JPWO2020031302A1 - 蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および有機半導体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

蒸着マスク（１００）は、少なくとも１つの第１開口部（２５）を含む磁性金属体（２０）と、磁性金属体（２０）上に少なくとも１つの第１開口部（２５）を覆うように配置され、かつ、少なくとも１つの第１開口部（２５）内に位置する複数の第２開口部（１３）を有する積層体（３０）とを備え、積層体（３０）は、第１層（ｍ１）と、第１層（ｍ１）と磁性金属体（２０）との間に配置された第２層（ｍ２）とを含み、少なくとも１つの第１開口部（２５）内において、室温以上の第１の温度における、第１層の弾性率Ｅ１、第１層の厚さａ１、第１層が有する内部応力σ１、第２層の弾性率Ｅ２、第２層の厚さａ２、第２層が有する内部応力σ２（ただし、σ１、σ２は引張応力のときに正）は、下記式（１）、（２）σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０・・・（１）０＜ａ１×σ１＋ａ２×σ２・・・（２）を満足する。

Description

本発明は、蒸着マスク、および、蒸着マスクの製造方法に関する。また、本発明は、蒸着マスクを用いた有機半導体素子の製造方法にも関する。

近年、次世代ディスプレイとして有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）表示装置が注目を集めている。現在量産されている有機ＥＬ表示装置では、有機ＥＬ層の形成は、主に真空蒸着法を用いて行われている。

蒸着マスクとしては、金属製のマスク（メタルマスク）が一般的である。しかしながら、有機ＥＬ表示装置の高精細化が進むにつれ、メタルマスクを用いて精度良く蒸着パターンを形成することが困難になりつつある。現在の金属加工技術では、メタルマスクとなる金属板（例えば厚さ１００μｍ程度）に、短い画素ピッチ（例えば１０〜２０μｍ程度）に対応した小さな開口部を高い精度で形成することが難しいからである。

そこで、精細度の高い蒸着パターンを形成するための蒸着マスクとして、樹脂層と金属層（磁性金属体）とが積層された構造を有する蒸着マスク（以下では「積層型マスク」とも呼ぶ）が提案されている。

例えば特許文献１は、樹脂フィルムと、金属磁性体である保持部材とが積層された積層型マスクを開示している。樹脂フィルムには、所望の蒸着パターンに対応した複数の開口部が形成されている。保持部材には、樹脂フィルムの開口部よりもサイズの大きいスリットが形成されている。樹脂フィルムの開口部は、スリット内に配置されている。そのため、特許文献１の積層型マスクを用いる場合、蒸着パターンは、樹脂フィルムの複数の開口部に対応して形成される。一般的なメタルマスク用の金属板よりも薄い樹脂フィルムには、小さな開口部であっても高い精度で形成することができる。

樹脂フィルムに上記のような小さな開口部を形成する際には、レーザアブレーション法が好適に用いられる。特許文献１には、サポート材（ガラス基板など）に載置された樹脂フィルムにレーザを照射し、所望のサイズの開口部を形成する方法が記載されている。

図２１（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、特許文献１に開示された従来の蒸着マスクの製造方法を説明するための模式的な工程断面図である。

特許文献１では、まず、図２１（ａ）に示すように、樹脂フィルム８１上に、開口部（スリット）８５を有する金属層８２を形成し、積層膜８０を得る。次いで、図２１（ｂ）に示すように、積層膜８０に所定の面内方向に張力を付与した状態で、積層膜８０をフレーム８７に取り付ける。この後、積層膜８０を、図２１（ｃ）に示すように、ガラス基板９０上に載置する。このとき、樹脂フィルム８１における金属層８２と反対側の面を、エタノールなどの液体８８を介してガラス基板９０に密着させる。この後、図２１（ｄ）に示すように、樹脂フィルム８１のうち金属層８２のスリット８５によって露出された部分にレーザ光Ｌを照射することにより、樹脂フィルム８１に複数の開口部８９を形成する。このようにして、積層型の蒸着マスク９００が製造される。

なお、上記の例では、保持部材である磁性金属体（金属層８２）は、１つの蒸着対象基板上に複数のデバイス（例えば有機ＥＬディスプレイ）を形成するための蒸着マスクにおいて、１つのデバイスに対応する単位領域Ｕに対して２以上の開口部またはスリットが配置された構造を有しているが、１つの単位領域Ｕに対して１つの開口部を有してもよい。このような構造を「オープンマスク構造」と称する。以下、オープンマスク構造を有する磁性金属体を、単に「オープンマスク」と呼ぶことがある。

特開２０１４−２０５８７０号公報

本発明者が検討したところ、図２１に例示される方法で製造された従来の蒸着マスクでは、樹脂フィルムに自重によるたわみが生じることがあった。

樹脂フィルムにたわみが生じたりしていると、完成した蒸着マスクを蒸着対象となる基板（以下、「蒸着対象基板」と呼ぶ。）に密着させ難くなり、蒸着時に蒸着マスクと蒸着対象基板との間に隙間が生じ得る。このため、従来の蒸着マスクを用いて蒸着パターンを形成すると、蒸着パターンが所望の形状よりも広がって形成され、蒸着パターンの境界がぼけてしまう（以下、「蒸着ボケ」と呼ぶ。）ことがあり、高精細な蒸着パターンが得られない可能性がある。この結果、赤画素（Ｒ）、緑画素（Ｇ）および青画素（Ｂ）のうちの隣接する画素間で混色が生じ、表示品位を低下させる場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精細な蒸着パターンの形成に好適に用いられ得る積層型の蒸着マスク、およびその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような蒸着マスクを用いた有機半導体素子の製造方法を提供することにある。

本発明による一実施形態の蒸着マスクは、少なくとも１つの第１開口部を含む磁性金属体と、前記磁性金属体上に前記少なくとも１つの第１開口部を覆うように配置され、かつ、前記少なくとも１つの第１開口部内に位置する複数の第２開口部を有する積層体とを備え、前記積層体は、第１層と、前記第１層と前記磁性金属体との間に配置された第２層とを含み、前記少なくとも１つの第１開口部内において、室温以上の第１の温度における、前記第１層の弾性率Ｅ１、前記第１層の厚さａ１、前記第１層が有する内部応力σ１、前記第２層の弾性率Ｅ２、前記第２層の厚さａ２、前記第２層が有する内部応力σ２（ただし、σ１、σ２は引張応力のときに正）は、下記式（１）、（２）
σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０・・・（１）
０＜ａ１×σ１＋ａ２×σ２・・・（２）
を満足する。

ある実施形態において、前記第１の温度は、室温以上６０℃以下である。

ある実施形態において、前記第１の温度において、前記積層体のうち前記少なくとも１つの第１開口部内に位置する部分は、前記磁性金属体と反対側に凸になるように反っている。

ある実施形態において、前記積層体と前記磁性金属体との間に位置し、前記積層体と前記磁性金属体とを接合する接着層をさらに備える。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層は、それぞれ、樹脂層であるか、または、金属材料以外の無機材料から形成されている。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層のいずれか一方は金属層である。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層の少なくとも一方は樹脂層である。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層は、いずれも樹脂層である。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層の少なくとも一方はポリイミド層である。

ある実施形態において、前記第１層はポリイミド層、前記第２層は化学線硬化型の樹脂材料を用いて形成されている。

ある実施形態において、前記第１層はポリイミド層、前記第２層は、金属材料以外の無機材料を用いて形成されている。

ある実施形態において、前記積層体のみが前記磁性金属体の前記少なくとも１つの第１開口部を覆うように配置されており、前記積層体は、前記第１層および前記第２層のみからなる。

ある実施形態において、前記磁性金属体を支持するフレームをさらに備える。

ある実施形態において、前記磁性金属体はオープンマスク構造を有する。

本発明による一実施形態の、蒸着マスクの製造方法は、（Ａ）少なくとも１つの第１開口部を有する磁性金属体を用意する工程と、（Ｂ）基板を用意する工程と、（Ｃ）前記基板の表面に、第１層と前記第１層の上に形成された第２層とを含む積層体を形成する工程と、（Ｄ）前記基板の前記表面に形成された前記積層体を、前記磁性金属体上に、前記少なくとも１つの第１開口部を覆うように固定する工程と、（Ｅ）前記積層体に、複数の第２開口部を形成する工程と、（Ｆ）前記基板から前記積層体を剥離する工程とを包含し、前記少なくとも１つの第１開口部内において、室温以上の第１の温度における、前記第１層の弾性率Ｅ１、前記第１層の厚さａ１、前記第１層が有する内部応力σ１、前記第２層の弾性率Ｅ２、前記第２層の厚さａ２、前記第２層が有する内部応力σ２（ただし、σ１、σ２は引張応力のときに正）は、下記式（１）、（２）
σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０・・・（１）
０＜ａ１×σ１＋ａ２×σ２・・・（２）
を満足する。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層の少なくとも一方は樹脂層であり、前記工程（Ｃ）は、樹脂材料を含む溶液または樹脂材料のワニスを付与した後、熱処理を行うことによって前記樹脂層を形成する工程を含む。

ある実施形態において、前記樹脂層はポリイミド層である。

ある実施形態において、前記工程（Ｆ）は、前記工程（Ｅ）の後に行われる。

ある実施形態において、前記磁性金属体の周縁部にフレームを設ける工程をさらに包含する。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層を、それぞれ、樹脂材料を用いて、または、金属材料以外の無機材料を用いて形成する。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層は、いずれも樹脂層である。

ある実施形態において、前記第１層および前記第２層のいずれか一方は金属層である。

ある実施形態において、前記基板はガラス基板であり、前記ガラス基板の熱膨張係数は、前記第１層および前記第２層のそれぞれの材料の熱膨張係数と同程度またはそれ以下である。

ある実施形態において、前記第１の温度は、６０℃以下である。

ある実施形態において、前記磁性金属体はオープンマスク構造を有する。

本発明による一実施形態の、有機半導体素子の製造方法は、上記のいずれかに記載の蒸着マスクを用いて、前記第１の温度で、ワーク上に有機半導体材料を蒸着する工程を包含する。

本発明の実施形態によると、高精細な蒸着パターンの形成に好適に用いられ得る積層型の蒸着マスクおよびその製造方法が提供される。

（ａ）は、本発明による実施形態の蒸着マスク１００を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。 蒸着マスク１００の積層体１０の一部の模式的な拡大断面図である。 （ａ）は、蒸着マスク１００の模式的な断面図、（ｂ）は、蒸着マスク１００を用いた蒸着工程を説明するための断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および４Ｂ−４Ｂ’線に沿った工程断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および５Ｂ−５Ｂ’線に沿った工程断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および６Ｂ−６Ｂ’線に沿った工程断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および７Ｂ−７Ｂ’線に沿った工程断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および８Ｂ−８Ｂ’線に沿った工程断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクの他の製造方法を例示する工程断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクのさらに他の製造方法を例示する工程断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクのさらに他の製造方法を例示する工程断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明による実施形態の蒸着マスクのさらに他の製造方法を例示する工程断面図である。 （ａ）は、サンプルＡ〜Ｃの上面図であり、（ｂ）は、各サンプルの基板の変形を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、温度Ｔ０および温度Ｔ１における積層体１０を模式的に示す図である。 本発明による実施形態の蒸着マスクの変形例を示す模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による実施形態の他の蒸着マスクを模式的に示す平面図である。 トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置５００を模式的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、有機ＥＬ表示装置５００の製造工程を示す工程断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、有機ＥＬ表示装置５００の製造工程を示す工程断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、レーザアブレーション法によって樹脂フィルムにバリが生成される様子を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、特許文献１に開示された従来の蒸着マスクの造方法を説明するための模式的な工程断面図である。 （ａ）は、参考例の蒸着マスク８００の模式的な断面図、（ｂ）は、蒸着マスク８００を用いた蒸着工程を説明するための断面図である。

