TWI802974B - 遮罩以及遮罩的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種遮罩的製造方法，包括步驟：提供基板，其具有表面；於基板上形成光阻圖案，並使光阻圖案覆蓋於表面的第一部分；提供金屬框，其具有內壁且圍構出框內區域，其中框內區域的面積小於基板之表面的面積；組合金屬框及基板，使內壁與表面連接且光阻圖案露出於框內區域；以及於框內區域進行金屬沉積，並在表面上形成沉積金屬層。本發明還提供一種遮罩。

Description

遮罩以及遮罩的製造方法

本發明是有關一種遮罩的製造方法，尤其是一種金屬遮罩一體式的製造方法。

行動科技的進步以及行動裝置小型化、輕量化等趨勢替電子元件的成形與製造帶來新的挑戰。以被動元件為例，其製造有賴濺鍍、蒸鍍、印刷等製程。該些製程所使用的遮罩由框體及固定於框體上的金屬膜所構成。一般而言，金屬膜經由黃光製程、蝕刻後而得以提供，且具有開孔圖案。因金屬膜具可撓性，因此固定時需透過張力拉撐金屬膜再進行與框體的接著。惟張力拉撐也造成開孔圖案的變形或偏移；且當開孔圖案愈細緻或尺寸愈精微，張力拉撐所致偏差也愈大，使得電子元件的公差超過適當的範圍。此外蝕刻等製程也增加開孔圖案失真的機會。

本發明提供一種遮罩的製造方法，有助於形成微細的遮罩圖案，進而實現微小或精密元件的製造。

本發明所提供的遮罩的製造方法包括步驟：提供基板，其具有表面；於基板上形成光阻圖案，並使光阻圖案覆蓋於表面的第一部 分；提供金屬框，其具有內壁且圍構出框內區域，其中框內區域的面積小於基板之表面的面積；組合金屬框及基板，使內壁與表面連接且光阻圖案露出於框內區域；以及於框內區域進行金屬沉積，並在表面上形成沉積金屬層。

在本發明的一實施例中，上述之於基板上形成光阻圖案的步驟更包括步驟：塗佈光阻於基板之表面；透過光罩對光阻進行曝光；以及進行顯影。

在本發明的一實施例中，上述之於基板上形成光阻圖案的步驟更包括於表面上形成裸露的第二部分。

在本發明的一實施例中，上述之金屬框還具有底部，且上述之組合金屬框及基板的步驟更包括將金屬框之底部抵靠於基板的表面。

在本發明的一實施例中，上述之組合金屬框及基板的步驟更包括使用治具將金屬框固定於基板上。

在本發明的一實施例中，上述之於框內區域進行金屬沉積的步驟更包括將至少一金屬沉積於表面的第二部分以及金屬框的內壁。

在本發明的一實施例中，上述之金屬框更具有頂部，且於框內區域進行金屬沉積的步驟更包括將至少一金屬沉積於頂部。

在本發明的一實施例中，上述之於框內區域進行金屬沉積的步驟更包括沿表面的第二部分以及金屬框的內壁一體成型沉積金屬層，且沉積金屬層與金屬框相連接。

在本發明的一實施例中，上述之遮罩的製造方法更包括步驟：移除基板；以及移除光阻圖案並顯露在沉積金屬層之中的鏤空圖案，其中鏤空圖案與光阻圖案對應。

在本發明的一實施例中，上述之鏤空圖案具有孔徑，且孔徑小於200μm。

在本發明的一實施例中，上述之孔徑為3~7μm，且孔徑對應光阻圖案的一部分，而該光阻圖案的該部分具有5μm的寬度。

在本發明的一實施例中，上述之光阻圖案在表面具有第一高度，沉積金屬層在表面上具有第二高度，且第二高度小於第一高度。

本發明還提供一種遮罩，由前述製造方法所製成。

在本發明的一實施例中，上述之沉積金屬層具有1~50μm的厚度。

本發明因採用沉積金屬的步驟以形成沉積金屬層，因此省略了習知方法中蝕刻等程序而簡化流程、避免誤差的疊加。再者因免於金屬膜的張力拉撐，因此能避免開孔圖案的變形或偏移。本發明不僅可提升遮罩的精細度，還能縮小公差範圍，進而有助於實現微小或精密元件的製造與開發。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

