CN112030102B - 蒸镀掩模的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种蒸镀掩模(100)的制造方法，其是具备树脂层(10)、及形成于树脂层(10)上的磁性金属层(20)的蒸镀掩模(100)的制造方法，包含如下步骤：(A)准备基板的步骤；(B)将包含树脂材料的溶液或树脂材料的前驱物溶液赋予至基板的表面后，进行热处理，而形成树脂层的步骤；(C)在树脂层(10)上形成磁性金属层(20)的步骤，该磁性金属层(20)具有包含存在金属膜的实心部(20a(1))与不存在金属膜的非实心部(20a(2))的掩模部(20a)、及以包围掩模部(20a)的方式配置的周边部(20b)；(D)在树脂层(10)中的位于掩模部(20a)的非实心部的区域形成多个开口部(13)的步骤；及(E)于步骤(D)之后，从基板剥离树脂层(10)的步骤。

Description

蒸镀掩模的制造方法
技术领域
本发明是关于一种蒸镀掩模的制造方法，尤其是关于一种具有树脂层与金属层积层而形成的结构的蒸镀掩模的制造方法。
背景技术
近年来，作为下一代显示器，有机电致发光(EL，Electro Luminescence)显示装置正吸引人们重视。目前，在量产的有机EL显示装置，有机EL层的形成主要使用真空蒸镀法而进行。
作为蒸镀掩模，一般为金属制的掩模(金属掩模)。然而，随着有机EL显示装置的高精细化发展，使用金属掩模精度良好地形成蒸镀图案正逐渐变得困难。其原因在于，利用目前的金属加工技术，难以在成为金属掩模的金属板(例如厚度100μm左右)高精度地形成与较短的像素间距(例如10～20μm左右)对应的小的开口部。
因此，作为用于形成精细度较高的蒸镀图案的蒸镀掩模，提出有具有树脂层与金属层积层而成的结构的蒸镀掩模(以下，也称为“积层型掩模”)。
例如专利文献1中揭示有树脂薄膜与作为金属磁体的保持部件积层而形成的积层型掩模。在树脂薄膜形成有与所期望的蒸镀图案对应的多个开口部。在保持部件形成有尺寸较树脂薄膜的开口部大的狭缝。树脂薄膜的开口部配置于狭缝内。因此，在使用专利文献1的积层型掩模的情况下，蒸镀图案是对应于树脂薄膜的多个开口部而形成。即便是小的开口部，也可以高精度地形成于较一般的金属掩模用的金属板薄的树脂薄膜。
在树脂薄膜形成如上所述的较小的开口部时，优选地使用激光烧蚀法。在专利文献1中记载有对载置于支持材(玻璃基板等)的树脂薄膜照射激光而形成所期望的尺寸的开口部的方法。
图26的(a)～(d)分别为用于对专利文献1中揭示的现有技术的蒸镀掩模的制造方法进行说明的示意步骤剖面图。
在专利文献1中，首先，如图26的(a)所示，在树脂薄膜81上形成具有开口部(狭缝)85的金属层82，而获得积层膜80。接着，如图26的(b)所示，以对积层膜80在规定的面内方向赋予张力的状态将积层膜80安装至框架87。然后，将积层膜80如图26的(c)所示载置至玻璃基板90上。此时，使树脂薄膜81中的与金属层82为相反的一侧的面经由乙醇等液体88密接于玻璃基板90。然后，如图26的(d)所示，对树脂薄膜81中通过金属层82的狭缝85而露出的部分照射激光L，因此在树脂薄膜81形成多个开口部89。以此方式制造积层型的蒸镀掩模900。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-20号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，图26中举例的现有技术的制造方法中，有难以高精度地对树脂薄膜进行加工、或者在树脂薄膜的开口部的周缘产生毛边的问题。
若在树脂薄膜产生毛边，则难以使已完成的蒸镀掩模密接于成为蒸镀对象的基板(以下，也称为”蒸镀对象基板”)，而会在蒸镀掩模与蒸镀对象基板之间产生间隙。因此，若使用现有技术的蒸镀掩模，则有可能无法获得与蒸镀掩模的开口部对应的高精细的蒸镀图案。详细情况将于下文进行叙述。
此外，虽然尝试于树脂薄膜的加工后通过擦除等将毛边去除，但未提出可以抑制毛边的产生本身的方法。
本发明是鉴于上述问题点完成的，其目的在于提供一种可以优选地用于形成高精细的蒸镀图案的积层型的蒸镀掩模、及其制造方法。另外，本发明的另一目的在于提供一种使用如上所述的蒸镀掩模的有机半导体元件的制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法是具备树脂层、及形成于所述树脂层上的磁性金属层的蒸镀掩模的制造方法，所述蒸镀掩模的制造方法包含如下步骤：(A)准备基板的步骤；(B)将包含树脂材料的溶液或树脂材料的前驱物溶液赋予至所述基板的表面后，进行热处理，而形成树脂层的步骤；(C)在所述树脂层上形成磁性金属层的步骤，该磁性金属层具有包含存在金属膜的实心部与不存在金属膜的非实心部的掩模部、及以包围所述掩模部的方式配置的周边部；(D)在所述树脂层中的位于所述掩模部的所述非实心部的区域形成多个开口部的步骤；及(E)在所述步骤(D)之后，将所述树脂层自所述基板剥离的步骤。
在某一实施方式中，在所述步骤(C)与所述步骤(E)之间进一步包含将框架固定于所述磁性金属层的所述周边部的步骤(F)。
在某一实施方式中，所述步骤(F)在所述步骤(D)之后进行。
在某一实施方式中，在所述步骤(F)中，以不对所述磁性金属层及所述树脂层从外部对层面内方向赋予张力的状态，将所述框架固定于所述磁性金属层。
在某一实施方式中，所述步骤(E)之后进一步包含将框架固定于所述磁性金属层的所述周边部的步骤(F)。
在某一实施方式中，在所述步骤(C)中，所述掩模部的所述实心部包含离散地配置的多个岛状部。
有益效果
根据本发明的实施方式，提供一种可以优选地用于形成高精细的蒸镀图案的积层型的蒸镀掩模的制造方法。
附图说明
图1的(a)是示意地表示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模100的俯视图，图1的(b)是沿着图1的(a)中的A-A线的剖面图。
图2的(a)是示意地表示本发明的第一实施方式的另一蒸镀掩模200的俯视图，图2的(b)是沿着图2的(a)中的A-A线的剖面图。
图3的(a)是示意地表示本发明的第一实施方式的另一蒸镀掩模300的俯视图，图3的(b)是沿着图3的(a)中的A-A线的剖面图。
图4的(a)是示意地表示本发明的第一实施方式的另一蒸镀掩模400的俯视图，图4的(b)是沿着图4的(a)中的A-A线的剖面图。
图5的(a)及(b)分别为表示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的变形例的俯视图。
图6是示意地表示本发明的第一实施方式的另一蒸镀掩模101的俯视图。
图7是示意地表示本发明的第一实施方式的另一蒸镀掩模201的俯视图。
图8是示意地表示本发明的第一实施方式的另一蒸镀掩模301的俯视图。
图9是示意地表示本发明的第一实施方式的另一蒸镀掩模401的俯视图。
图10的(a)及(b)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的步骤俯视图及步骤剖面图。
图11的(a)及(b)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的步骤俯视图及步骤剖面图。
图12的(a)及(b)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的步骤俯视图及步骤剖面图。
