JP7391719B2 - 蒸着マスクユニットの作製方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態の一つは、蒸着マスクユニットの作製方法に関する。
フラットパネル型表示装置の一例として、液晶表示装置や有機電界発光表示装置が挙げられる。これらの表示装置は、絶縁体、半導体、導電体などの様々な材料を含む薄膜が基板上に積層された構造体であり、これらの薄膜が適宜パターニング、接続され、表示装置としての機能が発現される。
薄膜を形成する方法は、大別すると気相法、液相法、固相法に分類される。気相法は物理的気相法と化学的気相法に分類され、前者の代表的な例として蒸着法が知られている。蒸着法のうち最も簡便な方法が真空蒸着法であり、高真空下において材料を加熱することで材料を昇華、あるいは蒸発（以下、昇華と蒸発を総じて気化と呼ぶ）させて材料の蒸気を生成し、この蒸気を目的とする領域（以下、蒸着領域）で固化、堆積することで材料の薄膜を得ることができる。この時、蒸着領域に選択的に薄膜を形成し、それ以外の領域（以下、非蒸着領域）には材料を堆積させないために、非蒸着領域を物理的に遮蔽するマスクが用いられる（特許文献１、２参照）。当該マスクは蒸着マスクなどと呼ばれる。
本発明の実施形態の一つは、蒸着マスクユニットの作製方法を提供することを課題の一つとする。例えば、本発明の実施形態の一つは、蒸着マスクユニットを高い歩留りで、または低コストで製造するための方法を提供することを課題の一つとする。
本発明の実施形態の一つは蒸着マスクユニットを作製する方法である。この方法は、複数の開口を有する蒸着マスクを形成すること、光硬化性樹脂膜と保護膜を有するレジストフィルムを、光硬化性樹脂膜が蒸着マスクと保護膜によって挟まれるように、かつ光硬化性樹脂膜が複数の開口を覆うように蒸着マスク上に配置すること、保護膜を介して光硬化性樹脂膜に第一露光を実施すること、保護膜を除去すること、保護膜を除去した後に光硬化性樹脂膜に第二露光を実施すること、光硬化性樹脂膜を現像することで複数のレジストマスクを形成すること、少なくとも一つの窓を有する支持フレームを、蒸着マスクに接するように、蒸着マスク上に配置すること、および支持フレームを蒸着マスクに固定する接続部をめっき法を用いて形成することを含む。
本発明の実施形態の一つは蒸着マスクユニットを作製する方法である。この方法は、複数の開口を有する蒸着マスクを形成すること、複数の開口を覆うように第１の光硬化性樹脂膜を蒸着マスク上に配置すること、第２の光硬化性樹脂膜と保護膜を有するレジストフィルムを、第２の光硬化性樹脂膜が蒸着マスクと保護膜によって挟まれるように、かつ第２の光硬化性樹脂膜が複数の開口を覆うように第１の光硬化性樹脂膜上に配置すること、保護膜を介して第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜に第一露光を実施すること、保護膜を除去すること、保護膜を除去した後に第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜に第二露光を実施すること、第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜を現像することで複数のレジストマスクを形成すること、少なくとも一つの窓を有する支持フレームを、蒸着マスクに接するように、蒸着マスク上に配置すること、および支持フレームを蒸着マスクに固定する接続部をめっき法を用いて形成することを含む。
本発明の実施形態の一つは蒸着マスクユニットを作製する方法である。この方法は、複数の開口を有する蒸着マスクを形成すること、第１の光硬化性樹脂膜と第１の保護膜を有する第１のレジストフィルムを、第１の光硬化性樹脂膜が蒸着マスクと第１の保護膜によって挟まれるように、かつ第１の光硬化性樹脂膜が複数の開口を覆うように蒸着マスク上に配置すること、第１の保護膜を介して第１の光硬化性樹脂膜に第一露光を実施すること、第１の保護膜を除去すること、複数の開口を覆うように第２の光硬化性樹脂膜を有する第２のレジストフィルムを第１の光硬化性樹脂膜上に配置すること、第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜に第二露光を実施すること、第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜を現像することで複数のレジストマスクを形成すること、少なくとも一つの窓を有する支持フレームを、蒸着マスクに接するように、蒸着マスク上に配置すること、および支持フレームを蒸着マスクに固定する接続部をめっき法を用いて形成することを含む。
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
以下、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。
＜第１実施形態＞
以下、本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニット１００の作製方法について説明する。
以下、本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニット１００の作製方法について説明する。
１．蒸着装置
本作製方法によって作製される蒸着マスクユニット１００は、有機化合物、無機化合物、または有機化合物と無機化合物を含む膜を蒸着法によって形成する際、目的とする蒸着領域に選択的に膜を形成するために用いることができる。図１（Ａ）と図１（Ｂ）に、蒸着による膜形成の際に用いられる典型的な蒸着装置の模式的上面図と側面図を示す。蒸着装置は、種々の機能を有する複数のチャンバーで構成される。チャンバーの一つが図１（Ａ）に示す蒸着チャンバー１６０であり、蒸着チャンバー１６０は、隣接するチャンバーとロードロック扉１６２で仕切られ、内部が高真空の減圧状態、あるいは窒素やアルゴンなどの不活性ガスで満たされた状態が維持されるよう構成される。したがって、図示しない減圧装置やガス吸排気機構などが蒸着チャンバー１６０に接続される。
