JP5018565B2 - Micro contact printing method and micro contact printing apparatus - Google Patents
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Description
Translated fromJapanese本発明は、マイクロコンタクトプリント方法、及びマイクロコンタクトプリント装置に関する。そしてより詳細には、試料基板上にスタンプを載置させ、スタンプの自重にてスタンプを試料基板に押圧させることによって、スタンプに付着する被覆膜の材料を試料基板に転写させるマイクロコンタクトプリント方法及びマイクロコンタクトプリント装置に関する。 The present invention relates to a microcontact printing method and a microcontact printing apparatus. More specifically, a microcontact printing method for transferring the material of the coating film adhering to the stamp to the sample substrate by placing the stamp on the sample substrate and pressing the stamp against the sample substrate by its own weight. And a microcontact printing apparatus.
マイクロコンタクトプリント法は、スタンプの微細な凹凸部表面に被覆膜の材料を付着させた状態で、スタンプを被転写基板に密着させることによって、パターン化した被覆膜を被転写基板の表面に形成させる方法である。本方法は、微細な被覆膜のパターンを安価に量産可能であるとして注目されており、実現に向けて研究がすすめられている。 In the microcontact printing method, a patterned coating film is applied to the surface of a substrate to be transferred by closely attaching the material of the coating film to the surface of the fine irregularities of the stamp, with the stamp closely attached to the substrate to be transferred. It is a method of forming. This method is attracting attention as it allows mass production of a fine coating film pattern at low cost, and research is being carried out toward its realization.
マイクロコンタクトプリント法では、例えば、被覆膜材料としてチオールや有機シランを使用し、試料基板に転写させることにより、試料基板に自己組織化有機単分子膜（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ、以下「ＳＡＭ」という。）が形成される。そして形成されたＳＡＭ最表面にある官能基を任意に選択することによって、試料基板上にさまざまな機能を付与した微細なパターンを形成させることが可能となる。 In the micro-contact printing method, for example, thiol or organosilane is used as a coating film material and transferred to a sample substrate, whereby the sample substrate is self-assembled organic monolayer (hereinafter referred to as “SAM”). ) Is formed. Then, by arbitrarily selecting a functional group on the formed SAM outermost surface, it is possible to form a fine pattern having various functions on the sample substrate.
マイクロコンタクトプリント法において被転写基板上に均一な被覆膜を形成させるためには、スタンプと被転写基板との並行度を高度に維持した状態で双方を密着させる必要があることが知られている。そして、高度に並行度を維持可能なマイクロコンタクトプリント装置として、被転写基板を固定するための第一ステーションが、Ｘ軸微粗動ダイヤルとＹ軸微粗動ダイヤルとを備えたＸ−Ｙステージからなるマイクロコンタクトプリント装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このマイクロコンタクトプリント装置では、Ｘ軸微粗動ダイヤルとＹ軸微粗動ダイヤルとを調整することによってスタンプと被転写基板との並行度を高度に維持することが可能となっているため、スタンプと被転写体とを密着させてスタンプの凹凸部に付着する被覆膜の材料を被転写体に均一に転写させることが可能となっている。
しかしながら特許文献１に記載のマイクロコンタクトプリント装置では、スタンプと被転写基板との高度な並行度を実現するために複雑な制御機能を備える必要があり、装置が高コストとなってしまって、低コストなプロセスであるというマイクロコンタクトプリント法の利点を生かしきれないという問題点があった。 However, in the microcontact printing apparatus described in
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、低コストでスタンプと被転写基板との並行度を維持しつつ双方を密着させることが可能なマイクロコンタクトプリント装置、及びマイクロコンタクトプリント方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and a microcontact printing apparatus and a microcontact printing method capable of bringing the stamp and the substrate to be transferred into close contact with each other while maintaining parallelism at low cost. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明のマイクロコンタクトプリント方法は、スタンプの表面に付着された被覆膜の材料を試料基板の表面に転写し、前記試料基板上に、所定パターンの被覆膜を形成するマイクロコンタクトプリント方法であって、前記試料基板の上方に配置されているスタンプであって下面に被覆膜の材料が付着されているスタンプの周縁部分を下方から接離可能に支持する支持体と、当該支持体に接離可能に支持された状態の当該スタンプの下方に配置されている前記試料基板を下方から固定した基板台とを上下方向に相対移動させ、当該スタンプと当該試料基板とを近接させる第一移動工程と、前記第一移動工程にて前記スタンプと前記試料基板とを近接させるように前記支持体と前記基板台とを相対移動させ、前記スタンプと前記試料基板とを接触させた後、さらに継続して前記支持体と前記基板台とを相対移動させることによって、前記支持体から前記スタンプを離隔させ、前記試料基板の上側に前記スタンプを載置させる載置工程と、前記載置工程において、前記試料基板上に前記スタンプが載置され、前記支持体から前記スタンプが離隔した後、当該スタンプの上方より当該スタンプに対して気体を放出することにより、当該試料基板に当該スタンプを押圧する圧力転写工程と、前記載置工程の後、前記支持体と前記基板台とを相対移動させることによって、前記試料基板から前記スタンプを離隔させる第二移動工程とを備え、前記載置工程により前記試料基板上に前記スタンプが載置された際に、当該スタンプの自重によって当該試料基板に当該スタンプが押圧され、当該スタンプに付着されている被覆膜の材料が前記試料基板に転写されることを特徴とする。In order to solve the above-described problem, the microcontact printing method according to the first aspect of the present invention transfers the coating film material attached to the surface of the stamp onto the surface of the sample substrate, and a predetermined pattern is formed on the sample substrate. A microcontact printing method for forming a coating film of the stamp, wherein the peripheral portion of the stamp, which is disposed above the sample substrate and has the coating film material attached to the lower surface, is contacted and separated from below. A support body that can be supported, and a substrate base that fixes the sample substrate disposed below the stamp in a state of being supported so as to be able to contact and separate from the support body, relative to each other in the vertical direction, A first moving step of bringing the stamp and the sample substrate close to each other; and the support and the substrate stage are relatively moved so that the stamp and the sample substrate are brought close to each other in the first moving step. Then, after the stamp and the sample substrate are brought into contact with each other, the stamper is separated from the support by continuously moving the support and the substrate base, and the stamp is placed on the upper side of the sample substrate. In the placing step of placing the stamp and the placing stepdescribed above, after the stamp is placed on the sample substrate and the stamp is separated from the support, a gas is applied to the stamp from above the stamp. The stamp is separated from the sample substrate by relatively moving the support and the substrate table afterthe pressure transfer step of pressing the stamp against the sample substrate and the placingstep. A second moving step, and when the stamp is placed on the sample substrate by the placing step, the sample base is caused by its own weight. The stamp is pressed, the material of the coating film is attached to the stamp, characterized in that it is transferred to the sample substrate.