图13的(a)及(b)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的步骤俯视图及步骤剖面图。
图14的(a)及(b)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的步骤俯视图及步骤剖面图。
图15的(a)及(b)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的步骤俯视图及步骤剖面图。
图16的(a)及(b)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的步骤俯视图及步骤剖面图。
图17的(a)至(f)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的其他制造方法的步骤剖面图。
图18的(a)至(e)分别为例示本发明的第一实施方式的蒸镀掩模的其他制造方法的步骤剖面图。
图19的(a)是用于说明对成为蒸镀对象的基板蒸镀有机半导体材料的步骤的放大剖面图，图19的(b)是表示蒸镀步骤中使用的蒸镀掩模的一部分的放大俯视图。
图20的(a)至(e)分别为例示本发明的第二实施方式的蒸镀掩模的制造方法的步骤剖面图。
图21的(a)至(c)分别为例示本发明的第二实施方式的蒸镀掩模的其他制造方法的步骤剖面图。
图22是示意地表示顶部发光方式的有机EL显示装置500的剖面图。
图23的(a)至(d)是表示有机EL显示装置500的制造步骤的步骤剖面图。
图24的(a)至(d)是表示有机EL显示装置500的制造步骤的步骤剖面图。
图25的(a)至(d)是用于对因激光烧蚀法而于树脂薄膜产生毛边的情况进行说明的示意剖面图。
图26的(a)至(d)分别为用于对专利文献1中揭示的现有技术的蒸镀掩模的制造方法进行说明的示意步骤剖面图。
具体实施方式
[实施方式]
如上所述，根据制造积层型的蒸镀掩模的现有技术的方法，会有树脂薄膜的开口部的周缘产生毛边的情况。本发明者对产生毛边的主要原因反复进行讨论研究，获得如下知识见解。
在现有技术的方法中，参照图26的(c)及26的(d)的同时进行说明，通过乙醇等液体88的表面张力使树脂薄膜81密接于玻璃基板90的状态下，对树脂薄膜81的规定区域(以下，略记作“激光照射区域”)照射激光L，而形成开口部89。本发明者进行了讨论研究，结果了解到如下内容，即，在该方法中，当使树脂薄膜81密接于玻璃基板90时，有可能在玻璃基板90与树脂薄膜81的界面上局部产生气泡而导致密接性局部变低。进而，本发明者发现如下内容，即，若在树脂薄膜81的某一激光照射区域的下方存在气泡，则不仅难以高精度地形成开口部89，而且在该激光照射区域容易产生毛边。参照图25详细地说明。
图25的(a)～(d)是用于说明因玻璃基板90和树脂薄膜81之间的气泡而产生毛边的情况的示意剖面图。在图25中省略了金属层及液体的图示。
如图25的(a)所示，在(例如经由液体)使树脂薄膜81密接于玻璃基板90等支持材上的情况下，会在玻璃基板90和树脂薄膜81之间局部地产生间隙(气泡)94。若在该状态下，利用激光烧蚀法进行树脂薄膜81的加工(以下，有时简称为“激光加工”)，则如图25的(b)所示，有可能在树脂薄膜81中位于气泡94上的部分上，配置用于形成开口部的激光照射区域92。在激光照射区域92上，例如使焦点对准树脂薄膜81的表面之后进行多次地照射。
激光剥蚀是指对固体的表面照射激光时，因激光的能量急剧释放固体表面的构成物质的现象。此处，将释放的速度称为剥蚀速度。激光加工时，在激光照射区域92，依赖能量的分布而剥蚀速度产生分布，且有可能只有树脂薄膜81的一部分先形成贯通孔。如此一来，如图25的(c)所示，树脂薄膜81中薄膜化的其他部分98折回至树脂薄膜81的背面侧(即，位于树脂薄膜81和玻璃基板90之间的气泡94内)，导致无法继续由激光L照射。其结果，导致在被薄膜化的部分98未被去除而残留的状态下，形成开口部89。在本说明书中，将树脂薄膜81中在被薄膜化的状态下残留的部分98称为“毛边”。
若毛边98突出至树脂薄膜81的背面侧，则会有对蒸镀对象基板设置蒸镀掩模时，蒸镀掩模的一部分从蒸镀对象基板隆起的情况因此，有可能无法获得与开口部89对应的形状的蒸镀图案。
此外，也有在激光加工之后进行去除树脂薄膜81的毛边98的处理(毛边去除步骤)的情况。例如尝试对树脂薄膜81的背面进行擦拭(擦除，wiping)。然而，难以通过毛边去除步骤去除树脂薄膜81上产生的所有毛边98。另外，也有可能如图25的(d)所示，通过擦除一部分毛边98以朝开口部89的内部突出的方式退回去，且在蒸镀步骤中引起遮蔽(Shadowing)。
本发明者基于上述知识见解，发现了可在支撑于支持材的树脂层上，抑制毛边的产生并且高精度地形成所期望的尺寸的开口部的新方法，从而想到了本案发明。
以下，参照附图的同时说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限定于以下实施方式。
(第一实施方式)
＜蒸镀掩模的结构＞
参照图1的(a)及图1的(b)的同时，说明本发明的第一实施方式的蒸镀掩模100。图1的(a)及图1的(b)分别为示意地示出蒸镀掩模100的俯视图及剖面图。图1的(b)表示沿着图1的(a)中的A-A线的剖面。此外，图1是示意地示出蒸镀掩模100的一例的图，不言而喻，各构成要素的尺寸、个数、配置关系、长度的比率等并不限定于图示的例子。下述的其他图式也相同。
如图1的(a)及图1的(b)所示，蒸镀掩模100具备树脂层10、及设置于树脂层10的主面上的磁性金属层(以下，简略为“金属层”)20。即，蒸镀掩模100具有树脂层10和金属层20积层而成的结构。
金属层20具有掩模部20a、及以包围掩模部20a的方式配置的周边部20b。掩模部20a包含存在金属膜的实心部20a(1)、及不存在金属膜的非实心部20a(2)。树脂层10具有在掩模部20a的非实心部20a(2)上配置的多个开口部13。以下，有时将包含树脂层10及金属层20的积层体30称为“掩模体”。在掩模体30的周缘部设置有框架40。
如下所述，在使用蒸镀掩模100进行蒸镀步骤时，蒸镀掩模100配置成金属层20位于蒸镀源侧而树脂层10位于工件(蒸镀对象物)侧。金属层20为磁体，由此可通过使用磁性吸盘，在蒸镀步骤中简单地将蒸镀掩模100保持及固定于工件上。
以下，详细地说明树脂层10、金属层20及框架40的每一个。
在树脂层10形成有多个开口部13。多个开口部13形成为与应形成于工件的蒸镀图案对应的尺寸、形状及位置。在图1所示的例子中，多个开口部13呈矩阵状配置于树脂层10中不与框架40重叠的区域。
如下所述，树脂层10是，通过将包含树脂材料的溶液(例如可溶型聚酰亚胺溶液)或包含树脂材料的前驱物的溶液(例如聚酰亚胺前驱物溶液)赋予至玻璃基板等支持基板上，并进行热处理而形成的层。此处，所谓热处理包含，在使用可溶型聚酰亚胺溶液的情况下进行干燥步骤(例如100℃以上)的热处理、和在使用聚酰亚胺前驱物溶液的情况下进行干燥及煅烧步骤(例如300℃以上)的热处理。
另外，在本实施方式中，多个开口部13是通过在支持基板上对树脂层10进行激光加工而形成。支持基板与树脂层10密接，在两者之间不存在(或者几乎不存在)气泡，因此在树脂层10的激光加工步骤中抑制毛边的产生。因此，本实施方式的树脂层10几乎不具有毛边。或者，即便具有毛边，其数量(每单位面积的个数)与现有技术相比也大幅度减少。
