WO2022034634A1 - 成膜マスクの製造方法 - Google Patents

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WO2022034634A1
WO2022034634A1 PCT/JP2020/030572 JP2020030572W WO2022034634A1 WO 2022034634 A1 WO2022034634 A1 WO 2022034634A1 JP 2020030572 W JP2020030572 W JP 2020030572W WO 2022034634 A1 WO2022034634 A1 WO 2022034634A1
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WO
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mask
forming
correction
openings
base material
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Application number
PCT/JP2020/030572
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English (en)
French (fr)
Inventor
進 崎尾
克彦 岸本
Original Assignee
堺ディスプレイプロダクト株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/17—Passive-matrix OLED displays
    • H10K59/173—Passive-matrix OLED displays comprising banks or shadow masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a film-forming mask, and more particularly to a method for manufacturing a film-forming mask that is suitably used for mass production of a high-definition organic EL (Electroluminescence) display device.
  • the film forming mask refers to a mask used in a thin film deposition technique (including, for example, Physical Vapor Deposition (PVD), Chemical Vapor Deposition (CVD), etc.).
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the vacuum vapor deposition method which is a kind of PVD, will be described as an example.
  • the organic EL layer is mainly formed by a vacuum vapor deposition method.
  • the organic EL layer includes, for example, a hole transport layer, an electron transport layer, and an organic light emitting layer arranged between them.
  • the hole transport layer can also serve as an organic light emitting layer.
  • a layer formed of an organic material, including at least an organic light emitting layer and an electron transporting layer, is referred to as an organic EL layer.
  • the organic EL display device has at least one organic EL element (Organic Light Emitting Diode: OLED) for each pixel, and at least one TFT (Thin Film Transistor) that controls the current supplied to each OLED.
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • TFT Thin Film Transistor
  • the organic EL display device will be referred to as an OLED display device.
  • Such an OLED display device having a switching element such as a TFT for each OLED is called an active matrix type OLED display device.
  • the substrate on which the TFT and the OLED are formed is referred to as an element substrate.
  • the drive circuit including the TFT is called a backplane circuit (or simply "backplane"), and the OLED is formed on the backplane.
  • one color display pixel is configured by R pixel, G pixel, and B pixel. Pixels of different colors that make up a color display pixel are sometimes called primary color pixels. Pixels in the present specification may be referred to as "dots", and color display pixels may be referred to as "pixels". For example, ppi (pixel per inch) representing resolution represents the number of "pixels" contained in one inch.
  • one color display pixel When one color display pixel is composed of three different color pixels, the shapes and sizes of the three different color pixels may be different from each other. For example, the blue pixel having low luminous efficiency may be large, and the green pixel having high luminous efficiency may be made small.
  • one color display pixel may be composed of one red pixel, one green pixel, and two blue pixels.
  • the pixel arrangement may be a stripe arrangement or a delta arrangement, and may be various known arrangements.
  • the organic EL layer is formed by a vacuum vapor deposition method using a film forming mask prepared for each color.
  • an electrode layer (for example, a cathode layer) formed on the organic EL layer can also be formed by, for example, a sputtering method using a film forming mask.
  • the electrode layer (for example, the anode layer) formed under the organic EL layer can be formed by a photolithography process because the organic EL layer is not exposed to the developing solution.
  • a metal mask sometimes called Fine Metal Mask: FMM
  • FMM Fine Metal Mask
  • a metal layer metal plate
  • Document 1 A film-forming mask having a laminate in which a resin layer and a magnetic metal layer are laminated, which can form a pattern having a higher definition than a metal mask in order to cope with higher definition of an OLED display device (hereinafter, A "laminated mask”) has been proposed (for example, Patent Documents 2 and 3).
  • the member in which the opening of the film-forming mask (the through hole through which the substance to be filmed passes) is formed is referred to as a mask base material.
  • a metal mask a metal layer (typically a magnetic metal layer) is a mask base material, and in a laminated mask, a resin layer in a laminate of a resin layer and a magnetic metal layer is a mask base material. ..
  • the mask base material is stretched in order to improve the flatness of the active region forming portion. If the flatness of the active region forming portion is low, that is, if the mask base material of the active region forming portion has slack, the mask base material in the peripheral portion and / or in the vicinity of each of the plurality of openings formed in the active region forming portion. This is because a gap is formed between the surface of the element substrate and the surface of the element substrate, which causes a problem that the film cannot be formed into a predetermined shape corresponding to the shape of the opening.
  • strain (stress) is generated in the mask base material.
  • This strain (stress) is a function of position within the mask substrate. That is, the direction and magnitude of strain (stress) differ depending on the position in the mask substrate.
  • the strain (stress) distribution of the mask substrate changes each time an opening is formed in the mask substrate. Therefore, the accuracy of the position of the opening of the film-forming mask finally obtained depends on the order in which the opening is formed. For example, it becomes a particular problem when forming a high-definition aperture pattern exceeding 200 ppi.
  • the strain in the mask base material depends on the position of the active region forming portion. Since the (stress) distribution is different, the same problem as above occurs.
  • Patent Document 4 relates to a method for producing a shadow mask for a particle beam, and predicts and predicts strain caused by forming a plurality of openings of a desired pattern in a mask base material (raw product). It discloses forming a plurality of openings in a desired pattern that produces a strain opposite to the strain.
  • Patent Document 4 does not consider the order in which the plurality of openings are formed, that is, the change in strain in the process of forming the plurality of openings, so that the above-mentioned problems cannot be solved.
  • the present invention has been made to solve at least one of the above-mentioned problems, and is a film-forming mask having a mask base material (for example, a metal layer of a metal mask or a resin layer of a laminated mask).
  • a mask base material for example, a metal layer of a metal mask or a resin layer of a laminated mask.
  • the purpose is to suppress the deterioration of position accuracy due to the displacement of the position of the opening due to the change in the strain (stress) distribution of the mask base material in the process of manufacturing and / or once manufactured. do.
  • Parameters used to obtain the overall strain distribution of the mask substrate Young's modulus Yx 1 , Yy 1 , shear modulus Gxy 1 , Poisson's ratio Pxy 1 , density ⁇ 1 , tension Tx 1 , Ty 1 , size Lx 1 ).
  • Step S3 of acquiring measured coordinate data for specifying the position of each of the plurality of openings on the xy surface in a state where the temporary film forming mask is fixed so that the mask base material defines the xy surface. Based on the target coordinate data prepared in advance for specifying the target position on each xy plane of the plurality of openings and the actually measured coordinate data, the position and the target position of each of the plurality of openings. Step S4 to generate error data indicating the error between Displacement of each position of the plurality of openings by forming at least one correction recess in the peripheral region of the temporary film forming mask excluding the plurality of openings for each of the plurality of openings.
  • a method for manufacturing a film-forming mask comprising the step S6 of forming the at least one correction recess in the temporary film-forming mask based on the correction recess data.
  • step S5 the position, size, shape, and depth of the at least one correction recess are used as parameters by stress analysis simulation, and the displacement amount that makes the error smaller than a predetermined value is obtained.
  • the at least one correction recess is a plurality of correction recesses, and the correction recess data for each of the plurality of correction recesses is associated with the order in which the plurality of correction recesses are formed.
  • the mask base material is formed of a resin layer, and the temporary film-forming mask further has a magnetic metal layer having at least one through hole that exposes the plurality of openings formed in the resin layer.
  • the manufacturing method according to any one of items 1 to 5, wherein in the step S6, the at least one correction recess is formed in the magnetic metal layer.
  • the strain (stress) distribution of the mask base material in the film-forming mask once manufactured for example, in the process of manufacturing a film-forming mask having a stretched mask base material, and / or, the strain (stress) distribution of the mask base material in the film-forming mask once manufactured. It is possible to suppress a decrease in position accuracy due to displacement of the position of the opening due to the change.
  • the production method according to the embodiment of the present invention is not limited to the film-forming mask illustrated below, and is produced by forming an opening in, for example, the stretched mask substrate described in Patent Documents 1 to 3. Widely applied in the manufacture of masks. All of the disclosures of Patent Documents 1 to 3 are incorporated herein by reference.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the film forming mask 100A
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a portion 10p of the active region forming portion of the film forming mask 100A.
  • the film forming mask 100A is a metal mask.
  • the film forming mask 100A includes a magnetic metal layer 10A and a frame 30A.
  • the magnetic metal layer 10A includes a plurality of openings 11A.
  • the plurality of openings 11A are formed in a size, shape, and position corresponding to a plurality of pixels formed on the element substrate (backplane).
  • the frame 30A has a frame shape and is fixed to the peripheral portion of the magnetic metal layer 10A.
  • the frame 30A is formed, for example, by Invar.
  • the plurality of openings 11A are arranged in a matrix.
  • the size, shape and position of the opening 11A may vary depending on the emission color of the organic EL layer to be formed.
  • the mask base material of the film forming mask 100A is a magnetic metal layer 10A.
  • a magnetic metal layer 10A it is preferable to use a magnetic metal material having a small linear thermal expansion coefficient ⁇ M (specifically, less than 6 ppm / ° C.).
  • a Fe—Ni based alloy Invar
  • Fe—Ni—Co based alloy or the like can be preferably used.
  • the opening 11A can be formed, for example, by laser machining.
  • the film forming mask 100B is a laminated mask.
  • 3 and 4 are a cross-sectional view and a plan view schematically showing the film forming mask 100B, respectively.
  • FIG. 3 shows a cross section along line 3A-3A in FIG.
  • FIGS. 3 and 4 schematically show an example of the film forming mask 100B, and it goes without saying that the size, number, arrangement relationship, length ratio, and the like of each component are not limited to the illustrated examples. Nor. The same applies to other drawings described later.
  • the film forming mask 100B includes a resin layer 10B, a magnetic metal layer 20B, and a frame 30B.
  • the magnetic metal layer 20B is located on the vapor deposition source side and the resin layer 10B is located on the vapor deposition target (element substrate on which the backplane is formed). Placed in.
  • the resin layer 10B includes a plurality of openings 11B.
  • the plurality of openings 11B are formed in a size, shape, and position corresponding to a plurality of pixels formed on the element substrate (backplane). In the example shown in FIG. 4, the plurality of openings 11B are arranged in a matrix. The size, shape and position of the opening 11B may vary depending on the emission color of the organic EL layer to be formed.
  • the mask base material of the film forming mask 100B is the resin layer 10B.
  • polyimide As the material of the resin layer 10B, for example, polyimide can be preferably used. Polyimide has a small coefficient of thermal expansion and is excellent in strength, chemical resistance and heat resistance. As the material of the resin layer 10B, another resin material such as polyethylene terephthalate (PET) may be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the thickness of the resin layer 10B is not particularly limited. However, if the resin layer 10B is too thick, a part of the vapor-deposited film may be formed thinner than the desired thickness (referred to as "shadowing"). From the viewpoint of suppressing the occurrence of shadowing, the thickness of the resin layer 10B is preferably 25 ⁇ m or less. Further, from the viewpoint of the strength of the resin layer 10B itself and the cleaning resistance, the thickness of the resin layer 10B is preferably 3 ⁇ m or more.
  • the magnetic metal layer 20B is formed on the resin layer 10B.
