Title:
Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten eines Substrates
Kind Code:
B4


Abstract:

Vorrichtung (100) zum Bearbeiten eines Substrates, mit folgenden Merkmalen:
einer Einrichtung (110), die ausgebildet ist, um ein Substrat (112) zuzuführen;
einer Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske (122) mit einer Öffnung (123) und einem Randbereich (122a), der die Öffnung (123) begrenzt, auf einem Substratabschnitt (113) mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren, so dass der Randbereich (122a) der Schattenmaske (122) das Substrat (112) berührt, wobei die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren, ausgebildet ist, um eine elektrostatische, eine magnetische oder eine elektromagnetische Fixierung der Schattenmaske (122) in einer ersten Zeitdauer und eine reduzierte oder keine elektrostatische, magnetische oder elektromagnetische Fixierung der Schattenmaske (122) in einer zweiten Zeitdauer zu liefern; und
einer Einrichtung (150), die ausgebildet ist, um ein Prozessmittel zu liefern, das über die Öffnung (123) der Schattenmaske (122) in...




Inventors:
LANDESBERGER CHRISTOF (DE)
Application Number:
DE102007049315
Publication Date:
07/08/2010
Filing Date:
10/15/2007
Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE19617355A1N/A1997-11-13



Foreign References:
38357731974-09-17
57515381998-05-12
Attorney, Agent or Firm:
Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler (Pullach, 82049)
Claims:
1. Vorrichtung (100) zum Bearbeiten eines Substrates, mit folgenden Merkmalen:
einer Einrichtung (110), die ausgebildet ist, um ein Substrat (112) zuzuführen;
einer Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske (122) mit einer Öffnung (123) und einem Randbereich (122a), der die Öffnung (123) begrenzt, auf einem Substratabschnitt (113) mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren, so dass der Randbereich (122a) der Schattenmaske (122) das Substrat (112) berührt, wobei die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren, ausgebildet ist, um eine elektrostatische, eine magnetische oder eine elektromagnetische Fixierung der Schattenmaske (122) in einer ersten Zeitdauer und eine reduzierte oder keine elektrostatische, magnetische oder elektromagnetische Fixierung der Schattenmaske (122) in einer zweiten Zeitdauer zu liefern; und
einer Einrichtung (150 ), die ausgebildet ist, um ein Prozessmittel zu liefern, das über die Öffnung (123) der Schattenmaske (122) in der ersten Zeitdauer auf das Substrat (112) wirkt.

2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Einrichtung (110), die ausgebildet ist ein Substrat (112) zuzuführen eine Abwickelrolle (124) und eine Aufwickelrolle (126) für ein flexibles Substratband (112) aufweist, und bei der die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske (122) mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren, eine Spannungsquelle (128) aufweist, um eine leitfähige Schattenmaske (122), welche auf einer ersten Seite des Substrates (112a) angeordnet ist, auf ein erstes elektrisches Potential und eine Gegenelektrode (125), welche auf einer zweiten Seite (112b) des Substrates (112) angeordnet ist, auf ein zweites elektrisches Potential zu legen, so dass die leitfähige Schattenmaske (122) aufgrund einer elektrostatischen Kraft zwischen der auf dem ersten elektrischen Potential liegenden leitfähigen Schattenmaske und der auf dem zweiten elektrischen Potential liegenden Gegenelektrode auf dem Substratabschnitt (113) fixierbar ist.

3. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Gegenelektrode (125), welche auf der zweiten Seite (112b) des Substrates (112) angeordnet ist, als eine zweite leitfähige Schattenmaske ausgebildet ist.

4. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Einrichtung (110), die ausgebildet ist, um ein Substrat (112) zuzuführen eine Abwickelrolle (124) und eine Aufwickelrolle (126) für ein flexibles Substratband (112) aufweist, und bei der die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske (122) mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren einen Elektromagneten, welcher auf einer zweiten Seite (112b) des Substrates (112) angeordnet ist, aufweist, durch welchen auf eine ferromagnetische Schattenmaske (122), welche auf einer ersten Seite (112a) des Substrates (112) angeordnet ist, eine elektromagnetische Kraft anlegbar ist, so dass die ferromagnetische Schattenmaske auf den Substratabschnitt (113) fixierbar ist.

5. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner eine Steuervorrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, Signale zur Verfügung zu stellen, welche die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren veranlassen, eine elektrostatische, magnetische oder elektromagnetische Fixierung der Schattenmaske (122) auf einem Substratabschnitt (113) während der ersten Zeitdauer zu liefern und welche während der zweiten Zeitdauer die Einrichtung, die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, magnetischen oder elektromagnetischen Kraft zu fixieren veranlassen, eine reduzierte oder keine elektrostatische, magnetische oder elektromagnetische Fixierung der Schattenmaske zu liefern und eine Aufwickelrolle (126) so antreiben, dass in der ersten Zeitdauer der Substratabschnitt (113) sich relativ zu der Schattenmaske nicht bewegt und in der zweiten Zeitdauer der Substratabschnitt (113) sich relativ zu der Schattenmaske (122) bewegt.

6. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Einrichtung, die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren ferner eine mechanische Einrichtung aufweist, welche ausgebildet ist um die Schattenmaske in der zweiten Zeitdauer von dem Substratabschnitt abzuheben oder in der ersten Zeitdauer so weit anzunähern, dass eine Fixierung der Schattenmaske auf dem Substratabschnitt durch eine elektrostatische oder magnetische Kraft durchführbar ist.

7. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Einrichtung (110), die ausgebildet ist, um ein Substrat (112) zuzuführen eine Abwickelrolle (124) und eine Aufwickelrolle (126) für ein flexibles Substratband aufweist; bei der die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren eine Spannungsquelle (128) aufweist, um eine Schattenmaske (122), welches als leitfähiges Schattenmaskenband (122) ausgebildet ist und über eine erste (130) und zweite (132) Rolle von einer ersten Seite (112a) des Substrates an das Substratband (112) angenähert wird, auf ein erstes elektrisches Potential und eine Gegenelektrode (125), welche auf einer zweiten Seite (112b) des Substrates angeordnet ist, auf ein zweites elektrisches Potential zu legen, so dass ein Schattenmaskenabschnitt (114) des leitfähigen Schattenmaskenbandes (122) aufgrund einer elektrostatischen Kraft zwischen dem leitfähigen Schattenmaskenband (122) und der Gegenelektrode (125) auf einem Substratabschnitt (113) fixierbar ist.

8. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Einrichtung (110), die ausgebildet ist, um ein Substrat (112) zuzuführen eine Abwickelrolle (124) und eine Aufwickelrolle (126) für ein flexibles Substratband (112) aufweist; bei der die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske (122) mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren einen Elektromagneten, der auf einer zweiten Seite (112b) des Substrates (112) angeordnet ist, aufweist und durch den auf eine Schattenmaske (122), welche als ferromagnetisches Schattenmaskenband (122) ausgebildet ist, welches über eine erste (130) und zweite (132) Rolle von einer ersten Seite (112a ) des Substrates an das Substratband (112) angenähert wird, eine elektromagnetische Kraft anlegbar ist, so dass ein Schattenmaskenabschnitt (114) auf einem Substratabschnitt (113) fixierbar ist.

9. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, die ferner eine Steuervorrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, Signale zur Verfügung zu stellen, welche während der ersten Zeitdauer die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren veranlassen, eine elektrostatische, eine magnetische oder eine elektromagnetische Fixierung eines ersten Schattenmaskenabschnittes auf einem ersten Substratabschnitt zu liefern, und welche während der zweiten Zeitdauer die Einrichtung zum Fixieren, die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren veranlassen, eine reduzierte oder keine elektrostatische, magnetische oder elektromagnetische Fixierung der Schattenmaske zu liefern, und die Abwickelrolle, die Aufwickelrolle, die erste oder die zweite Rolle so anzutreiben, dass während einer nachfolgenden ersten Zeitdauer der erste Schattenmaskenabschnitt auf einem zweiten Substratabschnitt oder ein zweiter Schattenmaskenabschnitt auf dem ersten Substratabschnitt fixiert wird.

10. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Einrichtung (110), die ausgebildet ist um ein Substrat zuzuführen eine Abwickelrolle (124) und eine Aufwickelrolle (126) zum kontinuierlichen Zuführen eines flexiblen Substratbandes (112) aufweist, und bei der die Einrichtung, die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer magnetischen Kraft zu fixieren eine Spannungsquelle (128) aufweist, um eine Schattenmaske (122), welche als leitfähiges Schattenmaskenband ausgebildet ist, und über eine erste (130) und zweite Rolle (132) von einer ersten Seite kontinuierlich an das Substratband angenähert wird, auf ein erstes elektrisches Potential und eine Gegenelektrode (125), welche auf einer zweiten Seite des Substrates angeordnet ist, auf ein zweites elektrisches Potential zu legen, so dass ein Schattenmaskenabschnitt des leitfähigen Schattenmaskenbandes aufgrund einer elektrostatischen Kraft zwischen dem leitfähigen Schattenmaskenband und der Gegenelektrode auf einem Substratabschnitt kontinuierlich fixiert ist, und wobei die Gegenelektrode als Gegenelektrodenband ausgeführt ist, das über eine dritte (134) und vierte (136) Rolle von der zweiten Seite des Substrates kontinuierlich an das Substratband angenähert wird.

11. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der das Gegenelektrodenband als ein zweites leitfähiges Schattenmaskenband ausgebildet ist.

12. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Einrichtung (110), die ausgebildet ist um ein Substrat zuzuführen, eine Abwickelrolle (124) und eine Aufwickelrolle (126) zum kontinuierlichen Zuführen eines flexiblen Substratbandes (122) aufweist; und bei der die Einrichtung (120), die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft. zu fixieren, eine Einrichtung, die ausgebildet ist um eine magnetische Kraft zu erzeugen, aufweist, welche als ein Band ausgebildet ist, das über eine dritte (134) und vierte (136) Rolle von einer zweiten Seite (122b) des Substrates kontinuierlich an das Substratband angenähert wird und durch das auf eine Schattenmaske, welche als ferromagnetisches Schattenmaskenband ausgebildet ist, welches über eine erste und zweite Rolle von einer ersten Seite des Substrates kontinuierlich an das Substratband angenähert wird, eine magnetische Kraft wirkt, so dass ein Schattenmaskenabschnitt auf einen Substratabschnitt fixiert ist.

13. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der die Einrichtung, die ausgebildet ist, um eine magnetische Kraft zu erzeugen einen Elektromagneten oder einen Permanentmagneten aufweist.

14. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der der Abstand der ersten und zweiten Rolle unterschiedlich ist zu dem Abstand der dritten und vierten Rolle.

15. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, die ferner eine Steuervorrichtung aufweist, die so ausgebildet ist Signale zur Verfügung zu stellen, welche mindestens eine der Abwickelrolle, der Aufwickelrolle, der ersten, der zweiten, der dritten oder der vierten Rolle so antreiben, dass eine kontinuierliche elektrostatische, eine magnetische oder eine elektromagnetische Fixierung eines Schattenmaskenabschnitts auf einem Substratabschnitt erfolgt.

16. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 15, bei der die Einrichtung, die ausgebildet ist eine Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft zu fixieren ferner eine Feder aufweist, die die erste und zweite Rolle mit dem Schattenmaskenband an die erste Seite des Substratbandes annähert.

17. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Einrichtung (150), die ausgebildet ist um ein Prozessmittel zu liefern als Plasmagenerator, der bei einem Druck zwischen 0,8 bar und 1,2 bar arbeitet, ausgebildet ist, und wobei die Schattenmaske wenigstens teilweise Metall aufweist.

18. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schattenmaske oder die Gegenelektrode folgende Merkmale aufweist:
eine isolierende Schicht, die zu dem Substratabschnitt hin gerichtet ist, eine leitfähige Schicht, die direkt oder indirekt mit der isolierenden Schicht so verbunden ist, dass sie den Substratabschnitt nicht kontaktieren kann, und wobei die isolierende Schicht und die leitfähige Schicht dieselbe Struktur aufweisen, damit das Prozessmittel durch die isolierende Schicht und die leitfähige Schicht hindurch auf den Substratabschnitt wirken kann.

19. Ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrates, mit:
einem Zuführen (200) des Substrates;
einem Fixieren (210) einer Schattenmaske mit einer Öffnung und einem Randbereich, der die Öffnung begrenzt, auf einem Substratabschnitt mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft, so dass der Randbereich der Schattenmaske das Substrat während einer ersten Zeitdauer berührt;
einem Liefern (220) mindestens eines Prozessmittels, das über die Öffnung der Schattenmaske in der ersten Zeitdauer auf das Substrat wirkt; und
einem Reduzieren (230) der Fixierung mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft oder einer Separierung der Schattenmaske von dem Substratabschnitt während einer zweiten späteren Zeitdauer.

20. Das Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem das Zuführen (200) des Substrates, das Fixieren (210) eines Schattenmaskenabschnittes einer Schattenmaske, welche als Schattenmaskenband ausgelegt ist, mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft, das Liefern (220) eines Prozessmittels und das Reduzieren (230) der Fixierung mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft oder die Separierung der Schattenmaske kontinuierlich durchgeführt werden.

21. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 20, bei dem das Fixieren (210) der Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft durch eine anziehende elektrostatische Kraft zwischen der Schattenmaske, welche als leitfähige Schattenmaske ausgebildet ist und eine Gegenelektrode so durchgeführt wird, dass die leitfähige Schattenmaske auf einem Substratabschnitt, welche zwischen der leitfähigen Schattenmaske und der Gegenelektrode angeordnet ist, fixiert ist.

22. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 20 bis 21, bei dem das Fixieren der Schattenmaske mittels einer elektrostatischen, einer magnetischen oder einer elektromagnetischen Kraft durch eine anziehende magnetische Kraft zwischen der ferromagnetischen Schattenmaske und einem Elektro- oder Permanentmagneten so durchgeführt wird, dass die ferromagnetische Schattenmaske auf einem Substratabschnitt, welcher zwischen der ferromagnetischen Schattenmaske und der Gegenelektrode angeordnet ist, fixiert ist.

