JP2015140464A - 蒸着マスク装置及び熱バリア材 - Google Patents

Abstract

【課題】被蒸着板と蒸着マスクの貫通孔の配列との相対位置のずれを抑え、高精細なパターニングを行うことが可能な蒸着マスク装置を提供する。【解決手段】蒸着マスク装置１０は、蒸着源９４から昇華した蒸着材料９８を、所定のパターンで被蒸着板９２に付着させるために用いられる。蒸着マスク装置１０は、複数の貫通孔２５が形成された有孔領域２２を有するマスク部材２０と、マスク部材２０を支持するフレーム１５とを有する蒸着マスク１１と、蒸着マスク１１の蒸着源９４側に設けられ、マスク部材２０の有孔領域２２に対応するバリア開口４１を有する熱バリア材４０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着マスク装置及び熱バリア材に関し、とりわけ、蒸着マスクの熱膨張を抑制することができる蒸着マスク装置及び熱バリア材に関する。

所望のパターンで薄膜を形成する蒸着技術として、所望のパターンで配列された貫通孔を含む蒸着マスクを用いる技術が開発されている。例えば有機ＥＬ表示装置の製造工程では、蒸着源から昇華した有機蒸着材料を、蒸着マスクを介して被蒸着板に付着させることによって、極めて高精細なパターンで有機蒸着層を形成することが可能である。

この蒸着で利用される蒸着源は、蒸着材料を昇華させるべく高温に加熱される。このため、蒸着源からの輻射熱によって蒸着マスクの温度が上昇して蒸着マスクが膨張してしまう。また、蒸着マスクが膨張すると、蒸着マスクの貫通孔の配列もズレてしまい高精細なパターニングを行うことが困難となる。

従来では、蒸着マスクの温度上昇による蒸着マスクの貫通孔の配列のズレを抑制すべく、熱によってほとんど膨張しないインバー材を蒸着マスクに使用していた（特許文献１参照）。しかしながら、インバー材からなる蒸着マスクが高温になると、蒸着マスクから被蒸着板に熱が伝わってしまい、被蒸着板が熱膨張してしまう場合がある。結局、被蒸着板の熱膨張により、被蒸着板と蒸着マスクの貫通孔の配列との相対位置がずれてしまい、高精細なパターニングを行うことが困難となる場合がある。

特開２０１２−１１１１９５号公報

本発明は、これらの点を考慮してなされたものであって、被蒸着板と蒸着マスクの貫通孔の配列との相対位置のずれを抑え、高精細なパターニングを行うことが可能な蒸着マスク装置及び熱バリア材を提供することを目的とする。

なお、被蒸着板にパターニングを行う際に、蒸着マスクの熱膨張を抑えることができれば、蒸着マスクの材質の自由度が高まると共に、蒸着マスクの製造も容易となる。

本発明による蒸着マスク装置は、蒸着源から昇華した蒸着材料を、所定のパターンで被蒸着板に付着させるために用いられる蒸着マスク装置であって、
複数の貫通孔が形成された有孔領域を有するマスク部材と、前記マスク部材を支持するフレームとを有する蒸着マスクと、
前記蒸着マスクの一側に設けられ、前記マスク部材の前記有孔領域に対応するバリア開口を有する熱バリア材とを備えることを特徴とする。

本発明による蒸着マスク装置において、前記蒸着マスクと前記熱バリア材との間に、スペーサを介在させてもよい。

本発明による蒸着マスク装置において、前記熱バリア材は、インバー材からなってもよい。

本発明による蒸着マスク装置において、前記熱バリア材は、外方へ熱を放出する熱伝導性部材に接続されていてもよい。

本発明による蒸着マスク装置において、前記マスク部材は、前記有孔領域の周囲に位置する無孔領域を有しており、前記熱バリア材は、前記バリア開口の周囲に位置すると共に、前記マスク部材の前記無孔領域に平面視において重なる周囲領域を有してもよい。

本発明による蒸着マスク装置において、前記フレームは、前記マスク部材の前記有孔領域に対応するフレーム開口を有し、且つ、前記マスク部材より小さい熱膨張係数をもつ材料からなり、
前記蒸着マスクは、前記マスク部材と前記フレームとを互いに積層し室温よりも高温に加熱した状態で、前記マスク部材を前記フレームに対して接合してなり、且つ、加熱された前記蒸着マスクを室温に戻すことにより前記マスク部材に対して張力を付与してもよい。

本発明による蒸着マスク装置において、前記フレームは、前記マスク部材の前記有孔領域に対応するフレーム開口を有し、且つ、前記マスク部材より大きい熱膨張係数をもつ材料からなり、
前記蒸着マスクは、前記マスク部材と前記フレームとを互いに積層し室温よりも低温に冷却した状態で、前記マスク部材を前記フレームに対して接合してなり、且つ、冷却された前記蒸着マスクを室温に戻すことにより前記マスク部材に対して張力を付与してもよい。

本発明による熱バリア材は、蒸着源から昇華した蒸着材料を、所定のパターンで被蒸着板に付着させるために用いられ、複数の貫通孔が形成された有孔領域を有するマスク部材と、前記マスク部材を支持するフレームとを有する蒸着マスクと、前記蒸着源との間に配置される熱バリア材であって、
前記マスク部材の前記有孔領域に対応するバリア開口を備える。

本発明によれば、被蒸着板と蒸着マスクの貫通孔の配列との相対位置のずれを抑え、高精細なパターニングを行うことが可能な蒸着マスク装置及び熱バリア材を提供することができる。