  • the magnetic metal layer 20B is formed on the resin layer 10B by, for example, a plating method, as will be described later.
  • the magnetic metal layer 20B is in close contact with the resin layer 10B.
  • the magnetic metal layer 20B has a mask portion 20a and a peripheral portion 20b arranged so as to surround the mask portion 20a.
  • the mask portion 20a refers to the magnetic metal layer 20B of the active region forming portion.
  • the mask portion 20a of the magnetic metal layer 20B has a plurality of through holes (slits) 21 for exposing the plurality of openings 11B of the resin layer 10B.
  • a plurality of through holes 21 extending in the column direction are arranged in the row direction.
  • each through hole 21 has a size larger than each opening 11B of the resin layer 10B, and at least one in each through hole 21 (here, a plurality). ) Is located.
  • the magnetic metal layer 20B is formed by, for example, electroless plating or electrolytic plating.
  • a nickel (Ni) plating layer and a nickel alloy plating layer are preferable.
  • the resin layer 10B is formed of polyimide and the coefficient of thermal expansion of the magnetic metal layer 20B is matched with the resin layer 10B.
  • the thickness of the magnetic metal layer 20B is not particularly limited. However, if the magnetic metal layer 20B is too thick, the magnetic metal layer 20B may bend due to its own weight or shadowing may occur. From the viewpoint of suppressing the occurrence of bending and shadowing due to its own weight, the thickness of the magnetic metal layer 20B is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 25 ⁇ m or less. Further, if the magnetic metal layer 20B is too thin, the attractive force of the magnetic chuck in the vapor deposition step described later is reduced, which may cause a gap between the film forming mask 100B and the work. In addition, breakage or deformation may occur, which may make handling difficult. Therefore, the thickness of the magnetic metal layer 20B is preferably 5 ⁇ m or more.
  • the frame 30B has a frame shape and is fixed to the peripheral portion 20b of the magnetic metal layer 20B. That is, the region of the magnetic metal layer 20B that does not overlap the frame 30B is the mask portion 20a, and the region that overlaps the frame 30B is the peripheral portion 20b.
  • the frame 30B is made of, for example, a metal material.
  • a magnetic metal material having a small linear thermal expansion coefficient ⁇ M specifically, less than 6 ppm / ° C.
  • a Fe—Ni based alloy Invar
  • Fe—Ni—Co based alloy or the like can be preferably used.
  • the magnetic metal layer 20B is bonded to the resin layer 10B as a whole.
  • the resin layer 10B and the magnetic metal layer 20B receive tension in the in-plane direction from the frame 30B.
  • the resin layer 10B and the magnetic metal layer 20B are pulled onto the frame 30B in a predetermined layer inward direction by a stretching device (or a stretching welding device having a welding function) in the stretching step. It is fixed.
  • each opening 11B is formed in the exposed region of each through hole 21 of the magnetic metal layer 20B of the resin layer 10B.
  • the opening 11B can be formed, for example, by laser machining.
  • a pulse laser is used for laser processing.
  • the third harmonic of the YAG laser is used to irradiate a predetermined region of the resin layer 10B with a laser beam having a wavelength of 355 nm.
  • the workpiece structure including the frame 30B, the magnetic metal layer 20B, and the resin layer 10B
  • the energy density of the laser beam is, for example, 0.5 J / cm 2 .
  • Laser processing is performed by focusing the laser beam on the surface of the resin layer 10B and performing a plurality of shots. The number of shots is determined according to the thickness of the resin layer 10B.
  • the shot frequency is set to, for example, 60 Hz.
  • the laser processing conditions are not limited to those described above, and are appropriately selected so that the resin layer 10B can be processed.
  • a laser beam having a large beam diameter is prepared and blocked by irradiating the laser beam through a photomask having an aperture corresponding to, for example, 50 ⁇ 50 or 100 ⁇ 100 openings 11B.
  • the opening 11B may be formed for each.
  • the method for manufacturing a film forming mask according to the embodiment of the present invention has the following steps.
  • Step A Prepare a mask base material in an initial state, which is fixed to the frame in a state of being stretched under predetermined conditions so as to define the xy surface.
  • the mask base material refers to a magnetic metal layer of a metal mask, a laminated mask or a resin layer of a resin mask in which a plurality of openings are formed in a stretched state, and an initial state means that the openings are formed in a stretched state. It means that it is not formed.
  • Step B Prepare target coordinate data that specifies the position of each of the plurality of openings on the xy plane.
  • Process C For each of the plurality of openings, the amount of displacement from the target coordinate data generated by forming the openings is predicted, and correction data for reducing the amount of displacement is generated. At this time, the correction data for each of the plurality of openings is associated with the order in which the plurality of openings are formed. That is, since the strain distribution over the entire mask base material changes depending on the order in which the openings are formed, correction data is generated in consideration of this.
  • Process D Each of the plurality of openings is formed at a position specified based on the target coordinate data and the correction data. The order at this time is the same as the order considered in step C.
  • Step C can be executed by a known method such as a stress analysis simulation that can obtain a strain (stress) distribution, such as a finite element method, a boundary element method, or a finite difference method.
  • a stress analysis simulation that can obtain a strain (stress) distribution
  • a finite element method such as a finite element method, a boundary element method, or a finite difference method.
  • it can be executed by using a commercially available finite element method program (simulator) such as ANSYS Workbench (ANSYS is a registered trademark of Ansys).
  • step C the strain distribution of the entire mask base material when the openings are formed in the order of forming the plurality of openings is obtained by the simulation using the finite element method, and the plurality of openings are obtained based on the strain distribution.
  • step CS the step CS of predicting the displacement amount of each of the above and generating the correction data.
  • the mask base material for which the k-th opening should be formed is based on the overall strain distribution of the mask base material immediately before forming the k-th opening.
  • the mask group to form the kth opening includes the step CS2 for obtaining the displacement amount D2 (k) of the position on the material and the step CS3 for obtaining the correction data C (k) for the k-th opening from D1 (k) and D2 (k).
  • the displacement amounts D1 (k) and D2 (k) are represented by vectors, and the correction data C (k) is D1 (k) so as to cancel out D2 (k) -D1 (k). ) -D2 (k).
  • the material of the mask base material is Invar, and the parameters used in the simulation are shown below.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the result of obtaining the displacement amount of the position of the opening due to the change in the strain distribution due to the formation of the opening in the mask base material in the above simulation.
  • the black circle (dashed line) is the target coordinate data (TM), and the black square (solid line) is the simulation result (SM).
  • An opening is formed one by one from the bottom row (first row) to the top row (266th row) in FIG. 6, and the strain distribution of the entire mask base material is calculated by the finite element method each time. The amount of displacement of the opening was calculated. The black square indicates the amount of displacement of each opening after forming all the openings. For the sake of clarity, the result of multiplying the displacement amount by 1000 for 5 openings for each row is shown.
  • the displacement from the target coordinate data caused by forming the opening reduces the position accuracy of the opening.
  • the position accuracy of the opening can be improved.
  • the mask base material may not be represented by a single parameter (the above-mentioned initial state parameter) throughout. Since a thin mask base material is used in high-definition metal masks (FMMs) and laminated masks, a non-uniform distribution in thickness may occur, and this non-uniform distribution may differ depending on the mask base material. There are many.
  • a recess (penetrated at 100%) having a depth of, for example, 40% or less (for example, 20%) of the thickness of the mask substrate is formed in the mask, and the positions of the xy surfaces of the formed plurality of recesses are measured.
  • the parameters of the mask substrate used for the simulation Youngng's modulus Yx, Yy, shear modulus Gxy, Poisson's ratio Pxy, density ⁇ , tension Tx, Ty, size Lx, Ly, Lz
  • step C in step CS, the initial parameters (Young rate Yx 0 , Yy 0 , shear elasticity Gxy 0 , Poisson) used to obtain the overall strain distribution of the mask substrate in the initial state.
  • the process CSP includes a step CSP for finding the distribution on the xy plane of at least Lz 0 , and the step CSP is a finite element method.
  • Step CSP1 for determining the overall strain distribution of the mask substrate at the time
  • step CSP2 for measuring the positions of the formed plurality of recesses
  • each of the plurality of recesses determined based on the strain distribution obtained in step CSP1.
  • step CSP3 Based on the step CSP3 comparing the displacement amount DP of the above and the displacement amount DM of each of the plurality of recesses obtained from the positions of the plurality of recesses obtained in the step CSP2 , and the comparison result obtained in the step CSP3.
  • the step CSP4 for obtaining the distribution of Lz 0 on the xy plane may be further included in the initial parameters so that the difference between the displacement amount DP and the displacement amount DM becomes small.
  • the plurality of openings are preferably formed in the order described in WO / 2019/043866 by the applicant.
  • a plurality of openings are formed in the order described in WO / 2019/043866, the amount of displacement due to the formation of the openings can be reduced, and as a result, the position accuracy of the openings can be further improved. ..
  • all disclosures of WO / 2019/043866 are incorporated herein by reference.
  • a stress release opening may be provided outside the active region.
  • the parameters of the mask base material may be obtained using this stress release opening.
  • step C in step CS, the initial parameters (Young rate Yx 0 , Yy 0 , shear elasticity Gxy 0 , Poisson ratio Pxy 0 , density) used to obtain the overall strain distribution of the mask substrate in the initial state.
  • the process CSD for obtaining at least one of ⁇ 0 , tension Tx 0 , Ty 0 , size Lx 0 , Ly 0 , Lz 0 is included, and the process CSD is an active region forming unit by simulation using the finite element method.
  • step CSD1 for determining the overall strain distribution of the mask substrate when at least one dummy opening is formed on the outside of the CSD
  • step CSD2 for measuring the position of the formed at least one dummy opening
  • step CSD1 Displacement amount D Pd of at least one dummy opening obtained based on the obtained strain distribution and displacement amount D of at least one dummy opening obtained from the position of at least one dummy opening obtained in step CSD2.
  • an opening is formed for each row, and the strain distribution of the entire mask base material is calculated by the finite element method each time, and the displacement amount of each opening is obtained.
  • the strain distribution of the entire mask base material may be calculated by the finite element method each time, and the displacement amount of each opening may be obtained. It is preferable that the number of openings to be formed at one time and the order in which the openings are formed are the same as when the openings are actually formed on the mask substrate, but in consideration of the simulation load (calculation time). It may be simplified or simplified. Further, the number of element divisions can be appropriately set according to the size of the mask base material and the required accuracy.
  • the shape of the opening is not limited to the illustrated rectangle, and may be appropriately changed as needed, such as a square, a circle, or an ellipse.
  • the stress analysis simulation method is not limited to the above-mentioned finite element method, but a boundary element method or a finite difference method can also be used.
  • the method for manufacturing a film-forming mask according to the embodiment of the present invention can be performed using, for example, a known laser processing machine.
  • a laser machine may hold a mask base material in a predetermined position so as to define an xy plane, and may transfer the mask base material in the xy plane, and a designated portion of the mask base material on the stage. It has a laser irradiation device that irradiates a laser beam, a laser irradiation device, and a computer that controls a stage.
  • the laser irradiation device may have a laser light source that emits a laser beam, an optical system that directs the laser beam in a predetermined direction, and / or shapes a beam profile.