また、請求項２に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置は、スタンプの表面に付着された被覆膜の材料を試料基板の表面に転写し、前記試料基板上に、所定パターンの被覆膜を形成するためのマイクロコンタクトプリント装置であって、下面に被覆膜の材料が付着された前記スタンプの周縁部分を下方から接離可能に支持する支持体と、前記支持体に支持された状態の前記スタンプの下方に前記試料基板を配置するために、当該試料基板を下方から固定する基板台と、前記スタンプが前記支持体に支持されている状態の当該支持体と前記試料基板が前記基板台に固定されている状態の当該基板台とを上下方向に相対移動させ、当該スタンプと当該試料基板とを近接させる第一移動手段と、前記第一移動手段により前記スタンプと前記試料基板とを近接させるように前記支持体と前記基板台とを相対移動させ、前記スタンプと前記試料基板とを接触させた後、さらに継続して前記支持体と前記基板台とを相対移動させ、前記試料基板の上側に前記スタンプを載置させることによって、前記支持体から前記スタンプが離隔した場合において、前記支持体から前記スタンプが離隔した状態を検出する離隔状態検出手段と、前記離隔状態検出手段により前記支持体から前記スタンプが隔離したことを検出した後、前記支持体と前記基板台とを相対移動させることによって、前記試料基板から前記スタンプを離隔させる第二移動手段とを備え、前記第一移動手段により前記試料基板上に前記スタンプが載置された際、当該スタンプの自重によって当該試料基板に当該スタンプが押圧され、当該スタンプに付着されている被覆膜の材料が前記試料基板に転写されることを特徴とする。According to asecond aspect of the present invention, there is provided a microcontact printing apparatus for transferring a coating film material attached to a surface of a stamp onto a surface of a sample substrate, and forming a coating film having a predetermined pattern on the sample substrate. And a support that supports a peripheral portion of the stamp having a coating film material attached to a lower surface thereof so as to be able to contact and separate from below, and the support that is supported by the support. In order to dispose the sample substrate below the stamp, a substrate stand for fixing the sample substrate from below, and the support and the sample substrate in a state where the stamp is supported by the support are attached to the substrate stand. A first moving means for relatively moving the substrate table in a fixed state in the vertical direction to bring the stamp and the sample substrate close to each other, and the stamp and the sample by the first moving means. Relative movement of the support and the substrate stage so as to bring the substrate close to each other, contact the stamp and the sample substrate, and then continue the relative movement of the support and the substrate stage, A separation state detection means for detecting a state in which the stamp is separated from the support when the stamp is separated from the support by placing the stamp on the upper side of the sample substrate, and the separation state detection A second moving means for separating the stamp from the sample substrate by relatively moving the support and the substrate base after detecting that the stamp is separated from the support by means, When the stamp is placed on the sample substrate by the first moving means, the stamp is pressed against the sample substrate by its own weight. Wherein the material of the coating film is attached to the stamp is transferred to the sample substrate.
また、請求項３に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置は、請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記スタンプの上方より当該スタンプに対して気体を放出する気体放出手段をさらに備え、前記離隔状態検出手段において前記支持体から前記スタンプが離隔したことを検出した場合に、前記気体放出手段により前記スタンプに対して気体を放出し、前記試料基板に当該スタンプを押圧することを特徴とする。Furthermore, microcontact printing apparatus of the invention according to
また、請求項４に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置は、請求項２または３に記載の発明の構成に加えて、前記試料基板を下方から固定する前記基板台において、前記試料基板の下面と接する少なくとも上面部分が柔軟材料によって構成されている。According to afourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of thesecond orthird aspect of the invention, the microcontact printing apparatus is in contact with the lower surface of the sample substrate in the substrate stand for fixing the sample substrate from below. At least the upper surface portion is made of a flexible material.
また、請求項５に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置は、請求項２または３に記載の発明の構成に加えて、前記試料基板を下方から固定する前記基板台において、前記試料基板の下面と接する少なくとも上面部分が硬質材料によって構成されていると共に、その下側部分を柔軟材料によって構成されている。According to afifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of thesecond orthird aspect of the invention, the microcontact printing apparatus is in contact with the lower surface of the sample substrate in the substrate stand for fixing the sample substrate from below. At least the upper surface portion is made of a hard material, and the lower portion thereof is made of a flexible material.
また、請求項６に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置は、請求項２または３に記載の発明の構成に加えて、前記試料基板を下方から固定する前記基板台の上面を弾性的に支持する弾性支持手段を備えている。According to asixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of thesecond orthird aspect of the invention, the microcontact printing apparatus elastically supports the upper surface of the substrate base for fixing the sample substrate from below. Support means are provided.
