KR100420390B1 - 적층 장치 및 적층 방법 - Google Patents

Abstract

전사층으로서의 드라이 필름 레지스트의 적층 방법을 수행하는 적층 장치로서, 기판 이송부 (15), 기판 예열부 (8), 적층부 (9 및 10), 기판간 필름 처리부 (3), 필름 공급부 (2), 필름 축적부 (4), 베이스 필름 연속 박리부 (12, 13), 및 커버 필름 연속 박리부 (5) 를 포함하는 장치에서, 적층은 한 쌍의 롤 (9 및 10), 에 의해서 수행되며, 부위 15 는 이송롤이고, 베이스 필름은 적층후 기판으로 부터 박리되며, 베이스 필름 박리용 가이드롤 (12) 은, 기판의 이송 방향에서, 적층롤의 전방에 위치되며, 가이드롤은 수직방향 또는 측방향으로 이동이 자유로워서, 권취되는 베이스 필름과 기판 표면 사이의 각도, 즉, 베이스 필름의 박리 각도가 임의의 각도로 변할 수 있다.

Description

적층 장치 및 적층 방법 {DEVICE AND METHOD FOR LAMINATION}

베이스 필름 상에 형성되는 전사층을 기판에 적층하기 위한 여러 가지 방법이 제안되었다. 예컨대, 일본 특개평3-205134 (1991) 호 공보에는, 먼저, 적층 필름이 적층 필름의 공급 방향에 수직인 선단측에서 절단되고, 적층 필름의 선단부가 기판 이송방향에서의 기판의 선단부에 압착된 후, 적층 필름이 적층롤에 의해서 기판에 연속적으로 공급 및 적층되는 방법이 개시된다. 또한, 그 적층 필름은 절단되어 기판의 길이에 상당하는 길이를 제공하도록 위치된 후단을 형성하며, 적층 필름의 후단이 지지되면서 적층이 수행된다. 그러한 방법은 적층 필름의 전사층 또는 중간층이 적층동안에 열적으로 유동화되며, 적층 필름의 절단 단부로부터 밀려나오고, 기판에 부착되어 기판을 오염시키는 문제가 있다. 또한, 적층 필름이 기판의 선단부와 후단부 사이의 길이에 맞춰 절단된 후 적층되므로, 고르지 않는 두께 및 휨으로 인하여, 일치하지 않은 장력 및 주름하에서 적층필름이 도포된다. 그러한 방법은, 적층 이전의 적층 필름의 일시적 부착이 적층 가동을 일시적으로 정지시켜 고속화가 어렵고, 베이스 필름이 적층후 박리되어야 하므로 저생산성의 문제점을 갖는다.

다른 방법은 일본 특개평5-338040 (1993) 호 공보에 개시된다. 적층 필름의 커버 필름이 박리된 후, 절단기에 의해 전사층에는 절단 라인이 만들어져, 기판의 선단부와 후단부 사이의 부착되는 부분과 전사되지 않는 부분으로 분할하는 경계를 형성하며, 그러한 절단 라인이 기판에 맞춰지고 적층이 수행된다. 적층롤은 적층이 필요 없는 기판 사이의 간격부와, 기판의 선단부 및 후단부를 포함하는 영역에서 압착 가동을 행하지 않는다. 적층 가동을 연속적으로 반복함으로써 기판에 전사층이 적층된 후, 적층 필름의 베이스 필름이 기판으로부터 연속적으로 박리된다. 베이스 필름은, 선단과 후단을 형성하는 절단 라인 사이의 전사층의 필요 부분만을 남겨두고 박리된다. 상기 공보에는 기판 사이의 간격에 배치된 감광층 (photosensitive layer) 이 미리 제거되는 다른 방법이 개시된다.

약 0.5 내지 0.8 m/분의 낮은 가동 속도에서, 그 방법은 전사층이 기판 사이의 롤에 부착하여 오염시키는 것을 방지한다. 그러나, 압착롤의 빈번한 온-오프 전환을 필요로 하는 고속 적층 가동 (1 내지 3 m/분) 에서, 적층 필름의 장력이 자주 변화되고, 그리하여 적층 필름은 소정 위치로부터 이동하여, 적층의 위치 정확도 손실을 야기하며, 적층은 기판의 선단부와 후단부 사이의 설정 위치를 벗어난다. 결국, 베이스 필름이 박리될 때, 절단 라인이 기판의 단부들과중첩되고, 그것에 의해 박리면의 전사층이 박리되기 어렵게 되거나, 압착에 의해 기판의 표면에 접착되어야 하는 전사층이 또한 박리된다. 또한, 압착롤의 온-오프 전환은 적층중인 적층 필름의 장력을 변화시켜서, 압착에 의해서 기판 상에 적층되는 전사층이 주름과 평탄하지 않는 두께를 갖게 된다.

본 발명은 베이스 필름 {base film} 과 그 베이스 필름 상에 순차적으로 형성되는 전사층 {transfer layer} 및 커버 필름 {cover film} 을 포함하는 장척의 적층 필름의 전사층을 기판 상에 연속적으로 적층하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 적층 장치를 설명하는 개념도이다.

도 2 는 본 발명의 적층 장치에 사용되는 기판간 (基板間) 처리부를 설명하는 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 적층 장치에 사용되는 다른 실시예의 기판간 처리부를 설명하는 단면도이다.

도 4 는 필름의 기판간 처리된 부위와 박리되는 커버 필름 사이의 위치관계를 설명하는 단면도이다.

