TW201712133A - 圖案成膜裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種於將具有可撓性之帶狀基材間歇搬送時，能夠於圖案加工位置適切地檢測設置於基材之基材標記之圖案成膜裝置。 圖案成膜裝置(1)包括薄膜形成部(10X)、(10Y)，其具有：第一攝影部(15)，對基材(2)中針對每個加工區域而設置之基材標記進行攝影；以及第二攝影部(16a)、(16b)，於圖案加工位置對基材標記進行攝影；控制部基於第一攝影部(15)之檢測結果，算出達至圖案加工位置為止之搬送距離，基於搬送距離控制驅動輥(12)，藉此將與基材標記對應之加工區域搬送至圖案加工位置為止，基於第二攝影部(16a)、(16b)之檢測結果控制材料射出部(17)及遮罩(18)，藉此對加工區域進行膜圖案加工。

Description

圖案成膜裝置

本發明係關於一種使用具有可撓性之帶狀基材，例如藉由高精度圖案(pattern)成膜而製造薄膜基材之圖案成膜裝置。

專利文獻1中記載了如下之製造裝置，該製造裝置係利用第1對準(alignment)系統及第2對準系統來檢測設置於被連續搬送之基板上之基準記號(mark)，基於基板之伸縮或搬送速度中之至少一者與基準記號而對基板之規定位置進行處理。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：國際公開2009/157154號。

然而，為了對基材以高精度進行膜圖案加工，需要將基材間歇搬送，對已停止之基材之加工區域進行膜圖案加 工。該情形時，藉由檢測已停止之基材之加工區域附近之標記(marker)而進行膜圖案加工之對準，但若因基材之伸長、基材相對於搬送機構之滑動等而使標記之位置偏移累積，則恐有停止時之基材之標記之位置會超出檢測機構之檢測範圍，從而有無法進行對準或無法對加工區域進行圖案加工之虞。

本發明係鑒於上述情況而創作，本發明之課題在於提供一種於將具有可撓性之帶狀基材間歇搬送時，能夠於圖案加工位置適切地檢測設置於基材之基材標記之圖案成膜裝置。

用以解決上述課題之本發明具備以下構成。

1.一種圖案成膜裝置，對具有可撓性之帶狀基材進行圖案成膜，其特徵在於包括處理部及控制部；前述處理部包含：基材搬送部，搬送前述基材；圖案加工部，於圖案加工位置對前述基材之加工區域進行膜圖案加工；第一檢測部，於較前述圖案加工位置靠上游側處，檢測前述基材中針對每個前述加工區域而設置之基材標記；以及第二檢測部，於前述圖案加工位置檢測前述基材標記；前述控制部控制前述基材搬送部及前述圖案加工部；前述控制部係基於前述基材已停止之狀態下之前述第一檢測部之檢測結果，算出達至前述圖案加工位置為止之搬送距離；基於 所算出之前述搬送距離而控制前述基材搬送部，藉此將與前述基材標記對應之前述加工區域搬送至前述圖案加工位置為止；基於前述基材已停止之狀態下之前述第二檢測部之檢測結果而控制前述圖案加工部，藉此對前述加工區域進行膜圖案加工。

2.如前述1所記載之圖案成膜裝置，其特徵在於：前述圖案加工部包括：材料射出部，將進行膜圖案加工之薄膜之材料向前述基材之前述加工區域射出；遮罩，設置於前述材料射出部與前述基材之間，用以進行膜圖案加工；以及遮罩驅動部，使前述遮罩移動；於前述遮罩設置有遮罩標記；前述第二檢測部檢測前述基材標記及前述遮罩標記；前述控制部基於前述基材已停止之狀態下之前述第二檢測部之檢測結果而控制前述遮罩驅動部，藉此進行前述遮罩與前述基材之前述加工區域之位置對準，藉由控制前述材料射出部，而將前述薄膜之材料經由進行了位置對準之前述遮罩向前述基材之前述加工區域射出。

