CN105814232A - 掩模及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是在基板具有多个细长状的开口的掩模，具备在上述基板的单面侧与上述开口的长边方向交叉地形成为桥梁状，且比上述基板的厚度薄的多个加强部、和在位于上述加强部的侧方侧的开口周边的区域沿上述长边方向设置台阶而形成的挖掘部。由此，不增加掩模本身的厚度而使机械强度提高，并能够维持与该强度对应的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及在基板具有多个细长状的开口的掩模和该掩模的制造方法，详细而言，涉及通过对上述开口周边的加工进行研究，而不增加掩模本身的厚度地使机械强度提高，并能够维持与该强度对应的厚度的掩模及其制造方法。
背景技术
以往的掩模例如，在基板具有多个细长状的开口，但为了防止随着开口的微细化的形状的变形，提出了以横穿开口的方式，设置与掩模部分一体化的加强线的掩模(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平10－330911号公报
但是，在上述以往的掩模中，例如，在实际的成膜等的图案加工时，由于掩模的加强线遮挡从特定的方向飞来的物质，因此在掩模的高度方向设置多余的缝隙，以便该物质在成为加强线的影子的部分绕过。因此，在上述以往的掩模中，具有掩模本身的厚度整体上增加这样的问题点。
发明内容
因此，应对这样的问题点，本发明要解决的课题在于通过对开口周边的加工进行研究，从而提供不增加掩模本身的厚度地使机械强度提高并能够维持与该强度对应的厚度的掩模及其制造方法。
为了解决上述课题，本发明的掩模是在基板具有多个细长状的开口的掩模，具备在上述基板的单面侧与上述开口的长边方向交叉地形成为桥梁状，且比上述基板的厚度薄的多个加强部、和在位于上述加强部的侧方侧的开口周边的区域沿着上述长边方向设置台阶而形成的挖掘部。
另外，为了解决上述课题，本发明的掩模的制造方法是在基板具有多个细长状的开口的掩模的制造方法，执行从上述基板的第一面侧在成为上述开口的区域形成槽的第一工序、和通过从上述第一面的相反侧的第二面侧实施加工使上述槽贯通从而形成上述开口，并与该开口的长边方向交叉地以桥梁状形成比上述基板的厚度薄的多个加强部，并且形成在位于该加强部的侧方侧的开口周边的区域沿上述长边方向设置了台阶的挖掘部的第二工序。
根据本发明的掩模，具备在基板的单面侧与上述开口的长边方向交叉地形成为桥梁状，且比上述基板的厚度薄的多个加强部、和在位于上述加强部的侧方侧的开口周边的区域沿上述长边方向设置台阶而形成的挖掘部，从而不需要为了上述加强部的形成而使掩模本身增厚，并且，上述加强部能够保证掩模的强度。因此，上述掩模即使具有多个细长状的开口，也能够防止开口部的形状的变形。
另外，根据本发明的掩模的制造方法，从上述基板的第一面侧在成为上述开口的区域形成槽，并通过从上述第一面的相反侧的第二面侧实施加工使上述槽贯通从而形成上述开口，并与该开口的长边方向交叉地以桥梁状形成比上述基板的厚度薄的多个加强部，并且形成在位于该加强部的侧方侧的开口周边的区域沿上述长边方向设置了台阶的挖掘部，从而能够制造不增加掩模本身的厚度而使机械强度提高，并能够维持与该强度对应的厚度的掩模。因此，在上述制造方法中，即使掩模具有多个细长状的开口，也能够防止开口的形状的变形。
附图说明
图1是表示本发明的掩模的实施方式的一个例子的图，图1(a)是俯视图，图1(b)是其一部分放大俯视图。
图2是图1(b)所示的掩模的立体图。
图3是图1(b)所示的掩模的B－B线放大剖视图。
