TWM523883U - 薄膜光罩、貼合輔具、貼合與曝光輔助裝置 - Google Patents

Description

薄膜光罩、貼合輔具、貼合與曝光輔助裝置

本新型係關於一種光罩，特別關於一種薄膜光罩、貼合輔具、貼合與曝光輔助裝置。

目前，智慧型裝置如智慧型手機、智慧型手錶、智慧型醫療器材等，都搭配有大螢幕讓使用者觀看螢幕上的資訊。這些具有大螢幕的裝置，除了功能強大外，逐漸都走向個性化、美觀的造型設計，包括外觀、形狀、色彩等。這些都必須透過令人激賞的外殼設計與製造來實現。而目前，曲面化的外殼造型，特別吸引人，也逐漸成為智慧型裝置的未來潮流。

目前，對於智慧型裝置的曲面化外殼的圖案製作，有以下幾種工法：第一種公法：轉印技術。透過預先製作的平面圖樣，再轉印到目標的曲面。此種工法的加工成本低，但加工速度慢、材料成本高，且線路解析度差。第二種工法：噴墨+雷射雕刻。透過噴墨方法將顏料噴至目標的曲面，再透過雷射雕刻的方式將圖案刻出。此種工法加工成本高且加工速度慢，設備成本也很高，材料成本也高，優點是，線路解析度高，可達20um(微米)。

因此，如何能開發出同時具備加工成本低、加工速度快、材 料成本低、線路解析度高的多重優點，並且，可在曲面外殼、立體外殼上製作出彩色圖案之方法，成為智慧型裝置廠商所希求的發展方向。其中一種技術為運用彩色光阻層的技術，也就是，將彩色光阻層塗佈在曲面外殼上後，再運用光蝕刻的方式蝕刻出圖案。不過，此等曲面外殼如何能用光罩來實現蝕刻，成為此項工藝發展的發展重點。

為達上述目的，本新型提供一種薄膜光罩、貼合輔具、貼合與曝光輔助裝置及將一薄膜光罩貼合於一曲面基板的方法，運用一貼合輔具將薄膜光罩貼合於曲面基板上，並讓薄膜光罩曲面化，而能讓曲面基板製作出曲面圖案。運用本新型的裝置與方法，可讓運用光阻技術製作的曲面型外殼圖案能達到真正量產，且品質與精度提高，良率提高的技術功效。

本新型提供一種薄膜光罩，用以貼合於一曲面基板，使該曲面基板可製作出一光阻層，該薄膜光罩包含：一薄膜基材，由一可撓材料構成；及一薄膜光罩層，形成於該薄膜基材上，該薄膜光罩層構成一圖案，該圖案可視，該薄膜光罩層用於貼合於該曲面基板的該光阻層處；其中，該薄膜基材之厚度介於1-100微米之間，該薄膜光罩層介於10-3000奈米之間。

本新型另提供一種貼合輔具，用以於該薄膜光罩貼合於該曲面基板時，輔具該薄膜光罩壓合於該曲面基板，並作為該薄膜光罩與一曝光機之介面，包含：一軟性板材，由一高透光之彈性材料構成，可產生形變，並於該薄膜光罩貼合於該曲面基板時，受一外力而產生形變使該薄膜光罩緊密貼合於該曲面基板的該光阻層處，使該薄膜光罩曲面化。

本新型更提供一種貼合與曝光輔助裝置，可使一曲面基板形成具有一曲面圖案的一光阻層，包含：一薄膜光罩，包含：一薄膜基材，由一可撓材料構成，該薄膜基材上配置有複數個定位孔，由一貼合治具，藉由該些定位孔使該薄膜基材定位，以與該曲面基板進行準確對位；及一薄膜光罩層，形成於該薄膜基材上，該薄膜光罩層構成一圖案，該圖案可視；其中，該薄膜基材之厚度介於1-100微米之間，該薄膜光罩層介於10-3000奈米之間；一軟性板材，由一高透光之彈性材料構成，可產生形變，並於該薄膜光罩貼合於該曲面基板的該光阻層時，受一外力而產生形變使該薄膜光罩緊密貼合於該曲面基板的該光阻層處，使該薄膜光罩曲面化；其中，該軟性板材、該薄膜光罩層、該曲面基板依序堆疊後，共同置於一曝光機進行曝光，以使該光阻層形成該圖案。

