JP6204107B2

JP6204107B2 - 多層構造メタルマスク及びその製造方法

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Publication number: JP6204107B2
Application number: JP2013160341A
Authority: JP
Inventors: 圭介武井
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Current assignee: Bon Mark Co Ltd
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Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2017-09-27
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Description

この発明は、多層構造メタルマスク及びその製造方法に関するものである。

近年のメタルマスクの薄型化と印刷パターンの高精細化に伴い、メタルマスクの印刷時の経時変化により伸びが発生し、印刷基板との印刷位置に誤差が生じるという問題が発生している。また、薄膜で箔物のメタルマスクの基板面側に逃げ用の凹溝を設ける必要がある場合には、凹溝の形成により１層目皮膜の一部が薄くなり皮膜強度が弱くなるため、薄膜のメタルマスクが破断するケースも発生している。

また、多層構造メタルマスクの従来技術として、無光沢電鋳によって形成された一次電着層と、一次電着層の表面に光沢電鋳によって一体に形成された二次電着層と、ニ次電着層の表面に無光沢電鋳によって一体に形成された三次電着層の三層からなるスクリーン印刷用メッシュが知られている（例えば、特許文献１参照）。更にまた、第１層目を含む奇数層に形成された電気めっき層と、第２層目を含む偶数層に形成された無電解めっき層とからなる多層型皮膜構造を持つ多層構造メタルマスクが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平３−１６２９９５号公報特開２００８−２７９７６２号公報

近年ではメタルマスクの薄型化と印刷パターンの高精細化に伴い、高硬度で伸び難く、しかも板厚の均一な薄膜で箔物のメタルマスクの要求がある。また、特許文献２記載の多層構造メタルマスクでは、めっき液のコントロールが難しく、無電解めっきで５μｍをめっきするには時間が掛かり過ぎるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、高硬度で伸びが少なく、印刷パターン部とそれ以外の他の領域との板厚差が少なく、経時変化の少ない多層構造メタルマスク及びその製造方法を提供するものである。

この発明に係る多層構造メタルマスクにおいては、開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚の微細結晶皮膜層とを備えたものである。

また、この発明に係る多層構造メタルマスクにおいては、開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の微細結晶皮膜層とを備えたものである。

また、板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の微細結晶皮膜層とを備えたものである。

また、板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の微細結晶皮膜層と、微細結晶皮膜層の上に指紋付着防止用としての硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１μｍ程度のＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層とを備えたものである。

また、この発明に係る多層構造メタルマスクにおいては、開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚の第１の微細結晶皮膜層と、第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚の第２の微細結晶皮膜層とを備えたものである。

また、この発明に係る多層構造メタルマスクにおいては、開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層と、第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１０μｍ以下のＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１８μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層とを備えたものである。

また、板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層と、第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１０μｍ以下のＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１８μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層とを備えたものである。

また、板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層と、第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１０μｍ以下のＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１８μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層と、第２の微細結晶皮膜層の上に指紋付着防止用としての硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１μｍ程度のＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層とを備えたものである。

また、この発明に係る多層構造メタルマスクにおいては、微細結晶皮膜層は、クエン酸めっき浴を用いてめっきし、高硬度光沢めっき層は、硬度５５０Ｈｖ以上で経時変化による伸びが少なくかつ板厚差が少ないホウ酸めっき浴を用いてめっきするものである。

また、この発明に係る多層構造メタルマスクの製造方法においては、板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層と、第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１０μｍ以下のＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１８μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層とを備えた多層構造メタルマスクであって、多層構造メタルマスクの基板面側に逃げ用の凹溝を設け、第１の高硬度光沢めっき層と第２の高硬度光沢めっき層に、スルファミン酸Ｃｏを添加しためっき浴を使用することにより、逃げ用の凹溝を設けた部分の皮膜の強靭性を高めたものである。