도 5 는 박리되는 베이스 필름과, 기판에 전사되는 레지스트를 설명하는 단면도이다.

도 6 는 베이스 필름이 박리되는 위치에 따른 박리 각도의 변화를 설명하는 단면도이다.

도 7 은 기판에 적층되는 필름에서 층간 부착력을 설명하는 단면도이다.

도 8 은 적층롤과 베이스 필름 박리용 가이드롤에 의해서 박리가 수행되는 위치의 상태를 설명하는 단면도이다.

도 9 는 박리용 가동 가이드롤에 의해 박리되는 베이스 필름을 설명하는 단면도이다.

도 10 은 기판 대기시의 가이드롤, 적층롤, 열 차폐판의 가동을 설명하는 단면도이다.

도 11 은 레지스트가 기판 상에 전사된 후 박리되어지는 베이스 필름을 설명 단면도이다.

도 12 는 제어 항목의 가동을 도시하는 단면도이다.

도 13 은 시간 경과에 따른 제어 항목의 변화를 도시하는 챠트이다.

도 14 는 본 발명의 적층 장치를 설명하는 단면도이다.

도 15 는 본 발명의 적층 장치에 사용된 기판간 처리부의 상세부를 도시하는 개념도이다.

도 16 은 기판 상에 있는 베이스 필름의 하프-커팅용 장치의 사시도이다.

도 17 은 하프-커팅되는 필름과 기판을 설명하는 단면도이다.

도 18 은 적층후 기판 상에 분리되어 남겨진 필름을 설명하는 단면도이다.

본 발명은, 비평탄 및 주름을 야기하지 않으면서, 선단부 및 후단부를 제외한 기판의 바라는 부위 상에, 전사층이 고속 및 정밀하게 적층될 수 있어서 제조 효율이 개선되며, 전사층이 밀려나와 이물질을 형성하는 것을 방지할 수 있는 적층 장치 및 적층 방법을 제공한다.

본 발명의 적층 장치는, 단부들 사이의 기판에 레지스트가 적층되도록 위치되는 기판의 단부들에 상당하는 영역과, 기판간 간격에 상당하는 영역의 전사층이, 레지스트의 전사가 필요없는 기판의 일부와 적층롤에 부착되지 않게 하기 위하여, 기판에 적층되는 전사층의 상기 영역을 노광시키기 위한 노광 기구, 상기 전사층을 기판에 적층시키기 위한 적층 기구, 상기 적층 기구에 소정간격으로 기판을 공급하는 기판 이송 기구, 베이스 필름과 그 위에 형성되는 전사층을 포함하는 장척의 적층 필름을 전사층이 기판을 향하도록 하여 상기 적층 기구에 공급하는 장척의 적층 필름 이송 기구, 및 적층후 베이스 필름을 연속적으로 박리시키는 박리 기구를 포함하며, 상기 적층 기구 및 박리 기구는 서로 대향하는 한 쌍의 적층롤과, 기판의 이송 방향에서 볼 때, 상기 장척의 적층 필름측 적층롤 전방에 위치된 베이스 필름 박리용 가이드롤을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 1 적층 방법은, 소정 간격으로 공급되는 기판과, 베이스 필름 및 그 위에 형성된 전사층을 포함하는 장척의 적층 필름을, 상기 전사층이 기판을 향하도록 하여, 서로 대향하는 한 쌍의 적층롤 사이로 공급하고, 베이스 필름을 연속적으로 박리시키는 것을 포함하며, 베이스 필름은, 각 기판의 선단부에서는, 기판의 이송 방향에서 볼 때, 상기 장척의 적층 필름측 적층롤의 전방에 위치되고 장척의 적층 필름측 적층롤보다 직경이 작은 베이스 필름 박리용 가이드롤에 의해서 박리되며, 각 기판의 후단부에서는, 장척의 적층 필름측 적층롤에 의해서 박리되는 것을 특징으로 한다.

베이스 필름 박리용 가이드롤의 직경은 장척의 적층 필름측 적층롤의 직경의 1/3 크기 이하가 바람직하고, 상기 베이스 필름 박리용 가이드롤은 30 mm 이하의 직경을 갖는 것이 바람직하다.

장척의 적층 필름측 적층롤은 가열롤이 바람직하며, 베이스 필름 박리용 가이드롤은 비가열롤이 바람직하다.

본 발명의 제 2 적층 방법은, 소정의 간격으로 공급되는 기판과, 베이스 필름 및 그 위에 형성된 전사층을 포함하는 장척의 적층 필름을, 상기 전사층이 기판을 향하도록 하여, 서로 대향하는 한 쌍의 적층롤 사이로 공급하고, 베이스 필름을 연속적으로 박리시키는 것을 포함하며, 적층롤 또는 가이드롤의 수직 이동에 의해서, 적층롤과 장척의 적층 필름 사이에는 빈 공간이 제공되며, 가이드롤은, 기판의 이송 방향에서 볼 때, 장척의 적층 필름측 적층롤의 전방 및 후방 각각에 배치되는 것을 특징으로 한다.

적층롤 또는 가이드롤의 수직 이동에 의해서 적층롤과 장척의 적층 필름 사이에 빈 공간이 제공된 후, 열 차폐판이 1 이상의 빈 공간에 삽입되는 것이 바람직하다. 열 차폐판은 자기냉각 기능을 갖는 것이 바람직하다.