进而，在本实施方式中，树脂层10不受到来自框架40的层面内方向的张力。在现有技术的制造方法中，通过拉伸机等将树脂薄膜(或树脂薄膜与金属膜的积层膜)以在规定的层面内方向拉伸的状态下固定于框架(以下，称为“拉伸步骤”)。在该情况下，固定于框架的树脂薄膜是在室温下从框架受到拉伸步骤中赋予的张力。相对于此，在本实施方式中，如下所述，以不从外部对树脂层10赋予层面内方向的张力的状态下，进行框架40的安装步骤。因此，树脂层10未受到来自框架40的层面内方向的张力。此外，在本说明书中，“从框架40受到层面内方向的张力”是指受到在拉伸步骤中赋予的张力(例如10N以上且200N以下，每单位截面面积的张力0.1N/mm2以上且30N/mm2以下)。即，不包含如下情况：在未进行拉伸步骤而制造的蒸镀掩模中，因框架和树脂层的线热膨胀率的不同，而(由热应力所致)使张力施加至树脂层。
作为树脂层10的材料，可优选地使用例如聚酰亚胺。聚酰亚胺是强度、耐化学品性及耐热性优异。作为树脂层10的材料，也可以使用聚对二甲苯、双马来酰亚胺、二氧化硅杂化聚酰亚胺等其他树脂材料。形成有树脂层10的树脂膜的线热膨胀系数αR(ppm/℃)优选为与成为蒸镀对象的基板的线热膨胀系数为相同程度。此种树脂层10可通过树脂材料、煅烧条件等形成条件等来形成。关于树脂层10的形成方法，将于下文进行叙述。
树脂层10的厚度并无特别限定。但是，若树脂层10过厚，则会有蒸镀膜的一部分形成成与所期望的厚度相比薄的情况(称为“遮蔽”)。从抑制遮蔽的产生的观点而言，树脂层10的厚度优选为25μm以下。另外，若为3μm以上，则通过对赋予至支持基板上的包含树脂材料(或其前驱物)的溶液进行热处理，可以形成厚度更均匀的树脂层10。另外，从树脂层10本身的强度及耐清洗性的观点而言，树脂层10的厚度也优选为3μm以上。
如上所述，金属层20具有掩模部20a、及以包围掩模部20a的方式配置的周边部20b。在本实施方式中，周边部20b是与框架40重叠的部分，掩模部20a是不与框架40重叠(位于框架40的内部)的部分。在周边部20b例如通过点焊等而固定有框架40。
在图1所示的例子中，掩模部20a的实心部(存在金属膜的部分)20a(1)包含离散地配置的多个岛状部24。在多个岛状部24之间、及岛状部24与周边部20b之间不存在金属膜，而成为非实心部20a(2)。在金属层20的非实心部20a(2)露出有树脂层10。在树脂层10的露出的部分配置有多个开口部13。
在该例子中，从蒸镀掩模100的法线方向观察时，各开口部13配置于多个岛状部24之间。即，岛状部24与开口部13不重叠。多个岛状部24的个数、配置方法等并无特别限定，例如，也可以包围一个或多个开口部13的方式以规定之间距配置。开口部13的排列间距也可以是与岛状部24的排列间距相同程度。
作为金属层20的材料可使用各种磁性金属材料。也可以使用例如Ni、Cr、铁素体系不锈钢、马氏体系不锈钢等线热膨胀系数αM相对较大的材料，也可以使用例如Fe-Ni是合金(镍钢)、Fe-Ni-Co是合金等线热膨胀系数αM相对较小的材料。
此外，在如专利文献1揭示的现有技术的蒸镀掩模，金属层的狭缝的尺寸以尽可能小的方式设计，且实心部在掩模部中所占的面积率相对较高(专利文献1的图1中超过70％)。因此，作为金属层的材料，使用线热膨胀系数αM小的材料(例如αM：小于6ppm/℃)。其是为了确保蒸镀步骤中的蒸镀掩模的形状稳定性。相对于此，在本实施方式中，也能够使用现有技术无法使用的线热膨胀系数αM高的金属。图1所示的金属层20具有包含离散地配置的岛状部24的岛状结构，因此即便在使用线热膨胀系数αM高的金属材料的情况下，也能够减少树脂层10与金属层20之间产生的热应力。另外，通过限制岛状部24的面积率，可以使如上所述的热应力进一步减小。因此，可以不管线热膨胀系数αM而使用各种金属材料，从而可提高金属材料的选择的自由度。
在金属材料的线热膨胀系数αM与成为蒸镀对象的基板的线热膨胀系数αW及树脂层10的树脂膜的线热膨胀系数αR(αR以与αW大致相等的方式设定)相比大的情况下，有可能根据蒸镀温度，由因这些热膨胀系数的差而产生的热应力导致树脂层10变形，而产生位置偏移。此外，此处所说的“位置偏移”是指因由热应力引起的树脂层10的变形导致开口部13的形状变形、或者开口部13的位置从应形成蒸镀图案的位置偏移。因此，优选为以不产生因树脂层10的变形引起的位置偏移的方式调整实心部(此处为岛状部24)20a(1)在掩模部20a中所占的面积率SM。即，若将从法线方向观察金属层20时掩模部20a内的多个岛状部24所占的面积的比例设为SM(％)，则优选为以αM×SM的值与αR大致相等的方式调整SM。具体而言，以αM·SM/αR成为例如0.90以上且1.10以下的方式进行调整。例如在成为蒸镀对象的基板及树脂层10的线热膨胀系数αR为4ppm/℃，且使用线热膨胀系数αM为14ppm/℃的Ni作为金属材料的情况下，SM可设定为30％左右。
实心部20a(1)的面积率SM也可以为50％以下。因此，可以在蒸镀步骤中，因金属层20与树脂层10的热膨胀的差而对树脂层10施加的热应力减小，从而可以更有效地抑制开口部13的位置偏移。此外，即便SM为50％以下，通过调整岛状部24的尺寸、个数及配置方法，也能够充分地确保在蒸镀步骤中将蒸镀掩模100保持及固定于工件上的功能。
金属层20可以是形成于树脂层10上的镀覆层，也可是金属箔。
金属层20的厚度d并无特别限定。但是，若金属层20过薄，则会有从磁性吸盘的磁场受到的被吸附力变小，而难以在蒸镀步骤中将蒸镀掩模100保持于工件上的情况。因此，金属层20的厚度优选为5μm以上。另一方面，为了更容易地形成包含岛状部24的金属层20，金属层20也可以为例如20μm以下，优选为10μm以下。从抑制蒸镀步骤中的遮蔽的观点而言，金属层20的厚度d也优选为20μm以下。
岛状部24的宽度w与岛状部24的高度(即金属层20的厚度d)的比w/d优选为小于1，更优选为1/2以下。尤其是在αM＞αR的情况下，通过将岛状部24的宽度w限制为小于岛状部24的高度d，可以确保用于保持蒸镀掩模100的被吸附力，并且可以更有效地抑制因金属材料与蒸镀对象基板的热膨胀的差异引起的开口部13的位置偏移。从该观点而言，岛状部24的宽度w也可以为例如5μm以上且10μm以下。
岛状部24可以为角柱、圆柱等柱状。或者岛状部24也可以具有锥形状，也可以为例如圆锥台。多个岛状部24也可以包含形状、尺寸等不同的多种岛状部。例如，也可以将岛状部24的宽度设为在开口部13附近小而在框架40附近大。
框架40由例如磁性金属形成。或者，也可以利用金属以外的材料、例如由树脂(塑料)来形成。在现有技术的蒸镀掩模，对框架要求适度的刚性，以使框架不因来自通过拉伸步骤固定于框架的积层膜(树脂膜及金属膜)的张力而变形、断裂。因此，使用例如厚度20mm的由镍钢构成的框架。相对于此，在本实施方式中，不对树脂层10及金属层20施加张力(不进行拉伸步骤)而进行框架40的安装，因此不会对框架40施加因拉伸步骤引起的张力。因此，也可以使用刚性与现有技术相比小的框架40，而框架40的材料的选择的自由度较高。另外，也可以框架40与现有技术相比薄。若使用与现有技术相比薄的框架或树脂制的框架，则获得重量轻且操作性优异的蒸镀掩模100。
＜蒸镀掩模的其他结构例子＞
本实施方式的金属层20只要具有包含实心部20a(1)及非实心部20a(2)的掩模部20a、及以包围掩模部20a的方式配置的周边部20b即可，也可以不具有如图1所示般的岛状结构。
以下，一边参照图2～图9，一边对本实施方式的蒸镀掩模的其他例子进行说明。在图2～图9中，对与图1相同的构成要素标注相同的参照符号。在以下的说明中，仅对与蒸镀掩模100不同的方面进行说明。
