JP4508447B2 - エッチング形状予測方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐エッチング膜の開口から、露出した基材部をエッチングして形成されるエッチング形状を予測する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラーＴＶ（ブラウン管）用のシヤドウマスクは、使用量の拡大に伴い量産化が進み、且つ、その使用目的によっては、ファイン化、大型化等が求められている。
このようなシヤドウマスクは、一般には、帯状に連続する金属板材を素材とし、フォトエッチング法を用い一貫ラインで生産されており、簡単には、フープ状にして、前記帯状に連続する金属板材を連続ないし間欠的に移動させながら、この両面に製版し、エッチングして、各シヤドウマスクの製品部の外周部が金属板材に保持されるようにして、且つ、該金属板材にシヤドウマスクを面付けした状態にして孔開け加工されている。
尚、ここで言うフープ状とは、帯状に連続する金属ワークを緩みなく張った状態を言う。
【０００３】
シャドウマスク形成のためのフォトエッチングは、エッチング用素材である基材の面上にカゼイン系等のレジストを塗布し、乾燥処理、ベーキング処理等を経た後、レジスト開口部において、基材とエッチング液とを接触させて基材を腐食させ、目的の形状を得るものであり、所定のエッチング形状を得るためには、これに合ったパタン形状を正確に決定することが必要とされていた。
パタン形状を決定する工程は、パタン設計工程と呼ばれ、従来は、すでに制作した同じないしこれに近い仕様の実績に基づいて、パタン設計工程がなされてきた。
しかし、最近では、ファイン化、大型化にともない、その仕様の種類も多くなり、実績のない場合も多くなってきた。
この場合は先行テストを行ない、これを実績として、パタン設計を行なうものであるが、手間がかかり、精度が不充分で、熟練を要し、問題となっていた。
特に、パタンのサイズの微小な変化量に対して、エッチング形状の微小な変化量は等倍よりも大きくなる現象があり、その場合、以前に制作したエッチング形状と次ぎに制作しようとしているエッチング形状の差分に基づいて、パタンのサイズを決めようとしても、正確に決めるのが困難であるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、シヤドウマクの作製においては、ファイン化、大型化にともない、その仕様の種類も多くなり、作製実績のない仕様の場合も多くなってきたため、すでに制作した実績がない仕様に対しても、簡単にパタン設計工程が正確にできるパタン設計方法が求められていた。
本発明は、このような状況のもと、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法、あるいは、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法で、簡単に、且つ、所望のエッチング形状を得ることができる方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のエッチング形状予測方法は、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法であって、順に、（ａ）１つ以上の第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状で、パラメータの値の異なる組みからなる複数の耐エッチング膜の開口から露出した基材部について、それぞれ、所定の条件でエッチングを施し、各開口に対応したエッチング形状を得るエッチング処理と、（ｂ）前記エッチング処理により得られた複数の開口に対応するエッチング形状に対して、１つ以上の第２のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状をあてはめて、複数の開口に対応するエッチング形状を、それぞれ、第２のパラメータ群のパラメータの値で表す、エッチングデータを得るエッチングデータ取得処理と、（ｃ）得られたエッチングデータに対し、第２のパラメータ群のパラメータ毎にデータの補間を行ない、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める、パラメータ関数算出処理とを行ない、更に、パラメータ関数算出処理により求められた各関数から、第１のパラメータ群の所定の値の組みに対応する第２のパラメータ群の組みを求め、求められた第２のパラメータ群の組みより、第１のパラメータ群の所定の値の組みの形状を有する開口に対応するエッチング形状を予測することを特徴とするものである。
そして、上記において、パラメータ関数算出処理は、最小２乗近似法を用いて、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求めるものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状として、円を用いることを特徴とするものであり、円を表現するための第１のパラメータ群として、円の半径の長さを用いることを特徴とするものである。
あるいは、上記において、第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状として、楕円を用いることを特徴とするものであり、楕円を表現するための第１のパラメータ群として、楕円の２軸の長さを用いることを特徴とするものである。
また、上記において、第２のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状として、楕円体を用いることを特徴とするものであり、楕円体を表現するための第２のパラメータ群として、楕円体の３軸の長さ、および楕円体の中心位置の、基材部表面からの距離を用いることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のエッチング形状予測方法は、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法であって、基材のそれぞれの面から、それぞれの耐エッチング膜からなる所定サイズの開口に対応するエッチング形状を、上記の予測される形状として求め、両面からの予測されるエッチング形状を合せ、そのエッチング部をエッチング形状とすることを特徴とするものである。
そして、上記において、基材がシャドウマスク用の基材で、エッチングがシャドウマスク作製のための２段エッチングであることを特徴とするものである。
【０００７】
尚、上記は、エッチング条件が、ほぼ所定の一定条件であり、エッチングが完結することを前提としている。
【０００８】
【作用】
