TWI575002B - Film forming apparatus and film forming method - Google Patents

Description

膜形成裝置及膜形成方法

本發明係有關一種藉由從噴嘴頭吐出經液滴化的膜材料以在基板上形成膜的膜形成裝置及膜形成方法。

已知有從噴嘴頭吐出阻焊劑的液滴以在印刷基板上形成阻焊劑膜之方法(專利文獻1)。從噴嘴頭的噴嘴孔吐出的液滴分離的小液滴有時會著落於偏離目標地點的位置。若小液滴著落於阻焊劑膜的開口部的內側，則導致在開口部內形成阻焊劑微小的區域(以下，稱為“輔體”)。

已知藉由向輔體照射雷射光束來去除輔體之技術(專利文獻2)。由此，能夠抑制阻焊劑膜形成製程中的良品率的下降。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開平7-263845號公報

專利文獻2：日本特開2012-96286號公報

為了執行藉由雷射照射來去除輔體之方法，需要拍攝形成有阻焊劑膜的基板的表面的圖像感測器及依據拍攝的圖像檢測輔體的位置的圖像分析裝置。

本發明的目的在於提供一種無需進行膜形成後的基板表面的圖像分析即可去除輔體之膜形成裝置。本發明的另一目的在於提供一種無需進行膜形成後的基板表面的圖像分析即可去除輔體之膜形成方法。

藉由本發明的一觀點，提供一種膜形成裝置，其具有：載物台，保持基板；噴嘴頭，與保持於前述載物台的前述基板對向，並朝向前述基板吐出經液滴化的膜材料；移動機構，使保持於前述載物台的前述基板與前述噴嘴頭中的一個相對於另一個移動；儲存裝置，儲存待形成膜的圖像資料及膜厚補正資訊；控制裝置，依據前述圖像資料控制前述噴嘴頭及前述移動機構，由此在前述基板形成具有由前述圖像資料定義的圖案的膜；及輸入裝置，用於向前述控制裝置輸入資料，若從前述輸入裝置輸入膜厚指令值，則前述控制裝置 依據前述膜厚補正資訊補正前述膜厚指令值，由此計算比前述膜厚指令值厚的膜厚目標值，並控制前述噴嘴頭及前述移動機構，以形成相當於前述膜厚目標值厚度的膜。

藉由本發明的另一觀點，提供一種膜形成方法，其具有如下製程：依據圖像資料從噴嘴頭朝向基板吐出膜材料的液滴，由此形成具有由前述圖像資料定義的圖案的膜之製程；及對形成有前述膜的整個前述基板進行電漿處理，由此去除附著於多餘區域的前述膜材料之製程。

藉由電漿處理能夠去除附著於多餘區域的膜材料(輔體)。由於對整個基板進行電漿處理，因此無需進行用於確定輔體的位置的圖像分析等。

20‧‧‧搬入裝置

21‧‧‧輸送輥

22‧‧‧制動器

30、30A‧‧‧塗佈裝置

31‧‧‧平台

32‧‧‧移動機構

33‧‧‧載物台

34‧‧‧升降銷

35‧‧‧噴嘴單元

36‧‧‧噴嘴頭

37‧‧‧臨時固化用光源

38‧‧‧膜材料供給裝置

40、40A‧‧‧正式固化裝置

41‧‧‧輸送輥

42‧‧‧正式固化用光源

50‧‧‧輸送裝置

51‧‧‧導件

52‧‧‧升降機

60‧‧‧控制裝置

61‧‧‧成膜處理部

62‧‧‧膜厚補正處理部

63‧‧‧儲存裝置

65‧‧‧輸入裝置

66‧‧‧輸出裝置

70‧‧‧基板

71‧‧‧膜

72‧‧‧輔體

73‧‧‧開口部

75‧‧‧電漿

80、80A‧‧‧電漿處理裝置

80B‧‧‧兩面電漿處理裝置

83‧‧‧反轉裝置

85‧‧‧熱處理裝置

Tr‧‧‧膜厚指令值

Tt‧‧‧膜厚目標值

第1圖係實施例之膜形成裝置的概要圖。

第2圖係在實施例之膜形成裝置中使用的塗佈裝置的概要圖及控制裝置的方塊圖。

第3圖係實施例之膜形成方法的流程圖。

第4圖A~第4圖C係膜形成方法的中途階段及膜形成後的基板及膜的剖面圖。

第5圖A~第5圖C係表示在另一實施例之膜形成裝 置中使用的複數個裝置的配置的示意圖。

第1圖中示出實施例之膜形成裝置的概要圖。實施例之膜形成裝置包括搬入裝置20、塗佈裝置30、正式固化裝置40、輸送裝置50及控制裝置60。定義將水平面作為xy面，將鉛垂上方作為z軸的正向的xyz正交坐標。搬入裝置20、塗佈裝置30、正式固化裝置40依次朝向x軸的正向配置。控制裝置60控制搬入裝置20、塗佈裝置30、正式固化裝置40及輸送裝置50。輸送裝置50從搬入裝置20搬出作為處理對象的基板70，並搬入到塗佈裝置30中。此外，從塗佈裝置30搬出基板70，並搬入到正式固化裝置40中。

