CN105612271A - 成膜掩膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及成膜掩膜及其制造方法。上述成膜掩膜通过具备掩膜板(1)和磁性金属构件的金属掩膜(2)而构成，其中，掩膜板(1)具备：树脂制的薄片(5)，其与被成膜在基板上的薄膜图案对应地形成多个开口图案(4)；以及磁性金属薄膜(7)，其在上述薄片(5)的一面(5a)被设置在形成了上述多个开口图案(4)的有效区域内，并在其上设置了内含上述多个开口图案(4)中的至少一个开口图案(4)的大小的贯通孔(6)，磁性金属构件的金属掩膜2在上述掩膜板(1)的上述磁性金属薄膜(7)侧与上述掩膜板1分离而独立地被设置，在其上形成了内含上述磁性金属薄膜(7)的大小的开口部(9)。

Description

成膜掩膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于在基板上经由开口图案成膜并形成薄膜图案的成膜掩膜，尤其涉及能够抑制因不同种类材料间的线膨胀系数之差而产生的内部应力，提高薄膜图案的形成位置精度的成膜掩膜及其制造方法。
背景技术
以往的这种成膜掩膜是用于在基板上形成恒定形状的薄膜图案的掩膜，层叠具有规定的开口图案的树脂制的薄片、形成了贯通孔的金属板的保持构件而成(例如参照专利文献1、2)。
专利文献1：日本特开2004-190057号公报
专利文献2：日本特开2008-274373号公报
但是，在这样的以往的成膜掩膜中，由于是使外形形状大致相同的薄片和保持构件紧贴的掩膜，所以紧贴面积较大，在两材料间的线膨胀系数不匹配时，存在因该差而产生的内部应力导致掩膜变形，开口图案的位置偏移，不能够位置精准地形成薄膜图案的情况。
另外，若在存在上述内部应力的掩膜的薄片上形成上述多个开口图案，则上述内部应力局部释放，其结果，开口图案的位置累积偏移。
尤其是在位于形成了多个开口图案的有效区域的外侧的、所谓的余白部分的保持构件的面积较大时，存在在该部分的薄片产生的内部应力(收缩应力)较大，比掩膜的中央靠外的开口图案以及贯通孔的位置较大地偏移的情况。因此，存在不能够位置精准地形成薄膜图案的可能性。
发明内容
因此，本发明应对这样的问题点，目的在于提供一种能够抑制因不同种类材料间的线膨胀系数之差而产生的内部应力，能够提高薄膜图案的形成位置精度的成膜掩膜及其制造方法。
为了实现上述目的，基于本发明的成膜掩膜构成为具备掩膜板和磁性金属构件的金属掩膜，其中，掩膜板具备：树脂制的薄片，其与被成膜在基板上的薄膜图案对应地形成多个开口图案；以及磁性金属薄膜，其在上述薄片的一面被设置在形成了上述多个开口图案的有效区域内，并在其上设置了内含上述多个开口图案中的至少一个开口图案的大小的贯通孔，磁性金属构件的金属掩膜在上述掩膜板的上述磁性金属薄膜侧与上述掩膜板分离而独立地被设置，在其上形成了内含上述磁性金属薄膜的大小的开口部。
另外，基于本发明的成膜掩膜的制造方法是用于在基板上经由多个开口图案成膜并形成多个薄膜图案的成膜掩膜的制造方法，在该成膜掩膜的制造方法中进行如下步骤：在树脂制的薄片的一面，与形成上述多个开口图案的有效区域对应地形成磁性金属薄膜的第一步骤，在磁性金属薄膜设置了能够内含上述多个开口图案中的至少一个开口图案的大小的贯通孔；形成在磁性金属构件的金属板形成了内含上述磁性金属薄膜的大小的开口部的金属掩膜的第二步骤；将上述金属掩膜的周边部固定至框状的框架的一端面之后，在上述薄片的周边部，将上述一面侧固定至上述框架的上述一端面的第三步骤；以及向上述薄片的上述有效区域内照射激光，形成上述多个开口图案来作为掩膜板的第四步骤。
