JP2004362908A - Metal mask and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体装置、有機ＥＬディスプレイの蒸着用等に用いられるメタルマスクとして、高精細なパターン成膜が可能なメタルマスクとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、フルカラー有機ＥＬディスプレイなどの、基板上に高精細パターンを形成する製造工程において、輪郭の明瞭な高精細パターンを形成することが品質上重要な要素のひとつとなっている。
通常蒸着材粒子を基板上に選択的に蒸着し、高精細パターンを形成するには、金属板に開孔部を設けたメタルマスクが使用される。メタルマスクに設けられた開孔部は、前記高精細パターンに対応しており、基板の下部にメタルマスクを設置し、下側から蒸着することにより、前記開孔部を通過した蒸着材粒子のみが基板上に到達して高精細パターンが形成される。
【０００３】
パターンの輪郭の明瞭さに大きな影響を及ぼす要素のひとつとして、メタルマスクの開孔断面形状が挙げられる。即ち、開孔部に露出した基板表面に均一に蒸着材粒子が成膜されるには、当該露出基板表面に蒸着の影をつくらないように、開孔断面の側壁部分の凸部を抑え、開孔部の出口に向かって一様に狭くなるようなテーパー形状であることが重要である。
なお、ここで言う開孔部の出口側とは、メタルマスクに形成した貫通孔のうち、蒸着の際に基板に対峙する側を言う。一方裏側の蒸着源に対峙する側を開孔部の入口側と言う。
また、蒸着材粒子は蒸着源から放射状に飛び出すため、蒸着源から遠い開孔部ほど、蒸着材粒子が開孔部に入射する角度が小さくなり、開孔部の入口部分の遮蔽の影響が大きくなる。従って、メタルマスクの開孔部の入口は可能な限り広くとることが重要である。
【０００４】
このような蒸着の影の影響を軽減し、かつ開孔寸法精度を向上するために、エッチングにより製造されるメタルマスクでは、単一の金属板を両面エッチングにより開孔部を形成することが一般的である。これは金属板の表面及び裏面にそれぞれ開孔幅の異なるレジストパターンを形成し、両側から別々にエッチングする方法である。
【０００５】
例えば開孔寸法を定める面側は、所望の開孔幅を持つレジストパターンを形成し、次にその裏面側には、比較的広い開孔幅をもつレジストパターンを形成する。そして両側から順次エッチングを行って貫通開孔とするのである。
この方法では片側からのみエッチングによって開孔するよりも、開孔部の入口側を比較的広く開孔することができ、入口部分の影の影響を軽減することが出来る。
しかし、両面エッチングでは、金属板の両側からエッチングして孔が貫通した部分が、開孔断面のうちで最小の開孔幅を形成する。このため、影の影響を無くそうと両面の開孔幅の差を大きくとると、金属板の厚さ方向と金属板に平行な方向の２方向のエッチング速度を精度良く制御しなければ、貫通位置が厚さ方向にばらつき、開孔寸法の精度を悪化させる。エッチング速度にはエッチング液の温度、濃度の他、シャワーの強さ、素材の結晶方位など多くの因子が影響するため、単一の金属板による両面エッチングでは開孔寸法にばらつきを生じやすい。
【０００６】
このような問題を解決する手段として、本願出願人の提案による開孔寸法を定める開孔形成層と、支持層と、前記開孔形成層と支持層とに挟み込まれ、前記開孔形成層及び支持層とはエッチング特性の異なる接合層とを具備するメタルマスクがある（例えば、非特許文献１参照）。
この方法は、以下の点で優れたものである。
（１）開孔形成層と支持層とを貫通させることなく、別々にエッチングできるため、支持層側の開孔部を比較的大きくできることから、開孔部の入口部分の影の影響を小さくする事ができる。
（２）開孔形成層の厚みが比較的薄いことから、開孔寸法精度を向上することができる。
【０００７】
【非特許文献１】
Ｅ Ｅｘｐｒｅｓｓ ２００３年１月１５日号 ｐ．５３〜５７
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記非特許文献１に記載の方法では、開孔形成層に形成した開孔部断面は、前述の理想形状とは逆のテーパー形状となる。
具体的には、開孔形成層に開孔部を形成する場合、開孔形成層表面からエッチングにより開孔部を接合層まで形成する。また、支持層に開孔部を形成する場合、支持層表面からエッチングにより開孔部を接合層まで形成し、露出する接合層をエッチングで除去するため、除去された接合層と接していた開孔形成層の最深部が最小開孔部となり、最小開孔部から、支持層及び開孔形成層表面の開孔部に向かって開孔幅が広がる形状になる。
なお、本発明で言う最小開孔部とは、貫通孔内において孔の幅が最も小さい場所を言う。
【０００９】
従って、前述の本願出願人の提案によるメタルマスクにおいても、開孔形成層側の孔の断面が孔の入口側ほど狭く、出口側に向かって広がる形状であるために、孔の深さはわずかであるが、多少なりとも蒸着材粒子の廻り込みが発生し、成膜パターンの輪郭がぼける要因となる。
本発明の目的は、上記の本願出願人の提案による開孔形成層と、支持層と、接合層とを具備する積層構造を有するメタルマスクにおいて、開孔形成層側の孔の断面形状により生ずる蒸着材粒子の廻り込みという問題点に鑑みてなされたものであって、例えば有機ＥＬディスプレイ等の蒸着用メタルマスクとして高精度なパターン成膜が可能なメタルマスクとその製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものである。
即ち本発明は、開孔寸法を定める開孔形成層と、支持層と、前記開孔形成層と前記支持層とに挟み込まれ、前記開孔形成層及び支持層とはエッチング特性の異なる接合層とを具備し、前記開孔形成層から支持層まで貫通する貫通孔を有するメタルマスクであって、該メタルマスクに形成された貫通孔の最小開孔部が開孔形成層内にあることを特徴とするメタルマスクである。
好ましくは、前記最小開孔部は、開孔形成層表面側から５μｍ以内にあるメタルマスクである。
【００１１】
また本発明は、上述のメタルマスクの製造方法であって、
（１） 開孔形成層をエッチングにより接合層まで到達する開孔部を形成する工程、
（２） 前記（１）の工程の後、前記開孔形成層に形成された開孔部の側面及びエッチングにより露出した接合層表面に、少なくとも接合層と開孔形成層のエッチング液によって浸食を抑制する保護膜を形成する工程、
（３） 前記開孔形成層に形成された開孔部に露出した接合層を挟んで対峙する位置の支持層表面側から、前記開孔形成層に形成された開孔部より大きい寸法の開孔部を、エッチングにより接合層まで形成する工程、
（４） 前記（３）の工程の後、前記支持層側にエッチングにより露出した接合層を除去し、開孔形成層から支持層まで貫通する貫通孔を形成する工程、
（５） 前記（４）の工程により、前記接合層を除去した個所に露出した開孔形成層をハーフエッチングし、開孔形成層に形成された開孔部のうち、接合層に接する部分の開孔寸法を広げることにより、最小開孔部の位置を、接合層と接する位置より開孔形成層表面側方向に近づける工程、
（６） 前記保護膜を除去する工程、
を有するメタルマスクの製造方法である。
