CN104797733B - 成膜掩模的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包含如下阶段：形成掩模用构件(7)，掩模用构件(7)是形成有贯通孔的薄板状的磁性金属构件和树脂制膜紧贴而成的结构；对上述掩模用构件的上述贯通孔内的上述膜照射激光而形成一定深度的标记；以及以上述标记为基准对预定的位置照射激光而形成贯通上述膜的上述开口图案。

Description

成膜掩模的制造方法
技术领域
本发明涉及由薄板状的磁性金属构件支撑按薄膜图案利用激光加工出多个开口图案的树脂制膜的复合型的成膜掩模的制造方法，特别是涉及使多个开口图案的形成位置精度提高的成膜掩模的制造方法。
背景技术
在现有的成膜掩模的制造方法中，在金属板上形成具有多个贯通开口的第1抗蚀剂图案，经由上述第1抗蚀剂图案的贯通开口进行蚀刻处理而形成贯通上述金属板的多个开口图案，然后将上述第1抗蚀剂图案除去，在上述金属板上形成具有多个第2贯通开口的第2抗蚀剂图案，上述多个第2贯通开口使上述多个开口图案各自的周围的规定宽度的金属边缘部分别露出，经由上述第2抗蚀剂图案的第2贯通开口进行蚀刻处理，形成上述多个贯通开口各自的周围的掩模主体部和位于该掩模主体部的周围的、具有比掩模主体部的厚度大的厚度的周缘部，然后将上述第2抗蚀剂图案除去(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2001－237072号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在这样的现有的成膜掩模的制造方法中，对金属板进行湿式蚀刻处理而形成贯通该金属板的多个开口图案，所以不能利用湿式蚀刻的各向同性精度良好地形成高精细的开口图案。特别是，在一边的长度为数十cm以上的大面积的例如有机EL显示面板用的成膜掩模的情况下，由于蚀刻不均的产生，不能均匀地形成掩模整个面的开口图案。
因此，申请人提出了如下复合型的成膜掩模：其是使树脂制成的膜和薄板状的磁性金属构件紧贴而成的，树脂制成的膜按在基板上成膜的薄膜图案形成有形状尺寸与该薄膜图案相同的开口图案，磁性金属构件形成有内涵开口图案的贯通孔。
上述复合型的成膜掩模是对厚度为10μm～30μm程度的薄树脂制膜利用激光加工出开口图案而形成的，具有如下优点：能精度良好地形成高精细的开口图案，并且如上所述的大面积的成膜掩模也能遍及掩模整个面均匀地形成开口图案。
在该情况下，为了通过对膜进行激光加工而形成开口图案，在开口图案贯通膜时，有可能由于激光L的照射能量的冲击，成膜掩模的包含激光加工部的其周边部分上浮，该部分的位置偏移。因此，在一边使载置成膜掩模的载物台和激光照射光学系统以一定间隔相对地分步移动一边形成多个开口图案的情况下，有可能各开口图案的形成位置偏移。
因此，本发明针对这样的问题，其目的在于提供使多个开口图案的形成位置精度提高的成膜掩模的制造方法。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明为一种成膜掩模的制造方法，上述成膜掩模是使树脂制成的膜和薄板状的磁性金属构件紧贴而成的复合型的成膜掩模，上述树脂制成的膜与在基板上成膜的薄膜图案对应地形成有形状尺寸与该薄膜图案相同的开口图案，上述磁性金属构件形成有内涵上述开口图案的大小的贯通孔，上述成膜掩模的制造方法包含如下阶段：形成掩模用构件，上述掩模用构件是形成有上述贯通孔的上述磁性金属构件和形成上述开口图案前的树脂制膜紧贴而成的结构；在将上述掩模用构件和形成有基准标记的基准基板对位后，将上述掩模用构件的膜面紧贴到上述基准基板；在上述掩模用构件的上述贯通孔内，对与上述基准基板的上述基准标记对应的上述膜的部分照射激光而形成具有一定形状且一定深度的标记；以及以上述标记为基准对预定的位置照射激光而形成贯通上述膜的上述开口图案。
发明效果
根据本发明，事先将成为开口图案的形成目标的标记以较浅的深度形成在膜上，所以上述标记不会由于激光加工的冲击而受到影响，能位置精度良好地形成。而且，即使在标记的位置由于激光加工的冲击而偏移的情况下，也能一边利用摄像装置检测出上述标记而校正标记的位置偏移一边进行开口图案的形成，所以能提高开口图案的形成位置精度。