Description:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrates. Die Erfindung beschreibt eine Maskentechnikvorrichtung und ein Maskierungsverfahren, die einen formschlüssigen Kontakt mit einer Substratoberfläche gewährleisten kann und die zudem auch in einem durchlaufenden Verfahren eingesetzt werden kann.

Das technische Anwendungsgebiet der hier beschriebenen Erfindung ist eine Maskierungstechnik zur strukturierten Bearbeitung einer Substratoberfläche. Auf einem Substrat soll ein Prozessschritt ausgeführt werden, der auf bestimmte Bereiche der Oberfläche des Substrates beschränkt bleibt. Hierfür werden allgemein Maskentechniken eingesetzt. Ein Beispiel ist die Verwendung von Fotolack, der auf das Substrat aufgebracht wird, über eine Fotomaske belichtet wird, die Strukturen im Lack entwickelt werden, ein Prozessschritt zum Auftragen bzw. Entfernen einer Beschichtung durchgeführt wird und zuletzt die Fotolackmaske wieder chemisch entfernt wird. Dies erfordert im Allgemeinen jedoch viele Prozessschritte und kann nur bei hochwertigen Produkten in dieser Form durchgeführt werden. Eine Alternative ist die Verwendung von sogenannten Schattenmasken. In diesem Fall wird eine Maske mit definierten Strukturen bzw. Öffnungen auf ein Substrat gelegt oder gepresst und anschließend ein Prozessschritt ausgeführt, der dann auf die Bereiche des Substrates beschränkt bleibt, an dem die Schattenmaske Öffnungen aufweist. Im Allgemeinen ist die erzielbare Strukturgenauigkeit von konventionellen Schattenmasken dadurch begrenzt, dass die Maske nicht formschlüssig mit dem Substrat in Kontakt steht. Dies führt dazu, dass ein Prozessschritt auch eine Wirkung im Randbereich der Strukturen unterhalb der Schattenmaske ausübt und die Struktur ihre geometrische Präzision verliert.

In der US-Patentschrift US 5,751,538 A wird eine Schattenmaske beschrieben, welche durch eine elektrostatische Kraft auf einen statischen Maskenhalter fixiert ist. Durch die Öffnungen in der Maske kann ein unter dem Maskenhalter angeordnetes Substrat mit einem Teilchenstrahl Wechselwirken.

In der Schrift DE 196 17 355 A1 ist eine Rotationssiebdruckmaschine zum Drucken großrapportiger Bilder gezeigt. Diese weist Rundschablonen mit jeweils individuell zugeordnetem Einzelantrieb auf, wobei das Abheben und Absenken der jeweils einem Teilrapport zugeordneten Rundschablonen individuell durch den Einsatz von Schrittmotoren steuerbar ist.

Die US-Patentschrift US 38 35 773 A zeigt eine kontinuierlich arbeitende Siebdruckmaschine mit einer endlosen Siebdruckschablone, die auf zwei beabstandeten, parallelen zylindrischen Rollen zum Bedrucken eines flexiblen Gewebes angeordnet ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur strukturierten Bearbeitung eines Substrates mit einer Maskierungstechnik, die einen formschlüssigen Kontakt mit der Substratoberfläche gewährleisten kann und die zudem auch in einem durchlaufenden Verfahren eingesetzt werden kann, zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie dem Verfahren gemäß Anspruch 19 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrates, mit einer Einrichtung zum Zuführen des Substrates, mit einer Einrichtung zum Fixieren einer Schattenmaske und einer Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels. Die Schattenmaske weist eine Öffnung und einen Randbereich, der die Öffnung begrenzt, auf, so dass der Randbereich der Schattenmaske das Substrat beim Fixieren berührt. Die Einrichtung zum Fixieren ist ausgebildet, um eine Fixierung der Schattenmaske in einer ersten Zeitdauer, um eine reduzierte oder keine Fixierung der Schattenmaske in einer zweiten späteren Zeitdauer zu liefern. Außerdem weist die Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrates eine Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels, das über die Öffnung der Schattenmaske auf das Substrat wirkt, auf.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrates durch das Zuführen eines Substrates, durch das Fixieren einer Schattenmaske mit einer Öffnung und einem Randbereich, der die Öffnung begrenzt, auf einem Substratabschnitt, so dass der Randbereich der Schattenmaske das Substrat während einer ersten Zeitdauerberührt. Ferner umfasst das Verfahren ein Liefern mindestens eines Prozessmittels, das über die Öffnung der Schattenmaske auf das Substrat wirkt und einem Reduzieren der Fixierung oder ein Separieren der Schattenmaske von dem Substratabschnitt in einer zweiten späteren Zeitdauer.

Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass gemäß Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beispielsweise die Bearbeitung des Substrates kontinuierlich erfolgen kann. Beispielsweise können sowohl die Schattenmaske als auch das Substrat kontinuierlich zugeführt werden. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Schattenmaske beispielsweise durch elektrostatische oder magnetische bzw. elektromagnetische Kräfte kontinuierlich auf einen sich ändernden Substratabschnitt eines kontinuierlich zugeführten Substratbandes kontinuierlich fixiert sein, und somit ein kontinuierliches Zuführen eines Prozessmittels ermöglicht werden. Sowohl das Substrat als auch die Schattenmaske kann dabei als Folie ausgebildet sein.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein prinzipielles Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

2 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

3 die schematische Darstellung der Einwirkung eines Prozessmittels auf einen Substratabschnitt einer Vorrichtung gemäß 2;

4 zeigt die schematische Querschnittsdarstellung für ein kontinuierliches Bearbeiten eines Substrates gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

5 zeigt das schematische Einwirken eines Prozessmittels auf einen Substratabschnitt in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

6 ein schematisches Blockdiagramm zum Verfahren zum Bearbeiten eines Substrates gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Im Nachfolgenden werden Bezug nehmend auf die beiliegenden 1 bis 6 Ausführungsbeispiele von dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrates detailliert dargelegt.

Bezüglich der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele sollte beachtet werden, dass in den unterschiedlichen Figuren für funktional identische bzw. gleichwirkende oder funktionsgleiche, äquivalente Elemente oder Schritte zur Vereinfachung in der gesamten Beschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.

In 1 ist die Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrates schematisch in einem Blockdiagramm dargestellt. Die Vorrichtung 100 zum Bearbeiten eines Substrates weist eine Einrichtung 110 zum Zuführen des Substrates 112, eine Einrichtung 120 zum Fixieren einer Schattenmaske 122 mit einer Öffnung 123 und einem Randbereich 122a, der die Öffnung 123 begrenzt, auf einem Substratabschnitt 113 auf, so dass der Randbereich 122a der Schattenmaske 122 das Substrat 112 berührt, wobei die Einrichtung zum Fixieren 120 ausgebildet ist, um eine Fixierung der Schattenmaske auf einem Substratabschnitt 113 in einer ersten Zeitdauer und eine reduzierte oder keine Fixierung der Schattenmaske 122 in einer zweiten, späteren Zeitdauer zu liefern. Ferner weist die Vorrichtung 100 eine Einrichtung 150 zum Liefern eines Prozessmittels, das über die Öffnung 123 der Schattenmaske 122 auf das Substrat 112 wirken kann.