  • the computer is a laser irradiator and a laser irradiator so that a laser beam of a predetermined energy density is emitted to a predetermined position in a predetermined order (for example, by adjusting the pulse width, pulse interval, and number of times of the pulse laser). Send a command to the stage.
  • the computer is further equipped with a storage device in which a program (for example, ANSYS Workbench) for obtaining the strain distribution (stress distribution) by the above-mentioned finite element method is stored, and the input data (for example, the target coordinate data of the opening, the opening) is stored.
  • a program for example, ANSYS Workbench
  • the input data for example, the target coordinate data of the opening, the opening
  • the processor uses the above simulation with a processor, and based on the target coordinate data and correction data, the position to form the opening.
  • the mask substrate is modified into a region between the openings or a region around the openings. It is characterized in that the position of at least a part of the openings of the plurality of openings is corrected by forming a recess (non-penetrating).
  • the film-forming mask before the position of the opening is corrected is referred to as a "temporary film-forming mask".
  • the temporary film-forming mask may be a film-forming mask manufactured by any known manufacturing method. Further, if the film-forming mask manufactured by the manufacturing method of the embodiment of the present invention described above does not have sufficient accuracy, it may be used as a temporary film-forming mask.
  • the method for manufacturing a film-forming mask according to this embodiment has the steps shown in FIG. 7.
  • Step S1 Prepare a temporary film forming mask.
  • the temporary film-forming mask has a frame, a mask base material fixed to the frame in a stretched state, and a plurality of openings provided in an active region forming portion of the mask base material.
  • the plurality of openings are arranged in a matrix having, for example, m rows and n columns so as to correspond to the plurality of pixels.
  • the temporary film forming mask may be a mask for multi-chamfering.
  • the temporary film-forming mask may be, for example, a film-forming mask ordered from a manufacturer of the film-forming mask and delivered.
  • Step S2 Parameters used to determine the overall strain distribution of the mask substrate (Young's modulus Yx 1 , Yy 1 , shear modulus Gxy 1 , Poisson's ratio Pxy 1 , density ⁇ 1 , tension Tx 1 , Ty 1 , size. Lx 1 , Ly 1 , Lz 1 ) are obtained. The sizes Lx 1 , Ly 1 , and Lz 1 are determined by measurement.
  • the mask base material is a resin layer
  • the temporary film-forming mask further has a magnetic metal layer having through holes that expose a plurality of openings formed in the resin layer, and the magnetic metal layer and the resin layer are formed.
  • the parameters for determining the overall strain distribution of the mask substrate include the influence of the magnetic metal layer.
  • Step S3 With the temporary film forming mask fixed so that the mask base material defines the xy plane, the measured coordinate data for specifying the positions of the plurality of openings on the xy plane is acquired.
  • This step is performed by, for example, an automatic 2 / 3D coordinate measuring machine OMIC-800 manufactured by Shinto S Precision Co., Ltd. It should be noted that a known measuring device having at least a two-dimensional coordinate measuring function and having a stage on which the entire surface of the mask base material can be placed can be used.
  • Step S4 Each position and target position of the plurality of openings are based on the target coordinate data prepared in advance and the measured coordinate data for specifying the target position on each xy plane of the plurality of openings. Generate error data showing the error. That is, the error in the position of the target ideal film forming mask from the opening is obtained for each opening.
  • Step S5 For each of the plurality of openings, the opening is formed by forming at least one correction recess in the peripheral region (however, the region in the frame) excluding the plurality of openings of the temporary film forming mask.
  • the displacement amount of the position is predicted, and the correction recess data for forming at least one correction recess that can obtain the displacement amount that reduces the error is generated.
  • Step S5 At least one modification that obtains a displacement amount that makes the error smaller than a predetermined value by using the position, size, shape, and depth of at least one modification recess as parameters by simulation using the finite element method.
  • the position, size, shape and depth of at least one correction recess may be selected from, for example, a combination prepared in advance. The more combinations you prepare, the higher the accuracy, but it takes time to find it. Further, the larger the number of correction recesses, the longer the time for forming. Therefore, the combination to be prepared may be selected according to the required accuracy and / or the allowable time.
  • the correction recess is formed. It may not be necessary to consider the order. Of course, if necessary, consider the order in which the correction recesses are formed. Specifically, in step S5, the correction recess data for each of the plurality of correction recesses is associated with the order in which the plurality of correction recesses are formed. Then, in the subsequent step S6, the plurality of correction recesses are formed according to the order.
  • Step S6 Based on the correction recess data, at least one correction recess is formed in the peripheral region (however, the region in the frame) excluding the plurality of openings of the temporary film forming mask.
  • the correction recess can be formed by a known method such as laser processing.
  • the mask base material can be formed of a resin layer, a magnetic metal layer or a non-magnetic metal layer.
  • the correction recess may be formed on the mask substrate. Further, when the mask base material is formed of a resin layer and the temporary film-forming mask has a magnetic metal layer having at least one through hole that exposes a plurality of openings formed in the resin layer, a concave portion for correction is provided. Can be formed on a magnetic metal layer. Since the metal layer has higher rigidity and higher elastic modulus than the resin layer, the range in which the displacement amount can be adjusted by forming the correction recess is wide. Therefore, a sufficient amount of displacement can be obtained with a relatively small correction recess.
  • Typical non-magnetic metal materials that can be used in place of the resin layer include stainless steel foil, copper foil, copper alloy foil, and aluminum foil.
  • the "foil” generally refers to a thin metal plate having a thickness of 100 ⁇ m or less.
  • austenitic stainless steel is preferable, and SUS304 (18Cr-8Ni type) and SUS316 (Mo-added type to SUS304) have high corrosion resistance, and also have high ductility and toughness, so that a thin mask base material having a thickness of 30 ⁇ m or less is used. Suitable for. Moreover, since it has conductivity, it can be electroplated as it is. Furthermore, since the weldability is high, there is an advantage that it can be easily welded to the frame. In addition to these, NMA (16Cr-14Ni) is also hard and has excellent corrosion resistance. The tensile strength of SUS304 is 1130 MPa or more, and the tensile strength of NMA is 750 MPa or more. As these stainless steel foils, for example, thin foils having a thickness of 20 ⁇ m are commercially available.
  • Examples of the copper foil or copper alloy foil include pure copper, tough pitch copper, Cu-0.12Sn series, nickel silver (for example, 64Cu-18Ni-8Zn series), titanium copper foil (Cu-3.0Ti series), and Corson alloy (Cu-). (3.0Ni-0.65Si-0.15Mg system) can be mentioned.
  • Cu-0.12Sn-based and nickel silver are excellent in strength, heat resistance and corrosion resistance.
  • the tensile strength of Cu-0.12Sn is 550 MPa
  • the tensile strength of nickel silver is 540 MPa or more.
  • thin foils having a thickness of about 6 ⁇ m to 30 ⁇ m are commercially available.
  • An aluminum foil can also be used, but from the viewpoint of reactivity, it is preferable to anodize the surface (for example, to form an oxide film ( Al2O3 film) having a thickness of several ⁇ m on the surface).
  • Aluminum foil is commercially available from a thickness of 6 ⁇ m, but even if it is a hard material, its tensile strength is as low as about 15 to 240 MPa, so it is better to use it as a thick film rather than SUS foil or copper foil. .. Therefore, it can be used for a film forming mask having a relatively low definition.
  • FIG. 8A is a schematic plan view of a temporary film forming mask 100Ca used in the method for manufacturing a film forming mask according to the present embodiment.
  • FIG. 8B is a schematic plan view of the film forming mask 100C1 manufactured by using the temporary film forming mask 100Ca, and
  • FIG. 8C shows another film forming mask manufactured by using the temporary film forming mask 100Ca. It is a schematic plan view of 100C2.
  • the temporary film forming mask 100Ca shown in FIG. 8A is a laminated mask having substantially the same structure as the film forming mask 100B shown in FIGS. 3 and 4.
  • the temporary film forming mask 100Ca schematically shows a mask for multi-chamfering, and has four active region forming portions PA1, PA2, PA3, and PA4 corresponding to four display panels.
  • Each active region forming portion PA1, PA2, PA3 and PA4 has an opening 11C for forming an organic EL layer corresponding to nine pixels arranged in 3 rows and 3 columns.
  • the temporary film forming mask 100Ca includes a resin layer 10C, a magnetic metal layer 20C, and a frame 30C, and the resin layer 10B, the magnetic metal layer 20B, and the frame 30B of the film forming mask 100B shown in FIG. 3, respectively.
  • the temporary film forming mask 100Ca is a resin layer 10C, and a plurality of openings 11C are formed in the resin layer 10C.
  • the magnetic metal layer 20C has a plurality of through holes 21 that expose the plurality of openings 11C of the resin layer 10C. Both the resin layer 10C and the magnetic metal layer 20C are stretched.
  • a correction recess is formed in the temporary film forming mask 100Ca, and the positions of the plurality of openings 11C are brought close to the positions of the ideal film forming mask openings to be targeted. ..
  • the film forming mask 100C1 shown in FIG. 8B has a plurality of correction recesses 22C.
  • the correction recess 22C is formed in the magnetic metal layer 20C.
  • the correction recess 22C is formed as a rectangular region extending in the Y direction around the two active region forming portions PA1 and PA2 in the upper part of the figure among the four active region forming portions PA1 to PA4. ..
  • the apparent elastic modulus of the region around the active region forming portions PA1 and PA2 in which the correction recess 22C is formed decreases, the elongation due to tension becomes relatively large, and the tension of the two active region forming portions PA1 and PA2 causes.
  • the elongation is relatively small.
  • the pitch in the X direction of the openings 11C in the two active region forming portions PA1 and PA2 becomes small.
  • the film forming mask 100C2 shown in FIG. 8C has a plurality of correction recesses 12C.
  • the correction recess 12C is formed in the resin layer 10C.
  • the correction recess 12C extends in the Y direction on both sides of each opening in the two active region forming portions PA1 and PA2 in the upper part of the figure among the four active region forming portions PA1 to PA4. It is formed as a rectangular area.
  • the apparent elastic modulus of the resin layer 10C in the region where the correction recess 12C is formed decreases, and the elongation due to tension becomes relatively large, and as a result, the X direction of the openings 11C in the active region forming portions PA1 and PA2.
  • the pitch of is increased.
  • the position, size, shape, and depth of forming the correction recess 22C and / or the correction recess 12C are not limited to this, and can be obtained by, for example, the above-mentioned simulation.
  • a plurality of combinations of the positions, shapes, and sizes of the correction recess 22C and / or the correction recess 12C are prepared in advance, and the error between the position of each opening and the target position is a predetermined value in the simulation.
  • Examples of the correction recess to be prepared include a correction recess 22C having a different length of the rectangular correction recess 22C extending in the Y direction illustrated in FIG. 8B (for example, about the length of the opening 11C in the Y direction) and X.
  • Examples thereof include a correction recess having a different length (for example, about the length of the opening 11C in the Y direction) and a rectangular correction recess extending in the X direction (for example, about the length of the opening 11C in the X direction).
