TW201726289A - 成膜遮罩之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係進行有：於可雷射加工之樹脂製薄膜的內外任一者之面，形成有由與該薄膜相異之樹脂材料所構成，且會吸收波長較可見光要短之雷射光的樹脂製之支撐層的工序；從該薄膜形成有該支撐層的面之相反側來照射雷射光，以形成貫穿該薄膜之開口圖案的工序；以及相對於該薄膜而選擇性地去除該支撐層的工序。藉此，便可以簡單的程序來抑制開口圖案緣部中之毛邊的產生。

Description

成膜遮罩之製造方法
本發明係關於一種於樹脂製薄膜形成有開口圖案之成膜遮罩之製造方法，特別是關於一種可以簡單的程序來抑制開口圖案緣部之毛邊的產生之成膜遮罩之製造方法。
以往的成膜遮罩之製造方法係於樹脂製薄膜之內面形成銅等的金屬層，而從形成有該金屬層之面的相反側來將雷射光照射至該薄膜，將薄膜消蝕以形成開口圖案，之後，從薄膜來蝕刻去除該金屬層者(例如，參照日本特開2005-517810號公報)。
如此般，藉由於薄膜內面設置金屬層，便可避開因消蝕處理而使得空氣留滯於薄膜內面，而可抑制開口圖案緣部產生毛邊。
然而，在此般以往的成膜遮罩之製造方法中，會在製造過程中，需要以鍍覆、蒸鍍或濺鍍等來形成為成品之成膜遮罩所不需要者，且在開口圖案形成後會被去除之金屬層，而有使得製造程序變得複雜之問題。
又，由於會於薄膜內面形成有與該薄膜相異的材料的金屬層，故在兩者間之線膨脹係數相異時，便會有在薄膜產生較大的內部應力(拉伸應力)之虞。從而，便會在消蝕處理薄膜而於正規位置形成開口圖案後，且從薄膜來去除金屬層時，使得該薄膜之內部應力被釋放，其結果，便會有開口圖案位置產生偏移之虞。
進一步地，在形成有該金屬層之內面的相反側之薄膜表面層積形成有貫穿孔之金屬薄片的情況，於薄膜內面鍍覆形成該金屬層時，或藉由蝕刻來去除該金屬層時，便有需要於薄膜表面之金屬薄片上形成例如樹脂製保護層，而有使得製造程序變得更加複雜的問題。
為了解決上述問題，便期望有一種與薄膜之線膨脹係數近似的材料來作為該金屬層，更佳地係期望有一種蝕刻性會較金屬薄板要高之材料。然而，此般金屬材料的選擇範圍有所侷限，而使得材料選擇極為困難。
於是本發明係對應於此般問題點，其目的在於提供一種可以簡單的程序來抑制開口圖案緣部的毛邊之產生的成膜遮罩之製造方法。
為了達成上述目的，本發明之成膜遮罩之製造方法係進行有：於可雷射加工之樹脂製薄膜的內外任一者之面，形成有由與該薄膜相異之樹脂材料所構成，且會吸收波長較可見光要短之雷射光的樹脂製之支撐層的工序；從該薄膜形成有該支撐層的面之相反側來照射雷射光，以形成貫穿該薄膜之開口圖案的工序；以及相對於該薄膜而選擇性地去除該支撐層的工序。
根據本發明，便可塗布形成有在樹脂製薄膜之一面所形成的由與薄膜相異之樹脂材料所構成的支撐層，而使得支撐層之形成變得容易。又，由於支撐層係與薄膜同樣地為樹脂製，故會易於選擇與薄膜之線膨脹係數近似的支撐層。進一步地，由於薄膜不會溶解，而支撐層卻易於選擇可溶之溶劑，故可相對於薄膜來選擇性地去除支撐層。從而，便與以金屬層來支撐薄膜內面之先前技術不同，而可以簡單的程序來抑制於開口圖案緣部產生毛邊。
1‧‧‧遮罩用構件
2‧‧‧支撐層
3‧‧‧開口圖案
3a‧‧‧緣部
4‧‧‧薄膜
5‧‧‧金屬薄片
6‧‧‧貫穿孔
7‧‧‧樹脂液
8‧‧‧噴塗器
9‧‧‧XY台
10‧‧‧框體
10a‧‧‧端面
11‧‧‧毛邊
L1、L2‧‧‧雷射光
