JP2020500263A - 母板、母板の製造方法、マスクの製造方法及びｏｌｅｄ画素蒸着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】母板、母板の製造方法、マスクの製造方法及びＯＬＥＤ画素蒸着方法を提供する。【解決手段】本発明による母板の製造方法は、電鋳メッキでマスク製造時に使われる母板２０を製造する方法であって、（ａ）導電性単結晶シリコン材質である基材２１を提供する段階と、（ｂ）基材２１の少なくとも一面上にパターンを有する絶縁部２５を形成する段階と、を含むことを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、母板、母板の製造方法、マスクの製造方法及びＯＬＥＤ画素蒸着方法に係り、より詳細には、電鋳メッキ方式でメッキ膜を製造する過程で単結晶シリコン材質を採用した母板、母板の製造方法、マスクの製造方法及びＯＬＥＤ画素蒸着方法に関する。

最近、薄板製造において、電鋳メッキ（Ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）方法についての研究が進められている。電鋳メッキ方法は、電解液に陽極体、陰極体を浸漬し、電源を印加して、陰極体の表面上に金属薄板を電着させるので、極薄板を製造し、量産を期待することができる方法である。

一方、ＯＬＥＤ製造工程で画素を形成する技術として、薄膜の金属マスク（Ｓｈａｄｏｗ Ｍａｓｋ）を基板に密着させて、所望の位置に有機物を蒸着するＦＭＭ（Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋ）法が主に使われる。

既存のマスク製造方法は、マスクとして使われる金属薄板を設け、金属薄板上にＰＲ（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）コーティング後、パターニングを行うか、パターンを有するようにＰＲコーティングした後、エッチングを通じてパターンを有するマスクを製造する方法があった。

また、他の方法として、金属電極を用いて電鋳メッキ方式で金属電極上に薄膜をメッキで蒸着し、メッキ薄膜にパターンを形成してマスクを製造する方法があった。

前記のような従来のＦＭＭ製造過程は、毎回基板にＰＲをコーティングし、エッチングする工程が伴われるので、工程時間、コストが増加し、生産性が低くなるという問題点があった。

超高画質のＯＬＥＤ製造工程では、数μｍの微細な欠陥も画素蒸着の失敗に繋がることができるので、マスク薄膜の表面に、不純物、介在物、空隙などの欠陥を最小化する必要がある。しかし、従来の金属材の電極を使用して電鋳メッキを行う場合、金属電極表面でマイクロスケールの欠陥、または結晶構造の不完全、不均一によって、電着されたメッキ膜の表面自体に欠陥が発生するという問題点があった。したがって、欠陥のない電極を使用するが、均一な厚さと表面状態とを有するＦＭＭ製造の始発点であると言える。

本発明は、前記のような従来技術の諸問題点を解決するために案出されたものであって、均一な厚さと優れた表面状態とを有するマスクを製造することができる母板、母板の製造方法、マスクの製造方法を提供することをその目的とする。

また、本発明は、母板を繰り返して再使用することができて、工程時間、コストを削減させ、生産性を向上させうる母板、母板の製造方法、マスクの製造方法を提供することをその目的とする。

本発明の前記目的は、電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスク製造時に使われる母板（Ｍｏｔｈｅｒ Ｐｌａｔｅ）を製造する方法であって、（ａ）導電性単結晶シリコン材質である基材を提供する段階と、（ｂ）基材の少なくとも一面上にパターンを有する絶縁部を形成する段階と、を含む母板の製造方法によって達成される。

そして、本発明の前記目的は、電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスク製造時に使われる母板を製造する方法であって、導電性単結晶シリコン材質であり、一面上に陰刻パターンが形成される基材と、陰刻パターン内に埋め込まれる絶縁部と、を含む母板の製造方法によって達成される。

基材は、少なくとも１０¹⁹ｃｍ^-3以上ドーピングされうる。

絶縁部は、フォトレジスト、シリコン酸化物、シリコン窒化物の材質のうち何れか１つであり得る。

基材の表面は、直径が２μｍ以上である０個／ｃｍ²〜１，１５６個／ｃｍ²の欠陥密度を有しうる。

絶縁部が形成された表面を除いた露出された単結晶シリコンの表面全部で均一な電場が形成されて、メッキ膜が形成され、絶縁部上でメッキ膜の形成が防止されて、メッキ膜がパターンを有し、パターンを有するメッキ膜は、ＦＭＭになりうる。

そして、本発明の前記目的は、電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスク製造時に使われる母板であって、導電性単結晶シリコン材質の基材と、基材の少なくとも一面上にパターンを有しながら形成される絶縁部と、を含む母板によって達成される。

そして、本発明の前記目的は、電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスク製造時に使われる母板であって、導電性単結晶シリコン材質の基材と、基材の少なくとも一面上に陰刻パターンが形成され、陰刻パターン内に形成される絶縁部と、を含む母板によって達成される。