  • the shape of the correction recess is not limited to a rectangle, and a dot-shaped correction recess such as a substantially square or a substantially circular shape may be formed in the vicinity of the corner portion of the opening 11C.
  • the temporary film-forming mask used in the method for manufacturing a film-forming mask according to the present embodiment may be various known film-forming masks.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a temporary film forming mask 100Cb used in the method for manufacturing a film forming mask according to the present embodiment
  • FIG. 10 is a temporary plan view used for the temporary forming film mask manufacturing method according to the present embodiment. It is a schematic plan view of the film forming mask 100Cc of.
  • the temporary film forming mask 100Cb shown in FIG. 9 removes the magnetic metal layer 20C in the region between the frame 30C and the active region forming portions PA1 to PA4 in the temporary film forming mask 100Ca shown in FIG. 8A, and removes the resin layer. Corresponds to the exposed 10C1. Further, the temporary film forming mask 100Cc shown in FIG. 10 is only a part of the magnetic metal layer 20C in the region between the frame 30C and the active region forming portions PA1 to PA4 in the temporary film forming mask 100Ca shown in FIG. 8A. Is removed, the magnetic metal layer 20C1 is left in the region along the frame 30C, and the resin layer 10C1 is exposed. By partially removing the magnetic metal layer 20C in this way, the mask portion can be made lighter, so that bending due to the weight of the mask portion can be suppressed. The position and size of the region from which the magnetic metal layer 20C is removed can be appropriately set.
  • the magnetic metal layer 20C around the active region forming portions PA1 to PA4 is completely removed to form an island-shaped region, but between the adjacent active region forming portions.
  • a magnetic metal layer may be partially left and connected by at least one bridge portion.
  • the method for manufacturing a film-forming mask according to this embodiment can also be performed by using a computer and a laser processing machine as in the previous embodiment.
  • the embodiment of the present invention is suitably used for manufacturing a film forming mask used for manufacturing an organic EL device, for example.

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Abstract

成膜マスクを製造する方法は、フレームと、フレームに架張された状態で固定されたマスク基材と、マスク基材のアクティブ領域形成部に設けられた複数の開口部とを有する仮の成膜マスクを用意する工程Ｓ１と、マスク基材の全体のひずみ分布を求めるために用いられるパラメータを求める工程Ｓ２と、マスク基材がｘｙ面を規定するように仮の成膜マスクを固定した状態で、各開口部のｘｙ面における位置を特定する、実測座標データを取得する工程Ｓ３と、各開口部のｘｙ面における目標位置を特定する、予め用意されている目標座標データと、実測座標データとに基づいて、各開口部の位置と目標位置との誤差を示す誤差データを生成する工程Ｓ４と、各開口部について、仮の成膜マスクの複数の開口部を除く周辺領域に、修正用凹部を形成することによる、各開口部の位置の変位量を予測し、誤差を小さくする変位量が得られる修正用凹部を形成するための修正用凹部データを生成する工程Ｓ５と、修正用凹部データに基づいて、マスク基材に修正用凹部を形成する工程Ｓ６とを包含する。

Description

成膜マスクの製造方法
　本発明は、成膜マスクの製造方法に関し、特に、高精細の有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置の量産に好適に用いられる成膜マスクの製造方法に関する。成膜マスクは、薄膜堆積技術（例えば、Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＰＶＤ）、Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＣＶＤ）等を含む。）において用いられるマスクを指す。以下では、ＰＶＤの１種である真空蒸着法を例に説明する。
　近年、有機ＥＬ表示装置が実用化された。現在量産されている中小型の有機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。有機ＥＬ層は、例えば、ホール輸送層、電子輸送層およびこれらの間に配置される有機発光層を含む。ホール輸送層は有機発光層を兼ねることもできる。少なくとも有機発光層と電子輸送層とを含む、有機材料で形成された層を有機ＥＬ層ということにする。
　有機ＥＬ表示装置は、画素ごとに少なくとも１つの有機ＥＬ素子（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）と、各ＯＬＥＤに供給される電流を制御する少なくとも１つのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とを有する。以下、有機ＥＬ表示装置をＯＬＥＤ表示装置と呼ぶことにする。このようにＯＬＥＤごとにＴＦＴなどのスイッチング素子を有するＯＬＥＤ表示装置は、アクティブマトリクス型ＯＬＥＤ表示装置と呼ばれる。また、ＴＦＴおよびＯＬＥＤが形成された基板を素子基板ということにする。ＴＦＴを含む駆動回路はバックプレーン回路（または、単に「バックプレーン」）と呼ばれ、ＯＬＥＤはバックプレーン上に形成される。
　カラー表示が可能な有機ＥＬ表示装置では、例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素によって、１つのカラー表示画素が構成される。カラー表示画素を構成する異なる色の画素は原色画素と呼ばれることもある。本明細書における画素を「ドット」と呼び、カラー表示画素を「ピクセル」と呼ぶこともある。例えば、解像度を表すｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）は、１インチに含まれる「ピクセル」の数を表す。
　なお、３つの異なる色の画素で、１つのカラー表示画素を構成する場合、３つの異なる色の画素の形状や大きさは互いに異なってもよい。例えば、発光効率が低い青の画素を大きく、発光効率が高い緑の画素を小さくしてもよい。あるいは、１つのカラー表示画素を１つの赤画素と、１つの緑画素と、２つの青画素とで構成してもよい。また、画素配列は、ストライプ配列、デルタ配列であってもよく、公知の種々の配列であり得る。
　有機ＥＬ層は、色ごとに用意された成膜マスクを用いて真空蒸着法で形成される。有機ＥＬ層に加えて、有機ＥＬ層の上に形成される電極層（例えば陰極層）も成膜マスクを用いて例えばスパッタ法で形成され得る。なお、有機ＥＬ層の下に形成される電極層（例えば陽極層）は、有機ＥＬ層が現像液に晒されることがないので、フォトリソグラフィプロセスで形成され得る。
　従来、成膜マスクとして、金属層（金属板）に所定のパターンで複数の開口部が形成されたメタルマスク（Ｆｉｎｅ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｓｋ：ＦＭＭと呼ばれることがある。）が用いられていた（例えば、特許文献１）。ＯＬＥＤ表示装置の高精細化に対応するために、メタルマスクよりも高精細なパターンを形成することが可能な、樹脂層と磁性金属層とが積層された積層体を有する成膜マスク（以下、「積層型マスク」と呼ぶ。）が提案されている（例えば、特許文献２、３）。
　本明細書において、成膜マスクの開口部（成膜される物質が通過する貫通孔）が形成されている部材をマスク基材という。メタルマスクにおいては、金属層（典型的には磁性金属層）がマスク基材であり、積層型マスクにおいては、樹脂層と磁性金属層との積層体の内の樹脂層がマスク基材である。また、成膜マスクの部分で、成膜対象である素子基板（例えばバックプレーンが形成された段階のもの）のアクティブ領域（「素子形成領域」または「表示領域」ともいう。）と密着する部分をアクティブ領域形成部ということにする。
特開２００６－１８８７４８号公報 特開２０１７－８２３１３号公報 特開２０１５－１０２７０号公報 特許第４１７３３２９号公報（米国特許第６７７３８５４号明細書）
