专利名称：图案形成装置及图案形成方法
技术领域：
本发明涉及一种在基板上形成规定图案的图案形成装置及图案形成方法，特别是涉及一种可在基板上所形成的包含斥液剂的膜上形成良好的对准标记的图案形成装置及图案形成方法。
背景技术：
近年来，电子电路的配线、及在基板上形成电气配线图案等微细图案的技术受到关注。于该微细图案的形成中，例如使用喷墨方式的液体喷出头(喷墨头)。在这种情况下，自喷墨头喷滴扩散有金属粒子或树脂粒子的液体而描绘图案，通过加热等而使其硬化，形成电气配线图案。而且，在PET或PEN等可挠曲基板(支撑体)上形成斥液性的膜，还可以在上述电子电路的配线及基板上形成电气配线图案等微细图案。 为了形成如上所述的电子电路的配线等，必须进行对准位置，必须形成用以对准位置的对准标记。PET或PEN等可挠曲基板(支撑体)的透明度高，作为如上所述地在透明度高的软性基板上形成对准标记的方法，例如在日本专利特开2011-1260号公报中提出了在玻璃上形成永久的工序标记(相当于对准标记)的方法。于日本专利特开2011-1260号公报中，使用激光而形成在玻璃上。作为在PET或PEN等透明度高的基板上形成对准标记的方法，除了上述日本专利特开2011-1260号公报以外，还存在有如下的方法使用热转印打印机而形成对准标记的方法、使用直晒剂而形成对准标记的方法、在基板上钻出贯通孔(冲孔)而形成对准标记的
方法等。PET或PEN等透明度高的基板是树脂，因此自耐热性等观点考虑，难以使用激光而形成对准标记。而且，如果利用热转印打印机，则对准标记的形成精度低，无法以高的精度而进行图案形成。另外，在使用直晒剂的方法中，必须在基板上设置特别的层，存在成本高的问题。至于在基板钻出贯通孔(冲孔)的方法，由于是在透明基板上钻孔，因此存在如下的问题对准标记的识别精度低，另外在钻孔时产生粉尘等。
发明内容
本发明的目的在于解除所述先前技术中的问题点，提供可在包含斥液剂的膜上形成良好的对准标记的图案形成装置及图案形成方法。为了达成上述目的，本发明的第I形态是提供一种图案形成装置，其是在基板上形成规定图案的图案形成装置，其特征在于包括标记曝光部，对于所述基板上所形成的包含斥液剂的膜曝光出成为对准标记的标记图案；以及标记印刷部，在所述标记图案的曝光区域印刷可视化油墨，形成所述对准标记。优选还包括标记检测部，对印刷所述可视化油墨而成的所述对准标记进行检测，获得所述对准标记的位置信息；调整部，基于所述对准标记的位置信息，改变所述膜上所形成的图案的位置或者改变所述基板的位置，从而调整形成所述图案的位置；以及图像形成部，在所述基板的所述膜上形成图案。在这种情况下，优选所述图像形成部包括所述膜中的使图案形成区域成为亲水性的曝光部、在成为亲水性的所述图案形成区域进行印刷的印刷部。例如，所述膜是具有亲疏水性转换功能(亦即，可由于规定波长的光而产生亲疏水性变化)的膜，所述可视化油墨是吸收或反射并不使所述膜的亲疏水性变化的波长的光的油墨。在这种情况下，所述可视化油墨例如可使用水溶性油墨或金属油墨。本发明的第2形态是提供一种图案形成方法，其是在基板上形成规定图案的图案形成方法，其特征在于包括对于所述基板上所形成的包含斥液剂的膜曝光出成为对准标记的标记图案的步骤；以及在所述标记图案的曝光区域印刷可视化油墨，形成所述对准标记的步骤。 优选还包括对印刷所述可视化油墨而成的所述对准标记进行检测，获得所述对准标记的位置信息的步骤；基于所述对准标记的位置信息，改变所述膜上所形成的图案的位置或者改变所述基板的位置，从而调整形成所述图案的位置的步骤；以及在所述基板的所述膜上形成图案的步骤。在这种情况下，在所述膜上形成图案的步骤优选包括使所述膜中的图案形成区域成为亲水性的步骤、在成为亲水性的所述图案形成区域进行印刷的步骤。[发明的效果]通过本发明，能够在包含斥液剂的膜上形成良好的对准标记。由此可使用对准标记，以高的精度而在基板上形成规定图案。