기판의 이송방향에서 볼 때, 장척의 적층 필름측 적층롤의 전방에 위치된가이드롤은 베이스 필름 박리용 가이드롤을 겸하는 것이 바람직하다.

제 3 의 적층 방법은, 베이스 필름과, 이 베이스 필름 상에 순서대로 형성된 전사층 및 커버 필름을 포함하는 장척의 적층 필름의 전사층을 정해진 간격을 두고 연속적으로 공급되는 기판 상에 적층하는 것이며,

장척의 적층 필름을 연속적으로 공급하는 단계,

적층이 필요하지 않는 일 기판의 단부들의 폭들과 두 기판간 간격의 합에 상당하는 분할 영역을 전사층에 제공하기 위해, 커버 필름을 절단하지 않고, 커버 필름의 외부면으로부터 가열 바아들을 장척의 적층 필름에 대하여 압착시키는 단계,

가열 바아들 사이에 놓여 있으며, 적층이 필요하지 않는 일 기판의 단부들의 폭들과 두 기판간 간격의 합에 상당하는 영역에서 전사층을 노광시키는 단계,

커버 필름을 연속적으로 박리하는 단계,

가열 바아에 의해 만들어진 전사층의 분할 영역이 적층이 필요없는 기판의 단부들 상에 위치되도록, 연속적으로 공급되며 소정의 간격으로 배치된 기판 상에 전사층을 적층하는 단계,

가열 바아에 의해 압착되는 부위에서 기판상의 베이스 필름을 하프-커팅 (half-cutting) 하는 단계, 및

절단된 베이스 필름을 노광된 전사층과 함께 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도면들은 전사층인 드라이 필름 레지스트 (dry film resist) 의 적층을 수행하기 위해 사용되는 적층 장치를 설명한다. 적층 장치는 기판 이송부, 기판 예열부, 적층부, 기판간 필름 처리부, 필름 공급부, 필름 축적부, 베이스 필름 연속 박리부 및 커버 필름 연속 박리부를 포함한다.

일련의 적층 단계를 도 1 을 참조하여 설명한다.

적층될 필름은, 베이스 필름과 그 위에 순서대로 형성된 전사층 및 커버 필름을 포함하는 장척의 적층 필름 (1) 이고, 필름 공급부 (2) 로부터 풀려서 커버 필름이 부착된 상태로 기판간 처리부 (3) 에 도입된다. 도 2 는 기판간 처리부의 상세도이다. 기판간 처리부는 두 가지의 기능을 갖는다. 일 기능에 의해서, 레지스트 (전사층) 가 분할되고, 기판에 적층될 때, 평탄한 절단부를 갖는다. 다른 기능에 의해서는, 레지스트의 전사가 필요하지 않는 곳인 기판의 일부 또는 적층롤과 같은 불필요부분에 레지스트가 부착되지 않도록 상기 레지스트가 부분적으로 노광된다. 노광부는, 레지스트가 단부들 사이에서 기판에 적층되도록 위치되는 기판의 단부들과 기판간 간격에 상당한다. 레지스트를 분할하고 절단 부위를 평탄화시키기 위하여, 가열 바아들 (A) 은 기판들 사이의 간격과 중첩하는 간격으로 배치되고, 여기서 가열 바아들 사이의 간격은 적층이 필요없는 각 기판의 단부들의 폭과 두 기판간 간격의 합에 상당한다.

다른 방식으로, 일본 특개평7-110575 (1995) 호 공보 및 특개평6-73343 (1994) 호 공보에 개시된 방법을 사용하여, 단부들 사이에서만 레지스트가 기판에 적층되도록 위치되는 기판의 단부들에 상당하는 부분과, 기판간 간격에 상당하는 부분의 레지스트가, 레지스트의 전사가 필요없는 기판의 일부 또는 적층롤과 같이 레지스트의 전사를 필요로 하지 않는 부위에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 일본 특개평7-110575 (1995) 호 공보에 개시된 방법에 따르면, 적층 이전에, 커버 필름 및 레지스트 층은 커터 (B) 에 의해서, 베이스 필름을 절단하지 않은 체, 커버 필름의 외부면으로부터 하프-커팅 (half-cutting) 되며, 커버 필름은 적층될 부위에서만 박리된다 (도 3 참조). 일본 특개평6-73343 (1994) 호 공보에 개시된 방법에 따르면, 커버 필름이 박리된 후에, 전사가 필요없는 부위에는 마스킹 테이프가 부착되어 적층이 수행된다.

기판간 처리부를 통과한 후, 장척의 적층 필름은 하나의 기판에 충분한 길이 만큼 필름 축적부 (4) 에 축적된다. 상술한 기판간 필름 처리는 장척의 적층 필름의 유동이 일시적으로 정지되는 동안에 수행된다. 따라서, 공급 기판에 장척의 적층 필름을 정체없이 연속적으로 적층하기 위해서, 장척의 적층 필름은 하나의 기판에 충분한 길이 만큼 기판간 처리가 미리 수행되며, 미리 처리된 부위가 기판에 적층되는 동안에, 다음 기판을 위한 기판간 처리가 수행된다.