請求項１に係る発明のマイクロコンタクトプリント方法では、試料基板上にスタンプを置き、スタンプの自重によって、試料基板にスタンプを押圧させてスタンプ上の被覆膜の材料を試料基板に転写させる。このことによって、複雑な制御を行うことなく、容易にスタンプと試料基板とを平行に配置させ、均一にスタンプ上の被覆膜の材料を転写させることが可能となる。またマイクロコンタクトプリント方法では、スタンプの自重による押圧に加えて、気体圧力によってスタンプと試料基板とを押圧させる。このことによって、自重では不足する押圧の圧力を補充することが可能となる。In the microcontact printing method according to the first aspect of the present invention, a stamp is placed on the sample substrate, and the stamp substrate is pressed against the sample substrate by the weight of the stamp so that the material of the coating film on the stamp is transferred to the sample substrate. Accordingly, it is possible to easily arrange the stamp and the sample substrate in parallel without performing complicated control, and to uniformly transfer the material of the coating film on the stamp.In the microcontact printing method, the stamp and the sample substrate are pressed by a gas pressure in addition to the pressing due to the weight of the stamp. This makes it possible to replenish the pressing pressure that is insufficient under its own weight.
また、請求項２に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置では、試料基板上にスタンプを置き、スタンプの自重によって、スタンプと試料基板とを押圧させてスタンプ上の被覆膜の材料を試料基板に転写させることが可能となる。このことによって、複雑な制御を行うことなく、容易にスタンプと試料基板とを平行に配置させ、均一にスタンプ上の被覆膜の材料を転写させることが可能となる。In the microcontact printing apparatus of the invention according to
また、請求項３に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置では、スタンプの自重によるスタンプと試料基板との押圧に加えて、気体圧力によってスタンプと試料基板とを押圧させる。このことによって、請求項２に記載の発明の効果に加えて、自重では不足する押圧の圧力を補充することが可能となる。In the microcontact printing apparatus according to thethird aspect of the invention, the stamp and the sample substrate are pressed by gas pressure in addition to the pressing of the stamp and the sample substrate by the weight of the stamp. Thus, in addition to the effect of the invention described in
また、請求項４に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置では、請求項２または３に記載の発明の効果に加えて、基板台を固定させないことで、試料基板がスタンプと接触するときに局所的な圧力集中を分散させ、均一にスタンプ上の被覆膜の材料を転写させることが可能となる。Moreover, in the microcontact printing apparatus of the invention according to
また、請求項５に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置では、請求項２または３に記載の発明の効果に加えて、基板台を固定させないことで、試料基板がスタンプと接触するときに局所的な圧力集中を分散させ、均一にスタンプ上の被覆膜の材料を転写させることが可能となる。In addition, in the microcontact printing apparatus of the invention according to
また、請求項６に係る発明のマイクロコンタクトプリント装置では、請求項２または３に記載の発明の効果に加えて、基板台を固定させないことで、試料基板がスタンプと接触するときに局所的な圧力集中を分散させ、均一にスタンプ上の被覆膜の材料を転写させることが可能となる。In addition, in the microcontact printing apparatus of the invention according to
以下、本発明を具現化したマイクロコンタクトプリント装置１００、及びマイクロコンタクトプリント装置１００を使用したマイクロコンタクトプリント方法について、図面を参照して説明する。なお以下の図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されている装置の構成、各種処理のフローチャートなどは、特に特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。 Hereinafter, a
本発明のマイクロコンタクトプリント装置１００は、マイクロコンタクトプリント法を実現するための装置である。本装置では、スタンプ２（及びスタンプホルダー１）（図２参照）を試料基板３（図１参照）上に載置させ、スタンプ２（及びスタンプホルダー１）の自重によってスタンプ２を試料基板３に押圧させることにより、スタンプ２表面の微細な凹凸部に付着する被覆膜材料を試料基板３に転写させる。 The
はじめに、図１及び図２を参照して、マイクロコンタクトプリント装置１００について説明する。図１は、マイクロコンタクトプリント装置１００の物理的構成を示す側面図であり、図２は、スタンパー３１及び基板台５の図１中Ａ−Ａ線における矢視方向断面図である。なお、図１における左側をマイクロコンタクトプリント装置１００の前方、図１における右側をマイクロコンタクトプリント装置１００の後方、図１における紙面手前側をマイクロコンタクトプリント装置１００の右方、図１における紙面手奥行き側をマイクロコンタクトプリント装置１００の左方とする。 First, the
はじめに、図１を参照して、マイクロコンタクトプリント装置１００の物理的構成について説明する。図１に示すように、マイクロコンタクトプリント装置１００は、水平方向に配置されたベッド部４０と、当該ベッド部４０の後方端部より垂直方向に立設された脚柱部４１とから構成される、側面視逆Ｌ字形状のベース３４を備えている。 First, the physical configuration of the
そして、ベース３４におけるベッド部４０の上側には、マイクロコンタクトプリント装置１００により被覆膜材料を転写させる試料基板３を配置するための基板台５が配置されている。基板台５は、その上面に水平面部を備えた側面視略Ｔ字形状を有している。また、当該水平面部の上側には基板サポートステージ４が配置されており、被覆膜材料の転写処理が実施される場合には、当該基板サポートステージ４の上側に試料基板３が配置される。また、基板台５の右側面には吸入ホース２０の一端側が接続され、当該吸入ホース２０の他端側がベース３４の脚柱部４１の前側面に接続されている。 A
基板台５は、上方からスタンプ２（図２参照）が試料基板３に対して押圧される場合において、試料基板３を下方から支持するために設けられている。また、基板サポートステージ４は、上側に配置される試料基板３を基板台５に密着させるために設けられている。基板サポートステージ４を構成する材料としては、試料基板３との親和性が良好で試料基板３を密着させ易く、且つ、柔軟性を備えた材料が使用される。このことによって、試料基板３自体が反りや凹凸を有する場合であっても、基板台５に密着させることが可能となる。さらに、試料基板３自体が反りを有していることにより生じるスタンプ２押圧時の圧力集中を、試料基板３全体に均一に分散させることができ、良好に被覆膜材料を試料基板３に転写させることが可能となる。基板サポートステージ４の材料としては、例えば、ゴム、スポンジ、ＰＤＭＳ（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｓｉｌｏｘａｎｅ）が挙げられる。 The
吸入ホース２０は、試料基板３と基板サポートステージ４との隙間からエアを吸入するためのホースであり、試料基板３と基板サポートステージ４との隙間の圧力を減圧させることによって、試料基板３を基板サポートステージ４に吸着させている（詳細は後述する。）。吸入ホース２０は、ベース３４の脚柱部４１の内部を経由してバキュームポンプ６１（後述）に接続されている。 The
また、ベース３４の脚柱部４１の前側面にはスライダ３３が配置され、スライダ３３より前方水平方向にスタンパーアーム３２が延設され、さらにスタンパーアーム３２の前端部には直方体形状のスタンパー３１が接続されている。スタンパー３１の平面視形状は基板台５の平面視形状よりも大きくなるように設定されている。また、スタンパー３１は、スタンパーアーム３２に支持された状態で基板台５の上方に配置されている。また、スタンパー３１の上側には、エア等の気体を注入する気体注入ホース１１が接続されており、気体注入ホース１１におけるスタンパー３１と接続する側と反対側の端部は、ベース３４の脚柱部４１の前側に接続された状態となっている。 Further, a
