JP7194491B2 - コンビネーションメタルマスク版及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シリコンウェーハ、プリント配線基板、各種電子部品の電極や配線等を高精度に印刷する場合や、導電性ボールを搭載する場合、有機ＥＬ等を蒸着する場合に使用するコンビネーションメタルマスク版及びその製造方法に関するものである。

上述の技術分野に使用されるメタルマスク版として、版枠に直接メタルマスクを貼り付けた、いわゆる直貼りメタルマスク版と、版枠に張設したスクリーンにメタルマスクを接着固定し、スクリーンとメタルマスクを接着固定した内側のスクリーンを取り除いた、いわゆるコンビネーションメタルマスク版が存在する。
いずれの技術分野においても、メタルマスクには適宜のテンションを付与することが必要となる。しかしながら、直貼りメタルマスク版はメタルマスクを版枠に直接貼り付けるため、メタルマスクに適宜のテンションを付与することが難しい。
これに対して、紗張り枠にメタルマスクをコンビネーションしてメタルマスクにテンションを付与した状態で本枠にメタルマスク自体を貼り付けて不要な部分を切除するという、いわゆる転写法で作製する直貼りメタルマスク版（例えば特許文献１を参照）が存在する。しかしながら、前記転写法は一度コンビネーションメタルマスクを作製してから枠に転写する方法なので、作業工程が煩雑になるという問題がある。よって現在は、適宜のテンションを付与し易いコンビネーションメタルマスク版が主流となっている。

特開２００５－１５８３１９号公報(特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１～図１２を参照) 特開２００９－５６７０６号公報(特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１を参照) 特開２０１１－１４３６４９号公報(特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１、図２、図６～図８を参照)

近年では、様々な分野で微細化が進み、上述の技術分野においても、コンビネーションメタルマスク版において、さらなる全長寸法精度の向上や全長寸法の経時変化の抑制が求められている。
そこで、従来技術として、特許文献２（特開２００９－５６７０６）や特許文献３（特開２０１１－１４３６４９）等が存在する。
いずれの先行技術も全長寸法の経時変化の抑制が可能となっている。
しかしながら、特許文献２では、使用するメタルマスクが内部応力が引っ張り応力であるメタルマスクに限定されているので、それ以外のメタルマスク、例えば内部応力がゼロのメタルマスクや、内部応力が圧縮応力であるメタルマスクでは効果が得られないという問題があった。
また、特許文献３では、メタルマスクの板厚が３０μｍ～５０μｍといった薄物のメタルマスクに限定される技術である。
さらに特許文献２、及び特許文献３のいずれにおいても、全長寸法精度の向上に関する記載がない。前述したように、コンビネーションメタルマスク版は、適宜のテンションを付与しやすいという特徴があるが、その反面、メタルマスクにテンションを付与した際のいわゆる初期伸びにおいて、部分的に異なる寸法変化が発生しやすく、従来技術では寸法変化を抑制して全長寸法精度を向上させることは困難であった。
本発明は、上述のような課題を解決することを目的としたコンビネーションメタルマスク版を提供するものである。

上記目的を達成することができる本発明の第１発明は、請求項１に記載されたコンビネーションメタルマスク版であり、次のようなものである。
開口部を有する版枠の内寸よりも大きいメタルマスクと、前記メタルマスク外周部と重なるように接合される支持体スクリーンと、前記支持体スクリーンを張設する版枠とから構成されるコンビネーションメタルマスク版において、前記支持体スクリーンの全てのスクリーン幅領域は前記メタルマスクとの接着部であり、前記メタルマスクに覆われるように前記支持体スクリーンの全てのスクリーン幅領域が前記メタルマスクと接着されると共に前記支持体スクリーンを間に挟むよう前記メタルマスクと前記版枠が間接的に貼り付けられている構成である。

上記目的を達成することができる本発明の第２発明は、請求項２に記載されたコンビネーションメタルマスク版であり、次のようなものである。
請求項１に記載の発明に加えて、前記メタルマスクの外寸が、前記版枠の内寸＋１０ｍｍ以下の構成である。

上記目的を達成することができる本発明の第３発明は、請求項３に記載されたコンビネーションメタルマスク版であり、次のようなものである。
請求項１、または請求項２に記載の発明に加えて、前記メタルマスクと前記支持体スクリーンの接着部の接着幅が略同一である構成である。

