JP2020152939A - 蒸着マスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度の蒸着マスクの形成を目的とする。【解決手段】複数ショットの分割露光ＤＥの少なくとも１ショットによって、複数行のそれぞれに一群の高溶解領域３４が画定される。複数回の走査露光ＳＥは、隣同士の走査領域の端部が重なる第１走査露光ＳＥ１及び第２走査露光ＳＥ２を含む。第１走査露光ＳＥ１で画定される一群の高溶解領域３４は、第２走査露光ＳＥ２の方向の最も端に第１高溶解領域３４Ａを含む。第２走査露光ＳＥ２で画定される一群の高溶解領域３４は、第１走査露光ＳＥ１の方向の最も端に第２高溶解領域３４Ｂを含む。第１走査露光ＳＥ１で、複数行の隣同士の一対の行Ｌ１，Ｌ２には、第１高溶解領域３４Ａを、第１方向Ｄ１に沿った直線方向を避けて斜め方向にずれた位置に画定する。第２走査露光ＳＥ２で、一対の行Ｌ１，Ｌ２には、第２高溶解領域３４Ｂを斜め方向にずれた位置に画定する。【選択図】図９

Description

本発明は、蒸着マスクの製造方法に関する。

有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造では、蒸着マスクを使用した蒸着が行われる。蒸着マスクは、成膜パターンに応じた多数の開口を有し（特許文献１）、開口の形成はエッチングマスクを使用したエッチングにて行う。エッチングマスクは、フォトリソグラフィを適用してパターニングされたフォトレジストからなる。

特開２０１７−１５００１７号公報

フォトリソグラフィで微細なパターニングが必要になると、露光領域を複数に分割して、複数回の露光が行われる。しかし、そうすると、隣同士の露光領域の間に境目が目立ってしまう場合がある。

本発明は、高精度の蒸着マスクの形成を目的とする。

本発明に係る蒸着マスクの製造方法は、露光プロセスによって、基材上のフォトレジスト層に、露光の有無によって画定される露光パターンを形成する工程と、現像プロセスによって、前記露光パターンに応じて、前記フォトレジスト層から不要な部分を除去して、エッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクを介して前記基材をエッチングする工程と、を含み、前記露光パターンは、相互に直交する第１方向及び第２方向に並んで前記不要な部分として除去される複数の高溶解領域と、前記エッチングマスクとして残される低溶解領域と、を含み、前記複数の高溶解領域は、前記第１方向に隣り合う複数行で並び、前記複数行にそれぞれ前記第２方向に並び、前記露光プロセスは、前記第１方向に沿ってそれぞれ走査し、前記第２方向に順次移動し、隣同士の走査領域の端部を重ねて行う複数回の走査露光を含み、前記複数回の走査露光のそれぞれは、前記第１方向に順次行われる複数ショットの分割露光を含み、前記複数ショットの分割露光の少なくとも１ショットによって、前記複数行のそれぞれに一群の前記高溶解領域が画定され、前記複数回の走査露光は、前記隣同士の走査領域の前記端部が重なる第１走査露光及び第２走査露光を含み、前記第１走査露光で画定される前記一群の前記高溶解領域は、前記第２走査露光の方向の最も端に第１高溶解領域を含み、前記第２走査露光で画定される前記一群の前記高溶解領域は、前記第１走査露光の方向の最も端に第２高溶解領域を含み、前記第１走査露光で、前記複数行の隣同士の一対の行には、前記第１高溶解領域を、前記第１方向に沿った直線方向を避けて斜め方向にずれた位置に画定し、前記第２走査露光で、前記一対の行には、前記第２高溶解領域を前記斜め方向にずれた位置に画定することを特徴とする。

本発明によれば、第１高溶解領域及び第２高溶解領域のそれぞれが、第１方向に沿った直線方向には並ばない。そのため、第１高溶解領域及び第２高溶解領域の境目が目立たなくなる。