好ましくは、前記最小開孔部は、開孔形成層表面側から５μｍ以内にあるメタルマスクの製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者は、本願出願人の提案による、開孔形成層と、支持層と、接合層とを具備する積層構造を有するメタルマスクにおいて、その利点を最大限に活かしながら、更に蒸着材粒子の廻り込みを最小限に抑えられるように、開孔形成層側の孔の断面形状を、孔の出口側に向かって一様に狭くなるようなテーパー形状に近づける検討を行った。
その結果、従来は接合層に接する開孔形成層の最深部に存在した最小開孔部を、開孔形成層内に位置することで、蒸着の影になる部分を除去または低減することが可能となり、理想的な開孔断面形状により一層近づけることが可能であることを知見した。
【００１３】
そして、最小開孔部を、開孔形成層内に位置するメタルマスクを用いれば、蒸着材粒子の廻り込みを最小限に抑えることができ、より確実に輪郭が明瞭な成膜パターンを形成できることを見いだしたものである。
本発明によれば、例えば有機ＥＬディスプレイ等の高精細化、大型化に必要とされる、高精細なパターン開孔を有するメタルマスクを提供することができる。
以下に本発明を詳しく説明する。
【００１４】
先ず、本発明のメタルマスクの構造について、一例を記して説明する。
図１は、本発明のメタルマスクの一例を示す概略図である。本発明のメタルマスクは図１に示す薄い開孔形成層（１）と、比較的厚い支持層（３）と、該開孔形成層（１）と支持層（３）を接合する接合層（２）とからなる積層材を、エッチングにより開孔形成層から支持層まで貫通する貫通孔を有する構造（図中では貫通孔を１つのみ示しているが、複数であっても構わない）をとる。なお、開孔形成層、接合層及び支持層は全て金属である。
この本発明のメタルマスクの断面構造において重要な特徴のひとつは、開孔形成層側開孔部（４−ａ）と、支持層側開孔部（４−ｂ）とが別々のレジストパターンでエッチングされており、双方の開孔幅が異なることである。
即ち、開孔形成層（１）内には開孔形成層側開孔部（４−ａ）の幅より小さい、貫通孔（４）内で最小の寸法の最小開孔部（４−ｃ）を設け、また、支持層（３）には比較的大きな開孔幅を持つ支持層側開孔部（４−ｂ）を設けている。
【００１５】
本発明の開孔形成層（１）は、開孔寸法を定めるものである。上述のように、本発明によるメタルマスクは、開孔形成層に最小開孔幅を有する孔を形成し、この最小開孔幅がメタルマスクの開孔寸法となる。
開孔形成層（１）の厚さは、開孔部をエッチングにより形成する際の平面方向への侵食を極力小さくするためになるべく薄い方がよく、少なくとも１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下に設定することにより、最小開孔部（４−ｃ）の開孔寸法精度を±数μｍに抑えることが可能である。
接合層（２）は、開孔形成層（１）と支持層（３）とを接合するバインダの役割を果たすと同時に、貫通開孔部（４）をエッチングにより形成する際に、該開孔形成層（１）側の開孔部（４−ａ）と支持層側開孔部（４−ｂ）とを別々にエッチングするためのバリアの役目も担っている。
【００１６】
支持層（３）は、薄い開孔形成層を支持する役割を担っている。また、支持層側開孔部（４−ｂ）は蒸着材粒子が貫通孔に入射する際の入口となる。本発明では開孔形成層と支持層を別々にエッチングすることが可能であるから、開孔形成層側の開孔幅に対して、支持層側の開孔幅を比較的大きくとることができる。
従って蒸着材粒子が貫通開孔部に入射する際の入口の幅を大きくすることが可能で、入口エッジ部分が蒸着の影になるのを防止することができる。
なお、支持層（３）の厚さは強度上厚い方が好ましいが、あまり厚くすると蒸着の際に貫通孔部（４）に影をつくり、蒸着膜厚の不均一さを生じる。従って最小開孔部（４−ｃ）と同程度かそれ以下の１００〜３０μｍ程度に設定するのが適当である。
【００１７】
そして、本発明における最も重要な特徴は、開孔形成層に形成される孔の断面において、孔の開孔幅が最小となる最小開孔部が、開孔形成層の孔の最深部すなわち、接合層に接する位置ではなく、開孔形成層内にあることである。
本願出願人が非特許文献１内で提案した三層構造のメタルマスクでは、最小開孔部は、開孔形成層の孔の最深部すなわち、接合層に接する位置に存在していた。これは、開孔形成層を該開孔形成層表面から接合層に向かって一方向にエッチングしていたことに起因しており、最小開孔部から孔の出口側すなわち開孔形成層表面までの距離は、開孔形成層の厚みに大きく依存するという問題があった。
【００１８】
これに対して、本発明では開孔形成層を表面側及び接合層側の両方からエッチング処理を行い、最小開孔部を開孔形成層内に移動させることにより、蒸着材粒子の廻り込みを抑えることが可能となり、結果として更に高精細なパターン成膜を可能とすることができる効果を奏するのである。
【００１９】
そして本発明のメタルマスクでは、積層材に形成された開孔断面のうち、開孔形成層（１）内に最小開孔部を持ち、その位置は開孔形成層表面側から厚み方向に５μｍ以内の距離にすると良い。
５μｍ以内の位置に最小開孔部を配することで、最小開孔部を通過した蒸着材粒子の廻り込みは非常にわずかとなり、より一層輪郭の明瞭なパターンを形成することができる。
【００２０】
上述した開孔形成層及び支持層を構成する金属の材料としては熱膨張による蒸着パターンずれ防止のため、熱膨張係数の小さい金属材料を用いることが望ましい。中でも、入手のし易さや、エッチング特性を考慮すると、例えばインバー合金、４２質量％Ｎｉ−Ｆｅ合金等のＦｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが特に望ましい。
また、ＣｒやＣｏを添加したスーパーインバー合金や、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金、ステンレスなどの適用も可能である。
なお、開孔形成層（１）と支持層（３）とを同じ材質とすると、開孔形成層と支持層とを同じエッチング液で処理することもできる。
【００２１】
本発明の接合層を構成する材料は、種々の素材の中から必要に応じて適宜選択する。例えば、上述のように開孔形成層及び支持層にＦｅ−Ｎｉ系合金とすると、Ｆｅ−Ｎｉ系合金と接着力が高く、しかもエッチング特性が異なるものが良いため、例えばＴｉ，Ｓｎ，Ａｇ等の金属や、これらを主成分とする合金を用いるのが良い。
そして、接合層の厚さはエッチングバリアとして必要な厚さを確保できればよく、１μｍ程度の厚みがあれば十分である。
なお、接合層による開孔形成層及び支持層の接合において、より接合力を高めるため、拡散熱処理を組合せても良い。この時には、拡散層が新たに形成されるが、本発明ではこの拡散層も接合層として定義する。
【００２２】
次に、本発明のメタルマスクの製造方法について説明する。
本発明のメタルマスクの開孔断面形状は、次の様な成形方法により得ることができる。図２を用いて説明する。
先ず、三層構造の積層材を用意する。この積層材は、開孔寸法を定める開孔形成層と、支持層と、前記開孔形成層と前記支持層とに挟み込まれ、前記開孔形成層及び支持層とはエッチング特性の異なる接合層とを具備するものである。
