KR20140083943A - 인쇄 장치, 인쇄 방법 및 그 인쇄 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

Abstract

본발명은 피인쇄 기판상에서 전사 롤러를 회전시키는 것에 의해서 피인쇄 기판에 패턴을 인쇄할 때에, 피인쇄 기판과 전사 롤러의 접촉 상태가 변동하여 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지하고, 높은 치수 정밀도로 패턴을 인쇄할 수 있는 인쇄 장치를 제공한다. 상기 인쇄 장치는 전사 롤러(3)와, 피인쇄 기판(11)을 유지하는 유지 기구(5)를 구비하여, 유지 기구(5)가 유지하고 있는 피인쇄 기판(11)상에서 전사 롤러(3)를 회전시키는 것에 의해서, 전사 롤러(3)에 형성되어 있는 인쇄 패턴을 피인쇄 기판(11)에 인쇄하고, 또한, 피인쇄 기판(11) 상에서 전사 롤러(3)를 회전시킬 때에, 피인쇄 기판(11) 상에 인쇄된 패턴의 위치 정보에 기초하여, 전사 롤러(3)를 피인쇄 기판(11)이 압입하는 압입량을 조정하는 것에 의해서, 전사 롤러(3)에 형성되어 있는 인쇄 패턴을, 전사 롤러(3)가 회전하는 방향을 따라 신축시키는 조정 기구(5a)를 갖는다.

Description

인쇄 장치, 인쇄 방법 및 그 인쇄 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{PRINTING DEVICE, PRINTING METHOD AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM STORING PROGRAM FOR EXECUTING THE PRINTING METHOD}

본 발명은 인쇄 장치, 인쇄 방법 및 그 인쇄 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다

액정 디스플레이 등의 디바이스의 패턴을 유리 기판이나 필름 기판 등 위에 형성하는 하나의 방법으로서, 인쇄 방법이 제안되어 있다. 이러한 디바이스의 패턴은, 예를 들면, 액정 디스플레이의 화소의 미세화에 수반해서 높은 치수 정밀도가 요구되고 있고, 높은 치수 정밀도를 갖는 패턴을 인쇄할 수 있는 인쇄 방법으로서, 반전(反轉) 인쇄법이 제안되어 있다 (예를 들면, 특허문헌 1 참조).

이 반전 인쇄법에 의한 인쇄 방법으로서, 롤러 전사 통체를 이용하는 것이 있다. 롤러 전사 통체를 이용하는 상기 인쇄 방법은, 예를 들면, 실리콘 수지를 표면으로 하는 롤러 전사 통체 면에 잉크를 도포해서 도포면을 형성하는 도포 공정과, 도포 공정을 경유한 롤러 전사 통체를, 소정의 형상으로 볼록부가 형성된 볼록판인 마스터판 상에서 회전시켜서, 마스터판의 볼록부에 대응하는 도포면의 잉크를 전사 제거하는 제거 공정과, 도포면에 남아 있는 잉크를 피인쇄 기판인 워크판에 전사하는 전사 공정을 갖는다 (예를 들면, 특허문헌 2 참조).

이러한 롤러 전사 통체를 이용한 반전 인쇄법에서는 유리 기판이나 필름 기판 등으로 이루어지는 마스터판과 롤러 전사 통체를 상대적으로 이동시키면서, 마스터판 상에서 롤러 전사 통체를 회전시키는 것에 의해서, 마스터판의 패턴을 롤러 전사 통체에 전사한다. 이어서, 유리 기판이나 필름 기판 등으로 이루어지는 워크판과 롤러 전사 통체를 상대적으로 이동시키면서, 워크판 상에서 롤러 전사 통체를 회전시키는 것에 의해서, 롤러 전사 통체에 전사되어 있는 패턴을 워크판에 전사한다. 그 때문에, 포토리소그래피(photolithography)법에 의해 형성되는 패턴과 동등한 치수 정밀도를 용이하게 얻을 수 있다.

일본 특허공개공보 평성4-279349호 일본 특허공보 제3689536호

그런데, 상기한 바와 같은 반전 인쇄법에는 이하와 같은 문제가 있다.

롤러 전사 통체를 이용한 반전 인쇄법은 종전의 인쇄 방법에 비하면, 포토리소그래피법과 동등한 치수 정밀도를 용이하게 얻을 수 있다. 그러나, 롤러 전사 통체에 도포된 잉크에서 불필요 부분을 전사 제거하는 마스터판에 형성되어 있는 패턴의 치수 정밀도에 비하면, 롤러 전사 통체에 형성된 패턴이 전사되는 것에 의해 워크판에 인쇄되는 패턴의 치수 정밀도가 저하하는 문제가 있다.

마스터판 또는 워크판 상에서 롤러 전사 통체가 회전할 때에, 예를 들면, 인쇄 장치의 각 부의 치수 공차, 덜컹거림 등에 의해, 마스터판 또는 워크판과 롤러 전사 통체의 접촉 상태가 변동될 우려가 있다. 그 결과, 워크판에 인쇄되는 패턴의 치수 정밀도가 저하하고, 인쇄되는 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋날 우려가 있다.

또한, 상기한 과제는 롤러 전사 통체, 마스터판 및 워크판을 이용하여 반전 인쇄법에 의해 인쇄하는 경우에 한정되지 않고, 롤러 전사 통체를 포함하는 전사 롤러에 형성된 인쇄 패턴을 피인쇄 기판에 인쇄하는 경우에도 공통되는 과제이다.

본 발명은 상기의 점을 감안해서 이루어진 것으로서, 피인쇄 기판 상에서 전사 롤러를 회전시키는 것에 의해서 피인쇄 기판에 패턴을 인쇄할 때에, 피인쇄 기판과 전사 롤러의 접촉 상태가 변동해서 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지하고, 높은 치수 정밀도로 패턴을 인쇄할 수 있는 인쇄 장치 및 인쇄 방법을 제공한다.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 다음에 설명하는 수단을 강구한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 전사 롤러와, 피인쇄 기판을 유지하는 유지 기구를 구비하고, 상기 유지 기구가 유지하고 있는 상기 피인쇄 기판 상에서 상기 전사 롤러를 회전시키는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 인쇄 패턴을 상기 피인쇄 기판에 인쇄하는 인쇄 장치에 있어서, 상기 피인쇄 기판 상에서 상기 전사 롤러를 회전시킬 때에, 상기 피인쇄 기판 상에 이미 인쇄된 인쇄 패턴의 위치 정보에 기초하여, 상기 전사 롤러를 상기 피인쇄 기판이 압입하는 압입량(pressing amount)을 조정하는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 상기 인쇄 패턴을, 상기 전사 롤러가 회전하는 방향을 따라 신축시키는 조정 기구를 갖는 인쇄 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 유지 기구가 유지하고 있는 피인쇄 기판 상에서 전사 롤러를 회전시키는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 인쇄 패턴을 상기 피인쇄 기판에 인쇄하는 인쇄 방법에 있어서, 상기 피인쇄 기판 상에서 상기 전사 롤러를 회전시킬 때에, 상기 피인쇄 기판 상에 이미 인쇄된 인쇄 패턴의 위치 정보에 기초하여, 상기 전사 롤러를 상기 피인쇄 기판이 압입하는 압입량을 조정하는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 상기 인쇄 패턴을, 상기 전사 롤러가 회전하는 방향을 따라 신축시키는 조정 공정을 갖는 인쇄 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 피인쇄 기판 상에서 전사 롤러를 회전시키는 것에 의해서 피인쇄 기판에 패턴을 인쇄할 때에, 피인쇄 기판과 전사 롤러의 접촉 상태가 변동해서 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지하고, 높은 치수 정밀도로 패턴을 인쇄할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 따른 인쇄 장치의 개략의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2a~2c는 제 1 실시형태에 따른 인쇄 장치의 동작을 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 3a~3b는 마크 검출기의 개략 구조를 나타내는 단면도 및 CCD 검출기에 의해 얻어진 화상 정보의 예를 나타내는 도면이다.
도 4a~4b는 기판 변형 왜곡 계측기에 의해 계측된 변형 왜곡 맵의 일예를 나타내는 도면이다.
도 5는 롤러 전사 통체와 마스터판 또는 워크판의 접촉 상태를 확대해서 나타내는 도면이다.
도 6은 압입량 h와 축소율 d/D의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 제 1 실시형태에 따른 인쇄 방법에 있어서의 각 공정의 수순을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a~8c는 워크판에 인쇄된 패턴(실선)을 설계 치수대로의 패턴(파선)과 함께 나타낸 도면이다.
도 9는 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 따른 인쇄 방법에 있어서의 각 공정의 수순을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 따른 인쇄 방법에 있어서의 각 공정의 수순을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 인쇄 장치 조정용의 마스터판의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 12a~12b는 제 2 실시형태에 따른 인쇄 장치의 신축 기구의 분해 사시도이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면과 함께 설명한다.