基材の表面は、直径が２μｍ以上である０個／ｃｍ²〜１，１５６個／ｃｍ²の欠陥密度を有しうる。

基材は、少なくとも１０¹⁹ｃｍ^-3以上ドーピングされうる。

絶縁部は、フォトレジスト、シリコン酸化物、シリコン窒化物の材質のうち何れか１つであり得る。

そして、本発明の前記目的は、電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスクを製造する方法であって、（ａ）導電性単結晶シリコン材質である基材を提供する段階と、（ｂ）基材の少なくとも一面上にパターンを有する絶縁部を形成して陰極体を製造する段階と、（ｃ）陰極体、及び陰極体に離隔して陽極体（Ａｎｏｄｅ Ｂｏｄｙ）を配置し、陰極体の少なくとも一部をメッキ液に浸漬する段階と、（ｄ）陰極体と陽極体との間に電場を印加する段階と、を含むマスクの製造方法によって達成される。

そして、本発明の前記目的は、電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスクを製造する方法であって、（ａ）導電性単結晶シリコン材質である基材を提供する段階と、（ｂ）基材の少なくとも一面上に陰刻パターンを形成する段階と、（ｃ）陰刻パターン内に絶縁部を形成して陰極体を製造する段階と、（ｄ）陰極体、及び陰極体に離隔して陽極体を配置し、陰極体の少なくとも一部をメッキ液に浸漬する段階と、（ｅ）陰極体と陽極体との間に電場を印加する段階と、を含むマスクの製造方法によって達成される。

陰極体の表面でメッキ膜が形成されて、マスクボディーを構成し、絶縁部の表面でメッキ膜の形成が防止されて、マスクパターンを構成することができる。

そして、本発明の前記目的は、電鋳メッキで製造されたＯＬＥＤ画素形成用マスクを使用するＯＬＥＤ画素蒸着方法であって、前記マスクの製造方法を用いて製造したマスクを対象基板に対応させる段階と、（ｂ）対象基板にマスクを通じて有機物ソースを供給する段階と、（ｃ）有機物ソースがマスクのパターンを通過して対象基板に蒸着される段階と、を含むＯＬＥＤ画素蒸着方法によって達成される。

前記のように構成された本発明によれば、均一な厚さと優れた表面状態とを有するマスクを製造することができる。

また、本発明によれば、陰極体モールドを繰り返して再使用することができて、工程時間、コストを削減させ、生産性を向上させうる。

本発明の一実施形態によるＦＭＭを用いたＯＬＥＤ画素蒸着装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態による電鋳メッキ装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態によるマスクを示す概略図である。 本発明の多様な実施形態による母板の製造過程及び製造された母板を用いてマスクを製造する過程を示す概略図である。 本発明の多様な実施形態による母板の製造過程及び製造された母板を用いてマスクを製造する過程を示す概略図である。 本発明の多様な実施形態による母板の製造過程及び製造された母板を用いてマスクを製造する過程を示す概略図である。 ＳＵＳ材質の母板の表面欠陥状態及びそれを用いて製造したインバーマスクの表面欠陥状態を示す比較例の写真である。 本発明の単結晶シリコン材質の母板の表面欠陥状態及びそれを用いて製造したインバーマスクの表面欠陥状態を示す実験例の写真である。 本発明の単結晶シリコン材質の母板にＳｅｃｃｏエッチングを行った後の表面欠陥状態を示す実験例の写真である。

後述する本発明についての詳細な説明は、本発明が実施される特定の実施形態を例示として図示する添付図面を参照する。これら実施形態は、当業者が本発明を十分に実施可能なように詳しく説明される。本発明の多様な実施形態は、互いに異なるが、互いに排他的である必要はないということを理解しなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して、本発明の精神及び範囲を外れず、他の実施形態として具現可能である。また、それぞれの開示された実施形態内の個別構成要素の位置または配置は、本発明の精神及び範囲を外れず、変更されうるということを理解しなければならない。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味として取ろうとするものではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張するものと均等なあらゆる範囲と共に、添付の請求項によってのみ限定される。図面で類似した参照符号は、多様な側面にわたって同一または類似の機能を称し、長さ及び面積、厚さなどとその形態は、便宜上、誇張されて表現されることもある。

以下、当業者が本発明を容易に実施させるために、本発明の望ましい実施形態に関して添付図面を参照して詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるＦＭＭ１００を用いたＯＬＥＤ画素蒸着装置２００を示す概略図である。

図１を参照すれば、ＯＬＥＤ画素蒸着装置２００は、マグネット３１０が収容され、冷却水ライン３５０が配設されたマグネットプレート３００と、マグネットプレート３００の下部から有機物ソース６００を供給する蒸着ソース供給部５００と、を含む。

マグネットプレート３００と蒸着ソース供給部５００との間には、有機物ソース６００が蒸着されるガラスなどの対象基板９００が介在されうる。対象基板９００には、有機物ソース６００が画素別に蒸着させるＦＭＭ１００が密着されるか、非常に近接するように配置される。マグネット３１０が磁場を発生させ、磁場によって対象基板９００に密着されうる。