本発明のエッチング形状予測方法は、このような構成にすることにより、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する第１の方法、あるいは、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する第２の方法で、簡単に、且つ、所望のエッチング形状を得ることができる方法の提供を可能としている。
特に、エッチング条件を所定の一定条件とするだけで、各種エッチング条件にも対応できるものとしている。
具体的には、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する第１の方法であって、順に、（ａ）１つ以上の第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状で、パラメータの値の異なる組みからなる複数の耐エッチング膜の開口から露出した基材部について、それぞれ、所定の条件でエッチングを施し、各開口に対応したエッチング形状を得るエッチング処理と、（ｂ）前記エッチング処理により得られた複数の開口に対応するエッチング形状に対して、１つ以上の第２のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状をあてはめて、複数の開口に対応するエッチング形状を、それぞれ、第２のパラメータ群のパラメータの値で表す、エッチングデータを得るエッチングデータ取得処理と、（ｃ）得られたエッチングデータに対し、第２のパラメータ群のパラメータ毎にデータの補間を行ない、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める、パラメータ関数算出処理とを行ない、更に、パラメータ関数算出処理により求められた各関数から、第１のパラメータ群の所定の値の組みに対応する第２のパラメータ群の組みを求め、求められた第２のパラメータ群の組みより、第１のパラメータ群の所定の値の組みの形状を有する開口に対応するエッチング形状を予測することにより、あるいは、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する第２の方法であって、基材のそれぞれの面から、それぞれの耐エッチング膜からなる所定サイズの開口に対応するエッチング形状を、前述の第１の方法において予測される形状として求め、両面からの予測されるエッチング形状を合せ、そのエッチング部をエッチング形状とすることにより、これを達成している。
基材がシャドウマスク用の基材で、エッチングがシャドウマスク作製のための２段エッチングである場合には、その生産面から、特に、有効である。
シャドウマスクの孔部が、丸孔タイプの他、スロットタイプやスリットタイプについても、本発明の方法を適用できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図にそって説明する。
図１は本発明のエッチング形状予測方法の実施の形態の１例のフロー図で、図２は、シャドウマスクのエッチング形状を予測する方法を説明するための断面図で、図３は２段階エッチングを説明するための断面図で、図４はエッチング形状と各エッチングパラメータを説明するための断面図で、図５は各パラメータを関数として取得する方法を説明するためのグラフである。
尚、図１中、Ｓ１１〜Ｓ１７、Ｓ２１，Ｓ２２は処理ステップを示す。
また、図４はエッチング形状を楕円体とした場合の、楕円体の中心を通る１断面を示している。
図２〜図４中、１１０は（エッチング用）基材、１２０は第１のレジストの位置、１２４はレジスト開口、１２５は第１のエッチング部、１２６は第１のエッチング部の境界、１３０は第２のレジストの位置、１３４はレジスト開口、１３５は第２のエッチング部、１３６は第２のエッチング部の境界、２１０は（エッチング用）基材、２２０は第１のレジスト、２２４はレジスト開口、２２５は第１のエッチング部、２３０は第２のレジスト、２３４はレジスト開口、２３５は第２のエッチング部、２５０は充填材（充填樹脂とも言う）、４１０は（エッチング用）基材、４２０はレジスト、４２４はレジスト開口、４２５はエッチング部である。
そして、図４中、Ｐ０は原点（０、０、０）、Ｐｎは楕円体の中心位置、αは楕円体の中心のｚ方向位置、ａは楕円体の長軸ｃは楕円体中心からのｚ方向深さである。
尚、図４では図示されていないが、以下、楕円体の短軸をｂとする。
【００１０】
本発明のエッチング形状予測方法の実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
第１の例は、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法である。
先ず、エッチング用基材（Ｓ１１）の一面上に、感光性レジストを配設し（Ｓ１２）、これを製版して、ｎ種類のレジスト開口を形成し（Ｓ１３）、レジストを耐エッチングマスクとして、所定の条件で、開口から露出した基材部をエッチングするエッチング処理（Ｓ１４）を行なう。
感光性レジストとしては、所定の解像性を有し、製版後、耐エッチング性があり、製版性の良いものが用いられる。
例えば、シャドウマスク製作の場合には、通常、基材としては、低炭素鋼、アンバー材（３６％ニッケル−鉄合金）等が用いられ、感光性レジストとしては、カゼイン系のものやＰＶＡ系のもの等が用いられ、エッチング液としては塩化第二鉄液が用いられる。
【００１１】
一方、予め、１つ以上のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状で、レジスト開口の平面形状（以下パタン形状とも言う）を決め、そのパラメータ群（以下、第１のパラメータ群と言う）を決めておく。（Ｓ２１）
レジスト開口の平面形状として、円を用いる場合、第１のパラメータ群として、通常、この円の半径の長さｒを用いる。
ｎ種類の開口は、それぞれｎ種類の半径ｒ1 、ｒ2 、・・・・、ｒn を有するものとする。
パタン形状の別の例として、例えば楕円を用いる場合、第１のパラメータ群として、通常、この楕円の２軸の長さｒ、ｓを用いる。
ｎ種類開口は、２軸の組み合わせ（ｒ1 、ｓ1 ）、（ｒ2 、ｓ2 ）、・・・・（ｒn 、ｓn ）を有するものとする。
【００１２】
以下の説明では、座標のとり方として、基材の表面をｘ−ｙ平面（ｚ＝０）とし、ｘ−ｙ平面に直交する方向にｚ軸をとる。
また、レジスト開口の平面形状が、円あるいは楕円である場合は、これらの中心位置を原点とし、楕円である場合は、楕円の２軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸とする。
また、基材の存在する側でｚの値が正になるようにｚ軸の向きを決める。
【００１３】
次いで、ｎ種類の開口に対応するｎ種類のエッチング形状を把握する。（Ｓ１５）