根据本发明，由于在掩膜板的形成多个开口图案的有效区域的外侧的、所谓的余白部分不存在磁性金属薄膜，所以与以往相比，能够使磁性金属薄膜与薄片的紧贴面积减小，能够使因两材料间的线膨胀系数之差而在薄片产生的内部应力减小。由此，即使在对多个开口图案进行了激光加工的情况下，也能够抑制开口图案的位置偏移，位置精准地形成开口图案。由此，在磁性金属薄膜的材料选择性地宽度扩展，另外，磁性金属薄膜为合金的情况下，能够缓和对构成元素的组成分布的要求精度，能够改善掩膜板的生产率。
附图说明
图1是表示基于本发明的成膜掩膜的实施方式的图，图1的(a)是俯视图，图1的(b)是图1的(a)的O-O线剖面向视图。
图2是表示基于本发明的成膜掩膜的掩膜板的一构成例的图，图2的(a)是仰视图，图2的(b)是图2的(a)的局部放大仰视图。
图3是表示上述掩膜板的其他构成例的仰视图。
图4是表示基于本发明的成膜掩膜的金属掩膜的一构成例的图，图4的(a)是与图2的掩膜板对应的金属掩膜的俯视图，图4的(b)是与图3的掩膜板对应的金属掩膜的俯视图。
图5是对基于本发明的成膜掩膜的制造方法进行说明的工序图，是表示向金属框架的金属掩膜接合工序的剖视图。
图6是对基于本发明的成膜掩膜的制造方法进行说明的工序图，是表示向金属框架的成为掩膜板的薄片接合工序的剖视图。
图7是对基于本发明的成膜掩膜的制造方法进行说明的工序图，是表示开口图案形成工序的剖视图，图7的(a)是全体图，图7的(b)是图7的(a)的局部放大图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是表示基于本发明的成膜掩膜的实施方式的图，图1的(a)是俯视图，图1的(b)是图1的(a)的O-O线剖面向视图。该成膜掩膜用于在基板上经由开口图案成膜并形成薄膜图案，通过具备掩膜板1、金属掩膜2、以及金属框架3而构成。应予说明，在以下的说明中，对基板是具有能够形成多个有机EL显示面板的多个显示部的表面积的有机EL用基板的情况进行叙述。
上述掩膜板1为形成了开口图案4的主掩膜，如在图2的(b)中局部放大所示那样，通过具备树脂制的薄片5以及磁性金属薄膜7而构成，树脂制的薄片5与成膜在有机EL用基板上的多个薄膜图案(有机EL层)对应地贯通形状尺寸与该薄膜图案相同的多个开口图案4而形成，磁性金属薄膜7在该薄片5的一面5a被设置在形成上述多个开口图案4的有效区域内，在其上设置内含多个开口图案4中的至少一个开口图案4的大小的贯通孔6。应予说明，在本实施方式中，对形成内含1行的多个开口图案4的大小的条纹状的贯通孔6的情况进行说明。
详细而言，如图2的(a)所示那样，在上述掩膜板1与上述多个显示部个别对应地设置由多个上述开口图案4构成的开口图案组，并且，与上述多个显示部个别对应地设置多个上述磁性金属薄膜7。应予说明，在邻接的面板间的显示部的间隔例如小于10mm时，上述磁性金属薄膜7如图3所示那样，与多个显示部的整个区域对应地设置一个即可。
更加详细而言，上述薄片5是厚度为20μm～100μm左右的、例如聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等透过可见光的树脂。最好优选具有高耐热性，线膨胀系数较小的聚酰亚胺。
另外，上述磁性金属薄膜7是厚度为10μm～50μm左右的、例如镍、镍合金、因瓦或者因瓦合金等磁性金属材料的薄膜，通过公知的半加成法、减成法等选择性地去除与贯通孔6对应的部分的不需要的薄膜而形成。并且，在与上述磁性金属薄膜7的形成相同的工序或者其他工序中，沿薄片5的周边部如图2的(a)以及图3所示那样，形成由金属材料构成的框状的金属薄膜图案8。应予说明，也可以代替框状的金属薄膜图案8，沿薄片5的边缘部排列独立的多个金属薄膜图案8来形成。优选上述磁性金属薄膜7以及金属薄膜图案8是线膨胀系数近似作为薄片5的材料的聚酰亚胺的镍或者镍合金。