3.如前述1或2所記載之圖案成膜裝置，其特徵在於包括複數個前述處理部；於相鄰之前述處理部間設置有吸收前述基材之搬送距離之偏移之累積器。

4.如前述1至3中任一項所記載之圖案成膜裝置，其特徵在於包括蜿蜒(meandering)修正部，前述蜿蜒修正部修正前述基材之寬度方向之蜿蜒。

根據本發明，於將具有可撓性之帶狀基材間歇搬送時，能夠於圖案加工位置適切地檢測設置於基材之基材標記。

1‧‧‧薄膜基材製造裝置(圖案成膜裝置)

2‧‧‧基材

2a、2b‧‧‧基材標記

2c‧‧‧薄膜形成區域

10X、10Y‧‧‧薄膜形成部(處理部)

11、21‧‧‧腔室

12a‧‧‧驅動輥(基材搬送部)

12b‧‧‧接觸輥

13a、13b‧‧‧從動輥(累積器)

14‧‧‧張力輥(累積器)

15‧‧‧第一攝影部(第一檢測部)

16a、16b‧‧‧第二攝影部(第二檢測部)

17‧‧‧材料射出部

18‧‧‧遮罩

18a、18b‧‧‧遮罩標記

19‧‧‧接觸板

20‧‧‧蜿蜒修正部

21a、21b、21c、21d‧‧‧從動輥

22a、22b‧‧‧蜿蜒修正輥

23‧‧‧蜿蜒檢測部

30X、30Y‧‧‧閘閥

32‧‧‧閥體

41、44a、44b‧‧‧輥驅動部

42‧‧‧遮罩驅動部

43‧‧‧接觸板驅動部

45‧‧‧閥體驅動部

50‧‧‧控制部

d1、d2‧‧‧偏移量

L‧‧‧距離

圖1係表示本發明之實施形態之薄膜基材製造裝置之示意圖。

圖2係表示本發明之實施形態之薄膜基材製造裝置之方塊圖。

圖3的(a)係示意性地表示基材、第一攝影部、第二攝影部及遮罩之側視圖，圖3的(b)係示意性地表示基材及遮罩之俯視圖。

圖4係表示蜿蜒修正部之動作例之示意圖。

圖5的(a)至圖5的(d)係用以說明基於第一攝影部之攝影結果算出搬送距離並搬送基材之方法之示意圖。

關於本發明之實施形態，以將本發明之圖案成膜裝置應用於製造薄膜基材之薄膜基材製造裝置之情況為例，一面適宜參照圖式一面進行詳細說明。以下之說明中，所謂「上游/下游」之方向係以藉由薄膜基材製造裝置而移動之基材為基準。即，基材前進之方向為「下游側」。

首先，對本發明之實施形態之薄膜基材製造裝置之構 成進行說明。圖1係表示本發明之實施形態之薄膜基材製造裝置之示意圖。圖2係表示本發明之實施形態之薄膜基材製造裝置之方塊圖。

<薄膜基材製造裝置>

如圖1所示，本發明之實施形態之薄膜基材製造裝置1為用以藉由於基材2上將薄膜圖案成膜而製造薄膜基材之裝置。薄膜基材製造裝置1包括薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y、蜿蜒修正部20以及閘閥(gate valve)30X、閘閥30Y。進而，薄膜基材製造裝置1如圖2所示包括：針對每個薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y而設置之輥(roller)驅動部41、遮罩驅動部42及接觸板驅動部43；設置於蜿蜒修正部20之輥驅動部44a、輥驅動部44b；針對每個閘閥30X、閘閥30Y而設置之閥體驅動部45；以及控制該些各驅動部之控制部50。

另外，薄膜基材製造裝置1可具備3個以上之薄膜形成部，亦可具備用以形成圖案成膜之薄膜以外之膜的形成部。而且，於基材2上形成薄膜之方法不限定於後述方法。

<薄膜形成部>

如圖1所示，薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y為處理部之例，於具有可撓性之帶狀基材2上之薄膜形成區域2c將薄膜予以圖案成膜。該些薄膜形成部10X、薄膜形成 部10Y自上游側起按照薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y之順序而設置。

薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y分別具備腔室11、驅動輥12a、接觸輥12b、從動輥13a、從動輥13b、張力輥(dancer roller)14、第一攝影部15、第二攝影部16a、第二攝影部16b、材料射出部17、遮罩18、以及接觸板19。

另外，薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y之腔室11之內部能夠藉由未圖示之真空抽吸部而維持為高真空。而且，薄膜形成部10X之腔室11之下游端部與薄膜形成部10Y之腔室11之上游端部以能夠搬送基材2之方式連通。

驅動輥12a設置於腔室11內。接觸輥12b為設置於腔室11內之與驅動輥12a對向之位置之從動輥。基材2藉由驅動輥12a與接觸輥12b而被夾持。

圖2所示之控制部50藉由控制輥驅動部41而使驅動輥12a旋轉，將基材2自上游側向下游側搬送。

驅動輥12a、接觸輥12b及輥驅動部41構成搬送基材2之基材搬送部之例。

如圖1所示，從動輥13a、從動輥13b設置於腔室11內之較驅動輥12a靠下游側處。基材2之下表面捲繞於從動輥13a、從動輥13b。

張力輥14設置於腔室11內之從動輥13a、從動輥13b 間。基材2之上表面捲繞於張力輥14。張力輥14能夠向相對於從動輥13a、從動輥13b接近之方向與離開之方向移動。

從動輥13a、從動輥13b及張力輥14構成吸收基材2之搬送距離之偏移之累積器(accumu)之例。例如，薄膜形成部10X之張力輥14於薄膜形成部10X中之基材2之搬送距離長且薄膜形成部10Y中之基材2之搬送距離短之情形時，向相對於從動輥13a、從動輥13b離開之方向移動而吸收基材2之搬送距離之偏移。而且，於薄膜形成部10X中之基材2之搬送距離短且薄膜形成部10Y中之基材2之搬送距離長之情形時，向相對於從動輥13a、從動輥13b接近之方向移動而吸收基材2之搬送距離之偏移。

第一攝影部15於較圖案加工位置(本實施形態中為圖案成膜位置，亦即，加工區域為遮罩18之上方之位置)靠上游側處，檢測針對加工區域(本實施形態中為薄膜形成區域2c)而設置於基材2之基材標記2b之第一檢測部之例。第一攝影部15為設置於腔室11內之較驅動輥12a靠上游側之相機，對設置於基材2上之基材標記2b(參照圖3)進行攝影，將攝影結果輸出至控制部50。

如圖1所示，第二攝影部16a、第二攝影部16b為於圖案成膜位置(即，加工區域為遮罩18之上方之位置)檢測 基材標記2a、基材標記2b之第二檢測部之例。第二攝影部16a、第二攝影部16b為設置於腔室11內之較驅動輥12a靠下游側之相機，對設置於基材2上之基材標記2a、基材標記2b(參照圖3(b))及設置於遮罩18上之遮罩標記18a、遮罩標記18b(參照圖3(b))進行攝影，而將攝影結果輸出至控制部50。

如圖3(b)所示，基材2之基材標記2a、基材標記2b配置於成為薄膜形成區域2c之對角之位置。即，複數個基材標記2a於基材2之寬度方向一端部等間隔地設置，複數個基材標記2b於基材2之寬度方向另一端部等間隔地設置。與薄膜形成區域2c對應之基材標記2a、基材標記2b於基材2之前進方向上錯開而配置。第一攝影部15對基材2之基材標記2a、基材標記2b中之設置於上游側之基材標記2b進行攝影。

遮罩18之遮罩標記18a、遮罩標記18b配置於該遮罩18之成為對角之位置。

第二攝影部16a對遮罩18之遮罩標記18a及與位於該遮罩18之上方之薄膜形成區域2c對應之基材標記2a進行攝影。而且，第二攝影部16b對遮罩18之遮罩標記18b及與位於該遮罩18之上方之薄膜形成區域2c對應之基材標記2b進行攝影。而且，第一攝影部15對較藉由第二攝 影部16b攝影之基材標記2b更靠一個上游側之基材標記2b進行攝影。而且，第一攝影部15與第二攝影部16b之攝影結果之基材搬送方向中心間之距離設定為L。距離L亦為第一攝影部15與第二攝影部16b之距離(參照圖5)。

