CN105940138A - 成膜掩膜的制造方法以及成膜掩膜 - Google Patents

成膜掩膜的制造方法以及成膜掩膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供成膜掩膜的制造方法以及成膜掩膜。成膜掩膜的制造方法制造将设有预先决定的规定形状的开口图案(4)的树脂制的薄膜层(1)和设有能够包含上述开口图案(4)的大小的缝隙(7)的磁性金属材料层(2)相层叠的构造的成膜掩膜，上述开口图案(4)通过向薄膜层(1)的与上述缝隙(7)对应的部分从两面侧照射激光使上述薄膜层(2)贯通而形成。

Description

成膜掩膜的制造方法以及成膜掩膜
技术领域
本发明涉及将形成开口图案的树脂制的薄膜层和磁性金属材料层相层叠的构造的成膜掩膜的制造方法，特别是涉及在通过激光加工形成开口图案时，能够抑制在开口图案的缘部产生毛刺的成膜掩膜的制造方法以及成膜掩膜。
背景技术
以往的这种掩膜的制造方法使用被图案化的掩膜，向树脂制薄膜照射例如KrF准分子激光的约248nm的短波长光的光束，而磨蚀上述树脂制薄膜，以便形成开口图案(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特表2005-517810号公报
但是，在这样的以往的掩膜(mask)的制造方法中，通常向树脂制薄膜的一面侧照射激光来形成开口图案，因此存在在开口图案的与激光的照射侧相反一侧的开口缘部产生切割残余(以下称为“毛刺”)的问题。
这样的毛刺可能会成为以下问题的产生原因：产生形成成膜的阴影而被成膜的薄膜图案的缘部的形状杂乱、在成膜掩膜和被成膜基板之间产生缝隙而使成膜材料容易向掩膜的下侧卷入致使薄膜图案的缘部模糊。
发明内容
因此，本发明的目的在于应对这样的问题点，提供一种在通过激光加工形成开口图案时，能够抑制在开口图案的缘部产生毛刺的成膜掩膜的制造方法以及成膜掩膜。
为了实现上述目的，本发明的成膜掩膜的制造方法是一种将树脂制的薄膜层和磁性金属材料层相层叠的构造的成膜掩膜的制造方法，上述薄膜层设有预先决定的规定形状的开口图案，上述磁性金属材料层设有能够包含上述开口图案的大小的缝隙，其特征在于，上述开口图案通过向与薄膜层的上述缝隙对应的部分从两面侧照射激光使上述薄膜层贯通而形成。
另外，本发明的成膜掩膜是一种将树脂制的薄膜层和磁性金属材料层相层叠的构造的成膜掩膜，上述薄膜层设有预先决定的规定形状的开口图案，上述磁性金属材料层设有能够包含上述开口图案的大小的缝隙，其特征在于，上述开口图案通过向薄膜层的与上述缝隙对应的部分从两面侧照射激光使上述薄膜层贯通而形成。
根据本发明，由于从薄膜层的两面侧照射激光来形成开口图案，因此能够抑制在薄膜层的与磁性金属材料层相反的一侧(与被成膜基板紧贴的面侧)的开口图案的缘部产生毛刺。因此，能够防止开口图案的上述毛刺成为成膜的阴影，并能够防止因毛刺的存在而在薄膜层和被成膜基板之间产生缝隙。由此，能够提高包括形状和位置精度在内的薄膜图案的形成精度。
附图说明
图1是示出本发明的成膜掩膜的一实施方式的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的O-O线剖面向视图，(c)是(a)的P-P线剖面向视图，(d)是(c)的局部放大剖视图。
图2是示出本发明的成膜掩膜的磁性金属材料层的变形例的俯视图。
图3是说明本发明的成膜掩膜的制造方法中的开口图案的形成例的图，且是示出第一凹部的形成工序的剖视图，(a)示出激光加工开始，(b)示出激光加工结束，(c)是第一凹部的放大剖视图。