積層型の従来の蒸着マスクにおいて、蒸着パターンの境界がぼけてしまう（蒸着ボケ）が生じる要因として、樹脂フィルムのたわみ、樹脂フィルムの加工時に発生するバリ等が挙げられる。樹脂フィルムのバリおよびたわみについて、本発明者が検討の結果、見出した知見を以下に説明する。

＜バリについて＞
従来の方法では、図２１（ｃ）および（ｄ）を参照しながら説明したように、エタノールなどの液体８８の表面張力によって樹脂フィルム８１をガラス基板９０に密着させた状態で、樹脂フィルム８１の所定の領域（以下、「レーザ照射領域」と略する）にレーザ光Ｌを照射し、開口部８９を形成する。本発明者が検討したところ、この方法では、樹脂フィルム８１をガラス基板９０に密着させる際に、ガラス基板９０と樹脂フィルム８１との界面に部分的に気泡が生じ、局所的に密着性が低くなるおそれがあることが分かった。さらに、本発明者は、樹脂フィルム８１のあるレーザ照射領域の下方に気泡が存在していると、高い精度で開口部８９を形成することが困難になるだけでなく、そのレーザ照射領域にバリが生成され易くなることを見出した。図２０を参照して詳しく説明する。

図２０（ａ）〜（ｄ）は、ガラス基板９０と樹脂フィルム８１との間の気泡によってバリが生成される様子を説明するための模式的な断面図である。図２０では金属層および液体の図示を省略している。

図２０（ａ）に示すように、ガラス基板９０などのサポート材上に、（例えば液体を介して）樹脂フィルム８１を密着させる場合、ガラス基板９０と樹脂フィルム８１との間に部分的に隙間（気泡）９４が生じ得る。この状態で、レーザアブレーション法により、樹脂フィルム８１の加工（以下、単に「レーザ加工」と呼ぶことがある）を行うと、図２０（ｂ）に示すように、樹脂フィルム８１のうち気泡９４上に位置する部分に、開口部を形成するためのレーザ照射領域９２が配置される可能性がある。レーザ照射領域９２には、例えば樹脂フィルム８１の表面に焦点を合わせて、複数回のショットが行われる。

レーザアブレーションは、固体の表面にレーザ光を照射したとき、レーザ光のエネルギーによって固体表面の構成物質が急激に放出される現象をいう。ここでは、放出される速度をアブレーション速度という。レーザ加工の際に、レーザ照射領域９２において、エネルギーの分布に依存してアブレーション速度に分布が生じ、樹脂フィルム８１の一部のみに先に貫通孔が形成される可能性がある。そうすると、図２０（ｃ）に示すように、樹脂フィルム８１のうち薄膜化された他の部分９８は、樹脂フィルム８１の裏側（すなわち、樹脂フィルム８１とガラス基板９０との間にある気泡９４内）に折り返されてしまい、それ以上レーザ光Ｌで照射されなくなる。この結果、薄膜化された部分９８が除去されずに残された状態で、開口部８９が形成されてしまう。本明細書では、樹脂フィルム８１のうち薄膜化された状態で残された部分９８を「バリ」と呼ぶ。

バリ９８が樹脂フィルム８１の裏面側に突出していると、蒸着マスクを蒸着対象基板に設置するときに、蒸着マスクの一部が蒸着対象基板から浮いてしまうことがある。このため、開口部８９に対応した形状の蒸着パターンが得られない可能性がある。

レーザ加工後に樹脂フィルム８１のバリ９８を取り除く処理（バリ取り工程）が行われることもある。例えば樹脂フィルム８１の裏面を拭き取ること（ワイピング）が試みられている。しかしながら、バリ取り工程によって、樹脂フィルム８１に生じたバリ９８を全て取り除くことは難しい。また、図２０（ｄ）に例示するように、ワイピングによって、一部のバリ９８が開口部８９の内部に突出するように戻されると、蒸着工程で、蒸着対象基板のうち開口部８９で規定される領域の一部に蒸着材料が堆積されなくなる場合がある（「膜抜け」と呼ばれる。）。この結果、電極が露出し、短絡による点灯不良が生じる可能性がある。

なお、上記では樹脂フィルムを例に説明したが、樹脂以外の材料からなるフィルムであっても、上記と同様の方法でレーザ加工を行えば、同様のバリが発生すると考えられる。

＜樹脂フィルムのたわみ＞
従来の積層型マスクでは、樹脂フィルム、または樹脂フィルムと金属層（磁性金属体）との積層膜は、架張機等によって特定の層面内方向に引っ張られた状態で、フレームに固定されている（以下、「架張工程」と呼ぶ）。このようなマスクでは、樹脂フィルムに自重によるたわみが生じやすい。たわみが生じると、蒸着マスクと蒸着対象基板との間に隙間が形成され、蒸着ボケが生じる場合がある。

特に、磁性金属体の開口部が大きくなると、この問題は顕著になる。例えば、より安価で簡便に蒸着マスクを製造するために、磁性金属体としてオープンマスクを使用する場合、オープンマスクの開口部は、１つのデバイスに対応する単位領域（アクティブエリア）Ｕに対応し、比較的大きいため、樹脂フィルムの自重によるたわみ量が増大しやすい。

図２２（ａ）は、参考例の蒸着マスク８００を示す断面図である。蒸着マスク８００は、磁性金属体（例えばオープンマスク）１１０と、磁性金属体１１０に接合された樹脂膜１１２とを有している。樹脂膜１１２のうち磁性金属体１１０の開口部内に位置する第１領域１１２ａはたわみ（凹状に窪んだ部分）を有している。すなわち、樹脂膜１１２が上になるように蒸着マスク８００を設置したとき、樹脂膜１１２の第１領域１１２ａは、磁性金属体１１０の上面を含む基準面ｂｓよりも下方に位置する。樹脂膜１１２のたわみ量（磁性金属体１１０の上面の高さｈ１と樹脂膜１１２の高さｈ２との差）Δｈは、例えば、第１領域１１２ａの略中央部で最大になる。

蒸着を行う際には、図２２（ｂ）に示すように、蒸着マスク８００を、磁性金属体１１０の磁力によって蒸着対象基板１１４に固定する。このとき、樹脂膜１１２にたわみが存在していると、蒸着マスク８００の樹脂膜１１２と蒸着対象基板１１４との間に隙間ｇが形成されてしまう。このため、特に磁性金属体１１０の中央部近傍で蒸着ボケが生じやすくなり、樹脂膜１１２の第１領域１１２ａに形成された開口パターンに対応する蒸着パターンを形成することが困難になる。

本発明者は、上記知見に基づいて検討した結果、ガラス基板などの支持基板上に樹脂層を形成し、支持基板上で樹脂層の加工（開口部の形成）を行うことで、バリの発生を抑えつつ高精度な加工が可能になること、および、樹脂層の形成条件によってたわみを低減できることを見出した（本出願人による未公開のＰＣＴ／ＪＰ２０１７／００３４０９）。参考のため、ＰＣＴ／ＪＰ２０１７／００３４０９の記載内容の全てを本願に援用する。

本発明者は、さらに検討を重ね、たわみに起因する蒸着ボケをより効果的に抑制することが可能な新規なマスク構造に想到した。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施の形態）
＜蒸着マスクの構造＞
図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明の実施形態による蒸着マスク１００を説明する。図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ蒸着マスク１００を模式的に示す平面図および断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面を示している。なお、図１は、蒸着マスク１００の一例を模式的に示すものであり、各構成要素のサイズ、個数、配置関係、長さの比率などは図示する例に限定されない。後述する他の図面でも同様である。

蒸着マスク１００は、磁性金属体２０と、磁性金属体２０の主面２０ｓ上に配置された積層体１０とを備える。積層体１０と磁性金属体２０との間の少なくとも一部に位置する接着層５０をさらに備えてもよい。接着層５０は、積層体１０と磁性金属体２０とを接合する層である。

蒸着マスク１００は、積層体１０と磁性金属体２０とが積み重ねられた構造を有する積層型マスクである。以下では、積層体１０および磁性金属体２０を含む構造体３０を「マスク体」と呼ぶことがある。

マスク体３０の周縁部には、フレーム４０が設けられていてもよい。フレーム４０は、磁性金属体２０における主面２０ｓと反対側の面に接合されていてもよい。

磁性金属体２０は、少なくとも１つの開口部（以下、「第１開口部」と呼ぶ）２５を有している。この例では、磁性金属体２０は、複数（６つ）の第１開口部２５を有している。磁性金属体２０のうち第１開口部２５の周辺に位置し、金属の存在している部分（隣接する第１開口部２５の間に位置する部分も含む）２１を「中実部」と呼ぶ。磁性金属体２０はオープンマスク構造を有していてもよい。つまり、１つのデバイスに対応する単位領域Ｕに対して１つの開口部を有していてもよい。

後述するように、蒸着マスク１００を用いて蒸着工程を行う際、蒸着マスク１００は、磁性金属体２０が蒸着源側、積層体１０がワーク（蒸着対象物）側に位置するように配置される。磁性金属体２０は磁性体であるので、磁気チャックを用いることにより、蒸着工程において蒸着マスク１００をワーク上に簡便に保持および固定することができる。

積層体１０は、磁性金属体２０の主面２０ｓ上に、第１開口部２５を覆うように配置されている。積層体１０は、第１層ｍ１と、第１層ｍ１と磁性金属体２０との間に配置された第２層ｍ２とを含む。なお、積層体１０は３以上の積層構造を有してもよい。各層の詳細な構造は後述する。

積層体１０のうち各第１開口部２５内に位置する領域１０ａを「第１領域」、蒸着マスク１００の法線方向から見たとき、磁性金属体２０の中実部２１と重なっている領域１０ｂを「第２領域」と称する。

積層体１０の第１領域１０ａには複数の開口部（以下、「第２開口部」）１３が形成されている。複数の第２開口部１３は、ワークに形成されるべき蒸着パターンに対応したサイズ、形状および位置に形成されている。この例では、各単位領域Ｕにおいて、複数の第２開口部１３が所定のピッチで配列されている。隣接する２つの単位領域Ｕの間隔は、典型的には、単位領域Ｕ内における隣接する２つの第２開口部１３の間隔よりも大きい。また、この例では、第１領域１０ａ上には磁性金属は存在していない。

積層体１０の第２領域１０ｂは、接着層５０を介して、磁性金属体２０の第１開口部２５の周辺（中実部２１）に接合されている。接着層５０は、特に限定されないが、金属層であってもよい。例えば、積層体１０の第２領域１０ｂ上にめっき等で金属層を形成し、金属層と磁性金属体２０の中実部２１とを溶接することによって、積層体１０と磁性金属体２０とが接合されていてもよい。あるいは、接着層５０は接着剤で形成されてもよい。なお、積層体１０は、上記に例示した方法で磁性金属体２０に接合されていればよく、フレーム４０とは直接接合されていなくてもよい。