圖1係以剖面來顯示本發明的成膜遮罩之製造方法的一實施形態之工序圖。
圖2係說明上述成膜遮罩之構成的平面圖，(a)係顯示一構成例，(b)係顯示其變形例。
圖3係說明本發明的成膜遮罩之製造方法的效果之剖面圖，(a)係顯示支撐層具有雷射加工之中止層的機能之範例，(b)係顯示支撐層亦與薄膜一同地被貫穿加工之情況的範例，(c)係顯示不論在(a)、(b)之任一者的情況下都不會於開口圖案緣部產生毛邊之狀況。
圖4係說明在本發明的成膜遮罩之製造方法中，框體接合工序的工序圖。
圖5係說明上述框體接合工序之變形例的工序圖。
圖6係顯示在本發明的成膜遮罩之製造方法中，支撐層之形成工序的變形例之說明圖。
以下，便基於添附圖式來詳細地說明本發明實施形態。圖1係以剖面來顯示本發明的成膜遮罩之製造方法的一實施形態之工序圖。此成膜遮罩之製造方法會製造出於樹脂製薄膜形成有開口圖案之成膜遮罩，並含有形成遮罩用構件1之第1工序、形成支撐層2之第2工序、形成開口圖案3之第3工序以及去除支撐層2之第4工序。
上述第1工序如圖1(a)所示，係層積有可雷射加工之樹脂製薄膜4與形成有貫穿孔6之金屬薄片5，而形成遮罩用構件1之工序。
詳細來說，上述遮罩用構件1可如下述般來加以形成。亦即，會實施有於厚度為5μm~15μm左右之非感光性聚醯亞胺(以下，僅稱為「聚醯亞胺」)等的可見光能穿透之薄片，藉由無電解鍍覆、蒸鍍或濺鍍等來形成由鎳等的良好導電性之金屬材料所構成的晶種層之階段；在以30μm~50μm左右之厚度來將光阻塗布於晶種層上後，使用光罩來曝光顯影，而對應於上述貫穿孔6來形成島狀圖案之階段；於島狀圖案外側之晶種層上藉由電鍍覆來讓鎳或鎳合金等的磁性金屬材料析出，而形成具有與上述光阻大略相同厚度之金屬薄片5之階段；以及在被溶劑或阻劑剝離液溶解而去除上述島狀圖案後，使用習知之鎳等的蝕刻液來去除島狀圖案下側之晶種層之階段。
或者，亦可實施有於具有30μm~50μm左右之厚度的鎳或鎳合金等的磁性金屬材料之金屬薄片一面，將聚醯亞胺等的樹脂液塗布為5μm~15μm左右之厚度後，以200℃~300℃來燒結以形成薄膜4之階段；於上述金屬薄片另面塗布光阻後，使用光罩來曝光顯影，而形成阻劑遮罩之階段；以及讓阻劑遮罩被溶劑或剝離液溶解去除的階段。
另外，聚醯亞胺之線膨脹係數為1.5×10-5/℃~5×10-5/℃，鎳或鎳合金之線膨脹係數為1.0×10-5/℃~1.8×10-5/℃，兩者的線膨脹係數較為近似。從而， 在層積有薄膜4與金屬薄片5之構造的成膜遮罩中，從抑制因線膨脹係數之差異而產生於薄膜4之內部應力的目的看來，最好是使用線膨脹係數接近於金屬之聚醯亞胺(PI)來作為薄膜4。但是，薄膜4之材料並不限定於聚醯亞胺，亦可為聚對苯二甲酸乙二脂(PET)、聚醚醚酮(PEEK)等的可雷射加工(雷射消蝕)的其他樹脂材料。又，金屬薄片5並不限於鎳或鎳合金，亦可為銦鋼或銦鋼合金等的其他磁性金屬材料。
上述第2工序如圖1(b)所示，係於遮罩用構件1之薄膜4面，形成由與薄膜4相異之樹脂材料所構成，且會吸收波長較可見光要短之雷射光(以下，僅稱為「雷射光」)之樹脂製的支撐層2之工序。
詳細來說，係在塗布裝置之台上，將薄膜4側朝上，而載置遮罩用構件1後，以例如噴塗器8來塗布藉由上述雷射光來消蝕以可加工之材料的樹脂液7或是會因雷射光之照射而改變物性之材料的樹脂液7，而將其乾燥以形成支撐層2。
在此情況下，於支撐層2由可雷射加工(雷射消蝕)的樹脂材料所構成時，支撐層2最好是雷射光之加工速率會與薄膜4之加工速率相同或較其要低之高分子材料。
