JP2017008342A - 成膜マスク及び成膜マスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】補強部の直下の領域における加工を容易とし、成膜基板上に規則的なパターンと不規則的なパターンとを容易に作製し得る成膜マスクを提供する。【解決手段】成膜対象の成膜基板上に形成されるパターンに応じた複数の第１スリット６を設けた樹脂層２と、上記樹脂層２に積層され、上記第１スリット６に対応する位置に第２スリット７を設けると共に、上記第２スリット７に交差して接続された補強部４を所定の間隔で複数個所に設けた金属層３と、を備え、上記積層された樹脂層２にレーザ加工が施されることにより、上記金属層３の上記補強部４の領域からは、積層された上記樹脂層２の樹脂が除去され、上記樹脂層２は、規則的な開口パターンと、上記開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有するものである。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の開口を有する成膜マスクに関し、詳しくは、金属メッシュ等の高精細なパターンを容易に作製し得る成膜マスク及び成膜マスクの製造方法に係るものである。

従来から、開口部の変形を防ぐために、その開口部を横切るように接続された補強部を備えた成膜マスクの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来例では、例えば、エッチング法を用いて、補強部を備えた成膜マスクを製造している。

特開平１０−３３０９１１号公報

しかしながら、従来例では、例えば、１０μｍ以下のオーダの高精細な開口部を有する成膜マスクを製造することが困難であった。そこで、高精細な開口部を有する成膜マスクを製造しようとした場合、補強部の直下の領域における加工が問題となる。これは、成膜マスクを用いた成膜基板上へのパターンの形成の際、その成膜マスクの補強部が特定の方向から飛来してくる物質を遮るため、その補強部の直下の領域にポリイミド等の樹脂が積層されていると、その分、成膜されにくくなるからである。また、従来例では、成膜される成膜基板上に規則的なパターンと不規則的なパターンとを形成させることについて、特に着眼していない。

そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、補強部の直下の領域における加工を容易とし、成膜基板上に規則的なパターンと不規則的なパターンとを容易に作製し得る成膜マスク及び成膜マスクの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明による成膜マスクは、成膜対象の成膜基板上に形成されるパターンに応じた複数の第１スリットを設けた樹脂層と、上記樹脂層に積層され、上記第１スリットに対応する位置に第２スリットを設けると共に、上記第２スリットに交差して接続された補強部を所定の間隔で複数個所に設けた金属層と、を備え、上記積層された樹脂層にレーザ加工が施されることにより、上記金属層の上記補強部の領域からは、積層された上記樹脂層の樹脂が除去され、上記樹脂層は、規則的な開口パターンと、上記開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有するものである。

また、上記課題を解決するために、本発明による成膜マスクの製造方法は、成膜対象の成膜基板上に形成されるパターンに応じた複数の第１スリットを設けることが可能な樹脂層と、上記第１スリットに対応する位置に第２スリットを設けると共に、上記第２スリットに交差して接続された補強部を所定の間隔で複数個所に設けた金属層と、を積層する第１工程と、上記積層された樹脂層と前金属層の両面にレーザ光を予め選択した順番で照射することにより、上記補強部に積層されている樹脂を除去し、上記第１スリットに対応する規則的な開口パターンと、上記開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有する樹脂層を作製する第２工程と、を実行する。

本発明による成膜マスクによれば、上記補強部に積層された樹脂層に向けてレーザ加工が施されることにより、上記補強部の直下の領域における加工が容易となる。また、本発明による成膜マスクによれば、上記樹脂層が規則的な開口パターンと、上記開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有するので、上記成膜基板上に規則的なパターンと不規則的なパターンとを容易に作製し得る。

また、本発明による成膜マスクの製造方法によれば、成膜マスクの両面にレーザ光を照射することで、上記補強部に積層されている樹脂層を除去し、さらに、規則的な開口パターンと、その開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有する樹脂層を作製できる。そして、本発明による成膜マスクの製造方法によれば、補強部の直下の領域が影になりにくく、また、上記樹脂層の構成により、上記成膜基板上に規則的なパターンと不規則的なパターンとを容易に作製し得る成膜マスクを提供することができる。

第１実施形態における成膜マスクの一例を示す平面図及び断面図である。 第１実施形態における成膜マスクの製造方法の一例を示す流れ図である。 パターン加工処理前のフィルム層の一例を示す平面図である。 パターン加工処理前の成膜マスクの一例を示す平面図である。 パターン加工装置の構成例を示すブロック図である。 第１実施形態におけるパターン加工処理を模式的に示す工程図である。 図４に示すパターン加工処理前の成膜マスクに磁性金属層側からレーザ加工を施した後の状態を示す平面図である。 図１に示す成膜マスクで成膜基板上に成膜した場合の薄膜のパターンを示す平面図である。 第２実施形態における成膜基板の構成例を示す平面図である。 第２実施形態におけるフィルム層の構成例を示す平面図である。 第２実施形態における磁性金属層の構成例を示す平面図である。 第２実施形態における成膜マスクの製造工程の一例を示す説明図である。 第２実施形態における成膜マスクの製造工程の一例を示す説明図である。 補強部と第２スリットの交差部との関係を示す説明図である。 変形例における磁性金属層の一例を示す平面図である。 変形例における成膜マスクの製造工程の一例を示す説明図である。 変形例における成膜マスクの製造工程の一例を示す説明図である。 補強部と第２スリットの交差部との関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態における成膜マスクの一例を示す平面図及び断面図である。図１（ａ）は、フィルム層２の平面図であり、図１（ｂ）は、磁性金属層３の平面図であり、図１（ｃ）は、（ａ）、（ｂ）に示す成膜マスク１のＳ−Ｓ線断面図である。図１に示す成膜マスク１は、開口幅を例えば数μｍ〜１０μｍの範囲内とした場合における高精細なパターンを作製するためのものであって、フィルム層２と磁性金属層３とを積層した構造を備える。詳細には、この成膜マスク１は、積層されたフィルム層２と磁性金属層３の両面にレーザ加工が施されることにより、磁性金属層３の補強部４の領域からは、積層されたフィルム層２の樹脂が除去され、規則的な開口パターンと、上記開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有するフィルム層２を備えるものである。これにより、この成膜マスク１は、成膜基板上に規則的なパターンと、それと異なる不規則的なパターンとを形成させることができる。

