金屬遮罩制造方法以及金屬遮罩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬遮罩制造方法，包含(a)在基板的第一面設(shè)置具有第一鏤空區(qū)的第一防蝕刻層；(b)在基板相對第一面的第二面上設(shè)置第二防蝕刻層；其中第二防蝕刻層上的第二鏤空區(qū)與第一鏤空區(qū)相對；(c)對第一面及第二面進行第一次蝕刻，使第一面為第一鏤空區(qū)所曝露的區(qū)域形成第一凹陷部及使第二面為第二鏤空區(qū)所曝露的區(qū)域形成第二凹陷部；其中第一凹陷部及第二凹陷部為基板的一部分所隔絕；(d)布設(shè)保護層填入第一凹陷部內(nèi)；(e)自第二面進行第二次蝕刻，使第一凹陷部及第二凹陷部產(chǎn)生穿口；(f)去除第二防蝕刻層；以及(g)自第二面進行第三次蝕刻。
【專利說明】金屬遮罩制造方法以及金屬遮罩
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種金屬遮罩制造方法以及用此方法制成的金屬遮罩，特別是有關(guān)于供鍍膜使用的金屬遮罩的制造方法以及用此方法制成的鍍膜用金屬遮罩。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬遮罩是半導(dǎo)體及微機電等工藝中常使用的工具之一。在蒸鍍、濺鍍、網(wǎng)印及覆晶封裝等程序中可利用金屬遮罩形成所需的結(jié)構(gòu)體。一般而言，金屬遮罩是在金屬基板的特定位置上制作需要的開口，鍍膜材料可通過開口于基材上形成特定圖案。
[0003]如圖1A所示，常見的金屬遮罩80受到工藝上的限制，其底面角度Y較大(約50~55度)且開口 40較小，此結(jié)構(gòu)容易對鍍膜材料源600發(fā)出的鍍膜材料造成阻礙，不利于薄膜厚度均勻性的控制以及鍍膜材料源600的集中。另一方面若在相同大小開口 40的前提下欲制作低角度，則會造成開口 40密度較小。如圖1B所示，金屬遮罩80與金屬遮罩80 ’具有相同大小的開口 40，但是金屬遮罩80 ’的開口 40的密度明顯小于金屬遮罩80的開口 40的密度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種金屬遮罩制造方法以及用此方法制成的金屬遮罩，以解決現(xiàn)有技術(shù)所遭遇到的上述問題。 [0005]金屬遮罩制造方法，包含下列步驟:(a)在基板的第一面設(shè)置第一防蝕刻層；其中第一防蝕刻層上具有第一鏤空區(qū)；(b)在基板相對第一面的第二面上設(shè)置第二防蝕刻層；其中第二防蝕刻層上的第二鏤空區(qū)與第一鏤空區(qū)相對；(c)對第一面及第二面進行第一次蝕刻，使第一面為第一鏤空區(qū)所曝露的區(qū)域形成第一凹陷部及使第二面為第二鏤空區(qū)所曝露的區(qū)域形成第二凹陷部；其中第一凹陷部及第二凹陷部為基板的一部分所隔絕；(d)布設(shè)保護層填入第一凹陷部內(nèi)；(e)自第二面進行第二次蝕刻，使第一凹陷部及第二凹陷部產(chǎn)生穿口 ；(f)去除第二防蝕刻層；以及(g)自第二面進行第三次蝕刻。
[0006]步驟(b)包含使第二鏤空區(qū)的橫向?qū)挾却笥诘谝荤U空區(qū)的橫向?qū)挾?。步驟(e)包含于穿口橫向?qū)挾扰c第一凹陷部最大橫向?qū)挾认嘟鼤r停止第二次蝕刻。步驟(g)中第三次蝕刻是采用朝向第二面方向的噴式蝕刻。步驟(g)中是蝕刻第二鏤空區(qū)的內(nèi)表面形成微結(jié)構(gòu)壁面，當(dāng)微結(jié)構(gòu)壁面與第一面的夾角小于40度時，停止第三次蝕刻。步驟(g)中當(dāng)微結(jié)構(gòu)壁面的曲率半徑大于500 μ m時，停止第三次蝕刻。