更詳細來說，支撐層2最好是相對於所使用之波長的雷射光之光吸收率會與上述薄膜4相等或較其要低之材料，在上述薄膜4為例如聚醯亞胺的情況，支撐層2最好是光吸收率會較聚醯亞胺要低之例如壓克力系的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
支撐層2之樹脂材料除了壓克力樹脂以外，亦可為聚碳酸脂(PC)、聚苯乙烯(PS)等。但是，該等樹脂相較於壓克力樹脂，為光吸收率較低，且雷射光之加工速率較低的材料。
線膨脹係數相對於上述般聚醯亞胺為1.5×10-5/℃~5×10-5/℃，壓克力樹脂則為4.5×10-5/℃~7×10-5/℃，兩者較為近似。從而，在相對於聚醯亞胺之薄膜4而適用壓克力樹脂之支撐層2的情況，便可抑制產生於薄膜4之內部應力。另外，聚碳酸脂之線膨脹係數約為6.5×10-5/℃，聚苯乙烯之線膨脹係數為6×10-5/℃~8×10-5/℃。
又，支撐層2亦可為因雷射光之照射而改變物性的感光性材料。在此情況下，支撐層2可使用以環氧樹脂為主原料之光阻或感光性聚醯亞胺等。該 等樹脂材料係線膨脹係數會與為薄膜4之材料的例如聚醯亞胺相同，且具有可溶於聚醯亞胺所不溶的有機溶劑之特徵。從而，此般支撐層2便可在後述第4工序中，易於被有機溶劑溶解而加以去除。
更佳地，為了更抑制因薄膜4與支撐層2之間的線膨脹係數之差異而產生於薄膜4之內部應力，支撐層2之厚度最好是與薄膜4相同或為其以下。
上述第3工序如圖1(c)所示，係從遮罩用構件1形成有上述支撐層2的面之相反側來照射雷射光L1，而於薄膜4對應於金屬薄片5之上述貫穿孔6內的部分來貫穿該薄膜4，以形成開口圖案3之工序。
在此所使用之雷射係產生波長為400nm以下的之雷射光者，例如為KrF248nm之準分子雷射，或是放射出1064nm的第3高諧波(355nm)或第4高諧波(266nm)之雷射光的YAG雷射。
一般而言，高分子材料係雷射光波長越短則光吸收係數越高。已知聚醯亞胺在可見光區域以上則光吸收便會急遽下降，PMMA則是在近紫外光區域以上而光吸收便會急遽下降。從而，在波長為248nm~355nm的範圍，光吸收率較聚醯亞胺要低之PMMA便可謂是作為支撐層2所適合的材料。
上述開口圖案3之形成會使用雷射加工裝置，並藉由雷射光L1的複數照射來加以進行。此雷射加工裝置會將從脈衝發光之雷射所放出之雷射光L1藉由積分儀光學系統來均勻化照度分布，而照射於具有相似於開口圖案3形狀的形狀之開口的遮光遮罩，並藉由聚光透鏡來將通過該遮光遮罩之該開口的雷射光L1聚光於金屬薄片5之貫穿孔6內的薄膜4。
上述金屬薄片5的1個貫穿孔6內如圖2(a)所示，係形成有1個上述開口圖案3，亦可如同圖(b)所示，形成有複數上述開口圖案3。
對上述薄膜4照射雷射光L1會以預先形成於遮罩用構件1的基準標記(例如對位標記)為基準，而讓載置有遮罩用構件1之XY台9於XY的二維方向移動既定距離來加以進行。
或著，亦可將遮罩用構件1定位載置於配置在XY台9上，而設有為雷射光L1之照射目標的基準標記之基準基板上，而瞄準上述基準標記來照射雷射光L1。在此情況下，於薄膜4為可見光能穿透者時，便可透過薄膜4而以照相機來觀察基準基板表面，並以基準標記會位於金屬薄片5之貫穿孔6內的方式來將遮罩用構件1與基準基板對位。進一步地，在透過薄膜4而以照 相機來檢出基準標記，並計算出例如以照相機之初期位置為原點之基準標記的位置座標後，便將雷射光L1之照射位置決定於該位置座標而加以照射。