図１は、本発明の一実施の形態による蒸着マスク装置の一例を示す図であって、蒸着マスク装置を分解した状態で示す概略斜視図である。 図２は、蒸着マスク装置に含まれる蒸着マスクを法線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 図３は、図１に示す蒸着マスク装置のマスク部材の製造方法の一例を説明するための図である。 図４（ａ）〜（ｅ）は、金属板に多数の貫通孔を形成する工程を説明するための図である。 図５は、図１に示す蒸着マスク装置の蒸着マスクの製造方法を説明するための図であって、複数のマスク部材をフレームに積層する工程を示す概略斜視図である。 図６は、図１に示す蒸着マスク装置の蒸着マスクの製造方法を説明するための図であって、積層体を熱制御盤上に載置する工程を示す概略斜視図である。 図７は、図１に示す蒸着マスク装置の蒸着マスクの製造方法を説明するための図であって、積層体を熱制御盤上で加熱する工程を示す概略斜視図である。 図８は、図１に示す蒸着マスク装置の蒸着マスクの製造方法を説明するための図であって、積層体を熱制御盤から降ろす工程を示す概略斜視図である。 図９は、図１に示す蒸着マスク装置の変形例を説明するための図であって、フレームに反り防止板を更に積層した例を示す概略斜視図である。 図１０は、図２に対応する図であって、蒸着マスクを保持する他の例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１〜図７は本発明による一実施の形態およびその変形例を説明するための図である。以下の実施の形態およびその変形例では、有機ＥＬディスプレイ装置を製造する際に有機発光材料を所望のパターンでガラス基板上にパターニングするために用いられる蒸着マスク装置を例にあげて説明する。ただし、このような適用に限定されることなく、種々の用途に用いられる蒸着マスク装置に対し、本発明を適用することができる。

まず、本実施の形態による蒸着マスク装置の一例について、主に図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は、本発明の一実施の形態による蒸着マスク装置１０の一例を示す概略斜視図である。図２は、蒸着マスク１１を法線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。なお、図１において、蒸着マスク装置１０を分解した状態で図示している。

図１及び図２に示された蒸着マスク装置１０は、真空室９１内に配置された蒸着源９４から昇華した蒸着材料９８を、所望のパターンで被蒸着板９２に付着させるために用いられる。図１及び図２に示すように、蒸着マスク装置１０は、複数の有孔領域２２を有する複数のマスク部材２０と、各マスク部材２０に接合され、このマスク部材２０を保持するフレーム１５とを有する蒸着マスク１１と、蒸着マスク１１の蒸着源９４側に設けられた熱バリア材４０とを備えている。先ず、蒸着マスク１１について説明し、その後熱バリア材４０について説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態において、蒸着マスク１１を構成するマスク部材２０は、帯状の金属板２１からなり、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している。マスク部材２０の金属板２１は、貫通孔２５が形成された複数の有孔領域２２と、貫通孔２５が形成されておらず、有孔領域２２の周囲を取り囲む領域を占める無孔領域２３とを有している。図１に示すように、各有孔領域２２は、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している。

図示された例において、複数の有孔領域２２は、マスク部材２０の一辺と平行な第一方向ｄ１に沿って所定の間隔を空けて配置されている。図示された例では、一つの有孔領域２２が一つの有機ＥＬディスプレイ装置に対応するようになっている。すなわち、図１及び図２に示された蒸着マスク装置１０によれば、多面付蒸着が可能となっている。

また、図１に示すように、各々のマスク部材２０の有孔領域２２に形成された複数の貫通孔２５は、当該有孔領域２２において、第一方向ｄ１に直交する第二方向ｄ２に沿って等しい間隔をあけて並べて配置されている。また、各貫通孔２５は、第一方向ｄ１と平行に、有孔領域２２の一端から他端まで細長く延びている。

このような有孔領域２２を有する複数のマスク部材２０が、第二方向ｄ２に沿って並べて配置されている。図示する例では、３つのマスク部材２０が第二方向ｄ２に沿って配置されているが、マスク部材２０の数は特に制限はない。単一のマスク部材２０が配置されてもよいし、４つ以上のマスク部材２０が配置されてもよい。

次に、各マスク部材２０を支持するフレーム１５について説明する。図１及び図２に示すように、フレーム１５は、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している。フレーム１５は、マスク部材２０の有孔領域２２に対応する複数のフレーム開口１６と、各フレーム開口１６の周囲に位置すると共に、無孔領域２３に対面するフレーム周囲領域１７とを有している。本実施の形態において、各フレーム開口１６は、対応する有孔領域２２に対面している。

本実施の形態では、フレーム１５は、マスク部材２０と異なる熱膨張係数をもつ材料から構成されている。具体的には、フレーム１５は、マスク部材２０より小さい熱膨張係数をもつ材料からなる。

また、図１に示すように、各マスク部材２０は、対応する有孔領域２２を第一方向ｄ１から挟むように設けられた一対の接合領域６５を介して、フレーム１５に接合されている。本実施の形態では、一対の接合領域６５は、第二方向ｄ２に沿って延び、各接合領域６５は、接着剤６５ａを含んでいる。なお、図示する例では、マスク部材２０をフレーム１５に対して接着剤６５ａを介して接着しているが、マスク部材２０及びフレーム１５が金属からなる場合には、マスク部材２０をフレーム１５に対して溶着箇所を介して溶着することもできる。

マスク部材２０の有孔領域２２は、フレーム１５のフレーム開口１６を覆うように、フレーム周囲領域１７に張架されている。具体的には、後述するように、蒸着マスク１１は、マスク部材２０とフレーム１５とを互いに積層し室温よりも高温に加熱した状態で、マスク部材２０をフレーム１５に対して接合することで作製される。そして、加熱された蒸着マスク１１を室温に戻すことによりマスク部材２０に対して張力を付与している。