スライダ３３は、延設されたスタンパーアーム３２及びスタンパー３１を三次元方向に駆動可能な駆動機構を備えている。駆動機構は、コントロールボックス３６（後述）に内蔵されている制御基板５０（図３参照）に設けられたＣＰＵ５１（図３参照）からの指示に基づいて、スタンパーアーム３２及びスタンパー３１を移動させる。 The
スタンパー３１の内部には、試料基板３に被覆膜材料を転写するためのスタンプ２（図２参照）が配置されている（詳細は後述する。）。 A stamp 2 (see FIG. 2) for transferring the coating film material to the
気体注入ホース１１は、加圧孔９（図２参照）を介してスタンパー３１内部の空間部分（以下、「加圧室１５」という。（図２参照））に向けて気体を放出することにより、スタンプ２（図２参照）が試料基板３に押圧される場合の圧力を補填するために設けられている。気体注入ホース１１は、ベース３４の脚柱部４１の内部を経由してコンプレッサ６２に接続されている。 The
また、ベース３４の脚柱部４１の右方側面には、表示装置６３と入力装置５６とが夫々設けられている。表示装置６３には、マイクロコンタクトプリント装置１００の駆動状態が表示されるとともに、ＣＣＤカメラ１３（図２参照）にて観察された画像が表示される。表示される画像は、オペレータによるスタンパー３１の位置合わせの際に使用される。また、入力装置５６は、レバーやボタン、スイッチ等から構成されている。そして、オペレータが入力装置５６を操作することにより、マイクロコンタクトプリント装置１００の電源制御、各種設定、及び各種駆動制御を行うことが可能となっている。 Further, a
また、ベース３４の脚柱部４１の後側面には、バキュームポンプ６１を内部に備えたバキュームポンプ格納筺体３７、制御基板５０（図３参照）を内部に備えたコントロールボックス３６、及び、コンプレッサ６２を内部に備えたコンプレッサ格納筺体３５が、夫々配置されている。 Further, on the rear side surface of the
これらのうち、バキュームポンプ格納筺体３７の内部に配置されているバキュームポンプ６１は、吸入ホース２０と接続されており、吸入ホース２０を介して気体を吸入する。このことにより、試料基板３と基板サポートステージ４との隙間を減圧し、試料基板３を基板サポートステージ４に吸着させることが可能となっている。また、コンプレッサ格納筺体３５の内部に配置されているコンプレッサ６２は、気体注入ホース１１と接続されており、気体注入ホース１１を介して気体を放出する。このことにより、スタンプホルダー１（図２参照）に向けて気体を放出してスタンプ２を試料基板３に押圧させることが可能となっている。また、コントロールボックス３６には、マイクロコンタクトプリント装置１００の制御処理を司る制御基板５０（図３参照）が内蔵されている。そして制御基板５０が備えるＣＰＵ５１（図３参照）により、スライダ３３、バキュームポンプ６１、及びコンプレッサ６２の制御、入力装置５６を介した入力操作の監視、ＣＣＤカメラ１３（図２参照）の観察画像の表示装置６３への表示、圧力センサスイッチ６（図２参照）の圧力検出等の処理を実行している（図３参照、後述）。 Among these, the
次に、図２を参照して、基板台５及びスタンパー３１の物理的構成について説明する。はじめに、基板台５について説明する。基板台５は、その上面に水平部分を備えた正面視略Ｔ字形状を有しており、水平部分の上側には、柔軟性を有する基板サポートステージ４が配置されている。また、基板台５には吸入通路１９が内設されている。吸入通路１９はその中間部分において３方向に分岐した形状を有しており、一端部は基板台５の右側面において吸入ホース２０に接続され、その他の端部は、基板サポートステージ４を貫通して孔部（「基板吸着孔１７」という。）が表出された状態となっている。従って、この状態でバキュームポンプ６１（図１参照）を駆動させて基板吸着孔１７から気体を吸入し、基板サポートステージ４と試料基板３との隙間の圧力を減圧させることによって、試料基板３を基板台５に吸着させることが可能となっている。 Next, with reference to FIG. 2, the physical structure of the board |
次いで、スタンパー３１について説明する。スタンパー３１は、被覆膜材料が凹凸部に付着されたスタンプ２を備えている。そして、上方からスタンプ２を試料基板３に押圧して被覆膜材料を転写させるために、基板台５の上方に配置される。スタンパー３１は、スタンプ２を下面に接着させた状態の透明のスタンプホルダー１と、スタンプホルダー１を下方から接離可能に支持するスタンパー枠７と、スタンプホルダー１とスタンパー枠７との接触部分に設けられた圧力センサスイッチ６と、加圧室１５の圧力を制御するための開閉式圧力調整弁８と、気体注入ホース１１からの気体を加圧室１５に放出するための加圧孔９と、スタンプホルダー１を透してスタンプ２及び下方の試料基板３を観察するためのＣＣＤカメラ１３とを備えている。 Next, the
スタンパー３１は、平面視正方形状を有している。そして図２に示すように、水平部７ａと、水平部の周縁部より下方鉛直方向に延設された鉛直部７ｂと、鉛直部７ｂの下端部よりスタンパー３１の内方に延設された支持部７ｃとから構成されるスタンパー枠７を備えている。スタンパー枠７は、下面に開口部を備えた略直方体形状となっており、鉛直部７ｂの後側においてスタンパーアーム３２（図１参照）と接続されている。そして、支持部７ｃにおいて、スタンプホルダー１を下方から接離可能に支持している。 The
スタンプホルダー１は、鉛直部７ｂの内接面の平面視形状と同じ平面視形状を有している。そして、外力が加わっていない状態では、支持部７ｃに下方から接離可能に支持されている。また、スタンプホルダー１に対して上方に押力が加えられた場合に、支持部７ｃと離隔して鉛直部７ｂの内接面に沿い上下方に移動する。なお、スタンパー枠７とスタンプホルダー１とに囲まれることにより、加圧室１５は気密な状態となっている。さらに、スタンプホルダー１の下面には、被覆膜材料が付着される凹凸面を下方に向けた状態でスタンプ２が接着されている。 The
スタンプ２及びスタンプホルダー１の重量は、スタンプ２及びスタンプホルダー１を試料基板３上に載置させ、これらの自重によりスタンプ２を試料基板３に押圧させる場合に最適な圧力が加わるように、あらかじめ調整されている。また、水平部７ａに配置されたＣＣＤカメラ１３（後述）により、スタンプホルダー１を透してスタンプ２及び試料基板３を観察可能とするために、スタンプホルダー１は透明な材料にて形成されている。また、スタンプ２が試料基板３に押圧される場合において、スタンプ２の凹凸の形成状態が不均一であると、スタンプ２に均一に圧力が印加されず良好に被覆膜材料が転写されない可能性がある。このことを防止するために、スタンプホルダー１は、柔軟性のある材料にて形成されていてもよい。スタンプホルダー１を構成する材料としては、透過率の高い公知の材料が使用される。例えば、ガラス、プラスチックが挙げられる。また、柔軟性のある材料が使用されても構わない。例えばＰＤＭＳが挙げられる。 The weight of the
支持部７ｃの上面に設けられている圧力センサスイッチ６は、スタンプホルダー１と支持部７ｃとの接離状態を検出するために設けられている。そして、スタンプホルダー１が支持部７ｃと接触し、支持部７ｃがスタンプホルダー１を支持しているか、又は、スタンプホルダー１が支持部７ｃと接触しておらず、支持部７ｃがスタンプホルダー１を支持していないかを検出する。 The
また、鉛直部７ｂには、開閉式圧力調整弁８が設けられている。開閉式圧力調整弁８は、加圧室１５の圧力を調整するために設けられている。そして、加圧室１５の圧力が所定値以上になった場合に、弁を開放して圧力を下げる。このように、開閉式圧力調整弁８にて加圧室１５の圧力が所定値以下なるように調整することによって、スタンプホルダー１に過度な力が働いてしまうことを防止している。 In addition, an open / close
また、水平部７ａには、ＣＣＤカメラ１３と加圧孔９とが設けられている。そして、水平部７ａの平面視正方形状の中心側に下方を観察可能な状態でＣＣＤカメラ１３が複数設けられており、ＣＣＤカメラ１３の外側に下方に気体を放出可能な状態で加圧孔９が複数設けられている。 The
ＣＣＤカメラ１３は、被覆膜材料の転写処理（図４、図５参照）が実施される前に、スタンプ２と試料基板３との位置関係を確認するために設けられている。スタンプ２はスタンプホルダー１の下面の任意の部分に接着させることが可能であり、試料基板３は基板サポートステージ４上面の任意の部分に吸着させることが可能となっている。従って、双方が固定される位置によっては、スタンパー３１を下方に移動させた場合に、スタンプ２と試料基板３とが所望の位置関係で接触しない状況が発生しうる。そこでこのような状況を防止するために、被覆膜材料の転写処理の前にあらかじめＣＣＤカメラ１３にてスタンプホルダー１を透してスタンプ２と試料基板３とを観察し、観察画像を表示装置６３（図１参照）に表示させる。オペレータは、表示装置６３に表示されている観察画像を確認し、スタンプ２と試料基板３とが所望の位置関係に配置されていない場合には、入力装置５６（図１参照）を操作してスライダ３３（図１参照）を駆動させ、スタンパー３１を前後左右方向に移動させる。そして、スタンプ２と試料基板３とが所望の位置関係に配置されるように、スタンパー３１の位置を調整する。このことによって、確実に試料基板３にスタンプ２が所望の位置関係で接触して押圧され、スタンプ２に付着する被覆膜材料が試料基板３に転写される。 The
加圧孔９は、スタンパー３１の上側に接続されている気体注入ホース１１を介してコンプレッサ６２（図１参照）より放出される気体をスタンプホルダー１（図２参照）に向けて放出するために、孔を加圧室１５に向けた状態で配置されている。このことによって、スタンプ２を試料基板３に押圧させる力を補填し、スタンプ２に付着されている被覆膜材料を良好に試料基板３に転写させる。 The pressurizing
