JP2013200496A - 転写方法および転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被転写物とともに基板に転写されたアライメントマークが、以後のアライメント処理の障害となるのを防止する。
【解決手段】基板側に予め形成しておく第１アライメントマークＡＭ１は互いに離隔配置された複数の図形パターンＡＰ11〜ＡＰ14を含み、これらに囲まれてアライメントマーク転写領域ＴＲが設けられている。パターンを担持するブランケットにパターン形成材料により形成される第２アライメントマークＡＭ２１は、第１アライメントマークＡＭ１とともに撮像されて、それらの位置検出結果に基づき基板とブランケットとの位置合わせがなされる。このとき第２アライメントマークがアライメントマーク転写領域ＴＲに位置決めされるとともに、図形パターンＡＰ11〜ＡＰ14および転写済みの第２アライメントマークとは離隔した位置に位置決めされて基板に転写される。
【選択図】図１３

Description

この発明は、担持体表面に担持されたパターンまたは薄膜を基板に転写するための転写方法および転写装置に関し、特に、担持体に担持されたアライメントマークの撮像結果に基づき基板と担持体との位置合わせを行う技術に関するものである。

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

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

特開２００４−１５１６５３号公報（例えば、図１）

このような転写技術においては、基板とそれに転写される被転写物との位置関係を高精度に調節するために、担持体への被転写物の形成の際に、被転写物と同一の材料によってアライメントマークを形成する場合がある。被転写物とアライメントマークとが同時に形成されることで担持体上で被転写物とアライメントマークとの位置関係が固定され、担持体側と基板側とでアライメントマークの位置を調整することで、基板と被転写物との位置合わせを行うことができるからである。

一方、この場合、担持体に形成されたアライメントマークは被転写物とともに基板に転写されることとなる。そのため、例えば複数層の被転写物を基板に転写する場合、先の転写において基板に転写されたアライメントマークが、後の転写のためのアライメント処理の障害となることがあり得る。しかしながら、このような問題およびそれを解決するための技術については、これまで提案されるに至っていない。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、担持体に担持された被転写物を基板に転写する技術において、被転写物とともに基板に転写されたアライメントマークが、以後のアライメント処理の障害となるのを防止することのできる技術を提供することを目的とする。

この発明の一の態様は、被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写方法であって、上記目的を達成するため、第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する光透過性を有する前記担持体とを、それぞれのアライメントマーク形成面同士を対向させた状態で近接保持する保持工程と、前記担持体のアライメントマーク形成面とは反対側から、前記担持体を介して前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークを撮像手段の同一視野内で撮像する撮像工程と、撮像された画像に基づき、前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークの位置を検出する位置検出工程と、前記位置検出工程での検出結果に基づき前記基板と前記担持体との相対位置を調整するアライメント工程と、前記アライメント工程で相対位置が調整された前記基板と前記担持体とを当接させて、前記担持体表面の前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記基板に転写する転写工程とを備え、前記基板に形成する前記第１アライメントマークは互いに離隔配置された複数の図形パターンを含み、しかも、該複数の図形パターンが、前記第２アライメントマークを前記図形パターンのそれぞれから離隔させて配置可能なアライメントマーク転写領域を囲むように配置され、前記アライメント工程では、前記基板と前記担持体との相対位置を調整して、前記アライメントマーク転写領域のうち前記第２アライメントマークが未転写の領域に前記第２アライメントマークを対向位置決めし、前記転写工程では、前記アライメントマーク転写領域内で前記複数の図形パターンのそれぞれから離隔させて前記第２アライメントマークを前記基板に転写することを特徴としている。

このように構成された発明では、アライメント工程によって、被転写物とともに担持体から基板表面に転写される第２アライメントマークが、第１アライメントマークの図形パターンに囲まれたアライメントマーク転写領域のうち、第２アライメントマークが転写されていない領域に対向位置決めされる。したがって、このとき撮像手段により撮像される画像では、担持体表面の第２アライメントマークの像が、基板表面の第１アライメントマークを構成する図形パターンの像および既に基板表面に転写済みの第２アライメントマークの像のいずれとも重なっていない。すなわちこれらの像は互いに孤立している。

そのため、撮像された画像における基板表面の第１アライメントマークおよび担持体表面の第２アライメントマークの位置検出においては、他の像の干渉に起因する検出誤差の発生が抑制されている。また、担持体表面に担持されている第２アライメントマークは、基板表面のアライメントマーク転写領域に、第１アライメントマークの各図形パターンから離隔されて転写される。したがって、転写後の基板表面においても、第１アライメントマークの各図形パターンは転写された第２アライメントマークとは離隔した状態が維持されている。そのため、次回のアライメント工程においても、第１アライメントマークの図形パターンを用いて新たな担持体との位置合わせを精度よく行うことができる。

このように、本発明によれば、被転写物とともに基板に転写されたアライメントマークが以後のアライメント工程の障害となることが防止されており、被転写物を複数回基板に転写する場合でも、その都度第１および第２アライメントマークの撮像結果に基づく基板と担持体との位置合わせを精度よく行うことが可能である。

なお、基板に転写される第２アライメントマークが第１アライメントマークと離隔した状態を維持するだけであれば、アライメントマーク転写領域を第１アライメントマークから離隔した位置に設定すればよく、第１アライメントマークを構成する図形パターンで囲まれた領域をアライメントマーク転写領域とする必要は必ずしもない。しかしながら、本発明のように、第１アライメントマークの各図形パターンをアライメントマーク転写領域を囲むように配置することで、転写前の第１アライメントマークと第２アライメントマークとを確実に同一視野内に収めることができるので、両者の位置関係を容易に把握することができる。というのは、複数の図形パターンからなる第１アライメントマークの全体を視野に入れて撮像することにより、転写前の第２アライメントマークは自動的に視野内に収まることになるからである。

また、複数の図形パターンで囲まれたアライメントマーク転写領域については、何らかのパターンが存在するとその像がアライメント工程に影響を及ぼすため、パターンを設けないブランク領域とすることがより好ましい。