エッチング形状の把握は、例えば、基材のｘ−ｚ平面およびｙ−ｚ平面における断面を顕微鏡で観察し、画像情報を取得する方法を採る。
また、形状測定はエッチング部を触針計等により行なうこともできるがこれに限定はされない。
エッチング形状を把握に際し、エッチング形状に対して、１つ以上のパラメータ群（以下、第２のパラメータ群と言う）によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状をあてはめておく。（Ｓ２２）
いま、エッチング形状はほぼ楕円体であることが把握されたとすれば、それに基づいて楕円体でモデル化する。
この楕円体の中心位置はｚ軸上にあると仮定できるものとし、中心位置の座標を（０、０、α）とする。
また、この楕円体も３軸はそれぞれ、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸上にあるものとする。
それぞれの長さをａ、ｂ、ｃする。
これは、例えば、次のようにする。
（１）ｘ−ｚ平面における断面形状を撮影した画像を拾う。
（２）その画像上で輪郭線上にいくつかの点を指定し、座標を拾う。
（３）得られた点列に楕円をあてはめる。
点列にあてはめる楕円は２軸の向きが、それぞれ、ｘ軸、ｚ軸に平行なものに限定する。
そのような楕円を「正置き楕円」と呼ぶことにする。
このようにして得られた楕円の２軸の長さから、それぞれ、ａ、ｃが得られ、中心のｚ座標からαが得られる。
ｙ−ｚ平面上で同様にすると、ｂ、ｃ，αが得られる。
これらを合せて、楕円体の軸長さａ、ｂ、ｃおよび中心位置（０、０、α）が決まる。
レジスト開口が円で、そのエッチング形状を楕円体にあてはめた場合、図４にその１断面を示すように、ｘ軸、ｚ軸はとれる。
尚、ｙ軸は図示していないが、中心Ｐ０を通り、ｘ軸、ｙ軸に直交する。
ほぼａ＝ｂであるが、ｂはｙ軸上で図示されていない。
平面上で与えられた点列に正置き楕円をあてはめる方法は、ＭａｕｒｉｚｉｏＰｉｌｕ等による論文（ＥＬＬＩＰＳＥ−ＳＰＥＳＩＦＩＣ ＤＩＲＥＣＴ ＬＥＡＳＴ−ＳＱＵＡＲＥ ＦＩＴＴＩＮＮＧＵ）に述べられている方法を修正して正置き楕円に限定したものである。
【００１４】
得られたｎ個のエッチング形状に対して、楕円体をフィッティングさせる場合を説明する。
前述のＭａｕｒｉｚｉｏ Ｐｉｌｕ等による論文（ＥＬＬＩＰＳＥ−ＳＰＥＳＩＦＩＣ ＤＩＲＥＣＴ ＬＥＡＳＴ−ＳＱＵＡＲＥ ＦＩＴＴＩＮＮＧＵ）に記載より、各エッチングサンプルについて、楕円体のパラメータ（ａ、ｂ、ｃ、α）が決まる。
ここで、αは楕円体の中心のｚ方向位置、ａ、ｂは楕円体の長軸、短軸で、それぞれｘ軸、ｙ軸上にあり、ｃは楕円体中心からのｚ方向深さである。
したがって、レジスト開口が円なら、ｎ個のデータの組み、（ｒ1 ，ａ1 、ｂ1 、ｃ1 、α1 ）、（ｒ2 、ａ2 、ｂ2 、ｃ2 、α2 ）、・・・・（ｒn 、ａn 、ｂn 、ｃn 、αn ）が得られる。
レジスト開口が楕円なら、ｎ個の（ｒ1 ，ｓ1 ，ａ1 、ｂ1 、ｃ1 、α1 ）、（ｒ2 、ｓ2 、ａ2 、ｂ2 、ｃ2 、α2 ）、・・・・（ｒn 、ｓn 、ａn 、ｂn 、ｃn 、αn ）が得られる。
そして、レジスト開口が円の場合、楕円体の第２のパラメータ群の各パラメータ（ａ、ｂ、ｃ、α）はｒの関数として、
ａ＝ａ（ｒ）
ｂ＝ｂ（ｒ）
ｃ＝ｃ（ｒ）
α＝α（ｒ）
のように決まる。
また、レジスト開口が楕円の場合、楕円体の第２のパラメータ群の各パラメータ（ａ、ｂ、ｃ、α）はｒ、ｓの関数として、
ａ＝ａ（ｒ）
ｂ＝ｂ（ｓ）
ｃ＝ｃ（ｒ、ｓ）
α＝α（ｒ、ｓ）
のように決まる。
【００１５】
そして、得られたエッチング形状のデータ（エッチングデータとも言う）をもとに、第２のパラメータ群の各パラメータについて、それぞれ、得られているｎ個の組みを補間し、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める。（Ｓ１６）
これらの関数を求める近似方法は、例えば、あらかじめ、次数を決めて多項式で最小２乗近似する方法などが用いられる。
図５は、データを関数で近似した様子を示す。
以下、この近似法の１例を簡単に述べておく。
例えば、求める関数を下記（１）式で表されるａ（ｒ）、ｒ＝ｒi （ｉ＝１、２、・・・ｎ）での実測値をｂi とし、下記（２）式の評価関数Ｅを評価する。
ａ（ｒ）＝ａ０＋ａ１ｒ1 ＋ａ２ｒ2 ＋ａ３ｒ3 ・・・・・ （１）
【００１６】
【数１】
【００１７】
評価は、Ｅを最小とするａ（ｒ）の係数について、
∂Ｅ／∂ａ１＝０、∂Ｅ／∂ａ２＝０、∂Ｅ／∂ａ３＝０、・・・・・・・の連立一次方程式を解き、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３を決め、これよりａ（ｒ）を求める。
レジスト開口を円、エッチング形状を楕円体とした場合、図５に示すように、エッチング形状の把握から得られた第２パラメータ群の各パラメータの値から、上記計算等により、それぞれ、近似的に、レジスト開口の円の半径をパラメータとする関数、ａ＝ａ（ｒ）、ｂ＝ｂ（ｒ）、ｃ＝ｃ（ｒ）、α＝α（ｒ）を得ることができる。
【００１８】
このようにして、第２のパラメータ群の全てのパラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める（これをパラメータ関数算出処理と言う）が、更に、パラメータ関数算出処理により求められた各関数から、第１のパラメータ群の所定の値の組みに対応する第２のパラメータ群の組みを求める。
そして、求められた第２のパラメータ群の組みより、第１のパラメータ群の所定の値の組みの形状を有する開口に対応するエッチング形状を予測する。（Ｓ１７）
上記のようにして、開口に対応したエッチング形状を予測することができる。
【００１９】
次に、本発明のエッチング形状予測方法の実施の形態の第２の例を、図２に基づいて説明する。
第２の例は、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法で、２段エッチングにより丸孔タイプのシャドウマスクを形成する際のエッチング形状を予測する例である。
尚、図２において、点線部１２０、１３０は、それぞれ、レジストの配置位置を示しており、１２４、１３４は、それぞれ、対応する開口部の位置を示している。
ここでは、開口部のサイズが大きい側を基材の表面側、小さい側を裏面側とする。
先ず、第１の例のようにして、基材の片面に形成されたレジストパタンの複数個のレジスト開口から露出した基材部をそれぞれエッチングして得られるエッチング形状から予測される第２のパラメータ群の各パラメータを表す各関数から、それぞれ、基材をエッチングする際の、表面側、裏面側のレジスト開口のサイズに対応した、第２のパラメータ群の所定の値の組を、それぞれ求める。
