(57)【要約】  本発明の実施形態は、アクティブアラインメント（ａｃｔｉｖｅ  ａｌｉｎｇｍｅｎｔ）を用いた、フレキシブル基板上のマスクレスリソグラフィー（ｍａｓｋｌｅｓｓ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）のための装置及び方法に関する。一実施形態では、リソグラフィー装置は、中心軸の周りで回転可能な円筒形状のローラーであって、円筒形状の基板支持表面上でフレキシブル基板を移送するように構成された、円筒形状のローラーを含む。各々が画像センシング装置及び画像プリンティング装置を含む、複数のプリンティングユニットは、基板支持表面と向き合うように配置され得る。複数のプリンティングユニットは、フレキシブル基板が連続的に移送される際に、フレキシブル基板上に事前に存在するパターン及び／又はマーカーの画像を捉え、各プリンティングユニットに対する露光パターンが、捉えられた画像にしたがって「オンザフライ（ｏｎ‐ｔｈｅ‐ｆｌｙ）」で調整され、したがって、アクティブアラインメントを達成し得る。【選択図】図１Ａ
2016535300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィー装置であって、
中心軸の周りで回転可能な円筒形状のローラーであって、円筒形状の基板支持表面上でフレキシブル基板を移送するように構成された、円筒形状のローラーを備えた、基板移送アセンブリ、及び
複数のプリンティングユニットを備えた画像プリンティングアセンブリであって、前記複数のプリンティングユニットの各々が、前記基板支持表面と向き合うように配置され、前記複数のプリンティングユニットが、前記基板支持表面と同心な円弧を形成する、画像プリンティングアセンブリを備える、装置。
【請求項２】
前記複数のプリンティングユニットが、前記円筒形状のローラーの前記中心軸と実質的に平行な１以上の列を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数のプリンティングユニットが、前記円筒形状のローラーの前記中心軸と実質的に平行な複数の列を形成し、各列が多数のプリンティングユニットを備え、前記複数の列内の前記プリンティングユニットが互いにずれた様式で配置される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記画像プリンティングアセンブリが、
フレーム、及び
前記フレーム上に取り付けられた、前記円筒形状のローラーの前記中心軸と実質的に平行な、複数のガイドバーであって、各ガイドバーがプリンティングユニットの１つの列を支持する、複数のガイドバーを更に備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
各列内の前記多数のプリンティングユニットが、等しい間隔で配置される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記画像プリンティングアセンブリが、
フレーム、及び
前記フレーム上に取り付けられた、前記円筒形状のローラーの前記中心軸と実質的に平行な、１以上のガイドバーであって、前記複数のプリンティングユニットが、前記１以上のガイドバーに対して移動可能な状態で結合されている、１以上のガイドバーを更に備える、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
リソグラフィックパターニングのための装置であって、
フレキシブル基板を連続的に基板支持表面上で移動させるための基板移送アセンブリ、
プリンティング領域を覆うように配置された複数のプリンティングユニットを備えた画像プリンティングアセンブリであって、前記複数のプリンティングユニットの各々が、
画像センシングデバイス、及び
画像プリンティングデバイスを備えた、画像プリンティングアセンブリ、並びに
前記画像プリンティングアセンブリに接続されたコントローラであって、前記複数のプリンティングユニットの各々に対して、
前記画像センシングデバイスによって捉えられた次のプリンティング領域の画像を受信及び解析することと、
前記次のプリンティング領域の１以上の特性を決定することと、
ターゲットパターン及び前記次のプリンティング領域の前記１以上の特性から露光パターンを生成することと、
前記露光パターンを前記プリンティングユニットの前記画像プリンティングデバイスへ送ることとを実行するように構成された、コントローラを備える、装置。
【請求項８】
前記基板移送アセンブリが、中心軸の周りで回転可能な円筒形状のローラーであって、円筒形状の基板支持表面上でフレキシブル基板を移送するように構成された、円筒形状のローラーを備え、前記複数のプリンティングユニットが、前記基板支持表面の半径方向外側の円弧を形成する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記複数のプリンティングユニットのプリンティング領域が、前記フレキシブル基板の全体幅を覆うように、前記複数のプリンティングユニットが配置される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数のプリンティングユニットが、前記中心軸に平行な複数の列内に配置され、各列が、多数のプリンティングユニットを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
