CN108350561B

CN108350561B - 成膜掩模的制造方法

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Publication number: CN108350561B
Application number: CN201680063845.2A
Authority: CN
Inventors: 工藤修二; 木村江梨子; 小林郁典
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2020-07-17
Anticipated expiration: 2036-10-14
Also published as: TWI682825B; JP2017082313A; WO2017073369A1; TW201726289A; CN108350561A; KR20180077197A; JP6714995B2

Abstract

本发明进行如下工序：在能进行激光加工的树脂制的膜(4)的表里任意一面形成树脂制的支撑层(2)的工序，其中，该支撑层(2)包括与上述膜(4)不同的树脂材料，吸收波长比可见光短的激光(L1)；从与上述膜(4)的形成有上述支撑层(2)的面相反的一侧照射激光(L1)，形成贯通该膜(4)的开口图案(3)的工序；以及针对上述膜(4)选择除去上述支撑层(2)的工序。由此，能通过简单的工艺抑制在开口图案的缘部产生毛刺。

Description

成膜掩模的制造方法

技术领域

本发明涉及在树脂制的膜中形成有开口图案的成膜掩模的制造方法，特别涉及能通过简单的工艺抑制在开口图案的缘部产生毛刺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，在树脂制的膜的里面形成铜等的金属层，从与形成有该金属层的面相反的一侧向上述膜照射激光，将膜烧蚀而形成开口图案，然后，进行蚀刻而从膜除去上述金属层(例如参照专利文献1)。

这样，由于在膜的里面设有金属层，因而能避免在烧蚀(ablation)处理中在膜的里面残留空气，能抑制在开口图案的缘部产生毛刺。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2005-517810号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在这种现有的成膜掩模的制造方法中，在制造过程中需要通过镀敷、蒸镀或溅射等，在膜的里面形成对成品的成膜掩模而言不必要的、要在开口图案形成后被除去的金属层，存在制造工序变得复杂的问题。

另外，由于是在膜的里面形成与该膜为不同材料的金属层，因此在两者间的线膨胀系数不同时，有可能在膜中产生大的内部应力(张紧应力)。因此，当对膜进行烧蚀处理而在正规位置形成开口图案后从膜除去金属层时，上述膜的内部应力被释放，其结果是开口图案的位置有可能偏离。

而且，在与形成有上述金属层的里面相反一侧的膜表面层叠了形成有贯通孔的金属片的情况下，在膜的里面通过镀敷形成上述金属层时或通过蚀刻除去上述金属层时，需要在膜表面的金属片上形成例如树脂制的保护层，存在制造工艺变得更复杂的问题。

为了解决上述问题，希望上述金属层为线膨胀系数与膜近似的材料，更优选地，希望是比金属片蚀刻性高的材料。然而，这种金属材料的选择范围受限，材料选择极其困难。

因此，本发明的目的在于应对这种问题，提供能通过简单的工艺抑制在开口图案的缘部产生毛刺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，本发明的成膜掩模的制造方法进行如下工序：在能进行激光加工的树脂制的膜的表里任意一面形成树脂制的支撑层的工序，其中，上述支撑层包括与上述膜不同的树脂材料，吸收波长比可见光短的激光；从与上述膜的形成有上述支撑层的面相反的一侧照射激光，形成贯通该膜的开口图案的工序；以及针对上述膜选择除去上述支撑层的工序。

发明效果

根据本发明，形成在树脂制的膜的一面的、包括与膜不同的树脂材料的支撑层能通过涂敷形成，支撑层的形成是容易的。另外，支撑层与膜同样由树脂制成，因此线膨胀系数与膜近似的支撑层的选择是容易的。而且，膜是不溶的，而支撑层选择可溶的溶剂是容易的，因此能针对膜选择性地除去支撑层。因此，与用金属层对膜的里面进行加衬的现有技术不同，能通过简单的制造工艺抑制在开口图案的缘部产生毛刺。