In dem Ausführungsbeispiel in 2 weist die Einrichtung 110 zum Zuführen des Substrates eine Abwickelrolle 124 und eine Aufwickelrolle 126 für ein flexibles Substratband 112 auf. In diesem Ausführungsbeispiel kann es sich also um ein flexibles Substrat handeln, das in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren bearbeitet wird. Die Einrichtung 120 zum Fixieren einer Schattenmaske kann, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, eine Spannungsquelle 128 aufweisen, des Weiteren kann die Schattenmaske aus einem leitfähigen Material bestehen bzw. eine leitfähige Schicht aufweisen. Die Schattenmaske kann als eine Folienmaske mit leitfähiger Schicht ausgebildet sein, welche mehrere Öffnungen bzw. Strukturmuster 123 aufweist. Die Spannungsquelle 128 kann über Zuführungen die leitfähige Schattenmaske 122, welche auf einer ersten Seite des Substrates 112a angeordnet ist, auf ein erstes elektrisches Potential und eine Gegenelektrode 125, welche auf einer zweiten Seite 112b des Substrates 112 angeordnet ist, auf ein zweites elektrisches Potential legen. Dadurch ist die leitfähige Schattenmaske 122 aufgrund einer elektrostatischen Kraft zwischen der auf dem ersten elektrischen Potential liegenden leitfähigen Schattenmaske 122 und der auf dem zweiten elektrischen Potential liegenden Gegenelektrode 125 auf einem Substratabschnitt 113 des Substratbandes fixiert. Das Substrat 112 ist also zwischen der Schattenmaske und der Gegenelektrode 125 angeordnet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Gegenelektrode 125, welche auf der zweiten Seite 112b des Substrates 112 angeordnet ist, ebenfalls als eine zweite leitfähige Schattenmaske ausgebildet. Das heißt, die Gegenelektrode kann auch Öffnungen 123 aufweisen, durch die, das durch die Einrichtung 150 zum Liefern eines Prozessmittels zur Verfügung gestellte Prozessmittel auf die zweite Seite des Substrates 112 wirkt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung 100 ferner eine Steuervorrichtung auf, die so ausgebildet ist, dass sie Signale zur Verfügung stellt, welche die Einrichtung zum Fixieren 120 veranlassen, eine Fixierung der Schattenmaske auf einem Substratabschnitt während einer ersten Zeitdauer zu liefern. Die Steuervorrichtung ist ferner so ausgebildet, dass sie Signale zur Verfügung stellt, welche während der zweiten Zeitdauer die Einrichtung zum Fixieren veranlassen, eine reduzierte oder keine Fixierung der Schattenmaske zu liefern und eine Aufwickelrolle 116 so antreiben, dass in der ersten Zeitdauer der Substratabschnitt 113 sich relativ zu der Schattenmaske 122 nicht bewegt und in der zweiten Zeitdauer der Substratabschnitt 113 sich relativ zu der Schattenmaske 122 bewegt. In anderen Worten, die Vorrichtung 100 kann so gesteuert sein, dass während der zweiten Zeitdauer, in der die Schattenmaske das Substrat nicht berührt, die Aufwickelrolle angetrieben wird, so dass die Schattenmaske während einer nachfolgenden ersten Zeitdauer auf einem anderen Substratabschnitt des Substratbandes fixiert werden kann. Das heißt, das Substratband stoppt und die Spannungsquelle wird eingeschaltet, um durch die anziehenden elektrostatischen Kräfte zwischen der Schattenmaske und der Gegenelektrode ein formschlüssiges Fixieren der Schattenmaske auf dem anderen Substratabschnitt 113 zu erreichen. Danach kann eine Bearbeitung des neuen Substratabschnittes des Substratbandes erfolgen. Die Wirkung des Prozesses bzw. des Prozessmittels bleibt dabei auf die offenen Bereiche 123 der Maske beschränkt. Anschließend kann die Steuervorrichtung wieder das Abschalten der elektrischen Potentialdifferenz zwischen der Folienmaske und Gegenelektrode durch die Spannungsquelle steuern, so dass eine reduzierte oder keine Fixierung der Schattenmaske auf dem Substrat vorliegt und das Substratband weiter aufgewickelt werden kann.

Eine reduzierte Fixierung kann eine Verringerung der Haltekraft, beispielsweise der anziehenden elektrostatischen Kraft bedeuten.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Einrichtung 120 zum Fixieren einer Schattenmaske einen Elektromagneten, welcher auf einer zweiten Seite des Substrates angeordnet ist, aufweisen, durch welchen an eine ferromagnetische Schattenmaske eine magnetische Kraft anlegt werden kann, so dass die ferromagnetische Schattenmaske, welche auf einer ersten Seite des Substrates angeordnet ist, auf einen Substratabschnitt fixierbar ist. Der Substratabschnitt liegt dabei zwischen der Schattenmaske und dem Elektromagneten. Die Anordnung entspricht also der Anordnung der leitfähigen Schattenmaske und der Gegenelektrode in 2. Die Einrichtung zum Zuführen des Substrates kann in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Abwickelrolle und eine Aufwickelrolle für ein Substratband aufweisen.

Für die Maskierungstechnik auf einem durchlaufenden Substratband, welches z. B. aus Polyethylenterephthalat (PET) oder aus Polyimid bestehen kann, kann eine flexible Folienmaske als Schattenmaske eingesetzt werden. Diese flexible Folienmaske kann dann auf der Oberseite 112a des Substratbandes 112 durch elektrostatische oder elektromagnetische Kräfte formschlüssig fixiert werden. Durch die Verwendung einer flexiblen Folienmaske als Schattenmaske kann sich die Folienmaske eventuellen Substratunebenheiten oder Substratstrukturen anpassen und so ein formschlüssiger Kontakt mit dem Substratband bzw. dem Substratabschnitt hergestellt werden.

Wie in 3 schematisch dargestellt ist, können solange die Folienmaske in engem Kontakt auf dem Substratband fixiert ist, ein oder mehrere Prozessschritte 152 ausgeführt werden, wobei die Wirkung des Prozesses, beispielsweise die Einwirkung eines Plasmas oder ein Materialauftrag bzw. eine Materialabscheidung, auf das Substratband nur auf die offenen Bereiche der Folienmaske beschränkt bleibt. Die Schattenmaske 122 kann entweder abschnittsweise auf dem Band fixiert werden oder auch, wie in 4 dargestellt, selbst als ein umlaufendes Band in einem kontinuierlichen Verfahren mit dem Substratband über eine bestimmte Teilstrecke in Kontakt gebracht werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Einrichtung zum Fixieren einer Schattenmaske ferner eine mechanische Einrichtung auf, welche ausgebildet ist, um die Schattenmaske in der zweiten Zeitdauer von dem Substratabschnitt abzuheben oder in der ersten Zeitdauer so weit anzunähern, dass eine Fixierung der Schattenmaske auf dem Substratabschnitt durch eine elektrostatische oder elektromagnetische Kraft durchführbar ist. Das heißt, die Schattenmaske kann durch eine mechanische Vorrichtung, wie z. B. Federn oder ähnliche mechanische Vorrichtungen, so weit an das Substrat herangeführt werden, dass beispielsweise durch das Anschalten der Spannungsquelle und der dadurch entstehenden elektrostatischen Kraft zwischen der Schattenmaske und einer unter dem Substrat liegenden Gegenelektrode eine Fixierung der Schattenmaske auf dem Substrat erreicht wird.

