专利名称：图案转录装置和该图案转录装置的底板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种图案转录装置，更具体地讲，涉及一种能够形成精 细图案而不会损坏图案的转录装置以及用于该图案转录装置的底板(cliche)的制造方法。
技术背景诸如液晶显示(LCD)装置的平板显示装置在每个像素中包括作为 开关元件的薄膜晶体管(TFT)。 TFT的制造过程需要包括形成光刻胶图 案(PR)的工序的许多掩模工序。PR图案对TFT的特性有较大影响。 TFT的特性是重要研发的主题。具体地说，尝试使用精细金属图案来改 进TFT的特性。通常，PR图案的制造过程包括通过涂覆感光PR材料而形成PR 层的步骤、利用掩模对PR层进行曝光的步骤、以及对经曝光的PR层进 行显影以形成PR图案的步骤。然而，由于需要如上所述的非常复杂的制 造PR图案的许多工序来制造TFT，所以生产成本增加并且产量下降。为了解决这些问题，提出了一种使用印刷方法来制造抗蚀图案的方 法。图IA到图ID示出了通过传统的反向平版印刷方法(reverse offset method)来制造抗蚀图案的过程。首先，如图1A所示，将抗蚀材料层 32涂覆在敷层30的外表面上。敷层30沿辊子31的圆周进行覆盖。敷层 30的周长与要在其上形成抗蚀图案的基板的长度基本相同。接下来，如图IB所示，使其上涂覆有抗蚀材料层32的敷层30在印 刷台40上的底板20上滚动。底板20包括多个凹部22和多个凸部24， 从而具有不平坦的表面。每个凸部24位于两个相邻的凹部22之间。当 辊子31在底板20上滚动时，在敷层30上形成了凹反图案(concave-counter pattern) 34，并且在凸部24上形成了凸反图案(convex-counter pattern)36，这是因为该抗蚀材料与底板20的粘合强度要大于与敷层30的粘合 强度。即，抗蚀材料层32的与凸部24相对应的部分被转印到凸部24上， 而抗蚀材料层32的与凹部22相对应的其它部分留在敷层30上，从而在 敷层30上形成了凹反图案34。接下来，如图1C所示，使包括凹反图案34的敷层30与基板10上 的加工对象层11接触并且滚动。然后，凹反图案34被转印在加工对象 层11上。通过对凹反图案34应用UV光使其变硬，在加工对象层ll上 形成了抗蚀图案38，如图1D所示。通常，敷层30由诸如硅或橡胶的弹性材料形成。因此，如图2A所 示，当敷层30在底板20上滚动时，敷层30由于其弹性性质而变形并与 底板20的凹部22的底面接触，从而使抗蚀材料部分地粘在凹部22的底 面上，并且不能够获得期望的剩余图案38。因此，如图2B所示，在加 工对象层11上存在一些不期望的抗蚀图案。在抗蚀图案38的尺寸大时 容易引起这些问题。为了解决这些问题，可以将凹部形成得更深从而使敷层不与凹部的 底面接触。然而，当凹部具有较大深度时，临界尺寸会有损失。凹部是 使用蚀刻剂，通过具有各向同性属性的湿蚀刻而形成的。凹部的深度越 大，凹部的宽度也就越大。S卩，宽度与深度成比例。难以形成具有很大 宽度的精细图案。发明内容因此，本发明提供一种基本上消除了由于现有技术的限制和缺点所 导致的一个或更多个问题的图案转录装置和用于该装置的底板的制造方 法。本发明的其他特征和优点将在随后的说明中进行阐述，并且其一部 分根据该说明会变得清楚，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的 上述目的和其他优点可以利用在说明书及其权利要求书以及附图中具体 指出的结构来实现和获得。为了实现这些和其他优点，并且根据本文中所具体体现和广泛描述的发明宗旨，提供了一种图案转录装置，该装置包括底板，其包括凹 部、凸部和印刷阻挡物，所述印刷阻挡物形成在所述凹部的底面上；以 及敷层，其上涂覆有抗蚀材料层，该敷层可以在所述底板上滚动，其中， 所述敷层的表面能量密度大于所述印刷阻挡物的表面能量密度并且小于 所述底板的表面能量密度。