10:基板

100:表面

110:第一部分

120:第二部分

20:光阻

20’:光阻圖案

30:光罩

310:遮光圖案

320:透光圖案

40:金屬框

400:內壁

4000:框內區域

4102:定位孔

440:頂部

450:底部

50、50’:治具

510:支承座

5101:定位孔

520:固定件

5202:定位孔

60、61、62:沉積金屬層

60’:鏤空圖案

7:遮罩

H1:第一高度

H2:第二高度

圖1為本發明之一實施例的遮罩的製造方法的流程示意圖。

圖2為本發明之一實施例的基板的俯視示意圖。

圖3為本發明之一實施例的遮罩的製造方法的另一流程示意圖。

圖4A為圖3所示流程的操作示意圖。

圖4B為本發明之一實施例的光罩的俯視示意圖。

圖5為本發明之一實施例的金屬框的俯視示意圖。

圖6A~6B為圖1所示實施例的部分操作示意圖。

圖7A~7B為圖1所示實施例的部分操作示意圖。

圖8為圖1所示實施例的部分操作示意圖。

圖9為圖1所示實施例的部分操作示意圖。

圖10為本發明之一實施例的遮罩的製造方法的另一流程示意圖。

圖11A為圖10所示實施例的操作示意圖。

圖11B為圖10所示實施例的另一操作示意圖。

本發明提供一種遮罩的製造方法。如圖1所示，在本發明一實施例中，遮罩的製造方法包括步驟S910~S950。進一步說明如下。

步驟S910為：提供基板，所述基板具有表面。步驟S920為：於基板上形成光阻圖案，並使光阻圖案覆蓋於表面的第一部分。請一併參照圖2，本實施例之基板10的表面100可包含第一部分110，此外可更包含第二部分120。第一部分110及第二部分120可為因應電子元件而預先規劃的虛擬區域，且例如電路圖形、畫素結構等也都是可用以規畫第一部分110及第二部分120的對象。基板10的材料可為例如鎳、銅、鈷、鈦、鉻或其合金，例如鎳鐵合金、不鏽鋼、鈦合金等。

如圖3所示，步驟S920更包括步驟S921：塗佈光阻於基板之表面，步驟S922：透過光罩對光阻進行曝光，以及步驟S923：進行顯影。步驟S921可使用正型光阻或負型光阻，惟所用之光阻較佳與步驟S922的光罩相互配合。具體地，塗佈光阻及曝光可依現行方式來執行，或透過任何合理手段而實現。步驟S921更包括使所塗佈的光阻相對於基板10 的表面100有高度。如圖4A所示，在本實施例中，光阻20相對於表面100有第一高度H1。光阻20之第一高度H1較佳大於50μm。

本實施例所用之光罩30例如為鉻膜玻璃板。如圖4B所示，光罩30且具有遮光圖案310及透光圖案320。遮光圖案310由例如鉻膜所構成，而鉻膜玻璃板上遮光圖案310以外的部分則可構成透光圖案320。也就是說，在圖4B之實施例中，圓形陣列構成透光圖案320。舉例來說，當光罩30的透光圖案320與基板10上第一部分110所構成的圖案相同，則適於在步驟S921使用負型光阻。反之若遮光圖案310與基板10上第一部分110所構成的圖案相同(圖未示)，則適於使用正型光阻。

以負型光阻為例，如圖4A所示，在步驟S923進行顯影後，經過光照的光阻20留在基板10上且形成光阻圖案20’。步驟S923並移除因遮光圖案310的屏蔽而未經光照的光阻，從而顯現表面100的第二部分120。如圖2與4A所示，本實施例的基板10的表面100的第一部分110為圓形陣列圖案，第二部分120具有網孔樣圖案，而光阻圖案20’為光阻塊陣列，包含多個實質為實心圓柱的光阻塊。網孔樣圖案之網孔可具有例如200μm或200μm以下的孔徑，而光阻圖案20’之光阻塊具有小於或等於200μm之直徑。在本發明若干實施例中，光阻圖案20’的最細窄處的寬度可為例如40μm、20μm或5μm。以實心圓柱的光阻塊為例，則光阻塊最小可有例如40μm、20μm或5μm的直徑。在其他實施例中，光阻圖案20’亦可包含其他不同形狀的光阻塊例如線條狀、其他幾何圖形的光阻塊。舉例來說，當線條狀光阻塊為所構成光阻圖案20’的最細窄處，則線條狀光阻塊可具有40μm或更小之寬度。

步驟S930為：提供金屬框，所述金屬框具有內壁且圍構出框內區域，其中框內區域的面積小於基板的表面的面積。請一併參照圖5， 在本實施例中，金屬框40之內壁400所圍構出的框內區域4000與基板10之表面100形狀相似而例如為兩相似矩形，然不以此為限。舉例來說，金屬框40或框內區域4000可為圓形，且用以製備圓形遮罩。金屬框40的材料可為例如鎳、銅、鈷、鈦、鉻或其合金，例如鎳鐵合金、不鏽鋼、鈦合金等。此外金屬框40的材料較佳與基板10不同。