장척의 적층 필름이 축적부를 통과한 후, 커버 필름 (f) 은 하나의 기판 길이 만큼 커버 필름 박리 가이드 (5) 를 거쳐 커버 필름 권취 장치 (17) 에 권취된다. 커버 필름 박리 가이드 (5) 의 위치는, 필름 기판간 처리를 수행하기 위하여 장척의 적층 필름의 유동이 일시적으로 정지될 때, 커버 필름이 레지스트로부터 박리되는 위치가, 필름의 유동 방향에서, 장척의 적층 필름의 기판간 처리가 수행된 부위 (c) 의 중앙에 항상 이르도록 위치된다 (도 4). 박리가 연속적으로 수행되는 경우에, 커버 필름의 박리가 일시적으로 정지되는 곳에서의 위치 조정은 필요 없다. 커버 필름이 박리된 후에, 장척의 적층 필름은 적층롤에 도입된다. 장력검출계 (6) 에 의해 측정된 값에 기초하여, 장력 제어롤 (7) 은, 롤 (9, 10, 11 및 12) 의 수직 이동 또는 적층의 가동이나 정지에 관계없이, 장척의 적층 필름의 장력을 일정하게 유지한다. 다른 한편으로, 레지스트가 전사될 기판은 기판 예열부 (8) 에 공급되고, 예열기 (원적외 히터 등) 는 기판을 바라는 온도 (레지스트의 종류에 따라 다르지만, 일반적으로는 40℃ 내지 100℃) 로 가열한다. 양 측이 균일하게 가열된 후, 기판은 적층부로 공급된다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 장척의 적층 필름의 기판간 처리가 수행된 부위 (c) 가 기판사이의 간격 및 기판 단부들을 덮도록, 기판 및 장척의 적층 필름의 위치는 위치 제어 센서 등에 의해서 항상 제어된다.

한 쌍의 적층롤 (9 및 10) 이 적층을 수행한다. 부위 (15) 는 이송롤이다. 적층후, 베이스 필름은 기판으로부터 박리된다. 베이스 필름이 기판으로부터 박리될 때, 기판의 온도는 롤의 온도에 근접한다. 온도가 롤의 온도에 근접할수록 박리성이 더욱 개선된다. 예컨대, 일본 특개평8-211222 (1996) 호 공보에 개시된 레지스트 필름은 베이스 필름을 연속적으로 박리하는데 보다 적합하다. 베이스 필름 박리용 가이드롤 (12) 은 기판의 이송방향에서 적층롤의 전방에 위치된다. 가이드롤은 수직방향 또는 측방향으로의 이동이 자유로워서, 기판 표면과 권취되는 베이스 필름 사이의 각도, 즉, 베이스 필름의 박리각도 (θ) 는 임의의 각도로 변할 수 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 각도 (θ) 는, 기판의 이송 방향에 따른 기판에서의 베이스 필름 박리 위치에 따라서, 임의의 각도로 변할 수 있다. 예컨대, 적층 시작 위치에서, 즉, 기판의 이송 방향에서, 기판의 적층 선단부에서의 박리 각도 (θ) 는 증가될 수 있다. 박리 각도 θ=θ₁(≥90°) 인 도면의 좌측에 도시된 바와 같이, 베이스 필름은 박리 가이드롤 (12) 에 의해 박리됨으로써 박리 각도가 커진다. 다른 한편으로, 박리 가이드롤 (12) 이 상승하는 경우, 베이스 필름은 적층롤에 의해서 박리됨으로써, 박리 가이드롤이 상승할때의 박리 각도 θ=θ₂(〈30°) 는 박리 가이드롤을 통한 박리 각도 θ=θ₁(≥90°) 보다 작아지게 된다 (θ₁〉θ₂). 이들 박리 각도를 제어함으로써, 박리하는데 가해지는 실제의 힘이 제어될 수 있다. 일반적으로, 필름을 박리하는데 필요한 힘은 다음의 식으로 나타낼 수 있다.

베이스 필름 박리력 = rb (1-sinθ) (0〈θ〈90°)

r = 레지스트 필름의 두께

b = 면간 부착 에너지

θ= 박리각도

r 및 b 가 일정한 경우, 박리 각도 (θ) 가 90°에 근접할수록 (박리각도가 커질수록) 박리하는데 필요한 힘이 작아지며, 박리 각도 (θ) 가 0°에 근접할수록 (박리각도가 작아질수록) 박리하는데 필요한 힘이 커진다.

도 7 은 장척의 적층 필름의 층간 부착 강도와 베이스 필름의 박리도 사이의 관계를 도시한다. 레지스트층 (e) 과 기판 (k) 사이의 부착강도 (F1) 와, 레지스트 (e) 와 베이스 필름 (m) 사이의 부착 강도 (베이스 필름 박리력은 F2 에 상당) 와의 관계가 F1 〉F2 인 경우, 레지스트는 기판에 전사될 수 있고, 베이스 필름은 양호한 박리성을 갖는다. 그러나, 다수의 실제 필름에서, F1 과 F2 는 F1 ≥F2 로 나타내는 바와 같이 거의 균형을 이룬다. 특히, 베이스 필름이 박리되기 시작하는 기판 이송방향의 기판의 선단부에서는, 레지스트가 안정하게 전사되지 못함으로써, F1 〉F2 의 관계가 파괴되고 전사 에러를 야기한다. 따라서, 기판 이송방향의 기판의 선단부에서, 박리하는데 필요한 힘 (F2) 은 미리 감소되어야 한다. 본 발명에 따르면, 베이스 필름의 박리 각도는 베이스 필름이 박리되기 시작하는 기판 이송방향의 기판의 선단부에서 증가될 수 있고, 그것에 의해서 베이스 필름 박리력이 감소되고, 레지스트가 기판에 연속적 및 안정적으로 전사될 수 있다.