In 4 ist die schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl die Folienmaske bzw. Schattenmaske 122 als auch die Gegenelektrode 125 als Bänder ausgeführt, die über umlaufende Rollen an das Substratband angenähert werden. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Rolle-zu-Rolle-Prozessierung des Substratbandes 112.

In dem Ausführungsbeispiel in 4 weist die Einrichtung 110 zum Zuführen des Substrates wieder eine Abwickelrolle 124 und eine Aufwickelrolle 126 zum kontinuierlichen Zuführen eines flexiblen Substratbandes 112 auf. Ferner weist die Einrichtung 120 zum Fixieren einer Schattenmaske 122 eine Spannungsquelle 128 auf, um eine Schattenmaske 122, welche als leitfähiges Schattenmaskenband ausgebildet ist und über eine erste Rolle 130 und eine zweite Rolle 132 von einer ersten Seite 112a kontinuierlich an das Substratband 112 angenähert wird, auf ein erstes elektrisches Potential zu legen. Die Einrichtung 120 zum Fixieren einer Schattenmaske weist außerdem eine Gegenelektrode 125 auf, welche auf einer zweiten Seite des Substrates 112b angeordnet ist und welche von der Spannungsquelle 128 auf ein zweites elektrisches Potential gelegt werden kann. Die Spannungsquelle ist über Zuleitungen mit dem Schattenmaskenband und der Gegenelektrode verbunden. Aufgrund einer elektrostatischen Kraft zwischen dem leitfähigen Schattenmaskenband und der Gegenelektrode ist ein Schattenmaskenabschnitt 114 des leitfähigen Schattenmaskenbandes 122 kontinuierlich fixiert. Die Gegenelektrode 125 ist als Gegenelektrodenband ausgeführt, das über eine dritte 134 und vierte Rolle 136 von der zweiten Seite 112b des Substrates kontinuierlich an das Substratband 112 angenähert wird. Mit dieser Vorrichtung kann also eine Substratfolie kontinuierlich bzw. durchlaufend prozessiert werden. Das heißt, es ist denkbar, das die Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels kontinuierlich ein Prozessmittel liefert, das durch die kontinuierlich zugeführten und fixierten Öffnungen des Schattenmaskenbandes auf das kontinuierlich zugeführte Substratband wirkt. Es ist also ein durchgehender Maskierungs- und Prozessierungablauf möglich.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Gegenelektrodenband 125 wieder als ein zweites leitfähiges Schattenmaskenband ausgebildet sein, so dass ein Prozessmittel zeitgleich auch auf die zweite Seite 112b des Substratbandes durch die Öffnung des zweiten Schattenmaskenbandes auf das Substrat wirken kann.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Einrichtung zum Fixieren einer Schattenmaske einen oder mehrere Elektromagneten aufweisen, welche als ein Band mit Elektromagneten ausgebildet ist, das über eine dritte und vierte Rolle, wie in 4 für die Gegenelektrode dargestellt, von einer zweiten Seite des Substrates kontinuierlich an das Substratband angenähert wird und durch das auf eine Schattenmaske, welche als ferromagnetisches Schattenmaskenband ausgebildet ist und welches über eine erste und zweite Rolle von einer ersten Seite des Substrates kontinuierlich an das Substratband angenähert wird, eine elektromagnetische Kraft anlegbar ist, so dass ein Schattenmaskenabschnitt auf einen Substratabschnitt kontinuierlich fixiert ist. Das heißt, es ist auch ein kontinuierliches Maskierungstechnik-Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung einer kontinuierlichen Maskierungstechnik möglich, bei der sich eine Schattenmaske und ein Magnet aufgrund von magnetischen Kräften so anziehen, dass die Schattenmaske in einem durchlaufenden bzw. kontinuierlichen Prozess auf einem Substratabschnitt fixierbar ist, so dass eine Einwirkung eines Prozessmittels durch die Öffnung der Schattenmaske auf das Substrat erfolgen kann.

Es ist auch denkbar, dass die Einrichtung zum Fixieren einer Schattenmaske ein Permanentmagnetband aufweist, das über eine dritte und vierte Rolle an das Substratband kontinuierlich angenähert wird und durch das auf eine Schattenmaske, welches als ferromagnetisches Schattenmaskenband ausgebildet ist, welches über eine erste und zweite Rolle von einer Oberseite des Substrates kontinuierlich an das Substratband angenähert wird, eine magnetische Kraft ausgeübt wird, so dass eine kontinuierliche Fixierung des Schattenmaskenabschnittes auf einem Substratabschnitt erfolgt.

In 5 ist schematisch dargestellt, wie während des kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahrens ein oder mehrere Prozessmittel 152 kontinuierlich auf einen Substratabschnitt über die Öffnungen 123 einwirken können. Die Vorrichtung 100 weist eine Abwickelrolle 124, eine Aufwickelrolle 126, ein Substratband 112 sowie eine erste Rolle 130, eine zweite Rolle 132 mit einem Maskenband 122 und entsprechende Öffnungen 123 auf, sowie ein Gegenelektrodenband 125, das durch eine dritte Rolle 134 und eine vierte Rolle 136 von der zweiten Seite 112b an das Substratband angenähert wird. Des Weiteren ist eine Spannungsquelle 128 dargestellt, die das Gegenelektrodenband 125 und das Schattenmaskenband 122 auf eine Potentialdifferenz legen kann, dass ein Schattenmaskenbandabschnitt 114 des Schattenmaskenbandes 122 kontinuierlich auf einen Substratabschnitt 113 fixiert ist.

