JP2014122384A - 蒸着マスクの製造方法及び蒸着マスク - Google Patents

Abstract

【課題】磁性金属部材の周縁部に発生するクラックの伝播を防止する。
【解決手段】樹脂製のフィルムの一面に、複数の第１貫通孔、及び該複数の第１貫通孔を内包する蒸着領域の外側の領域に、前記フィルムの周縁部に沿って周回する第２貫通孔を有する磁性金属部材をめっき形成するステップＳ１と、前記第２貫通孔の形成位置よりも一定寸法だけ内側の前記磁性金属部材及び前記フィルム部分を切断して外周部を除去し、マスク用部材を形成するステップＳ２と、前記第１貫通孔を内包する大きさの開口を有する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、前記フレームの一端面に前記磁性金属部材の周縁領域を接合するステップＳ３と、前記複数の第１貫通孔内の予め定められた位置にレーザ光を照射して、前記第１貫通孔内の前記フィルム部分に貫通する開口パターンを形成するステップＳ４と、を含むものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製のフィルムの一面に磁性金属部材をめっき形成する複合型の蒸着マスクの製造方法に関し、特に磁性金属部材の周縁部に発生するクラックの伝播を防止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、複数の貫通開口を有する第１レジストパターンを金属板上に形成し、上記第１レジストパターンの貫通開口を介してエッチング処理を行なって上記金属板に貫通する複数の開口パターンを形成した後、上記第１レジストパターンを除去し、上記複数の開口パターンの各々の周りの所定幅の金属縁部を各々が露出せしめる複数の第２貫通開口を有する第２レジストパターンを上記金属板上に形成し、上記第２レジストパターンの第２貫通開口を介してエッチング処理を行なって上記複数の貫通開口の各々の周りのマスク本体部と該マスク本体部の周囲に位置するマスク本体部の厚さより大なる厚さを有する周縁部とを形成した後、上記第２レジストパターンを除去するものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２３７０７２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、金属板をエッチング処理して該金属板に貫通する複数の開口パターンを形成しているので、高精細な開口パターンを精度よく形成することができなかった。特に、一辺の長さが数１０ｃｍ以上の大面積の例えば有機ＥＬ表示パネル用の蒸着マスクの場合、エッチングむらの発生によりマスク全面の開口パターンを均一に形成することができなかった。

そこで、出願人は、基板に蒸着される薄膜パターンに対応して該薄膜パターンと形状寸法の同じ開口パターンを形成した樹脂製のフィルムと、開口パターンを内包する貫通孔を形成した薄板状の磁性金属部材とを密接させた構造の複合型の蒸着マスクを提案している。

上記複合型の蒸着マスクは、厚みが１０μｍ〜３０μｍ程度の薄い樹脂製フィルムに開口パターンをレーザ加工して形成するものであり、高精細な開口パターンを精度よく形成することができると共に、上述のような大面積の蒸着マスクもマスク全面に亘って均一に開口パターンを形成することができるという特長を有している。

この場合、上記磁性金属部材は、上記フィルムの一面に３０μｍ〜５０μｍ程度の厚みにめっき形成されるものであり、基板の薄膜パターンが形成される領域に対応した磁性金属部材の中央領域は、磁性金属部材の厚みが許容範囲内で略一定であるが、周縁領域は厚みが厚くなる傾向がある。そのため、周縁部の残留応力が大きくなり、磁性金属部材にクラックが発生して、該クラックが磁性金属部材の上記中央領域まで伝播するおそれがあった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、磁性金属部材の周縁部に発生するクラックの伝播を防止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、樹脂製のフィルムの一面に、複数の第１貫通孔、及び該複数の第１貫通孔を内包する蒸着領域の外側の領域に、前記フィルムの周縁部に沿って周回する第２貫通孔を有する磁性金属部材をめっき形成する第１ステップと、前記第２貫通孔上又は該第２貫通孔の形成位置よりも一定寸法だけ内側の前記磁性金属部材及び前記フィルム部分を切断して外周部を除去し、マスク用部材を形成する第２ステップと、前記複数の第１貫通孔内の予め定められた位置にレーザ光を照射して、前記第１貫通孔内の前記フィルム部分に貫通する少なくとも一つの開口パターンを形成する第３ステップと、を含むものである。

また、第２の発明による蒸着マスクは、上記第１の発明の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、フィルムの一面にめっき形成される磁性金属部材が複数の第１貫通孔を内包する蒸着領域の外側の領域に、フィルムの周縁部に沿って周回する第２貫通孔を設けているため、磁性金属部材の周縁領域で発生したクラックが内側に向かって伝播するのを上記第２貫通孔により阻止することができる。したがって、フィルムの一面に磁性金属部材をめっきした複合型の蒸着マスクを安定して製造することができる。

