CN1637617A - 图案形成装置和使用其制造连续图案的方法 - Google Patents

Abstract

一种其上应用了感光剂的柔性基板连续地从供应单元提供给引导单元，从光源将光照射到基板的一部分上。掩模设置于基板和光源之间，从而来自光源的光选择性地使基板的一部分经受曝光。因此，可以形成用于大面积显示板的具有连续倾斜结构的图案。

Description

图案形成装置和使用其制造连续图案的方法

在U.S.C.§119下，本发明要求2003年12月16日提交的韩国专利申请No.P03-091997的优先权，在此全文并入以供参考。

发明背景

发明领域

本发明涉及图案形成装置和使用其的图案形成方法，尤其涉及用于制造大面积显示器中采用的连续结构的图案的装置，以及用于使用其制造连续结构的图案的方法。

如这里所使用的，连续结构的图案表示例如等离子体显示板(PDP)的栅栏肋的图案，它们具有均匀的横截面并在一个方向上按线排列。

相关技术的描述

常规图案形成方法包括电子束平版印刷法、光学平版印刷法以及X射线平版印刷法。

根据电子束平版印刷法，对电子起反应的感光剂应用于基板的上表面上并且不使用任何掩模而是采用电子束直接蚀刻预定的图案。这种方法可以形成0.2μm或更小的高分辨率图案，因为电子具有较短的波长。

但是，采用电子束平版印刷法会花费较长的时间来蚀刻预定图案。这降低了生产率。此外，由于所形成的图案的深度较小，覆盖和蚀刻的精度较差。此外，该方法使用昂贵的电子发射设备。结果，电子束平版印刷法不适合于制造在大面积显示板上使用的图案。

根据光学平版印刷法，感光剂应用于基板的上表面上，将掩模设置于其上，并照射UV射线来制造预定图案。根据UV射线的照射角度，这种方法可以形成垂直或倾斜的图案。

但是，如果采用光学平版印刷法，由于UV射线所特有的衍射特性，就很难制造厚度约为几十μm或更大的垂直图案，并很难形成均匀倾斜的图案。此外，由于UV射线具有散射，它们很难仅被照射于所选的部分上或者形成具有约0.2μm或更小的线宽的微型图案。因此，这种方法不能形成高度集成的图案。

根据X射线平版印刷法，将感光剂应用于基板的上表面上并经由掩模照射X射线以制造预定图案。由于X射线具有较短的波长，这种方法可以形成线宽为0.1μm或更小的微结构。

但是，当基板1和掩模2保持相互平行且X射线按一斜面照射以形成倾斜结构的图案1a时，如图1所示，会产生以下问题：

如果掩模2按相对于X射线的一斜面设置，在X射线到掩模2的吸收体2b的行进距离L1、L2中就存在差值。这降低了形状中的精确度。为了解决该问题，掩模2应具有梯形的吸收体，但这是很难制造的。由于X射线的宽度d不是零，所以不可能形成连续的图案。

此外，当基板1和掩模2保持相互平行且X射线垂直照射以形成倾斜结构的图案1a时，如图2所示，产生以下问题：

如果X射线照射到基板1的上表面上，只要它们透入基板，已应用于基板的上表面上的厚度T的感光剂经受曝光。因此，这种方法可以仅形成厚度为几十或几百μm的图案1a，这对应于基板的厚度。换句话说，这种常规垂直照射方法不能连续形成具有预定厚度或更厚的三维斜面结构的图案。

发明内容

因此，以构成本发明来解决现有技术中产生的一个或多个上述问题，且本发明的目的在于提供一种图案形成装置，它能在相对较大面积的基板中形成图案以及使用其的图案形成方法。

本发明的另一个目的在于提供一种能制造高度集成的图案的图案形成装置以及使用其的图案形成方法。

本发明的另一个目的在于提供一种能制造连续图案的图案形成装置以及使用其的图案形成方法。

本发明的另一个目的在于提供一种能连续制造预定厚度或更厚的倾斜结构的图案的图案形成装置和使用其的图案形成方法。

为了实现一个或更多的以上目的，提供了一种图案形成装置，它包括：引导单元，它用于在包含引导单元顶点的预定区域中连续地引导其上应用了感光剂的柔性基板；用于将光束照射到已应用于所述基板上的感光剂的垂直部分上的光源；以及位于由所述引导单元引导的所述基板和所述光源之间从而选择性地将光束传送到感光剂的掩模。