この発明において、例えば、保持工程、撮像工程、位置検出工程、アライメント工程および転写工程を順番に実行する一連の処理を複数回行うことで担持体から基板への被転写物の転写を複数回実行する場合には、第１アライメントマークは、複数回の転写に対応する複数の第２アライメントマークを互いに離隔して配置可能なアライメントマーク転写領域を有し、各回の転写工程では、アライメントマーク転写領域内で互いに離隔させて第２アライメントマークを転写するようにしてもよい。

前記したように、一連の処理を複数回繰り返す場合でも、先に基板に転写された第２アライメントマークが後のアライメント工程の障害となることは回避されている。そして、各回の転写工程で互いに離隔させて第２アライメントマークを転写するためには、各回のアライメント工程において、基板に転写済みの第２アライメントマークと重ならないように担持体の第２アライメントマークを位置決めすることとなるので、転写済みの第２アライメントマークがアライメントの精度を低下させることがない。

これらの発明では、例えば、第１アライメントマークの図形パターンが第２アライメントマークの図形パターンに比して低い空間周波数成分をより多く含むものであり、撮像工程では、担持体に担持された第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行い、位置検出工程では、第１アライメントマークおよび第２アライメントマークそれぞれの図形パターンの重心位置を検出するようにしてもよい。

基板と担持体とを近接保持した状態で行う撮像工程では、撮像手段の光軸方向における第１アライメントマークと第２アライメントとの位置が異なるため、双方に同時にピントを合わせることができるとは限らない。そこで、この発明では、担持体に担持された第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行う一方、その結果としてピントが合わない可能性のある第１アライメントマークについては、低い空間周波数成分を多く含む図形パターンとする。また、第１アライメントマークおよび第２アライメントマークの重心位置を検出する。ピントが合わないことによって高い空間周波数成分が失われたとしても、低い空間周波数成分が多く残っていれば、大きな誤差なく重心位置を検出することが可能である。したがって、必ずしも双方のアライメントマークにピントを合わせなくても、高い精度での位置合わせが可能である。

この場合、例えば、第１アライメントマークの図形パターンを中実図形とし、第２アライメントマークの図形パターンを中空図形とするようにしてもよい。中実図形は低い空間周波数成分を多く含むので、ピントが合わないことで高周波成分が失われやすい第１アライメントとして好適な図形である。一方、中空図形はより高い空間周波数成分を多く含んでおり、ピントが合った画像からはエッジ抽出等によって簡単に検出可能なものであるから、第２アライメントマークとして好適な図形である。

また、この発明の他の態様は、被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写装置であって、上記目的を達成するため、第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する光透過性を有する前記担持体とを、それぞれのアライメントマーク形成面同士を対向させた状態で近接保持し、さらに前記担持体と前記基板とを当接させて前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記担持体から前記基板に転写する転写手段と、前記転写手段により前記基板と前記担持体とが近接保持された状態で、前記担持体のアライメントマーク形成面とは反対側から、前記担持体を介して前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークを撮像手段の同一視野内で撮像する撮像手段と、撮像された画像における前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークの位置検出結果に基づき前記基板と前記担持体との相対位置を調整するアライメント手段とを備え、前記アライメント手段は、前記基板と前記担持体との相対位置を調整して、前記基板表面のうち前記第１アライメントマークを構成する複数の図形パターンで囲まれたアライメントマーク転写領域のうち前記第２アライメントマークが未転写の領域に前記第２アライメントマークを対向させ、前記転写手段は、前記アライメントマーク転写領域内で前記複数の図形パターンのそれぞれから離隔させて前記第２アライメントマークを前記基板に転写することを特徴としている。

ここで、例えば転写手段が、被転写物と第２アライメントマークとが転写された基板を保持して担持体から新たな被転写物および第２アライメントマークを基板に転写可能に構成されている場合には、アライメント手段は、基板と担持体との相対位置を調整して、前記新たな第２アライメントマークを前記アライメントマーク転写領域のうち前記第２アライメントマークが未転写の領域に対向位置決めし、転写手段は、アライメントマーク転写領域内で複数の図形パターンおよび転写済みの第２アライメントマークのそれぞれから離隔させて、担持体に担持された第２アライメントマークを基板に転写するようにしてもよい。

このように構成された発明では、上記した転写方法の発明と同様に、第１アライメントマークを構成する複数の図形パターンで囲まれたアライメントマーク転写領域に、該複数の図形パターンから離隔して第２アライメントマークが位置決めされて、基板に転写される。また、アライメントマーク転写領域内に転写済みの第２アライメントマークがあるときには、これとも重ならないように第２アライメントマークが位置決めされる。したがって、上記した転写方法の発明と同様、基板に形成された第１アライメントマークおよび基板に転写された第２アライメントマークが後のアライメント手段の動作に影響を及ぼすことが防止されて、第１および第２アライメントマークの撮像結果に基づく基板と担持体との位置合わせを精度よく行うことが可能である。

また例えば、撮像手段は担持体に担持された第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行い、アライメント手段は第１アライメントマークおよび第２アライメントマークそれぞれの図形パターンの重心位置の検出結果に基づいて、基板と担持体との相対位置を調整するようにしてもよい。図形の重心位置は低い空間周波数成分からでも十分に検出可能であるから、ピントが合わないことにより高い空間周波数成分が失われたとしても、基板と担持体との位置合わせの精度への影響を小さく抑えることができる。

この発明によれば、基板表面の第１アライメントマークを構成する複数の図形パターンから離隔し、しかもそれらに囲まれたアライメントマーク転写領域のうち、第２アライメントマークが未転写の領域に第２アライメントマークを位置決めするように基板と担持体との相対位置を調整するので、撮像された画像内におけるこれらのアライメントマークの干渉を防止して、基板と担持体との位置決めを精度よく行うことができる。被転写物を複数回にわたって基板に転写する場合でもその効果は同じである。

