(57)【要約】【課題】フレキシブルカラーフィルター等の樹脂フィルムにパターンを形成する技術において、パターンのトータルピッチ、および座標位置精度は非常に重要である。しかし同時に、ガラス材に比べて精度が出しにくいという欠点を持つ。【解決手段】本発明は、樹脂フィルムが熱や応力に敏感であることを逆に利用し、樹脂フィルムに歪みを発生させることによって、トータルピッチ、座標位置精度を向上させるものである。具体的には、多孔質からなる吸着ステージに分割ブロックを複数個配置し、これらのブロックに独立の応力、または熱を印加することによって、多孔質吸着ステージに歪みを発生させ、これによって、吸着される樹脂フィルムに所望の歪みを発生させるものである。この吸着ステージを利用することによって、歪んだパターンの座標位置を設計値に近づけることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも多孔質材の面状の板からなる吸着ステージであって、
露光、印刷、転写に類ずる処理を実施する工程において、被処理材を吸着する面とは反対側の面に複数の分割された領域を規則的に配列するものであり、これらの領域ごとに少なくとも応力または温度のいずれかを設定する手段を備えている吸着ステージ。
【請求項２】
前記吸着ステージは多孔質材を面状の板に加工されたものであることを特徴とする請求項１記載の吸着ステージ。
【請求項３】
前記吸着ステージは、複数の面状の板に加工された多孔質材を面方向に並べて接続してなるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着ステージ。
【請求項４】
前記吸着ステージは、複数の面状の板に加工された多孔質材を面方向に並べ、球体又は楕円体を介して、お互い接続されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着ステージ。
【請求項５】
多孔質材の面状の板を備えた吸着ステージに基材を吸着させながら、基材上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記吸着ステージを複数の領域に分割し、
応力、温度の少なくとも１つ以上が前記領域ごとに異なるようにすることにより、前記領域ごとに前記多孔質材の面状の板に微小な歪みを発生させ、そのことにより前記基材の歪みを補正することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
前記吸着ステージの面内で領域ごとに独立に回転方向に応力を加えることにより、応力を加えることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記吸着ステージは、複数の面状の板に加工された多孔質材を面方向に並べたものであり、球体又は楕円体を介して、お互い接続されていて、この球体又は楕円体を回転させることによってブロック間隔を広げたり、狭めたりすることにより、応力を加えることにより行なわれることを特徴とする請求項６に記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄い樹脂フィルムに、露光、または転写、印刷により、パターンを形成する技術に関する。より具体的には、フィルム状のカラーフィルタ、配線基板、TFT、有機エレクトロルミネッセンスを製造する際に用いるフォトリソグラフィ技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイは薄型化の一途をたどり、ガラス基板に０．３ｍｍ厚のものを使ったパネル等が登場している。
また、これまで液晶表示方式が主流だったが、新たな表示デバイスである有機ＥＬや電子ペーパー等が誕生し、表示品質も向上しつつある。薄型化だけではなく、湾曲させることが可能なフレキシブルディスプレイも注目され始め、特に電子ペーパーはその技術に特化した表示デバイスと言える。
【０００３】
湾曲させるためには、ガラス基材ではなく、樹脂フィルムを使う必要がある。樹脂フィルムを使うことによって、ガラスでは不可能だったフレキシブル性を付加することができる。
しかし、樹脂フィルムにＴＦＴパターンやカラーフィルターパターンを形成することは非常に困難である。樹脂フィルムがガラスのように平板形状を維持していないため、コーティング、露光、印刷、転写等の処理においては、ステージに吸着させて平坦面を形成しなくてはならない。
【０００４】
また、樹脂フィルムを吸着すると、吸着穴でフィルムが凹んでしまうため、上記処理時にムラとなる問題も抱えている。このため、樹脂フィルムを処理する吸着するステージには多孔質材が多く使われる。これは吸着表面に無数の孔が設けられたもので、これにより上記処理におけるムラを回避することができる。この多孔質材には金属製、セラミックス製、フッ素樹脂製等、様々な材質のものが存在する。