图4是示意性表示用于决定加强部的宽度的数值计算的条件的一个例子的图。
图5是表示用于决定加强部的宽度的数值计算的结果的一个例子的图表。
图6是表示本发明的掩模的实施方式的变形例的立体图。
图7是表示本发明的掩模的制造方法的一个例子的流程图。
图8是表示上述掩模加工装置的构成例的框图。
图9是示意性表示上述掩模的制造方法的工序图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的掩模的实施方式的一个例子的图，图1(a)是俯视图，图1(b)是其一部分放大俯视图
图1(a)所示的掩模1虽然具有多个细长状的开口，但可防止其开口的微细化所伴随的形状的变形，具备基板2、金属(metal)3、以及开口4。掩模1是两面进行了加工的器件，在图1(a)中，示出了表面(第二面)侧的形状。基板2是聚酰亚胺的树脂膜，在该树脂膜上具备以规定的距离间隔与开口4交替地并排设置的具有磁性的线状的金属3。由此，基板2构成在树脂膜设置了金属3的混合型的掩模。
这里，线状的金属3例如是为了在成膜时通过磁力固定掩模1本身而被使用。该金属3例如是作为磁性材料的一种的镍。而且，金属3从通过磁力使掩模1固定的角度来看，设在表面(第二面)侧即可，例如，优选具有20μm～50μm左右的厚度。
此外，金属3并不限定于镍，也可以是镍合金。这样的混合型的掩模能够通过磁力固定，所以在对基板2进行激光加工时，能够精度良好地进行加工。另外，优选开口4的开口宽度例如是几μm左右来作为微细加工用。
在图1(b)中，示出了图1(a)所示的框A所包围的区域的放大俯视图，进一步详细地示出开口周边。掩模1还具备在基板2的表面侧与开口4的长边方向交叉地形成为桥梁状并且比基板2的厚度薄的多个加强部(肋)5、和在位于加强部5的侧方侧的开口周边的区域沿长边方向设置台阶而形成的挖掘部6。
图2是图1(b)所示的掩模的立体图。如图2所示那样，对加强部5而言，例如，在桥梁状地跨过开口4的部分的下面侧设置有切口部5a，具有使凹形的形状反转的桥型的形状。此外，加强部5也可以是弯曲成弓形的拱桥型的形状。
这里，通过设置上述的切口部5a，例如，在成膜时，由于飞来的成膜用的物质(以下称为“成膜物质”。)绕过加强部5，所以掩模1能够相应地使成膜物质容易地通过开口4。并且，即使假设成膜物质附着于加强部5而随着时间经过堆积在切口部5a的情况下，在存在该切口部5a的期间，与原本未形成切口部5a的情况相比较也维持成膜物质容易通过开口4的状态。
此外，在采用了具有切口部5a的加强部5的情况下，优选以使掩模1开口4的开口宽度与开口4的高度之比(高度/开口宽度)例如在1.0±0.2的范围内的方式，形成挖掘部6。最优选高度/开口宽度为1.0。在以这样的比率形成挖掘部6的情况下，如图2所示那样，在掩模1中形成台阶，所以相应地成膜物质容易通过开口4。
图3是图1(b)所示的掩模的B－B线放大剖视图。这里，图中，符号w表示图2所示的与开口4的开口宽度交叉的方向的加强部5的宽度。符号d1表示在图4中从后述的透明基板7的上面到加强部5的底部5b的距离。符号h表示基板2的高度。
在图3中，底部5b表示图2所示的加强部5的切口部5a的最凹陷的地方。以下参照图4、5，详细说明相对于掩模1的厚度，宽度w与距离d1的关系。
图4是示意性表示用于决定加强部的宽度的数值计算的条件的一个例子的图。这里，在图4中，为了容易理解地说明，对于掩模1，仅描绘图2所示的加强部5。在实际进行成膜的情况下，透明基板7与掩模1例如，以接触的状态实施成膜处理。此外，透明基板7例如是ITO(IndiumTinOxide：氧化铟锡)膜。在图4中，符号d2表示从成膜源8到透明基板7的距离，作为一个例子，设为30mm。