各列内の前記多数のプリンティングユニットが等しい間隔で配置され、前記プリンティングユニットが列毎にずれて配置される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
マスクレスリソグラフィーを実行するための方法であって、
円筒形状の基板支持表面を覆うように配置された複数のプリンティングユニットに対して、フレキシブル基板を連続的に前記円筒形状の基板支持表面上で移動させること、
前記複数のプリンティングユニットの各々に対して、前記フレキシブル基板上の次のプリンティング領域の画像を捉えること、
前記捉えられた画像から前記次のプリンティング領域の１以上の特性を決定すること、
ターゲットパターン及び前記次のプリンティング領域の前記１以上の特性から露光パターンを生成すること、並びに
対応する前記プリンティングユニットを使用して、前記次のプリンティング領域上に前記露光パターンをプリンティングすることを含む、方法。
【請求項１３】
１以上の特性を決定することが、前記ターゲットパターンに関する前記フレキシブル基板上の前記次のプリンティング領域の位置を特定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記位置を特定することが、前記捉えられた画像内で示された事前に存在するパターンにしたがって、又は前記捉えられた画像内で示されたマーカーにしたがって、前記位置を決定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記フレキシブル基板のバンドが前記複数のプリンティングユニットを通過した後で、前記フレキシブル基板を後方へ逆移動させること、
中心軸の方向に沿って前記複数のプリンティングユニットの位置を調整し、前記複数のプリンティングユニットを、前記バンド内のプリントされていない領域に位置合わせすること、並びに
前記移動させること、前記捉えること、前記決定すること、前記生成すること、及び前記プリンティングすることを、繰り返すことを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、広くは、リソグラフィックパターニング（ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）のための装置及び方法に関する。特に、本発明の実施形態は、フレキシブル基板上のリソグラフィックパターニングのための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー／プラスチック基板、金属箔基板などのフレキシブル基板は、ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、及び太陽電池などの様々な用途のためのフレキシブル回路を製造するために使用される。しかしながら、フレキシブル基板上に形成された事前に存在するパターン内に避けがたく且つ予測不能な歪が存在する、既存のパターニングされた層の上端上に、精密に配置されたパターン画像を形成することは問題を含んでいる。既存のパターン内の歪は、フレキシブル基板材料内の固有の不均等性及び不安定性によるものである。そのような材料は、堆積、露光／パターニング、及びエッチングの連続の間に、繰り返し不可能且つ不均等なやり方で伸縮する。結果として、従来のリソグラフィーを使用して層と層との重なりの精度を維持することは、困難であり、細かい形状制御はほとんど不可能である。
【０００３】
今日まで、プラスチック基板上でパターニングする幾つもの手段が存在し、成功したものも成功しなかったものもあるが、それらは常に何らかの性能の妥協を被ってきた。プラスチックのロール材料基板上で多数の層をパターニングする１つの手段は、「ＳＡＩＬ」（自己整合インプリントリソグラフィー）技術を使用することである。ＳＡＩＬは、デザインルールを幾らか妥協するのみならず、更に、形成され得るパターンも制限され、ユーザが最終製品のデザインを限定することを強いる。別の１つの手段は、ロールを個別のプラスチックシートへと切断し、それらを、例えば、ガラス又は金属などの安定な基板材料に積層させ、その後、積層された材料を処理し、処理が完全に完了したらそれらを薄い層に剥離させる。しかしながら、切断、積層、処理、及び剥離は、余剰なステップにおける費用及び非効率、並びに剥離に関連する歩留りの損失を増大させた。別の１つの手段は、単にデザインルールを妥協し、大きなオーバーレイマージンを有する、より低い程度のディスプレイ品質を受け入れることである。しかしながら、デザインルールを妥協することは、高解像度に対する増大している需要を満足させることができない。
【０００４】
したがって、フレキシブル基板上のリソグラフィーパターニングのための改良された装置及び方法が必要である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施形態は、アクティブアラインメント（ａｃｔｉｖｅ  ａｌｉｎｇｍｅｎｔ）を用いた、フレキシブル基板上のマスクレスリソグラフィー（ｍａｓｋｌｅｓｓ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）のための装置及び方法に関する。
【０００６】
本発明の一実施形態は、リソグラフィー装置を提供する。リソグラフィー装置は、中心軸の周りで回転可能な円筒形状のローラーであって、円筒形状の基板支持表面上でフレキシブル基板を移送するように構成された、円筒形状のローラーを備えた、基板移送アセンブリ、及び複数のプリンティングユニットを備えた画像プリンティングアセンブリを含む。複数のプリンティングユニットの各々は、基板支持表面と向き合うように配置され、複数のプリンティングユニットは、基板支持表面と同心な円弧を形成する。
