TWI655031B - Film forming device and film forming method - Google Patents

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TWI655031B TW106127410A TW106127410A TWI655031B TW I655031 B TWI655031 B TW I655031B TW 106127410 A TW106127410 A TW 106127410A TW 106127410 A TW106127410 A TW 106127410A TW I655031 B TWI655031 B TW I655031B
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Abstract

本發明提供一種能夠抑制所形成之膜的形狀的偏差之膜形成裝置及膜形成方法。膜形成部將膜材料塗佈於基板而形成膜。攝像裝置對配置於膜形成部之基板的表面進行拍攝。控制部控制膜形成部。控制部中儲存有對應形成之膜的平面形狀進行定義之圖案資料。基於該圖案資料於形成膜之前，控制部為了形成膜而於塗佈膜材料之區域內側的一部分，使膜材料吐出而形成評價圖案。基於用攝像裝置對評價圖案進行拍攝而得到之圖像判定基板的表面狀態的良否，且基於判定結果進行不同的處理。

Description

膜形成裝置及膜形成方法
[0001] 本發明有關膜形成裝置及膜形成方法。
[0002] 對用於將觸控面板的透明導電膜圖案化之抗蝕圖案的形成，利用光微影法技術或網版印刷技術。利用光微影法技術之方法中，能夠形成高精細的圖案，但裝置成本、廢液處理成本等變高。利用網版印刷技術之方法中，從裝置成本、廢液處理成本方面考慮，比起利用光微影法技術之方法更有利，但難以形成高清晰的圖案。提出有利用噴墨印刷技術而形成抗蝕圖案之技術(專利文獻1)。 (先前技術文獻) (專利文獻) 　　[0003] 　　專利文獻1：國際公開第2013/089049號
(本發明所欲解決之課題) 　　[0004] 利用噴墨印刷技術於複數個基板形成相同圖案的膜之結果，得知會於基板之間膜的形狀產生偏差。本發明的目的為提供一種能夠抑制所形成之膜的形狀的偏差之膜形成裝置及膜形成方法。 (用以解決課題之手段) 　　[0005] 依本發明的一觀點，提供一種膜形成裝置，其具有： 　　膜形成部，將膜材料塗佈於基板而形成膜； 　　攝像裝置，對配置於前述膜形成部之前述基板的表面進行拍攝；及 　　控制部，控制前述膜形成部， 　　前述控制部中儲存有對應形成之膜的平面形狀進行定義之圖案資料， 　　依據前述圖案資料於形成膜之前，為了形成膜而於塗佈膜材料之區域內側的一部分，控制前述膜形成部形成由與應形成之膜相同的材料構成之評價圖案， 　　獲取用前述攝像裝置對前述評價圖案進行拍攝而得到之圖像， 　　依據所獲取之前述圖像判定前述基板的表面狀態的良否，並基於判定結果而執行不同的處理。 　　[0006] 依本發明的另一觀點，提供一種膜形成方法，其中， 　　從噴墨頭向基板表面的應形成具有某一圖案之膜之區域的內部吐出前述膜的膜材料而形成評價圖案， 　　依據形成於前述基板之前述評價圖案判定前述基板的表面狀態的良否， 　　當判定結果良好時，於前述基板的表面形成具有前述圖案之前述膜， 　　當判定結果不良時，進行前述基板的表面的清洗之後，於前述基板的表面形成具有前述圖案之前述膜。 (發明之效果) 　　[0007] 於形成膜之前形成評價圖案而判定基板的表面狀態的良否，藉此能夠避免直接於表面狀態不良的基板形成膜之情況。藉此，能夠抑制所形成之膜的形狀的偏差。