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。 めっき形成された磁性金属部材を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す平面図、（ｃ）は（ｂ）のＯ−Ｏ線断面矢視図である。 樹脂製のフィルムの一面に磁性金属部材をめっき形成するステップを断面図で示す工程図である。 マスク用部材を枠状のフレームに接合するステップを断面図で示す工程図である。 フィルムをレーザ加工して開口パターンを形成するステップを断面図で示す説明図である。 本発明による方法で製造される蒸着マスクの変形例を示す平面図である。

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、樹脂製のフィルムの一面に磁性金属部材をめっき形成して複合型の蒸着マスクを製造する方法で、樹脂製のフィルムの一面に第１及び第２貫通孔を有する磁性金属部材をめっき形成するステップＳ１と、磁性金属部材及びフィルムの外周部を除去してマスク用部材を形成するステップＳ２と、マスク用部材を枠状のフレームに接合するステップＳ３と、第１貫通孔内のフィルム部分に貫通する開口パターンを形成するステップＳ４とを含んでいる。以下、各ステップについて詳細に説明する。

上記ステップＳ１は、図２に示すように、樹脂製のフィルム１の一面１ａに、複数の第１貫通孔２、及び該複数の第１貫通孔２を内包する蒸着領域の外側の領域（同図において二つの二点鎖線で挟まれた第２貫通孔形成領域３）に、フィルム１の周縁部に沿って周回する第２貫通孔４を有する磁性金属部材５をめっき形成する段階である。なお、図２において、符号６は第１及び第２貫通孔２，４と同時に形成されるアライメント用貫通孔を示し、符号７は隣接する第１貫通孔２を仕切るブリッヂである。

上記第２貫通孔４は、磁性金属部材５の周縁部に沿って少なくとも一列に連なった複数の孔であるとよい。この場合、磁性金属部材５の周縁部に沿った第２貫通孔４の長さは、適宜設定される。図２においては、第２貫通孔４が複数の細長状の孔を互い違いに三列に並べて形成したものである場合について示している。

ステップＳ１は、より詳細には、図３（ａ）に示すように、厚みが１０μｍ〜３０μｍ程度の、例えばポリイミド又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の可視光を透過する樹脂製フィルム１の一面１ａに良電導性の金属膜からなるシード層８を蒸着、スパッタリング又は無電解めっき等の公知の成膜技術により５０ｎｍ程度の厚みで形成する。この場合、フィルム１がポリイミドであるときには、シード層８としてニッケル等を使用するのがよい。銅はポリイミド内に拡散するため、ポリイミドに対するシード層８としては好ましくない。一方、フィルム１がＰＥＴの場合には、密着性の点からシード層８として銅等を使用するのが好ましい。以下の説明においては、フィルム１がポリイミドでシード層８がニッケルの場合について述べる。

なお、無電解めっきによりシード層８を形成するには、次のようにして行うのがよい。即ち、先ず、アルカリ系水溶液を用いてフィルム１の表面を脱脂する（脱脂工程）。次に、フィルム１の表面への触媒の吸着状態を向上させるために、クロム酸、硫酸等の酸系溶液を使用してフィルム１の表面をエッチングする（コンディショニング工程）。次いで、フィルム１を塩酸等にディップして表面のクロム酸、硫酸等を除去する（プリディップ工程）。続いて、フィルム１をＰｂ−Ｓｎ系触媒溶液に浸漬して表面にＰｂ−Ｓｎ化合物を形成する（キャタリスト工程）。さらに、硫酸又は塩酸等の溶液中でフィルム１の表面に形成されたＰｂ−Ｓｎ化合物から錫塩を溶解させ、酸化還元反応によりパラジウムを生成する（アクセレータ工程）。そして、上記フィルム１をＮｉ及びＰを含む溶液に浸漬してフィルム１表面にニッケルの膜を析出させる。このようにして、フィルム１の面にニッケルのシード層８を形成することができる（無電解めっき工程）。

次に、 図３（ｂ）に示すように、フィルム１の少なくともシード層８上に例えばポジ型のフォトレジストを３０μｍ程度の厚みに例えばスプレー塗布し、これを所定温度で所定時間乾燥する。次に、第１貫通孔２及び第２貫通孔４の形成位置に対応して該第１貫通孔２及び第２貫通孔４と形状寸法の同じ遮光部を設けたフォトマスクを上記フォトレジスト上に密着、又は一定の隙間を設けて対向配置する。次いで、フォトマスク上に紫外線を照射し、該紫外線により上記遮光部の外側領域に対応した部分のフォトレジストを露光する。その後、上記フィルム１を所定の現像液の例えばシャワー中を通過させてフォトレジストを現像し、上記第１貫通孔２及び第２貫通孔４に対応した部分に開口９を有するレジストマスク１０を形成する。なお、図３（ｂ）には、第１貫通孔２に対応した開口９のみを示している。

