JP2005246773A - パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異物付着を低減し、特に、Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ法で長尺状のプラスチックフィルム上に連続的にパターンを高精度、かつ高効率に形成することを可能にするパターン形成方法及び保護フィルムを提供すること。
【解決手段】無地の第１の長尺フィルムを所定のピッチで搬送した後にパターン形成する方法であって、予め、所定のピッチでアライメントマークを形成した第２の長尺フィルムに粘着層を設けた長尺状の保護フィルムと前記無地の第１の長尺フィルムとを粘着層を介してラミネートし、保護フィルム上のアライメントマークを検出して、アライメントし、前記無地の第１の長尺フィルムに所定のピッチでパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法、を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックフィルム上に形成された種々の表示装置、電子部品、電子部材等の製造方法に関し、特にＲｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ法で長尺状のフィルム上に連続的にパターンを形成する方法に関する。

近年、携帯用機器の需要増加に伴い、携帯用機器等を構成する表示装置、電子部品、電子部材の小型化、軽量化、薄膜化、低コスト化が求められている。表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＰＤＰ、ＦＥＤ等が挙げられる。電子部品及び電子部材の一例としては、カラーフィルタ、アクティブ基板、メモリー、ＲＦＩＤ、ＩＣ、アンテナ、配線、プリント回路基板等が挙げられる。

小型化、軽量化、薄膜化、低コスト化の要求を満たす為に、プラスチックフィルム上に表示装置、電子部品、電子部材等を形成することが期待されている。さらに、長尺状のプラスチックフィルムをロール状で供給し、各種加工を施し、ロール状に巻き取る、いわゆるＲｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ法を使用することも可能である。Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ法は連続的に製造プロセスを行うことができ、高効率に製造ができると期待されている。また、Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ法は比較的容易に大型化を行うことができると期待されている。

プラスチックフィルム上に表示装置、電子部品、電子部材等を形成する為には、感光材料、配線材料、半導体材料、絶縁材料等様々な機能材料をプラスチックフィルム上の所定の位置にそれぞれのパターンで形成または積層する必要がある。表示装置、電子部品、電子部材等を形成する為には、高精度に位置合わせし、プラスチックフィルム上の所定の位置に機能材料パターンを形成することが強く求められる（例えば、特許文献１参照）。アライメントマークを有しない無地のプラスチックフィルムを間欠的に搬送し、搬送装置と加工装置とを制御することによって、プラスチックフィルム上の所定の位置にパターン形成する場合も有り得るが、搬送装置の例えばロールとプラスチックフィルムとの滑り、張力制御によるプラスチックフィルムの伸縮などにより、高精度のパターン形成は困難である為、位置合わせ精度の要求特性を満足することは難しい。位置合わせ精度の要求特性を満足する為には、プラスチックフィルム上のアライメントマークをパターニング装置が検出し、位置合わせを行うアライメント技術が重要である。
特開２００３−１７７５５１公報

長尺状のプラスチックフィルムは、溶融押出成形、キャスト成形などによって成形されるが、一般的に無地であってアライメントマークを有さない。そこで、プラスチックフィルム上にアライメントマークを予め形成することが考えられる。

しかしながら、予め、プラスチックフィルム上にアライメントマークを形成する場合、アライメントマークを形成する際、塵や埃に代表される異物がアライメントマーク形成プロセス中にプラスチックフィルム上に付着し、表示欠陥、導通不良等の不良を引き起こす原因となっていた。機能材料は異物があると必要な機能を十分に発現できなくなり、そのプラスチックフィルムで構成された表示装置、電子部品等の製品の信頼性を大きく低下させる。特に、Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ法でプロセスを行う場合、フィルム搬送時の摩擦により、プラスチックフィルム表面が帯電し易く、異物が付着し易くなり、問題となっていた。この為、製造工程は異物の少ないクリーンルーム内などで行われるが、必ずしも異物の影響を全て払拭できるわけではない。