先ず始めに、開孔形成層（１）、接合層（２）、支持層（３）からなる積層材の、開孔形成層表面側と支持層表面側に、エッチングで開孔できるように開孔形成層側レジスト（１０）と、支持層側レジスト（１１）を形成する。（図２（ａ））
【００２３】
次に、開孔形成層表面側からエッチングにより接合層まで到達する開孔部を形成する。（図２（ｂ））
この時、使用するエッチング液に対して、開孔形成層と接合層とではエッチング特性が異なり、接合層はほとんど浸食されることがない。したがって、接合層はエッチングストッパとして機能し、厚さ方向にはそれ以上エッチングが進まない。
そして、前記の工程の後、前記開孔形成層に形成された開孔部の側面及びエッチングにより露出した接合層表面に、少なくとも接合層と開孔形成層のエッチング液の浸食を抑制する保護膜（１２）を塗布する。（図２（ｃ））
この時に、保護膜（１２）が開孔形成層に形成された開孔部内に充填する如く形成されていても構わない。
【００２４】
そして、前記開孔形成層に形成された開孔部に露出した接合層を挟んで対峙する位置の支持層表面側から、前記開孔形成層に形成された開孔部より大きい寸法の開孔部を、エッチングにより接合層まで到達するように形成する。（図２（ｄ））
ここで言う、前記開孔形成層に形成された開孔部に露出した接合層を挟んで対峙する位置の支持層表面とは、支持層表面から深さ方向にエッチングを行った場合、前記の開孔形成層に形成された開孔部に露出した接合層を包含可能な位置を言う。そして、開孔形成層に開孔した開孔部より大きい寸法の開孔部をエッチングによって形成する。このエッチングを接合層まで行うことで、支持層側の開孔部の断面形状をテーパー形状にする。
なお、本発明で言うテーパー形状とは、表面側開孔部の幅よりも接合層側開孔部の方が狭くなっていればテーパー形状と言う。
また、この支持層側の開孔では、前記の開孔形成層に形成された開孔部に露出した接合層を包含可能な位置となるように、支持層側のレジスト形成時に位置決めを正確に行うことが重要である。
【００２５】
次に、前記の工程の後、前記支持層側にエッチングにより露出した接合層を除去し、開孔形成層から支持層まで貫通する貫通孔を形成する。（図２（ｅ））
この時には、接合層を除去するエッチング液は、支持層及び開孔形成層とはエッチング特性が異なるため、接合層を選択的にエッチングすることが可能である。
【００２６】
そして、前記の工程により、前記接合層を除去した個所には、開孔形成層と前記保護膜（１２）の裏面が露出する。露出した開孔形成層を、支持層側から該支持層側の開孔部も含めてハーフエッチングする。（図２（ｆ））
ここでハーフエッチングとは、意図的にエッチングを中断することを言う。
本発明のメタルマスクでは、該工程において、開孔形成層を支持層側からエッチングしたことに重要な効果がある。すなわち、ここまでの工程において、接合層を除去した後の開孔形成層の露出面は、最小開孔部にあたる。この部位を支持層側からハーフエッチングすると、露出した開孔形成層が孔の出口側に向かってエッチングされ、該エッチングの進行とともに、最小開孔部の位置は孔の出口側に移動する。このハーフエッチングの条件を調整することで、貫通孔内の最小開孔部の位置を、接合層と接する位置より開孔形成層最表面までの間の任意の位置に調整することができる。
【００２７】
またこのとき、開孔形成層側の開孔部側面に形成した保護膜は、開孔形成層を支持層側からハーフエッチングする際に、開孔部側面を保護する役割を果たす。図２（ｃ）の工程を省略して保護膜を形成せず、該工程により開孔形成層を支持層側からエッチングしても、同様に最小開孔部を孔の出口側に移動させることができるが、開孔形成層側の開孔部側面が一様にエッチングされるので、その効果は小さくなり、さらに開孔形成層の開孔幅がエッチングにより大きく変化するため開孔寸法精度のばらつきを生じやすい。
【００２８】
なお、支持層と開孔形成層が同質の金属材料の場合、ハーフエッチングによって、支持層側の開孔幅が広がる場合がある。そのため、例えば、同質材料を支持層と開孔形成層とに用いた場合、例えば、何れか一方の層に用いる金属材料を、圧延によって結晶の配向性を変化させたものを用いたり、例えばエッチングスピードに影響を及ぼすＣ（炭素）等の含有量を変化させた金属材料を用いても良い。
【００２９】
なお、ハーフエッチングによって、開孔形成層を支持層側からエッチングを行い、開孔形成層表面側から５μｍ以内の位置に最小開孔部を位置させれば、高精度なパターン成膜が可能とすることができる効果をより確実に得ることが可能となる。そして、最後に全てのレジストを除去することで本発明のメタルマスクを得ることができる。（図２（ｇ））
【００３０】
なお、上述したメタルマスク用の三層積層材を製造する方法としては、接着剤にて２つの金属箔を貼り合わせる方法、大気中で複数の金属箔を圧着接合する方法、金属箔表面にメッキにより金属を成膜する方法、低圧雰囲気中で金属箔表面に活性化処理を行い複数の金属箔を圧着接合する方法、低圧雰囲気中で開孔形成層となる金属箔と、支持層となる金属箔の表面に接合層となる第３の素材を成膜して、圧着ロールにて接合する方法等がある。
何れかの方法を選択すれば良いが、低圧雰囲気中で開孔形成層となる金属箔と、支持層となる金属箔の表面に第３の素材を成膜して、圧着ロールにて接合する方法は生産性が高く、メッキよりも開孔形成層（１）の面粗度がよいので、メタルマスク用積層板の製造方法として適している。この場合の構造は、金属箔／蒸着層／金属箔の構造となる。
【００３１】
保護膜（１２）の材質としては、少なくとも接合層と開孔形成層のエッチング液によって浸食を抑制できるものを選べばよいが、金属の膜では成膜装置が大がかりとなり、また除去する際にはメタルマスクを構成する金属材料を浸食しない薬品を選ぶ必要がある。一方、レジスト材などの樹脂の膜を選択すれば、成膜が容易であり、また除去する際には、開孔形成層表面、および支持層表面に形成したレジスト膜も含め一度の工程で処理できるという利点がある。
【００３２】
【実施例】
以下に本発明を実施例及び図面に基づいて詳細に説明する。
開孔形成層及び支持層には、同一の化学組成を有する質量％で４２％のＮｉを含み残部は実質的にＦｅでなる４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金を使用した。この４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金は、真空溶解、鍛造により作製し、厚さ２ｍｍになるように熱間圧延した。更に、この材料を冷間圧延、中間焼鈍を数回施し、開孔形成層として厚さ１０μｍ、支持層として厚さ４０μｍの二種類の厚みの金属箔を作製した。
上記の素材を用いて、４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金とはエッチング特性の異なるＴｉを接合層として積層金属材を作製した。積層金属材を製造する方法としては、低圧雰囲気中で開孔形成層と、支持層それぞれ異なる巻き出しリールから巻き出して、接合する表面に純Ｔｉを蒸着した後、圧着ロールにて接合する方法を採用した。
【００３３】
更に該積層材を用いて、選択エッチングにより開孔部を形成し、メタルマスクを作製した。メタルマスクのエッチング方法について図２を用いて説明する。本発明のメタルマスクの作製方法は下記の手順による。