(제 1 실시형태)

우선, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 인쇄 장치에 대해 설명한다. 본 실시형태에 따른 인쇄 장치는 유지 기구가 유지하고 있는 피인쇄 기판 즉 워크판 상에서 롤러 전사 통체를 회전시키는 것에 의해서, 롤러 전사 통체에 형성되어 있는 인쇄 패턴을 워크판에 인쇄하는 것이다. 또한, 롤러 전사 통체는 본 발명에 있어서의 전사 롤러에 해당한다.

도 1은 본 실시형태에 따른 인쇄 장치(1)의 개략의 구성을 나타내는 사시도이다.

인쇄 장치(1)는 1개의 롤러 전사 통체(3)를 구비하고 있다. 인쇄 장치(1)의 본체(9)에는 연결된 테이블(4, 5)이 이동 가능하게 설치되어 있다. 테이블(4) 상에는 마스터판(master plate)(판(板)형상체의 판(版))(10)이 탑재된다. 또한, 테이블(5) 상에는 워크판(work plate)(판형상체의 필름)(11)이 탑재된다.

마스터판(10)은 평판형상으로 워크판(11)에 인쇄되는 패턴의 반전 패턴이 형성된 볼록판으로 되어 있다. 마스터판(10)은 테이블(4) 상에 고정된 상태로 유지되어 있다. 마스터판(10)은 전체에 잉크가 도포된 롤러 전사 통체(3) 상에서, 반전 패턴에 대응한 잉크를 전사시켜 제거 한다.

워크판(11)은 유리 기판이나 필름 기판으로 이루어지는 평판형상의 피인쇄물이며, 롤러 전사 통체(3)로부터 인쇄 패턴에 대응한 잉크가 전사된다. 워크판(11)은 테이블(5) 상에 고정된 상태로 유지되어 있다. 또한, 테이블(5)은 본 발명에 있어서의 유지 기구에 해당한다.

롤러 전사 통체(3)는, 도 2a~2c를 이용하여 후술하는 바와 같이, 예를 들면, 실리콘으로 이루어지는 발수성 블랭킷(blanket)(16)이 외주에 감긴 블랭킷 통체이어도 좋다. 또한, 롤러 전사 통체(3)는 도 5를 이용하여 후술하는 바와 같이, 금속제의 모재(母材)(31), 예를 들면, 폴리우레탄으로 이루어지는 탄성재(32), 잉크가 도포되는, 예를 들면, 실리콘 수지로 이루어지는 수지 시트(33)에 의해 구성되어 있어도 좋다. 이 때, 수지 시트(33)가 발수성 블랭킷(16)에 해당한다.

롤러 전사 통체(3)는 그 회전축 RC가 브래킷(bracket)(13)에 고정된 축받이로 지지되어 있다. 롤러 전사 통체(3)의 양측에는 브래킷(13)과의 사이에 피니언(pinion)(12)이 부착되고, 후술하는 클러치(clutch)(7)로 회전축 RC와 연동/비연동으로 움직이도록 되어 있다. 본체(9)에는 피니언(12)과 맞물림 가능한 랙(rack)(2)이 마련되어 있다. 브래킷(13) 전체는 상하 기구(14)에 의해 상하 이동한다. 이에 따라, 랙(2)과 피니언(12)이 맞물림, 이간, 분리의 세 가지 상태 중 하나를 선택할 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 랙(2), 피니언(12)을 롤러 전사 통체(3)의 양측에 설치해도 좋다. 이에 따라, 랙(2), 피니언(12)의 덜컹거림을 줄일 수 있고, 마스터판(10) 또는 워크판(11)과 롤러 전사 통체(3)를 위치 맞춤할 때의 위치 맞춤 정밀도를 향상시킬 수 있다. 롤러 전사 통체(3)의 일단에는 브래킷(13)에 고정된 회전 구동용의 구동부(6)가 연결되어 있고, 롤러 전사 통체(3)의 타단에는 클러치(7)가 부착되어 있다. 이 클러치(7)를 연결하면 롤러 전사 통체(3)와 피니언(12)이 연동해서 회전하고, 클러치(7)를 차단하면 롤러 전사 통체(3)만이 회전하도록 되어 있다. 또한, 브래킷(13)에는 롤러 전사 통체(3)의 표면에 잉크를 도포하기 위한 잉크 도포기(8)도 고정되어 있다.

본체(9) 상에는 랙(2)과 평행한 직선 축받이의 리니어 가이드(linear guide)(15)가 고정되고, 리니어 가이드(15)의 상에서 서로 연결된 테이블(4, 5)이 이동 자유롭게 고정되어 있다. 또한, 피니언(12)의 아래에도 직선 슬라이드 축받이가 설치되고 테이블(4, 5)의 강성이 저하하지 않도록 하고 있다.

테이블(4, 5)에는 그 위에 각각 탑재된 마스터판(10)과 워크판(11)을 X, Y, Z방향, 및 각 X, Y, Z축 주위의 회전 θ, Υ, Ψ방향으로 이동 가능한 6축 구동기구(4a, 5a)가 조립되어 있다. 이 6축 구동기구(4a, 5a)에 의해, 롤러 전사 통체(3)에 대한 마스터판(10)과 워크판(11) Z방향의 간격, X방향의 어긋남, θ방향의 기울기의 조정, 마스터판(10)과 워크판(11)의 Y방향의 거리를 조정할 수 있다.

또한, 6축 구동기구(4a, 5a)는 본 발명에 있어서의 조정 기구에 해당한다.

도 2a~2c는 본 실시형태에 따른 인쇄 장치(1)의 동작을 설명하기 위한 개략 단면도이다.

우선, 연결한 테이블(4, 5)을 원점(도 1의 테이블 위치의 상태)으로 위치시키고, 마스터판(10), 워크판(11)의 각각을, 테이블(4, 5)의 각각의 소정의 위치에 두고 고정시킨다. 고정은, 예를 들면, 진공 척이나 기계식 고정법 등에 의해 실행할 수 있다.

다음에, 테이블(4, 5)에 조립된 6축 구동기구(4a, 5a)를 동작시키고, 롤러 전사 통체(3)에 대한 마스터판(10)과 워크판(11)의 Z방향의 간격, X방향의 어긋남, θ방향의 기울기, 마스터판(10)과 워크판(11)의 Y방향의 거리 등을 조정한다. 그리고, 롤러 전사 통체(3)의 회전과 동기해서 테이블(4, 5)을 X방향으로 이동시키고, 테이블(4, 5)상을 롤러 전사 통체(3)가 회전할 때에, 테이블(4, 5)상의 마스터판(10), 워크판(11)과, 롤러 전사 통체(3)와의 사이에서 잉크의 전사(인쇄)를 실행할 수 있도록 한다.

상하 기구(14)를 동작시키는 것에 의해서 브래킷(13)을 상승시키고, 피니언(12)과 랙(2)의 톱니가 맞물리지 않도록 완전히 분리한다. 그리고, 클러치(7)를 차단한 상태에서 구동부(6)에 의해 롤러 전사 통체(3)를 회전시켜서, 롤러 전사 통체(3)를 원점에 위치시킨다. 이어서, 도 2a에 나타내는 바와 같이 소정의 위치에서 잉크 도포기(8)를 롤러 전사 통체(3)에 근접시키고, 잉크 도포기(8)의 선단과 롤러 전사 통체(3)의 표면의 간격을 설정값으로 한다. 이 상태에서, 롤러 전사 통체(3)를 회전시키고, 메니스커스법에 의해 롤러 전사 통체(3)의 표면의 필요한 영역에 일정 막두께의 잉크막(17)을 형성한다. 잉크막(17)을 형성한 후에는 잉크 도포기(8)를 소정의 위치까지 되돌린다. 롤러 전사 통체(3)를 더욱 회전시켜 소정의 위치에서 클러치(7)를 접속하고, 상하 기구(14)를 동작시켜 브래킷(13)을 하강시키고, 랙(2)과 피니언(12)을 맞물리게 한다.

