JP2014098194A - 蒸着マスクの製造方法及び蒸着マスク - Google Patents

Abstract

【課題】開口パターン及びアライメントマークを位置精度よく形成する。
【解決手段】基板上の複数の薄膜パターン及び複数の基板側アライメントマークに対応した位置に複数の第１及び第２貫通孔を設けた磁性金属部材と樹脂製のフィルムとを密接させたマスク用部材を形成する第１ステップと、枠状のフレームの一端面に前記マスク用部材を張架して、該フレームの一端面に前記磁性金属部材の周縁部を接合する第２ステップと、前記第１貫通孔内のフィルム部分にレーザ光を照射して薄膜パターンと形状寸法の同じ開口パターンを形成すると共に、前記第２貫通穴内の前記フィルム部分にレーザ光を照射してマスク側アライメントマークを形成する第３ステップと、を行なうものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に蒸着される複数の薄膜パターンに対応して開口パターンを有する蒸着マスクの製造方法に関し、特に開口パターン及びアライメントマークを位置精度よく形成し得る蒸着マスクの製造方法及び蒸着マスクに係るものである。

従来の蒸着マスクの製造方法は、複数の開口パターンを有するニッケル又はニッケル合金からなるマスクシートの端部をフレームにスポット溶接して固定するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２４１５４７号公報

しかし、このような従来の蒸着マスクの製造方法においては、フレームに固定する前にマスクシートに開口パターン及びアライメントマークが形成されているため、マスクシートをフレームの端部に張架してフレームに固定する際に、マスクシートが延びて開口パターン及びアライメントマークの位置がずれるという問題があった。したがって、蒸着マスクを蒸着基板に対して精度よくアライメントすることができず、薄膜パターンを位置精度よく形成することができなかった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、開口パターン及びアライメントマークを位置精度よく形成し得る蒸着マスクの製造方法及び蒸着マスクを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明による蒸着マスクの製造方法は、基板上に複数の薄膜パターンを蒸着形成するための蒸着マスクの製造方法であって、前記複数の薄膜パターン及び前記基板に予め設けられた複数の基板側アライメントマークに対応した位置に該薄膜パターン及び基板側アライメントマークよりも形状寸法の大きい複数の第１及び第２貫通孔を設けた磁性金属部材と樹脂製のフィルムとを密接させたマスク用部材を形成する第１ステップと、前記磁性金属部材の複数の前記第１及び第２貫通孔を内包する大きさの開口を設けた枠状のフレームの一端面に前記マスク用部材を張架して、該フレームの一端面に前記磁性金属部材の周縁部を接合する第２ステップと、前記第１貫通孔内の前記薄膜パターンに対応した位置の前記フィルム部分にレーザ光を照射して前記薄膜パターンと形状寸法の同じ開口パターンを形成すると共に、前記第２貫通穴内の前記基板側アライメントマークに対応した位置の前記フィルム部分にレーザ光を照射してマスク側アライメントマークを形成する第３ステップと、を行なうものである。

好ましくは、前記第３ステップは、前記レーザ光の照射位置を予め定められた距離だけステップ移動しながら、複数の前記第１貫通孔内の前記フィルム部分に夫々開口パターンを形成すると共に、ＸＹ平面内の各開口パターンの座標を読み取り保存するステップと、前記保存された前記各開口パターンの座標を読み出して平均値を算出し、複数の前記開口パターンが形成された開口パターン形成領域内の中心位置座標を算出するステップと、前記算出された中心位置座標を基準にして一定距離はなれた前記第２貫通孔内の位置に前記マスク側アライメントマークを形成するステップと、を行うのが望ましい。

又は、前記第３ステップは、複数の前記第２貫通孔のうちの選択された１つの第２貫通孔内の前記フィルム部分に前記マスク側アライメントマークを形成するステップと、形成された前記マスク側アライメントマークを基準にして、予め定められた距離だけ前記レーザ光の照射位置をステップ移動しながら、複数の前記第１貫通孔内のフィルム部分に夫々前記開口パターンを形成すると共に、他の前記第２貫通孔内のフィルム部分に他のマスク側アライメントマークを形成するステップと、を行ってもよい。

さらに好ましくは、複数の前記貫通孔は、矩形状を有して前記磁性金属部材に一定間隔でマトリクス状に設けられ、複数の前記開口パターンは、複数の前記貫通孔内に夫々１つずつ形成されるのが望ましい。