以上説明したように、マイクロコンタクトプリント装置１００は、外力が加わっていない状態では、スタンプ２とスタンプホルダー１とがスタンパー枠７により下方から接離可能に支持された状態となっている。そして、被覆膜材料の転写処理時においては、スライダ３３が制御され、スタンパー３１が下方に移動することによって、試料基板３にスタンプ２とスタンプホルダー１とが載置され、スタンプ２及びスタンプホルダー１に対してスタンパー枠７がさらに下方に移動することにより、そのスタンパー枠７がスタンプホルダー１から離隔する。この状態で、スタンプ２とスタンプホルダー１との自重によりスタンプ２が試料基板３に押圧される。このことによって、スタンプ２と試料基板３とを平行に配置した状態で、被覆膜材料を試料基板３に転写させることが可能となる。また、スタンプ２が試料基板３に押圧されている状態で、加圧孔９よりスタンプホルダー１に向けて気体を放出し、スタンプ２を試料基板３に押し付ける。このことによって、スタンプ２及びスタンプホルダー１の自重では押圧する力が不足するような場合であっても、押圧する力を補填することが可能となり、良好に被覆膜材料を試料基板３に転写させることが可能となる。 As described above, the
さらに、基板サポートステージ４は、柔軟性のある材料にて形成されている。このことによって、試料基板３にスタンプ２が押圧される場合において、局所的に圧力が印加されてしまう場合に、基板サポートステージ４が撓むことにより圧力集中を分散させることが可能となる。このことによって、スタンプ２を均一に試料基板３に押圧させることが可能となり、良好に被覆膜材料を試料基板３に転写させることが可能となる。 Further, the
次いで、コントロールボックス３６（図１参照）内に備えられている制御基板５０の電気的構成について、図３を参照して説明する。図３は、制御基板５０の電気的構成を示すブロック図である。 Next, the electrical configuration of the
制御基板５０には、図３に示すように、マイクロコンタクトプリント装置１００（図１参照）の制御処理を司るＣＰＵ５１が設けられている。また、ＣＰＵ５１が制御処理を実行するために必要なプログラムやパラメータを記憶する不揮発性記憶素子であるＲＯＭ５２と、ＣＰＵ５１がプログラムに基づいて処理を実行する場合に発生する一時的なデータを記憶する揮発性記憶素子であるＲＡＭ５３とが夫々設けられている。そして、ＣＰＵ５１がＲＯＭ５２及びＲＡＭ５３のデータを読み出し、また必要に応じてＲＡＭ５３にデータを記憶させることが可能なように、双方はバスを介して電気的に接続した状態となっている。また、ＣＰＵ５１にて実行される時間監視処理を可能とするためのタイマ５８が設けられている。そして、ＣＰＵ５１に対して所定の周期信号を出力することが可能なように、タイマ５８はＣＰＵ５１と電気的に接続された状態となっている。 As shown in FIG. 3, the
また、制御基板５０には、バキュームポンプ６１を駆動させるための駆動回路７１と、コンプレッサ６２を駆動させるための駆動回路７２と、表示装置６３を駆動させるための駆動回路７３と、スライダ３３を駆動させるための駆動回路７４とが設けられており、ＣＰＵ５１による制御が可能なように、夫々の駆動回路とＣＰＵ５１とが電気的に接続した状態となっている。駆動回路７１は、バキュームポンプ６１の気体吸入駆動の制御を実行することが可能な回路であり、バキュームポンプ６１と電気的に接続されている。また、駆動回路７２は、コンプレッサ６２の気体放出駆動の制御を実行することが可能な回路であり、コンプレッサ６２と電気的に接続されている。また、駆動回路７３は、表示装置６３にマイクロコンタクトプリント装置１００の駆動状態を通知するための情報や、ＣＣＤカメラ１３にて観察された画像等を表示させることが可能な回路であり、表示装置６３と電気的に接続されている。また、駆動回路７４は、スライダ３３を制御してスタンパーアーム３２及びスタンパー３１を三次元方向に駆動させることが可能な回路であり、スライダ３３と電気的に接続されている。 The
また、制御基板５０に設けられているＣＰＵ５１には、支持部７ｃ（図２参照）に設けられている圧力センサスイッチ６が接続されており、圧力センサスイッチ６とスタンプホルダー１との接触の有無を検知可能な状態となっている。そして、ＣＰＵ５１は、圧力センサスイッチ６とスタンプホルダー１とが接触している場合に、支持部７ｃがスタンプホルダー１を支持した状態であると判断し、圧力センサスイッチ６とスタンプホルダー１とが接触していない場合に、支持部７ｃとスタンプホルダー１とが離隔し、スタンプ２（及びスタンプホルダー１）が試料基板３に載置した状態であると判断している。 Further, the
また、制御基板５０に設けられているＣＰＵ５１には、水平部７ａ（図２参照）に設けられているＣＣＤカメラ１３が接続されており、ＣＣＤカメラ１３により観察された画像のデータを受信することが可能な状態となっている。なお、受信した画像のデータは駆動回路７３を介して表示装置６３に表示させている。また、ベース３４の脚柱部４１（図１参照）の右方側面に設けられている入力装置５６が接続されており、入力装置５６を介した入力操作の監視をすることが可能な状態となっている。 The
次いで、マイクロコンタクトプリント装置１００（図１参照）が備えるＣＰＵ５１により実行される被覆膜材料の転写処理について、図４及び図５のフローチャートを参照して説明する。図４及び図５は、マイクロコンタクトプリント装置１００のＣＰＵ５１により実行される被覆膜材料の転写処理のフローチャートを示している。なお、図４及び図５に示す処理を実行させるプログラムはＲＯＭ５２に記憶されており、ＣＰＵ５１はこのプログラムを読み込んで処理を実行する。また、図４及び図５に示す処理は、オペレータにより入力装置５６を介して入力が行われ、マイクロコンタクトプリント装置１００による被腹膜材料の転写処理の実行指示がなされた場合に起動される。 Next, the coating film material transfer process executed by the
図４に示すように、転写処理が起動されると、はじめに、ＣＰＵ５１は、オペレータによるスタンパー３１の位置調整が可能なように、ＣＣＤカメラ１３による観察処理を開始する。そして得られる観察画像データを表示装置６３に表示させる（Ｓ１０）。 As shown in FIG. 4, when the transfer process is started, first, the
次いで、スタンプ２が配置されていない場合には、オペレータによりスタンプ２がスタンプホルダー１に接着され固定される。また、スタンプ２の凹凸面には被覆膜の材料が付着された状態となっている。ここで、試料基板３が基板台５上に配置されていない場合には、オペレータにより試料基板３が配置される。そして、試料基板３が基板サポートステージ４に配置された旨の入力操作が入力装置５６（図１参照）を介してなされた場合には、ＣＰＵ５１は、駆動回路７１を制御してバキュームポンプ６１を駆動させ、試料基板３と基板サポートステージ４との隙間を減圧して試料基板３を吸着させる（Ｓ１１）。 Next, when the
次いで、表示装置６３に表示されるＣＣＤカメラ１３の観察画像として、スタンプ２と試料基板３とが映し出され、オペレータによりスタンプ２と試料基板３との位置関係が確認される。ここで、スタンプ２と試料基板３とが所望の位置関係に配置されていない状態となっている場合には、オペレータにより入力装置５６を介しスタンパー３１を移動させるための入力操作が実施される。 Next, the
そこでＣＰＵ５１は、入力装置５６よりスタンパー３１を移動させるための入力操作が実行されたことを検出した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、入力操作に応じ、駆動回路７４を制御してスライダ３３を駆動させ、スタンパー３１を前後左右方向に移動させる（Ｓ１４）。このことによって、スタンプ２の真下に試料基板３が配置される。そしてＳ１３の処理に移行する。一方、スタンプ２と試料基板３とが所望の位置関係に配置されている場合には、入力装置５６よりスタンパー３１を移動させるための入力操作は行われないため（Ｓ１２：ＮＯ）、そのままＳ１３の処理に移行する。 Therefore, when the
Ｓ１３においては、ＣＰＵ５１は、オペレータにより転写処理の開始指示がなされたかどうかを判断する（Ｓ１３）。何ら入力操作が実行されず、転写処理の開始指示がなされない場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１２に戻り、継続して入力装置５６よりスタンパー３１を移動させるための入力操作を監視する（Ｓ１２）。一方、オペレータにより入力装置５６が操作され、転写処理の開始指示が選択された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、スタンプ２の直下に試料基板３が位置する状態となっていると判断して、転写処理を開始する。 In S13, the
オペレータにより転写処理の開始指示が選択されると、ＣＰＵ５１は、駆動回路７４を制御してスライダ３３を駆動させ、スタンパー３１を下方に移動させる（以下、スタンパー３１を下方に移動させる工程を「第一移動工程」という。）。このことによって、支持部７ｃに接離可能に支持されているスタンプホルダー１に接着されているスタンプ２と試料基板３とが徐々に接近し、そして双方は接触する。 When an instruction to start the transfer process is selected by the operator, the
第一移動工程においてスタンパー３１が下方に移動され、スタンプ２と試料基板３とが接触した状態で、ＣＰＵ５１は、さらに駆動回路７４を制御してスライダ３３を駆動させ、スタンパー３１をさらに下方に移動させる（Ｓ１５）。スタンプ２が接着したスタンプホルダー１は、支持部７ｃに接離可能に下方から支持された状態であるため、スタンパー３１がさらに下方に移動することにより、スタンプホルダー１及びスタンプ２は試料基板３の上面に載置され、スタンプホルダー１は支持部７ｃから離隔した状態となる。そしてこの状態で、スタンプホルダー１及びスタンプ２の自重によりスタンプ２が試料基板３に押圧される。このことにより、スタンプ２に付着している被覆膜材料が試料基板３に転写される。 In the first movement step, the
ＣＰＵ５１は、第一移動工程の過程で、支持部７ｃに配置されている圧力センサスイッチ６の状態を常時監視している（Ｓ１７：ＮＯ）。そして、スタンプホルダー１及びスタンプ２が試料基板３の上面に載置した状態となることにより、支持部７ｃからスタンプホルダー１が離隔する。ＣＰＵ５１は圧力センサスイッチ６を介して離隔状態を検出し（Ｓ１７：ＹＥＳ）、スタンプホルダー１及びスタンプ２が試料基板３に載置されたと判断する（以下、スタンプホルダー１及びスタンプ２を試料基板３上に載置させる工程を「載置工程」という。）。 The