　メタルマスクおよび積層型マスクのいずれについても、アクティブ領域形成部の平面性を高めるために、マスク基材を架張することが行われている。アクティブ領域形成部の平面性が低いと、すなわちアクティブ領域形成部のマスク基材に弛みがあると、アクティブ領域形成部内に形成された複数の開口部それぞれの周縁部および／または近傍のマスク基材と素子基板の表面との間に間隙が生じ、開口部の形状に対応した所定の形状に成膜できないという問題が生じるからである。
　しかしながら、本発明者の検討によると、架張されたマスク基材に開口部を形成すると、開口部を形成することによって、マスク基材内のひずみ（応力）の方向や大きさの分布（単に「ひずみ分布（応力分布）」ということがある。）が変化し、開口部の位置が変位する（ずれる）という問題がある。
　マスク基材は架張されている（面内の外側に向く張力を受けている）ので、マスク基材内にひずみ（応力）が発生している。このひずみ（応力）は、マスク基材内の位置の関数である。すなわち、マスク基材内の位置によって、ひずみ（応力）の方向や大きさが異なる。マスク基材のひずみ（応力）分布は、マスク基材に開口部を形成するたびに変化する。したがって、最終的に得られる成膜マスクの開口部の位置の精度は、開口部を形成する順序にも依存することになる。例えば、２００ｐｐｉを超える高精細の開口パターンを形成する場合に特に問題となる。
　さらに、複数のアクティブ領域に対応する成膜マスク、すなわち、ＯＬＥＤ表示装置を多面取りする際のマザー基板に対して用いられる成膜マスクでは、アクティブ領域形成部の位置によって、マスク基材内のひずみ（応力）分布が異なるので、上記と同様の問題が発生する。
　例えば、特許文献４には、粒子線用シャドーマスクを作製する方法に関し、マスク基材（未加工品）に所望のパターンの複数の開口部を形成することによって生じるひずみを予測し、予測されるひずみと逆のひずみを生じるような所望のパターンの複数の開口部を形成することを開示している。
　しかしながら、特許文献４は、複数の開口部を形成する順序、すなわち、複数の開口部を形成する過程におけるひずみの変化を考慮していないので、上述の課題を解決できない。
　また、マスク基材の厚さのばらつき（複数のマスク基材間のばらつきおよび個々のマスク基材内の位置によるばらつき）に対応できない。
　さらには、一旦製造された成膜マスクの複数の開口部が所定の位置から変位している場合に、それを正常な位置に戻す、または、正常な位置に近づけるということについては、一切考慮されていない。
　本発明は、上記の課題の少なくともの１つを解決するためになされたものであり、架張されたマスク基材（例えば、メタルマスクの金属層または積層マスクの樹脂層）を有する成膜マスクを製造する過程における、および／または、一旦製造された成膜マスクにおけるマスク基材のひずみ（応力）分布の変化に起因する開口部の位置の変位による位置精度の低下を抑制することを目的とする。
　本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の解決手段が提供され得る。
［項目１］
　フレームと、前記フレームに架張された状態で固定されたマスク基材と、前記マスク基材のアクティブ領域形成部に設けられた複数の開口部とを有する仮の成膜マスクを用意する工程Ｓ１と、
　前記マスク基材の全体のひずみ分布を求めるために用いられるパラメータ（ヤング率Ｙｘ１、Ｙｙ１、せん断弾性率Ｇｘｙ１、ポアソン比Ｐｘｙ１、密度ρ１、張力Ｔｘ１、Ｔｙ１、サイズＬｘ１、Ｌｙ１、Ｌｚ１）を求める工程Ｓ２と、
　前記マスク基材がｘｙ面を規定するように前記仮の成膜マスクを固定した状態で、前記複数の開口部のそれぞれのｘｙ面における位置を特定する、実測座標データを取得する工程Ｓ３と、
　前記複数の開口部のそれぞれのｘｙ面における目標位置を特定する、予め用意されている目標座標データと、前記実測座標データとに基づいて、前記複数の開口部のそれぞれの前記位置と前記目標位置との誤差を示す誤差データを生成する工程Ｓ４と、
　前記複数の開口部のそれぞれについて、前記仮の成膜マスクの前記複数の開口部を除く周辺領域に、少なくとも１つの修正用凹部を形成することによる、前記複数の開口部のそれぞれの位置の変位量を予測し、前記誤差を小さくする前記変位量が得られる前記少なくとも１つの修正用凹部を形成するための修正用凹部データを生成する工程Ｓ５と、
　前記修正用凹部データに基づいて、前記仮の成膜マスクに前記少なくとも１つの修正用凹部を形成する工程Ｓ６と
を包含する、成膜マスクの製造方法。
［項目２］
　前記工程Ｓ５は、応力解析シミュレーションによって、前記少なくとも１つの修正用凹部の位置、大きさ、形状および深さをパラメータとし、前記誤差を所定の値よりも小さくする前記変位量が得られる前記少なくとも１つの修正用凹部を形成するための修正用凹部データを生成する工程を包含する、項目１に記載の製造方法。
［項目３］
　前記応力解析シミュレーションは、有限要素法、境界要素法または有限差分法を用いる、項目２に記載の製造方法。
［項目４］
　前記少なくとも１つの修正用凹部の位置、大きさ、形状および深さは、予め用意された組み合わせから選択される、項目２または３に記載の製造方法。
［項目５］
　前記工程Ｓ５において、前記少なくとも１つの修正用凹部は複数の修正用凹部であって、前記複数の修正用凹部のそれぞれについての修正用凹部データは、前記複数の修正用凹部を形成する順序に関連付けられており、かつ、前記工程Ｓ６において、前記複数の修正用凹部は、前記順序に従って形成される、項目１から４のいずれかに記載の製造方法。
［項目６］
　前記マスク基材は、磁性金属層で形成されており、前記工程Ｓ６において、前記少なくとも１つの修正用凹部は、前記磁性金属層に形成される、項目１から５のいずれかに記載の製造方法。
［項目７］
　前記マスク基材は、樹脂層で形成されており、前記工程Ｓ６において、前記少なくとも１つの修正用凹部は、前記樹脂層に形成される、項目１から５のいずれかに記載の製造方法。
［項目８］
　前記マスク基材は、樹脂層で形成されており、前記仮の成膜マスクは、前記樹脂層に形成された前記複数の開口部を露出する少なくとも１つの貫通孔を有する磁性金属層をさらに有し、前記工程Ｓ６において、前記少なくとも１つの修正用凹部は、前記磁性金属層に形成される、項目１から５のいずれかに記載の製造方法。
　本発明の実施形態によると、例えば、架張されたマスク基材を有する成膜マスクを製造する過程における、および／または、一旦製造された成膜マスクにおけるマスク基材のひずみ（応力）分布の変化に起因する開口部の位置の変位による位置精度の低下を抑制することができる。
本発明の実施形態による製造方法で製造される成膜マスク１００Ａの模式的な平面図である。 成膜マスク１００Ａのアクティブ領域形成部の部分１０ｐの模式的な平面図である。 本発明の実施形態による製造方法で製造される成膜マスク１００Ｂの模式的な断面図であり、図４中の３Ａ－３Ａ線に沿った断面を示している。 成膜マスク１００Ｂの模式的な平面図である。 本発明の実施形態による製造方法におけるシミュレーションで、マスク基材に開口部を形成することによるひずみ分布の変化に起因する開口部の位置の変位量を求める原理を説明するための模式図である。 本発明の実施形態による製造方法におけるシミュレーションで、マスク基材に開口部を形成することによるひずみ分布の変化に起因する開口部の位置の変位量を求めた結果の例を示す模式図である。 本発明の他の実施形態による成膜マスクの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態による成膜マスクの製造方法に用いられる仮の成膜マスク１００Ｃａの模式的な平面図である。 仮の成膜マスク１００Ｃａを用いて製造される成膜マスク１００Ｃ１の模式的な平面図である。 仮の成膜マスク１００Ｃａを用いて製造される他の成膜マスク１００Ｃ２の模式的な平面図である。 本発明の他の実施形態による成膜マスクの製造方法に用いられる仮の成膜マスク１００Ｃｂの模式的な平面図である。 本発明の他の実施形態による成膜マスクの製造方法に用いられる仮の成膜マスク１００Ｃｃの模式的な平面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態による成膜マスクの製造方法を説明する。なお、本発明の実施形態は、例示する実施形態に限定されない。
　まず、本発明の実施形態による製造方法で好適に製造される成膜マスクの例を説明する。本発明の実施形態による製造方法は、以下に例示する成膜マスクに限られず、例えば特許文献１から３に記載の架張されたマスク基材に開口部を形成することによって製造される成膜マスクの製造に広く適用される。特許文献１から３の開示内容の全てを参考のために本明細書に援用する。
　図１および図２を参照して、本発明の実施形態による製造方法で好適に製造される成膜マスク１００Ａの構造を説明する。図１は、成膜マスク１００Ａの模式的な平面図であり、図２は、成膜マスク１００Ａのアクティブ領域形成部の部分１０ｐの模式的な平面図である。成膜マスク１００Ａは、メタルマスクである。
　成膜マスク１００Ａは、図１に示すように、磁性金属層１０Ａとフレーム３０Ａとを備える。磁性金属層１０Ａは、複数の開口部１１Ａを含む。複数の開口部１１Ａは、素子基板（バックプレーン）上に形成される複数の画素に対応したサイズ、形状および位置に形成されている。フレーム３０Ａは、額縁状であり、磁性金属層１０Ａの周辺部に固定されている。フレーム３０Ａは、例えばインバーで形成される。
　図２に示す例では、複数の開口部１１Ａは、マトリクス状に配置されている。開口部１１Ａのサイズ、形状および位置は、形成する有機ＥＬ層の発光色ごとによって異なり得る。成膜マスク１００Ａのマスク基材は、磁性金属層１０Ａである。磁性金属層１０Ａは、線熱膨張係数αＭの小さい（具体的には６ｐｐｍ／℃未満である）磁性金属材料を用いることが好ましい。例えば、Ｆｅ－Ｎｉ系合金（インバー）、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ系合金などを好適に用いることができる。開口部１１Ａの形成は、例えばレーザ加工によって行うことができる。
　次に、図３および図４を参照して、本発明の実施形態による製造方法で好適に製造される成膜マスク１００Ｂの構造を説明する。成膜マスク１００Ｂは、積層型マスクである。図３および図４は、それぞれ成膜マスク１００Ｂを模式的に示す断面図および平面図である。図３は、図４中の３Ａ－３Ａ線に沿った断面を示している。なお、図３および図４は、成膜マスク１００Ｂの一例を模式的に示しており、各構成要素のサイズ、個数、配置関係、長さの比率などが図示する例に限定されないことはいうまでもない。後述する他の図面でも同様である。
　成膜マスク１００Ｂは、図３および図４に示すように、樹脂層１０Ｂと、磁性金属層２０Ｂと、フレーム３０Ｂとを備える。成膜マスク１００Ｂを用いて蒸着工程を行う際、成膜マスク１００Ｂは、磁性金属層２０Ｂが蒸着源側、樹脂層１０Ｂが蒸着対象物（バックプレーンが形成された素子基板）側に位置するように配置される。
　樹脂層１０Ｂは、複数の開口部１１Ｂを含む。複数の開口部１１Ｂは、素子基板（バックプレーン）上に形成される複数の画素に対応したサイズ、形状および位置に形成されている。図４に示す例では、複数の開口部１１Ｂは、マトリクス状に配置されている。開口部１１Ｂのサイズ、形状および位置は、形成する有機ＥＬ層の発光色ごとによって異なり得る。成膜マスク１００Ｂのマスク基材は、樹脂層１０Ｂである。