又は、複数の前記貫通孔は、ストライプ状の形状を有して前記磁性金属部材に一定間隔で平行に設けられ、複数の前記開口パターンは、ストライプ状の形状を有して複数の前記貫通孔内に夫々１つずつ形成されてもよい。

また、第２の発明による蒸着マスクは、上記第１の発明の製造方法により製造される蒸着マスクである。

本発明によれば、複数の第１及び第２貫通孔を形成した磁性金属部材に樹脂製のフィルムを密接させたマスク用部材をフレームに張架した後に、第１貫通孔内に開口パターンを形成し、第２貫通孔内にマスク側アライメントマークを形成するようにしているので、マスク用部材をフレームに張架する際に、マスク用部材が延びて第１及び第２貫通孔の位置がずれたとしても、開口パターン及びマスク側アライメントマークを設計値通りに形成することができる。したがって、開口パターン及びマスク側アライメントマークの形成位置精度を向上することができる。

本発明による蒸着マスクの製造方法の実施形態を示すフローチャートである。 本発明の製造方法により製造される蒸着マスクを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 マスク用部材の形成について説明する工程図である。 フレームへのマスク用部材の接合について説明する工程図である。 フィルムに対する開口パターン及びマスク側アライメントマークの形成について示す説明図である。 フィルムに対する開口パターン及びマスク側アライメントマークの他の形成例について示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による蒸着マスクの製造方法の実施形態を示すフローチャートである。この蒸着マスクの製造方法は、基板上に複数の薄膜パターンを蒸着形成するためのもので、磁性金属部材と樹脂製のフィルムとを密接させたマスク用部材を形成する第１ステップＳ１と、マスク用部材をフレームに接合する第２ステップＳ２と、フィルムに開口パターン及びマスク側アライメントマークを形成する第３ステップＳ４とを含んでいる。以下、各ステップを詳細に説明する。

図２は、本発明の製造方法により製造される蒸着マスクを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
この蒸着マスクは、基板に形成しようとする複数の薄膜パターンに対応して該薄膜パターンと同じ配列ピッチで薄膜パターンよりも形状寸法の大きい矩形状の第１貫通孔１をマトリクス状に有すると共に、基板に予め形成された基板側アライメントマークに対応して該基板側アライメントマークよりも形状寸法の大きい第２貫通孔２を有する磁性金属部材３と、複数の薄膜パターンに対応して該薄膜パターンと同じ配列ピッチで薄膜パターンと形状寸法の同じ開口パターン４をマトリクス状に有すると共に、基板に予め形成された基板側アライメントマークに対応して該基板側アライメントマークに対して位置合わせするためのマスク側アライメントマーク５を有するフィルム６とが、上記開口パターン４が上記第１貫通孔１内に位置し、マスク側アライメントマーク５が上記第２貫通孔２内に位置するように密接され、磁性金属部材３の周縁部に枠状のフレーム７の一端面７ａを接合した構造となっている。

上記第１ステップは、複数の薄膜パターン及び基板に予め設けられた複数の基板側アライメントマークに対応した位置に該薄膜パターン及び基板側アライメントマークよりも形状寸法の大きい複数の第１及び第２貫通孔１，２を設けた磁性金属部材３と樹脂製のフィルム６とを密接させたマスク用部材１１を形成する工程である。

より詳細には、図３（ａ）に示すように、厚みが３０μｍ〜５０μｍのニッケル、ニッケル合金、インバー又はインバー合金等の材料からなる磁性金属シート８の一面８ａに例えばポリイミド又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂液を塗布して乾燥させ、厚みが１０μｍ〜３０μｍの可視光を透過する樹脂製のフィルム６を形成する。この場合、磁性金属シート８の周縁領域の内側に上記樹脂液をスクリーン印刷により塗布してもよい。

次に、図３（ｂ）に示すように、磁性金属シート８の他面８ｂにレジストを例えばスプレー塗布した後、これを乾燥させてレジストフィルムを形成し、次に、フォトマスクを使用してレジストフィルムを露光・現像して複数の薄膜パターンに対応した位置に該薄膜パターンよりも形状寸法の大きい複数の第１の開口９を形成すると共に、基板に設けられた基板側アライメントマークに対応した位置に該基板側アライメントマークよりも形状寸法の大きい図示省略の第２の開口を形成したレジストマスク１０を形成する。