先ず始めに、開孔形成層（１）、接合層（２）、支持層（３）の積層材の開孔形成層表面側と支持層表面側に、エッチングで開孔できるように開孔形成層側レジスト（１０）と、支持層側レジスト（１１）を形成した。（図２（ａ））
【００３４】
次に、開孔形成層をエッチングにより接合層まで到達する開孔部を形成した。（図２（ｂ））
そして、前記の工程の後、前記開孔形成層に形成された開孔部の側面及びエッチングにより露出した接合層表面に保護膜（１２）を塗布した。（図２（ｃ））保護膜の材質には液体レジストを使用し、全面を露光硬化して保護膜とした。
そして、前記開孔形成層に形成された開孔部に露出した接合層を挟んで対峙する位置の支持層表面から、前記開孔形成層に形成された開孔部より大きい寸法の開孔部を、エッチングにより接合層まで到達するように形成した。（図２（ｄ））
次に、前記の工程の後、前記支持層側にエッチングにより露出した接合層を除去し、開孔形成層から支持層まで貫通する貫通孔を形成した。（図２（ｅ））
そして、前記の工程により、前記接合層を除去した個所に露出した開孔形成層をハーフエッチングし、該エッチングの進行を調整することにより、最小開孔部の位置を孔の出口側に移動せしめた。（図２（ｆ））
そして、最後に全てのレジストおよび保護膜を除去することで本発明のメタルマスクを得た。（図２（ｇ））
【００３５】
上述の方法により作成したメタルマスクの拡大した開孔断面形状を図１に示す。
開孔形成層（１）に形成された開孔部（４−ａ）内には、最小開孔部（４−ｃ）が形成され、当該最小開孔部（４−ｃ）の開孔形成層表面側からの距離（５）は３μｍ程度であり、メタルマスクに形成された貫通孔の最小開孔部が開孔形成層内にあることを確認した。
なお、距離の測定と断面形状の確認は、作製したメタルマスクから試験片を切出し、断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察／測定を行った。
【００３６】
次に、比較のために、次に示す方法で比較材１，及び２のメタルマスクを作製し、開孔断面形状の評価を行った。
比較材１は、本発明と同一素材からなる三層積層金属材を用いて、
開孔形成層（１）、接合層（２）、支持層（３）の積層材の開孔形成層表面と支持層表面に、エッチングで開孔できるように開孔形成層側レジスト（１０）と、支持層側レジスト（１１）を形成する。（図２（ａ）と同様）
【００３７】
次に、開孔形成層をエッチングにより接合層まで到達する開孔部を形成する。（図２（ｂ）と同様）
この後、開孔形成層側にレジストを塗布せず、次の工程に移った。
前記開孔形成層に形成された開孔部に露出した接合層を挟んで対峙する位置の支持層表面から、エッチングにより前記開孔形成層に形成された開孔部より大きい寸法の開孔部を、接合層まで到達するように形成した。
次に、前記支持層側にエッチングにより露出した接合層を除去して貫通孔を形成し、支持層及び開孔形成層表面に残存するレジストを除去してメタルマスクとした。
この比較材１の工程は、非特許文献１で示す工程と同様であり、接合層と接していた開孔形成層の最深部が最小開孔部となっていた。
【００３８】
更に、比較材２として従来の単一金属でなる厚み５０μｍの４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金箔材を両面エッチングしてなるメタルマスクも作製した。
作製したメタルマスクの開孔断面形状を走査型電子顕微鏡で観察し、開孔形成層表面から最小開孔部までの距離を測定した。この結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
表１に示すように比較材１及び２のメタルマスクでは、開孔形成層表面側から最小開孔部までの距離は１０μｍ以上であり、蒸着の際の影の影響が大きい事が分かる。
対して本発明例のメタルマスクでは当該距離が３μｍと、極めて基板に近い位置に最小開孔部が存在することから、影の影響が小さく、蒸着によって形成されるパターンの輪郭をより明瞭にすることが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によればメタルマスクを用いた蒸着パターンを形成する際に、輪郭の明瞭なパターンを形成することができ、例えば、文字や図形などのデジタル表示に適したディスプレイを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のメタルマスクの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明のメタルマスク製造工程を模式的に説明するための断面図である。
【符号の説明】
１．開孔形成層、２．接合層、３．支持層、４．貫通孔、４−ａ．開孔形成層側開孔部、４−ｂ．支持層側開孔部、４−ｃ．最小開孔部、５．最小開孔部の開孔形成層表面からの距離、１０．開孔形成層側レジスト、１１．支持層側レジスト、１２．保護膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal mask capable of forming a high-definition pattern as a metal mask used for vapor deposition of a semiconductor device, an organic EL display, and the like, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
For example, in a manufacturing process for forming a high-definition pattern on a substrate such as a full-color organic EL display, forming a high-definition pattern with a clear outline is one of the important factors in quality.
Usually, a metal mask having an opening in a metal plate is used for selectively depositing vapor deposition material particles on a substrate to form a high-definition pattern. The apertures provided in the metal mask correspond to the high-definition pattern, and a metal mask is provided at the lower part of the substrate, and vapor deposition is performed from below, so that only vapor deposition material particles that have passed through the apertures are provided. Reaches the substrate to form a high-definition pattern.
