PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA APLICAR DE FORMA PRECISA ESTRUCTURAS A UN SUSTRATO.

Un procedimiento que incluye:

- proporcionar un sustrato (S);

- proporcionar un cabezal de procesamiento que tiene:

- al menos una disposición (2, 3) de iluminación;

- una primera disposición (4) de exploración en un lado corriente arriba de la disposición (2, 3) de iluminación vista en la dirección de movimiento relativo del sustrato con respecto al cabezal de procesamiento;

- una segunda disposición (5) de exploración en un lado corriente abajo de la disposición (2, 3) de iluminación vista en la dirección de movimiento relativo del sustrato (S) con respecto al cabezal de procesamiento;

- una etapa de iluminación para iluminar localmente una estructura aplicada de laca;

- una primera etapa de exploración en la que se detectan las estructuras ya aplicadas sobre el sustrato (S) por medio de la primera disposición (4) de exploración llevada a cabo inmediatamente antes de la etapa de iluminación;

- una segunda etapa de exploración llevada a cabo inmediatamente después de la etapa de iluminación por medio de la segunda disposición (5) de exploración; utilizar la información obtenida con la primera etapa de exploración durante la etapa de iluminación para iluminar localmente la estructura aplicada de laca

Procedimiento y aparato para aplicar de forma precisa estructuras a un sustrato.

La presente invención versa acerca de un procedimiento y un aparato para aplicar de forma precisa estructuras de laca sobre un sustrato.

El documento US-6.165.658 da a conocer un aparato y un procedimiento para fabricar placas de circuito impreso. El aparato tiene un cabezal de exposición que incluye láseres para exponer una capa en un tambor y una cámara para inspeccionar la capa. Un fichero de imagen controla los láseres. La cámara captura una imagen de la capa. El control convierte la imagen en un fichero gráfico. Se compara ese fichero gráfico con el fichero de imagen. Se corrige el fichero de imagen por medio de un procesador de imágenes que lleva a cabo las manipulaciones apropiadas electrónicas y de datos en la imagen electrónica para corregir el registro defectuoso en las capas.

El documento WO-02/098573 da a conocer un generador de formas de onda para un sistema de control de microdeposición. El sistema incluye un cabezal con una pluralidad de boquillas. El cabezal también tiene un láser y una cámara. Se puede utilizar el láser para la ablación láser de material fluido aplicado para reducir los tamaños de los rasgos mínimos y/o para crear vías. Se puede utilizar la primera cámara para colocar inicialmente el cabezal con respecto a la marca en el sustrato. Hay presente una segunda cámara que no está en el cabezal. También se utilizan las cámaras para capturar gotitas en vuelo. Se utiliza el análisis de las gotas para ajustar la amplitud, la sincronización, la pendiente, la forma, etc. de las formas de onda del voltaje de activación que controlan la activación de las boquillas.

Hasta ahora, se utilizan habitualmente máscaras para enmascarar localmente una laca, que se utiliza para formar las estructuras, de la iluminación. El uso de dichas máscaras es laborioso y caro. Además, para cada nuevas estructura, se necesita fabricar una nueva máscara. Otro problema al aplicar estructuras a un sustrato está formado por la gran cantidad de laca y de disolventes utilizados en su interior. Otro problema al que nos enfrentamos es proporcionar estructuras con contornos bien definidos. También es un problema importante la colocación relativa de las estructuras en las diversas capas para aplicar de forma precisa estructuras a un sustrato.

Por ejemplo, las aplicaciones del procedimiento pueden ser un procedimiento para fabricar componentes electrónicos, tal como por ejemplo un OLED, una célula solar, una estructura TFT en una pantalla o similares. Con estos componentes, es muy importante que, en un gran número de capas de material que son aplicadas sucesivamente, las estructuras estén colocadas en su interior con mucha precisión mutua. Aquí, se desea lo que se denomina una precisión de recubrimiento de al menos 2 micrómetros y preferentemente de al menos 1 micrómetro.