さて、この蒸着マスク装置１０は、図１及び図２に示すように、マスク部材２０が被蒸着板９２に対面するようにして、真空室９１内に配置される。真空室９１内には、蒸着マスク装置１０の下方に配置され、蒸着材料９８を収容するるつぼからなる蒸着源９４と、蒸着源９４を加熱するヒータ９６とが配置されている。蒸着源９４内の蒸着材料９８は、ヒータ９６からの加熱により、気化または昇華して、有孔領域２２の貫通孔２５を介して被蒸着板９２の表面に付着する。

この蒸着で利用されるるつぼからなる蒸着源９４は、蒸着材料９８を昇華させるべく高温に加熱される。このため、蒸着源９４から輻射熱が真空室９１内に放出され、この輻射熱がマスク部材２０に伝わると、マスク部材２０が膨張して貫通孔２５の配列がズレてしまうおそれがある。そこで、本実施の形態では、図１及び図２に示すように、蒸着マスク装置１０は、真空室９１内に設置された状態において、蒸着マスク１１と蒸着源９４との間に配置される熱バリア材４０を備えている。つまり、熱バリア材４０は、蒸着源９４から放出される輻射熱がマスク部材２０に伝わることを抑制するために設けられている。

図１及び図２に示すように、熱バリア材４０は、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している。熱バリア材４０は、各マスク部材２０の有孔領域２２に対応する複数のバリア開口４１と、各バリア開口４１の周囲に位置すると共に、マスク部材２０の無孔領域２３に平面視において重なる周囲領域４２とを有している。本実施の形態において、各バリア開口４１は、対応するフレーム１５のフレーム開口１６に対面しており、周囲領域４２は、フレーム１５のフレーム周囲領域１７に対面している。

熱バリア材４０をなす材料として、輻射熱を遮蔽する機能をもつ金属や樹脂を採用することができる。また、熱バリア材４０をなす材料は、熱膨張係数が小さいことが好ましい。このような熱バリア材４０として、インバー材や石英ガラスを用いることができる。この場合、熱バリア材４０は輻射熱を吸収しても大きく膨張することはなく、このため、熱バリア材４０の周囲領域４２がマスク部材２０の有孔領域２２に重なることはない。このことにより、熱バリア材４０が膨張して、熱バリア材４０の周囲領域４２が有孔領域２２を通過すべき蒸着材料９８を遮るおそれを低減することができる。結果として、蒸着材料９８を所望の量だけガラス基板４２に付着させることができ、蒸着材料９８の利用効率が低下することを防止することができる。

ところで、このような熱バリア材４０の厚みは、その材質や使用条件等にも依るが、一例として、０．０５〜０．３ｍｍ程度に形成され得る。

さらに、図１及び図２に示すように、熱バリア材４０は、真空室９１内に設置され外方へ熱を放出する熱伝導性部材８５に接続されている。本実施の形態では、熱伝導性部材８５は、真空室９１の床面から熱バリア材４０まで延び、熱バリア材４０を支持している。具体的には、熱伝導性部材８５は、熱バリア材４０の周縁に沿って設けられ、熱バリア材４０の複数のバリア開口４１を取り囲んでいる。

このような熱伝導性部材８５を設けたことにより、熱バリア材４０が吸収した熱を、熱伝導性部材８５を介して真空室９１の外部に放出させることができる。また、熱バリア材４０から伝わる熱によって熱伝導性部材８５が膨張して、この結果熱バリア材４０の配置をずらすことがないよう、熱伝導性部材８５をなす材料は、熱膨張係数が小さいことが好ましい。このような熱伝導性部材８５として、インバー材や石英ガラスを用いることができる。

また、図１及び図２に示すように、蒸着マスク装置１０の蒸着マスク１１と熱バリア材４０との間に、スペーサ８０が介在されている。熱バリア材４０は、このスペーサ８０を介して蒸着マスク１１を保持すると共に、スペーサ８０によって、蒸着マスク１１と熱バリア材４０とが直接的に面で接触することを防止し、熱バリア材４０から蒸着マスク１１に熱が直接的に伝導することを防止している。

一方、スペーサ８０は、熱バリア材４０と蒸着マスク１１との間に設けられているため、スペーサ８０を介して、熱バリア材４０から蒸着マスク１１へ熱が伝導してしまう。そこで、この熱伝導をできる限り抑制するため、スペーサ８０は、熱バリア材４０との接触面積及び／または蒸着マスク１１との接触面積が小さい方がよい。

本実施の形態において、スペーサ８０は、フレーム１５のフレーム周囲領域１７と、熱バリア材４０の周囲領域４２との間に配置されている。具体的な構成として、スペーサ８０は、第二方向ｄ２に間隔を空けて配置され第一方向ｄ１に沿って延びる複数の柱状部材８１を含んでいる。この場合、各柱状部材８１は、例えばステンレス等の金属製の円柱状ワイヤーからなっている。

このようなスペーサ８０をなす材料は、蒸着マスク１１を安定して保持することができるよう、剛性の高い材料が好ましい。また、スペーサ８０をなす材料は、熱バリア材４０から蒸着マスク１１に熱が伝導することを抑制するよう、熱伝導率が小さい断熱部材であることが好ましい。このようなスペーサ８０として、熱伝導率が小さい金属の他にセラミック等を用いることができる。

また、このようなスペーサ８０の厚みは、その材質や使用条件等にも依るが、一例として、３０μｍ〜２５０μｍ程度に形成され得る。

被蒸着板への蒸着方法
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。はじめに、真空室９１内で蒸着マスク装置１０を用いて被蒸着板９２の表面に蒸着材料９８を蒸着させる蒸着方法について述べる。