[0007]金屬遮罩是以前述制造方法所制成，金屬遮罩包含多個微結(jié)構(gòu)，相鄰微結(jié)構(gòu)間夾有間隙；其中，每一微結(jié)構(gòu)具有底面以及至少一微結(jié)構(gòu)壁面。底面第一面的一部分。至少一微結(jié)構(gòu)壁面與底面的夾角小于40度。微結(jié)構(gòu)壁面與底面的夾角大于20度。微結(jié)構(gòu)壁面的曲率半徑大于500 μ m。間隙的橫切寬度不小于底面的橫切寬度的一半。
[0008]基于上述，本發(fā)明中的金屬遮罩制造方法可制成具有較低角度及較大開口的金屬遮罩，能提高后續(xù)鍍膜工藝中對薄膜厚度均勻性的控制，并便利鍍膜材料源的集中，從而得以解決先前技術(shù)所述及的問題。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種金屬遮罩，具有較低角度及較大開口，供后續(xù)鍍膜工藝使用時可提高對薄膜厚度均勻性的控制，并便利鍍膜材料源的集中。
[0010]應(yīng)了解的是，上述一般描述及以下【具體實施方式】僅為例示性及闡釋性的，其并不能限制本發(fā)明所欲主張的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1A及IB為習(xí)知技術(shù)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明的較佳實施例流程圖；
[0013]圖3為在基板的第一面設(shè)置具有第一鏤空區(qū)的第一防蝕刻層的實施例示意圖；
[0014]圖4為在基板的第二面設(shè)置具有第二鏤空區(qū)的第二防蝕刻層的實施例示意圖；
[0015]圖5為形成第一凹陷部及第二凹陷部的實施例示意圖；
[0016]圖6A及6B為布設(shè)保護層填入第一凹陷部內(nèi)的實施例示意圖； [0017]圖7為形成穿口的實施例示意圖；
[0018]圖8為暴露出第二面及第二凹陷部的結(jié)構(gòu)的實施例示意圖；
[0019]圖9為自第二面進行第三次蝕刻以形成微結(jié)構(gòu)的實施例示意圖；
[0020]圖10為本發(fā)明金屬遮罩的實施例示意圖；以及
[0021]圖11為在鍍膜工藝中使用本發(fā)明金屬遮罩的實施例示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記:
[0023]40 開口
[0024]80金屬遮罩
[0025]80丨金屬遮罩
[0026]100 基板
[0027]110 第一面
[0028]114第一凹陷部
[0029]124第二凹陷部
[0030]120 第二面
[0031]128尖角部分
[0032]134 穿口
[0033]180微結(jié)構(gòu)
[0034]181微結(jié)構(gòu)壁面
[0035]182 底面
[0036]300第一防蝕刻層
[0037]333第一鏤空區(qū)
[0038]500第二防蝕刻層
[0039]555第二鏤空區(qū)
[0040]600鍍膜材料源
[0041]700保護層
[0042]800金屬遮罩[0043]d 厚度
[0044]Wl 14 寬度
[0045]W134 寬度
[0046]W182 寬度
[0047]W333 寬度
[0048]W400 寬度
[0049]W555 寬度
[0050]Θ 夾角
[0051]Θ '夾角
【具體實施方式】
[0052]如圖2所示 的較佳實施例，本發(fā)明金屬遮罩制造方法包含例如以下步驟。
[0053]步驟1010，在基板的第一面110設(shè)置第一防蝕刻層300 ;其中第一防蝕刻層300上具有第一鏤空區(qū)333。具體而言，如圖3所示，在基板100的第一面110設(shè)置具有第一鏤空區(qū)333的第一防蝕刻層300。其中，基板100較佳選自金、銀、銅、鋁、鎳或其合金，更佳為鎳鐵合金。第一防蝕刻層300較佳為光阻，可使用旋涂、噴涂或刮涂等方式設(shè)置于第一面110，并且透過曝光、顯影等程序以形成第一鏤空區(qū)333。其中，第一鏤空區(qū)333可以視制造與設(shè)計需求呈現(xiàn)規(guī)則或不規(guī)則排列。