本新型更提供一種一種貼合與曝光輔助裝置，可使一曲面基板形成具有一曲面圖案的一光阻層，包含：一薄膜光罩，包含：一薄膜基材，由一可撓材料構成，該薄膜基材上配置有複數個定位孔，由一貼合治具，藉由該些定位孔使該薄膜基材定位，以與該曲面基板進行準確對位；一薄膜光罩層，形成於該薄膜基材上，該薄膜光罩層構成一圖案，該圖案可視；其中，該薄膜基材之厚度介於1-100微米之間，該薄膜光罩層介於10-3000奈米之間；一硬式板材，預先製作為與該曲面基板相符之曲面，並於該薄膜光罩貼合於該曲面基板時，壓合該薄膜光罩使該薄膜光罩緊密貼合於該曲面基板的該光阻層處，而使該薄膜光罩曲面化；其中，貼合有該薄膜光罩層之該曲面基板，置於一曝光機進行曝光，以使該光阻層形成該圖案。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下(實施方式)。

1‧‧‧曲面外殼

10‧‧‧曲面基板

20‧‧‧彩色光阻層

20A‧‧‧正型光阻層

20B‧‧‧負型光阻層

30A、30B‧‧‧薄膜光罩

31‧‧‧簍空區塊

32、35‧‧‧薄膜光罩層

34‧‧‧定位孔

39‧‧‧薄膜基材

40A、40B、40C‧‧‧貼合輔具

41‧‧‧底部

42‧‧‧第一曲面側部

43‧‧‧第二曲面側部

50‧‧‧貼合治具

51‧‧‧對位榫

60‧‧‧貼合輔具

61‧‧‧底部

62‧‧‧第一曲面側邊

63‧‧‧第二曲面側邊

64‧‧‧支撐肋

80‧‧‧紫外光

步驟101‧‧‧提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具

步驟102‧‧‧將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間

步驟103‧‧‧運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板

第1A圖的實施例，後續將搭配第3A-7E圖的實施例一併說明。

步驟111‧‧‧提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具，該貼合輔具為軟性材質

步驟112‧‧‧將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間

步驟113‧‧‧運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板

步驟114‧‧‧進行真空處理，以移除該薄膜光罩與該曲面基板之間之空氣

步驟121‧‧‧提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具，該貼合輔具為硬性材質

步驟122‧‧‧將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間

步驟123‧‧‧運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板

步驟124‧‧‧進行真空處理，以移除該薄膜光罩與該曲面基板之間之空氣

步驟125‧‧‧移除該貼合輔具

步驟131‧‧‧提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具，該貼合輔具為硬性材質

步驟132‧‧‧將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間

步驟133‧‧‧運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板

步驟134‧‧‧移除該貼合輔具

第1A-1D圖係本新型之將一薄膜光罩貼合於一曲面基板的方法之多個實施例流程圖。

第2A-2B圖係欲運用本新型的技術製作的曲面外殼的正視圖與剖面圖。

第3A、3B圖為本新型的運用在正型光阻的薄膜光罩的正視圖與剖面圖之一實施例。