蒸着ソース供給部５００は、左右経路を往復し、有機物ソース６００を供給し、蒸着ソース供給部５００から供給される有機物ソース６００は、ＦＭＭマスク１００に形成されたパターンを通過して対象基板９００の一側に蒸着されうる。ＦＭＭマスク１００のパターンを通過した蒸着された有機物ソース６００は、ＯＬＥＤの画素７００として作用する。

シャドウエフェクト（Ｓｈａｄｏｗ Ｅｆｆｅｃｔ）による画素７００の不均一蒸着を防止するために、ＦＭＭマスク１００のパターンは、傾斜して形成（Ｓ）（または、テーパー状（Ｓ）に形成）されうる。傾いた面に沿って対角線方向にパターンを通過する有機物ソース６００も、画素７００の形成に寄与することができるので、画素７００は、全体として厚さが均一に蒸着されうる。

図２は、本発明の一実施形態による電鋳メッキ装置１０を示す概略図である。図２には、平面電鋳メッキ装置１０を図示したが、本発明は、図２に示された形態に制限されず、平面電鋳メッキ装置、連続電鋳メッキ装置など公知の電鋳メッキ装置にいずれも適用可能であるということを明らかにする。

図２を参照すれば、本発明の一実施形態による電鋳メッキ装置１０は、メッキ槽１１、陰極体（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｂｏｄｙ）２０、陽極体３０、電源供給部４０を含む。それ以外に、陰極体２０を移動させるための手段、マスクとして使われるメッキ膜１５（または、金属薄板１５）を陰極体２０から分離させるための手段、カッティングするための手段など（図示せず）をさらに含みうる。

メッキ槽１１内には、メッキ液１２が収容される。メッキ液１２は、電解液であって、マスクとして使われるメッキ膜１５の材料になりうる。一実施形態として、鉄ニッケル合金であるインバー（Ｉｎｖａｒ）薄板をメッキ膜１５として製造する場合、Ｎｉイオンを含む溶液及びＦｅイオンを含む溶液の混合液をメッキ液１２として使用することができる。他の実施形態として、鉄ニッケルコバルト合金であるスーパーインバー（Ｓｕｐｅｒ Ｉｎｖａｒ）薄板をメッキ膜１５として製造する場合、Ｎｉイオンを含む溶液、Ｆｅイオンを含む溶液及びＣｏイオンを含む溶液の混合液をメッキ液１２として使用することもできる。インバー薄板、スーパーインバー薄板は、ＯＬＥＤの製造において、ＦＭＭ、シャドウマスク（Ｓｈａｄｏｗ Ｍａｓｋ）として使われる。そして、インバー薄板は、熱膨張係数が約１．０Ｘ１０^-6／℃、スーパーインバー薄板は、熱膨張係数が約１．０Ｘ１０^-7／℃程度に非常に低いために、熱エネルギーによってマスクのパターン形状が変形される恐れが少なくて、高解像度ＯＬＥＤ製造で主に使われる。それ以外にも、目的するメッキ膜１５に対するメッキ液１２を制限なしに使用し、本明細書では、インバー薄板を製造することを主な例として想定して説明する。

メッキ液１２が外部のメッキ液供給手段（図示せず）からメッキ槽１１に供給され、メッキ槽１１内には、メッキ液１２を循環させる循環ポンプ（図示せず）、メッキ液１２の不純物を除去するフィルター（図示せず）などがさらに備えられうる。

陰極体２０は、一側が平らな平板状などを有し、メッキ液１２内に陰極体２０の全部が浸漬されうる。図２には、陰極体２０及び陽極体３０が垂直に配される形態が示されているが、水平に配されることもあり、この場合には、メッキ液１２内に陰極体２０の少なくとも一部または全部が浸漬されうる。

陰極体２０は、導電性材料を基材２１（図４ないし図６参照）として含みうる。

メタル基材の場合には、表面にメタルオキシドが生成されていることもあり、メタル製造過程で不純物が流入され、多結晶シリコン基材の場合には、介在物または結晶粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）が存在し、導電性高分子基材の場合には、不純物が含有される可能性が高く、強度、耐酸性などが脆弱である。以下、メタルオキシド、不純物、介在物、結晶粒界のように陰極体２０の表面に電場が均一に形成されることを妨害する要素を“欠陥”（Ｄｅｆｅｃｔ）と称する。欠陥によって、前述した材質の陰極体には、均一な電場が印加されることができず、メッキ膜１５の一部が不均一に形成されうる。

ＵＨＤ級以上の超高画質画素を具現するに当たって、メッキ膜１５及びメッキ膜パターンの不均一は、画素の形成に悪影響を及ぼしうる。ＦＭＭ、シャドウマスクのパターン幅は、数〜数十μｍのサイズ、望ましくは、３０μｍよりも小さなサイズに形成されうるので、数μｍサイズの欠陥さえも、マスクのパターンサイズで大きな比重を占める程度のサイズである。