另外，在图4中，符号r1表示宽度w的一半的距离。符号r2表示成为决定成膜物质是否碰撞加强部5的侧面的指标的距离。具体而言，符号r2在从成膜源8以规定的放射角度放射的成膜物质8a横穿过比符号r2的距离(图中，表示箭头的前端的位置)短的位置朝向原点(图中，XY轴的交点)O的情况下，意味着该成膜物质8a碰撞加强部5的侧面而不能够到达原点O。符号r3表示从成膜源8以规定的放射角度放射的成膜物质8b通过符号r3的距离的位置(图中，表示箭头的前端的位置)，并在图4中，朝向XY轴相交的原点O飞来的情况下的距离。
另外，若从其它的观点来看，在图4中，符号θ1、θ2表示来自成膜源8的放射的成膜物质朝向原点O的入射角度，该角度θ1示出作为基于溅射的成膜物质的放射角度的一个例子的、大约70°，若成为比该角度θ1大的角度，则意味着朝向原点O的成膜物质碰撞加强部5而难以到达原点。此外，角度θ2示出大约40°，示出了若成为比角度θ2小的角度，则从成膜源8放射而朝向原点O的成膜物质难以到达。
换句话说，宽度w取决于距离d1、d2、从成膜源8放射的成膜物质8a、8b的放射角度(或者，上述入射角度)、以及加强部5的形成位置等参数求出。因此，为了抑制加强部5覆盖正下的开口处的影响，基于这些参数，进行数值计算，从而求出加强部5的最合适的形状。而且，例如，通过使宽度w的长度最合适化，从而抑制在成膜时产生的成膜不均。
图5是表示用于决定加强部的宽度的数值计算的结果的一个例子的图。该图5示出了根据距离d1，能够求出最合适的宽度w。这里，横轴表示宽度w(μm)，纵轴表示取决于宽度w的稳定度(％)。在不存在加强部5的情况下，朝向原点O的成膜物质不被阻碍，所以稳定度成为100％的值。
另外，稳定度为90％是指与距离d1对应地，如果使宽度w为几μm，则成为加强部5的影子的部分的影响为10％左右(例如，作为基于溅射的成膜厚度的偏差允许的范围)。即，通过加强部5在开口4架桥，由此位于加强部5的正下的开口处成为该加强部5的影子。其结果，从特定方向飞来的成膜物质碰撞加强部5，并不能够到达位于加强部5的正下的开口位置。此外，优选其影响抑制在大约10％左右以内。例如，将大约10％左右的变动作为阈值T(稳定度大约为90％)，并在使距离d1＝5μm的情况下，如以下那样。即，从图5以虚线示出的大约90％的阈值T的线与利用数值计算求出的距离d1＝5μm的实线C1的交点，引下垂线而与横轴相交的位置的值成为最合适的宽度w。该情况下，优选宽度w大约为2μm左右。
另外，同样地，在距离d1＝10μm的情况下，根据阈值T的线与利用数值计算求出的距离d1＝10μm的实线C2的交点，优选宽度w大约为5μm左右。
另外，同样地，在距离d1＝15μm的情况下，根据阈值T的线与利用数值计算求出的距离d1＝15μm的实线C3的交点，优选宽度w大约为7μm左右。该情况下，优选基板2的聚酰亚胺的高度h为25μm左右。因此，能够随着不增加掩模1的厚度而使距离d1越高，从而加强部5的宽度w变得越宽。
根据以上，本发明的掩模例如基于图5所示的加工数据，形成加强部5、挖掘部6。由此，不需要为了加强部5的形成而使掩模本身增厚，并且，加强部5能够保持掩模1的强度。因此，尽管本发明的掩模具有多个微细的开口，但是也能够通过加强部5防止开口4的形状的变形。并且，加强部5以及挖掘部6的形状能够使成膜物质容易通过开口4。
此外，为了方便说明，在图4中，虽然作为成膜源8进行说明，但是例如也可以代替成膜源8，作为有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)元件的制作所使用的蒸镀源进行说明。该情况下，虽然蒸镀用的物质被放射，但与上述的说明相同地求取解宽度w。
