遮罩以及遮罩的制造方法与流程

1.本发明是有关一种遮罩的制造方法，尤其是一种金属遮罩一体式的制造方法。


背景技术：

2.移动科技的进步以及移动装置小型化、轻量化等趋势替电子元件的成形与制造带来新的挑战。以被动元件为例，其制造有赖溅镀、蒸镀、印刷等制程。该些制程所使用的遮罩由框体及固定于框体上的金属膜所构成。一般而言，金属膜经由黄光制程、蚀刻后而得以提供，且具有开孔图案。因金属膜具可挠性，因此固定时需通过张力拉撑金属膜再进行与框体的接着。但张力拉撑也造成开孔图案的变形或偏移；且当开孔图案愈细致或尺寸愈精微，张力拉撑所致偏差也愈大，使得电子元件的公差超过适当的范围。此外蚀刻等制程也增加开孔图案失真的机会。


技术实现要素：

3.本发明提供一种遮罩的制造方法，有助于形成细微的遮罩图案，进而实现微小或精密元件的制造。
4.本发明所提供的遮罩的制造方法包括步骤：提供基板，其具有表面；于基板上形成光阻图案，并使光阻图案覆盖于表面的第一部分；提供金属框，其具有内壁且围构出框内区域，其中框内区域的面积小于基板的表面的面积；组合金属框及基板，使内壁与表面连接且光阻图案露出于框内区域；以及于框内区域进行金属沉积，并在表面上形成沉积金属层。
5.在本发明的一实施例中，上述的于基板上形成光阻图案的步骤更包括步骤：涂布光阻于基板的表面；通过光罩对光阻进行曝光；以及进行显影。
6.在本发明的一实施例中，上述的于基板上形成光阻图案的步骤更包括于表面上形成裸露的第二部分。
7.在本发明的一实施例中，上述的金属框还具有底部，且上述的组合金属框及基板的步骤更包括将金属框的底部抵靠于基板的表面。
8.在本发明的一实施例中，上述的组合金属框及基板的步骤更包括使用治具将金属框固定于基板上。
9.在本发明的一实施例中，上述的于框内区域进行金属沉积的步骤更包括将至少一金属沉积于表面的第二部分以及金属框的内壁。
10.在本发明的一实施例中，上述的金属框更具有顶部，且于框内区域进行金属沉积的步骤更包括将至少一金属沉积于顶部。
11.在本发明的一实施例中，上述的于框内区域进行金属沉积的步骤更包括沿表面的第二部分以及金属框的内壁一体成型沉积金属层，且沉积金属层与金属框相连接。
12.在本发明的一实施例中，上述的遮罩的制造方法更包括步骤：移除基板；以及移除光阻图案并显露在沉积金属层之中的镂空图案，其中镂空图案与光阻图案对应。
13.在本发明的一实施例中，上述的镂空图案具有孔径，且孔径小于200μm。
14.在本发明的一实施例中，上述的孔径为3～7μm，且孔径对应光阻图案的一部分，而该光阻图案的该部分具有5μm的宽度。
15.在本发明的一实施例中，上述的光阻图案在表面具有第一高度，沉积金属层在表面上具有第二高度，且第二高度小于第一高度。
16.本发明还提供一种遮罩，由前述制造方法所制成。
17.在本发明的一实施例中，上述的沉积金属层具有1～50μm的厚度。
18.本发明因采用沉积金属的步骤以形成沉积金属层，因此省略了已知方法中蚀刻等程序而简化流程、避免误差的叠加。再者因免于金属膜的张力拉撑，因此能避免开孔图案的变形或偏移。本发明不仅可提升遮罩的精细度，还能缩小公差范围，进而有助于实现微小或精密元件的制造与开发。
19.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
20.图1为本发明的一实施例的遮罩的制造方法的流程示意图。
21.图2为本发明的一实施例的基板的俯视示意图。
22.图3为本发明的一实施例的遮罩的制造方法的另一流程示意图。
23.图4a为图3所示流程的操作示意图。
24.图4b为本发明的一实施例的光罩的俯视示意图。
25.图5为本发明的一实施例的金属框的俯视示意图。
26.图6a～图6b为图1所示实施例的部分操作示意图。
27.图7a～图7b为图1所示实施例的部分操作示意图。
28.图8为图1所示实施例的部分操作示意图。
29.图9为图1所示实施例的部分操作示意图。
30.图10为本发明的一实施例的遮罩的制造方法的另一流程示意图。
31.图11a为图10所示实施例的操作示意图。
32.图11b为图10所示实施例的另一操作示意图。
33.其中，附图标记：
34.10：基板
35.100：表面
36.110：第一部分
37.120：第二部分
38.20：光阻
39.20’：光阻图案
40.30：光罩
41.310：遮光图案
42.320：透光图案
43.40：金属框
44.400：内壁
45.4000：框内区域
46.4102：定位孔
47.440：顶部
48.450：底部
49.50、50’：治具
50.510：支承座
51.5101：定位孔
52.520：固定件
53.5202：定位孔
54.60、61、62：金属沉积层
