TWI528879B - Substrate manufacturing method - Google Patents

Description

基板製造方法

本發明係有關一種在支撐基板的表面形成寬度不同之複數個線狀圖案之基板製造方法及基板製造裝置。

已知有藉由在支撐基板的表面形成遮罩圖案，並且在未形成遮罩圖案且暴露之區域鍍上金屬來製作印刷基板之技術(專利文獻1)。遮罩圖案例如藉由將感光性乾膜曝光及顯影來形成。若被鍍金屬之高度超過遮罩圖案的高度，則被鍍金屬超過預先用遮罩圖案設定之線寬而導致橫向擴散。藉由使遮罩圖案厚於被鍍金屬，從而能夠防止橫向擴散。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2011-228605號專利公報

在形成100μm以上厚度的厚金屬圖案例如厚銅圖案時，必須使遮罩圖案厚於100μm。然而，很難藉由曝光及顯影來形成該種厚遮罩圖案。本發明的目的在於提供一種在支撐基板上形成用於形成厚金屬圖案之遮罩圖案之方法。本發明的另一目的在於提供一種能夠適用於形成該遮罩圖案之方法的基板製造裝置。

依本發明的其中一觀點提供一種基板製造方法，其具有：準備應形成第1線狀圖案、及比前述第1線狀圖案粗的第2線狀圖案之支撐基板之製程；及在前述支撐基板之應形成前述第1線狀圖案及前述第2線狀圖案的區域，多次重複進行使薄膜材料液滴化後彈著，並使彈著之前述薄膜材料硬化的步驟之製程，用以形成前述第1線狀圖案之前述步驟的重複次數多於用以形成前述第2線狀圖案之前述步驟的重複次數。

並且，提供一種基板製造裝置，其具有：載物台，保持應形成第1線狀圖案、及比前述第1線狀圖案粗的第2線狀圖案之支撐基板；噴嘴頭，具有朝向保持在前述載物臺上之支撐基板吐出光硬化性液狀薄膜材料的複數個噴嘴孔；移動機構，使前述支撐基板及前述噴嘴頭的其中一方相對於另一方移動； 光源，向附著於保持在前述載物臺上之支撐基板之液狀的前述薄膜材料照射硬化用光；及控制裝置，控制前述噴嘴頭、前述光源、及前述移動機構；前述第1線狀圖案的高度的目標值與前述第2線狀圖案的高度的目標值相等；前述控制裝置控制前述噴嘴頭、前述光源、及前述移動機構，並且多次重複進行第1步驟，前述第1步驟係一邊使前述噴嘴頭及前述基板的其中一方相對於另一方移動，一邊從前述噴嘴頭吐出液狀薄膜材料，並使液狀薄膜材料附著在前述基板之表面中應形成第1線狀圖案及第2線狀圖案之區域，並且從前述光源向附著在前述基板之液狀的前述薄膜材料照射硬化用光而使前述薄膜材料硬化，進一步至少執行1次第2步驟，前述第2步驟一邊使前述噴嘴頭及前述基板的其中一方相對於另一方移動，一邊從前述噴嘴頭吐出液狀薄膜材料，並使液狀薄膜材料附著在前述基板之表面中應形成前述第1線狀圖案之區域，並且從前述光源向附著在前述基板之液狀的前述薄膜材料照射硬化用光而使前述薄膜材料硬化，並且不使液狀薄膜材料附著在應形成前述第2線狀圖案之區域。

用於形成第1線狀圖案之步驟的重複次數多於用於形 成第2線狀圖案之前述步驟的重複次數。若步驟的重複次數相同，則導致相對較細的第1線狀圖案變得低於第2線狀圖案。藉由使用於形成第1線狀圖案之步驟的重複次數多於用於形成第2線狀圖案之前述步驟的重複次數，從而能夠對齊第1線狀圖案與第2線狀圖案的高度。