在本发明的另一方面中，提供了一种图案转录装置，该装置包括 底板，其包括凹部和凸部；以及敷层，其上涂覆有抗蚀材料层，该敷层 可在所述底板上滚动，并且包括第一层、第二层和第三层，所述第一层 与所述抗蚀材料层接触，所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间， 其中，所述第一层的硬度小于所述第二层的硬度并且大于所述第三层的 硬度。在本发明的另一方面中，提供了一种图案转录装置，该装置包括 底板，其包括凹部和凸部；以及敷层，其上涂覆有抗蚀材料层，该敷层 可以在所述底板上滚动，并且包括第一层、第二层和第三层，所述第一 层与所述抗蚀材料层接触，所述第二层位于所述第一层和所述第三层之 间，其中，所述第三层的厚度大于所述第一层和所述第二层的厚度。在本发明的另一方面中，提供了一种图案转录装置的底板的制造方 法，该方法包括以下步骤在基板上形成金属图案；使用所述金属图案 作为蚀刻掩模，对所述基板进行蚀刻，以形成凹部和凸部；以及在所述 凹部的底面上形成印刷阻挡物，其中，所述印刷阻挡物的表面能量密度 小于所述基板的表面能量密度。应当理解，上文对本发明的概述与下文对本发明的详述都是示例性 和解释性的，旨在提供对如权利要求所述发明的进一步解释。
包括附图以提供对本发明的进一步的理解，附图并入且构成说明书 的一部分，附图示出了本发明的实施方式并且与描述部分一起用于解释 本发明的原理。图IA到图1D示出了通过传统反向平版印刷方法来制造抗蚀图案的过程。图2A是示出了与抗蚀材料接触的凹部的放大图。图2B是示出了具有不期望的抗蚀图案的加工对象层的平面透视图。 图3A到图3D示出了通过根据本发明实施方式的反向平版印刷方法 来制造抗蚀图案的过程。图4A到图4F是示出了根据本发明实施方式的底板制造过程的截面图。图5A到图5E是示出了根据本发明另一实施方式的底板制造过程的 截面图。图6是根据本发明实施方式的伴随着辊子的敷层的示意性截面图。 图7是沿着图6中的VII-VII线截取的截面图。
具体实施方式
现在将详细描述优选实施方式，其示例在附图中示出。 图3A到图3D示出了通过根据本发明实施方式的反向平版印刷方法 来制造抗蚀图案的过程。首先，如图3A所示，敷层130沿辊子131的圆 周覆盖，并且将抗蚀材料层132涂覆在敷层130的外表面上。当敷层130 随着辊子131滚动时，抗蚀剂供应器136向敷层130的外表面提供抗蚀 材料，从而在敷层130的外表面上均匀地形成抗蚀材料层132。接下来，如图3B所示，使其上涂覆有抗蚀材料层132的敷层130 与形成在印刷台140上的底板120接触并且在其上滚动。底板120包括 多个凹部122和多个凸部124。 g卩，底板120具有不平坦的表面。每个凸 部124位于两个凹部122之间。各凹部122对应于期望形成在基板上的 图案。此外，在各凹部122中形成印刷阻挡物126，用于防止抗蚀材料印 刷在凹部122上。印刷阻挡物126由具有比敷层130小的表面能量密度 的材料形成。例如，印刷阻挡物126由聚四氟乙烯形成。敷层130的材 料的表面能量密度在20mJ/cm2至23mJ/cm2的范围内，而印刷阻挡物126 的材料(诸如聚四氟乙烯)的表面能量密度在13mJ/cn^至18mJ/cm2的范 围内。简而言之，印刷阻挡物126的材料具有小于敷层130的材料的表面能量密度。这意味着与印刷阻挡物126相比，抗蚀材料更易粘到敷层130上。即，抗蚀材料具有与敷层130的第一粘合强度以及与印刷阻挡物 126的第二粘合强度，第二粘合强度小于第一粘合强度。此外，抗蚀材料 具有与底板120的第三粘合强度。第三粘合强度大于第一和第二粘合强 度。即，敷层130的表面能量密度大于印刷阻挡物126的表面能量密度 并且小于底板120的表面能量密度。因此，当敷层130与底板120接触 并在其上滚动时，在凸部124上形成了凸反图案136,并且在敷层130上 形成了凹反图案134。 gp，由于与敷层130相比，抗蚀材料层132更易粘 到底板120上，所以当抗蚀材料层132接触底板120时，敷层130上的 抗蚀材料层132被转印到凸部124，从而在凸部124上形成凸反图案136。 