本作製方法によって作製される蒸着マスクユニット１００は、有機化合物、無機化合物、または有機化合物と無機化合物を含む膜を蒸着法によって形成する際、目的とする蒸着領域に選択的に膜を形成するために用いることができる。図１（Ａ）と図１（Ｂ）に、蒸着による膜形成の際に用いられる典型的な蒸着装置の模式的上面図と側面図を示す。蒸着装置は、種々の機能を有する複数のチャンバーで構成される。チャンバーの一つが図１（Ａ）に示す蒸着チャンバー１６０であり、蒸着チャンバー１６０は、隣接するチャンバーとロードロック扉１６２で仕切られ、内部が高真空の減圧状態、あるいは窒素やアルゴンなどの不活性ガスで満たされた状態が維持されるよう構成される。したがって、図示しない減圧装置やガス吸排気機構などが蒸着チャンバー１６０に接続される。
蒸着チャンバー１６０は、基板などの膜が形成される対象物が収納可能な空間を提供する。図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示した例では、基板１８０の下に蒸着源１６４が配置され、蒸着源１６４には蒸着される材料が充填される。蒸着源１６４において材料が加熱されて気化し、材料の蒸気が蒸着マスクユニット１００の開口１０２ａ（後述）を介して基板１８０の表面へ到達すると冷却されて固化し、材料が堆積して基板１８０上（図１（Ｂ）では基板１８０の下側の面上）に材料の膜を与える。図１（Ａ）に示す例では、概ね線状の形状を有し、基板１８０の一つの辺に沿って配置された蒸着源１６４（リニアソースとも呼ばれる）が備えられているが、蒸着源１６４は任意の形状持つことが可能であり、基板１８０の重心に重なるような、いわゆるポイントソースと呼ばれる蒸着源１６４でもよい。ポイントソースの場合には、基板１８０と蒸着源１６４の相対的な位置は固定され、基板１８０を回転するための機構を設けてもよい。
リニアソース型の蒸着源１６４が用いられる場合、蒸着チャンバー１６０は基板１８０と蒸着源１６４が相対的に移動するよう構成される。図１（Ａ）では、蒸着源１６４が固定され、その上を基板１８０が移動する例が示されている。図１（Ｂ）に示すように、蒸着チャンバー１６０にはさらに、基板１８０と蒸着マスクユニット１００を保持するためのホルダー１７０、ホルダー１７０を移動するための移動機構１６８、シャッター１６６などが備えられる。ホルダー１７０によって基板１８０と蒸着マスクユニット１００の互いの位置関係が維持され、移動機構１６８によって基板１８０と蒸着マスクユニット１００が蒸着源１６４の上を移動することができる。シャッター１６６は、材料の蒸気を遮蔽する、あるいは基板１８０への到達を許容するために蒸着源１６４の上に設けられ、図示しない制御装置によって開閉が制御される。図示しないが、蒸着チャンバー１６０には、材料の蒸着速度をモニターするためのセンサ、材料による汚染を防ぐための防着板、蒸着チャンバー１６０内の圧力をモニターするための圧力計などが備えられる。
２．蒸着マスクユニット
蒸着マスクユニット１００の上面模式図を図２に、図２の鎖線Ａ－Ａ´に沿った断面模式図を図３に示す。蒸着マスクユニット１００は少なくとも一つ、または複数の蒸着マスク１０２を有する。以下の説明では、一つの蒸着マスクユニット１００が複数の蒸着マスク１０２を有する例を用いて説明する。
蒸着マスクユニット１００の上面模式図を図２に、図２の鎖線Ａ－Ａ´に沿った断面模式図を図３に示す。蒸着マスクユニット１００は少なくとも一つ、または複数の蒸着マスク１０２を有する。以下の説明では、一つの蒸着マスクユニット１００が複数の蒸着マスク１０２を有する例を用いて説明する。
蒸着マスク１０２は、蒸着マスク１０２を貫通する複数の開口１０２ａを備える。蒸着マスク１０２のうち、開口１０２ａ以外の領域を非開口部と呼ぶ。非開口部は開口１０２ａを取り囲む。蒸着マスクユニット１００はさらに、接続部１２０を介して非開口部において蒸着マスク１０２と接続される支持フレーム１１０を有する。接続部１２０は複数の開口１０２ａを囲み、非開口部において支持フレーム１１０と蒸着マスク１０２に接する。
蒸着時には、蒸着領域と開口１０２ａが重なり、非蒸着領域と非開口部が重なるように蒸着マスクユニット１００と基板１８０が配置され、材料の蒸気が開口１０２ａを通過し、蒸着領域上に材料が堆積する。複数の開口１０２ａの配置に制約はないが、例えば表示装置の表示領域に設けられる複数の画素のそれぞれに膜を形成する場合には、複数の開口１０２ａが基板上の画素が設けられる領域に重なるように設けられる。したがって、複数の画素がマトリクス状に配列する場合には、複数の開口１０２ａもマトリクス状に配列される。一つの蒸着マスクユニット１００を用いて複数の表示装置を製造する場合には、マザーガラスと呼ばれる大型の基板１８０上に複数の表示装置の表示領域が形成される。この場合、複数の開口１０２ａは、複数の表示領域にそれぞれ対応する複数の開口群１０２ｂを形成するように設けられる。隣接する開口群１０２ｂ間の距離は、各開口群１０２ｂにおける隣接する開口１０２ａ間の距離よりも大きい。
支持フレーム１１０は、少なくとも一つの窓１１０ａを有する（図３）。複数の開口群１０２ｂを形成するように開口１０２ａが設けられる場合には、少なくとも一つの窓１１０ａは複数の窓１１０ａを含んでもよい。各窓１１０ａは、蒸着マスク１０２の複数の開口１０２ａと重なるように設けられる。すなわち、複数の開口１０２ａは支持フレーム１１０からいずれかの窓１１０ａを介して露出する。また、各開口群１０２ｂも支持フレーム１１０からいずれかの窓１１０ａを介して露出し、支持フレーム１１０の一部は、隣接する開口群１０２ｂの間で蒸着マスク１０２および接続部１２０と接する。