【０００７】
本発明の別の一実施形態は、リソグラフィックパターニングのための装置を提供する。装置は、フレキシブル基板を連続的に基板支持表面上で移動させるための基板移送アセンブリ、プリンティング領域を覆うように配置された複数のプリンティングユニットを備えた画像プリンティングアセンブリ、及び画像プリンティングアセンブリに接続されたコントローラを含む。複数のプリンティングユニットの各々は、画像センシングデバイス、及び画像プリンティングデバイスを含む。コントローラは、複数のプリンティングユニットの各々に対して、画像センシングデバイスによって捉えられた次のプリンティング領域の画像を受信すること及び解析すること、次のプリンティング領域の１以上の特性を決定すること、ターゲットパターン及び次のプリンティング領域の１以上の特性から露光パターンを生成すること、並びに露光パターンをプリンティングユニットの画像プリンティングデバイスに送ることを実行するように構成される。
【０００８】
本発明の更に別の一実施形態は、マスクレスリソグラフィーを実行するための方法を提供する。方法は、円筒形状の基板支持表面を覆うように配置された複数のプリンティングユニットに対して、フレキシブル基板を連続的に円筒形状の基板支持表面上で移動させることと、複数のプリンティングユニットの各々に対して、フレキシブル基板上の次のプリンティング領域の画像を捉えることと、捉えられた画像から次のプリンティング領域の１以上の特性を決定することと、ターゲットパターン及び次のプリンティング領域の１以上の特性から露光パターンを生成することと、対応するプリンティングユニットを使用して次のプリンティング領域上に露光パターンをプリンティングすることとを含む。
【０００９】
本発明の上述のような特徴が詳細に理解され得るように、上記で簡単に概説した本発明のより具体的な記載が、実施形態を参照することによって得られ、これら実施形態の幾つかは添付の図面で示される。しかしながら、発明は他の等しく有効な実施形態も許容し得るため、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、リソグラフィー装置の概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのリソグラフィー装置の概略前面図である。
【図１Ｃ】図１Ａのリソグラフィー装置の部分的な平坦にされた側面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃの拡大された部分である。
【図２Ａ】プリンティングユニットの第１の列の動作を示す、図１Ａのリソグラフィー装置の概略部分斜視図である。
【図２Ｂ】プリンティングユニットの第２の列の動作を示す、図１Ａのリソグラフィー装置の概略部分斜視図である。
【図２Ｃ】プリンティングユニットの最後の列の動作を示す、図１Ａのリソグラフィー装置の概略部分斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による、プリンティングユニットの概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による、方法を示すフローチャートである。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、リソグラフィー装置の概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのリソグラフィー装置の概略前面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態で開示する要素は、具体的な記述がなくとも、他の実施形態で有益に利用できることが企図されている。
【００１２】
本発明の実施形態は、アクティブアラインメント（ａｃｔｉｖｅ  ａｌｉｎｇｍｅｎｔ）を用いた、フレキシブル基板上のマスクレスリソグラフィー（ｍａｓｋｌｅｓｓ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）のための装置及び方法に関する。本発明の実施形態によるリソグラフィー装置は、パターニングにおける非常に局所的な（２、３ミリメートル以下の範囲内の）調整を可能にし、基板上に事前に存在するパターン内の変形／歪を埋め合わせる。
【００１３】
一実施形態では、リソグラフィー装置は、中心軸の周りで回転可能な円筒形状のローラーであって、円筒形状の基板支持表面上でフレキシブル基板を移送するように構成された、円筒形状のローラーを含む。各々が画像センシング装置及び画像プリンティング装置を含む、複数のプリンティングユニットが、基板支持表面と向き合うように配置され得る。複数のプリンティングユニットは、フレキシブル基板が連続的に移送される際に、フレキシブル基板上に事前に存在するパターン及び／又はマーカーの画像を捉え、各プリンティングユニットに対する露光パターンが、捉えられた画像にしたがって「オンザフライ（ｏｎ‐ｔｈｅ‐ｆｌｙ）」で調整され、したがって、アクティブアラインメントを達成し得る。
【００１４】