さらに、アライメントマーク形成プロセスでの熱、光、水分等の暴露により、プラスチックフィルム自体が劣化する不具合もあった。

さらに、予め、プラスチックフィルム上にアライメントマークを形成する場合、後工程やフィルム搬送時の摩擦等により、アライメントマークが腐食、溶解、擦り傷が発生し、アライメントマーク検出時にアライメントマークを検出できない、アライメントマーク自体が異物の原因となるという不具合があった。

さらに、プラスチックフィルムは温度、湿度、張力により伸縮する為に、寸法変動が大きく、プラスチックフィルム上の所定の位置にパターンが形成されないという不具合があった。

本発明はこれらの問題点を解決するためになされたものであり、異物付着を低減し、特に、Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ法で長尺状のプラスチックフィルム上に連続的にパターンを高精度、かつ高効率に形成することを可能にするパターン形成方法及び保護フィルムを提供することである。

本発明の請求項１に記載の発明は、
予め所定のピッチでアライメントマークを形成した第２の長尺フィルムからなる保護フィルムとパターンを形成する第１の長尺フィルムを密着した状態で、前記保護フィルムのアライメントマークによりアライメントし、前記第１の長尺フィルムに所定のピッチでパターン形成することを特徴とするパターン形成方法である。

本発明の請求項２に記載の発明は、
前記保護フィルムが、アライメントマーク上に粘着層を設けたことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法である。

本発明の請求項３に記載の発明は、
前記保護フィルムが、アライメントマークが設けられていない面にクッション層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法である。

本発明の請求項４に記載の発明は、
前記保護フィルムが、アライメントマークが設けられていない面の最外層に帯電防止層を形成していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパターン形成方法である。

本発明によれば、アライメントマーク形成において、パターン形成面に異物付着がなく、また、異物付着を低減することが可能で、かつ高位置合わせ精度でパターンを形成することが可能であり、特に、Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ法で長尺状のフィルム上に連続的にパターンを形成する際に有効である。

本発明の実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。図１に本発明によるパターン形成装置の一実施例を図示した。図２から図４には本発明による保護フィルムの一実施例を図示した。

本発明のパターン形成方法は、無地の第１の長尺フィルム２の所定の位置に所定のピッチで機能材料をパターン形成するパターン形成方法である。予め、第２の長尺フィルム６上に所定のアライメントマーク７と粘着層８とを順次に積層した保護フィルム１を用いる。前記第１の長尺フィルム２に機能材料パターン形成前に、前記保護フィルム１と第１の長尺フィルム２とを粘着層８を介してラミネートし、保護フィルム１上の前記アライメントマーク７を検出して、アライメントし、前記無地の第１の長尺フィルム２の所定の位置に所定のピッチで機能材料パターンを形成する。
（長尺フィルム）
本発明における第１の長尺フィルム２としては、長尺状のプラスチックフィルムを使用することができる。長尺状のプラスチックフィルムには、ポリエチレンフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などを目的とする表示装置、電子部品、電子部材に応じて使用する事ができる。
（保護フィルムの形成）
本発明における保護フィルム１の形成方法を説明する。

先ず、第２の長尺フィルム６上に所定のアライメントマーク７、粘着層８を順次形成する（図２）。

第２の長尺フィルム６としては、長尺状のプラスチックフィルムを使用することができる。長尺状のプラスチックフィルムには、ポリエチレンフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などを使用する事ができる。フィルムの変形を考慮すると、第２の長尺フィルム６は第１の長尺フィルム２と同じプラスチックフィルムを使用した方が好ましい。

アライメントマーク７には、無機材料、有機材料、あるいはその混合材料を好適に使用することができる。

アライメントマーク７はフォトリソグラフィ法、印刷法、転写法、穴あけ法等により形成することができる。アライメントマーク７の寸法精度を考慮すると、フォトリソグラフィ法、印刷法を使用することが好ましい。アライメントマークの加工は、例えばグラビア印刷におけるようにシリンダー版を用いた装置により直接的に加工した場合には、間欠送り装置でアライメントマークを形成するよりも、高精度にアライメントマークを形成することができ、好適である。