图I是表示本发明的第I实施形态的图案形成装置的模式图。图2(a)是表示本发明的第I实施形态的图案形成装置中所使用的基板的模式性截面图，图2(b)是表示本发明的第I实施形态的图案形成装置中所使用的基板的模式图。图3(a) 图3(c)是按照步骤顺序而表示利用本发明的第I实施形态的图案形成装置的对准标记的形成步骤的模式图，图3(d) 图3(i)是表示对准标记的其他例的模式图。图4(a)是表示利用本发明的第I实施形态的图案形成装置而形成的薄膜晶体管的模式图，图4(b)是相当于图4(a)的H-H线的截面图。图5是表示本发明的第2实施形态的图案形成装置的模式图。[符号的说明]IOUOa :图案形成装置(形成装置)12 :标记形成部14 :检测部16 :曝光部18:图像形成部20:图像处理部22 :标记曝光部
24 :光源26 :掩模28 :标记印刷部30 :打印部40 :旋转轴42 :卷绕轴60 TFT62:闸极64 :半导体层 66a :源极66b :漏极68 :通道区域80 :膜80a :膜80的表面82:闸极绝缘层82a:闸极绝缘层的表面84 :保护层100 :对准标记形成区域102:图案曝光区域104 :非曝光区域110:可视化油墨D :搬送方向M :对准标记S :图案形成区域Z :基板
具体实施例方式以下，基于附图所表示的适宜实施形态，对本发明的图案形成装置及图案形成方法加以详细说明。图I是表示本发明的第I实施形态的图案形成装置的模式图。图2(a)是表示本发明的第I实施形态的图案形成装置中所使用的基板的模式性截面图，图2(b)是表示本发明的第I实施形态的图案形成装置中所使用的基板的模式图。图I中所示的图案形成装置10 (以下简称为形成装置10)例如是一面于长度方向上搬送基板Z—面进行各种处理的卷轴对卷轴(roll to roll)方式的装置。该形成装置10包含有标记形成部12、检测部14、曝光部16、图像形成部18及图像处理部20。于形成装置10中，基板Z卷绕于旋转轴40上而安装为辊状。该旋转轴40是连续地送出基板Z的装置，在旋转轴40上连接有例如马达(未图示)。通过该马达而于搬送方向D上连续地送出基板Z。而且，设置有对经过标记形成部12、检测部14、曝光部16、图像形成部18的基板Z进行卷绕的卷绕轴42。该卷绕轴42上连接有例如马达(未图示)。通过该马达使卷绕轴42旋转，使基板Z卷绕于卷绕轴42上而成为辊状。由此而于搬送方向D上搬送基板Z。于本实施形态中，基板Z使用如图2 (a)所示那样于基板Z上形成有膜80的基板。膜80包含斥液剂。斥液剂是具有亲疏水性转换功能(亦即，通过规定波长的光、例如紫外光而使亲疏水性变化)的化合物。亦即，膜80具有亲疏水性转换功能。以下，对基板Z中所利用的膜80及构成膜80的斥液剂加以具体说明。本实施形态的形成装置10是卷轴对卷轴方式，因此自生产性、可挠曲性等观点考虑，使用树脂薄膜作为基板Z。对该树脂薄膜并无特别限制，关于其材料、形状、结构、厚度等，可自公知的材料、形状、结构、厚度等中适宜选择。树脂薄膜例如可列举聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)改性聚酯等聚酯类树脂薄膜，聚乙烯(PE)树脂薄膜、聚丙烯(PP)树脂薄膜、聚苯乙烯树脂薄膜、 环烯烃类树脂等聚烯烃类树脂薄膜，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等乙烯类树脂薄膜，聚醚醚酮(PEEK)树脂薄膜、聚砜(PSF)树脂薄膜、聚醚砜(PES)树脂薄膜、聚碳酸酯(PC)树脂薄膜、聚酰胺树脂薄膜、聚酰亚胺树脂薄膜、丙烯酸树脂薄膜、三乙酸纤维素(TAC)树脂薄膜等。利用形成装置10而制作薄膜晶体管(TFT)，于将其用于显示器等用途的情况时，基板Z优选为透明树脂薄膜，只要是可见区的波长的透光率为80%以上的树脂薄膜即可。