接下来，对上述掩模的实施方式的变形例进行说明。
在上述实施方式中，如图2所示那样，在掩模1中，在加强部5具有切口部5a。参照图4等如上述那样，设置这样的切口部5a是为了成膜物质绕过加强部5而容易到达透明基板7。但是，本发明的掩模并不限定于此。
图6是表示本发明的掩模的实施方式的变形例的立体图。在变形例的掩模1a中，虽然与图1所示的掩模1同样地，多个加强部5在基板2的单面侧与开口4的长边方向交叉地形成为桥梁状，但是成为不形成切口部5a的结构。该情况下，不形成切口部5a，相应地使加强部5的宽度w与图2所示的加强部5的宽度w相比变薄。此时，优选以能够维持与图2所示的加强部5相同的强度的方式使宽度w变薄。如此，对图6所示的加强部5而言，使宽度w变薄，相应地成膜物质容易到达透明基板7。因此，根据变形例的掩模1a，即使使宽度w变薄，也不增加掩模1a本身的厚度而使机械强度提高，并能够维持与该强度对应的厚度。
另外，在图1所示的实施方式中，在掩模1中，在细长状的开口4架桥的加强部5的位置在各列的每个开口处于相同的位置，但本发明的掩模并不限定于此。例如，掩模1也可以以成为加强部5的位置与形成在相邻的开口4的加强部5的位置交替地偏移的位置关系的方式配置。
具体而言，也可以这样，掩模1是在基板2具有多个细长状的开口4的掩模，掩模1具备在基板2的单面侧与开口4的长边方向交叉地形成为桥梁状并且比基板2的厚度薄的多个加强部5、和在位于加强部5的侧方侧的开口周边的区域沿长边方向设置台阶而形成的挖掘部6，并形成为加强部5的位置与形成在相邻的开口4的加强部5的位置交替地偏移的位置关系。
由此，在掩模1中，由于具有加强部5的位置与形成在相邻的开口4的加强部5的位置交替地偏移的位置关系，所以在这种情况下，也能够提供为了加强部5的形成而不增加掩模本身的厚度地使机械强度提高，并能够维持与该强度对应的厚度的掩模。
此外，优选相邻的加强部5的间隔形成为避开与在开口4内相邻的加强部5的干扰的位置关系。由此，可以不考虑成为相邻的加强部5形成的影子的部分的影响。
接下来，参照图7～9对本发明的掩模的制造方法进行说明。该掩模的制造方法提供不增加掩模本身的厚度而保证需要的机械强度，并能够维持与该强度对应的厚度的掩模。首先，参照图8对用于实现本发明的掩模的制造方法的掩模加工装置进行说明。
图8是表示上述掩模加工装置的构成例的框图。该掩模加工装置M是制造本发明的掩模的装置，具备控制部10、激光产生部11、光学系统12、输送处理部13、以及总线14。其中，激光产生部11、光学系统12、输送处理部13以及控制部10经由总线14相互连接。
控制部10进行掩模加工装置M的统一的控制，并搭载微处理器，例如，通过向激光产生部11发出指示，来使激光产生。另外，控制部10例如通过向输送处理部13发出指示，来控制掩模1的输送等。
并且，在控制部10具备存储器10a。该存储器10a记录程序、数据等，例如，是预先记录进行掩模加工装置M的控制的控制程序的非易失性的存储器。在该控制程序包含有用于执行本发明的掩模的制造方法的程序。另外，存储器10a预先记录掩模加工所需要的加工数据。此外，加工数据也可以预先嵌入在控制程序。另外，在加工数据也预先包含有记述了形成加强部5的位置和形成挖掘部6的位置的信息。
控制部10从存储器10a例如读出控制程序，并参照加工数据，进行掩模1的制造的处理。另外，控制部10例如，进行运算处理等，并将结果记录于存储器10a。
