CN104907227A - 膜形成方法及膜形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种膜形成方法及膜形成装置，该膜形成方法中，即使增加膜厚，侧面的倾斜也不易变平缓。沿着基板的表面的应涂布膜材料的被涂布区域的边缘，使膜材料液滴化后进行涂布并使该膜材料固化，从而形成外缘部，之后，通过在比外缘部更靠内侧的区域，使膜材料液滴化后进行涂布并使该膜材料固化来形成内侧部，由此形成由外缘部及内侧部构成且上表面凹陷的单元层。在单元层之上进一步堆积分别由外缘部及内侧部构成的其他单元层，且维持最上层的单元层的上表面呈凹陷形状。

Description

膜形成方法及膜形成装置

本申请主张基于2014年3月11日申请的日本专利申请第2014-047088号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种在基板涂布液滴化后的膜材料并使该膜材料固化而形成膜的方法、及膜形成装置。

背景技术

已知有从喷嘴头(喷墨头)吐出液态的薄膜材料，从而在基板的表面形成薄膜的技术(例如，专利文献1)。薄膜材料使用光固化性树脂(例如，紫外线固化性树脂)。通过对附着于基板上的薄膜材料照射固化用的光，从而使薄膜材料固化而形成薄膜。

专利文献2中公开的方法中，首先，通过使液滴化后的薄膜材料着落于应形成薄膜的区域的边缘，从而形成边缘图案。在形成边缘图案之后，通过使薄膜材料着落于应形成薄膜的区域的内侧，利用液态的薄膜材料覆盖应形成薄膜的区域。之后，通过对液态的薄膜材料照射固化用的光，从而使薄膜材料固化。

边缘图案阻挡液态的薄膜材料的流动。在应形成薄膜的区域的内侧，着落于基板表面的薄膜材料在横向上连续，从而形成表面平坦的液态的被膜。由于表面变得平坦后使薄膜材料固化，因而能够形成表面平坦的薄膜。

专利文献1：日本专利第3544543号公报

专利文献2：国际公开第2013/011775号

大电流用的厚铜基板的铜膜厚度为50μm～2mm左右。为了形成厚铜基板的铜膜，需要使绝缘膜的厚度达到与铜膜厚度相同的程度。若使用以往的喷嘴头的薄膜形成方法形成如此厚的膜，则膜的侧面会倾斜，其斜面会变得平缓。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使增加膜厚，侧面的倾斜也不易变平缓的膜形成方法、及膜形成装置。

根据本发明的一种观点提供一种膜形成方法，该方法具有：

沿着基板的表面的应涂布膜材料的被涂布区域的边缘，使膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化，从而形成外缘部，之后，通过在比所述外缘部更靠内侧的区域，使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化来形成内侧部，由此形成由所述外缘部及所述内侧部构成且上表面凹陷的单元层的工序；

在所述单元层之上进一步堆积分别由所述外缘部及所述内侧部构成的其他单元层，且维持最上层的单元层的上表面呈凹陷形状的工序。

根据本发明的另一种观点提供一种膜形成装置，其具有：

载物台，保持基板；

喷嘴头，与被所述载物台保持的所述基板对置，并且具有将光固化性膜材料液滴化后向所述基板的表面吐出的多个喷嘴孔；

光源，对涂布于所述基板的所述膜材料照射固化用的光；

移动机构，使所述基板相对于所述喷嘴头及所述光源相对移动；及

控制装置，控制所述喷嘴头及所述移动机构，

所述控制装置控制所述喷嘴头及所述移动机构执行如下操作：

沿着所述基板的表面的被涂布区域的边缘，使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化，从而形成外缘部，之后，在比所述外缘部更靠内侧的区域，使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化来形成内侧部，由此形成由所述外缘部及所述内侧部构成且上表面凹陷的单元层，

在所述单元层之上进一步堆积分别由所述外缘部及所述内侧部构成的其他单元层，且维持最上层的单元层的上表面呈凹陷形状。

通过在形成外缘部之后形成内侧部，形成内侧部时被涂布的膜材料不会向外缘部的外侧流出。由于单元层的上表面凹陷，因此在单元层之上形成外缘部时，能够减少向外侧流出的膜材料的量。由此，即使增加膜厚，也能够抑制膜的侧面变平缓。