先ず、図１及び図２に示すように、マスク部材２０が被蒸着板９２に対面すると共に、マスク部材２０と蒸着源９４との間に、熱バリア材４０が配置されるようにして、蒸着マスク装置１０が真空室９１内に支持される。そして、不図示の磁石によって、マスク部材２０の有孔領域２２と被蒸着板９２とが密着するように付勢される。

次に、蒸着マスク装置１０の下方に配置された蒸着源９４をヒータ９６によって加熱して、蒸着源９４内の蒸着材料９８を気化または昇華させる。気化または昇華した蒸着材料９８は、蒸着マスク装置１０の貫通孔２５を介して被蒸着板９２に付着する。この結果、蒸着マスク装置１０の貫通孔２５の位置に対応した所望のパターンで、蒸着材料９８が被蒸着板９２の表面に成膜される。その後、成膜された被蒸着板９２を搬出した後、次の被蒸着板９２がマスク部材２０に対面する位置まで搬送され、次の被蒸着板９２にパターニングが行われていく。

被蒸着板９２に蒸着材料９８をパターニングしていくと、ヒータ９６の加熱に伴い蒸着源９４から輻射熱が真空室９１内に放出される。本実施の形態では、蒸着マスク１１と蒸着源９４との間に、有孔領域２２に対応するバリア開口４１が形成された熱バリア材４０が配置されているため、蒸着源９４から放出される輻射熱がマスク部材２０の無孔領域２３に直接伝わることを効果的に抑制することができる。

とりわけ、本実施の形態では、マスク部材２０と熱バリア材４０との間にフレーム１５が配置され、熱バリア材４０の周囲領域４２は、フレーム１５のフレーム周囲領域１７に対面している。これにより、蒸着源９４から放出される輻射熱が直接的にフレーム１５のフレーム周囲領域１７に伝わることを極めて効果的に抑制し、この結果、この輻射熱がフレーム周囲領域１７からマスク部材２０の無孔領域２３に伝わることを効果的に抑制することができる。

また、上述したように、蒸着マスク１１と熱バリア材４０との間にスペーサ８０を介在させ、スペーサ８０を介して熱バリア材４０は蒸着マスク１１を保持している。このため、スペーサ８０を介して、熱バリア材４０から蒸着マスク１１に熱がいくらか伝導してしまうことも考えられる。しかしながら、本実施の形態によれば、スペーサ８０に断熱機能をもたせることにより、熱バリア材４０から蒸着マスク１１に熱が伝導することを抑制することができる。具体的には、スペーサ８０は、円柱状の金属製ワイヤーからなるため、スペーサ８０と熱バリア材４０との接触面積及び／またはスペーサ８０と蒸着マスク１１との接触面積を小さくすることで、十分な断熱機能をもつことができる。あるいは、スペーサ８０として熱伝導率の小さい断熱部材を用いることにより、スペーサ８０は十分な断熱機能をもつことができる。

この間、熱バリア材４０に蓄えられた熱は、熱伝導性部材８５を介して、真空室９１の壁面から真空室９１の外部に放出させられる。これにより、熱バリア材４０に熱が過剰に蓄えられることを防止することができ、熱バリア材４０の温度が過剰に上昇してしまうことを防止することができる。

また、蒸着源９４からの輻射熱の一部は、熱バリア材４０のバリア開口４１を通過して、マスク部材２０の有孔領域２２に伝わる。加えて、マスク部材２０の有孔領域２２には、当該有孔領域２２を通過する蒸着材料９８の熱エネルギーも、固体間の熱伝導によって伝わる。この場合、マスク部材２０の有孔領域２２は被蒸着板９２と密着するため、マスク部材２０の有孔領域２２に伝わる輻射熱及び熱エネルギーは、次々と搬送されてくる被蒸着板９２に伝導されていく。このため、マスク部材２０の有孔領域２２に伝わった熱によって、マスク部材２０の温度が上昇してマスク部材２０が膨張するおそれも少なくなる。

以上のように、本実施の形態によれば、蒸着マスク１１の蒸着源９４側に、マスク部材２０の有孔領域２２に対応するバリア開口４１を有する熱バリア材４０が設けられているため、蒸着源９４から放出される輻射熱がマスク部材２０の無孔領域２３に伝わることを効果的に抑制することができる。一方、蒸着源９４からの輻射熱の一部は、熱バリア材４０のバリア開口４１を通過して、マスク部材２０の有孔領域２２に伝わる。加えて、マスク部材２０の有孔領域２２には、当該有孔領域２２を通過する蒸着材料９８の熱エネルギーも、固体間の熱伝導によって伝わる。マスク部材２０の有孔領域２２に伝わる熱は、マスク部材２０から、次々と搬送されてくる被蒸着板９２に伝導するため、マスク部材２０の有孔領域２２に伝わった熱によって、マスク部材２０の温度が上昇するおそれも少ない。これらの結果、熱バリア材４０によって、蒸着源９４からの輻射熱によって蒸着マスク１１の温度が上昇して蒸着マスク１１が膨張することを効果的に抑制することができる。このため、マスク部材２０の貫通孔２５の配列がズレてしまうことを効果的に抑制し、高精細なパターニングを行うことが可能となる。

また、本実施の形態によれば、マスク部材２０は、有孔領域２２の周囲に位置する無孔領域２３を有しており、熱バリア材４０は、バリア開口４１の周囲に位置すると共に、マスク部材２０の無孔領域２３に平面視において重なる周囲領域４２を有している。この場合、蒸着源９４からマスク部材２０の無孔領域２３に向かって放出された輻射熱を、熱バリア材４０によって効果的に遮ることができるため、輻射熱がマスク部材２０の無孔領域２３に伝わることを極めて効果的に抑制することができる。