そして、求められた第２のパラメータ群の所定の値の組から、それぞれ、基材の両面に、対応するレジスト開口側に予測されるエッチング形状を仮想形成し、両面からの予測されるエッチング形状を合せ、そのエッチング部をエッチング形状とする。
各レジスト開口に対応するエッチング部１２５、１３５のオーバーラップした状態で、エッチング部は貫通する。
これら、エッチング部１２５、１３５以外がエッチング残部となる。
表面側、裏面側のレジスト開口のサイズに対応した、第２のパラメータ群の所定の値の組から、各レジスト開口に対応するエッチング部１２５、１３５の境位置を求めることも、エッチング部１２５、１３５の交点計算にて行なえる。
このようにして、基材の両面からのエッチングによる、貫通孔のエッチング形状は得られる。
【００２０】
ここで、シャドウマスクの２段エッチング加工について、図３を参照にして、簡単に説明しておく。
エッチング用素材である基材の両面に、それぞれ、レジスト開口を形成した後、先ず、基材の表面側のみををエッチングし、第１のエッチング部２３５（図２の１３５に相当）を形成する。
通常、表面側は全面を覆うエッチング保護膜等により保護してエッチングを行なう。
この形状は、第１の例と同様にして予測されるものである。
次いで、洗浄処理等を施した後、表面側のエッチング部を埋め込むように、充填材（バッキング材とも言う）２５０を表面全面に塗布し、表面側からエッチングを行ない、エッチング部２２５を形成する。
勿論、裏面側をエッッチングした際の、表面全面を覆うエッチング保護膜等は除いて状態でエッチングを行なう。
この状態が図３に示すものである。
この後、充填材２５０、レジスト２２０、２３０を除去し、洗浄処理等を施し、シャドウマスクのエッチング加工を終える。
【００２１】
上記、第１の例、第２の例は、第１のパラメータ群で表される平面図形を円ないし楕円として説明し、第２のパラメータ群で表される立体図形を楕円としたが、これに限定はされない。
本発明は、シャドウマスクのスロットタイプやスリットタイプにも、適用できる。
第１のパラメータ群の各パラメータと平面図形形状、第２のパラメータ群の各パラメータと立体図形形状をエッチング形状に合せ決めれば良い。
本発明により、第２のパラメータ群を第１のパラメータ群の関数として取得されるので、パラメータによって、表現可能な形状をもった任意のサイズの耐エッチング膜開口に関して、この関数に代入することによって、エッチングの形状を精度良く予測することができる。
しかしながら、実際のパタン設計作業とは、いわば逆向きの工程、すなわち、所望のエッチング形状が先にあって、それが形成されるような耐エッチング膜開口形状を求める作業である。
得られた関数の逆関数を求める作業である。
それぞれの関数は、たていの場合、単調増加なので、試行錯誤によって、近似的に解を見出すことができる。
また、前述のように、多項式の次数に応じた方程式を数値的に解くことによっても精度良い解を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法、あるいは、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法で、簡単に、且つ、所望のエッチング形状を得ることができる方法の提供を可能とした。
特に、エッチング条件を所定の一定条件とするだけで、各種エッチング条件にも対応できるものとしていることにより、また、各種サイズ、各種エッチング形状にも対応できるため実用レベルであり、特にシャドウマスクのような多品種ものには有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエッチング形状予測方法の実施の形態の１例のフロー図
【図２】シャドウマスクのエッチング形状を予測する方法を説明するための断面図
【図３】２段階エッチングを説明するための断面図
【図４】エッチング形状と各エッチングパラメータを説明するための断面図
【図５】各パラメータを関数として取得する方法を説明するためのグラフ
【符号の説明】
１１０ （エッチング用）基材
１２０ 第１のレジストの位置
１２４ レジスト開口
１２５ 第１のエッチング部
１２６ 第１のエッチング部の境界
１３０ 第２のレジストの位置
１３４ レジスト開口
１３５ 第２のエッチング部
１３６ 第２のエッチング部の境界
２１０ （エッチング用）基材
２２０ 第１のレジスト
２２４ レジスト開口
２２５ 第１のエッチング部
２３０ 第２のレジスト
２３４ レジスト開口
２３５ 第２のエッチング部
２５０ 充填材（充填樹脂とも言う）
４１０ （エッチング用）基材
４２０ レジスト
４２４ レジスト開口
４２５ エッチング部
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐エッチング膜の開口から、露出した基材部をエッチングして形成されるエッチング形状を予測する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラーＴＶ（ブラウン管）用のシヤドウマスクは、使用量の拡大に伴い量産化が進み、且つ、その使用目的によっては、ファイン化、大型化等が求められている。
このようなシヤドウマスクは、一般には、帯状に連続する金属板材を素材とし、フォトエッチング法を用い一貫ラインで生産されており、簡単には、フープ状にして、前記帯状に連続する金属板材を連続ないし間欠的に移動させながら、この両面に製版し、エッチングして、各シヤドウマスクの製品部の外周部が金属板材に保持されるようにして、且つ、該金属板材にシヤドウマスクを面付けした状態にして孔開け加工されている。
尚、ここで言うフープ状とは、帯状に連続する金属ワークを緩みなく張った状態を言う。
【０００３】
シャドウマスク形成のためのフォトエッチングは、エッチング用素材である基材の面上にカゼイン系等のレジストを塗布し、乾燥処理、ベーキング処理等を経た後、レジスト開口部において、基材とエッチング液とを接触させて基材を腐食させ、目的の形状を得るものであり、所定のエッチング形状を得るためには、これに合ったパタン形状を正確に決定することが必要とされていた。
パタン形状を決定する工程は、パタン設計工程と呼ばれ、従来は、すでに制作した同じないしこれに近い仕様の実績に基づいて、パタン設計工程がなされてきた。
しかし、最近では、ファイン化、大型化にともない、その仕様の種類も多くなり、実績のない場合も多くなってきた。
この場合は先行テストを行ない、これを実績として、パタン設計を行なうものであるが、手間がかかり、精度が不充分で、熟練を要し、問題となっていた。