また、前述した材質の陰極体での欠陥を除去するためには、メタルオキシド、不純物などを除去するための追加的な工程が行われ、この過程で陰極体材料がエッチングされるなどのさらに他の欠陥が誘発されることもある。

したがって、本発明は、陰極体２０の導電性基材２１は、単結晶シリコン材質の基材を使用することを特徴とする。導電性を有するように、基材２１は、１０¹⁹以上の高濃度ドーピングが行われる。ドーピングは、基材２１の全体に行われても、基材２１の表面部分のみに行われてもよい。

ドーピングされた単結晶シリコンの場合は、欠陥がないために、電鋳メッキ時に表面全部で均一な電場の形成による均一なメッキ膜１５が生成されうるという利点がある。均一なメッキ膜１５を通じて製造するＦＭＭ１００は、ＯＬＥＤ画素の画質レベルをさらに改善することができる。そして、欠陥を除去、解消する追加工程が行われる必要がないので、工程コストが削減され、生産性が向上するという利点がある。

また、シリコン材質の基材２１を使用することによって、必要に応じて基材２１の表面を酸化（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）、窒化（Ｎｉｔｒｉｄａｔｉｏｎ）する過程のみで絶縁部２５、２６（または、絶縁膜）を形成しうるという利点がある。絶縁部２５は、メッキ膜１５の電着を防止する役割を果たして、メッキ膜１５のパターンを形成しうる。

陰極体２０の表面上にメッキ膜１５が電着され、メッキ膜１５に陰極体２０の絶縁部２５、２６と対応するパターンが形成されうる。本発明の陰極体２０は、メッキ膜１５の生成過程でパターンまで形成しうるので、陰極体２０を“母板”２０または“モールド”と表現し、併記して使用する。一方、絶縁部２５、２６の形成なしに陰極体２０でメッキ膜１５を電着した後、メッキ膜１５にパターンを形成する工程を別途に行うこともできる。

陽極体３０は、陰極体２０と対向するように所定間隔離隔して設けられ、陰極体２０に対応する一側が平らな平板状などを有し、メッキ液１２内に陽極体３０の全体が浸漬されうる。陽極体３０は、チタン（Ｔｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）のような不溶性材料で構成することができる。陰極体２０と陽極体３０は、数ｃｍ程度に離隔して設けられることもある。

電源供給部４０は、陰極体２０と陽極体３０とに電気メッキに必要な電流を供給することができる。電源供給部４０の（−）端子は、陰極体２０、（＋）端子は、陽極体３０に連結されうる。

図３は、本発明の一実施形態によるマスク１００：１００ａ、１００：１００ｂを示す概略図である。

図３を参照すれば、本発明の母板２０（または、陰極体２０）を含む電鋳メッキ装置１０を使用して製造されたマスク１００：１００ａ、１００：１００ｂが示されている。図３の（ａ）に示されたマスク１００ａは、スティック型（Ｓｔｉｃｋ−Ｔｙｐｅ）マスクであって、スティックの両側をＯＬＥＤ画素蒸着フレームに溶接固定させて使用することができる。図３の（ｂ）に示されたマスク１００ｂは、板型（Ｐｌａｔｅ−Ｔｙｐｅ）マスクであって、広い面積の画素形成工程で使われる。図３の（ｃ）は、図３の（ａ）及び図３の（ｂ）のＡ−Ａ'拡大側断面図である。

マスク１００：１００ａ、１００：１００ｂのボディー（Ｂｏｄｙ）には、複数のディスプレイパターン（ＤＰ）が形成されうる。ディスプレイパターン（ＤＰ）は、スマートフォンなどのディスプレイ１つに対応するパターンである。ディスプレイパターン（ＤＰ）を拡大すれば、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する複数の画素パターン（ＰＰ）を確認することができる。画素パターン（ＰＰ）は、側部が傾いた形状、テーパー（Ｔａｐｅｒ）状を有しうる（図３の（ｃ）参照）。多様な画素パターン（ＰＰ）は、群集を成してディスプレイパターン（ＤＰ）１つを構成し、複数のディスプレイパターン（ＤＰ）が、マスク１００：１００ａ、１００：１００ｂに形成されうる。

すなわち、本明細書において、ディスプレイパターン（ＤＰ）は、パターン１つを示す概念ではなく、１つのディスプレイに対応する複数の画素パターン（ＰＰ）が群集した概念として理解しなければならない。