另外，上述基準基板係例如有機EL顯示用基板，基準標記可為預設於該基板上之陽極電極。又，雷射加工並不限於移動XY台9來進行者，亦可移動雷射加工裝置之照明光學系統側來加以進行。
圖3係說明本發明的成膜遮罩之製造方法的效果之剖面圖。在支撐層2之雷射加工速率會較薄膜4之雷射加工速率要小時，或是支撐層2為無法被雷射加工之感光性樹脂時，如同圖(a)所示，便可讓支撐層2具有雷射加工之中止層的機能。在此情況下，由於例如即便將遮罩用構件1載置於上述基準基板而雷射加工，支撐層2仍只有表面會被加工，或是完全未被加工，故不會有基準基板之基準標記(例如陽極電極)會被雷射加工之虞。而且，對應於開口圖案3之緣部3a的薄膜4內面會藉由支撐層2來被加以支撐，故會抑制毛邊之產生。
另一方面，在薄膜4之雷射加工速率與支撐層2之雷射加工速率為近似時，亦可在薄膜4貫穿加工有開口圖案3後，亦將支撐層2貫穿加工。但是，在此情況下，如圖3(b)所示，毛邊11僅會產生於支撐層2之貫穿孔緣部，而不會產生於薄膜4之開口圖案3的緣部3a。而且，由於支撐層2會在之後被去除，故支撐層2之毛邊不會對成膜遮罩造成任何影響。
如此般，在上述任一者的情況下，去除掉支撐層2的完成後之成膜遮罩如圖3(c)所示，都不會於薄膜4之開口圖案3的緣部3a產生毛邊，而可良好地雷射加工開口圖案3。
上述第4工序如圖1(d)所示，係去除支撐層2之工序。支撐層2會被溶劑或剝離液或蝕刻液溶解，而相對於薄膜4來選擇性地被去除。或著，支撐層2亦可藉由化學性乾蝕刻來相對於薄膜4而被選擇性地去除。
作為薄膜4之例如聚醯亞胺雖不溶於大略所有的有機溶劑，但作為支撐層2之例如壓克力樹脂卻可溶於丙酮、甲苯、二甲苯等的有機溶劑。又，聚碳酸脂或聚苯乙烯係可溶於芳香族、氯化溶劑。進一步地，前述般以感光性聚醯亞胺或環氧樹脂為主原料的光阻係可溶於有機溶劑。
又，一般而言，已知例如聚醯亞胺般含有苯環之聚合物會難以藉由含有CH4之反應性氣體來被乾蝕刻，但較多氧原子之壓克力樹脂系的聚合物卻 易於藉由上述反應性氣體來被乾蝕刻。
如此般，例如壓克力樹脂或感光性樹脂等會相較於作為薄膜4來被加以使用之例如聚醯亞胺而難以被雷射加工，可抑制相對於薄膜4之內部應力的產生，且具有相對於薄膜4之去除選擇性，而為適於作為支撐層2的材料。
在第4工序中，亦可在去除支撐層2的同時，洗淨去除因薄膜4之雷射消蝕處理而產生之污跡。
上述實施形態中，雖已就成膜遮罩為具有層積薄膜4與金屬薄片5之構造者來加以闡述，但成膜遮罩亦可為含有例如由銦鋼或銦鋼合金等所構成之磁性金屬材料的框狀框體者。
在此情況下，框體只要在第2工序實施前或是實施後的任一者中，亦即，在上述第1工序與第2工序之間，或是第2工序與第3工序之間中來與遮罩用構件1接合即可。
詳細來說，在第1工序與第2工序之間來安裝有框體的情況，係如下般來加以實施。
首先，在第1工序結束後，便如圖4(a)所示，於讓遮罩用構件1之金屬薄片5側對向於框體10之一端面10a的狀態下，在同圖所示之箭頭F方向施加張力於遮罩用構件1，而架設於框體10。
接著，如圖4(b)所示，從薄膜4側來照射例如綠色至近紅外線之脈衝雷射光L2於遮罩用構件1周緣部之複數處，以將金屬薄片5點焊於框體10之一端面10a。
接著，如圖4(c)所示，實施有從薄膜4側來塗布有與該薄膜4相異之樹脂液7，以於薄膜4表面形成支撐層2的第2工序。
又，在第2工序與第3工序之間安裝有框體10的情況，係如下般來加以實施。