　樹脂層１０Ｂ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、熱膨張係数が小さく、強度、耐薬品性および耐熱性に優れる。樹脂層１０Ｂの材料として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの他の樹脂材料を用いてもよい。
　樹脂層１０Ｂの厚さは、特に限定されない。ただし、樹脂層１０Ｂ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、樹脂層１０Ｂの厚さは、２５μｍ以下であることが好ましい。また、樹脂層１０Ｂ自体の強度および洗浄耐性の観点からは、樹脂層１０Ｂの厚さは３μｍ以上であることが好ましい。
　磁性金属層２０Ｂは、樹脂層１０Ｂ上に形成されている。磁性金属層２０Ｂは、後述するように例えばめっき法によって樹脂層１０Ｂ上に形成される。磁性金属層２０Ｂは樹脂層１０Ｂに密着している。磁性金属層２０Ｂは、マスク部２０ａと、マスク部２０ａを包囲するように配置された周辺部２０ｂとを有する。マスク部２０ａは、アクティブ領域形成部の磁性金属層２０Ｂを指す。
　磁性金属層２０Ｂのマスク部２０ａは、樹脂層１０Ｂの複数の開口部１１Ｂを露出させる複数の貫通孔（スリット）２１を有している。図４に示す例では、列方向に延びる貫通孔２１が行方向に複数並んでいる。成膜マスク１００Ｂの法線方向から見たとき、各貫通孔２１は、樹脂層１０Ｂの各開口部１１Ｂよりも大きなサイズを有しており、各貫通孔２１内に少なくとも１つ（ここでは複数）の開口部１１Ｂが位置している。
　磁性金属層２０Ｂは、例えば、無電解めっきまたは電解めっきで形成される。ニッケル（Ｎｉ）めっき層、ニッケル合金めっき層が好ましい。樹脂層１０Ｂをポリイミドで形成し、磁性金属層２０Ｂの熱膨張係数を樹脂層１０Ｂと整合させることが好ましい。
　磁性金属層２０Ｂの厚さは、特に限定されない。ただし、磁性金属層２０Ｂが厚すぎると、磁性金属層２０Ｂが自重で撓んだり、シャドウイングが発生したりするおそれがある。自重による撓みおよびシャドウイングの発生を抑制する観点からは、磁性金属層２０Ｂの厚さは、１００μｍ以下であることが好ましく、２５μｍ以下がさらに好ましい。また、磁性金属層２０Ｂが薄すぎると、後述する蒸着工程における磁気チャックによる吸引力が低下し、成膜マスク１００Ｂとワークとの間に隙間が生じる原因となることがある。また、破断や変形が生じるおそれがあり、ハンドリングが困難となることもある。そのため、磁性金属層２０Ｂの厚さは、５μｍ以上であることが好ましい。
　フレーム３０Ｂは、額縁状であり、磁性金属層２０Ｂの周辺部２０ｂに固定されている。つまり、磁性金属層２０Ｂの、フレーム３０Ｂに重ならない領域がマスク部２０ａであり、フレーム３０Ｂに重なる領域が周辺部２０ｂである。フレーム３０Ｂは、例えば金属材料から形成されている。フレーム３０Ｂは、線熱膨張係数αＭの小さい（具体的には６ｐｐｍ／℃未満である）磁性金属材料を用いることが好ましい。例えば、Ｆｅ－Ｎｉ系合金（インバー）、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ系合金などを好適に用いることができる。
　成膜マスク１００Ｂでは、図３に示すように、磁性金属層２０Ｂは、全体にわたって樹脂層１０Ｂに接合されている。樹脂層１０Ｂおよび磁性金属層２０Ｂは、フレーム３０Ｂから、層面内方向の張力を受けている。後述するように、樹脂層１０Ｂおよび磁性金属層２０Ｂは、架張工程において、架張装置（あるいは溶接機能も備えた架張溶接装置）によって所定の層面内方向に引っ張られた状態でフレーム３０Ｂに固定される。
　成膜マスク１００Ｂの製造方法において、樹脂層１０Ｂの、磁性金属層２０Ｂの各貫通孔２１内に露出された領域に各開口部１１Ｂが形成される。
　開口部１１Ｂの形成は、例えばレーザ加工によって行うことができる。レーザ加工には、パルスレーザを用いる。ここでは、ＹＡＧレーザの第３高調波を用い、波長が３５５ｎｍのレーザ光を樹脂層１０Ｂの所定の領域に照射する。このとき、レーザ光の照射方向が上から下に向かう方向となるように、加工対象物（フレーム３０Ｂ、磁性金属層２０Ｂおよび樹脂層１０Ｂを含む構造体）は上下反転される。レーザ光のエネルギー密度は、例えば０．５Ｊ／ｃｍ２である。レーザ加工は、樹脂層１０Ｂの表面にレーザ光の焦点を合わせて、複数回のショットを行うことによって行われる。ショット数は、樹脂層１０Ｂの厚さに応じて決定される。ショット周波数は、例えば６０Ｈｚに設定される。
　なお、レーザ加工の条件は、上述したものに限定されず、樹脂層１０Ｂを加工し得るように適宜選択される。たとえば、ビーム径の大きいレーザ光を用意し、例えば５０個×５０個、あるいは１００個×１００個の開口部１１Ｂに対応する開口を有するフォトマスクを介して、レーザ光を照射することによって、ブロックごとに開口部１１Ｂを形成してもよい。
　上述の様に、架張されたマスク基材に例えばレーザ光を照射することによって、複数の開口部を順次形成すると、開口部を形成することによって、マスク基材内のひずみ（応力）分布が変化し、開口部の位置が変位する（ずれる）という問題がある。これは、上述したメタルマスク、積層型マスク、あるいは、樹脂マスク（積層型マスクにおける磁性金属層を省略したもの）の製造方法に共通の問題である。
　上記の問題を解決するために、本発明の実施形態による成膜マスクの製造方法は、以下の工程を有する。
　工程Ａ：ｘｙ面を規定するようにフレームに所定の条件で架張された状態で固定された、初期状態のマスク基材を用意する。マスク基材とは、架張状態で複数の開口部が形成される、メタルマスクの磁性金属層、積層型マスクまたは樹脂マスクの樹脂層をいい、初期状態とは、架張状態で開口部が形成されていないことをいう。
　工程Ｂ：複数の開口部のそれぞれの、ｘｙ面における位置を特定する目標座標データを用意する。
　工程Ｃ：複数の開口部のそれぞれについて、開口部を形成することによって生じる目標座標データからの変位量を予測し、変位量を小さくする補正データを生成する。このとき、複数の開口部のそれぞれについての補正データは、複数の開口部を形成する順序に関連付けられている。すなわち、開口部を形成する順序によって、マスク基材の全体にわたるひずみ分布が変化するので、これを考慮した補正データを生成する。
　工程Ｄ：複数の開口部のそれぞれを、目標座標データと補正データとに基づいて特定される位置に形成する。このときの順序は、工程Ｃで考慮した順序と同じである。
　工程Ｃは、例えば、有限要素法や境界要素法、あるいは有限差分法など、ひずみ（応力）分布を求めることができる応力解析シミュレーションなどの公知の方法で実行され得る。例えば、ＡＮＳＹＳ　Workbench（ＡＮＳＹＳはアンシス社の登録商標）など、市販の有限要素法のプログラム（シミュレーター）を用いて実行することができる。
　例えば、工程Ｃは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、複数の開口部を形成する順序に従って開口部が形成されたときのマスク基材の全体のひずみ分布を求め、それに基づいて複数の開口部のそれぞれの変位量を予測し、補正データを生成する工程ＣＳを包含する。
　工程ＣＳは、例えば、図５に模式的に示すように、ｋ番目の開口部を形成する直前のマスク基材の全体のひずみ分布に基づいて、ｋ番目の開口部を形成すべきマスク基材上の位置の変位量Ｄ１（ｋ）を求める工程ＣＳ１と、複数の開口部のすべてを形成した後のマスク基材の全体のひずみ分布に基づいて、ｋ番目の開口部を形成すべきマスク基材上の位置の変位量Ｄ２（ｋ）を求める工程ＣＳ２と、Ｄ１（ｋ）およびＤ２（ｋ）からｋ番目の開口部についての補正データＣ（ｋ）を求める工程ＣＳ３とを包含する。図５から分かるように、変位量Ｄ１（ｋ）およびＤ２（ｋ）はベクトルであらわされ、補正データＣ（ｋ）は、Ｄ２（ｋ）－Ｄ１（ｋ）を相殺するように、Ｄ１（ｋ）－Ｄ２（ｋ）とすればよいことが分かる。
　次に、図１および図２に示した成膜マスク１００Ａの製造方法に、本発明の実施形態を適用した例を示す。
　マスク基材の材料はインバーで、シミュレーションに用いたパラメータを以下に示す。
　マスク基材のサイズＬｘ０、Ｌｙ０、Ｌｚ０：４１０ｍｍ、３３０ｍｍ、０．０１ｍｍ
　　ヤング率Ｙｘ０、Ｙｙ０：１．４１×１０５　ＭＰａ
　　ポアソン比Ｐｘｙ０　：０．２９（せん断弾性率Ｇｘｙ０はヤング率とポアソン比から求められる）
　　張力Ｔｘ０、Ｔｙ０：Ｘ方向０．１１４％　、Ｙ方向０．０３７％だけ強制的に変位させた。
　開口部のサイズ：０．６４ｍｍ（Ｘ）×０．３ｍｍ（Ｙ）
　　開口部の配列ピッチ：０．９４ｍｍ（Ｘ，Ｙ）
　　開口部の数：３５１（Ｘ）×２６６（Ｙ）＝９３，３６６個
　　要素数は、１，５９９，２７６とし、要素タイプはシェル要素とした。
　図６は上記のシミュレーションで、マスク基材に開口部を形成することによるひずみ分布の変化に起因する開口部の位置の変位量を求めた結果の例を示す模式図である。黒丸（破線）が目標座標データ（ＴＭ）で、黒四角（実線）がシミュレーション結果（ＳＭ）である。
　図６中の最下行（１行目）から最上行（２６６行目）まで１行ずつ、開口部を形成し、その都度、マスク基材の全体のひずみ分布を有限要素法で計算し、各開口部の変位量を求めた。黒四角は、全ての開口部を形成した後の各開口部の変位量を示している。分かりやすさのために、各行について５つの開口部について、変位量を１０００倍した結果を示している。
　図６から分かるように、開口部を形成することによって生じる目標座標データからの変位によって、開口部の位置精度が低下する。この変位量を相殺するように補正を行うことによって、開口部の位置精度を向上させることができる。
　ただし、マスク基材が全体にわたって、単一のパラメータ（上述の初期状態のパラメータ）で表せないことがある。高精細なメタルマスク（ＦＭＭ）や積層マスクでは、薄いマスク基材を用いるので、厚さに不均一な分布が生じることがあり、また、この不均一な分布は、マスク基材ごとに異なることが多い。
　マスク基材の厚さのばらつき（複数のマスク基材間のばらつきおよび個々のマスク基材内の位置によるばらつき）がある場合、開口部を貫通させず、例えば、すべての開口部に対応する位置に深さがマスク基材の厚さの例えば４０％以下（例えば２０％）の深さを有する凹部（１００％で貫通）を形成し、形成された複数の凹部のｘｙ面の位置を測定し、測定結果に合うように、シミュレーションに用いるマスク基材のパラメータ（ヤング率Ｙｘ、Ｙｙ、せん断弾性率Ｇｘｙ、ポアソン比Ｐｘｙ、密度ρ、張力Ｔｘ、Ｔｙ、サイズＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚ）の内の厚さＬｚの分布（ばらつき）を最適化することが好ましい。
　具体的には、例えば、工程Ｃは、工程ＣＳにおいて、初期状態のマスク基材の全体のひずみ分布を求めるために用いられる初期パラメータ（ヤング率Ｙｘ０、Ｙｙ０、せん断弾性率Ｇｘｙ０、ポアソン比Ｐｘｙ０、密度ρ０、張力Ｔｘ０、Ｔｙ０、サイズＬｘ０、Ｌｙ０、Ｌｚ０）の内、少なくともＬｚ０のｘｙ面における分布を求める工程ＣＳＰを含み、工程ＣＳＰは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、複数の開口部を形成する順序に従って、複数の開口部のそれぞれに対応するように、マスク基材の厚さの４０％以下の深さｄを有する複数の凹部が形成されたときのマスク基材の全体のひずみ分布を求める工程ＣＳＰ１と、形成された複数の凹部の位置を測定する工程ＣＳＰ２と、工程ＣＳＰ１で得られたひずみ分布に基づいて求められる複数の凹部のそれぞれの変位量ＤＰと、工程ＣＳＰ２で得られた複数の凹部の位置から求められる複数の凹部のそれぞれの変位量ＤＭとを比較する工程ＣＳＰ３と、工程ＣＳＰ３で得られた比較結果に基づいて、変位量ＤＰと変位量ＤＭとの差が小さくなるように、初期パラメータの内、Ｌｚ０のｘｙ面における分布を求める工程ＣＳＰ４とをさらに包含すればよい。