[0003]
One of the factors that greatly affects the clarity of the contour of the pattern is the cross-sectional shape of the opening of the metal mask. That is, in order to uniformly deposit the deposition material particles on the surface of the substrate exposed to the opening, the projections of the side wall portion of the opening cross section are suppressed so as not to form a shadow of the evaporation on the surface of the exposed substrate, It is important that the tapered shape is such that it becomes narrower uniformly toward the outlet of the opening.
Here, the exit side of the opening refers to the side of the through-hole formed in the metal mask that faces the substrate during vapor deposition. On the other hand, the side facing the evaporation source on the back side is called the entrance side of the hole.
In addition, since the vapor deposition material particles radiate radially from the vapor deposition source, the angle of incidence of the vapor deposition material particles on the aperture becomes smaller as the aperture is farther from the vapor deposition source, and the influence of the shielding at the entrance of the pore is greater. Become. Therefore, it is important to make the entrance of the opening of the metal mask as wide as possible.
[0004]
In order to reduce the influence of such shadows of vapor deposition and improve the dimensional accuracy of the opening, it is common to form a single metal plate with double-sided etching in a metal mask manufactured by etching. It is a target. This is a method in which resist patterns having different opening widths are formed on the front and back surfaces of a metal plate, and etching is performed separately from both sides.
[0005]
For example, a resist pattern having a desired opening width is formed on the surface side for defining the opening size, and a resist pattern having a relatively wide opening width is formed on the back surface side. Then, etching is performed sequentially from both sides to form through holes.
With this method, the entrance side of the opening can be opened relatively widely rather than the opening formed by etching from only one side, and the influence of the shadow at the entrance can be reduced.
However, in the double-sided etching, the portion where the hole has penetrated by etching from both sides of the metal plate forms the smallest opening width in the opening cross section. For this reason, if the difference between the opening widths on both sides is increased to eliminate the influence of shadows, if the etching rates in the two directions, the thickness direction of the metal plate and the direction parallel to the metal plate, are not accurately controlled, the penetration will occur. The position varies in the thickness direction, and the accuracy of the opening size is deteriorated. The etching rate is affected by many factors such as the temperature and concentration of the etching solution, the strength of the shower, the crystal orientation of the material, and the like, and therefore, the opening size tends to vary in double-sided etching using a single metal plate.
[0006]
As means for solving such a problem, an aperture forming layer that determines the aperture size proposed by the applicant of the present application, a support layer, sandwiched between the aperture forming layer and the support layer, the aperture forming layer and There is a metal mask including a supporting layer and a bonding layer having different etching characteristics (for example, see Non-Patent Document 1).
This method is excellent in the following points.
(1) Since the etching can be performed separately without penetrating the opening forming layer and the supporting layer, the opening on the supporting layer side can be made relatively large, so that the influence of the shadow at the entrance of the opening is reduced. Can do things.
(2) Since the thickness of the hole forming layer is relatively small, the hole dimensional accuracy can be improved.
[0007]
[Non-patent document 1]
E Express January 15, 2003 Issue p. 53-57
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method described in Non-Patent Document 1, the cross section of the opening formed in the opening forming layer has a tapered shape opposite to the ideal shape described above.
Specifically, when forming an opening in the opening forming layer, the opening is formed from the surface of the opening forming layer to the bonding layer by etching. When forming an opening in the support layer, the opening is formed from the surface of the support layer to the bonding layer by etching, and the exposed bonding layer is removed by etching. The deepest part of the hole forming layer becomes the minimum opening part, and the opening width becomes wider from the minimum opening part toward the opening part on the surface of the support layer and the hole forming layer.
In addition, the minimum opening part referred to in the present invention refers to a place where the width of the hole is smallest in the through hole.
[0009]
Therefore, even in the metal mask proposed by the applicant of the present invention, since the cross section of the hole on the hole forming layer side is narrower toward the inlet side of the hole and widened toward the outlet side, the depth of the hole is slightly reduced. However, the evaporation material particles are wrapped to some extent, which causes the outline of the film formation pattern to be blurred.
An object of the present invention is to provide a metal mask having a layered structure including an aperture forming layer, a support layer, and a bonding layer proposed by the applicant of the present application, which is caused by the cross-sectional shape of the aperture on the aperture forming layer side. The present invention has been made in view of the problem of entrainment of vapor deposition material particles. For example, by providing a metal mask capable of forming a highly accurate pattern as a metal mask for vapor deposition of an organic EL display or the like, and a method of manufacturing the same. is there.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems.
That is, the present invention provides an aperture forming layer that determines the aperture size, a support layer, and a bonding layer sandwiched between the aperture forming layer and the support layer, wherein the aperture forming layer and the support layer have different etching characteristics. A metal mask having a through hole penetrating from the hole forming layer to the support layer, wherein a minimum opening of the through hole formed in the metal mask is in the hole forming layer. It is a characteristic metal mask.
Preferably, the minimum opening is a metal mask within 5 μm from the surface of the opening forming layer.
[0011]
The present invention is also a method for manufacturing a metal mask as described above,
(1) a step of forming an opening reaching the bonding layer by etching the opening forming layer;
(2) After the step (1), at least the side surfaces of the holes formed in the hole forming layer and the surface of the bonding layer exposed by etching are eroded by the etching solution of at least the bonding layer and the hole forming layer. Forming a protective film to suppress,
(3) An opening having a size larger than the opening formed in the hole forming layer is viewed from the support layer surface side at a position facing the bonding layer exposed to the opening formed in the hole forming layer. Forming a hole up to the bonding layer by etching,
(4) after the step (3), a step of removing the bonding layer exposed by etching on the support layer side to form a through hole penetrating from the hole formation layer to the support layer;
(5) In the step (4), the hole forming layer exposed at the location where the bonding layer has been removed is half-etched, and a portion of the hole formed in the hole forming layer that is in contact with the bonding layer is formed. A step of increasing the aperture size to bring the position of the minimum aperture portion closer to the surface of the aperture forming layer than the position in contact with the bonding layer,
(6) removing the protective film;
This is a method for manufacturing a metal mask having:
Preferably, in the method for manufacturing a metal mask, the minimum opening is within 5 μm from the surface of the opening forming layer.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present inventor proposes a metal mask having a laminated structure including an aperture forming layer, a support layer, and a bonding layer according to the proposal of the present applicant. In order to minimize the wraparound, a study was made to make the cross-sectional shape of the hole on the side of the hole forming layer closer to a tapered shape that narrows uniformly toward the outlet side of the hole.