本発明のマスク１００は、別途のパターニング工程を経る必要なしに、即座に複数のディスプレイパターン（ＤＰ）及び画素パターン（ＰＰ）を有しながら製造されることを特徴とする。そして、本発明のマスク１００は、別途のテーパー形成工程を経る必要なしに、テーパー状のパターン（画素パターン（ＰＰ））を有しながら製造されることを特徴とする。言い換えれば、電鋳メッキ装置で母板２０（または、陰極体２０）の表面に電着されるメッキ膜１５は、ディスプレイパターン（ＤＰ）及びテーパー状の画素パターン（ＰＰ）が形成されながら電着されうる。以下、ディスプレイパターン（ＤＰ）及び画素パターン（ＰＰ）は、パターンで混用されて使われる。そして、以下、母板２０の拡大部分として画素パターン（ＰＰ）を形成することを主に図示して説明するが、画素パターン（ＰＰ）の群集した概念がディスプレイパターン（ＤＰ）なので、以下の実施形態は、画素パターン（ＰＰ）／ディスプレイパターン（ＤＰ）を同時に形成するものと理解しなければならない。

図４ないし図６は、本発明の多様な実施形態による母板２０の製造過程及び製造された母板２０を用いてマスク１５、１００を製造する過程を示す概略図である。図４ないし図６は、単結晶シリコン材質の母板２０を製造する例示であり、本発明の母板２０が、必ずしも図４ないし図６の実施形態に制限されるものではないということを明らかにする。

第１実施形態として、図４の（ａ）を参照すれば、導電性基材２１を準備する。基材２１は、陰極体２０として使われる材質であって、単結晶シリコン材質の基材２１を使用し、導電性を有するように高濃度ドーピングされた単結晶シリコンを使用可能であるということは前述した。

次いで、図４の（ｂ）を参照すれば、基材２１の少なくとも一面上に絶縁部２５を形成しうる。絶縁部２５は、パターンを有しながら形成され、テーパー状のパターンを有することが望ましい。絶縁部２５は、導電性基材２１をベースとするシリコン酸化物、シリコン窒化物などであり、フォトレジストを使用することもできる。フォトレジストを使用してテーパー状のパターンを形成する時には、多重露光方法、領域ごとに露光強度を異ならせる方法などを使用することができる。これにより、母板２０（または、陰極体２０）が製造可能である。

次いで、図４の（ｃ）を参照すれば、母板２０（または、陰極体２０）と対向する陽極体（図示せず）を準備する。陽極体（図示せず）は、メッキ液（図示せず）に浸漬されており、母板２０は、全部または一部がメッキ液（図示せず）に浸漬されている。母板２０（または、陰極体２０）と対向する陽極体の間に形成された電場によってメッキ膜１５が母板２０の表面で電着されて生成されうる。但し、基材２１の露出された表面のみでメッキ膜１５が生成され、絶縁部２５の表面では、メッキ膜１５が生成されないので、メッキ膜１５にパターン（ＰＰ）が形成されうる。

基材２１の表面からメッキ膜１５が電着されながら厚くなるために、絶縁部２５の上端を越える前までのみメッキ膜１５を形成することが望ましい。すなわち、絶縁部２５の厚さよりもメッキ膜１５の厚さがさらに小さい。メッキ膜１５は、絶縁部２５のパターン空間に満たされながら電着されるので、絶縁部２５のパターンと逆相を有するテーパー状を有しながら生成されうる。

次いで、図４の（ｄ）を参照すれば、母板２０（または、陰極体２０）をメッキ液（図示せず）の外に持ち上げる。メッキ液の外で、メッキ膜１５と母板２０とを分離すれば、メッキ膜１５が生成された部分は、マスク１００（または、マスクボディー）を構成し、メッキ膜１５が生成されていない部分は、画素パターン（ＰＰ）、ディスプレイパターン（ＤＰ）（または、マスクパターン）を構成することができる。

第２実施形態として、図５の（ａ）を参照すれば、導電性基材２１を準備する。図４の（ａ）と同一なので、説明を省略する。

次いで、図５の（ｂ）を参照すれば、基材２１の少なくとも一面上に陰刻パターン２８を形成しうる。陰刻パターン２８は、直角状、テーパー状などであり、湿式エッチング、乾式エッチングなどの方法を用いて形成しうる。

次いで、図５の（ｃ）を参照すれば、陰刻パターン２８内に絶縁部２６を埋め込むことができる。絶縁部２６は、コーティング、蒸着、プリンティングなどの方法を使用して陰刻パターン２８内に形成しうる。絶縁部２５は、導電性基材２１をベースとするシリコン酸化物、シリコン窒化物などであり、フォトレジストを使用することもできる。これにより、母板２０（または、陰極体２０）が製造可能である。

次いで、図５の（ｄ）を参照すれば、電鋳メッキを行う。電鋳メッキ過程は、図４の（ｃ）と同一なので、説明を省略する。メッキ膜１５は、陰刻パターン２８（または、絶縁部２６）が配された表面を除いた残りの基材２１の表面上で電着されて生成されうる。絶縁部２６の表面では、メッキ膜１５が生成されないので、メッキ膜１５にパターン（ＰＰ）が形成されうる。