搬入裝置20包括輸送輥21及制動器22。輸送輥21輸送作為處理對象的基板70直至與制動器22接觸。基板70與制動器22接觸，由此基板70在輸送方向上被大致定位。

輸送裝置50包括導件51及升降機52。升降機52被導件51所引導，而向x方向移動。藉由搬入裝置20被大致定位的基板70被升降機52保持而輸送至塗佈裝置30。藉由塗佈裝置30塗佈膜材料的基板70被升降機52保持而輸送至正式固化裝置40。

塗佈裝置30包括平台31、移動機構32及載物台33。平台31上經由移動機構32支撐載物台33。移動機 構32受到控制裝置60的控制而向x方向及y方向移動載物台33，並且以與z軸平行的直線為旋轉中心而改變載物台33的旋轉方向的姿勢。

載物台33上組裝有複數個升降銷34。在升降銷34的上端保持基板70以使基板70相對於載物台33進行升降。在使基板70上升的狀態下，基板70與載物台33之間形成空間。在該空間插入升降機52的支撐臂，由此升降機52能夠從載物台33接收基板70。相反，能夠從升降機52將基板70移交到載物台33。藉由使升降銷34下降，能夠使基板70緊貼於載物台33。載物台33例如藉由真空夾頭固定基板70。

塗佈裝置30在保持於載物台33的基板70的表面塗佈由光固化性的樹脂構成的膜材料。

正式固化裝置40包括輸送輥41及正式固化用光源42。藉由塗佈裝置30處理的基板70藉由輸送裝置50被輸送到正式固化裝置40，並搭乘於輸送輥41之上。輸送輥41向x軸的正方向輸送基板70。在基板70的輸送路徑的上方配置有正式固化用光源42。正式固化用光源42向藉由輸送輥41輸送的基板70照射包含固化膜材料的波長成份的光。

第2圖中示出塗佈裝置30的概要圖及控制裝置60的方塊圖。如第1圖所示，塗佈裝置30包括平台31、移動機構32及載物台33。此外，塗佈裝置30包括噴嘴單元35及膜材料供給裝置38。

移動機構32受到控制裝置60的控制，由此能夠向x方向及y方向這2個方向移動載物台33。基板70保持於載物台33。基板70的上方支撐有噴嘴單元35。噴嘴單元35包括與載物台33對向之噴嘴頭36及臨時固化用光源37。膜材料供給裝置38向噴嘴頭36供給液態的光固化性膜材料，並從噴嘴頭36回收多餘的膜材料。

噴嘴頭36上設有複數個噴嘴孔，從噴嘴孔朝向基板70吐出經液滴化的膜材料。從噴嘴孔吐出而附著於基板70的膜材料藉由從臨時固化用光源37發出的光被臨時固化。其中，所謂“臨時固化”表示膜材料的表面經固化而形成有覆膜，但固化進行至內部仍舊保持液態的狀態。而所謂“正式固化”表示使膜材料的內部亦固化。藉由正式固化裝置40(第1圖)進行膜材料的正式固化處理。

作為移動機構32可以採用使噴嘴頭36相對於載物台33移動的機構。即作為移動機構32能夠採用使保持於載物台33的基板70和噴嘴頭36中的一個相對於另一個移動的機構。

控制裝置60包括成膜處理部61、膜厚補正處理部62及儲存裝置63。成膜處理部61及膜厚補正處理部62的功能例如藉由使中央處理單元(CPU)執行儲存於儲存裝置63的電腦程式來實現。儲存裝置63包括RAM及ROM。

膜形成時所需的資料通過輸入裝置65輸入到控制裝置60中。膜形成時所需的資料中包含定義待形成膜的平 面形狀(圖案)的圖像資料以及規定待形成膜的厚度的膜厚指令值等。該圖像資料、膜厚指令值等儲存於儲存裝置63。輸入裝置65由鍵盤、觸控板、通信裝置、可移動儲存裝置用終端等構成。藉由控制裝置60進行之各種處理結果輸出到輸出裝置66。輸出裝置66由顯示器、印表機等構成。

向y方向移動基板70的同時，依據圖像資料從噴嘴頭36吐出經液滴化的膜材料，由此能夠在基板70的表面形成具有所希望的圖案的膜。吐出膜材料時臨時固化用光源37被點亮。因此，附著於基板70的膜材料著落於基板70之後，立即被臨時固化。能夠藉由調節從噴嘴頭36吐出的液滴的體積、基板70的表面上的液滴的著落點的分佈密度、膜材料的重塗次數等來改變膜的厚度。