La invención contempla un procedimiento para aplicar estructuras de laca sobre un sustrato con el que se solucionan al menos un número de los problemas descritos anteriormente.

Para este fin, la invención proporciona un procedimiento conforme a la reivindicación 1.

El uso de la disposición de exploración del cabezal de procesamiento, se pueden determinar de forma muy precisa las estructuras ya aplicadas, de manera que la estructura de laca aplicada pueda estar iluminada localmente con mucha precisión. El cabezal de procesamiento forma un acoplamiento mecánico directo entre la disposición de exploración y de iluminación, lo que es muy favorable para la precisión de la colocación.

En este contexto, se debe comprender el término "iluminación" en un sentido amplio. No solo se entiende que "iluminación" signifique un tratamiento con luz visible, sino también con radiación UV, radiación IR, haz de iones, haz E. La iluminación tiene como resultado un cambio de la estructura de la laca, por ejemplo en el que la laca se endurece o en el que se elimina el disolvente de la laca. También se debe comprender el término "laca" en un sentido amplio. Las posibilidades son fotorresistentes, laca de endurecimiento por UV, PPV y PDOT para el propósito de fabricar OLED y similares.

Por medio de la etapa de iluminación, que se lleva a cabo mediante la disposición de iluminación, se pueden obtener estructuras con contornos finos bien definidos. No se entiende que una etapa de iluminación local signifique una etapa de iluminación utilizando una máscara, sino una iluminación local de la laca con la ayuda de un haz estrecho o con un conjunto de haces estrechos, que se pueden controlar de forma individual. Con tal haz estrecho o conjunto de haces estrechos controlables de forma individual -que pueden ser, por ejemplo, haces láser, haces de iones o haces E- se puede escribir, por así decirlo, la estructura deseada en la laca. La iluminación puede tener lugar en aquellas áreas en las que se necesita eliminar la laca o, en caso contrario, en aquellas áreas en las que la laca necesita seguir presente, dependiendo de la laca utilizada.

Conforme a un aspecto de la invención, la información obtenida con la etapa de exploración también se utiliza para depositar la estructura de laca aplicada en una posición deseada. De esta forma, se puede colocar de forma precisa la nueva estructura de laca aplicada con respecto a la estructura existente.

Conforme a una elaboración adicional del procedimiento, el cabezal de procesamiento también puede estar dotado de una disposición de impresión por chorro de tinta, en la que se aplica una capa completa de laca o una estructura de laca al sustrato en una etapa de impresión por chorro de tinta utilizando la disposición de impresión por chorro de tinta del cabezal de procesamiento. Preferentemente, en la etapa de impresión por chorro de tinta, se aplica la laca de forma local para formar la estructura de laca aplicada.

De esta forma, la deposición de la laca se lleva a cabo por medio de la técnica ventajosa de impresión. Debido a que se utiliza la impresión por chorro de tinta, en vez de cubrir por completo el sustrato con laca, se puede utilizar la laca de forma mucho menos derrochadora. Esto es debido a que solo se necesita aplicar la laca donde se deseen formar las estructuras. Dicho sea de paso, la invención no excluye la posibilidad de que, con la disposición de impresión por chorro de tinta, se aplique una capa completa de laca sobre el sustrato en vez de una estructura de laca.

Además, de esta forma, se proporciona el cabezal de procesamiento tanto con la disposición de impresión por chorro de tinta y con la disposición de iluminación. En ese caso, en un movimiento del cabezal de procesamiento con respecto al sustrato, se puede llevar a cabo tanto el suministro de laca como la iluminación de la laca que se acaba de aplicar. De esta forma, la posición de la disposición de iluminación está, además, acoplada mecánicamente de forma directa con la posición del cabezal de procesamiento. Como resultado, después de la aplicación de la laca, se puede determinar con gran precisión dónde se encuentra esta laca y luego se ilumina utilizando la disposición de iluminación. El acoplamiento directo de la posición del cabezal de procesamiento con la disposición de iluminación excluye prácticamente la posibilidad de que la disposición de iluminación lleve a cabo una operación de iluminación en posiciones equivocadas sobre el sustrato. Con la etapa de iluminación local, se pueden "cortar" los contornos relativamente imprecisos de la laca aplicados con la técnica de chorro de tinta, de forma que se obtienen estructuras iluminadas con contornos finos bien definidos.