フォトレジストがネガ型である場合には、使用するフォトマスクは、第１及び第２貫通孔４の形成位置に対応して該第１及び第２貫通孔２，４と形状寸法が同じ開口部を設けたものである。

続いて、図３（ｃ）に示すように、上記レジストマスク１０を使用して第１及び第２貫通孔２，４に対応した開口９内のシード層８をエッチングして除去した後、同図（ｄ）に示すように、有機溶剤又は使用するレジストに専用の剥離剤を使用してレジストマスク１０を剥離する。

また、図３（ｅ）に示すように、シード層８を形成したフィルム１の一面１ａにレジストを塗布して乾燥した後、フォトマスクを使用して上記レジストを露光する。そして、レジストを現像して同図に示すように、上記第１及び第２貫通孔２，４に対応した位置に島パターン１１を形成する。なお、図３（ｅ）には、第１貫通孔２に対応した位置の島パターン１１のみを示している。

次に、フィルム１をめっき浴に浸漬して上記シード層８と、対向配置された電極との間で通電し、図３（ｆ）に示すように、上記島パターン１１の外側のシード層８上に磁性金属部材５として、例えばインバー合金を１０μｍ〜３０μｍの厚みに形成する。なお、磁性金属部材５は、インバー合金に限られず、インバー、ニッケル又はニッケル合金等であってもよい。その後、同図（ｇ）に示すように、有機溶剤又は上記レジストに専用の剥離剤を使用して島パターン１１を剥離する。これにより、図２に示すような、複数の第１貫通孔２、及び該複数の第１貫通孔２を内包する蒸着領域の外側の第２貫通孔形成領域３に、フィルム１の周縁部に沿って周回する第２貫通孔４を有する磁性金属部材５がフィルム１の一面１ａにめっき形成される。

この場合、図２（ｃ）に示すように、めっきにより形成される磁性金属部材５の縁部は、厚みが厚くなる傾向がある。特に、めっき形成されるインバー、インバー合金、又はニッケル等の硬度の高い材料の場合は、膜厚が厚くなると内部応力が大きくなり、クラックが発生し易くなる。発生したクラックは、磁性金属部材５の内側の蒸着領域まで伝播するおそれがある。

しかしながら、本発明においては、図２に示すように、磁性金属部材５の複数の第１貫通孔２を内包する蒸着領域の外側の第２貫通孔形成領域３に、磁性金属部材５の周縁部に沿って周回する第２貫通孔４を形成しているので、クラックの伝播は上記第２貫通孔４で止まり、蒸着領域まで伝播するのを防止することができる。

上記ステップＳ２は、図２（ａ）に破線を付して示すように、第２貫通孔４の形成位置よりも一定寸法だけ内側に入った磁性金属部材５及びフィルム１の部分を、例えばカッター又はレーザ加工により切断して外周部を除去し、マスク用部材１２（図４（ａ）参照）を形成する段階である。切断部分は、第２貫通孔４上であってもよい。

上記ステップＳ３は、図４に示すように、第１貫通孔２を内包する大きさの開口１３を有する枠状のフレーム１４の一端面１４ａにマスク用部材１２を張架して、フレーム１４の一端面１４ａにマスク用部材１２を接合する段階である。

より詳細には、先ず、図４（ａ）に示すように、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのエキシマレーザや、ＹＡＧレーザの第３高調波又は第４高調波を使用して、マスク用部材１２の周縁領域のフィルム１に波長が４００ｎｍ以下のレーザ光を照射し、フィルム１をアブレーションしてフィルム１の一部を除去する。又は、カッターを使用してフィルム１の一部を切除する。

続いて、図４（ｂ）に示すように、第１貫通孔２を内包する大きさの開口を有する枠状のフレーム１４の一端面１４ａにマスク用部材１２を、矢印Ａ方向にテンションをかけた状態で張架し、同図（ｃ）に示すように、磁性金属部材５の周縁領域とフレーム１４の一端面１４ａとをスポット溶接し、マスク用部材１２とフレーム１４とを接合する。

上記ステップＳ４は、図５に示すように、複数の第１貫通孔２内の予め定められた位置にレーザ光Ｌを照射して、第１貫通孔２内のフィルム１の部分に貫通する少なくとも一つの開口パターン１５を形成する段階である。