전술한 바와 같이, 기판 선단부에서의 레지스트의 전사 능력은, 기판 이송 방향의 기판의 선단부에서의 베이스 필름 박리 각도를 증가시킴으로써 개선될 수 있다. 그러나, 베이스 필름이 박리롤의 최하부 지점 (S) 으로부터 도 8 에 도시된 거리 (L) 만큼 떨어져서 박리되어지는 경우, 다음의 문제가 발생한다. 기판이 일정한 간격으로 순차적으로 연속 이송되는 경우, 베이스 필름의 박리 위치 (P) 가 적층 위치 (적층롤의 최하부 지점 (S)) 로 부터 떨어져 있을지라도, 기판간 처리가 수행된 부위 (c) 의 기판에 대한 위치 조정은 순차적으로 수행될 수 있고, 기판은 레지스트의 적층 및 베이스 필름의 박리 후에 배출될 수 있다. 그러나, 기판이 일정한 간격으로 연속 이송되지 않는 경우에는, 기판간 처리가 수행된 부위의 위치가 적층롤의 최하부 지점 (S) 에 일치된 상태에서, 다음 기판이 이송될때까지, 적층이 일시적으로 정지하여 대기해야 한다. 그러한 경우, 도 8 에 도시된 바와 같이, 대기 정지 직전에 이송된 기판 (k1) 은 적층롤의 최하부 지점 (S) 에서 필름의 기판간 처리가 수행된 부위 아래에서 정지함으로써, 베이스 필름의 박리가 완료되지 않고 중도에서 멈춘다. 다음 기판 (K2) 이 이송될때까지, 기판 (K1) 은 베이스 필름이 박리되지 않고 대기한다. 그 결과, 기판은 상이한 시간동안 대기하게 되고, 때때로 레지시트의 특성에 악영향을 끼친다.

그러한 문제를 극복하기 위해서, 적층롤의 최하부 지점 (S) 과 베이스 필름 박리용 가이드롤 (12) 사이의 간격 (L) 을 줄이기 위한 방법을 조사하였다. 간격 (L) 을 줄이기 위해서는 가이드롤 (12) 의 직경이 감소되어야 한다. 그러나, 그것은 박리 가이드롤 (12) 의 기계적 특성으로 인하여 어렵다는 것을 알았다. 본 발명에 사용된 방법에 따르면, 베이스 필름 박리용 가이드롤 (12) 이 상방으로 이동되거나 일부 다른 위치로 이동됨으로써, 베이스 필름의 박리 위치를 박리 가이드롤 (12) 로부터 적층롤의 최하부 지점 (S) 으로 이동시킨다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 베이스 필름이 박리되기 시작하는 기판의 선단부에서, 적층되는 기판에서의 베이스 필름의 박리 위치는 지점 (P) 에 위치되지만, 베이스 필름 박리가 곧 완료될 기판의 기판 이송방향 후단부에서의 베이스 필름의 박리 위치는 지점 (P) (선단 박리 위치) 으로부터 지점 (S) (적층롤의 최하부 지점) 으로 이동된다. 그리하여, 필름의 기판간 처리가 수행된 부위 (c) 가 적층롤의 최하부 지점 (S) 에 이를 때 적층 가동이 정지하더라도, 먼저 이송된 기판은 박리 필름이 완전히 박리되었기 때문에 배출될 수 있다. 즉, 베이스 필름을 박리하고 있는 동안에 다음 기판을 기다리기 위하여 기판이 정지되는 것을 방지한다. 베이스 필름의 박리가 레지스트 (e) 에서 정지된다면, 이는 다음의 노광 및 현상 단계에서 문제를 야기할 것이다. 따라서, 박리는 제품으로 사용되는 부분에서는 정지해서는 안된다. 본 발명에 따르면, 박리가 부위 (c) 에서 정지되기 때문에 박리 표시가 남겨지지 않는다.

기판이 일정한 간격으로 연속 이송되지 않는 경우에, 베이스 필름의 박리에 관련된 문제에 추가하여, 기판 대기시의 다른 문제점은, 다음 기판을 대기하는 동안에 적층롤의 열에 의해서 필름이 열화된다는 것이다. 도 10 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 기판이 대기하는 동안에, 장척의 적층 필름의 기판간 처리가 수행된 부위가 적층롤의 최하부 지점에 위치되도록 필름이 위치된다. 적층롤은 일반적으로 60℃ 또는 그 이상의 고온으로 가열된다. 필름이 그러한 고온 적층롤과 접촉되어 정지된다면, 장척의 적층 필름은 고온으로 인하여 그것의 특성이 변하거나 열화될 것이다. 예컨대, 감광성 수지가 1 분 이상 동안 100℃ 의 롤과 접촉된다면, 그것은 감광성을 상실하고, 노광부에 이미지가 현상될 때의 비현상부와 같은 결함을 야기한다. 본 발명의 장치는 그러한 문제를 다음과 같은 방법에 의해 방지한다. 먼저, 다음 기판이 대기되는 동안, 장척의 필름이 롤과 접촉되어 가열되는 것을 방지하기 위하여, 기판 대기 가이드롤 (11 및 11') 이 기판 이송방향에서 적층롤의 앞뒤에 배치됨으로써, 다음 기판을 대기하는 동안에 장척의 적층 필름과 롤을 분리한다. 다음 기판을 대기하는 동안에, 가이드롤 (11 및 11') 또는 적층롤은 화살표방향으로 수직 이동되어서, 장척의 적층 필름과 적층롤 사이에 빈 공간을 제공한다. 그러한 빈 공간은 적층롤 (9) 을 상방으로 이동시키고 가이드롤 (11 및 11') 을 하방으로 이동시키거나, 가이드롤 (11 및 11') 을 고정시키고 적층롤 (9) 을 상방으로 적층롤 (10) 을 하방으로 이동시킴으로써 적층롤 (9 및 10) 과 필름 사이에 제공될 수 있다. 또한, 기판 이송 방향에서, 적층롤의 전방에 위치된 가이드롤 (11') 은 베이스 필름 박리용 가이드롤 (12) 과 겸용될 수도 있다. 그러한 경우, 다음 기판이 대기하는 동안에, 베이스 필름 박리용 가이드롤 (12) 은 가이드롤 (11) 에 연결되어 적층롤과 장척의 적층 필름 사이에 빈 공간을 제공하고, 적층하는 동안에는, 베이스 필름의 박리가동을 행한다.