55.60’：镂空图案
56.7：遮罩
57.h1：第一高度
58.h2：第二高度
具体实施方式
59.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
60.本发明提供一种遮罩的制造方法。如图1所示，在本发明一实施例中，遮罩的制造方法包括步骤s910～s950。进一步说明如下。
61.步骤s910为：提供基板，所述基板具有表面。步骤s920为：于基板上形成光阻图案，并使光阻图案覆盖于表面的第一部分。请一并参照图2，本实施例的基板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可为因应电子元件而预先规划的虚拟区域，且例如电路图形、像素结构等也都是可用以规画第一部分110及第二部分120的对象。基板10的材料可为例如镍、铜、钴、钛、铬或其合金，例如镍铁合金、不锈钢、钛合金等。
62.如图3所示，步骤s920更包括步骤s921：涂布光阻于基板的表面，步骤s922：通过光罩对光阻进行曝光，以及步骤s923：进行显影。步骤s921可使用正型光阻或负型光阻，但所用的光阻较佳与步骤s922的光罩相互配合。具体地，涂布光阻及曝光可依现行方式来执行，或通过任何合理手段而实现。步骤s921更包括使所涂布的光阻相对于基板10的表面100有高度。如图4a所示，在本实施例中，光阻20相对于表面100有第一高度h1。光阻20的第一高度h1较佳大于50μm。
63.本实施例所用的光罩30例如为铬膜玻璃板。如图4b所示，光罩30还具有遮光图案310及透光图案320。遮光图案310由例如铬膜所构成，而铬膜玻璃板上遮光图案310以外的部分则可构成透光图案320。也就是说，在图4b的实施例中，圆形阵列构成透光图案320。举例来说，当光罩30的透光图案320与基板10上第一部分110所构成的图案相同，则适于在步骤s921使用负型光阻。反之若遮光图案310与基板10上第一部分110所构成的图案相同(图未示)，则适于使用正型光阻。
64.以负型光阻为例，如图4a所示，在步骤s923进行显影后，经过光照的光阻20留在基板10上且形成光阻图案20’。步骤s923并移除因遮光图案310的屏蔽而未经光照的光阻，从而显现表面100的第二部分120。如图2与4a所示，本实施例的基板10的表面100的第一部分
110为圆形阵列图案，第二部分120具有网孔样图案，而光阻图案20’为光阻块阵列，包含多个实质为实心圆柱的光阻块。网孔样图案的网孔可具有例如200μm或200μm以下的孔径，而光阻图案20’的光阻块具有小于或等于200μm的直径。在本发明若干实施例中，光阻图案20’的最细窄处的宽度可为例如40μm、20μm或5μm。以实心圆柱的光阻块为例，则光阻块最小可有例如40μm、20μm或5μm的直径。在其他实施例中，光阻图案20’亦可包含其他不同形状的光阻块例如线条状、其他几何图形的光阻块。举例来说，当线条状光阻块为所构成光阻图案20’的最细窄处，则线条状光阻块可具有40μm或更小的宽度。
65.步骤s930为：提供金属框，所述金属框具有内壁且围构出框内区域，其中框内区域的面积小于基板的表面的面积。请一并参照图5，在本实施例中，金属框40的内壁400所围构出的框内区域4000与基板10的表面100形状相似而例如为两相似矩形，然不以此为限。举例来说，金属框40或框内区域4000可为圆形，且用以制备圆形遮罩。金属框40的材料可为例如镍、铜、钴、钛、铬或其合金，例如镍铁合金、不锈钢、钛合金等。此外金属框40的材料较佳与基板10不同。
66.步骤s940为：组合金属框及基板，使内壁与表面连接且光阻图案露出于框内区域。请一并参照图6a～图6b，在本实施例中，金属框40还具有底部450，而步骤s940更包括将金属框40的底部450抵靠于基板10的表面100。进一步而言，金属框40的底部450沿着内壁400抵靠在基板10的表面100，从而实现金属框40的内壁400与基板10的密切连接。
67.步骤s940还可进一步包括例如治具的使用，借以组合金属框40及基板10。如图7a～图7b所示，本实施例的治具50是可拆式的结构，包含例如支承座510及固定件520。支承座510适于用来放置基板10及金属框40。固定件520与支承座510相搭配，并适于将金属框40安排在相对于基板10的适当位置。固定件520还可与支承座510相组合，并进一步将基板10及金属框40局限且固定于治具50之中。但不限于此，所述组合及固定可通过任何合理手段来实现。