然而，由于与印刷阻挡物126相比，抗蚀材料层132更易粘到敷层130 上，所以即使抗蚀材料层132接触底板120，敷层130上的抗蚀材料层 132也决不会转印到印刷阻挡物126上。因此，在敷层130上形成了凹反 图案134。接下来，如图3C所示，使具有多个凹反图案134的敷层130与加工 对象层111接触并在其上滚动，从而在基板110上的加工对象层111上形 成多个凹反图案134。由于与敷层130相比，抗蚀材料更易粘到加工对象 层111上，所以当凹反图案134与加工对象层111接触时，敷层130上的 凹反图案134被转印到加工对象层111上。由于敷层130的周长与基板 110的长度基本相同，所以通过一次滚动，敷层130上的多个凹反图案 134被全部转印到加工对象层111上。接下来，通过UV光对加工对象层111上的凹反图案134进行照射， 从而使其硬化以在加工对象层111上形成抗蚀图案138。加工对象层111可以是从其形成金属图案(例如，薄膜晶体管(TFT) 的栅电极、源电极以及数据电极)的金属层以及包括二氧化硅和氮化硅 之一的绝缘层。可以使用抗蚀图案138作为蚀刻掩模来对加工对象层111 进行蚀刻，以在所述绝缘层中形成金属图案或接触孔。如上所述，由于在底板120的凹部122上形成了与敷层130相比不 易粘合抗蚀材料的印刷阻挡物126，所以即使敷层130上的抗蚀材料接触印刷阻挡物126，该抗蚀材料也决不会被转印到凹部122。因此，在敷层130上形成了期望的凹反图案134，而在印刷阻挡物126上没有粘上任何 部分。现有技术中的问题得以改进。图4A到图4F是示出了根据本发明实施方式的底板制造过程的截面 图。如图4A所示，通过淀积选自包括钼(Mo)、铬(Cr)和镍(Ni)的 金属组的至少一种金属性材料，在基板211上形成金属层212。接下来， 如图4B所示，通过淀积光刻胶在金属层212上形成感光材料层214。接 下来，在感光材料层214上布置具有透射部分和阻挡部分的掩模(未示 出)。该透射部分具有相对高的透射率，从而透过该透射部分的光能够化 学地完全改变感光材料层214。该阻挡部分完全遮蔽光。即，透射部分的 透射率大于阻挡部分的透射率。掩模的阻挡部分对应于期望形成凸部的 位置，并且掩模的透射部分对应于期望形成凹部的位置。然后，通过该 掩模(未示出)对感光材料层214进行曝光，并且对其进行显影以形成 感光材料图案216，如图4C所示。接下来，如图4D所示，使用感光材料图案216作为蚀刻掩模对透过 感光材料图案216而暴露出的金属层212 (图4C)进行蚀刻，从而形成 金属图案218。金属图案218对应于感光材料图案216。然后，使用金属 图案218作为蚀刻掩模对透过金属图案218而暴露出的基板211进行蚀 刻，从而形成多个凹部222。此外，由于对基板211进行蚀刻而形成多个 凹部222，所以基板211的其它部分突起。突起部被定义为多个凸部224。 接下来，如图4E所示，在包括感光材料图案216的基板211上形成低表 面能量密度材料层225。低表面能量密度材料层225形成在感光材料图案 216以及凹部222的底面这两者上。低表面能量密度材料层225可以包括 聚四氟乙烯。接下来，从基板211去除感光材料图案216和金属图案218。 如图4F所示，凹部222的底面上的低表面能量密度材料层225被定义为 印刷阻挡物226。包括多个凹部222、多个凸部224以及印刷阻挡物226 的基板211被称作底板220。另一方面，可以不用金属层212 (图4A)来形成底板，以减少加工 时间并且增加产量。然而，由于感光材料层214 (图4B)与玻璃的基板211 (图4A)的粘合强度差，所以没有金属层212 (图4A)就难以获得 精细图案。图5A到图5E是示出了根据本发明另一个实施方式的底板制造过程 的截面图。如图5A所示，在基板211上形成金属图案218和感光材料图 案216。使用金属图案218作为蚀刻掩模对基板211进行蚀刻，从而形成 多个凹部222和多个凸部224。