より詳細には、図１（ａ）に示すフィルム層２は、樹脂層の一例であって、成膜対象の成膜基板上に形成される薄膜のパターン（規則的なパターンの領域と不規則的なパターンの領域を含む）を成膜するために利用するものである。フィルム層２は、例えば、厚みが５〜３０μｍ程度のポリイミドのフィルムであって、成膜基板上の細線状のパターンに応じて規定される第１スリット６を有する。なお、フィルムの材質は、ポリイミドに限られず、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であってもよく、高耐熱性を有し、可視光を透過する樹脂製のフィルムであることが好ましい。

詳細には、上記第１スリット６は、開口の一例であって、図１（ａ）に示すように、薄膜のパターンと同形状を有し、そのパターンに対応して縦横マトリクス状（ｍ行ｎ列）に配置されている。図１（ａ）では、説明の便宜上、４行４列の第１スリット６を示すが、実際には、高精細な薄膜のパターンを生成可能なスリット（開口）であることはいうまでもない。

また、図１（ａ）において、フィルム層２は、９つの正方形のマスクと、列方向に伸びる第１スリット６を交差して接続された５つの矩形のマスク（以下、「不規則部５」という。）を有する。この不規則部５は、成膜基板のパターンに応じて、予め定められた位置に設けられる。ここで、正方形のマスクの部分は、その周囲の第１スリット６の領域を成膜させ、成膜対象の成膜基板上に規則的なパターンを形成させる。また、不規則部５は、その領域を遮蔽することで成膜基板上に不規則的なパターンを形成させる。

また、図１（ｂ）に示す磁性金属層３は、金属層の一例であって、第１スリット６に対応する位置に第２スリット７を設けると共に、第２スリット７に所定の方向（例えば、長手方向）から交差して接続された補強部４を所定の間隔で複数個所に設けた構造物である。この補強部４は、開口の微細化に伴う形状の変形を防ぐだけではなく、空間的に孤立したマスク部分の脱落防止の機能も備える。なお、フィルム層２と磁性金属層３とを積層した場合、第１スリット６と第２スリット７とが重なる領域が貫通孔を形成する（但し、図１に示す通り、補強部４の領域を除く）。また、所定の間隔とは、例えば、図１（ｂ）に示すように、各々の列方向の第２スリット７に対して、一定のピッチｗで補強部４が設けられている。

磁性金属層３は、例えば、磁性材料の一種であるニッケルである。なお、磁性金属層３は、ニッケルに限られず、ニッケル合金であってよく、磁力により成膜マスク１を固定させることができる磁性材料を有していればよい。さらに、磁性金属層３は、磁力により成膜マスク１を固定させる観点から、例えば、２０〜５０μｍ程度の厚みを有するものが好ましい。このような磁性金属層３は、磁力によって固定することができるので、成膜マスク１をレーザ加工する際、精度良く加工することができる。また、第１スリット６及び第２スリット７の開口幅は、例えば、微細加工用として数μｍ程度（例えば３〜５μｍ）であることが好ましい。

また、磁性金属層３は、成膜時に成膜マスク１の下側に配設された磁石により吸着されてフィルム層２を成膜基板の成膜面に密着させるための機能を果たすものである。

図１（ｃ）に示す通り、補強部４の領域には、積層されたポリイミドの樹脂が取り除かれている。これにより、補強部４の領域は貫通孔を形成しないものの、例えば、成膜の際、飛来して来る成膜用の物質（以下「成膜物質」という。）が補強部４を回り込むため、成膜マスク１は、その分、成膜物質を第１スリット６に通過させやすくすることができる。その結果、補強部４の直下の領域に対しても成膜させることができるので、例えば、開口で囲まれた領域に応じて、成膜基板上で閉区画のパターンも形成することが可能となる。

以上より、本発明による成膜マスク１は、磁性金属層３の補強部４の領域に積層されたフィルム層２にレーザ加工が施されるようにしたので、従来困難であった、補強部の直下の領域における加工が容易となり、積層されたフィルム層２の樹脂が除去される。そして、補強部４の領域には、ポリイミドの樹脂が除去されているので、補強部４の直下の領域が影になりにくく、斜め方向に入射する成膜物質が通過しやすいため、高精細なパターンを容易に作製し得る。さらに、成膜対象の成膜基板上に形成されるパターンに応じて、規則的な開口パターンと、上記開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有するフィルム層２を設けているので、その成膜基板上に規則的なパターンと不規則的なパターンとを形成させることができる。

次に、第１実施形態における成膜マスク１の製造方法について、図２〜８を参照して説明する。この成膜マスク１の製造方法は、補強部４の直下の領域が影になりにくく、高精細なパターンを容易に作製し得る成膜マスクの製造方法を提供する。
図２は、第１実施形態における成膜マスクの製造方法の一例を示す流れ図である。概要を説明すると、成膜マスクの製造方法は、大きく分けて、積層処理と、パターン加工処理との２つの工程を有する。

積層処理は、工程Ｓ１において、成膜対象の成膜基板上に形成されるパターンに応じた複数の第１スリット６を設けることが可能なフィルム層２と、そのフィルム層２に積層するために第１スリット６に対応する位置に第２スリット７を設けると共に、第２スリット７に所定の方向から交差して接続された補強部４を所定の間隔で複数個所に設けた磁性金属層３と、を積層する処理を実行する。

