JP2008197479A

JP2008197479A - メタルマスク及びマスクの製造方法

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Publication number: JP2008197479A
Application number: JP2007033739A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yui; 浩由井
Original assignee: Bon Mark Co Ltd
Current assignee: Bon Mark Co Ltd
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2027-02-14
Also published as: JP5033438B2

Abstract

【課題】マスクの印刷パターンの開口壁面にテーパーを形成することを目的とする。また、めっきもぐりなどを発生させることなく、形成するテーパーの角度をコントロールすることを目的とする。
【解決手段】集光された光の焦点をレジスト１１の表面からずらして、レジスト１１に集光された光を直接照射して露光し、現像して印刷パターンの開口部分に対応するレジストパターンを形成する。レジストパターンが形成された部分を除いて、基材１０に金属層をめっきにより形成し、レジストパターン、基材１０を除去してマスクを製造する。開口壁面のテーパーの角度を深くするほど、集光された光の焦点をレジスト１１の表面から基材１０側へずらす。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、印刷パターンの開口壁面にテーパーを有するマスク及びマスクの製造方法に関する。

従来、基材上にレジストを印刷パターン形状に形成し、レジストが形成された部分を除いて基材上に金属層をめっきにより形成し、金属層からレジストと基材とを除去してマスクを製造する技術がある。ここで、基材上にレジストを印刷パターン形状に形成する場合には、基材上全体に塗布されたレジストを印刷パターン形状に露光し、現像する。レジストを印刷パターン形状に露光するためには、パターンフィルムを用いて印刷パターン形状にレジストを露光する方法や、レーザーにより直接印刷パターン形状にレジストを露光する方法がとられている。また、レーザーにより直接印刷パターン形状にレジストを露光する方法において、露光量を減らすことにより、レジストにテーパーを付けて露光する技術がある。さらに、現像時間を増減させることにより、レジストにテーパーを付けて露光する技術がある。
特開２００６−９３２６９号公報

従来のマスクの製造方法では、マスクの印刷パターンの開口壁面に付けるテーパーの角度を制御することができない。
従来の露光量を減らすことによりレジストにテーパーを付けて露光する技術においては、マスクの印刷パターンの開口壁面にテーパーが形成されるものの、形成される形状にばらつきがあり不安定である。また、露光量を少なくするとテーパーは一般に大きくなることが多いが、基材との密着面にめっきもぐりが発生する。つまり、レジストの表面に比べ基材側は露光が弱く、基材側のレジストがしっかりと硬化しない。そのため、めっきがレジストと基材との間に入り込んでしまう。特に、剥離性や解像度の高いレジストにおいてこのような現象が発生する。したがって、この技術を使用して、開口壁面にテーパーを有する高精細な印刷パターンを持ったマスクを製造することはできない。
また、従来の現像時間を増減させることにより開口壁面にテーパーを付ける技術においては、レジストの剥離等が発生して安定してマスクの製造ができない。また、開口壁面に縦筋が多く出てしまい、開口壁面が粗くなってしまう。
本発明は、例えば、めっきもぐりなどを発生させることなく、マスクの印刷パターンの開口壁面にテーパーを形成することを目的とする。また、形成するテーパーの角度をコントロールすることを目的とする。さらに、開口壁面にテーパーを付けた場合において、開口壁面の粗さを小さくすることを目的とする。

本発明に係るマスクの製造方法は、例えば、基材にレジストを塗布し、
レーザーの焦点を上記レジストの表面からずらして、上記レジストに上記レーザーを直接照射して露光し、現像して印刷パターンの開口部分に対応するレジストパターンを形成し、
上記レジストパターンが形成された部分を除いて、上記基材に金属層をめっきにより形成し、
上記レジストパターンを除去し、
上記金属層から基材を剥離する
ことを特徴とする。

また、上記マスクの製造方法は、例えば、レーザーの焦点を上記レジストの表面から上記基材側又はレジスト上面側にずらして、上記レジストに上記レーザーを直接照射する
ことを特徴とする。

さらに、上記マスクの製造方法は、例えば、製造するマスクの印刷パターンに対応する開口の形状が一方の面の面積と他方の面の面積との比が大きくなるほど、レーザーの焦点の位置を基材側又はレジスト上面側へずらす
ことを特徴とする。