接続部１２０は、蒸着マスク１０２と支持フレーム１１０を接続し、これらを互いに固定する機能を有する。したがって、支持フレーム１１０は蒸着マスク１０２と直接接触しないものの、接続部１２０は蒸着マスク１０２の非開口部において蒸着マスク１０２の上面と接し、かつ、支持フレーム１１０の側面と接する。
蒸着マスク１０２や接続部１２０はニッケルや銅、チタン、クロムなどの０価の金属を含み、ニッケルを含むことが好ましい。蒸着マスク１０２と接続部１２０の材料の組成は互いに同一でもよい。支持フレーム１１０も０価の金属を含み、金属としてはニッケル、鉄、コバルト、クロム、マンガンなどから選択される。例えば支持フレーム１１０は鉄とクロムを含む合金、鉄、ニッケル、マンガンの合金でもよく、合金には炭素が含まれていてもよい。
３．蒸着マスクユニットの作製方法
蒸着マスクユニット１００の作製方法の一例を図４（Ａ）から図８（Ｂ）を用いて説明する。これらの図は蒸着マスクユニット１００の模式的断面図であり、図３に対応する。
３－１．蒸着マスクの形成
まず、剥離層１３２が設けられた支持基板１３０上に、レジストマスク１３４を形成する。支持基板１３０は、蒸着マスクユニット１００を形成する際に蒸着マスク１０２や支持フレーム１１０を保持する機能を有する基板であり、ガラスや石英、プラスチック、あるいは銅やアルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、モリブデン、マンガンなどの金属、若しくはこれらの合金を含む。蒸着マスク１０２が合金を含む場合、合金は、例えば鉄とクロムを含む合金、鉄、ニッケル、およびマンガンの合金でもよく、合金には炭素が含まれていてもよい。ガラスや石英、プラスチックを含む基板を用いる場合には、上述した金属や合金の膜が形成された基板を用いてもよい。後述するように、蒸着マスク１０２や接続部１２０は、電解めっき法または無電解めっき法（以下、これらを総じてめっき法と記す）を用いて形成されるため、電解めっき法を利用する場合には、電極として機能できる金属基板または合金基板を支持基板１３０として使用することが好ましい。剥離層１３２は、支持基板１３０上に形成される蒸着マスクユニット１００を支持基板から剥離することを促進するための機能層であり、例えばニッケルやモリブデン、タングステンなどの金属薄膜を用いることができる。剥離層１３２は、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下、または４０μｍ以上１５０μｍ以下の厚さとなるよう、めっき法、スパッタリング法、または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を利用して形成すればよい。
蒸着マスクユニット１００の作製方法の一例を図４（Ａ）から図８（Ｂ）を用いて説明する。これらの図は蒸着マスクユニット１００の模式的断面図であり、図３に対応する。
３－１．蒸着マスクの形成
まず、剥離層１３２が設けられた支持基板１３０上に、レジストマスク１３４を形成する。支持基板１３０は、蒸着マスクユニット１００を形成する際に蒸着マスク１０２や支持フレーム１１０を保持する機能を有する基板であり、ガラスや石英、プラスチック、あるいは銅やアルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、モリブデン、マンガンなどの金属、若しくはこれらの合金を含む。蒸着マスク１０２が合金を含む場合、合金は、例えば鉄とクロムを含む合金、鉄、ニッケル、およびマンガンの合金でもよく、合金には炭素が含まれていてもよい。ガラスや石英、プラスチックを含む基板を用いる場合には、上述した金属や合金の膜が形成された基板を用いてもよい。後述するように、蒸着マスク１０２や接続部１２０は、電解めっき法または無電解めっき法（以下、これらを総じてめっき法と記す）を用いて形成されるため、電解めっき法を利用する場合には、電極として機能できる金属基板または合金基板を支持基板１３０として使用することが好ましい。剥離層１３２は、支持基板１３０上に形成される蒸着マスクユニット１００を支持基板から剥離することを促進するための機能層であり、例えばニッケルやモリブデン、タングステンなどの金属薄膜を用いることができる。剥離層１３２は、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下、または４０μｍ以上１５０μｍ以下の厚さとなるよう、めっき法、スパッタリング法、または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を利用して形成すればよい。
レジストマスク１３４は島状に設けられる。すなわち、複数の開口１０２ａ、および後述するダミーパターン１０４を形成する領域に選択的に形成される。例えばネガ型のフォトレジストを剥離層１３２上に塗布し、複数の開口１０２ａとダミーパターン１０４を形成する領域が選択的に露光されるよう、フォトマスクを介して露光を行う。あるいは、ポジ型のフォトレジストを剥離層１３２上に塗布し、非開口部が選択的に露光されるよう、フォトマスクを介して露光を行う。その後、現像を行い、パターニングされたレジストマスク１３４を得る（図４（Ａ））。なお、レジストマスク１３４の形成は、剥離層１３２を蒸着マスクユニット１００から容易に剥離することができるよう、剥離層１３２の外縁部にも形成することが好ましい。