附图说明
图1是表示在本发明的成膜掩模的制造方法中使用的激光加工装置的实施方式的主视图。
图2是表示利用本发明的方法所制造的成膜掩模的一构成例的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的O－O线截面向视图。
图3是表示本发明的成膜掩模的制造方法的前工序的说明图。
图4是表示本发明的成膜掩模的制造方法的中间工序的说明图。
图5是表示本发明的成膜掩模的制造方法的后工序的说明图。
图6是表示利用本发明的方法所制造的成膜掩模的变形例。
图7是表示利用本发明的方法所制造的成膜掩模的另一变形例的图，(a)是俯视图，(b)是截面图。
具体实施方式
以下基于附图详细说明本发明的实施方式。图1是表示用于本发明的成膜掩模的制造方法的激光加工装置的实施方式的主视图。该激光加工装置用于按在基板上成膜的薄膜图案在树脂制成的膜中形成形状尺寸与该薄膜图案相同的开口图案，构成为具备XY载物台1、激光装置2、物镜3、掩模4、摄像装置5以及照明装置6。
上述XY载物台1载置掩模用构件7，使其向XY方向分步移动，掩模用构件7是使形成有内涵开口图案的大小的贯通孔的磁性金属构件和使可见光透射的树脂制成的膜紧贴而成的，上述XY载物台1具备测量向X、Y方向移动的移动距离的第1激光干涉仪8。
详细地，上述XY载物台1使定位地载置于基准基板9上的掩模 用构件7与基准基板9一体地分步移动，基准基板9预先形成有成为用于形成上述开口图案的基准的基准标记。
在上述XY载物台1的上方配设有激光装置2。该激光装置2用于照射激光L而使膜消融，形成开口图案，激光L是波长为400nm以下的例如KrF248nm的准分子激光、YAG激光的第3谐波或者第4谐波，与光轴正交的截面形状被整形为与薄膜图案相同的形状尺寸，能量密度为1J/cm2～20J/cm2。并且，构成为包含使激光束的尺寸扩展到规定大小的光束扩展器。
在上述激光L的光路上与上述XY载物台1相对地设有物镜3。该物镜3用于使激光L在膜上聚敛而对膜进行激光加工，能沿着光轴上下移动地设置，与成像透镜10协作而将后述的掩模4的贯通开口的像缩小投影到膜上，并且将上述基准基板9的基准标记和成为形成于膜上的开口图案的形成目标的后述标记在后述的摄像装置5的受光元件面上成像。另外，在上述物镜3上安装有第2激光干涉仪11，能检测基于使物镜3上下移动的驱动机构的机械精度的物镜3向XY方向的位置偏移量。
在上述激光L的光路上，且在上述激光装置2与物镜3之间能装卸地设有掩模4。该掩模4包括：第1掩模4A，其形成有与要形成于膜中的开口图案形状相似的第1贯通开口；以及第2掩模4B，其形成第2贯通开口，第2贯通开口用于形成成为上述开口图案的形成目标的标记，且与该标记形状相似。此外，也可以将上述第1贯通开口和第2贯通开口形成于相同的掩模4上的相互分离的位置，能使掩模4在与XY平面平行的面内滑动移动而切换地使用第1贯通开口和第2贯通开口。
在从上述物镜3通过成像透镜10朝向上述掩模4的光路利用半透半反镜12分支的光路上设有摄像装置5。该摄像装置5用于检测设于上述基准基板9的基准标记和形成于膜的标记，是二维CCD相机。并且，物镜3的成像位置和摄像装置5的受光面以及掩模4配置成共轭的关系。
在从上述物镜3朝向上述成像透镜10的光路利用半透半反镜13 分支的光路上设有照明装置6。该照明装置6用于对设于上述基准基板9的基准标记和形成于膜的标记进行照明而使得能利用摄像装置5检测出上述基准标记和标记，例如是卤素灯等白色光源。
接着，对使用这样构成的激光加工装置制造本发明的成膜掩模的方法进行说明。
最初，对形成掩模用构件7的阶段进行说明，掩模用构件7是形成有贯通孔的磁性金属构件和形成开口图案前的树脂制膜紧贴而成的结构。此外，在此，对所制造的成膜掩模具有如下将磁性金属构件15和膜17紧贴而成的结构的情况进行说明，如图2所示，磁性金属构件15具有按要形成于基板的多个薄膜图案以与该薄膜图案相同的排列间距呈矩阵状形状、尺寸比薄膜图案大的矩形的贯通孔14，膜17具有按多个薄膜图案以与该薄膜图案相同的排列间距呈矩阵状、形状尺寸与薄膜图案相同的开口图案16。此外，在该图中，附图标记18表示掩模侧对准标记。
