JP2021181593A - 蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、蒸着方法、有機半導体素子の製造方法及び有機el表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態による蒸着マスクの構成について、図1及び図2を用いて説明する。なお、ここで説明する蒸着マスクは、以下で説明する形態に限定されるものではなく、金属層と、金属層に積層され、蒸着作製するパターンに対応する開口部(第2開口部)が形成された樹脂マスクとが積層されているものであれば、いかなる形態であってもよい。この蒸着マスクは、後述する蒸着マスクの製造方法によって製造されていてもよく、他の方法で製造されていてもよい。
次に、本実施の形態による蒸着マスクの製造方法について、図7乃至図15を用いて説明する。図7乃至図15は、本実施の形態による蒸着マスクの製造方法を説明するための図である。以下に説明する蒸着マスクの製造方法によって作製される蒸着マスクは、上述した蒸着マスク10であるが、これに限らず他の蒸着マスクであってもよい。
まず、図7(a)に示すように、支持基板51を準備する。この支持基板51は、後述する樹脂層30Aを構成する樹脂層形成用組成物(例えばポリイミドワニスやポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液等の樹脂溶液)を供給するためのものである。支持基板51の表面、特に後述する樹脂層30Aを形成する面は、表面粗さが小さいことが好ましい。例えば、支持基板51の表面の粗さを算術平均高さSaが1μm以下となるようにしても良い。「算術平均高さ(Sa)」とは、線の算術平均高さ(Ra)を面に拡張したパラメータであり、測定対象となる表面の平均面に対して、各点の高さの絶対値の平均により算出される値である。当該算術平均高さ(Sa)を算出するにあっては、例えば、形状解析レーザー顕微鏡を用いて、支持基板51の表面を測定し、ISO 25178に準じた方法で算出できる。支持基板51の材料としては、例えばガラス、石英、樹脂、シリコン、SUS等の金属等を挙げることができる。とりわけ、表面の平坦性や後述するレーザー溶接及びレーザーリフトオフ法による剥離を考慮すると、透明なガラスを用いることが望ましい。例えば、透明なガラスとして、後述するレーザー溶接工程(図8(b)参照)に用いるレーザー光の波長(第1の波長)と、後述するレーザーリフトオフ工程(図8(c)参照)に用いるレーザー光の波長(第2の波長)に対してそれぞれ透過性があってもよい。支持基板51の厚みは、例えば0.1mm以上10mm以下としても良い。
次に、図7(b)に示すように、支持基板51上に、蒸着パターンが形成される樹脂層30Aを形成する。この樹脂層30Aは、上述した蒸着マスク10の樹脂マスク30を作製するためのものである。具体的には、支持基板51の表面の略全域に例えばポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液等の樹脂層形成用組成物を塗布し、これを熱処理することにより、樹脂層30Aが得られる。あるいは、例えばポリイミドワニス等の樹脂層形成用組成物を塗布し、これを加熱して乾燥することにより、樹脂層30Aを得ても良い。樹脂層形成用組成物を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、ダイコート法、スリットコート法、ディップコート法、スプレーコート法等を挙げることができる。硬化後の樹脂層30Aの膜厚は、特に制限されないが、例えば1μm以上10μm以下であってもよく、好ましくは1μm以上5μm以下としてもよい。パターン寸法の高精細化やシャドウ抑制のためには、樹脂層30Aの膜厚は可能な限り薄いことが望まれるが、薄くなりすぎるとレーザアブレーション加工での断面形状の制御等が難しくなる恐れがある。また、樹脂層30Aの材料はポリイミドに限らず、熱膨張係数の小さい材料を好適に用いることができる。樹脂製のフィルムを支持基板51の表面に貼り合わせて樹脂層30Aを形成してもよい。なお、樹脂層30Aは、単層構造であってもよく、複数の層が積層された多層構造であってもよい。また、樹脂層30Aは、上記第2の波長に対する吸収帯を有することが好ましい。図9に示すように、支持基板51と樹脂層30Aの間に、上記第2の波長を吸収する剥離層52を予め形成しておいてもよい。このような剥離層52としては、例えば、熱や光で気体が発生する非晶質シリコン(例えば、水素を発生する非晶質シリコン)や樹脂を挙げることができる。剥離層52を形成する方法としては、その材料が非晶質シリコン等であればプラズマCVD法等の化学気相成長法、樹脂であれば塗布法等を挙げることができる。剥離層52の膜厚は、特に制限されないが、例えば50nm以上3μm以下であってもよく、好ましくは100nm以上1μm以下としてもよい。