次に、めっき法を利用し、レジストマスク１３４によって被覆されていない領域にめっきパターンを形成し、蒸着マスク１０２を形成する（図４（Ｂ））。めっきパターンの形成は、一段階で行ってもよく、数段階に分けて行ってもよい。複数の段階で行う場合、異なる段階で異なる金属が形成されるよう、めっきを行ってもよい。また、めっきは、めっきパターンの上面がレジストマスク１３４の上面よりも低くなるように行ってもよく、高くなるように行ってもよい。後者の場合、表面を研磨することでめっきパターン上面の平坦化を行ってもよい。この後、レジストマスク１３４を剥離液によるエッチング、あるいは／およびアッシングによって除去することで、複数の開口１０２ａを有する蒸着マスク１０２が形成される（図４（Ｃ））。
蒸着マスク１０２の形成時、蒸着マスク１０２から離隔するダミーパターン１０４が形成される。ダミーパターン１０４は、平面視において複数の蒸着マスク１０２を囲むように構成される。ダミーパターン１０４と蒸着マスク１０２は同時に形成されるため、これらは互いに同一の組成と厚さを有することができる。図示しないが、隣接する窓１１０ａの間と重なる領域に設けてもよい。
３－２．開口の保護
ダミーパターン１０４上には支持フレーム１１０が配置され、その後めっき法によって接続部１２０が形成されることで蒸着マスク１０２と支持フレーム１１０が互いに固定される。したがって、接続部１２０の形成の際に開口１０２ａに金属がめっきされることを防ぐため、後述するように開口１０２ａを覆うレジストマスク１５０を形成する。
ダミーパターン１０４上には支持フレーム１１０が配置され、その後めっき法によって接続部１２０が形成されることで蒸着マスク１０２と支持フレーム１１０が互いに固定される。したがって、接続部１２０の形成の際に開口１０２ａに金属がめっきされることを防ぐため、後述するように開口１０２ａを覆うレジストマスク１５０を形成する。
レジストマスク１５０の形成は、フィルム状のレジスト（以下、レジストフィルム）１３６を用いて行われる。レジストフィルム１３６としては、例えば図５（Ａ）に示すように、光硬化性樹脂膜１３６ｂが剥離膜１３６ａと保護膜１３６ｃによって挟まれた構造を有することができる。光硬化性樹脂膜１３６ｂには、ネガ型の光硬化性樹脂が含まれる。すなわち、光によって硬化する高分子またはオリゴマーが含まれる。光硬化性樹脂膜１３６ｂの厚さは任意に選択することができ、例えば２０μｍ以上５００μｍ以下、５０μｍ以上２００μｍ以下、または５０μｍ以上１２０μｍ以下の範囲から選択すればよい。当該厚さを確保するために、レジストフィルム１３６を積層してもよい。保護膜１３６ｃは高分子を含み、高分子としては、例えばポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、またはフッ素含有ポリオレフィンなどから選択することができる。
レジストフィルム１３６は、剥離膜１３６ａを剥離した後、光硬化性樹脂膜１３６ｂが蒸着マスク１０２と保護膜１３６ｃによって挟まれるよう、蒸着マスク１０２上に配置される（図５（Ｂ））。レジストフィルム１３６は、少なくとも全ての開口１０２ａを覆うように設けられ、一部は非開口部を覆う。
次に、光硬化性樹脂膜１３６ｂに対して一回目の露光を行う。具体的には、図６（Ａ）に示すように、遮光部１３８ａと透光部１３８ｂを有するフォトマスク１３８を、透光部１３８ｂが複数の開口１０２ａと重なるよう、レジストフィルム１３６上に配置し、フォトマスク１３８を介して露光を行う。これにより、露光された部分の現像液に対する溶解性が低下する。ここで、露光は保護膜１３６ｃを配置したまま行う。換言すると、露光は保護膜１３６ｃを介して行われる。
この後、さらに二回目の露光を行う。二回目の露光では、一回目の露光と同じ光源（すなわち、同じ波長の光）を用いてもよく、フォトマスク１３８も同一でもよい。具体的には図６（Ｂ）に示すように、保護膜１３６ｃを剥離して除去し、フォトマスク１３８を介して露光を行う。すなわち、透光部１３８ｂが複数の開口１０２ａと重なるよう、フォトマスク１３８をレジストフィルム１３６上に配置し、フォトマスク１３８を介して露光を行う。したがって、二回目の露光では、光硬化性樹脂膜１３６ｂが露出した状態で露光が行われる。一回目の露光で既にレジストフィルム１３６の大部分の領域は露光が完了しており、二回目の露光ではその膜質はほとんど変化しない。この後、現像液を用いて現像を行って未露光部分を除去することで、複数の開口１０２ａを覆うレジストマスク１５０が形成される（図７（Ａ））。なお、この工程では、全ての開口１０２ａを覆う単一のレジストマスク１５０を形成してもよい。あるいは、複数の開口群１０２ｂを設ける場合には、一つまたは複数の開口群１０２ｂをそれぞれ覆う複数のレジストマスク１５０を形成してもよい。仮に剥離前の保護膜１３６ｃ上にパーティクルが存在し、当該パーティクルが露光の陰となってレジストフィルム１３６の一部に、本来露光されるべきところが露光されなかった領域として残った後も、保護膜１３６ｃ剥離後の二回目の露光により、正常に露光することができる。さらに、剥離後にレジストフィルム１３６上に新たにパーティクルが載ったとしても、その下は既に一回目の露光が実施されているため、露光不良の原因とはなり得ない。
３－３．支持フレームの配置と接続部の形成
引き続き、図７（Ｂ）に示すように、支持フレーム１１０を蒸着マスク１０２、およびダミーパターン１０４上に配置する。支持フレーム１１０は、窓１１０ａが複数の開口１０２ａと重なるように配置される。換言すると、支持フレーム１１０が開口１０２ａのいずれとも重ならず、非開口部と重なり、複数のレジストマスク１５０がそれぞれ対応する窓１１０ａから露出するよう、蒸着マスク１０２上に配置される。
