TW201533266A - 成膜遮罩之製造方法及成膜遮罩 - Google Patents

成膜遮罩之製造方法及成膜遮罩 Download PDF

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Abstract

本發明係一種層積了設有預定之既定形狀的開口圖案之樹脂製薄膜層，以及設有可內藏該開口圖案之大小的間隙之磁性金屬材料層的構造之成膜遮罩之製造方法，該開口圖案係從兩面側將雷射光照射至對應於該間隙之薄膜層一部分，以貫穿該薄膜層而加以形成。

Description

成膜遮罩之製造方法及成膜遮罩
本發明係關於一種層積了形成有開口圖案之樹脂製薄膜層與磁性金屬材料層的構造之成膜遮罩之製造方法，特別是關於一種在藉由雷射加工來形成開口圖案時，可抑制於開口圖案緣部產生毛邊的成膜遮罩之製造方法及成膜遮罩。
以往此種遮罩的製造方法係使用經圖案化之遮罩來對樹脂製薄膜照射例如KrF準分子雷射的約248nm短波長光束，而去除該樹脂製薄膜以形成開口圖案(例如，參照日本特表2005-517810號公報)。
然而，此般以往遮罩之製造方法中，由於通常係將雷射光照射至樹脂製薄膜之一邊面側而形成開口圖案，故會有在開口圖案之雷射光照射側相反側的開口緣部產生切剩(以下稱為「毛邊」)之問題。
此般毛邊會有成為所謂形成成膜陰影而讓所成膜之薄膜圖案的緣部產生形狀不均勻，或在成膜遮罩與被成膜基板之間產生間隙而使得成膜材料容易捲入至遮罩下側，而讓薄膜圖案緣部模糊之問題的產生原因之虞。
於是，本發明係對應於此般問題點，其目的在於提供一種在藉由雷射加工來形成開口圖案時，可抑制於開口圖案緣部產生毛邊的成膜遮罩之製造方法及成膜遮罩。
為了達成上述目的，本發明的成膜遮罩之製造方法係層積了設有預定之既定形狀的開口圖案之樹脂製薄膜層，以及設有可內藏該開口圖案之大 小的間隙之磁性金屬材料層的構造之成膜遮罩之製造方法，該開口圖案係從兩面側將雷射光照射至對應於該間隙之薄膜層一部分，以貫穿該薄膜層而加以形成。
又，本發明之成膜遮罩係層積了設有預定之既定形狀的開口圖案之樹脂製薄膜層，以及設有可內藏該開口圖案之大小的間隙之磁性金屬材料層的構造之成膜遮罩，該開口圖案係從兩面側將雷射光照射至對應於該間隙之薄膜層一部分，以貫穿該薄膜層。
根據本發明，由於從薄膜層兩面側照射雷射光，來形成開口圖案，故可抑制於薄膜層之磁性金屬材料層相反側(與被成膜基板之密合面側)的開口圖案緣部產生毛邊。從而，便可防止開口圖案之該毛邊會成為陰影，並且，可防止因毛邊之存在而在薄板層與被成膜基板之間產生間隙。藉此，便可提升含有形狀及位置精度之薄膜圖案的形成精度。
1‧‧‧薄膜層
1a‧‧‧一面
1b‧‧‧另面
2‧‧‧磁性金屬材料層
2a‧‧‧面
3‧‧‧框體
4‧‧‧開口圖案
5‧‧‧第1凹部
6‧‧‧第2凹部
7‧‧‧間隙
8‧‧‧條紋圖案
9‧‧‧框狀圖案
10‧‧‧開口
11‧‧‧遮罩用構件
12‧‧‧對位標記
13‧‧‧貫穿孔
14‧‧‧凹部
P‧‧‧線
O‧‧‧線
L‧‧‧雷射光
圖1係顯示本發明成膜遮罩一實施形態之圖式，(a)係俯視圖，(b)係(a)之O-O線剖面箭頭視圖，(c)係(a)之P-P線剖面箭頭視圖，(d)係(c)之部分放大剖面圖。
圖2係顯示本發明成膜遮罩的磁性金屬材料層之變形例的俯視圖。