パターン加工処理は、工程Ｓ２において、積層されたフィルム層２と磁性金属層３の両面にレーザ光を予め選択した順番で照射することにより、補強部４に積層されている樹脂を除去し、成膜基板上に規則的なパターンと、それと異なる不規則的なパターンとを形成させる第１スリット６を作製する処理を実行する。以下、詳細について説明する。

工程Ｓ１の積層処理では、先ず、一例として本出願人により開示された特開２０１５−５２９８５号公報に記載の「金属膜のパターン形成工程」を参考にすることで、図１（ｂ）に示すように、例えば、４行４列の第２スリット７及び複数の不規則部５を有する磁性金属層３を作製することができる。

図３は、パターン加工処理前のフィルム層の一例を示す平面図である。積層処理では、図４に示す通り、図３に示すフィルム層２と上記の「金属膜のパターン形成工程」を参考にして予め作製した磁性金属層３とを積層する。
図４は、パターン加工処理前の成膜マスクの一例を示す平面図である。図４では、磁性金属層３を上面とした場合における成膜マスク１の平面図を示している。第１実施形態では、図４に示す成膜マスク１について、工程Ｓ２のパターン加工処理を実行する。

ここで、最初に、パターン加工処理を実現させるためのパターン加工装置について、図５を参照して説明する。

図５は、パターン加工装置の構成例を示すブロック図である。パターン加工装置Ｍは、選択した投影マスクを介してレーザ光を照射する露光手段を有し、図４に示す積層処理後の成膜マスク１をパターン加工処理し、図１に示す成膜マスク１を製造するものである。パターン加工装置Ｍは、制御部１０と、レーザ発生部１１と、光学系１２と、搬送処理部１３と、バス１４とを備える。このうち、レーザ発生部１１、光学系１２、搬送処理部１３及び制御部１０は、バス１４を介して互いに接続されている。なお、パターン加工装置Ｍは、例えば、縮小投影型露光装置（ステッパ）を採用してもよい。

制御部１０は、パターン加工装置Ｍの統括的な制御を行うものであり、マイクロプロセッサを搭載し、例えば、レーザ発生部１１に指示を出すことにより、レーザ光を発生させる。また、制御部１０は、例えば、搬送処理部１３に指示を出すことにより、成膜マスク１の搬送を制御する。

さらに、制御部１０には、メモリ１０ａが備えられている。このメモリ１０ａは、プログラムやデータを記録するものであり、例えば、パターン加工装置Ｍの制御を行う制御プログラムを予め記録している不揮発性のメモリである。この制御プログラムには、本発明による成膜マスク１の製造方法を実行するためのプログラムが含まれている。また、メモリ１０ａは、パターン加工に必要な加工データを予め記録している。なお、加工データは、予め制御プログラムに組み込まれていてもよい。

制御部１０は、メモリ１０ａから、例えば、制御プログラムを読み出し、加工データを参照し、マスク１の製造の処理を行う。また、制御部１０は、例えば、演算処理を行い、結果をメモリ１０ａに記録する。

レーザ発生部１１は、レーザ光を発生するものであり、制御部１０からレーザ光の発生の指示を受け、レーザ光を光学系１２に出力する。ここで、レーザ発生部１１には、レーザ装置が設けられており、例えば、発振波長が紫外線領域(ＵＶ:Ultra Violet)に相当する４００ｎｍ以下のレーザの一種であるＵＶレーザが用いられる。具体的には、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）のエキシマレーザ、又はＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザの第３高調波や第４高調波を使用して、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光Ｌを発生させる。なお、レーザの光源としては、フィルム層２をアブレーションできるのであれば、上記の波長のレーザに限定されず、適宜用いることができる。

光学系１２は、投影マスク１２ａ〜１２ｆのうちから選択したものを介して成膜マスク１にレーザ光Ｌを照射するための光学系を備える。また、光学系１２は、レーザ光Ｌを成膜マスク１に集光するため、所定の倍率で縮小投影する投影レンズ等の光学部品（図示省略）を備えている。第１実施形態では、例えば、磁性金属層３を照射するための投影マスク１２ａと、フィルム層２を照射するための投影マスク１２ｂと、を切り替え自在に用いる。投影マスク１２ａは、レーザ光Ｌを予め設定されたブロック単位で照射させ、最終的に成膜マスク１の全面に照射させるものである。また、投影マスク１２ｂは、補強部４の領域に向けてレーザ照射させるものである。なお、投影マスク１２ａ〜１２ｆは、何れも規則的な投影パターンを有する。但し、投影パターンは、投影マスク１２ａ〜１２ｆ毎に異なることとする。

搬送処理部１３は、図示省略のステージ上に載置された成膜マスク１を移動させるもので、例えば、図示省略の搬送機構により、成膜マスク１を左右方向に移動させることができる。また、搬送処理部１３は、図示省略の反転機構により、成膜マスク１を反転させることができる。

以上説明したパターン加工装置Ｍを用いた成膜マスク１のパターン加工処理について、図６及び図７を参照して説明する。

図６は、第１実施形態におけるパターン加工処理を模式的に示す工程図である。なお、図６（ａ）〜（ｄ）は、図４に示す成膜マスク１のＳ−Ｓ線断面図である。但し、パターン加工処理では、両面加工を実行するため、図６（ａ）,（ｂ）と、図６（ｃ）,（ｄ）とでは、成膜マスク１を反転させている。

図５に示すパターン加工装置Ｍの制御部１０は、先ず、図示省略の入力手段により、パターン加工処理の指示入力を受け付けると、制御プログラムや加工データを読み出して、図２に示す工程Ｓ２のパターン加工処理を開始する。

制御部１０は、図５に示す搬送処理部１３に指示を出すことにより、積層処理後の成膜マスク１の投入処理を行う。なお、磁性金属層３を第１照射面とし、フィルム層２を第２照射面とする。ここでは、説明の便宜上、第１照射面は、最初にレーザ照射をする面とし、第２照射面は、成膜マスク１を反転させた後にレーザ照射する面とする。そして、積層処理後の成膜マスク１は、例えば、図６に示すガラス基板８を介して、ステージ（図示省略）に載置される。そして、積層処理後の成膜マスク１は、例えば、磁力により脱着可能としている。搬送処理部１３は、ステージ上に載置された、積層処理後の成膜マスク１をレーザ照射位置に移動させる。