蒸着マスク装置の製造方法
次に、蒸着マスク装置１０の製造方法について、主に図３および図４を用いて説明する。図３及び図４は、金属板３４（２１）に多数の貫通孔２５を形成しマスク部材２０を作製する工程を説明するための図である。

図３及び図４を参照して、貫通孔２５の形成方法について説明する。図３及び図４に示すように、ここで説明する貫通孔２５の形成方法は、帯状に延びる長尺の金属板３４を供給する工程と、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングを長尺の金属板３４に施して、長尺金属板３４に第１面３４ａの側から第１穴３６を形成する工程と、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングを長尺金属板３４に施して、長尺金属板３４に第２面３４ｂの側から第２穴３７を形成する工程と、を含んでいる。そして、長尺金属板３４に形成された第１穴３６と第２穴３７とが互いに通じ合うことによって、長尺金属板３４に貫通孔２５が作製される。図４に示された例では、第２穴３７の形成工程が、第１穴３６の形成工程の前に実施され、且つ、第２穴３７の形成工程と第１穴３６の形成工程の間に、作製された第２穴３７を封止する工程が、さらに設けられている。以下において、各工程の詳細を説明する。

図３に示すように、まず、長尺金属板３４を供給コア３１に巻き取った巻き体３２が準備される。そして、この供給コア３１が回転して巻き体３２が巻き戻されることにより、図３に示すように帯状に延びる長尺金属板３４が供給される。なお、長尺金属板３４は貫通孔２５を形成されて金属板２１、さらにはマスク部材２０をなすようになる。したがって、上述したように、長尺金属板３４は、厚さ１０〜１００μｍの磁性材料、例えばＳＵＳ４３０材からなる。

供給された長尺金属板３４は、エッチング装置（エッチング手段）５０によって、図４（ａ）〜（ｅ）に示された各処理が施される。まず、図４（ａ）に示すように、長尺金属板３４の第１面３４ａ上にレジストパターン（単に、レジストとも呼ぶ）３５ａが形成されるとともに、長尺金属板３４の第２面３４ｂ上にレジストパターン（単に、レジストとも呼ぶ）３５ｂが形成される。具体的には、次のことが実施される。まず、長尺金属板３４の第１面３４ａ上（図７（ａ）の紙面における下側の面上）および第２面３４ｂ上に感光性レジスト材料を塗布し、長尺金属板３４上にレジスト膜を形成する。次に、レジスト膜のうちの除去したい領域に光を透過させないようにしたガラス乾板を準備し、ガラス乾板をレジスト膜上に配置する。その後、レジスト膜をガラス乾板越しに露光し、さらにレジスト膜を現像する。以上のようにして、長尺金属板３４の第１面３４ａ上にレジストパターン（単に、レジストとも呼ぶ）３５ａを形成し、長尺金属板３４の第２面３４ｂ上にレジストパターン（単に、レジストとも呼ぶ）３５ｂを形成することができる。

次に、図４（ｂ）に示すように、長尺金属板３４上に形成されたレジストパターン３５ｂをマスクとして、エッチング液（例えば塩化第二鉄溶液）を用いて、長尺金属板３４の第２面３４ｂ側からエッチングする。例えば、エッチング液が、搬送される長尺金属板３４の第２面３４ｂに対面する側に配置されたノズルから、レジストパターン３５ｂ越しに長尺金属板３４の第２面３４ｂに向けて噴射される。この結果、図４（ｂ）に点線で示すように、長尺金属板３４のうちのレジストパターン３５ｂによって覆われていない領域で、エッチング液による浸食が進む。以上のようにして、第２面３４ｂの側から長尺金属板３４に多数の第２穴３７が形成される。

その後、図４（ｃ）に示すように、エッチング液に対する耐性を有した樹脂３９によって、形成された第２穴３７が被覆される。すなわち、エッチング液に対する耐性を有した樹脂３９によって、第２穴３７が封止される。図４（ｃ）に示す例において、樹脂３９の膜が、形成された第２穴３７だけでなく、第２面３４ｂ（レジストパターン３５ｂ）も覆うように形成されている。

次に、図４（ｄ）に示すように、長尺金属板３４に対して第２回目のエッチングを行う。第２回目のエッチングにおいて、長尺金属板３４は第１面３４ａの側のみからエッチングされ、第１面３４ａの側から第１穴３６の形成が進行していく。長尺金属板３４は第２面３４ｂの側には、エッチング液に対する耐性を有した樹脂３９が被覆されているからである。したがって、第１回目のエッチングにより所望の形状に形成された第２穴３７の形状が損なわれてしまうことはない。そして、図４（ｄ）に示すように、所望の形状の第１穴３６が長尺金属板３４の第１面３４ａ側に形成された時点で、長尺金属板３４に対する第２回目のエッチングが終了する。このとき、図４（ｄ）に示すように、第１穴３６は長尺金属板３４の厚さ方向に沿って第２穴３７に到達する位置まで延びており、これにより、互いに通じ合っている第１穴３６および第２穴３７によって貫通孔２５が長尺金属板３４に形成される。

その後、図４（ｅ）に示すように、長尺金属板３４からレジストパターン３５ａ，３５ｂおよび樹脂膜３９が除去される。なお、レジストパターン３５ａ，３５ｂおよび樹脂膜３９は、例えばアルカリ水溶液にて同時に除去することができる。

このようにして多数の貫通孔２５を形成された長尺金属板３４は、図３に示すように、当該長尺金属板３４を狭持した状態で回転する搬送ローラ５２，５２により、切断装置（切断手段）５３へ搬送される。なお、この搬送ローラ５２，５２の回転によって長尺金属板３４に作用するテンション（引っ張り力）を介し、上述した供給コア３１が回転させられ、巻き体３２から長尺金属板３４が供給されるようになっている。