図１Ａは、本発明の一実施形態による、リソグラフィー装置１００の概略断面図である。図１Ｂは、リソグラフィー装置１００の概略前面図である。リソグラフィー装置１００は、ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、太陽電池、及びそれらと同様なものなどの、フレキシブル回路を形成するために使用されるフレキシブル基板上に、マスクデータパターンを付ける。リソグラフィー装置１００は、基板移送アセンブリ１１０及び画像プリンティングアセンブリ１２０を含む。基板移送アセンブリ１１０は、画像プリンティングアセンブリ１２０に対してフレキシブル基板１０２を移動させ、一方で、画像プリンティングアセンブリ１２０は、フレキシブル基板１０２上にパターンをプリントする。システムコントローラ１４０が、画像プリンティングアセンブリ１２０及び基板移送アセンブリ１１０に接続され、基板１０２上に１以上のパターンの層をプリンティングすることを容易にし得る。
【００１５】
基板移送アセンブリ１１０は、円筒形状のローラー１１２、及び中心軸１１６の周りで円筒形状のローラー１１２を回転させるように構成された駆動ユニット１１４を含み得る。円筒形状のローラー１１２の外側表面は、基板支持表面１１８を形成する。動作の間に、フレキシブル基板１０２は、基板支持表面１１８に接触し、基板支持表面１１８によって支持される。特に、画像プリンティングアセンブリ１１０によってプリントされているフレキシブル基板１０２の部分は、基板支持表面１１８によって支持される。
【００１６】
画像プリンティングアセンブリ１２０は、各々が基板支持表面１１８と向き合うように配置された、複数のプリンティングユニット１２２を含む。複数のプリンティングユニット１２２の各々は、基板支持表面１１８上に支持されたフレキシブル基板１０２の対応する領域の画像を検出し、検出された画像にしたがって生成されたパターンをフレキシブル基板１０２上にプリントするように構成される。複数のプリンティングユニット１２２の各々は、基板支持表面１１８に対して固定された距離１２６を保つように配置される。プリントされている間に、フレキシブル基板１０２は基板支持表面１１８と接触するので、フレキシブル基板１０２の任意の歪は、フレキシブル基板１０２と複数のプリンティングユニット１２２の各々との間の距離の歪をもたらさず、したがって、深さの領域における誤差を低減させることによってプリントされた画像の品質を改良する。
【００１７】
一実施形態では、基板支持表面１１８上の対応する領域に対する固定された距離１２６は、複数のプリンティングユニット１２２に対して実質的に同じであり、それによって、複数のプリンティングユニット１２２が、基板支持表面１１８に対して同心な円筒形状面内に配置される。
【００１８】
一実施形態では、複数のプリンティングユニット１２２が、複数の列１２４１〜１２４ｎを形成する。各列１２４１〜１２４ｎは、円筒形状のローラー１１２の中心軸１１６と平行な方向に沿って直線的に配置された多数のプリンティングユニット１２２を含む。複数の列１２４１〜１２４ｎは、互いに平行に配置される。各列１２４１〜１２４ｎ内の多数のプリンティングユニット１２２は、等しい間隔で配置され得る。各列１２４１〜１２４ｎ内のプリンティングユニット１２２の数は、同じであり得る。複数の列１２４１〜１２４ｎの間で、プリンティングユニット１２２は、中心軸１１６に平行な軸方向に沿って互いにずれた様式で配置され得る。複数の列１２４１〜１２４ｎの互いにずれた配置は、各プリンティングユニット１２２が、フレキシブル基板１０２上の異なる領域上にプリントすることを可能にし、プリンティングユニット１２２の複数の列１２４１〜１２４ｎが、フレキシブル基板１０２を横断する全体のストリップを覆う。
【００１９】
一実施形態では、複数のプリンティングユニット１２２が、フレーム１３２に取り付けられたガイドバー１３０に取り付けられ得る。各ガイドバー１３０は、中心軸１１６と平行であり、プリンティングユニット１２２の１つの列を支持する。各ガイドバー１３０に沿ったプリンティングユニット１２２の位置は、共に調整され得るか又は個別に調整されてプリンティングユニット１２２の望ましい配置を達成し得る。
【００２０】
複数のプリンティングユニット１２２の各々は、システムコントローラ１４０に接続される。動作の間に、円筒形状のローラー１１２は、実質的に一定の速度で回転し、プリンティングアセンブリ１２０に対してレキシブル基板１０２を移送する。各プリンティングユニット１２２は、円筒形状のローラー１１２によって移送されているフレキシブル基板１０２の対応する表面領域の画像を周期的に捉え得る。マーカー、パターン、又は他の表面の特徴を含む、捉えられた画像は、システムコントローラ１４０に移送され得る。システムコントローラ１４０は、捉えられた画像を解析し、特定のプリンティングユニット１２２に対する次のプリンティング領域の特性を決定する。例えば、システムコントローラ１４０は、次のプリンティング領域の、座標、歪の量、逸脱の量、又は他の特性を決定し得る。決定された特性に基づいて、システムコントローラ１４０は、プリンティングユニット１２２に対する露光パターンを生成し、露光パターンをプリンティングユニット１２２に送る。プリンティングユニット１２２は、露光パターンを受信するや否やプリンティングパターンをプリントする。
【００２１】
図１Ｃは、複数のプリンティングユニット１２２の配置、並びに複数のプリンティングユニット１２２及び基板支持表面１１８の相対的な位置を示している、リソグラフィー装置１００の部分的な平坦にされた側面図である。図１Ｄは、図１Ｃの拡大された部分である。図１Ｃでは、明瞭さのために、円筒形状の基板支持表面１１８が、ｘ‐ｙ平面上で平坦にされている。ｘ軸は、円筒形状のローラー１１２の中心軸１１６と平行である。ｙ軸は、ｘ軸と直交し、フレキシブル基板１０２が動作の間に円筒形状のローラー１１２によって移送される方向を表す。