圖3係以本發明成膜遮罩之製造方法來說明開口圖案的形成例之圖式，為顯示第1凹部之形成工序之剖面圖，(a)係顯示開始雷射加工，(b)係顯示結束雷射加工，(c)係第1凹部之放大剖面圖。
圖4係以本發明成膜遮罩之製造方法來說明開口圖案的形成例之圖式，為顯示第2凹部之形成工序之剖面圖，(a)係顯示開始雷射加工，(b)係顯示結束雷射加工，(c)係第2凹部之放大剖面圖。
圖5係以本發明成膜遮罩之製造方法來說明開口圖案的形成變形例之圖式，為顯示貫穿孔之形成工序之剖面圖，(a)係顯示開始雷射加工，(b)係顯示結束雷射加工，(c)係貫穿孔之放大剖面圖。
圖6係以本發明成膜遮罩之製造方法來說明開口圖案的形成變形例之圖式，為顯示凹部之形成工序之剖面圖，(a)係顯示開始雷射加工，(b)係顯示結束雷射加工，(c)係凹部之放大剖面圖。
以下，便基於添附圖式來詳細地說明本發明之實施形態。圖1係顯示本發明成膜遮罩一實施形態之圖式，(a)係俯視圖，(b)係(a)之O-O線剖面箭頭視圖，(c)係(a)之P-P線剖面箭頭視圖，(d)係(c)之一部分放大剖面圖。該成膜遮罩係在被成膜基板上形成預定形狀的複數薄膜圖案，並構成為具備有薄膜層1、磁性金屬材料層2以及框體3。
該薄膜層1係用以在被成膜基板上形成薄膜圖案之主遮罩，且如圖1(a)所示，係於例如厚度為5μm~30μm左右之例如聚醯亞胺或聚對苯二甲酸乙二脂(PET)等會讓可見光穿透之樹脂製薄膜，具備有預定形狀之開口圖案4。較佳地，最好是線膨脹係數為近似於作為成膜基板(以下，僅稱為「基板」)之玻璃的線膨脹係數3×10-6~5×10-6/℃左右的聚醯亞胺。
詳而言之，該開口圖案4如圖1(a)所示，係具有與該薄膜圖案相同形狀，且對應於薄膜圖案而配置為縱橫矩陣狀，並同圖(d)所示，由形成於薄膜層1之一面1a，例如4μm~5μm左右深度的第1凹部5以及於薄膜層1之另面1b以到達第1凹部5之深度來加以形成的第2凹部6所構成。該情況較佳地，最好是第2凹部6之開口面積會較第1凹部5之開口面積要寬。另外，第1凹部5如後述般，亦可為貫穿薄膜層1之貫穿孔13(參照圖5)。
該薄膜層1之另面1b側係層積設置有磁性金屬材料層2。該磁性金屬材料層2係由設置有可內藏開口圖案4之大小的間隙7，且例如厚度為10μm~50μm左右的例如鎳、鎳合金、銦或銦合金等磁性金屬材料所構成，並可在成膜時藉由配設於基板內面之磁石來吸引而達成讓該薄膜層1密合於基板成膜面用的機能。
該情況，如圖1(a)~(c)所示，該間隙7係貫穿磁性金屬材料層2而加以設置之狹縫。或者，如圖2所示，亦可為在構成磁性金屬材料層2之一部分的細長狀複數條紋圖案中，鄰接之該條紋圖案8之間的部分。磁性金屬材料層2在包含圖2所示之條紋圖案8構造的情況，會因磁性金屬材料層2與薄膜層1之間的線膨脹係數不同而使得產生於薄膜層1之內部應力變小，可抑制在層積後雷射加工所形成之開口圖案4的位置偏差。從而，便有使得磁性金屬材料之選擇範圍變廣的效果。另外，該條紋圖案8亦可於 其長軸方向而被分割為長度較短之複數單位條紋圖案。藉此，便可使得於產生於薄膜層1之內部應力變得更小。圖2中，符號9係具有內包該複數條紋圖案8之大小的開口，並層積於薄膜層1周緣部而構成磁性金屬材料層2之一部分的框狀圖案。
該磁性金屬材料層2之該薄膜層1相反側之面2a係設置有框體3。該框體3係固定支撐該磁性金屬材料層2之周緣部，並以例如由銦鋼或鐵-鎳合金等所構成之磁性金屬材料來加以形成，且構成為具有內包該磁性金屬材料層2之複數間隙7的大小之開口10的框狀。另外，框體3並不限於由磁性金屬材料所構成者，亦可為由非磁性金屬材料或硬質樹脂所構成者。本實施形態中，框體3係以磁性金屬材料來加以形成。