10‧‧‧支撐基板

11‧‧‧應形成第1線狀圖案之區域

12‧‧‧應形成第2線狀圖案之區域

13‧‧‧應形成第3線狀圖案之區域

15‧‧‧應形成遮罩圖案之區域

20‧‧‧薄膜材料

31‧‧‧第1層

32‧‧‧第2層

33‧‧‧第3層

41‧‧‧第1線狀圖案

42‧‧‧第2線狀圖案

43‧‧‧第3線狀圖案

45‧‧‧金屬圖案

50‧‧‧平臺

51‧‧‧移動機構

52‧‧‧載物台

53‧‧‧噴嘴單元

54‧‧‧攝像機

60‧‧‧控制裝置

70‧‧‧支撐板

71‧‧‧噴嘴頭

72‧‧‧硬化用光源

73‧‧‧噴嘴孔

80‧‧‧搬入站

81‧‧‧臨時定位站

82‧‧‧塗布站

83‧‧‧硬化站

84‧‧‧搬送裝置

85‧‧‧第1搬送輥

86‧‧‧第2搬送輥

87‧‧‧擋塊

88‧‧‧硬化用光源

90‧‧‧導件

91、92‧‧‧提升器

第1圖係在根據實施例之基板製造方法中使用之支撐基板的俯視圖。

第2圖A~第2圖D係藉由根據實施例之基板製造方法製造之基板的，製造中途階段的剖面圖。

第2圖E係藉由根據實施例之基板製造方法製造之基板的，製造中途階段的剖面圖，第2圖F係藉由根據實施例之基板製造方法製造出之基板的剖面圖。

第3圖係用於對用於形成各線狀圖案之步驟的，較佳重複次數進行說明之線狀圖案的概要圖。

第4圖係表示線狀圖案的寬度和高度、及與步驟的重複次數n的關係的一例之曲線圖。

第5圖係根據實施例之基板製造裝置的塗布站的概要圖。

第6圖A係噴嘴單元的立體圖，第6圖B係噴嘴單元的仰視圖。

第7圖係根據實施例之基板製造裝置的載物台及噴嘴單元的俯視圖。

第8圖係根據實施例之基板製造裝置的整體概要圖。

參閱第1圖、第2圖A~第2圖F，對根據實施例之基板製造方法進行說明。首先，準備成為應形成圖案之基底的支撐基板。

第1圖表示出在根據實施例之基板製造方法中使用之支撐基板10的俯視圖。在支撐基板10的表面劃定有應形成遮罩圖案之區域15。應形成之遮罩圖案具有寬度不同之複數個線狀圖案。例如，應形成遮罩圖案之區域15包括應形成第1線狀圖案之區域11(以下稱為第1區域。)、應形成第2線狀圖案之區域12(以下稱為第2區域。)、及應形成第3線狀圖案之區域13(以下稱為第3區域。)。第1區域11的寬度最細，第3區域13的寬度最粗。第1線狀圖案、第2線狀圖案、及第3線狀圖案的高度的目標值全部相等。

第2圖A~第2圖F表示出藉由根據實施例之基板製造方法製造之基板的，製造中途階段的剖面圖。第2圖A~第2圖F相當於第1圖的單點鏈線2-2的剖面。

如第2圖A所示，在支撐基板10的表面劃定有第1區域11、第2區域12、及第3區域13。使薄膜材料20液滴化後塗布於第1區域11、第2區域12、及第3區域13。之後，使塗布在支撐基板10之薄膜材料20硬化。

液滴彈著點的分佈密度在第1區域11、第2區域 12、及第3區域13內全部相同。例如可使用光硬化性樹脂作為液狀薄膜材料20。藉由向塗布在支撐基板10之薄膜材料20照射硬化用光，例如紫外線來使薄膜材料20硬化。藉此，在第1區域11形成構成第1線狀圖案的一部份之第1層31。同樣地，在第2區域12、及第3區域13分別形成構成第2線狀圖案的一部份之第2層32及構成第3線狀圖案的一部份之第3層33。在該階段硬化度無需一定為大致100%。得到如下程度的硬化度即可：薄膜材料20不向面內方向流動，且能夠在已硬化之薄膜材料20之上再塗布液狀薄膜材料20。

如第2圖B所示，使薄膜材料20液滴化後塗布於支撐基板10的第1區域11、第2區域12、及第3區域13，並使其硬化，藉此在第1層31、第2層32、及第3層33上分別形成第2層的第1層31、第2層32、及第3層33。