其中，自透明性、耐热性、操作容易性、强度及成本的方面而言，优选为双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、双轴延伸聚萘二甲酸乙二酯薄膜、聚醚砜薄膜、聚碳酸酯薄膜，更优选为双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、双轴延伸聚萘二甲酸乙二酯薄膜。另外，形成装置10亦可如后文所述那样为逐片供给方式，在这种情况下，基板Z可使用Si晶片、石英玻璃、玻璃、塑料、金属板等各种基板，只要是可于基板表面积层成形半导体膜、金属膜、电介质膜、有机膜等的基板，则并无特别限定。其次，对构成膜80的斥液剂的具体例加以说明。膜80如上所述那样作为亲疏水性转换功能材料而发挥功能，是包含斥液性剂的膜。该膜80的厚度(膜厚)优选为0. OOlum - Ium,特别优选为 0. 01 y m 0. I y m。在构成膜80的斥液性剂中，于并未进行能量照射的部分、亦即斥液性区域中，与涂布液的接触角优选为50°以上，其中更优选为90°以上。而且，在上述斥液性剂中，于进行了能量照射的部分、亦即亲液性区域中，与涂布液的接触角优选为40°以下，其中更优选为20°以下，特别优选为10°以下。另外，斥液性区域与亲液性区域的润湿性的差，以表面张力计而言优选为10mN/m以上。在斥液性剂中，无机材料可列举氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化钨(WO3)、氧化铋(Bi2O3)、及氧化铁(Fe2O3)等氧化物。可自该些氧化物中选择I种或2种以上而使用，例如如果是二氧化钛，则存在有锐钛矿型与金红石型，可使用任意种，但优选为锐钛矿型二氧化钛。在斥液性剂中，粘合剂通常使用主骨架具有并不由于氧化物的光激发而分解的高的键能的粘合剂，于使粘合剂具有由于氧化物的作用而使润湿性变化的功能的情形时，优选为粘合剂的主骨架具有所述的并不由于氧化物的光激发而分解的高的键能、且具有由于氧化物的作用而分解的有机取代基的粘合剂，例如可列举通过溶胶-凝胶反应等使氯或烷氧基硅烷等水解、缩聚而发挥出大的强度的有机聚硅氧烷、交联有斥水性或斥油性优异的反应性硅酮的有机聚硅氧烷等。而且，亦可将如二甲基聚硅氧烷这样的并不进行交联反应的稳定的有机硅化合物与所述有机聚娃氧烧一同混合于粘合剂中。而且，于氧化物含有层中亦可含有能够在能量照射时由于氧化物的作用而分解，由此而使氧化物含有层上的润湿性变化的分解物质。此种分解物质可列举具有如下功能的表面活性剂由于氧化物的作用而分解，而且由于分解而使光催化剂含有层表面的润湿性变化。具体而言可列举氟类或硅酮类的非离子表面活性剂，而且亦可使用阳离子类表面活性剂、阴离子类表面活性剂、两性表面活性剂。除表面活性剂以外，亦可列举聚乙烯 醇、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、三元乙丙橡胶(ethylenepropylene diene monomer)、环氧树脂、酹树脂、聚氨酯、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、尼龙、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚丙烯腈、聚表氯醇、多硫化物、聚异戊二烯等寡聚物、聚合物等。除此以外，亲液性化的化合物存在有重氮盐、锍盐、碘鎗盐等鎗盐，邻硝基苄基磺酸酯化合物、与增感剂并用的对硝基苄基磺酸酯化合物、N-酰亚胺磺酸酯化合物、肟磺酸酯化合物、a -酮磺酸酯化合物、二叠氮萘醌-4-磺酸酯化合物、重氮二砜化合物、二砜化合物、酮砜化合物、邻硝基苄基酯化合物、间烷氧基苄基酯化合物、邻硝基苄基酰胺化合物、苯甲酰甲基酯化合物、2，4- 二硝基苯磺酰酯、2-重氮-1，3- 二酮化合物、苯酚酯化合物、邻硝基苄基苯酚化合物、2，5-环己二烯酮化合物、磺化聚烯烃、芳基重氮磺酸酯盐等。