在上述掩膜板1的磁性金属薄膜7侧，与掩膜板1物理性地分离而独立地设置有金属掩膜2。该金属掩膜2被内置于成膜装置的腔室内的基板支架的磁石的磁力从有机EL用基板的下表面侧吸引而按压掩膜板1，用于使掩膜板1与有机EL用基板的成膜面紧贴，例如是由因瓦或者因瓦合金等构成的磁性金属构件。并且，形成有内含上述磁性金属薄膜7的大小的开口部9。
在此，如图2的(a)所示那样，在掩膜板1与上述多个显示部个别对应地设置由多个上述开口图案4构成的开口图案组，在与上述多个显示部个别对应地设置有多个上述磁性金属薄膜7的情况下，如图4的(a)所示那样，在金属掩膜2形成分别内含上述多个磁性金属薄膜7的大小的多个开口部9。另外，如图3所示那样，在掩膜板1与多个显示部的整个区域对应地设置有一个磁性金属薄膜7时，在金属掩膜2如图4的(b)所示那样形成内含上述一个磁性金属薄膜7的大小的一个开口部9。或者，也可以在金属掩膜2形成内含多个磁性金属薄膜7的大小的一个开口部9。
在上述金属掩膜2的与上述掩膜板1相反的一侧设置有金属框架3。该金属框架3将掩膜板1以及金属掩膜2的各周边部个别固定于一端面3a(参照图5、6)并支承，例如以由因瓦或者因瓦合金等构成的磁性金属构件形成，呈具备内含上述金属掩膜2的图4的(a)所示那样的多个开口部9、或者该图4的(b)所示那样的一个开口部9的大小的开口10的框状。
接下来，对如这样构成的成膜掩膜的制造方法进行说明。
首先，如图5的(a)所示那样，在利用张力夹具11抓住金属掩膜2的周边部并向与金属掩膜2的面平行的侧方拉动施加恒定的张力的状态下，将金属掩膜2架设于金属框架3的一端面3a。然后，在该状态下，如该图5的(b)所示那样，向金属掩膜2的周边区域例如使用YAG激光来照射激光L，将金属掩膜2点焊至金属框架3的一端面3a。该点焊在多处位置进行较好。然后，如该图5的(c)所示那样，利用刀具以金属掩膜2收纳在被形成于薄片5的金属薄膜图案8的框内的方式切除金属掩膜2的周边部。
接下来，如图6的(a)所示那样，对于薄片5，将设置了磁性金属薄膜7以及金属薄膜图案8的一面5a侧作为金属掩膜2侧，通过多个张力夹具11抓住周边部并向与薄片5的面平行的侧方拉动，对薄片5施加该薄片5不伸展的程度的恒定的张力。并且，在该状态下，薄片5覆盖金属掩膜2并位于金属框架3的上方。接下来，如该图6的(b)所示那样，在以被设置于薄片5的磁性金属薄膜7位于被支承于金属框架3的金属掩膜2的开口部9内，并且上述金属掩膜2位于被形成于薄片5的金属薄膜图案8的框内的方式调整金属掩膜2侧或者薄片5侧的位置后，将上述金属薄膜图案8紧贴于金属框架3的一端面3a。接着，如该图6的(c)所示那样，向上述金属薄膜图案8的部分照射激光L，将金属薄膜图案8点焊至金属框架3的一端面3a。该点焊与金属掩膜2的点焊相同，优选在多处位置进行。应予说明，直至上述点焊结束，保持对薄片5施加恒定的张力。然后，如该图6的(d)所示那样，薄片5被沿金属框架3的外周边切断。由此，薄片5被固定于金属框架3而被支承。在该情况下，薄片5(后面的掩膜板1)和金属掩膜2相互地分离独立。
接下来，以上述金属框架3在激光加工装置的XY工作台上金属框架3侧朝上的方式载置。然后，如图7所示那样，向与磁性金属薄膜7的贯通孔6对应的薄片5的部分，例如以使照射面积与开口图案4的面积相等的方式对400nm以下的激光L进行整形并照射，薄片5消融而被去除。由此，开口图案4贯通薄片5而形成。以后，以预先决定的规定间距向XY方向步进移动XY工作台，并且向与磁性金属薄膜7的贯通孔6对应的薄片5的部分照射激光L，如图2的(b)所示那样形成多个开口图案4而成为掩膜板1。这样，图1所示的成膜掩膜完成。