接著，便就此般所構成之成膜遮罩之製造方法來加以說明。
首先，將由例如鎳、鎳合金、銦鋼或銦鋼合金等所構成之厚度為10μm~50μm左右之磁性金屬材料的金屬薄板配合為成膜對象之基板的表面積來裁切，並於該金屬薄板之一面塗布例如聚醯亞胺的樹脂液，將其以200℃~300℃左右的溫度來乾燥，而形成厚度為5μm~30μm左右的可讓可見光穿透之薄膜層1。
接著，於金屬薄板之另面將阻劑例如噴塗後，將其乾燥以形成阻劑膜，接著，在使用光罩來曝光阻劑膜後，進行顯影，而對應於複數列之狹縫的形成位置來形成具有細長狀複數開口之阻劑遮罩。
接著，在使用該阻劑遮罩來將金屬薄板濕蝕刻，以去除對應於阻劑遮罩開口的部分之金屬薄板，來設置貫穿金屬薄板之狹縫，而形成磁性金屬材料層2後，以例如有機溶劑來溶解去除阻劑遮罩。藉此，便形成層積有薄膜層1與磁性金屬材料層2之遮罩用構件11(參照圖3)。另外，用以蝕刻金屬薄板之蝕刻液係可依照所使用之金屬薄板的材料來適當選擇，並適用習知技術。
又，在蝕刻金屬薄板而形成狹縫時，亦可同時形成於相對於基板預先設置之基板側對位標記而用以對位之遮罩側對位標記12(參照圖1、2)於複數狹縫形成區域外的預定位置。該情況，在形成阻劑遮罩時，只要於對應於遮罩側對位標記12之位置設置有對位標記用的開口即可。
遮罩用構件11並不限於上述方法，亦可以其他方法來加以形成。例如， 於薄膜之一面藉由例如無電解鍍覆來形成種晶層，而於其上塗布光阻並將其曝光及顯影，對應於複數列之狹縫形成位置來形成複數列條紋狀樹脂圖案後，於該條紋狀樹脂圖案的外側區域鍍覆形成鎳、鎳合金、銦鋼或銦鋼合金等磁性金屬材料。然後，亦可在去除條紋狀樹脂圖案後，藉由蝕刻去除該條紋狀樹脂圖案的形成位置之種晶層，來形成遮罩用構件11。
藉此，便可形成具備有將圖1(a)所示般之複數狹縫並列設置於其長軸所交叉之方向的磁性金屬材料層2之遮罩用構件11。
又，如圖2所示般之具備有框狀圖案9及於該框狀圖案9內側設有複數之條紋圖案8的磁性金屬材料層2之遮罩用構件11的形成便可如下般進行。例如，於薄膜之一面藉由例如無電解鍍覆來形成種晶層，而於其上塗布光阻並將其曝光及顯影，以形成包覆欲形成框狀圖案8及複數條紋圖案8之位置外側的種晶層之樹脂圖案後，於欲形成該框狀圖案9及複數條紋圖案8的位置鍍覆形成鎳、鎳合金、銦鋼或銦鋼合金等磁性金屬材料。然後，在去除樹脂圖案後，蝕刻去除該樹脂圖案之形成位置的種晶層。
或者，與前述同樣地，亦可於金屬薄板之一面塗布樹脂液以形成薄膜層1，金屬薄板之另面會藉由塗布阻劑，而將其乾燥後，使用光阻來將阻劑曝光及顯影，以於欲形成該框狀圖案9及複數條紋圖案8的位置外側形成具有開口之阻劑遮罩，而使用該阻劑遮罩來蝕刻該磁性金屬薄板，來形成具備有具有框狀圖案9及複數條紋圖案8之磁性金屬材料2的遮罩用構件11。
接著，對向於該遮罩用構件11之磁性金屬材料層2，配置有由磁性金屬材料所構成之框體3，並在將該遮罩用構件11架設於該框體3之狀態下，將雷射光照射至遮罩用構件11周緣部，以將磁性金屬材料層2點焊於框體3之端面。
接著，轉移至本發明特徵之開口圖案形成工序。以下，便參照圖3、4來就開口圖案形成工序加以說明。
首先，如圖3(a)所示，於薄膜層1之磁性金屬材料層2相反側之面(以下稱為「一面1a」)使用例如KrF248nm之準分子雷射，或YAG雷射之第3高頻或第4高頻，來照射波長為400nm以下的雷射光L，而去除薄膜層1，以設置同圖(c)所示之固定深度的第1凹部5。