图2的(a)及图2的(b)分别为示意地表示本实施方式的另一蒸镀掩模200的剖面图及俯视图。图2的(b)表示沿着图2的(a)中的A-A线的剖面。
在蒸镀掩模200中，金属层20具有供固定框架40的周边部20b、及具有多个狭缝(开口部)23的掩模部20a。即，掩模部20a的非实心部20a(2)为多个狭缝23。掩模部20a的实心部20a(1)与周边部20b未分离而一体地形成。在图2所示的例子中，沿行方向延伸的狭缝23在列方向上排列有多个。从蒸镀掩模200的法线方向观察时，各狭缝23具有与树脂层10的各开口部13相比大的尺寸，在各狭缝23内存在两个以上的开口部13(当然，不限定于图2中举例的个数)。
图3的(a)及图3的(b)分别为示意地表示本实施方式的另一蒸镀掩模300的剖面图及俯视图。图3的(b)表示沿着图3的(a)中的A-A线的剖面。
在蒸镀掩模300，金属层20具有供固定框架40的周边部20b、及形成有开口25的掩模部20a。即，掩模部20a的非实心部20a(2)为开口25。在开口25内存在用于形成例如一个装置(例如有机EL显示器)的多个开口部13。实心部20a(1)仅呈边框状形成于多个开口部13的周围。另外，实心部20a(1)与周边部20b一体地形成。
图4的(a)及(b)分别为示意地表示本实施方式的另一哥蒸镀掩模400的剖面图及俯视图。图4的(b)表示沿着图4的(a)中的A-A线的剖面。
在蒸镀掩模400，金属层20具有供固定框架40的周边部20b、及具有多个贯通孔(开口部)27的掩模部20a。即，掩模部20a的非实心部20a(2)为多个贯通孔27。在图4所示的例子中，贯通孔27排列成矩阵状，各贯通孔27具有较树脂层10的各开口部13大的尺寸。在各贯通孔27内各存在一个开口部13。掩模部20a的实心部20a(1)为格子状，且与周边部20b一体地形成。
在蒸镀掩模200、300、400，金属层20的实心部20a(1)是遍及掩模部20a的整个宽度延伸，且连接于周边部20。因此，在蒸镀步骤中，从抑制因金属层20的热膨胀引起的开口部13的位置偏移的观点而言，作为金属层20优选为使用线热膨胀系数αM相对较小的材料(例如αM：小于6ppm/℃)。在使用线热膨胀系数αM小的金属材料的情况下，金属层20的实心部20a(1)也可以占据超过掩模部20a的整个面积的1/2(SM＞50％)。线热膨胀系数αM也可以与例如蒸镀对象基板的线热膨胀系数、或树脂层10的树脂膜的线热膨胀系数αR相同程度。此外，在蒸镀步骤中的温度上升小(小于例如3℃)的情况下、及/或考虑蒸镀步骤中产生的位置偏移量而进行金属层20及树脂层10的设计的情况下，也可以使用Ni等上述线热膨胀系数αM相对较大的材料。
另外，在蒸镀掩模200中，金属层20的实心部20a(1)中位于邻接的两个狭缝23之间的部分的宽度(面积)优选为设定于可抑制蒸镀步骤中的遮蔽的范围内。详细情况将于下文进行叙述。
本实施方式的蒸镀掩模中的金属层20的结构并不限定于图1～图4所示的例。图5的(a)及图5的(b)分别为表示金属层20的其他例的俯视图。如图所示，金属层20的掩模部20a也可以具有狭缝23或开口25、及配置于狭缝23或开口25的内侧的岛状部24此两者。
本实施方式的蒸镀掩模也可具有与一个装置(例如有机EL显示器)对应的单位区域U以二维地排列而成的结构。具有此种结构的蒸镀掩模可优选地用于在一个蒸镀对象基板上形成多个装置。
图6～图9分别为例示本实施方式的又一蒸镀掩模101、201、301、401的俯视图。这些蒸镀掩模具有当自法线方向观察时隔开间隔排列的多个(此处为六个)单位区域U。在各单位区域U中，树脂层10具有多个开口部13，且金属层20的掩模部20a分别具有与蒸镀掩模100、200、300、400的(图1～图4)的掩模部20a相同的形状。虽未图示，但在金属层的周边部20b上，以包围这些单位区域U的方式设置有框架。此外，单位区域U的数量及排列方法、各单位区域U内的开口部13的个数及排列方法等是根据要制造的装置的构成而决定，并不限定于图示的例子。
＜蒸镀掩模的制造方法＞
一边参照图10～图16，一边以蒸镀掩模101的制造方法为例子对本实施方式的蒸镀掩模的制造方法进行说明。图10～图16的(a)及图16的(b)分别为表示蒸镀掩模101的制造方法的一例子的步骤俯视图及步骤剖面图。
首先，如图10所示，准备支持基板60，并于支持基板60上形成树脂层10。作为支持基板60，可以优选地使用例如玻璃基板。玻璃基板的尺寸及厚度并无特别限定。此处，使用具有620mm×375mm的尺寸且厚度为0.5mm的玻璃基板。
树脂层10以如下方式形成。首先，将包含树脂材料的前驱物的溶液(例如聚酰亚胺前驱物溶液)、或包含树脂材料的溶液(例如可溶型聚酰亚胺溶液)赋予至支持基板60上。作为溶液的赋予方法，可使用旋转涂布法、狭缝式涂布法等公知的方法。此处，使用聚酰亚胺作为树脂材料，将包含作为聚酰亚胺的前驱物的聚酰胺酸的溶液(聚酰亚胺前驱物溶液)利用旋转涂布法涂布至支持基板60上。接着，通过进行干燥及煅烧，而形成聚酰亚胺层作为树脂层10。煅烧温度可设定为300℃以上，例如400℃以上且500℃以下。煅烧条件优选为以树脂膜的线热膨胀系数αR与成为蒸镀对象的基板的线热膨胀系数αW(例如3～5ppm/℃)为相同程度的方式进行调整。
在煅烧温度为450℃的情况下，用于将树脂膜的线热膨胀系数αR限制为与成为蒸镀对象的基板的线热膨胀系数αW相同程度地小的温度分布也可以满足例如下述(1)～(3)的至少一个的方式设定。(1)最初使温度上升至500℃左右并放置约10～60分钟，其后，以450℃进行煅烧。(2)以450℃左右进行煅烧之后，进而维持该温度30分钟以上。(3)使用包含温度上升较大的步骤(使温度大幅度上升并长时间维持该温度的步骤)的温度分布。作为该温度分布的一例，可以列举使设置有支持基板60的腔室内的温度每隔5～120分钟每次以10～200℃阶段性地上升至规定的煅烧温度的分布。
也可以代替聚酰亚胺前驱物溶液而将包含溶剂可溶型的聚酰亚胺(聚合体)的溶液(可溶型聚酰亚胺溶液)涂布至支持基板60上，并使其干燥，因此形成树脂层10。干燥温度根据溶剂的沸点适当进行选择，并无特别限定，为例如100℃～320℃，优选为120℃～250℃。干燥时间为1秒钟～360分钟左右。
接着，在树脂层10上形成导电性金属膜21。导电性金属膜21利用蒸镀、溅镀法、无电解镀覆等公知的方法形成。导电性金属膜21只要为具有导电性的膜即可，可以使用Cu膜、Al膜、Ti膜等。
导电性金属膜21只要作为利用电解镀覆法形成下述金属层时的晶种层发挥功能即可，可以与金属层相比足够薄(例如为金属层的厚度的1/10以下)。此处，作为导电性金属膜21形成Cu膜(厚度0.1μm)。
接着，如图11所示，在导电性金属膜21上形成光阻膜，并通过进行曝光及显影而进行光阻膜的图案化，而获得具有与掩模部20a(图1)的非实心部对应的形状的抗蚀剂层70。在本实施方式中，抗蚀剂层70具有与多个岛状部24(图1)对应的多个开口71。因此，导电性金属膜21的一部分(位于抗蚀剂层70的周围及开口71内的部分)通过抗蚀剂层70而露出。
接着，如图12所示，在抗蚀剂层70的周围及开口71内，利用将导电性金属膜21作为电极的电解镀覆法，形成主金属膜22。主金属膜22的材料及厚度也可以与上述金属层20的材料及厚度相同。此处，作为主金属膜22形成Ni层(厚度10μm)。