图4是说明本发明的成膜掩膜的制造方法中的开口图案的形成例的图，且是示出第二凹部的形成工序的剖视图，(a)示出激光加工开始，(b)示出激光加工结束，(c)是第二凹部的放大剖视图。
图5是说明本发明的成膜掩膜的制造方法中的开口图案的形成的变形例的图，且是示出贯通孔的形成工序的剖视图，(a)示出激光加工开始，(b)示出激光加工结束，(c)是贯通孔的放大剖视图。
图6是说明本发明的成膜掩膜的制造方法中的开口图案的形成的变形例的图，且是示出凹部的形成工序的剖视图，(a)示出激光加工开始，(b)示出激光加工结束，(c)是凹部的放大剖视图。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的实施方式。图1是示出本发明的成膜掩膜的一实施方式的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的O-O线剖面向视图，(c)是(a)的P-P线剖面向视图，(d)是(c)的局部放大剖视图。该成膜掩膜用于在被成膜基板上形成多个预先决定的形状的薄膜图案，构成为具备薄膜层1、磁性金属材料层2以及框架3。
上述薄膜层1为用于在被成膜基板上形成薄膜图案的主掩膜，例如在厚度为5μm～30μm左右的例如聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等供可见光透过的树脂制的薄膜如图1(a)所示具备预先决定的形状的开口图案4。优选线膨胀系数近似于作为被成膜基板(以下简称为“基板”)的玻璃的线膨胀系数的3×10-6～5×10-6/℃左右的聚酰亚胺。
具体而言，上述开口图案4如图1(a)所示具有与上述薄膜图案相同的形状，与薄膜图案相对应地配置为纵横矩阵状，如同一图(d)所示，由形成于薄膜层1的一面1a的例如深度为4μm～5μm左右的第一凹部5、和以到达第一凹部5的深度形成于薄膜层1的另一面1b的第二凹部6构成。在该情况下，优选第二凹部6的开口面积大于第一凹部5的开口面积。此外，第一凹部5如后所述，也可以是贯通薄膜层1的贯通孔13(参照图5)。
在上述薄膜层1的另一面1b侧层叠地设置有磁性金属材料层2。该磁性金属材料层2由设有能够包含开口图案4的大小的缝隙7的、例如厚度为10μm～50μm左右的、例如镍、镍合金、因瓦或者因瓦合金等磁性金属材料构成，用于在成膜时被配设于基板背面的磁铁吸引而发挥使上述薄膜层1紧贴于基板的成膜面的功能。
在该情况下，上述缝隙7如图1(a)～(c)所示，是贯通磁性金属材料层2而设置的狭缝。或者，也可以如图2所示，是构成磁性金属材料层2的一部分的细长状的多个岛图案8中的相邻接的上述岛图案8之间的部分。在磁性金属材料层2构成为包含图2所示的岛图案8的情况下，因磁性金属材料层2和薄膜层1之间的线膨胀系数的差异而产生于薄膜层1的内部应力变小，从而能够抑制在层叠后进行激光加工而形成的开口图案4的位置偏移。因此，具有磁性金属材料的选择范围变宽的效果。此外，上述岛图案8还可以被分割为多个长度在其长度方向较短的单位岛图案。由此，能够更加缩小产生于薄膜层1的内部应力。在图2中，附图标记9是具有内包上述多个岛图案8的大小的开口，且层叠于薄膜层1的周边部的、构成磁性金属材料层2的一部分的框状图案。
在上述磁性金属材料层2的与上述薄膜层1相反一侧的面2a设置有框架3。该框架3固定并支承上述磁性金属材料层2的周缘部，例如由磁性金属材料形成，该磁性金属材料由因瓦或者铁镍合金等构成，形成具有内包上述磁性金属材料层2的多个缝隙7的大小的开口10的框状。此外，框架3不限定于由磁性金属材料构成，还可以由非磁性金属材料或者硬质树脂构成。在本实施方式中，框架3由磁性金属材料形成。