材料射出部17設置於腔室11內之驅動輥12a與從動輥13a之間且為基材2之下側。

圖2所示之控制部50藉由控制材料射出部17，而將薄膜之材料(例如經蒸發之材料)經由遮罩18向基材2之下表面射出。

遮罩18設置於腔室11內之驅動輥12a與從動輥13a之間、基材2之下側且為基材2與材料射出部17之間。

圖2所示之控制部50藉由控制遮罩驅動部42而使遮罩18移動。

接觸板19設置於腔室11內之驅動輥12a與從動輥13a之間且為隔著基材2而與遮罩18對向之位置。

圖2所示之控制部50藉由控制接觸板驅動部43而使接觸板19移動。

材料射出部17、遮罩18、接觸板19、遮罩驅動部42及接觸板驅動部43構成於圖案加工位置對基材2進行膜圖案加工之圖案加工部之例。

<蜿蜒修正部>

如圖1所示，蜿蜒修正部20修正基材2之蜿蜒。蜿蜒修正部20設置於薄膜形成部10Y之下游側。

蜿蜒修正部20具備腔室21、從動輥21a、從動輥21b、從動輥21c、從動輥21d、蜿蜒修正輥22a、蜿蜒修正輥22b、以及蜿蜒檢測部23。

從動輥21a、從動輥21b、從動輥21c、從動輥21d設置於腔室21內。基材2之上表面捲繞於從動輥21a、從動輥21c，基材2之下表面捲繞於從動輥21b、從動輥21d。

蜿蜒修正輥22a、蜿蜒修正輥22b為設置於腔室21內之從動輥21b、從動輥21c間之從動輥。基材2之上表面捲繞於蜿蜒修正輥22a、蜿蜒修正輥22b。

蜿蜒檢測部23為設置於腔室21內之蜿蜒修正輥22a、蜿蜒修正輥22b間之電容感測器，如圖4所示，對基材2之位置(詳細而言為寬度方向之位置)進行檢測，並將檢測結果作為基材2之蜿蜒之檢測結果而輸出至控制部50。

圖2所示之控制部50基於蜿蜒檢測部23之檢測結果控制輥驅動部44a、輥驅動部44b，藉此，如圖4所示，使蜿蜒修正輥22a、蜿蜒修正輥22b在軸方向的相對於基材2之搬送方向之傾斜發生變更，從而修正基材2之蜿蜒。

<閘閥>

如圖1所示，閘閥30X、閘閥30Y為如下所述的閥，亦即，設置於相鄰之腔室間，且能夠在可搬送基材2之開閥狀態、與夾住基材2而密封(擬似密封)且維持腔室之真空狀態之閉閥狀態之間切換。閘閥30X設置於薄膜形成部10X之腔室11與較該腔室11更靠上游側之腔室之間。即，閘閥30X為能夠將薄膜形成部10X中之基材2之入口予以密封之閥。而且，閘閥30Y設置於薄膜形成部10Y之腔室11與蜿蜒修正部20之腔室21之間。即，閘閥30Y為能夠將薄膜形成部10Y中之基材2之出口(換言之，蜿蜒修正部20之腔室21中之基材2之入口)予以密封之閥。

圖2所示之控制部50藉由控制閥體驅動部45，而使閥體32移動，從而將閘閥30X、閘閥30Y在開閥狀態與閉閥狀態之間切換。

<薄膜基材之製造方法>

繼而，對藉由薄膜基材製造裝置1進行之薄膜基材之製造方法，參照圖1及圖2進行說明。首先，控制部50於閘閥30X、閘閥30Y開閥之狀態下，控制薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y之輥驅動部41，藉此使驅動輥12a旋轉，使基材2自上游側向下游側搬送規定距離(圖5所示之L之整數倍)而使最下游之基材標記2b移動至第一攝影部15之攝影區域後，使驅動輥12a停止，從而使基材2停止(第一基材搬送步驟)。