粘着層８には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の公知の材料を使用することができる。

粘着層８の形成には、グラビアコート、マイクログラビアコート、ダイコート、スリットコート、バーコート等の公知の塗布方法で形成することができる。

粘着層８形成後、粘着層８側に異物付着を防止する為に、カバーシートを貼り合わせた方が好ましい。

さらに、帯電による異物付着を低減する為に、粘着層８形成面と他方の面に帯電防止層９を設けた方が好ましい（図３）。

帯電防止層９には、カーボン含有樹脂、導電性高分子等の導電材料を使用することができる。

帯電防止層９の形成には、グラビアコート、マイクログラビアコート、ダイコート、スリットコート、バーコート等の公知の塗布方法で形成することができる。

さらに、アライメント時に長尺フィルムを吸着ステージに吸着する際に、吸着によりフィルム表面が変形してパターンが歪んだり、アライメントがずれることを防ぐ為に、粘着層８形成面と他方の面にクッション層１０を設けた方が好ましい（図４）。さらに、クッション層１０の所定の場所に前記帯電防止層９を設けた方がより好ましい。

クッション層１０には、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンゴム、発泡ポリスチレン、発泡ポリエステル、発泡ポリプロピレン等の変形性に優れる公知の材料を使用することができる。

クッション層１０の形成には、グラビアコート、マイクログラビアコート、ダイコート、スリットコート、バーコート等の公知の塗布方法で形成することができる。または、予め別の長尺のプラスチックフィルム上にクッション層を形成したクッションフィルムをドライラミネート、押出しラミネートし、貼り合わせても良い。
（パターン形成）
本発明のパターン形成方法を説明する。

先ず、機能材料パターン形成前に、保護フィルム１と第１の長尺フィルム２とをラミネータ３で貼り合わせる。ラミネータ３は圧着ラミネータ、熱ラミネータ、真空ラミネータを適時使用することができる。ラミネートはパターン形成工程とインラインで行っても良く、あるいは別ラインで行っても良い。

次に、アライメント精度を向上させる為に、長尺フィルムを吸着ステージ４に固定する。

次に、保護フィルム１上のアライメントマークを検出して、アライメントし、無地の第１の長尺フィルム２の所定の位置に所望のパターン形成方法で機能材料をパターン形成する。パターン形成後、所定のピッチで長尺フィルムを搬送し、次のパターンを形成する。

パターン形成方法として、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法、穴あけ法などを機能材料や要求特性に応じて好適に使用することができる。

パターン形成方法として、フォトリソグラフィー法を用いる場合には、第１の長尺フィルム２上に、予め感光材料層を形成する。感光材料層は感光材料を塗布して形成しても良く、あるいはドライフィルムレジストを貼り合わせても形成しても良い。露光方法としては、マスク露光、レーザー描画、ＥＢ描画などを目的に解像度に応じて好適に使用することができる。露光によるパターン形成後、インラインで現像処理を行っても良く、あるいはオフラインで現像処理を行っても良い。

パターン形成方法として、印刷法を用いる場合には、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷層、パッド印刷法、スタンプ法、マイクロコンタクトプリンティング法などを機能材料、要求特性に応じて好適に使用することができる。

パターン形成方法として、インクジェット法を用いる場合には、インクジェット装置としては、インク吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。インクの粒子化周波数は５〜１００ＫＨｚ程度、ノズル径としては５〜８０μｍ程度，ヘッドを３個配置し、１ヘッドにノズルを６０〜５００個組み込んだ装置が好適である。

パターン形成方法として、穴あけ法を用いる場合には、抜き型法、レーザー法、ドリル法などを機能材料、要求特性に応じて好適に使用することができる。

パターンを形成した後、保護フィルム１は図１のように剥離して、第１の長尺フィルム２を巻き取っても良く、また剥離せずに重ねて巻き取っても良い。あるいは巻き取らずに断裁し、枚葉としても良い。