この発明によれば、高硬度で伸びが少なく、印刷パターン部とそれ以外の他の領域との板厚差が少なく、経時変化の少ない多層構造メタルマスクが得られるという効果がある。

この発明の実施例１における多層構造メタルマスクを示す断面図である。この発明の実施例１における多層構造メタルマスクの製造方法を示し、微細結晶皮膜を下地層として低電流密度でめっきした場合を示す断面図である。比較例として、微細結晶皮膜を高電流密度でめっきした場合を示す断面図である。この発明の実施例１における多層構造メタルマスクの製造方法を示し、下地層上に高硬度光沢めっき層を開口部周辺がダレないように比較的薄くめっきした場合を示す断面図である。この発明の実施例１における多層構造メタルマスクの下地層の上に高硬度光沢めっき層を開口部周辺がダレないように比較的薄くめっきした場合を拡大して示す顕微鏡写真である。比較例として、多層構造メタルマスクの下地層上に高硬度光沢めっき層を比較的厚くめっきした場合を拡大して示す顕微鏡写真である。Ｎｉめっき皮膜の硬さと引張強さ、伸びの関係を示す特性図である。この発明の実施例１における多層構造メタルマスクの製造方法を示し、高硬度光沢めっき層上に微細結晶皮膜層を板厚調整用として高硬度光沢めっき層よりも若干厚くめっきした後、その上に指紋付着防止用としての高硬度光沢めっき層を極薄でめっきした場合を示す断面図である。この発明の実施例１における多層構造メタルマスクの製造方法により作製された多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す顕微鏡写真である。比較例として、高硬度光沢めっき層を厚くめっきすることにより作製された多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す顕微鏡写真である。この発明の実施例２における多層構造メタルマスクを示す断面図である。この発明の実施例２における多層構造メタルマスクの製造方法を示し、第１の高硬度光沢めっき層上に第１の微細結晶皮膜層を板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層よりも若干厚くめっきし、第１の微細結晶皮膜層上に第２の高硬度光沢めっき層を開口部周辺がダレないように比較的薄くめっきし、第２の高硬度光沢めっき層上に第２の微細結晶皮膜層を板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層よりも若干厚くめっきした後、その上に指紋付着防止用としての高硬度光沢めっき層を極薄でめっきした場合を示す断面図である。この発明の実施例２における多層構造メタルマスクの製造方法により作製された多層構造メタルマスクの要部を拡大して示す顕微鏡写真である。この発明の実施例２における多層構造メタルマスクの印刷後の経時変化を示す特性図である。比較例として、高硬度光沢めっき層を厚くめっきすることにより作製された多層構造メタルマスクの印刷後の経時変化を示す特性図である。この発明の実施例３における多層構造メタルマスクを示す断面図である。この発明の実施例３における多層構造メタルマスクの製造方法を示し、下地層上に第１の高硬度光沢めっき層をめっきし、第１の高硬度光沢めっき層上に第１の微細結晶皮膜層をめっきした状態を示す断面図である。この発明の実施例３における多層構造メタルマスクの製造方法を示し、第１の微細結晶皮膜層の上に凹部形成用レジストを介して、第１の微細結晶皮膜層の上に第２の微細結晶皮膜層をめっきした場合を示す断面図である。この発明の実施例３における多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す斜視図である。この発明の実施例３における多層構造メタルマスクの印刷開口パターンを拡大して示す平面図である。この発明の実施例４における多層構造メタルマスクの製造方法を示し、メタルマスクの基板面側に逃げ用の凹溝を設けた場合を示す図１１相当の断面図である。

この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図
中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化な
いし省略する。

実施例１.
図１はこの発明の実施例１における多層構造メタルマスクを示す断面図、図２は多層構造メタルマスクの製造方法を示し、微細結晶皮膜を下地層として低電流密度でめっきした場合を示す断面図、図３は比較例として、微細結晶皮膜を高電流密度でめっきした場合を示す断面図、図４は多層構造メタルマスクの製造方法を示し、下地層上に高硬度光沢めっき層を開口部周辺がダレないように比較的薄くめっきした場合を示す断面図、図５は多層構造メタルマスクの下地層の上に高硬度光沢めっき層を開口部周辺がダレないように比較的薄くめっきした場合を拡大して示す顕微鏡写真、図６は比較例として、多層構造メタルマスクの下地層上に高硬度光沢めっき層を比較的厚くめっきした場合を拡大して示す顕微鏡写真、図７はＮｉめっき皮膜の硬さと引張強さ、伸びの関係を示す特性図、図８は多層構造メタルマスクの製造方法を示し、高硬度光沢めっき層上に微細結晶皮膜層を板厚調整用として高硬度光沢めっき層よりも若干厚くめっきした後、その上に指紋付着防止用としての高硬度光沢めっき層を極薄でめっきした場合を示す断面図、図９は多層構造メタルマスクの製造方法により作製された多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す顕微鏡写真、図１０は比較例として、高硬度光沢めっき層を厚くめっきすることにより作製された多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す顕微鏡写真である。