此外，也可以不形成导电性金属膜21。在该情况下，可以在树脂层10上形成抗蚀剂层70之后，在树脂层10中通过抗蚀剂层70而露出的部分上利用无电解镀覆法形成金属层20(此处为Ni层)。
接着，如图13所示，将抗蚀剂层70剥离，其后，通过蚀刻将导电性金属膜21中未由主金属膜22覆盖的部分去除。导电性金属膜21的蚀刻是使用将导电性金属膜21的金属腐蚀但不将主金属膜22的金属腐蚀(例如蚀刻速率比为100：1以上)的蚀刻液而进行。此处，作为蚀刻液使用和光纯药工业的CuE-3000M。因此，形成包含导电性金属膜21及主金属膜22且树脂层10的一部分露出的金属层20。金属层20具有周边部20b与多个岛状部24。树脂层10中位于周边部20b的内部且不与岛状部24相接的部分露出。
此外，在该例子中，金属层20具有主金属膜22与导电性金属膜21的积层结构。然而，导电性金属膜21与主金属膜22相比足够薄，因此计算岛状部24的面积率SM时，只要作为金属材料的线热膨胀系数αM使用主金属膜22的材料的线热膨胀系数即可。
接着，如图14所示，利用例如激光烧蚀法，在树脂层10中从金属层20露出的部分形成多个开口部13(激光加工步骤)。以此方式获得包含金属层20及树脂层10的掩模体30。
树脂层10的激光加工是使用脉冲激光。此处，使用钇铝石榴石(YAG，YttriumAluminum Garnet)激光，对树脂层10的规定区域照射波长为355nm(3倍波)的激光L1。激光L1的能量密度设定为例如0.36J/cm2。如上所述，树脂层10的激光加工是通过使激光L1的焦点对准树脂层10的表面进行多次照射而进行。照射频率设定为例如60Hz。此外，激光加工的条件(激光的波长、照射条件等)并不限定于上述，以可以对树脂层10进行加工的方式适当进行选择。
在本实施方式中，对通过进行煅烧(或干燥)而形成于支持基板60上的树脂层10进行激光加工。由于在支持基板60与树脂层10之间不存在气泡，从而能以与现有技术相比高的精度形成所期望的尺寸的开口部13，且毛边(参照图25)的产生也得到抑制。
接着，如图15所示，将框架40固定于掩模体30的(框架安装步骤)。此处，将框架40载置至金属层20的周边部20b上，并将周边部20b与框架40接合。框架40由例如镍钢等磁性金属形成。此处，通过从支持基板60侧照射激光L2，而焊接(点焊)金属层20的周边部20b和框架40。点焊之间距可以适当进行选择。在该例子中，从支持基板60的法线方向观察时，框架40的内缘部与金属层20的周边部20b的内缘部大致对准，但周边部20b的一部分也可以露出在框架40的内侧。或者，框架40也可以覆盖周边部20b整体及树脂层10的一部分。
如上所述，在本实施方式中，不进行将树脂层10及金属层20于规定的层面内方向拉伸而固定于框架40的步骤(拉伸步骤)，因此可以使用与现有技术相比刚性小的框架40。因此，框架40也可以利用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS，Acrylonitrile ButadieneStyrene)、聚醚醚酮(PEEK，Polyetheretherketone)等树脂形成。另外，掩模体30与框架40的接合方法并不限定于激光焊接。也可以使用例如粘接剂而将金属层20的周边部20b与框架40接合。
接着，如图16所示，将树脂层10从支持基板60剥离。树脂层10的剥离可以利用例如激光剥离法进行。在树脂层10与支持基板60的密接力相对较弱的情况下，也可以使用刀口等机械地进行剥离。
此处，使用例如XeCl准分子激光，从支持基板60侧照射激光(波长：308nm)，因此将树脂层10从支持基板60剥离。此外，激光只要为穿透支持基板60且由树脂层10吸收的波长的光即可，也可以使用其他准分子激光或YAG激光等高输出激光。以此方式制造蒸镀掩模101。
之后，根据需要，进行利用电磁线圈使金属层20磁化的磁化步骤，并将金属层20的剩余磁通密度调整为例如10mT以上且1000mT以下。此外，也可以不进行磁化步骤。即便不进行磁化步骤，由于金属层20为磁体，从而也可以通过使用磁性吸盘而在蒸镀步骤中将蒸镀掩模101保持于工件上。
上述以形成蒸镀掩模101的方法为例子进行了说明，关于其他蒸镀掩模100、200、201、300、301，也可以利用与上述相同的方法制造。但是，必须将抗蚀剂层70的形状改变为与这些蒸镀掩模的掩模部20a中的非实心部对应的形状。具体而言，制造蒸镀掩模200、201时，只要形成具有与多个狭缝23对应的多个岛状图案的抗蚀剂层70即可。制造蒸镀掩模300、301时，只要形成具有与一个或多个开口25对应的岛状图案的抗蚀剂层70即可。
＜蒸镀掩模的其他制造方法＞
一边参照图17及图18，一边对本实施方式的蒸镀掩模的其他制造方法进行说明。在图17及图18中，对与图10～图16相同的构成要素标注相同的参照符号。另外，在以下的说明中，一边参照图10～图16一边对与上述方法不同的方面为中心进行说明，各层的形成方法、材料、厚度等于与上述方法相同的情况下省略说明。
在一边参照图10～图16一边叙述的方法中，利用镀覆法形成金属层20，但也可以通过将金属箔图案化而形成金属层20。
图17的(a)～(f)是举例蒸镀掩模的其他制造方法的步骤剖面图。此处，以制造蒸镀掩模101的方法为例进行说明，但是其他蒸镀掩模100、200、201、300、301、400、401也利用相同的方法制造。
首先，如图17的(a)所示，在支持基板60上形成树脂层10。树脂层10的形成方法是与一边参照图10一边叙述的方法相同。此处，将聚酰亚胺前驱物溶液涂布在支持基板60上，并进行煅烧而形成树脂层10。接着，利用粘接剂将金属箔20'贴合(干式层压或热层压)于树脂层10的上表面。作为金属箔20'，可使用厚度为例如5μm以上且10μm以下的Ni膜、Cr膜等。
接着，如图17的(b)所示，在金属箔20'上形成光阻膜，并通过进行曝光及显影而进行光阻膜的图案化。以此方式获得具有与掩模部的非实心部对应的形状的抗蚀剂层70。抗蚀剂层70的平面形状与图11的(a)所示的形状相同。
接着，如图17的(c)所示，将抗蚀剂层70作为掩模而进行金属箔20'的图案化。其后，剥离抗蚀剂层70。以此方式获得包含周边部20b及岛状部24的金属层20。
接着，如图17的(d)所示，通过激光加工，在树脂层10形成多个开口部13。接着，如图17的(e)所示，通过进行例如点焊，将框架40固定于金属层20的周边部20b。其后，如图17的(f)所示，利用例如激光剥离法，从支持基板60剥离掩模体30。以此方式获得蒸镀掩模101。
参照图10～图16或图17所说明的方法都是在树脂层10形成开口部13的步骤(激光加工步骤)之后进行框架40的安装步骤，但框架40的安装步骤也可以在树脂层10的激光加工步骤之前进行。
图18的(a)～(e)是用于对本实施方式的蒸镀掩模的制造方法的又一例进行说明的步骤剖面图。此处，以蒸镀掩模100的制造方法为例子进行说明，其他蒸镀掩模101、200、201、300、301、400、401也利用相同的方法制造。
首先，如图18的(a)所示，在支持基板60上形成树脂层10。树脂层10是与上述方法同样地，通过可溶型聚酰亚胺溶液或聚酰亚胺前驱物溶液的涂布及热处理而形成。
接着，如图18的(b)所示，在树脂层10上形成具有规定图案的金属层20。金属层20可以通过电解镀覆或无电解镀覆而形成(参照图12)，也可以通过金属箔的图案化而形成(参照图17)。
接着，如图18的(c)所示，通过例如点焊，而将框架40固定于金属层20的周边部20b。