【００２２】
複数のプリンティングユニット１２２の各々は、設置面積１４４及びプリンティング領域１４２を有する。図１Ｃは、プリンティング領域１４２が設置面積１４４の片隅に配置されることを、図解の明瞭さのために概略的に示している。プリンティング領域１４２は、他の位置に配置され得る。プリンティングユニット１２２は、高解像度を達成するために、概して、プリントされる画像を縮小するので、プリンティング領域１４２は、概して、各プリンティングユニット１２２に対する設置面積１４４よりも小さい。各プリンティング領域１４２は、ｘ方向に沿ったプリンティング幅１５０、及びｙ方向に沿ったプリンティング長さ１５２を有し得る。基板幅１４６を有する基板に対して、少なくとも幾つかの数Ｎのプリンティングユニット１２２が、フレキシブル基板１０２を横断する、プリンティング長さ１５２を有するバンド１５４をプリントするために使用され、一方、フレキシブル基板１０２はｙ方向に沿って単一方向に移動し、Ｎは以下の式から計算され得る。すなわち、
2016535300.tif 000003
【００２３】
プリンティングユニット１２２の設置面積１４４は、プリンティング領域１４２よりも大きいので、少なくともＮ個のプリンティングユニット１２２が、バンド２５４内の全体領域上にプリンティングするために、複数の平行な列１２４１〜１２４ｎにおいて配置され得る。各列１２４１〜１２４ｎは、ｘ方向に沿って分散された多数のプリンティングユニット１２２を含み得る。各列１２４内の多数のプリンティングユニット１２２のプリンティング領域１４２は、ｘ‐ｙ平面内で、同じｙ座標及び異なるｘ座標を有し得る。異なる列１２４１〜１２４ｎ内のプリンティングユニット１２２は、異なる列１２４内のプリンティングユニット１２２が、フレキシブル基板１０２が通り過ぎる際に同じ領域上にプリントしないように、互いにずれるように配置される。複数のプリンティングユニット１２２の各々は、ユニークなｘ座標において開始するプリンティング領域１４２を有し得る。
【００２４】
一実施形態では、１つのプリンティングユニット１２２のプリンティング領域１４２は、隣の領域をプリントするようにデザインされたプリンティングユニット１２２のプリンティング領域１４２と重なり、フレキシブル基板１０２の全体幅がプリンティングユニット１２２によって覆われることを保証し得る。一実施形態では、隣のプリンティング領域１４２が互いにプリンティング幅１５０の約＿パーセントから＿パーセントまでの間において重なるように、複数のプリンティングユニット１２２が配置され得る。
【００２５】
一実施形態では、複数のプリンティングユニット１２２によって覆われる全体のプリンティング幅１４８が、基板幅１４６よりも大きくなり、動作の間のフレキシブル基板１０２の任意の逸脱を許容し得る。逸脱は、フレキシブル基板１０２が円筒形状のローラー１１２によって移送される場合の、ｘ方向におけるフレキシブル基板１０２の横のシフトを指す。
【００２６】
図１Ｃで示されるように、それぞれの列１２４１〜１２４ｎ内の多数のプリンティングユニット１２２は、等しいユニット間隔１５８で配置され、複数の列１２４１〜１２４ｎは、等しい列間隔１５６で配置される。複数の列１２４１〜１２４ｎの各々は、上流の列１２４１〜１２４ｎと比較して右に向かってシフトされる。隣の列との間のシフトの量は、ほぼ、プリンティング幅１５０から重なり幅を引いたものであり得る。各列１２４内のプリンティングユニット１２２の数ｍは、以下の式から決定され得る。すなわち、
2016535300.tif 000004
列１２４の数ｎは、以下の式から決定され得る。すなわち、
2016535300.tif 000005
したがって、全部でｎ×ｍ個のプリンティングユニット１２２が、画像プリンティングアセンブリ１２０内で使用され得る。
【００２７】
列間隔１５６の量は、各プリンティングユニット１２２のプリンティング長さ１５２の複数倍となるように配置され、画像プリンティングアセンブリ１２０が、（ｙ方向に沿った）フレキシブル基板１０２の全体の長さを効率的に覆うことを可能にする。
【００２８】
動作の間に、円筒形状のローラー１１２は、実質的に一定の角速度で回転し、フレキシブル基板１０２を、実質的に一定の線速度で、画像プリンティングアセンブリ１２０に対して移送する。リソグラフィー装置１００の画像プリンティングアセンブリ１２０は、動作の間に静止したままであり得る。画像プリンティングアセンブリ１２０に対するフレキシブル基板１０２の線速度は、フレキシブル基板１０２が、画像プリンティングアセンブリ１２０に対して一定の線速度で移動している間にプリントされ得るように、プリンティングユニット１２２及びシステムコントローラ１４０の処理速度にしたがって選択され得る。一実施形態では、フレキシブル基板１０２が、画像プリンティングアセンブリ１２０に対して、約２００〜３００ミリメートル／分の速度で移動し得る。フレキシブル基板１０２が移送されている間に、フレキシブル基板１０２上のバンド１５４は、ｙ方向に沿って移動し、各列１２４１〜１２４ｎと連続的に位置合わせされる。プリンティングユニット１２２の列１２４と位置合わせされた場合に、バンド１５４の一部分は、プリンティングユニット１２２の列１２４によってプリントされる。バンド１５４が最後の列１２４ｎを通り過ぎた場合に、全体の基板幅１４６を横断するバンド１５４がプリントされている。画像プリンティングアセンブリ１２０は、フレキシブル基板１０２が通り過ぎる際に、バンド毎にフレキシブル基板１０２上にパターンをプリントする。一実施形態では、画像プリンティングアセンブリ１２０が、わずかに重なり合うやり方でバンド毎にプリントし、フレキシブル基板１０２が長さ方向に連続的なカバレージ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を受けることを保証するように構成される。