続いて、図３（ｃ）に示すように、上記レジストマスク１０を使用して磁性金属シート８をウェットエッチングし、レジストマスク１０の第１の開口９に対応した部分の磁性金属シート８を除去して第１貫通孔１を形成すると共に、第２の開口に対応した部分の磁性金属シート８を除去して第２貫通孔２を形成することにより磁性金属部材３を形成する。これにより、磁性金属部材３と樹脂製のフィルム６とを密接させたマスク用部材１１が形成される。なお、磁性金属シート８をエッチングするためのエッチング液は、使用する磁性金属シート８の材料に応じて適宜選択され、公知の技術を適用することができる。

上記第２ステップは、磁性金属部材３の複数の第１及び第２貫通孔１，２を内包する大きさの開口１２を設けたインバー又はインバー合金等からなる枠状のフレーム７の一端面７ａにマスク用部材１１を張架して、該フレーム７の一端面７ａに磁性金属部材３の周縁部を接合する工程である。

より詳細には、図４（ａ）に示すように、マスク用部材１１を該マスク用部材１１の面に平行な側方（矢印方向）にマスク用部材１１が撓まない程度の大きさのテンションをかけた状態でフレーム７の上方に位置付ける。

次に、図４（ｂ）に示すように、マスク用部材１１をその面に平行な側方にテンションをかけた状態でフレーム７の一端面７ａに張架し、磁性金属部材３の周縁部とフレーム７とをスポット溶接する。

なお、マスク用部材１１をフレーム７に接合する前に、開口パターン４及びマスク側アライメントマーク５をフィルム６に形成してもいが、この場合には、上述のようにマスク用部材１１の面に平行な側方にマスク用部材１１が撓まない程度の大きさのテンションをかけたとしても、マスク用部材１１の厚みが数１０μｍと薄いものであるため、若干の延びが生じることがある。したがって、フレーム７への接合後には、開口パターン４及びマスク側アライメントマーク５が正規の位置からずれ、基板に対するアライメントをとることができない場合が生じる。本発明は、このような問題を解決するために、マスク用部材１１をフレーム７に接合した後に、開口パターン４及びマスク側アライメントマーク５を形成することを特徴としている。以下、開口パターン４及びマスク側アライメントマーク５の形成工程について説明する。

上記第３ステップは、第１貫通孔１内の薄膜パターンに対応した位置のフィルム６部分にレーザ光Ｌを照射して薄膜パターンと形状寸法の同じ開口パターン４を形成すると共に、第２貫通孔２内の基板側アライメントマークに対応した位置のフィルム６部分にレーザ光Ｌを照射してマスク側アライメントマーク５を形成する工程である。

より詳細には、図５（ａ）に示すように、先ず、例えば左上端隅部の第１貫通孔１内に、波長が４００ｎｍ以下の、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのエキシマレーザやＹＡＧレーザの第３高調波或いは第４高調波を使用して、光軸に直交する断面形状が薄膜パターンと同じ形状寸法に整形されたエネルギー密度が１Ｊ／ｃｍ^２〜２０Ｊ／ｃｍ^２のレーザ光Ｌを照射し、フィルム６をアブレーションして開口パターン４を形成する。

以下、同様にして、マスク用部材１１を載置した図示省略のステージを移動することにより、レーザ光Ｌの照射位置を薄膜パターンの配列ピッチと同じピッチで、図５（ａ）に矢印で示すように左上端隅部の第１貫通孔１から右下端隅部の第１貫通孔１に向かって縦横にステップ移動しながら、各第１貫通孔１内のフィルム６の部分に夫々開口パターン４を形成した後、形成された各開口パターン４の位置を計測して各開口パターン４のＸＹ座標（ｘ_１，ｙ_１），（ｘ_１，ｙ_２），（ｘ_１，ｙ_３）…（ｘ_ｎ，ｙ_ｍ）を読み取り、メモリに記憶する。

続いて、メモリから各開口パターン４のＸＹ座標を読み出し、
ｘ_ｃ＝Σｘ_ｉ／ｎ
ｙ_ｃ＝Σｙ_ｊ／ｍ
を演算して複数の開口パターン４が形成された開口パターン形成領域の中心位置の座標（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を算出する。

次に、図５（ｂ）に示すように、上記開口パターン形成領域の中心位置座標（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を基準にしてＸ，Ｙ方向に夫々予め定められた距離はなれた第２貫通孔２内のＸＹ座標（ｘ_ｐ，ｙ_ｑ），（ｘ_ｒ，ｙ_ｓ），（ｘ_ｔ，ｙ_ｕ），（ｘ_ｖ，ｙ_ｗ）の位置にそれぞれマスク側アライメントマーク５をレーザ加工する。このようにして、図２に示す蒸着マスクが製造される。