附图说明

图1是实施例的膜形成装置的示意图。

图2A是实施例的膜形成装置的包括喷嘴头的喷嘴单元的立体图，图2B是喷嘴单元的仰视图。

图3是实施例的膜形成装置的载物台及喷嘴单元的俯视图。

图4A是表示形成膜时应涂布膜材料的区域(被涂布区域)的平面形状的一部分的俯视图，图4B是表示定义被涂布区域的形状的图像数据的一部分的图。

图5A是表示形成外缘部时成为膜材料的涂布对象的像素的图，图5B～图5D是形成外缘部的工序的中间阶段，及形成后的基板及外缘部的剖视图。

图6A是表示形成内侧部时成为膜材料的涂布对象的像素的图，图6B～图6C是形成内侧部的工序的中间阶段，及形成后的基板、外缘部及内侧部的剖视图。

图7A～图7D是形成膜的工序的中间阶段，及形成后的基板及膜的剖视图。

图8A～图8F是用于说明实施例的膜形成方法的效果的膜形成的中间阶段的基板及膜的剖视图。

图9A及图9B是用于说明制造厚铜基板的方法的制造中间阶段的厚铜基板的剖视图。

图中：10-基台，11-移动机构，12-载物台，20-喷嘴头，21-喷嘴单元，22-底板，23-喷嘴孔，24-固化用光源，30-控制装置，50-基板，52-被涂布区域，53-像素，53a-形成外缘部时的涂布对象的像素，53b-形成内侧部时的涂布对象的像素，55-外缘部，55a-外缘部的一部分，56-内侧部，56a-内侧部的一部分，57-单元层，58-平坦化层，60-膜，61-膜材料，63-配置厚铜的区域，64-厚铜。

具体实施方式

图1中示出实施例的膜形成装置的示意图。在基台10之上经由移动机构11支承有载物台12。定义x轴及y轴朝向水平方向，z轴朝向铅垂方向的xyz正交坐标系。移动机构11通过控制装置30的控制，使载物台12沿x方向及y方向移动。

在载物台12的上表面(保持面)上保持有应形成膜的基板50。基板50例如通过真空卡盘固定于载物台12。在载物台12的上方，喷嘴头20支承为能够升降。喷嘴头20具有与基板50对置的多个喷嘴孔。从各喷嘴孔朝向基板50的表面吐出被液滴化的光固化性(例如紫外线固化性)的膜材料。通过控制装置30控制薄膜材料的吐出。

图1中示出了使喷嘴头20相对于基台10静止，并使基板50移动的例子，相反，也可以使基板50相对于基台10静止，并使喷嘴头20移动。如此，能够构成为，使基板50及喷嘴头20中的一个相对于另一个相对移动。

图2A中示出包括喷嘴头20的喷嘴单元21的立体图。在底板22沿y方向排列安装有多个例如2个喷嘴头20。每个喷嘴头20具有沿x方向排列的多个喷嘴孔23。在y方向上相邻的2个喷嘴头20之间、及比两端的喷嘴头20更靠外侧分别安装有固化用光源24。固化用光源24对涂布于基板50(图1)的膜材料照射固化用的光(例如，紫外线)。

图2B中示出喷嘴单元21的仰视图。2个喷嘴头20沿y方向排列配置。在2个喷嘴头20之间、及比最外侧的喷嘴头20更靠外侧分别配置有固化用光源24。各个喷嘴头20的喷嘴孔23沿x方向交错排列。若着眼于1个喷嘴头20，则作为一例，在x方向上以相当于300dpi的间距配置有喷嘴孔23。一个喷嘴头20相对于另一个喷嘴头20配置为沿x方向错开半个喷嘴间距。因此，2个喷嘴头20的喷嘴孔23作为整体在x方向上以相当于600dpi的间距配置。

图3中示出载物台12、基板50及喷嘴单元21的俯视图。载物台12的保持面上保持有基板50。基板50的上方支承有喷嘴单元21。在喷嘴单元21的底板22安装有喷嘴头20及固化用光源24。移动机构11通过控制装置30的控制，使载物台12沿x方向及y方向移动。