附图说明

图1是用截面示出本发明的成膜掩模的制造方法的一个实施方式的工序图。

图2是说明上述成膜掩模的构成的俯视图，(a)示出一个构成例，(b)示出其变形例。

图3是说明本发明的成膜掩模的制造方法的效果的截面图，(a)示出支撑层作为激光加工的阻挡件发挥功能的例子，(b)示出支撑层也与膜一起被进行贯通加工的情况的例子，(c)示出在(a)、(b)中的任一情况下在开口图案的缘部都不会产生毛刺。

图4是说明本发明的成膜掩模的制造方法中的框架的接合工序的工序图。

图5是说明上述框架接合工序的变更例的工序图。

图6是示出本发明的成膜掩模的制造方法中的支撑层的形成工序的变更例的说明图。

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是用截面示出本发明的成膜掩模的制造方法的一个实施方式的工序图。该成膜掩模的制造方法是制造在树脂制的膜中形成有开口图案的成膜掩模的方法，包括：第1工序，形成掩模用构件1；第2工序，形成支撑层2；第3工序，形成开口图案3；以及第4工序，除去支撑层2。

如图1的(a)所示，上述第1工序是将能进行激光加工的树脂制的膜4和形成有贯通孔6的金属片5层叠而形成掩模用构件1的工序。

详细地说，能如下形成上述掩模用构件1。即，实施如下步骤：在厚度为5μm～15μm程度的非感光性聚酰亚胺(以下，简称为“聚酰亚胺”)等透射可见光的膜片上通过无电解镀敷、蒸镀或溅射等形成包括镍等导电性良好的金属材料的种子层的步骤；在种子层上以30μm～50μm程度的厚度涂敷光致抗蚀剂后，使用光掩模进行曝光，并进行显影而与上述贯通孔6对应地形成岛图案的步骤；在岛图案的外侧的种子层上通过电镀使镍或镍合金等磁性金属材料析出而形成基于与上述光致抗蚀剂大致相同的厚度的金属片5的步骤；以及使上述岛图案被溶剂或抗蚀剂剥离液溶解而除去后，使用公知的镍等的蚀刻液来除去岛图案的下侧的种子层的步骤。

或者，也可以实施如下步骤：在具有30μm～50μm程度的厚度的镍或镍合金等磁性金属材料的金属片的一面以5μm～15μm程度的厚度涂敷聚酰亚胺等的树脂液后，以200℃～300℃烧制而形成膜4的步骤；在上述金属片的另一面涂敷光致抗蚀剂后，使用光掩模进行曝光，并进行显影而形成抗蚀掩模的步骤；使用上述抗蚀掩模对上述金属片进行蚀刻，设置贯通金属片的贯通孔6而形成金属片5的步骤；以及使抗蚀掩模溶解于溶剂或剥离液而除去的步骤。

此外，聚酰亚胺的线膨胀系数为1.5×10^-5/℃～5×10^-5/℃，镍或镍合金的线膨胀系数为1.0×10^-5/℃～1.8×10^-5/℃，两者的线膨胀系数比较近似。因此，在将膜4和金属片5层叠的结构的成膜掩模中，为了抑制由于线膨胀系数的差而在膜4中产生的内部应力，希望膜4使用线膨胀系数接近金属的聚酰亚胺(PI)。但是，膜4的材料不限于聚酰亚胺，也可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)等能进行激光加工(激光烧蚀)的其它树脂材料。另外，金属片5不限于镍或镍合金，也可以是殷钢或殷钢合金等其它磁性金属材料。

如图1的(b)所示，上述第2工序是如下工序：在掩模用构件1的膜4面形成树脂制的支撑层2，其中，该支撑层2包括与膜4不同的树脂材料，吸收波长比可见光短的激光(以下，简称为“激光”)。