金属图案218和感光材料图案216是通过 图4A到图4D所示的工序形成的。接下来，如图5B所示，去除金属图 案218和感光材料图案216。接下来，如图5C所示，在包括多个凹部222和多个凸部224的基板 211上形成低表面能量密度材料层225。低表面能量密度材料层225可以 包括聚四氟乙烯。低表面能量密度材料层225形成在凹部222和凸部224 这两者上。由于基板211包括多个凹部222和多个凸部224，所以低表面 能量密度材料层225具有不同厚度。与凹部222相对应的低表面能量密 度材料层225具有第一厚度"a"，其大于与凸部224相对应的低表面能 量密度材料层225的第二厚度"b" ("a" > "b")。接下来，如图5D所示， 对低表面能量密度材料层225进行部分蚀刻，以暴露出凸部224的上表 面。即，将低表面能量密度材料层225蚀刻掉第二厚度"b"，从而在凹 部224的底面上形成印刷阻挡物226。印刷阻挡物226的厚度可以为 "a-b"。结果，如图5E所示，制造出包括基板211 (其具有多个凹部222 和多个凸部224)以及印刷阻挡物226的底板220。图6是根据本发明实施方式的伴随着辊子的敷层的示意性截面图， 图7是沿着图6中的VII-VII线截取的截面图。如图6所示，敷层330沿 辊子331的圆周进行覆盖，并且抗蚀材料层332涂覆在敷层330的外表 面上。如图7所示，敷层330包括橡胶层311、支撑层313以及缓冲层 315。橡胶层311与抗蚀材料层332 (图6)接触，并且支撑层313位于 橡胶层311与缓冲层315之间。橡胶层311由诸如硅和橡胶的弹性材料 形成。橡胶层311可以是聚二甲基硅氧烷。抗蚀材料层332涂覆在橡胶 层311上。橡胶层311具有期望硬度，从而在敷层330与底板120 (图 3B)接触并在其上滚动时该橡胶层311不会变形。支撑层313由诸如聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的塑料材料和金属性材料之一形成。由于支撑层313用于支撑橡胶层311，所以支撑层313具有相对高的硬度。 此外，支撑层313的延展性差。缓冲层315由包括泡沫材料317以及硅 和橡胶之一的弹性材料形成。缓冲层315用于吸收在接触加工对象层111 (图3C)或底板120 (图3B)期间对敷层330的冲击。缓冲层315具有 相对低的硬度以吸收冲击。结果，橡胶层311的硬度大于缓冲层315的 硬度并且小于支撑层313的硬度。另一方面，当敷层330在加工对象层111 (图3C)或底板120 (图 3B)上快速滚动时，冲击没有传递到缓冲层315上，但是橡胶层311吸 收了该冲击。结果，橡胶层311变形。为了避免该问题，缓冲层315的 厚度要大于橡胶层311和支撑层313的厚度。在本发明中，由于橡胶层311的硬度大于缓冲层315(其厚度大于橡 胶层311和支撑层313的厚度)的硬度并且小于支撑层313的硬度，所 以当敷层与底板接触并在其上滚动时，敷层330不会变形并且不会与底 板120 (图3B)中的凹部122 (图3B)的底面接触。因此，在本发明中获得了期望的抗蚀图案。本领域的技术人员应该明白，在不脱离本发明的精神或范围的情况 下，可以对本发明的图案转录装置和该图案转录装置的底板的制造方法 进行各种修改和变更。因此，本发明旨在覆盖本发明的落入所附权利要 求及其等同物的范围内的变型和修改。本申请要求于2007年1月31在韩国提交的第2007-0010069号韩国 专利申请的优先权，通过引用将其合并于此。
权利要求
1、一种图案转录装置，该图案转录装置包括底板，其包括凹部、凸部和印刷阻挡物，所述印刷阻挡物形成在所述凹部的底面上；以及敷层，其上涂覆有抗蚀材料层，该敷层可以在所述底板上滚动，其中，所述敷层的表面能量密度大于所述印刷阻挡物的表面能量密度并且小于所述底板的表面能量密度。
2、 如权利要求1所述的装置，其中，所述敷层的表面能量密度在 20 mJ/cm2与23 mJ/cm2之间。
3、 如权利要求l所述的装置，其中，所述印刷阻挡物的表面能量密 度在13 mJ/cm2与18 mJ/cm2之间。