다음 기판을 대기하는 대기 시간이 길거나 롤의 온도가 높은 경우에는, 다음 기판이 대기하는 동안에 롤에서 필름으로의 직접적인 열전달을 방지하기 위해서 적층롤과 장척의 적층 필름사이에 제공된 빈 공간에 의해 필름 온도의 증가가 방지될 수 없다. 특히, 필름은 하부 적층롤 (10) 에서 올라오는 고온 공기의 흐름에 의해서 가열되며, 필름과 롤 사이의 큰 빈 공간에 의해서도 온도 증가가 방지되지는 않는다. 본 발명은 하부 적층롤 (10) 과 장척의 적층 필름 사이의 빈 공간에 열 차폐판을 삽입시킴으로써 그러한 문제를 해결한다.

열 차폐판 (16) 은 장척의 적층 필름이나 롤과는 접촉하지 않고, 단열체이며, 장기간의 대기 또는 높은 롤 온도에 대해서도 필름의 온도 증가를 방지할 수 있다.

기판 대기 기간을 제외하고, 도 10 의 (c) 에 도시된 바와 같이, 적층을 방해하지 않고 롤의 원형 표면 둘레 (예컨대, 도 10 의 (c) 에 도시된 바와 같이 하부 적층롤의 하부) 에 대기한다. 열 차폐판은 롤에 의해서 가열되지 않도록 자기냉각 기능을 갖고, 적층롤의 온도에 관계없이 일정 온도를 유지하도록 설계된다. 자기냉각 수단의 예는 냉각수 또는 냉각풍을 포함한다. 100℃ 의 롤온도에서 1분 동안 기판을 대기할 때, 필름 온도는 열 차폐판에 의해서 30℃ 까지의 온도상승이 억제되지만, 열차폐판이 없는 경우에 필름 온도는 실온 (23℃) 에서 70℃ 까지 상승한다.

도 12 는 베이스 필름 박리용 가이드롤에 의한 연속적인 베이스 필름 박리가동, 기판대기용 가이드롤 및 열 차폐판의 운동, 및 적층롤의 제어 항목의 가동을 나타내는 단면도이고, 도 13 은 시간의 경과에 따른 관련 운동의 변화를 나타내는 챠트이다. 적층에서 박리까지의 가동 후에, 박리용 가이드롤에 의해서 박리된 베이스 필름은, 기판으로 전사되지 않고 남은 레지스트의 기판간 처리가 수행된 부위를 포함하고, 권치부 (14) 에서 권취된다. 도 11 은 그러한 가동을 도시한다.

상기한 적층 방법은 프린트 기판, 컬러 필터를 예로 들 수 있는, 적층 필름의 드라이 필름 (dry film) 과 같은 전사층의 적층을 필요로 하는 분야에 적용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

도 14 는 전사층으로서의 드라이 필름 레지스트를 적층하는 방법을 도시한다. 그러한 적층 장치는 기판 이송부, 기판 예열부, 적층부, 기판간 필름 처리부, 필름 공급부 및 베이스 필름 하프-커팅부를 포함한다.

도면을 참조하여 일련의 적층 단계를 설명한다. 적층되는 필름은 베이스 필름과 그 베이스 필름 위에 순차적으로 형성되는 전사층 및 커버 필름을 포함하는 장척의 적층 필름 (101) 이며, 필름 공급부 (104) 로부터 공급되며 커버 필름이 부착된 상태로 기판간 처리부 (103) 에 도입된다. 도 15 는 기판간 처리부의 상세도를 설명한다. 기판간 처리부는 상술한 바와 같다. 레지스트 (전사층) 에 평탄한 절단부를 제공하기 위해서, 가열 장치 (113) 가 기판 사이의 간격과 중첩하는 간격으로 배치되며, 여기서 가열 장치 (113) 사이의 간격은 적층이 필요하지 않은 각 기판의 단부들의 폭들과 기판들 (110) 사이의 간격의 합에 상당한다.