引き続き、図７（Ｂ）に示すように、支持フレーム１１０を蒸着マスク１０２、およびダミーパターン１０４上に配置する。支持フレーム１１０は、窓１１０ａが複数の開口１０２ａと重なるように配置される。換言すると、支持フレーム１１０が開口１０２ａのいずれとも重ならず、非開口部と重なり、複数のレジストマスク１５０がそれぞれ対応する窓１１０ａから露出するよう、蒸着マスク１０２上に配置される。
この後、めっき法を用い、接続部１２０を形成する。接続部１２０は、蒸着マスク１０２の表面のうち支持フレーム１１０とレジストマスク１５０に覆われていない部分から主に成長し、その結果、図８（Ａ）に示すように、蒸着マスク１０２の上面、および支持フレーム１１０の窓１１０ａを構成する側面１１０ｂと接する接続部１２０が形成される。これにより、蒸着マスク１０２と支持フレーム１１０が固定される。
接続部１２０は、その厚さがレジストマスク１５０の厚さと同じになるように形成してもよい。あるいは接続部１２０は、厚さがレジストマスク１５０の厚さよりも小さくなるように形成してもよく、図８（Ａ）に示すように、大きくなるように形成してもよい。接続部１２０の厚さがレジストマスク１５０の厚さよりも大きい場合、蒸着マスク１０２と支持フレーム１１０間により強固な結合力を与えることができる。一方、レジストマスク１５０の厚さ以下の厚さを有するように接続部１２０を形成することで、レジストマスク１５０上に接続部１２０が形成されることが防止されるため、レジストマスク１５０の除去の際に接続部１２０が破壊されたり、これに起因して開口１０２ａが破損したりするなどの不具合を防止することができる。
その後、レジストマスク１５０を剥離液を用いるエッチング、および／またはアッシングなどによって除去し（図８（Ｂ））、さらに剥離層１３２を蒸着マスク１０２から剥離することで蒸着マスクユニット１００を作製することができる。この時、ダミーパターン１０４も支持フレーム１１０から分離されて、最終的に図３に示したような形状となる。
上述したように、本実施形態では、光硬化性樹脂膜１３６ｂに対して二回露光を行う。一回目の露光では保護膜１３６ｃを介して光が照射され、二回目の露光は保護膜１３６ｃを除去した後に行われる。このように露光を行うことで、複数の開口１０２ａを確実にレジストマスク１５０によって保護し、引き続くめっきにおいて開口１０２ａ内がめっきされることを防止することができる。その結果、歩留まりよく蒸着マスクユニット１００を製造することが可能となる。この理由を図９（Ａ）から図９（Ｃ）を用いて説明すする。
従来の方法では、レジストフィルム１３６を用いて開口１０２ａを保護する際には、剥離膜１３６ａを除去した後に蒸着マスク１０２上にレジストフィルム１３６を配置し、さらに保護膜１３６ｃを剥離した後に露光を行う。この場合、保護膜１３６ｃを剥離すると光硬化性樹脂膜１３６ｂの表面が帯電することがあり、このため、露光環境に存在するほこりなどの異物１５２が表面に付着しやすい（図９（Ａ））。この状態で露光が行われると、異物１５２と重なる領域では十分な露光ができない。その結果、この領域の光硬化性樹脂膜１３６ｂが現像時に除去され、レジストマスク１５０にピンホール１５０ａが生じる（図９（Ｂ））。ピンホール１５０ａが存在する状態でめっき法を適用して接続部１２０を形成すると、ピンホール１５０ａの下に位置する蒸着マスク１０２からもめっき成長が起こるため、開口１０２ａが金属によって塞がれてしまう（図９（Ｃ）の矢印参照）。開口１０２ａが塞がれると、その部分では蒸着される材料の蒸気が通過できないため、蒸着領域に膜を形成することができない。このような不良の発生は、蒸着マスクユニットの歩留まり低下の原因となる。
一方、保護膜１３６ｃを剥離する前に露光を行うと、保護膜１３６ｃの表面に異物が付いている場合に異物の下が露光されず、保護膜１３６ｃを剥離した後の現像で、異物の下の露光されなかった箇所に同じくピンホール１５０ａが形成されてしまい、前述と同様の不良発生の原因となる。
しかしながら、本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニット１００の作製方法により、上述した不良の発生が効果的に防止される。すなわち、保護膜１３６ｃを剥離せずに一回目の露光を行うため、レジストフィルム１３６の帯電が抑制され、異物が付着する確率が低下する。たとえ異物１５２が付着した状態で露光が行われることで十分に露光されない領域１３６ｄが発生しても（図１０（Ａ））、保護膜１３６ｃを剥離することでこの異物１５２も除去されるため、二回目の露光によってこの領域１３６ｄに対しても十分な露光が可能である（図１０（Ｂ））。また、保護膜１３６ｃを剥離した後に新たな異物１５４が付着したとしても、この異物１５４に覆われる部分は一回目の露光によって十分に露光されているため、現像時にピンホールを与えない。さらに、領域１３６ｄ上に異物１５４が重なるように付着する可能性は極めて低いため、領域１３６ｄは二回目の露光によって確実に硬化することができる。このため、ピンホールの発生が防止され、高い歩留りで蒸着マスクユニットを製造することが可能となる。このことは、蒸着マスクユニットの製造コストの低下にも寄与する。
＜第２実施形態＞
本実施例では、上述した蒸着マスクユニット１００製造方法の変形例について説明する。以下の変形例では、第１実施形態で述べた方法や構造と同様または類似する方法や構成については説明を割愛することがある。
本実施例では、上述した蒸着マスクユニット１００製造方法の変形例について説明する。以下の変形例では、第１実施形態で述べた方法や構造と同様または類似する方法や構成については説明を割愛することがある。
１．変形例１
まず、第１実施形態と同様に、複数の開口１０２ａを備える蒸着マスク１０２を作製する（図４（Ｃ））。その後、レジストフィルム１３６から剥離膜１３６ａを剥離し、光硬化性樹脂膜１３６ｂが蒸着マスク１０２と保護膜１３６ｃに挟まれるよう、蒸着マスク１０２上にレジストフィルム１３６を配置する（図５（Ｂ））。レジストフィルム１３６は、複数の開口１０２ａの全てを覆うように設けられる。