控制装置30中存储有定义应形成膜的平面形状的图像数据。图像数据例如包括二维排列的多个像素。控制装置30根据该图像数据来控制从喷嘴头20吐出膜材料的时刻。

通过使基板50沿y方向移动并且从喷嘴孔23(图2B)使膜材料液滴化后吐出，能够在x方向上以600dpi的分辨率将膜材料涂布于基板50。涂布于基板50的膜材料通过从位于基板50的移动方向的前方的固化用光源24发射的光而固化。将使基板50沿y方向移动的同时从喷嘴孔23使膜材料液滴化后吐出的处理称为“基板的扫描”。通过使基板50沿x方向错开相当于600dpi的间隔的1/4而进行4次基板的扫描，从而能够在x方向上以2400dpi的分辨率将膜材料涂布于基板50。4次基板的扫描中，可以进行单向扫描，也可以进行往复扫描。

将能够通过4次基板的扫描涂布膜材料的区域作为1个路径(通路)。当1个路径的x方向的宽度比基板50的x方向的尺寸窄时，通过将基板50的表面划分为多个路径，能够将膜材料涂布于基板50的整个区域。

当应形成膜所要求的分辨率为600dpi时，能够以1次基板的扫描完成1个路径的处理。并且，若使用具有相当于2400dpi的喷嘴间距的喷嘴头20，则能够以1次基板的扫描完成1个路径的处理。

图4A中示出形成膜时应涂布膜材料的区域(被涂布区域)的平面形状的一部分。在基板50的表面，划定有沿y方向延伸的多个被涂布区域52。通过将膜材料涂布于该被涂布区域52并使该膜材料固化，从而形成膜。另外，被涂布区域52可以是沿x方向延伸的条纹状的形状，也可以是相对于x方向及y方向朝倾斜方向延伸的条纹状的形状，也可以是沿着曲线的条纹状的形状，也可以是非固定形状。

图4B中示出定义被涂布区域52的图像数据的一例。该图像数据由二维(x方向及y方向)排列的多个像素53构成。多个像素53划分为膜材料的涂布对象的像素，及非涂布对象的像素。图4B中，膜材料的涂布对象的像素53带有阴影线。通过图4B的带有阴影线的像素53的集合，定义被涂布区域52。

参考图5A～图7D，对实施例的膜形成方法进行说明。实施例的膜形成方法中，通过使具有相同平面形状的单元层堆积，形成厚度为50μm～2mm左右的膜。该厚度属于所谓“厚膜”的范围。在各个单元层的形成工序中，首先形成外缘部，之后形成内侧部。图5A～图6C表示形成1个单元层的工序，其中图5A～图5D表示形成外缘部的工序，图6A～图6C表示形成内侧部的工序。图7A～图7D表示形成第2层以后的单元层的工序。

图5A中示出形成外缘部时成为膜材料的涂布对象的像素53a。图5A中，涂布对象的像素53a带有阴影线。形成外缘部时，选择沿着被涂布区域52的边缘的一排像素53a作为涂布对象。另外，也可以选择相邻的多排像素53作为涂布对象。

如图5B所示，通过基板50的扫描，将膜材料涂布于图5A所示的涂布对象的像素53a并使该膜材料固化。由此，形成外缘部的下层的一部分55a。根据喷嘴孔23(图2B)的间距及涂布对象的像素53a的间距来决定基板50的扫描次数。

如图5C所示，在外缘部的一部分55a之上，通过进一步涂布膜材料并使该膜材料固化，从而使外缘部的一部分55a变高。进行图5B所示的基板50的扫描时的涂布对象的像素53a与进行图5C所示的基板50的扫描时的涂布对象的像素53a相同。即，在外缘部的一部分55a的正上方重新涂布膜材料。

如图5D所示，通过进一步重复基板50的扫描而使外缘部的一部分55a变高，从而形成目标高度的外缘部55。

图6A中示出形成内侧部时成为膜材料的涂布对象的像素53b。图6A中，涂布对象的像素53b带有阴影线。形成内侧部时，选择比形成外缘部55时成为涂布对象的像素53a的排列更靠内侧的像素53b作为涂布对象。