＜積層体１０＞
図２は、積層体１０の一部の模式的な拡大断面図である。ここでは、蒸着マスク１００の温度が室温以上の温度（「第１の温度」）Ｔ１である場合の積層体１０の断面を示す。第１の温度Ｔ１は、例えば、蒸着工程における蒸着マスクの温度であり、室温よりも高くてもよい。第１の温度Ｔ１は、６０℃以下であってもよい。

本実施形態では、積層体１０は、第１層ｍ１と、第１層ｍ１の磁性金属体２０側（蒸着源側）に配置された第２層ｍ２とを含む。

磁性金属体２０の各第１開口部２５内において、第１の温度Ｔ１における、第１層ｍ１の弾性率Ｅ１、第１層ｍ１の厚さａ１、第１層ｍ１が有する内部応力σ１、第２層ｍ２の弾性率Ｅ２、第２層ｍ２の厚さａ２、第２層ｍ２が有する内部応力σ２（ただし、σ１、σ２は引張応力のときに正）は、下記式（１）、（２）を満足する。
σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０・・・（１）
０＜ａ１×σ１＋ａ２×σ２・・・（２）

式（２）は、第１層ｍ１および第２層ｍ２を含む積層体１０の第１領域１０ａが、全体として、層面内方向に引張応力（引張の内部応力）を有することを表している。積層体１０の第１領域１０ａが引張応力を有することで、積層体１０の第１領域１０ａに自重によって生じるたわみを少なくとも低減できる。

式（１）は、第１領域１０ａにおいて、第２層ｍ２の引張応力の方向におけるひずみ量が、第１層ｍ１の引張応力の方向におけるひずみ量よりも大きい（すなわち、第２層ｍ２の方が収縮率が高い）ことを表している。

積層体１０の各層が式（１）、（２）を満たすことで、図２に示したように、積層体１０の各第１領域１０ａは、第１の温度Ｔ１で、第１層ｍ１側に凸となるように反る。言い換えると、磁性金属体２０の上方に積層体１０が位置するように蒸着マスク１００を配置したときに、積層体１０の第１領域１０ａは凸状に（上に凸になるように）反る。積層体１０の下面と磁性金属体２０との接合面を含む面ｂｓを基準面とすると、第１領域１０ａ全体に亘って、積層体１０の下面の高さｈ２は、基準面ｂｓの高さｈ１以上であってもよい。第１領域１０ａの中央部近傍で、積層体１０の下面の高さｈ２と基準面ｂｓの高さｈ１との差Δｈ（＝ｈ２−ｈ１＞０）は最大であってもよい。

一例として、第1層ｍ１および第２層ｍ２の熱応力を制御することによって、第１層ｍ１側に凸となるように反った（凸面状になる）積層体１０を形成できる。以下、図面を参照しながら説明する。

図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、それぞれ、温度Ｔ０および温度Ｔ１における積層体１０を模式的に示す図である。温度Ｔ０は、積層体形成時の温度、すなわち２つの層ｍ１、ｍ２が界面で接合・固定された時の温度である。ただし、積層体１０に樹脂層を用いるとき、そのガラス転移温度超では、応力は緩和されると考えられるので、温度Ｔ０をガラス転移温度Ｔｇとすればよい。温度（第１の温度）Ｔ１は、蒸着時の温度、すなわち蒸着マスク１００を使用して蒸着を行う際の蒸着マスク１００の温度である。温度変化における積層体１０の端部の変位量δを反り量とする。ここでは、積層体１０が第２層ｍ２側に凸となるように反るときの反り量δを正とする。積層体１０が第１層ｍ１側に凸となるように反る場合には、反り量δは負の値になる。反り量δを、バイメタルの反りの理論式を用いて求めると以下のようになる。

バイメタルの反りの理論式は、チモシェンコ（Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ）の理論に従えば、以下に示す式（３）及び式（４）で表される。

ここで、Ｅ１、Ｅ２は第１層ｍ１および第２層ｍ２の弾性率、ａ１、ａ２は第１層ｍ１および第２層ｍ２の厚さ、α１、α２は第１層ｍ１および第２層ｍ２の線膨張係数αである。ｈ、ｍ、ｎは、それぞれ、ｈ＝ａ１+ａ２、ｍ＝ａ１／ａ２、ｎ＝Ｅ１／Ｅ２である。また、Ｌは積層体１０の幅（磁性金属体２０の第１開口部２５の幅）に相当する。ρは積層体１０の曲率、θは積層体１０の反りを円弧と想定した場合の円弧に対する中心角の半分である。半径ρの円弧を考え、弦の長さをＬとする。また、中心から弦の中央を通る垂直線を引くと、弦の中央から円弧の垂直線との交点までの長さが反り量δとなる。

式（３）における（α２−α１）（Ｔ１−Ｔ０）は、下記の内部応力σ１、σ２
σ１＝−α１×（Ｔ１−Ｔ０）×Ｅ１
σ２＝−α２×（Ｔ１−Ｔ０）×Ｅ２
を用いると、下記の式（５）で表すことができる。ここで、内部応力σ１、σ２は、Ｔ０からＴ１へ温度が変化したとき各層に発生する熱応力に相当する。応力の符号は、各層において引張が正、圧縮を負とする。

σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２ （５）
式（５）が負のとき（すなわち、式（２）σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０を満足するとき）、式（３）から算出される曲率ρは負となり、式（４）から求められる反り量δも負となる。従って、式（２）を満足すれば、積層体１０が第１層ｍ１側に凸となるように反る（δ＜０）。

なお、上記の説明において、内部応力σ１、σ２ともに、熱応力に起因するものを例示したが、一般に、膜が有する内部応力は、熱応力の他、例えば、膜が硬化性樹脂で形成されている場合には、硬化収縮による内部応力（引張応力）が発生する。また、無機膜においては、成膜条件（例えばＣＶＤ条件）によって圧縮応力または引張応力が成膜時に発生する。

本実施形態によると、積層体１０は蒸着対象基板側に凸となるような反りを有するので、蒸着時に蒸着マスク１００を蒸着対象基板に密着させることが可能になる。従って、図２２（ａ）および（ｂ）を参照しながら前述した、蒸着マスクと蒸着対象基板との隙間ｇに起因する蒸着ボケを抑制できる。

図３（ａ）は、本実施形態の蒸着マスク１００の模式的な断面図、図３（ｂ）は、蒸着マスク１００を用いた蒸着工程を説明するための断面図である。

図３（ａ）に示したように、蒸着マスク１００の積層体１０は、第１層ｍ１と第２層ｍ２との内部応力差により、蒸着対象基板側に凸となるような反り１１を有する。このため、図３（ｂ）に示したように、蒸着対象基板７０に、方向（蒸着方向）７１から蒸着を行う際に、蒸着マスク１００を磁性金属体２０によって蒸着対象基板７０に密着させると、積層体１０の凸面状の反り１１は蒸着対象基板７０に押し付けられ、蒸着対象基板７０と積層体１０との間には隙間が形成されない（または隙間を小さくできる）。従って、蒸着ボケを抑制でき、所望の蒸着パターンを実現できる。

また、本実施形態によると、たわみに起因する蒸着パターンのずれを抑制するために、積層体１０の第１領域１０ａ上に別途磁性金属を配置する必要がない。従って、金属膜の精密なパターニング工程が不要になり、従来よりも製造プロセスおよび製造コストを大幅に低減できる。

後述するように、本実施形態では、積層体１０は、ガラス基板などの支持基板上に、第１層ｍ１および第２層ｍ２の順で形成される。この後、支持基板上で積層体１０に対してレーザ加工を行うことによって、第２開口部１３を形成してもよい。支持基板と積層体１０とは密着されており、両者の間には気泡が存在していない（あるいはほとんど存在していない）ため、積層体１０のレーザ加工工程においてバリの発生が抑制される。これにより、第２開口部１３の近傍に生じるバリの数（単位面積当たりの個数）を従来よりも大幅に低減できる。支持基板は、積層体１０に第２開口部１３が形成された後に積層体１０から剥離される。この方法を用いる場合には、第１層ｍ１として、レーザリフトオフ法等により支持基板から剥離することができる層を用いる。

第１層ｍ１、第２層ｍ２は、上記式（１）、（２）を満たすものであれば、その材料、厚さ等は特に限定しない。

第１層ｍ１および第２層ｍ２の材料は、有機材料でもよいし、無機材料もよい。ただし、レーザ加工によって積層体１０に第２開口部１３を形成する場合には、第１層ｍ１および第２層ｍ２の材料として、レーザ加工が可能な材料を用いる。

第１層ｍ１の材料として、ポリイミド、ポリオレフィン、フッ素系ポリマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料、グラファイト、モリブデンシリサイド膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、グラファイト、モリブデンシリサイド膜、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、ＩＴＯやゾルゲル法やポリシラザン法による塗布型の酸化シリコン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、ＩＴＯなどの無機材料（金属材料を除く）、ニッケル、インバー合金、スーパーインバー合金などの金属材料を用いることができる。また、シルセスキオキサン等の有機・無機複合材料でもよい。第２層ｍ２の材料として、ポリイミド、ポリオレフィン、フッ素系ポリマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料、グラファイト、モリブデンシリサイド膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、ＩＴＯやゾルゲル法やポリシラザン法による塗布型の酸化シリコン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、ＩＴＯなどの無機材料（金属材料を除く）、ニッケル、インバー合金などの金属材料を用いることができる。また、シルセスキオキサン等の有機・無機複合材料でもよい。アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料は、熱硬化型であってもよいし、紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）などの化学線を用いて硬化させる化学線硬化型であってもよい。

第１層ｍ１および第２層ｍ２の形成方法も特に限定されない。塗布法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などの公知の成膜方法を用いて、支持基板上に形成され得る。第１層ｍ１を形成する方法、形成温度などの形成条件は、第２層ｍ２を形成する方法、形成条件などと同じであってもよいし、異なっていてもよい。

第１層ｍ１および第２層ｍ２の一方または両方は、樹脂層であってもよい。樹脂層の材料としては、例えばポリイミドを好適に用いることができる。ポリイミドは、強度、耐薬品性および耐熱性に優れる。樹脂層の材料として、ポリパラキシレン、ビスマレイミド、シリカハイブリッドポリイミドなどの他の樹脂材料を用いてもよい。樹脂層の面内の線熱膨張係数（以下、「熱膨張係数」と略す。）αＲ（ｐｐｍ／℃）は、蒸着対象となる基板の熱膨張係数と同程度であることが好ましい。このような樹脂層は、樹脂材料、ベーク条件などの形成条件などによって形成され得る。

樹脂層は、支持基板上に、樹脂材料を含む溶液（例えば可溶型ポリイミド溶液）または樹脂材料の前駆体を含む溶液（例えばポリイミドワニス）を付与し、熱処理を行うことによって形成された層であってもよい。ここでいう熱処理は、可溶型ポリイミド溶液を用いる場合には溶媒除去工程（例えば１００℃以上）、ポリイミドワニスを用いる場合にはプリベークおよびベーク（熱硬化）工程（例えば３００℃以上）を行うための熱処理を含む。このようにして形成された樹脂層は、層面内方向に引張応力（引張の内部応力）を有し得る（つまりσ＞０）。樹脂層の引張応力は、例えば、支持基板上で樹脂層を形成する際の熱処理条件などによって制御され得る。上記方法で形成される樹脂層の厚さは、例えば３μｍ以上であってもよい。これにより、より均一な厚さの樹脂層が得られる。