于本实施形态中，亲疏水性转换功能材料(发挥作为斥液性剂的功能，由于赋予能量而使临界表面张力产生大的变化的材料)亦可列举于侧链包含疏水性基的高分子材料。可列举聚酰亚胺或于具有(甲基)丙烯酸酯等骨架的主链上直接或者经由结合基而键结有具有疏水性基的侧链的化合物。疏水性基可列举末端结构为-cf2ch3、-cf2cf3、-CF(CF3)2、-C(CF3)3、-CF2H, -CFH2等的基。为了使分子链彼此之间容易配向而优选碳链长度较长的基，更优选为碳数为4以上的基。另外，优选烷基的氢原子的2个以上被取代为氟原子的多氟烷基，特别优选碳数为4 20的Rf基，尤其优选碳数为6 12的多氟烷基。于多氟烷基中存在有直链结构或分支结构，优选为直链结构。另外，疏水性基优选为烷基的氢原子实质上全部被氟原子取代而成的全氟烷基。全氟烷基优选为以CnF2n+1-(其中，n为4 16的整数)所表示的基，特别优选n为6 12的整数时的所述基。全氟烷基可为直链结构亦可为分支结构，优选为直链结构。另外，疏水性基可列举具有不含氟原子的-CH2CH3、-CH (CH3) 2、-C (CH3) 3等末端结构的基。在这种情况下，为了使分子链彼此之间容易配向，亦优选碳链长度较长的基，更优选碳数为4以上的基。疏水性基可为直链结构亦可为分支结构，优选为直链结构。上述烷基亦可含有被卤素原子、氰基、苯基、羟基、羧基或者碳数为I 12的直链、分支链或环状的烷基或烷氧基取代的苯基。在侧链具有疏水性基的高分子材料可列举包含聚酰亚胺的高分子材料。本实施形态中所使用的溶剂可列举乙醇、甲醇、丙醇等醇类溶剂，乙二醇、丙二醇、二乙二醇等二醇类溶剂，2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2- 丁氧基乙醇等溶纤剂类溶剂等。标记形成部12是在具有上述亲疏水性转换功能的膜80上,例如是如图2(b)所示那样在基板Z的膜80上，在矩形状的图案形成区域S的外缘的四角落形成有对准标记M(标记图案)。标记形成部12包括标记曝光部22与标记印刷部28，且标记曝光部22设于搬送方向D的上游侧。标记曝光部22包括光源24、形成有规定的标记图案状的开口部的掩模26。光源24是可对膜80照射能够从斥液性变化为亲水性的波长的光的光源。能够从斥液性变化为亲水性的波长的光因膜80的组成而异，该光源24使用例如可照射波 长为300 (nm) >365 (nm) >405 (nm)等的紫外线区域的光的光源。掩模26形成有例如圆环状的开口部。由此而对膜80进行圆环状曝光。掩模26的开口部的形状是对准标记M的形状(标记图案)。在标记曝光部22中，为了在曝光时使掩模26密接于基板Z的膜80的表面80a (参照图2(a))上，设置有可相对于基板Z而相接或离开的升降机构(未图示)。标记印刷部28是在曝光了成为对准标记M的标记图案的曝光区域、于本实施形态中为进行了圆环状曝光的曝光区域中印刷可视化油墨，形成对准标记M的装置。另外，标记印刷部28只要可对曝光了标记图案的曝光区域供给可视化油墨，则并不特别限定印刷方式。例如，可使用喷墨、丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷。而且，于以覆盖标记图案的曝光区域的整个区域的方式而进行整体印刷的情况时，亦可使用±2_左右的粗的对准位置精度。标记印刷部28中所使用的用以形成对准标记M的可视化油墨，为了在检测对准标记M时不在膜80上产生不需要的亲疏水转换，可使用吸收或反射并不使膜80的亲疏水性产生变化的波长的光的油墨。因此，根据膜80产生亲疏水转换的波长而适宜选择可视化油墨，例如使用反射或吸收波长为500nm以上的光的油墨。另外，可视化油墨例如可使用水溶性油墨或金属油墨。以下，对用以形成对准标记M的可视化油墨加以具体说明。用以形成对准标记M的可视化油墨(标记材料)可使用包含染料或颜料的油墨。颜料存在有包含难溶性色素的有机颜料、有机色素与多价金属离子键结而成的色淀颜料等，有机色素部分可列举偶氮色素、蒽醌染料、酞菁色素等。