接着，如图18的(d)所示，进行树脂层10的激光加工，在树脂层10上形成开口部13。之后，如图18的(e)所示，利用例如激光剥离法，从支持基板60剥离树脂层10。以此方式制造蒸镀掩模100。
＜利用本实施方式的制造方法获得的效果＞
根据本实施方式的蒸镀掩模的制造方法，将包含树脂材料的溶液或包含树脂材料的前驱物的溶液赋予至支持基板60的表面，并进行热处理，因此形成树脂层10。以此方式形成的树脂层10密接于支持基板60，在树脂层10与支持基板60的界面不产生气泡。因此，支持基板60上，在树脂层10形成多个开口部13，而能够以与现有技术相比高的精度形成所期望的尺寸的开口部13，且可以抑制毛边98(参照图25)的产生。
另外，在本实施方式中，在支持基板60上形成树脂层10及金属层20，并将框架40安装至支持于支持基板60的状态的金属层20。因此，不进行将树脂层10及金属层20拉伸而接合于框架的拉伸步骤。由于无需使用大规模的拉伸机的拉伸步骤，从而有可以减少制造成本的优点。另外，由于不进行拉伸步骤，从而从框架40对树脂层10及金属层20不赋予规定的层面内方向的张力。因此，可以框架40的刚性设为与现有技术相比小，而框架40的材料选择的自由度、及框架宽度、厚度等的设计的自由度变大。
进而，在专利文献1等记载的现有技术方法中，通过拉伸步骤将树脂薄膜固定于框架之后，对树脂薄膜进行激光加工。相对于此，在本实施方式中，框架40的安装步骤可以在树脂层10的激光加工之前进行，也可以在激光加工之后进行。在激光加工后进行框架40的安装步骤的情况下，有如下优点。安装框架40之前的、由支持基板60支持的掩模体30(包含激光加工前的掩模体)与安装框架40之后的掩模体30相比，轻量且容易操作，因此向激光加工机的设置、搬送等作业变得容易。另外，由于未安装框架40，从而容易对树脂层10照射激光L1，而容易对树脂层10进行加工。进而，在专利文献1的方法中，当树脂层的激光加工未顺利地进行时，必须从框架剥离积层掩模，但在安装框架40之前进行激光加工的情况下无需如上所述的剥离步骤。
另外，现有技术是在拉伸步骤中将金属层与树脂薄膜一同拉伸，因此，不存在使用如无法赋予张力般的岛状结构的金属层等想法。相对于此，本实施方式的方法不进行拉伸步骤，因此也能够优选地应用于具有岛状结构的金属层20的蒸镀掩模的制造。通过采用岛状结构，可以实现实心部的面积率SM极小的金属层20，也能够使用线热膨胀系数αM大的金属材料。因此，可以与现有技术相比提高金属层20的形状及金属材料的选择的自由度。
然而，蒸镀步骤中的蒸镀掩模的温度上升的大小、即制造时的蒸镀掩模的温度T1与蒸镀步骤中的蒸镀掩模的温度T2的差ΔT(℃)(＝T2－T1)是根据蒸镀方法、蒸镀装置等而改变。在将温度差ΔT限制得相对较小的情况下，ΔT小于3℃，为例如1℃左右。另一方面，也有ΔT成为3℃～15℃左右的情况。此外，本实施方式中的制造时的温度T1是设置有制造装置(例如树脂层10的加工时使用的激光加工机、框架安装步骤时使用的焊接机等)的环境温度，例如为室温。蒸镀步骤中的温度T2是指于一边使蒸镀源的位置相对于工件相对地移动(一边进行扫描)一边进行蒸镀的情况下，蒸镀掩模中正进行蒸镀的部分的温度。在本实施方式中，在ΔT相对较大的情况(例如超过3℃)下，根据需要，利用之后方法抑制位置偏移。首先，预先检测蒸镀掩模的温度上升(ΔT)。接着，基于ΔT的检测结果，计算因热膨胀而产生的位置偏移量。位置偏移量包含开口部13的位置与蒸镀位置的偏移、及因开口部13本身的变形而引起的开口部13的形状与所期望的蒸镀图案的偏移。以抵消该位置偏移量的方式，将树脂层10的开口部13与金属层20的岛状部24(或狭缝23、开口25)错开地形成，进而将开口部13的尺寸形成为与所期望的蒸镀图案相比小规定量。此外，也可以实际进行蒸镀而检测位置偏移量来代替计算位置偏移量。在本实施方式中，金属层20的形状(包含实心部的形状及面积率)的选择的自由度高，因此可更有效地应用此种位置偏移抑制方法，而可确保足够的位置精度。
＜蒸镀步骤中的遮蔽的抑制＞
如蒸镀掩模200、201(图2、图6)中例示，在金属层20具有狭缝结构的情况下，位于邻接的两个狭缝23之间的部分的宽度(面积)优选设定在能够抑制蒸镀步骤中的遮蔽的范围内。以下，一边参照图式一边进行说明。
图19的(a)是用于对在成为蒸镀对象的基板50上蒸镀有机半导体材料的步骤进行说明的放大剖面图。举例在有机EL显示器的红色像素的像素电极(未图示)上形成发出红色光的发光层的情况。图19的(b)是表示形成红色像素的发光层时使用的蒸镀掩模201R的一部分的俯视图。
如图19的(b)所示，蒸镀掩模201R具有用于形成红色像素的发光层的多个开口部13R。开口部13R沿X方向、及与X方向正交的Y方向排列。开口部13R的X方向及Y方向的排列间距分别对应于有机EL显示器中的X方向及Y方向的像素间距Px、Py。将由这些像素间距规定的单位区域称为“像素区域”。另外，在邻接的两个开口部13之间配置有金属层20的实心部28。在该例子中，实心部28是以沿一方向(此处为Y方向)横穿像素区域的方式延伸。
在蒸镀步骤中，如图19的(a)所示，将蒸镀掩模201R载置于成为蒸镀对象的基板50上而进行蒸镀，向各开口部13R内蒸镀有机半导体材料。在该例子中，蒸镀源52一边相对于基板50相对地从左往右移动(即扫描方向为从左往右)一边进行蒸镀。蒸镀材料从蒸镀源52不仅沿蒸镀掩模201R的法线方向释放，也沿倾斜方向(相对于法线方向倾斜的方向)释放。此处，将蒸镀材料的扩散角设为θ。另外，将蒸镀掩模201R的法线方向设为D1，将相对于方向D1朝扫描方向(即右侧)倾斜θ的方向设为D2，将相对于方向D1朝与扫描方向相反的方向(即左侧)倾斜θ的方向设为D3。θ为例如45度。
于图19的(a)中表示于树脂层10的某开口部13R内堆积蒸镀膜51的期间的始期(时刻t0)的蒸镀源52的位置、及终期(时刻t1)的蒸镀源52的位置。时刻t0是从蒸镀源52释放的蒸镀材料开始到达至开口部13内的时刻，此时，从蒸镀源52沿方向D2延伸的假想直线55恰好通过开口部13R的蒸镀源52侧的边缘。另外，时刻t1是从蒸镀源52释放的蒸镀材料变得不再到达开口部13内的时刻，此时，从蒸镀源52沿方向D3延伸的假想直线56恰好通过开口部13的蒸镀源52侧的边缘。
从时刻t0中蒸镀材料的到达点(假想直线55与基板50的表面的交点)P1到时刻t1中蒸镀材料的到达点(假想直线56与基板50的表面的交点)P2之间的区域中，蒸镀膜51以所期望的厚度形成。然而，如虚线28'所示，若实心部的一部分存在于由假想直线55、56与基板50规定的区域(从蒸镀源52蒸发的蒸镀原料飞散的区域)57内，则蒸镀原料的一部分被实心部28'阻挡而无法到达至基板50上。其结果，形成于开口部13R内的蒸镀膜51局部变薄。该部分(形成得与所期望的厚度相比薄的部分)称为遮蔽部。相对于此，若如利用实线28所示，实心部配置于区域57的外侧，则可以抑制遮蔽部的产生，而可以遍及开口部13R内的整个区域形成所期望的厚度的发光层。如上所述，为了抑制遮蔽部的产生，优选为调整实心部28的位置及宽度(X方向的宽度)28w。宽度28w的上限值根据像素间距、开口部13R的大小等来改变。本发明者以有机EL显示器的面板尺寸：对角4.1英寸、解像度：400ppi(每英寸的像素)、蒸镀材料的扩散角θ：45度的条件，通过模拟进行了研究，结果可知如下内容，即，若以实心部28的面积在整个像素区域中所占的比例成为10.0％以下的方式设定实心部28的宽度28w，则可以抑制遮蔽部的产生。另外，通过以面板尺寸：对角4.3英寸、解像度：257ppi、蒸镀材料的扩散角θ：45度的条件进行相同的模拟，可知如下内容，即，若以实心部28的面积的比例成为30.0％以下的方式设定实心部28的宽度28w，则可以抑制遮蔽部的产生。另一方面，若上述比例过小，则有蒸镀掩模201R与基板50的密接性变低的可能性。因此，上述比例优选为1.0％以上。