このように、開口パターン形成領域内の中心位置座標（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を基準にしてマスク側アライメントマーク５を形成すれば、ステージの移動機構の機械的誤差に基づく開口パターン４の累積誤差が平均化され、マスク側アライメントマーク５の形成位置精度が向上する。

図６は、上記第３ステップの他の実施例を示す平面図である。
この場合には、先ず、例えば同図の左上端隅部に位置する第２貫通孔２内にマスク側アライメントマーク５を形成し、該マスク側アライメントマーク５を基準にした設計寸法に基づいてレーザ光Ｌの照射位置をＸＹ方向にステップ移動しながら各第１貫通孔１内のフィルム６部分をレーザ加工すると共に、他の第２貫通孔２内のフィルム６部分に他のマスク側アライメントマーク５をレーザ加工するものである。この場合も、マスク用部材１１がフレーム７に張架された状態で開口パターン４及びマスク側アライメントマーク５を形成しているので、開口パターン４及びマスク側アライメントマーク５の形成位置精度が向上する。

なお、上記実施形態においては、ステージをその機械精度に従ってステップ移動し、レーザ光Ｌの照射位置を変えて開口パターン４を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、開口パターン４の形成位置（設計値）に対応してレーザ光Ｌの照射目標となる基準パターンを形成した基準基板上にマスク用部材１１を載置し、ステージをステップ移動しながら、上記基準基板の基準パターンを狙ってレーザ光Ｌを照射し、開口パターン４を形成してもよい。

また、以上の説明においては、複数の第１貫通孔１が矩形状を有して磁性金属部材３に一定間隔でマトリクス状に設けられ、複数の開口パターン４が複数の第１貫通孔１内に夫々１つずつ形成されている場合について述べたが、本発明はこれに限られず、複数の第１貫通孔１がストライプ状の形状を有して磁性金属部材３に一定間隔で平行に設けられ、複数の開口パターン４がストライプ状の形状を有して複数の第１貫通孔１内に夫々１つずつ形成されていてもよい。

１…第１貫通孔
２…第２貫通孔
３…磁性金属部材
４…開口パターン
５…マスク側アライメントマーク
７…フレーム
１１…マスク用部材
１２…フレームの開口

さらに好ましくは、複数の前記第１貫通孔は、矩形状を有して前記磁性金属部材に一定間隔でマトリクス状に設けられ、複数の前記開口パターンは、複数の前記第１貫通孔内に夫々１つずつ形成されるのが望ましい。

又は、複数の前記第１貫通孔は、ストライプ状の形状を有して前記磁性金属部材に一定間隔で平行に設けられ、複数の前記開口パターンは、ストライプ状の形状を有して複数の前記第１貫通孔内に夫々１つずつ形成されてもよい。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による蒸着マスクの製造方法の実施形態を示すフローチャートである。この蒸着マスクの製造方法は、基板上に複数の薄膜パターンを蒸着形成するためのもので、磁性金属部材と樹脂製のフィルムとを密接させたマスク用部材を形成する第１ステップＳ１と、マスク用部材をフレームに接合する第２ステップＳ２と、フィルムに開口パターン及びマスク側アライメントマークを形成する第３ステップＳ３とを含んでいる。以下、各ステップを詳細に説明する。

上記第１ステップＳ１は、複数の薄膜パターン及び基板に予め設けられた複数の基板側アライメントマークに対応した位置に該薄膜パターン及び基板側アライメントマークよりも形状寸法の大きい複数の第１及び第２貫通孔１，２を設けた磁性金属部材３と樹脂製のフィルム６とを密接させたマスク用部材１１を形成する工程である。

次に、図３（ｂ）に示すように、磁性金属シート８の他面８ｂにレジストを例えばスプレー塗布した後、これを乾燥させてレジストフィルムを形成し、次に、フォトマスクを使用してレジストフィルムを露光した後、現像して複数の薄膜パターンに対応した位置に該薄膜パターンよりも形状寸法の大きい複数の第１の開口９を形成すると共に、基板に設けられた基板側アライメントマークに対応した位置に該基板側アライメントマークよりも形状寸法の大きい図示省略の第２の開口を形成したレジストマスク１０を形成する。