如图6B所示，通过基板50的扫描，将膜材料涂布于图6A所示的涂布对象的像素53b并使该膜材料固化。由此，形成内侧部的下层的一部分56a。根据喷嘴孔23(图2B)的间距及涂布对象的像素53b的间距来决定基板50的扫描次数。

如图6C所示，在内侧部的一部分56a之上，通过进一步涂布膜材料并使该膜材料固化，从而使内侧部的一部分56a变厚。进行图6B所示的基板50的扫描时的涂布对象的像素53b与进行图6C所示的基板50的扫描时的涂布对象的像素53b相同。通过进一步重复基板50的扫描，使内侧部的一部分56a变厚，直至达到目标厚度，从而形成内侧部56。由外缘部55及内侧部56构成单元层57。调整内侧部56的厚度及外缘部55的高度，以使单元层57的上表面凹陷。具体而言，通过使形成内侧部56时的基板50的扫描次数少于形成外缘部55时的基板50的扫描次数，能够形成上表面凹陷的单元层57。

如图7A所示，在第1层的单元层57之上进一步形成外缘部55。该外缘部55的形成方法与图5B～图5D所示的第1层单元层57的外缘部55的形成方法相同。另外，外缘部55的高度可以不同。即，形成外缘部55时的基板50的扫描次数可以不同。

如图7B所示，在第1层单元层57之上形成第2层内侧部56。第2层内侧部56的形成方法与图6B～图6C所示的第1层单元层57的内侧部56的形成方法相同。另外，内侧部56的厚度可以不同。即，形成内侧部56时的基板50的扫描次数可以不同。由此，形成由在第1层单元层57之上形成的外缘部55及内侧部56构成的第2层单元层57。第2层单元层57的上表面也凹陷。由于第1层单元层57的上表面凹陷，因此可以使第2层内侧部56的厚度设为与第2层外缘部55的高度大致相同。

如图7C所示，在第2层单元层57之上，形成第3层外缘部55及内侧部56，从而形成第3层单元层57。

如图7D所示，在已形成的单元层57之上堆积其他单元层57。此时，维持最上层单元层57的上表面凹陷的状态的同时堆积单元层57。在多个单元层57堆积至目标高度之后，通过用膜材料填埋最上层单元层57的上表面的凹陷，形成具有几乎平坦的上表面的平坦化层58。通过以上工序，形成由堆积的多个单元层57及平坦化层58构成的膜60。

参考图8A～图8D，对上述实施例的效果进行说明。图8A中示出形成第1层外缘部55之后，开始形成第1层内侧部56(图6B)的时刻的基板50及外缘部55的示意图。

由于涂布于基板50表面的膜材料的液滴向基板50的面内方向扩散，因此外缘部55的宽度会变得比由形成外缘部55时成为涂布对象的像素53a(图5A)构成的像素列的宽度更宽。形成内侧部56时成为涂布对象的像素53b(图6A)中涂布于最外侧像素53b的被液滴化的膜材料61与第1层外缘部55重叠，且着落于比外缘部55的顶点更靠被涂布区域52的内侧。

如图8B所示，着落于比外缘部55的顶点更靠内侧的膜材料61流向较低的一侧。即，膜材料61流向被涂布区域52的内侧。膜材料61几乎不会流出至外缘部55的外侧的侧面。

如图8C所示，即使在使内侧部的一部分56a变厚的工序(图6C)中，被液滴化的膜材料61也会着落于比外缘部55的顶点更靠内侧。因此，如图8D所示，膜材料61从外缘部55的顶点流向被涂布区域52的内侧。