首先，在第2工序結束後，便如圖5(a)所示，於讓遮罩用構件1之金屬薄片5側對向於框體10之一端面10a的狀態下，在同圖所示之箭頭F方向施加張力於遮罩用構件1，而架設於框體10。
接著，如圖5(b)所示，從薄膜4側來照射雷射光L2於遮罩用構件1周緣部之複數處，以將金屬薄片5點焊於框體10之一端面10a。
接著，如圖5(c)所示，實施有從金屬薄片5側來照射雷射光L1，來於對 應於金屬薄片5之貫穿孔6內的薄膜4之部分貫穿該薄膜4，以形成開口圖案3之第3工序。
另外，上述實施形態中，雖已就將支撐層2塗布於遮罩用構件1之金屬薄片5的相反側之薄膜4表面的情況來加以說明，但支撐層2如圖6(a)所示，亦可塗布於金屬薄片5上。在此情況下，雷射光L1如同圖(b)所示，會從形成有遮罩用構件1之支撐層2的面之相反側來照射，而在薄膜4對應於金屬薄片5之貫穿孔6內的部分貫穿該薄膜4，以形成開口圖案3。
又，雖在上述說明中，係就成膜遮罩為具有層積薄膜4與金屬薄片5的構造者之情況來加以闡述，但本發明並不限於此，成膜遮罩亦可為不具備有金屬薄片5之構造。
1‧‧‧遮罩用構件
2‧‧‧支撐層
3‧‧‧開口圖案
4‧‧‧薄膜
5‧‧‧金屬薄片
6‧‧‧貫穿孔
7‧‧‧樹脂液
8‧‧‧噴塗器
9‧‧‧XY台
L1‧‧‧雷射

Claims (9)

  1. 一種成膜遮罩之製造方法，係進行有：於可雷射加工之樹脂製薄膜的內外任一者之面，形成有由與該薄膜相異之樹脂材料所構成，且會吸收波長較可見光要短之雷射光的樹脂製之支撐層的工序；從該薄膜形成有該支撐層的面之相反側來照射雷射光，以形成貫穿該薄膜之開口圖案的工序；以及相對於該薄膜而選擇性地去除該支撐層的工序。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜遮罩之製造方法，其中該支撐層係由可藉由該雷射光來消蝕加工之材料所構成。
  3. 如申請專利範圍第2項之成膜遮罩之製造方法，其中該支撐層藉由該雷射光的加工速率會與該薄膜之加工速率相同或較低。
  4. 如申請專利範圍第1項之成膜遮罩之製造方法，其中該支撐層係由會因該雷射光之照射而改變物性之材料所構成。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜遮罩之製造方法，其中該支撐層之厚度會與該薄膜之厚度相同或較薄。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜遮罩之製造方法，其中在選擇性地去除該支撐層的工序中，該支撐層會被溶劑或剝離液或蝕刻液來溶解而加以去除。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜遮罩之製造方法，其中在選擇性地去除該支撐層的工序中，該支撐層會因化學性乾蝕刻來被加以去除。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜遮罩之製造方法，其係在形成該支撐層之工序實施前，於尚未加工有該開口圖案之該薄膜的內外任一者之面層積設有內包該開口圖案之大小的貫穿孔之金屬薄片，以形成遮罩用構件。
  9. 如申請專利範圍第8項之成膜遮罩之製造方法，其係在形成該支撐層之工序實施前或實施後的任一者中，將該金屬薄片架設固定於框狀框體。
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