[0054]步驟1030，在基板相對第一面110的第二面120上設(shè)置第二防蝕刻層500 ;其中第二防蝕刻層500上的第二鏤空區(qū)555與第一鏤空區(qū)相對333。具體而言，如圖4所示，在基板100的第二面120上設(shè)置具有第二鏤空區(qū)555的第二防蝕刻層500。其中，第二防蝕刻層500上的第二鏤空區(qū)555在第一面110的垂直投影與第一鏤空區(qū)333重疊。第二防蝕刻層500較佳為光阻，可使用旋涂、噴涂或刮涂等方式設(shè)置于第二面120，并且透過曝光、顯影等程序以形成第二鏤空區(qū)555。在較佳實施例中，步驟1030包含使第二鏤空區(qū)555的橫向?qū)挾萕555大于第一鏤空區(qū)333的橫向?qū)挾萕333。
[0055]步驟1050，對第一面110及第二面120進行第一次蝕刻，使第一面110為第一鏤空區(qū)333所曝露的區(qū)域形成第一凹陷部114及使第二面120為第二鏤空區(qū)555所曝露的區(qū)域形成第二凹陷部124 ;其中第一凹陷部114及第二凹陷部124為基板100的一部分所隔絕。具體而言，將如圖4所示相背兩面分別設(shè)有第一防蝕刻層300及第二防蝕刻層500的基板100浸泡于蝕刻液中達一定時間。藉由刻意讓第一面110的特定區(qū)域被第一鏤空區(qū)333曝露而不受第一防蝕刻層300保護，蝕刻液可由此暴露區(qū)域侵蝕基板100而形成如圖5所示的第一凹陷部114 ;同理，藉由刻意讓第二面120的特定區(qū)域被第二鏤空區(qū)555曝露而不受第二防蝕刻層500保護，可使基板100受蝕刻液侵蝕而形成第二凹陷部124?；?00浸泡于蝕刻液的時間可視所欲形成的第一凹陷部114與第二凹陷部124的深度與曲率的要求以及基板100供隔絕第一凹陷部114與第二凹陷部124的部分的厚度d的大小而增減。在不同實施例中，亦可采用噴式蝕刻或電漿蝕刻等方式分別對第一面110及第二面120進行蝕刻。
[0056]步驟1070，布設(shè)保護層700填入第一凹陷部114內(nèi)。具體而言，如圖6A所示，使用旋涂、噴涂或刮涂等方式將保護層700設(shè)于第一防蝕刻層300相對于基板100的另一面，并讓其填入第一凹陷部114。然而在如圖6B所示的不同實施例中，為了工藝上的需要(例如考慮到移除保護層700的難易或欲在第一防蝕刻層300上進行其它步驟)或是節(jié)省保護層700的材料成本，可進一步控制保護層700的設(shè)置位置以及填充量，令其可直接填入第一凹陷部114而不覆蓋第一防蝕刻層300。
[0057]步驟1090，自第二面120進行第二次蝕刻，使第一凹陷部114及第二凹陷部124產(chǎn)生穿口 134。具體而言，如圖6A所示設(shè)有保護層700的基板100浸泡于蝕刻液中達一定時間。由于第二面120的第二鏤空區(qū)555未受到保護層700保護而暴露于蝕刻液中，故基板100會繼續(xù)受蝕刻液侵蝕，使得第二凹陷部124自第二面120往第一面110擴大，而后蝕刻液將侵蝕掉基板100隔絕第一凹陷部114與第二凹陷部124的部分，并如圖7所示形成穿口 134。此第二次蝕刻較佳停止在穿口 134橫向?qū)挾萕134與第一凹陷部114最大橫向?qū)挾萕l 14相同或是穿口 134橫向?qū)挾萕134接近但略小于第一凹陷部114最大橫向?qū)挾萕l 14時。亦即在較佳實施例中，當(dāng)穿口 134橫向?qū)挾萕134與第一凹陷部114最大橫向?qū)挾萕114相同或是穿口 134橫向?qū)挾萕134接近但略小于第一凹陷部114最大橫向?qū)挾萕114時，可將基板100自蝕刻液中取出并清洗之，藉以停止蝕刻。在不同實施例中，亦可使用噴式蝕刻或電漿蝕刻方式自第二面進行第二次蝕刻。