Conforme a una elaboración adicional de la invención, se puede llevar a cabo una etapa de exploración inmediatamente antes de la etapa de la impresión por chorro de tinta en la que se proporciona una primera disposición de exploración en el cabezal de procesamiento, y en la del lado corriente arriba de la disposición de impresión por chorro de tinta, vista en la dirección de movimiento relativo del cabezal de procesamiento con respecto al sustrato. Con tal etapa de exploración, se conoce dónde están ubicadas las estructuras ya aplicadas sobre el sustrato, de forma que, directamente después de la etapa de exploración -en la etapa de impresión- se pueden colocar de forma precisa nuevas estructuras con respecto a estas estructuras ya presentes sobre el sustrato.

Sin embargo, sería adicionalmente ventajoso comprobar inmediatamente la estructura recién aplicada e iluminada, por ejemplo para determinar si se ha aplicado la laca por...

1. Un procedimiento que incluye:

- proporcionar un sustrato (S);

- proporcionar un cabezal de procesamiento que tiene:

- una etapa de iluminación para iluminar localmente una estructura aplicada de laca;

- una primera etapa de exploración en la que se detectan las estructuras ya aplicadas sobre el sustrato (S) por medio de la primera disposición (4) de exploración llevada a cabo inmediatamente antes de la etapa de iluminación;

- una segunda etapa de exploración llevada a cabo inmediatamente después de la etapa de iluminación por medio de la segunda disposición (5) de exploración; utilizar la información obtenida con la primera etapa de exploración durante la etapa de iluminación para iluminar localmente la estructura aplicada de laca.

2. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1, en el que también se utiliza la información obtenida con la primera etapa de exploración para depositar la estructura de laca en una posición deseada.

3. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1 o 2, en el que el cabezal de procesamiento está dotado, además, de una disposición (1) de impresión por chorro de tinta, en el que, en una etapa de impresión por chorro de tinta, se aplica una capa de laca sobre el sustrato utilizando la disposición de impresión por chorro de tinta del cabezal de procesamiento, en el que, en la etapa de impresión por chorro de tinta, se aplica preferentemente la capa de laca localmente para formar dicha estructura aplicada de laca.

4. Un procedimiento conforme a la reivindicación 3, en el que se lleva a cabo dicha etapa de exploración inmediatamente antes de la etapa de impresión por chorro de tinta en la que se proporciona la primera disposición (4) de exploración en el cabezal de procesamiento, y en la del lado corriente arriba de la disposición (1) de impresión por chorro de tinta, vista en la dirección de movimiento relativo del cabezal de procesamiento con respecto al sustrato (S).

5. Un procedimiento conforme a la reivindicación 3 o 4, en el que se lleva a cabo dicha etapa de exploración inmediatamente después de la etapa de impresión por chorro de tinta en la que se proporciona una segunda disposición (5) de exploración en el cabezal de procesamiento, y en la del lado corriente abajo de la disposición (1) de impresión por chorro de tinta, vista en la dirección de movimiento relativo del cabezal de procesamiento con respecto al sustrato (S).

6. Un procedimiento conforme a la reivindicación 5, en el que, utilizando la información obtenida con la segunda disposición de exploración, se determina si ha tenido lugar una impresión donde tendría que haberlo hecho y en el que, si no es el caso, se imprime aún la laca en las posiciones deseadas en una segunda etapa de impresión.

7. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1, en el que, utilizando la información obtenida con la segunda disposición de exploración, se determina si la iluminación ha tenido lugar donde tendría que haberlo hecho y en el que, si no es el caso, se ilumina aún la laca en las posiciones deseadas en una segunda etapa de iluminación.

8. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1, en el que también se reintroduce la información obtenida con la segunda disposición de exploración a un sistema de medición con la ayuda de lo cual se controla la posición del cabezal de procesamiento.

9. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se aplica la estructura de laca con el fin de crear una estructura en una capa de material aplicada, o para ser aplicada, sobre el sustrato.

10. Un procedimiento conforme a la reivindicación 9, en el que la capa de material es un metal, tal como por ejemplo molibdeno, cromo, etc., un semiconductor, una capa dieléctrica, como por ejemplo SiO_x, SiN_x o ITO.

11. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las referidas etapas son parte de un procedimiento para fabricar un componente electrónico, como por ejemplo una estructura de TFT, un OLED, una célula solar o similares.

12. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la estructura de laca está formada por una estructura fotorresistente.

13. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la estructura de laca está formada por una laca que cambia su estructura o su composición bajo la influencia de un tratamiento de iluminación.

14. Un procedimiento conforme una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que, en la aplicación de las estructuras sucesivas, se consigue una precisión de recubrimiento de al menos 0,7 micrómetros, más en particular al menos 0,4 micrómetros.

15. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que, en la referida etapa de exploración, se lleva a cabo una medición interferométrica, o una medición de triangulación o un reconocimiento de imagen.

16. Un procedimiento conforme a al menos la reivindicación 1, en el que la iluminación local se lleva a cabo utilizando un conjunto de láseres, LED o medios similares de iluminación que se pueden controlar de forma individual, que pueden ser encendidos y apagados o modulados rápidamente, con la ayuda de lo cual se puede iluminar una laca respectiva.

17. Un aparato para llevar a cabo el procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el aparato:

- un soporte del sustrato;

- un cabezal amovible de procesamiento con respecto al soporte del sustrato y que tiene:

18. Un aparato conforme a la reivindicación 17, en el que el cabezal de procesamiento está dotado, además, de una disposición (1) de impresión por chorro de tinta.

19. Un aparato conforme a la reivindicación 18, en el que el cabezal de procesamiento está dotado de dos dichas disposiciones (2, 3) de iluminación, en el que se proporciona una primera disposición (2) de iluminación corriente arriba y se proporciona una segunda disposición (3) de iluminación corriente abajo de la disposición (1) de impresión por chorro de tinta, vista en la dirección del movimiento relativo del sustrato (S) con respecto al cabezal de procesamiento.

20. Un aparato conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 18-19, en el que la primera disposición (4) de exploración está proporcionada corriente arriba y la segunda disposición (5) de exploración está proporcionada corriente abajo de la disposición (1) de impresión por chorro de tinta, vista en la dirección de movimiento relativo del sustrato (S) con respecto al cabezal de procesamiento.

21. Un aparato conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 17-20, en el que el cabezal de procesamiento está dispuesto de forma que sea amovible con respecto al mundo fijo y en el que el soporte del sustrato es estacionario, al menos durante el desarrollo de la etapa de iluminación.

22. Un aparato conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 17-21, dotado de un control dispuesto para procesar información obtenida con las disposiciones (4, 5) de exploración, control que está dispuesto adicionalmente para controlar el movimiento del cabezal de procesamiento, y controlar la al menos una disposición (2, 3) de iluminación.

23. Un aparato conforme a la combinación de las reivindicaciones 18 y 22, teniendo la disposición (1) de impresión por chorro de tinta diversas boquillas, estando dispuesto el control adicionalmente para controlar las diversas boquillas de la disposición (1) de impresión por chorro de tinta.

24. Un aparato conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 17-23, en el que las disposiciones (4, 5) de exploración están dispuestas para llevar a cabo una medición interferométrica, una medición de triangulación o un reconocimiento de imagen.

25. Un aparato conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 17-24, en el que la disposición (2, 3) de iluminación comprende un conjunto de láseres, LED o medios similares de iluminación que se pueden controlar de forma individual, que pueden ser encendidos y apagados o modulados rápidamente, con la ayuda de los cuales se puede iluminar localmente la laca respectiva.