一般に、熱処理により支持基板上に樹脂層を形成する場合、樹脂層に生じる残留応力をできるだけ低減し得る条件で熱処理が行われる。樹脂層の残留応力（引張応力）が大きくなると、支持基板の反りなどの問題が生じ、形状安定性や信頼性が低下する要因となるからである。これに対し、本実施形態は、樹脂層に所定の引張応力を故意に生成させ、それを利用して、樹脂層を含む積層体１０を所定の方向に凸状に反らせることができる。

第１層ｍ１および第２層ｍ２は、同じ材料から形成されていてもよい。例えば、第１層ｍ１および第２層ｍ２として、温度条件を異ならせて、内部応力の異なるポリイミド層を形成してもよい。

第１層ｍ１としてポリイミド層を形成し、第２層ｍ２として、紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）などの化学線を用いて硬化させる化学線硬化型の樹脂材料を用いて樹脂層を形成してもよい。化学線硬化型の樹脂材料を用いると、熱によらずに第２層ｍ２に応力を付与できるため、熱による第１層ｍ１の内部応力の変化を回避できるというメリットがある。

ＵＶ硬化型のアクリル樹脂材料を用いる場合、アクリル樹脂層の内部応力は、例えば、使用するＵＶ硬化性アクリルモノマーの平均（メタ）アクリル当量（＝分子量／（メタ）アクリロイル基の数）を調整することで制御され得る（「ＵＶインクジェットインク塗膜の内部応力制御、Ｒｉｃｏｈ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ、２０１４年１月、Ｎｏ．３９、ｐ．１３９−１４５」）。

第１層ｍ１および／または第２層ｍ２として、無機材料層を形成してもよい。例えば、第１層ｍ１として、ポリイミド層などの樹脂層を形成し、第２層ｍ２として、スパッタ法などにより無機材料層（酸化チタン層など）を形成してもよい。

無機材料層の内部応力は、無機材料の組成、無機材料層の形成方法および形成条件などによって制御され得る。例えば、酸化チタン層は、密度が低いほど引張応力を有し易い。「特集、化学薄膜；薄膜の機械的特性の最適化と光学薄膜材料、Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ、２００８年８月、ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．８、ｐ．１−７」によると、例えば電子ビーム蒸着法を用いると、密度が低く、引張応力（０超０．５ＧＰａ未満）を示す酸化チタン層が得られる。

無機材料層として窒化シリコン層を形成する場合、窒化シリコン層の形成方法によって、その組成比や不純物含有量が異なるので、窒化シリコン層の熱物性値が異なる。「豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー、１９９３年３月、ｖｏｌ．３４、Ｎｏ．１、ｐ．１９−２４」には、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法によって窒化シリコン層を形成したときの組成、弾性率、熱膨張係数などが記載されている。さらに、窒化シリコン層をＣＶＤ法で形成する場合、原料ガスにおけるＳｉの割合を大きくする（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂／ＮＨ₃比を大きくする）、あるいは、成膜温度を高くすることで、窒化シリコン層に生じる応力をプラス方向（引張応力が大きくなる方向）に増加させることができる。一例として、成膜温度を約８５４℃、原料ガス比ＳｉＨ₂Ｃｌ₂：ＮＨ₃を５：１に設定すると、窒化シリコン層の内部応力σは約６０ＭＰａ程度になる。

第１層ｍ１および／または第２層ｍ２は金属層でもよい。金属層は、例えば、支持基板上に、スパッタ法、電解めっき、無電解めっきなどの方法で形成され得る。例えば、支持基板（例えば石英ガラス基板）上に、第１層ｍ１としてスーパーインバー合金膜、第２層ｍ２としてインバー合金膜を、それぞれ無電解めっきで形成してもよい。

なお、支持基板上では、積層体１０の第１層ｍ１、第２層ｍ２のそれぞれは応力分布を有する場合があるが、支持基板を剥離すると、積層体１０の各層ｍ１、ｍ２の引張応力の大きさは平均化され、面内で略均一になり得る。従って、積層体１０の第１領域１０ａ内で、略等しい大きさの引張応力を有し得る。

積層体１０の厚さ（この例では、第１層ｍ１と第２層ｍ２との合計厚さ）は、特に限定されない。ただし、積層体１０が厚すぎると、蒸着膜の一部が所望の厚さよりも薄く形成されてしまうことがある（「シャドウイング」と呼ばれる）。シャドウイングの発生を抑制する観点からは、積層体１０の厚さは、第２開口部１３のテーパ角にもよるが、２５μｍ以下であることが好ましい。また、積層体１０自体の強度および洗浄耐性の観点から、積層体１０の厚さは３μｍ以上であることが好ましい。

＜磁性金属体２０＞
本実施形態は、例えばオープンマスクなどの、比較的大きいサイズの第１開口部２５を有する磁性金属体２０を使用する場合に特に有利である。第１開口部２５の幅（短手方向に沿った長さ）は、例えば３０ｍｍ以上、または５０ｍｍ以上であってもよい。第１開口部２５の幅の上限は特に限定しないが、例えば３００ｍｍ以下であってもよい。第１開口部２５のサイズが比較的大きい場合でも、積層体１０の内在する引張応力により、積層体１０に生じるたわみを低減できる。

本実施形態では、磁性金属体２０は、積層体１０から面内方向に圧縮応力を受ける。なお、架張工程によって積層膜をフレームに固定する場合、金属膜および樹脂膜はともにフレームから面内方向に張力を受けており、樹脂膜が金属膜に圧縮応力を与える構成は得られない。また、樹脂膜のみを架張工程でフレームに固定する場合でも、樹脂膜は金属膜に密着されておらず、金属膜は樹脂膜から圧縮応力を受けないと考えられる。

磁性金属体２０の材料としては、種々の磁性金属材料を用いることができる。例えばＮｉ、Ｃｒ、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼などの熱膨張係数αＭの比較的大きい材料を用いてもよいし、例えばＦｅ−Ｎｉ系合金（インバー）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金など熱膨張係数αＭの比較的小さい材料を用いてもよい。

磁性金属体２０の厚さは、特に限定されない。ただし、磁性金属体２０が薄すぎると、磁気チャックの磁界から受ける被吸着力が小さくなり、蒸着工程において、蒸着マスク１００をワーク上に保持することが困難になることがある。このため、磁性金属体２０の厚さは５μｍ以上であることが好ましい。

磁性金属体２０の厚さは、蒸着工程におけるシャドウイングが生じない範囲内に設定されることが好ましい。従来の蒸着マスクでは、保持部材である金属層は、樹脂膜の開口部に近接して配置されていた。このため、蒸着工程におけるシャドウイングを抑制する観点から、金属層の厚さを小さく（例えば２０μｍ以下）する必要があった。これに対し、本実施形態によると、積層体１０が所定の引張応力を有しており、磁性金属体２０を積層体１０の第２開口部１３に近接して配置しなくてもよい。このため、磁性金属体２０の第１開口部２５の端部を積層体１０の第２開口部１３から十分離して配置できる（例えば、磁性金属体２０の中実部２１と第２開口部１３との最小距離Ｄｍｉｎ：１ｍｍ以上）。最小距離Ｄｍｉｎが大きいと、磁性金属体２０を厚くしてもシャドウイングが生じ難いため、従来よりも磁性金属体２０を厚くできる。磁性金属体２０の厚さは、蒸着角、磁性金属体２０のテーパ角、磁性金属体２０の中実部２１と第２開口部１３との最小距離Ｄｍｉｎの大きさにもよるが、例えば１０００μｍ以上であってもよい。磁性金属体２０としてオープンマスクを用いる場合、第１開口部２５のサイズを単位領域Ｕよりも十分に大きくなるように設計しておくことで、オープンマスクの厚さを例えば３００μｍ以上にできる。磁性金属体２０の厚さの上限値は、特に限定しないが、例えば１．５ｍｍ以下であれば、シャドウイングを抑制することが可能である。このように、本実施形態によると、磁性金属体２０の材料のみでなく、厚さの選択の自由度をも高めることができる。

＜フレーム４０＞
フレーム４０は、例えば磁性金属から形成されている。あるいは、金属以外の材料、例えば樹脂（プラスチック）で形成されていてもよい。従来の蒸着マスクでは、架張工程によってフレームに固定された積層膜（樹脂膜および金属膜）からの張力でフレームが変形・破断しないように、フレームには適度な剛性が求められていた。このため、例えば厚さ２０ｍｍのインバーからなるフレームが使用されていた。これに対し、本実施形態では、架張工程を行わずに、あるいは磁性金属体２０に大きな張力をかけずにフレーム４０の取り付けを行うので、フレーム４０には架張工程に起因する張力がかからない。従って、従来よりも剛性の小さいフレーム４０を用いることも可能であり、フレーム４０の材料の選択の自由度が高い。また、フレーム４０を従来よりも薄くすることも可能である。従来よりも薄いフレームまたは樹脂製のフレームを用いると、軽量でハンドリング性に優れた蒸着マスク１０が得られる。

＜蒸着マスクの製造方法＞
図４〜図８を参照しながら、蒸着マスク１００の製造方法を例に、本実施形態の蒸着マスクの製造方法を説明する。図４〜図８の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、蒸着マスク１００の製造方法の一例を示す工程平面図および工程断面図である。

まず、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、支持基板６０を用意し、支持基板６０上に、第１層ｍ１および第２層ｍ２をこの順で形成する。支持基板６０として、例えばガラス基板が好適に用いられ得る。ガラス基板のサイズおよび厚さは特に限定されない。ただし、支持基板６０の熱膨張係数は、積層体１０の第１層ｍ１の熱膨張係数と同等以下であることが好ましい。支持基板６０の熱膨張係数は、積層体１０の各層の熱膨張係数よりも小さくてもよい。例えば、積層体１０の各層の熱膨張係数が３．８ｐｐｍ／℃と同程度以上であれば、支持基板６０として、無アルカリガラス基板を好適に用いることができる。積層体１０の各層の熱膨張係数が３．８ｐｐｍ／℃よりも小さい場合には、支持基板６０として、石英ガラス基板などの熱膨張係数がさらに小さい基板を用いるとよい。

ここでは、第１層ｍ１としてポリイミド層、第２層ｍ２としてアクリル樹脂層を形成する例を説明する。なお、各層ｍ１、ｍ２の材料はこの例に限定されない。

まず、支持基板６０上に、樹脂材料の前駆体を含む溶液（例えばポリイミドワニス）または樹脂材料を含む溶液（例えば可溶型ポリイミド溶液）を付与する。溶液の付与方法としては、スピンコート法、スリットコーター法などの公知の方法を用いることができる。ここでは、樹脂材料としてポリイミドを用い、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液（ポリイミドワニス）をスピンコート法で支持基板６０上に塗布する。続いて、熱処理（ベーク）を行うことにより、ポリイミド層を形成する。熱処理温度は３００℃以上、例えば４００℃以上５００℃以下に設定され得る。