[0058]步驟1110，去除第二防蝕刻層500。具體而言，可以機械力剝除圖7中所示的第二防蝕刻層500，形成如圖8所示暴露出第二面120及第二凹陷部124的結(jié)構(gòu)。然而在不同實施例中，亦可透過曝光、顯影等程序或使用電漿蝕刻方式以去除第二防蝕刻層500。
[0059]步驟1130，自第二面進行第三次蝕刻。具體而言，如圖8所示設(shè)有保護層700的基板100，采用朝向第二面120方向的噴式蝕刻，使得第二凹陷部124自第二面120往第一面110擴大，并侵蝕第二面120，而后形成如圖9所示的結(jié)構(gòu)。然而在不同實施例中，亦可將如圖8所示設(shè)有保護層700的基板100浸泡于蝕刻液中達一定時間。由于第二面120及第二凹陷部124未受到保護層700 保護而暴露于蝕刻液中，故基板100會繼續(xù)受蝕刻液侵蝕，使得第二凹陷部124自第二面120往第一面110擴大，第二面120亦會被蝕刻液逐漸侵蝕，而后形成如圖9所示的微結(jié)構(gòu)180。
[0060]以不同角度觀之，在步驟1130中是蝕刻第二鏤空區(qū)555 (見圖4)的內(nèi)表面形成如圖9所示的微結(jié)構(gòu)180的微結(jié)構(gòu)壁面181。在一具體實施例中，當(dāng)微結(jié)構(gòu)壁面181與第一面110相接處的夾角Θ小于40度時，停止第三次蝕刻。在不同實施例中，當(dāng)微結(jié)構(gòu)壁面181的曲率半徑大于500 μ m時，停止第三次蝕刻。第三次蝕刻停止后，可透過曝光顯影等程序、機械力剝除或電漿蝕刻等方式移除保護層700及第一防蝕刻層300，以形成如圖10所示包含多個微結(jié)構(gòu)180的金屬遮罩800。其中，相鄰微結(jié)構(gòu)180間夾有間隙400。每一微結(jié)構(gòu)180具有底面182以及至少一微結(jié)構(gòu)壁面181。底面182是第一面110 (請見圖9)的一部分。在較佳實施例中，微結(jié)構(gòu)壁面181與底面182相接處的夾角Θ '介于20度到40度，曲率半徑大于500 μ m,間隙400的橫切寬度W400不小于底面182的橫切寬度W182的一半。
[0061]進一步而言，在蝕刻過程中，凸出或尖角結(jié)構(gòu)的蝕刻速度會快于平面或曲面結(jié)構(gòu)的蝕刻速度。因此，在第三次蝕刻過程中，圖8所示實施例中的尖角部分128的蝕刻速度會大于第二凹陷部124的蝕刻速度，而第二凹陷部124中的蝕刻速度又以靠近700處為較慢，遠離700處較快。藉此，本發(fā)明的金屬遮罩制造方法可形成例如圖10所示的金屬遮罩800，其具有較低角度(夾角Θ '介于20度到40度)及較大開口(間隙400的橫切寬度W400不小于底面182的橫切寬度W182的一半)，亦即能同時具有較低角度與較大開口的特性并且保持同樣開口密度，或者在大開口的前題下做出低角度并且保持同樣開口密度。如圖11所示的實施例，具有較低角度及較大開口的金屬遮罩800，因為在鍍膜工藝中較不會對鍍膜材料源600發(fā)出的鍍膜材料造成阻礙，所以有利于薄膜厚度均勻性的控制，并便利鍍膜材料源600的集中。
