡착 플레이트(51)에 재치한다(4-6). 그러면, 하측 가이드 구동모터(M82a∼M1682d)가 회전축을 회전시켜, 하측 가이드(821 b, 823b)가 좌우 방향(X)으로 이동함과 함께, 하측 가이드(822b, 824b)가 전후 방향(Y)으로 이동하여, 각 하측 가이드(821b∼824b)가 흡착 플레이트(51)에 지지된 블랭킷(BL)의 단면과 맞닿아 블랭킷(BL)을 미리 설정한 수평 위치에 위치 결정한다(4-7).

이와 같이 하여 블랭킷(BL)의 프리얼라이먼트 처리가 완료되면, 흡착밸브(V52)가 개방되고, 이에 의해 홈(511, 512)에 대하여 조압된 부압이 공급되어 블랭킷(BL)이 흡착 플레이트(51)에 흡착된다(4-8). 또한, 각 하 가이드 구동모터(M82a∼M82d)가 회전축을 역방향으로 회전시켜, 각 하측 가이드(821b∼824b)를 블랭킷(BL)로부터 이간시킨다(4-9). 이에 의해, 도 14 중의 (b)란에 나타내는 바와 같이, 패터닝 처리의 준비가 완료된다.

C-5. 패터닝(단계 S5)

여기에서는, 블랭킷 두께가 계측된 후에, 패터닝이 실행된다. 즉, 도 15 중의 (a)란의 「단계 S5」에 나타내는 바와 같이, 센서 수평 구동 실린더(CL52)가 동작하여 블랭킷 두께 계측 센서(SN51)를 블랭킷(BL)의 우단부의 바로 상방 위치에 위치 결정한다(5-1). 그리고, 블랭킷 두께 계측 센서(SN51)가 블랭킷(BL)의 두께에 관련하는 정보를 제어부(6)에 출력하고, 이에 의해 블랭킷(BL)의 두께가 계측된다(5-2). 그 후에, 상기 센서 수평 구동 실린더(CL52)가 역방향으로 동작하여 슬라이드 플레이트(562)를 (-X) 방향으로 슬라이드시켜 블랭킷 두께 계측 센서(SN51)를 흡착 플레이트(51)로부터 퇴피시킨다(5-3).

다음으로, 제1 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 소정 방향으로 회전시켜, 흡착 플레이트(37)를 아래쪽 방향(-Z)으로 하강시켜 판(PP)을 블랭킷(BL)의 근방으로 이동시킨다. 또한, 제2 스테이지 승강 모터(M32)가 회전축을 회전시켜, 좁은 피치로 흡착 플레이트(37)를 승강시켜 연직 방향(Z)에서의 판(PP)과 블랭킷(BL)의 간격, 갭량을 정확하게 조정한다(5-4). 또한, 이 갭량은 판(PP) 및 블랭킷(BL)의 두께 계측 결과에 기초하여 제어부(6)에 의해 결정된다.

그리고, 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)가 동작하여, 누름부재(71)를 하강시켜 블랭킷(BL)의 주연부를 전체 둘레에 걸쳐 누름부재(71)로 압착시킨다(55).그것에 이어서, 밸브(V51, V52)가 동작하여 흡착 플레이트(51)와 블랭킷(BL) 사이에 에어를 부분적으로 공급하여 블랭킷(BL)을 부분적으로 팽창시킨다. 이 부상(浮上) 부분이 상측 스테이지부(3)에 유지된 판(PP)에 압착된다(56). 그 결과, 도 15 중의 (b)란에 나타내는 바와 같이, 블랭킷(BL)의 중앙부가 판(PP)에 밀착되어 판(PP)의 하면에 미리 형성된 패턴(도시 생략)이 블랭킷(BL)의 상면에 미리 도포된 도포층과 맞닿아 해당 도포층을 파터닝하여 패턴층을 형성한다.