第4A、4B圖為本新型的運用在負型光阻的薄膜光罩的正視圖與剖面圖之一實施例。

第5A、5B圖為本新型運用的貼合治具5的一實施例。

第6A圖為本新型的貼合輔具的一實施例的上視圖，第6B圖為第6A圖沿A-A剖面的剖視圖，第6C圖為異於第6B圖的另一實施例，第6D圖為異於第6B圖的另一實施例。

第7A-7E圖為第1B圖的實施例的剖面流程示意圖之一實施例。

第8A-8E圖為第1B圖的實施例的剖面流程示意圖之又一實施例。

第9A-9E圖為第1B圖的實施例的剖面流程示意圖之再一實施例。

第10A圖為本新型的貼合輔具的另一實施例的上視圖，第10B圖為第10A圖沿A-A剖面的剖視圖。

第11A-11E圖為第1D圖的實施例的剖面流程示意圖之一實施例。

根據本新型的實施例，本新型運用一軟性或硬性的貼合輔具將薄膜光罩貼合於曲面基板上，讓薄膜光罩曲面化而緊密貼合於曲面基板上，即可運用此包含了薄膜光罩的曲面基板進行微影製程，進而製作出曲面圖案。接下來，請先參考第1A~1D圖，其說明了本新型的將一薄膜光罩貼合於一曲面基板的方法的幾個實施例。

首先，請參考第1A圖，其為新型的將一薄膜光罩貼合於一曲面基板的方法的一實施例流程圖，包含：

步驟101：提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具。

步驟102：將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間。

步驟103：運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板。

第1A圖的實施例，後續將搭配第3A-7E圖的實施例一併說明。

首先，請參考第1B圖，其為新型的將一薄膜光罩貼合於一曲面基板的方法的一實施例流程圖，包含：

步驟111：提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具，該貼合輔具為軟性材質。

步驟112：將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間。

步驟113：運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板。

步驟114：進行真空處理，以移除該薄膜光罩與該曲面基板之間之空氣。

第1B圖的實施例，運用了軟性材質作為貼合輔具的材料，例如，具有壓合黏性的矽膠，或者其他的軟性多孔材料的輔具等，來協助薄膜光罩貼合於具彩色光阻層之曲面基板。此外，第1B圖的實施例中，運用真空處理的方式，讓貼合後的薄膜光罩與曲面基板之間的空氣移除後，即可讓薄膜光罩與曲面基板更加緊密貼合。最後，由於矽膠等具有壓合黏性的材質，可緊密貼合於薄膜光罩上而形成貼合輔具、薄膜光罩、曲面基板等的三層結構，此三層結構可用於微影製程。此外，選擇貼合輔具的材料的折射率大於空氣的折射率，讓貼合輔具參與微影製程，可提高光入射至曲面基板的準直性，讓曝光的效果更好。

接著，請先參考第2A、2B圖，其為欲運用本新型的技術製作的曲面外殼1，第2B圖為第2A圖沿A-A剖面的剖面圖，可以發現，曲面基板10上有已經製作好曲面圖案的彩色光阻層20。然而，此曲面圖案的製作，卻困難重重。傳統的網印方式，準度不佳，導致解析度差，無法符合目前消費性電子產品的高解析度要求。然而，只要透過本新型的技術，即可提供高準確度的曲面化的薄膜光罩，進而製作出完美貼合於曲面基板10的彩色光阻層上的薄膜光罩，再進行微影製程，即可實現第2A圖的高解析度的曲面圖案。

以下，將搭配第3A-7E圖的實施例一併說明本新型的貼合裝置與方法。本新型運用薄膜光罩、貼合輔具、貼合治具等來進行薄膜光罩的緊密、準確的貼合。

第3A、3B圖，其為運用在正型光阻的薄膜光罩，而第4A、4B圖則為運用在負型光阻的薄膜光罩，兩者的圖案恰好相反。第3B圖為第 3A圖沿A-A剖面線的剖面示意圖，第4B圖則為第4A圖沿A-A剖面線的剖面示意圖。