4、 如权利要求3所述的装置，其中，所述印刷阻挡物包括聚四氟乙烯。
5、 如权利要求l所述的装置，其中，所述敷层包括第一层、第二层 和第三层，所述第一层与所述抗蚀材料层接触，所述第二层位于所述第 一层和所述第三层之间。
6、 如权利要求5所述的装置，其中，所述第一层的硬度小于所述第 二层的硬度并且大于所述第三层的硬度。
7、 如权利要求5所述的装置，其中，所述第三层的厚度大于所述第 一层的厚度以及所述第二层的厚度。
8、 如权利要求5所述的装置，其中，所述第一层包括聚乙烯和聚对 苯二甲酸乙二醇酯之一。
9、 如权利要求5所述的装置，其中，所述第三层是由包括硅和橡胶 的弹性材料形成的。
10、 如权利要求9所述的装置，其中，所述第三层包括多个泡沫材 料颗粒。
11、 如权利要求1所述的装置，其中，与所述凸部相对应的所述抗 蚀材料层从所述敷层脱离并被转印到所述凸部上，并且与所述凹部相对应的所述抗蚀材料层留下从而形成抗蚀图案。
12、 一种图案转录装置，该图案转录装置包括 底板，其包括凹部和凸部；以及敷层，其上涂覆有抗蚀材料层，该敷层可在所述底板上滚动，并且 包括第一层、第二层和第三层，所述第一层与所述抗蚀材料层接触，所 述第二层位于所述第一层和所述第三层之间，其中，所述第一层的硬度小于所述第二层的硬度并且大于所述第三 层的硬度。
13、 如权利要求12所述的装置，其中，所述第三层的厚度大于所述 第一层的厚度以及所述第二层的厚度。
14、 一种图案转录装置，该图案转录装置包括 底板，其包括凹部和凸部；以及敷层，其上涂覆有抗蚀材料层，该敷层可以在所述底板上滚动，并 且包括第一层、第二层和第三层，所述第一层与所述抗蚀材料层接触， 所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间，其中，所述第三层的厚度大于所述第一层的厚度以及所述第二层的 厚度。
15、 一种图案转录装置的底板的制造方法，该方法包括以下步骤-在基板上形成金属图案；使用所述金属图案作为蚀刻掩模，对所述基板进行蚀刻，以形成凹 部和凸部；以及在所述凹部的底面上形成印刷阻挡物，其中，所述印刷阻挡物的表面能量密度小于所述基板的表面能量密度。
16、 如权利要求15所述的方法，其中，形成所述印刷阻挡物的步骤 包括以下步骤在包括所述凹部和所述凸部的所述基板上形成低表面能量材料层；以及去除所述金属图案上的所述低表面能量材料层，以形成所述印刷阻挡物。
17、 如权利要求15所述的方法，其中，形成所述印刷阻挡物的步骤 包括以下步骤从包括所述凹部和所述凸部的所述基板上去除所述金属图案； 在包括所述凹部和所述凸部的所述基板上形成低表面能量材料层；以及去除所述凸部上的所述低表面能量材料层，以形成所述印刷阻挡物。
18、 如权利要求15所述的方法，其中，所述印刷阻挡物具有从所述基板的底面起算的高度。
19、 如权利要求15所述的方法，其中，形成所述金属图案的步骤包 括以下步骤-在所述基板上形成金属层并且在所述金属层上形成感光材料层； 使用掩模对所述感光材料层进行曝光； 对所述感光材料层进行显影以形成感光材料图案；以及 使用所述感光材料图案作为蚀刻掩模，对所述金属层进行蚀刻，以 在所述基板上形成所述金属图案。
全文摘要
本发明提供了图案转录装置和该图案转录装置的底板的制造方法。该图案转录装置包括底板，其包括凹部、凸部和印刷阻挡物，所述印刷阻挡物形成在所述凹部的底面上；以及敷层，其上涂覆有抗蚀材料层，该敷层可以在所述底板上滚动，其中，所述敷层的表面能量密度大于所述印刷阻挡物的表面能量密度并且小于所述底板的表面能量密度。
文档编号G03F1/00GK101236355SQ20071016924
公开日2008年8月6日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年1月31日
发明者南承熙, 张允琼, 柳洵城, 金南国 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社