C-6. 판 박리(단계 S6)

도 15 중의 (c)란의 「단계 S6」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(6-1)∼(6-5)를 실행한다. 즉, 제2 스테이지 승강 모터(M32)가 회전축을 회전시켜 흡착 플레이트(37)가 상승하여 판(PP)을 블랭킷(BL)로부터 박리 시킨다(6-1). 또한, 박리 처리를 행하기 위해 판(PP)을 상승시키는 것과 병행하여 적시에, 밸브(V51, V52)의 개폐 상태를 전환하고, 블랭킷(BL)에 부압을 부여하여 흡착 플레이트(37) 측으로 끌어들인다. 그 후, 제1 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 회전시켜, 흡착 플레이트(37)를 상승시켜 판(PP)을 이오나이저(91)와 거의 동일 높이의 제전위치에 위치 결정한다(6-2). 또한, 누름 부재 승강 실린더(CL71∼CL73)가 동작하여, 누름부재(71)를 상승시켜 블랭킷(BL)의 누름부를 해제한다(6-3). 그것에 이어서, 이오나이저(91)가 작동하여 상기 판 박리 처리시에 발생하는 정전기를 제전한다(6-4). 이 제전처리가 완료되면, 제1 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 회전시켜, 도 15 중의 (d)란에 나타내는 바와 같이, 판(PP)을 흡착 유지한 채로 흡착 플레이트(37)가 초기 위치(판 흡착 위치(XP23)보다 높은 위치)까지 상승한다(65).

C-7. 판 퇴피(단계 S7)

도 16 중의 (a)란의 「단계 S7」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(7-1)∼(7-7)를 실행한다. 즉, 회전 액츄에이터(RA2, RA2)가 동작하여, 판용 핸드(252, 252)를 180°회전시켜 원점 위치로부터 반전 위치에 위치 결정한다(7-1). 이에 의해, 핸드 자세가 미사용 자세로부터 사용이 끝난 자세로 전환되어, 사용이 끝난 판(PP)의 수취 준비가 완료된다. 그리고, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (-X) 방향으로 이동시킨다(7-2). 이에 의해, 판용 셔틀(25L)이 판 흡착 위치(XP23)로 이동하여 위치 결정된다.

한편, 제1 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 회전시켜, 판(PP)을 흡착 유지한 채로 흡착 플레이트(37)가 판용 셔틀(25L)의 핸드(252, 252)를 향하여 하강하여 핸드(252, 252) 위에 판(PP)을 위치시킨 후, 밸브(V31, V32)가 폐쇄되고, 이에 의해 흡착홈(371) 및 흡착패드(38)에 의한 판(PP)의 흡착이 해제되어 반송 위치에서의 판(PP)의 주고받기가 완료된다(7-3). 그리고, 제1 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 역회전시켜, 흡착 플레이트(37)를 초기 위치까지 상승시킨다(7-4). 그 후, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (＋X) 방향으로 이동시킨다(75). 이에 의해, 판용 셔틀(25L)이 사용이 끝난 판(PP)을 유지한 채로 중간 위치(XP22)로 이동하여 위치 결정된다.

C-8. 기판 흡착(단계 S8)

도 16 중의 (a)란의 「단계 S8」에 나타내는 바와 같이, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (＋X) 방향으로 이동시킨다(8-1). 이에 의해, 처리 전의 기판(SB)을 유지하는 기판용 셔틀(25R)이 기판 흡착 위치(XP23)로 이동하여 위치 결정된다. 그리고, 판(PP)의 프리얼라이먼트 처리(32, 33) 및 흡착 플레이트(37)에 의한 판(PP)의 흡착 처리(3-4)와 마찬가지로 하여, 기판(SB)의 프리얼라이먼트 처리(8-2, 8-3) 및 기판(SB)의 흡착 처리(8-4)가 실행된다.

그 후, 흡착 검출 센서 SN31(도 2)에 의해 기판(SB)의 흡착이 검출되면, 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 회전시켜, 기판(SB)을 흡착 유지한 채로 흡착 플레이트(37)를 연직 상방으로 상승시켜 기판 흡착 위치(XP23)보다 높은 위치로 기판(SB)을 이동시킨다(8-5). 그리고, 기판용 셔틀 승강 모터(M22R)가 회전축을 회전시켜, 승강 플레이트(251)를 연직 상방으로 이동시켜, 기판용 셔틀(25R)을 프리얼라이먼트 위치로부터 반송 위치로 이동시켜 위치 결정한다(8-6). 그 후, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜 셔틀 유지 플레이트(24)를 (-X) 방향으로 이동시켜, 도 16 중의 (b)란에 나타내는 바와 같이, 비워진 기판용 셔틀(25R)을 중간 위치(XP24)에 위치 결정한다(8-7).