まず、第１実施形態と同様に、複数の開口１０２ａを備える蒸着マスク１０２を作製する（図４（Ｃ））。その後、レジストフィルム１３６から剥離膜１３６ａを剥離し、光硬化性樹脂膜１３６ｂが蒸着マスク１０２と保護膜１３６ｃに挟まれるよう、蒸着マスク１０２上にレジストフィルム１３６を配置する（図５（Ｂ））。レジストフィルム１３６は、複数の開口１０２ａの全てを覆うように設けられる。
本変形例では、露光前に保護膜１３６ｃを除去するとともに、図５（Ａ）に示すレジストフィルム１３６と同様の構造を有するレジストフィルム（以下、第２のレジストフィルム）１４０をさらに用いる。具体的には、保護膜１３６ｃをを除去した後、剥離膜（図示しない）、第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂ、第２の保護膜１４０ｃがこの順で積層された第２のレジストフィルム１４０から剥離膜を取り除き、第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂが蒸着マスク１０２と第２の保護膜１４０ｃに挟まれるよう、蒸着マスク１０２上に第２のレジストフィルム１４０を配置する（図１１（Ａ））。第２のレジストフィルム１４０も、複数の開口１０２ａの全てを覆うように設けられる。なお、第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂと第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂの厚さは互いに同一でもよく、異なっていてもよい。
次に、第２の保護膜１４０ｃを第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂ上に配置した状態でフォトマスク１３８を介して露光を行い（図１１（Ａ））、引き続いて第２の保護膜１４０ｃを剥離し、二回目の露光をフォトマスク１３８を介して行う（図１１（Ｂ））。その後、現像を行って未露光部を除去することにより、レジストマスク１５０が形成される（図１２（Ａ））。
この後、第１実施形態と同様に、支持フレーム１１０を配置し、めっき法を用いて接続部１２０を形成する。これらの工程は第１実施形態の工程と同様であるので、説明は割愛する。
この変形例では、複数のレジストフィルムを用いるため、より大きな厚さを有するレジストマスク１５０を形成することができる。したがって、厚さがレジストマスク１５０の厚さを超えないように接続部１２０を形成しても、蒸着マスク１０２と支持フレーム１１０間に強固な結合力を与えることができる。さらに、レジストマスク１５０を覆うように接続部１２０を形成する必要がない。このため、接続部１２０の形成後に剥離液を用いてレジストマスク１５０を除去する際、レジストマスク１５０の膨潤に伴う見かけ上の体積膨張に起因して接続部１２０が破損することを防止することができる。
本変形例でも、第２の保護膜１４０ｃを剥離せず、第２の保護膜１４０ｃを介して一回目の露光が行われる。このため、第１実施形態の製造方法と同様、異物の付着確率が低い。また、第２の保護膜１４０ｃ上に異物１５２が付着した状態で露光が行われても、その後第２の保護膜１４０ｃを剥離し、二回目の露光が行われるため、異物１５２に起因する未露光部分が露光される。したがって、現像時にピンホールがレジストマスク１５０に発生することを効果的に防止することが可能であり、これにより、高い歩留りで蒸着マスクユニットを低コストで製造することができる。
なお、図示しないが、レジストフィルムの数は二枚に限定されず、三枚以上用いてもよい。この場合には、最上層に配置されるレジストフィルムの保護膜のみを残した状態で、この保護膜を介して一回目の露光を行い、その後この保護膜を除去した後に二回目の露光を行えばよい。
２．変形例２
本変形例でも、変形例１と同様、複数のレジストフィルムが用いられる。ただし、一回目の露光で光硬化性樹脂膜１３６ｂのみを露光した後、二回目の露光を光硬化性樹脂膜１３６ｂと第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂに対して行う点が変形例１と異なる点である。
本変形例でも、変形例１と同様、複数のレジストフィルムが用いられる。ただし、一回目の露光で光硬化性樹脂膜１３６ｂのみを露光した後、二回目の露光を光硬化性樹脂膜１３６ｂと第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂに対して行う点が変形例１と異なる点である。
具体的には、第１実施形態と同様、保護膜１３６ｃを介し、光硬化性樹脂膜１３６ｂに対して一回目の露光を行う（図１３（Ａ））。引き続き、保護膜１３６ｃを取り除き、剥離膜が取り除かれた第２のレジストフィルム１４０を、第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂが蒸着マスク１０２と第２の保護膜１４０ｃに挟まれるよう、光硬化性樹脂膜１３６ｂ上に配置する。その後、第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂに対して露光を行う。この二回目の露光は、第２の保護膜１４０ｃを取り除いた後に行ってもよく、あるいは図１３（Ｂ）に示すように、第２の保護膜１４０ｃを第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂ上に残したまま行ってもよい。その後の工程は変形例１と同様であるため、説明は割愛する。説明は割愛するが、本変形例でも三枚以上のレジストフィルムを用いてもよい。この場合、レジストフィルムの使用枚数と露光回数が同一となる。