特に、パタンのサイズの微小な変化量に対して、エッチング形状の微小な変化量は等倍よりも大きくなる現象があり、その場合、以前に制作したエッチング形状と次ぎに制作しようとしているエッチング形状の差分に基づいて、パタンのサイズを決めようとしても、正確に決めるのが困難であるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、シヤドウマクの作製においては、ファイン化、大型化にともない、その仕様の種類も多くなり、作製実績のない仕様の場合も多くなってきたため、すでに制作した実績がない仕様に対しても、簡単にパタン設計工程が正確にできるパタン設計方法が求められていた。
本発明は、このような状況のもと、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法、あるいは、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法で、簡単に、且つ、所望のエッチング形状を得ることができる方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のエッチング形状予測方法は、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法であって、順に、（ａ）１つ以上の第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状で、パラメータの値の異なる組みからなる複数の耐エッチング膜の開口から露出した基材部について、それぞれ、所定の条件でエッチングを施し、各開口に対応したエッチング形状を得るエッチング処理と、（ｂ）前記エッチング処理により得られた複数の開口に対応するエッチング形状に対して、１つ以上の第２のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状をあてはめて、複数の開口に対応するエッチング形状を、それぞれ、第２のパラメータ群のパラメータの値で表す、エッチングデータを得るエッチングデータ取得処理と、（ｃ）得られたエッチングデータに対し、第２のパラメータ群のパラメータ毎にデータの補間を行ない、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める、パラメータ関数算出処理とを行ない、更に、パラメータ関数算出処理により求められた各関数から、第１のパラメータ群の所定の値の組みに対応する第２のパラメータ群の組みを求め、求められた第２のパラメータ群の組みより、第１のパラメータ群の所定の値の組みの形状を有する開口に対応するエッチング形状を予測することを特徴とするものである。
そして、上記において、パラメータ関数算出処理は、最小２乗近似法を用いて、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求めるものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状として、円を用いることを特徴とするものであり、円を表現するための第１のパラメータ群として、円の半径の長さを用いることを特徴とするものである。
あるいは、上記において、第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状として、楕円を用いることを特徴とするものであり、楕円を表現するための第１のパラメータ群として、楕円の２軸の長さを用いることを特徴とするものである。
また、上記において、第２のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状として、楕円体を用いることを特徴とするものであり、楕円体を表現するための第２のパラメータ群として、楕円体の３軸の長さ、および楕円体の中心位置の、基材部表面からの距離を用いることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のエッチング形状予測方法は、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法であって、基材のそれぞれの面から、それぞれの耐エッチング膜からなる所定サイズの開口に対応するエッチング形状を、上記の予測される形状として求め、両面からの予測されるエッチング形状を合せ、そのエッチング部をエッチング形状とすることを特徴とするものである。
そして、上記において、基材がシャドウマスク用の基材で、エッチングがシャドウマスク作製のための２段エッチングであることを特徴とするものである。
【０００７】
尚、上記は、エッチング条件が、ほぼ所定の一定条件であり、エッチングが完結することを前提としている。
【０００８】
【作用】
本発明のエッチング形状予測方法は、このような構成にすることにより、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する第１の方法、あるいは、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する第２の方法で、簡単に、且つ、所望のエッチング形状を得ることができる方法の提供を可能としている。
特に、エッチング条件を所定の一定条件とするだけで、各種エッチング条件にも対応できるものとしている。
具体的には、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する第１の方法であって、順に、（ａ）１つ以上の第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状で、パラメータの値の異なる組みからなる複数の耐エッチング膜の開口から露出した基材部について、それぞれ、所定の条件でエッチングを施し、各開口に対応したエッチング形状を得るエッチング処理と、（ｂ）前記エッチング処理により得られた複数の開口に対応するエッチング形状に対して、１つ以上の第２のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状をあてはめて、複数の開口に対応するエッチング形状を、それぞれ、第２のパラメータ群のパラメータの値で表す、エッチングデータを得るエッチングデータ取得処理と、（ｃ）得られたエッチングデータに対し、第２のパラメータ群のパラメータ毎にデータの補間を行ない、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める、パラメータ関数算出処理とを行ない、更に、パラメータ関数算出処理により求められた各関数から、第１のパラメータ群の所定の値の組みに対応する第２のパラメータ群の組みを求め、求められた第２のパラメータ群の組みより、第１のパラメータ群の所定の値の組みの形状を有する開口に対応するエッチング形状を予測することにより、あるいは、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する第２の方法であって、基材のそれぞれの面から、それぞれの耐エッチング膜からなる所定サイズの開口に対応するエッチング形状を、前述の第１の方法において予測される形状として求め、両面からの予測されるエッチング形状を合せ、そのエッチング部をエッチング形状とすることにより、これを達成している。