本発明にかかるパターン形成装置を装備する印刷装置を示す斜視図である。 図１に示す印刷装置の断面を模式的に示す図である。 図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１の印刷装置の全体動作を示すフローチャートである。 アライメントステージの詳細構造を示す図である。 撮像部の詳細構造を示す図である。 アライメントマークのパターンの例を示す図である。 精密アライメント動作のためのアライメントマークの配置を示す図である。 ＣＣＤカメラで撮像された画像の一例を示す図である。 精密アライメント動作の処理の流れを示すフローチャートである。 ピント合わせ動作を示すフローチャートである。 コントラスト強調された画像データの例を示す図である。 アライメントマークの配置を説明するための図である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図７（ａ）に示すように、基板ＳＢに形成される第１アライメントマークＡＭ１は、互いに離隔配置された複数の（この例では４個の）第１アライメントパターンＡＰ１（ＡＰ11〜ＡＰ14）からなる。各アライメントパターンＡＰ１は、ピントが合わない状態でも図形が消失しない程度のサイズ、例えば１辺が５０μｍ程度の矩形（この例では正方形）で、四辺に囲まれた内部が一様に塗り潰された中実な図形である。このような第１アライメントパターンＡＰ１が４個、それぞれが正方形の頂点になるような位置に配置されて第１アライメントマークＡＭ１が構成される。各アライメントパターンＡＰ１間の間隔は７５０μｍである。

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

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

図８は精密アライメント動作のためのアライメントマークの配置を示す図である。基板ＳＢおよびブランケットＢＬはほぼ同一の平面サイズを有する板状体であり、両者を重ね合わせたときに互いに対応する位置に、それぞれアライメントマークが形成される。すなわち、板状の基板ＳＢの中央部には、回路パターン等の所定パターンが形成されて最終的にデバイスとして機能する有効パターン領域ＰＲが設定される。これに対応するブランケットＢＬの表面領域がブランケットＢＬの有効パターン領域ＰＲであり、基板ＳＢに転写すべきパターンは版ＰＰによってこの領域ＰＲにパターニングされる。図８の例では矩形基板ＳＢの中央部の矩形領域を有効パターン領域ＰＲとしているが、これらの形状は矩形に限定されるものではなく任意である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図１０は精密アライメント動作の処理の流れを示すフローチャートである。なお、この処理は、図４のステップＳ９の処理の一部として行われるものである。まず、精密昇降テーブル４３２により、撮像部４３に設けられたＣＣＤカメラ４３０のピントがブランケットＢＬのアライメントマーク形成面（上面）に合わせられる（ステップＳ９０１）。なお、ブランケットＢＬは膨潤に起因してその厚みが変動するため、ピント合わせは転写処理の実行の度に行われる必要がある。

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

図１１はピント合わせ動作を示すフローチャートである。最初に、精密昇降テーブル４３２により、ＣＣＤカメラ４３０の高さ、すなわちＺ方向位置を所定の初期値に設定する（ステップＳ９１１）。そして、精密昇降テーブル４３２によりＣＣＤカメラ４３０の高さを多段階に変更設定しながら、その都度ＣＣＤカメラ４３０による第２アライメントパターンＡＰ２の撮像を行う（ステップＳ９１２）。ＣＣＤカメラ４３０が所定の最終高さに到達するまで、これを繰り返す（ステップＳ９１３）。この実施形態では、予め定められた標準高さから±１００μｍの範囲において、２０μｍステップでＣＣＤカメラ４３０を移動させ、各位置で撮像を行う。

こうして各高さで撮像された原画像のうち、第２アライメントパターンＡＰ２が最も鮮明に映っているものが、ＣＣＤカメラ４３０のピントが第２アライメントパターンＡＰ２に合った（もしくはそれに最も近い）状態を表している。したがって、そのような画像を見つけ出して、それに対応する高さにＣＣＤカメラ４３０をセットすることで、ピント合わせの目的は達成されることになる。

しかしながら、第２アライメントパターンＡＰ２は基板ＳＢに転写すべきパターンと同一材料で形成されるものであるため、常に良好なコントラストで撮像することができるとは限らない。例えば、ブランケットＢＬと近似した光学的特性（特に屈折率、反射率など）を有する材料で第２アライメントパターンＡＰ２が形成されている場合、撮像条件を微調整しても低い画像コントラストしか得られないことがある。

また、基板ＳＢとブランケットＢＬとが極めて近接して配置された状態では、光源４６３からの照明光が基板ＳＢにより反射されることで比較的明るい画像を得ることができる。これに対して、例えば基板ＳＢとブランケットＢＬとのギャップ調整が済んでいない状態のように基板ＳＢとブランケットＢＬとの距離が比較的大きいとき、ＣＣＤカメラ４３０側から見てブランケットＢＬの背後にある基板ＳＢが遠いため、十分な反射光量が得られず、暗くかつコントラストの低い画像となる場合がある。基板ＳＢ自体の反射率が低い場合も同様である。

このように、まだピントが合っていない状態での第２アライメントパターンＡＰ２の撮像を良好な環境下で行うことが期待できない場合があり、画像から第２アライメントパターンＡＰ２を検出することが困難な場合がある。しかしながら、このような環境下でも確実にピント合わせを行うことが必要である。これを可能とするために、この実施形態では次のようにしている。

本実施形態のＣＣＤカメラ４３０では、撮像素子の１画素のサイズが約０．７μｍである。一方、図７（ｂ）に示したように、第２アライメントパターンＡＰ２の線幅は１０μｍであり、これは撮像素子の約１４画素分に相当している。したがって、たとえ低コントラストの画像であっても、この線幅に対応する１４画素分に相当する空間周波数成分を強調することにより、画像から第２アライメントパターンＡＰ２をより検出しやすくすることが可能である。というのは、第２アライメントパターンＡＰ２の形状およびサイズは既知であり、しかもこの場合、撮像された画像からの第２アライメントパターンＡＰ２の検出はそのエッジ位置が特定されれば足りるからである。