在第3A、3B圖的薄膜光罩30A中，包含了薄膜基材39及形成於其上的薄膜光罩層32。在第4A、4B圖的薄膜光罩30A中，包含了薄膜基材39及形成於其上的薄膜光罩層35。其中，薄膜基材39由一可撓材料構成，例如，PET等，而薄膜光罩層32則形成於薄膜基材39上，並構成可視的圖案。此薄膜光罩層32、35用於貼合於曲面基板的彩色光阻層上。其中，薄膜基材30之厚度介於1-100微米之間，而薄膜光罩層32、35之厚度介於10-3000奈米之間。薄膜光罩層32、35為金屬材料為基底所製作，當厚度介於10-3000微米之間時，其可撓性大，適合運用於曲面基板上。此外，在薄膜基材39上，則配置有多個定位孔34，以利後續的薄膜能準確定位而貼合於曲面基板上。

接著，請參考第5A、5B圖，其為貼合治具50的一實施例，其有搭配薄膜光罩30A、30B的多個對位孔34的對位榫51，可準確夾持住薄麼光罩30A、30B，使其準確對位。

接著，請參考第6A圖，其為本新型的貼合輔具的一實施例的上視圖，第6B圖則為第6A圖沿A-A剖面的剖視圖，第6C圖則為異於第6B圖的另一實施例。在第6A、6B圖的實施例中，貼合輔具40A事先搭配曲面基板10的形狀預先製作為與其相符的形狀，以加快貼合的速度，而構成底部41、第一曲面側部42、第二曲面側部43。第6C圖的實施例，則僅以單一材料直接製作為平面的貼合輔具40B。第6D圖的實施例，同樣以單一材料直接製作為具曲面底部的貼合輔具40C。除了單一材料外，運用矽膠、矽油包 覆軟性外層材料、矽有機材料、含氟有機材料等來製作成不同形狀的輔具，藉以形成良好的形變體，即可輔助薄膜光罩貼合至曲面基板上。

由以上的多個實施例可知，貼合輔具的形狀若以高透光之彈性材料構成(如300n-500nm光可穿透)，為較佳；若以曲面基板的曲面構造而預先製作出與其相符的曲面底部更佳。採用高透光之材料，可讓後續曝光顯影製程的準直性提高，進而提高曝光的解析度。

接下來，請參考第7A-7E圖，其說明了第1B圖的實施例的剖面流程，其為運用第6A、6B圖的貼合治具40A以及正型光阻層20A用的薄膜光罩30A。

首先，在第7A圖中，貼合治具50將薄膜光罩30A夾持住後，與具有正型光阻層20A的曲面基板10對位，並透過貼合輔具40A準備進行壓合。此即步驟111、112所提的：提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具，該貼合輔具為軟性材質；將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間。

接著，在第7B-7C圖，可見到貼合輔具40A逐漸壓合的過程中，薄膜光罩30A逐漸產生形變，並且貼合於曲面基板10上。此時，曲面基板10上的正型光阻層20A與薄膜光罩30A的薄膜光罩層32貼合在一起，並且，薄膜光罩30A的簍空區塊31當中因空氣而形成支撐。此即步驟113所提的：運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板。

接著，進行步驟114所提的：進行真空處理，以移除該薄膜光罩與該曲面基板之間之空氣。此即第7D圖所示者，真空處理後，原先於第7C圖中的簍空區塊31，以及薄膜光罩層32與正型光阻層20A之間的空氣將 被抽離。而屬於軟性材質的貼合輔具40A也將因空氣被抽離而產生形變，如第7D圖所示者。此一形變屬於暫態，但卻可使貼合輔具40A、薄膜光罩30A、正型光阻層20A形成良好的緊密貼合，將有利於後續的微影製程。