Die Vorrichtung 100 kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ferner eine Steuervorrichtung aufweisen, die so ausgebildet ist, Signale zur Verfügung zu stellen, welche mindestens eine der Abwickelrolle, der Aufwickelrolle, der ersten, der zweiten, der dritten oder der vierten Rolle antreiben, so dass eine kontinuierliche Fixierung eines sich ändernden Schattenmaskenabschnittes auf einem sich ändernden Substratabschnitt erfolgt. In anderen Worten, mindestens eine Rolle wird so angetrieben, dass eine kontinuierliche und synchrone Zuführung des Substratbandes, des Schattenmaskenbandes und des Gegenelektroden- bzw. des Bandes mit den Elektromagneten erfolgt, so dass eine kontinuierliche Fixierung eines Schattenmaskenabschnittes auf einem Substratabschnitt erfolgt. Es tritt also kein Verrutschen des kontinuierlich auf einen Substratabschnitt zu fixierenden Schattenmaskenabschnittes während der ersten Zeitdauer auf.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Abstand der ersten und zweiten Rolle gegenüber dem Abstand der dritten und vierten Rolle unterschiedlich, beispielsweise kann der Abstand der dritten und vierten Rolle geringer sein als der Abstand der ersten und zweiten Rolle. Dadurch kann die elektrostatische bzw. magnetische Haltekraft der Schattenmaske im Randbereich automatisch auf Null fallen und die Schattenmaske bzw. Folienmaske kann praktisch kräftefrei vom Substratband abheben.

Eine elektrostatische Fixierung kann vorteilhaft sein, da hier sehr hohe Antriebskräfte realisiert werden können. In diesem Fall wirkt die Haltekraft zwischen der Folienmaske bzw. der Schattenmaske, an die ein Gleichspannungspotential angelegt wird und einer unterhalb des Substratbandes angeordneten Gegenelektrode. Die Elektroden können isoliert sein, um mögliche elektrische Kontakte zu eventuell vorhandenen Leiterbahnstrukturen auf dem Substratband zu verhindern. Für einen vollständig kontinuierlichen Maskenprozess können sowohl Folienmaske als auch Gegenelektrode als leitfähige geschlossene Folienrolle, z. B. eine Metallfolie oder eine leitfähig beschichtete Kunststofffolie, ausgeführt sein. In diesem Fall können die Folienelektroden über Rollen von oben und unten an das Substratband geführt werden. Durch die elektrostatische Aufladung der Folienelektroden wird ein enger Kontakt der Maske auf dem Substrat gewährleistet. In diesem Fall kann ein Verrutschen zwischen dem Substratband und den Folienelektroden (der Schattenmaske und der Gegenelektrode) relativ zueinander verhindert werden. Ein Verrutschen könnte zu Kratzern oder einer Verschmutzung des Substratbandes bzw. zu einer Einwirkung des Prozessmittels auf unerwünschte Stellen des Substratbandes führen.

Die Ablösung der elektrostatisch fixierten Folienmaske im kontinuierlichen Verfahren kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Gegenelektrode unterhalb des Substratbandes in ihrer Breite in Laufrichtung des Substratbandes kürzer ausgeführt ist, als der Auflagebereich der oben geführten Folienmaske. Somit kann die elektrostatische Haltekraft im Randbereich automatisch auf Null zurückgehen und die Folienmaske kann praktisch kräftefrei vom Substratband abheben.

Eine präzise Ausrichtung der Folienmaske zum Substratband bzw. eine Justage zu schon bereits vorhandenen Strukturen auf dem Substratband kann beispielsweise über eine Randperforation des Substratbandes und des Maskenbandes ermöglicht werden.

Eine noch genauere Justage kann im so genannten Step-and Repeat-Verfahren einer Folienmaske erreicht werden. In diesem Fall kann die Maske jeweils für einen bestimmten Abschnitt auf dem Substratband geometrisch genau ausgerichtet werden. Die Folienmaske wird dann abgesenkt und die Spannung eingeschaltet. Nun können auf dem maskierten Substratbandbereich ein oder mehrere gewünschte Prozessschritte erfolgen. Das heißt, die Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels kann eine oder mehrere Prozessmittel liefern. Danach wird die Haltespannung abgeschaltet und die Maske etwas angehoben. Somit kann das Substratband weitertransportiert werden. Diese Abfolge wiederholt sich dann regelmäßig.

Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die oben erwähnten Abwickel-, Aufwickel-, erste, zweite, dritte und vierte Rollen beispielsweise auch als Zahnräder oder sonstige Einrichtungen, welche geeignet sind, das Schattenmaskenband, das Substratband bzw. das Gegenelektrodenband kontinuierlich zuzuführen, ausgebildet sein können.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel zur technischen Ausführung der elektrostatisch fixierten Folienmaske kann die Schattenmaske sowohl als eine Metallfolienmaske, z. B. eine Edelstahlfolie, oder auch als eine leitfähig beschichtete Kunststofffolie, wie z. B. Polyimid ausgebildet sein. Eine leitfähig beschichtete Kunststofffolie kann vorteilhaft sein, wenn auf dem Substratband schon Strukturen vorhanden sind, z. B. empfindliche Schichten, Schaltkreise bzw. Leiterbahnen die nicht verkratzt oder beschädigt werden dürfen. Metallisierte Kunststofffolienmasken können beispielsweise mittels Laserbearbeitung oder hochauflösender Fototechnik mit feinstrukturierten Öffnungen versehen werden. Dünne metallisierte Kunststofffolien, die als Schattenmasken eingesetzt werden, können sich besonders eng an die zu maskierende Oberfläche des Substrates anschmiegen, was ein Vorteil für die Randschärfe des Maskenprozesses bedeutet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Schattenmaske bzw. das Schattenmaskenband und/oder die Gegenelektrode eine isolierende Schicht auf, die zum Substrat bzw. zu dem Substratabschnitt hin gerichtet ist. Außerdem weist die Schattenmaske bzw. das Schattenmaskenband und/oder die Gegenelektrode eine leitfähige Schicht auf, die direkt oder indirekt mit der isolierenden Schicht so verbunden ist, dass sie den Substratabschnitt bzw. das Substrat nicht kontaktieren kann. Dabei haben die leitfähige und die isolierende Schicht der Schattenmaske bzw. und/oder der Gegenelektrode dieselbe Struktur, damit ein Prozessmittel durch die isolierende Schicht und die leitfähige Schicht hindurch auf einen Substratabschnitt wirken kann.

Wird also beispielsweise ein Substratband mit schon vorhandenen Oberflächenstrukturen bearbeitet, kann eine Schattenmaske bzw. eine Gegenelektrode verwendet werden, die an ihrer Unterseite, also der Seite die zum Substrat hin gerichtet ist, mit einer elektrischen Isolationsschicht versehen ist, um Spannungsschäden bzw. Kurzschlüsse auf dem Substratband zu verhindern. Das Gleiche gilt in analoger Weise für die Gegenelektrode unterhalb des Substratbandes. Auch hier kann eine elektrische Isolationsschicht eine mechanische oder elektrische Beschädigung des Substratbandes verhindern.

Wird eine Fixierung der Schattenmaske durch eine elektromagnetische Kraft bzw. durch eine magnetische Kraft durchgeführt, so sollte die Folienmaske ein leicht magnetisierbares Material aufweisen. Beispielsweise kann die Schattenfolienmaske ein ferromagnetisches Material, wie z. B. Eisen, Kobalt-, oder Nickel aufweisen. Diese Materialien weisen eine hohe magnetische Permeabilität auf. Die Steuerung der Haltekraft kann dann beispielsweise über eine Anordnung von Elektromagneten unterhalb des Substratbandes erfolgen. Dadurch kann die Schattenmaske definiert fixiert und wieder gelöst werden. Im Falle eines durchlaufenden Verfahrens und einer geschlossenen Maskenrolle, können auch die Elektromagneten unterhalb des Substratbandes auf einem flexiblen, durchlaufenden Band angeordnet sein, so dass auch hier ein rutschfreier Transport von Substratband und Folienmaske möglich ist.