次いで、図５の（ｅ）を参照すれば、母板２０（または、陰極体２０）からメッキ膜１５を分離する。図４の（ｄ）と同一なので、説明を省略する。

第３実施形態として、図６の（ａ）を参照すれば、導電性基材２１を準備する。図４の（ａ）と同一なので、説明を省略する。

次いで、図６の（ｂ）を参照すれば、導電性基材２１自体を母板２０として使用して電鋳メッキを行う。導電性基材２１の全表面上にメッキ膜１５が生成されうる。電鋳メッキ過程は、図４の（ｃ）と同一なので、説明を省略する。

次いで、図６の（ｃ）を参照すれば、母板２０（または、陰極体２０）からメッキ膜１５を分離する。図４の（ｄ）と同一なので、説明を省略する。但し、メッキ膜１５は、別途のマスクパターンが形成されていない状態である。

次いで、図６の（ｄ）を参照すれば、メッキ膜１５にマスクパターン（ＰＰ）を形成しうる。マスクパターン（ＰＰ）は、フォトレジストを用いたリソグラフィー工程、エッチング工程、レーザエッチング工程などを使用することができる。マスクパターン（ＰＰ）は、直角状、テーパー状などを有しうる。

前記のように、本発明の多様な実施形態によって、導電性単結晶シリコン基材２１を含む母板２０（または、陰極体２０）は、表面に欠陥が存在しないか、非常に少ない状態で存在することができる。特に、数〜数十μｍのサイズに形成されるマスクパターンに影響を与える程度のサイズである２μｍ以上のサイズを有する欠陥は存在しないと見られる。金属、多結晶シリコン材質の基材を含む母板（または、陰極体）よりも導電性単結晶シリコン基材２１を含む母板２０の欠陥密度が確かに低いと言えるので、表面に電場が均一に印加され、これより電着形成されるメッキ膜１５の表面での欠陥密度も低く形成されうる。したがって、均一な厚さと優れた表面状態とを有し、明確なマスクパターンで画素蒸着を安定して行えるという利点を提供する。

以下、ＳＵＳ材質の母板と単結晶シリコン材質の母板とを実験的に比較する。

図７は、ＳＵＳ材質の母板の表面欠陥状態及びそれを用いて製造したインバーマスクの表面欠陥状態を示す比較例の写真である。図８は、本発明の単結晶シリコン材質の母板２０の表面欠陥状態及びそれを用いて製造したインバーマスク１５、１００の表面欠陥状態を示す実験例の写真である。

単結晶シリコン材質の母板２０を準備し、これについての比較例としてＳＵＳ材質の母板を準備した。Ｎｉイオンを含む溶液及びＦｅイオンを含む溶液の混合液をメッキ液１２として使用し、電流密度６０ｍＡ／ｃｍ²で１０分間電鋳メッキを行った。メッキ膜１５（または、マスク１００）の厚さは、１０μｍで形成した。

２μｍ以上の直径を有する不純物、介在物、メタルオキシドなどの欠陥を算定した。マスクパターン（ＰＰ）の幅が１０μｍまで縮小されうることを考慮して、２μｍ以上の直径を有する欠陥であれば、マスクパターンサイズの２０％を占めるために、画素形成を失敗させる主要要因になりうると見た。欠陥の個数は、顕微鏡を使用して２００倍に拡大した後、所定の面積（６００μｍＸ５００μｍ、０．００３ｃｍ²）内に存在する欠陥の個数を確認し、これを１ｃｍ²の単位面積に換算して欠陥の個数を乗算する方式で算定した。

図７の（ａ）は、ＳＵＳ材質の母板のメッキ前、図７の（ｂ）は、ＳＵＳ材質の母板のメッキ後の表面状態を示し、図７の（ｃ）は、ＳＵＳ材質の母板で電鋳メッキで形成されたインバーマスクの表面状態を示す。２００倍の倍率でメッキ前後の位置を特定するために、最も目立つ幾つかの欠陥を基準（青い点線の円、赤い点線の四角形参照）とした。

欠陥密度（欠陥個数／ｃｍ²）は、図７の（ａ）で３８，３６２個／ｃｍ²、図７の（ｂ）で２７，４６３個／ｃｍ²、図７の（ｃ）で１２，３９６個／ｃｍ²を示した。ＳＵＳ材質の母板のメッキ前後で欠陥密度が減少したが、これは、電鋳メッキ過程で欠陥除去、メッキ液で欠陥離脱、インバーメッキ膜に転写などで減少したと判断される。

特に、電鋳メッキで形成されたインバーマスク（図７の（ｃ））でも、１２，３９６個／ｃｍ²の欠陥密度が観察された。そして、インバーマスクで欠陥が発生した部分も、ＳＵＳ材質の母板で欠陥が位置する部分と非常に一致するということを確認することができた。これは、ＳＵＳ材質の母板の欠陥が位置する部分で電場が不均一に形成された結果、メッキ膜の表面が不均一に形成されたということを意味する。母板の欠陥がメッキ膜の欠陥で転写される比率は、おおよそ（１２，３９６／３８，３６２）Ｘ１００＝３２．３（％）に決定されうる。