激光产生部11产生激光，从控制部10接受激光的产生的指示，并将激光输出给光学系统12。这里，在激光产生部11设有作为激光器的一种的YAG(YttriumAluminumGarnet：钇铝石榴石)激光装置。该YAG激光装置例如实施激光加工，将YAG棒作为振荡器激发激光来进行振荡。此外，激光产生部11作为激光产生单元，并不限定于YAG激光装置，例如，也可以应用准分子激光装置等其它的激光装置。
光学系统12转换成适合激光加工的波长来进行聚光，具有从YAG激光装置振荡的激光的波长转换的波长转换晶体。通过该波长转换晶体的激光被转换成高次谐波而作为固体UV(UltraViolet：紫外线)激光。另外，光学系统12为了使被转换成高次谐波的激光在掩模1聚光，具备以规定的倍率进行缩小投影的投射器等光学部件。
输送处理部13使放置在省略图示的工作台上的掩模1移动，例如，能够通过省略图示的输送机构，使掩模1沿左右方向移动。另外，输送处理部13能够通过省略图示的反转机构，使掩模1反转。
参照图7以及图9对使用以上说明的掩模加工装置M的掩模的制造方法进行说明。
图7是表示本发明的掩模的制造方法的一个例子的流程图。图9是示意性表示本发明的掩模的制造方法的实施方式的工序图，图9(a)是在基材投入工序中所使用的掩模1的一部分的放大剖视图，图9(b)是示意性表示图案加工工序(第一工序)的图，图9(c)是示意性表示挖掘加工工序(第二工序)的图。
首先，若图8所示的掩模加工装置M的控制部10例如通过省略图示的输入单元，接受本发明的掩模的制造开始的指示输入，则读出控制程序、加工数据，从而开始图7所示的流程图的处理。
在图7的步骤S1中，控制部10通过向图8所示的输送处理部13发出指示，进行基材投入的处理。
在本发明的掩模的制造方法中，使用预先在基板2的表面(第二面)上以规定的排列线状地配置了金属3的器件。如图9(a)所示那样，剖面为梯形形状的金属3以夹着形成开口的地方的方式以规定的间隔形成在基板2的表面上。输送处理部13使放置在工作台(省略图示)上的、进行图案加工的前阶段的掩模1移动到激光照射位置。若掩模1的移动完成，则控制部10移至步骤S2的处理。
在图7的步骤S2中，控制部10通过向图8所示的激光产生部11发出指示，进行在掩模1的背面(第一面)侧成为开口的区域形成槽2a的图案加工的处理(第一工序)。具体而言，激光产生部11从YAG激光装置，激发激光p来进行振荡。该激光p经由图8所示的光学系统12，被转换成高次谐波，之后如图9(b)所示那样，照射到形成槽2a的位置。通过该照射，在掩模1中，通过削去聚酰亚胺而形成槽2a。此外，在图9(b)中，将激光p作为光束以虚线的箭头示出。这里，输送处理部13为了能够在形成凹形状的槽2a的位置进行激光照射，使放置在工作台的掩模1适当地沿与图9的纸面垂直的方向移动。由此，在掩模1的背面侧，在成为开口的全部的区域形成槽2a。
此外，控制部10通过控制利用激光p削去聚酰亚胺的深度，从而能够进行图2所示的加强部5的切口部5a的深度的调节。若图案加工的处理完成，则控制部10移至步骤S3的处理。
在图7的步骤S3中，控制部10通过向图8所示的激光产生部11发出指示，进行形成开口4，并形成加强部5和凹部6的挖掘加工(第二工序)。具体而言，控制部10通过向输送处理部13发出指示，输送处理部13作为一个例子，经由工作台使掩模1移动，从激光照射位置退开之后，使该掩模1上下反转并放置到工作台。接着，输送处理部13使反转后的掩模1经由工作台移动，再次将掩模1设定到激光照射位置。
接着，通过控制部10的指示，激光产生部11从YAG激光装置激发激光p来进行振荡。此时，激光产生部11经由光学系统12，朝向掩模1照射光束直径比步骤S1的图案加工大的激光p。