熱処理条件は、ポリイミド層に所定の引張応力を生成させるような条件に設定される。例えば０．２ＭＰａより大きい（好ましくは３ＭＰａ以上の）引張応力を生成させるように設定されてもよい。引張応力の大きさは、ポリイミド層の材料や熱処理条件の他、例えば、支持基板６０の厚さ、形状、サイズ、支持基板６０の材料特性（ヤング率、ポアソン比、熱膨張係数など）によって変わり得る。ここでいう熱処理条件は、熱処理温度（最高温度）、昇温速度、高温（例えば３００℃以上）での保持時間、熱処理時の雰囲気などを含む。また、昇温時の温度プロファイルのみでなく、冷却時の温度プロファイルをも含む。

ポリイミド層に残留する引張応力を大きくするには、例えば、ポリイミドワニスのイミド化を急激に行わせるような条件に設定することが考えられる。一例として、昇温速度を大きくすることにより、引張応力を増加させることが可能である。例えば、ガラス基板上にポリイミド層を熱処理で形成する場合、ポリイミドワニスが付与されたガラス基板を、３０℃／ｍｉｎ以上のレートで３００℃以上６００℃以下の温度まで昇温させてもよい。また、昇温および冷却を含む全熱処理工程を通して、上記ガラス基板を例えば３００℃以上の温度での保持される合計時間を短く（例えば３０分以内）に設定することで、ポリイミド層に残留する引張応力を増加させることができる。さらに、昇温および冷却を含む全熱処理時間を比較的短くする（例えば１時間以内）、最高温度での保持時間（放置時間）を短くする（例えば５分以内）、最高温度到達後に急冷すること等によっても、引張応力を大きくできる。熱処理雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気または窒素ガス雰囲気であってもよいが、１００Ｐａ以下の減圧雰囲気下で熱処理を行うと、昇温速度をより容易に高めることができる。

ポリイミドワニスの代わりに、溶媒可溶型のポリイミド（重合体）を含む溶液（可溶型ポリイミド溶液）を支持基板６０上に塗布し、溶媒を除去（ベーク）することによってポリイミド層を形成してもよい。ベーク温度は、溶媒の沸点によって適宜選択され、特に限定しないが、例えば１００℃〜３２０℃、好適には１２０℃〜２５０℃である。この場合でも、昇温速度を上記と同程度まで大きくしたり、高温での保持時間を短くすることによって、ポリイミド層に残留する引張応力を増加させることが可能である。

続いて、ポリイミド層上に、ＵＶ硬化型のアクリル樹脂材料を用いて第２層ｍ２を形成する。アクリル樹脂層は、例えば、ＵＶ硬化性アクリルモノマー又はオリゴマー、重合開始剤等を含むＵＶ硬化樹脂組成物を第１層ｍ１上に塗布し、組成物に含まれている溶剤を加熱（例えば６０℃）して揮発させた後、紫外線の照射によって硬化させることで形成され得る。このようにして、第１層ｍ１および第２層ｍ２からなる積層体１０を得る。

積層体１０を支持基板６０上に形成すると、支持基板６０の材料や厚さによっては支持基板６０に反りが生じることがある。また、支持基板６０上において、積層体１０は応力分布を有する。例えば積層体１０の中央部から端部に向かうほど引張応力が大きくなる。また、支持基板６０の長さが大きい方向において、より大きな引張応力が生じ得る。

次いで、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、積層体１０の一部上に接着層５０を形成する。接着層５０は、後述する磁性金属体２０の第１開口部２５に対応する開口部５５を有する。接着層５０は、積層体１０のうち、磁性金属体２０の中実部２１に対応する領域（第２領域１０ｂとなる領域）全体に形成されてもよいし、その一部に形成されてもよい。好ましくは、積層体１０のうち第１領域１０ａとなる部分を包囲するように配置される。

接着層５０は金属層であってもよいし、接着剤で形成されていてもよい。接着層５０は積層体１０の上面に固着されていればよい。例えば、接着層５０として、電解めっき、無電解めっきなどの方法で金属層を形成することができる。金属層の材料としては、種々の金属材料を用いることができ、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｆｅを好適に用いることができる。金属層の厚さは、後述する磁性金属体２０への溶接工程で耐え得る大きさであればよく、例えば１μｍ以上１００μｍ以下である。

次いで、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、支持基板６０上に形成された積層体１０を、第１開口部２５を覆うように磁性金属体２０上に固定する。積層体１０と磁性金属体２０とは、接着層５０を介して接合される。積層体１０のうち磁性金属体２０の第１開口部２５内に位置する領域１０ａが第１領域、中実部２１と重なる領域１０ｂが第２領域となる。

磁性金属体２０は、磁性金属材料から形成され、かつ、少なくとも１つの第１開口部２５を有する。磁性金属体２０の製造方法は、特に限定しない。例えば、磁性金属板を用意し、フォトリソグラフィプロセスによりフォトレジストで、エッチングマスクを形成し、ウェットエッチング法により磁性金属板に第１開口部２５を形成することによって製造され得る。磁性金属体２０の材料としては、例えばインバー（約３６ｗｔ％のＮｉを含むＦｅ−Ｎｉ系合金）を好適に用いることができる。

接着層５０が金属層である場合、積層体１０側からレーザ光を照射し、接着層５０を磁性金属体２０に溶接してもよい。このとき、間隔を空けて複数箇所でスポット溶接を行ってもよい。スポット溶接を行う箇所の数やその間隔（ピッチ）は適宜選択され得る。このようにして、積層体１０は、接着層５０を介して磁性金属体２０に接合される。

なお、接着層５０は金属層でなくてもよい。積層体１０と磁性金属体２０とは、接着剤から形成された接着層５０を用いて接合されてもよい（ドライラミネートまたは熱ラミネート）。

接着層５０は、積層体１０の第１領域１０ａとなる部分上には形成されないことが好ましい。第１領域１０ａに接着層５０が形成されていると、後の工程で積層体１０から支持基板６０を剥離した後でも、積層体１０の引張応力が第１領域１０ａで面内分布を有してしまう可能性がある。

次に、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、例えばレーザアブレーション法により、積層体１０の第１領域１０ａに複数の第２開口部１３を形成する（レーザ加工工程）。このようにして、磁性金属体２０および積層体１０を含むマスク体３０を得る。

積層体１０のレーザ加工には、パルスレーザを用いる。ここでは、ＹＡＧレーザを用い、波長が３５５ｎｍ（第３高調波）のレーザ光Ｌ１を積層体１０の所定の領域に照射する。レーザ光Ｌ１のエネルギー密度は例えば０．３６Ｊ／ｃｍ²に設定される。前述したように、積層体１０のレーザ加工は、積層体１０の表面にレーザ光Ｌ１の焦点を合わせて、複数回のショットを行うことによって行われる。ショット周波数は例えば６０Ｈｚに設定される。なお、レーザ加工の条件（レーザ光の波長、照射条件など）は、上記に限定されず、積層体１０を加工し得るように適宜選択される。

本実施形態では、支持基板６０上に形成された積層体１０に対してレーザ加工を行う。支持基板６０と積層体１０との間には気泡が存在しないため、従来よりも高い精度で所望のサイズの第２開口部１３を形成することが可能であり、バリ（図２０参照）の発生も抑制される。

続いて、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、マスク体３０を支持基板６０から剥離する。支持基板６０の剥離は、例えばレーザリフトオフ法により行うことができる。積層体１０と支持基板６０との密着力が比較的弱い場合には、ナイフエッジなどを用いて機械的に剥離を行ってもよい。

ここでは、例えばＸｅＣｌエキシマレーザを用い、支持基板６０側からレーザ光（波長：３０８ｎｍ）を照射することによって、積層体１０を支持基板６０から剥離する。なお、レーザ光は、支持基板６０を透過し、かつ、積層体１０で吸収される波長の光であればよく、他のエキシマレーザあるいはＹＡＧレーザなどの高出力レーザを用いてもよい。

なお、レーザリフトオフ法を用いて支持基板６０を剥離する場合、図４（ａ）に示す工程において、支持基板６０上に、まず、剥離層（犠牲層）として、アモルファスシリコン層、または、タングステン（Ｗ）などの高融点金属層を形成し、この後、剥離層上に第１層ｍ１を形成してもよい。支持基板６０と第１層ｍ１との間に剥離層が設けられていると、レーザ照射によって支持基板６０が剥離しやすくなる。このため、レーザリフトオフに必要なレーザパワーを低くできるので、レーザ照射による第１層ｍ１へのダメージを低減できる。

支持基板６０を剥離すると、積層体１０は、内在する引張応力によって、たるみなく（ピンと）張った状態になる。また、積層体１０のうち磁性金属体２０に接合されていない部分（ここでは第１領域１０ａ）内では、所定の方向における引張応力の大きさが平均化され得る。

この後、図示していないが、マスク体３０にフレーム４０を固定する（フレーム取り付け工程）。このようにして、図１に示す蒸着マスク１００が製造される。

フレーム取り付け工程では、磁性金属体２０の周辺部上にフレーム４０を載置し、磁性金属体２０の周辺部とフレーム４０とを接合する。フレーム４０は、例えばインバーなどの磁性金属で形成されている。積層体１０側からレーザ光を照射することによって、磁性金属体２０の周辺部とフレーム４０とを溶接してもよい（スポット溶接）。スポット溶接のピッチは適宜選択され得る。なお、図１に示す例では、支持基板６０の法線方向から見たとき、フレーム４０の内縁部と磁性金属体２０の内縁部とが略整合しているが、磁性金属体２０の一部がフレーム４０の内側に露出していてもよい。あるいは、フレーム４０は、磁性金属体２０の周辺部全体および積層体１０の一部を覆っていてもよい。

前述のように、本実施形態では、積層体１０および磁性金属体２０を所定の層面内方向に引っ張ってフレーム４０に固定する工程（架張工程）を行わないので、従来よりも剛性の小さいフレーム４０を用いることが可能である。このため、フレーム４０は、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの樹脂から形成されていてもよい。また、マスク体３０とフレーム４０との接合方法は、レーザ溶接に限定されない。例えば接着剤を用いて磁性金属体２０の周辺部とフレーム４０とを接合してもよい。

さらに、本実施形態では、磁性金属体２０が十分な剛性を有している場合には、フレームを設けなくてもよい。

＜蒸着マスクの他の製造方法＞
図４〜図８を参照しながら前述した方法では、積層体１０と磁性金属体２０とを接合した後で、積層体１０に第２開口部１３を形成しているが、積層体１０と磁性金属体２０とを接合する前に、第２開口部１３を形成してもよい。また、図４〜図８を参照しながら前述した方法では、マスク体３０とフレーム４０とを接合する前に、支持基板６０をマスク体３０から剥離しているが、フレーム４０とマスク体３０とを接合した後で、支持基板６０を剥離してもよい。さらに、フレーム４０とマスク体３０とを接合した後で、積層体１０に第２開口部１３を形成してもよい。積層体１０と磁性金属体２０とを接合させる前に、磁性金属体２０にフレーム４０を取り付けてもよい。

以下、図面を参照しながら、本実施形態の蒸着マスクの他の製造方法を説明する。図面では、図４〜図８と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。また、図４〜図８を参照しながら前述した方法と異なる点を中心に説明し、各層の形成方法、材料、厚さ等が上記方法と同様である場合には説明を省略している。