その後、多数の貫通孔２５が形成された長尺金属板３４を切断装置（切断手段）５３によって所定の長さに切断することにより、枚葉状の金属板２１が得られる。

貫通孔２５は、長尺金属板３４を一方の面のみからエッチングすることによっても形成され得る。しかしながら、長尺金属板３４を上方側の面のみからエッチング処理した場合、浸食によって形成された先細り孔に、既に浸食に用いられ浸食能力が低くなったエッチング液が残留する。その後、金属板の孔が下方側の面に達した時、それまで孔内に残留していたエッチング液が下方の面から流れ出て、浸食能力の高いフレッシュなエッチング液が形成された孔内に流れ込む。このため、孔内の下方側の領域がフレッシュなエッチング液により激しく浸食される。すなわち、孔の形状を十分に制御することができなくなる。一方、レジスト膜を介して金属板を下方側の面のみからエッチングした場合、浸食によって形成された先細り孔が金属板を貫通すると、上側面の孔周囲に、エッチング液が残留することがある。結果として、残留したエッチング液によって金属板の上方側の面からも浸食が進み、やはり孔の形状を十分に制御することができなくなる。これに対して、上述したエッチング方法によれば、貫通孔２５の形状を安定させることができる。

このようにして、複数の貫通孔２５を有するマスク部材２０が得られる。なお、長尺金属板３４の第１面３４ａは、金属板２１の蒸着源９４側を向く面をなし、長尺金属板３４の第２面３４ｂは、金属板２１の被蒸着板９２側を向く面をなす。

次にこのようにして得られたマスク部材２０を用いて蒸着マスク装置１０を製造する方法について図５乃至図８により以下説明する。

まず、上述したマスク部材２０を複数準備する。この場合、各マスク部材２０は、帯状形状をもち、有孔領域２２と、有孔領域２２を囲む無孔領域２３とを有し、マスク部材２０の有孔領域２２は、複数連続して配置される。なお、本実施の形態のマスク部材２０（金属板２１）はＳＵＳ４３０からなり、その熱膨張係数は１１ｐｐｍ／℃となる。もっとも、マスク部材２０として、熱膨張係数が１１〜１３ｐｐｍ／℃からなるＮｉ材や、熱膨張係数が１０ｐｐｍ／℃からなるＮｉ−Ｃｒ材を用いてもよい。

同様にフレーム開口１６を有し、３〜５ｍｍ厚のフレーム１５を準備する。この場合、フレーム１５はガラス材料からなり、熱膨張係数はマスク部材２０の材料より小さくなっている。例えば、フレーム１５が石英ガラスからなる場合、熱膨張係数は０．１ｐｐｍ／℃となり、フレーム１５が無アルカリガラス（例えば、旭ガラス社製、商品名ＡＮ１００、ＡＮ６３５、または、コーニング社製、商品名イーグルＸＧ）からなる場合、熱膨張係数は４〜５ｐｐｍ／℃となる。

次に図５に示すように、各マスク部材２０を、フレーム開口１６を有するフレーム１５上に載置する。この場合、フレーム１５表面には位置決めマーク１５ａが設けられ、各マスク部材２０にもフレーム１５の位置決めマーク１５ａに対応する位置決めマーク２０ａが設けられ、これらの位置決めマーク１５ａ、２０ａを用いてフレーム１５上でマスク部材２０を精度良く位置決めすることができる。

次に図６に示すように、熱制御盤７０上に上から順にマスク部材２０と、フレーム１５と、を積層し、このようにしてマスク部材２０と、フレーム１５とからなる積層体１１Ａを作製する。なお、熱制御盤７０は、積層体１１Ａを加熱するホットプレート、あるいは積層体１１Ａを冷却するコールドプレートとしての機能をもつ。

次に図６において、熱制御盤７０上で積層体１１Ａを例えば２０℃の室温から５０℃まで加熱する。

このとき、熱制御盤７０上において、積層体１１Ａが全体として５０℃まで加熱され、積層体１１Ａのうちガラス材料製のフレーム１５は大きく熱膨張することはないが、マスク部材２０が各々固有の熱膨張係数に基づいて熱膨張する。この状態でフレーム１５上のマスク部材２０の無孔領域２３を接着剤６５ａを介してフレーム１５に接着する（図７参照）。

なお、マスク部材２０は、長手方向となる第一方向ｄ１だけでなく、第一方向ｄ１に直交する第二方向ｄ２にも熱膨張する。本製造方法では、接着剤６５ａを各有孔領域２２の第一方向ｄ１における両側に、第二方向ｄ２（マスク部材２０の幅方向）に沿って連続して設けているため、マスク部材２０を、第一方向ｄ１及び第二方向ｄ２の双方に膨張した状態でフレーム１５に対して接着することができる。

その後、図８に示すように、積層体１１Ａを熱制御盤７０から降ろし、室温まで冷却して戻す。この場合、ガラス材料からなるフレーム１５の形状はほとんど変化することはないが、マスク部材２０は室温まで冷却されて熱収縮する。マスク部材２０はフレーム１５に対して接着されているため、熱収縮作用に伴なってマスク部材２０に対して適切な張力を付与することができる。

上述したように、マスク部材２０は、第一方向ｄ１及び第二方向ｄ２の双方に膨張した状態でフレーム１５に対して接着されている。このため、熱収縮作用に伴って、マスク部材２０の各有孔領域２２に対して、第一方向ｄ１及び第二方向ｄ２の双方に対する張力を付与することができる。