【００２９】
図２Ａ〜図２Ｃは、図１Ａ〜図１Ｃのリソグラフィー装置１００によってプリントされているフレキシブル基板の一連のバンド１５４を概略的に示している。図２Ａは、プリンティングユニット１２２の第１の列１２４１によってプリントされているフレキシブル基板１０２のバンド１５４を示しているリソグラフィー装置１００の概略部分斜視図である。明瞭さのために、プリンティングユニット１２２の第１の列１２４１だけが、図２Ａで示されている。バンド１５４が、プリンティングユニット１２２の第１の列１２４１と位置合わせされている間に、第１の列１２４１内の各プリンティングユニット１２２は、バンド１５４内の第１の領域２０４内にプリントする。多数の第１の領域２０４が、第１の列１２４１内のプリンティングユニット１２２のユニット間隔１５８によって間隔を空けられる。
【００３０】
一実施形態では、フレキシブル基板１０２が、オプションのマーカー２０２を含み得る。マーカー２０２は、リソグラフィー装置１００によって使用されて、フレキシブル基板１０２の特性を決定し得る。例えば、リソグラフィー装置１００は、マーカー２０２の捉えられた画像から、バンド１５４の近くのフレキシブル基板１０２の位置、歪、及び／又は逸脱を決定し得る。代替的に、リソグラフィー装置１００は、フレキシブル基板１０２上の既存の画像／パターンの捉えられた画像から、バンド１５４の近くのフレキシブル基板１０２の特性を決定し得る。
【００３１】
図２Ｂは、プリンティングユニット１２２の第２の列１２４２によってプリントされているフレキシブル基板１０２のバンド１５４を示しているリソグラフィー装置１００の概略部分斜視図である。明瞭さのために、プリンティングユニット１２２の第２の列１２４２だけが、図２Ｂで示されている。バンド１５４が、プリンティングユニット１２２の第２の列１２４２と位置合わせされている間に、第２の列１２４２内の各プリンティングユニット１２２は、バンド１５４内の第２の領域２０６内にプリントする。多数の第２の領域２０６が、第２の列１２４２内のプリンティングユニット１２２のユニット間隔１５８によって間隔を空けられる。各第２の領域２０６は、重なりストリップ２０８によって、対応する第１の領域２０４と重なり得る。各第２の領域２０６は、対応する第１の領域２０４と接合されて、接合された領域２０７を形成する。第２の列１２４２がプリンティングを終えた後で、バンド１５４は、プリントされ且つユニット間隔１５８だけ離れた、多数の接合された領域２０７を有する。
【００３２】
列間隔１５６が、各プリンティングユニット１２２のプリンティング長さ１５２よりも大きい場合に、バンド１５４が、第１の列１２４１と位置合わせされた位置から第２の列１２４２と位置合わせされた位置まで移動する間に、更なるバンド１５４’、１５４”が、第１の列１２４１によって連続的に位置合わせされ且つプリントされ得る。図２Ｂは、バンド１５４、１５４’、１５４”が間隔を空けられていることを示している。代替的に、バンド１５４、１５４’、１５４”は、重なり領域を伴って共に接合され、例えば、１つのプリンティングユニット１２２のプリンティング長さ１５２よりも大きいパターンをプリントするという、処理要件を満足させ得る。
【００３３】
図２Ｃは、プリンティングユニット１２２の第ｎの列、即ち最後の列１２４ｎによってプリントされているフレキシブル基板１０２のバンド１５４を示しているリソグラフィー装置１００の概略部分斜視図である。明瞭さのために、プリンティングユニット１２２の最後の列１２４ｎだけが、図２Ｃで示されている。最後の列１２４ｎと位置合わせされる位置に到達する前に、バンド１５４は、以前のｎ−１個の列１２４１、１２４２、〜、１２４ｎ−１によってプリントされており、多数の接合された領域２１０が等しい距離の間隔を空けられている。バンド１５４が、プリンティングユニット１２２の最後の列１２４ｎと位置合わせされている間に、最後の列１２４ｎ内の各プリンティングユニット１２２は、バンド１５４内の最後の領域２１２内にプリントする。各最後の領域２１２は、隣の接合された領域２１０と重なり、バンド１５４内のあらゆるプリントされていないギャップを閉じる。最後の列１２４ｎがプリンティングを終えた後で、フレキシブル基板１０２上の全体のバンド１５４がプリントされたことになる。
【００３４】
リソグラフィー装置１００内の各プリンティングユニット１２２は、プリンティング領域の画像又はプリンティング領域の近くの画像を捉え、マスクを使用することなしに、生成されたパターンをプリントするように構成される。図３は、本発明の一実施形態による、プリンティングユニット１２２の概略図である。
【００３５】
プリンティングユニット１２２は、画像センシングデバイス３０２及び画像プリンティングデバイス３０３を含む。画像センシングデバイス３０２は、プリンティング領域に向けられ、プリンティング平面３１２の一部分の画像を捉える。画像プリンティングデバイス３０３は、プリンティング平面３１２の一部分上にパターンをプリントするように配置される。画像センシングデバイス３０２は、ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラであり得る。画像センシングデバイス３０２は、プリンティング画像コントローラ３０４に接続される。プリンティング画像コントローラ３０４は、画像センシングデバイス３０２から捉えられた画像を受信し解析する。プリンティング画像コントローラ３０４は、複数のプリンティングユニット１２２に接続され、複数のプリンティングユニット１２２に制御を提供し得る。一実施形態では、プリンティング画像コントローラ３０４は、システムコントローラ１４０などの、リソグラフィー装置のシステムコントローラの部分であり得る。