図９（ａ）〜（ｅ）は、蒸着マスクの他の製造方法を例示する工程断面図である。

まず、図９（ａ）に示すように、支持基板６０上に積層体１０を形成する。

次いで、図９（ｂ）に示すように、レーザ加工により、積層体１０に第２開口部１３を形成する。第２開口部１３は、積層体１０のうち、後の工程で磁性金属体２０と接合したときに磁性金属体２０の第１開口部２５内に位置する領域に形成される。

続いて、図９（ｃ）に示すように、接着層５０を介して、積層体１０と磁性金属体２０とを接合する。接合方法は、図５を参照しながら前述した方法と同様である。

この後、図９（ｄ）に示すように、例えばレーザリフトオフ法により、積層体１０から支持基板６０を剥離する。

次いで、図９（ｅ）に示すように、例えばレーザ光Ｌ２を用いてスポット溶接を行うことにより、フレーム４０を磁性金属体２０の周辺部に設ける。このようにして、蒸着マスク１００を得る。

図１０（ａ）〜（ｅ）は、蒸着マスクの他の製造方法を例示する工程断面図である。

まず、図１０（ａ）に示すように、支持基板６０上に積層体１０を形成する。

次いで、図１０（ｂ）に示すように、接着層５０を介して、積層体１０と磁性金属体２０とを接合する。

続いて、図１０（ｃ）に示すように、レーザ加工により、積層体１０に第２開口部１３を形成する。

この後、図１０（ｄ）に示すように、例えばレーザ光Ｌ２を用いてスポット溶接を行うことにより、フレーム４０を磁性金属体２０の周辺部に設ける。

次いで、図１０（ｅ）に示すように、例えばレーザリフトオフ法により、積層体１０から支持基板６０を剥離する。このようにして、蒸着マスク１００を得る。

図１１（ａ）〜（ｅ）は、蒸着マスクのさらに他の製造方法を例示する工程断面図である。

まず、図１１（ａ）に示すように、支持基板６０上に積層体１０を形成する。

また、図１１（ｂ）に示すように、フレーム４０に磁性金属体２０を取り付けることにより、フレーム構造体を形成する。具体的には、磁性金属体２０の周辺部上にフレーム４０を載置し、周辺部とフレーム４０とを接合する。ここでは、磁性金属体２０側からレーザ光Ｌ３を照射することによって、磁性金属体２０の周辺部とフレーム４０とを溶接する。例えば、所定の間隔を空けて複数箇所でスポット溶接を行ってもよい。なお、架張溶接装置を用いて、磁性金属体２０に所定の方向に一定の張力を付与した状態で、磁性金属体２０をフレーム４０に接合してもよい。ただし、本実施形態では、磁性金属体２０はフレーム４０に固定されていればよいので、大きな張力を付与する必要はない。

続いて、図１１（ｃ）に示すように、接着層５０を介して、積層体１０と磁性金属体２０とを接合する。

次いで、図１１（ｄ）に示すように、レーザ加工により、積層体１０に第２開口部１３を形成する。

この後、図１１（ｅ）に示すように、例えばレーザリフトオフ法により、積層体１０から支持基板６０を剥離する。このようにして、蒸着マスク１００を得る。

図１２（ａ）〜（ｅ）は、蒸着マスクのさらに他の製造方法を例示する工程断面図である。

まず、図１２（ａ）に示すように、支持基板６０上に積層体１０を形成する。

次いで、図１２（ｂ）に示すように、接着層５０を介して、積層体１０と磁性金属体２０とを接合する。

続いて、図１２（ｃ）に示すように、例えばレーザ光Ｌ４を用いてスポット溶接を行うことにより、フレーム４０を磁性金属体２０の周辺部に設ける。

この後、図１２（ｄ）に示すように、レーザ加工により、積層体１０に第２開口部１３を形成する。

次いで、図１２（ｅ）に示すように、例えばレーザリフトオフ法により、積層体１０から支持基板６０を剥離する。このようにして、蒸着マスク１００を得る。

このように、本実施形態の蒸着マスク１００は種々の方法で製造され得る。なお、図９に例示した方法では、第２開口部１３を形成した積層体１０と磁性金属体２０とを接合する際に、高精度な位置合わせを行う必要がある。これに対し、積層体１０と磁性金属体２０とを接合した後に第２開口部１３を形成すると、そのような高精度な位置合わせを行わなくてもよいので有利である。

また、図１０〜図１２に例示した方法では、支持基板６０を剥離する前に、フレーム４０の取り付けを行う。この場合、重量および嵩の大きいフレーム４０が取り付けられた支持基板６０を、レーザリフトオフ装置のステージに設置し、支持基板６０の剥離を行うため、他の方法よりも、使用するレーザリフトオフ装置のステージを大きく、かつ、高強度にする必要がある。また、レーザヘッドとステージとの距離ＷＤ（ワークディスタンス）を大きくする必要がある。これに対し、支持基板６０の剥離後に、フレーム４０の取り付け工程を行うと、レーザリフトオフ装置のステージの大きさ、強度、ＷＤなどに上記のような制限が課せられないため、より実用的である。

図９〜図１２に例示した製造方法によると、支持基板６０上に形成された積層体１０に複数の第２開口部１３を形成するので、所望のサイズの第２開口部１３を従来よりも高い精度で形成でき、なおかつ、バリ９８（図２０参照）の発生を抑制できる。

なお、上記方法では、積層体１０に第２開口部１３を形成した後で、支持基板６０を積層体１０から除去しているが、支持基板６０を積層体１０から除去した後で、積層体１０に第２開口部１３を形成してもよい。この場合には、従来と同様に、積層体１０における第１層ｍ１側をエタノール等の液体を介してガラス基板に密着させて、積層体１０のレーザ加工を行ってもよい。液体は、気泡の発生や蒸発を防ぐ観点から高沸点のものが好ましい。積層体１０は凸面状であるため、ガラス基板との間に気泡が入りにくいので、従来よりもバリの発生を抑制できる。また、積層体１０にバリが生じても、蒸着時に積層体１０が蒸着対象基板側に凸に反っており、バリが形成された部分も蒸着対象基板に押し付けられるので、バリによる影響を低減できる。ただし、バリの発生を効果的に抑制するためには、支持基板６０の除去前に積層体１０に第２開口部１３を形成しておくことが好ましい。

また、本実施形態では、支持基板６０上で積層体１０を形成し、支持基板６０に支持された状態の積層体１０と磁性金属体２０とを接合する。積層体１０は残留応力として所定の引張応力を有しているので、積層体１０を引っ張ってフレームに接合させる架張工程を行わない。大掛かりな架張機を用いた架張工程が不要になるので、製造コストを低減できるメリットがある。また、架張工程を行わないので、前述したように、従来よりもフレーム４０の剛性を小さくすることが可能になり、フレーム４０の材料選択の自由度、および、フレーム幅、厚さ等の設計の自由度が大きくなる。

特許文献１などに記載の従来方法では、架張工程によって樹脂フィルムをフレームに固定した後で、樹脂フィルムに対するレーザ加工が行われる。これに対し、本実施形態では、フレーム４０の取り付け工程は、積層体１０のレーザ加工前に行ってもよいし、レーザ加工後に行ってもよい。レーザ加工後にフレーム４０の取り付け工程を行う場合には、次のようなメリットがある。フレーム４０が取り付けられる前の、支持基板６０によって支持されたマスク体３０（レーザ加工前のマスク体を含む）は、フレーム４０が取り付けられた後のマスク体３０よりも軽量で取り扱いやすいので、レーザ加工機への設置、搬送等の作業が容易になる。また、フレーム４０が取り付けられていないので、積層体１０にレーザ光Ｌ１を照射しやすく、積層体１０を加工し易い。さらに、特許文献１の方法では、樹脂層のレーザ加工がうまくいかなかったときに、フレームから積層マスクを剥離する必要があるが、フレーム４０を取り付ける前にレーザ加工を行う場合には、そのような剥離工程は不要である。

（熱処理条件と樹脂層の引張応力との関係）
本発明者は、ポリイミド層を例に、樹脂層の形成条件（熱処理条件）と、樹脂層の引張応力との関係を検討した。以下、その方法および結果を説明する。

・サンプルＡ〜Ｃの作製方法
熱処理条件を異ならせて、ガラス基板６１上に、熱硬化型のポリイミドを用いてポリイミド膜６２を形成し、サンプルＡ〜Ｃを得た。図１３（ａ）は、サンプルＡ〜Ｃの上面図である。

まず、支持基板として、ガラス基板（旭硝子製ＡＮ−１００）６１を用意した。ガラス基板６１の熱膨張係数は３．８ｐｐｍ／℃、サイズは３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、厚さは０．５ｍｍであった。

続いて、図１３（ａ）に示すように、ガラス基板６１における所定の領域（３３０ｍｍ×３６６ｍｍ）に、ポリイミドワニス（宇部興産株式会社製U−ワニス−S）を塗布した。このポリイミドのガラス転移温度Ｔｇは３３０℃、熱膨張係数は、上記ガラス基板の熱膨張係数と同程度である。

次いで、ポリイミドワニスを塗布したガラス基板６１に対して、圧力：２０Ｐａの真空雰囲気下で熱処理を行い、ポリイミド膜６２を形成した。熱処理では、室温（ここでは２５℃とした）から５００℃（最高温度）まで昇温し、５００℃で所定の時間保持した。この後、パージガスとして窒素ガスを供給し、次いで急冷（３分間）した。各サンプルにおける５００℃までの昇温時間、５００℃での保持時間、昇温速度（室温から５００℃到達時まで）、およびポリイミド膜６２の厚さを表１に示す。

このようにして、サンプルＡ〜Ｃとして、ポリイミド膜６２が形成されたガラス基板６１を得た。サンプルＡ〜Ｃでは、ポリイミド膜６２の引張応力によって、ガラス基板６１に圧縮応力が付与され、図１３（ｂ）に模式的に示したように、ガラス基板６１に、凹面を形成するような反りが生じた。長辺方向および短辺方向におけるガラス基板６１の反り量の平均値を表１に示す。

・ポリイミド膜６２の引張応力の算出
次いで、サンプルＡ〜Ｃにおけるガラス基板６１の反り量から、ポリイミド膜６２の引張応力を算出した。結果を表１に示す。引張応力は、Ｓｔｏｎｅｙの式を用いて、ガラス基板６１の厚さ、ヤング率、ポアソン比、ポリイミド膜６２の厚さ、ガラス基板６１の反りの曲率半径（近似値）から求めることができる。

また、表１には、比較のため、昇温速度の小さい条件でポリイミド膜を作製した場合の結果も示す（「サンプルＤ」とする）。表１に示すように、サンプルＤでは、１２０℃、１５０℃、１８０℃に到達後、その温度で所定時間保持することにより、段階的に４５０℃まで昇温した。サンプルＤの引張応力は、ガラス基板６１の反りを１０μｍとして算出した値である。