次に、図7(c)に示すように、無電解めっき法により樹脂層30A上にシード層53を形成する。この場合、まず支持基板51及び樹脂層30Aを脱脂した後、樹脂層30A上にパラジウム等の触媒を付与する。その後、支持基板51及び樹脂層30Aを、無電解めっきを行うための無電解めっき浴槽に投入する。これにより、樹脂層30A上にニッケル等のシード層53が形成される。例えば、無電解めっき液はニッケル(Ni)とリン(P)を含む。樹脂層30Aとシード層53との密着性を向上させるために、シード層53がニッケルを含み、かつシード層53中のリン(P)含有率が1質量%以上5質量%以下程度となるように無電解めっきを行ってもよい。このようなシード層53を形成するには、例えば、中性浴を用いて無電解めっき液のpHの値を約5〜約8の範囲とし、液温度を約60℃〜約90℃となるように設定する。無電解めっき処理の後、純水等の液体を用いて支持基板51を洗浄し、触媒を除去したり、無電解めっき液を除去したりすることが好ましい。これにより、シード層53と電解めっきにより形成される金属層20との密着性を向上させることができる。シード層53の厚みは、例えば20nm以上200nm以下としてもよく、30nm以上150nm以下としてもよく、35nm以上100nm以下としてもよい。
続いて、シード層53上に、所定のパターン形状を有するめっき用レジスト層56を形成する。この場合、まず図7(d)に示すように、シード層53の表面の全面に、感光性レジスト56aを形成する。感光性レジスト56aは、液状レジストを塗布し、乾燥することによって形成されてもよいし、フィルムレジストを貼り付けることによって形成されてもよい。感光性レジスト56aとしては、ポジ型、ネガ型のいずれを用いてもよい。
次に、図7(f)に示すように、めっき用レジスト層56に覆われた樹脂層30Aに対して電解めっきを施す。これによりシード層53上であってレジスト開口部56bの内部に金属(例えばインバー材)を析出させ、金属層20を形成する。この際、対向電極が配置されためっき浴槽の中にシード層53が形成された支持基板51を浸す。この状態でシード層53に給電して電解めっきを行い、レジスト開口部56bの内部で露出したシード層53の部分に対して金属成長を促す。
次に、図8(a)に示すように、めっき用レジスト層56を例えば剥離除去し、次いで、めっき用レジスト層56に覆われていた部分に位置するシード層53を除去する。めっき用レジスト層56が除去されることにより、めっき用レジスト層56が存在していた部分に第1開口部21が形成される。またシード層53は、例えばウェットエッチングやドライエッチングによって除去しても良い。このエッチング液やエッチングガスによるサイドエッチングにより金属層20にアンダーカットの影響が生じないように、金属層20の断面形状は、樹脂層30Aから遠ざかるに従って広がるような形状であってもよい。このようにして、金属層20と樹脂層30Aが積層した蒸着マスク準備体が作成される。なお、このときシード層53は必ずしも除去しなくてもよい。この場合、後述するレーザアブレーション工程でシード層53も除去してもよい。
次に、図8(b)に示すように、支持体40を準備するとともに、支持体40を金属層20に固定する。このとき、金属層20は、架張された状態で支持体40に溶接されても良い。この際、金属層20の外周部23が支持体40に固定され、金属層20の中央部22が支持体40に取り囲まれる領域に配置される。本実施の形態において、この工程は任意の工程であるが、通常の蒸着装置において蒸着マスク10を用いる場合、支持体40が固定されたものを用いることが多いため、当該工程をこのタイミングで行うことが好ましい。
次いで、図8(c)に示すように、樹脂層30Aから支持基板51を除去する。これにより、樹脂層30Aと、樹脂層30A上の金属層20と、金属層20上の支持体40とを有する中間体(蒸着マスク準備体とも呼ばれる)が得られる。
次に、図8(d)に示すように、樹脂層30Aに対して金属層20側からレーザー光(図8(d)の矢印参照)を照射し、樹脂層30Aに、蒸着作製するパターンに対応した第2開口部31を形成する(レーザアブレーション工程)。このレーザーとしては、例えば波長248nmのKrFのエキシマレーザーや波長355nmのYAGレーザーを使用することができる。このとき、樹脂層30Aのうち金属層20の反対側の面に保護フィルム64を貼着し、この状態で金属層20側からレーザー光を照射して第2開口部31を形成しても良い。この場合、蒸着作製するパターンに対応した図示しないレーザー用マスクを用い、このレーザー用マスクと樹脂層30Aとの間に集光レンズを設置して、いわゆる縮小投影光学系を用いたレーザー加工法によって第2開口部31を形成してもよい。なお、第2開口部31は、レーザー照射のほか、エッチング法等によって形成されても良い。