積層処理後の成膜マスク１の移動が完了すると、制御部１０は、図５に示すレーザ発生部１１に指示を出すことにより、フィルム層２のレーザ加工を実行する。具体的には、レーザ発生部１１は、レーザ装置から、レーザ光Ｌを励起して発振する。このレーザ光Ｌは、図５に示す光学系１２の投影マスク１２ａを介して、所定の倍率で縮小投影された後、積層処理後の成膜マスク１の基板上をブロック単位で分割した領域に照射する。そして、制御部１０は、例えば、照射領域を分割し、ステージをステップ移動させる毎にレーザ光Ｌをその照射領域に照射させる。つまり、制御部１０は、分割した全ての照射領域にレーザ照射することにより、成膜マスク１の磁性金属層３の全面に亘ってレーザ光Ｌを照射させる制御を行う。

図６（ａ）は、積層処理後の成膜マスク１にレーザ光Ｌを照射した状態を例示している。レーザ光Ｌは、磁性金属層３で遮光される一方、フィルム層２に到達すると、そのフィルム層２の領域を例えばレーザアブレーションにより、除去する。
図６（ｂ）は、レーザ光Ｌの照射後における成膜マスク１の状態を例示している。レーザ光Ｌの指向性により、磁性金属層３で遮光されずにレーザ照射されたフィルム層２の領域は、除去される。これにより、加工段階の成膜マスク１は、図７に示す状態になる。なお、第１実施形態では、説明をわかりやすくするため、例えば、レーザ光によって開けられる貫通孔がストレート（柱状形の孔）に近似できる場合を例示している。そのため、レーザ照射によるテーパ角の問題については、第２実施形態及び変形例で詳述する。

図７は、図４に示すパターン加工処理前の成膜マスクに磁性金属層側からレーザ加工を施した後の状態を示す平面図である。但し、図７では、フィルム層２側から見た平面図を表している。この段階では、補強部４にフィルム層２の樹脂が積層されている。そのため、補強部４に積層されている樹脂をレーザ照射により除去する必要が生じる。

次に、制御部１０は、搬送処理部１３に指示を出すことにより、搬送処理部１３は、一例として、ステージを介して成膜マスク１を移動させ、レーザ照射位置から退避させた後、その成膜マスク１を上下反転させてステージに再び載置する。これにより、フィルム層２側に向けてレーザ照射することが可能となる。続いて、搬送処理部１３は、反転させた成膜マスク１をステージにより移動させて、再び、成膜マスク１をレーザ照射位置に設置する。

次に、制御部１０は、光学系１２に指示を出すことにより、磁性金属層照射用の投影マスク１２ａからフィルム層照射用の投影マスク１２ｂに切り替える。この第２投影マスク１２ｂは、より詳細には、補強部４に積層された樹脂に対してピンポイントにフォーカスし、樹脂を除去するようにビームの口径を調整したレーザ光を照射させるものである。例えば、ビームの口径は、図４に示す、平面図から見た補強部４の外形のサイズに調整される。

続いて、制御部１０は、レーザ発生部１１に指示を出すことにより、補強部４の領域に積層されたフィルム層２のレーザ加工を実行する。具体的には、レーザ発生部１１は、レーザ装置から、レーザ光Ｌを励起して発振する。このレーザ光Ｌは、フィルム層照射用の投影マスク１２ｂを介して、所定の倍率で縮小投影された後、レーザ照射することにより、補強部４の領域に積層された樹脂を除去する。この際、制御部１０は、例えば、ワンショット毎に、複数個所の補強部４の領域に積層されたフィルム層２を除去できるように、搬送処理部１３に指示を出して、ステージをステップ移動させる。なお、制御部１０は、必要に応じてワンショット毎に、１個所ずつ補強部４の領域に積層されたフィルム層２を除去してもよい。

図６（ｃ）は、補強部４の領域に積層されたフィルム層２に、レーザ照射している状態を例示している。補強部４の領域に積層されたフィルム層２は、レーザ光Ｌによりピンポイントで照射される。このようなレーザ照射により、補強部４の領域に積層されたフィルム層２は、除去される。
図６（ｄ）は、レーザ光Ｌの照射後の状態を例示している。図６（ｄ）に示す通り、補強部４の領域に積層されたフィルム層２は、除去されることにより、図１に示す通り、成膜マスク１が製造される。

図８は、図１に示す成膜マスクで成膜基板上に成膜した場合の薄膜のパターンを示す平面図である。成膜基板１００上において、黒色で示す領域が成膜されたパターンＰである。図７の不規則部５に対応する個所が、断線（分断）している。この領域が、例えば不規則的なパターンを形成させる。一方、白色で示す正方形のマスクが黒色のパターンで囲まれ、閉区画を形成している領域は、断線されていないという意味で、例えば規則的なパターンを形成させる。つまり、成膜マスク１の規則的な開口パターンが、成膜基板１００上に規則的なパターンを形成させ、成膜マスク１の遮蔽パターンが、成膜基板１００上に不規則的なパターンを形成させる。

このようにして、第１実施形態における成膜マスク１の製造方法によれば、成膜マスク１の両面にレーザ光を予め選択した順番に照射し、第１スリット６を作製することで、補強部４に積層された樹脂を除去し、フィルム層２に規則的な開口パターンと遮蔽パターンとを形成させることができる。つまり、第１実施形態における成膜マスク１の製造方法によれば、両面からレーザ加工を行うことで、補強部４の直下の領域における加工を容易とし、成膜基板上に規則的なパターンと不規則的なパターンとを容易に作製し得る成膜マスクを製造できる。