레지스트에 평탄한 절단부를 제공하기 위한 처리는, 도 15 에 도시된 바와 같이, 커버 필름 (119) 이 부착된 필름 (119, 117, 118) 에 상기 커버 필름 (119) 의 외면으로부터 가열 바아 (113) (날카로운 에지를 갖는 가열 금속 박판) 를 압착함으로써 수행된다. 가열 바아 (113) 의 에지는 커버 필름 또는 베이스 필름 (118) 을 절단 또는 손상시키기 않도록 둥글다. 가열 바아의 온도는 베이스 필름, 전사 필름, 및 커버 필름의 재료에 따라 다르지만, 일반적으로 80 내지 120℃ 가 바람직하다. 1 내지 10 초 동안 가압함으로써, 가열 바아는 레지스트층 (117) (전사층) 을 용융 분할하고, 분할된 레지스트에 평탄한 계면 (절단부) 을 제공한다. 레지스트층을 제외하고 커버 필름 및 베이스 필름은 그러한 손상을 격지 않아서 연속적인 권취를 방해하지 않는다. 레지스트에 평탄한 절단부를 제공하기 위한 처리 동안에, 레지스트는 가열 바아 사이의 영역에서 광원 (122) 에 노광된다. 도 15 에 도시된 바와 같이, 레지스트 층은 커버 필름을 통하여 UV 광에 노광된다 (UV 광의 파장은 레지스트에 따라 다르지만, 예컨대 250 내지 450 nm 의 범위에 있다). 노광시, 레지스트 (전사층) 는 광중합에 의해서 경화됨으로써, 레지스트로서의 접착성이 손실되고 베이스 필름과의 접착성은 개선된다. 레지스트의 노광면 (전사층 표면) 이 기판과 적층롤에 부착되지 않아서, 적층후, 노광된 레지스트는 베이스 필름에 부착된 상태로 박리될 수 있다. 베이스 필름이 박리될 때, 레지스트는 베이스 필름상으로 그리고 기판상으로 분리되어지고, 분리 계면 (레지스트의 절단 부위) 은 가열 바아에 의해서 미리 용융 분리되므로 평탄하다.

기판간 처리 단계 후에, 커버 필름은 커버 필름 박리롤 (106) 을 거쳐 커버 필름 권취부 (102) 에서 연속적으로 권취된다. 축적부 (105) 는 하나의 기판용 장척 적층 필름을 축적하고, 필름의 장력을 일정하게 유지시키기 위한 장력롤도 겸하고 있다. 장척의 적층 필름은 적층롤부에 연속적으로 도입된다. 한편, 레지스트가 전사되는 기판은 기판 예열부에 공급되며, 예열기 (109)(원적외 가열기와 같은) 는 기판 (110) 을 바라는 온도로 가열한다 (온도는 레지스트의 종류에 따라 다르지만 일반적으로는 40 내지 100℃ 이다). 양 표면이 균일하게 가열된 후, 기판은 적층부에 공급된다. 기판 (110) 및 장척 필름의 위치는 예컨대, 단부 위치를 제어하기 위한 센서 (107) 에 의해서 항상 제어되어서, 기판은 장척의 적층 필름 (101) 의 기판간 처리된 부위에 이르게 된다. 적층시, 축적롤 (105) 이 장력을 제어하여서, 필름은 기판의 존재에 관계없이 항상 일정한 장력이 부여된다. 그리하여 필름은 면내의 불균일성을 제거하는 균일한 능력을 갖는다.

한 쌍의 적층롤 (108) 이 적층을 수행한다. 부위 (111) 는 이송롤이다. 적층후, 베이스 필름은 기판 상에서 하프-커팅에 의해서 절단된다. 도 16 은 기판상의 베이스 필름을 하프-커팅하는 장치 (112, 도 14) 를 도시하며, 도 17 은 하프-커팅된 필름 및 기판의 단면을 도시한다. 베이스 필름은, 전사층이 기판간 처리 동안에 가열 바아에 의해서 미리 절단되는 위치 (120) 에서 하프-커팅 에지 (114) 에 의해서 절단된다. 하프-커팅은 베이스 필름만을 절단하도록 제어되는 것이 바람직하다. 하프-커팅된 후, 기판상의 기판간 처리가 수행된 필름 (116) 은 그것의 단부가 필름 박리 장치 (115) 에 의해서 파지되고 그 박리 장치 (115) 에 의해서 박리됨으로써, 필름 (116) 은 도 18 에 도시된 바와 같이 분리된다. 필름의 단부를 파지하여 분리하는 방법의 대안으로서, 기판간 부위는 흡착에 의해서 기판간 부위의 전체 필름 표면을 인발함으로써 박리될 수도 있다.

기판간 처리가 수행된 레지스트는 기판에 전사되지 않고 박리되는 베이스 필름 (118) 에 부착되어 있다. 기판간 처리 동안에 가열 바아를 사용하여 용융 분리함으로써 형성된 계면과 접경하는 레지스트는 기판상의 하프-커팅된 베이스 필름과 함께 기판의 표면에 부착한다. 가열 바아에 의해서 용융 분리됨으로써, 계면은 평탄하며, 레지스트의 절단 조각이 비산되지 않는다.

사용가능한 베이스 필름의 예로는 10 내지 100 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 있으며, 사용가능한 전사층의 예로는 0.1 내지 50 ㎛ 두께의 감광성 재료의 층이 있으며, 사용가능한 커버 필름의 예로는 5 내지 50 ㎛ 두께의 배향성 (oriented) 폴리에틸렌 필름이 있다.

베이스 필름과 이 베이스 필름 상에 순서대로 형성되는 전사층 및 커버 필름에 추가하여, 장척의 적층 필름은 추가로 다른 층, 예컨대, 베이스 필름과 전사층 사이에 개재된 쿠션층을 포함할 수 있다.