根据本发明的成膜掩膜，在掩膜板1的形成了多个开口图案4的有效区域的外侧的、所谓的余白部分不存在磁性金属薄膜7，所以与以往相比，磁性金属薄膜7与薄片5的紧贴面积变小，因两材料间的线膨胀系数之差而在薄片5内产生的内部应力变小。由此，即使在激光加工多个开口图案4的情况下，也能够抑制开口图案4的位置偏移，从而位置精准地形成开口图案4。由此，磁性金属薄膜7的材料选择性地宽度扩展，另外，在磁性金属薄膜7为合金的情况下，能够缓和对构成元素的组成分布的要求精度，掩膜板1的生产率得到改善。
应予说明，由于激光加工时的开口图案4的位置偏移量较小，所以能够预先通过实验等确认开口图案的位置偏移来进行预测。由此，若估计上述位置偏移并调整激光的照射位置，并且激光加工开口图案4，则能够将形成后的全部的开口图案4定位至正确的位置。因此，也能够容易地制造高密度地配置了开口图案4的高精细的成膜掩膜。在该情况下，在估计出上述位置偏移并照射激光时，存在激光的一部分溢出贯通孔6而照射至磁性金属薄膜7的可能性。此时，估计上述位置偏移而预先调整贯通孔6的形成位置即可。
另外，根据本发明的成膜掩膜，由于金属掩膜2的开口部9具有内含有机EL用基板的显示区域的大小，所以其形成精度以及针对掩膜板1的对位精度是毫米级即可，不要求高精度。由此，能够降低金属掩膜2的制造成本。
并且，由于金属掩膜2的开口部9的边缘部的位置充分远离掩膜板1的开口图案4的形成位置，所以不存在上述开口部9的边缘部成为成膜的影子的可能性。由此，能够对金属掩膜2使用容易得到的厚度100μm以上的轧制材料。由此也能够减少金属掩膜2的制造成本。
在上述实施方式中，对用于多面地形成多个显示面板的成膜掩膜的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，也可以是用于形成一个显示面板的成膜掩膜。
另外，在上述实施方式中，对将掩膜板1和金属板2点焊至金属框架3的一端面3a的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，也可以使用粘合剂、焊料等来接合。或者，也可以没有金属框架3。
并且，基于本发明的成膜掩膜也能够应用于用于蒸镀形成薄膜图案的蒸镀用掩膜、以及用于溅射成膜的溅射用掩膜的任意一个。
附图标记说明：
1…掩膜板；2…金属掩膜；3…金属框架；3a…金属框架的一端面；4…开口图案；5…薄片；5a…薄片的一面；6…贯通孔；7…磁性金属薄膜；8…金属薄膜图案；9…开口部。

Claims (12)

1.一种成膜掩膜，其构成为具备掩膜板和磁性金属构件的金属掩膜，其中，
所述掩膜板具备：树脂制的薄片，其与被成膜在基板上的薄膜图案对应地形成多个开口图案；以及磁性金属薄膜，其在上述薄片的一面被设置在形成了上述多个开口图案的有效区域内，并设置了内含上述多个开口图案中的至少一个开口图案的大小的贯通孔，
所述磁性金属构件的金属掩膜在上述掩膜板的上述磁性金属薄膜侧与上述掩膜板分离而独立地被设置，形成了内含上述磁性金属薄膜的大小的开口部。
2.根据权利要求1所述的成膜掩膜，其特征在于，
还具备将上述掩膜板以及上述金属掩膜的各周边部个别固定在一端面来支承的框状的框架。
3.根据权利要求1或者2所述的成膜掩膜，其特征在于，
在上述掩膜板的周边区域，沿其周边部形成金属薄膜的图案。
4.根据权利要求1或者2所述的成膜掩膜，其特征在于，
上述基板具有能够形成多个显示面板的多个显示部的表面积，