引导单元可以是圆柱形的辊，且附加地提供与引导单元相对应的辅助引导单元，从而基板被引导同时被推向引导单元。

引导单元直接由驱动马达驱动以移动和引导基板。

图案形成装置进一步包括：供应单元，用于将基板供应给所述引导单元；以及卷绕单元，用于收集已经在由所述引导单元传递时经过曝光的基板，其中供应单元和卷绕单元两者提供驱动功率来移动基板。

引导单元和掩模安装于框架上且掩模通过框架上设置的对准控制器单元设置。

引导单元和掩模安装于框架上且引导单元由框架上设置的引导单元调整单元设置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种图案形成装置，它包括供应单元，用于连续供应其上应用了感光剂的柔性基板；引导单元，它被固定地安装并适合于在包含引导单元顶点的预定区域中连续引导从供应单元供应的基板；光源，用于将光束垂直照射到引导单元顶点上设置的基板的垂直部分上；掩模，位于由引导单元引导的基板和光源之间，从而将光束选择性地传送到感光剂；以及卷绕单元，用于收集和卷绕已经在引导单元中经过曝光的基板。

引导单元具有弯曲表面，该弯曲表面至少从其供应单元侧形成到其顶点，与基板接触并引导之。

引导单元具有预定区域中形成的平坦表面，该平坦表面从其顶点到其卷绕单元侧，与基板接触并引导之。

引导单元和掩模安装在框架上并通过框架上设置的对准控制器单元设置掩模。

引导单元和掩模安装在框架上且通过框架上设置的引导单元对准单元设置引导单元。

根据本发明的再一个方面，提供了一种图案形成方法，其中从供应单元供应其表面上应用了感光剂的柔性基板；由卷绕单元收集；由引导单元的预定区域接触，该预定区域包括至少其顶点并位于供应和卷绕单元之间；并被引导；该方法包括：连续从供应单元将基板引导到包含其顶点的引导单元的预定区域的第一步骤；在与感光剂的垂直截面垂直的方向上经由掩模照射来自光源的光束的第二步骤，其中该感光剂的垂直截面位于引导单元的顶点上；以及收集从引导单元到供应单元的已在引导单元中经受曝光的基板的第三步骤。

掩模平行于垂直截面且光束垂直地照射到掩模上。

光束照射到感光剂所经过的时间段以及照射量由引导和移动基板的速度控制确定。

附图概述

通过以下的详细描述并结合附图，将使本发明的以上和其它目的、特点和优点将变得更加显而易见，其中：

图1示出了根据背景技术采用倾斜照射方法的图案形成过程；

图2示出了根据背景技术采用垂直照射方法的图案形成过程；

图3示出了根据本发明的图案形成装置的第一实施例的略图；

图4a和4b示出了图3的原理部分，以便说明本发明的概念；

图5示出了本发明的第二实施例；

图6示出了本发明的第三实施例；

图7示出了根据本发明的图案形成方法的流程图；以及

图8a到8c示出了三维结构的实例，其可以根据本发明进行制造。

具体实施方式

以下，将参考附图描述本发明的较佳实施例。在以下的描述和附图中，相同的标号用来表示相同或类似的元件，从而将省去关于这些相同或类似元件的重复描述。

图3示出了根据本发明的图案形成装置的第一实施例的略图而图4a和4b示出了图3的原理部分，用于说明本发明的概念。

如图所示，其表面上应用了感光剂的柔性基板10的预定区域卷绕在成圆柱辊形的引导单元20的周围并被引导。引导单元20通过驱动马达30进行旋转。驱动马达30具有旋转轴32，它同心地连接到引导单元20的旋转中心以便旋转之。作为参考，引导单元20的旋转方向不必与基板10的移动方向一致，且例如可以与基板10的移动方向相对。

掩模40与引导单元20相邻并与引导单元20的法线方向Z平行。掩模40由开口42和吸收光束52的吸收单元44构成，其中来自光源50(以下将描述)的光束52通过该开口42。开口42按如下方式形成：其形状对应于要形成的图案的剖面形状，且吸收单元44形成绕开口42的垂直壁。掩模40还具备覆盖物(未示出)以便选择性地屏蔽开口42。