以下に本発明の実施例を具体的に説明する。

（保護フィルム１形成）
図３に示した保護フィルム１を以下の方法で作製した。

先ず、厚さ２００μｍの長尺状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）６上にＣｒ膜をスパッタ法で厚さ５００ｎｍ成膜した後に、フォトリソグラフィ法で所定のＣｒアライメントマーク７を形成した。

次に、Ｃｒアライメントマーク７形成面の他方の面上に、導電カーボンを含むポリビニルアルコールをマイクログラビア印刷法で厚さ１μｍ塗布し、帯電防止層９とした。

次に、Ｃｒアライメントマーク７形成面上にアクリル系粘着剤をダイコート法で厚さ１０μｍ塗布し、粘着層８とした。粘着層形成直後、インラインでカバーフィルムを貼り合わせた。
（機能膜形成）
先ず、厚さ２００μｍの長尺状のＰＥＴからなる第１の長尺フィルム２上にＩＴＯ膜をスパッタ法で厚さ１５０ｎｍ成膜した。

次いで、前記ＩＴＯ膜上に厚さ４０μｍのドライフィルムネガレジストをラミネートした。
（パターン形成）
前記保護フィルムのカバーフィルムを剥がしながら、前記保護フィルム１の粘着層と前記ドライフィルムネガレジストを貼り合わせた長尺状のＰＥＴからなる第１の長尺フィルム２とを圧着ラミネートした。

次に、そのまま、インラインで長尺フィルムを所定の送りピッチで搬送し、吸着ステージ４に固定した後に、パターニング装置５で保護フィルム１のアライメントマーク７を検出し、位置合わせ、長尺フィルム−マスク間ギャップ調整を行った。パターニング装置５として露光装置を使用した。

次に、露光量１００ｍＪ／ｃｍ^２で所定のパターンを露光し、前記ドライフィルムネガレジストを硬化／未硬化パターンにパターン形成した。次に現像を行い、所定のレジストパターンを形成した。露光後、保護フィルムは剥離せずに、第１の長尺フィルムを巻き取った。

次に、巻き取った第１の長尺フィルムを真っ直ぐに伸ばし、フォトリソグラフィ法で所定のＩＴＯパターンを形成し、透明電極配線とした。

このようにして得られたレジストパターンは異物によるパターン欠けは無かった。さらに、アライメントマーク検出エラーも発生しなかった。さらに、レジストパターンとマスクパターンとの位置ずれは±１μｍと良好であった。また、ＩＴＯ配線パターンは断線も無く、高精度に形成されていた。

（保護フィルム１形成）
図４に示した保護フィルム１を以下の方法で作製した。

先ず、厚さ５０μｍの長尺状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる第２の長尺フィルム６上に黒色顔料を含有した樹脂をグラビア法で印刷し、所定の黒色アライメントマーク７を形成した。

次に、黒色アライメントマーク７形成面の他方の面上に、厚さ２００μｍのポリエチレンフィルムをドライラミネートにより貼り合わせ、クッション層１０とした。

次に、クッション層１０上に、導電カーボンを含むポリビニルアルコールをマイクログラビア印刷法で厚さ１μｍ塗布し、帯電防止層９とした。

次に、黒色アライメントマーク７形成面上にアクリル系粘着剤をダイコート法で厚さ１０μｍ塗布し、粘着層８とした。粘着層形成直後、インラインでカバーフィルムを貼り合わせた。
（機能膜形成）
先ず、厚さ２００μｍの長尺状のＰＥＴからなる第１の長尺フィルム２からなる第１の長尺フィルム上にＩＴＯ膜をスパッタ法で厚さ１５０ｎｍ成膜した。

次いで、前記ＩＴＯ膜上に厚さ４０μｍのドライフィルムネガレジストをラミネートした。
（パターン形成）
前記保護フィルムのカバーフィルムを剥がしながら、前記保護フィルム１の粘着層と前記ドライフィルムネガレジストを貼り合わせた長尺状のＰＥＴからなる第１の長尺フィルム２とを圧着ラミネートした。