换句话说，如图9(c)所示那样，控制部10通过使激光产生部11进行基于激光p的激光加工，在掩模1中，从基板2的背面(第一面)的相反侧的表面(第二面)侧实施通过激光照射的加工使槽2a贯通从而形成开口4，并与该开口4的长边方向交叉地形成为桥梁状的多个加强部5，并且形成在位于该加强部5的侧方侧的开口周边的区域沿长边方向设置台阶的挖掘部6。
更详细而言，控制部10向激光产生部11发出指示，使激光p从表面(第二面)侧照射来削去聚酰亚胺，从而贯通在步骤S2形成的槽2a。其结果，在掩模1形成开口4。此时，控制部10通过向激光产生部11发出指示，利用以激光破坏聚酰亚胺的分子结构的方法在开口周边的区域沿长边方向进行切削，从而在掩模1在多个位置形成挖掘部6(参照图2)。由此，对于避开激光照射的区域，加强部5在每一个开口4，隔开规定的间隔形成多个(参照图2)。此时，控制部10以使与开口4的长边方向交叉地形成为桥梁状并且比基板2的厚度薄的多个加强部5的位置，例如在各列的每个开口处于相同的位置的方式进行制造。此外，由于即使开口4贯通也形成了加强部5，所以强度被维持。
这样一来，控制部10通过使掩模1移动并进行激光照射，从而能够制造图1所示的掩模1。即，在本发明的掩模的制造方法中，通过进行掩模1的两面加工，能够以一次的制造工序进行开口4的图案形成、加强部5的形成、以及挖掘部6的形成。若掩模1的制造完成，则控制部10使输送处理部13经由工作台将掩模1移动到规定的位置。然后，控制部10结束图7所示的流程图的处理。
此外，在进行掩模的两面加工的情况下，一般而言，掩模的表面与背面的对位分别要求精度。但是，在本发明的掩模的制造方法中，若提高利用背面的图案加工工序形成开口4的定位的精度，则在表面，可以不如背面那样要求精度。这是因为在挖掘加工工序时，挖掘部6的宽度存在某种程度的富余，如图9(c)所示那样，开口宽度由图案加工工序决定。因此，在本发明的掩模的制造方法中，能够精度良好地进行开口4的图案形成。
根据以上，根据本发明的掩模的制造方法，通过形成加强部5和挖掘部6，从而不增加掩模本身的厚度而使机械强度提高，并能够维持与该强度对应的厚度。因此，在本发明的掩模的制造方法中，例如，在制造阶段，不因微细化而使开口变形，能够制造更微细的细长状的掩模。附图标记说明
1…掩模，2…基板，2a…槽，3…金属，4…开口，5…加强部，5a…切口部，6…挖掘部。
Claims (5)
1.一种掩模，是在基板具有多个细长状的开口的掩模，其特征在于，具备：
多个加强部，在所述基板的单面侧与所述开口的长边方向交叉地形成为桥梁状，且比所述基板的厚度薄；以及
挖掘部，在位于所述加强部的侧方侧的开口周边的区域沿所述长边方向设置台阶而形成。
2.根据权利要求1所述的掩模，其特征在于，
所述基板是树脂膜，还具备以规定的距离间隔与形成了所述加强部的一侧的所述开口交替地并列设置的具有磁性的金属。
3.根据权利要求1或者2所述的掩模，其特征在于，
所述加强部在桥梁状地跨过所述开口的部分的下面侧具有切口部。
4.一种掩模的制造方法，是在基板具有多个细长状的开口的掩模的制造方法，其特征在于，执行：
第一工序，从所述基板的第一面侧在成为所述开口的区域形成槽；以及
第二工序，通过从所述第一面的相反侧的第二面侧实施加工使所述槽贯通来形成所述开口，并与该开口的长边方向交叉地以桥梁状形成比所述基板的厚度薄的多个加强部，并且形成在位于该加强部的侧方侧的开口周边的区域沿所述长边方向设置了台阶的挖掘部。
5.根据权利要求4所述的掩模的制造方法，其特征在于，
在所述第二工序中，在所述加强部的桥梁状地跨过所述开口的部分的下面侧形成切口部。
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