図８の（ａ）は、単結晶シリコン材質の母板２０のメッキ前、図８の（ｂ）は、単結晶シリコン材質の母板２０のメッキ後の表面状態を示し、図８の（ｃ）は、単結晶シリコン材質の母板２０で電鋳メッキで形成されたインバーマスク１５、１００の表面状態を示す。

欠陥密度（欠陥個数／ｃｍ²）は、図８の（ａ）、図８の（ｂ）、図８の（ｃ）でいずれも０個／ｃｍ²を示した。すなわち、本発明の単結晶シリコン材質の母板２０は、表面に２μｍ以上の直径を有するオキシド、不純物、介在物などの欠陥がないということを意味する。

特に、電鋳メッキで形成されたインバーマスク（図８の（ｃ））でも、０個／ｃｍ²の欠陥密度が観察されるが、母板２０に２μｍ以上の直径を有する欠陥がないので、母板２０の全表面で電場が均一に形成されて、メッキ膜１５、１００の表面も均一に形成されたということを確認することができる。

図９は、本発明の単結晶シリコン材質の母板にＳｅｃｃｏエッチングを行った後の表面欠陥状態を示す実験例の写真である。

図８で、単結晶シリコン材質の母板２０の欠陥密度が０個／ｃｍ²で観察され、欠陥密度の下限値ではない上限値を確認するために、図９では、単結晶シリコン材質の母板２０の欠陥を最大に増幅して欠陥密度を測定した。

単結晶シリコン材質の母板２０の表面オキシドを除去する工程としてＨＦ（４９％）溶液を用いて１５分間エッチングを行った。引き続き、ＨＦ：ＤＩ ｗａｔｅｒ：Ｋ₂Ｃｒ₂Ｏ₇＝１．５Ｌ：０．７５Ｌ：３３ｇを混合したＳｅｃｃｏエッチング液を用いて２分間Ｓｅｃｃｏエッチングを行った。Ｓｅｃｃｏエッチングは、シリコンの欠陥を確認するためのエッチングであって、欠陥のある部分が高いエッチング比（ｅｔｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ）を有し、エッチングされるために、単結晶シリコン材質の母板２０の欠陥が最大限増幅されうる。

図９の（ａ）、図９の（ｂ）、図９の（ｃ）は、Ｓｅｃｃｏエッチング後、母板２０のそれぞれ異なる位置で欠陥を確認した写真である。図９の（ａ）では、２個、図９の（ｂ）では、９個、図９の（ｃ）では、３２個の２μｍ以上の直径を有する欠陥が確認された。欠陥の測定面積は、１．２４Ｘ１０^-2ｃｍ²である。これを単位面積に換算すれば、欠陥密度（欠陥個数／ｃｍ²）は、図９の（ａ）で１６１個／ｃｍ²、図９の（ｂ）で７２６個／ｃｍ²、図９の（ｃ）で２，５８１個／ｃｍ²を示し、平均値は、１，１５６個／ｃｍ²を示す。

したがって、図９の単結晶シリコン材質の母板で欠陥密度（１，１５６個／ｃｍ²）は、図７のＳＵＳ材質の母板での欠陥密度（３８，３６２個／ｃｍ²）と対比する時、３％程度しかならない。欠陥を増幅させた図９の単結晶シリコン材質の母板でインバーマスクを電鋳メッキするとしても、欠陥密度が１，１５６個／ｃｍ²よりも低く表われると予想することができる（図７の欠陥転写確率３２．３（％）を同様に適用すれば、１，１５６Ｘ０．３２３＝３７３個／ｃｍ²導出）。

図８と図９とを考慮すれば、本発明の単結晶シリコン材質の母板２０を用いてインバーマスク１５、１００を電鋳メッキで形成した時、２μｍ以上の直径を有する欠陥に対する欠陥密度が少なくとも０個／ｃｍ²、多くとも１，１５６個／ｃｍ²よりも少ないと見られる。したがって、金属、多結晶シリコンなどを電極体として使用して電着形成したメッキ膜よりも本発明の単結晶シリコンを電極体として使用して電着形成したメッキ膜が欠陥密度が顕著に低い数値を有しうる。

前記のように、本発明の単結晶シリコン材質の母板２０は、表面欠陥密度が非常に低いので、電鋳メッキ過程で均一な電場を形成し、均一な厚さと優れた表面状態とを有するメッキ膜１５（または、マスク１００）を製造することができる効果がある。また、メッキ膜１５（または、マスク１００）のマスクパターンがマイクロメートル（μｍ）スケールで誤差が発生せずに明確に形成されうるので、超高画質のＯＬＥＤ画素を蒸着形成しうる効果がある。

本発明は、前述したように望ましい実施形態を挙げて図示して説明したが、前記実施形態に限定されず、本発明の精神を外れない範囲内で当業者によって多様な変形と変更とが可能である。そのような変形例及び変更例は、本発明と添付の特許請求の範囲の範囲内に属するものと認めなければならない。