次に、そのまま、インラインで長尺フィルムを所定の送りピッチで搬送し、吸着ステージ４に固定した後に、パターニング装置５で保護フィルム１のアライメントマーク７を検出し、位置合わせ、長尺フィルム−マスク間ギャップ調整を行った。パターニング装置５として露光装置を使用した。

次に、露光量１００ｍＪ／ｃｍ^２で所定のパターンを露光し、前記ドライフィルムネガレジストを硬化／未硬化パターンにパターン形成した。次に現像を行い、所定のレジストパターンを形成した。露光後、保護フィルムは剥離せずに、第１の長尺フィルムを巻き取った。

次に、巻き取られた第１の長尺フィルムを真っ直ぐに伸ばし、フォトリソグラフィ法で所定のＩＴＯパターンを形成し、透明電極配線とした。

このようにして得られたレジストパターンは異物によるパターン欠けは無かった。さらに、アライメントマーク検出エラーも発生しなかった。さらに、レジストパターンとマスクパターンとの位置ずれは±１μｍと良好であった。また、ＩＴＯ配線パターンは断線も無く、高精度に形成されていた。

以下に、比較例について説明する。
＜比較例１＞
保護フィルム１を使用しない以外は実施例１と同様の方法で第１の長尺フィルムにレジストパターンを形成した。この時、アライメントマークは、ＩＴＯ膜上のレジストパターン内に形成されている。

このようにして得られたレジストパターンは異物によるパターン欠けが１００ｍｍ平方当り５ヶ所観察された。さらに、フィルムの変形の為にレジストパターンとマスクパターンとの位置ずれは±１５μｍとなり、実施例１、実施例２に比べ位置精度が劣った。アライメントマーク検出エラーも発生しなかったものの、アライメントマークに実施例１及び実施例２では見られなかった擦り傷が付いていた。また、ＩＴＯ配線パターンもパターン欠けによる断線、位置づれが観察され、実施例１、実施例２に比べ品質が劣っていた。
＜比較例２＞
保護フィルム１を使用しない以外は実施例２と同様の方法で第１の長尺フィルムにレジストパターンを形成した。この時、アライメントマークは、ＩＴＯ膜上のレジストパターン内に形成されている。

このようにして得られたレジストパターンは異物によるパターン欠けが１００ｍｍ平方当り５ヶ所観察された。さらに、フィルムの変形の為にレジストパターンとマスクパターンとの位置ずれは±２５μｍとなり、実施例１、実施例２に比べ位置精度が劣った。アライメントマークに実施例１及び実施例２では見られなかった擦り傷、パターン欠けが発生し、アライメントマーク検出エラーが度々発生した。また、ＩＴＯ配線パターンもパターン欠けによる断線、位置ずれが観察され、実施例１、実施例２に比べ品質が劣っていた。

本発明のパターン形成方法の一例を示す説明図である。 本発明の保護フィルムの一例を示す説明図である。 本発明の保護フィルムの一例を示す説明図である。 本発明の保護フィルムの一例を示す説明図である。

符号の説明

１…保護フィルム
２…第１の長尺フィルム
３…ラミネータ
４…吸着ステージ
５…パターニング装置
６…第２の長尺フィルム
７…アライメントマーク
８…粘着層
９…帯電防止層
１０…クッション層

Claims (4)

1. 予め所定のピッチでアライメントマークを形成した第２の長尺フィルムからなる保護フィルムとパターンを形成する第１の長尺フィルムを密着した状態で、前記保護フィルムのアライメントマークによりアライメントし、前記第１の長尺フィルムに所定のピッチでパターン形成することを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記保護フィルムが、アライメントマーク上に粘着層を設けたことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
3. 前記保護フィルムが、アライメントマークが設けられていない面にクッション層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
4. 前記保護フィルムが、アライメントマークが設けられていない面の最外層に帯電防止層を形成していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパターン形成方法。

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