【００３６】
画像プリンティングデバイスは、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）３０６、及びＤＭＤ３０６に向けられた１以上の光源３０８を含む。ＤＭＤ３０６は、一連のマイクロミラーを含み得る。各マイクロミラーは、オン位置及びオフ位置の間でスイッチされ得る。オン位置において、マイクロミラーは光源３０８からの光を反射し、一方、オフ位置において、マイクロミラーは光源３０８からの光を反射しない。各マイクロミラーは、二値画像内の一ピクセルを表し得る。オン位置とオフ位置との間で個別のマイクロミラーをスイッチングすることによって、ＤＭＤ３０６は、パターンがプリンティング平面３１３上に配置された基板３０１上にプリントされるように、二値画像のパターンをプリンティング平面３１２に向けて投影し得る。一実施形態では、光学素子３１０が、ＤＭＤ３０６とプリンティング平面３１２との間に配置され、二値画像のサイズを低減させ、プリントされたパターンの解像度を増加させる。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態による、プリンティングユニット１２２を使用して、基板上にマスクレスパターンをプリンティングするための方法４００を示す、フローチャートである。
【００３８】
箱４１０では、プリンティングユニット１２２のカメラ３０４が、プリントされるべき基板上の次のプリンティング領域の画像を捉え、捉えられた画像をプリンティング画像コントローラ３０４に送り得る。次のプリンティング領域は、マーカー及び事前に存在するパターンなどの、１以上の特徴を有し得る。
【００３９】
箱４２０では、プリンティング画像コントローラ３０４によって、捉えられた画像が解析され、基板上の次のプリンティング領域の１以上の特性を決定し得る。一実施形態では、捉えられた画像を解析することは、プリンティングユニット１２２によってプリントされるべきターゲットパターンに関して、基板上の次のプリンティング領域の位置を特定することを含み得る。相対的な位置は、画像内に捉えられた次のプリンティング領域上の１以上のマーカー及び／又は事前に存在するパターンによって決定され得る。一実施形態では、逸脱の量、種々の方向に沿った歪の程度などの、更なる特徴特性が、捉えられた画像から決定され得る。
【００４０】
箱４３０では、露光パターンが、ターゲットパターン及び次のプリンティング領域の決定された１以上の特性から生成され得る。箱４３０は、プリンティング画像コントローラ３０４によって実行され得る。一実施形態では、露光パターンを生成することが、決定された相対的な位置に基づいて、次のプリンティング領域にフィットし得るターゲットパターンの一部分を切り取ることを含み得る。別の一実施形態では、露光パターンを生成することが、逸脱及び／又は歪の量にしたがって、ターゲットパターンを修正することを更に含み得る。
【００４１】
箱４４０では、露光パターンが、プリンティングのためにＤＭＤ３０６に送られる。ＤＭＤ３０６内の一連のマイクロミラーは、露光パターンにしたがって、オン又はオフ位置にスイッチされ得る。光源３０８が電力供給され、ＤＭＤ３０６によって反射された光がプリンティング領域に投影されて、その上に露光パターンをプリントする。
【００４２】
箱４１０から箱４４０までは、基板３０１がプリンティングユニット１２２に対して連続的に移動する場合に、繰り返され得る。例えば、リソグラフィー装置１００では、複数のプリンティングユニット１２２の各々が、繰り返して箱４１０から箱４４０までを実行し、プリンティングユニット１２２に対して連続的に移動するフレキシブル基板１０２上にパターンをプリントする。
【００４３】
図５Ａは、本発明の別の一実施形態による、リソグラフィー装置５００の概略断面図である。図５Ｂは、リソグラフィー装置５００の概略前面図である。リソグラフィー装置１００が、完全に連続的な動作を可能にする十分な数のプリンティングユニットを含む一方で、リソグラフィー装置５００が、シフティング機構及び逆基板動作を含み、より少ないプリンティングユニットを使用して、ステップバイステップの動作を可能にするということを除いて、リソグラフィー装置５００は、リソグラフィー装置１００と類似する。
【００４４】
リソグラフィー装置５００は、図１Ａ、図１Ｂで説明されたような基板移送アセンブリ１１０を含む。システムコントローラ５４０が、駆動ユニット１１４に制御信号を送り、円筒形状のローラー１１２を前後に回転させ、それによって、フレキシブル基板１０２は前方及び後方の両方へ移送され得る。
【００４５】