光源50位于与掩模40隔开预定距离的位置。光源50提供光束52，它照射到感光剂上以形成图案。换句话说，来自光源50的光束52通过掩模40的开口42并照射到绕在引导单元20周围的基板的感光剂上。在本实施例中，光源50发出X射线，它完全在直线上行进，具有较低的散射，并具有比其它射线大几万倍的能量。

现在将参考图4a和4b说明基板10上的感光剂如何经受曝光。如果平行于通过引导单元20的中心的Z轴切割基板，就在与引导单元20的顶点相对应的位置中获得yz剖面。以下，该截面将称作“垂直截面H”。

根据本发明，光束52垂直照射到垂直截面H上以使感光剂经受曝光。特别是，通过没有中断地将光束52照射到垂直截面H上，同时连续地移动基板20，在传送光束52的点处，区域就经受曝光，如图4b所示。

更理论化地，当已经受曝光的垂直截面H沿引导单元20的圆周移动时，下一个垂直截面H就位于引导单元20的顶点t上用于曝光。这样，感光剂被分成无数的垂直截面H，它们连续地经受曝光。

实践中，感光剂的部分“a”最初经受曝光。如果基板10移动并通过引导单元的顶点t，整个垂直截面H经受曝光。当然，如果甚至在基板已通过顶点t的位置处光束52也可以通过感光剂，点“b”将是要经受曝光的最后部分。

可以通过将引导单元20的半径r乘以引导单元20的旋转角度来计算基板10的感光剂经受曝光所经过的时间段。

掩模40优选平行于垂直截面H。当通过掩模40的开口42时，光束52应垂直入射到垂直截面H上。

图5示出了本发明的第二实施例。为了清楚，与第一实施例中相同的元件将提供相同的标号并将省去其重复说明。

如图所示，本实施例中，引导单元20与掩模40一起位于框架20’上以引导基板10。引导单元20是圆柱辊并接触基板10的预定区域以引导之。提供与引导单元20相对应的辅助引导单元22。该辅助引导单元22与引导单元20协作以引导基板10的移动。

辅助引导单元22与引导单元20一起旋转以牢固地向引导单元20的上表面推动移动基板10。换句话说，辅助引导单元22防止基板10与引导单元20的上表面隔开，从而光束52被精确地照射到垂直截面H上。

辅助引导单元22不必邻近于引导单元20，如图所示。例如，一个辅助引导单元22位于提供了基板10的引导单元20的一侧且另一个位于收集基板10的一侧。接触引导单元20并从而进行引导的基板10的区域取决于辅助引导单元22和引导单元20之间的位置差以及辅助引导单元22的高度。

与前面的实施例相同，引导单元20可以由驱动马达驱动。为此，驱动马达位于框架20’的一侧。如果使用驱动马达，则驱动控制就是必要的，以便控制驱动马达的旋转速度，从而可以控制基板10的行进速度。

同时，没有强制提供具有供应驱动功率来移动基板10的驱动马达的框架20’。换句话说，分开的驱动源可以提供驱动功率来移动基板10，同时引导单元20简单地与基板10一起旋转并引导之。以下将涉及供应单元60和卷绕单元70描述这种配置。

引导单元20可以沿框架20’的纵向，即沿与基板10的移动方向垂直的方向设置。为此，移动单元控制单元25位于框架20’上从而引导单元20得到支持。

通过对准控制器单元40’在框架20’上支持掩模40。对准控制器单元40’用来对准掩模40，使其与已应用于基板10上的感光剂的垂直截面H平行。

优选提供部件来相对于掩模40对准光源50。特别是，优选设置光源50，以使从光源50照射的光精确地经由掩模40入射到垂直截面H上。

同时，提供部件来连续地向引导单元20提供基板10并连续地收集已经受曝光的基板10。特别是，基板10被绕入一卷模(roll form)并被置于供应单元60中。随后，将基板10连续地松开并供应给引导单元。还提供卷绕单元70来将经过曝光的基板卷绕成一卷模并从引导单元20收集之。或者，在图案形成结束后，可以将已经过曝光的基板连续地供应给下一个过程并绕在卷绕部分70上。