基材がシャドウマスク用の基材で、エッチングがシャドウマスク作製のための２段エッチングである場合には、その生産面から、特に、有効である。
シャドウマスクの孔部が、丸孔タイプの他、スロットタイプやスリットタイプについても、本発明の方法を適用できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図にそって説明する。
図１は本発明のエッチング形状予測方法の実施の形態の１例のフロー図で、図２は、シャドウマスクのエッチング形状を予測する方法を説明するための断面図で、図３は２段階エッチングを説明するための断面図で、図４はエッチング形状と各エッチングパラメータを説明するための断面図で、図５は各パラメータを関数として取得する方法を説明するためのグラフである。
尚、図１中、Ｓ１１〜Ｓ１７、Ｓ２１，Ｓ２２は処理ステップを示す。
また、図４はエッチング形状を楕円体とした場合の、楕円体の中心を通る１断面を示している。
図２〜図４中、１１０は（エッチング用）基材、１２０は第１のレジストの位置、１２４はレジスト開口、１２５は第１のエッチング部、１２６は第１のエッチング部の境界、１３０は第２のレジストの位置、１３４はレジスト開口、１３５は第２のエッチング部、１３６は第２のエッチング部の境界、２１０は（エッチング用）基材、２２０は第１のレジスト、２２４はレジスト開口、２２５は第１のエッチング部、２３０は第２のレジスト、２３４はレジスト開口、２３５は第２のエッチング部、２５０は充填材（充填樹脂とも言う）、４１０は（エッチング用）基材、４２０はレジスト、４２４はレジスト開口、４２５はエッチング部である。
そして、図４中、Ｐ０は原点（０、０、０）、Ｐｎは楕円体の中心位置、αは楕円体の中心のｚ方向位置、ａは楕円体の長軸ｃは楕円体中心からのｚ方向深さである。
尚、図４では図示されていないが、以下、楕円体の短軸をｂとする。
【００１０】
本発明のエッチング形状予測方法の実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
第１の例は、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法である。
先ず、エッチング用基材（Ｓ１１）の一面上に、感光性レジストを配設し（Ｓ１２）、これを製版して、ｎ種類のレジスト開口を形成し（Ｓ１３）、レジストを耐エッチングマスクとして、所定の条件で、開口から露出した基材部をエッチングするエッチング処理（Ｓ１４）を行なう。
感光性レジストとしては、所定の解像性を有し、製版後、耐エッチング性があり、製版性の良いものが用いられる。
例えば、シャドウマスク製作の場合には、通常、基材としては、低炭素鋼、アンバー材（３６％ニッケル−鉄合金）等が用いられ、感光性レジストとしては、カゼイン系のものやＰＶＡ系のもの等が用いられ、エッチング液としては塩化第二鉄液が用いられる。
【００１１】
一方、予め、１つ以上のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状で、レジスト開口の平面形状（以下パタン形状とも言う）を決め、そのパラメータ群（以下、第１のパラメータ群と言う）を決めておく。（Ｓ２１）
レジスト開口の平面形状として、円を用いる場合、第１のパラメータ群として、通常、この円の半径の長さｒを用いる。
ｎ種類の開口は、それぞれｎ種類の半径ｒ1 、ｒ2 、・・・・、ｒn を有するものとする。
パタン形状の別の例として、例えば楕円を用いる場合、第１のパラメータ群として、通常、この楕円の２軸の長さｒ、ｓを用いる。
ｎ種類開口は、２軸の組み合わせ（ｒ1 、ｓ1 ）、（ｒ2 、ｓ2 ）、・・・・（ｒn 、ｓn ）を有するものとする。
【００１２】
以下の説明では、座標のとり方として、基材の表面をｘ−ｙ平面（ｚ＝０）とし、ｘ−ｙ平面に直交する方向にｚ軸をとる。
また、レジスト開口の平面形状が、円あるいは楕円である場合は、これらの中心位置を原点とし、楕円である場合は、楕円の２軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸とする。
また、基材の存在する側でｚの値が正になるようにｚ軸の向きを決める。
【００１３】
次いで、ｎ種類の開口に対応するｎ種類のエッチング形状を把握する。（Ｓ１５）
エッチング形状の把握は、例えば、基材のｘ−ｚ平面およびｙ−ｚ平面における断面を顕微鏡で観察し、画像情報を取得する方法を採る。
また、形状測定はエッチング部を触針計等により行なうこともできるがこれに限定はされない。
エッチング形状を把握に際し、エッチング形状に対して、１つ以上のパラメータ群（以下、第２のパラメータ群と言う）によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状をあてはめておく。（Ｓ２２）
いま、エッチング形状はほぼ楕円体であることが把握されたとすれば、それに基づいて楕円体でモデル化する。
この楕円体の中心位置はｚ軸上にあると仮定できるものとし、中心位置の座標を（０、０、α）とする。
また、この楕円体も３軸はそれぞれ、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸上にあるものとする。
それぞれの長さをａ、ｂ、ｃする。
これは、例えば、次のようにする。
（１）ｘ−ｚ平面における断面形状を撮影した画像を拾う。
（２）その画像上で輪郭線上にいくつかの点を指定し、座標を拾う。
（３）得られた点列に楕円をあてはめる。
点列にあてはめる楕円は２軸の向きが、それぞれ、ｘ軸、ｚ軸に平行なものに限定する。
そのような楕円を「正置き楕円」と呼ぶことにする。
このようにして得られた楕円の２軸の長さから、それぞれ、ａ、ｃが得られ、中心のｚ座標からαが得られる。
ｙ−ｚ平面上で同様にすると、ｂ、ｃ，αが得られる。
これらを合せて、楕円体の軸長さａ、ｂ、ｃおよび中心位置（０、０、α）が決まる。
レジスト開口が円で、そのエッチング形状を楕円体にあてはめた場合、図４にその１断面を示すように、ｘ軸、ｚ軸はとれる。
尚、ｙ軸は図示していないが、中心Ｐ０を通り、ｘ軸、ｙ軸に直交する。
ほぼａ＝ｂであるが、ｂはｙ軸上で図示されていない。
平面上で与えられた点列に正置き楕円をあてはめる方法は、ＭａｕｒｉｚｉｏＰｉｌｕ等による論文（ＥＬＬＩＰＳＥ−ＳＰＥＳＩＦＩＣ ＤＩＲＥＣＴ ＬＥＡＳＴ−ＳＱＵＡＲＥ ＦＩＴＴＩＮＮＧＵ）に述べられている方法を修正して正置き楕円に限定したものである。
【００１４】
得られたｎ個のエッチング形状に対して、楕円体をフィッティングさせる場合を説明する。