次いで、図15に示すように、樹脂層30Aに存在する樹脂の不要物(スミア)Sを除去する。このようなスミアSとしては、例えば加工した樹脂が樹脂層30A上の意図しない部分に付着したものや、第2開口部31の縁部に形成されたバリ状のものを挙げることができる。具体的には、レーザアブレーションで生じた樹脂のスミアSを過マンガン酸処理やプラズマ処理等によって除去しても良い。このデスミア工程では、樹脂層30Aの第2開口部31の大きさを広げたり、樹脂層30Aの第2開口部31近傍の膜厚を減らしたりしないという観点から、酸素等の反応ガスを励起状態としたプラズマ処理を行うことが好ましい。
次に、上述した蒸着マスク10を用いて蒸着対象物に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置について、図16を参照して説明する。
次に、本実施の形態による有機EL表示装置の製造方法について、図18(a)−(c)を参照して説明する。本実施の形態による有機EL表示装置の製造方法は、上述した蒸着マスク10を用いた蒸着方法により蒸着対象物である被蒸着基板91に蒸着材料92を蒸着し、蒸着パターンを形成するものである。
次に、本実施の形態による有機半導体素子の製造方法について説明する。本実施の形態による有機半導体素子の製造方法は、上述した蒸着マスク10を用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程、あるいは上述した蒸着マスク10の製造方法によって製造された蒸着マスク10を用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程を有する。蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程についていかなる限定もされることはなく、例えば、反応性スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着法等の物理的気相成長法(Physical Vapor Deposition)、熱CVD、プラズマCVD、光CVD法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition)等を挙げることができる。
20 金属層
21 第1開口部
22 中央部
23 外周部
24 段差
30 樹脂マスク
30A 樹脂層
31 第2開口部
32 有効領域
33 周囲領域
40 支持体
41 貫通孔
51 支持基板
53 シード層
56 めっき用レジスト層
Claims (23)
- 支持基板を準備する工程と、
前記支持基板上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層上にシード層を形成する工程と、
前記シード層上に、レジスト開口部を有するめっき用レジスト層を形成する工程と、
前記めっき用レジスト層に覆われた前記樹脂層に対して電解めっきを施すことにより、前記シード層上であって前記レジスト開口部の内部に金属を析出させ、金属層を形成する工程と、を備え、
前記金属層の中央部の厚みは、前記めっき用レジスト層の厚み未満であり、
前記金属層の外周部の厚みは、前記めっき用レジスト層の厚み以下である、蒸着マスクの製造方法。 - 前記電解めっきを施す際、前記金属層を析出するための通電部は、互いに対向する位置に複数設けられる、請求項1に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記電解めっきを施す際、前記金属層を析出するための通電部の位置を、処理時間の経過とともに変更する、請求項1に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記電解めっきを施す際、パルスめっき又はパルスリバースめっきが用いられる、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記電解めっきを施す際、前記レジスト開口部の上を通過するように電解めっき液中で噴流を生じさせる、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記シード層はニッケルを含み、かつ前記シード層のリンの含有率が1質量%以上5質量%以下である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記金属層の前記中央部の厚みは、前記金属層の前記外周部の厚みの80%以上であり、かつ前記金属層の前記外周部の厚みよりも薄い、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記樹脂層を構成する樹脂層形成用組成物は、シリカ粒子を含む、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 支持基板を準備する工程と、
前記支持基板上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層上にシード層を形成する工程と、