C-9. 전사(단계 S9)

도 17 중의 (a)란의 「단계 S9」에 나타내는 바와 같이, 여기에서는, 블랭킷 두께가 계측되어, 정밀 얼라이먼트가 더 실행된 후에, 전사 처리가 실행된다. 즉, 도 17 중의 (a)란의 「단계 S9」에 나타내는 바와 같이, 패터닝 처리(단계 S5)의 서브 단계(5-1∼5-3)와 마찬가지로 하여, 블랭킷(BL)의 두께가 계측된다(9-1∼9-3). 또한, 이와 같이 패터닝 직전뿐만 아니라, 전사 직전에 있어서도 블랭킷(BL)의 두께를 계측하는 주된 이유는 블랭킷(BL)의 일부가 팽윤함으로써 블랭킷(BL)의 두께가 경시 변화되기 때문에, 전사 직전으로의 블랭킷 두께를 계측함으로써 고정밀의 전사 처리를 행하는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 제1 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 소정 방향으로 회전시켜, 흡착 플레이트(37)를 아래쪽 방향 (-Z)으로 하강시켜 기판(SB)을 블랭킷(BL)의 근방으로 이동시킨다. 또한, 제2 스테이지 승강 모터(M32)가 회전축을 회전시켜, 좁은 피치로 흡착 플레이트(37)를 승강시켜 연직 방향(Z)에서의 기판(SB)과 블랭킷(BL)의 간격, 즉 갭량을 정확하게 조정한다(9-4). 이 갭량에 관하여는, 기판(SB) 및 블랭킷(BL)의 두께 계측 결과에 기초하여 제어부(6)에 의해 결정된다. 다음의 서브 단계(95)에서는, 패터닝(단계 S5)과 마찬가지로, 누름부재(71)에 의한 블랭킷(BL)의 주연부의 압착을 행한다.

이와 같이 하여, 기판(SB)과 블랭킷(BL)은 모두 프리얼라이먼트 되고, 또한 전사 처리에 적절한 간격만큼 이간되어 위치 결정되지만, 블랭킷(BL)에 형성된 패터닝층을 기판(SB)에 정확하게 전사하기 위해서는 양쪽을 정밀하게 위치 조제할 필요가 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 서브 단계(9-6∼9-8)이 실행된다(정밀 얼라이먼트).

여기에서는, 얼라이먼트부(4)의 Z축 구동모터(M45a∼45d)가 작동하여 각 촬상유닛(45a∼45d)로 블랭킷(BL)에 패터닝된 얼라이먼트 마크에 대하여 초점이 맞도록 핀트(pint) 조정이 실행된다(9-6). 그리고, 각 촬상유닛(45a∼45d)로 촬상되는 화상이 제어부(6)의 화상 처리부(65)에 출력된다(9-7). 그리고, 그러한 화상에 기초하여 제어부(6)는 기판(SB)에 대하여 블랭킷(BL)을 위치 맞춤하기 위한 제어량을 구하고, 또한 얼라이먼트부(4)의 X축 구동모터(M42, M44) 및 Y축 구동모터(M41, M43)의 동작 지령을 작성한다. 그리고, X축 구동모터(M42, M44) 및 Y축 구동모터(M41, M43)가 상기 제어 지령에 따라 작동하여 흡착 플레이트(51)를 수평 방향으로 이동시키는 것과 함께 연직 방향(Z)으로 뻗는 가상 회전축 둘레로 회전시켜 블랭킷(BL)을 기판(SB)에 정밀하게 위치 조제한다(9-8).

그리고, 밸브(V51, V52)가 동작하여 흡착 플레이트(51)와 블랭킷(BL)사이에 에어를 부분적으로 공급하여 블랭킷(BL)을 부분적으로 팽창시킨다. 이 부상(浮上) 부분이 상측 스테이지부(3)에 유지된 기판(SB)에 압착된다(9-9). 그 결과, 도 17 중의 (b)란에 나타내는 바와 같이, 블랭킷(BL)이 기판(SB)에 밀착된다. 이에 의해, 블랭킷(BL)측의 패턴층이 기판(SB)의 하면의 패턴과 정밀하게 위치 조제해 되면서, 기판(SB)에 전사된다.