如上所述，在形成内侧部56(图6C)时，膜材料不会流出至外缘部55的外侧的侧面。因此能够抑制膜60(图7D)的侧面的倾斜变平缓。

如图8E所示，在堆积单元层57的工序中，在当前的最上层单元层57的外缘部55的正上方进一步着落用于形成外缘部55的膜材料61。如图8F所示，由于单元层57的上表面凹陷，因此用于形成外缘部55的膜材料61从其下方的外缘部55的顶点不仅流向外侧，也流向内侧。若单元层57的上表面没有凹陷，则在其之上形成外缘部时被涂布的膜材料的绝大部分会流向外侧。上述实施例中，由于最上层的单元层57的上表面凹陷，因此即使在形成外缘部55(图7A)时，也能够减少所述膜材料流向膜60(图7D)的侧面。由此，能够抑制膜60(图7D)的侧面的倾斜变平缓。

参考图9A及图9B，对使用了通过上述实施例的方法形成的膜60(图7D)的厚铜基板的制造方法进行说明。

如图9A所示，在基板50的表面的除了配置厚铜的区域63以外的区域，利用上述实施例的方法形成膜60。如图9B所示，将铜填入没有形成膜60的区域63，从而形成厚铜64。

上述实施例中，通过堆积单元层57(图7D)，能够将膜60的厚度增加到50μm～2mm左右。因此，能够形成厚度为50μm～2mm左右的厚铜64。并且，由于能够使膜60的侧面的倾斜陡峭，因此能够增大厚铜64的截面积。由此，能够得到适用于大电流的厚铜64。

以上，根据实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，可进行各种变更、改良、组合等，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (6)

1.一种膜形成方法，该方法具有：

沿着基板的表面的应涂布膜材料的被涂布区域的边缘，使膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化，从而形成外缘部，之后，在比所述外缘部更靠内侧的区域，使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化来形成内侧部，由此形成由所述外缘部及所述内侧部构成且上表面凹陷的单元层的工序；

在所述单元层之上进一步堆积分别由所述外缘部及所述内侧部构成的其他单元层，且维持最上层的单元层的上表面呈凹陷形状的工序。

2.根据权利要求1所述的膜形成方法，其中，

在1个所述单元层的所述外缘部的形成工序中，沿着所述被涂布区域的边缘使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化，从而形成所述外缘部的一部分，且在所述外缘部的一部分之上进一步使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化，从而使所述外缘部的一部分变高，由此形成所述外缘部。

3.根据权利要求2所述的膜形成方法，其中，

所述被涂布区域的形状由多个像素构成的图像数据定义，

使所述外缘部的一部分变高时，对与形成下侧的所述外缘部的一部分时涂布了所述膜材料的所述像素相同的像素，进一步涂布所述膜材料。

4.一种膜形成装置，其具有：

载物台，保持基板；

喷嘴头，与被所述载物台保持的所述基板对置，并且具有将光固化性膜材料液滴化后向所述基板的表面吐出的多个喷嘴孔；

光源，对涂布于所述基板的所述膜材料照射固化用的光；

移动机构，使所述基板相对于所述喷嘴头及所述光源相对移动；及

控制装置，控制所述喷嘴头及所述移动机构，

所述控制装置控制所述喷嘴头及所述移动机构执行如下操作：

沿着所述基板的表面的被涂布区域的边缘，使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化，从而形成外缘部，之后，在比所述外缘部更靠内侧的区域，使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化来形成内侧部，由此形成由所述外缘部及所述内侧部构成且上表面凹陷的单元层，

在所述单元层之上进一步堆积分别由所述外缘部及内侧部构成的其他单元层，且维持最上层的单元层的上表面呈凹陷形状。

5.根据权利要求4所述的膜形成装置，其中，

所述控制装置控制所述喷嘴头及所述移动机构执行如下操作：在形成1个所述单元层的所述外缘部时，沿着所述被涂布区域的边缘，使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化，从而形成所述外缘部的一部分，且在所述外缘部的一部分之上进一步使所述膜材料液滴化后进行涂布并使所述膜材料固化，从而使所述外缘部的一部分变高，由此形成所述外缘部。

6.根据权利要求5所述的膜形成装置，其中，

所述控制装置中存储有由多个像素构成的图像数据定义的所述被涂布区域的形状，

在使所述外缘部的一部分变高时，对形成下侧的所述外缘部的一部分时涂布了所述膜材料的所述像素相同的像素，进一步涂布所述膜材料。