例えば、線幅よりも十分に細かい、例えば線幅の半分以下のサイズに対応する空間周波数成分を除去することで、第２アライメントパターンＡＰ２のエッジに関する情報を失うことなくノイズ成分、特に高周波のランダムノイズ成分を除去することができる。また、線幅よりも十分に大きい、例えば線幅の２倍以上のサイズに対応する空間周波数成分を除去することで、やはり第２アライメントパターンＡＰ２のエッジに関する情報を失うことなく、より大きなスケールでの変動要因、例えばシェーディングの影響を排除することが可能である。

具体的には、各高さで撮像された原画像について、画像処理部６５が、第２アライメントパターンＡＰ２のパターン形状に基づき設定した所定の画素単位、具体的には線幅に対応する画素数の半分以下（例えば４画素×４画素）で平均化圧縮を行う（ステップＳ９１４）。ここでは平均化圧縮後の画像データを第１データと称する。こうして平均化圧縮を行うことで、原画像に含まれる高周波成分が除去され、特にランダムノイズ成分が効果的に除去される。すなわち、平均化圧縮処理は実質的には低域通過フィルタリング処理に相当する。また、以後の演算におけるデータ量を削減する効果もある。

次に、平均化圧縮後の第１データに対して、所定の画素単位、例えば７画素×７画素で平均化圧縮を行う（ステップＳ９１５）。なお、ここでいう「画素」は４画素単位で圧縮された第１データにおける画素を意味しており、したがってここでの７画素は原画像における２８画素（すなわち線幅の２倍）に相当する。これにより、第２アライメントパターンＡＰ２によらない低周波成分、例えばシェーディングによる変動分が抽出される。これを第２データとする。

続いて、第１データと第２データとの比を取ることで、第１データからシェーディングの影響が排除される。すなわち、この比を求める処理は、実質的には低い周波数での変動成分を除去する高域通過フィルタリング処理に相当する。この結果、第２アライメントパターンＡＰ２の線幅に対応する成分を中心とする帯域の空間周波数成分のみが抽出される。つまり、第２アライメントパターンＡＰ２の線幅に対応する空間周波数成分がバンドパスフィルタにより抽出されたことになる。こうして得られた比の値に１より大きな所定の強調係数Ｋを乗じることで、原画像のうち第２アライメントパターンＡＰ２の線幅に対応する画像要素のコントラストが強調された画像が得られる（ステップＳ９１６）。

図１２はコントラスト強調された画像データの例を示す図である。同図は第２アライメントパターンＡＰ２を撮像した画像中に引いた１本の線上における位置と画素値との関係を示している。符号（Ａ）は原画像の画像データを示しており、データにはノイズが含まれ、原画像では第２アライメントパターンＡＰ２の位置を見出すに十分なコントラストが得られていない。符号（Ｂ）は第１データを表しており、低域通過フィルタ処理により高周波ノイズ成分が大幅に除去されているが、シェーディングに起因するより緩やかな変動が見られる。符号（Ｃ）は第２データを表しており、ほとんどシェーディングによる低周波の変動のみが現れている。

符号（Ｄ）はコントラスト強調後のデータを表しており、シェーディングによる低周波の変動が除去された上でコントラストが強調されたことにより、第２アライメントパターンＡＰ２のエッジに相当する位置のピークがはっきりと認識できる。画像に現れる第２アライメントパターンＡＰ２が鮮明であるほど、このピークも鮮明に現れる。このことを利用して、画像から第２アライメントパターンＡＰ２を検出することができる。

例えば第２アライメントパターンＡＰ２が全く含まれない画像では、コントラスト強調後のデータ（符号（Ｄ））においても顕著なピークは現れず、画像全体の画素値が平均レベルＶavgに近い一様な値となる。一方、ＣＣＤカメラ４３０のピントがブランケットＢＬ上面に近づくほど、平均レベルＶavgからの乖離が大きい画素値が現れてくることになる。したがって、画像内の各位置ごとの画素値Ｖiとその平均値Ｖavgとの差の絶対値を求め、その値を画像内で積算した総和：
Σ｜Ｖi−Ｖavg｜ … （式１）
の値の大小によって、ＣＣＤカメラ４３０のフォーカス位置とブランケットＢＬ上面位置とのずれ量を評価することができる。ＣＣＤカメラ４３０のピントがブランケットＢＬ上面に近いほど、画像に含まれる第２アライメントマークＡＭ２に対応する空間周波数成分が多くなり、それに伴って上記（式１）で表される値が大きくなる。そこで、ＣＣＤカメラ４３０の高さを異ならせて撮像した画像のそれぞれについて（式１）により求めた値を、ここでは「ＡＦ評価値」と称する。これらの画像のうち、ＡＦ評価値が最大となる、つまり第２アライメントマークＡＭ２に対応する空間周波数成分が最も多く含まれる画像が撮像されたときのＣＣＤカメラ４３０の高さが、ＣＣＤカメラ４３０のピントがブランケットＢＬ上面に最も近くなる高さであるということができる。

強調係数Ｋについては、１より大きい任意の値とすることができるが、当然にこの値が大きいほどコントラストは強く強調され、第２アライメントパターンＡＰ２のエッジに対応するピークが増強される。この場合、アライメントパターンと無関係の信号まで強調されることが懸念されるが、発明者らの実験によれば、少なくともピント合わせ動作に関してはその精度に影響を与えるほどの支障は生じていない。これは、検出すべきアライメントパターンの形状に特化した信号処理、すなわち第２アライメントパターンＡＰ２を特徴づける空間周波数成分に対応した帯域を抽出するバンドパスフィルタ処理を行うことで、アライメントパターンと無関係の信号が十分に低減されているためと考えられる。

一方、ＣＣＤカメラ４３０がもともと有するダイナミックレンジを超えてコントラストを強調することは原理的に不可能であり、この点において強調係数Ｋの適正値の上限が定まる。例えば最大出力信号に対するランダムノイズの平均振幅がＮ％である撮像系においては、強調係数Ｋの適正な最大値Ｋmaxは次式：
Ｋmax＝１００／４Ｎ … （式２）
により与えられる。これは、±Ｎ％の振幅のノイズが（１００／２Ｎ）倍に強調されたときノイズ成分だけで１００％に達してしまうこと、および、実用上はＳ／Ｎ比が２倍未満である信号をノイズから分離することが難しいという実験事実から導かれたものである。例えば信号に対するランダムノイズの比が１％である撮像系では、強調係数Ｋの上限値は２５となる。