C-10. 기판 박리(단계 S10)

도 18 중의 (a)란의 「단계 S10」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(10-1)∼(10-5)를 실행한다. 즉, 판 박리(단계 S6)와 마찬가지로, 블랭킷(BL)로부터의 기판(SB)의 박리(10-1), 제전위치에의 기판(SB)의 위치 결정(10-2), 누름부재(71)에 의한 블랭킷(BL)의 압착 해제(10-3), 제전(10-4)을 실행한다. 그 후, 제1 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 회전시켜, 도 18 중의 (b)란에 나타내는 바와 같이, 기판(SB)을 흡착 유지한 채로 흡착 플레이트(37)가 초기 위치(반송 위치보다 비싼 위치)까지 상승한다(10-5).

C-11. 기판 퇴피(단계 S11)

도 19 중의 (a)란의 「단계 S11」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(11-1)∼(11-4)를 실행한다. 즉, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (＋X) 방향으로 이동시킨다(11-1). 이에 의해, 기판용 셔틀(25R)이 기판 흡착 위치(XP23)로 이동하여 위치 결정된다.

한편, 제1 스테이지 승강모터(M31)가 회전축을 회전시켜, 기판(SB)을 흡착 유지한 채로 흡착 플레이트(37)를 기판용 셔틀(25R)의 핸드(252, 252)를 향하여 하강시킨다. 그 후, 밸브(V31, V32)가 폐쇄디고, 이에 의해 흡착홈(371) 및 흡착패드(38)에 의한 기판(SB)의 흡착이 해제된다(11-2). 그리고, 제1 스테이지 승강 모터(M31)가 회전축을 역회전시켜, 흡착 플레이트(37)를 초기 위치까지 상승시킨다(11-3). 그 후, 셔틀 수평 구동모터(M21)가 회전축을 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (-X) 방향으로 이동시켜 해당 기판(SB)을 유지한 채로 기판용 셔틀(25R)을 중간 위치(XP24)로 이동시켜 위치 결정한다(11-4).

C-12. 블랭킷 취출(단계 S12)

도 19 중의 (a)란의 「단계 S12」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(12-1)∼(12-6)를 실행한다. 즉, 밸브(V51, V52)가 동작하여 흡착 플레이트(51)에 의한 블랭킷(BL)의 흡착을 해제한다(12-1). 그리고, 핀 승강 실린더(CL51)가 동작하여 리프트 플레이트(551)를 상승시켜, 사용이 끝난 블랭킷(BL)을 흡착 플레이트(51)로부터 연직 상방으로 들어 올린다(12-2).

다음으로, 블랭킷용 셔터 구동 실린더(CL13)가 동작하여, 블랭킷용 셔터 (도시 생략)를 이동시켜 해당 셔터를 개방한다(12-3). 그리고, 블랭킷 반송 로봇이 장치(100)에 액세스하여 사용이 끝난 블랭킷(BL)을 리프트 핀(552)의 정부로부터 수취하여, 장치(100)로부터 퇴피한다(12-4). 이것에 이어서, 블랭킷용 셔터 구동 실린더(CL13)가 동작하여, 블랭킷용 셔터를 이동시켜 해당 셔터를 폐쇄한다(12-5). 또한, 핀 승강 실린더(CL51)가 동작하여 리프트 플레이트(551)를 하강시켜, 리프트 핀(552)을 흡착 플레이트(51)보다 아래쪽 방향 (-Z)으로 하강시킨다(12-6).