如第2圖C所示，重複進行使薄膜材料20液滴化後塗布於支撐基板10的第1區域11、第2區域12、及第3區域13，並使其硬化之步驟。藉此，在第1區域11形成由多層第1層31構成之第1線狀圖案41。同樣地，在第2區域12及第3區域13分別形成由多層第2層32構成之第2線狀圖案42及由多層第3層33構成之第3線狀圖案43。在該階段，第1層31的層積數、第2層32的層積數、及第3層33的層積數全部相等。

塗布於第1層31之上的薄膜材料20在到完全硬化為 止的期間橫向擴散。因此，第1線狀圖案41的側面傾斜，其剖面成為接近直立梯形之形狀。第2線狀圖案42及第3線狀圖案43的側面也同樣地傾斜，其剖面成為接近直立梯形之形狀。

側面傾斜之部份的寬度幾乎不依存於線狀圖案的寬度。因此，第1線狀圖案41、第2線狀圖案42、及第3線狀圖案43的側面傾斜之部份的寬度大致相等。在構成線狀圖案之薄膜材料中，線寬越細使用於側面傾斜之部份的薄膜材料的比例就越大。在第2圖C所示之階段中，最細的第1線狀圖案41的高度最低，最粗的第3線狀圖案43的高度最高。第2圖C示出第3線狀圖案43的高度達到目標高度之時點的剖面圖。

如第2圖D所示，使薄膜材料20液滴化後塗布於第1線狀圖案41的上表面及第2線狀圖案42的上表面，並使其硬化。在第3線狀圖案43的上表面不塗布薄膜材料20。藉此，第1線狀圖案41及第2線狀圖案42的高度增加。在第2線狀圖案42的高度與第3線狀圖案43的高度變得幾乎相等之時點，結束向第2線狀圖案42的上表面塗布薄膜材料20。在該時點，第1線狀圖案41低於第2線狀圖案42及第3線狀圖案43。

如第2圖E所示，使薄膜材料20液滴化後塗布於第1線狀圖案41的上表面並使其硬化。在第2線狀圖案42及第3線狀圖案43的上表面不塗布薄膜材料20。藉此，第1線狀圖案41的高度增加。第1線狀圖案41的高度與 第2線狀圖案42及第3線狀圖案43的高度變得幾乎相等時，結束向第1線狀圖案41的上表面附著薄膜材料20。

如第2圖F所示，在支撐基板10的表面中未形成第1線狀圖案41、前述第2線狀圖案42、及第3線狀圖案43，且在支撐基板10的表面暴露之區域堆積金屬。藉此，形成金屬圖案45。金屬圖案45使用例如銅。

在根據實施例之方法中，使薄膜材料20液滴化後塗布於支撐基板10的應形成線狀圖案之區域，並使已塗布之薄膜材料20硬化。藉由多次重複進行該塗布及硬化的步驟(以下簡稱為“步驟”。)來形成第1線狀圖案41、第2線狀圖案42、及第3線狀圖案43。著眼於第1線狀圖案41及第2線狀圖案42，用於形成相對較細的第1線狀圖案41之步驟的重複次數多於用於形成相對較粗的第2線狀圖案42之步驟的重複次數。著眼於第2線狀圖案42及第3線狀圖案43，用於形成相對較細的第2線狀圖案42之步驟的重複次數多於用於形成相對較粗的第3線狀圖案43之步驟的重複次數。

如此，藉由設定步驟的重複次數，從而能夠對齊粗細不同之複數個線狀圖案的高度。即使加高線狀圖案也能夠對齊寬度不同之複數個線狀圖案的高度，因此上述基板製造方法尤其能夠適用於具有100μm以上厚度的厚銅圖案之基板的製造。

參閱第3圖對用於形成各線狀圖案之步驟的較佳重複次數進行說明。

以n表示用於形成第1線狀圖案41之步驟的重複次數時，以滿足以下條件之方式設定重複次數n為較佳。步驟的重複次數為n-1時的第1線狀圖案41的高度H10低於第3線狀圖案43的高度H3(亦即目標高度)。而且，若將步驟的重複次數設為n+1次，則第1線狀圖案41的高度H11變得高於第3線狀圖案43的高度H3。若以滿足該條件之方式設定重複次數n，則能夠使第1線狀圖案41的高度H1與第3線狀圖案43的高度H3之間的差變小。