Wie oben bereits erwähnt, kann eine elektrostatische Folienmaske sowohl oberhalb als auch unterhalb des Substratbandes ausgeführt sein, so dass auf diese Weise eine Substratfolie in einem einzigen Schritt von beiden Seiten der Substratfolie bearbeitet werden kann. Das heißt, das Prozessmittel kann sowohl durch die Öffnung der Schattenmaske auf der Oberseite, als auch durch die Öffnung der Schattenmaske, die als Gegenelektrode fungiert, von der Unterseite her auf das Substrat wirken.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Einrichtung zum Zuführen des Substrates eine Abwickelrolle und eine Aufwickelrolle für ein flexibles Substratband aufweist. Die Einrichtung zum Fixieren einer Schattenmaske weist zudem eine Spannungsquelle auf, um eine Schattenmaske, welche als leitfähiges Schattenmaskenband ausgebildet ist und über eine erste und zweite Rolle von einer ersten Seite des Substrates an das Substratband angenähert wird auf ein erstes elektrisches Potential und eine Gegenelektrode, welche auf einer zweiten Seite des Substrates angeordnet ist, auf ein zweites elektrisches Potential zu legen, so dass ein Schattenmaskenabschnitt des leitfähigen Schattenmaskenbandes aufgrund einer elektrostatischen Kraft zwischen dem leitfähigen Schattenmaskenband und der Gegenelektrode auf einem Substratabschnitt fixiert werden kann. Das heißt, in diesem Ausführungsbeispiel ist die Gegenelektrode nicht als Gegenelektrodenband ausgeführt, sondern als eine einfache Gegenelektrode.

Denkbar ist, dass in diesem Ausführungsbeispiel das Schattenmaskenband mehrere unterschiedliche Schattenmaskenstrukturen aufweist, und so beispielsweise über eine Steuervorrichtung unterschiedliche Schattenmaskenabschnitte über ein und demselben Substratabschnitt fixiert werden können und gleiche oder unterschiedliche Prozessmittel von der Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels zur Verfügung gestellt werden, die dann über die unterschiedlichen Öffnungen der unterschiedlichen Schattenmaskenabschnitte auf einen Substratabschnitt wirken können. Nach Beendigung eines oder mehrerer Schattenmaskenschritte, und den dazugehörigen Prozessmittelschritten, kann über die Steuervorrichtung die Aufwickel- bzw. die Abwickelrolle so angesteuert werden, dass ein nächster zu bearbeitender Substratabschnitt unter einem bestimmten Maskenabschnitt zum Liegen kommt. Nach einer erneuten elektrostatischen Fixierung kann dann dieser neue Substratabschnitt mit entsprechenden Prozessmitteln bearbeitet werden. Es ist also denkbar, dass das Schattenmaskenband mehrere oder sämtliche Maskenstrukturen für die Bearbeitung eines Substratbandes aufweist und nacheinander unterschiedliche Prozessmittel auf ein und demselben Substratabschnitt über die Öffnungen der unterschiedlichen Schattenmasken einwirken.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann also die Vorrichtung ferner eine Steuervorrichtung aufweisen, die so ausgebildet ist, Signale zur Verfügung zu stellen, welche während der ersten Zeitdauer die Einrichtung zum Fixieren veranlassen, eine Fixierung eines ersten Schattenmaskenabschnittes auf einem ersten Substratabschnitt zu liefern und welche während der zweiten Zeitdauer die Einrichtung zum Fixieren veranlassen, eine reduzierte oder keine Fixierung des Schattenmaskenabschnittes zu liefern und die Aufwickelrolle, die Abwickelrolle, die erste oder die zweite Rolle so anzutreiben, dass während einer nachfolgenden ersten Zeitdauer der erste Schattenmaskenabschnitt auf einem zweiten Substratabschnitt oder ein zweiter Schattenmaskenabschnitt auf dem ersten Substratabschnitt fixiert werden kann.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels als Plasmagenerator ausgebildet, der unter Atmosphärebedingungen (Normaldruck, beispielsweise von 0,8 bar bis 1,2 bar) ein Plasma zur strukturierten Plasmaeinwirkung über die Öffnung der Schattenmaske auf das Substrat erzeugt. Die Schattenmaske ist in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens teilweise aus Metall bzw. als Metallfolienmaske ausgebildet, weshalb das Substratband gegenüber einem heißen Gasstrom, der durch das Atmosphären-Plasma entsteht, geschützt ist, und die Wärme über die große Fläche der Metallfolienmaske schnell verteilt wird. Atmosphären-Plasma erzeugt einen heißen Gasstrom, der oft zur thermischen Beschädigung des Substratbandes führen kann. Bei der Verwendung einer Metallfolienmaske ist dagegen das Substratband geschützt, und die Wärme wird über die große Fläche schnell abgeleitet bzw. verteilt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Einrichtung zum Fixieren einer Schattenmaske ferner eine mechanische Einrichtung, wie z. B. Federn auf, die die erste und zweite Rolle für die Annäherung des Schattenmaskenbandes an das Substratband an die erste Seite des Substrates annähert.

6 zeigt ein Blockdiagramm zum Verfahren zum Bearbeiten eines Substrates. Das Verfahren weist ein Zuführen eines Substrates 200, ein Fixieren 210 einer Schattenmaske mit einer Öffnung und einem Randbereich, der die Öffnung begrenzt, auf einem Substratabschnitt während einer ersten Zeitdauer auf, so dass der Randbereich der Schattenmaske das Substrat berührt. Außerdem weist das Verfahren ein Liefern 220 mindestens eines Prozessmittels, das über die Öffnung der Schattenmaske auf das Substrat wirkt und ein Reduzieren 230 der Fixierung oder Separierung 230 der Schattenmaske von dem Substratabschnitt in einer zweiten späteren Zeitdauer auf.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel zu dem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrates handelt es sich um ein durchlaufendes Verfahren, bei dem das Zuführen des Substrates, das Fixieren eines Schattenmaskenabschnittes einer Schattenmaske, welche als Schattenmaskenband ausgebildet ist, und das Liefern eines Prozessmittels, sowie das Reduzieren der Fixierung oder der Separierung der Schattenmaske kontinuierlich durchgeführt werden.

Das Fixieren 210 der Schattenmaske kann beispielsweise durch eine anziehende elektrostatische Kraft zwischen der Schattenmaske, welche als leitfähige Schattenmaske ausgebildet ist, und einer Gegenelektrode so durchgeführt werden, dass die leitfähige Schattenmaske auf einem Substratabschnitt zwischen der leitfähigen Schattenmaske und der Gegenelektrode fixiert ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Fixieren der Schattenmaske durch eine anziehende magnetische Kraft zwischen einer leicht magnetisierbaren bzw. ferromagnetischen Schattenmaske und einem Elektro- oder Permanent-Magneten so durchgeführt, dass die leicht magnetisierbare Schattenmaske auf einem Substratabschnitt zwischen der magnetisierbaren Schattenmaske und der Gegenelektrode fixiert ist.