步驟S940為：組合金屬框及基板，使內壁與表面連接且光阻圖案露出於框內區域。請一併參照圖6A~6B，在本實施例中，金屬框40還具有底部450，而步驟S940更包括將金屬框40之底部450抵靠於基板10的表面100。進一步而言，金屬框40之底部450沿著內壁400抵靠在基板10的表面100，從而實現金屬框40之內壁400與基板10的密切連接。

步驟S940還可進一步包括例如治具的使用，藉以組合金屬框40及基板10。如圖7A~7B所示，本實施例之治具50是可拆式的結構，包含例如支承座510及固定件520。支承座510適於用來放置基板10及金屬框40。固定件520與支承座510相搭配，並適於將金屬框40安排在相對於基板10的適當位置。固定件520還可與支承座510相組合，並進一步將基板10及金屬框40侷限且固定於治具50之中。然不限於此，所述組合及固定可透過任何合理手段來實現。

在本實施例中，固定件520具有倒L形之剖面形狀且可抵靠於金屬框40之頂部440及外側。固定件520之底部並可抵靠支承座510。另外，固定件520可為一件式或多件式。舉例來說，固定件520可為一件式的框形結構，且用以套在金屬框40上而固定金屬框40於基板10。或如圖7A所示，至少兩個固定件520配置於例如金屬框40之相對兩邊以進行固定。在本發明較佳實施例中，治具50還具有定位結構，藉以將金屬框40 安排在相對於基板10的適當位置。治具50的定位結構可為任何合理手段實現位置的安排。

舉例來說，支承座510與固定件520上更分別設置定位孔5101、定位孔5202，且金屬框40上設置定位孔4102。當組合金屬框40及基板10時，並使定位孔5101、5202及定位孔4102相互對齊，以確保金屬框40及基板10間適當的相對位置。另外，定位孔5101、5202及定位孔4102更作為鎖固孔如螺鎖孔，且治具50可包括鎖固件530如螺絲，用以與定位孔5101、5202及定位孔4102配合並實現治具50的組合以及金屬框40與基板10的固定。

步驟S950為：於框內區域進行金屬沉積，並在表面上形成沉積金屬層。金屬之沉積可以任何合理手段來實現。在本發明實施例中，較佳以電鑄及化學鍍等方式形成沉積金屬層，而所形成之沉積金屬層可為純金屬層或合金層。用以沉積之金屬與金屬框40間的親和性及其與基板10間的親和性不同。用以沉積之金屬與金屬框40間的親和性較佳大於與基板10間的親和性。

如圖8所示，在步驟S950中，金屬沉積於基板10之裸露的第二部分120。此外步驟S950更包括使沉積金屬層60具有適當厚度而相對於表面100有第二高度H2，其中第二高度H2小於第一高度H1。所述適當厚度可依任何合理手段來實現。舉例來說，步驟S950可以例如8~10μm/min的條件進行金屬沉積以達需要的厚度。在本發明實施例中，沉積金屬層60可具有例如1~50μm之厚度(即第二高度H2)。而因本實施例之第二部分120具有網孔樣圖案，因此沉積金屬層60可具有網孔樣圖案。

如圖8所示，金屬較佳更沉積於金屬框40的內壁400以及內壁400與基板10相接處，且形成沉積金屬層61。換言之，金屬可沉積於表 面100的第二部分120以及金屬框40的內壁400。另外，內壁400上的沉積金屬層61並與基板10上的沉積金屬層60連為一體且和金屬框40相連接。在本發明其他實施例中，金屬還可沉積於金屬框40的頂部440。舉例來說，如圖9所示，步驟S950可透過例如治具50’與金屬框40間的配合而使頂部440裸露且形成沉積金屬層62。

如圖10所示，本發明實施例更包括步驟S960：移除基板，步驟S970：移除光阻圖案並顯露在沉積金屬層之中的鏤空圖案，其中鏤空圖案與光阻圖案對應。本實施例不限制步驟S960與步驟S970進行的先後次序。步驟S960還可進一步包括例如拆卸治具50以釋出金屬框40與基板10的步驟。

此外，步驟S960的移除基板10包含移開治具50/50’。因金屬框40上連接沉積金屬層60及61，因此從步驟S960~S970可獲得由金屬框40及沉積金屬層60、61所構成的遮罩7。在其他實施例中，從步驟S960~S970所獲得的遮罩7或者由金屬框40及沉積金屬層60、61、62所構成。如圖11A~11B所示，在沉積金屬層60之中的鏤空圖案60’與光阻圖案20’對應而為圓孔陣列圖案。圓孔陣列中的孔可具有小於等於200μm的孔徑。在本發明若干實施例中，鏤空圖案60’的最細窄處的寬度可為例如40μm、20μm或5μm。以圓孔陣列圖案為例，則圓孔最小可有例如40μm、20μm或5μm的孔徑。在其他實施例中，鏤空圖案60’亦可包含其他不同形狀的孔洞例如線狀、其他幾何形狀的孔。舉例來說，當線狀孔洞為所構成之鏤空圖案60’的最細窄處，則線狀孔洞可具有40μm或更小的孔徑。