図１１に戻って、ステップＳ９１６までの処理によりコントラスト強調された各高さでの画像データから、上記原理に基づき、（式１）で定義されるＡＦ評価値をそれぞれ算出する（ステップＳ９１７）。そして、それらのうちＡＦ評価値が最大である画像に対応する高さにＣＣＤカメラ４３０の高さを設定する（ステップＳ９１８）。これにより、ＣＣＤカメラ４３０のフォーカス位置がほぼブランケットＢＬの上面に合わせられる。

図１０に戻って精密アライメント動作の説明を続ける。こうしてピント調整がなされた状態では、各ＣＣＤカメラ４３０の視野には第１アライメントパターンＡＰ１およびこれに対応する第２アライメントパターンＡＰ２が入っており、このうち第２アライメントパターンＡＰ２にピントが合った状態である。各ＣＣＤ４３０はそれぞれこの画像を撮像し、画像データを画像処理部６５へ送出する（ステップＳ９０２）。画像処理部６５は、こうして撮像された画像に対し所定の画像処理を行い、画像内における第１および第２アライメントパターンＡＰ１，ＡＰ２の位置検出を行う（ステップＳ９０３、Ｓ９０４）。具体的にはこれらの重心位置Ｇ1m，Ｇ2mを検出する。

上記のようにして第１アライメントパターンＡＰ１の重心Ｇ1m、および第２アライメントパターンＡＰ２の重心Ｇ2mの位置が検出されると、続いてそれらの間の位置ずれ量を算出する（ステップＳ９０５）。ここで算出するべきは、検出された２つのアライメントパターンそれぞれの重心Ｇ1m、Ｇ2m間の位置ずれ量ではなく、第１アライメントパターンＡＰ１の重心位置Ｇ1mから導かれる第２アライメントパターンＡＰ２の適正な重心位置Ｇ2tと、実測により検出された第２アライメントパターンＡＰ２の重心位置Ｇ2mとの間の位置ずれ量である。なお、第１および第２アライメントパターンがその重心位置が共通となるように配置されている（つまりＧ2tがＧ1mに等しい）場合には、当然に２つのアライメントパターンそれぞれの重心Ｇ1m、Ｇ2m間の位置ずれ量が、求めるべき量となる。

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

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

基板ＳＢ側およびブランケットＢＬ側のそれぞれについて、各カメラで撮像されたアライメントパターンの重心位置が画像処理部６５による画像処理によって求められると（ステップＳ９０３、Ｓ９０４）、これらの算出結果から、基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置ずれ量を算出する（ステップＳ９０５）。ここでの位置ずれ量は、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向のそれぞれについて算出される。こうして求められた位置ずれ量が予め定められた許容範囲内にあれば（ステップＳ９０６）、基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の位置ずれは無視できるものとして精密アライメント動作を終了する。

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

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

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

こうしてアライメント処理が完了した後、吸着プレート５１とブランケットＢＬとの間にエアーが送り込まれることでブランケットＢＬの中央部が浮上して基板ＳＢに密着し、ブランケットＢＬに担持されたパターンが基板ＳＢに転写される。このとき、パターンと同じ材料でブランケットＢＬ表面に形成された第２アライメントマークＡＭ２も、パターンとともに基板ＳＢに転写される。精密アライメント終了時点で、第２アライメントマークＡＭ２は基板ＳＢ上の第１アライメントマークＡＭ１と略対向する位置にあるから、そのままブランケットＢＬが基板ＳＢに当接することで、第２アライメントマークＡＭ２は第１アライメントマークＡＭ１の近傍に転写されることになる。

基板ＳＢ上へのパターンの転写は、必要に応じて複数回繰り返して実行される。当然に、その都度上記したアライメント処理が必要である。このため、パターン転写を行う度に、当該パターンとともに形成されていた第２アライメントマークが基板ＳＢに転写されてゆくことになる。このとき、先に転写された第２アライメントマークが、後の転写処理のためのアライメント動作の障害となることがあり得る。本実施形態におけるアライメントマークの配置（図７）は、このような問題に配慮されたものである。

図１３はアライメントマークの配置を説明するための図である。図１３（ａ）に示すように、基板ＳＢ上のアライメントマークＡＭ１は、それぞれが正方形の頂点をなすように４つの第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14を配置したものである。最初の転写処理によってブランケットＢＬから基板ＳＢに転写される第２アライメントマークＡＭ21は、これら４つの第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14によって囲まれ、かつ各第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14から所定の間隔を隔てた領域（アライメントマーク転写領域）ＴＲの内側に転写されるようにする。

第２回目の転写処理に先立つアライメント処理でも、上記したようにブランケットＢＬにピントを合わせた撮像が行われる。このとき、図１３（ｂ）に示すように、このときブランケットＢＬに担持されている第２アライメントマークＡＭ21の画像は鮮明であるが、基板ＳＢ表面の第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ12と、先に基板ＳＢ表面に転写されている第２アライメントマークＡＭ21とはピントが合わないため不鮮明である。

このとき、不鮮明に映った第２アライメントマークＡＭ21が第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14および第２アライメントマークＡＭ22のいずれかに重なったり極めて近接した位置にあると、それらの重心位置の算出に影響を及ぼし、結果としてアライメント処理の位置合わせ精度を低下させてしまうおそれがある。特に、精密アライメント動作が収束したか否かを判断する処理ステップ（図１０のステップＳ９０６）においてこのような検出誤差が含まれると、位置ずれが残留したままアライメント処理が終了されてしまう。

このような問題を回避するために、この実施形態では、
（１）ブランケットＢＬ上の第２アライメントマークＡＭ２は、基板ＳＢ上の第１アライメントマークから一定距離以上離れた位置に転写されるようにする、
（２）複数回のパターン転写でブランケットＢＬから基板ＳＢに転写される第２アライメントマークＡＭ２は、互いに異なる位置に、かつ互いに十分な距離を置いて転写されるようにする、
（３）アライメント精度を高めるために、各回のアライメント処理では、基板ＳＢ側の第１アライメントパターンＡＰ１とブランケットＢＬ側の第２アライメントマークＡＭ２とができるだけ近い位置に配置されるようにする、
という設計思想の下、アライメントマークの設計を行っている。