上記目的を達成することができる本発明の第４発明は、請求項４に記載されたコンビネーションメタルマスク版であり、次のようなものである。
請求項１、または請求項２に記載の発明に加えて、前記メタルマスクと前記支持体スクリーンの接着部の接着幅が部分的に異なる構成である。

上記目的を達成することができる本発明の第５発明は、請求項５に記載されたコンビネーションメタルマスク版の製造方法であり、次のようなものである。
開口部を有する版枠の内寸よりも大きいメタルマスクと、前記メタルマスク外周部と重なるように接合される支持体スクリーンと、前記支持体スクリーンを張設する版枠とから構成されるコンビネーションメタルマスク版において、前記メタルマスクを支持体スクリーンに貼り付ける際に、前記支持体スクリーンの全てのスクリーン幅領域が、前記メタルマスクの接着部となって前記メタルマスクに覆われるように前記メタルマスクを貼り付けると同時に、前記支持体スクリーンを間に挟むように前記メタルマスクと前記版枠を間接的に貼り付ける工程を具備する構成である。

本発明に係るコンビネーションメタルマスク版及びその製造方法は、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）支持体スクリーンのスクリーン幅領域を接着部のみとし、実質的にスクリーン紗の幅領域を無くし、さらにメタルマスクを版枠に貼り付けられているコンビネーションメタルマスク版としたので、実用上十分なテンションを得つつ、初期伸びによる寸法変化が少なく、且つ、寸法の経時変化が少ないメタルマスク版を得ることができる。
（２）メタルマスクの材質、厚み、硬度等を問わないため、あらゆるメタルマスク材料を使用することができる。
（３）公知のコンビネーション技術で容易に作製することができる。
（４）スクリーンの幅領域が実質無いので、印刷時にペーストが漏れることがない。また、ペースト漏れを防止するためにスクリーンの部分を感光性樹脂等で目止めする必要がないので、目止め作業という作業工程がなくなり、作業工程の削減に繋がる。
（５）メタルマスクの外寸が版枠の内寸＋１０ｍｍ以下とすることで、支持体スクリーンとメタルマスクを接着する際に、支持体スクリーンとメタルマスクを接着すると同時にメタルマスクと版枠を接着することができる。
（６）接着部の幅を部分的に変えることで、仕上がりテンションを適宜のテンションに調整することができる。

本発明のコンビネーションメタルマスク版の一実施例を示す概略平面図である。 本発明のコンビネーションメタルマスク版の一実施例を示す概略断面図である。 従来技術のコンビネーションメタルマスク版の一実施例を示す概略平面図である。 従来技術のコンビネーションメタルマスク版の一実施例を示す概略断面図である。 従来技術のコンビネーションメタルマスク版の初期寸法変化を示す図である。 従来技術のコンビネーションメタルマスク版の経時変化を示す図である。 本発明のコンビネーションメタルマスク版の初期寸法変化を示す図である。 本発明のコンビネーションメタルマスク版の経時変化を示す図である。

開口部を有する版枠の内寸よりも大きいメタルマスクと、前記メタルマスク外周部と重なるように接合される支持体スクリーンと、前記支持体スクリーンを張設する版枠とから構成されるコンビネーションメタルマスク版において、前記支持体スクリーンの全てのスクリーン幅領域は前記メタルマスクとの接着部であり、前記メタルマスクに覆われるように前記支持体スクリーンの全てのスクリーン幅領域が前記メタルマスクと接着されると共に前記支持体スクリーンを間に挟むよう前記メタルマスクと前記版枠が間接的に貼り付けられているコンビネーションメタルマスク版である。