上記第２ステップＳ２は、磁性金属部材３の複数の第１及び第２貫通孔１，２を内包する大きさの開口１２を設けたインバー又はインバー合金等からなる枠状のフレーム７の一端面７ａにマスク用部材１１を張架して、該フレーム７の一端面７ａに磁性金属部材３の周縁部を接合する工程である。

上記第３ステップＳ３は、第１貫通孔１内の薄膜パターンに対応した位置のフィルム６部分にレーザ光Ｌを照射して薄膜パターンと形状寸法の同じ開口パターン４を形成すると共に、第２貫通孔２内の基板側アライメントマークに対応した位置のフィルム６部分にレーザ光Ｌを照射してマスク側アライメントマーク５を形成する工程である。

図６は、上記第３ステップＳ３の他の実施例を示す平面図である。
この場合には、先ず、例えば同図の左上端隅部に位置する第２貫通孔２内にマスク側アライメントマーク５を形成し、該マスク側アライメントマーク５を基準にした設計寸法に基づいてレーザ光Ｌの照射位置をＸＹ方向にステップ移動しながら各第１貫通孔１内のフィルム６部分をレーザ加工すると共に、他の第２貫通孔２内のフィルム６部分に他のマスク側アライメントマーク５をレーザ加工するものである。この場合も、マスク用部材１１がフレーム７に張架された状態で開口パターン４及びマスク側アライメントマーク５を形成しているので、開口パターン４及びマスク側アライメントマーク５の形成位置精度が向上する。

Claims (6)

1. 基板上に複数の薄膜パターンを蒸着形成するための蒸着マスクの製造方法であって、
   前記複数の薄膜パターン及び前記基板に予め設けられた複数の基板側アライメントマークに対応した位置に該薄膜パターン及び基板側アライメントマークよりも形状寸法の大きい複数の第１及び第２貫通孔を設けた磁性金属部材と樹脂製のフィルムとを密接させたマスク用部材を形成する第１ステップと、
   前記磁性金属部材の複数の前記第１及び第２貫通孔を内包する大きさの開口を設けた枠状のフレームの一端面に前記マスク用部材を張架して、該フレームの一端面に前記磁性金属部材の周縁部を接合する第２ステップと、
   前記第１貫通孔内の前記薄膜パターンに対応した位置の前記フィルム部分にレーザ光を照射して前記薄膜パターンと形状寸法の同じ開口パターンを形成すると共に、前記第２貫通穴内の前記基板側アライメントマークに対応した位置の前記フィルム部分にレーザ光を照射してマスク側アライメントマークを形成する第３ステップと、
   を行なうことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
2. 前記第３ステップは、
   前記レーザ光の照射位置を予め定められた距離だけステップ移動しながら、複数の前記第１貫通孔内の前記フィルム部分に夫々開口パターンを形成すると共に、ＸＹ平面内の各開口パターンの座標を読み取り保存するステップと、
   前記保存された前記各開口パターンの座標を読み出して平均値を算出し、複数の前記開口パターンが形成された開口パターン形成領域内の中心位置座標を算出するステップと、
   前記算出された中心位置座標を基準にして一定距離はなれた前記第２貫通孔内の位置に前記マスク側アライメントマークを形成するステップと、
   を行うことを特徴とする請求項１記載の蒸着マスクの製造方法。
3. 前記第３ステップは、複数の前記第２貫通孔のうちの選択された１つの第２貫通孔内の前記フィルム部分に前記マスク側アライメントマークを形成するステップと、
   形成された前記マスク側アライメントマークを基準にして、予め定められた距離だけ前記レーザ光の照射位置をステップ移動しながら、複数の前記第１貫通孔内のフィルム部分に夫々前記開口パターンを形成すると共に、他の前記第２貫通孔内のフィルム部分に他のマスク側アライメントマークを形成するステップと、
   を行うことを特徴とする請求項１記載の蒸着マスクの製造方法。
4. 複数の前記貫通孔は、矩形状を有して前記磁性金属部材に一定間隔でマトリクス状に設けられ、複数の前記開口パターンは、複数の前記貫通孔内に夫々１つずつ形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着マスクの製造方法。
5. 複数の前記貫通孔は、ストライプ状の形状を有して前記磁性金属部材に一定間隔で平行に設けられ、複数の前記開口パターンは、ストライプ状の形状を有して複数の前記貫通孔内に夫々１つずつ形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着マスクの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法により製造される蒸着マスク。