그리고, 구동부(6)를 동작시키는 것에 의해서, 롤러 전사 통체(3)를 테이블(4)과 연동시켜 움직인다. 랙(2)과 피니언(12)이 맞물린 상태에서, 롤러 전사 통체(3)의 반경과 피니언(12)의 반경이 일치하므로, 롤러 전사 통체(3)의 외주의 회전속도는 테이블(4)의 이동 속도와 일치한다. 이 때문에, 테이블(4)상의 마스터판(10)은 회전축 RC를 따라 직선형상으로 접촉하는 영역에 있어서, 볼록부(10b)에 의해, 롤러 전사 통체(3)에 도포된 잉크막(17)으로부터 접촉한 잉크를 떼어 내면서, 이동한다. 그 결과, 롤러 전사 통체(3)의 발수성 블랭킷(16)의 표면에는 도 2b에 나타내는 바와 같이, 마스터판(10)에 형성되어 있는 패턴과는 반전된 패턴이 남겨져서, 인쇄 패턴이 형성된다.

다음에, 상하 기구(14)에 의해 브래킷(13)을 상승시켜서, 랙(2)과 피니언(12)의 맞물림을 해제하고, 롤러 전사 통체(3)를 소정의 위치까지 회전시키고, 그 후, 재차 상하 기구(14)에 의해 브래킷(13)을 하강시켜서, 랙(2)과 피니언(12)을 맞물리게 한다. 그리고, 구동부(6)를 동작시키는 것에 의해서, 롤러 전사 통체(3)를 테이블(5)과 연동시켜 움직이고, 도 2c에 나타내는 바와 같이, 발수성 블랭킷(16)상의 잉크를 워크판(11)상에 전사한다.

이러한 동작을 반복하는 것에 의해서, 워크판(11) 상에 패턴을 중첩 인쇄하고, 원하는 구조체를 제작할 수 있다. 워크판(11)에 패턴을 중첩 인쇄할 때에는 먼저 인쇄된 패턴에 대해 위치 맞춤이 실행된다. 마스터판(10)에 위치 맞춤 마크를 형성해 두고, 다른 패턴과 부합하도록, 위치 맞춤 마크도 롤러 전사 통체(3)에 전사된다. 롤러 전사 통체(3)에 전사된 위치 맞춤 마크는 또한 워크판(11)에 전사된다. 워크판(11)에 전사되어 있는 위치 맞춤 마크와, 롤러 전사 통체(3)에 전사되어 있는 위치 맞춤 마크가 일치하도록 제어하면, 정확하게 패턴의 중첩 인쇄를 할 수 있다.

도 3a는 마크 검출기(22)의 개략 구조를 나타내는 단면도이다. 도 3b는 CCD 검출기에 의해 얻어진 화상 정보의 예를 나타내는 도면이다.

또한, 마크 검출기(22) 및 6축 구동기구(4a, 5a)는 본 발명에 있어서의 위치 맞춤 기구에 해당한다.

롤러 전사 통체(3)와 테이블(5)이 접촉하는 근방에는 테이블(5)에 탑재된 워크판(11) 상의 위치 맞춤 마크(AM2)와, 롤러 전사 통체(3)의 표면상의 위치 맞춤 마크(AM1)를 동시에 관찰할 수 있는 마크 검출기(22)가 설치되어 있다. 이 마크 검출기(22)는 스트로보(strobe) 광원(22a)과, 하프 미러(half mirror)(22b)와, CCD(Charge Coupled Device) 검출기(22c)를 구비하고 있다. 그리고, 마크 검출기(22)는 롤러 전사 통체(3)와 테이블(5)이 연동해서 움직이고 있을 때에 각각의 위치 맞춤 마크 (AM1, AM2)의 화상을 촬상하는 것에 의해서 각각의 화상을 관찰할 수 있다.

스트로보 광원(22a)은 이동 중의 물체를 관찰하기 위하여 광을 발광하는 것이다. 스트로보 광원(22a)에 의해 발광된 광은 렌즈(22d)에 의해 평행광으로서 하프 미러(22b)에 입사된다. 하프 미러(22b)에 입사한 광은 2방향으로 분기되고, 한쪽의 광은 하프 미러(22b)에 의해 반사되고 90° 구부러져 롤러 전사 통체(3)로 보내지고, 다른 쪽의 광은 하프 미러(22b)를 투과해서 직진하여, 테이블(5)상의 워크판(11)으로 보내진다. 또한, 롤러 전사 통체(3)로부터의 반사광은 하프 미러(22b)를 투과해서 직진하고, 워크판(11)으로부터의 반사광은 하프 미러(22b)에 의해 반사되어 90° 구부러져서, 2개의 광은 합성된다. 그리고, 합성된 광은 CCD 검출기(22c)로 보내진다.

CCD 검출기(22c)는 하프 미러(22b)에 의해 합성된 광을 수광하는 것에 의해서, 롤러 전사 통체(3)에 형성되어 있는 패턴 중의 위치 맞춤 마크(AM1)의 화상과, 워크판(11)에 형성되어 있는 위치 맞춤 마크(AM2)의 화상을 촬상한다. 구체적으로는 CCD 검출기(22c)가 검출한 검출 신호에 기초하여, 이미지 프로세서(27)에 의해 화상을 합성한다. 그리고, CCD 검출기(22c)에 의해 촬상한 화상에 기초하여, 도시하지 않은 제어부에 의해, 6축 구동기구(5a)의 동작을 제어하여, 워크판(11)과 롤러 전사 통체(3)의 상대적인 위치를 맞춤한다. 또한, CCD 검출기(22c)는 스트로보 광원(22a)이 발광했을 때에만, 롤러 전사 통체(3)에 형성되어 있는 패턴 중의 위치 맞춤 마크 AM1의 화상과, 워크판(11)에 형성되어 있는 위치 맞춤 마크 AM2의 화상을 촬상 하도록 해도 좋다.

미리, 랙(2), 피니언(12) 등에 덜컹거림 등이 없고, 워크판(11)이 테이블(5) 상에 정확하게 위치 맞춤되어 있는 경우에, 양자의 위치 맞춤 마크 AM1, AM2가 CCD 검출기(22c)에 의해 촬상된 화상에 있어서 정확하게 중첩되도록 조정해 둔다. 그러면, 위치 맞춤이 정확하지 않을 때에는 클러치(7)와 랙(2), 피니언(12)에서 발생하는 슬라이드나 덜컹거림 또는 각 부의 치수 공차 등에 의해, 위치 맞춤 마크 AM1이, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 위치 맞춤 마크 AM2의 위치로부터 X, Y방향의 각각으로 ΔX, ΔY 어긋난다.

예를 들면, 테이블(5)에 유지되어 있는 워크판(11)에, 롤러 전사 통체(3)의 표면에 도포되어 있는 잉크를 전사하는 경우를 고려한다. 그러면, 전술한 어긋남량이 테이블 구동 회로(28)에 피드백 되고, 워크판(11)과 롤러 전사 통체(3)가 접촉하기 전에, 6축 구동기구(5a)에 의해, 위치 맞춤 마크 AM1, AM2가 중첩되도록 워크판(11)과 롤러 전사 통체(3)가 위치 맞춤된다. 그 결과, 롤러 전사 통체(3)를 테이블(5)에 유지되어 있는 워크판(11) 상에서 회전시킬 때의, 롤러 전사 통체(3)의 표면의 회전 거리와 워크판(11)의 이동 거리를 동일하게 할 수 있다. 그리고, 워크판(11)과 롤러 전사 통체(3)가 정확하게 위치 맞춤된 상태에서, 롤러 전사 통체(3)의 표면으로부터 잉크를 워크판(11)에 전사해서 인쇄할 수 있다.