接著，參閱第3圖及第4圖對實施例之膜形成方法進行說明。第3圖係表示實施例之膜形成方法的流程圖，第4圖係表示膜形成方法的中途階段及膜形成後的基板及膜的剖面圖。

步驟S1(第3圖)中，操作人員通過輸入裝置65(第2圖)向控制裝置60輸入定義待形成膜的圖案的圖像資料及規定膜厚的膜厚指令值。所輸入的圖像資料及膜厚指令值儲存於儲存裝置63(第2圖)。

步驟S2中，膜厚補正處理部62(第2圖)依據儲存於儲存裝置63的膜厚補正資訊補正膜厚指令值，由此確定膜厚目標值。膜厚目標值比膜厚指令值稍厚。作為一 例，膜厚補正資訊例如由表示從膜厚指令值到膜厚目標值的增量的資訊構成。在膜厚指令值上加上由膜厚補正資訊表示的增量來計算膜厚目標值。

步驟S3中，成膜處理部61(第2圖)控制噴嘴頭36及移動機構32，以將基板70搬入到塗佈裝置30(第1圖)，並形成由在步驟S2中確定的膜厚目標值指定的厚度的膜。例如，向y方向移動保持於載物台33(第2圖)的基板70的同時依據定義膜的圖案的圖像資料而從噴嘴頭36吐出經液滴化的膜材料。之後，從塗佈裝置30(第1圖)將形成有膜的基板70搬入到正式固化裝置40，並對膜進行正式固化。

第4圖A中示出形成膜之後的基板70的局部剖面圖。基板70的表面形成有膜71。膜71的厚度比膜厚指令值Tr厚，且幾乎等於膜厚目標值Tt。有時膜71的開口部73上附著有從噴嘴頭36所吐出的液滴分離的小液滴，由此形成輔體72。輔體72的厚度與待形成膜71的厚度相比充分薄，至多為1μm~3μm左右。

步驟S4(第3圖)中，對基板70的整個表面進行電漿處理。例如，如第4圖B所示，將基板70搬入到電漿處理裝置，並將基板70的整個表面暴露於電漿75。作為電漿75使用能夠蝕刻膜71的電漿。例如作為電漿75能夠使用進行膜71的還原處理的電漿。作為進行還原處理的電漿的例子可舉出包含氫氣的電漿。

第4圖C中示出電漿處理後的基板的剖面圖。藉由電 漿處理，附著於基板70的多餘區域的膜材料即輔體72(第4圖B)被完全去除。此時，膜71的表層部亦被去除，因此膜71變薄。在步驟S2的補正處理中所使用的膜厚補正資訊被預先定義為膜厚指令值Tr與膜厚目標值Tt之差大致等於膜71的蝕刻厚度。因此，電漿處理後的膜71的厚度幾乎等於膜厚指令值Tr。

步驟S5(第3圖)中，進行膜71(第4圖C)的熱處理。藉由該熱處理，進一步進行膜71的固化。

上述實施例中，藉由步驟S4中的電漿處理能夠去除輔體72(第4圖A)。由於對基板70的整個表面進行電漿處理，因此無需進行用於確定輔體72的有無或其位置的圖像分析。輔體72的厚度至多為1μm~3μm，因此不會有輔體72殘留，因此定義膜厚補正資訊為較佳，以便從膜厚指令值到膜厚目標值的增量在1μm~3μm範圍內。

此外，步驟S2中，估算藉由電漿處理去除的表層部的厚度而設定膜厚目標值Tt，因此能夠使得電漿處理後的膜71的厚度與膜厚指令值Tr大致一致。

接著，參閱第5圖A~第5圖C對另一實施例進行說明。以下，對與第1圖~第4圖C所示的實施例之不同點進行說明，並省略對於相同結構的說明。

第5圖A所示的實施例之膜形成裝置中，塗佈裝置30與正式固化裝置40之間配置有電漿處理裝置80。藉由塗佈裝置30形成膜71(第4圖A)的基板70(第4圖A)，係藉由輸送裝置50被輸送至電漿處理裝置80。在 該階段，形成於基板的膜71處於臨時固化狀態。

藉由電漿處理裝置80進行電漿處理，由此去除輔體72(第4圖B)。電漿處理後的基板70(第4圖C)藉由輸送裝置50被輸送至正式固化裝置40。藉由正式固化裝置40進行膜71(第4圖C)的正式固化處理。