載置工程においてスタンプホルダー１及びスタンプ２が試料基板３に載置された場合、次いでＣＰＵ５１は、駆動回路７２を制御してコンプレッサ６２を駆動させ、気体注入ホース１１を介して加圧孔９より加圧室１５内に気体を放出させる（Ｓ１９）。気体が放出されることにより、スタンプホルダー１が下方に押し下げられる。このことによって、さらにスタンプ２が試料基板３に押圧され、スタンプ２に付着した被覆膜材料が試料基板３に転写される（以下、気体を放出してスタンプ２を試料基板３に押圧させる工程を「圧力転写工程」という。）。 When the
ＣＰＵ５１は、圧力転写工程において加圧孔９より気体を放出し、スタンプ２を試料基板３に押圧させた後、駆動回路７４を制御してスライダ３３の下方移動を停止させる（Ｓ２１）。次いでＣＰＵ５１は、図５に示すように、Ｓ１９において気体を放出したタイミングからの経過時間を監視する（Ｓ２３）。そして、所定の時間が経過するまで継続して駆動回路７２を制御してコンプレッサ６２を駆動させる。このことにより、継続して気体注入ホース１１を介して加圧孔９よりスタンプホルダー１に向けて気体が放出される（Ｓ２３：ＮＯ）。 In the pressure transfer process, the
そして、Ｓ１９において気体を放出したタイミングからの経過時間が所定時間となった場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、駆動回路７２を制御してコンプレッサ６２の駆動を停止させ、加圧孔９からの気体の放出を停止させる（Ｓ２５）。なおこの状態では、スタンプホルダー１及びスタンプ２の自重と、加圧室１５内の圧力により、スタンプ２が継続して試料基板３に押圧されている状態となっており、スタンプ２に付着した被覆膜材料が試料基板３に転写されている。次いで、ＣＰＵ５１は、コンプレッサ６２の駆動を停止させて気体の放出を停止させたタイミングからの経過時間の監視を開始する（Ｓ２７）。 If the elapsed time from the timing at which the gas is released in S19 reaches a predetermined time (S23: YES), the
ＣＰＵ５１は、気体の放出を停止させたタイミングからの経過時間が所定時間未満である状態では（Ｓ２７：ＮＯ）、継続してスタンプホルダー１及びスタンプ２を試料基板３に載置させた状態を保持し、スタンプ２に付着した被覆膜材料を試料基板３に転写させる。そして、気体の放出を停止させたタイミングからの経過時間が所定時間となった場合に（Ｓ２７：ＹＥＳ）、駆動回路７４を制御してスライダ３３を駆動させ、スタンパー３１を上方に移動させる（Ｓ２９）（以下、「第二移動工程」という。）。第二移動工程により、支持部７ｃがスタンプホルダー１を下方から支持した状態となり、スタンプ２が試料基板３から離隔する。そして処理を終了する。 In a state where the elapsed time from the timing when the gas release is stopped is less than the predetermined time (S27: NO), the
次いで、上述した第一移動工程〜載置工程〜圧力転写工程〜第二移動工程におけるスタンパー３１及び基板台５の状態について、図６〜図９を参照して説明する。図６は、第一移動工程におけるスタンパー３１及び基板台５の状態を示しており、図７は、第一移動工程の結果スタンプ２と試料基板３とが接触した状態を示しており、図８は、載置工程及び圧力転写工程におけるスタンパー３１及び基板台５の状態を示しており、図９は、第二移動工程におけるスタンパー３１及び基板台５の状態を示している。なお以下においては、図４及び図５にて示した被覆膜の転写処理のフローチャートの各処理に対応付けて各工程におけるスタンパー３１及び基板台５の状態を説明する。 Next, the states of the
はじめに、図６を参照して、第一移動工程におけるスタンパー３１及び基板台５の状態について説明する。図６に示すように、第一移動工程が開始する前に、試料基板３が基板サポートステージ４に配置され、試料基板３と基板サポートステージ４との隙間が減圧されることによって、試料基板３が吸着され固定される（Ｓ１１）。そして、オペレータが表示装置６３を介してＣＣＤカメラ１３の観察画像を確認し、必要に応じて入力装置５６が操作され、スタンパー３１の位置が調整される（Ｓ１２：ＹＥＳ→Ｓ１４）。その結果、スタンプ２と試料基板３とが所望の位置関係に配置された状態となる。 First, the state of the
そしてこの状態でオペレータによりスタンパー３１を下方に移動させる指示がなされると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、スタンパー３１は下方に移動し、スタンプ２と試料基板３とが接近、接触する。なおこの状態では、未だスタンプホルダー１は支持部７ｃに支持されている。 In this state, when the operator gives an instruction to move the
次に、図７を参照して、第一移動工程の結果スタンプ２と試料基板３とが接触した状態について説明する。図７に示すように、第一移動工程においてスタンパー３１が下方に移動した結果、スタンプ２と試料基板３とが接触する。なお、この状態では、支持部７ｃとスタンプホルダー１とは離隔しておらず、圧力センサスイッチ６は離隔状態を検出していない（Ｓ１７：ＮＯ）。 Next, a state where the
次に、図８を参照して、載置工程及び圧力転写工程におけるスタンパー３１及び基板台５の状態について説明する。図８に示すように、スタンプ２と試料基板３とが接触した後も、継続してスタンパー３１は下方に移動する。このことによって、スタンプ２及びスタンプホルダー１が試料基板３上に載置される。そして、支持部７ｃとスタンプホルダー１とが離隔し、圧力センサスイッチ６が離隔状態を検出する（Ｓ１７：ＹＥＳ）。この状態で、スタンプ２及びスタンプホルダー１の自重により、スタンプ２が試料基板に押圧される。そして、スタンプ２に付着した被覆膜材料が試料基板３に転写される。 Next, with reference to FIG. 8, the state of the
次いで、圧力センサスイッチ６が支持部７ｃとスタンプホルダー１とが離隔した状態を検出すると、加圧孔９より気体が放出され（Ｓ１９）、スタンプホルダー１が下方に押圧される。このことによって、スタンプ２の試料基板３への押圧が補填され、スタンプ２に付着する被覆膜材料が試料基板３に転写される。なお、第一移動工程より継続して下方移動していたスタンパー３１は、圧力センサスイッチ６が支持部７ｃとスタンプホルダー１とが隔離したことを検知した時点で移動が停止する（Ｓ２１）。また、加圧孔９からの気体の放出は、所定時間が経過した後停止する（Ｓ２３：ＹＥＳ→Ｓ２５）。そしてこの状態で所定時間保持され（Ｓ２７：ＮＯ）、スタンプ２及びスタンプホルダー１の自重と、加圧室１５の圧力により、スタンプ２が試料基板３に継続して押し付けられる。 Next, when the
次に、図９を参照して、第二移動工程におけるスタンパー３１及び基板台５の状態について説明する。図９に示すように、スタンプ２が試料基板３に押圧された状態で所定時間が経過した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、スライダ３３が駆動してスタンパー３１が上方に移動する（Ｓ２９）。すると、支持部７ｃがスタンプホルダー１を支持する状態となって、スタンプ２と試料基板３とは離隔する。このことによって、一連の被覆膜の転写処理は終了する。 Next, with reference to FIG. 9, the state of the
以上説明したように、マイクロコンタクトプリント装置１００では、スタンプ２が接着した状態のスタンプホルダー１は、下方から接離可能に支持部７ｃに支持されている。また試料基板３は、基板台５の上面の基板サポートステージ４に吸着された状態で配置されている。基板サポートステージ４は柔軟性のある材料にて形成されているため、基板吸着孔１７から気体が吸入されて試料基板３が基板サポートステージ４に吸着された場合に、試料基板３自体の反りや凹凸に倣って基板サポートステージ４が変形する。このことによって、良好に試料基板３を吸着させることが可能となる。 As described above, in the
そして、スタンパー３１を下方に移動させて、スタンプ２を試料基板３に接触させる（第一移動工程）。そしてさらに継続してスタンパー３１を下方に移動させることによって、支持部７ｃからスタンプホルダー１が離隔し、スタンプ２が試料基板３に載置した状態となる（載置工程）。この状態で、スタンプ２及びスタンプホルダー１の自重により、スタンプ２が試料基板３に押圧され、スタンプ２の凹凸に付着した被覆膜材料が試料基板３に転写される。スタンプ２及びスタンプホルダー１は、支持部７ｃから離隔した状態であるので、試料基板３への局所的な圧力に応じて水平方向の角度を変化させる。このことにより、複雑な制御を行うことなくスタンプ２と試料基板３とが高度に並行に保持され、スタンプ２に付着した被覆膜材料を均一に試料基板３に転写させることが可能となる。 Then, the
また、載置工程においてスタンプ２が試料基板３に載置された状態で、加圧孔９よりスタンプホルダー１に向けて気体が放出される。このことにより、スタンプ２がさらに下方に押圧され、スタンプ２が試料基板３に押圧される力を補填する。このことにより、スタンプ２及びスタンプホルダー１の自重ではスタンプ２を試料基板３に押圧する力が不足する場合に、加圧孔９からの気体放出によって押圧の力を補填することが可能となる。 Further, gas is released from the
そして所定時間が経過した後、スタンパー３１が上方に移動し、支持部７ｃがスタンプ２及びスタンプホルダー１を支持する状態となり、試料基板３からスタンプ２が離隔する。このことによって、被覆膜の転写処理が終了する。 Then, after a predetermined time has elapsed, the