도 4a~4b는 기판 변형 왜곡 계측기(23)에 의해 계측된 변형 왜곡 맵의 일예를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4a~4b에 있어서, 화살표의 방향은 종횡 파선이 교차하는 각 교차점에 위치하는 위치 맞춤 마크 AM2의 어긋남의 방향을 나타내고 있고, 화살표의 길이는 각 교차점에 위치하는 위치 맞춤 마크 AM2의 어긋남의 크기(어긋남량)를 나타내고 있다.

테이블(4, 5)의 사이에는 기판 변형 왜곡 계측기(23)가 설치되어 있고, 테이블(4) 상에 탑재된 마스터판(10)의 변형량, 또는 테이블(5) 상에 탑재된 워크판(11)의 변형량이, 테이블(4, 5)의 이동 중에 계측할 수 있도록 되어 있다.

기판 변형 왜곡 계측기(23)에는 옵티컬 렌즈군과 TDI(Time Delay Integration) 센서가 조립되고, 기판 변형 왜곡 계측기(23)의 양측에 배치된 조명(24)으로 비춰진 마스터판(10)의 표면 또는 워크판(11)의 표면의 화상을 취득한다. TDI 센서를 사용하는 것에 의해서, 마스터판(10) 또는 워크판(11)의 이동 중에도 S/Ｎ비가 높은 화상을 취득할 수 있다. 기판 변형 왜곡 계측기(23)에 의해 취득된 화상의 데이터는 왜곡 이미지 처리회로(25)로 보내지고, 도 4a에 일예를 나타내는 바와 같이, 마스터판(10) 또는 워크판(11)의 변형 왜곡 맵이 구해진다.

왜곡 이미지 처리회로(25)에서는 그 변형 왜곡 맵으로부터 선형 왜곡 성분(이하 「선형 왜곡 모드」라고도 함)의 추출이 실행되고, 추출된 선형 왜곡 모드에 기초하여, 후술하는 압입량 h의 보정량이 롤러 제어 회로(26)로 보내진다. 롤러 제어 회로(26)에서는 보내진 보정량에 기초하여 압입량 h가 조정된다. 이에 따라, 발수성 블랭킷(16)상의 패턴을, X방향, 즉 롤러 전사 통체(3)가 회전하는 방향을 따라 자유롭게 신축시킬 수 있기 때문에, 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

도 4b에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 워크판(11)에 큰 선형 왜곡이 존재하면, 종래에는 하지(下地)로 되는 인쇄 패턴의 위에 중첩해서 인쇄하는 패턴이 서서히 어긋날 우려가 있다. 그러나, 본 실시형태에서는 워크판(11)에 존재하는 선형 왜곡을 보정할 수 있기 때문에, 하지로 되는 인쇄 패턴과의 어긋남량을 적게 한 상태에서 패턴을 중첩해서 인쇄할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 인쇄 장치(1)에서는 기판 변형 왜곡 계측기(23)를 인쇄 장치(1)에 조립하고 있지만, 기판 변형 왜곡 계측기(23)를 인쇄 장치(1)와 별도로 마련하고, 그 기판 변형 왜곡 계측기에 의해 마스터판(10)의 변형량 또는 워크판(11)의 변형량을 계측하고, 계측 정보를 인쇄 장치(1)에 입력하도록 해도 좋다.

본체(9) 상에서, 롤러 전사 통체(3)를 사이에 두고 테이블(4, 5)과 반대 측에는, 세정 유닛(29)이 설치되어 있다. 세정 유닛(29)의 내부까지 리니어 가이드(15)가 인입되어 있어서, 롤러 전사 통체(3)와 테이블(5)상의 워크판(11)의 사이에서 잉크의 전사가 실행되고 있는 동안에, 세정 유닛(29)에 들어간 테이블(4)상의 마스터판(10)이 세정된다. 마스터판(10)의 볼록부(10b)의 표면에는 잉크가 부착되어 있기 때문에, 이 잉크를, 예를 들면, 점착 롤러에 의해 제거할 수 있다. 점착 롤러에 의해 불필요 잉크를 제거한 후, 표면의 유기 세정, 이오나이즈드 에어 블로 (ionized air blow), UV(Ultra Violet) 광 조사에 의한 표면 에너지의 조정 등이 실행된다. 롤러 전사 통체(3)로 부터 워크판(11)에의 잉크의 전사가 한창 실행되고 있는 도중에 세정 처리가 실행되기 때문에, 시간의 증가를 수반하는 일 없이 다음의 인쇄의 준비를 완료할 수 있게 된다.

도 5는 롤러 전사 통체(3)와 마스터판(10) 또는 워크판(11)의 접촉 상태를 확대해서 나타내는 도면이다. 도 6은 압입량 h와 축소율 d/D의 관계를 나타내는 그래프이다.

또한, 도 2a~2c에서는 마스터판(10)의 요철(즉, 볼록부 (10b))이 과장해서 나타나 있지만, 요철의 높이는 수 미크론이기 때문에, 도 5에서는 마스터판(10)의 요철을 나타내지 않고 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 롤러 전사 통체(3)의 모재는, 예를 들면, 금속으로 이루어지는 모재(31)이다. 그리고, 모재(31)의 외주에는, 예를 들면, 폴리우레탄으로 이루어지는 탄성재(32)가 마련되어 있고, 또한 탄성재(32)의 외주면에는, 예를 들면, 실리콘으로 이루어지는 수지 시트(33)가 마련되어 있다.

테이블(4, 5)이 마스터판(10) 또는 워크판(11)을 유지하는 Z방향의 위치는 마스터판(10) 또는 워크판(11)을 롤러 전사 통체(3)에 접촉시킬 때에, 마스터판(10) 또는 워크판(11)이 롤러 전사 통체(3)에 압입되도록 조정된다. 이것은, 마스터판(10) 또는 워크판(11)이 롤러 전사 통체(3)에 전혀 압입되지 않는 상태(압입량이 0일 때)에서는 테이블면의 평탄성이나 테이블의 이동시의 위치 정밀도, 롤러 전사 통체(3)의 표면의 평탄성 등에 의해, 잉크를 전면에 전사할 수 없을 우려가 있기 때문이다．

본 실시형태에서는 마스터판(10) 또는 워크판(11)이 롤러 전사 통체(3)를 압입하는 압입량 h가 양의 값이 되도록, 테이블(4, 5)이 마스터판(10) 또는 워크판(11)을 유지하는 Z방향의 위치를 6축 구동기구(4a, 5a)에 의해 조정한 상태에서, 인쇄를 실행한다. 압입량 h가 양의 값으로 될 때는 롤러 전사 통체(3)를 구성하는 재료 중 가장 부드러운 탄성재(32)가 찌부러진다. 이에 따라, 잉크를 전사할 때에, 압입량 h가 변동된 경우에도, 잉크를 확실하게 전사할 수 있다.

또한, 테이블(4, 5)이 유지하는 마스터판(10) 또는 워크판(11)의 롤러 전사 통체(3)에 대한 상대 위치를 조정해도 좋고, 롤러 전사 통체(3)의 Z방향의 위치를 조정해도 좋다.

여기서, 롤러 전사 통체(3)의 반경을 R로 정의하고, 롤러 전사 통체(3)를 압입량 h로 눌러서 (압입하여), 워크판(11)과 롤러 전사 통체(3)를 면 접촉 상태로 하는 경우를 고려한다. 그리고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 롤러 전사 통체(3)가 워크판(11)과 면접촉 상태로 되어 있는 부분의, 워크판(11)의 진행 방향(X방향) 즉 롤러 전사 통체(3)기 회전하는 방향을 따른 길이를 2d로 정의한다. 또한, 상기 롤러 전사 통체(3)의 부분이 면접촉 상태로 되어 있지 않을 때의 원호의 길이를 2D로 하고, 2D의 길이에 대응하는 중심각을 2θ로 한다. θ가 미소할 때에는 D=R×θ로 표시된다. 그러면, 롤러 전사 통체(3)가 θ만큼 회전했을 때에, 길이 R×θ의 원호, 즉 길이 D의 원호 상에 도포된 잉크의 패턴은 워크판(11)의 진행 방향(X방향)을 따라, 길이 d로 축소되어 전사되게 된다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 축소율 d/D는 R과 h의 함수이며, 반경 R이 클수록, 또는 압입량 h가 작을수록 축소율 d/D는 작아진다. 반경 R은 일정하기 때문에, 압입량 h를 조정하는 것에 의해서, 워크판(11)의 진행 방향(X방향)을 따른 축소율 d/D를 자유롭게 조정할 수 있다. 따라서, 롤러 전사 통체(3)를 워크판(11)이 압입하는 압입량 h를 6축 구동기구(5a)에 의해 조정하는 것에 의해, 워크판(11)과 롤러 전사 통체(3)의 접촉 상태가 변동해서 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지하고, 높은 치수 정밀도로 패턴을 인쇄할 수 있다.