此外，此处，利用蒸镀掩模201R进行了说明，但具有用于形成发出蓝色或绿色的光的发光层的开口部(与上述开口部13R相比尺寸不同但排列间距相同)的其他蒸镀掩模也相同。
(第二实施方式)
以下，对本发明的第二实施方式的蒸镀掩模进行说明。
本实施方式的蒸镀掩模具有与一边参照图1～图9一边叙述的上述第一实施方式的蒸镀掩模相同的剖面结构及平面结构(省略图示)。但是，本实施方式与第一实施方式的不同的处在于，树脂层10从框架40受到层面内方向的张力。
图20的(a)～(e)是用于对本实施方式的蒸镀掩模的制造方法进行说明的步骤剖面图。在图20中，对与图10～图17相同的构成要素标注相同的参照符号。在以下的说明中，基本上仅对与第一实施方式不同的方面进行说明，各层的形成方法、材料、厚度等于与上述方法相同的情况下省略说明。
首先，如图20的(a)所示，在支持基板60上形成树脂层10。树脂层10是与上述方法同样地，通过可溶型聚酰亚胺溶液或聚酰亚胺前驱物溶液的涂布及热处理而形成。
接着，如图20的(b)所示，在树脂层10上形成具有规定的图案的金属层20。金属层20可以通过电解镀覆或无电解镀覆而形成(参照图12)，也可以通过金属箔的图案化而形成(参照图17)。在图示的例子中，形成包含具有多个狭缝23的掩模部20a、及位于其周围的周边部20b的金属层20。此外，金属层20的形状并无特别限定，也可以具有图1、图3或图4中例示的其他形状。
接着，如图20的(c)所示，对支持于支持基板60的树脂层10进行激光加工，在树脂层10上形成开口部13。开口部13的尺寸及位置是考虑因树脂膜的热膨胀及下述拉伸步骤中赋予的张力引起的变形而设定。以此方式获得掩模体30。接着，如图20的(d)所示，利用例如激光剥离法，从支持基板60剥离树脂层10。
接着，如图20的(e)所示，以将包含树脂层10及金属层20的掩模体30在规定的层面内方向拉伸的状态，在金属层20的周边部20b固定框架40。具体而言，首先，以使框架40的一面40a(接合于掩模体30的面)朝向上方的状态，将框架40固定于拉伸焊接机。接着，使金属层20位于下方而将掩模体30载置至框架40的面40a上。接着，利用拉伸焊接机的保持部(夹具)保持掩模体30的相对的两个缘部(此处为与第一方向41对向的缘部)，并与第一方向41平行地赋予固定的张力。同时，也利用夹具保持于与第一方向41正交的第二方向对向的两个缘部，并与第二方向平行地赋予固定的张力。作为一例，在掩模体30的第一方向的宽度：400mm、第二方向的宽度：700mm、厚度(树脂层10及金属层20的合计厚度)：20μm时，在第一方向及第二方向分别赋予100N的张力。
此时，在金属层20具有岛状结构的情况下，对树脂层10赋予张力，但不对金属层20的掩模部20a赋予张力。其原因在于，掩模部20a的实心部与周边部20b分离。另一方面，如图20所示，金属层20的实心部遍及掩模部20a的整个宽度形成且与周边部20b一体地形成(例如金属层20具有狭缝结构)的情况下，对树脂层10及金属层20的两者赋予张力。张力的大小是以因张力引起的掩模体30的弹性变形量(金属层20具有岛状结构的情况下是树脂层10的弹性变形量)成为蒸镀温度下的掩模体30的(或树脂层10)的热膨胀量以上的方式设定。此外，形成于支持基板60上的掩模体30的尺寸是以在被赋予张力的状态下金属层20的周边部20b与框架40重叠的方式预先设计。接着，从掩模体30的树脂层10侧照射激光L2，接合金属层20与框架40。此处，隔开间隔于多个部位进行点焊。以此方式获得蒸镀掩模。
在利用上述方法制造的蒸镀掩模，当未在蒸镀步骤中使用时，树脂层10的(或树脂层10及金属层20)从框架40受到层面内方向的张力。因此，即便在蒸镀步骤中树脂层10(及金属层20)产生热膨胀，也能够抑制因热膨胀而导致开口部13的位置偏移产生。
在本实施方式中，作为金属层20的材料，优选地使用线热膨胀系数αM比较小的材料。另外，优选框架40由金属形成。但是，在金属层20具有岛状结构的情况下，在已完成的蒸镀掩模，框架40不因来自树脂层10的张力而变形即可，因此框架40的刚性也可以小。因此，与上述实施方式同样地，不仅能够使用由金属形成的框架40，也能够使用由树脂形成的框架40。
根据本实施方式的蒸镀掩模的制造方法，与第一实施方式同样地，对密接于支持基板60的树脂层10进行激光加工，因此能以与现有技术相比高的精度形成所期望的尺寸的开口部13，且可以抑制毛边98(参照图25)的产生。
另外，在本实施方式中，可以考虑蒸镀步骤中的温度上升、树脂层10及金属层20的热膨胀系数等而对树脂层10赋予规定的张力。因此，可以在蒸镀步骤中抑制因蒸镀掩模的热膨胀引起的开口部13的位置偏移。
本实施方式的制造方法可应用于图1～图9中举例的各种蒸镀掩模的制造。在图20中，表示具备具有狭缝结构的金属层20的蒸镀掩模的制造方法，但具备具有岛状结构及开口的金属层20的蒸镀掩模也能够利用相同的方法制造。
此外，在图20所示的方法中，在支持基板60上形成金属层20，但也可以将树脂层10从支持基板60剥离之后形成金属层20。
图21的(a)～(c)是表示本实施方式的其他制造方法的步骤剖面图。首先，如图21的(a)所示，在支持基板60上形成树脂层10。接着，如图21的(b)所示，进行树脂层10的激光加工，形成开口部13。之后，如图21的(c)所示，将树脂层10从支持基板60剥离，而获得树脂薄膜10'。接着，虽未图示，但于树脂薄膜10'上形成金属层，并使其与框架接合，因此制造蒸镀掩模。
(有机半导体元件的制造方法)
本发明的实施方式的蒸镀掩模优选地用于有机半导体元件的制造方法中的蒸镀步骤。
以下，以有机EL显示装置的制造方法为例子进行说明。
图22是示意地表示顶部发光方式的有机EL显示装置500的剖面图。
如图22所示，有机EL显示装置500具备主动矩阵基板(薄膜晶体管(TFT，Thin FilmTransistor)基板)510及密封基板520，且具有红色像素Pr、绿色像素Pg及蓝色像素Pb。
TFT基板510包含绝缘基板、及形成于绝缘基板上的TFT电路(均未图标)。以覆盖TFT电路的方式设置有平坦化膜511。平坦化膜511由有机绝缘材料形成。
在平坦化膜511上设置有下部电极512R、512G及512B。下部电极512R、512G及512B分别形成于红色像素Pr、绿色像素Pg及蓝色像素Pb。下部电极512R、512G及512B连接于TFT电路，且作为阳极而发挥功能。在邻接的像素之间，设置有覆盖下部电极512R、512G及512B的端部的堤栏513。堤栏513由绝缘材料形成。
在红色像素Pr、绿色像素Pg及蓝色像素Pb的下部电极512R、512G及512B上，分别设置有有机EL层514R、514G及514B。有机EL层514R、514G及514B各自具有包含利用有机半导体材料形成的多个层的积层结构。该积层结构例如从下部电极512R、512G及512B侧起依次包含电洞注入层、电洞输送层、发光层、电子输送层及电子注入层。红色像素Pr的有机EL层514R包含发出红色光的发光层。绿色像素Pg的有机EL层514G包含发出绿色光的发光层。蓝色像素Pb的有机EL层514B包含发出蓝色光的发光层。