【０００５】
一方、樹脂フィルムの抱える課題として、形成されたパターニングの座標位置精度の問題がある。ガラス基板と異なり、樹脂フィルムは応力、熱、湿度等に影響されて歪みを発生しやすいためである。特に応力の影響は大きく、吸着ステージにおける吸着の強さ等の分布がダイレクトに座標位置ずれに反映されてしまう。
また、吸着ステージに限らず、パターニング工程に関わる装置特有の癖が座標位置ずれとして現れる場合が多い。パターンの座標位置ズレはパネル化工程における大きな不良となる。
露光装置側で位置ズレを計測して、補正を行う技術も知られているが（特許文献１）、樹脂フィルムのようにフレキシブルな基材を用いた際には十分な効果を奏さなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２８３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、
フィルム状の基材にパターンを形成する際に、位置ずれの影響を可能な限り小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明者らが鋭意研究を行なった結果、以下のような発明に至った。
（請求項１）
少なくとも多孔質材の面状の板からなる吸着ステージであって、
露光、印刷、転写に類ずる処理を実施する工程において、被処理材を吸着する面とは反対側の面に複数の分割された領域を規則的に配列するものであり、これらの領域ごとに少なくとも応力または温度のいずれかを設定する手段を備えている吸着ステージ。
（請求項２）
前記吸着ステージは多孔質材を面状の板に加工されたものであることを特徴とする請求項１記載の吸着ステージ。
（請求項３）
前記吸着ステージは、複数の面状の板に加工された多孔質材を面方向に並べて接続してなるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着ステージ。
（請求項４）
前記吸着ステージは、複数の面状の板に加工された多孔質材を面方向に並べ、球体又は楕円体を介して、お互い接続されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着ステージ。
（請求項５）
多孔質材の面状の板を備えた吸着ステージに基材を吸着させながら、基材上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記吸着ステージを複数の領域に分割し、
応力、温度の少なくとも１つ以上が前記領域ごとに異なるようにすることにより、前記領域ごとに前記多孔質材の面状の板に微小な歪みを発生させ、そのことにより前記基材の歪みを補正することを特徴とするパターン形成方法。
（請求項６）
前記吸着ステージの面内で領域ごとに独立に回転方向に応力を加えることにより、応力を加えることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成方法。
（請求項７）
前記吸着ステージは、複数の面状の板に加工された多孔質材を面方向に並べたものであり、球体又は楕円体を介して、お互い接続されていて、この球体又は楕円体を回転させることによってブロック間隔を広げたり、狭めたりすることにより、応力を加えることにより行なわれることを特徴とする請求項６に記載のパターン形成方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は以上の構成であるから、以下に示す如き効果がある。すなわち、この発明によれば、吸着された被処理材に、領域ごとに適切な方向、適切な部分に、基材自身の歪みと反対の必要な歪みを発生させることができた。
【００１０】
また、この発明によれば、多孔質材に配列するブロック（分割された領域）は、多孔質材自体を加工することによって形成するもので、ブロックを接着して形成する場合に危惧される接着面でのずれ、破損等を回避することができる上、精度良く歪み補正をすることができた。
【００１１】
また、この発明によれば、多孔質材に配列するブロックは、多孔質材に別のブロックを接着して形成することによって、安易に、および安価でブロックを配列させることができた。
【００１２】
また、この発明によれば、吸着ステージの領域ごとの間には、球体又は楕円体からなる治具が１つ以上具備されており、これを回転させることによってブロック間隔を広げたり、狭めたりすることが可能な機能を持つもので、これによってパターンのＸ方向とＹ方向を自在に伸縮させて歪み補正することができる。