또한, 마스터판(10)에 의해 잉크를 제거할 때에는 롤러 전사 통체(3)가 θ만큼 회전했을 때에, 길이 R×θ(길이 D)의 원호상의 패턴이, 마스터판(10)의 진행 방향(X방향)을 따라 길이 d로 축소된 상태에서, 롤러 전사 통체(3)로 부터 잉크를 제거하게 된다. 그러나, 마스터판(10)과의 접촉이 종료하면, 즉, 잉크의 제거가 완료되면, 탄성체(32)의 변형은 회복해서 원래대로의 직경으로 되기 때문에, 축소 패턴은 확대되고 마스터판(10)상의 패턴 치수와 동일하게 된다. 이 때문에, 마스터판(10)에 의해 잉크를 제거할 때에는 패턴 치수의 어긋남이 거의 발생하지 않는다.

또한, 인쇄 장치(1)에는, 예를 들면, 도시하지 않은 연산 처리부, 기억부 및 표시부가 구비되어 있어도 좋다. 연산 처리부는, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit)를 갖는 컴퓨터이다. 기억부는 연산 처리부에, 각종 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한, 예를 들면, 하드 디스크에 의해 구성되는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이다. 표시부는, 예를 들면, 컴퓨터의 화면으로 이루어진다. 연산 처리부는 기억부에 기록된 프로그램을 판독하고, 그 프로그램에 따라, 인쇄 장치(1)를 구성하는 각 부에 제어 신호를 보내고, 후술하는 바와 같은 인쇄 방법을 실행한다.

다음에, 본 실시형태에 따른 인쇄 방법에 대해 설명한다.

도 7은 본 실시형태에 따른 인쇄 방법에 있어서의 각 공정의 수순을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 실시형태에 따른 인쇄 방법에 의한 인쇄 처리는 크게 나누면, 2개의 공정, 마스터판 제작 공정과, 인쇄 공정으로 이루어진다.

마스터판 제작 공정에서는 디바이스 설계 데이터 및 인쇄 장치(1)의 사양에 맞는 마스터판(10)을 제작한다.

우선, 디바이스 설계 데이터를, 예를 들면, 인쇄 장치(1)의 내부 또는 인쇄 장치(1)와는 별도로 마련된 기억부로부터 판독한다(스텝 S11).

다음에, 인쇄 장치(1)의 사양, 예를 들면, 롤러 전사 통체(3)의 직경 및 탄성체(32)의 허용되는 압입량 h를, 예를 들면, 전술한 기억부로부터 판독한다(스텝 S12).

그리고, 롤러 전사 통체(3)의 직경 및 탄성체(32)의 허용되는 압입량 h에 기초하여, 전술한 축소율 d/D를 결정한다(스텝 S13). 예를 들면, 롤러 전사 통체(3)의 직경을 1200㎜(R=600㎜)로 하고, 탄성체(32)의 두께를 5㎜로 하는 경우, 허용되는 압입량 h가 1.5±0.5㎜의 범위가 되도록 조정할 수 있다. 압입량 h가 중심값 1.5㎜일 때의 축소율 d/D는 도 6에 나타내는 그래프로부터 0.25%가 된다.

다음에, 압입량 h가 1.5㎜일 때에 롤러 전사 통체(3)의 회전 방향의 치수가 디바이스 설계 치수와 일치하도록, 미리 0.25% 확대시켜 마스터판의 패턴 데이터를 제작한다(스텝 S14, 데이터 리사이즈 처리).

다음에, 제작된 패턴 데이터를 이용하여, 예를 들면, 포토리소그래피 기술에 의해 석영판에 볼록부의 패턴을 형성한다(스텝 S15). 이들 일련의 공정에 의해서, 마스터판(10)을 제작할 수 있다.

인쇄 공정에서는 우선, 마스터판(10)을 테이블(4)에 설치하고, 롤러 전사 통체(3)를 마스터판(10)이 압입하는 압입량 h가 1.5㎜가 되도록, 6축 구동기구(4a)에 의해 테이블(4)의 자세를 조정한다. 워크판(11)을 테이블(5)에 설치하고, 롤러 전사 통체(3)를 워크판(11)이 압입하는 압입량 h가 1.5㎜가 되도록, 6축 구동기구(5a)에 의해 테이블(5)의 자세를 조정한다(스텝 S16, 조정 공정).

다음에, 도 2a~2c를 이용하여 전술한 바와 같이, 반전 인쇄법에 의한 인쇄를 실행한다. 이것이 실질적인 인쇄 공정이 된다. 이 때, 도 3a ~ 3b를 이용하여 전술한 바와 같이, 마크 검출기(22) 및 6축 구동기구(4a)에 의해, 테이블(4)에 유지되어 있는 마스터판(10)과, 롤러 전사 통체(3)의 상대 위치를 위치 맞춤한다. 또한, 마크 검출기(22) 및 6축 구동기구(5a)에 의해, 테이블(5)에 유지되어 있는 워크판(11)과, 롤러 전사 통체(3)에 형성되어 있는 인쇄 패턴의 상대 위치를 맞춤한다(위치 맞춤 공정).

이와 같이 조정된 인쇄 장치(1)에서는 압입량 h가 중심값 1.5㎜일 때에, 디바이스 설계 치수와 동일한 치수의 패턴을 인쇄할 수 있다. 또한, 압입량 h를 중심값으로부터 증가시킬 때에, 인쇄되는 패턴을 X방향으로 축소해서 인쇄할 수 있고, 압입량 h를 중심값으로부터 감소시킬 때에, 인쇄되는 패턴을 X방향으로 확대해서 인쇄할 수 있다. 즉, 워크판(11)에 인쇄되는 패턴을, 롤러 전사 통체(3)가 회전하는 방향을 따라 신축시킬 수 있다. 예를 들면, 압입량 h의 허용량을 ±0.5㎜로 할 때, 인쇄되는 패턴을 ± 0.083% 신축시킬 수 있다. 이에 따라, 미리 워크판(11)의 신축량을 알고 있으면, 그 신축량을 보정해서 인쇄를 할 수 있게 된다.

도 8a~8c는 워크판(11)에 인쇄된 패턴(실선)을 설계 치수대로의 패턴(파선)과 함께 나타낸 도면이다. 도 8a는 압입량 h를 1.5㎜보다 크게 한 상태에서 인쇄한 경우를 나타낸다. 도 8b는 압입량 h를 중심값 1.5㎜로 한 상태에서 인쇄한 경우를 나타낸다. 도 8c는 압입량 h를 1.5㎜보다 작게 한 상태에서 인쇄한 경우를 나타낸다. 도 8b에서는 인쇄된 패턴은 설계 치수와 동일하며, 도 8a에서는 인쇄된 패턴(실선)은 설계 치수(파선)보다도 축소되어 있고, 도 8c에서는 인쇄된 패턴(실선)은 설계 치수(파선)보다도 확대되어 있다. 이와 같이, 압입량 h를 조정하는 것에 의해서, 인쇄되는 패턴을 설계 치수에 대해 자유롭게 신축할 수 있다.

(제 1 실시형태의 제 1 변형예)

다음에, 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 따른 인쇄 방법에 대해 설명한다.

제 1 실시형태에서는 워크판에 인쇄되는 패턴의 신축량이 롤러 전사 통체가 회전하는 방향을 따라 워크판의 면내에서 균일한 예에 대해 설명하였다. 그러나, 롤러 전사 통체가 회전하는 방향을 따른 인쇄 패턴의 설계 치수로부터의 어긋남량이 워크판의 면내에서 균일하지 않고 변동되는 경우도 있다. 본 변형예에서는 롤러 전사 통체가 회전하는 방향을 따라 워크판의 면내에서 인쇄 패턴의 신축량에 선형적인 변화를 초래할 수 있도록 보정한 후에 인쇄하는 인쇄 방법에 대해 설명한다.