[0062]雖然前述的描述及圖式已揭示本發(fā)明的較佳實施例，必須了解到各種增添、許多修改和取代可能使用于本發(fā)明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利范圍所界定的本發(fā)明原理的精神及范圍。熟悉本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的一般技術(shù)人員將可體會，本發(fā)明可使用于許多形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例、材料、組件和組件的修改。因此，本文于此所揭示的實施例應(yīng)被視為用以說明本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍應(yīng)由后附申請專利范圍所界定，并涵蓋其合法均等 物，并不限于先前的描述。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬遮罩制造方法，包含下列步驟: (a)在一基板的一第一面設(shè)置一第一防蝕刻層；其中該第一防蝕刻層上具有一第一鏤空區(qū)； (b)在該基板相對該第一面的一第二面上設(shè)置一第二防蝕刻層；其中該第二防蝕刻層上的一第二鏤空區(qū)與該第一鏤空區(qū)相對； (C)對該第一面及該第二面進行一第一次蝕刻，使該第一面為該第一鏤空區(qū)所曝露的區(qū)域形成一第一凹陷部及使該第二面為該第二鏤空區(qū)所曝露的區(qū)域形成一第二凹陷部；其中該第一凹陷部及該第二凹陷部為該基板的一部分所隔絕； (d)布設(shè)一保護層填入該第一凹陷部內(nèi)； (e)自該第二面進行第二次蝕刻，使該第一凹陷部及該第二凹陷部產(chǎn)生一穿口； (f)去除該第二防蝕刻層；以及 (g)自該第二面進行第三次蝕刻。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬遮罩制造方法，其特征在于，步驟(b)包含使該第二鏤空區(qū)的橫向?qū)挾却笥谠摰谝荤U空區(qū)的橫向?qū)挾取?br> 3.如權(quán)利要求1所述的金屬遮罩制造方法，其特征在于，步驟(e)包含于該穿口橫向?qū)挾扰c該第一凹陷部最大橫向?qū)挾认嘟鼤r停止該第二次蝕刻。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬遮罩制造方法，其特征在于，步驟(g)中該第三次蝕刻是采用朝向該第二面方向的噴式蝕刻。
5.如權(quán)利要求1所述的金屬遮罩制造方法，其特征在于，步驟(g)中是蝕刻該第二鏤空區(qū)的內(nèi)表面形成一微結(jié)構(gòu)壁面，當(dāng)該微結(jié)構(gòu)壁面與該第一面的夾角小于40度時，停止該第三次蝕刻。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬遮罩制造方法，其特征在于，步驟(g)中當(dāng)該微結(jié)構(gòu)壁面的曲率半徑大于500 μ m時，停止該第三次蝕刻。
7.一種金屬遮罩，是以權(quán)利要求1至6中任一者所述的制造方法所制成，該金屬遮罩包含多個微結(jié)構(gòu)，相鄰微結(jié)構(gòu)間夾有一間隙；其中，每一微結(jié)構(gòu)具有: 一底面，為該第一面的一部分；以及 至少一微結(jié)構(gòu)壁面，與該底面的夾角小于40度。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬遮罩，其特征在于，該微結(jié)構(gòu)壁面與該底面的夾角大于20度。
9.如權(quán)利要求7所述的金屬遮罩，其特征在于，該微結(jié)構(gòu)壁面的曲率半徑大于500μ m。
10.如權(quán)利要求7所述的金屬遮罩，其特征在于，該間隙的橫切寬度不小于該底面的橫切寬度的一半。
【文檔編號】C23C14/04GK103981486SQ201410210364
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】蔡寬道, 賴建宏, 胡清淵, 李清鋒, 涂嘉旭, 潘昆志 申請人:景智電子股份有限公司