As a result, it is possible to remove or reduce the portion that is shadowed by evaporation by positioning the smallest hole that was conventionally the deepest part of the hole forming layer that is in contact with the bonding layer in the hole forming layer. It was found that it is possible to further approximate the ideal cross-sectional shape of the opening.
[0013]
By using a metal mask having the minimum opening portion located in the opening forming layer, it is possible to minimize the wraparound of the vapor deposition material particles, and to form a film pattern with a clear outline more reliably. It was found.
According to the present invention, it is possible to provide a metal mask having high-definition pattern openings, which is required for high-definition and large-sized organic EL displays, for example.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0014]
First, the structure of the metal mask of the present invention will be described with an example.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the metal mask of the present invention. The metal mask of the present invention comprises a thin hole forming layer (1) shown in FIG. 1, a relatively thick support layer (3), and a bonding layer (1) for bonding the hole forming layer (1) and the support layer (3). 2) a structure having a through hole penetrating the laminated material formed from the above from the hole forming layer to the support layer by etching (only one through hole is shown in the drawing, but there may be more than one). Take. The hole forming layer, the bonding layer, and the support layer are all made of metal.
One of the important features in the cross-sectional structure of the metal mask of the present invention is that the opening portion (4-a) on the opening forming layer side and the opening portion (4-b) on the support layer side are formed of different resist patterns. Etching is performed, and the opening widths of both holes are different.
That is, the minimum opening portion (4-c) having the smallest size in the through hole (4), which is smaller than the width of the opening portion (4-a) on the opening forming layer side in the opening forming layer (1). The support layer (3) is provided with a support layer side opening (4-b) having a relatively large opening width.
[0015]
The aperture forming layer (1) of the present invention determines the aperture size. As described above, in the metal mask according to the present invention, a hole having a minimum opening width is formed in the opening forming layer, and this minimum opening width is the opening size of the metal mask.
The thickness of the aperture forming layer (1) is preferably as thin as possible to minimize erosion in the planar direction when the aperture is formed by etching, and is set to at least 15 μm or less, preferably 10 μm or less. This makes it possible to suppress the dimensional accuracy of the opening of the minimum opening (4-c) to ± several μm.
The bonding layer (2) serves as a binder for bonding the hole forming layer (1) and the support layer (3), and simultaneously forms the through holes (4) when forming the through holes (4) by etching. The openings (4-a) on the formation layer (1) side and the openings (4-b) on the support layer side also serve as barriers for separately etching.
[0016]
The support layer (3) has a role of supporting the thin hole forming layer. The support layer side opening (4-b) serves as an entrance when the vapor deposition material particles enter the through-hole. In the present invention, since the hole forming layer and the support layer can be separately etched, the hole width on the support layer side can be relatively large with respect to the hole width on the hole forming layer side. .
Therefore, it is possible to increase the width of the entrance when the vapor deposition material particles enter the through-hole portion, and it is possible to prevent the entrance edge portion from being shadowed by vapor deposition.
The thickness of the support layer (3) is preferably thicker in terms of strength. However, if the thickness is too large, a shadow is formed on the through hole (4) at the time of vapor deposition, resulting in non-uniform deposition film thickness. Therefore, it is appropriate to set the thickness to about 100 to 30 μm which is equal to or smaller than the minimum opening (4-c).
[0017]
The most important feature of the present invention is that, in the cross section of the hole formed in the hole forming layer, the minimum opening where the hole width is the smallest is the deepest part of the hole in the hole forming layer, that is, It is not in the position in contact with the bonding layer but in the hole forming layer.
In the metal mask having a three-layer structure proposed in the non-patent document 1 by the present applicant, the minimum opening part exists at the deepest part of the hole in the hole forming layer, that is, at the position in contact with the bonding layer. This is due to the fact that the opening forming layer was etched in one direction from the surface of the opening forming layer toward the bonding layer, and from the smallest opening to the exit side of the hole, that is, from the surface of the opening forming layer. Has a problem that the distance greatly depends on the thickness of the hole forming layer.
[0018]
On the other hand, in the present invention, the opening forming layer is etched from both the surface side and the bonding layer side, and the minimum opening portion is moved into the opening forming layer, so that the evaporation material particles are wrapped around. As a result, the effect of enabling a higher-definition pattern film to be formed is obtained.
[0019]
In the metal mask of the present invention, of the cross-sections of the openings formed in the laminated material, the opening has a minimum opening in the opening forming layer (1), and its position is 5 μm in the thickness direction from the surface of the opening forming layer. It is good to be within the distance.
By arranging the minimum aperture portion within a position of 5 μm or less, the wraparound of the vapor deposition material particles passing through the minimum aperture portion becomes very small, and a pattern with a clearer contour can be formed.
[0020]
It is desirable to use a metal material having a small coefficient of thermal expansion as a material of the metal forming the hole forming layer and the support layer in order to prevent a deposition pattern from shifting due to thermal expansion. Among them, considering availability and etching characteristics, it is particularly desirable to use an Fe—Ni alloy such as an Invar alloy or a 42 mass% Ni—Fe alloy.
In addition, superinvar alloys to which Cr or Co is added, Fe-Ni-Cr alloys, stainless steel, and the like are also applicable.
If the hole forming layer (1) and the support layer (3) are made of the same material, the hole forming layer and the support layer can be treated with the same etchant.
[0021]
The material constituting the bonding layer of the present invention is appropriately selected from various materials as needed. For example, when an Fe-Ni-based alloy is used for the hole forming layer and the support layer as described above, a material having a high adhesive strength to the Fe-Ni-based alloy and having a different etching property is preferable. For example, Ti, Sn, Ag, etc. It is preferable to use metals or alloys containing these as main components.
The thickness of the bonding layer only needs to be able to secure a thickness required as an etching barrier, and a thickness of about 1 μm is sufficient.
In addition, in bonding the hole forming layer and the support layer by the bonding layer, a diffusion heat treatment may be combined to further increase the bonding force. At this time, a diffusion layer is newly formed. In the present invention, this diffusion layer is also defined as a bonding layer.
[0022]
Next, a method for manufacturing a metal mask of the present invention will be described.
The cross-sectional shape of the opening of the metal mask of the present invention can be obtained by the following forming method. This will be described with reference to FIG.
First, a laminated material having a three-layer structure is prepared. The laminated material is sandwiched between the opening forming layer that determines the opening size, the support layer, and the opening forming layer and the supporting layer, and the bonding layer having different etching characteristics from the opening forming layer and the supporting layer. Is provided.
First, the laminated material composed of the hole forming layer (1), the bonding layer (2) and the support layer (3) is opened on the surface of the hole forming layer and the surface of the support layer so that holes can be formed by etching. A hole forming layer side resist (10) and a support layer side resist (11) are formed. (FIG. 2 (a))
[0023]
Next, an opening is formed from the surface of the opening forming layer to the bonding layer by etching. (FIG. 2 (b))
At this time, the etching characteristics are different between the opening forming layer and the bonding layer with respect to the etchant used, and the bonding layer is hardly eroded. Therefore, the bonding layer functions as an etching stopper, and the etching does not proceed further in the thickness direction.