前記シード層上に、レジスト開口部を有するめっき用レジスト層を形成する工程と、
前記めっき用レジスト層に覆われた前記樹脂層に対して電解めっきを施すことにより、前記シード層上であって前記レジスト開口部の内部に金属を析出させ、金属層を形成する工程と、
支持体を前記金属層に固定する工程と、
前記樹脂層から前記支持基板を除去する工程と、
前記樹脂層に、蒸着作製するパターンに対応した複数の開口部を形成する工程と、を備えた、蒸着マスクの製造方法。 - 前記樹脂層に存在する樹脂の不要物を除去する工程を更に備えた、請求項9に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記支持体を前記金属層に固定する際、複数の溶接ヘッドを備えるレーザー溶接装置を用いて前記支持体を前記金属層に溶接する、請求項9又は10に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記樹脂層から前記支持基板を除去する際、前記支持基板の、前記樹脂層が形成されていない側から前記支持基板の一部に選択的にレーザー光を照射することにより、前記支持基板と前記樹脂層とを分離する、請求項9乃至11のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記金属層を前記支持体に接合した後、前記支持体の内側に支持部材を設け、前記支持部材によって前記金属層及び前記樹脂層を支持する、請求項9乃至12のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 金属層と、
前記金属層に積層され、蒸着作製するパターンに対応した複数の開口部が設けられた樹脂マスクと、を備え、
前記金属層の中央部の厚みは、前記金属層の外周部の厚みの80%以上であり、かつ前記金属層の前記外周部の厚みよりも薄い、蒸着マスク。 - 前記金属層の前記外周部の厚みは、15μm以下であり、前記金属層の中央部の厚みは、12μm以下であり、前記樹脂マスクの厚みは、5μm以下であり、前記金属層及び前記樹脂マスクの合計の厚みは、20μm以下である、請求項14に記載の蒸着マスク。
- 請求項14又は15に記載の蒸着マスクを準備する工程と、
蒸着対象物を準備する工程と、
前記蒸着対象物を前記蒸着マスク上に設置する工程と、
前記蒸着マスク上に設置された前記蒸着対象物に蒸着材料を蒸着させる工程と、を備えた、蒸着方法。 - 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法によって製造された蒸着マスクを準備する工程と、
蒸着対象物を準備する工程と、
前記蒸着対象物を前記蒸着マスク上に設置する工程と、
前記蒸着マスク上に設置された前記蒸着対象物に蒸着材料を蒸着させる工程と、を備えた、蒸着方法。 - 前記蒸着マスクを溶剤により洗浄する工程と、
洗浄後の前記蒸着マスクを真空乾燥する工程と、を更に備えた、請求項16又は17に記載の蒸着方法。 - 乾燥後の前記蒸着マスクの精度を測定する工程を更に備えた、請求項18に記載の蒸着方法。
- 有機EL表示装置の製造方法であって、
請求項14又は15に記載の蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程を備えた、有機EL表示装置の製造方法。 - 有機EL表示装置の製造方法であって、
請求項1乃至13のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法によって製造された蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程を備えた、有機EL表示装置の製造方法。 - 有機半導体素子の製造方法であって、
請求項14又は15に記載の蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程を備えた、有機半導体素子の製造方法。 - 有機半導体素子の製造方法であって、
請求項1乃至13のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法によって製造された蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程を備えた、有機半導体素子の製造方法。
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JP2020086890A JP2021181593A (ja) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、蒸着方法、有機半導体素子の製造方法及び有機el表示装置の製造方法 |
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