[0009] 參閱圖1～圖7，對基於實施例的膜形成裝置及膜形成方法進行說明。 　　[0010] 圖1為基於本實施例的膜形成裝置的概略前視圖。於基台20上隔著移動機構21而支撐有載物台23。載物台23具有作為於其上表面(支撐面)支撐基板50之支撐部的功能。移動機構21使載物台23沿與支撐面平行之二維方向移動，藉此能夠使基板50沿二維方向移動。移動機構21及載物台23例如能夠使用XY載物台。通常、載物台23的支撐面保持水平。 　　[0011] 於被載物台23支撐之基板50的上方配置有複數個噴墨頭26及複數個攝像裝置27。噴墨頭26及攝像裝置27藉由門型框架24而被基台20支撐。各噴墨頭26上設置有複數個噴嘴孔。從噴嘴孔向基板50吐出膜材料的液滴。噴墨頭26、載物台23及移動機構21作為於基板形成膜之膜形成部而發揮功能。攝像裝置27對被載物台23支撐之基板50的一部分進行拍攝，且向控制裝置(控制部)30發送所獲取之二維圖像的圖像資料。 　　[0012] 能夠藉由使黏附在基板50之液態膜材料硬化而形成膜。作為膜材料，能夠使用光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等。於噴墨頭26的側方配置有使黏附在基板50之膜材料硬化之光源或熱源。 　　[0013] 控制裝置30控制基於移動機構21的載物台23的移動及源自噴墨頭26的噴嘴孔的膜材料的吐出。控制裝置30包含儲存裝置31，儲存裝置31中儲存有應形成之膜的圖案資料。圖案資料例如由配置成矩陣狀之複數個像素(pixel)構成。控制裝置30依據圖案資料控制移動機構21及噴墨頭26，藉此能夠於基板50形成所希望的圖案的膜。 　　[0014] 從輸入裝置35向控制裝置30輸入各種指令或資料。輸入裝置35例如使用鍵盤、指向裝置、USB埠、通信裝置等。輸出裝置(輸出部)36基於來自控制裝置30的命令而輸出與膜形成裝置的動作有關的各種資訊。輸出裝置36例如使用液晶顯示器、揚聲器、USB埠、通信裝置等。 　　[0015] 圖2係將觸控面板的透明電極膜圖案化時用作蝕刻遮罩之抗蝕膜53的平面圖。藉由將抗蝕膜53作為蝕刻遮罩而對由ITO等形成之透明導電膜進行蝕刻來形成透明電極。於圖2中，對塗佈有抗蝕劑之區域描繪有點圖案。圖1所示之膜形成裝置中，於基板50形成抗蝕膜53。 　　[0016] 抗蝕膜53包含配置成矩陣狀之複數個墊部51及於列方向上連接複數個墊部51之連接部52。隔開於行方向上彼此相鄰之兩個墊部51之間隔G為圖案的最小尺寸。 　　[0017] 參閱圖3，對使用圖1所示之膜形成裝置而形成膜之方法進行說明。 　　[0018] 圖3為基於本實施例的膜形成方法的流程圖。首先，於步驟S1中，將應形成膜之基板50(圖1)置於載物台23的支撐面上，且藉由真空吸盤等而固定基板50。於步驟S2中，控制裝置30判定是否需要進行基板50的對位。是否需要進行對位係藉由基板50的種類而確定，且於儲存裝置31(圖1)中儲存有進行對位與否的資訊。 　　[0019] 例如，當於基板50中已形成有任意圖案時，需要進行已形成之圖案與新形成之膜的對位。該情況下，對形成在基板50之對準標誌進行定位而形成新的膜。當於基板50上未形成有任何圖案時，例如當於基板50的整個面上形成應圖案化之膜時，不需要進行對位。該情況下，將相對於載物台23而被定義之載物台座標作為基準而形成新的膜。 　　[0020] 當需要進行基板50的對位時，於步驟S3中，檢測出載物台23的支撐面內的基板50的位置。具體而言，用攝像裝置27(圖1)對設置於基板50之對準標誌進行拍攝，且進行圖像分析，藉此檢測出基板50的位置。 　　[0021] 檢測出基板50的位置之後，於步驟S4中，於應形成膜之區域的內部形成評價圖案。當不需要進行基板50的對位時，不執行步驟S3而執行步驟S4。