なお、パターン加工装置Ｍは、第１実施形態において、例えば、縮小投影型露光装置（ステッパ）を採用した場合、フィルム層２、磁性金属層３の両面加工において、各面毎に投影マスク１２ａ、１２ｂというように１枚の投影マスクを、例えば、成膜マスク１をステップ移動させながら周期的にレーザ照射を行って、加工することができる。ここで、不規則的なパターンを投影マスク側に反映させようとすると、規則的なパターンと不規則的なパターンに応じて、加工エリア毎に投影マスクを交換しなければならない。この場合、タクトタイムが激増することになる。これに対し、本実施形態では、加工エリア毎に投影マスクを交換しないで済むので、タクトタイムを大幅に抑制することができる（以下に説明する第２実施形態、変形例も同様）。

また、本実施形態では、成膜マスク１を載置しているステージのみが動くステップアンドリピート方式を採用しているが、これに限られず、他の方式（例えば、スキャンアンドリピート方式）を採用してもよい。

次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、複数の導体細線を交差させて網目状に形成した金属メッシュを含む透明電極膜が成膜される成膜基板を採用する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様にして、図５に示すパターン加工装置Ｍを用いることとし、相違点について主に詳述する。そこで、先ず、第２実施形態で使用する成膜基板、成膜マスクの全体像について、図９〜図１１を用いて説明する。

図９は、第２実施形態における成膜基板の構成例を示す平面図である。図１０は、第２実施形態におけるフィルム層の構成例を示す平面図である。図１１は、第２実施形態における磁性金属層の構成例を示す平面図である。

図９（ａ）は、成膜基板１０１の全体像(２次構造)の一例を示す。成膜基板１０１は、金属メッシュのパターン（１次構造）の集合体が、透明電極膜１１０の全体像(２次構造)を形成する。
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す成膜基板１０１における領域１０１ａの拡大平面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）に示す成膜基板１０１における領域１０１ｂの拡大平面図である。ここで、図９（ａ）において、例えば、領域１０１ａに着目すると、図９（ｂ）に示す通り、複数の導体細線１１１を交差させた金属メッシュのパターンが１次構造として菱形の格子上に配列され、規則的なパターンを構成している。図９（ｂ）では、一例として、導体細線１１１の交差部１１２を示す。

一方、図９（ａ）において、例えば、領域１０１ｂに着目すると、図９（ｃ）に示す通り、金属メッシュのパターンが１次構造として菱形の格子上に配列されているものの、一部領域が空間を隔てて、断線されている。この領域を不規則的なパターンとする。つまり、金属メッシュにおける１次構造の規則的なパターンと不規則的なパターンとが、全体像(２次構造)に反映されることになる。したがって、図１０に示す成膜マスク１Ａは、例えば、成膜基板１０１の金属メッシュのパターンに応じて規定されることになり、複数の開口部（図１０（ｃ）に示す第１スリット６ａ）が、金属メッシュのパターンになる。

図１０（ａ）は、図９に示す成膜基板１０１を成膜するための成膜マスク１Ａにおけるフィルム層２ａのフィルム開口部を示す。図１０（ｂ）は、図９（ｂ）に対応して、フィルム層２ａの一部領域であるフィルム開口部２０ａの拡大平面図を示している。図１０（ｃ）は、図９（ｃ）に対応して、フィルム層２ａの一部領域であるフィルム開口部２１ａの拡大平面図を示している。
なお、図１０（ｂ）、（ｃ）において、白抜きの個所が第１スリット６ａを示し、第１スリット６ａの交点が、第１スリット６ａの交差部２２となる。

また、図１１（ａ）は、図９に示す成膜基板１０１を成膜するための成膜マスク１Ａにおける磁性金属層３ａのメタル開口部の平面図である。図１１（ｂ）は、図９（ｂ）に対応して、磁性金属層３ａの一部領域であるメタル開口部３０ａの拡大平面図を示している。図１１（ｃ）は、図９（ｃ）に対応して、磁性金属層３ａの一部領域であるメタル開口部３１ａの拡大平面図を示している。図１１（ｃ）に示す通り、メタル開口部３１ａは、成膜基板１０１上に不規則なパターンを形成させるための細長状の不規則部５ａを含んでいる。この不規則部５ａは、金属メッシュの電極パターンを分断させる。なお、図１１（ｂ）、（ｃ）において、白抜きの個所が第２スリット７ａを示し、金属メッシュの交差部に対応する第２スリット７ａの交差部に重なるように補強部４ａが設けられている。詳細については、図１４を用いて後述する。

以上より、図９（ａ）に示す成膜基板１０１を前提として、この成膜基板１０１の成膜に用いられる成膜マスク１Ａの製造方法について説明する。なお、積層処理は、第１実施形態の磁性金属層３と、第２実施形態の磁性金属層３ａとの形状が異なる以外は、同様であるので説明を簡略化し、パターン加工処理について主に説明をする。

第２実施形態では、積層処理として、図１０（ａ）に示すフィルム層２ａを形成するため、レーザ光Ｌの照射前のフィルム層２ａと、図１１（ａ）に示す磁性金属層３ａとを積層する。但し、第２実施形態では、成膜マスク１Ａにおいて、磁性金属層３ａを第１照射面とし、フィルム層２ａを第２照射面とする。

図１２は、第２実施形態における成膜マスクの製造工程の一例を示す説明図である。ここでは、簡単のため、図１１（ｃ）で示した不規則部５ａを含むメタル開口部３１ａの領域を例にとって、説明をする。

図１２（ａ）は、図１１（ｃ）で示した不規則部５ａを含むメタル開口部３１ａの構成例を示す。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示すメタル開口部３１ａの反対側の面に積層されているフィルム層２ａの一部領域であるフィルム層２１ａを示している。このフィルム層２１ａは、パターン加工処理前の初期状態を示す。