对于上述掩膜板，与上述多个显示部个别对应地设置由多个上述开口图案构成的开口图案组，并且，与上述多个显示部个别对应地设置多个上述磁性金属薄膜，
上述金属掩膜形成分别内含上述多个磁性金属薄膜的大小的多个上述开口部，或者内含上述多个磁性金属薄膜的大小的一个上述开口部。
5.根据权利要求3所述的成膜掩膜，其特征在于，
上述基板具有能够形成多个显示面板的多个显示部的表面积，
对于上述掩膜板，与上述多个显示部个别对应地设置由多个上述开口图案构成的开口图案组，并且，与上述多个显示部个别对应地设置多个上述磁性金属薄膜，
上述金属掩膜形成分别内含上述多个磁性金属薄膜的大小的多个上述开口部，或者内含上述多个磁性金属薄膜的大小的一个上述开口部。
6.根据权利要求1或者2所述的成膜掩膜，其特征在于，
上述基板具有能够形成多个显示面板的多个显示部的表面积，
对于上述掩膜板，与上述多个显示部个别对应地设置由多个上述开口图案构成的开口图案组，并且，与上述多个显示部的整个区域对应地设置一个上述磁性金属薄膜，
上述金属掩膜形成内含上述一个磁性金属薄膜的大小的一个上述开口部。
7.根据权利要求3所述的成膜掩膜，其特征在于，
上述基板具有能够形成多个显示面板的多个显示部的表面积，
对于上述掩膜板，与上述多个显示部个别对应地设置由多个上述开口图案构成的开口图案组，并且，与上述多个显示部的整个区域对应地设置一个上述磁性金属薄膜，
上述金属掩膜形成内含上述一个磁性金属薄膜的大小的一个上述开口部。
8.一种成膜掩膜的制造方法，是用于在基板上经由多个开口图案成膜并形成多个薄膜图案的成膜掩膜的制造方法，该成膜掩膜的制造方法的特征在于，进行如下步骤：
在树脂制的薄片的一面，与形成上述多个开口图案的有效区域对应地形成磁性金属薄膜的第一步骤，在磁性金属薄膜设置了能够内含上述多个开口图案中的至少一个开口图案的大小的贯通孔；
形成在磁性金属构件的金属板形成了内含上述磁性金属薄膜的大小的开口部的金属掩膜的第二步骤；
将上述金属掩膜的周边部固定至框状的框架的一端面之后，在上述薄片的周边部，将上述一面侧固定至上述框架的上述一端面的第三步骤；以及
向上述薄片的上述有效区域内照射激光，形成上述多个开口图案来作为掩膜板的第四步骤。
9.根据权利要求8所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
在上述薄片的周边区域，沿其周边部形成金属薄膜图案。
10.根据权利要求9所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
在上述第三步骤中，将上述薄片的上述金属薄膜图案以及上述金属掩膜的周边部点焊至上述框架。
11.根据权利要求8～10中任意一项所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
上述基板具有能够形成多个显示面板的多个显示部的表面积，
对于上述掩膜板，与上述多个显示部个别对应地设置由多个上述开口图案构成的开口图案组，并且，与上述多个显示部个别对应地设置多个上述磁性金属薄膜，
上述金属掩膜形成分别内含上述多个磁性金属薄膜的大小的多个上述开口部。
12.根据权利要求8～10中任意一项所述的成膜掩膜的制造方法，其特征在于，
上述基板具有能够形成多个显示面板的多个显示部的表面积，
对于上述掩膜板，与上述多个显示部个别对应地设置由多个上述开口图案构成的开口图案组，并且，与上述多个显示部的整个区域对应地设置一个上述磁性金属薄膜，
上述金属掩膜形成内含上述一个磁性金属薄膜的大小的一个上述开口部。
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