さらに、同じ熱処理条件で６つのサンプルＢ１〜Ｂ６を作製し、ポリイミド膜６２に生じた引張応力を算出した。サンプルＢ１〜Ｂ６の熱処理条件は、サンプルＢと同様とした（室温〜５００℃、圧力：２０Ｐａ、加熱時間：１３分（昇温８分＋保持５分）、昇温速度：５９℃／分）。ただし、熱処理前に、ポリイミドワニスが付与されたガラス基板６１が設置されたチャンバーを減圧する速度をサンプルＢよりも小さくした。これらのサンプルについても、上記と同様に、ガラス基板の反り量からポリイミド膜の引張応力を求めた。結果を表２に示す。

上記の結果から、熱処理条件によって、支持基板上の樹脂層に生じる引張応力を制御できることが確認された。例えば、昇温速度を大きくすることで、引張応力の大きい樹脂層を形成できることが分かった。なお、ここでは、サンプルごとに昇温速度を変えて熱処理を行ったが、昇温速度以外の熱処理条件を変えても、樹脂層の引張応力の大きさを異ならせることができる。

（実施例）
続いて、実施例の蒸着マスクを説明する。実施例１〜３の蒸着マスクの積層体１０の構造を表３に示す。なお、実施例１〜３では、積層体１０を形成するための支持基板として、ガラス基板（旭硝子製ＡＮ−１００、熱膨張係数：３．８ｐｐｍ／℃）を用いた。

以下に説明するように、各実施例の第１の温度Ｔ１（ここでは２５℃）における第１層ｍ１および第２層ｍ２の弾性率Ｅ１、Ｅ２、第１層ｍ１および第２層ｍ２の厚さａ１、ａ２、第１層ｍ１および第２層ｍ２の内部応力σ１、σ２（σ１、σ２は引張応力のときに正）は、下記式（１）、（２）を満足する。なお、各層のヤング率は、温度Ｔ０から第１の温度Ｔ１までの範囲で略一定とする。
σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０・・・（１）
０＜ａ１×σ１＋ａ２×σ２・・・（２）

・実施例１
実施例１では、まず、前述したサンプルＡ〜Ｃと同じ熱硬化型のポリイミドを用いて、ガラス基板上に、第１層ｍ１として、厚さａ１が１５μｍのポリイミド層を形成する。ポリイミド層の形成温度ｔ１は５００℃、昇温条件は、例えば、５９℃／分である。

次いで、第１の温度Ｔ１（ここでは室温）で、ポリイミド層が形成されたガラス基板の反り量ｘ１を測定し、Ｓｔｏｎｅｙの式を用いてポリイミド層の内部応力σ１を算出する。

続いて、第２層ｍ２として、第１層ｍ１上に、スパッタ法により、厚さａ２が０．１μｍの酸化チタン（ＴｉＯ₂）層を形成する。酸化チタン層の形成温度ｔ２は５０℃である。温度ｔ２は、積層体形成時の温度Ｔ０に相当する。

次いで、第１の温度Ｔ１（ここでは室温）で、酸化チタン層が形成された後のガラス基板の反り量ｘ２を測定する。この反り量ｘ２と、酸化チタン層が形成される前の反り量ｘ１との差分から、Ｓｔｏｎｅｙの式を用いて酸化チタン層の内部応力σ２を算出する。

実施例１において、反り量ｘ１、ｘ、２から得られた内部応力σ１、σ２の値を表３に示す。σ１＞０、σ２＞０であるため、内部応力σ１、σ２は引張応力である。従って、ａ１×σ１＋ａ２×σ２＞０となり、式（２）を満足する。

また、以下に示すように、σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０となり、式（１）を満足し、第１層ｍ１側に凸になるように反る（δ＜０）ことが確認される。
σ１／Ｅ１＝０．０００５６、
σ２／Ｅ２＝０．００４００
σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＝−０．００３４４＜０

なお、Ｌ（ｍ）＝０．１とし、バイメタルの理論式（３）における（α２−α１）（Ｔ１−Ｔ０）を（σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２）で置き換えることで曲率ρを求め、続いて、理論式（４）から反り量δを算出すると、以下のようになる。
ρ（ｍ）＝−０．００３３８
δ（ｍ）＝−０．３７０
これらの値ρ、δが負であることからも、積層体１０が第１層ｍ１側に凸となるように反る（δ＜０）ことが確認される。

・実施例２
実施例２では、まず、実施例１と同様の材料を用いて、ガラス基板上に、第１層ｍ１として、厚さａ１が１５μｍのポリイミド層を形成する。ポリイミド層の形成温度ｔ１および昇温条件は、実施例１のポリイミド層と同じである。次いで、実施例１と同様に、反り量ｘ１を測定し、Ｓｔｏｎｅｙの式を用いて内部応力σ１を算出する。

続いて、第２層ｍ２として、第１層ｍ１上に、ＵＶ硬化型のアクリル樹脂材料を用いて、厚さａ２が１μｍのアクリル樹脂層を形成する。アクリル樹脂層の形成温度ｔ２（＝積層体形成時の温度Ｔ０）は室温である。

次いで、第１の温度Ｔ１で、酸化チタン層を形成した後の反り量ｘ２を測定する。この反り量ｘ２と、酸化チタン層を形成する前の反り量ｘ１との差分から、Ｓｔｏｎｅｙの式を用いて酸化チタン層の内部応力σ２を算出する。

実施例２において、反り量ｘ１、ｘ、２から得られた内部応力σ１、σ２の値を表３に示す。σ１＞０、σ２＞０であるため、内部応力σ１、σ２は引張応力である。従って、ａ１×σ１＋ａ２×σ２＞０となり、式（２）を満足する。

また、実施例１と同様にして、実施例２の積層体１０について、σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２の値を求めると、
σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＝０．０００５５６−０．０００６６７＜０
となり、実施例２の積層体１０も、式（１）を満足し、第１層ｍ１側に凸となるように反る（δ＜０）ことが分かる。

・実施例３
実施例３では、第１層ｍ１として、上記サンプルＣと同様のポリイミド層、第２層ｍ２として、上記サンプルＢと同様のポリイミド層を形成する。実施例３の積層体１０においても、σ１、σ２はいずれも引張応力であり、式（２）を満足する。また、σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０であり、式（１）を満足し、第１層ｍ１側に凸となるように反る（δ＜０）。

＜蒸着マスクの他の構造例＞
図１５は、本実施形態の蒸着マスクの変形例を示す断面図である。図１５に例示するように、接着層５０は、積層体１０の周縁部のみに配置されていても構わない。磁性金属体２０のうち、後で設けられるフレームと重なる部分を「周辺部」、フレームの開口内に位置する部分を「マスク部」とすると、接着層５０は、磁性金属体２０の周辺部と積層体１０との間のみに配置されていてもよい。マスク部において、磁性金属体２０の中実部２１と積層体１０とは接着されない。この場合、積層体１０はマスク部全体に亘って凸面状になり得る。

図１６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態の他の蒸着マスク２００、３００を模式的に示す平面図である。これらの図において、図１と同様の構成要素には同じ参照符号を付している。以下の説明では、蒸着マスク１００と異なる点のみを説明する。

蒸着マスク２００、３００では、磁性金属体２０は、単位領域Ｕ内に複数の第１開口部２５を有している。各第１開口部２５内には、２以上の第２開口部１３（図示している個数に限定されないのはいうまでもない）が位置している。

第１開口部２５は、図１６（ａ）に例示するように、単位領域Ｕ内に、行方向および列方向に配列された第２開口部１３の列ごと（または行ごと）に配置されたスリットであってもよい。または、図１６（ｂ）に例示するように、第１開口部２５は、複数の列および複数の行に配列された第２開口部１３を含むサブ領域ごとに配置されてもよい。

なお、図１および図１６には、複数の単位領域Ｕを有する蒸着マスクを例示したが、各単位領域Ｕの数および配列方法、各単位領域Ｕ内の第２開口部１３の個数および配列方法などは、製造しようとするデバイスの構成によって決まり、図示する例に限定されない。単位領域Ｕの数は単数であってもよい。

（有機半導体素子の製造方法）
本発明の実施形態による蒸着マスクは、有機半導体素子の製造方法における蒸着工程に好適に用いられる。

以下、有機ＥＬ表示装置の製造方法を例として説明を行う。

図１７は、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置５００を模式的に示す断面図である。

図１７に示すように、有機ＥＬ表示装置５００は、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）５１０および封止基板５２０を備え、赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂを有する。

ＴＦＴ基板５１０は、絶縁基板と、絶縁基板上に形成されたＴＦＴ回路とを含む（いずれも不図示）。ＴＦＴ回路を覆うように、平坦化層５１１が設けられている。平坦化層５１１は、有機絶縁材料から形成されている。

平坦化層５１１上に、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂが設けられている。下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂは、赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂにそれぞれ形成されている。下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂは、ＴＦＴ回路に接続されており、陽極として機能する。隣接する画素間に、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂの端部を覆うバンク５１３が設けられている。バンク５１３は、絶縁材料から形成されている。

赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂの下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂ上に、有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂがそれぞれ設けられている。有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂのそれぞれは、有機半導体材料から形成された複数の層を含む積層構造を有する。この積層構造は、例えば、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂ側から、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層をこの順で含んでいる。赤画素Ｐｒの有機ＥＬ層５１４Ｒは、赤色光を発する発光層を含む。緑画素Ｐｇの有機ＥＬ層５１４Ｇは、緑色光を発する発光層を含む。青画素Ｐｂの有機ＥＬ層５１４Ｂは、青色光を発する発光層を含む。

有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂ上に、上部電極５１５が設けられている。上部電極５１５は、透明導電材料を用いて表示領域全体にわたって連続するように（つまり赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂに共通に）形成されており、陰極として機能する。上部電極５１５上に、保護層５１６が設けられている。保護層５１６は、有機絶縁材料から形成されている。

ＴＦＴ基板５１０の上述した構造は、ＴＦＴ基板５１０に対して透明樹脂層５１７によって接着された封止基板５２０によって封止されている。

有機ＥＬ表示装置５００は、本発明の実施形態による蒸着マスクを用いて以下のようにして製造され得る。図１８（ａ）〜（ｄ）および図１９（ａ）〜（ｄ）は、有機ＥＬ表示装置５００の製造工程を示す工程断面図である。なお、以下では、赤画素用の蒸着マスク１０１Ｒ、緑画素用の蒸着マスク１０１Ｇ、青画素用の蒸着マスク１０１Ｂを順に用いてワーク上に有機半導体材料を蒸着する（ＴＦＴ基板５１０上に有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂを形成する）工程を中心に説明を行う。

まず、図１８（ａ）に示すように、絶縁基板上に、ＴＦＴ回路、平坦化層５１１、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂおよびバンク５１３が形成されたＴＦＴ基板５１０を用意する。ＴＦＴ回路、平坦化層５１１、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂおよびバンク５１３を形成する工程は、公知の種々の方法により実行され得る。

次に、図１８（ｂ）に示すように、真空蒸着装置内に保持された蒸着マスク１０１Ｒに、搬送装置によりＴＦＴ基板５１０を近接させて配置する。このとき、積層体１０の第２開口部１３Ｒが赤画素Ｐｒの下部電極５１２Ｒに重なるように、蒸着マスク１０１ＲとＴＦＴ基板５１０とが位置合わせされる。また、ＴＦＴ基板５１０に対して蒸着マスク１０１Ｒとは反対側に配置された不図示の磁気チャックにより、蒸着マスク１０１ＲをＴＦＴ基板５１０に対して密着させる。