C-13. 판 취출(단계 S13)

도 19 중의 (a)란의 「단계 S13」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(13-1)∼(13-5)를 실행한다. 즉, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜, 셔틀유지 플레이트(24)가 (＋X) 방향으로 이동한다(13-1). 이에 의해, 판용 셔틀(25L)이 판 주고받기 위치(XP21)로 이동하여 위치 결정된다. 또한, 판용 셔터 구동 실린더(CL11)가 동작하여, 셔터(18)를 개방한다(13-2). 그것에 이어서, 제어부(6)로부터의 동작 지령에 따라 판용 반입출유닛이 사용이 끝난 판(PP)을 인쇄장치(100)으로부터 취출한다(13-3). 이와 같이 하여 판(PP)의 반출이 완료되면, 상기 밸브의 개폐 상태를 원래대로 되돌림으로써 판용 셔터 구동 실린더(CL11)가 역방향으로 작동하여 판용 셔터(18)을 원래의 위치로 되돌려 셔터(18)를 폐쇄한다(13-4). 그리고, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜 셔틀 유지 플레이트(24)를 (-X) 방향으로 이동시켜, 판용 셔틀(25L)을 중간 위치(XP22)에 위치 결정한다(13-5).

C-14. 기판 취출(단계 S14)

도 19 중의 (a)란의 「단계 S14」에 나타내는 바와 같이, 서브 단계(14-1)∼(14-5)를 실행한다. 즉, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜, 셔틀 유지 플레이트(24)를 (-X) 방향으로 이동시킨다(14-1). 이에 의해, 기판용 셔틀(25R)이 기판 주고받기 위치(XP25)로 이동하여 위치 결정된다. 또한, 기판용 셔터 구동 실린더(CL12)가 동작하여, 셔터(19)를 개방한다(14-2). 그것에 이어서, 제어부(6)로부터의 동작 지령에 따라 기판용 반입출유닛이 전사 처리를 받은 기판(SB)을 인쇄장치(100)로부터 취출한다(14-3). 이와 같이 하여 기판(SB)의 반출이 완료되면, 기판용 셔터 구동 실린더(CL12)가 역방향으로 작동하여 기판용 셔터(19)를 원래의 위치로 되돌려 셔터(19)를 폐쇄한다(14-4). 그리고, 셔틀 수평 구동 모터(M21)가 회전축을 회전시켜 셔틀 유지 플레이트(24)를 (＋X) 방향으로 이동시켜, 기판용 셔틀(25R)을 중간 위치(XP24)에 위치 결정한다(14-5). 이것에 의하여, 인쇄장치(100)는 도 19 중의 (b)란에 나타내는 바와 같이, 초기 상태로 복귀된다.

D. 블랭킷의 두께 계측 및 갭 제어

그런데, 상기한 인쇄장치에서는, 본 발명의 「담지체」로서, 유리 기판의 상면에 실리콘 고무층을 형성한 블랭킷(BL)을 사용하고 있고, 실리콘 고무층 위에 도포층 및 패턴층이 형성된다. 따라서, 블랭킷(BL)을 사용하고 있는 동안에, 실리콘 고무층이 팽윤하고, 그 결과, 블랭킷(BL)의 두께가 경시적으로 변화된다. 따라서, 상기 실시형태에서는, 도포층의 패터닝 처리(상기 서브단계 「5-4」)의 직전에 블랭킷(BL)의 두께(제1 담지체 두께)를 계측하고, 또 패턴층의 기판(SB)에의 전사처리(서브 단계 「94」)의 직전에도 블랭킷(BL)의 두께(제2 담지체 두께)를 계측하고, 이러한 계측 결과를 이용하여 블랭킷(BL)과 판(PP) 및 기판(SB)과의 간격 조정(갭 제어)을 행하고 있다. 이하, 도 20을 참조하면서, 블랭킷의 두께 계측 및 갭 제어에 관하여 상세히 설명한다.

도 20은 블랭킷의 두께 계측 및 갭 제어 동작을 나타내는 도면이며, 상기 실시형태의 단계 S5로부터 단계 S9의 도중 (서브 단계 「9-4」)까지의 동작을 모식적으로 나타내고 있다. 프리얼라이먼트된 판(PP)이 흡착 플레이트(37)에 흡착 유지되고, 또한 프리얼라이먼트된 블랭킷(BL)이 흡착 플레이트(51)에 흡착 유지되어 패터닝 처리의 준비가 완료된 시점에서는, 도 20중의 (a)에 나타내는 바와 같이, 흡착 플레이트(37, 51)는 서로 연직 방향(Z)으로 스테이지 사이 갭(Gst)만큼 이간되어 있다. 이 이간 상태에서, 블랭킷 두께 계측센서(SN51)가 센서 수평 구동 실린더(CL52)(도 8)에 의해 블랭킷(BL)의 연직 위쪽 위치, 즉 계측 위치로 이동되게 된다. 그리고, 블랭킷 두께 계측센서(SN51)가 블랭킷(BL)의 두께에 관련되는 정보를 제어부(6)에 출력하고, 이에 의해 블랭킷(BL)의 두께(제1 담지체 두께)가 계측된다.