すなわち、第２アライメントマークＡＭ２の転写位置を、第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14から離れたアライメントマーク転写領域ＴＲ内に限定することで、上記要件（１）が充足される。ピントが合わない状態の撮像により、第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14および転写済みの第２アライメントマークＡＭ２の像の見かけの大きさが実際より大きく（例えば２倍程度まで）なるケースがあるので、第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14と、アライメントマーク転写領域ＴＲに転写される第２アライメントマークＡＭ２との間隔はできるだけ大きいことが望ましい。実用的には、第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14の位置と、各回の転写における第２アライメントマークＡＭ２の転写位置とは、少なくとも第１アライメントパターンＡＰ１の外形寸法（５０μｍ）と第２アライメントマークＡＭ２の外形寸法（１２０μｍ）との和の半分（８５μｍ）よりも大きく離隔していることが必要である。この実施形態では、図１３（ｂ）に示すように、この距離を１１５μｍとした。

また、要件（２）を充足するためには、ブランケットＢＬに担持させる第２アライメントマークＡＭ２の位置を各回の転写ごとに異ならせ、しかも、その位置の変化量が十分に大きくなるようにすればよい。また、要件（３）を充足するためには、複数の第１アライメントパターンＡＰ１を離隔配置し、新たに転写されようとする第２アライメントマークＡＭ２をそれらの少なくとも１つに近接して配置できるようにすればよい。

これらに鑑み、この実施形態では、第２アライメントマークＡＭ２が転写されるアライメントマーク転写領域ＴＲを取り囲むように４つの第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14を配置した第１アライメントマークＡＭ１を設定している。アライメントマーク転写領域ＴＲには、図１３（ｂ）に点線で示すように、９個までの第２アライメントマークＡＭ２が転写できるスペースを確保した。したがって最大９回のパターン転写が可能である。また、新たに転写されようとする第２アライメントマークＡＭ22が転写済みの第２アライメントマークＡＭ21の像と重ならないように、転写領域ＴＲ内における第２アライメントマーク間の転写ピッチを２００μｍとした。図７（ａ）に示した第１アライメントマークＡＭ１は、このようにして構成されたものである。

このように構成された第１アライメントマークＡＭ１を用いて、複数回の転写ごとにアライメント処理を行う具体的な手順は以下の通りである。図１０の精密アライメント動作では、アライメントマークの撮像およびこれに基づくアライメントステージ４２の移動が収束したときに、ブランケットＢＬ表面の第２アライメントマークＡＭ２が基板ＳＢのアライメントパターン転写領域ＴＲのうち、先に第２アライメントマークＡＭ２が転写された領域を除外した領域と対向するようにする。すなわち、第１アライメントマークＡＭ１と第２アライメントマークＡＭ２との位置関係がそのようになるように、第２アライメントマークＡＭ２の目標重心位置（図９（ａ）の符号Ｇ2t）が設定されて精密アライメント動作が行われる。こうして第１アライメントマークＡＭ１に対する第２アライメントマークＡＭ２の位置決めが行われて、第２アライメントマークＡＭ２は最終的に基板ＳＢに転写される。

複数回のパターン転写では、各回のパターン転写に先立つ精密アライメント動作の度に、第２アライメントマークＡＭ２の目標重心位置を少しずつ変化させる。すなわち、基板ＳＢのアライメントパターン転写領域ＴＲのうち、先に第２アライメントマークＡＭ２が転写された領域から離隔した領域に、目標重心位置を設定する。このとき基板ＳＢとパターンとの位置関係がずれることがないよう、ブランケットＢＬ上のパターンと第２アライメントマークＡＭ２との位置関係が予め調整される。つまり、そのような位置関係でパターンおよび第２アライメントマークＡＭ２がブランケットＢＬ上に形成されるように、ブランケットＢＬにパターニングを行う版ＰＰが作成されている。

複数回の転写処理の各々に対応する第２アライメントマークＡＭ２それぞれの目標重心位置は、精密アライメントにおいて許容される範囲での位置ずれおよびピントが合わない状態での広がりを考慮して、互いに第２アライメントマークＡＭ２の外形寸法よりも大きな距離を持って設定される。この実施形態では、１辺が１２０μｍの第２アライメントマークＡＭ２に対して目標重心位置のピッチを２００μｍとしている。

こうしてアライメント転写領域ＴＲ内で各回の転写ごとに第２アライメントマークの目標位置を異ならせて精密アライメントを行い、パターン転写とともに第２アライメントマークＡＭ２を基板ＳＢに転写してゆく。第２アライメントマークＡＭ２は、精密アライメント後に当該第２アライメントマークＡＭ２と対向する基板ＳＢの表面、つまりアライメントマーク転写領域ＴＲのうち第２アライメントマークが未転写の領域に、しかも転写済みの第２アライメントマークとは離隔して転写される。

このようにすることで、各回の転写処理では、ブランケットＢＬに担持された第２アライメントマークＡＭ２を基板ＳＢに形成された第１アライメントパターンＡＰ11〜ＡＰ14のうち少なくとも１つをＣＣＤカメラ４３０の同一視野で撮像して、その画像に基づいて高精度に位置合わせを行うことができる。このとき、先の転写処理で基板ＳＢ上に転写された第２アライメントマークの像がブランケットＢＬ表面の第２アライメントマークＡＭ２の像に干渉することが防止されており、複数回の転写を重ねても、各回で転写されるパターン間において高い位置精度を維持することができる。