接下来，对这样构成的成膜掩膜的制造方法进行说明。
首先，以与作为成膜对象的基板的表面积对应的方式切出例如由镍、镍合金、因瓦或者因瓦合金等构成的厚度为10μm～50μm左右的磁性金属材料的金属片，在该金属片的一面例如涂覆聚酰亚胺的树脂液，使其在200℃～300℃左右的温度下干燥，而形成厚度为5μm～30μm左右的供可见光透过的薄膜层1。
继而，在对金属片的另一面例如喷涂抗蚀剂(resist)后，使其干燥，而形成抗蚀剂薄膜，接下来，使用光掩膜对抗蚀剂薄膜进行曝光后，进行显影，而形成与多列狭缝的形成位置相对应地具有多个细长状的开口的抗蚀剂掩膜。
接着，使用上述抗蚀剂掩膜，对金属片进行湿式蚀刻，在除去与抗蚀剂掩膜的开口相对应的部分的金属片，设置贯通金属片的狭缝而形成磁性金属材料层2后，使抗蚀剂掩膜例如溶解于有机溶剂而将其除去。由此，形成将薄膜层1和磁性金属材料层2层叠的掩膜用部件11(参照图3)。此外，用于对金属片进行蚀刻的蚀刻液，能够根据所使用的金属片的材料而适当地选择，能够应用公知的技术。
另外，在对金属片进行蚀刻而形成狭缝时，也可以在多个狭缝的形成区域之外的预先决定的位置，同时形成用于相对于在基板预先设置的基板侧对准标记进行对位的掩膜侧对准标记12(参照图1、2)。在该情况下，也可以在形成抗蚀剂掩膜时，在与掩膜侧对准标记12对应的位置设置对准标记用的开口。
掩膜用部件11还可以不使用上述方法而使用其他方法形成。例如，在薄膜的一面例如通过非电解镀敷形成种子层，在其上涂覆光致抗蚀剂(photoresist)并对其进行曝光和显影，使其与多列狭缝的形成位置对应，而形成多列岛状树脂图案后，在该岛状树脂图案的外侧区域镀覆形成镍、镍合金、因瓦或者因瓦合金等磁性金属材料。而且，还可以在除去了岛状树脂图案后，对该岛状树脂图案的形成位置的种子层进行蚀刻而将其除去，由此形成掩膜用部件11。
由此，能够形成具备图1(a)所示的使多个狭缝在与其长轴交叉的方向上并排设置的磁性金属材料层2的掩膜用部件11。
另外，图2所示的具备框状图案9和在该框状图案9的内侧设有多个岛图案8的磁性金属材料层2的掩膜用部件11的形成能够如下进行。例如，在薄膜的一面例如通过非电解镀敷形成种子层，在其上涂覆光致抗蚀剂并对其进行曝光和显影，而形成对欲形成框状图案9和多个岛图案8的位置的外侧的种子层进行覆盖的树脂图案后，在欲形成上述框状图案9和多个岛图案8的位置镀覆形成镍、镍合金、因瓦或者因瓦合金等磁性金属材料。然后，在除去树脂图案后，对该树脂图案的形成位置的种子层进行蚀刻而将其除去。
或者，与前述相同，还可以在金属片的一面涂覆树脂液而形成薄膜层1，在金属片的另一面涂覆抗蚀剂，在使其干燥后，使用光掩膜，对抗蚀剂进行曝光和显影，而在欲形成上述框状图案9和多个岛图案8的位置的外侧形成具有开口的抗蚀剂掩膜，使用该抗蚀剂掩膜对上述磁性金属片进行蚀刻，由此形成具备磁性金属材料层2的掩膜用部件11，其中，该磁性金属材料层2具有框状图案9和多个岛图案8。
接下来，与上述掩膜用部件11的磁性金属材料层2相面对地配置由磁性金属材料构成的框架3，在将上述掩膜用部件11铺设于上述框架3上的状态下，向掩膜用部件11的周缘部照射激光，而将磁性金属材料层2点焊于框架3的端面。
接着，进入作为本发明的特征的开口图案形成工序。下面参照图3、4说明开口图案形成工序。
首先，如图3(a)所示，例如使用KrF248nm的准分子激光、或者YAG激光的三次谐波、四次谐波，向薄膜层1的与磁性金属材料层2相反一侧的面(以下称为“一面1a”)照射波长为400nm以下的激光L，对薄膜层1进行磨蚀，如同图(c)所示，设置一定深度的第一凹部5。