詳而言之，以例如預先形成之遮罩側對位標記12為基準而將雷射光在平行於遮罩用構件11之面的面內於二維方向移動預定之距離，並在薄膜層1之一面1a，將雷射光照射至對應於磁性金屬材料層2之間隙7的部分，以形成第1凹部5。
或者，亦可在對應於欲形成開口圖案4之位置設有為雷射光L照射目標的基準圖案之基準基板上定位載置遮罩用構件11，並透過薄膜層1以二維照相機來觀察該基準圖案，以檢出該基準圖案之位置座標後，將雷射光L的照射目標設定為該基準圖案之該位置座標，並將雷射光L照射至薄膜層1之一面1a，以形成第1凹部5。
不論上述何種情況，只要使用利用於第1凹部5設有相似形狀之複數開口部的遮罩之投影型雷射加工裝置，來將該複數開口部縮小投影至薄膜層1之一面1a，而匯聚形成複數第1凹部5即可。另外，另外，圖3係顯示匯聚例如於圖1(a)以虛線包圍表示之第1凹部5而加以形成的情況。
之後，如圖3(a)所示，將雷射光L在薄膜層1之一面1a上以箭頭來表示之二維方向步進移動預定之距離，並且去除薄膜層1之一面1a，而如同圖(b)所示般，於薄膜層1之一面1a將複數第1凹部5配置形成為縱橫矩陣狀。
接著，讓遮罩用構件11上下反轉，如圖4(a)所示，從磁性金屬材料層2側將雷射光照射至薄膜層1之磁性金屬材料側2側之面(以下稱為「另面1b」)，以於對應於磁性金屬材料層2之間隙7的薄膜層1之部分形成到達該第1凹部5之第2凹部6。藉此，如同圖(c)所示，第1凹部5與第2凹部6會連接，而形成貫穿薄膜層1之開口圖案4。較佳地，最好是第2凹部6之開口面積會較第1凹部5之開口面積要廣。
該情況，與上述同樣地，只要使用利用於第2凹部6設有相似形狀之複數開口部的遮罩之投影型雷射加工裝置，來將該複數開口部縮小投影至薄膜層1之另面1b，而匯聚形成複數第2凹部6即可。
或者，亦可使用照射面積相當於內包複數第1凹部5之區域面積的雷射光L，來形成第2凹部6。該情況，磁性金屬材料層2會具有遮罩之機能，而對應於磁性金屬材料層2之間隙7的薄膜層1部分會被去除，以形成第2凹部6。
之後，如圖4(a)所示，將雷射光在薄膜層1之另面1b上以箭頭來表示之二維方向步進移動預定之距離，並且去除薄膜層1之另面1b，而如同圖(b)所示般，於薄膜層1之另面1b形成複數第2凹部6。藉此，便會形成圖1或圖2所示之成膜遮罩。
如此一來，根據本發明，由於從薄膜層1之兩面側照射雷射光L，以形成開口圖案4，故可抑制於薄膜層1之一面(與基板密合面)1a側的開口圖案4緣部產生毛邊。從而，便可防止開口圖案4之毛邊成為成膜之陰影，並且防止因毛邊之存在而在薄膜層1與基板之間產生間隙。藉此，便可提升包含形狀及位置精度之薄膜圖案的形成精度。
該情況，在形成第1凹部5後，若形成面積較該第1凹部5之開口面積要大的第2凹部6的話，更可抑制該毛邊之產生。又，由於第2凹部6之開口面積會較第1凹部5要大，故可省略第2凹部6之加工定位精度。
接著，便就該開口圖案4之形成來說明其他形成範例。
圖5係以本發明成膜遮罩之製造方法來說明開口圖案變形例之圖式，係顯示貫穿孔之形成工序之剖面圖，(a)係顯示開始雷射加工，(b)係顯示結束雷射加工，(c)係貫穿孔之放大剖面圖。圖6係以本發明成膜遮罩之製造方法來說明開口圖案變形例之圖式，係顯示凹部之形成工序之剖面圖，(a)係顯示開始雷射加工，(b)係顯示結束雷射加工，(c)係凹部之放大剖面圖。