在有机EL层514R、514G及514B上设置有上部电极515。上部电极515是使用透明导电材料遍及整个显示区域连续(即，在红色像素Pr、绿色像素Pg及蓝色像素Pb共用)地形成，且作为阴极而发挥功能。在上部电极515上设置有保护层516。保护层516由有机绝缘材料形成。
TFT基板510的上述结构是由通过透明树脂层517粘接于TFT基板510的密封基板520而密封。
有机EL显示装置500可以使用本发明的实施方式的蒸镀掩模以如下方式制造。图23的(a)～(d)及图24的(a)～(d)是表示有机EL显示装置500的制造步骤的步骤剖面图。此外，以下是以依次使用红色像素用的蒸镀掩模101R、绿色像素用的蒸镀掩模101G、蓝色像素用的蒸镀掩模101B而在工件上蒸镀有机半导体材料(于TFT基板510上形成有机EL层514R、514G及514B)的步骤为中心进行说明。
首先，如图23的(a)所示，准备于绝缘基板上形成有TFT电路、平坦化膜511、下部电极512R、512G、512B及堤栏513的TFT基板510。形成TFT电路、平坦化膜511、下部电极512R、512G、512B及堤栏513的步骤可以利用公知的各种方法执行。
接着，如图23的(b)所示，通过搬送装置使TFT基板510接近于保持在真空蒸镀装置内的蒸镀掩模101R而配置。此时，以树脂层10的开口部13R与红色像素Pr的下部电极512R重叠的方式，将蒸镀掩模101R与TFT基板510的位置对准。另外，通过相对于TFT基板510配置于与蒸镀掩模101R为相反的一侧的未图标的磁性吸盘，使蒸镀掩模101R密接于TFT基板510。
接着，如图23的(c)所示，通过真空蒸镀，在红色像素Pr的下部电极512R上，依次堆积有机半导体材料，而形成包含发出红色光的发光层的有机EL层514R。
接着，如图23的(d)所示，代替蒸镀掩模101R而将蒸镀掩模101G设置于真空蒸镀装置内。以树脂层10的开口部13G与绿色像素Pg的下部电极512G重叠的方式，进行蒸镀掩模101G与TFT基板510的位置对准。另外，通过磁性吸盘，使蒸镀掩模101G密接于TFT基板510。
接着，如图24的(a)所示，通过真空蒸镀，在绿色像素Pg的下部电极512G上，依次堆积有机半导体材料，而形成包含发出绿色光的发光层的有机EL层514G。
接着，如图24的(b)所示，代替蒸镀掩模101G而将蒸镀掩模101B设置于真空蒸镀装置内。以树脂层10的开口部13B与蓝色像素Pb的下部电极512B重叠的方式，进行蒸镀掩模101B与TFT基板510的位置对准。另外，通过磁性吸盘，使蒸镀掩模101B密接于TFT基板510。
接着，如图24的(c)所示，通过真空蒸镀，在蓝色像素Pb的下部电极512B上，依次堆积有机半导体材料，而形成包含发出蓝色光的发光层的有机EL层514B。
接着，如图24的(d)所示，在有机EL层514R、514G及514B上依次形成上部电极515及保护层516。上部电极515及保护层516的形成可利用公知的各种方法执行。以此方式获得TFT基板510。
之后，通过透明树脂层517将密封基板520粘接于TFT基板510，因此，完成图22所示的有机EL显示装置500。
此外，此处，使用与红色像素Pr、绿色像素Pg及蓝色像素Pb的有机EL层514R、514G及514B分别对应的3块蒸镀掩模101R、101G、101B，但也可以通过对1块蒸镀掩模依次进行挪动而形成与红色像素Pr、绿色像素Pg及蓝色像素Pb对应的有机EL层514R、514G及514B。另外，也可以在有机EL显示装置500中使用密封薄膜而代替密封基板520。或者，也可以不使用密封基板(或密封薄膜)而于TFT基板510设置薄膜密封(TFE：Thin Film Encapsulation)结构。薄膜密封结构例如包含氮化硅膜等多个无机绝缘膜。薄膜密封结构也可以进而包含有机绝缘膜。
此外，于上述说明中，例示出顶部发光方式的有机EL显示装置500，当然，本实施方式的蒸镀掩模也用于底部发光方式的有机EL显示装置的制造。
另外，使用本实施方式的蒸镀掩模而制造的有机EL显示装置也可以不必为刚性器件。本实施方式的蒸镀掩模也优选地用于软性有机EL显示装置的制造。在软性有机EL显示装置的制造方法中，在形成于支持基板(例如玻璃基板)上的聚合物层(例如聚酰亚胺层)上形成TFT电路等，形成保护层之后将聚合物层连同其上的积层结构自支持基板剥离(使用例如激光剥离法)。
另外，本实施方式的蒸镀掩模也用于有机EL显示装置以外的有机半导体元件的制造，优选地用于必须形成高精细的蒸镀图案的有机半导体元件的制造。
(产业上的可利用性)
本发明的实施方式的蒸镀掩模优选地用于以有机EL显示装置为首的有机半导体元件的制造，优选地用于必须形成高精细的蒸镀图案的有机半导体元件的制造。
符号说明
10 树脂层
13 开口部
20 金属层
20a 掩模部
20a(1) 实心部
20a(2) 非实心部
20b 周边部
21 导电性金属膜
22 主金属膜
23 狭缝
24 岛状部
25 开口
27 贯通孔
30 积层掩模
40 框架
60 支持基板
70 抗蚀剂层
71 开口
L、L1、L2 激光
100、101、200、201、300、301、400、401 蒸镀掩模
500 有机EL显示装置
510TFT基板
511 平坦化膜
512B、512G、512R 下部电极
513 堤栏
514B、514G、514R 有机EL层
515 上部电极
516 保护层
517 透明树脂层
520 密封基板
Pb蓝色像素
Pg绿色像素
Pr红色像素
U 单位区域

Claims (5)

1.一种蒸镀掩模的制造方法，其是具备树脂层、及形成于所述树脂层上的磁性金属层的蒸镀掩模的制造方法，其特征在于，包含如下步骤：
(A)准备基板的步骤；
(B)将包含树脂材料的溶液或树脂材料的前驱物溶液赋予至所述基板的表面后，进行热处理，而形成树脂层的步骤，所述热处理为对所述前驱物溶液进行干燥及煅烧，所述煅烧温度设定为400℃以上且500℃以下；
(C)在所述树脂层上形成磁性金属层的步骤，该磁性金属层具有包含存在金属膜的实心部与不存在金属膜的非实心部的掩模部、及以包围所述掩模部的方式配置的周边部；
(D)在所述树脂层中的位于所述掩模部的所述非实心部的区域形成多个开口部的步骤；及
(E)在所述步骤(D)之后，将所述树脂层自所述基板剥离的步骤，
在所述步骤(C)中，所述掩模部的所述实心部包含离散地配置的多个岛状部，
若从法线方向观察所述磁性金属层时，将所述周边部内的所述多个岛状部所占的面积的比例设为SM(％)，将形成所述磁性金属层的金属材料的线热膨胀系数设为αM(ppm/℃)，将形成所述树脂层的树脂膜的线热膨胀系数设为αR(ppm/℃)，则αM大于αR，αM·SM/αR的值为0.90以上且1.10以下。
2.如权利要求1所述的蒸镀掩模的制造方法，其特征在于，
在所述步骤(C)与所述步骤(E)之间进一步包含将框架固定于所述磁性金属层的所述周边部的步骤(F)。
3.如权利要求2所述的蒸镀掩模的制造方法，其特征在于，
所述步骤(F)在所述步骤(D)之后进行。
4.如权利要求2或者3所述的蒸镀掩模的制造方法，其特征在于，
在所述步骤(F)中，以不对所述磁性金属层及所述树脂层从外部对层面内方向赋予张力的状态，将所述框架固定于所述磁性金属层。
5.如权利要求1所述的蒸镀掩模的制造方法，其特征在于，
所述步骤(E)之后进一步包含将框架固定于所述磁性金属层的所述周边部的步骤(F)。
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