なお、同一の基板に対して複数回のパターン転写を行う場合の具体的な動作は、例えば次のようにすることができる。その一の態様は、図４に示した各処理ステップ（Ｓ１〜Ｓ１４）の全てを複数回繰り返す、というものである。すなわち、印刷装置１００への版ＰＰ、基板ＳＢおよびブランケットＢＬの搬入（ステップＳ１、Ｓ２およびＳ４）と、これらの装置からの取り出し（ステップＳ１２〜Ｓ１４）とを、１回の転写ごとに繰り返して行う。このようにした場合、各回の転写ごとに版ＰＰ、基板ＳＢおよびブランケットＢＬを入れ替えることができるので、それらの組み合わせや転写順序を任意に設定することができる。

また、複数回のパターン転写における他の態様は、いったん搬入した基板ＳＢを印刷装置１００内に残したまま、該基板ＳＢに対して複数回のパターン転写を行う、というものである。この場合、第１回目の動作では上記したステップＳ１からＳ１３までが実行され、その後、再びステップＳ１からの動作が実行される。ただしこのとき、ステップＳ２は省略される。そして、全てのパターンの転写が終了した後に、基板ＳＢの取り出し（ステップＳ１４）が実行される。

このようにすると、印刷装置１００への基板ＳＢの搬入および搬出（それらに伴う保持およびその解除動作を含む）の回数を少なくすることができ、１つの基板ＳＢに対して、短時間で複数のパターン転写を行うことができる。

これら２つの動作態様においては、版ＰＰおよびブランケットＢＬは転写が終了する知度に搬出されて洗浄されることが望ましいが、次の動作において使用される版ＰＰおよびブランケットＢＬが先のものと同一であっても異なるものであっても構わない。いずれの場合でも、装着時の位置ずれやブランケットＢＬの膨潤などによる相対位置の変動が生じうるため、上記したピント合わせ動作やアライメント処理は、パターン転写を行う都度実行される必要がある。

また、複数回のパターン転写が同一の印刷装置１００で実行されることを必須とするものではない。すなわち、少なくとも１層のパターン形成済みの基板ＳＢが印刷装置１００に搬入されて上記動作が実行されることで基板ＳＢには新たなパターンが転写されるが、先のパターンがどのようにして形成されたかに関わらず、本実施形態の印刷装置１００を用いて新たなパターン形成を行うことが可能である。

以上のように、この実施形態では、ブランケットＢＬに担持されたパターンを基板ＳＢに転写するのに先立って、それぞれに形成されたアライメントマークを撮像し、その撮像結果に基づいてブランケットＢＬと基板ＳＢとの位置合わせを行うアライメント処理を実行する。このとき、基板ＳＢ側に形成される第１アライメントマークＡＭ１は、複数の図形（ここでは正方形）パターンＡＰ１を離隔配置したものであり、これら複数のパターンに囲まれた基板ＳＢの表面領域が、ブランケットＢＬ側に担持された第２アライメントマークＡＭ２が転写されるアライメントマーク転写領域ＴＲとなっている。

精密アライメント動作では、アライメントマーク転写領域ＴＲ内に設定した目標重心位置Ｇ2tに第２アライメントマークＡＭ２の重心位置を一致させるように、基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせを行う。複数回のパターン転写それぞれに対応する複数回の精密アライメント動作では、第２アライメントマークＡＭ２の目標重心位置を、アライメントマーク転写領域ＴＲ内で、しかも互いの第２アライメントマーク同士が離隔して転写されるように設定される。言い換えれば、複数回のパターン転写それぞれに対応する複数の第２アライメントマークＡＭ２を互いに離隔させて、かつ第１アライメントマークＡＭを構成する各第１アライメントパターンＡＰ１からも離隔させて転写可能となるアライメントマーク転写領域ＴＲが確保されるように、第１アライメントマークＡＭ１が設計されている。

そのため、各回のパターン転写に対応する精密アライメント動作では、撮像された画像における、基板ＳＢに予め形成された第１アライメントマークＡＭ１、先の転写においてブランケットＢＬから基板ＳＢに転写された第２アライメントマーク（例えば図１３（ｂ）の符号ＡＭ21）、および今回の精密アライメント動作のためにブランケットＢＬに形成された第２アライメントマーク（例えば図１３（ｂ）の符号ＡＭ22）の三者が互いに干渉することがなく、それぞれの位置検出を精度よく行うことが可能である。

したがって、この実施形態では、基板ＳＢと、ブランケットＢＬに担持されたパターンとの位置合わせを高い精度で行うことができる。そして、その状態で基板ＳＢとブランケットＢＬとが当接されることで、基板ＳＢの所定位置に高い精度でパターンを転写することが可能である。

特に、ＣＣＤカメラ４３０のピントをブランケットＢＬ表面に合わせて撮像を行う場合、ピントが合わない基板ＳＢ表面の第１アライメントマークＡＭ１および転写済みの第２アライメントマークＡＭ21の像がぼやけて実際よりも大きく広がることがあるが、その影響を加味したアライメントマークの設計および精密アライメント動作により、上記事象が原因となって位置合わせ精度が低下することは回避される。

以上説明したように、この実施形態では、ブランケットＢＬが本発明の「担持体」に相当している。また、上記実施形態では、上ステージ部３および下ステージ部５が一体として本発明の「転写手段」として機能している。また、撮像部４３が本発明の「撮像手段」として機能している。また、画像処理部６５およびアライメントステージ４２が一体として、本発明の「アライメント手段」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態において示したアライメントマークの形状は一例にすぎず、上記以外に種々のものを採用可能である。ただし、上記したようにピントが合わない状態での撮像結果からでも検出が容易となるよう、アライメントマークの画像が有する空間周波数成分が特徴的であることが望ましい。

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

また、上記実施形態では、ＣＣＤカメラ４３０全体を精密昇降テーブル４３２で上下させることによりピント合わせを行っているが、これに代えて、複数のレンズからなる結像光学系を設けてそのレンズ間の距離を調節することでピント合わせを行うものであってもよい。

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

また、上記実施形態ではブランケットＢＬ上のアライメントマークをパターン形成材料と同一の材料により形成しているが、このことは必須の要件ではなく、例えば基板に転写されないアライメントマークをブランケットＢＬに予め形成しておいてもよい。この場合、基板ＳＢへのパターン転写を高い位置精度で行うためにはブランケットＢＬ上に担持されるパターンの位置精度が重要となるので、版ＰＰによるブランケットＢＬへのパターニングを行うに際しては版ＰＰとブランケットＢＬとの位置合わせをより精密に行うことが必要となる。