例如，铜酞菁中取代了 3个磺酸而成者的钠盐(酞菁染料Lionol Blue GS)的吸收最大波长(摩尔吸光系数)为639nm&660nm(35000)。染料存在有水溶性染料、油溶性染料，水溶性染料多使用于色素分子中具有磺酸基或羧酸基等亲水性基的水溶性染料。染料的分子结构的基本骨架存在有偶氮染料、蒽醌染料、酞菁染料、花青染料、氧喏染料、苯乙烯基染料、三芳基甲烷染料等。花青染料、氧喏染料的吸光系数大，因此即使在低的浓度下视认性亦高。因此，可视化油墨优选使用水溶性油墨(水溶性染料)。此种染料例如有下述化学式I 化学式4所表示的染料I 染料4。该些染料可溶于水，各染料的吸收最大波长(摩尔吸光系数)如下所示。各染料I 染料4(化学式I 化学式4)即使于吸收最大波长的前后25nm中也具有吸收峰值的约50%程度的吸收强度。染料I (化学式 I) 552nm(65000)
染料2(化学式 2) 644nm(104000)染料3(化学式 3) 550nm(63000)染料4 (化学式 4) 747nm(260000)[化I]
权利要求
1.一种图案形成装置，其是在基板上形成规定图案的图案形成装置，其特征在于包括 标记曝光部，对于所述基板上所形成的包含斥液剂的膜曝光出成为对准标记的标记图案；以及 < > 标记印刷部，在所述标记图案的曝光区域印刷可视化油墨，形成所述对准标记。
2.根据权利要求I所述的图案形成装置，其特征在于还包括 标记检测部，对印刷所述可视化油墨而成的所述对准标记进行检测，获得所述对准标记的位置信息； 调整部，基于所述对准标记的位置信息，改变所述膜上所形成的图案的位置或者改变所述基板的位置，从而调整形成所述图案的位置；以及图像形成部，在所述基板的所述膜上形成图案。
3.根据权利要求2所述的图案形成装置，其特征在于， 所述图像形成部包括所述膜中的使图案形成区域成为亲水性的曝光部、以及在成为亲水性的所述图案形成区域进行印刷的印刷部。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的图案形成装置，其特征在于， 所述可视化油墨是吸收或反射并不使所述膜的亲疏水性变化的波长的光的油墨。
5.根据权利要求4所述的图案形成装置，其特征在于， 所述可视化油墨是水溶性油墨或金属油墨。
6.一种图案形成方法，其是在基板上形成规定图案的图案形成方法，其特征在于包括 对于所述基板上所形成的包含斥液剂的膜曝光出成为对准标记的标记图案的步骤；以及 在所述标记图案的曝光区域印刷可视化油墨，形成所述对准标记的步骤。
7.根据权利要求6所述的图案形成方法，其特征在于还包括 对印刷所述可视化油墨而成的所述对准标记进行检测，获得所述对准标记的位置信息的步骤； 基于所述对准标记的位置信息，改变所述膜上所形成的图案的位置或者改变所述基板的位置，从而调整形成所述图案的位置的步骤；以及在所述基板的所述膜上形成图案的步骤。
8.根据权利要求6或7所述的图案形成方法，其特征在于， 在所述膜上形成图案的步骤包括使所述膜中的图案形成区域成为亲水性的步骤、以及在成为亲水性的所述图案形成区域进行印刷的步骤。
全文摘要
本发明提供一种可在包含斥液剂的膜上形成对准标记的图案形成装置及图案形成方法。一种在基板上形成规定图案的图案形成装置，其包括标记曝光部，对于基板上所形成的包含斥液剂的膜曝光出成为对准标记的标记图案；标记印刷部，在标记图案的曝光区域印刷可视化油墨，形成对准标记；还包括标记检测部，检测对准标记而获得对准标记的位置信息；调整部，基于对准标记的位置信息而改变膜上所形成的图案的位置或者改变基板的位置，从而调整形成图案的位置；图像形成部，在膜上形成图案。
文档编号B41M5/00GK102736437SQ20121004468
公开日2012年10月17日 申请日期2012年2月24日 优先权日2011年3月31日
发明者菊池浩明 申请人:富士胶片株式会社