接下來，將貼合治具50移除後，即可以曝光機，透過紫外光80進行微影製程，如第7E圖所示。

同樣的，第8A-8E圖則為運用負型光阻層20B的實施例，其對應地採用了可運用於負型光阻的薄膜光罩30B。其具體流程與第7A-7E圖的實施例說明相同，於此不多加贅述。兩實施例的差異在於，在第7D圖與第8D圖，比較可發現，兩者產生形變的位置不同，因為，第7D圖的薄膜光罩層30A與第8D圖的薄膜光罩層30B的位置不同，而由於貼合輔具40A的軟性所致，會於空氣被抽離後所產生的壓力而形變，因而適應性地產生對應的形變。

接下來，請參考第9A-9E圖的實施例，其為運用了另一種貼合輔具40B的實施例。貼合輔具40B未進行事先的形狀調整，而單純的採用平面的結構。然而，由於其材質的關係，並不會影響實質的結果。同樣地，由於貼合輔具40B的軟性材質的特性，會於貼合的過程中產生對應的形變，進而輔助薄膜光罩30A能緊密地與曲面基板10貼合。

此外，貼合輔具，也可採用外部是固態矽膠，內部包裹著液態矽膠的型態，同樣可產生所需的對應形變。其他非矽膠材質的軟性材料，例如，許多的高透光之彈性材料，也可採用之。

前面的數個實施例，說明了以軟性材質製作貼合輔具的材料的實施例，接下來，將說明以硬性材料製作貼合輔具的實施例。

首先，請先參考第1C圖，其為本新型的另一個方法流程實施例，採用貼合輔具為硬性材質，包含：

步驟121：提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具，該貼合輔具為硬性材質。

步驟122：將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間。

步驟123：運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板。

步驟124：進行真空處理，以移除該薄膜光罩與該曲面基板之間之空氣。

步驟125：移除該貼合輔具。

接著，請先參考第1D圖，其為本新型的另一個方法流程實施例，採用貼合輔具為硬性材質，包含：

步驟131：提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具，該貼合輔具為硬性材質。

步驟132：將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間。

步驟133：運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板。

步驟134：移除該貼合輔具。

接著，請參考第10A-10B、11A-11E圖。貼合輔具60採用硬性材質，並預先製作為符合曲面基板10的形狀，如第10B圖所示者，貼合輔具60包括了底部61、第一曲面側邊62、第二曲面側邊63、支撐肋64。由於硬性材質製作的貼合輔具60較不具彈性，因此，需要支撐肋64來協助定位。而在貼合輔具60的底面，也就是會接觸到薄膜光罩的部位，可形成一層彈性薄膜，以加強貼合的效果。

請參考第11A-11E圖，整個貼合流程，即如第1C、1D圖的流程。第11A圖即說明了，步驟121-122、131-132：提供一具彩色光阻層之曲面基板、一薄膜光罩、一貼合輔具，該貼合輔具為硬性材質；將該薄膜光罩置於該曲面基板與該貼合輔具之間。

第11B-11C圖即說明了步驟123、133：運用該貼合輔具將該薄膜光罩壓合至該曲面基板。

第11D圖即說明了步驟125、134：移除該貼合輔具。步驟124則未繪出。若進行真空抽除，同樣可讓薄膜基材39產生形變，而貼合於正型光阻層20A上。

從以上說明可知，運用本新型的裝置與方法，可以準確地進行對位、讓運用光阻技術製作的曲面型外殼圖案能達到真正量產，且品質與精度提高，良率提高的技術功效。

雖然本新型的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本新型的範疇內，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧曲面基板

20B‧‧‧負型光阻層

30B‧‧‧薄膜光罩

40A‧‧‧貼合輔具

80‧‧‧紫外光

Claims (13)