用於形成第2線狀圖案42之步驟的較佳重複次數也能夠以與用於形成第1線狀圖案41之步驟的較佳重複次數n相同的方法進行設定。藉此，能夠使第2線狀圖案42的高度H2與第3線狀圖案43的高度H3之間的差變小。

滿足上述條件之重複次數n的解通常有2個。此時，將步驟的重複次數n設定為所形成之線狀圖案的高度更接近目標高度的一方的重複次數為較佳。

第4圖示出線狀圖案的寬度和高度、及與步驟的重複次數n的關係的一例。橫軸表示線狀圖案的寬度，縱軸表示線狀圖案的高度。賦予第4圖的各實線之數值n表示步驟的重複次數。固定步驟的重複次數n時，隨著線狀圖案的寬度變窄而線狀圖案的高度變低。如第2圖C所示，這是因為用於側面傾斜之部份之薄膜材料的比例變高。

將第1線狀圖案41、第2線狀圖案42、及第3線狀圖案43(第2圖E)的高度的目標值設為Ht。在第4圖 所示之例子中，形成寬度W1的第1線狀圖案41之步驟之重複次數為14時，其高度變得與目標高度Ht最接近。形成寬度W2的第2線狀圖案42之步驟的重複次數為13時，其高度變得與目標高度Ht最接近。形成寬度W3的第3線狀圖案43之步驟的重複次數為12時，其高度變得與目標高度Ht最接近。如此，以線狀圖案的高度變得與目標高度Ht最接近之方式設定步驟的重複次數n，藉此能夠對齊線狀圖案的高度。

第5圖表示出根據實施例之基板製造裝置的塗布站的概要圖。在平臺50上經由移動機構51支撐載物台52。載物台52保持作為形成薄膜的對象之支撐基板10。定義將與支撐基板10的表面平行的面設為xy面，將支撐基板10的表面的法線方向設為z方向之xyz直角座標系統。在載物台52的上方支撐有噴嘴單元53及攝像機54。移動機構51使支撐基板10及噴嘴單元53的其中一方相對於另一方，向x方向及y方向移動。在第5圖中表示出使噴嘴單元53相對於平臺50靜止，使支撐基板10移動之結構，相反，也可設為使支撐基板10靜止，使噴嘴單元53移動之結構。

噴嘴單元53具有與支撐基板10對置之噴嘴頭。光硬化性液狀薄膜材料從形成於噴嘴頭之複數個噴嘴孔朝向支撐基板10被液滴化後吐出。從噴嘴孔吐出薄膜材料之時機由控制裝置60控制。攝像機54拍攝形成於支撐基板10之對準標誌並將圖像資料發送到控制裝置60。

第6圖A表示出噴嘴單元53的側視圖，第6圖B示出噴嘴單元53的仰視圖。在支撐板70上組裝有2個噴嘴頭71及3個光硬化用光源72。在y方向並排配置2個噴嘴頭71。在2個噴嘴頭71之間、及比噴嘴頭71更靠外側分別配置有硬化用光源72。著眼於1個噴嘴頭71，在噴嘴頭71的y方向的正側及負側分別配置有硬化用光源72。

在各噴嘴頭71上形成有在x方向上等間隔配列的複數個噴嘴孔73。第6圖A及第6圖B中表示出各噴嘴頭71的複數個噴嘴孔73配列成2列之例子。2個噴嘴頭71在x方向上相互錯開而固定。在2個噴嘴頭71上形成之共計4列的噴嘴孔73整體上在x方向上等間隔分佈。

硬化用光源72向塗布於支撐基板10(第5圖)之液狀薄膜材料照射硬化用光。例如，若一邊使支撐基板10(第5圖)沿y方向移動，一邊從噴嘴頭71吐出薄膜材料，則塗布於支撐基板10的薄膜材料藉由來自比吐出薄膜材料之噴嘴頭71更靠下游側配置之硬化用光源72的光被硬化。

第6圖A及第6圖B中，噴嘴頭71的搭載數為2個，但是，噴嘴頭71的搭載數可為1個，也可為3個以上。硬化用光源72可配置在噴嘴頭71各自的下游側。一邊使支撐基板10沿y方向移動，一邊塗布薄膜材料時，硬化用光源72配置於噴嘴頭71的各兩側。若使噴嘴頭71的搭載數增加，則在x方向上等間隔分佈之噴嘴孔73 的間距變小。藉此，能夠提高應形成線狀圖案之解析度。