本発明は、母板、母板の製造方法、マスクの製造方法及びＯＬＥＤ画素蒸着方法関連の分野に適用可能である。

１０：電鋳メッキ装置
１１：メッキ槽
１２：メッキ液
１５：メッキ膜
２０：母板、陰極体
２１：導電性基材
２５、２６：絶縁部
２８：陰極パターン
３０：陽極体
４０：電源供給部
１００：マスク、シャドウマスク、ＦＭＭ
２００：ＯＬＥＤ画素蒸着装置
ＤＰ：ディスプレイパターン
ＰＰ：画素パターン、マスクパターン

Claims (15)

1. 電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスク製造時に使われる母板を製造する方法であって、
   （ａ）導電性単結晶シリコン材質である基材を提供する段階と、
   （ｂ）基材の少なくとも一面上にパターンを有する絶縁部を形成する段階と、
   を含む母板の製造方法。
2. 電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスク製造時に使われる母板を製造する方法であって、
   （ａ）導電性単結晶シリコン材質である基材を提供する段階と、
   （ｂ）基材の少なくとも一面上に陰刻パターンを形成する段階と、
   （ｃ）陰刻パターン内に絶縁部を形成する段階と、
   を含む母板の製造方法。
3. 基材は、少なくとも１０¹⁹ｃｍ^-3以上ドーピングされた請求項１または２に記載の母板の製造方法。
4. 絶縁部は、フォトレジスト、シリコン酸化物、シリコン窒化物の材質のうち何れか１つである請求項１または２に記載の母板の製造方法。
5. 基材の表面は、直径が２μｍ以上である０個／ｃｍ²〜１，１５６個／ｃｍ²の欠陥密度を有する請求項１または２に記載の母板の製造方法。
6. 絶縁部が形成された表面を除いた露出された単結晶シリコンの表面全部で均一な電場が形成されて、メッキ膜が形成され、絶縁部上でメッキ膜の形成が防止されて、メッキ膜がパターンを有し、パターンを有するメッキ膜は、ＦＭＭになる請求項１または２に記載の母板の製造方法。
7. 電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスク製造時に使われる母板であって、
   導電性単結晶シリコン材質の基材と、
   基材の少なくとも一面上にパターンを有しながら形成される絶縁部と、
   を含む母板。
8. 電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスク製造時に使われる母板であって、
   導電性単結晶シリコン材質の基材と、
   基材の少なくとも一面上に陰刻パターンが形成され、陰刻パターン内に形成される絶縁部と、
   を含む母板。
9. 基材の表面は、直径が２μｍ以上である０個／ｃｍ²〜１，１５６個／ｃｍ²の欠陥密度を有する請求項７または８に記載の母板。
10. 基材は、少なくとも１０¹⁹ｃｍ^-3以上ドーピングされた請求項７または８に記載の母板。
11. 絶縁部は、フォトレジスト、シリコン酸化物、シリコン窒化物の材質のうち何れか１つである母板。
12. 電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスクを製造する方法であって、
    （ａ）導電性単結晶シリコン材質である基材を提供する段階と、
    （ｂ）基材の少なくとも一面上にパターンを有する絶縁部を形成して陰極体を製造する段階と、
    （ｃ）陰極体、及び陰極体に離隔して陽極体を配置し、陰極体の少なくとも一部をメッキ液に浸漬する段階と、
    （ｄ）陰極体と陽極体との間に電場を印加する段階と、
    を含むマスクの製造方法。
13. 電鋳メッキでＯＬＥＤ画素形成用マスクを製造する方法であって、
    （ａ）導電性単結晶シリコン材質である基材を提供する段階と、
    （ｂ）基材の少なくとも一面上に陰刻パターンを形成する段階と、
    （ｃ）陰刻パターン内に絶縁部を形成して陰極体を製造する段階と、
    （ｄ）陰極体、及び陰極体に離隔して陽極体を配置し、陰極体の少なくとも一部をメッキ液に浸漬する段階と、
    （ｅ）陰極体と陽極体との間に電場を印加する段階と、
    を含むマスクの製造方法。
14. 陰極体の表面でメッキ膜が形成されて、マスクボディーを構成し、絶縁部の表面でメッキ膜の形成が防止されて、マスクパターンを構成する請求項１２または１３に記載のマスクの製造方法。
15. 電鋳メッキで製造されたＯＬＥＤ画素形成用マスクを使用するＯＬＥＤ画素蒸着方法であって、
    （ａ）請求項１２または１３に記載のマスクの製造方法を用いて製造したマスクを対象基板に対応させる段階と、
    （ｂ）対象基板にマスクを通じて有機物ソースを供給する段階と、
    （ｃ）有機物ソースがマスクのパターンを通過して対象基板に蒸着される段階と、
    を含むＯＬＥＤ画素蒸着方法。

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