为此，卷绕单元70应施加拉力来卷绕基板10。在这种情况中，卷绕单元70用作驱动源。当然，另一个驱动源可以位于基板10的移动路径上以移动基板10。

图6示出了本发明的第三实施例。为了清楚，向前面实施例中相同的部件提供相同的标号并将省去其重复说明。

在本实施例中，引导基板10的移动单元12是不旋转而是固定的。引导单元120不需要无论何处都具有弯曲表面，而是在靠近其顶点t的区域中，该区域接触基板10并引导之。除了该细节，引导单元120可以被任意配置。

作为参考，从点“a”到顶点t的区域优选由弯曲表面构成，而从顶点“t”到点“b”的区域可以由平坦表面构成。在这种情况中，可以通过调整平坦表面区域的长度来改变感光剂经受曝光所经过的时间。

虽然图中未示出，引导单元120可以具备辅助引导单元，它向引导单元120推动移动基板10。

这样，在本实施例中，引导单元120是固定的并引导基板10的移动。因此，供应单元60和卷绕单元70提供基板10的移动所必需的功率。

供应单元60连续供应基板10，而卷绕单元70拉动和卷绕基板10。因此，卷绕单元70用作驱动源。当然，分开的驱动源可以位于基板10的移动路径中以提供驱动功率来移动基板10。

掩模40平行于基板10的垂直截面H，从而光束52选择性地照射到垂直截面H上。掩模40的配置与前面实施例中的相同。照射到基板10上的光束52从光源50提供。也可以设置部件来对准掩模40。

现在将参考图7所示的流程图详细描述根据本发明使用图案形成装置的图案形成方法如上配置。

在引导单元20和辅助引导单元22之间连续供应其表面上应用了感光剂的基板10(步骤1)。移动基板10同时接触引导单元20的表面。辅助引导单元22用来向引导单元20的表面推动基板10。

对准控制器单元40’用来精确地设置掩模40，从而从光源50照射的光束52被正确地传送到垂直截面H(步骤2)。当然，应正确地相对于掩模40或引导单元20设置光源50。

光源50照射光束52，同时通过引导单元20移动和引导基板10。光束52通过掩模40的开口42并使形状与开口42的形状相对应的基板10的感光剂经受曝光(步骤3)。

这样，在将基板10连续供应给引导单元20时，从光源50提供的光束52连续通过掩模40并照射到基板10的垂直截面H上。因此，感光剂连续地经受曝光并形成连续的图案。

通过计算可以获得感光剂经受曝光所经过的时间段或曝光的必要量。当然，曝光时间段或曝光量应根据感光剂或光束52的类型进行修改。曝光时间段或曝光量可以根据由引导单元20移动和引导的基板10的速度进行控制。

 在引导单元20中感光剂经受曝光之后，基板10再次被卷绕入卷模(步骤S4)。当然，一旦开始，在其它步骤中同时和连续地进行供应、收集和基板10的曝光的步骤。

应附加地进行几个步骤，这包括从已经过曝光的一些部分或从未经过曝光的一些部分上除去感光剂，以完成已通过以上过程经过曝光的感光剂上的图案。

图8a到8c呈现了图案15的实例，，它们根据本发明的方法形成于基板10上。无须说明的是，除了图8a到8c所示的图案15之外，发明性的方法可以形成具有各种截面形状的图案。

总之，本发明的基本技术思想如下：光束52垂直入射到基板10的垂直截面上，它沿引导单元20的外周边表面连续供应并通过其顶点t，从而可以按连续方式制造各种截面形状的图案。

如上所述，根据本发明的图案形成装置和图案形成方法的优点在于：可以在相对较大的面积上形成预定截面形状的图案并因此可以方便地制造用于大面积显示器的图案。

根据完成的图案，从图案的侧表面而非从图案的顶表面照射光束。这最小化了图案之间的间隔并能进行微图案的制造。因此，可以制造高度集成的图案。

侧照射还使其能够连续制造具有相同截面形状的图案。这降低了形成图案的处理时间并改善了生产效率。

此外，侧照射使其能相对方便地调整图案的高度。因此，可以制造各种高度的图案。由于光束同时照射到图案的上部分和下部分，上部分和下部分就受到相同量的曝光。这使得图案的宽度均匀。

虽然为了说明描述了本发明的较佳实施例，但本技术领域内的熟练技术人员可以理解，各种修改、添加和替换都是可以的，而不会背离本发明的精神和范围，如所附权利要求书中揭示的那样。