続いて、図１８（ｃ）に示すように、真空蒸着により、赤画素Ｐｒの下部電極５１２Ｒ上に、有機半導体材料を順次堆積し、赤色光を発する発光層を含む有機ＥＬ層５１４Ｒを形成する。

次に、図１８（ｄ）に示すように、蒸着マスク１０１Ｒに代えて、蒸着マスク１０１Ｇを真空蒸着装置内に設置する。積層体１０の第２開口部１３Ｇが緑画素Ｐｇの下部電極５１２Ｇに重なるように、蒸着マスク１０１ＧとＴＦＴ基板５１０との位置合わせを行う。また、磁気チャックにより、蒸着マスク１０１ＧをＴＦＴ基板５１０に対して密着させる。

続いて、図１９（ａ）に示すように、真空蒸着により、緑画素Ｐｇの下部電極５１２Ｇ上に、有機半導体材料を順次堆積し、緑色光を発する発光層を含む有機ＥＬ層５１４Ｇを形成する。

次に、図１９（ｂ）に示すように、蒸着マスク１０１Ｇに代えて、蒸着マスク１０１Ｂを真空蒸着装置内に設置する。積層体１０の第２開口部１３Ｂが青画素Ｐｂの下部電極５１２Ｂに重なるように、蒸着マスク１０１ＢとＴＦＴ基板５１０との位置合わせを行う。また、磁気チャックにより、蒸着マスク１０１ＢをＴＦＴ基板５１０に対して密着させる。

続いて、図１９（ｃ）に示すように、真空蒸着により、青画素Ｐｂの下部電極５１２Ｂ上に、有機半導体材料を順次堆積し、青色光を発する発光層を含む有機ＥＬ層５１４Ｂを形成する。

次に、図１９（ｄ）に示すように、有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂ上に、上部電極５１５および保護層５１６を順次形成する。上部電極５１５および保護層５１６の形成は、公知の種々の方法により実行され得る。このようにして、ＴＦＴ基板５１０が得られる。

その後、ＴＦＴ基板５１０に対して封止基板５２０を透明樹脂層５１７により接着することにより、図１７に示した有機ＥＬ表示装置５００が完成する。

なお、有機ＥＬ表示装置５００において、封止基板５２０に代えて封止フィルムを用いてもよい。あるいは、封止基板（または封止フィルム）を使用せずに、ＴＦＴ基板５１０に薄膜封止（ＴＦＥ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）構造を設けてもよい。薄膜封止構造は、例えば、窒化シリコン膜などの複数の無機絶縁膜を含む。薄膜封止構造は有機絶縁膜をさらに含んでもよい。

また、ここでは、赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂの有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂにそれぞれ対応する３枚の蒸着マスク１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを用いたが、１枚の蒸着マスクを順次ずらすことによって、赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂに対応する有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂを形成してもよい。

あるいは、コンタミネーションの防止のため、積層構造を有する有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂの各層を、それぞれ異なる蒸着マスクを用いて形成してもよい。

また、有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂのうち発光層を含む一部の層のみを、本実施形態の蒸着マスクを用いて形成してもよい。例えば、単位領域に対応して開口部が設けられたオープンマスクを用いて、発光層以外の層（正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層など）を形成し、本実施形態の蒸着マスクを用いて、赤画素、緑画素および青画素の発光層を形成してもよい。マイクロキャビティ構造を適用する場合には、発光層および正孔輸送層のみを蒸着マスクを用いて形成し、それ以外の層をオープンマスクを用いて形成してもよい。

なお、上記の説明では、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置５００を例示したが、本実施形態の蒸着マスクがボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示装置の製造にも用いられることはいうまでもない。

本実施形態の蒸着マスクを用いて製造される有機ＥＬ表示装置は、必ずしもリジッドなデバイスでなくてもよい。本実施形態の蒸着マスクは、フレキシブルな有機ＥＬ表示装置の製造にも好適に用いられる。フレキシブルな有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、支持基板（例えばガラス基板）上に形成されたポリマー層（例えばポリイミド層）上に、ＴＦＴ回路などが形成され、保護層の形成後にポリマー層がその上の積層構造ごと支持基板から剥離（例えばレーザリフトオフ法が用いられる）される。

また、本実施形態の蒸着マスクは、有機ＥＬ表示装置以外の有機半導体素子の製造にも用いられ、特に、高精細な蒸着パターンの形成が必要とされる有機半導体素子の製造に好適に用いられる。

本発明の実施形態による蒸着マスクは、有機ＥＬ表示装置をはじめとする有機半導体素子の製造に好適に用いられ、高精細な蒸着パターンの形成が必要とされる有機半導体素子の製造に特に好適に用いられる。

１０ 積層体
１０ａ 第１領域
１０ｂ 第２領域
１１ 反り
１３ 第２開口部
２０ 磁性金属体
２１ 中実部
２５ 第１開口部
３０ マスク体
４０ フレーム
５０ 接着層
６０ 支持基板
７０ 蒸着対象基板
ｍ１ 第１層
ｍ２ 第２層
Ｌ１、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４ レーザ光
１００、２００、３００ 蒸着マスク
５００ 有機ＥＬ表示装置
５１０ ＴＦＴ基板
５１１ 平坦化層
５１２Ｂ、５１２Ｇ、５１２Ｒ 下部電極
５１３ バンク
５１４Ｂ、５１４Ｇ、５１４Ｒ 有機ＥＬ層
５１５ 上部電極
５１６ 保護層
５１７ 透明樹脂層
５２０ 封止基板
Ｐｂ 青画素
Ｐｇ 緑画素
Ｐｒ 赤画素
Ｕ 単位領域

Claims (26)

1. 少なくとも１つの第１開口部を含む磁性金属体と、
   前記磁性金属体上に前記少なくとも１つの第１開口部を覆うように配置され、かつ、前記少なくとも１つの第１開口部内に位置する複数の第２開口部を有する積層体と
   を備え、
   前記積層体は、第１層と、前記第１層と前記磁性金属体との間に配置された第２層とを含み、
   前記少なくとも１つの第１開口部内において、室温以上の第１の温度における、前記第１層の弾性率Ｅ１、前記第１層の厚さａ１、前記第１層が有する内部応力σ１、前記第２層の弾性率Ｅ２、前記第２層の厚さａ２、前記第２層が有する内部応力σ２（ただし、σ１、σ２は引張応力のときに正）は、下記式（１）、（２）
   σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０・・・（１）
   ０＜ａ１×σ１＋ａ２×σ２・・・（２）
   を満足する、蒸着マスク。
2. 前記第１の温度は、室温以上６０℃以下である、請求項１に記載の蒸着マスク。
3. 前記第１の温度において、前記積層体のうち前記少なくとも１つの第１開口部内に位置する部分は、前記磁性金属体と反対側に凸になるように反っている、請求項１または２に記載の蒸着マスク。
4. 前記積層体と前記磁性金属体との間に位置し、前記積層体と前記磁性金属体とを接合する接着層をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の蒸着マスク。
5. 前記第１層および前記第２層は、それぞれ、樹脂層であるか、または、金属材料以外の無機材料から形成されている、請求項１から４のいずれかに記載の蒸着マスク。
6. 前記第１層および前記第２層のいずれか一方は金属層である、請求項１から４のいずれかに記載の蒸着マスク。
7. 前記第１層および前記第２層の少なくとも一方は樹脂層である、請求項１から６のいずれかに記載の蒸着マスク。
8. 前記第１層および前記第２層は、いずれも樹脂層である、請求項５に記載の蒸着マスク。
9. 前記第１層および前記第２層の少なくとも一方はポリイミド層である、請求項７または８に記載の蒸着マスク。
10. 前記第１層はポリイミド層、前記第２層は化学線硬化型の樹脂材料を用いて形成されている、請求項８に記載の蒸着マスク。
11. 前記第１層はポリイミド層、前記第２層は、金属材料以外の無機材料を用いて形成されている、請求項５に記載の蒸着マスク。
12. 前記積層体のみが前記磁性金属体の前記少なくとも１つの第１開口部を覆うように配置されており、前記積層体は、前記第１層および前記第２層のみからなる、請求項１から１１のいずれかに記載の蒸着マスク。
13. 前記磁性金属体を支持するフレームをさらに備える、請求項１から１２のいずれかに記載の蒸着マスク。
14. 前記磁性金属体はオープンマスク構造を有する、請求項１から１３のいずれかに記載の蒸着マスク。
15. （Ａ）少なくとも１つの第１開口部を有する磁性金属体を用意する工程と、
    （Ｂ）基板を用意する工程と、
    （Ｃ）前記基板の表面に、第１層と前記第１層の上に形成された第２層とを含む積層体を形成する工程と、
    （Ｄ）前記基板の前記表面に形成された前記積層体を、前記磁性金属体上に、前記少なくとも１つの第１開口部を覆うように固定する工程と、
    （Ｅ）前記積層体に、複数の第２開口部を形成する工程と、
    （Ｆ）前記基板から前記積層体を剥離する工程と
    を包含し、
    前記少なくとも１つの第１開口部内において、室温以上の第１の温度における、前記第１層の弾性率Ｅ１、前記第１層の厚さａ１、前記第１層が有する内部応力σ１、前記第２層の弾性率Ｅ２、前記第２層の厚さａ２、前記第２層が有する内部応力σ２（ただし、σ１、σ２は引張応力のときに正）は、下記式（１）、（２）
    σ１／Ｅ１−σ２／Ｅ２＜０・・・（１）
    ０＜ａ１×σ１＋ａ２×σ２・・・（２）
    を満足する、蒸着マスクの製造方法。
16. 前記第１層および前記第２層の少なくとも一方は樹脂層であり、
    前記工程（Ｃ）は、樹脂材料を含む溶液または樹脂材料のワニスを付与した後、熱処理を行うことによって前記樹脂層を形成する工程を含む、請求項１５に記載の製造方法。
17. 前記樹脂層はポリイミド層である、請求項１６に記載の製造方法。
18. 前記工程（Ｆ）は、前記工程（Ｅ）の後に行われる、請求項１５から１７のいずれかに記載の製造方法。
19. 前記磁性金属体の周縁部にフレームを設ける工程をさらに包含する、請求項１５から１８のいずれかに記載の製造方法。
20. 前記第１層および前記第２層を、それぞれ、樹脂材料を用いて、または、金属材料以外の無機材料を用いて形成する、請求項１５から１９のいずれかに記載の製造方法。
21. 前記第１層および前記第２層は、いずれも樹脂層である、請求項２０に記載の製造方法。
22. 前記第１層および前記第２層のいずれか一方は金属層である、請求項１５から１９のいずれかに記載の製造方法。
23. 前記基板はガラス基板であり、前記ガラス基板の熱膨張係数は、前記第１層および前記第２層のそれぞれの材料の熱膨張係数と同程度またはそれ以下である、請求項１５から２２のいずれかに記載の製造方法。
24. 前記第１の温度は、６０℃以下である、請求項１５から２３のいずれかに記載の製造方法。
25. 前記磁性金属体はオープンマスク構造を有する、請求項１５から２４のいずれかに記載の製造方法。
26. 請求項１から１４のいずれかに記載の蒸着マスクを用いて、前記第１の温度で、ワーク上に有機半導体材料を蒸着する工程を包含する、有機半導体素子の製造方法。

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