상술한 적층 방법은 프린트 기판, 컬러 필터를 예로 들 수 있는, 적층 필름의 드라이 필름과 같은 전사층의 적층을 필요로 하는 분야에 적용가능하다.

본 발명에 따른 적층 장치 및 방법에 의하면, 레지스트와 같은 전사층을 위치 정밀도가 좋게 하고, 전사층의 막두께를 고르지 않게 함이 없이, 연속적 및고속으로 적층할 수 있다.

Claims (10)

1. 적층 기구, 상기 적층 기구에 기판을 소정의 간격으로 공급하는 기판 이송 기구, 베이스 필름과 그 베이스 필름 상에 형성된 전사층을 포함하는 장척의 적층 필름을, 상기 전사층이 상기 기판으로 향하도록 하여 상기 적층 기구에 공급하는 장척의 적층 필름 이송 기구, 및 적층후 상기 베이스 필름을 연속적으로 박리시키는 박리 기구를 포함하는 적층 장치에 있어서, 상기 적층 기구 및 박리 기구는 서로 대향하는 한 쌍의 적층롤과, 기판의 이송 방향에서 볼 때, 장척의 적층 필름측 적층롤의 전방에 위치되는 베이스 필름 박리용 가이드롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 장치.
2. 소정 간격으로 공급되는 기판과, 베이스 필름 및 그 베이스 필름 상에 형성되는 전사층을 포함하는 장척의 적층 필름을, 상기 전사층이 기판을 향하게 하면서 서로 대향하는 한 쌍의 적층롤 사이로 공급하는 단계, 및 상기 베이스 필름을 연속적으로 박리하는 단계를 포함하는 적층 방법에 있어서, 상기 베이스 필름은, 각 기판의 선단부에서는, 상기 기판의 이송방향에서 볼 때, 상기 장척의 적층 필름측 적층롤의 전방에 위치되며 상기 장척의 적층 필름측 적층롤보다 직경이 작은 베이스 필름 박리용 가이드롤에 의해서 박리되며, 각 기판의 후단부에서는, 상기 장척의 적층 필름측 적층롤에 의해서 박리되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스 필름 박리용 가이드롤의 직경은, 상기 장척의 적층 필름측 적층롤 직경의 1/3 이하의 크기인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 베이스 필름 박리용 상기 가이드롤은 30 mm 이하의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 장척의 적층 필름측 적층롤은 가열롤이며, 상기 베이스 필름 박리용 상기 가이드롤은 비가열롤인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 소정 간격으로 공급되는 기판과, 베이스 필름 및 그 베이스 필름 상에 형성되는 전사층을 포함하는 장척의 적층 필름을, 상기 전사층이 기판을 향하게 하면서 서로 대향하는 한 쌍의 적층롤 사이로 공급하는 단계, 및 상기 베이스 필름을 연속적으로 박리하는 단계를 포함하는 적층 방법에 있어서, 상기 적층롤 또는 가이드롤을 수직으로 이동시킴으로써 상기 적층롤과 장척의 적층 필름 사이에 빈 공간을 제공하며, 상기 가이드롤은, 상기 기판의 이송방향에서 볼 때, 장척의 적층 필름측 적층롤의 전방 및 후방에 위치되는 것을 특징으로 하는 적층 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 적층롤 또는 가이드롤을 수직으로 이동시킴으로써, 상기 적층롤과 장척의 적층 필름 사이에 빈 공간이 제공된 후, 상기 빈 공간의 적어도 하나에 열 차폐판이 삽입되는 것을 특징으로 하는 적층 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 열 차폐판은 자기냉각 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 적층 방법.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 이송 방향에서 볼 때, 상기 장척의 적층 필름측 적층롤의 전방에 위치된 상기 가이드롤은 상기 베이스 필름 박리용 가이드롤을 겸하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 소정 간격으로 연속적으로 공급되어 정렬되는 기판 상에, 베이스 필름과 이 베이스 필름 상에 순서대로 형성된 전사층 및 커버 필름을 포함하는 장척의 적층 필름의 전사층을 적층하는 방법에 있어서,

    상기 장척의 적층 필름을 연속적으로 공급하는 단계,

    적층이 필요하지 않는 일 기판의 단부들의 폭들과 두 기판간 간격의 합에 상당하는 분할 영역을 상기 전사층에 제공하기 위해서, 상기 커버 필름을 절단하지 않고, 상기 커버 필름의 외부면으로부터 가열 바아들을 상기 장척의 적층 필름에 대하여 압착시키는 단계,

    상기 가열 바아들 사이에 놓여 있으며, 적층이 필요하지 않는 일 기판의 단부들의 폭들과 두 기판간 간격의 합에 상당하는 영역에서 상기 전사층을 노광시키는 단계,

    상기 커버 필름을 연속적으로 박리하는 단계,

    상기 가열 바아에 의해서 만들어진 상기 전사층의 분할 영역이 적층이 필요없는 상기 기판의 단부들 상에 위치되도록, 연속적으로 공급되며 소정의 간격으로 배치된 기판 상에 상기 전사층을 적층하는 단계,

    상기 가열 바아에 의해서 압착되는 부위에서, 상기 기판상의 베이스 필름을 하프-커팅 (half-cutting) 하는 단계, 및

    상기 절단된 베이스 필름을 상기 노광된 전사층과 함께 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.