【００１３】
また、この発明によれば、応力型列ブロックには、ステージ面内で各々のブロックを独立に回転させる機能を持つもので、これにより前記Ｘ方向、Ｙ方向の伸縮とは別に、局所的な細かい歪み補正を行うことができる。
【００１４】
また、この発明によれば、少なくとも多孔質材の板を有する吸着ステージであって、露光、印刷、転写に類ずる処理を実施する工程において、被処理材を吸着する面とは反対側の面に複数の分割されたブロックを規則的に配列するものであり、これらのブロックにそれぞれ独立の応力、または温度、もしくは両方を加えることによって、多孔質材の面内に微小な変形、歪みを発生させることにより、歪みを補正することによって、形成パターンのある方向、ある部分において再現を持って発生する座標位置ズレを所望の座標位置に補正することができる。
【００１５】
また、請求項９に係わる発明によれば、上記吸着ステージ及び歪み補正方法を用いてパターンを形成することによって、例えばカラーフィルターやＴＦＴパターンの製造において、を歪みの少ない高精度なパターンを形成可能となり、両者をズレ無く貼りあわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】多孔質吸着ステージの展開図  ａ  上から見た多孔質吸着ステージ  ｂ  横から見た多孔質吸着ステージ  ｃ−１  下から見た多孔質吸着ステージ  ｃ−２  下から見た多孔質吸着ステージの拡大図  ｄ    楕円体に替わる歪み発生体
【図２】多孔質吸着ステージの使用例
【図３】座標位置補正の効果  ａ  補正前  ｂ  補正後
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明における吸着ステージを使って、樹脂フィルムに形成するパターンの座標位置を補正する方法について説明する。
【００１８】
図１は本発明における吸着ステージの展開図を示したものである。図１−ａ）は上から見た図であり多孔質ステージの側面に真空吸引口を具備し、多孔質ステージ表面で樹脂フィルムを吸着する機構となっている。
【００１９】
多孔質材は、金属、セラミックス、樹脂等様々な素材から選定することができるが、本発明ではその素材を限定するものではない。応力歪みにより補正を行う場合は、歪みの発生しやすい樹脂や金属が適しており、熱歪により補正を行う場合は金属が適している。
【００２０】
図１−ｂ）は吸着ステージの側面図であり、図１−ｃ）は吸着ステージを下から見た図である。吸着ステージの下面には複数のブロックが配列されている。
【００２１】
ブロックの数は２つ以上とし、数は限定するものではないが、Ｘ方向、Ｙ方向の補正を行うためには、上下左右２つずつ、計４つ以上配置することが望ましい。
【００２２】
ブロックに応力、または熱を印加することによって吸着ステージに歪を発生させるものであり、多孔質自体の削りだし成型、もしくは多孔質材へのブロック接着の方法がある。応力、熱の印加どちらに限らず、多孔質自体の削りだしにより成型することが望ましい。これは、ブロックに応力、または熱を加えて発生させた歪を、直に多孔質材に伝えるためであり、耐久性が良好であるだけでなく、歪補正精度も高くなる。
【００２３】
熱を印加する場合、各ブロックを異なる温度にすることによって多孔質材に歪を発生させることができる。例え吸着ステージを全体に大きく拡大したい場合は、全ブロックの温度を高くすれば良い。また、局所的に拡大したい場合は、その場所のブロックを中心に高い温度を印加すればよい縮小したい場合は温度を低くする必要があるが、常温よりも低くする場合は冷却機能を搭載する必要がある。例えばブロック内に冷却管を具備し、冷却管を通る冷却水と加温のバランスにより、室温以下の温度から高温に至るまでをカバーすることができる。
【００２４】
樹脂フィルムの場合、熱膨張係数が大きいため、小さな温度変化でも歪を発生させることができる。また高温や室温以下の場合は等温保持が難しくなるため、設定温度領域は２３℃〜３０℃程度が望ましい。
【００２５】
図１の６は、ブロック間に楕円体を設置したものであり、７の回転軸を回すことによって、この楕円体を回転することができる。この楕円体を８の方向に回転させることによって、ブロック間は広がり、すべての楕円体を８の方向に回転させれば、吸着ステージを全体に拡大することができきる。逆に９の方向に回転させることによって、吸着ステージを全体に縮小させることができる。
【００２６】
楕円体のニュートラル位置は任意に決めることができるが、８の方向に回転すれば拡大し、９の方向に回転すれば縮小する位置が望ましい。例えば楕円の長軸方向がブロックの溝と完全に平行な位置をニュートラルとすると、９の方向に回転させたときに応力を緩和させることができず、歪みが発生しない。