繼而，控制部50於薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y之各者中，基於第一攝影部15之攝影結果算出基材2之搬送距離(搬送距離算出步驟)。

例如，如圖5(a)所示，於由第一攝影部15攝影之基材標記2b向較攝影結果之基材搬送方向中心更靠上游側偏移達d1之情形時，控制部50將下一次基材2之搬送距離設為L+d1。

而且，如圖5(c)所示，於由第一攝影部15攝影之基材標記2b向較攝影結果之基材搬送方向中心更靠下游側偏移達d2之情形時，控制部50將下一次基材2之搬送距離設為L-d2。

繼而，控制部50於薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y之各者中控制輥驅動部41，藉此使驅動輥12a旋轉，而使基材2自上游側向下游側搬送所算出之搬送距離後，使驅動輥12a停止，從而使基材2停止(第二基材搬送步驟)。

例如，如圖5的(a)所示，於基材標記2b向上游側偏移達d1之情形時，控制部50藉由控制輥驅動部41而將基材2搬送達搬送距離L+d1(參照圖5(b))。藉由該動作，第二攝影部16a、第二攝影部16b可確實地對基材標記2a、基材標記2b進行攝影。

而且，如圖5(c)所示，於基材標記2b向下游側偏移達d2之情形時，控制部50藉由控制輥驅動部41，而將基材 2搬送達搬送距離L-d2(參照圖5(d))。藉由該動作，第二攝影部16a、第二攝影部16b可確實地對基材標記2a、基材標記2b進行攝影。

繼而，控制部50藉由控制閘閥30X、閘閥30Y之閥體驅動部45，而使閘閥30X、閘閥30Y閉閥，將薄膜形成部10X之腔室11中之基材2之入口與薄膜形成部10Y之腔室12中之基材2之出口密封(閉閥步驟)。

繼而，控制部50於薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y之各者中，基於第二攝影部16a、第二攝影部16b之攝影結果控制遮罩驅動部42，藉此使遮罩18移動而進行遮罩18與基材2之位置對準後，控制遮罩驅動部42及接觸板驅動部43，藉此使遮罩18、基材2、接觸板19密接(位置對準步驟)。本實施形態中，該位置對準步驟中，控制部50藉由控制遮罩驅動部42，而以使遮罩標記18a、遮罩標記18b分別與基材標記2a、基材標記2b相鄰之方式使遮罩18移動(參照圖3(b))。

繼而，控制部50於薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y之各者中，藉由控制材料射出部17而將薄膜之材料經由進行了位置對準之遮罩18向基材2之下表面射出，將經圖案化之薄膜形成於基材2之下表面(例如，使蒸發有機材料蒸鍍於基材2之下表面)(薄膜圖案化步驟)。

繼而，控制部50藉由控制遮罩驅動部42及接觸板驅 動部43，而解除遮罩18、基材2、接觸板19之密接。

而且，控制部50與上述閉閥步驟至薄膜圖案化步驟同時地，對與搬送至遮罩18上之薄膜形成區域2c之一個上游側之薄膜形成區域2c對應的基材標記2b，執行上述搬送距離算出步驟。此處算出之搬送距離被用於下一次之第二基材搬送步驟中。

繼而，控制部50於閘閥30X、閘閥30Y之各者中，藉由控制閥體驅動部45，而將閘閥30X、閘閥30Y開閥(開閥步驟)。控制部50於開閥步驟之後回到上述第二基材搬送步驟，藉由反復執行上述各步驟而製造薄膜基材。

此處，於基材2中發生伸長等之情形時，有時薄膜形成部10X中算出之搬送距離與薄膜形成部10Y中算出之搬送距離會產生差異。於該情形時，薄膜形成部10X之張力輥14吸收搬送距離之偏移。

本發明之實施形態之薄膜基材製造裝置1因基於圖案加工位置之上游側之基材標記2b之攝影結果算出基材2之搬送距離，故可防止圖案加工位置處之加工區域之基材搬送方向之偏移。