また、さらに、上記レーザーは、例えば、水銀灯の光を集光したものである
ことを特徴とする。

また、本発明に係るマスクは、例えば、上記マスクの製造方法により製造されたことを特徴とする。

さらに、本発明に係るメタルマスクは、印刷パターンに対応する開口がスキージ面から印刷面へ向かって広がるテーパーを形成する
ことを特徴とする。

また、さらに、上記メタルマスクは、水銀灯の光を集光した直描式描画機を用いて製造された
ことを特徴とする。

本発明に係るマスクの製造方法によれば、レーザーの焦点を上記レジストの表面からずらすことにより、マスクの印刷パターンの開口壁面にテーパーを形成することができる。また、めっきもぐりなどを発生させることなく、形成するテーパーの角度をコントロールすることができる。
また、本発明に係るメタルマスクによれば、印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さが小さく、開口がスキージ面から印刷面へ向かって広がるテーパーを有するため、インク等の抜け性がよい。さらに、板厚が薄いため、薄い印刷が可能である。

実施の形態１．
まず、図１、図２に基づき、実施の形態１に係るマスク１の形状について説明する。図１は、マスク１のスキージ面から見た図である。スキージ面とは、印刷時にスキージが摺動する面である。一方、スキージ面の裏側の面を印刷面と呼ぶ。つまり、印刷面とは、印刷時にワーク側になる面である。図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。
図１において、スキージ面側の開口２，３と印刷面側の開口４，５とはそれぞれ対応しており、連続した開口である。図１に示すように、スキージ面側の開口２，３それぞれよりも、印刷面側の開口４，５は大きい。また、図２に示すように、各印刷パターンに対応する開口の壁面は、スキージ面から印刷面へ向かって広がるテーパーを形成する。

次に、図３に基づき、実施の形態１に係るマスク１の製造方法におけるポイントとなる工程について説明する。図３は、基材１０上に形成されたレジスト１１を印刷パターン形状に露光する処理を示す図である。
従来はレジスト１１の表面１２に焦点を合わせてレーザーを照射する。レーザーを照射された部分のレジスト１１が露光される。ここで、レジスト１１は、基材１０に対して垂直方向にレーザーにより露光されるので、露光されたレジスト１１にはテーパーは付かない。ここで、製造されるマスク１の開口の形状は、露光されたレジスト１１の形状となる。したがって、レジスト１１にテーパーを付けて露光しなければ、製造されるマスク１にはテーパーは付かない。
実施の形態１に係るマスク１の製造方法では、レーザーの焦点の位置をレジスト１１の表面１２からずらして照射する。レーザーの焦点の位置をずらすことにより、レジスト１１にテーパーを付けて露光することが可能である。また、レーザーの焦点の位置のずらし方により、レジスト１１に付けるテーパーの角度を制御することができる。つまり、製造されるマスク１の開口に付けるテーパーの角度を制御することが可能である。図４に示すように、断面にテーパーの全くない開口２１を作ることも、断面にテーパーを小さい角度（θ）で付けた開口２２を作ることも、断面にテーパーを大きい角度（θ’）で付けた開口２３を作ることも可能である。レジスト１１に付けるテーパーの角度の制御方法については後述する。
また、ここで使用するレーザーは、例えば、超高圧水銀灯の光を集光したものである。また、大きな開口の形状にレジストを露光する場合には、レーザー光を移動させて露光する。この場合、レーザー光は常に所定の角度のテーパーを付けてレジストを露光するため、大きな開口の壁面には所定の角度のテーパーが付く。

次に、図５から図８までに基づき、実施の形態１に係るマスク１の製造方法の全工程について説明する。
まず、図５に示すように、基材１０上にレジスト１１を塗布（ラミネート）する。次に、上述したように、レーザーの焦点をレジスト１１の表面からずらして、レジスト１１にレーザーを直接走査して照射して露光する。ここで、レーザーの焦点のレジスト１１の表面からのずらし方は、製造するマスクの開口側壁のテーパーの角度により決定する。そして、図６に示すように、現像して印刷パターンの開口部分に対応するレジストパターン１３を形成する。
次に、図７に示すように、レジストパターン１３が形成された部分を除いて、基材１０に金属層１４をめっきにより形成する。そして、図８に示すように、レジストパターン１３を除去し、金属層１４から基材１０を剥離する。
そして、結果として残った金属層１４がマスク１となる。