详细地说，在将掩模用构件1以膜4侧在上的方式载置于涂敷装置的工作台上后，利用例如喷洒器8涂敷能由上述激光烧蚀而加工的材料的树脂液7或通过激光照射而物理性质改变的材料的树脂液7，使其干燥而形成支撑层2。

在这种情况下，在支撑层2包括能进行激光加工(激光烧蚀)的树脂材料时，希望支撑层2是激光的加工率与膜4的加工率相同或比膜4的加工率低的高分子材料。

更详细地说，希望支撑层2是对所使用的波长的激光的光吸收率与上述膜4相同或比膜4低的材料，在上述膜4为例如聚酰亚胺的情况下，希望支撑层2的光吸收率比聚酰亚胺低，例如为丙烯酸类的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。

支撑层2的树脂材料除了丙烯酸树脂以外，也可以是聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等。但是，这些树脂都是与丙烯酸树脂相比光吸收率低、激光的加工率低的材料。

关于线膨胀系数，如上所述，聚酰亚胺为1.5×10^-5/℃～5×10^-5/℃，而丙烯酸树脂为4.5×10^-5/℃～7×10^-5/℃，两者比较近似。因此，在将丙烯酸树脂的支撑层2用于聚酰亚胺的膜4的情况下，能抑制在膜4中产生的内部应力。另外，聚碳酸酯的线膨胀系数为约6.5×10^-5/℃，聚苯乙烯的线膨胀系数为6×10^-5/℃～8×10^-5/℃。

另外，支撑层2也可以是通过激光的照射而物理性质改变的感光性材料。在这种情况下，支撑层2能使用以环氧树脂为主原料的光致抗蚀剂、感光性聚酰亚胺等。这些树脂材料具有线膨胀系数与作为膜4的材料的例如聚酰亚胺相同并且可溶于聚酰亚胺所不溶的有机溶剂的特征。因此，这种支撑层2能在后述的第4工序中溶解于有机溶剂而容易除去。

更优选地，为了进一步抑制由于膜4与支撑层2之间的线膨胀系数的差而在膜4中产生的内部应力，希望支撑层2的厚度与膜4的厚度相同或比膜4的厚度小。

如图1的(c)所示，上述第3工序是如下工序：从与掩模用构件1的形成有上述支撑层2的面相反的一侧照射激光L1，在膜4的与金属片5的上述贯通孔6内对应的部分将该膜4贯通而形成开口图案3。

在此使用的激光器是产生波长为400nm以下的激光的激光器，例如是KrF248nm的准分子激光器、辐射出1064nm的3次谐波(355nm)、4次谐波(266nm)的激光的YAG激光器。

一般，激光的波长越短则高分子材料的光吸收系数越高。已知在可见范围以上，聚酰亚胺对光的吸收急剧降低，在近紫外范围以上，PMMA对光的吸收急剧降低。因此可以说，在波长为248nm～355nm的范围中，光吸收率比聚酰亚胺低的PMMA是适合作为支撑层2的材料。

上述开口图案3的形成是使用激光加工装置，通过激光L1的多次发射进行的。在该激光加工装置中，将从进行脉冲发光的激光器发出的激光L1通过积分器光学系统使照度分布均匀化，对具有与开口图案3的形状为相似形状的开口的遮光掩模进行照明，利用聚光透镜将通过了该遮光掩模的上述开口的激光L1聚光于金属片5的贯通孔6内的膜4。

在上述金属片5的1个贯通孔6内，可以如图2的(a)所示形成有1个上述开口图案3，也可以如该图的(b)所示形成有多个上述开口图案3。

激光L1对上述膜4的照射是以预先形成于掩模用构件1的基准标记(例如对准标记)为基准，使载置有掩模用构件1的XY工作台9在XY的二维方向上步进移动规定距离而进行的。