第１の実施形態で製造される蒸着マスクの平面図である。 図１に示す蒸着マスクのII−II線断面図である。 図１に示す部分IIIの拡大図である。 第１の実施形態の変形例に係る蒸着マスクの平面図である。 図４に示す蒸着マスクのＶ−Ｖ線断面図である。 図１及び図２に示す蒸着マスクを使用した蒸着プロセスを示す図である。 蒸着マスクの製造方法を示す概略図である。 蒸着マスクの製造方法を示す概略図である。 蒸着マスクの製造方法を示す概略図である。 蒸着マスクの製造方法を示す概略図である。 蒸着マスクの製造方法を示す概略図である。 露光プロセスの全体を示す図である。 走査領域の一部を示す拡大図である。 分割露光を行う仕組みを示す概略図である。 露光プロセスによって画定される露光パターンを示す図である。 第１走査露光で画定される一群の高溶解領域を示す図である。 第２走査露光で画定される一群の高溶解領域を示す図である。 第２の実施形態に係る露光パターンを示す図である。 第２の実施形態において第１走査露光で画定される一群の高溶解領域を示す図である。 第２の実施形態において第２走査露光で画定される一群の高溶解領域を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態で製造される蒸着マスクの平面図である。図２は、図１に示す蒸着マスクのII−II線断面図である。蒸着マスク１０は、保持枠１２を有する。保持枠１２は、矩形を含む多角形や円形の外形し、内側に開口を有する。保持枠１２には、開口を塞ぐように、例えば金属からなるマスク箔１４が固定されている。両者の接合には、めっきを適用し、保持枠１２の内周面とマスク箔１４の周縁部とがめっき部１６によって固定されている。

蒸着マスク１０は、表示装置の多面取り製造プロセスで使用される。そのため、マスク箔１４は、複数の製品にそれぞれ対応する複数のマスキング領域１８を有し、複数のマスキング領域１８を除く部分が格子状になっている。

図３は、図１に示す部分IIIの拡大図である。マスキング領域１８には、蒸着材料を通すための多数のマスキング開口２０がある。多数のマスキング開口２０は、有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造プロセスでは、発光色が異なる副画素に対応する層にそれぞれ対応する。本明細書においては、説明を簡便にするため、マスキング開口２０の配列は模式的に開示しているが、実際の開口は、表示領域を構成する発光色の一つに合わせた開口の配列となるため、隣り合う開口の間はより広い。つまり、同じ発光色の隣り合う二つの間には、異なる発光色を呈する画素が設けられることになる。

図４は、第１の実施形態の変形例に係る蒸着マスクの平面図である。図５は、図４に示す蒸着マスクのＶ−Ｖ線断面図である。変形例では、蒸着マスク１１０の保持枠１１２が格子状になっており、複数の開口１１２ａを有する。保持枠１１２には、複数の開口１１２ａを塞ぐように、複数のマスク箔１１４が別々に固定されている。

図６は、図１及び図２に示す蒸着マスク１０を使用した蒸着プロセスを示す図である。蒸着プロセスは、表示装置の製造方法で行われる。真空にした容器の中で、蒸着マスク１０は、金属、金属酸化物、有機物又は無機物などからなる蒸着材料２２と回路基板２４の間に配置される。真空中で蒸着材料２２を加熱して、溶融、蒸発又は昇華させて、回路基板２４の表面に蒸発、昇華した粒子（原子又は分子）を付着又は堆積させて、薄膜を形成する。

図７〜図１１は、蒸着マスク１０の製造方法を示す概略図である。具体的には、図１及び図２に示すマスク箔１４のパターニング方法（マスキング開口２０の形成方法）である。パターニングにはフォトリソグラフィを適用する。

図７に示すように、マスク箔１４を構成する基材２６上に、フォトレジスト層２８を形成する。基材２６は基台３０の上に配置される。図８に示すように、基材２６上のフォトレジスト層２８に露光プロセスを行う（詳細は後述する）。図９に示すように、現像プロセスによって、露光パターンに応じて、フォトレジスト層２８から不要な部分を除去して、エッチングマスク３２を形成する。図１０に示すように、エッチングマスク３２を介して基材２６をエッチングする。図１１に示すように、基材２６から蒸着マスク１０を得ることができる。その後、エッチングマスク３２を除去し、基材２６（蒸着マスク１０）から基台３０を除去又は剥離する。

図１２は、露光プロセスの全体を示す図である。露光プロセスによって、基材２６上のフォトレジスト層２８に、露光の有無によって画定される露光パターンを形成する。露光プロセスは、複数回の走査露光ＳＥを含む。複数回の走査露光ＳＥのそれぞれは、第１方向Ｄ１に沿って走査する。複数回の走査露光ＳＥは、第１方向Ｄ１に交差（例えば直交）する第２方向Ｄ２に順次移動して行う。複数回の走査露光ＳＥは、隣同士の走査領域の端部ＳＥ_overlapを重ねて行う。複数回の走査露光ＳＥは、隣同士の走査領域の端部ＳＥ_overlapが重なる第１走査露光ＳＥ１及び第２走査露光ＳＥ２を含む。