이렇게 하여 계측이 완료되면, 블랭킷 두께 계측센서(SN51)가 센서 수평 구동 실린더(CL52)에 의해 퇴피 위치, 즉 흡착 플레이트(37, 51)로부터 (-X) 방향으로 멀어진 위치로 복귀된다.

여기서, 제1 담지체 두께(Tb1), 판(PP)의 두께(Tp), 스테이지 사이 갭(Gst), 및 실제 갭(Gbp)(= 블랭킷(BL)과 판(PP)과의 간격)은 다음의 관계,

Gbp = Gst­Tp­Tbl

를 갖고 있다. 따라서, 그 블랭킷(BL) 위의 도포층(CT)을 판(PP)으로 패터닝하는데 적합한 실제 갭(Gbp)을 얻을 수 있도록, 제어부(6)는 흡착 플레이트(37)의 하강량을 구하고, 그 하강량만큼 흡착 플레이트(37)를 하강시켜 스테이지 사이 갭(Gst)을 제어한다(도 20중의 (b)). 이에 의해, 블랭킷(BL)의 두께가 변화되었더라도, 항상 적정한 실제 갭(Gbp)을 얻을 수 있다. 또한, 스테이지 사이 갭(Gst)을 상시 모니터하면서 흡착 플레이트(37)의 하강 동작을 제어해도 좋다. 또한, 상측 스테이지부(3)에 의한 흡착 플레이트(37)의 승강 이동이 안정되어 있어, 재현성이 확보되어 있는 경우에는, 스테이지 사이 갭(Gst)을 모니터하는 일 없이 흡착 플레이트(37)를 하강시켜도 좋다.

이렇게 하여 판(PP)의 위치 결정이 완료되면, 판(PP)과 블랭킷(BL)은 소망하는 실제 갭(Gbp)으로 서로 마주보고 있다. 이 상태에서 가압 전사가 행해져서 도포층(CT)이 판(PP)의 패턴(PT)에 의해 패터닝되어 패턴(PT)의 반전 패턴을 갖는 패턴층(PL)이 블랭킷(BL) 위에 형성된다.

그리고, 패터닝 처리가 완료되면, 상기한 바와 같이 판 박리(단계 S6), 판 퇴피(단계 S7) 및 기판 흡착(단계 S8)이 실행된다(도 20중의 (c)). 이러한 처리를 실행하고 있는 동안에 블랭킷(BL), 특히 실리콘 고무층이 팽윤하여 블랭킷(BL)의 두께가 변화되는 경우가 있다. 예를 들면 도 20중의 (d)에서는, 블랭킷(BL)의 두께가 증대되어 있다. 이 경우, 패터닝 처리의 직전에 계측한 제1 담지체 두께(Tb1)를 그대로 이용하여 스테이지 사이 갭(Gst)을 제어하여 기판(SB)을 흡착 유지하고 있는 흡착 플레이트(37)를 하강시키면, 블랭킷(BL)과 기판(SB)과의 실제 갭(Gbs)이 소망 값으로부터 벗어나 버린다.

따라서, 본 실시형태에서는, 전사처리의 직전에 있어도, 패터닝 처리의 직전에 행한 것과 같은 두께 계측 및 갭 제어를 행하고 있다. 즉, 도 20중의 (d)에 나타내는 바와 같이, 블랭킷 두께 계측센서(SN51)가 패턴층(PL)을 갖는 블랭킷(BL)의 연직 위쪽 위치(계측 위치)로 이동되게 되어, 그 블랭킷(BL)의 두께(제2 담지체 두께)(Tb2)가 계측된다. 그리고, 그 블랭킷(BL) 위의 패턴층(PL)을 기판(SB)에 전사하는데 적합한 실제 갭(Gbs)을 얻을 수 있도록, 제어부(6)는 제2 담지체 두께(Tb2)에 기초하여 흡착 플레이트(37)의 하강량을 구하고, 그 하강량만큼 흡착 플레이트(37)를 하강시켜 스테이지 사이 갭(Gst)을 제어한다(도 20중의 (e)). 이에 의해, 블랭킷(BL)의 두께가 변화되었더라도, 항상 적정한 실제 갭(Gbs)을 얻을 수 있다. 또한, 도 20중의 부호 Ts는 기판(SB)의 두께이다.