图3是表示掩模用构件7的形成阶段的说明图。
首先，如该图3的(a)所示，将包含例如镍、镍合金、殷钢或者殷钢合金等的厚度为30μm～50μm程度的磁性金属材料的磁性金属片19与作为成膜对象的基板的表面积对应地切出，在该磁性金属片19的一面19a涂敷例如聚酰亚胺或者聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等的树脂液，使其干燥，形成厚度为10μm～30μm程度的使可见光透射的膜17。
接着，如图3(b)所示，在磁性金属片19的另一面19b例如喷涂抗蚀剂后，使其干燥，形成抗蚀剂膜，接着，在使用光掩模对抗蚀剂膜曝光后，进行显影，形成抗蚀剂掩模21，抗蚀剂掩模21在与多个薄膜图案对应的位置具有形状尺寸比该薄膜图案大的多个开口20。
接着，如图3(c)所示，使用上述抗蚀剂掩模21对磁性金属片19进行湿式蚀刻，将与抗蚀剂掩模21的开口20对应的部分的磁性金属片19除去而形成贯通孔14，从而形成磁性金属构件15，然后使抗蚀剂掩模21溶解于例如有机溶剂，将其除去。由此，可形成使磁性 金属构件15和树脂制成的膜17紧贴的掩模用构件7。此外，用于蚀刻磁性金属片19的蚀刻液可根据使用的磁性金属片19的材料适当选择，能应用公知技术。
另外，也可以在蚀刻磁性金属片19形成贯通孔14时同时形成掩模侧对准标记18，掩模侧对准标记18用于与预先设于多个贯通孔14的形成区域外的预定的位置上的基板侧对准标记进行对位。在该情况下，在形成抗蚀剂掩模21时，只要在与掩模侧对准标记18对应的位置设置对准标记用的开口即可。
接着，对向掩模用构件7的贯通孔14内的膜17照射激光L而形成具有一定形状的一定深度的标记的阶段进行说明。
图4是表示成为开口图案的形成目标的标记形成阶段的说明图。
首先，如图4(a)所示，使掩模用构件7的膜17的面与在透明的基板的一面9a形成有基准标记22的基准基板9的另一面9b紧贴而一体化。此时，一边用显微镜观察磁性金属构件15的掩模侧对准标记18和预先设于基准基板9的基板侧对准标记一边对位以使得两标记形成一定的位置关系(例如使得两标记的中心一致)。
接着，一体化的上述掩模用构件7和基准基板9以基准基板9成为载物台侧的方式载置于XY载物台1上。另外，照明装置6被点亮，包含物镜3的成像位置在内的其附近区域被照明，同时摄像装置5启动，取得物镜3的成像位置的像。
接着，使XY载物台1在XY方向移动，将图2(a)所示的磁性金属构件15的例如位于左上端角部的贯通孔14设于物镜3的下侧位置。并且，在一边利用摄像装置5观察一边使物镜3上下移动进行物镜3的焦距调节以使得基准基板9的基准标记22的像变得清楚后，对基准标记22的图像进行处理，对XY载物台1进行微动调节以使得基准标记22的中心与物镜3的视野中心一致。此时，作为激光加工装置的掩模4，安装有第2掩模4B，使第2贯通开口的中心与激光加工装置的光学系统的光轴一致。
当基准标记22的检测结束时，使物镜3上升，将物镜3的焦点设 于膜17的表面位置。此时，利用第2激光干涉仪11测量物镜3向XY方向的位置偏移量。并且，一边利用第1激光干涉仪8测量载物台的移动量一边对XY载物台1进行微动调节来校正物镜3的位置偏移量。
接着，启动激光装置2，发射激光L，使激光L照射到第2掩模4B。从第2掩模4B射出的激光L利用第2掩模4B的第2贯通开口将与光轴交叉的截面形状整形为与成为开口图案16的形成目标的标记的外形相似的形状，通过成像透镜10和物镜3在膜17上聚敛。由此，将上述第2贯通开口利用成像透镜10和物镜3缩小投影到膜17上，如图4(b)所示，在与上述基准标记22对应的膜17部分形成有上述标记23。在该情况下，在利用激光L的多个脉冲(例如25个脉冲)形成开口图案16时，以比该发射次数少的例如2个脉冲形成标记23。由此，在膜17中形成成为上述标记23的深度浅的凹部(损伤)。