図１３は、走査領域の一部を示す拡大図である。複数回の走査露光ＳＥのそれぞれは、第１方向Ｄ１に順次行われる複数ショットの分割露光ＤＥを含む。複数ショットの分割露光ＤＥの少なくとも１ショット（例えば複数ショット）によって、複数行のそれぞれに一群の高溶解領域３４が画定される。

図１４は、分割露光ＤＥを行う仕組みを示す概略図である。分割露光ＤＥには、デジタル・ライト・プロセッシング方式の露光装置が使用される。露光装置は、露光ヘッド４２を走査移動させることで走査露光を行う。この方式によれば、複数のミラー３６の傾きによって、選択された領域にのみ露光が可能になり、フォトマスクが要らない。図１４の場合、右方向から照射された光は、露光させたい箇所に対応したミラー３６のみを傾けることで反射させ、下方向へと向かってフォトレジスト層２８に到達し、感光する。露光させたくない箇所については、対応したミラー３６が光を反射しない角度となっており、フォトレジスト層２８は感光しない。

図１５は、露光プロセスによって画定される露光パターンを示す図である。露光パターンは、エッチングマスク３２として残される低溶解領域３８を含む。露光パターンは、不要な部分として除去される複数の高溶解領域３４を含む。フォトレジスト層２８がポジ型であれば、高溶解領域３４は、露光により感光する部分であり、低溶解領域３８は、露光されない部分である。

複数の高溶解領域３４は、相互に直交する第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に並ぶ。複数の高溶解領域３４は、第１方向Ｄ１に隣り合う複数行で並ぶ。複数の高溶解領域３４は、複数行にそれぞれ第２方向Ｄ２に並ぶ。露光ヘッド４２を走査移動させて行う走査露光ＳＥでは、幅方向の端部と中央とで露光精度が異なっているため、高溶解領域３４の形状に違いがある。露光精度の違いは、光学系の制御ばらつきによって光強度が異なることなどで生じる。形状の違いは、大きさの違いを含む。図１５では、後の説明を明確にするため、最も端部に位置する高溶解領域３４を、他の高溶解領域３４とは異なる形状（三角形）に描いているが、それは実際の形状を表すものではない。これは、三角形で表される高溶解領域３４が、三角形の頂点が向いている側の走査露光に属することを表している。つまり、第１高溶解領域３４Ａは走査露光ＳＥ１に属し、第２高溶解領域３４Ｂは走査露光ＳＥ２に属することを表している。実際の形状は、他の高溶解領域３４と同じく、概ね矩形である。また、図１５には、第１走査露光ＳＥ１で画定された一群の高溶解領域３４を実線で示し、第２走査露光ＳＥ２で画定される一群の高溶解領域３４を破線で示している。

図１６は、第１走査露光ＳＥ１で画定される一群の高溶解領域３４を示す図である。第１走査露光ＳＥ１で画定される一群の高溶解領域３４は、第２走査露光ＳＥ２の方向の最も端に第１高溶解領域３４Ａを含む。第１高溶解領域３４Ａは、隣同士の走査領域の重なった端部ＳＥ_overlapにある（図１５参照）。一群の高溶解領域３４は、隣り合う一対の行Ｌ１，Ｌ２では数において異なるように画定される。

図１７は、第２走査露光ＳＥ２で画定される一群の高溶解領域３４を示す図である。第２走査露光ＳＥ２で画定される一群の高溶解領域３４は、第１走査露光ＳＥ１の方向の最も端に第２高溶解領域３４Ｂを含む。第２高溶解領域３４Ｂは、隣同士の走査領域の重なった端部ＳＥ_overlapにある（図１５参照）。一群の高溶解領域３４は、隣り合う一対の行Ｌ１，Ｌ２では数において異なるように画定される。

図１５に示すように、第１高溶解領域３４Ａ及び第２高溶解領域３４Ｂは、複数行のそれぞれで、第２方向Ｄ２に隣り合う。第１高溶解領域３４Ａから第２高溶解領域３４Ｂへの方向は、第１走査露光ＳＥ１から第２走査露光ＳＥ２への方向と同じである。複数回の走査露光ＳＥのそれぞれで、一群の高溶解領域３４は、隣り合う一対の行Ｌ１，Ｌ２では数において異なるように画定される。

第１走査露光ＳＥ１で、複数行の隣同士の一対の行Ｌ１，Ｌ２には、第１高溶解領域３４Ａを、第１方向Ｄ１に沿った直線方向を避けて斜め方向にずれた位置に画定する。第２走査露光ＳＥ２で、一対の行Ｌ１，Ｌ２には、第２高溶解領域３４Ｂを斜め方向にずれた位置に画定する。