この発明の基本となる多層構造メタルマスクは、図１に示すように、板厚が約０．５μｍ程度の均一に施された微細結晶皮膜からなる下地層１と、この下地層１の上に開口部周辺がダレないように比較的薄くした硬い皮膜でかつ耐摩耗性・耐久性のある板厚が約５μｍ程度の高硬度光沢めっき層２と、この高硬度光沢めっき層２の上に板厚調整用、すなわち板厚を稼ぐために或いはマスクの設計値に合わせた厚さ配分となるように高硬度光沢めっき層２と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が約７μｍ程度の微細結晶皮膜層３と、この微細結晶皮膜層３の上に指紋付着防止用として極薄の板厚が約１μｍ程度の高硬度光沢めっき層４とから構成されている。そして、下地層１は１μｍ以下が好ましく、高硬度光沢めっき層２は１０μｍ以下が好ましく、微細結晶皮膜層３は４〜１０μｍが好ましい。なお、微細結晶皮膜からなる下地層１及び微細結晶皮膜層３はクエン酸めっき浴（スルファミン酸Ｎｉ＋クエン酸３Ｎａ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いてめっきするが、その他のクエン酸めっき浴（硫酸Ｎｉ＋塩化Ｎｉ＋クエン酸＋光沢剤・応力調整剤等）を用いても良い。また、高硬度光沢めっき層２及び指紋付着防止用としての高硬度光沢めっき層４は、硬度５５０Ｈｖ以上で経時変化の少ないホウ酸めっき浴（塩化Ｎｉ＋アリルスルフォン酸Ｎａ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いてめっきする。ここでは、アリル基誘導体の中でもアリルスルフォン酸Ｎａを用いるのが好ましい。また、その他のホウ酸めっき浴（スルファミン酸Ｎｉ＋スルファミン酸Ｃｏ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いても良い。また、ここでは、下地層１を微細結晶皮膜により形成しているが、下地層１は省略しても良いし、低電流密度で高硬度皮膜により形成しても良い。また、微細結晶皮膜層３の上に指紋付着防止用として極薄の高硬度光沢めっき層４を形成しているが、この高硬度光沢めっき層４は必要がなければ省略しても良い。

次に、この発明の基本となる多層構造メタルマスクの製造方法を説明する。
図２に示すように、ＳＵＳ母材５上にパターン開口用レジスト６を形成し、ＳＵＳ母材５上に初期電着でなるべく均一にＮｉめっき皮膜が形成されるように電流密度を極力低い電流密度０．１〜０．２５Ａ／ｄｍ^２で微細結晶のＮｉ皮膜からなる板厚が約０．５μｍ程度（好ましくは１μｍ以下）の下地層１を形成する。低電流密度で行うめっきは時間が掛かり過ぎるので、約０．５μｍ程度として時間をかけ過ぎないようにしている。このように初期に均一なＮｉめっき皮膜を形成することにより、板厚の均一性を向上させることができる。また、この下地層１は、次の高硬度光沢めっき層のめっきとの結合性を良くするために、表面が微細凹凸を持つ皮膜となる。一方、図３に示す比較例のように、初期に低電流密度ではなく高電流密度でめっきを成長させると、パターン開口用レジスト６の付近でめっきの成長が集中することになるので、図３で明らかなように、比較例の下地層１ａでは板厚の差が発生することになり、板厚の均一性を向上させることができなくなる。なお、高電流密度でめっきするというのは、反応速度が非常に早いということであり、反応速度が速すぎると、反応が均一に起こりにくく、板厚の均一性が得られないことになる。また、下地層１は省略しても良いし、低電流密度で高硬度皮膜により形成しても良い。