前述のＭａｕｒｉｚｉｏ Ｐｉｌｕ等による論文（ＥＬＬＩＰＳＥ−ＳＰＥＳＩＦＩＣ ＤＩＲＥＣＴ ＬＥＡＳＴ−ＳＱＵＡＲＥ ＦＩＴＴＩＮＮＧＵ）に記載より、各エッチングサンプルについて、楕円体のパラメータ（ａ、ｂ、ｃ、α）が決まる。
ここで、αは楕円体の中心のｚ方向位置、ａ、ｂは楕円体の長軸、短軸で、それぞれｘ軸、ｙ軸上にあり、ｃは楕円体中心からのｚ方向深さである。
したがって、レジスト開口が円なら、ｎ個のデータの組み、（ｒ1 ，ａ1 、ｂ1 、ｃ1 、α1 ）、（ｒ2 、ａ2 、ｂ2 、ｃ2 、α2 ）、・・・・（ｒn 、ａn 、ｂn 、ｃn 、αn ）が得られる。
レジスト開口が楕円なら、ｎ個の（ｒ1 ，ｓ1 ，ａ1 、ｂ1 、ｃ1 、α1 ）、（ｒ2 、ｓ2 、ａ2 、ｂ2 、ｃ2 、α2 ）、・・・・（ｒn 、ｓn 、ａn 、ｂn 、ｃn 、αn ）が得られる。
そして、レジスト開口が円の場合、楕円体の第２のパラメータ群の各パラメータ（ａ、ｂ、ｃ、α）はｒの関数として、
ａ＝ａ（ｒ）
ｂ＝ｂ（ｒ）
ｃ＝ｃ（ｒ）
α＝α（ｒ）
のように決まる。
また、レジスト開口が楕円の場合、楕円体の第２のパラメータ群の各パラメータ（ａ、ｂ、ｃ、α）はｒ、ｓの関数として、
ａ＝ａ（ｒ）
ｂ＝ｂ（ｓ）
ｃ＝ｃ（ｒ、ｓ）
α＝α（ｒ、ｓ）
のように決まる。
【００１５】
そして、得られたエッチング形状のデータ（エッチングデータとも言う）をもとに、第２のパラメータ群の各パラメータについて、それぞれ、得られているｎ個の組みを補間し、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める。（Ｓ１６）
これらの関数を求める近似方法は、例えば、あらかじめ、次数を決めて多項式で最小２乗近似する方法などが用いられる。
図５は、データを関数で近似した様子を示す。
以下、この近似法の１例を簡単に述べておく。
例えば、求める関数を下記（１）式で表されるａ（ｒ）、ｒ＝ｒi （ｉ＝１、２、・・・ｎ）での実測値をｂi とし、下記（２）式の評価関数Ｅを評価する。
ａ（ｒ）＝ａ０＋ａ１ｒ1 ＋ａ２ｒ2 ＋ａ３ｒ3 ・・・・・ （１）
【００１６】
【数１】
評価は、Ｅを最小とするａ（ｒ）の係数について、
∂Ｅ／∂ａ１＝０、∂Ｅ／∂ａ２＝０、∂Ｅ／∂ａ３＝０、・・・・・・・の連立一次方程式を解き、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３を決め、これよりａ（ｒ）を求める。
レジスト開口を円、エッチング形状を楕円体とした場合、図５に示すように、エッチング形状の把握から得られた第２パラメータ群の各パラメータの値から、上記計算等により、それぞれ、近似的に、レジスト開口の円の半径をパラメータとする関数、ａ＝ａ（ｒ）、ｂ＝ｂ（ｒ）、ｃ＝ｃ（ｒ）、α＝α（ｒ）を得ることができる。
【００１８】
このようにして、第２のパラメータ群の全てのパラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める（これをパラメータ関数算出処理と言う）が、更に、パラメータ関数算出処理により求められた各関数から、第１のパラメータ群の所定の値の組みに対応する第２のパラメータ群の組みを求める。
そして、求められた第２のパラメータ群の組みより、第１のパラメータ群の所定の値の組みの形状を有する開口に対応するエッチング形状を予測する。（Ｓ１７）
上記のようにして、開口に対応したエッチング形状を予測することができる。
【００１９】
次に、本発明のエッチング形状予測方法の実施の形態の第２の例を、図２に基づいて説明する。
第２の例は、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法で、２段エッチングにより丸孔タイプのシャドウマスクを形成する際のエッチング形状を予測する例である。
尚、図２において、点線部１２０、１３０は、それぞれ、レジストの配置位置を示しており、１２４、１３４は、それぞれ、対応する開口部の位置を示している。
ここでは、開口部のサイズが大きい側を基材の表面側、小さい側を裏面側とする。
先ず、第１の例のようにして、基材の片面に形成されたレジストパタンの複数個のレジスト開口から露出した基材部をそれぞれエッチングして得られるエッチング形状から予測される第２のパラメータ群の各パラメータを表す各関数から、それぞれ、基材をエッチングする際の、表面側、裏面側のレジスト開口のサイズに対応した、第２のパラメータ群の所定の値の組を、それぞれ求める。
そして、求められた第２のパラメータ群の所定の値の組から、それぞれ、基材の両面に、対応するレジスト開口側に予測されるエッチング形状を仮想形成し、両面からの予測されるエッチング形状を合せ、そのエッチング部をエッチング形状とする。
各レジスト開口に対応するエッチング部１２５、１３５のオーバーラップした状態で、エッチング部は貫通する。
これら、エッチング部１２５、１３５以外がエッチング残部となる。
表面側、裏面側のレジスト開口のサイズに対応した、第２のパラメータ群の所定の値の組から、各レジスト開口に対応するエッチング部１２５、１３５の境位置を求めることも、エッチング部１２５、１３５の交点計算にて行なえる。
このようにして、基材の両面からのエッチングによる、貫通孔のエッチング形状は得られる。
【００２０】
ここで、シャドウマスクの２段エッチング加工について、図３を参照にして、簡単に説明しておく。
エッチング用素材である基材の両面に、それぞれ、レジスト開口を形成した後、先ず、基材の表面側のみををエッチングし、第１のエッチング部２３５（図２の１３５に相当）を形成する。
通常、表面側は全面を覆うエッチング保護膜等により保護してエッチングを行なう。
この形状は、第１の例と同様にして予測されるものである。
次いで、洗浄処理等を施した後、表面側のエッチング部を埋め込むように、充填材（バッキング材とも言う）２５０を表面全面に塗布し、表面側からエッチングを行ない、エッチング部２２５を形成する。
勿論、裏面側をエッッチングした際の、表面全面を覆うエッチング保護膜等は除いて状態でエッチングを行なう。
この状態が図３に示すものである。
この後、充填材２５０、レジスト２２０、２３０を除去し、洗浄処理等を施し、シャドウマスクのエッチング加工を終える。
【００２１】
上記、第１の例、第２の例は、第１のパラメータ群で表される平面図形を円ないし楕円として説明し、第２のパラメータ群で表される立体図形を楕円としたが、これに限定はされない。
本発明は、シャドウマスクのスロットタイプやスリットタイプにも、適用できる。
第１のパラメータ群の各パラメータと平面図形形状、第２のパラメータ群の各パラメータと立体図形形状をエッチング形状に合せ決めれば良い。