또한, 본 변형예에서는 제 1 실시형태에 따른 인쇄 장치(1)를 이용할 수 있기 때문에, 인쇄 장치(1)에 대한 설명을 생략한다.

도 9는 본 변형예에 따른 인쇄 방법에 있어서의 각 공정의 수순을 설명하기 위한 흐름도이다.

우선, 패턴이 이미 인쇄되어 있는 워크판(11)에 대해, 패턴의 치수를 치수 계측 장치에 의해 계측한다(스텝 S21). 계측한 계측 데이터로부터 다음에 실행하는 선형 왜곡 모드의 추출을 할 수 있으면 좋고, 치수의 계측은 인쇄 장치(1)에 조립된 전술한 기판 변형 왜곡 계측기(23)에 의해 실행해도 좋고, 인쇄 장치(1)와 별도로 마련된 치수 계측 장치에 의해 실행해도 좋다.

다음에, 계측한 계측 데이터를 해석하여, 선형 왜곡 모드를 추출한다(스텝 S22). 즉, 마스터판(10)의 표면 또는 워크판(11)의 표면의 화상을 취득해서 변형 왜곡 맵을 구하고, 그 변형 왜곡 맵으로부터, 선형 왜곡 모드를 추출한다.

다음에, 추출한 선형 왜곡 모드에 기초하여, 6축 구동기구(4a, 5a)의 조정에 필요한 Z위치(압입량 h에 해당), θ각도, Υ각도를 설정한다(스텝 S23). 그리고, 설정된 값으로 되도록, 6축 구동기구(4a, 5a)를 조정한다.

다음에, 마스터판(10) 및 워크판(11)의 각각을 테이블(4, 5)의 각각에 탑재 고정시키고, 도 7에 나타내는 흐름도 중, 인쇄 공정에서 나타나는 실질적인 인쇄 처리를 실행한다(스텝 S24).

Z위치를 조정하는 것에 의해, 예를 들면, 워크판(11)면내의 평균적으로 축소율을 보정할 수 있다. 또한, Υ각도를 조정하는 것에 의해, 테이블(4, 5)의 이동 방향(X방향)을 따른 축소율의 선형 변화를 보정할 수 있다. 또한, θ각도를 조정하는 것에 의해, 테이블(4, 5)의 이동 방향(X방향)과 직교하는 방향(Y방향)을 따른 축소율의 선형 변화를 보정할 수 있다. 그리고, 이들을 보정한 후에, 인쇄 패턴을 워크판(11)에 대해 중첩 인쇄할 수 있다.

도 9에 나타내는 흐름도에서는 인쇄 공정 전에 Z위치, θ각도, Υ각도를 조정한 상태에서 인쇄를 실행하지만, 인쇄 공정에 있어서 Z위치, θ각도, Υ각도를 변화시키면서 인쇄를 실행해도 좋다. 이에 따라, X방향을 따라 신축량이 미세하게 변동하는 경우에도, 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지하고, 높은 치수 정밀도로 패턴을 인쇄할 수 있다.

(제 1 실시형태의 제 2 변형예)

다음에, 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 따른 인쇄 방법에 대해 설명한다.

본 변형예에 따른 인쇄 방법에서는 인쇄 공정을 실시할 때에 앞서 인쇄 장치의 각 부의 특성, 특히, 마스터판을 탑재하는 마스터판용의 테이블, 워크판을 탑재하는 워크판용의 테이블의 기하학적인 정밀도를 조정한다.

또한, 본 변형예에서도 제 1 실시형태에 따른 인쇄 장치(1)를 이용할 수 있기 때문에, 인쇄 장치(1)에 대한 설명을 생략한다.

도 10은 본 변형예에 따른 인쇄 방법에 있어서의 각 공정의 수순을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 11은 인쇄 장치 조정용의 마스터판(10a)의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.

우선, 도 11에 나타내는 바와 같이, 위치 맞춤 마크 AM3이 다수 형성 된, 인쇄 장치 조정용의 마스터판(10a)을 이용해서 워크판(11)에 치수 계측용의 패턴을 인쇄한다. 즉, 인쇄 장치(1)의 기계 조정을 실행한 후(스텝 S31), 테이블(4)에 인쇄 장치 조정용의 마스터판(10a)을 두고, 테이블(5)에 워크판(11)을 둔다. 그리고, 테이블(4)상의 인쇄 장치 조정용의 마스터판(10a)으로부터 롤러 전사 통체(3)에 인쇄 장치 조정용 패턴을 전사하고, 전사된 인쇄 장치 조정용 패턴을, 테이블(5)상의 워크판(11)에 인쇄한다(스텝 S32).

다음에, 워크판(11)에 인쇄된 패턴의 치수를, 전술한 기판 변형 왜곡 계측기(23) 등의 치수 계측 장치에 의해 계측하고, 계측된 계측 데이터를 해석하여, 선형 왜곡 모드를 추출한다(스텝 S33). 즉, 워크판(11)의 표면의 화상을 취득해서 변형 왜곡 맵을 구하고, 그 변형 왜곡 맵으로부터, 선형 왜곡 모드를 추출한다. 그리고, 추출한 선형 왜곡 모드에 기초하여, 6축 구동기구(5a)의 조정에 필요한 Z위치(압입량 h에 해당), θ각도, Υ각도를 설정한다(스텝 S34). 그리고, 설정된 값이 되도록, 6축 구동기구(5a)를 조정한다. 즉, 6축 구동기구(5a)에 포함되는 θ각도, Υ각도, 및 Z위치에 대한 조정 기구를 동작시켜서, 롤러 전사 통체(3)에 대한 테이블(5)의 주행 자세가 항상 일정, 즉 변화하지 않도록 조정한다.

다음에, 이러한 조정이 실행된 테이블(5)에 인쇄 장치 조정용의 마스터판(10a)을 두고, 테이블(4)에 워크판(11)을 둔다. 그리고, 테이블(5)상의 인쇄 장치 조정용의 마스터판(10a)으로부터 롤러 전사 통체(3)에 인쇄 장치조정용 패턴을 전사하고, 전사된 인쇄 장치조정용 패턴을, 테이블(4)상의 워크판(11)에 인쇄한다(스텝 S35).

다음에, 워크판(11)에 인쇄된 패턴의 치수를, 전술한 기판 변형 왜곡 계측기(23) 등의 치수 계측 장치에 의해 계측하고, 계측된 계측 데이터를 해석하여, 선형 왜곡 모드를 추출한다(스텝 S36). 즉, 워크판(11)의 표면의 화상을 취득해서 변형 왜곡 맵을 구하고, 그 변형 왜곡 맵으로부터, 선형 왜곡 모드를 추출한다. 그리고, 추출한 선형 왜곡 모드에 기초하여, 6축 구동기구(4a)의 조정에 필요한 Z위치(압입량 h에 해당), θ각도, Υ각도를 설정한다(스텝 S37). 그리고, 설정된 값이 되도록, 6축 구동기구(4a)를 조정한다. 즉, 6축 구동기구(4a)에 포함되는 θ각도, Υ각도, 및 Z위치에 대한 조정 기구를 동작시켜서, 롤러 전사 통체(3)에 대한 테이블(4)의 주행 자세가 항상 일정, 즉 변화하지 않도록 조정한다.

더욱 정밀도가 높은 인쇄가 요구되는 경우에는 이 작업 (즉, 스텝 S32 ~ 스텝 S37）을 복수 회 반복해서 더욱 높은 자세 정밀도를 달성하도록 한다.

이에 따라, 인쇄 장치(1)는 기계 조정 지그만으로 조정되는 것보다도 고정밀도의 인쇄가 가능하게 되고, 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지하여, 높은 치수 정밀도로 패턴을 인쇄할 수 있다(스텝 S38).

(제 1 실시형태의 제 3 변형예)

다음에, 본 발명의 제 1 실시형태의 제 3 변형예에 따른 인쇄 방법에 대해 설명한다.

본 변형예에 따른 인쇄 방법은 롤러 전사 통체에 감긴 수지 시트의 수명을 연장하기 위한 것이다.