參閱圖4，對步驟S4的處理進行說明。圖4為表示應形成之抗蝕膜53與評價圖案55的位置關係之平面圖。控制裝置30基於應形成之抗蝕膜53的圖案資料，確定應形成評價圖案55之至少一個位置。評價圖案55於基於圖案資料而形成抗蝕膜53時配置於應塗佈膜材料之區域的內部。例如，一個評價圖案55由相互分開之複數個點圖案構成。圖4中，示出評價圖案55由配置在一個墊部51的內部之5個點圖案構成之例。評價圖案55中所含有之一個點圖案的大小為藉由從一個噴嘴孔吐出之液滴而形成之大小。
於確定應形成評價圖案55之位置之後，控制裝置30控制噴墨頭26及移動機構21(圖1)而於基板50形成評價圖案55。
形成評價圖案55之後，於步驟S5(圖3)中，控制裝置30使所形成之評價圖案55移動到攝像裝置27的攝像範圍內而對評價圖案55進行拍攝。然後，於步驟S6中，基於評價圖案55的圖像判定基板50的表面狀態的良否。控制裝置30基於表面狀態的良否的判定結果執行不同的處理。
參閱圖5A~圖5D對判定基板50的表面狀態的良否之方法進行說明。彈著到基板50的表面之液滴依表面狀態而沿面內方向擴展，或者產生滲開，或者變形。本實施例中，基於所形成之評價圖案55的大小、滲開寬度、形狀的變形等判定表面狀態的良否。例如，所形成之評價圖 案55的大小、滲開寬度、形狀的變形等於預先定義之容許範圍內時，將表面狀態判定為“良好”，脫離容許範圍時，將表面狀態判定為“不良”。
圖5A表示藉由一個液滴而形成之正常的點圖案56的平面圖。正常的點圖案56的平面形狀大致為真圓。
圖5B表示評價圖案55(圖4)的一個點圖案比正常的點圖案56大的點圖案之例(以下稱為大的點圖案57)的平面圖。大的點圖案57的大小脫離容許範圍時，控制裝置30將基板50的表面狀態判定為不良。大的點圖案57的大小例如能夠由相互正交之兩個方向的直徑表示。
圖5C表示於評價圖案55(圖4)的一個點圖案產生了滲開58b之點圖案之例(以下稱為滲開的點圖案58)的平面圖。於滲開的點圖案58的本體58a的周圍可觀察到滲開58b。例如，滲開58b的寬度(徑方向的尺寸)大於容許範圍的上限時，控制裝置30將基板50的表面狀態判定為不良。
圖5D表示評價圖案55(圖4)的一個點圖案的平面形狀變形的點圖案之例(以下稱為變形的點圖案59)的平面圖。例如，變形的點圖案59比正常的點圖案56更向一方向(圖5D中的左右方向)擴展，但於與其正交之方向(圖5D中的上下方向)收縮。變形的點圖案59的變形量脫離容許範圍時，控制裝置30將基板50的表面狀態判定為不良。作為表示變形量之指標，能夠採用長徑與短徑的比等。
上述容許範圍例如以滿足相當於圖2所示之圖 案的最小尺寸之間隔G的兩側的抗蝕膜53不接觸之條件之方式設定為較佳。作為一例，能夠以所形成之大的點圖案57(圖5B)、滲開的點圖案58(圖5C)、及變形的點圖案59(圖5D)從正常的點圖案56的外周線突出之部分的吐出量的上限值小於圖案的最小尺寸的1/2之方式設定容許範圍。
除此以外，於預先得知表面狀態良好之複數個基板形成點圖案，且基於該尺寸的偏差而設定容許範圍即可。例如，可以將對所形成之點圖案的尺寸的平均值加算標準偏差的3倍而得到之尺寸設為容許範圍的上限值。
於基板50的表面狀態的良否的判定中，控制裝置30基於評價圖案55的大小是否包含於容許範圍內、評價圖案55周圍的滲開寬度是否包含於容許範圍內及平面形狀的變形是否包含於容許範圍內中的至少一個判定條件進行良否的判定。