이렇게 하여 기판(SB)의 위치 결정이 완료되면, 블랭킷(BL)과 기판(SB)은 소망하는 실제 갭(Gbs)으로 서로 마주보고 있고, 이 상태에서 가압 전사를 하여 패턴층(PL)이 기판(SB)에 전사된다.

이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 블랭킷(BL)과 판(PP)이나 기판(SB)을 서로 마주 보게 한 상태에서 블랭킷(BL)의 일부를 판(PP)이나 기판(SB)에 가압 접촉시키는 타이밍마다, 갭 조정이 행해진다. 즉, 블랭킷 두께가 달라졌더라도, 패터닝 직전 및 전사 직전에, 블랭킷(BL)의 두께를 실측하고, 그 실측값(제1 담지체 두께나 제2 담지체 두께)에 기초하여 블랭킷(BL)과 판(PP) 및 기판(SB)과의 실제 갭(Gbp, Gbs)이 소망 값으로 되도록 조정하고 있다. 이 때문에, 블랭킷(BL)의 두께 변화에 관계없이 블랭킷(BL)을 이용하여 고정밀의 인쇄를 안정되게 행할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 흡착 플레이트(37) 및 흡착 플레이트(51)가 각각 본 발명의 「 제1 유지수단」 및 「 제2 유지수단」의 일례에 상당하며, 흡착 플레이트(37)를 연직 방향(Z)으로 이동시키도록 구성된 상측 스테이지부(3)가 본 발명의 「이동수단」으로서 기능하고 있다. 또한, (-Z) 방향 및 (＋Z) 방향이 각각 본 발명의 「제1 방향」 및 「제2 방향」의 일례에 상당한다. 또한, 블랭킷 두께 계측센서(SN51)가 본 발명의 「센서」의 일례에 상당함과 함께, 센서 수평 구동 실린더(CL52) 및 슬라이드 플레이트(562)가 본 발명의 「센서이동기구」의 일례에 상당하며, 이들을 갖는 블랭킷 두께 계측부(56)가 본 발명의 「계측수단」의 일례에 상당한다.

E. 기타

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 한에서 상술한 것에 대하여 여러 가지의 변경을 가하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 흡착 플레이트(37)에 의해 판(PP) 및 기판(SB)을 교대로 흡착 유지하고 있지만, 판(PP)를 유지하는 판용 유지수단과 기판(SB)을 유지하는 기판용 유지수단을 개별적으로 설치해도 좋다.

또한, 판(PP) 및 기판(SB)의 유지는 흡착 방식에 한정되는 것은 아니다.

또한, 흡착 플레이트(51)를 연직 방향(Z)으로 이동시키는 이동기구를 설치하고, 흡착 플레이트(37)를 고정하면서 흡착 플레이트(51)을 연직 방향(Z)으로 이동시켜 갭 조정을 행해도 좋다. 혹은 양 흡착 플레이트(37, 51)를 연직 방향(Z)으로 이동시켜 갭 조정을 행해도 좋다. 즉, 흡착 플레이트(37, 51) 중 적어도 한쪽을 (-Z) 방향 및(＋Z) 방향으로 이동시킴으로써 실제 갭(Gbp, Gbs)을 조정하도록 구성해도 좋다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은 블랭킷 위의 도포층을 판으로 패터닝함으로써 형성되는 패턴층을 기판에 전사하는 인쇄장치 및 인쇄방법 전반에 적용할 수 있다.