반전 인쇄법에 있어서는 롤러 전사 통체(3)의 정해진 위치에 워크판(11)에 전사되는 잉크가 남고, 그것이 인압(印壓)이 걸린 상태에서 워크판(11)과 접촉하여, 잉크의 전사가 실행된다. 따라서 동일 패턴을 반복 인쇄하는 경우에는 롤러 전사 통체(3)의 동일 개소가 장기간에 걸쳐 잉크와 접촉하게 되어, 용매에 의한 수지 시트(33)의 팽윤 등이 일어난다. 팽윤의 유무에 의해 롤러 전사 통체(3)의 각 영역에 있어서의 내쇄성(耐刷性)이 다르다. 예를 들면, 팽윤이 있는 영역에서의 수명이 짧아지는 경우가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 인쇄마다 롤러 전사 통체(3)의 표면상에서 인쇄 패턴의 위치가 변하도록 롤러 전사 통체(3)와 마스터판용의 테이블(4)의 시작 위치(접촉 개시 위치)를 변경하도록 해도 좋다. 인쇄마다 잉크가 남는 장소가 변하기 때문에, 수지 시트(33) 전체에 있어서의 팽윤의 정도가 균일하게 된다. 그 결과, 동일 개소에서만 팽윤이 계속되는 일이 없어지고 수지 시트(33)의 수명이 연장하게 된다. 또한, 수지 시트(33) 전체가 균일한 내쇄성을 갖게 된다.

(제 2 실시형태)

다음에, 제 2 실시형태에 따른 인쇄 장치에 대해 설명한다.

제 1 실시형태에서는 워크판의 진행 방향(X방향)을 따른 인쇄 패턴의 어긋남량을 보정하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 워크판의 진행 방향(X방향)에 직교하는 방향, 즉 롤러 전사 통체의 회전축 방향(Y방향)을 따른 인쇄 패턴의 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 본 실시형태에서는 신축 기구에 의해, 롤러 전사 통체의 회전축 방향(Y방향)을 따라 롤러 전사 통체의 수지 시트를 신축시키는 것에 의해서, Y방향을 따른 인쇄 패턴의 어긋남량을 보정한 후에 인쇄하는 인쇄 장치에 대해 설명한다.

또한, 본 실시형태에 따른 인쇄 장치 중, 왜곡 이미지 처리회로(25) 및 신축 기구(34) 이외의 부분은 제 1 실시형태에 관련되는 인쇄 장치(1)와 동일하기 때문에, 왜곡 이미지 처리회로(25) 및 신축 기구(34) 이외의 부분에 대한 설명을 생략한다.

도 12a ~ 12b는 본 실시형태에 따른 인쇄 장치(1)의 신축 기구(34)의 분해 사시도이다. 도 12a는 탄성재(32) 및 수지 시트(33)의 구성을 나타내고, 도 12b는 모재(31)의 구성을 나타낸다.

신축 기구(34)는 롤러 전사 통체(3a)를 구비하고 있다.

도 12b에 나타내는 바와 같이, 롤러 전사 통체(3a)의 모재는 모재(31a)와 모재(31b)로 이루어지고, 모재(31a)는 회전축 RC와 고정되어 있다. 한편, 모재(31b)는, 예를 들면, 스플라인 축받이에 의해 모재(31a)와의 간격을 가변할 수 있도록, 회전축 RC를 따라 이동 가능하도록 되어 있다. 모재(31b)의 내부에는, 예를 들면, 펄스 모터로 이루어지는 모터(37)가 조립되고, 모재(31a)와 맞물리는 삼각나사(38)와 자유로운 이음매를 거쳐 연결되어 있다. 모터(37)를 회전시키는 것에 의해서, 모재(31b)가 모재(31a)에 대해 상대 이동하고, 모재(31a)와 모재(31b)의 간격을 조정할 수 있다.

도 12a에 나타내는 바와 같이, 모재(31a) 및 모재(31b)의 외주에는, 예를 들면, 폴리우레탄으로 이루어지는 탄성재(32)가 마련되어 있고, 또한 탄성재(32)의 외주면에는, 예를 들면, 실리콘으로 이루어지는 수지 시트(33)가 마련되어 있다.

탄성재(32)와 수지 시트(33)는 회전축 RC를 따라 일단이 모재(31a)에 고정되고, 타단이 모재(31b)에 고정되어 있다. 그 때문에, 모재(31a)와 모재(31b)의 간격을 모터(37)의 구동에 의해 조정하는 것에 의해서, 수지 시트(33)가 신축한다. 그 신축량은 ± 0.01% 이하이다. 실제로는 0.02% 신장한 곳을 중심으로 해서 ±0.01%의 신축이 가능하도록 한다. 따라서, 수지 시트(33)에는 최대 0.03%의 신장을 가하게 된다.

이와 같이 구성된 롤러 전사 통체(3a)를 인쇄 장치에 조립함으로써, X, Y의 방향을 따른 인쇄 패턴의 설계 치수로부터의 어긋남량을 보정한 후에 패턴을 인쇄하는 인쇄 방법을 실현할 수 있다.

본 실시형태에서는 왜곡 이미지 처리회로(25)에서, 변형 왜곡 맵으로부터 선형 왜곡 성분(선형 왜곡 모드)의 추출이 실행되고, 추출된 선형 왜곡 모드에 기초하여, 압입량 h의 보정량 및, 롤러 전사 통체(3a)의 회전축 RC를 따른 신축량의 보정량이 롤러 제어 회로(26)에 보내진다. 롤러 제어 회로(26)에서는 보내진 보정량에 기초하여 압입량 h와 롤러 전사 통체(3a)의 신축량이 독립적으로 조정된다. 이에 따라, 발수성 블랭킷(16)상의 패턴을, X방향을 따라 자유롭게 신축시킬 수 있고, 또한 Y방향을 따라 신축시킬 수 있기 때문에, 인쇄 패턴이 X, Y의 양 방향에 있어서 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

본 실시형태에 따른 인쇄 방법은 도 7에 나타내는 흐름도를 이용하여 설명한 제 1 실시형태에 따른 인쇄 방법, 또는 도 9에 나타내는 흐름도를 이용하여 설명한 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 따른 인쇄 방법과 마찬가지로 할 수 있다. 이하, 도 9에 나타내는 흐름도를 이용하여 설명한다.

우선, 패턴이 이미 인쇄되어 있는 워크판(11)에 대해, 패턴의 치수를 계측한다(스텝 S21). 치수의 계측은 인쇄 장치에 조립된 전술한 기판 변형 왜곡 계측기(23)에 의해 실행해도 좋고, 인쇄 장치와 별도로 마련된 치수 계측 장치에 의해 실행해도 좋다.

다음에, 계측한 계측 데이터를 해석하여, 선형 왜곡 모드를 추출한다(스텝 S22). 그리고, 추출한 선형 왜곡 모드에 기초하여, 6축 구동기구(4a, 5a) 및 신축 기구(34)의 조정에 필요한 Ｙ방향의 신축량, Z위치(압입량 h에 해당), θ각도, Υ각도 및 롤러 전사 통체(3a)의 회전축 RC를 따른 신축량을 설정한다(스텝 S23). 그리고, 설정된 값으로 되도록, 6축 구동기구(4a, 5a) 및 신축 기구(34)를 조정하고, 도 7에 나타내는 흐름도 중, 인쇄 공정에서 나타나는 인쇄 처리를 실행한다(스텝 S24).

Y방향의 신축량을 조정하는 것에 의해, 회전축 RC를 따른 축소율의 선형 변화를 보정할 수 있다. 그리고, Z위치를 조정하는 것에 의해, 예를 들면, 워크판(11)의 면내에서 평균적으로 축소율을 보정할 수 있다. 또한, Υ각도를 조정하는 것에 의해, 테이블(4, 5)의 이동 방향(X방향)을 따른 축소율의 선형 변화를 보정할 수 있다. 또한, θ각도를 조정하는 것에 의해, 테이블(4, 5)의 이동 방향(X방향)과 직교하는 방향(Y방향)을 따른 축소율의 선형 변화를 보정할 수 있다. 그리고, 이들을 보정한 후에, 인쇄 패턴을 워크판(11)에 대해 중첩 인쇄할 수 있다.