図１２（ｃ）は、磁性金属層３ａ（第１照射面）に向けてレーザ加工を実行した場合の製造工程（パターン加工処理）を示す説明図であり、投影マスク１２ｃを介してレーザ照射した後のフィルム層２１ａの状態を示している。

第２実施形態では、磁性金属層３ａを第１照射面とし、フィルム層２ａを第２照射面とし、ガラス基板８上に載置した場合、磁性金属層３ａ側に向けて照射領域を分割してレーザ光を照射させる投影マスク１２ｃを介して、順次レーザ照射する。なお、分割単位は、例えば、ステージでステップ移動する毎に照射する領域である。この照射により、第２スリット７ａを貫通したレーザ光Ｌが、その第２スリットを貫通した領域の樹脂を除去することで、第１スリット６ａを作製することができる（後述する図１３（ｂ）参照）。

続いて、第２実施形態では、成膜マスク１Ａを反転させて、第２照射面（フィルム層２ａ）に向けて投影マスク１２ｄを介してレーザ照射する。ここで、投影マスク１２ｄは、補強部４に積層された樹脂に対してピンポイントにフォーカスし、レーザビームの口径を調整したレーザ光を照射させるものである。例えば、レーザビームの口径は、図１２（ｃ）の状態から図１２（ｄ）の状態になるように、調整される。第２実施形態では、ステージでステップ移動する毎に、フィルム層２ａ側に向けて順次レーザ照射することにより、当該除去対象の樹脂を除去する。

図１２（ｄ）は、フィルム層２ａ（第２照射面）に向けてレーザ加工を実行した場合の製造工程を示す説明図であり、投影マスク１２ｄを介してレーザ照射した後のフィルム層２ａの一部領域であるフィルム層２１ａの状態を示している。なお、第２実施形態のパターン加工処理により、第２照射面（フィルム層２ａ）のレーザ照射が完了すると、成膜マスク１Ａが製造される。

ここで、第２実施形態のパターン加工処理によるレーザ加工のテーパ角について考察する。第２実施形態のパターン加工処理では、照射条件に応じて、レーザ光による貫通孔は、レーザ光の入射面側の直径が、出射面側の直径よりも大きくなるテーパ状を有する。つまり、レーザ光による貫通孔が所定のテーパ角を有することになる。

図１３は、第２実施形態における成膜マスクの製造工程の一例を示す説明図である。ここで、図１３（ａ）は、図１２（ａ）に示す第２スリット７ａを横切る位置の一部拡大断面図の一例を示す。図１３（ａ）では、成膜マスク１Ａにおいて、磁性金属層３ａが第１照射面で、フィルム層２ａが第２照射面となっている。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す成膜マスク１Ａをガラス基板８上に載置した後、レーザ照射した後の状態を示している。図１３（ｂ）に示す通り、レーザ光の入射面側の直径が、出射面側の直径よりも大きくなるテーパ状の形状を有している。このように加工すると、磁性金属層３ａの第２スリット７ａの開口幅よりも、フィルム層２ａの第１スリット６ａの開口幅が狭くなるので、第２スリット７ａの開口幅よりもさらに狭い線幅で、高精細なパターンを容易に作製することができる。

また、図１３（ｃ）は、比較のため、図１３（ｂ）に示す成膜マスク１Ａを反転させた後、フィルム層２ａにおいて、磁性金属層３ａの補強部４ａ（図中、破線の円で囲む領域参照）に積層されている樹脂に向けて、レーザ照射した場合の状態を示している。つまり、補強部４ａに積層されている領域には、積層された樹脂が除去されることになる。なお、図１３（ｃ）では、説明をわかりやすくするため、フィルム層２ａの第１スリット６ａの近い位置に補強部４ａの領域を示している。補強部４ａの領域については、レーザ光Ｌの入射面側の直径が、出射面側の直径よりも大きくなるテーパ状を有している。

このように加工すると、実際の成膜においては、図１３（ｃ）に示す成膜マスク１Ａを反転させ、補強部４ａの直下の領域が下向きに開口が広がることになるので、成膜物質が補強部４ａの直下に進入しやすくなる。
したがって、第２実施形態のパターン加工処理では、両面加工にて、所定のテーパ角で樹脂を除去することができるので、テーパ角の形状を巧みに利用することが可能となる。

次に、補強部と第２スリットの交差部との関係について考察する。
図１４は、補強部と第２スリットの交差部との関係を示す説明図である。図１４（ａ）は、実線の矢印で示す方向（所定の方向）から第２スリット７ａに交差して接続された補強部４ａ（図１２（ａ）参照）を、所定の間隔で複数個所に設けた状態を示している。ここで、補強部４ａが、金属メッシュの交差部１１２（図９参照）に対応する第２スリット７ａの交差部（図中、円で囲む領域内を参照）と重なるようにして、配置されている。なお、破線の矢印方向に不規則部５ａ（図１２（ａ）参照）が配置されている。ここで、不規則部５ａと第１スリット６ａの交差部２２には、補強部４ａを重ねない構造とする。

図１４（ｂ）は、磁性金属層３ａを第１照射面として投影マスク１２ｃを介してレーザ照射した後におけるフィルム層２１ａの状態を示しており、第１スリット６ａの交差部２２は、メタル開口部３１ａの補強部４ａにより遮光され、樹脂が残っている。図１４（ｃ）は、成膜マスク１Ａを反転させて、第２照射面（フィルム層２ａ）に向けて投影マスク１２ｄを介してレーザ照射した後のフィルム層２１ａの状態を示している。但し、矢印で示す方向の不規則部５ａの領域は、レーザ照射を避けるようにしている。なお、不規則部５ａと第１スリット６ａの交差部２２を補強部４ａと重ねない構造にすることで（図１０、１１参照）、両面のレーザ加工を規則的に実施することが可能となる。