1. 一種薄膜光罩，用以貼合於一曲面基板，使該曲面基板可製作出一光阻層，該薄膜光罩包含：一薄膜基材，由一可撓材料構成；及一薄膜光罩層，形成於該薄膜基材上，該薄膜光罩層構成一圖案，該圖案可視，該薄膜光罩層用於貼合於該曲面基板的該光阻層處；其中，該薄膜基材之厚度介於1-100微米之間，該薄膜光罩層介於10-3000奈米之間。
2. 如請求項1的薄膜光罩，其中該可撓材料係選自PET。
3. 如請求項1的薄膜光罩，更包含：複數個定位孔，形成於該薄膜基材上，透過一貼合治具使該薄膜基材定位，以與該曲面基板進行準確對位。
4. 一種用於請求項1之薄膜光罩之貼合輔具，用以於該薄膜光罩貼合於該曲面基板時，輔具該薄膜光罩壓合於該曲面基板，並作為該薄膜光罩與一曝光機之介面，包含：一軟性板材，由一高透光之彈性材料構成，可穿透300至500奈米的光，可產生形變，並於該薄膜光罩貼合於該曲面基板時，受一外力而產生形變使該薄膜光罩緊密貼合於該曲面基板的該光阻層處，使該薄膜光罩曲面化。
5. 如請求項4的貼合輔具，其中該高透光之彈性材料係選自矽膠、矽油包覆軟性外層、矽有機材料、含氟有機材料。
6. 如請求項4的貼合輔具，其中該軟性板材的底部係製作為與該曲面基板 相符的曲面。
7. 一種貼合與曝光輔助裝置，可使一曲面基板形成具有一曲面圖案的一光阻層，包含：一薄膜光罩，包含：一薄膜基材，由一可撓材料構成，該薄膜基材上配置有複數個定位孔，由一貼合治具，藉由該些定位孔使該薄膜基材定位，以與該曲面基板進行準確對位；及一薄膜光罩層，形成於該薄膜基材上，該薄膜光罩層構成一圖案，該圖案可視；及其中，該薄膜基材之厚度介於1-100微米之間，該薄膜光罩層介於10-3000奈米之間；一軟性板材，由可產生形變之一高透光之彈性材料構成，可穿透300至500奈米的光，並於該薄膜光罩貼合於該曲面基板的該光阻層時，受一外力而產生形變使該薄膜光罩緊密貼合於該曲面基板的該光阻層處，使該薄膜光罩曲面化；其中，該軟性板材、該薄膜光罩層、該曲面基板依序堆疊後，共同置於一曝光機進行曝光，以使該光阻層形成該圖案。
8. 如請求項7的貼合與曝光輔助裝置，其中該薄膜光罩更包含。複數個定位孔，形成於該薄膜基材上，透過一貼合治具使該薄膜基材定位，以與該曲面基板進行準確對位。
9. 如請求項7的貼合與曝光輔助裝置，其中該高透光之彈性材料係選自矽膠、矽油包覆軟性外層、矽有機材料、含氟有機材料。
10. 如請求項7的曝光輔助裝置，其中該軟性板材的底部係製作為與該曲面基板相符的曲面。
11. 一種貼合與曝光輔助裝置，可使一曲面基板形成具有一曲面圖案的一光阻層，包含：一薄膜光罩，包含：一薄膜基材，由一可撓材料構成，該薄膜基材上配置有複數個定位孔，由一貼合治具，藉由該些定位孔使該薄膜基材定位，以與該曲面基板進行準確對位；及一薄膜光罩層，形成於該薄膜基材上，該薄膜光罩層構成一圖案，該圖案可視；及其中，該薄膜基材之厚度介於1-100微米之間，該薄膜光罩層介於10-3000奈米之間；一硬式板材，預先製作為與該曲面基板相符之曲面，並於該薄膜光罩貼合於該曲面基板時，壓合該薄膜光罩使該薄膜光罩緊密貼合於該曲面基板的該光阻層處，而使該薄膜光罩曲面化；其中，貼合有該薄膜光罩層之該曲面基板，置於一曝光機進行曝光，以使該光阻層形成該圖案。
12. 如請求項11的貼合與曝光輔助裝置，其中該撓材料係選自PET。
13. 如請求項11的貼合與曝光輔助裝置，其中該外力係為抽真空。