或者，也可以在配置于XY工作台9上并设有成为激光L1的照射目标的基准标记的基准基板上定位并载置掩模用构件1，瞄准上述基准标记来照射激光L1。在这种情况下，在膜4是使可见光透射的膜时，一边透过膜4用照相机观察基准基板的表面，一边将掩模用构件1与基准基板进行对位使得基准标记位于金属片5的贯通孔6内。而且，在透过膜4用照相机检测出基准标记，例如将照相机的初始位置作为原点算出基准标记的位置坐标后，将激光L1的照射位置定为该位置坐标并进行照射。

此外也可以是，上述基准基板是例如有机EL显示用基板，基准标记是预先设定在该基板上的阳极电极。另外，激光加工不限于使XY工作台9移动来进行，也可以使激光加工装置的照明光学系统侧移动来进行。

图3是说明本发明的成膜掩模的制造方法的效果的截面图。在支撑层2的激光加工率小于膜4的激光加工率时，或者支撑层2为不会被激光加工的感光性树脂时，如该图的(a)所示，能使支撑层2作为激光加工的阻挡件发挥功能。在这种情况下，例如，即使将掩模用构件1载置于上述基准基板上并进行了激光加工，支撑层2也仅有表面受侵或者完全没有被加工，因此基准基板的基准标记(例如阳极电极)没有被激光加工之忧。并且，与开口图案3的缘部3a对应的膜4的里面由支撑层2进行了加衬，因此能抑制毛刺的产生。

另一方面，在膜4的激光加工率与支撑层2的激光加工率近似时，在对膜4进行了开口图案3的贯通加工后，支撑层2有时也可能被贯通加工。但是，在这种情况下，如图3的(b)所示，仅会在支撑层2的贯通孔的缘部产生毛刺11，而在膜4的开口图案3的缘部3a不会产生毛刺11。并且，支撑层2会在之后被除去，因此支撑层2的毛刺11不会对成膜掩模造成任何影响。

这样，在上述任一情况下，在除去了支撑层2的完成后的成膜掩模中，如图3的(c)所示，在膜4的开口图案3的缘部3a都不会产生毛刺，能对开口图案3进行良好的激光加工。

如图1的(d)所示，上述第4工序是除去支撑层2的工序。支撑层2被溶剂或剥离液或者蚀刻液溶解而相对于膜4选择性地被除去。或者，支撑层2也可以通过化学干法蚀刻而相对于膜4选择性地被除去。

作为膜4的例如聚酰亚胺相对于大致全部有机溶剂是不溶的，但是作为支撑层2的例如丙烯酸树脂可溶于丙酮、甲苯、二甲苯等有机溶剂。另外，聚碳酸酯、聚苯乙烯可溶于芳香族、氯化溶剂。而且，如前述那样，以感光性聚酰亚胺、环氧树脂为主原料的光致抗蚀剂可溶于有机溶剂。

另外，一般已知，例如聚酰亚胺这样的含有苯环的聚合物难以利用包含CH₄的反应性气体进行干法蚀刻，但是氧原子多的丙烯酸树脂类的聚合物容易利用上述反应性气体进行干法蚀刻。

这样，例如丙烯酸树脂、感光性树脂等与用作膜4的例如聚酰亚胺相比难以进行激光加工，能抑制对膜4产生内部应力，且相对于膜4具有选择除去性，是适合作为支撑层2的材料。

在第4工序中，可以在除去支撑层2的同时，也将由于膜4的激光烧蚀处理而产生的污渍进行清洗而除去。

在上述实施方式中，说明了成膜掩模具有将膜4和金属片5层叠的结构的情况，但是成膜掩模也可以包含例如包括殷钢或殷钢合金等磁性金属材料的框状的框架。

在这种情况下，框架可以在第2工序的实施前或实施后，即在上述第1工序与第2工序之间或者第2工序与第3工序之间，与掩模用构件1接合。

详细地说，在框架在第1工序与第2工序之间被装配的情况下，如下进行实施。

首先，在第1工序结束后，如图4的(a)所示，在使掩模用构件1的金属片5侧与框架10的一端面10a面对面的状态下，对掩模用构件1按该图所示的箭头F方向施加张力而将其在框架10上进行张紧。