より詳細には、図５（ａ）に示すように、形成しようとする薄膜パターンの形成位置に対応して透明基板１６の一面１６ａに、開口パターン１５の形成目標となる基準パターン１７が予め設けられた基準基板１８を準備し、該基準基板１８の基準パターン１７を形成した面の反対面（透明基板の他面１６ｂ）にマスク用部材１２のフィルム１側を密着する。この場合、基準基板１８に予め設けられた図示省略の基板側アライメントマークがマスク用部材１２のアライメント用貫通孔６内に位置するように、基準基板１８とマスク用部材１２とのアライメントを実施した後で両者が密着される。

次に、図示省略の撮像カメラにより、上記フィルム１及び基準基板１８を透過して基準パターン１７を撮像し、該基準パターン１７の位置を検出した後、該位置にレーザ光Ｌの照射位置を位置付ける。そして、図５（ｂ）に示すように、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのエキシマレーザや、ＹＡＧレーザの第３高調波又は第４高調波の波長が４００ｎｍ以下のレーザ光Ｌを照射面積が開口パターン１５の面積に等しくなるように整形して照射し、フィルム１をアブレーションして除去する。これにより、上記基準パターン１７に対応したフィルム１の部分に貫通する開口パターン１５が形成される。

以降、同様にして、レーザ光Ｌとマスク用部材１２とを相対的に、マスク用部材１２のフィルム１の面に平行なＸＹ平面内を二次元方向にステップ移動させながら、上記基準パターン１７を狙ってレーザ光Ｌを照射し、図５（ｃ）に示すように複数の開口パターン１５を形成する。また、磁性金属部材５のアライメント用貫通孔６内に位置する基板側アライメントマークを狙ってマスク側アライメントマークと同じ形状寸法に整形されたレーザ光Ｌを照射し、フィルム１をレーザ加工してマスク側アライメントマーク２０（図６を参照）を形成する。このようにして、基板に蒸着される薄膜パターンに対応して該薄膜パターンと形状寸法の同じ複数の開口パターン１５を形成した樹脂製のフィルム１と、各開口パターン１５を一つずつ内包する複数の第１貫通孔２を形成した薄板状の磁性金属部材５とを密接させた構造の複合型の蒸着マスク１９が製造される。

図６は本発明の方法によって製造される複合型の蒸着マスク１９の変形例である。同図に示すように、磁性金属部材５に設けられた第１貫通孔２内に複数の開口パターン１５が形成されてもよい。なお、同図においては、フレーム１４は図示省略されている。

本発明の方法により製造される複合型の蒸着マスクは、例えば一辺の長さが数１０ｃｍ以上の大面積のマスクであっても、開口パターン１５をマスク全面に亘って均一に、且つ位置精度よく形成することができ、例えば大面積の有機ＥＬ表示パネルの有機ＥＬ層の蒸着に好適である。

なお、上記実施形態においては、マスク用部材１２をフレーム１４に接合するステップＳ３を含む場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ステップＳ３は省略してもよい。

１…フィルム
２…第１貫通孔
３…第２貫通孔形成領域
４…第２貫通孔
５…磁性金属部材
１２…マスク用部材
１３…フレームの開口
１４…フレーム
１４ａ…フレームの一端面
１９…蒸着マスク

Claims (5)

1. 樹脂製のフィルムの一面に、複数の第１貫通孔、及び該複数の第１貫通孔を内包する蒸着領域の外側の領域に、前記フィルムの周縁部に沿って周回する第２貫通孔を有する磁性金属部材をめっき形成する第１ステップと、
   前記第２貫通孔上又は該第２貫通孔の形成位置よりも一定寸法だけ内側の前記磁性金属部材及び前記フィルム部分を切断して外周部を除去し、マスク用部材を形成する第２ステップと、
   前記複数の第１貫通孔内の予め定められた位置にレーザ光を照射して、前記第１貫通孔内の前記フィルム部分に貫通する少なくとも一つの開口パターンを形成する第３ステップと、
   を含むことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
2. 前記第２貫通孔は、前記磁性金属部材の周縁部に沿って少なくとも一列に連なった複数の孔である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. 前記複数の孔は、互い違いに少なくとも二列に並んで形成されていることを特徴とする請求項２記載の蒸着マスクの製造方法。
4. 前記第２ステップと第３ステップとの間に、前記第１貫通孔を内包する大きさの開口を有する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、前記フレームの一端面に前記磁性金属部材の周縁領域を接合するステップを含む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. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法により製造される蒸着マスク。