リソグラフィー装置５００は、各々が基板支持表面１１８に向き合うように配置された、複数のプリンティングユニット１２２を有する、画像プリンティングアセンブリ５２０を含む。複数のプリンティングユニット１２２は、円筒形状のローラー１１２の中心軸１１６の方向に沿って、少なくとも１つの列５２４内に配置され得る。画像プリンティングアセンブリ５２０では、プリンティングユニット１２２の全体の数、プリンティングユニット１２２の列の全体の数、及び／又は各列内のプリンティングユニット１２２の数が、式１〜３にしたがって計算される最小数よりも少なくなり得る。多数のプリンティングユニットの費用を低減させるために、低減された数が選択され、それは、円筒形状のローラーより小さい直径又はより高い解像度の要件などの要因のために、プリンティングユニットの最小数に対して利用可能なスペースによって制限を受ける。プリンティングユニット１２２の３つの列５２４１、５２４２、５２４３が、図５Ａ、図５Ｂの実施例内で示されている。しかしながら、列の数は、費用、利用可能なスペース、円筒形状のローラーの寸法、又は解像度の要件などの、１以上の要因に応じて変化し得る。
【００４６】
各列５２４1、５２４２、５２４３内のプリンティングユニット１２２が、動作の間に中心軸１１６に平行な方向に沿ってシフトされ得るということを除いて、各列５２４1、５２４２、５２４３は、上述されたリソグラフィー装置１００のプリンティングユニット１２２の列１２４と類似する。一実施形態では、各列５２４1、５２４２、５２４３内のプリンティングユニット１２２が、等しい間隔で配置され、調和してシフトされて、等しい間隔を維持し得る。代替的に、各列５２４1、５２４２、５２４３内において隣のプリンティングユニット１２２との間隔が、処理要件にしたがって様々に配置され、各プリンティングユニット１２２が個別にシフトされ得る。
【００４７】
プリンティングユニット１２２の各列５２４1、５２４２、５２４３は、フレーム５３２に取り付けられたそれぞれのガイドバー５３０に取り付けられ得る。ガイドバー５３０は、中心軸１１６と実質的に平行に配置される。一実施形態では、各プリンティングユニット１２２が、リニア軸受によってガイドバー５３０に取り付けられ得る。シフティングアクチュエータ５３４が、各ガイドバー５３０に取り付けられ、ガイドバー５３０に沿って複数のプリンティングユニット１２２を動かし、複数のプリンティングユニット１２２の位置をシフトする。図５Ｂの実施形態では、シフティングアクチュエータ５３４が、プリンティングユニット１２２を調和して動かすように構成される。代替的に、各プリンティングユニット１２２は、１つのシフティングアクチュエータに取り付けられ、個別にシフトされ得る。
【００４８】
システムコントローラ１４０が、プリンティングユニット１２２からのフレキシブル基板１０２の捉えられた画像を解析すること、及び捉えられた画像にしたがって露光パターンを生成することに加えて、システムコントローラ５４０は、円筒形状のローラー１２２の回転方向及び／又は速度、並びに複数の列５２４１、５２４２、５２４３のシフティングをも制御し且つ同期させる。
【００４９】
動作の間に、円筒形のローラー１１２は、先ず、実質的に一定な速度で前方へ回転し、画像プリンティングアセンブリ５２０に対してフレキシブル基板１０２を移送し、それによって、フレキシブル基板１０２上のバンドが、プリンティングユニット１２２の列５２４１、５２４２、５２４３の全てによってプリントされ得る。プリントされたバンドが、初めて、全ての列５２４１、５２４２、５２４３を通り過ぎた後で、バンドは、部分的にのみプリントされている。なぜなら、画像プリンティングアセンブリ５２０内のプリンティングユニット１２２の数は、フレキシブル基板１０２の全体幅を覆うのに必要なプリンティングユニット１２２の数よりも少ないからである。
【００５０】
円筒形状のローラー１１２は、その後、後方へ回転し、バンドをもう一度第１の列５２４１の上流へ移送する。プリンティングユニット１２２の列５２４１、５２４２、５２４３は、シフトされ、それによって、各プリンティングユニット１２２は、以前にプリントされていないバンド内の領域と位置合わせされ得る。
【００５１】
次に、円筒形状のローラー１２２は、再び、前方へ回転し、フレキシブル基板１０２のバンドを実質的に一定な線速度で移送し、それによって、バンドが、列５２４１、５２４２、５２４３を通過し、再びプリントされ得る。
【００５２】
フレキシブル基板１０２は、バンドの全体幅がプリントされるまで、多数回前後に移送され得る。円筒形状のローラー１１２は、その後、再び前方へ回転し、フレキシブル基板の次のバンドのための同じプリンティングプロセスを開始する。
【００５３】
マスクレスリソグラフィーのための装置及び方法が、上述の実施例で議論されたが、本発明の実施形態は、類似の「オンザフライ」露光制御を必要とする任意の用途で使用され得る。
【００５４】
上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の更なる実施形態を考案することもでき、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１Ａ】
2016535300.tif 000006
【図１Ｂ】
2016535300.tif 000007
【図１Ｃ】
2016535300.tif 000008
【図１Ｄ】
2016535300.tif 000009
【図２Ａ】
2016535300.tif 000010
【図２Ｂ】
2016535300.tif 000011
【図２Ｃ】
2016535300.tif 000012
【図３】
2016535300.tif 000013
【図４】
2016535300.tif 000014
【図５Ａ】
2016535300.tif 000015
【図５Ｂ】
2016535300.tif 000016
【国際調査報告】
2016535300.tif 000017
2016535300.tif 000018