尚、上記実施の形態における第一移動工程、載置工程、圧力転写工程、及び第二移動工程を経て実行される被覆膜材料の転写処理にて、被覆膜材料を試料基板に転写する方法が、本発明の「マイクロコンタクトプリント方法」に相当する。また、支持部７ｃを備えたスタンパー枠７が、本発明の「支持体」に相当し、図４におけるＳ１５にて、スタンパー３１を下方に移動させるために、駆動回路７４を制御してスライダ３３を駆動させる制御を行うＣＰＵ５１が、本発明の「第一移動手段」に相当し、Ｓ１７において、スタンパー３１からスタンプホルダー１が離隔したことを、圧力センサスイッチ６を介して検出する処理を行うＣＰＵ５１が、本発明の「離隔状態検出手段」に相当し、図５におけるＳ２９にて、スタンパー３１を上方に移動させるために、駆動回路７４を制御してスライダ３３を駆動させる制御を行うＣＰＵ５１が、本発明の「第二移動手段」に相当し、図４におけるＳ１９にて、加圧孔９より気体を放出させるために、駆動回路７２を制御してコンプレッサ６２を駆動させる制御を行うＣＰＵ５１が、本発明の「気体放出手段」に相当する。また、基板サポートステージ４を形成する材料が、本発明の「柔軟材料」に相当する。 Note that the coating film material is transferred to the sample substrate in the coating film material transfer process performed through the first movement process, the placing process, the pressure transfer process, and the second movement process in the above embodiment. The method corresponds to the “microcontact printing method” of the present invention. The
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。本実施の形態においては、スタンプ２及びスタンプホルダー１を支持するスタンパー３１を下方に移動させることによって、試料基板３上にスタンプ２及びスタンプホルダー１を載置させ、被覆膜材料の転写処理を実行したが、これに限定されるものではない。従って、スタンパー３１を固定し、試料基板３を吸着させた基板台５を上方に移動させることにより、スタンプ２及びスタンプホルダー１を試料基板３に載置させて被覆膜材料の転写処理を実行しても構わない。また双方を相対的に移動させて接近させることにより、スタンプ２及びスタンプホルダー１を試料基板３に載置させて被覆膜材料の転写処理を実行しても構わない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In this embodiment, the
また、本実施の形態においては、基板台５の上面に柔軟材料にて形成された基板サポートステージ４を配置し、基板サポートステージ４の上側に試料基板３を配置させていたが、これに限定されるものではなく、試料基板３からの圧力に対して柔軟に変形し、スタンプ２の押圧により試料基板３に印加される圧力を均一に分散させることが可能であれば、他の構成であっても構わない。以下基板台５の構成の変形例について説明する。
＜変形例１＞In the present embodiment, the
<
変形例１における基板台５の構成について、図１０を参照して説明する。図１０は、変形例１における基板台５の物理的構成を示す断面図である。 The structure of the board | substrate stand 5 in the
図１０に示すように、基板台５は、その上面に基板サポートステージ４が配置され、基板サポートステージ４の上面に載置板１４が配置されている。基板サポートステージ４は、柔軟性のある材料により構成されており、上方からの圧力に応じて形状を変形させることが可能な状態となっている。また、載置板１４は、硬性を有する板状体であり、基板サポートステージ４の上面を覆うように配置されている。載置板１４の材料としては、例えば、ステンレス、鉄、銅などの金属が挙げられる。 As shown in FIG. 10, the
上記構成の基板台５を使用して被覆膜材料の転写処理が実施された場合について説明する。第一移動工程においてスタンパー３１が下方に移動し、スタンプ２と試料基板３とが接触する。そして継続してスタンパー３１が下方に移動し、スタンプ２及びスタンプホルダー１が試料基板３に載置される。さらに、加圧孔９から気体が放出され、スタンプホルダー１が下方に押し下げられる。このことによって、スタンプ２が試料基板３に押圧される。 A case where the coating film material is transferred using the
ここで、試料基板３とスタンプ２とが平行状態となっていない場合には、スタンプ２の押圧に伴う試料基板３への圧力が不均一な状態となる。すると、局所的に強い圧力が加わっている部分の基板サポートステージ４が凹み、載置板１４の水平方向の角度が変化することによって、局所的な圧力が分散される。そして、スタンプ２試料基板３とが平行状態となる。この状態で試料基板３にスタンプ２が押圧されることによって、スタンプ２の圧力が試料基板３に均一に加わることとなり、スタンプ２に付着した被覆膜の材料を均一に試料基板３に転写させることが可能となる。 Here, when the
尚、上記変形例１における載置板１４が、本発明の「硬質材料」に相当する。
＜変形例２＞The mounting
<
変形例２における基板台５の構成について、図１１を参照して説明する。図１１は、変形例２における基板台５の物理的構成を示す断面図である。 The structure of the board | substrate stand 5 in the
図１１に示すように、基板台５は、その上面に複数の弾性体１６が配置され、弾性体１６の上面に載置板１４が配置されている。弾性体１６は、弾性力のある材料により構成されており、上方からの圧力に応じて上下方向に伸縮可能な状態となっている。また、載置板１４は、硬性を有する板状体であり、基板サポートステージ４の上面を覆うように配置されている。弾性体１６の材料としては、例えば、バネが挙げられる。 As shown in FIG. 11, a plurality of
上記構成の基板台５を使用して被覆膜材料の転写処理が実施された場合について説明する。第一移動工程においてスタンパー３１が下方に移動し、スタンプ２と試料基板３とが接触する。そして継続してスタンパー３１が下方に移動し、スタンプ２及びスタンプホルダー１が試料基板３に載置される。さらに、加圧孔９から気体が放出され、スタンプホルダー１が下方に押圧される。このことによって、スタンプ２が試料基板３に押圧される。 A case where the coating film material is transferred using the
ここで、試料基板３とスタンプ２とが平行状態となっていない場合には、スタンプ２の押圧時に伴う試料基板３への圧力が不均一な状態となる。すると、局所的に強い圧力が加わっている部分の弾性体１６が凹み、載置板１４の水平方向の角度が変化することによって、局所的な圧力が分散される。そして、スタンプ２試料基板３とが平行状態となる。この状態で試料基板３にスタンプ２が押圧されることによって、スタンプ２の圧力が試料基板３に均一に加わることとなり、スタンプ２に付着した被覆膜の材料を均一に試料基板３に転写させることが可能となる。
Here, when the
尚、上記変形例２における弾性体１６が、本発明の「弾性支持手段」に相当する。 The
１ スタンプホルダー
２ スタンプ
３ 試料基板
４ 基板サポートステージ
５ 基板台
６ 圧力センサスイッチ
７ スタンパー枠
７ａ 水平部
７ｂ 鉛直部
７ｃ 支持部
８ 開閉式圧力調整弁
９ 加圧孔
１１ 気体注入ホース
１４ 載置板
１５ 加圧室
１６ 弾性体
３１ スタンパー
３３ スライダ
３４ ベース
４０ ベッド部
４１ 脚柱部DESCRIPTION OF
Claims (6)
Translated fromJapanese前記試料基板の上方に配置されているスタンプであって下面に被覆膜の材料が付着されているスタンプの周縁部分を下方から接離可能に支持する支持体と、当該支持体に接離可能に支持された状態の当該スタンプの下方に配置されている前記試料基板を下方から固定した基板台とを上下方向に相対移動させ、当該スタンプと当該試料基板とを近接させる第一移動工程と、
前記第一移動工程にて前記スタンプと前記試料基板とを近接させるように前記支持体と前記基板台とを相対移動させ、前記スタンプと前記試料基板とを接触させた後、さらに継続して前記支持体と前記基板台とを相対移動させることによって、前記支持体から前記スタンプを離隔させ、前記試料基板の上側に前記スタンプを載置させる載置工程と、
前記載置工程において、前記試料基板上に前記スタンプが載置され、前記支持体から前記スタンプが離隔した後、当該スタンプの上方より当該スタンプに対して気体を放出することにより、当該試料基板に当該スタンプを押圧する圧力転写工程と、
前記載置工程の後、前記支持体と前記基板台とを相対移動させることによって、前記試料基板から前記スタンプを離隔させる第二移動工程とを備え、
前記載置工程により前記試料基板上に前記スタンプが載置された際に、当該スタンプの自重によって当該試料基板に当該スタンプが押圧され、当該スタンプに付着されている被覆膜の材料が前記試料基板に転写されることを特徴とするマイクロコンタクトプリント方法。A microcontact printing method for transferring a coating film material attached to the surface of a stamp onto the surface of a sample substrate, and forming a coating film of a predetermined pattern on the sample substrate,