このような製造方法によれば、マスク部材２０とフレーム１５とからなる積層体１１Ａを熱制御盤７０上で加熱し、この状態でマスク部材２０をフレーム１５に対して接合し、その後積層体１１Ａを室温まで冷却する。このことにより、マスク部材２０に対して適度な張力を付与することができる。またマスク部材２０を物理的に引張って、このマスク部材２０をフレーム１５に接合する場合に比べて、熱制御盤７０による加熱温度を所望の値に定めることにより、マスク部材２０に対して適切な値の張力を常に付与することができる。

また、マスク部材２０の無孔領域２３を接着剤６５ａを介してフレーム１５上に接着し、この接着剤６５ａを各有孔領域２２の第一方向ｄ１における両側に、第二方向ｄ２（マスク部材２０の幅方向）に沿って連続して設けることにより（図７参照）、マスク部材２０の各有孔領域２２において、第一方向ｄ１及び第二方向ｄ２の双方に対して張力を付与することができる。

変形例
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

上述した実施の形態において、フレーム１５の蒸着源９４側を向く面に、マスク部材２０と同一の熱膨張係数をもつ材料からなる反り防止板６０を更に積層してもよい。図９に、フレーム１５の蒸着源９４側を向く面に、反り防止板６０を更に積層した例を示す。

図９に示すように、反り防止板６０は、マスク部材２０に対応して帯状形状をもち、マスク部材２０の長手方向と同一方向に沿って延びている。本変形例では、複数の反り防止板６０が、フレーム１５のフレーム周囲領域１７に配置され、第二方向ｄ２に間隔を空けて並べて配置されている。また、本変形例では、各反り防止板６０と、対応するスペーサ８０の柱状部材８１とが、平面視において重なるように配置される。

次にこのような反り防止板６０を備える蒸着マスク装置１０を製造する方法について説明する。

先ず、熱制御盤７０上に上から順に、マスク部材２０とフレーム１５と反り防止板６０を積層し、このようにしてマスク部材２０とフレーム１５と反り防止板６０とからなる積層体１１Ａを作製する。

この場合、反り防止板６０はマスク部材２０と同一の熱膨張係数をもつ材料、好ましくは同一材料からなる。

次に、熱制御盤７０上で積層体１１Ａを例えば２０℃の室温から５０℃まで加熱する。このとき、熱制御盤７０上において、積層体１１Ａが全体として５０℃まで加熱され、積層体１１Ａのうちガラス材料製のフレーム１５は大きく熱膨張することはないが、マスク部材２０と反り防止板６０が各々固有の熱膨張係数に基づいて熱膨張する。この状態で、フレーム１５上のマスク部材２０の無孔領域２３を接着剤６５ａを介してフレーム１５に接着する。

次にフレーム１５の裏面に反り防止板６０を接合させる。この場合、熱制御盤７０上で積層体１１Ａを引繰り返して、フレーム開口１６間に位置する反り防止板６０をフレームに接着する。

その後、積層体１１Ａを熱制御盤７０から降ろし、室温まで冷却して戻す。この場合、ガラス材料からなるフレーム１５の形状はほとんど変化することはないが、マスク部材２０は室温まで冷却されて熱収縮する。マスク部材２０はフレーム１５に対して接合されているため、熱収縮作用に伴なってマスク部材２０に対して適切な張力を付与することができる。

同様に反り防止板６０もフレーム１５に対して接合されているため室温まで冷却されて熱収縮し、この熱収縮作用に伴なって反り防止板６０に対して張力が付与される。

このような変形例によれば、フレーム１５の被蒸着板９２側を向く面においてマスク部材２０を熱収縮させてマスク部材２０に対して張力を付与するとともに、フレーム１５の蒸着源９４側を向く面においても反り防止板６０を熱収縮させて反り防止板６０に対して張力を付与することができるため、蒸着マスク装置１０全体が一方側へたわむことを防止することができる。

また、上述した実施の形態では、図７に示すように、蒸着マスク１１は、マスク部材２０とフレーム１５とを互いに積層し室温よりも高温に加熱した状態で、マスク部材２０をフレーム１５に対して接合して作製される例を示したが、蒸着マスク１１を作製する方法は、上述した方法に限定されない。蒸着マスク１１は、マスク部材２０とフレーム１５とを互いに積層し室温よりも低温に冷却した状態で、マスク部材２０をフレーム１５に対して接合して作製されてもよい。

以下、本変形例について図５乃至図８を用いて説明する。まず、マスク部材２０を複数準備する。この場合、各マスク部材２０は、帯状形状をもち、有孔領域２２と、有孔領域２２を囲む無孔領域２３とを有し、マスク部材２０の有孔領域２２は複数連続して配置される。なお、マスク部材２０は磁性材料、例えばインバー材からなり、その熱膨張係数は１ｐｐｍ／℃となる。

同様に開口１６を有し、３〜５ｍｍ厚のフレーム１５を準備する。この場合、フレーム１５はガラス材料からなり、熱膨張係数はマスク部材２０の材料より大きくなっている。例えば、フレーム１５が無アルカリガラス（例えば、旭ガラス社製、商品名ＡＮ１００、ＡＮ６３５、または、コーニング社製、商品名イーグルＸＧ）からなる場合、熱膨張係数は４〜５ｐｐｍ／℃となり、フレーム１５がソーダライムガラスからなる場合、熱膨張係数は８〜９ｐｐｍ／℃となる。

次に図５に示すように、各マスク部材２０を開口１６を有するフレーム１５上に載置する。この場合、フレーム１５表面には位置決めマーク１５ａが設けられ、各マスク部材２０にもフレーム１５の位置決めマーク１５ａに対応する位置決めマーク２０ａが設けられ、これらの位置決めマーク１５ａ、２０ａを用いてフレーム１５上でマスク部材２０を精度良く位置決めすることができる。