具体而言，例如以预先形成的掩膜侧对准标记12为基准，使激光在与掩膜用部件11的面平行的面内向二维方向移动预先决定的距离，向薄膜层1的一面1a中的与磁性金属材料层2的缝隙7对应的部分照射激光L，而形成第一凹部5。
或者，也可以在与欲形成的开口图案4对应的位置设有成为激光L的照射目标的基准图案的基准基板上定位并载置掩膜用部件11，利用二维照相机以透过薄膜层1的方式观察上述基准图案，在检测出该基准图案的位置坐标后，将激光L的照射目标设定为上述基准图案的上述位置坐标，向薄膜层1的一面1a照射激光L，而形成第一凹部5。
在上述任一情况下都可以使用利用设有形状与第一凹部5相似的多个开口部的投影掩膜(Shadow Mask)的投射型激光加工装置，向薄膜层1的一面1a缩小投影上述多个开口部，而集中形成多个第一凹部5。此外，图3示出了集中形成例如在图1(a)中利用虚线包围表示的多个第一凹部5的情况。
之后，如图3(a)所示，使激光L在薄膜层1的一面1a上沿箭头所示的二维方向步进移动预先决定的距离的同时对薄膜层1的一面1a进行磨蚀，从而如该图(b)所示，在薄膜层1的一面1a以纵横矩阵状配置形成多个第一凹部5。
接着，使掩膜用部件11的上下反转，如图4(a)所示，从磁性金属材料层2侧向薄膜层1的磁性金属材料层2侧的面(以下称为“另一面1b”)照射激光L，而在薄膜层1的与磁性金属材料层2的缝隙7对应的部分形成到达上述第一凹部5的第二凹部6。由此，如该图(c)所示，第一凹部5和第二凹部6相连，而形成贯通薄膜层1的开口图案4。优选第二凹部6的开口面积大于第一凹部5的开口面积。
在该情况下，与前述相同，也可以使用利用设有形状与第二凹部6相似的多个开口部的投影掩膜的投射型激光加工装置，向薄膜层1的另一面1b缩小投影上述多个开口部，而集中形成多个第二凹部6。
或者，还可以使用照射面积与内包多个第一凹部5的区域的面积相当的激光L形成第二凹部6。在该情况下，磁性金属材料层2作为掩膜发挥作用，从而薄膜层1的与磁性金属材料层2的缝隙7对应的部分被磨蚀，而形成第二凹部6。
之后，如图4(a)所示，使激光L在薄膜层1的另一面1b上沿箭头所示的二维方向步进移动预先决定的距离的同时对薄膜层1的另一面1b进行磨蚀，从而如该图(b)所示，在薄膜层1的另一面1b形成多个第二凹部6。由此，形成图1或者图2所示的成膜掩膜。
这样，根据本发明，从薄膜层1的两面侧照射激光L，而形成开口图案4，因此能够抑制在薄膜层1的一面(与基板紧贴的紧贴面)1a侧的开口图案4的缘部产生毛刺。因此，能够防止开口图案4的毛刺成为成膜的阴影，并能够防止因毛刺的存在而在薄膜层1和基板之间产生缝隙。由此，能够提高包括形状和位置精度在内的薄膜图案的形成精度。
在该情况下，若在形成了第一凹部5后，形成面积比该第一凹部5的开口面积大的第二凹部6，则能够进一步抑制上述毛刺的产生。另外，因为第二凹部6的开口面积大于第一凹部5的开口面积，因此能够不必要求第二凹部6的加工定位精度。
接下来，说明上述开口图案4的形成的其他的形成例。
图5是说明本发明的成膜掩膜的制造方法中的形成开口图案的变形例的图，且是示出贯通孔的形成工序的剖视图，(a)示出激光加工开始，(b)示出激光加工结束，(c)是贯通孔的放大剖视图。图6是说明本发明的成膜掩膜的制造方法中的形成开口图案的变形例的图，且是示出凹部的形成工序的剖视图，(a)示出激光加工开始，(b)示出激光加工结束，(c)是凹部的放大剖视图。