次に、図４に示すように、板厚の均一性が確保されている下地層１の上にパターン開口のエッジ部にダレが発生しないように比較的薄くした硬い皮膜でかつ耐摩耗性・耐久性のある板厚が約５μｍ程度（好ましくは１０μｍ以下）の高硬度光沢めっき層２を形成する。この高硬度光沢めっき層２を、硬度５５０Ｈｖ以上で経時変化の少ないホウ酸めっき浴（塩化Ｎｉ＋アリルスルフォン酸Ｎａ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いてめっきした実験結果によれば、めっき皮膜の厚さが約１７μｍになると、めっき頭頂部のエッジ部に目立つ程のダレが発生し始め、皮膜の厚さが約２３μｍ以上になると、めっき頭頂部のエッジ部にダレが顕著に発生することが判った。図５は、高硬度光沢めっき層２の板厚が約５．７μｍの場合の顕微鏡写真であり、パターン開口のエッジ部にダレが発生しにくいということが判る。一方、図６は、高硬度光沢めっき層２の板厚が約２３μｍの場合の顕微鏡写真であり、高硬度光沢めっき層２の板厚を厚くすると、パターン開口のエッジ部にダレが発生しやすくなることが判る。なお、図７はＮｉめっき皮膜の硬さと引張強さ、伸びの関係を示す特性図であり、Ｎｉめっき皮膜の硬さ（Ｈｖ）が増加すると、引張強さ（ｋｇ／ｍｍ^２）は直線的に増加する。また、Ｎｉめっき皮膜の伸び（％）は、硬さの増加につれて減少するが、硬さが３００（Ｈｖ）以上では一定値となる。また、Ｎｉめっき皮膜の硬さが増加するにつれて耐摩耗性・耐久性は良くなる傾向にある。

次に、図８に示すように、板厚約５μｍ程度でパターン開口のエッジ部にダレが無い高硬度光沢めっき層２の上に板厚調整用として板厚を稼ぐために或いはマスクの設計値に合わせた厚さ配分となるように高硬度光沢めっき層２と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くしてめっきし、板厚が約７μｍ程度（好ましくは４〜１０μｍ）の微細結晶皮膜層３を形成する。その後、微細結晶皮膜層３の上に極薄の板厚が約１μｍ程度でめっきした指紋付着防止用の高硬度光沢めっき層４を形成する。この高硬度光沢めっき層４は必要がなければ省略しても良い。図９は、上記製造方法により作製された多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す顕微鏡写真であり、パターン開口のエッジ部にダレが発生することが少ないことが判る。一方、図１０は、比較例の高硬度光沢めっき層を厚くめっきすることにより作製された多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す顕微鏡写真であり、高硬度光沢めっき層の板厚を厚くすると、パターン開口のエッジ部にダレが発生し、印刷精度が悪くなることが判る。

実施例２.
図１１はこの発明の実施例２における多層構造メタルマスクを示す断面図、図１２は多層構造メタルマスクの製造方法を示し、第１の高硬度光沢めっき層上に第１の微細結晶皮膜層を板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層よりも若干厚くめっきし、第１の微細結晶皮膜層上に第２の高硬度光沢めっき層を開口部周辺がダレないように比較的薄くめっきし、第２の高硬度光沢めっき層上に第２の微細結晶皮膜層を板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層よりも若干厚くめっきした後、その上に指紋付着防止用としての高硬度光沢めっき層を極薄でめっきした場合を示す断面図、図１３は多層構造メタルマスクの製造方法により作製された多層構造メタルマスクの要部を拡大して示す顕微鏡写真、図１４は多層構造メタルマスクの印刷後の経時変化を示す特性図、図１５は比較例として、高硬度光沢めっき層を厚くめっきすることにより作製された多層構造メタルマスクの印刷後の経時変化を示す特性図である。