以下、図面を用いて本発明の一実施例に関して説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す概略平面図、図２は概略断面図である。
先ず、図３、図４で示す従来のコンビネーションメタルマスク版の構造を簡単に説明する。
版枠１に設けられた張設部４、幅領域５、接着部６からなる支持体スクリーン３の接着部６で開口部７を有するメタルマスク２を接着形成したもので、支持体スクリーン３の張設部４と接着部６との間の支持体スクリーン３の幅領域５が存在したものである。
これに対して、本発明に係るコンビネーションメタルマスク版は、メタルマスク２と、前記メタルマスク２外周部と重なるように接合される支持体スクリーン３をコンビネーションする際に、支持体スクリーン３の全てのスクリーン幅領域５が接着部６のみとなるように製造したものである。
また、接着部６の幅に関しては、適宜の幅でよく、特に限定はない。接着部６の幅を部分的に変えることで、仕上がりテンションを適宜のテンションに調整することもできる。
なお、本発明は支持体スクリーン３の全てのスクリーン幅領域５が接着部６のみとならなければ効果が得られないものである。例えば、版枠１が四角形版枠の場合、四辺全ての支持体スクリーン３の幅領域５が接着部６のみとならなければならない。すなわち、四辺のうち一辺が、四辺のうち二辺が、四辺のうち三辺がスクリーン幅領域５が接着部６のみでは本発明の効果は得られないものである。
本発明においては、コンビネーションの製造方法は特に限定されない。よって、作製の際は、公知の様々なコンビネーション方法を使用することができる。換言すれば、本発明は公知のコンビネーション方法を用いて容易に作製することが可能なコンビネーションメタルマスク版である。本発明により、従来のコンビネーション作製方法を使用し、実用上十分なテンションを得つつ、従来の支持体スクリーン３のスクリーン紗の幅領域５を有するコンビネーションメタルマスク版よりも初期伸びによる寸法変化が少なく、且つ、経時的な寸法変化を抑制することが可能なコンビネーションメタルマスク版を提供することが可能となる。

使用するメタルマスク２の外寸は、版枠１の内寸よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、コンビネーションする際に確実に支持体スクリーン２のスクリーン幅領域５を接着部６のみとすることができる。好ましくは、メタルマスクの外寸は、版枠１の内寸＋１０ｍｍ以下にするのがよい。そうすることで、支持体スクリーン３とメタルマスク２を接着する際に、支持体スクリーン３とメタルマスク２を接着すると同時にメタルマスク２と版枠１を接着することができる。
また、メタルマスク２の外寸が版枠１の内寸＋１０ｍｍよりも大きい場合は、別途メタルマスク２と版枠１を接着材等で固定するのが好ましいが、接着材等で固定することなしに、メタルマスク２と版枠１をテープ等で覆って固定しても良い。
なお、メタルマスク２と版枠１を接着材等で固定してから、さらにテープで覆って固定すればメタルマスク２と版枠１をさらに強固に固定できるので好ましいものである。

次に、本発明によるコンビネーションメタルマスク版と、従来のコンビネーションメタルマスク版を作製し、コンビネーション直後の初期伸びの状態と、寸法の経時変化を比較した。
枠体は外寸４５０ｍｍ×４５０ｍｍ、内寸３９０ｍｍ×３９０ｍｍのアルミ鋳物製の版枠を使用し、スクリーンは♯２３０－４５のポリエステルスクリーンを使用した。メタルマスク２は板厚２５μｍの電鋳法で作製したニッケル製を使用した。メタルマスク２の大きさは従来のコンビネーションメタルマスク版には２９０ｍｍ×２９０ｍｍを使用し、本発明によるコンビネーションメタルマスク版には３９５ｍｍ×３９５ｍｍを使用した。接着部６の幅は２０ｍｍとした。よって、従来のコンビネーションメタルマスク版のスクリーン幅領域５は５０ｍｍとした。また、本発明によるコンビネーションメタルマスク版のメタルマスク２は版枠１の内寸よりも５ｍｍ大きいものを使用した。
先ず、従来のコンビネーションメタルマスク版のコンビネーション後の初期寸法変化を述べる。図５は、設計値からの中心原点座標値の変化を示している。パターン中心を原点として、２５点測定した結果が示されている。点線で示した大小２つの正方形のうち、小さな正方形の一辺が２０μｍ、大きな正方形の一辺が４０μｍを示している。測定した結果、いずれのポイントにおいても、設計値に対して大幅に伸びが生じており、最外郭ではいずれも４０μｍ以上の伸びが発生している。また、パターン中心部の延長線上の伸びが最も大きく、いわゆる樽型形状となっている。例えば、初期の寸法伸びを予想してパターン作成時にＣＡＭシステム等で一律の補正値を入れることで、初期寸法精度を向上させるという方法があるが、このような樽型形状であると、一律の補正値では初期寸法精度を向上させることは難しい。