當將基板50的表面狀態判定為“良好”時，於步驟S7中，控制裝置30於基板50基於圖案資料而形成抗蝕膜53(圖2)。形成抗蝕膜53之後，於步驟S9中從膜形成裝置搬出基板50。
當將基板50的表面狀態判定為“不良”時，於步驟S8中，控制裝置30從輸出裝置36輸出表示表面狀態不良之資訊。作為該資訊的輸出態樣，例如能夠採用基於聲音的輸出、基於圖像的輸出、基於發光的輸出等。
接著，參閱圖6A~圖6D，對於基板50形成膜而對基板50的透明電極膜進行蝕刻之方法進行說明。圖6A ~圖6D相當於圖4的一點虛線6-6的位置中的剖面圖。
圖6A係於基板50形成有評價圖案55之狀態(圖3的步驟S4)的基板50的剖面圖。基板50包含玻璃基板50a及形成於其表面之由ITO構成之透明導電膜50b。於透明導電膜50b上形成由抗蝕材料構成之評價圖案55。評價圖案55由孤立的5個點圖案構成。各點圖案由從噴墨頭26的一個噴嘴孔吐出之一個液滴形成。於圖6A中，對應於一個液滴的吐出示出一個箭頭。
圖6B為於基板50形成有抗蝕膜53之狀態(圖3的步驟S7)的基板50的剖面圖。控制裝置30基於對應形成之抗蝕膜的形狀進行定義之圖案資料而控制移動機構21及噴墨頭26，藉此形成抗蝕膜53。於圖6B中，對應於一個液滴的吐出而示出一個箭頭。於形成有評價圖案55的各點圖案之位置重疊塗佈液滴，因此於抗蝕膜53的表面形成有反應評價圖案55的形狀之隆起54。
如圖6C所示，將抗蝕膜53用作抗蝕遮罩而對透明導電膜50b進行蝕刻(圖案化)。藉由蝕刻去除未形成有抗蝕膜53之區域的透明導電膜50b。
如圖6D所示，去除用作抗蝕遮罩之抗蝕膜53。於原先形成有抗蝕膜53(圖6C)之區域殘留有透明導電膜50b。
接著，參閱圖7A及圖7B，對上述實施例的優異的效果進行說明。
圖7A及圖7B為將應形成之抗蝕膜53的一部分放 大之平面圖。於圖7A及圖7B中，用虛線表示作為應形成之抗蝕膜53的目標之形狀(以下稱為抗蝕膜的目標形狀53a)。
圖7A表示於基板50的表面的潤濕性比標準值高時形成之抗蝕膜53的平面圖。所形成之抗蝕膜53比抗蝕膜的目標形狀53a進一步擴展。若向膜材料的面內方向的擴展大於容許範圍，則導致於所形成之抗蝕膜53的行方向上相鄰之兩個墊部51相互接觸。
圖7B表示基板50的表面為容易產生滲開之狀態時形成之抗蝕膜53的平面圖。於抗蝕膜的目標形狀53a的周圍發生了滲開53b。於行方向上相鄰之兩個墊部51藉由滲開53b而連續。
若於圖7A及圖7B所示之狀態下對透明導電膜50b(圖6C)進行蝕刻，則產生透明導電膜50b的短路故障之可能性較高。
本實施例中，於形成抗蝕膜53之前檢測基板50的表面狀態的良否，並檢測潤濕性過高之狀態、容易產生滲開之狀態、膜形狀中容易產生變形之狀態。當被載物台23支撐之基板50的表面狀態不良時，膜形成裝置並不繼續進行膜形成，且向操作者通知表面狀態不良之情況(圖3的步驟S8)。操作者若發現該通知，則從膜形成裝置搬出表面狀態不良的基板50，從而能夠進行基於表面清洗等的表面改質處理。藉此，能夠抑制產品的產率降低。
本實施例中，如圖6B所示，於抗蝕膜53的表面形成反應評價圖案55(圖6A)的形狀之隆起54。但是，於 對透明導電膜50b進行蝕刻之後該抗蝕膜53被去除。又，由於將抗蝕膜53配置於應形成抗蝕膜53之區域的內部，因此評價圖案55不會影響抗蝕膜53的平面形狀。從而，評價圖案55不會影響蝕刻後的透明導電膜50b(圖6D)的形狀。
接著，對本實施例的各種變形例進行說明。
上述實施例中，作為評價圖案55(圖4)而利用了孤立的複數個點圖案，但亦可以利用其他圖案。例如，可以將具有與成為抗蝕膜53的最小尺寸之間隔G相同的間隔之兩個帶狀圖案用作評價圖案55。可以依所形成之帶狀圖案的間隔是否於容許範圍內來判定基板50的表面狀態的良否。