一方面而言，本發明的方法可避免遮罩圖案如鏤空圖案60’偏離原始設計，使鏤空圖案60’與第一部分110之圖案的一致性較高而改善 遮罩圖案失真等問題。再者本發明的方法所製得的遮罩如遮罩7可具有更微細的鏤空圖案60’，而沉積金屬層60的圖案相應地也可更加細緻，從而有助實現微小或精密元件的製造。舉例來說，鏤空圖案60’之圓孔可具有更小的孔徑，圓孔的密度也可更高。

進一步而言，本發明所製得的遮罩的精度可為誤差不超過2μm。以遮罩7為例，即使第一部分110之若干區塊或光阻圖案20’之若干部分具有較小寬度如5μm的徑長，所形成之孔徑可在3~7μm的範圍內。

本發明還提供一種遮罩，由前述方法製造而成。如圖11A與11B所示，本發明實施例之遮罩7具有鏤空圖案60’，且較佳具有1~50μm的厚度。鏤空圖案60’的孔徑可小於200μm。本發明的遮罩可用於例如濺鍍、蒸鍍、印刷等製程，並實現微小或精密元件的製造。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S910:提供基板，所述基板具有表面

S920:於基板上形成光阻圖案，並使光阻圖案覆蓋於表面的第一部分

S930:提供金屬框，所述金屬框具有內壁且圍構出框內區域，其中框內區域的面積小於基板之表面的面積

S940:組合金屬框及基板，使內壁與表面連接且光阻圖案露出於框內區域

S950:於框內區域進行金屬沉積，並在表面上形成沉積金屬層

Claims (13)

1. 一種遮罩的製造方法，包括步驟：提供一基板，該基板具有一表面；於該基板上形成一光阻圖案，並使該光阻圖案覆蓋於該表面的一第一部分；提供一金屬框，該金屬框具有一內壁且圍構出一框內區域，其中該框內區域的面積小於該基板之該表面的面積；組合該金屬框及該基板，使該內壁與該表面連接且該光阻圖案露出於該框內區域；以及於該框內區域進行金屬沉積，用以在該表面上形成一沉積金屬層；該進行金屬沉積的步驟更包括使該沉積金屬層具有1~50μm的厚度。
2. 如請求項1所述之遮罩的製造方法，其中該於該基板上形成該光阻圖案的步驟更包括步驟：塗佈一光阻於該基板之該表面；透過一光罩對該光阻進行曝光；以及進行顯影。
3. 如請求項1所述之遮罩的製造方法，其中該於該基板上形成該光阻圖案的步驟更包括於該表面上形成裸露的一第二部分。
4. 如請求項1所述之遮罩的製造方法，其中該金屬框還具有一底部，且該組合該金屬框及該基板的步驟更包括將該金屬框之該底部抵靠於該基板的該表面。
5. 如請求項1所述之遮罩的製造方法，其中該組合該金屬框及該基板的步驟更包括使用一治具將該金屬框固定於該基板上。
6. 如請求項3所述之遮罩的製造方法，其中該於該框內區域進行金屬沉積的步驟更包括將至少一金屬沉積於該表面的該第二部分以及該金屬框的該內壁。
7. 如請求項6所述之遮罩的製造方法，其中該金屬框更具有一頂部，且該於該框內區域進行金屬沉積的步驟更包括將該至少一金屬沉積於該頂部。
8. 如請求項6所述之遮罩的製造方法，其中該於該框內區域進行金屬沉積的步驟更包括沿該表面的該第二部分以及該金屬框的該內壁一體成型該沉積金屬層，且該沉積金屬層與該金屬框相連接。
9. 如請求項1所述之遮罩的製造方法，更包括步驟：移除該基板；以及移除該光阻圖案並顯露在該沉積金屬層之中的一鏤空圖案，其中該鏤空圖案與該光阻圖案對應。
10. 如請求項9所述之遮罩的製造方法，其中該鏤空圖案具有一孔徑，且該孔徑小於200μm。
11. 如請求項10所述之遮罩的製造方法，其中該孔徑為3~7μm，且該孔徑對應該光阻圖案的一部分，而該光阻圖案的該部分具有5μm的寬度。
12. 如請求項1所述之遮罩的製造方法，其中該光阻圖案在該表面上具有一第一高度，該沉積金屬層在該表面上具有一第二高度，且該第二高度小於該第一高度。
13. 一種遮罩，由請求項1~12任一項所述之製造方法所形成。

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