首先，如图5(a)所示，向薄膜层1的一面1a照射激光L，而对薄膜层1进行磨蚀，从而如该图(c)所示，设置贯通薄膜层1的贯通孔13。
具体而言，与前述相同，例如以预先形成的掩膜侧对准标记12为基准，使激光在与掩膜用部件11的面平行的面内向二维方向移动预先决定的距离，向薄膜层1的一面1a中的与磁性金属材料层2的缝隙7对应的部分照射激光L，而形成形状与薄膜图案相同的贯通孔13。
或者，也可以在与欲形成的开口图案4对应的位置设有成为激光L的照射目标的基准图案的基准基板上定位并载置掩膜用部件11，利用二维照相机以透过薄膜层1的方式观察上述基准图案，在检测出该基准图案的位置坐标后，将激光L的照射目标设定为上述基准图案的上述位置坐标，向薄膜层1的一面1a照射激光L，而形成贯通孔13。
之后，如图5(a)所示，使激光L在薄膜层1的一面1a上沿箭头所示的二维方向步进移动预先决定的距离的同时对薄膜层1的一面1a进行磨蚀，从而如该图(b)所示，在薄膜层1的一面1a以纵横矩阵状配置形成多个贯通孔13。
接着，使掩膜用部件11的上下反转，如图6(a)所示，从磁性金属材料层2侧向薄膜层1的另一面1b照射激光L，而在薄膜层1的与磁性金属材料层2的缝隙7对应的部分形成在薄膜层1的一面1a侧残留例如1μm～4μm左右的薄层且具有开口面积大于上述贯通孔13的开口面积的开口部的凹部14。由此，如该图(c)所示，在薄膜层1形成有由贯通孔13和凹部14构成的开口图案4。
之后，如图6(a)所示，使激光L在薄膜层1的另一面1b上沿箭头所示的二维方向步进移动预先决定的距离的同时对薄膜层1的另一面1b进行磨蚀，从而如该图(b)所示，在薄膜层1的另一面1b形成多个凹部14。由此，形成图1或者图2所示的成膜掩膜。
在该情况下，也从薄膜层1的两面侧照射激光L，而形成开口图案4，因此能够抑制在薄膜层1的一面(与基板紧贴的紧贴面)1a侧的开口图案4的缘部产生毛刺。
因此，本发明的成膜掩膜能够提高与基板的紧贴性，例如适用于包含有机EL显示用基板的发光层在内的有机EL层的蒸镀形成。
在上述说明中，对成膜掩膜具备框架3的情况进行了说明，但本发明不限定于此，也可以没有框架3。
附图标记说明
1…薄膜层；2…磁性金属材料层；4…开口图案；5…第一凹部；6…第二凹部；7…缝隙；8…岛图案；13…贯通孔；14…凹部。

Claims (20)

1.一种成膜掩膜的制造方法，其制造将树脂制的薄膜层和磁性金属材料层相层叠的构造的成膜掩膜，所述薄膜层设有预先决定的规定形状的开口图案，所述磁性金属材料层设有能够包含所述开口图案的大小的缝隙，
该成膜掩膜的制造方法的特征在于，
所述开口图案通过向薄膜层的与所述缝隙对应的部分从两面侧照射激光使所述薄膜层贯通而形成。
2.根据权利要求1所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
对于所述开口图案而言，所述磁性金属材料层侧的开口面积大于与该磁性金属材料层相反的一侧的开口面积。
3.根据权利要求1或2所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
向所述薄膜层的与所述磁性金属材料层相反的一侧的面照射激光而设置一定深度的第一凹部后，向所述薄膜层的所述磁性金属材料层侧的面照射激光而设置到达所述第一凹部的深度的第二凹部，来形成所述开口图案。
4.根据权利要求1或2所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
向所述薄膜层的与所述磁性金属材料层相反的一侧的面照射激光而设置贯通所述薄膜层的贯通孔后，向所述薄膜层的所述磁性金属材料层侧的面照射激光而设置一定深度的凹部，来形成所述开口图案。