68.在本实施例中，固定件520具有倒l形的剖面形状且可抵靠于金属框40的顶部440及外侧。固定件520的底部并可抵靠支承座510。另外，固定件520可为一件式或多件式。举例来说，固定件520可为一件式的框形结构，且用以套在金属框40上而固定金属框40于基板10。或如图7a所示，至少两个固定件520配置于例如金属框40的相对两边以进行固定。在本发明较佳实施例中，治具50还具有定位结构，借以将金属框40安排在相对于基板10的适当位置。治具50的定位结构可为任何合理手段实现位置的安排。
69.举例来说，支承座510与固定件520上更分别设置定位孔5101、定位孔5202，且金属框40上设置定位孔4102。当组合金属框40及基板10时，并使定位孔5101、5202及定位孔4102相互对齐，以确保金属框40及基板10间适当的相对位置。另外，定位孔5101、5202及定位孔4102更作为锁固孔如螺锁孔，且治具50可包括锁固件530如螺丝，用以与定位孔5101、5202及定位孔4102配合并实现治具50的组合以及金属框40与基板10的固定。
70.步骤s950为：于框内区域进行金属沉积，并在表面上形成沉积金属层。金属的沉积可以任何合理手段来实现。在本发明实施例中，较佳以电铸及化学镀等方式形成沉积金属层，而所形成的沉积金属层可为纯金属层或合金层。用以沉积的金属与金属框40间的亲和性及其与基板10间的亲和性不同。用以沉积的金属与金属框40间的亲和性较佳大于与基板10间的亲和性。
71.如图8所示，在步骤s950中，金属沉积于基板10的裸露的第二部分120。此外步骤s950更包括使沉积金属层60具有适当厚度而相对于表面100有第二高度h2，其中第二高度h2小于第一高度h1。所述适当厚度可依任何合理手段来实现。举例来说，步骤s950可以例如8～10μm/min的条件进行金属沉积以达需要的厚度。在本发明实施例中，沉积金属层60可具有例如1～50μm的厚度(即第二高度h2)。而因本实施例的第二部分120具有网孔样图案，因此沉积金属层60可具有网孔样图案。
72.如图8所示，金属较佳更沉积于金属框40的内壁400以及内壁400与基板10相接处，且形成金属沉积层61。换言之，金属可沉积于表面100的第二部分120以及金属框40的内壁400。另外，内壁400上的金属沉积层61并与基板10上的金属沉积层60连为一体且和金属框40相连接。在本发明其他实施例中，金属还可沉积于金属框40的顶部440。举例来说，如图9所示，步骤s950可通过例如治具50’与金属框40间的配合而使顶部440裸露且形成金属沉积层62。
73.如图10所示，本发明实施例更包括步骤s960：移除基板，步骤s970：移除光阻图案并显露在沉积金属层之中的镂空图案，其中镂空图案与光阻图案对应。本实施例不限制步骤s960与步骤s970进行的先后次序。步骤s960还可进一步包括例如拆卸治具50以释出金属框40与基板10的步骤。
74.此外，步骤s960的移除基板10包含移开治具50/50’。因金属框40上连接金属沉积层60及61，因此从步骤s960～s970可获得由金属框40及金属沉积层60、61所构成的遮罩7。在其他实施例中，从步骤s960～s970所获得的遮罩7或者由金属框40及金属沉积层60、61、62所构成。如图11a～图11b所示，在沉积金属层60之中的镂空图案60’与光阻图案20’对应而为圆孔阵列图案。圆孔阵列中的孔可具有小于等于200μm的孔径。在本发明若干实施例中，镂空图案60’的最细窄处的宽度可为例如40μm、20μm或5μm。以圆孔阵列图案为例，则圆孔最小可有例如40μm、20μm或5μm的孔径。在其他实施例中，镂空图案60’亦可包含其他不同形状的孔洞例如线状、其他几何形状的孔。举例来说，当线状孔洞为所构成的镂空图案60’的最细窄处，则线状孔洞可具有40μm或更小的孔径。
75.一方面而言，本发明的方法可避免遮罩图案如镂空图案60’偏离原始设计，使镂空图案60’与第一部分110的图案的一致性较高而改善遮罩图案失真等问题。再者本发明的方法所制得的遮罩如遮罩7可具有更微细的镂空图案60’，而沉积金属层60的图案相应地也可更加细致，从而有助实现微小或精密元件的制造。举例来说，镂空图案60’的圆孔可具有更小的孔径，圆孔的密度也可更高。
76.进一步而言，本发明所制得的遮罩的精度可为误差不超过2μm。以遮罩7为例，即使第一部分110的若干区块或光阻图案20’的若干部分具有较小宽度如5μm的径长，所形成的孔径可在3～7μm的范围内。
77.本发明还提供一种遮罩，由前述方法制造而成。如图11a与图11b所示，本发明实施例的遮罩7具有镂空图案60’，且较佳具有1～50μm的厚度。镂空图案60’的孔径可小于200μm。本发明的遮罩可用于例如溅镀、蒸镀、印刷等制程，并实现微小或精密元件的制造。
78.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。