After the step, the protective film for suppressing the erosion of the etchant of at least the bonding layer and the hole forming layer is formed on the side surface of the hole formed in the hole forming layer and the surface of the bonding layer exposed by etching. (12) is applied. (Fig. 2 (c))
At this time, the protective film (12) may be formed so as to fill the opening formed in the hole forming layer.
[0024]
Then, a hole having a size larger than that of the hole formed in the hole forming layer is formed from the surface of the support layer opposite to the bonding layer exposed to the hole formed in the hole forming layer. The part is formed so as to reach the bonding layer by etching. (Fig. 2 (d))
Here, the support layer surface at a position opposed to the bonding layer exposed in the opening formed in the hole formation layer, and the etching direction in the depth direction from the support layer surface, the above-mentioned, It refers to a position that can include the bonding layer exposed in the opening formed in the opening forming layer. Then, an opening having a size larger than that of the opening formed in the opening forming layer is formed by etching. By performing this etching up to the bonding layer, the cross-sectional shape of the opening on the support layer side is tapered.
In addition, the tapered shape referred to in the present invention is a tapered shape if the opening portion on the bonding layer side is narrower than the width of the opening portion on the surface side.
In addition, in the opening on the support layer side, the positioning is accurately performed at the time of forming the resist on the support layer side so as to be at a position that can include the bonding layer exposed in the opening formed in the opening forming layer. It is important to do.
[0025]
Next, after the above step, the bonding layer exposed by etching on the support layer side is removed to form a through hole penetrating from the hole forming layer to the support layer. (FIG. 2 (e))
At this time, since the etching solution for removing the bonding layer has different etching characteristics from those of the support layer and the hole formation layer, it is possible to selectively etch the bonding layer.
[0026]
Then, the back surface of the hole forming layer and the back surface of the protective film (12) are exposed where the bonding layer has been removed by the above process. The exposed hole forming layer is half-etched from the support layer side to the hole including the hole on the support layer side. (FIG. 2 (f))
Here, half etching refers to intentionally interrupting etching.
In the metal mask of the present invention, an important effect is obtained by etching the hole forming layer from the support layer side in the step. That is, in the steps up to this point, the exposed surface of the hole forming layer after removing the bonding layer corresponds to the minimum hole. When this portion is half-etched from the support layer side, the exposed hole forming layer is etched toward the hole exit side, and as the etching proceeds, the position of the minimum hole moves to the hole exit side. By adjusting the condition of the half etching, the position of the minimum opening in the through hole can be adjusted to an arbitrary position from the position in contact with the bonding layer to the outermost surface of the opening forming layer.
[0027]
At this time, the protective film formed on the side surface of the opening portion on the side of the opening forming layer plays a role of protecting the side surface of the opening portion when the hole forming layer is half-etched from the support layer side. Even if the hole forming layer is etched from the support layer side in this step without forming the protective film by omitting the step of FIG. 2 (c), the minimum hole is similarly moved to the hole outlet side. However, since the side surface of the opening portion on the side of the opening forming layer is uniformly etched, the effect is reduced. Further, since the opening width of the opening forming layer is greatly changed by etching, the accuracy of the opening dimensional accuracy is reduced. Variation is likely to occur.
[0028]
When the support layer and the hole forming layer are made of the same metal material, the opening width on the support layer side may be increased by half etching. Therefore, for example, when the same material is used for the support layer and the hole formation layer, for example, a metal material used for one of the layers, a material whose crystal orientation is changed by rolling, or, for example, etching is used. A metal material in which the content of C (carbon) or the like that affects speed is changed may be used.
[0029]
In addition, if the hole forming layer is etched from the support layer side by half-etching and the minimum hole portion is located within 5 μm from the surface of the hole forming layer, highly accurate pattern film formation is possible. The effect that can be obtained can be obtained more reliably. Finally, the metal mask of the present invention can be obtained by removing all the resist. (Fig. 2 (g))
[0030]
In addition, as a method of manufacturing the above-described three-layer laminated material for a metal mask, a method of bonding two metal foils with an adhesive, a method of bonding a plurality of metal foils in the air, and a method of plating a metal foil surface A method of activating a metal foil surface in a low-pressure atmosphere and bonding a plurality of metal foils by pressure, a metal foil serving as an aperture forming layer and a metal serving as a support layer in a low-pressure atmosphere There is a method in which a third material to be a bonding layer is formed on the surface of the foil and bonded by a pressure roll.
Any method may be selected, but a third material is formed on the surface of the metal foil to be the opening forming layer and the surface of the metal foil to be the support layer in a low-pressure atmosphere, and joined by a pressure roll. Since the method has high productivity and the surface roughness of the hole forming layer (1) is better than that of plating, it is suitable as a method for manufacturing a laminate for a metal mask. The structure in this case is a structure of metal foil / deposition layer / metal foil.
[0031]
As the material of the protective film (12), a material that can suppress erosion by at least the etchant of the bonding layer and the hole forming layer may be selected. It is necessary to select a chemical that does not corrode the metal material constituting the metal mask. On the other hand, if a resin film such as a resist material is selected, it is easy to form a film, and when it is removed, processing is performed in a single step including the resist film formed on the surface of the hole forming layer and the surface of the support layer. There is an advantage that you can.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings.
For the hole forming layer and the support layer, a 42% Ni-Fe alloy having the same chemical composition and containing 42% by mass of Ni and the balance being substantially Fe was used. This 42% Ni-Fe alloy was produced by vacuum melting and forging, and hot-rolled to a thickness of 2 mm. Further, this material was subjected to cold rolling and intermediate annealing several times to produce two kinds of metal foils having a thickness of 10 μm as a hole forming layer and a thickness of 40 μm as a support layer.
Using the above materials, a laminated metal material was produced using Ti having a different etching characteristic from that of the 42% Ni-Fe alloy as a bonding layer. As a method of manufacturing a laminated metal material, a method of unwinding a hole forming layer and a support layer from different unwinding reels in a low-pressure atmosphere, depositing pure Ti on a surface to be joined, and joining with a pressure roll. It was adopted.
[0033]
Further, using the laminated material, an opening was formed by selective etching to prepare a metal mask. A method for etching a metal mask will be described with reference to FIG. The method for manufacturing the metal mask of the present invention is as follows.