本変形例でも、大きな厚さを有するレジストマスク１５０を形成することができるため、蒸着マスク１０２と支持フレーム１１０間に強固な結合力を与えることができだけでなく、レジストマスク１５０の除去の際に接続部１２０が破損することを防止することができる。
本変形例では、第２の保護膜１４０ｃだけでなく保護膜１３６ｃも剥離せず、これらを介して露光が行うことができる。このため、保護膜１３６ｃや第２の保護膜１４０ｃの剥離で生じる光硬化性樹脂膜１３６ｂや第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂの表面の帯電が抑制され、異物の付着確率が低い。また、保護膜１３６ｃ上に異物１５２が付着した状態で露光が行われても、第２のレジストフィルム１４０を配置して二回目の露光が行われるため、異物１５２に起因する未露光部分が露光される。したがって、現像時にピンホールがレジストマスク１５０に発生することを効果的に防止することが可能であり、これにより、高い歩留りで蒸着マスクユニットを低コストで製造することができる。
３．変形例３
本変形例でも、変形例１、２と同様、複数のレジストフィルムを用いる。ただし、各露光後に現像を行う点で変形例１や２と異なる。
本変形例でも、変形例１、２と同様、複数のレジストフィルムを用いる。ただし、各露光後に現像を行う点で変形例１や２と異なる。
具体的には、第１実施形態と同様、剥離膜１３６ａを剥離したレジストフィルム１３６を蒸着マスク１０２上に設け、保護膜１３６ｃを介して露光を行う（図１４（Ａ））。その後、保護膜１３６ｃを取り除き、さらに現像を行ってレジストマスク１５０ｂを形成する（図１４（Ｂ））。
その後、剥離膜を剥離した第２のレジストフィルム１４０をレジストマスク１５０ｂ上に配置する（図１５（Ａ））。第２のレジストフィルム１４０の大きさは、レジストフィルム１３６のそれよりも小さくてもよく、レジストマスク１５０ｂの全体を覆う大きさであればよい。また、光硬化性樹脂膜１３６ｂの厚さと第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂの厚さは同一でもよく、異なっていてもよい。
引き続き、第２の保護膜１４０ｃを第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂ上に配置したまま、フォトマスク１３８を介して第２の光硬化性樹脂膜１４０ｂを露光する（図１５（Ａ））。この後、現像によって未露光部を除去することで、レジストマスク１５０ｂ上にレジストマスク１５０ｃが形成される（図１５（Ｂ））。この後の工程は第１実施形態のそれと同様であるので、説明は割愛する。
本変形例でも、レジストマスク１５０ｂと１５０ｃによって大きな厚さを有するマスクが形成されるため、蒸着マスク１０２と支持フレーム１１０間に強固な結合力を与えることができだけでなく、レジストマスク１５０ｂ、１５０ｃの除去の際に接続部１２０が破損することを防止することができる。
本変形例では、レジストマスク１５０ｂの形成における露光は、保護膜１３６ｃを介して行われる。したがって、異物の付着確率が低い。また、レジストマスク１５０ｂの形成後、その上に設けられる第２のレジストフィルム１４０に対し、第２の保護膜１４０ｃを介して露光が行われる。このため、異物に起因してレジストマスク１５０ｂにピンホールが発生しても、このピンホールを覆うようにレジストマスク１５０ｂが形成される。したがって、ピンホールに起因する不良の発生が防止され、高い歩留りで蒸着マスクユニットを低コストで製造することができる。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の作製方法を基にして、当業者が適宜工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１００：蒸着マスクユニット、１０２：蒸着マスク、１０２ａ：開口、１０２ｂ：開口群、１０４：ダミーパターン、１１０：支持フレーム、１１０ａ：窓、１１０ｂ：側面、１２０：接続部、１３０：支持基板、１３２：剥離層、１３４：レジストマスク、１３６：レジストフィルム、１３６ａ：剥離膜、１３６ｂ：光硬化性樹脂膜、１３６ｃ：保護膜、１３６ｄ：領域、１３８：フォトマスク、１３８ａ：遮光部、１３８ｂ：透光部、１４０：第２のレジストフィルム、１４０ｂ：第２の光硬化性樹脂膜、１４０ｃ：第２の保護膜、１５０：レジストマスク、１５０ａ：ピンホール、１５０ｂ：レジストマスク、１５０ｃ：レジストマスク、１５２：異物、１５４：異物、１６０：蒸着チャンバー、１６２：ロードロック扉、１６４：蒸着源、１６６：シャッター、１６８：移動機構、１７０：ホルダー、１８０：基板
Claims (20)
- 複数の開口を有する蒸着マスクを形成すること、
光硬化性樹脂膜と保護膜を有するレジストフィルムを、前記光硬化性樹脂膜が前記蒸着マスクと前記保護膜によって挟まれるように、かつ前記光硬化性樹脂膜が前記複数の開口を覆うように前記蒸着マスク上に配置すること、
前記保護膜を介して前記光硬化性樹脂膜に第一露光を実施すること、
前記保護膜を除去すること、
前記保護膜を除去した後に前記光硬化性樹脂膜に第二露光を実施すること、
前記光硬化性樹脂膜を現像することで複数のレジストマスクを形成すること、
少なくとも一つの窓を有する支持フレームを、前記蒸着マスクに接するように、前記蒸着マスク上に配置すること、および
前記支持フレームを前記蒸着マスクに固定する接続部をめっき法を用いて形成することを含む、蒸着マスクユニットを作製する方法。 - 前記第一露光、および前記第二露光は、同一のフォトマスクを介して行われる、請求項１に記載の方法。