従来、規則的なパターンと不規則的なパターンとを作製するためには、例えば、先ず、金属メッシュを作製した後、エッチングを行う必要があった。第２実施形態では、成膜基板上に規則的なパターンと、不規則的なパターンとを形成させる成膜マスク１Ａを用いることで、パターン加工処理の１つの工程のみで、１次構造及び２次構造を作製することができる。また、投影マスクも、両面毎に切り替えるだけで済み、規則的なパターンや不規則的なパターンの領域毎に投影マスクを切り替えることを不要とすることができる。

次に、第２実施形態の変形例について説明する。変形例では、磁性金属層の補強部が金属メッシュの交差部に対応する第２スリットの交差部を避けるようにして、配置されていることを特徴とする。詳細については、図１７を用いて後述する。

図１５は、変形例における磁性金属層の一例を示す平面図である。図１５（ａ）は、図１１（ａ）に示す磁性金属層３ａに対し、磁性金属層３ｂの補強部４ｂが第２スリット７ｂの交差部３２を避けるように配置したものである。図１５（ｂ）は、磁性金属層３ｂの一部領域であるメタル開口部３０ｂの拡大平面図を示している。図１５（ｃ）は、磁性金属層３ｂの一部領域であるメタル開口部３１ｂの拡大平面図を示している。ここでは、簡単のため、変形例では、図１１（ａ）に示す磁性金属層３ａのパターンを、図１５（ａ）に示す磁性金属層３ｂのパターンに置換する。

また、変形例では、積層処理として、レーザ光Ｌの照射前のフィルム層２ａと、図１５（ａ）に示す磁性金属層３ｂとを積層する。但し、変形例では、成膜マスク１Ｂにおいて、フィルム層２ａを第１照射面とし、磁性金属層３ｂを第２照射面とする。

図１６は、変形例における成膜マスクの製造工程の一例を示す説明図である。ここでは、簡単のため、図１５（ｃ）で示した不規則部５ｂを含むメタル開口部３１ｂの領域を例にとって、説明をする。
図１６（ａ）は、図１５（ｃ）で示した不規則部５ｂの領域を含むメタル開口部３１ｂの構成例を示す。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示すメタル開口部３１ｂの反対側の面に積層されているフィルム層２１ａを示している。このフィルム層２１ａは、パターン加工処理前の初期状態を示す。ここで、メタル開口部３１ｂの補強部４ｂは、第２スリット７ｂの交差部３２を避けるように略４５度の傾きで、配置されていることを特徴とする。詳細については、図１８を用いて後述する。

図１６（ｃ）は、投影マスク１２ｅを介してレーザ照射した後のフィルム層２1ａの状態を示している。変形例では、フィルム層２ａを第１照射面とし、磁性金属層３ｂを第２照射面とし、ガラス基板８上に載置した場合、先ず、投影マスク１２ｅを介して、磁性金属層３ｂ側に向けてレーザ光Ｌを照射する。ここで、投影マスク１２ｅは、第１スリット６ｂの交差部２３を避けるようにして、その第１スリット６ｂを形成させる領域に、ピンポイントにフォーカスし、レーザビームの口径を調整したレーザ光をフィルム層２ａに向けて照射領域を分割して照射させるものである。つまり、変形例では、投影マスク１２ｅを介して、順次レーザ照射して上記交差部に位置する樹脂を残しながら該第１スリット６ｂを作製する（図１６（ｃ）参照）。

続いて、変形例では、成膜マスク１Ｂを反転させて、磁性金属層３ｂに向けて投影マスク１２ｆを介してレーザ照射する。ここで、投影マスク１２ｆは、磁性金属層３ｂ側から第２スリット７ｂの交差部３２に向けて照射領域を分割してレーザ光を照射させるものである。変形例では、ステージでステップ移動する毎に、磁性金属層３ｂ側に向けて順次レーザ照射することにより、第２スリット当該除去対象の樹脂を除去する。変形例では、例えば、ピンポイントにフォーカスし、レーザビームの口径を交差部３２に存在する樹脂を除去できるように調整したレーザ光を照射してもよい。但し、変形例では、磁性金属層３ｂ側に向けてレーザ照射するので、円形のスポット状のレーザを照射してもよい。

図１６（ｄ）は、レーザ照射を実行した場合の説明図であり、投影マスク１２ｆを介してレーザ照射した後のフィルム層２１ａの状態を示している。上記の変形例のパターン加工処理により、成膜マスク１Ｂが製造される。

ここで、変形例のパターン加工処理によるレーザ加工のテーパ角について考察する。
図１７は、変形例における成膜マスクの製造工程の一例を示す説明図である。図１７（ａ）は、図１６（ａ）に示す第２スリット７ｂを横切る位置の一部拡大断面図の一例を示す。図１７（ａ）では、成膜マスク１Ｂにおいて、フィルム層２ａが第１照射面で、磁性金属層３ｂが第２照射面となっている。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示す成膜マスク１Ｂをガラス基板８上に載置した後、磁性金属層３ｂの補強部直下の領域にレーザ照射した後の状態を示している。図１７（ｂ）に示す通り、レーザ光の入射面側の直径(開口幅６ｂ)が、出射面側の直径よりも大きくなるテーパ状を有している。このように加工すると、上述した通り、成膜物質が補強部４ｂの直下に進入しやすくなる。

また、図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）に示す成膜マスク１Ｂを反転させた後、磁性金属層３ｂ側にレーザ照射した場合の状態を示している。このように加工すると、上述した通り、磁性金属層３ｂの第２スリット７ｂの開口幅よりもさらに狭い線幅６ｃで、高精細なパターンを容易に作製することができる。したがって、変形例のパターン加工処理においても、テーパ角を巧みに利用することが可能となる。また、図１７（ｃ）の破線の円で囲む領域においては、レーザ照射をしても遮光されるため、例えば、必要に応じて不規則部を形成することが容易となる。