本発明により、第２のパラメータ群を第１のパラメータ群の関数として取得されるので、パラメータによって、表現可能な形状をもった任意のサイズの耐エッチング膜開口に関して、この関数に代入することによって、エッチングの形状を精度良く予測することができる。
しかしながら、実際のパタン設計作業とは、いわば逆向きの工程、すなわち、所望のエッチング形状が先にあって、それが形成されるような耐エッチング膜開口形状を求める作業である。
得られた関数の逆関数を求める作業である。
それぞれの関数は、たていの場合、単調増加なので、試行錯誤によって、近似的に解を見出すことができる。
また、前述のように、多項式の次数に応じた方程式を数値的に解くことによっても精度良い解を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法、あるいは、基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法で、簡単に、且つ、所望のエッチング形状を得ることができる方法の提供を可能とした。
特に、エッチング条件を所定の一定条件とするだけで、各種エッチング条件にも対応できるものとしていることにより、また、各種サイズ、各種エッチング形状にも対応できるため実用レベルであり、特にシャドウマスクのような多品種ものには有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエッチング形状予測方法の実施の形態の１例のフロー図
【図２】シャドウマスクのエッチング形状を予測する方法を説明するための断面図
【図３】２段階エッチングを説明するための断面図
【図４】エッチング形状と各エッチングパラメータを説明するための断面図
【図５】各パラメータを関数として取得する方法を説明するためのグラフ
【符号の説明】
１１０ （エッチング用）基材
１２０ 第１のレジストの位置
１２４ レジスト開口
１２５ 第１のエッチング部
１２６ 第１のエッチング部の境界
１３０ 第２のレジストの位置
１３４ レジスト開口
１３５ 第２のエッチング部
１３６ 第２のエッチング部の境界
２１０ （エッチング用）基材
２２０ 第１のレジスト
２２４ レジスト開口
２２５ 第１のエッチング部
２３０ 第２のレジスト
２３４ レジスト開口
２３５ 第２のエッチング部
２５０ 充填材（充填樹脂とも言う）
４１０ （エッチング用）基材
４２０ レジスト
４２４ レジスト開口
４２５ エッチング部
Claims (10)
- エッチング用素材である基材の一面に配設された耐エッチング膜の開口から、露出した基材を貫通させずにエッチングして、形成されるエッチング形状を予測する方法であって、順に、（ａ）１つ以上の第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状で、パラメータの値の異なる組みからなる複数の耐エッチング膜の開口から露出した基材部について、それぞれ、所定の条件でエッチングを施し、各開口に対応したエッチング形状を得るエッチング処理と、（ｂ）前記エッチング処理により得られた複数の開口に対応するエッチング形状に対して、１つ以上の第２のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状をあてはめて、複数の開口に対応するエッチング形状を、それぞれ、第２のパラメータ群のパラメータの値で表す、エッチングデータを得るエッチングデータ取得処理と、（ｃ）得られたエッチングデータに対し、第２のパラメータ群のパラメータ毎にデータの補間を行ない、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求める、パラメータ関数算出処理とを行ない、更に、パラメータ関数算出処理により求められた各関数から、第１のパラメータ群の所定の値の組みに対応する第２のパラメータ群の組みを求め、求められた第２のパラメータ群の組みより、第１のパラメータ群の所定の値の組みの形状を有する開口に対応するエッチング形状を予測することを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 請求項１において、パラメータ関数算出処理は、最小２乗近似法を用いて、第２のパラメータ群の各パラメータを、第１のパラメータ群のパラメータにより表される関数として求めるものであることを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 請求項１ないし２において、第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状として、円を用いることを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 請求項１において、円を表現するための第１のパラメータ群として、円の半径の長さを用いることを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 請求項１ないし２において、第１のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な平面図形形状として、楕円を用いることを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 請求項５において、楕円を表現するための第１のパラメータ群として、楕円の２軸の長さを用いることを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 請求項１ないし６において、第２のパラメータ群によりパラメトリックに表現可能な立体図形形状として、楕円体を用いることを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 請求項７において、楕円体を表現するための第２のパラメータ群として、楕円体の３軸の長さ、および楕円体の中心位置の、基材部表面からの距離を用いることを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 基材の両面にそれぞれ配設された耐エッチング膜からなる開口から、露出した基材をエッチングして、貫通して形成されるエッチング形状を予測する方法であって、基材のそれぞれの面から、それぞれの耐エッチング膜からなる所定サイズの開口に対応するエッチング形状を、請求項１ないし８において予測される形状として求め、両面からの予測されるエッチング形状を合せ、そのエッチング部をエッチング形状とすることを特徴とするエッチング形状予測方法。
- 請求項９において、基材がシャドウマスク用の基材で、エッチングがシャドウマスク作製のための２段エッチングであることを特徴とするエッチング形状予測方法。
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