接下来，如图4的(b)所示，对掩模用构件1的周缘部的多个部位从膜4侧照射例如绿色乃至近红外的脉冲激光L2，将金属片5点焊于框架10的一端面10a。

接下来，如图4的(c)所示，实施从膜4侧涂敷与该膜4不同的树脂液7而在膜4的表面形成支撑层2的第2工序。

另外，在框架10在第2工序与第3工序之间被装配的情况下，如下进行实施。

首先，在第2工序结束后，如图5的(a)所示，在使掩模用构件1的金属片5侧与框架10的一端面10a面对面的状态下，对掩模用构件1按该图所示的箭头F方向施加张力而将其在框架10上进行张紧。

接下来，如图5的(b)所示，对掩模用构件1的周缘部的多个部位从膜4侧照射激光L2，将金属片5点焊于框架10的一端面10a。

接下来，如图5的(c)所示，实施从金属片5侧照射激光L1，在膜4的与金属片5的贯通孔6内对应的部分将该膜4贯通而形成开口图案3的第3工序。

此外，在上述实施方式中，说明了支撑层2被涂敷在掩模用构件1的与金属片5相反的一侧的膜4的表面的情况，但是也可以如图6的(a)所示，支撑层2被涂敷在金属片5上。在这种情况下，如该图的(b)所示，从与掩模用构件1的形成有支撑层2的面相反的一侧照射激光L1，在膜4的与金属片5的贯通孔6内对应的部分将该膜4贯通而形成开口图案3。

另外，在以上的说明中，说明了成膜掩模具有将膜4和金属片5层叠的结构的情况，但是本发明不限于此，成膜掩模也可以是不具备金属片5的结构。

附图标记说明

1…掩模用构件

2…支撑层

3…开口图案

4…膜

5…金属片

6…贯通孔

10…框架

L1…激光(用于形成开口图案)。

Claims

1.一种成膜掩模的制造方法，利用波长比可见光短的激光进行烧蚀而在树脂制的膜形成开口图案，其特征在于，进行如下工序：

在上述膜的表里任意一面形成支撑层的工序，其中，上述支撑层包括与上述膜不同的树脂材料，在涂敷能由上述激光进行烧蚀而形成开口的材料的树脂液后使其干燥而形成上述支撑层；

从与上述膜的形成有上述支撑层的面相反的一侧照射上述激光，形成贯通上述膜的开口图案的工序；以及

针对上述膜选择除去上述支撑层的工序。

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，

上述支撑层的上述激光的加工率与上述膜的加工率相同或者比上述膜的加工率低。

3.一种成膜掩模的制造方法，利用波长比可见光短的激光进行烧蚀而在树脂制的膜形成开口图案，其特征在于，进行如下工序：

在上述膜的表里任意一面形成支撑层的工序，其中，上述支撑层包括与上述膜不同的树脂材料，在涂敷能由上述激光的照射而物理性质改变的感光性材料的树脂液后使其干燥而形成上述支撑层；

针对上述膜选择除去上述支撑层的工序。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，

上述支撑层的厚度与上述膜的厚度相同或者比上述膜的厚度薄。

5.根据权利要求1或3所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，

在选择除去上述支撑层的工序中，上述支撑层被溶剂或剥离液或者蚀刻液溶解而被除去。

6.根据权利要求1或3所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，

在选择除去上述支撑层的工序中，上述支撑层通过化学干法蚀刻而被除去。

7.根据权利要求1或3所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，

在形成上述支撑层的工序的实施前，在未加工上述开口图案的上述膜的表里任意一面层叠金属片来形成掩模用构件，上述金属片设有将上述开口图案包含在其内的大小的贯通孔。

8.根据权利要求7所述的成膜掩模的制造方法，其特征在于，

在形成上述支撑层的工序的实施前或实施后，将上述金属片张紧固定于框状的框架。