【００２７】
局所的に歪を発生したい場合は、熱を印加する場合と同様、拡大、または縮小させたい位置のみで楕円体を回転させれば良い。
【００２８】
図では楕円体を回転させることによって歪みを発生させているが、楕円体に限定するものではない。例えば、図１−ｄ）に示す通り、１２のギアを１５の方向に回転させることによって、１３のギアと１４のギアを１６、１７の方向に回転され、１３と１４のギアにはネジ山が形成されているため、両サイドのブロック４同士の間隔が狭くなる。このように図１−ａ〜ｃに示すような楕円体でなくても多孔質に歪みを発生させることはできる。
【００２９】
図１の５はブロック自体を回転させることのできる分割ブロック回転軸である。これを正転、または逆転させることによって、Ｘ、Ｙ方向の拡大縮小のみではなく、より詳細な補正を実現することができる。
【００３０】
図２は実際の多孔質吸着ステージを具体的に使用する場合の概略図を示したものである。樹脂フィルム２０は１８から巻き出され、１９で巻き取られる。２１は処理体であり、露光装置や印刷装置、パターン転写装置等である。１の吸着ステージに樹脂フィルムが吸着された後、処理体によってパターンが形成される。
【００３１】
前述の応力歪を利用する場合、吸着ステージへの応力印加は吸着後に行う。これによって、発生したステージの歪は、即ち吸着された樹脂フィルムの歪となる。吸着を解除すれば樹脂フィルムの歪は元にもどり、これによって所望の箇所を所望の量だけ座標位置補正することができる。
【００３２】
樹脂フィルムの吸着を解除した後は、多孔質ステージに印加した応力を解除し、ニュートラル状態に戻す。順次この動作を繰り返すことによって同一の歪補正を加えた樹脂フィルムパターンを量産することができる。
【００３３】
前述の熱歪を利用する場合は、ブロックに継続的に熱を印加すれだけで良い。これは、吸着を解除してステージから樹脂フィルムを離すことによって、温度は常温に戻るためである。ただし、樹脂フィルムをステージ吸着して、温度が定常に達するまでには時間を要するため、吸着からパターニング処理を開始するまでの時間はプロセスパラメータとして管理する必要がある。
【実施例】
【００３４】
実施形態に沿った具体的な吸着ステージ検証結果について説明する。本検証においては、第１の樹脂フィルムにカラーフィルターパターンを形成し、これを第２の樹脂フィルムに転写する工程において本願の内容を展開した。
【００３５】
処理体はカラーフィルターパターンが転写された第１の樹脂フィルムであり、パターンにはＸ，Ｙ方向それぞれ１３ポイントの座標位置が測定できる設計とした。
【００３６】
吸着ステージにはテフロン（登録商標）からなる多孔質材を使用し、ブロックは接着型とし、Ｘ方向に１０分割、Ｙ方向に１０分割のものを作製した。
【００３７】
ステージを歪ませる方法としては応力歪方式を採用した。図１に示すものと同じように各ブロック間に１つの楕円体を設置し、サーボモーターで正方向、負方向に回転できる装置を作った。
【００３８】
図３−ａ）は補正せずに転写を行った場合のパターン転写結果である。破線が設計値であるのに対し、マーカーと実線が実測の結果を示したものである。破線の交点とマーカーとの差が設計値とのズレを示し、面全体が撓んだ形状となっていることが分る。
【００３９】
図３−ｂ）はａ）の結果を受けて本願の歪み補正機構を展開した結果である。十分ではないが、実測値が設計値に近づいたことが分る。
【００４０】
以上の結果より、多孔質吸着ステージに歪み補正機構により。樹脂フィルムに形成するパターンを理想の形状に補正することが可能であるとが分った。
【符号の説明】
【００４１】
０…吸着ステージ
１…多孔質吸着板
２…シールフレーム
３…真空吸引口
４…分割ブロック
５…分割ブロック回転軸
６…楕円体
７…楕円体回転軸
８…楕円体回転正方向
９…楕円体回転負方向
１０…分割ブロック回転正方向
１１…分割ブロック回転負方向
１２…歪み調整ギア１
１３…歪み調整ギア２
１４…歪み調整ギア３
１５…歪み調整ギア１回転正方向
１６…歪み調整ギア２回転正方向
１７…歪み調整ギア３回転正方向
１８…樹脂フィルム巻き出しロール
１９…樹脂フィルム巻き取りロール
２０…樹脂フィルム
２１…処理体
【図２】
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【図１】
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【図３】
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