本実施形態によれば、第１高溶解領域３４Ａ及び第２高溶解領域３４Ｂのそれぞれが、第１方向Ｄ１に沿った直線方向には並ばない。そのため、第１高溶解領域３４Ａ及び第２高溶解領域３４Ｂの境目が目立たなくなる。

［第２の実施形態］
図１８は、第２の実施形態に係る露光パターンを示す図である。少なくとも１ショットの分割露光ＤＥ（図１３参照）によって、一行に並ぶ一群の高溶解領域２３４を画定する。一群の高溶解領域２３４は、複数の高溶解領域２３４の１つを含む大きさの非露光領域２４０（例えば２つ以上の非露光領域２４０）が介在して並ぶように画定する。非露光領域２４０は、フォトレジスト層２８（図７参照）がポジ型であるかネガ型であるかを問わず、露光されない部分である。

図１９は、第２の実施形態において第１走査露光ＳＥ１で画定される一群の高溶解領域２３４を示す図である。第１走査露光ＳＥ１で、隣り合う一対の行Ｌ１，Ｌ２には、２つ以上の非露光領域２４０を、第１方向Ｄ１に沿った直線方向に異なる配列パターンで並ぶように画定する。第１走査露光ＳＥ１で、一対の行Ｌ１，Ｌ２には、２つ以上の非露光領域２４０を、異なる数で並ぶように画定する。

図２０は、第２の実施形態において第２走査露光ＳＥ２で画定される一群の高溶解領域２３４を示す図である。第２走査露光ＳＥ２で、隣り合う一対の行Ｌ１，Ｌ２には、２つ以上の非露光領域２４０を、第１方向Ｄ１に沿った直線方向に異なる配列パターンで並ぶように画定する。第２走査露光ＳＥ２で、一対の行Ｌ１，Ｌ２には、２つ以上の非露光領域２４０を、異なる数で並ぶように画定する。

第１走査露光ＳＥ１で画定された非露光領域２４０に、第２走査露光ＳＥ２で第２高溶解領域２３４Ｂを画定する。第１走査露光ＳＥ１で画定された２つ以上の非露光領域２４０に、それぞれ、第２走査露光ＳＥ２で一群の高溶解領域２３４の２つ以上を画定する。

第１走査露光ＳＥ１で画定された第１高溶解領域２３４Ａに、第２走査露光ＳＥ２で非露光領域２４０を画定する。第１走査露光ＳＥ１で画定された一群の高溶解領域２３４の２つ以上に、それぞれ、第２走査露光ＳＥ２で２つ以上の非露光領域２４０を画定する。第２走査露光ＳＥ２で、一対の行Ｌ１，Ｌ２には、２つ以上の非露光領域２４０を、直線方向に異なる配列パターンで並ぶように画定する。第２走査露光ＳＥ２で、一対の行Ｌ１，Ｌ２には、２つ以上の非露光領域２４０を、異なる数で並ぶように画定する。

複数行のそれぞれの行に画定される２つ以上の非露光領域２４０の少なくとも１つは、複数行の対応する隣の行に画定される２つ以上の非露光領域２４０のいずれとも、直線方向に隣り合わない。これにより、第１走査露光ＳＥ１及び第２走査露光ＳＥ２で隣同士に画定される一対の高溶解領域２３４の境目が目立たなくなる。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容が該当する。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０ 蒸着マスク、１２ 保持枠、１４ マスク箔、１６ めっき部、１８ マスキング領域、２０ マスキング開口、２２ 蒸着材料、２４ 回路基板、２６ 基材、２８ フォトレジスト層、３０ 基台、３２ エッチングマスク、３４ 高溶解領域、３４Ａ 第１高溶解領域、３４Ｂ 第２高溶解領域、３６ ミラー、３８ 低溶解領域、１１２ 保持枠、１１２ａ 開口、１１４ マスク箔、２３４ 高溶解領域、２３４Ａ 第１高溶解領域、２３４Ｂ 第２高溶解領域、２４０ 非露光領域、Ｄ１ 第１方向、Ｄ２ 第２方向、ＤＥ 分割露光、ＳＥ 走査露光、ＳＥ_overlap 端部、ＳＥ１ 第１走査露光、ＳＥ２ 第２走査露光。

Claims (10)