上述實施例中，於基板50的至少一個部位形成有評價圖案55(圖4)。依本申請的發明人的評價試驗，得知即使為一張基板50依據表面內的位置而表面狀態亦不同。例如，有時存在基板50的內部比周邊部顯示更高的潤濕性的傾向。
考慮到一張基板50的表面內的表面狀態的偏差，為了提高表面狀態的良否的判定精度，將評價圖案55(圖4)均勻地分佈於基板50的表面內為較佳。例如，沿行方向及列方向將基板50的表面等間隔區分，且於一個劃分區域形成一個評價圖案55為佳。
上述實施例中，使噴墨頭26相對於基台20而靜止，且使載物台23移動，藉此形成了抗蝕膜53，但與其相反地，可以使載物台23相對於基台20而靜止，且使噴墨頭26移動。亦即，使噴墨頭26及基板50之一相對於另一個移動即可。
[0052] 接著，參閱圖8A及圖8B對基於另一實施例的膜形成方法進行說明。以下，對與圖1～圖7所示之實施例不同之處進行說明，且省略對相同結構進行說明。 　　[0053] 圖8A為於基板50形成有評價圖案55之狀態(圖3的步驟S4)的基板50的剖面圖。該製程與圖6A所示之實施例的製程相同。 　　[0054] 圖8B為於基板50形成有抗蝕膜53之狀態(圖3的步驟S7)的基板50的剖面圖。圖8B所示之箭頭對應於吐出抗蝕膜53的液滴之部位而顯示。於本實施例中，控制裝置30(圖1)從塗佈對象去除應形成之抗蝕膜53的圖案資料的像素中的對評價圖案進行定義之像素而製作修正圖案資料。基於該修正圖案資料控制噴墨頭26，藉此形成抗蝕膜53。如於圖8B用箭頭表示，不對形成有評價圖案55(圖8A)的點圖案之部位重疊塗佈液滴。 　　[0055] 本實施例中，形成抗蝕膜53時不會對形成有評價圖案55(圖8A)之像素重疊塗佈液滴。因此，能夠防止於圖6B所示之實施例顯現之較高的隆起54的產生。 　　[0056] 如圖1～圖7所示之實施例，當最終去除抗蝕膜53時，即使形成有隆起54亦不會成為問題，但形成殘留於最終產品之膜時，應用圖8A及圖8B所示之實施例為較佳。 　　[0057]上述各實施例為例示，當然能夠進行示於不同實施例之結構的局部替換或組合。關於基於與複數個實施例相同的結構的相同的效果，並不於每一實施例逐一提及。進而，本發明並不限定於上述實施例。例如，能夠進行各種變更、改良、組合等，對於本領域技術人員而言係顯而易見的。
[0058]
20‧‧‧基台
21‧‧‧移動機構
23‧‧‧載物台(支撐部)
24‧‧‧門型框架
26‧‧‧噴墨頭
27‧‧‧攝像裝置
30‧‧‧控制裝置
31‧‧‧儲存裝置
35‧‧‧輸入裝置
36‧‧‧輸出裝置
50‧‧‧基板
50a‧‧‧玻璃基板
50b‧‧‧透明導電膜
51‧‧‧墊部
52‧‧‧連接部
53‧‧‧抗蝕膜
53a‧‧‧抗蝕膜的目標形狀
53b‧‧‧滲開
54‧‧‧隆起
55‧‧‧評價圖案
56‧‧‧正常的點圖案
57‧‧‧大的點圖案
58‧‧‧滲開的點圖案
58a‧‧‧滲開的點圖案的本體
58b‧‧‧滲開
59‧‧‧變形的點圖案
[0008] 　　圖1係基於實施例的膜形成裝置的概略前視圖。 　　圖2係將觸控面板的透明電極圖案化時用作抗蝕遮罩之抗蝕膜的平面圖。 　　圖3為基於實施例的膜形成方法的流程圖。 　　圖4為表示應形成之膜與評價圖案的位置關係之平面圖。 　　圖5A為藉由一個液滴而形成之正常的點圖案的平面圖，圖5B為比正常的點圖案大的點圖案的平面圖，圖5C為滲開的點圖案的平面圖，圖5D為平面形狀變形之點圖案的平面圖。 　　圖6A為於基板形成有評價圖案之狀態(步驟S4)的基板的剖面圖，圖6B為於基板形成有抗蝕膜之狀態(步驟S7)的基板的剖面圖，圖6C為將抗蝕膜用作抗蝕遮罩而對透明導電膜進行蝕刻之後的基板的剖面圖，圖6D為去除了用作抗蝕遮罩之抗蝕膜之狀態的基板的剖面圖。 　　圖7A及圖7B為將應形成之抗蝕膜的一部分放大之平面圖。 　　圖8A為藉由基於另一實施例的方法而於基板形成有評價圖案之狀態(步驟S4)的基板的剖面圖，圖8B為於基板形成有抗蝕膜之狀態(步驟S7)的基板的剖面圖。