首先，如圖5(a)所示，將雷射光L照射至薄膜層1之一面1a，而去除薄膜層1，以如同圖(c)所示般，設置貫穿薄膜層1之貫穿孔13。
詳而言之，與上述同樣地，例如以預先形成之遮罩側對位標記12為基準而將雷射光在平行於遮罩用構件11之面的面內於二維方向移動預定之距離，並在薄膜層1之一面1a，將雷射光照射至對應於磁性金屬材料層2之間隙7的部分，以形成與薄膜圖案同形狀之貫穿孔13。
或者，亦可在對應於欲形成開口圖案4之位置設有為雷射光L照射目標的基準圖案之基準基板上定位載置遮罩用構件11，並透過薄膜層1以二維照相機來觀察該基準圖案，以檢出該基準圖案之位置座標後，將雷射光L的照射目標設定為該基準圖案之該位置座標，並將雷射光L照射至薄膜層1之一面1a，以形成貫穿孔13。
之後，如圖5(a)所示般，將雷射光L在薄膜層1之一面1a上以箭頭來 表示之二維方向步進移動預定之距離，並且去除薄膜層1之一面1a，而如同圖(b)所示般，於薄膜層1之一面1a將複數貫穿孔13配置形成為縱橫矩陣狀。
接著，讓遮罩用構件11上下反轉，如圖6(a)所示般，從磁性金屬材料層2側將雷射光L照射至薄膜層1之另面1b，以於對應於磁性金屬材料層2之間隙7的薄膜層1之部分形成具有於薄膜層1之一面1a側殘留有例如1μm~4μm左右之薄層並較該貫穿孔13之開口面積要廣的開口部之凹部14。藉此，同圖(c)所示，薄膜層1便形成有以貫穿孔13與凹部14所構成之開口圖案4。
之後，如圖6(a)所示，將雷射光在薄膜層1之另面1b上以箭頭來表示之二維方向步進移動預定之距離，並且去除薄膜層1之另面1b，而如同圖(b)所示般，於薄膜層1之另面1b形成複數凹部14。藉此，便會形成圖1或圖2所示之成膜遮罩。
由於該情況亦從薄膜層1之兩面側照射雷射光L，以形成開口圖案4。故可抑制於薄膜層1之一面(與基板密合面)1a側的開口圖案4緣部產生毛邊。
從而，本發明之成膜遮罩可提升與基板之密合性，且適於包含有例如有機EL顯示用基板發光層之有機EL層的蒸鍍形成。
上述說明中，雖已就成膜遮罩具備有框體3之情況來加以說明，但本發明並不限於此，亦可無須框體3。
1‧‧‧薄膜層
1a‧‧‧一面
1b‧‧‧另面
2‧‧‧磁性金屬材料層
2a‧‧‧面
3‧‧‧框體
4‧‧‧開口圖案
5‧‧‧第1凹部
6‧‧‧第2凹部
7‧‧‧間隙
10‧‧‧開口
P‧‧‧線
O‧‧‧線

Claims (20)

  1. 一種成膜遮罩之製造方法，係層積了設有預定之既定形狀的開口圖案之樹脂製薄膜層，以及設有可內藏該開口圖案之大小的間隙之磁性金屬材料層的構造之成膜遮罩之製造方法，其中該開口圖案係從兩面側將雷射光照射至對應於該間隙之薄膜層一部分，以貫穿該薄膜層而加以形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜遮罩之製造方法，其中該開口圖案係該磁性金屬材料層側之開口面積會較該磁性金屬材料層之相反側開口面積要廣。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之成膜遮罩之製造方法，其中該開口圖案係在將雷射光照射至該薄膜層之該磁性金屬材料層相反側的面，以設置固定深度之第1凹部後，將雷射光照射至該薄膜層之該磁性金屬材料層側的面，以設置到達該第1凹部之深度的第2凹部而加以形成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之成膜遮罩之製造方法，其中該開口圖案係在將雷射光照射至該薄膜層之該磁性金屬材料層相反側的面，以設置貫穿該薄膜層之貫穿孔後，將雷射光照射至該薄膜層之該磁性金屬材料層側的面，以設置固定深度之凹部而加以形成。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之成膜遮罩之製造方法，其中該間隙係貫穿該磁性金屬材料層而加以設置之狹縫。