Claims (27)

1.一种图案形成装置，其特征在于，包括：

引导单元，它用于连续地引导其上应用了感光剂的柔性基板，

光源，用于将光束照射到已应用于所述基板上的感光剂的一部分上，以及

掩模，位于由所述引导单元引导的所述基板和所述光源之间，从而选择性地将光束传送到感光剂。

2.如权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，所述引导单元具有弯曲表面，在该表面上，具有感光剂的柔性基板通过，同时由所述光源照射。

3.如权利要求2所述的图案形成装置，其特征在于，所述柔性基板在所述引导单元的顶点上通过同时由所述光源照射。

4.如权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，具有感光剂的柔性基板的垂直截面由近似垂直于垂直截面的所述光源的光束照射。

5.如权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，所述引导单元是具有圆柱形的辊。

6.如权利要求5所述的图案形成装置，其特征在于，进一步包括：

辅助引导单元，它位于旁边并与所述引导单元隔开，从而基板被引导同时被推向所述引导单元。

7.如权利要求5所述的图案形成装置，其特征在于，所述辊直接或间接地由所述驱动马达驱动以便在与基板的移动方向相同或相对的方向上旋转。

8.如权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，进一步包括：

供应单元，用于将基板供应给所述引导单元；以及

卷绕单元，用于收集已经在由所述引导单元传递时经过曝光的所述基板，其中所述供应单元和所述卷绕单元中的至少一个提供驱动功率来移动基板。

9.如权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，所述引导单元和所述掩模安装于框架上。

10.如权利要求9所述的图案形成装置，其特征在于，进一步包括：

对准控制器单元，用于控制所述掩模的对准。

11.如权利要求9所述的图案形成装置，其特征在于，进一步包括：

引导单元调节单元，用于控制所述引导单元的位置。

12.如权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，所述光源发射X射线。

13.一种图案形成装置，其特征在于，包括：

供应单元，用于连续供应其上应用了感光剂的柔性基板；

引导单元，适于连续引导从所述供应单元供应的基板；

光源，用于将光束照射到所述基板的一部分上；

掩模，位于由所述引导单元引导的所述基板和所述光源之间，从而将光束选择性地传送到感光剂；以及

卷绕单元，用于收集和卷绕已经在由所述引导单元传递时经过曝光的基板。

14.如权利要求13所述的图案形成装置，其特征在于，所述引导单元被固定在其位置中。

15.如权利要求13所述的图案形成装置，其特征在于，在经过所述引导单元的顶点时，基板经受曝光。

16.如权利要求13所述的图案形成装置，其特征在于，在经过所述引导单元的顶点时，基板的垂直截面经受曝光。

17.如权利要求13所述的图案形成装置，其特征在于，所述引导单元具有弯曲表面，该弯曲表面至少从自供应单元侧起基板接触所述引导单元的一点形成到照射基板的一点。

18.如权利要求17所述的图案形成装置，其特征在于，所述引导单元具有在预定区域中形成的平坦表面，该预定区域从照射基板的那点到基板离开所述引导单元以行进到所述卷绕单元的一点。

19.如权利要求13所述的图案形成装置，其特征在于，所述引导单元和所述掩模安装于框架上。

20.如权利要求19所述的图案形成装置，其特征在于，进一步包括：

对准控制器单元，用于控制所述掩模的对准。

21.如权利要求19所述的图案形成装置，其特征在于，进一步包括：

引导单元调整单元，用于控制所述引导单元的位置。

22.一种在其表面上应用了感光剂的柔性基板上形成图案的方法，其特征在于，所述方法包括：

供应其上应用了感光剂的柔性基板；

引导柔性基板通过引导单元的弯曲部分；

操作光源以发出光束；

使光束通过掩模；以及

当基板经过引导单元的弯曲部分时，将光束通过掩模照射到基板的感光剂上。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

在卷绕单元中收集被照射过的基板。

24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，当柔性基板在引导单元的顶点上通过时，进行照射感光剂的所述步骤。

25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，照射所述感光剂和基板的垂直截面，且光束在近似垂直于该垂直截面的方向上进行照射。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述掩模平行于所述垂直截面。

27.如权利要求22所述的方法，其特征在于，光束被照射到感光剂所经过的时间段以及照射量通过引导和移动基板的速度控制单元确定。

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