次に、従来のコンビネーションメタルマスク版の経時の寸法変化を述べる。
図６はコンビネーション後の図５に示すようなパターン中心部の延長線上のＸ方向、Ｙ方向の最外郭部間のコンビネーション後からの伸びを示す図である。図のＸ軸はコンビネーション後からの経過日数を示し、図のＹ軸はその時の伸び量（％）を示す。測定点は中心座標の延長上の最外郭部である。コンビネーション後、Ｘ方向は６日目から、Ｙ方向は８日目から０．００５％を超えており、さらに伸び続け、Ｘ方向は２２日目に０．０１０％を超え、Ｙ方向は５０日目に０．０１０％近くまで伸びている。

次に、本発明によるコンビネーションメタルマスク版のコンビネーション後の初期寸法変化を述べる。
図７は、設計値からの中心原点座標値の変化を示している。パターン中心を原点として、２５点測定した結果が記されている。点線で示した大小２つの正方形のうち、小さな正方形の一辺が２０μｍ、大きな正方形の一辺が４０μｍを示している。測定した結果、いずれのポイントにおいても設計値に対して伸びが抑えられており、最外郭でも２０μｍ以内の伸びで収まっている。また、樽型形状が抑えられているため、パターン作成時にＣＡＭシステム等で一律の補正値を入れれば、さらに初期寸法精度を向上させることが可能である。
次に、本発明によるコンビネーションメタルマスク版の経時の寸法変化を述べる。図８はコンビネーション後の図７に示すようなパターン中心部の延長線上のＸ方向、Ｙ方向の最外郭部間のコンビネーション後からの伸びを示す図である。図のＸ軸はコンビネーション後からの経過日数を示し、図のＹ軸はその時の伸び量（％）を示す。測定点は中心座標の延長上の最外郭部である。コンビネーション後Ｘ方向、Ｙ方向共にほとんど伸びが発生しておらず、５３日後でも０．００６％以下に収まっている。
以上により、本発明によるコンビネーションメタルマスク版によれば、初期伸びによる寸法変化が少なく、且つ、寸法の経時変化が少ないメタルマスク版を提供することができる。

コンビネーションメタルマスクであれば、サイズは小さいものから大きいものまで種々利用することができるものである。
また、コンビネーションサスペンドメタルマスクやコンビネーションスクリーンマスクにも利用することができる。

１・・・・版枠
２・・・・メタルマスク
３・・・・支持体スクリーン
４・・・・張設部
５・・・・幅領域
６・・・・接着部
７・・・・開口部

Claims (5)

1. 開口部を有する版枠の内寸よりも大きいメタルマスクと、前記メタルマスク外周部と重なるように接合される支持体スクリーンと、前記支持体スクリーンを張設する版枠とから構成されるコンビネーションメタルマスク版において、前記支持体スクリーンの全てのスクリーン幅領域は前記メタルマスクとの接着部であり、前記メタルマスクに覆われるように前記支持体スクリーンの全てのスクリーン幅領域が前記メタルマスクと接着されると共に前記支持体スクリーンを間に挟むよう前記メタルマスクと前記版枠が間接的に貼り付けられていることを特徴とするコンビネーションメタルマスク版
2. 前記メタルマスクの外寸が、前記版枠の内寸＋１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のコンビネーションメタルマスク版
3. 前記メタルマスクと前記支持体スクリーンの接着部の接着幅が略同一であることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のコンビネーションメタルマスク版
4. 前記メタルマスクと前記支持体スクリーンの接着部の接着幅が部分的に異なることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のコンビネーションメタルマスク版
5. 開口部を有する版枠の内寸よりも大きいメタルマスクと、前記メタルマスク外周部と重なるように接合される支持体スクリーンと、前記支持体スクリーンを張設する版枠とから構成されるコンビネーションメタルマスク版において、前記メタルマスクを支持体スクリーンに貼り付ける際に、前記支持体スクリーンの全てのスクリーン幅領域が、前記メタルマスクの接着部となって前記メタルマスクに覆われるように前記メタルマスクを貼り付けると同時に、前記支持体スクリーンを間に挟むように前記メタルマスクと前記版枠を間接的に貼り付ける工程を具備することを特徴とするコンビネーションメタルマスク版の製造方法

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