次に、図９から図１８に基づき、レーザーの焦点の位置をレジスト１１の表面１２からずらして照射した場合に、レジスト１１に付くテーパーの角度の変化について説明する。図９、図１１、図１３、図１５は、レーザーの焦点の深度Ｚ（位置）（μｍ）を変化させた場合に生成されたマスク１の印刷面の開口寸法Ｌ（μｍ）とスキージ面の開口寸法Ｍ（μｍ）とを示す図である。特に、図９はレーザーの光量を２００ｍｊとして、直径２００μｍの開口を開けた場合の値を示す。図１１はレーザーの光量を１５０ｍｊとして、直径２００μｍの開口を開けた場合の値を示す。図１３はレーザーの光量を２００ｍｊとして、直径１００μｍの開口を開けた場合の値を示す。図１５はレーザーの光量を１５０ｍｊとして、直径１００μｍの開口を開けた場合の値を示す。図１０は、図９に示すレーザーの焦点の深度Ｚ（位置）に対する印刷面の開口寸法Ｌ（μｍ）とスキージ面の開口寸法Ｍ（μｍ）とをグラフにしたものである。図１０と同様に、図１２は図１１のグラフであり、図１４は図１３のグラフであり、図１６は図１５のグラフである。また、図１７は図９、図１１、図１３、図１５に示すレーザーの焦点の深度Ｚ（位置）に対する印刷面の開口寸法Ｌ（μｍ）とスキージ面の開口寸法Ｍ（μｍ）とをグラフにしたものである。図１８は、図９、図１１、図１３、図１５に示す各値の位置を示す図である。ここで、図３に示すように、レーザーの焦点の深度Ｚは、レジスト１１の表面１２を０とした場合に、基材１０方向（基材側）に＋（プラス）の値をとり、基材１０とは反対の方向（レジスト上面側）に−（マイナス）の値をとる。また、図９、図１１、図１３、図１５に示す印刷面の開口寸法Ｌ（μｍ）とスキージ面の開口寸法Ｍ（μｍ）とは、開口の寸法よりもどれだけ大きいかを示している。つまり、例えば図９において、焦点深度Ｚが１００μｍの場合のスキージ面の開口寸法Ｍは、開口直径２００μｍに８μｍを足した２０８μｍである。
図９から図１７までに示す値をとるにあたり、レーザー照射をする直描式描画機として大日本印刷株式会社製ＬＩ−８５００ＨＭ−３０５６を用いた。また、図１１に示すようにレジスト１１は、２９μｍのものを２枚用いた。つまり、レジスト１１の厚さＷは５８μｍである。また、ここでは、レーザー光を移動させ、所定の開口の大きさに露光を行った。
図９から図１７までに示すように、レーザーの焦点の位置をレジスト１１の表面１２よりも＋（プラス）方向又は−（マイナス）方向へずらすほど、スキージ面の開口寸法（開口面積）よりも印刷面の開口寸法（開口面積）の方が大きくなる。つまり、レーザーの焦点の位置をレジスト１１の表面１２よりも＋（プラス）方向又は−（マイナス）方向へずらすほど、印刷面の開口面積とスキージ面の開口面積との比（印刷面の開口面積／スキージ面の開口面積）が大きくなる。すなわち、レーザーの焦点の位置をレジスト１１の表面１２よりも＋（プラス）方向又は−（マイナス）方向へずらすほど、開口壁面に大きい角度のテーパーを付けることが可能である。
図９、図１１、図１３、図１５に示す、レベル１〜３では、差Ｎ（Ｌ−Ｍ）が焦点深度０μｍの場合よりも大きいため、焦点深度０μｍの場合よりも開口壁面にテーパーが付き、インク等の抜け性がよくなるという効果がある。さらに、レベル２〜３では、差Ｎ（Ｌ−Ｍ）が５μｍ以上であり、よりインク等の抜け性がよくなるという効果がある。特に、レベル３では、差Ｎ（Ｌ−Ｍ）が１０μｍ以上であり、さらにインク等の抜け性がよくなるという効果がある。また、焦点深度Ｚをレベル３以上にすることで、開口壁面により大きい角度のテーパーを付けることができる。
ここで、図９、図１１、図１３、図１５において、レベル及び印刷面の開口寸法Ｌ（μｍ）・スキージ面の開口寸法Ｍ（μｍ）とを斜字体で記載しているものについては、製造したマスクの形状がよくないものである。これは、レーザーの焦点をは−（マイナス）方向（レジスト上面側）へ大きくずらした場合に発生している。レーザーの焦点をレジスト上面側へ大きくずらした場合、レジストへ届く光が弱くなってしまい、しっかりと露光できないことが原因である。つまり、レーザーの焦点を大きくずらし、開口壁面により大きい角度のテーバーを付ける場合には、レジスト上面側ではなく基材側へ焦点をずらす方が望ましい。