また、上記実施形態では最大９個の第２アライメントマークＡＭ２を転写可能なアライメントマーク転写領域ＴＲを基板ＳＢに設けているが、基板ＳＢに転写される第２アライメントマークＡＭ２の数、つまり基板ＳＢへのパターン転写の回数は任意であり、例えば基板ＳＢへのパターン転写が１回だけの場合でも、上記したピント合わせ動作は有効に機能するものである。

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

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

３ 上ステージ部（転写手段）
４ アライメント部
５ 下ステージ部（転写手段）
４２ アライメントステージ（アライメント手段）
４３ 撮像部（撮像手段）
６５ 画像処理部（アライメント手段）
１００ 印刷装置（転写装置）
４３０ ＣＣＤカメラ
ＡＭ１ 第１アライメントマーク
ＡＭ２ 第２アライメントマーク
ＢＬ ブランケット（担持体）
ＳＢ 基板
ＴＲ アライメントマーク転写領域

Claims (7)

1. 被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写方法において、
   第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する光透過性を有する前記担持体とを、それぞれのアライメントマーク形成面同士を対向させた状態で近接保持する保持工程と、
   前記担持体のアライメントマーク形成面とは反対側から、前記担持体を介して前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークを撮像手段の同一視野内で撮像する撮像工程と、
   撮像された画像に基づき、前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークの位置を検出する位置検出工程と、
   前記位置検出工程での検出結果に基づき前記基板と前記担持体との相対位置を調整するアライメント工程と、
   前記アライメント工程で相対位置が調整された前記基板と前記担持体とを当接させて、前記担持体表面の前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記基板に転写する転写工程と
   を備え、
   前記基板に形成する前記第１アライメントマークは互いに離隔配置された複数の図形パターンを含み、しかも、該複数の図形パターンが、前記第２アライメントマークを前記図形パターンのそれぞれから離隔させて配置可能なアライメントマーク転写領域を囲むように配置され、
   前記アライメント工程では、前記基板と前記担持体との相対位置を調整して、前記アライメントマーク転写領域のうち前記第２アライメントマークが未転写の領域に前記第２アライメントマークを対向位置決めし、
   前記転写工程では、前記アライメントマーク転写領域内で前記複数の図形パターンのそれぞれから離隔させて前記第２アライメントマークを前記基板に転写する
   ことを特徴とする転写方法。
2. 前記保持工程、前記撮像工程、前記位置検出工程、前記アライメント工程および前記転写工程を順番に実行する一連の処理を複数回行うことで前記担持体から前記基板への前記被転写物の転写を複数回実行し、
   前記第１アライメントマークは、複数回の転写に対応する複数の前記第２アライメントマークを互いに離隔して配置可能な前記アライメントマーク転写領域を有し、
   各回の前記転写工程では、前記アライメントマーク転写領域内で互いに離隔させて前記第２アライメントマークを転写する、請求項１に記載の転写方法。
3. 前記第１アライメントマークの前記図形パターンは、前記第２アライメントマークの図形パターンに比して、低い空間周波数成分をより多く含むものであり、
   前記撮像工程では、前記担持体に担持された前記第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行い、
   前記位置検出工程では、前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークそれぞれの図形パターンの重心位置を検出する、請求項１または２に記載の転写方法。
4. 前記第１アライメントマークの図形パターンが中実図形であり、前記第２アライメントマークの図形パターンが中空図形である請求項３に記載の転写方法。
5. 被転写物としてのパターンまたは薄膜を、前記被転写物を担持する担持体から基板の所定位置に転写する転写装置において、
   第１アライメントマークを表面に形成した前記基板と、前記被転写物および前記被転写物と同一材料で前記被転写物とともに形成した第２アライメントマークを表面に担持する光透過性を有する前記担持体とを、それぞれのアライメントマーク形成面同士を対向させた状態で近接保持し、さらに前記担持体と前記基板とを当接させて前記被転写物および前記第２アライメントマークを前記担持体から前記基板に転写する転写手段と、
   前記転写手段により前記基板と前記担持体とが近接保持された状態で、前記担持体のアライメントマーク形成面とは反対側から、前記担持体を介して前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークを撮像手段の同一視野内で撮像する撮像手段と、
   撮像された画像における前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークの位置検出結果に基づき前記基板と前記担持体との相対位置を調整するアライメント手段と
   を備え、
   前記アライメント手段は、前記基板と前記担持体との相対位置を調整して、前記基板表面のうち前記第１アライメントマークを構成する複数の図形パターンで囲まれたアライメントマーク転写領域のうち前記第２アライメントマークが未転写の領域に前記第２アライメントマークを対向位置決めし、
   前記転写手段は、前記アライメントマーク転写領域内で前記複数の図形パターンのそれぞれから離隔させて前記第２アライメントマークを前記基板に転写する
   ことを特徴とする転写装置。
6. 前記転写手段が、前記被転写物と前記第２アライメントマークとが転写された前記基板を保持して前記担持体から新たな被転写物および第２アライメントマークを前記基板に転写可能となっており、
   前記アライメント手段は、前記基板と前記担持体との相対位置を調整して、前記新たな第２アライメントマークを前記アライメントマーク転写領域のうち前記第２アライメントマークが未転写の領域に対向位置決めし、
   前記転写手段は、前記アライメントマーク転写領域内で前記複数の図形パターンおよび転写済みの前記第２アライメントマークのそれぞれから離隔させて、前記担持体に担持された前記第２アライメントマークを前記基板に転写する、請求項５に記載の転写装置。
7. 前記撮像手段は、前記担持体に担持された前記第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行い、前記アライメント手段は、前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークそれぞれの図形パターンの重心位置の検出結果に基づいて前記基板と前記担持体との相対位置を調整する請求項５または６に記載の転写装置。

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