この発明の実施例２の多層構造メタルマスクは、図１１に示すように、板厚が約０．５μｍ程度の均一に施された微細結晶皮膜からなる下地層１と、この下地層１の上に開口部周辺がダレないように比較的薄くした硬い皮膜でかつ耐摩耗性・耐久性のある板厚が約５μｍ程度の第１の高硬度光沢めっき層２と、この第１の高硬度光沢めっき層２の上に板厚調整用、すなわち板厚を稼ぐために或いはマスクの設計値に合わせた厚さ配分となるように第１の高硬度光沢めっき層２と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が約７μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層３と、この第１の微細結晶皮膜層３の上に開口部周辺がダレないように比較的薄くした硬い皮膜でかつ耐摩耗性・耐久性のある板厚が約５μｍ程度の第２の高硬度光沢めっき層７と、この第２の高硬度光沢めっき層７の上に板厚調整用、すなわち板厚を稼ぐために或いはマスクの設計値に合わせた厚さ配分となるように第２の高硬度光沢めっき層７と同等若しくはそれよりも厚くした板厚が約１５μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層８と、この第２の微細結晶皮膜層８の上に指紋付着防止用としての板厚が約１μｍ程度の極薄の高硬度光沢めっき層９とから構成されている。そして、下地層１は１μｍ以下が好ましく、第１の高硬度光沢めっき層２は１０μｍ以下が好ましく、第１の微細結晶皮膜層３は４〜１０μｍが好ましく、第２の高硬度光沢めっき層７は１０μｍ以下が好ましく、第２の微細結晶皮膜層３は４〜１８μｍが好ましい。なお、微細結晶皮膜からなる下地層１、第１の微細結晶皮膜層３及び第２の微細結晶皮膜層８は、クエン酸めっき浴（スルファミン酸Ｎｉ＋クエン酸３Ｎａ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いてめっきするが、その他のクエン酸めっき浴（硫酸Ｎｉ＋塩化Ｎｉ＋クエン酸＋光沢剤・応力調整剤等）を用いても良い。また、第１の高硬度光沢めっき層２、第２の高硬度光沢めっき層７及び指紋付着防止用としての高硬度光沢めっき層９は、硬度５５０Ｈｖ以上で経時変化の少ないホウ酸めっき浴（塩化Ｎｉ＋アリルスルフォン酸Ｎａ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いてめっきする。ここでは、アリル基誘導体の中でもアリルスルフォン酸Ｎａを用いるのが好ましい。また、その他のホウ酸めっき浴（スルファミン酸Ｎｉ＋スルファミン酸Ｃｏ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いても良い。また、ここでは、第２の微細結晶皮膜層８の上に指紋付着防止用として極薄の高硬度光沢めっき層９を形成しているが、この高硬度光沢めっき層９は必要がなければ省略しても良い。

次に、図１２に示すように、ＳＵＳ母材５上にパターン開口用レジスト６を形成し、ＳＵＳ母材５上に初期電着でなるべく均一にＮｉめっき皮膜が形成されるように電流密度を極力低い電流密度０．１〜０．２５Ａ／ｄｍ^２で微細結晶のＮｉ皮膜からなる板厚が約０．５μｍ程度（好ましくは１μｍ以下）の下地層１を形成する。低電流密度で行うめっきは時間が掛かり過ぎるので、約０．５μｍ程度として時間をかけ過ぎないようにしている。板厚の均一性が確保されている下地層１の上にパターン開口のエッジ部にダレが発生しないように比較的薄くした硬い皮膜でかつ耐摩耗性・耐久性のある板厚が約５μｍ程度（好ましくは１０μｍ以下）の第１の高硬度光沢めっき層２を形成する。次に、第１の高硬度光沢めっき層２の上に板厚調整用として板厚を稼ぐために或いはマスクの設計値に合わせた厚さ配分となるように第１の高硬度光沢めっき層２と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くしてめっきし、板厚が約７μｍ程度（好ましくは４〜１０μｍ）の第１の微細結晶皮膜層３を形成する。次に、第１の微細結晶皮膜層３の上にパターン開口のエッジ部にダレが発生しないように比較的薄くした硬い皮膜でかつ耐摩耗性・耐久性のある板厚が約５μｍ程度（好ましくは１０μｍ以下）の第２の高硬度光沢めっき層７を形成する。次に、第２の高硬度光沢めっき層７の上に板厚調整用として板厚を稼ぐために或いはマスクの設計値に合わせた厚さ配分となるように第２の高硬度光沢めっき層７と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くしてめっきし、第２の高硬度光沢めっき層７よりも厚くした板厚が約１５μｍ程度（好ましくは４〜１８μｍ）の第２の微細結晶皮膜層８を形成する。その後、第２の微細結晶皮膜層８の上に指紋付着防止用として板厚が約１μｍ程度でめっきした極薄の高硬度光沢めっき層９を形成する。この指紋付着防止用の高硬度光沢めっき層９は必要がなければ省略しても良い。図１３は、上記製造方法により作製された多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す顕微鏡写真であり、パターン開口のエッジ部にダレが発生することが少ないことが判る。そして、微細結晶皮膜層の単一層でメタルマスクを形成した場合、印刷パターン部とそれ以外の他の領域との板厚差が８〜９μｍも発生していたのに対し、上記製造方法により作製された多層構造メタルマスクでは、印刷パターン部とそれ以外の他の領域との板厚差が４〜５μｍとなり、板厚の均一性を向上させることができる。