- 前記保護膜は、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、またはフッ素含有ポリオレフィンを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記支持フレームは、鉄とニッケルを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記接続部の形成は、前記接続部の厚さが前記複数のレジストマスクの厚さ以下となるように行われる、請求項１に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの窓は複数の窓を含み、
前記支持フレームは、前記複数のレジストマスクの少なくとも一つが前記複数の窓の一つから露出するように前記蒸着マスク上に配置される、請求項１に記載の方法。 - 複数の開口を有する蒸着マスクを形成すること、
前記複数の開口を覆うように第１の光硬化性樹脂膜を前記蒸着マスク上に配置すること、
第２の光硬化性樹脂膜と保護膜を有するレジストフィルムを、前記第２の光硬化性樹脂膜が前記蒸着マスクと前記保護膜によって挟まれるように、かつ前記第２の光硬化性樹脂膜が前記複数の開口を覆うように前記第１の光硬化性樹脂膜上に配置すること、
前記保護膜を介して前記第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜に第一露光を実施すること、
前記保護膜を除去すること、
前記保護膜を除去した後に前記第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜に第二露光を実施すること、
前記前記第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜を現像することで複数のレジストマスクを形成すること、
少なくとも一つの窓を有する支持フレームを、前記蒸着マスクに接するように、前記蒸着マスク上に配置すること、および
前記支持フレームを前記蒸着マスクに固定する接続部をめっき法を用いて形成することを含む、蒸着マスクユニットを作製する方法。 - 前記第一露光、および前記第二露光は、同一のフォトマスクを介して行われる、請求項７に記載の方法。
- 前記保護膜は、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、またはフッ素含有ポリオレフィンを含む、請求項７に記載の方法。
- 前記支持フレームは、鉄とニッケルを含む、請求項７に記載の方法。
- 前記接続部の形成は、前記接続部の厚さが前記複数のレジストマスクの厚さ以下となるように行われる、請求項７に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの窓は複数の窓を含み、
前記支持フレームは、前記複数のレジストマスクの少なくとも一つが前記複数の窓の一つから露出するように前記蒸着マスク上に配置される、請求項７に記載の方法。 - 複数の開口を有する蒸着マスクを形成すること、
第１の光硬化性樹脂膜と第１の保護膜を有する第１のレジストフィルムを、前記第１の光硬化性樹脂膜が前記蒸着マスクと前記第１の保護膜によって挟まれるように、かつ前記第１の光硬化性樹脂膜が前記複数の開口を覆うように前記蒸着マスク上に配置すること、
前記第１の保護膜を介して前記第１の光硬化性樹脂膜に第一露光を実施すること、
前記第１の保護膜を除去すること、
前記複数の開口を覆うように第２の光硬化性樹脂膜を有する第２のレジストフィルムを前記第１の光硬化性樹脂膜上に配置すること、
前記第１の光硬化性樹脂膜と前記第２の光硬化性樹脂膜に第二露光を実施すること、
前記前記第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜を現像することで複数のレジストマスクを形成すること、
少なくとも一つの窓を有する支持フレームを、前記蒸着マスクに接するように、前記蒸着マスク上に配置すること、および
前記支持フレームを前記蒸着マスクに固定する接続部をめっき法を用いて形成することを含む、蒸着マスクユニットを作製する方法。 - 前記第一露光、および前記第二露光は、同一のフォトマスクを介して行われる、請求項１３に記載の方法。
- 前記第１の保護膜は、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、またはフッ素含有ポリオレフィンを含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記第２のレジストフィルムは第２の保護膜を含み、
前記第１の保護膜を除去した後の前記第１の光硬化性樹脂膜と第２の光硬化性樹脂膜の前記第二露光は、前記第２の保護膜を介して行われる、請求項１３に記載の方法。 - 前記第２の保護膜は、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、またはフッ素含有ポリオレフィンを含む、請求項１６に記載の方法。
- 前記支持フレームは、鉄とニッケルを含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記接続部の形成は、前記接続部の厚さが前記複数のレジストマスクの厚さ以下となるように行われる、請求項１３に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの窓は複数の窓を含み、
前記支持フレームは、前記複数のレジストマスクの少なくとも一つが前記複数の窓の一つから露出するように前記蒸着マスク上に配置される、請求項１３に記載の方法。
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