Claims (8)

  1. 一種膜形成裝置，其具有：膜形成部，將膜材料塗佈於基板而形成膜；攝像裝置，對配置在前述膜形成部之前述基板的表面進行拍攝；及控制部，控制前述膜形成部，前述控制部中儲存有對應形成之膜的平面形狀進行定義之圖案資料，基於前述圖案資料於形成膜之前，為了形成膜而於塗佈膜材料之區域內側的一部分，控制前述膜形成部形成由與應形成之膜相同的材料構成之評價圖案，獲取用前述攝像裝置對前述評價圖案進行拍攝而得到之圖像，基於所獲取之前述圖像判定前述基板的表面狀態的良否，並基於判定結果而執行不同的處理。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成裝置，其中前述膜形成部具有：支撐部，對前述基板進行支撐；噴墨頭，向被前述支撐部支撐之前述基板吐出膜材料；及移動機構，使被前述支撐部支撐之前述基板與前述噴墨頭中之一方相對於另一方移動，前述控制部控制前述噴墨頭及前述移動機構。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之膜形成裝置，其中於前述基板的表面狀態的良否的判定中，前述控制部基於前述評價圖案的大小是否包含於容許範圍內、前述評價圖案周圍的滲開寬度是否包含於容許範圍內及平面形狀的變形是否包含於容許範圍內中的至少一個判定條件進行良否的判定。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之膜形成裝置，其還具有輸出部，該輸出部依來自前述控制部的命令輸出資訊，當將前述基板的表面狀態判定為不良時，前述控制部向前述輸出部輸出通知前述基板的表面狀態不良之情況之資訊，當將前述基板的表面狀態判定為良好時，前述控制部基於前述圖像資料而於前述基板形成前述膜。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之膜形成裝置，其中前述控制部將用於形成前述膜之液滴重疊而塗佈於形成有前述評價圖案之部位。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之膜形成裝置，其中基於前述圖案資料而形成前述膜時，前述控制部基於修正圖案資料而形成前述膜，該修正圖案資料從前述圖案資料去除形成有前述評價圖案之部位來得到。
  7. 一種膜形成方法，其中，從噴墨頭向基板表面的應形成具有某一圖案之膜之區域的內部吐出前述膜的膜材料而形成評價圖案，基於形成於前述基板之前述評價圖案判定前述基板的表面狀態的良否，當判定結果良好時，於前述基板的表面形成具有前述圖案之前述膜，當判定結果不良時，進行前述基板的表面的清洗之後，於前述基板的表面形成具有前述圖案之前述膜。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之膜形成方法，其中判定前述基板的表面狀態的良否時，基於前述評價圖案的大小是否包含於容許範圍內、前述評價圖案周圍的滲開寬度是否包含於容許範圍內及平面形狀的變形是否包含於容許範圍內中的至少一個判定條件而判定良否。
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