此外，在开口图案16以激光L的1个脉冲形成时，上述标记23也可以用比用于形成开口图案16的激光L的照射能量小的照射能量形成。
以下，基于想要形成的多个开口图案16的排列的设计值，使XY载物台1从加工开始位置向XY方向(例如与图4(b)的箭头相反的方向)分步移动，如图4(c)所示，在磁性金属构件15的各贯通孔14内的规定位置形成上述标记23。并且，当全部标记23的形成结束时，使XY载物台1返回到加工开始位置。
接着，对贯通膜17的开口图案16的激光加工阶段进行说明。
图5是表示开口图案16的激光加工阶段的说明图。
首先，激光加工装置的第2掩模4B被替换为第1掩模4A，第1掩模4A的第1贯通开口的中心与激光加工装置的光学系统的光轴一致。
接着，利用摄像装置5检测出加工开始位置的标记23，XY载物台1被微动调节以使得标记23的中心与物镜3的视野中心一致。当其结束时，启动激光装置2，发射用于形成开口图案16的例如25个脉冲的激光L。激光L利用第1掩模4A的第1贯通开口将与光轴交叉的 截面形状整形为与开口图案16相似的形状，利用成像透镜10和物镜3缩小投影到膜17上。由此，如图5(a)所示，在与上述标记23对应的膜17部分，贯通膜17而形成最初的开口图案16。
当最初的开口图案16的形成结束时，使XY载物台1向与图5(b)所示的箭头相反的方法分步移动与开口图案16的排列间距(设计值)相同的距离，将物镜3设于与加工开始位置的标记23相邻的标记23的上方位置。在该情况下，有时由于最初的开口图案16的激光加工的冲击，掩模用构件7部分上浮，标记23的位置偏移。因此，在本发明中，在对第2个开口图案16进行激光加工前，利用摄像装置5拍摄而检测出形成于膜17的第2个标记23，对XY载物台1的位置进行微调以使得标记23的中心与物镜3的视野中心一致。
如上所述，当标记23的位置偏移被校正时，启动激光装置2，使多个脉冲的激光L照射到上述标记23上，如图5(b)所示，利用激光加工出第2个开口图案16。
以下，使XY载物台1向XY方向(例如与图5(b)的箭头相反的方向)分步移动，同时，每当此时都利用摄像装置5进行标记23的检测和标记23的位置偏移校正，然后照射激光L，利用激光加工各开口图案16。由此，即使在由于开口图案16的激光加工的冲击使掩模用构件7部分地上浮而产生位置偏移的情况下，也能在作为开口图案16的形成目标的标记23上正确地照射激光L而形成开口图案16，能提高开口图案16的形成位置精度。
此外，在以上说明中，对在磁性金属构件15的各贯通孔14内分别形成一个开口图案16的情况进行了描述，但是本发明不限于此，也可以在贯通孔14内形成有多个开口图案16。
图6是利用本发明的方法所制造的成膜掩模的变形例。
该成膜掩模具有设于磁性金属构件15的贯通孔14内涵多个开口图案16的大小，在上述贯通孔14内，以标记23为中心在预定的位置形成有多个开口图案16。
这样的成膜掩模能按如下方式制造。
首先，准备：第1掩模4A，其以与激光加工装置的光学系统的 光轴对应的位置为中心在预定的位置设有多个第1贯通开口；以及第2掩模4B，其以中心与上述光轴对应的方式设有第2贯通开口。
接着，使用上述第2掩模4B，与上述同样，一边使XY载物台1在XY方向分步移动预定的距离，一边在掩模用构件7的膜17上形成深度浅的多个标记23。
接着，将第2掩模4B替换为第1掩模4A，利用摄像装置5对上述标记23拍摄，并且对XY载物台1进行微动调节以使得校正标记23的位置偏移，并使标记23的中心与物镜3的视野中心一致。
然后照射激光L，以上述标记23为中心在预定的位置同时形成多个开口图案16(在图6中，用虚线包围的例如6个开口图案16)。并且，与上述同样，使XY载物台1向XY方向分步移动，同时，每当此时，利用摄像装置5进行标记23的检测和标记23的位置偏移校正，然后照射激光L，利用激光加工出多个开口图案16。
在该情况下，也以事先形成的标记23为基准加工出多个开口图案16，因此能位置精度良好地形成多个开口图案16。