5.根据权利要求1或2所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
所述缝隙是贯通所述磁性金属材料层而设置的狭缝。
6.根据权利要求3所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
所述缝隙是贯通所述磁性金属材料层而设置的狭缝。
7.根据权利要求4所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
所述缝隙是贯通所述磁性金属材料层而设置的狭缝。
8.根据权利要求1或2所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
所述缝隙是构成所述磁性金属材料层的一部分的细长状的多个岛图案中的相邻接的所述岛图案之间的部分。
9.根据权利要求3所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
所述缝隙是构成所述磁性金属材料层的一部分的细长状的多个岛图案中的相邻接的所述岛图案之间的部分。
10.根据权利要求4所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
所述缝隙是构成所述磁性金属材料层的一部分的细长状的多个岛图案中的相邻接的所述岛图案之间的部分。
11.一种成膜掩膜，其为将树脂制的薄膜层和磁性金属材料层相层叠的构造，所述薄膜层设有预先决定的规定形状的开口图案，所述磁性金属材料层设有能够包含所述开口图案的大小的缝隙，
该成膜掩膜的特征在于，
所述开口图案通过向薄膜层的与所述缝隙对应的部分从两面侧照射激光使所述薄膜层贯通而形成。
12.根据权利要求11所述的成膜掩膜，其特征在于，
对于所述开口图案而言，所述磁性金属材料层侧的开口面积大于与该磁性金属材料层相反的一侧的开口面积。
13.根据权利要求11或12所述的成膜掩膜，其特征在于，
所述开口图案由第一凹部和第二凹部构成，所述第一凹部具有一定深度，并且形成于所述薄膜层的与所述磁性金属材料层相反的一侧的面，所述第二凹部以到达所述第一凹部的深度形成于所述薄膜层的所述磁性金属材料层侧的面。
14.根据权利要求11或12所述的成膜掩膜，其特征在于，
所述开口图案由贯通孔和具有一定深度的凹部构成，所述贯通孔通过向所述薄膜层的与所述磁性金属材料层相反的一侧的面照射激光使所述薄膜层贯通而形成，所述凹部通过向所述薄膜层的所述磁性金属材料层侧的面照射激光而形成。
15.根据权利要求11或12所述的成膜掩膜，其特征在于，
所述缝隙是贯通所述磁性金属材料层而设置的狭缝。
16.根据权利要求13所述的成膜掩膜，其特征在于，
所述缝隙是贯通所述磁性金属材料层而设置的狭缝。
17.根据权利要求14所述的成膜掩膜，其特征在于，
所述缝隙是贯通所述磁性金属材料层而设置的狭缝。
18.根据权利要求11或12所述的成膜掩膜，其特征在于，
所述缝隙是构成所述磁性金属材料层的一部分的细长状的多个岛图案中的相邻接的所述岛图案之间的部分。
19.根据权利要求13所述的成膜掩膜，其特征在于，
所述缝隙是构成所述磁性金属材料层的一部分的细长状的多个岛图案中的相邻接的所述岛图案之间的部分。
20.根据权利要求14所述的成膜掩膜，其特征在于，
所述缝隙是构成所述磁性金属材料层的一部分的细长状的多个岛图案中的相邻接的所述岛图案之间的部分。
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