Es ist auch denkbar, dass die Schattenmaske als Permanent-Magnet oder als Elektromagnet ausgebildet ist und zu einem leicht magnetisierbaren Gegenpol gezogen werden, so dass die Schattenmaske auf einem Substratabschnitt zwischen der magnetischen Schattenmaske und dem leicht zu magnetisierenden Gegenpol fixiert ist.

Bei der Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels kann es sich beispielsweise um eine Einrichtung zur Erzeugung eines Plasmas, eine Einrichtung zum Ein- oder Aufbringen eines Materials in oder auf ein Substrat, eine Einrichtung zum Entfernen eines Materials von dem Substrat, eine Einrichtung zum Dotieren oder eine Einrichtung zur mechanischen oder chemischen Bearbeitung des Substrates in einem Bereich, der durch die Öffnung der Schattenmaske definiert ist, handeln. Bei der Einrichtung kann es sich beispielsweise auch um eine Sputteranlage, eine Einrichtung zum Ätzen, zum Rakeln dünner Schichten, zum Aufdampfen oder einer sonstigen Einrichtungen zur Verarbeitung dünner Schichten handeln. Denkbar ist auch, dass es sich bei der Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels um einen Laser oder eine andere Licht- oder Wärmequelle zum Bearbeiten der über die Öffnung der Schattenmaske definierten Substratbereiche handelt.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels so ausgebildet, dass eine definierte, ortsaufgelöste Einwirkung von Plasma auf die Substrat- bzw. Folienoberfläche durchgeführt werden kann. Durch die Öffnungen in der Folienmaske bleibt das Plasma auf bestimmte Bereiche des Substratbandes beschränkt. Damit können beispielsweise die Benetzungseigenschaften auf der Substratbandoberfläche gezielt beeinflusst werden. So können beispielsweise Kunststofffolienoberflächen in einem Sauerstoff(O2)-Plasma hydrophilisiert werden und in einem Tetrafluormethan(CF4)-Plasma dagegen hydrophobisiert werden. In einer zweistufigen Plasmabehandlung kann also beispielsweise zuerst das ganze Substratband hydrophilisiert und in einem zweiten Schritt mit der Folienmaske ausgewählte Bereiche hydrophobisiert werden. Denkbar ist natürlich auch, das das Band zuerst hydrophobisiert und anschließend ausgewählte Bereiche durch die Schattenmaske hydrophilisiert werden. Wird eine Substratoberfläche ortsaufgelöst mit einem bestimmten Benetzungsverhalten programmiert, so können beispielsweise leitfähige Polymere wie z. B. Polyethylendioxythiophen (PEDOT) oder Polyanilin (PANI), halbleitende organische Materialien, wie z. B. Poly(3-Hexylthiophen) (P3HT) oder leitfähige Tinten wie z. B. Silber-Nanopartikel-Tinte aufgetragen werden, die dann in einem sich selbst organisierenden Prozess nur die vordefinierten Bereiche benetzen. Auf diese Weise können beispielsweise Leiterbahnstrukturen oder Transistorbauelemente einer gedruckten Schaltung hergestellt werden.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels so ausgebildet, dass flüssige, elektrisch isolierende Materialien oder auch dünnflüssige Klebstoffe wie z. B. Epoxy oder Acrylate aufgetragen werden, die dann selbständig ein durch den Plasma-Prozess vordefiniertes Muster auf dem Substratband generieren.

Andere Nutzungsbeispiele sind lokalisierte Ätzabtragung von Oberflächenbeschichtungen z. B. in einem Sauerstoff- oder Tetrafluormethan-Plasma oder die definierte Materialabscheidung bzw. der Materialauftrag auf das Substrat durch die Schattenmaskenöffnung. Letzteres kann beispielsweise mit Hilfe einer Rakelbeschichtung oder einem Druckverfahren durch die Folienmaske hindurch erzielt werden. Das heißt, die Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels kann beispielsweise auch eine Rakelmaschine oder eine Druckmaschine sein, durch die durch die Folienmaske hindurch ein Materialauftrag auf ein Substrat erfolgt.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, dass durch den Einsatz einer elektrostatischen Haltekraft ein sehr enger Kontakt zwischen einer flexiblen Metallfolienmaske, einem Substratband und der Gegenelektrode erzielt werden kann. Dies kann dazu verwendet werden, dass auch feine geometrische Strukturen randscharf begrenzt werden können. Dies ist gerade bei Plasmaeinwirkung von entscheidender Bedeutung. Jede Flächeneinheit der Folienmaske wird durch die elektrostatische Kraft auf das Substratband gepresst. Die Wahl eines flexiblen Maskenmaterials kann besonders vorteilhaft sein, da ein formschlüssiger Kontakt mit dem Substrat gewährleistet werden kann.

Die Vorrichtung bzw. das Verfahren ist Rolle-zu-Rolle tauglich, d. h. es ist ein kontinuierlicher Maskierungsprozess möglich. Im Vergleich zu anderen Maskentechniken wie beispielsweise Fotolack muss nicht erst eine Beschichtung aufgebracht noch strukturiert und nach dem eigentlichen beabsichtigten Prozess wie z. B. einer Plasmaeinwirkung oder eines Materialauftrags wieder entfernt werden. Damit ist das Verfahren besonders kostengünstig und erlaubt hohe Durchlaufgeschwindigkeiten.

Das Verfahren kann außerdem zur strukturierten Plasmaeinwirkung unter Atmosphärenbedingungen (Normaldruck) genutzt werden. Atmosphären-Plasma erzeugt einen heißen Gasstrom, der oft zur thermischen Beschädigung des Substrates führt. Bei Verwendung einer Metallfolienmaske ist dagegen das Substratband geschützt, und die Wärme wird über die große Fläche schnell verteilt.

Bezugszeichenliste

100
Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrates
110
Einrichtung zum Zuführen eines Substrates
112
Substrat bzw. Substratband
112a
erste Seite des Substrates bzw. Substratbandes
112b
zweite Seite des Substrates bzw. Substratbandes
113
Substratabschnitt
114
Schattenmaskenabschnitt
120
Einrichtung zum Fixieren einer Schattenmaske
122
Schattenmaske bzw. Schattenmaskenband
122a
Randbereich zur Öffnung der Schattenmaske
123
Öffnung der Schattenmaske
124
Abwickelrolle
125
Gegenelektrode bzw. Gegenelektrodenband
126
Aufwickelrolle
128
Spannungsquelle
130
erste Rolle
132
zweite Rolle
134
dritte Rolle
136
vierte Rolle
150
Einrichtung zum Liefern eines Prozessmittels
152
Prozessmittel
200
Zuführen des Substrates
210
Fixieren einer Schattenmaske
220
Liefern mindestens eines Prozessmittels
230
Reduzieren der Fixierung oder Separieren der Schattenmaske