第7圖中示出根據實施例之基板製造裝置的載物台52及噴嘴單元53的俯視圖。在載物台52上保持有支撐基板10。在支撐基板10的表面劃定有應形成遮罩圖案之區域15。

在支撐基板10的上方配置有噴嘴單元53。噴嘴單元53包括噴嘴頭71及硬化用光源72。一邊藉由移動機構51使支撐基板10沿y方向移動，一邊使薄膜材料從噴嘴頭71吐出，藉此能夠向支撐基板10塗布薄膜材料。控制裝置60控制依據移動機構51之支撐基板10的移動、及來自噴嘴頭71的薄膜材料的吐出時刻。藉此，能夠在應形成遮罩圖案之區域15塗布薄膜材料。應形成遮罩圖案之區域15的圖案資訊預先記憶於控制裝置60。

將支撐基板10在x方向錯開而重複進行相同的處理，藉此能夠在支撐基板10的表面的任意區域塗布薄膜材料。

第8圖示出根據實施例之基板製造裝置的整體的概要圖。根據實施例之基板製造裝置包括搬入站80、臨時定位站81、塗布站82、硬化站83及搬送裝置84。定義將水平面設為xy面，將鉛垂方向設為z軸的正方向之xyz直角座標系統。朝向x軸的正方向依次配置搬入站80、臨時定位站81、塗布站82及硬化站83。控制裝置60控制搬入站80、臨時定位站81、塗布站82、硬化站83內的各裝置及搬送裝置84。

第1搬送輥85向x軸的正方向將處理對象的支撐基板10從搬入站80搬送至臨時定位站81。藉由第1搬送輥85搬送之支撐基板10的前端接觸到擋塊87，藉此與搬送方向相關地進行支撐基板10的粗定位。

搬送裝置84將支撐基板10從臨時定位站81搬送至塗布站82、及從塗布站82搬送至硬化站83。搬送裝置84包括導件90及2台提升器91、92。提升器91、92由導件90導引並沿x方向移動。提升器91、92具有例如與支撐基板10的底面接觸並支撐支撐基板10之L字狀的支撐臂。其中一方的提升器91將支撐基板10從臨時定位站81搬送至塗布站82，另一方的提升器92將支撐基板10從塗布站82搬送至硬化站83。

如第5圖所示，塗布站82包括平臺50、移動機構51及載物台52。第8圖中未示出噴嘴單元53(第5圖)等。

在硬化站83配置有第2搬送輥86。在塗布站82處理之支撐基板10藉由搬送裝置84搬送至硬化站83，並搭載於第2搬送輥86上。第2搬送輥86沿x軸的正方向搬送支撐基板10。在支撐基板10的搬送路徑的上方配置有硬化用光源88。硬化用光源88向藉由第2搬送輥86搬送之支撐基板10照射包括使薄膜材料硬化之長波成份的光。

在塗布站82形成如第2圖E所示之第1線狀圖案41、第2線狀圖案42、及第3線狀圖案43。在由來自塗 布站82的硬化光源72的光進行的硬化處理中，有時硬化度不夠充份。在塗布站82形成之第1線狀圖案41、第2線狀圖案42、及第3線狀圖案43在硬化站83進一步被硬化。藉此，可以得到充份的硬化度。

在控制裝置60中記憶有用於由線狀圖案的寬度和高度求出步驟的重複次數之對應關係資訊(第4圖)。控制裝置60依據線狀圖案的高度的目標值(第4圖的高度Ht)、第1線狀圖案41的寬度的目標值(第4圖的寬度W1)、第2線狀圖案的寬度的目標值(第4圖的寬度W2)、第3線狀圖案43的寬度的目標值(第4圖的寬度W3)、及對應關係資訊(第4圖)，求出形成第1線狀圖案41、第2線狀圖案42、及第3線狀圖案43之步驟的重複次數n。

第2圖A到第2圖C為止的步驟的重複次數與形成第3線狀圖案43之步驟的重複次數相等。第2圖A到第2圖D為止的步驟的重複次數與形成第2線狀圖案42之步驟的重複次數相等。第2圖A到第2圖E為止的步驟的重複次數與形成第1線狀圖案41之步驟的重複次數相等。