A stamp that is disposed above the sample substrate and that supports the peripheral portion of the stamp with the coating film material attached to the lower surface so as to be able to contact and separate from below, and can be contacted and separated from the support A first moving step of moving the sample substrate disposed below the stamp in a supported state relative to the substrate table fixed from below, and bringing the stamp and the sample substrate close to each other.
The support and the substrate stage are relatively moved so that the stamp and the sample substrate are brought close to each other in the first moving step, and the stamp and the sample substrate are brought into contact with each other. Placing the stamp on the upper side of the sample substrate by separating the stamp from the support by moving the support and the substrate base relative to each other; and
In the placing step, after the stamp is placed on the sample substrate and the stamp is separated from the support body, a gas is released from above the stamp to the stamp substrate to thereby release the stamp on the sample substrate. A pressure transfer step of pressing the stamp;
A second moving step of separating the stamp from the sample substrate by relatively moving the support and the substrate base after the placing step;
When the stamp is placed on the sample substrate by the placing step, the stamp is pressed against the sample substrate by its own weight, and the material of the coating film attached to the stamp is the sample. A microcontact printing method, wherein the method is transferred to a substrate.
下面に被覆膜の材料が付着された前記スタンプの周縁部分を下方から接離可能に支持する支持体と、
前記支持体に支持された状態の前記スタンプの下方に前記試料基板を配置するために、当該試料基板を下方から固定する基板台と、
前記スタンプが前記支持体に支持されている状態の当該支持体と前記試料基板が前記基板台に固定されている状態の当該基板台とを上下方向に相対移動させ、当該スタンプと当該試料基板とを近接させる第一移動手段と、
前記第一移動手段により前記スタンプと前記試料基板とを近接させるように前記支持体と前記基板台とを相対移動させ、前記スタンプと前記試料基板とを接触させた後、さらに継続して前記支持体と前記基板台とを相対移動させ、前記試料基板の上側に前記スタンプを載置させることによって、前記支持体から前記スタンプが離隔した場合において、前記支持体から前記スタンプが離隔した状態を検出する離隔状態検出手段と、
前記離隔状態検出手段により前記支持体から前記スタンプが隔離したことを検出した後、前記支持体と前記基板台とを相対移動させることによって、前記試料基板から前記スタンプを離隔させる第二移動手段とを備え、
前記第一移動手段により前記試料基板上に前記スタンプが載置された際、当該スタンプの自重によって当該試料基板に当該スタンプが押圧され、当該スタンプに付着されている被覆膜の材料が前記試料基板に転写されることを特徴とするマイクロコンタクトプリント装置。A microcontact printing apparatus for transferring a coating film material attached to the surface of a stamp to the surface of a sample substrate, and forming a coating film of a predetermined pattern on the sample substrate,
A support that supports a peripheral portion of the stamp having a coating film material attached to its lower surface so as to be able to contact and separate from below;
A substrate table for fixing the sample substrate from below in order to dispose the sample substrate below the stamp supported by the support;
The support in a state where the stamp is supported by the support and the substrate base in a state in which the sample substrate is fixed to the substrate base are relatively moved in the vertical direction, and the stamp and the sample substrate are First moving means for bringing them close together,
The support and the substrate base are moved relative to each other so that the stamp and the sample substrate are brought close to each other by the first moving means, and the stamp and the sample substrate are brought into contact with each other. Detecting the state where the stamp is separated from the support when the stamp is separated from the support by moving the body and the substrate base relative to each other and placing the stamp on the upper side of the sample substrate Separating state detecting means for
Second movement means for separating the stamp from the sample substrate by relatively moving the support and the substrate base after detecting that the stamp is separated from the support by the separation state detection means; With
When the stamp is placed on the sample substrate by the first moving means, the stamp is pressed against the sample substrate by its own weight, and the material of the coating film attached to the stamp is the sample. A microcontact printing apparatus which is transferred to a substrate.
前記離隔状態検出手段において前記支持体から前記スタンプが離隔したことを検出した場合に、前記気体放出手段により前記スタンプに対して気体を放出し、前記試料基板に当該スタンプを押圧することを特徴とする請求項２に記載のマイクロコンタクトプリント装置。Gas discharge means for discharging gas to the stamp from above the stamp;
When the separation state detection means detects that the stamp is separated from the support, the gas release means releases gas to the stamp and presses the stamp against the sample substrate. The microcontact printing apparatus according to claim2 .
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