次に、補強部と第２スリットの交差部との関係について考察する。
図１８は、補強部と第２スリットの交差部との関係を示す説明図である。図１８（ａ）は、矢印で示す方向（所定の方向として例えば略４５度）から第２スリットに交差して接続された補強部４ｂ(図１６ａ参照)を、所定の間隔で複数個所に設けた状態を示している。ここで、補強部４ｂが、金属メッシュの交差部に対応する第２スリット７ｂの交差部（図中、円で囲む領域内を参照）を避けるように配置されている。

図１８（ｂ）は、投影マスク１２ｅを介してレーザ照射した後のフィルム層２ａの状態を示しており、第２スリットの交差部（図中、円で囲む領域内を参照）には、樹脂が残っている。図１８（ｃ）は、成膜マスク１Ｂを反転させて、磁性金属層３ｂに向けて投影マスク１２ｆを介してレーザ照射した後の状態を示している。この場合、矢印で方向に伸びる不規則部５ｂ上の交差部２３を除く、他の交差部２３の樹脂は、レーザ照射により除去され、成膜マスク１Ｂが作製される。

したがって、変形例においても、第２実施形態と同様、成膜基板上に規則的なパターンと、不規則的なパターンとを形成させる成膜マスク１Ｂを用いることで、パターン加工処理の１つの工程のみで、１次構造及び２次構造を作製することができる。また、投影マスクも、両面毎に切り替えるだけで済み、規則的なパターンや不規則的なパターンの領域毎に投影マスクを切り替えることを不要とすることができる。

１,１Ａ,１Ｂ…成膜マスク
２,２ａ…フィルム層（樹脂層）
３,３ａ,３ｂ…磁性金属層（金属層）
４,４ａ,４ｂ…補強部
６,６ａ,６ｂ…第１スリット
７,７ａ,７ｂ…第２スリット
１２ａ〜１２ｆ…投影マスク
１００,１０１…成膜基板
１１０…透明電極膜
１１１…導体細線

Claims (7)

1. 成膜対象の成膜基板上に形成されるパターンに応じた複数の第１スリットを設けた樹脂層と、
   前記樹脂層に積層され、前記第１スリットに対応する位置に第２スリットを設けると共に、前記第２スリットに交差して接続された補強部を所定の間隔で複数個所に設けた金属層と、を備え、
   前記積層された樹脂層にレーザ加工が施されることにより、前記金属層の前記補強部の領域からは、積層された前記樹脂層の樹脂が除去され、前記樹脂層は、規則的な開口パターンと、前記開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有することを特徴とする成膜マスク。
2. 前記金属層側から前記レーザ光を前記第２スリットに貫通させて前記樹脂層のレーザ加工を施すことにより、前記第１スリットの開口幅は、前記第２スリットの開口幅よりも狭く形成されることを特徴とする請求項１に記載の成膜マスク。
3. 前記補強部は、複数の導体細線を交差させて網目状に形成した金属メッシュを含む透明電極膜が成膜される成膜基板上の前記導体細線の交差部に対応する前記第２スリットの交差部と重なるようにして、配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の成膜マスク。
4. 前記補強部は、複数の導体細線を交差させて網目状に形成した金属メッシュを含む透明電極膜が成膜される成膜基板上の前記導体細線の交差部に対応する前記第２スリットの交差部を避けるようにして、配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の成膜マスク。
5. 成膜対象の成膜基板上に形成されるパターンに応じた複数の第１スリットを設けることが可能な樹脂層と、前記第１スリットに対応する位置に第２スリットを設けると共に、前記第２スリットに交差して接続された補強部を所定の間隔で複数個所に設けた金属層と、を積層する第１工程と、
   前記積層された樹脂層と金属層の両面にレーザ光を予め選択した順番で照射することにより、前記補強部に積層されている樹脂を除去し、前記第１スリットに対応する規則的な開口パターンと、前記開口パターンを分断する不規則な遮蔽パターンと、を有する樹脂層を作製する第２工程と、
   を実行することを特徴とする成膜マスクの製造方法。
6. 前記第１工程では、
   複数の導体細線を交差させて網目状に形成した金属メッシュを含む透明電極膜用の前記第１スリットを設けることが可能な樹脂層と、前記第１スリットに対応する位置に第２スリットを設けると共に、前記導体細線の交差部に対応する前記第２スリットの交差部に重なるようにして配置された補強部を含む金属層と、を積層し、
   前記第２工程では、
   前記レーザ光を照射する露光手段により、前記金属層側に向けて照射領域を分割して前記レーザ光を照射させる第１投影マスクを介して、順次レーザ照射することにより、前記レーザ光が前記第２スリットを貫通した領域の樹脂を除去し、
   前記補強部に積層された樹脂に対してピンポイントにフォーカスし、レーザビームの口径を調整したレーザ光を照射させる第２投影マスクを介して、前記樹脂層側に向けて順次レーザ照射することにより、当該除去対象の樹脂を除去することを特徴とする請求項５に記載の成膜マスクの製造方法。
7. 前記第１工程では、
   複数の導体細線を交差させて網目状に形成した金属メッシュを含む透明電極膜用の前記第１スリットを設けることが可能な樹脂層と、前記第１スリットに対応する位置に第２スリットを設けると共に、前記導体細線の交差部に対応する前記第２スリットの交差部を避けるようにして配置された補強部を含む金属層と、を積層し、
   前記第２工程では、
   前記レーザ光を照射する露光手段により、前記第２スリットの交差部を避けるようにして該第１スリットを形成させる領域に、ピンポイントにフォーカスし、レーザビームの口径を調整したレーザ光を前記樹脂層に向けて照射領域を分割して照射させる第３投影マスクを介して、順次レーザ照射して前記第２スリットの交差部に位置する樹脂を残しながら該第１スリットを作製し、
   前記金属層側から前記第２スリットの交差部に向けてレーザ光を照射させる第４投影マスクを介して、前記照射領域を分割して順次レーザ照射することにより、当該除去対象の樹脂を除去することを特徴とする請求項５に記載の成膜マスクの製造方法。