도 9에 나타내는 흐름도에서는 인쇄 공정 전에 Y방향의 신축량, Z위치, θ각도, Υ각도를 조정한 상태에서 인쇄를 실행하지만, 인쇄 공정에 있어서 Y방향의 신축량, Z위치, θ각도, Υ각도를 변화시키면서 인쇄를 실행해도 좋다. 이에 따라, X방향뿐만 아니라 Y방향을 따라서 신축량이 미세하게 변동하는 경우에도, 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 방지하고, 높은 치수 정밀도로 패턴을 인쇄할 수 있다.

또한, 제 2 실시형태에서도, 제 1 실시형태의 제 2 변형예, 제 1 실시형태의 제 3 변형예와 마찬가지인 인쇄 방법을 실행할 수 있다. 이에 따라, 인쇄 패턴이 디바이스의 설계 치수로부터 어긋나는 것을 또한 방지하고, 높은 치수 정밀도로 패턴을 인쇄할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 기술하였지만, 본 발명은 이러한 특정의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위 내에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 각종 변형/변경이 가능하다.

1 인쇄 장치 3, 3a 롤러 전사 통체
4, 5테이블 4a, 5a 6축 구동기구
6 구동부 10 마스터판
11 워크판 22 마크 검출기
22a 스트로보 광원 22b 하프 미러
22c CCD 검출기 34 신축 기구

Claims (18)

1. 전사 롤러와,
   피인쇄 기판을 유지하는 유지 기구를 구비하고,
   상기 유지 기구가 유지하고 있는 상기 피인쇄 기판상에서 상기 전사 롤러를 회전시키는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 제 1 인쇄 패턴을 상기 피인쇄 기판에 인쇄하는 인쇄 장치에 있어서,
   상기 피인쇄 기판 상에서 상기 전사 롤러를 회전시킬 때에, 상기 피인쇄 기판 상에 인쇄되어 있는 제 2 인쇄 패턴의 위치 정보에 기초하여, 상기 전사 롤러를 상기 피인쇄 기판이 압입하는 압입량을 조정하는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 상기 제 1 인쇄 패턴을, 상기 전사 롤러가 회전하는 방향을 따라 신축시키는 조정 기구를 갖고,
   상기 피인쇄 기판상에 인쇄되어 있는 제 2 인쇄 패턴의 위치 정보를 계측하기 위한 계측기를 구비하고, 계측된 데이터를 해석하여 선형 왜곡 모드를 추출하고, 상기 선형 왜곡 모드에 근거하여 상기 조정 기구를 조정하는 것을 특징으로 하는
   인쇄 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 조정 기구는, 상기 선형 왜곡 모드에 근거하여 선형 Y방향의 신축량, Z위치, θ각도 및 Υ각도 중 하나를 조정하는 것을 특징으로 하는
   인쇄 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 유지 기구가 유지하고 있는 상기 피인쇄 기판과 상기 전사 롤러의 이동 속도가 일치하도록 회전시키는 것을 특징으로 하는
   인쇄 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 조정 기구는 상기 압입량이 작을수록 상기 인쇄 패턴의 축소율이 작아지도록 상기 전사 롤러를 신축시키는 것을 특징으로 하는
   인쇄 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 전사 롤러에 설치된 피니언과 상기 피니언과 교합 가능한 랙을 구비하는 것을 특징으로 하는
   인쇄 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 피인쇄 기판과 상기 전사 롤러는 연동하여 회전하는 것을 특징으로 하는
   인쇄 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 전사 롤러를 상기 피인쇄 기판이 압입하는 압입량은, 상기 피인쇄 기판 상에 이미 인쇄된 상기 또 다른 인쇄 패턴의 위치 정보 및 상기 전사 롤러 상에 형성된 상기 인쇄 패턴의 위치 정보에 기초하여 조정하는 것을 특징으로 하는
   인쇄 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전사 롤러를 구성하는 두 개의 모재를 상기 전사 롤러의 회전축을 따라 상대적으로 이동시켜 상기 전사 롤러를 상기 회전축을 따라 신축시키는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 상기 인쇄 패턴을 상기 회전축을 따라 신축시키는 신축 기구를 더 갖는
   인쇄 장치.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유지 기구에 유지되어 있는 상기 피인쇄 기판과 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 상기 인쇄 패턴의 상대 위치를 검출하는 위치 검출 기구를 더 갖는
   인쇄 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 위치 검출 기구는
    광을 발광하는 광원과,
    상기 광원으로부터 발광된 광을 투과 및 반사하는 것에 의해서 2개로 분기하고, 분기된 2개의 광의 각각을 상기 전사 롤러 및 상기 피인쇄 기판의 각각에 보내는 동시에, 상기 전사 롤러로부터의 광 및 상기 피인쇄 기판으로부터의 광을 합성하는 하프 미러와,
    상기 하프 미러에 의해 합성된 광을 수광하는 것에 의해서, 상기 전사 롤러의 화상 및 상기 피인쇄 기판의 화상을 촬상하는 촬상 소자를 갖는
    인쇄 장치.
11. 유지 기구가 유지하고 있는 피인쇄 기판 상에서 전사 롤러를 회전시키는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 제 1 인쇄 패턴을 상기 피인쇄 기판에 인쇄하는 인쇄 방법에 있어서,
    상기 피인쇄 기판 상에서 상기 전사 롤러를 회전시킬 때에, 상기 피인쇄 기판 상에 인쇄되어 있는 제 2 인쇄 패턴의 위치 정보에 기초하여, 상기 전사 롤러를 상기 피인쇄 기판이 압입하는 압입량을 조정하는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 상기 제 1 인쇄 패턴을, 상기 전사 롤러가 회전하는 방향을 따라 신축시키는 조정 공정을 갖고,
    상기 조정 공정은, 계측기에 의해 상기 피인쇄 기판에 인쇄되어 있는 제 2 인쇄 패턴의 위치 정보를 계측하고, 계측된 데이터를 해석하여 선형 왜곡 모드를 추출하고, 상기 선형 왜곡 모드에 근거하여 조정 기구를 조정하는 것을 특징으로 하는
    인쇄 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 조정 공정은, 상기 선형 왜곡 모드에 근거하여 선형 Y방향의 신축량, Z위치, θ각도 및 Υ각도 중 하나를 조정하는 것을 특징으로 하는
    인쇄 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 유지 기구가 유지하고 있는 상기 피인쇄 기판과 상기 전사 롤러의 이동 속도가 일치하도록 회전시키는 것을 특징으로 하는
    인쇄 방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전사 롤러를 상기 피인쇄 기판이 압입하는 압입량은 상기 피인쇄 기판 상에 이미 인쇄된 상기 또 다른 인쇄 패턴의 위치 정보 및 상기 전사 롤러 상에 형성된 상기 인쇄 패턴의 위치 정보에 기초하여 조정하는 것을 특징으로 하는
    인쇄 방법.
15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    신축 기구에 의해, 상기 전사 롤러를 구성하는 두 개의 모재를 상기 전사 롤러의 회전축을 따라 상대적으로 이동시켜 상기 전사 롤러를 상기 회전축을 따라 신축시키는 것에 의해서, 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 상기 인쇄 패턴을 상기 회전축을 따라 신축시키는 신축 공정을 더 갖는
    인쇄 방법.
16. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    위치 검출 기구에 의해, 상기 유지 기구에 유지되어 있는 상기 피인쇄 기판과 상기 전사 롤러에 형성되어 있는 상기 인쇄 패턴의 상대 위치를 검출하는 위치 검출 공정을 더 갖는
    인쇄 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 위치 검출 공정은
    광원에 의해 광을 발광하는 공정과,
    상기 광원으로부터 발광된 광을 하프 미러에 의해 투과 및 반사하는 것에 의해서 2개로 분기하고, 분기된 2개의 광의 각각을 상기 전사 롤러 및 상기 피인쇄 기판의 각각에 보내는 동시에, 상기 전사 롤러로부터의 광 및 상기 피인쇄 기판으로부터의 광을 상기 하프 미러에 의해 합성하는 공정과,
    상기 하프 미러에 의해 합성된 광을 촬상 소자에 의해 수광하는 것에 의해서, 상기 전사 롤러의 화상 및 상기 피인쇄 기판의 화상을 촬상하는 공정
    을 갖는 인쇄 방법.
18. 컴퓨터 상에서 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 인쇄 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
    
    

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