在以上说明中，对成膜掩模包括磁性金属构件15和膜17的情况进行了描述，但是本发明不限于此，如图7所示，成膜掩模也可以是通过将框状的框架25的一端面25a接合到与紧贴有膜17的一侧相反的一侧的磁性金属构件15的周缘部而成的，框架25具有内涵磁性金属构件15的多个贯通孔14以及与该贯通孔14同时形成的对准标记用贯通孔26的大小的开口24。在该情况下，期望在将膜17的周缘部被除去的掩模用构件7架设在框架25上将磁性金属构件15和框架25点焊后，进行激光加工而形成上述标记23，并且以该标记23为基准，在贯通孔14内形成开口图案16，在对准标记用贯通孔26内形成掩模侧对准标记18。由此，能防止在将掩模用构件7架设在框架25上时，掩模用构件7延伸而使开口图案16和掩模侧对准标记18的位置偏移。此外，标记23和开口图案16的形成也可以是一边使XY载物台1分步移动一边在X方向或者Y方向依次进行，也可以在XY方向按Z字形进行。
附图标记说明
7…掩模用构件
14…贯通孔
15…磁性金属构件
16…开口图案
17…膜
23…标记
24…框架的开口
25…框架

Claims (8)

1.一种成膜掩模的制造方法，上述成膜掩模是使树脂制成的膜和薄板状的磁性金属构件紧贴而成的复合型的成膜掩模，上述树脂制成的膜按在基板上成膜的薄膜图案形成有形状尺寸与该薄膜图案相同的开口图案，上述磁性金属构件形成有内含上述开口图案的大小的贯通孔，
上述成膜掩模的制造方法的特征在于包含如下阶段：
形成掩模用构件，上述掩模用构件是形成有上述贯通孔的上述磁性金属构件和形成上述开口图案前的树脂制膜紧贴而成的结构；
在将上述掩模用构件和形成有基准标记的基准基板对位后，将上述掩模用构件的膜面紧贴到上述基准基板；
在上述掩模用构件的上述贯通孔内，对与上述基准基板的上述基准标记对应的上述膜的部分照射激光而形成具有一定形状且一定深度的标记；以及
以上述标记为基准对预定的位置照射激光而形成贯通上述膜的上述开口图案。
2.根据权利要求1所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，
在上述磁性金属构件中，由桥分离的多个上述贯通孔排成一列，并且以一定的间距排列着多列，
在每个上述贯通孔内形成一个上述开口图案。
3.根据权利要求1所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，在上述贯通孔内形成多个上述开口图案。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，以比用于形成上述开口图案的激光的照射脉冲次数少的脉冲次数形成上述标记。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，以比用于形成上述开口图案的激光的照射能量小的照射能量形成上述标记。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，在形成上述掩模用构件的阶段与形成上述标记的阶段之间包含如下阶段：将框状的框架的一端面接合到与紧贴有上述膜 的一侧相反的一侧的上述磁性金属构件的周缘部，上述框架具有内含上述磁性金属构件的上述贯通孔的大小的开口。
7.根据权利要求4所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，在形成上述掩模用构件的阶段与形成上述标记的阶段之间包含如下阶段：将框状的框架的一端面接合到与紧贴有上述膜的一侧相反的一侧的上述磁性金属构件的周缘部，上述框架具有内含上述磁性金属构件的上述贯通孔的大小的开口。
8.根据权利要求5所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，在形成上述掩模用构件的阶段与形成上述标记的阶段之间包含如下阶段：将框状的框架的一端面接合到与紧贴有上述膜的一侧相反的一侧的上述磁性金属构件的周缘部，上述框架具有内含上述磁性金属构件的上述贯通孔的大小的开口。
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