1. 露光プロセスによって、基材上のフォトレジスト層に、露光の有無によって画定される露光パターンを形成する工程と、
   現像プロセスによって、前記露光パターンに応じて、前記フォトレジスト層から不要な部分を除去して、エッチングマスクを形成する工程と、
   前記エッチングマスクを介して前記基材をエッチングする工程と、
   を含み、
   前記露光パターンは、相互に直交する第１方向及び第２方向に並んで前記不要な部分として除去される複数の高溶解領域と、前記エッチングマスクとして残される低溶解領域と、を含み、
   前記複数の高溶解領域は、前記第１方向に隣り合う複数行で並び、前記複数行にそれぞれ前記第２方向に並び、
   前記露光プロセスは、前記第１方向に沿ってそれぞれ走査し、前記第２方向に順次移動し、隣同士の走査領域の端部を重ねて行う複数回の走査露光を含み、
   前記複数回の走査露光のそれぞれは、前記第１方向に順次行われる複数ショットの分割露光を含み、
   前記複数ショットの分割露光の少なくとも１ショットによって、前記複数行のそれぞれに一群の前記高溶解領域が画定され、
   前記複数回の走査露光は、前記隣同士の走査領域の前記端部が重なる第１走査露光及び第２走査露光を含み、
   前記第１走査露光で画定される前記一群の前記高溶解領域は、前記第２走査露光の方向の最も端に第１高溶解領域を含み、
   前記第２走査露光で画定される前記一群の前記高溶解領域は、前記第１走査露光の方向の最も端に第２高溶解領域を含み、
   前記第１走査露光で、前記複数行の隣同士の一対の行には、前記第１高溶解領域を、前記第１方向に沿った直線方向を避けて斜め方向にずれた位置に画定し、
   前記第２走査露光で、前記一対の行には、前記第２高溶解領域を前記斜め方向にずれた位置に画定することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
2. 請求項１に記載された蒸着マスクの製造方法において、
   前記第１高溶解領域及び前記第２高溶解領域は、前記隣同士の走査領域の前記重なった端部にあることを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載された蒸着マスクの製造方法において、
   前記第１高溶解領域及び前記第２高溶解領域は、前記複数行のそれぞれで、前記第２方向に隣り合うことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載された蒸着マスクの製造方法において、
   前記複数回の走査露光のそれぞれで、前記少なくとも１ショットによって画定される前記一群の前記高溶解領域を、前記一対の行では数において異なるように画定することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載された蒸着マスクの製造方法において、
   前記第１高溶解領域から前記第２高溶解領域への方向は、前記第１走査露光から前記第２走査露光への方向と同じであることを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
6. 請求項１又は２に記載された蒸着マスクの製造方法において、
   前記少なくとも１ショットによって、前記一群の前記高溶解領域を、前記複数の高溶解領域の１つを含む大きさの非露光領域が介在して並ぶように画定し、
   前記第１走査露光で画定された前記非露光領域に、前記第２走査露光で前記第２高溶解領域を画定し、
   前記第１走査露光で画定された前記第１高溶解領域に、前記第２走査露光で前記非露光領域を画定することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
7. 請求項６に記載された蒸着マスクの製造方法において、
   前記非露光領域は、２つ以上の非露光領域を含み、
   前記第１走査露光で画定された前記２つ以上の非露光領域に、それぞれ、前記第２走査露光で前記一群の前記高溶解領域の２つ以上を画定し、
   前記第１走査露光で画定された前記一群の前記高溶解領域の２つ以上に、それぞれ、前記第２走査露光で前記２つ以上の非露光領域を画定することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
8. 請求項７に記載された蒸着マスクの製造方法において、
   前記第１走査露光で、前記一対の行には、前記２つ以上の非露光領域を、前記第１方向に沿った前記直線方向に異なる配列パターンで並ぶように画定し、
   前記第２走査露光で、前記一対の行には、前記２つ以上の非露光領域を、前記直線方向に異なる配列パターンで並ぶように画定することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
9. 請求項８に記載された蒸着マスクの製造方法において、
   前記第１走査露光で、前記一対の行には、前記２つ以上の非露光領域を、異なる数で並ぶように画定し、
   前記第２走査露光で、前記一対の行には、前記２つ以上の非露光領域を、異なる数で並ぶように画定することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
10. 請求項８又は９に記載された蒸着マスクの製造方法において、
    前記複数行のそれぞれの行に画定される前記２つ以上の非露光領域の少なくとも１つは、前記複数行の対応する隣の行に画定される前記２つ以上の非露光領域のいずれとも、前記直線方向に隣り合わないことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。

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