　複数の開口部は、本出願人によるＷＯ／２０１９／０４３８６６に記載されている順序で形成されることが好ましい。ＷＯ／２０１９／０４３８６６に記載されている順序で複数の開口部を形成すると、開口部を形成することによる変位量を小さくできるので、結果的に、開口部の位置精度をさらに高くすることができる。参考のために、ＷＯ／２０１９／０４３８６６の開示内容のすべてを本明細書に援用する。
　また、米国特許第５７６３１２１号明細書に記載されているように、アクティブ領域の外側に応力解放用開口部を設けてもよい。この応力解放用開口部を用いて、マスク基材のパラメータを求めてもよい。
　例えば、工程Ｃは、工程ＣＳにおいて、初期状態のマスク基材の全体のひずみ分布を求めるために用いられる初期パラメータ（ヤング率Ｙｘ０、Ｙｙ０、せん断弾性率Ｇｘｙ０、ポアソン比Ｐｘｙ０、密度ρ０、張力Ｔｘ０、Ｔｙ０、サイズＬｘ０、Ｌｙ０、Ｌｚ０）の内の少なくとも１つを求める工程ＣＳＤを含み、工程ＣＳＤは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、アクティブ領域形成部の外側に少なくとも１つのダミー開口部が形成されたときのマスク基材の全体のひずみ分布を求める工程ＣＳＤ１と、形成された少なくとも１つのダミー開口部の位置を測定する工程ＣＳＤ２と、工程ＣＳＤ１で得られたひずみ分布に基づいて求められる少なくとも１つのダミー開口部の変位量ＤＰｄと、工程ＣＳＤ２で得られた少なくとも１つのダミー開口部の位置から求められる少なくとも１つのダミー開口部の変位量ＤＭｄとを比較する工程ＣＳＤ３と、工程ＣＳＤ３で得られた比較結果に基づいて、変位量ＤＰｄと変位量ＤＭｄとの差が小さくなるように、初期パラメータの内、少なくとも１つを求める工程ＣＳＤ４とをさらに包含すればよい。
　上述のシミュレーションの例では、行ごとに開口部を形成し、その都度、マスク基材の全体のひずみ分布を有限要素法で計算し、各開口部の変位量を求めたが、もちろん、開口部を１つずつ形成し、その都度、マスク基材の全体のひずみ分布を有限要素法で計算し、各開口部の変位量を求めてもよい。一度に形成する開口部の数および開口部を形成する順序は、実際にマスク基材に開口部を形成する際と同じであることが好ましいが、シミュレーションの負荷（計算時間）を考慮して、単純化または簡素化してもよい。また、要素分割の数は、マスク基材の大きさや求められる精度に応じて適宜設定され得る。開口部の形状は、例示した長方形に限られず、正方形、円、または楕円等、必要に応じて適宜変更され得る。なお、応力解析シミュレーションの手法は、上述した有限要素法に限られず、境界要素法や有限差分法も使用され得る。
　本発明の実施形態による成膜マスクの製造方法は、例えば、公知のレーザ加工機を用いて行うことができる。例えば、レーザ加工機は、ｘｙ面を規定するようにマスク基材を所定の位置に保持し、かつ、ｘｙ面内を移送することができるステージと、ステージ上のマスク基材の指定された箇所にレーザ光を照射するレーザ照射装置と、レーザ照射装置およびステージを制御するコンピュータとを有している。
　レーザ照射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を所定方向に向ける、および／または、ビームプロファイルを整形する光学系等を有し得る。コンピュータは、所定の順序で、所定の位置に、所定のエネルギー密度のレーザ光が照射されるように（例えば、パルスレーザのパルス幅、パルス間隔、回数を調整することによって）、レーザ照射装置およびステージに指令を送る。コンピュータは、さらに、例えば上述の有限要素法でひずみ分布（応力分布）を求めるプログラム（例えばＡＮＳＹＳ　Workbench）が記憶された記憶装置を備え、入力されたデータ（例えば、開口部の目標座標データ、開口部の大きさ、形状、開口部を形成する順序、マスク基材のパラメータなど）を用いて、プロセッサで上述のシミュレーションを行い、目標座標データと補正データとに基づいて、開口部を形成する位置を特定する指令をレーザ照射装置およびステージに送る。
　次に、図７～１０を参照して、本発明の他の実施形態による成膜マスクの製造方法を説明する。
　以下に説明する実施形態による成膜マスクの製造方法は、マスク基材に複数の開口部を形成した後に、開口部の間の領域、または開口部の周辺の領域のマスク基材に、修正用凹部（非貫通）を形成することによって、複数の開口部の少なくとも一部の開口部の位置を修正すること特徴とする。開口部の位置の修正を行う前の成膜マスクを「仮の成膜マスク」と呼ぶことにする。仮の成膜マスクは、公知の任意の製造方法で製造された成膜マスクであってよい。また、上述した本発明の実施形態の製造方法で製造した成膜マスクが十分な精度を有ししていなかった場合には、それを仮の成膜マスクとしてもよい。
　この実施形態による成膜マスクの製造方法は、図７に示す工程を有している。
　工程Ｓ１：仮の成膜マスクを用意する。仮の成膜マスクは、フレームと、フレームに架張された状態で固定されたマスク基材と、マスク基材のアクティブ領域形成部に設けられた複数の開口部とを有する。複数の開口部は、複数の画素に対応するように、例えば、ｍ行ｎ列を有するマトリクス状に配列されている。仮の成膜マスクは多面取り用のマスクであってもよい。仮の成膜マスクは、例えば、成膜マスクの製造会社に発注し、納品された成膜マスクであってよい。
　工程Ｓ２：マスク基材の全体のひずみ分布を求めるために用いられるパラメータ（ヤング率Ｙｘ１、Ｙｙ１、せん断弾性率Ｇｘｙ１、ポアソン比Ｐｘｙ１、密度ρ１、張力Ｔｘ１、Ｔｙ１、サイズＬｘ１、Ｌｙ１、Ｌｚ１）を求める。サイズＬｘ１、Ｌｙ１、Ｌｚ１は測定することによって求められる。他のパラメータ（ヤング率Ｙｘ１、Ｙｙ１、せん断弾性率Ｇｘｙ１、ポアソン比Ｐｘｙ１、密度ρ１、張力Ｔｘ１、Ｔｙ１）は、例えば、マスク基材に既知の張力（例えば、２以上の異なる張力）を掛け、複数の開口部の位置の変位量を求め、その変位量が得られるパラメータを有限要素法を用いたシミュレーションで求める。
　なお、マスク基材が樹脂層で、仮の成膜マスクが、樹脂層に形成された複数の開口部を露出する貫通孔を有する磁性金属層をさらに有し、磁性金属層と樹脂層とがともに架張されているとき、マスク基材の全体のひずみ分布を求めるためのパラメータは、磁性金属層の影響を包含している。
　工程Ｓ３：マスク基材がｘｙ面を規定するように仮の成膜マスクを固定した状態で、複数の開口部のそれぞれのｘｙ面における位置を特定する、実測座標データを取得する。この工程は、例えば、新東Ｓプレシジョン株式会社製の自動２・３次元座標測定機ＯＭＩＣ－８００によって行われる。なお、最低限２次元座標測定機能があり、マスク基材全面を載置可能なステージを有する公知の測定装置を用いることができる。
　工程Ｓ４：複数の開口部のそれぞれのｘｙ面における目標位置を特定する、予め用意されている目標座標データと、実測座標データとに基づいて、複数の開口部のそれぞれの位置と目標位置との誤差を示す誤差データを生成する。すなわち、目標とする理想的な成膜マスクの開口部との位置の誤差を各開口部について求める。
　工程Ｓ５：複数の開口部のそれぞれについて、仮の成膜マスクの複数の開口部を除く周辺領域（ただし、フレーム内の領域）に、少なくとも１つの修正用凹部を形成することによる、開口部の位置の変位量を予測し、誤差を小さくする変位量が得られる少なくとも１つの修正用凹部を形成するための修正用凹部データを生成する。
　工程Ｓ５：有限要素法を用いたシミュレーションによって、少なくとも１つの修正用凹部の位置、大きさ、形状および深さをパラメータとし、誤差を所定の値よりも小さくする変位量が得られる少なくとも１つの修正用凹部を形成するための修正用凹部データを生成する。このとき、少なくとも１つの修正用凹部の位置、大きさ、形状および深さは、例えば、予め用意された組み合わせから選択されるようにしてもよい。用意する組み合わせが多いほど精度を高くできるが、求めるための時間を要する。また、修正用凹部の数が多いほど、形成するための時間が長くなる。したがって、要求される精度および／または許容される時間に応じて、用意する組み合わせを選択すればよい。
　なお、修正用凹部を形成することによる既に形成されている開口部の変位量は、先の実施形態における開口部を形成する過程における変位量に比べて小さいので、修正用凹部については、形成の順序を考慮しなくてもよい場合がある。もちろん、必要に応じて、修正用凹部の形成の順序を考慮する。具体的には、工程Ｓ５において、複数の修正用凹部のそれぞれについての修正用凹部データは、複数の修正用凹部を形成する順序に関連付けられる。そして後の工程Ｓ６において、複数の修正用凹部は、その順序に従って形成される。
　工程Ｓ６：修正用凹部データに基づいて、仮の成膜マスクの複数の開口部を除く周辺領域（ただし、フレーム内の領域）に少なくとも１つの修正用凹部を形成する。修正用凹部は、例えば、レーザ加工など、公知の方法で行うことができる。
　マスク基材は、樹脂層、磁性金属層または非磁性金属層で形成され得る。修正用凹部は、マスク基材に形成され得る。また、マスク基材が樹脂層で形成されており、仮の成膜マスクが樹脂層に形成された複数の開口部を露出する少なくとも１つの貫通孔を有する磁性金属層を有するとき、修正用凹部は磁性金属層に形成され得る。金属層は樹脂層よりも剛性が高く、高い弾性率を有するので、修正用凹部を形成することによる変位量を調整できる範囲が広い。したがって、比較的小さい修正用凹部によって十分な変位量を得ることができる。
　樹脂層に代えて使用できる典型的な非磁性金属材料としては、ステンレス箔、銅箔、銅合金箔およびアルミニウム箔を例示することができる。なお、「箔」は一般に厚さが１００μｍ以下の金属薄板を指す。
　ステンレス箔としては、オーステナイト系が好ましく、ＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ－８Ｎｉ系）、ＳＵＳ３１６（ＳＵＳ３０４にＭｏ添加系）は耐食性が高く、また、延性、靭性も高いので、厚さが３０μｍ以下の薄いマスク基材に適している。また、導電性を有しているので、そのまま電解めっきすることができる。さらには、溶接性も高いので、フレームと容易に溶接することができるという利点も得られる。これらの他に、ＮＭＡ（１６Ｃｒ－１４Ｎｉ）も硬質で耐食性に優れている。ＳＵＳ３０４の引張強さは１１３０ＭＰａ以上、ＮＭＡの引張強さは７５０ＭＰａ以上である。これらのステンレス箔は、例えば、厚さが２０μｍの薄い箔が市販されている。
　銅箔または銅合金箔としては、純銅、タフピッチ銅、Ｃｕ－０．１２Ｓｎ系、洋白（例えば６４Ｃｕ－１８Ｎｉ－８Ｚｎ系）、チタン銅箔（Ｃｕ－３．０Ｔｉ系）、コルソン合金（Ｃｕ－３．０Ｎｉ－０．６５Ｓｉ－０．１５Ｍｇ系）を挙げることができる。特に、Ｃｕ－０．１２Ｓｎ系および洋白は、強度、耐熱性および耐食性に優れる。Ｃｕ－０．１２Ｓｎの引張強さは５５０ＭＰａ、洋白の引張強さは５４０ＭＰａ以上である。これらの銅または銅合金箔は、厚さが６μｍから３０μｍ程度の薄い箔が市販されている。