3 … 상측 스테이지부(이동수단)
6 … 제어부(제어수단)
37 … 흡착 플레이트(제1 유지수단)
51 … 흡착 플레이트(제2 유지수단)
56 … 블랭킷 두께 계측부
562 … 슬라이드 플레이트(센서이동기구)
BL … 블랭킷
CL52 … 센서 수평 구동 실린더(센서이동기구)
CT … 도포층
PL … 패턴층
PP … 판
SB … 기판
SN51 … 블랭킷 두께 계측센서

Claims (4)

1. 담지체에 담지되는 도포층과 판(版)을 서로 마주 보게 하여 배치되는 상기 담지체의 일부를 상기 판에 가압 맞닿게 함으로써 상기 도포층을 패터닝하여 상기 담지체 위에 패턴층을 형성한 후, 상기 담지체 위의 상기 패턴층과 기판을 서로 마주 보게 하여 배치되는 상기 담지체의 일부를 상기 기판에 가압 맞닿게 하여 상기 패턴층을 상기 기판에 전사하는 인쇄장치로서,
   상기 담지체의 두께를 계측하는 계측수단과,
   상기 담지체에 대하여 상기 판 및 상기 기판을 상대적 이동시키는 이동수단과,
   상기 도포층의 패터닝 직전에, 상기 계측수단에 의해 상기 도포층을 담지하는 담지체의 두께를 계측하여 제1 담지체 두께를 구함과 함께 상기 제1 담지체 두께에 기초하여 상기 이동수단을 제어하여 상기 도포층을 담지하는 상기 담지체와 상기 판과의 간격을 조정하고, 상기 패턴층의 전사 직전에, 상기 계측수단에 의해 상기 패턴층을 담지하는 담지체의 두께를 계측하여 제2 담지체 두께를 구함과 함께 상기 제2 담지체 두께에 기초하여 상기 이동수단을 제어하여 상기 패턴층을 담지하는 상기 담지체와 상기 기판과의 간격을 조정하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 판 및 상기 기판을 교대로 유지하는 제1 유지수단과,
   상기 제1 유지수단으로부터 제1 방향으로 이간하여 배치되어 상기 담지체를 유지하는 제2 유지수단을 더 구비하고,
   상기 이동수단은 상기 제1 유지수단 및 상기 제2 유지수단 중 적어도 한쪽을 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 계측수단은 상기 제2 유지수단으로부터 상기 제2 방향으로 멀어진 계측 위치로부터 상기 담지체의 두께를 계측하는 센서와, 상기 제1 유지수단 및 상기 제2 유지수단의 양쪽 모두로부터 멀어진 퇴피 위치 및 상기 계측 위치 사이에서 상기 센서를 이동시키는 센서이동기구를 갖고,
   상기 제어수단은 상기 센서이동기구를 제어함으로써, 상기 담지체의 두께를 계측할 때에는 상기 센서를 상기 센서이동기구에 의해 상기 계측 위치로 이동시켜 위치 결정하고,
   상기 도포층의 패터닝 및 상기 패턴층의 전사를 행할 때에는 상기 센서를 상기 센서이동기구에 의해 상기 퇴피 위치로 이동시켜 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
4. 담지체에 담지되는 도포층과 판을 서로 마주 보게 하여 배치되는 상기 담지체의 일부를 상기 판에 가압 맞닿게 함으로써 상기 도포층을 패터닝하여 상기 담지체 위에 패턴층을 형성하는 패터닝 공정과,
   상기 담지체 위의 상기 패턴층과 기판을 서로 마주 보게 하여 배치되는 상기 담지체의 일부를 상기 기판에 가압 맞닿게 하여 상기 패턴층을 상기 기판에 전사하는 전사공정을 구비하고,
   상기 패터닝 공정은 상기 도포층의 패터닝 직전에, 상기 도포층을 담지하는 상기 담지체의 두께를 계측하여 제1 담지체 두께를 구함과 함께 상기 제1 담지체 두께에 기초하여 상기 도포층을 담지하는 상기 담지체와 상기 판과의 간격을 조정하고,
   상기 전사공정은 상기 패턴층의 전사 직전에, 상기 패턴층을 담지하는 상기 담지체의 두께를 계측하여 제2 담지체 두께를 구함과 함께 상기 제2 담지체 두께에 기초하여 상기 패턴층을 담지하는 상기 담지체와 상기 기판의 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 인쇄방법.

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