次に、この発明による多層構造メタルマスクの印刷後の経時変化と、高硬度光沢めっき層を厚くめっきすることにより作製された比較例としての多層構造メタルマスクの印刷後の経時変化について、図１４、図１５の特性図に基づいて説明する。
図１４、図１５の特性図は、パターンサイズは２１８ｍｍ×７１ｍｍ、１万回印刷後の伸びを示す。横軸は印刷回数、縦軸は伸び量（μｍ）を示し、ＸＵはパターンの上側端部の伸び、ＸＬはパターンの下側端部の伸び、ＹＲはパターンの右側端部の伸び、ＹＬはパターンの左側端部の伸びをそれぞれ示す。印刷方向はＸＬからＸＵ、又はＸＵからＸＬの方向とする。また、印刷圧力：１２Ｋｇｆ、印刷速度：８０ｍｍ／ｓｅｃ、ギャップ：２ｍｍ、印刷角度：６０度である。
図１５の高硬度光沢めっき層を厚くめっきすることにより作製された比較例としての多層構造メタルマスクでは、３０００回印刷後の伸び量は、ＸＵで２４μｍ、ＸＬで２４μｍ、ＹＲで４μｍ、ＹＬで４μｍ、７０００回印刷後の伸び量は、ＸＵで３４μｍ、ＸＬで３４μｍ、ＹＲで５μｍ、ＹＬで５μｍ、１００００回印刷後の伸び量は、ＸＵで４１μｍ、ＸＬで４０μｍ、ＹＲで８μｍ、ＹＬで８μｍであった。
これに対し、図１４のこの発明による多層構造メタルマスクでは、３０００回印刷後の伸び量は、ＸＵで６μｍ、ＸＬで７μｍ、ＹＲで２μｍ、ＹＬで２μｍ、７０００回印刷後の伸び量は、ＸＵで８μｍ、ＸＬで８μｍ、ＹＲで２μｍ、ＹＬで１μｍ、１００００回印刷後の伸び量は、ＸＵで１１μｍ、ＸＬで１２μｍ、ＹＲで３μｍ、ＹＬで２μｍであり、経時変化が少ないことが判る。

実施例３.
図１６はこの発明の実施例３における多層構造メタルマスクを示す断面図、図１７は多層構造メタルマスクの製造方法を示し、下地層上に第１の高硬度光沢めっき層をめっきし、第１の高硬度光沢めっき層上に第１の微細結晶皮膜層をめっきした状態を示す断面図、図１８は多層構造メタルマスクの製造方法を示し、第１の微細結晶皮膜層の上に凹部形成用レジストを介して、第１の微細結晶皮膜層の上に第２の微細結晶皮膜層をめっきした場合を示す断面図、図１９は多層構造メタルマスクの一部を拡大して示す斜視図、図２０は多層構造メタルマスクの印刷開口パターンを拡大して示す平面図である。

この発明の実施例３の多層構造メタルマスクは、図１６及び図１９に示すように、メタルマスクの基板面側にパターン開口周縁を矩形状に取り囲む凹部１０を形成したものである。