実施の形態１に係るマスク１の製造方法によれば、各印刷パターンに対応する開口壁面に、スキージ面から印刷面へ向かって広がる任意の角度のテーパーを形成することが可能である。原則としてどのレジストを用いた場合でもテーパーの角度を制御できる。特に、剥離性や解像度の高いレジストであっても、テーパーの角度を制御できる。
また、超高圧水銀灯の光を集光したレーザーにより印刷パターンをレジスト１１に直接描画するため、開口壁面粗さが小さくなる。具体的には、印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さＲａを０．０１〜０．１μｍとすることができる。特に印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さＲａを０．０１〜０．０３μｍとすることができる。中でも特に印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さＲａを約０．０１とすることができる。さらに、この壁面粗さを、開口壁面にテーパーを付けるとともに実現可能である。
また、超高圧水銀灯の光を集光したレーザーにより印刷パターンをレジスト１１に直接描画するため、板厚を１０〜３００μｍのマスクに印刷パターンに対応する開口を高精度に作ることができる。特に板厚を１０〜１００μｍ以下のマスクに印刷パターンに対応する開口を高精度に作ることができる。中でも特に板厚を約１０μｍのマスクに印刷パターンに対応する開口を高精度に作ることができる。さらに、この厚さの板厚に、開口壁面にテーパーを付けた印刷パターンに対応する開口を作ることができる。

実施の形態１に係るマスクによれば、開口部にテーパーを有することにより、インク、ハンダ等の抜け性が向上する。特に、板厚、形状寸法等に合ったテーパーを付けることによりハンダの抜け性が向上する。さらに、開口壁面の面粗さが小さいため、ハンダの抜け性が向上する。
また、薄い板厚に印刷パターンを作ることが可能であるため、印刷の厚さを薄くできる。

マスク１のスキージ面から見た図。図１のＡ−Ａ’断面図。基材１０上に形成されたレジスト１１を印刷パターン形状に露光する処理を示す図。実施の形態１に係る製造方法により製造されたマスクのテーパーを示す図。基材１０上にレジスト１１を塗布した状態を示す図。印刷パターンの開口部分に対応するレジストパターン１３を形成した状態を示す図。レジストパターン１３が形成された部分を除いて、基材１０に金属層１４をめっきにより形成した状態を示す図。製造されたマスク１を示す図。レーザーの光量を２００ｍｊとして、直径２００μｍの開口を開けた場合のレーザーの焦点の深度（μｍ）を変化させた場合に生成されたマスク１の印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示す図。図９に示すレーザーの焦点の深度（位置）に対する印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示したグラフ。レーザーの光量を１５０ｍｊとして、直径２００μｍの開口を開けた場合のレーザーの焦点の深度（μｍ）を変化させた場合に生成されたマスク１の印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示す図。図１１に示すレーザーの焦点の深度（位置）に対する印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示したグラフ。レーザーの光量を２００ｍｊとして、直径１００μｍの開口を開けた場合のレーザーの焦点の深度（μｍ）を変化させた場合に生成されたマスク１の印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示す図。図１３に示すレーザーの焦点の深度（位置）に対する印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示したグラフ。レーザーの光量を１５０ｍｊとして、直径１００μｍの開口を開けた場合のレーザーの焦点の深度（μｍ）を変化させた場合に生成されたマスク１の印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示す図。図１５に示すレーザーの焦点の深度（位置）に対する印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示したグラフ。図９、図１１、図１３、図１５に示すレーザーの焦点の深度（位置）に対する印刷面の開口寸法（μｍ）とスキージ面の開口寸法（μｍ）とを示したグラフ。図９、図１１、図１３、図１５に示す各値の位置を示す図である。

符号の説明

１マスク、２，３スキージ面側の開口、４，５印刷面側の開口、１０基材、１１レジスト、１２レジスト１１の表面、１３レジストパターン、１４金属層、２１，２２，２３開口。

Claims

基材にレジストを塗布し、
レーザーの焦点を上記レジストの表面からずらして、上記レジストに上記レーザーを直接照射して露光し、現像して印刷パターンの開口部分に対応するレジストパターンを形成し、
上記レジストパターンが形成された部分を除いて、上記基材に金属層をめっきにより形成し、
上記レジストパターンを除去し、
上記金属層から基材を剥離する
ことを特徴とするマスクの製造方法。
レーザーの焦点を上記レジストの表面から上記基材側又はレジスト上面側にずらして、上記レジストに上記レーザーを直接照射する
ことを特徴とする請求項１記載のマスクの製造方法。
製造するマスクの印刷パターンに対応する開口の形状が一方の面の面積と他方の面の面積との比が大きくなるほど、レーザーの焦点の位置を基材側又はレジスト上面側へずらす
ことを特徴とする請求項２記載のマスクの製造方法。
上記レーザーは、水銀灯の光を集光したものである
ことを特徴とする請求項１記載のマスクの製造方法。
請求項１から４までのいずれか記載のマスクの製造方法により製造されたことを特徴とするマスク。
上記メタルマスクは、印刷パターンに対応する開口がスキージ面から印刷面へ向かって広がるテーパーを形成する
ことを特徴とするメタルマスク。
上記メタルマスクは、水銀灯の光を集光した直描式描画機を用いて製造された
ことを特徴とする請求項６記載のメタルマスク。