　アルミニウム箔も用いることができるが、反応性の観点から表面をアルマイト処理（例えば、表面に厚さが数μｍの酸化被膜（Ａｌ２Ｏ３膜）を形成）することが好ましい。アルミニウム箔は、厚さが６μｍから市販されているが、硬質材であっても引張強さが約１５～２４０ＭＰａ程度と低いため、ＳＵＳ箔や銅箔等よりも厚膜で使用した方がよい。したがって、比較的精細度の低い成膜マスクに用いられ得る。
　図８Ａ～図８Ｃを参照して、本実施形態による成膜マスクの製造方法の例を説明する。図８Ａは、本実施形態による成膜マスクの製造方法に用いられる仮の成膜マスク１００Ｃａの模式的な平面図である。図８Ｂは、仮の成膜マスク１００Ｃａを用いて製造される成膜マスク１００Ｃ１の模式的な平面図であり、図８Ｃは、仮の成膜マスク１００Ｃａを用いて製造される他の成膜マスク１００Ｃ２の模式的な平面図である。
　図８Ａに示す仮の成膜マスク１００Ｃａは、図３および図４に示した成膜マスク１００Ｂと実質的に同じ構造を有する積層マスクである。ただし、仮の成膜マスク１００Ｃａは、多面取り用のマスクを模式的に示しており、４枚の表示パネルに対応する４つのアクティブ領域形成部ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３およびＰＡ４を有している。各アクティブ領域形成部ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３およびＰＡ４には、３行３列に配列された９個の画素に対応する有機ＥＬ層を形成するための開口部１１Ｃを有している。実際には、例えば、１０８０行×１９２０列＝約２００万個の画素を有する表示パネルを６行×８列＝４８個形成できる４８面取りの成膜マスクが使われる。
　仮の成膜マスク１００Ｃａは、樹脂層１０Ｃと、磁性金属層２０Ｃと、フレーム３０Ｃとを備え、それぞれ、図３に示した成膜マスク１００Ｂの樹脂層１０Ｂと、磁性金属層２０Ｂと、フレーム３０Ｂに対応する。仮の成膜マスク１００Ｃａは、樹脂層１０Ｃであり、樹脂層１０Ｃに複数の開口部１１Ｃが形成されている。磁性金属層２０Ｃは樹脂層１０Ｃの複数の開口部１１Ｃを露出する複数の貫通孔２１を有している。樹脂層１０Ｃと磁性金属層２０Ｃはともに架張されている。
　図７を参照して説明した製造方法に従って、仮の成膜マスク１００Ｃａに修正用凹部を形成し、複数の開口部１１Ｃの位置を目標とする理想的な成膜マスクの開口部の位置に近づける。
　図８Ｂに示す成膜マスク１００Ｃ１は複数の修正用凹部２２Ｃを有している。修正用凹部２２Ｃは、磁性金属層２０Ｃに形成されている。この例では、修正用凹部２２Ｃは、４つのアクティブ領域形成部ＰＡ１～ＰＡ４の内の図中上段の２つのアクティブ領域形成部ＰＡ１およびＰＡ２の周辺にＹ方向に伸びる長方形の領域として形成されている。
　修正用凹部２２Ｃが形成されたアクティブ領域形成部ＰＡ１およびＰＡ２の周辺の領域の見掛けの弾性率は低下し、張力による伸びが相対的に大きくなり、２つのアクティブ領域形成部ＰＡ１およびＰＡ２の張力による伸びは相対的に小さくなる。その結果、２つのアクティブ領域形成部ＰＡ１およびＰＡ２内の開口部１１ＣのＸ方向のピッチは小さくなる。
　図８Ｃに示す成膜マスク１００Ｃ２は複数の修正用凹部１２Ｃを有している。修正用凹部１２Ｃは、樹脂層１０Ｃに形成されている。この例では、修正用凹部１２Ｃは、４つのアクティブ領域形成部ＰＡ１～ＰＡ４の内の図中上段の２つのアクティブ領域形成部ＰＡ１およびＰＡ２内の各開口部のＸ方向の両側にＹ方向に伸びる長方形の領域として形成されている。
　修正用凹部１２Ｃを形成された領域の樹脂層１０Ｃの見掛けの弾性率は低下し、張力による伸びが相対的に大きくなり、その結果、アクティブ領域形成部ＰＡ１およびＰＡ２内の開口部１１ＣのＸ方向のピッチは大きくなる。
　ここでは、説明の簡単さのために、４つのアクティブ領域形成部ＰＡ１～ＰＡ４の内の図中上段の２つのアクティブ領域形成部ＰＡ１およびＰＡ２内の開口部１１Ｃのピッチを修正する例を説明したが、これに限られず、修正用凹部２２Ｃおよび／または修正用凹部１２Ｃを形成する位置、大きさ、形状、さらには深さは、例えば、上述したシミュレーションによって求められる。例えば、修正用凹部２２Ｃおよび／または修正用凹部１２Ｃの位置、形状および大きさは、予め複数の組み合わせを準備しておき、シミュレーションにおいて、各開口部の位置と目標位置との誤差が所定の値よりも小さくなるように、修正用凹部２２Ｃおよび／または修正用凹部１２Ｃの位置、形状および大きさの組み合わせを選択し、さらに深さを変化させ、形成する修正用凹部２２Ｃおよび／または修正用凹部１２Ｃを決定する。
　準備する修正用凹部の例としては、図８Ｂに例示したＹ方向に延びる長方形の修正用凹部２２Ｃの長さが異なる修正用凹部（例えば、開口部１１ＣのＹ方向の長さ程度）や、Ｘ方向に伸びる長方形の修正用凹部（アクティブ領域形成部のＸ方向の長さ程度、および開口部１１ＣのＸ方向の長さ程度）、および図８Ｃに例示したＹ方向に延びる長方形の修正用凹部１２Ｃの長さが異なる修正用凹部（例えば、開口部１１ＣのＹ方向の長さ程度）や、Ｘ方向に伸びる長方形の修正用凹部（開口部１１ＣのＸ方向の長さ程度）を挙げられる。また、修正用凹部の形状は、長方形に限られず、略正方形や略円形などの点状の修正用凹部を開口部１１Ｃの角部の近傍に形成してもよい。
　本実施形態による成膜マスクの製造方法に用いられる仮の成膜マスクは、公知の種々の成膜マスクであってよい。図９は、本実施形態による成膜マスクの製造方法に用いられる仮の成膜マスク１００Ｃｂの模式的な平面図であり、図１０は、本実施形態による成膜マスクの製造方法に用いられる仮の成膜マスク１００Ｃｃの模式的な平面図である。
　図９に示す仮の成膜マスク１００Ｃｂは、図８Ａに示した仮の成膜マスク１００Ｃａにおけるフレーム３０Ｃとアクティブ領域形成部ＰＡ１～ＰＡ４との間の領域の磁性金属層２０Ｃを除去し、樹脂層１０Ｃ１を露出させたものに相当する。また、図１０に示す仮の成膜マスク１００Ｃｃは、図８Ａに示した仮の成膜マスク１００Ｃａにおけるフレーム３０Ｃとアクティブ領域形成部ＰＡ１～ＰＡ４との間の領域の磁性金属層２０Ｃの一部だけを除去し、フレーム３０Ｃに沿った領域に磁性金属層２０Ｃ１を残し、樹脂層１０Ｃ１を露出させている。このように、磁性金属層２０Ｃを部分的に除去することによって、マスク部を軽くできるので、マスク部の自重による撓みを抑制することができる。磁性金属層２０Ｃを除去する領域の位置や大きさは適宜設定され得る。
　また、図９および図１０においては、アクティブ領域形成部ＰＡ１～ＰＡ４の周囲の磁性金属層２０Ｃを完全に除去し、島状の領域が形成されているが、隣接するアクティブ領域形成部の間に部分的に磁性金属層を残し、少なくとも１つのブリッジ部で連結してもよい。このような構成を採用すると軽量化を図りつつ、磁性金属層２０Ｃの剛性を利用し、マスク部の撓みを抑制することができる。
　本実施形態による成膜マスクの製造方法も、先の実施形態と同様に、コンピュータおよびレーザ加工機を用いて行うことができる。
　本発明の実施形態は、例えば、有機ＥＬデバイスの製造に用いられる成膜マスクの製造に好適に用いられる。
　１０Ｂ、１０Ｃ　　樹脂層
　１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ　　開口部
　１０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ　　磁性金属層
　１２Ｃ、２２Ｃ　　修正用凹部
　２０ａ　　マスク部
　２０ｂ　　周辺部
　１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ１、１００Ｃ２　　成膜マスク
　１００Ｃａ、１００Ｃｂ、１００Ｃｃ　　仮の成膜マスク
 
 

Claims (8)

  1. 　フレームと、前記フレームに架張された状態で固定されたマスク基材と、前記マスク基材のアクティブ領域形成部に設けられた複数の開口部とを有する仮の成膜マスクを用意する工程Ｓ１と、
    　前記マスク基材の全体のひずみ分布を求めるために用いられるパラメータ（ヤング率Ｙｘ１、Ｙｙ１、せん断弾性率Ｇｘｙ１、ポアソン比Ｐｘｙ１、密度ρ１、張力Ｔｘ１、Ｔｙ１、サイズＬｘ１、Ｌｙ１、Ｌｚ１）を求める工程Ｓ２と、
    　前記マスク基材がｘｙ面を規定するように前記仮の成膜マスクを固定した状態で、前記複数の開口部のそれぞれのｘｙ面における位置を特定する、実測座標データを取得する工程Ｓ３と、
    　前記複数の開口部のそれぞれのｘｙ面における目標位置を特定する、予め用意されている目標座標データと、前記実測座標データとに基づいて、前記複数の開口部のそれぞれの前記位置と前記目標位置との誤差を示す誤差データを生成する工程Ｓ４と、
    　前記複数の開口部のそれぞれについて、前記仮の成膜マスクの前記複数の開口部を除く周辺領域に、少なくとも１つの修正用凹部を形成することによる、前記複数の開口部のそれぞれの位置の変位量を予測し、前記誤差を小さくする前記変位量が得られる前記少なくとも１つの修正用凹部を形成するための修正用凹部データを生成する工程Ｓ５と、
    　前記修正用凹部データに基づいて、前記仮の成膜マスクに前記少なくとも１つの修正用凹部を形成する工程Ｓ６と
    を包含する、成膜マスクの製造方法。
  2. 　前記工程Ｓ５は、応力解析シミュレーションによって、前記少なくとも１つの修正用凹部の位置、大きさ、形状および深さをパラメータとし、前記誤差を所定の値よりも小さくする前記変位量が得られる前記少なくとも１つの修正用凹部を形成するための修正用凹部データを生成する工程を包含する、請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記応力解析シミュレーションは、有限要素法、境界要素法または有限差分法を用いる、請求項２に記載の製造方法。
  4. 　前記少なくとも１つの修正用凹部の位置、大きさ、形状および深さは、予め用意された組み合わせから選択される、請求項２または３に記載の製造方法。
  5. 　前記工程Ｓ５において、前記少なくとも１つの修正用凹部は複数の修正用凹部であって、前記複数の修正用凹部のそれぞれについての修正用凹部データは、前記複数の修正用凹部を形成する順序に関連付けられており、かつ、前記工程Ｓ６において、前記複数の修正用凹部は、前記順序に従って形成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の製造方法。
  6. 　前記マスク基材は、磁性金属層で形成されており、前記工程Ｓ６において、前記少なくとも１つの修正用凹部は、前記磁性金属層に形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
  7. 　前記マスク基材は、樹脂層で形成されており、前記工程Ｓ６において、前記少なくとも１つの修正用凹部は、前記樹脂層に形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
  8. 　前記マスク基材は、樹脂層で形成されており、前記仮の成膜マスクは、前記樹脂層に形成された前記複数の開口部を露出する少なくとも１つの貫通孔を有する磁性金属層をさらに有し、前記工程Ｓ６において、前記少なくとも１つの修正用凹部は、前記磁性金属層に形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
     
     
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