図１７に示すように、ＳＵＳ母材５上にパターン開口用レジスト６ａを形成し、ＳＵＳ母材５上に初期電着でなるべく均一にＮｉめっき皮膜が形成されるように電流密度を極力低い電流密度０．１〜０．２５Ａ／ｄｍ^２で微細結晶のＮｉ皮膜からなる板厚が約０．５μｍ程度（好ましくは１μｍ以下）の下地層１を形成する。低電流密度で行うめっきは時間が掛かり過ぎるので、約０．５μｍ程度として時間をかけ過ぎないようにしている。板厚の均一性が確保されている下地層１の上にパターン開口のエッジ部にダレが発生しないように比較的薄くした硬い皮膜でかつ耐摩耗性・耐久性のある板厚が約５μｍ程度（好ましくは１０μｍ以下）の第１の高硬度光沢めっき層２を形成する。次に、第１の高硬度光沢めっき層２の上に板厚調整用として板厚を稼ぐために第１の高硬度光沢めっき層２と同等若しくはそれよりも若干厚くめっきし、板厚が約６μｍ程度（好ましくは４〜１０μｍ）の第１の微細結晶皮膜層３を形成する。次に、図１８に示すように、第１の微細結晶皮膜層３のパターン開口用レジスト６ａ形成領域の上に凹部形成用レジスト６ｂを形成し、第１の微細結晶皮膜層３の上に板厚が約３．５μｍ程度（好ましくは２．５〜５μｍ）の第２の微細結晶皮膜層８を形成する。また、第１の微細結晶皮膜層３の上に凹部形成用レジスト６ｂを形成する際、露光時にエッジ部のダレが無くレジストの形状が直線状となるので、基板面側にパターン開口周縁を矩形状に取り囲む凹部１０を形成した場合、綺麗な直線状に形成することができる。
このように基板面側にパターン開口周縁を矩形状に取り囲む凹部１０を有する多層構造メタルマスクの構造を図１９に示し、印刷開口パターンの形状、配置例を図２０に示している。
なお、下地層１の上の第１の高硬度光沢めっき層２の板厚を厚くして１０数μｍにすると、パターン開口のエッジ部にダレが発生することになる。このため、第１の高硬度光沢めっき層２の上に凹部形成用レジスト６ｂを形成する際、露光時にエッジ部のダレにより光が散乱してレジストの形状が直線にならないという問題がある。したがって、パターン開口のエッジ部にダレが発生したままの状態で、基板面側にパターン開口周縁を矩形状に取り囲む凹部１０を形成した場合、凹部形成用レジスト６ｂが直線状でないため、凹部１０が綺麗な直線状にならないという問題が発生する。これに対し、この実施例３では、その問題を解決することができる。

実施例４.
図２１はこの発明の実施例４における多層構造メタルマスクを示す断面図である。
薄膜で箔物のメタルマスクの基板面側に逃げ用の凹溝１１を設ける必要がある場合には、逃げ用の凹溝１１を形成することにより凹溝１１が形成された部分の板厚が薄くなるので、薄膜のメタルマスクの逃げ用の凹溝１１の形成部分が破断する恐れがある。そのため、この実施例４においては、破断防止のために、第１の高硬度光沢めっき層２及び第２の高硬度光沢めっき層７に、特にスルファミン酸Ｃｏを添加しためっき浴を使用することにより、強靭性を高めためっき皮膜としたものである。

実施例５.
上記実施例１では、高硬度光沢めっき層２及び指紋付着防止用としての高硬度光沢めっき層４を、硬度５５０Ｈｖ以上で経時変化の少ないホウ酸めっき浴（塩化Ｎｉ＋アリルスルフォン酸Ｎａ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いてめっきし、また上記実施例２では、第１の高硬度光沢めっき層２、第２の高硬度光沢めっき層７及び指紋付着防止用としての高硬度光沢めっき層９を、硬度５５０Ｈｖ以上で経時変化の少ないホウ酸めっき浴（塩化Ｎｉ＋アリルスルフォン酸Ｎａ＋光沢剤・応力調整剤等）を用いてめっきしたが、上記ホウ酸めっき浴（塩化Ｎｉ＋アリルスルフォン酸Ｎａ＋光沢剤・応力調整剤等）に代えて、別のホウ酸めっき浴を用いてめっきしても良い。別のホウ酸めっき浴の浴組成として、例えば、スルファミン酸Ｎｉ：４００ｇ／Ｌ、塩化Ｎｉ：３０ｇ／Ｌ、ホウ酸：３０ｇ／Ｌ、日本化学産業株式会社製のＮＳＦ−Ｅ：１５ｍｌ／Ｌ、等からなるものが使用される。