次に図６に示すように、熱制御盤７０上に上から順にマスク部材２０とフレーム１５とを積層し、このようにしてマスク部材２０とフレーム１５とからなる積層体１１Ａを作製する。本変形例において、熱制御盤７０は、積層体１１Ａを冷却するコールドプレートとして機能する。

次に図６において、熱制御盤７０上で積層体１１Ａを例えば２０℃の室温から０℃まで冷却する。このとき、熱制御盤７０上において、積層体１１Ａが全体として０℃まで冷却され、積層体１１Ａのうちインバー材からなるマスク部材２０はほとんど熱収縮することはないが、フレーム１５が固有の熱膨張係数に基づいてわずかに熱収縮する。この状態でフレーム１５上のマスク部材２０の無孔領域２３を接着剤６５ａを介してフレーム１５に接着する（不図示）。

その後、図８に示すように、積層体１１Ａを熱制御盤７０から降ろし、室温まで戻す。この場合、インバー材からなるマスク部材２０の形状はほとんど変化することはないが、フレーム１５は室温まで加熱されて熱膨張する。マスク部材２０はフレーム１５に対して接着されているため、マスク１５の熱膨張作用に伴ってマスク部材２０に対して適切な張力を付与することができる。

このような製造方法によれば、マスク部材２０とフレーム１５とからなる積層体１１Ａを熱制御盤７０上で冷却し、この状態でマスク部材２０をフレーム１５に対して接合し、その後積層体１１Ａを室温まで戻す。このことにより、マスク部材２０に対して適度な張力を付与することができる。またマスク部材２０を物理的に引張って、このマスク部材２０をフレーム１５に接合する場合に比べて、熱制御盤７０による冷却温度を所望の値に定めることにより、マスク部材２０に対して適切な値の張力を常に付与することができる。

また、上述した実施の形態では、図１に示すように、蒸着マスク１１は、スペーサ８０を介して、熱バリア材４０に保持される例を示したが、蒸着マスク１１が保持される形態は、上述した形態に限定されない。図１０に、蒸着マスク１１が保持される他の例を示す。

図１０に示す例では、蒸着マスク１１は、真空室９１を区画する壁面に保持部材８８を介して保持されている。保持部材８８は、真空室９１を区画する壁面からフレーム１５の側面まで延びている。このような形態によれば、蒸着マスク１１と熱バリア材４０とを接続することなく、これらを離間して配置することができるため、熱バリア材４０から蒸着マスク１１に熱が伝導することを防止することができる。

１０ 蒸着マスク装置
１１Ａ 積層体
１１ 蒸着マスク
１５ フレーム
１６ フレーム開口
１７ フレーム周囲領域
２０ マスク部材
２１ 金属板
２２ 有孔領域
２３ 無孔領域
２５ 貫通孔
４０ 熱バリア材
４１ バリア開口
４２ 周囲領域
８０ スペーサ
８５ 熱伝導性部材
９１ 真空室
９２ 被蒸着板
９４ 蒸着源
９８ 蒸着材料

Claims (8)

1. 蒸着源から昇華した蒸着材料を、所定のパターンで被蒸着板に付着させるために用いられる蒸着マスク装置において、
   複数の貫通孔が形成された有孔領域を有するマスク部材と、前記マスク部材を支持するフレームとを有する蒸着マスクと、
   前記蒸着マスクの前記蒸着源側に設けられ、前記マスク部材の前記有孔領域に対応するバリア開口を有する熱バリア材とを備えることを特徴とする蒸着マスク装置。
2. 前記蒸着マスクと前記熱バリア材との間に、スペーサを介在させたことを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスク装置。
3. 前記熱バリア材は、インバー材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸着マスク装置。
4. 前記熱バリア材は、外方へ熱を放出する熱伝導性部材に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蒸着マスク装置。
5. 前記マスク部材は、前記有孔領域の周囲に位置する無孔領域を有しており、
   前記熱バリア材は、前記バリア開口の周囲に位置すると共に、前記マスク部材の前記無孔領域に平面視において重なる周囲領域を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蒸着マスク装置。
6. 前記フレームは、前記マスク部材の前記有孔領域に対応するフレーム開口を有し、且つ、前記マスク部材より小さい熱膨張係数をもつ材料からなり、
   前記蒸着マスクは、前記マスク部材と前記フレームとを互いに積層し室温よりも高温に加熱した状態で、前記マスク部材を前記フレームに対して接合してなり、且つ、加熱された前記蒸着マスクを室温に戻すことにより前記マスク部材に対して張力を付与する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蒸着マスク装置。
7. 前記フレームは、前記マスク部材の前記有孔領域に対応するフレーム開口を有し、且つ、前記マスク部材より大きい熱膨張係数をもつ材料からなり、
   前記蒸着マスクは、前記マスク部材と前記フレームとを互いに積層し室温よりも低温に冷却した状態で、前記マスク部材を前記フレームに対して接合してなり、且つ、冷却された前記蒸着マスクを室温に戻すことにより前記マスク部材に対して張力を付与する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蒸着マスク装置。
8. 蒸着源から昇華した蒸着材料を、所定のパターンで被蒸着板に付着させるために用いられ、複数の貫通孔が形成された有孔領域を有するマスク部材と、前記マスク部材を支持するフレームとを有する蒸着マスクと、前記蒸着源との間に配置される熱バリア材であって、
   前記熱バリア材は、前記マスク部材の前記有孔領域に対応するバリア開口を備えることを特徴とする熱バリア材。

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