  6. 如申請專利範圍第3項之成膜遮罩之製造方法，其中該間隙係貫穿該磁性金屬材料層而加以設置之狹縫。
  7. 如申請專利範圍第4項之成膜遮罩之製造方法，其中該間隙係貫穿該磁性金屬材料層而加以設置之狹縫。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之成膜遮罩之製造方法，其中該間隙係 在構成該磁性金屬材料層之一部分的細長狀複數條紋圖案中，為鄰接之該條紋圖案之間的部分。
  9. 如申請專利範圍第3項之成膜遮罩之製造方法，其中該間隙係在構成該磁性金屬材料層之一部分的細長狀複數條紋圖案中，為鄰接之該條紋圖案之間的部分。
  10. 如申請專利範圍第4項之成膜遮罩之製造方法，其中該間隙係在構成該磁性金屬材料層之一部分的細長狀複數條紋圖案中，為鄰接之該條紋圖案之間的部分。
  11. 一種成膜遮罩，係層積了設有預定之既定形狀的開口圖案之樹脂製薄膜層，以及設有可內藏該開口圖案之大小的間隙之磁性金屬材料層的構造之成膜遮罩，其中，該開口圖案係從兩面側將雷射光照射至對應於該間隙之薄膜層一部分，以貫穿該薄膜層而加以形成。
  12. 如申請專利範圍第11項之成膜遮罩，其中該開口圖案係該磁性金屬材料層之開口面積會較該磁性金屬材料層之相反側開口面積要廣。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之成膜遮罩，其中該開口圖案係由該薄膜層之該磁性金屬材料層相反側之面所形成的固定深度之第1凹部，以及於該薄膜層之該磁性金屬材料層側之面以到達該第1凹部的深度來加以形成之第2凹部所構成。
  14. 如申請專利範圍第11或12項之成膜遮罩，其中該開口圖案係由將雷射光照射至該薄膜層之該磁性金屬材料層相反側之面，以貫穿該薄膜層來加以形成之貫穿孔，以及將雷射光照射至該薄膜層之該磁性金屬材料層側之面來加以形成的固定深度之凹部所構成。
  15. 如申請專利範圍第11或12項之成膜遮罩，其中該間隙係貫穿該磁性金屬材料層而加以設置之狹縫。
  16. 如申請專利範圍第13項之成膜遮罩，其中該間隙係貫穿該磁性金屬材料層而加以設置之狹縫。
  17. 如申請專利範圍第14項之成膜遮罩，其中該間隙係貫穿該磁性金屬材料層而加以設置之狹縫。
  18. 如申請專利範圍第11或12項之成膜遮罩，其中該間隙係在構成該磁性金屬材料層之一部分的細長狀複數條紋圖案中，為鄰接之該條紋圖案之間的部分。
  19. 如申請專利範圍第13項之成膜遮罩，其中該間隙係在構成該磁性金屬材料層之一部分的細長狀複數條紋圖案中，為鄰接之該條紋圖案之間的部分。
  20. 如申請專利範圍第14項之成膜遮罩，其中該間隙係在構成該磁性金屬材料層之一部分的細長狀複數條紋圖案中，為鄰接之該條紋圖案之間的部分。
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