First, a hole is formed on the surface of the hole forming layer and the surface of the supporting layer of the laminated material of the hole forming layer (1), the bonding layer (2), and the support layer (3) so that holes can be formed by etching. A layer side resist (10) and a support layer side resist (11) were formed. (FIG. 2 (a))
[0034]
Next, an opening portion reaching the bonding layer was formed by etching the opening forming layer. (FIG. 2 (b))
After the above step, a protective film (12) was applied to the side surface of the opening formed in the opening forming layer and the surface of the bonding layer exposed by etching. (FIG. 2C) A liquid resist was used as the material of the protective film, and the entire surface was exposed and cured to form a protective film.
An opening portion having a size larger than that of the opening portion formed in the hole forming layer is provided from the surface of the support layer opposite to the bonding layer exposed to the opening portion formed in the opening forming layer. Was formed so as to reach the bonding layer by etching. (Fig. 2 (d))
Next, after the above step, the bonding layer exposed by etching on the support layer side was removed, and a through hole penetrating from the hole forming layer to the support layer was formed. (FIG. 2 (e))
Then, the hole forming layer exposed at the place where the bonding layer is removed is half-etched by the above-mentioned step, and the position of the minimum hole is moved to the outlet side of the hole by adjusting the progress of the etching. Was. (FIG. 2 (f))
And finally, the metal mask of the present invention was obtained by removing all the resist and the protective film. (Fig. 2 (g))
[0035]
FIG. 1 shows an enlarged cross-sectional shape of the opening of the metal mask formed by the above-described method.
In the opening (4-a) formed in the opening forming layer (1), a minimum opening (4-c) is formed, and the opening of the minimum opening (4-c) is formed. The distance (5) from the layer surface side was about 3 μm, and it was confirmed that the minimum opening of the through hole formed in the metal mask was in the hole forming layer.
For the measurement of the distance and the confirmation of the cross-sectional shape, a test piece was cut out from the produced metal mask, and the cross section was observed / measured using a scanning electron microscope.
[0036]
Next, for comparison, metal masks of comparative materials 1 and 2 were prepared by the following method, and the cross-sectional shape of the opening was evaluated.
Comparative material 1 is a three-layer laminated metal material made of the same material as the present invention,
An opening forming layer side resist (10) so that openings can be formed on the opening forming layer surface and the supporting layer surface of the laminated material of the opening forming layer (1), the bonding layer (2), and the support layer (3) by etching. Then, a support layer side resist (11) is formed. (Same as FIG. 2 (a))
[0037]
Next, an opening portion that reaches the bonding layer is formed by etching the opening forming layer. (Same as FIG. 2 (b))
Thereafter, the resist was not applied to the hole forming layer side, and the process was moved to the next step.
An opening having a size larger than that of the opening formed in the hole forming layer by etching from a surface of the support layer at a position facing the bonding layer exposed to the opening formed in the hole forming layer. Was formed so as to reach the bonding layer.
Next, the bonding layer exposed by etching on the support layer side was removed to form a through hole, and the resist remaining on the surface of the support layer and the opening forming layer was removed to obtain a metal mask.
The process of the comparative material 1 was the same as the process described in Non-Patent Document 1, and the deepest portion of the hole forming layer in contact with the bonding layer was the minimum hole.
[0038]
Further, as Comparative Material 2, a metal mask formed by etching both sides of a conventional 50% thick 42% Ni—Fe alloy foil material made of a single metal was also manufactured.
The cross section of the opening of the prepared metal mask was observed with a scanning electron microscope, and the distance from the surface of the opening forming layer to the minimum opening was measured. Table 1 shows the results.
[0039]
[Table 1]
As shown in Table 1, in the metal masks of Comparative Materials 1 and 2, the distance from the surface of the hole forming layer to the minimum hole was 10 μm or more, and it was found that the influence of the shadow upon vapor deposition was large.
On the other hand, in the metal mask of the present invention, the distance is 3 μm, and since the minimum opening exists at a position very close to the substrate, the influence of the shadow is small and the contour of the pattern formed by vapor deposition is made clearer. It is possible.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, when forming a vapor deposition pattern using a metal mask, a pattern with a clear outline can be formed, and for example, a display suitable for digital display of characters, figures, and the like can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of a metal mask of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for schematically explaining a metal mask manufacturing process of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. 1. aperture forming layer; 2. bonding layer; 3. support layer; Through-hole, 4-a. An opening forming layer side opening, 4-b. Support layer side opening, 4-c. 4. minimum aperture; 9. distance of minimum aperture from surface of
Claims (4)
（１） 開孔形成層をエッチングにより接合層まで到達する開孔部を形成する工程、
（２） 前記（１）の工程の後、前記開孔形成層に形成された開孔部の側面及びエッチングにより露出した接合層表面に、少なくとも接合層と開孔形成層のエッチング液によって浸食を抑制する保護膜を形成する工程、
（３） 前記開孔形成層に形成された開孔部に露出した接合層を挟んで対峙する位置の支持層表面側から、前記開孔形成層に形成された開孔部より大きい寸法の開孔部を、エッチングにより接合層まで形成する工程、
（４） 前記（３）の工程の後、前記支持層側にエッチングにより露出した接合層を除去し、開孔形成層から支持層まで貫通する貫通孔を形成する工程、
（５） 前記（４）の工程により、前記接合層を除去した個所に露出した開孔形成層をハーフエッチングし、開孔形成層に形成された開孔部のうち、接合層に接する部分の開孔寸法を広げることにより、最小開孔部の位置を、接合層と接する位置より開孔形成層表面側方向に近づける工程、
（６） 前記保護膜を除去する工程、
を有することを特徴とするメタルマスクの製造方法。An opening forming layer that determines the opening size, a support layer, a bonding layer that is sandwiched between the opening forming layer and the supporting layer, and has a different etching characteristic from the opening forming layer and the supporting layer, A method for manufacturing a metal mask having a plurality of through holes penetrating from the hole forming layer to the support layer,
(1) a step of forming an opening reaching the bonding layer by etching the opening forming layer;
(2) After the step (1), at least the side surfaces of the holes formed in the hole forming layer and the surface of the bonding layer exposed by etching are eroded by the etching solution of at least the bonding layer and the hole forming layer. Forming a protective film to suppress,
(3) An opening having a size larger than the opening formed in the hole forming layer is viewed from the support layer surface side at a position facing the bonding layer exposed to the opening formed in the hole forming layer. Forming a hole up to the bonding layer by etching,
(4) after the step (3), a step of removing the bonding layer exposed by etching on the support layer side to form a through hole penetrating from the hole formation layer to the support layer;
(5) In the step (4), the hole forming layer exposed at the location where the bonding layer has been removed is half-etched, and a portion of the hole formed in the hole forming layer that is in contact with the bonding layer is formed. A step of increasing the aperture size to bring the position of the minimum aperture portion closer to the surface of the aperture forming layer than the position in contact with the bonding layer,
(6) removing the protective film;
A method for manufacturing a metal mask, comprising:
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