而且，薄膜基材製造裝置1因於相鄰之10X、10Y間具備張力輥14(累積器)，故可吸收搬送距離之偏移。

而且，薄膜基材製造裝置1因具備蜿蜒修正部20，故可防止圖案加工位置處之加工區域(薄膜形成區域2c)之基材寬度方向之偏移。

以上，已對本發明之實施形態進行了說明，但本發明不限定於上述實施形態，可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行適當變更。例如，薄膜可為有機薄膜，亦可為無機薄膜。即，處理部不限定於上述薄膜形成部10X、薄膜形成部10Y，亦可為將有機薄膜以外之薄膜(電極等)進行膜圖案加工者。而且，膜圖案加工不限定於將蒸發材料等經由遮罩18朝向基材2射出者，亦可為對預先形成於基材2上之薄膜經由遮罩18照射雷射光，藉由去除薄膜之規定部位而進行圖案加工者。而且，遮罩18之形狀及基材2之基材標記2a、基材標記2b與遮罩18之遮罩標記18a、遮罩標記18b之相對位置關係不限定於圖示者。而且，蜿蜒檢測部23不限定於電容感測器(capacitance sensor)，亦可為線性感測器(linear sensor)等。

1‧‧‧薄膜基材製造裝置(圖案成膜裝置)

2‧‧‧基材

10X、10Y‧‧‧薄膜形成部(處理部)

11、21‧‧‧腔室

12a‧‧‧驅動輥(基材搬送部)

12b‧‧‧接觸輥

13a、13b‧‧‧從動輥(累積器)

14‧‧‧張力輥(累積器)

15‧‧‧第一攝影部(第一檢測部)

16a、16b‧‧‧第二攝影部(第二檢測部)

17‧‧‧材料出射部

18‧‧‧遮罩

19‧‧‧接觸板

20‧‧‧蜿蜒修正部

21a、21b、21c、21d‧‧‧從動輥

22a、22b‧‧‧蜿蜒修正輥

23‧‧‧蜿蜒檢測部

30X、30Y‧‧‧閘閥

Claims (4)

1. 一種圖案成膜裝置，對具有可撓性之帶狀基材進行圖案成膜，包括處理部及控制部；前述處理部包含：基材搬送部，搬送前述基材；圖案加工部，於圖案加工位置對前述基材之加工區域進行膜圖案加工；第一檢測部，於較前述圖案加工位置靠上游側處，檢測前述基材中針對每個前述加工區域而設置之基材標記；以及第二檢測部，於前述圖案加工位置檢測前述基材標記；前述控制部控制前述基材搬送部及前述圖案加工部；前述控制部係基於前述基材已停止之狀態下之前述第一檢測部之檢測結果，算出達至前述圖案加工位置為止之搬送距離；基於所算出之前述搬送距離而控制前述基材搬送部，藉此將與前述基材標記對應之前述加工區域搬送至前述圖案加工位置為止；基於前述基材已停止之狀態下之前述第二檢測部之檢測結果而控制前述圖案加工部，藉此對前述加工區域進行膜圖案加工。
2. 如請求項1所記載之圖案成膜裝置，其中前述圖案加 工部包括：材料射出部，將進行膜圖案加工之薄膜之材料向前述基材之前述加工區域射出；遮罩，設置於前述材料射出部與前述基材之間，用以進行膜圖案加工；以及遮罩驅動部，使前述遮罩移動；於前述遮罩設置有遮罩標記；前述第二檢測部檢測前述基材標記及前述遮罩標記；前述控制部基於前述基材已停止之狀態下之前述第二檢測部之檢測結果而控制前述遮罩驅動部，藉此進行前述遮罩與前述基材之前述加工區域之位置對準，藉由控制前述材料射出部而將前述薄膜之材料經由進行了位置對準之前述遮罩向前述基材之前述加工區域射出。
3. 如請求項1或2所記載之圖案成膜裝置，其包括複數個前述處理部；於相鄰之前述處理部間設置有吸收前述基材之搬送距離之偏移之累積器。
4. 如請求項1或2所記載之圖案成膜裝置，其包括蜿蜒修正部，前述蜿蜒修正部修正前述基材之寬度方向之蜿蜒。