なお、この発明のメタルマスクは、タッチパネルの配線パターン用メタルマスクや、ボール搭載用メタルマスク、ボール吸着用メタルマスク、フラックス用メタルマスク等に用いることができる。

１微細結晶皮膜からなる下地層
２第１の高硬度光沢めっき層
３第１の微細結晶皮膜層
４指紋付着防止用の高硬度光沢めっき層
５ＳＵＳ母材
６パターン開口用レジスト
７第２の高硬度光沢めっき層
８第２の微細結晶皮膜層
９指紋付着防止用の高硬度光沢めっき層
１０矩形状の凹部
１１逃げ用の凹溝

Claims

開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、
前記高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚の微細結晶皮膜層と、
を備えたことを特徴とする多層構造メタルマスク。
開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、
前記高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の微細結晶皮膜層と、
を備えたことを特徴とする多層構造メタルマスク。
板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、
前記下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、
前記高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の微細結晶皮膜層と、
を備えたことを特徴とする多層構造メタルマスク。
板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、
前記下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、
前記高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の微細結晶皮膜層と、
前記微細結晶皮膜層の上に指紋付着防止用としての硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１μｍ程度のＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、
を備えたことを特徴とする多層構造メタルマスク。
微細結晶皮膜層は、クエン酸めっき浴を用いてめっきし、高硬度光沢めっき層は、硬度５５０Ｈｖ以上で経時変化による伸びが少なくかつ板厚差が少ないホウ酸めっき浴を用いてめっきすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の多層構造メタルマスク。
開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、
前記第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚の第１の微細結晶皮膜層と、
前記第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、
前記第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚の第２の微細結晶皮膜層と、
を備えたことを特徴とする多層構造メタルマスク。
開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、
前記第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層と、
前記第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１０μｍ以下のＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、
前記第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１８μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層と、
を備えたことを特徴とする多層構造メタルマスク。
板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、
前記下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、
前記第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層と、
前記第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１０μｍ以下のＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、
前記第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１８μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層と、
を備えたことを特徴とする多層構造メタルマスク。
板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、
前記下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、
前記第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層と、
前記第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１０μｍ以下のＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、
前記第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１８μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層と、
前記第２の微細結晶皮膜層の上に指紋付着防止用としての硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１μｍ程度のＮｉめっき皮膜からなる高硬度光沢めっき層と、
を備えたことを特徴とする多層構造メタルマスク。
微細結晶皮膜層は、クエン酸めっき浴を用いてめっきし、高硬度光沢めっき層は、硬度５５０Ｈｖ以上で経時変化による伸びが少なくかつ板厚差が少ないホウ酸めっき浴を用いてめっきすることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の多層構造メタルマスク。
ホウ酸めっき浴はアリルスルフォン酸Ｎａを含むことを特徴とする請求項１０記載の多層構造メタルマスク。
板厚が１μｍ以下の微細結晶皮膜からなる下地層と、
前記下地層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が５〜１０μｍのＮｉめっき皮膜からなる第１の高硬度光沢めっき層と、
前記第１の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第１の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１０μｍ程度の第１の微細結晶皮膜層と、
前記第１の微細結晶皮膜層の上に開口部周辺がダレないように硬度５５０Ｈｖ以上でかつ板厚が１０μｍ以下のＮｉめっき皮膜からなる第２の高硬度光沢めっき層と、
前記第２の高硬度光沢めっき層の上に板厚調整用として第２の高硬度光沢めっき層と同等若しくはそれよりも若干厚く又は薄くした板厚が４〜１８μｍ程度の第２の微細結晶皮膜層とを備えた多層構造メタルマスクであって、
前記多層構造メタルマスクの基板面側に逃げ用の凹溝を設け、前記第１の高硬度光沢めっき層と第２の高硬度光沢めっき層に、スルファミン酸Ｃｏを添加しためっき浴を使用することにより、前記逃げ用の凹溝を設けた部分の皮膜の強靭性を高めたことを特徴とする多層構造メタルマスクの製造方法。