如第5圖A所示的實施例，可以在膜71處於臨時固化的狀態下進行電漿處理。此時，藉由臨時固化形成於膜71的表面的覆膜需要具有不會因電漿處理而完全去除程度的厚度。

第5圖B所示的實施例之膜形成裝置中，在第5圖A所示的膜形成裝置的正式固化裝置40的後段還配置有反轉裝置83、塗佈裝置30A、電漿處理裝置80A、正式固化裝置40A及熱處理裝置85。藉由正式固化裝置40結束正式固化處理的基板70(第4圖C)被搬入到反轉裝置83中。反轉裝置83使基板70的上下反轉。由此，形成有膜71(第4圖C)的面朝向下方，未形成有膜的面朝向上方。

上下反轉的基板70藉由塗佈裝置30A、電漿處理裝置80A及正式固化裝置40A的處理，在背面亦形成膜。之後，藉由熱處理裝置85對形成於兩個面的膜進行熱處理。

第5圖B所示的實施例中，能夠在基板70的兩個面形成膜。第5圖B所示的實施例中，在藉由電漿處理裝置80、80A進行電漿處理之前，亦可以藉由正式固化裝置 40、40A進行正式固化處理。

第5圖C所示的實施例之膜形成裝置中，省去了第5圖B所示的電漿處理裝置80、80A，取而代之，在正式固化裝置40A與熱處理裝置85之間配置有兩面電漿處理裝置80B。該實施例中，藉由兩面電漿處理裝置80B對基板70的兩個面同時進行電漿處理。因此，與第5圖B的實施例之膜形成裝置相比，能夠縮短用於膜形成的處理時間。

以上藉由實施例說明了本發明，但本發明並不限於此。例如，可加以各種變更、改良、組合等的事實被本領域技術入員所認可。

30‧‧‧塗佈裝置

31‧‧‧平台

32‧‧‧移動機構

33‧‧‧載物台

35‧‧‧噴嘴單元

36‧‧‧噴嘴頭

37‧‧‧臨時固化用光源

38‧‧‧膜材料供給裝置

60‧‧‧控制裝置

61‧‧‧成膜處理部

62‧‧‧膜厚補正處理部

63‧‧‧儲存裝置

65‧‧‧輸入裝置

66‧‧‧輸出裝置

70‧‧‧基板

Claims (8)

1. 一種膜形成裝置，其特徵為，具有：載物台，保持基板；噴嘴頭，與保持於前述載物台的前述基板對向，並朝向前述基板吐出經液滴化的膜材料；移動機構，使保持於前述載物台的前述基板和前述噴嘴頭中的一個相對於另一個移動；儲存裝置，儲存待形成膜的圖像資料及膜厚補正資訊；控制裝置，依據前述圖像資料控制前述噴嘴頭及前述移動機構，由此在前述基板形成具有由前述圖像資料定義的圖案的膜；及輸入裝置，用於向前述控制裝置輸入資料，若從前述輸入裝置輸入膜厚指令值，則前述控制裝置依據前述膜厚補正資訊補正前述膜厚指令值，由此計算比前述膜厚指令值厚的膜厚目標值，並控制前述噴嘴頭及前述移動機構，以形成相當於前述膜厚目標值厚度的膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成裝置，其中還具有：電漿處理裝置，對前述基板實施電漿處理，並去除形成於前述基板上的膜的表層部；及輸送裝置，將保持於前述載物台的膜形成後的前述基板搬入到前述電漿處理裝置中， 前述控制裝置控制前述輸送裝置以將膜形成後的前述基板搬入到前述電漿處理裝置中，並依據在前述電漿處理裝置中被去除前述膜的表層部的厚度，定義前述膜厚補正資訊，以設定從前述膜厚指令值到前述膜厚目標值的增量。
3. 如申請專利範圍第2項所述之膜形成裝置，其中，前述電漿處理裝置對所搬入的前述基板的整個表面實施電漿處理。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之膜形成裝置，其中，定義前述膜厚補正資訊，使從前述膜厚指令值到前述膜厚目標值的增量在1μm~3μm範圍內。
5. 如申請專利範圍第2或3項所述之膜形成裝置，其中，在前述電漿處理裝置中進行利用電漿的還原處理。
6. 一種膜形成方法，其特徵為，具有如下製程：依據圖像資料從噴嘴頭朝向基板吐出膜材料的液滴，由此形成具有由前述圖像資料定義的圖案的膜之製程；及對形成有前述膜的整個前述基板進行電漿處理，由此去除附著於多餘區域的前述膜材料之製程。
7. 如申請專利範圍第6項所述之膜形成方法，其中，在去除前述膜材料之製程中，一併去除前述膜的表層部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之膜形成方法，其中， 在去除前述膜材料之製程中，估算去除前述膜的表層部的厚度，而將在形成前述膜之製程中形成的前述膜的厚度設定為比待形成的前述膜的厚度更厚。