控制裝置60依據形成各線狀圖案之步驟的重複次數n、及圖案資訊，控制噴嘴頭71及移動機構51。如此，依據線狀圖案的寬度適當決定步驟的重複次數，藉此能夠形成高度對齊之線狀圖案。

按照以上實施例對本發明進行了說明，但本發明並不 限定於此者。例如，可進行各種變更、改良、組合等對於本領域的技術人員來說是顯而易見的。

10‧‧‧支撐基板

11‧‧‧應形成第1線狀圖案之區域

12‧‧‧應形成第2線狀圖案之區域

13‧‧‧應形成第3線狀圖案之區域

20‧‧‧薄膜材料

31‧‧‧第1層

32‧‧‧第2層

33‧‧‧第3層

41‧‧‧第1線狀圖案

42‧‧‧第2線狀圖案

43‧‧‧第3線狀圖案

Claims (5)

1. 一種基板製造方法，具有：準備應形成第1線狀圖案、及比前述第1線狀圖案粗的第2線狀圖案的支撐基板的製程；及在前述支撐基板之應形成前述第1線狀圖案及前述第2線狀圖案的區域，多次重複進行使薄膜材料液滴化後彈著，並使彈著之前述薄膜材料硬化的步驟之製程；用以形成前述第1線狀圖案之前述步驟的重複次數，多於用以形成前述第2線狀圖案的前述步驟的重複次數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板製造方法，其中，以n表示用以形成前述第1線狀圖案的前述步驟的重複次數時，如下設定前述重複次數n：將前述步驟的重複次數設為n-1次而形成的前述第1線狀圖案低於前述第2線狀圖案，並且將前述步驟的重複次數設為n+1次而形成的前述第1線狀圖案高於前述第2線狀圖案。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板製造方法，其中，進一步具有如下製程：形成前述第1線狀圖案及前述第2線狀圖案之後，在前述支撐基板的表面中未形成前述第1線狀圖案及前述第2線狀圖案之區域，使金屬堆積。
4. 一種基板製造方法，具有：準備應形成第1線狀圖案、及比前述第1線狀圖案粗的第2線狀圖案的支撐基板的製程； 從具有複數個噴嘴孔的噴嘴頭，朝向支撐基板吐出光硬化性液狀薄膜材料的製程；移動手段，使前述支撐基板及前述噴嘴頭的其中一方相對於另一方移動；從光源向附著於前述支撐基板之液狀的前述薄膜材料照射硬化用光；及控制手段，控制前述噴嘴頭、前述光源、及前述移動手段；前述第1線狀圖案的高度的目標值與前述第2線狀圖案的高度的目標值相等；前述控制手段控制前述噴嘴頭、前述光源、及前述移動手段；並且多次重複進行第1步驟，前述第1步驟係一邊使前述噴嘴頭及前述基板的其中一方相對於另一方移動，一邊從前述噴嘴頭吐出液狀薄膜材料，在前述基板的表面中應形成第1線狀圖案及第2線狀圖案之區域塗布液狀薄膜材料，並且從前述光源向附著在前述基板之液狀的前述薄膜材料照射硬化用光而使前述薄膜材料硬化；進一步執行第2步驟，前述第2步驟一邊使前述噴嘴頭及前述基板的其中一方相對於另一方移動，一邊從前述噴嘴頭吐出液狀薄膜材料，並在前述基板的表面中應形成前述第1線狀圖案之區域塗布液狀薄膜材料，並且從前述光源向附著在前述基板之液狀的前述薄膜材料照射硬化用光而使前述薄膜材料硬化，並且在應形成前述第2線狀圖 案之區域不塗布液狀薄膜材料。
5. 如申請專利範圍第4項所述之基板製造方法，其中，前述控制手段記憶有用以從線狀圖案的寬度和高度求出步驟的重複次數的對應關係資訊，並且依據前述第1線狀圖案的高度的目標值、前述第1線狀圖案的寬度的目標值、前述第2線狀圖案的寬度的目標值、及前述對應關係資訊，求出前述第1步驟的重複次數及前述第2步驟的重複次數。