(57)【要約】【課題】大型基板に対応した大面積のメタルマスクの面内に高精細な開口パターンを均一に形成する。【解決手段】基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのメタルマスクの製造方法であって、樹脂製のフィルム上に前記複数の薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンの形状寸法と同じ開口パターンを有する磁性金属部材を電解めっきにより形成するめっき工程Ｓ１と、前記めっき工程Ｓ１の後に、前記磁性金属部材から前記フィルムを除去するフィルム除去工程Ｓ３と、を含むものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのメタルマスクの製造方法であって、
樹脂製のフィルム上に前記複数の薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンの形状寸法と同じ開口パターンを有する磁性金属部材を電解めっきにより形成するめっき工程と、
前記めっき工程の後に、前記磁性金属部材から前記フィルムを除去するフィルム除去工程と、
を含むことを特徴とするメタルマスクの製造方法。
【請求項２】
前記めっき工程と前記フィルム除去工程との間に、前記磁性金属部材の一面の周縁部に枠状のフレームの一端面を接合するフレーム支持工程を含むことを特徴とする請求項１記載のメタルマスクの製造方法。
【請求項３】
前記めっき工程は、
前記フィルム上に良電導性の金属膜からなるシード層を形成するステップと、
前記シード層上にフォトレジストを塗布しこれを露光及び現像して、前記複数の薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンと同じ形状寸法を有する島パターンを形成するステップと、
前記島パターンの外側の前記シード層上に前記磁性金属部材を電解めっきにより形成するステップと、
前記島パターンを除去するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のメタルマスクの製造方法。
【請求項４】
前記シード層は、無電解めっきにより形成されることを特徴とする請求項３記載のメタルマスクの製造方法。
【請求項５】
前記フィルム除去工程は、
前記磁性金属部材から前記フィルムを除去した後、さらに前記シード層を除去することを特徴とする請求項３又は４記載のメタルマスクの製造方法。
【請求項６】
前記磁性金属部材は、ニッケル、ニッケル合金、インバー又はインバー合金であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のメタルマスクの製造方法。
【請求項７】
前記フィルムは、ポリイミド又はポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のメタルマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのメタルマスクの製造方法に関し、特に大型基板に対応した大面積のメタルマスクの面内に上記薄膜パターンに対応する高精細な開口パターンを均一に形成し得るメタルマスクの製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のメタルマスクの製造方法は、金属板表面にフォトレジストを塗布後、露光、現像し、１次エッチングにて金属板の片面のみを部分的に薄膜化した後に、フォトレジストを剥離し、さらにフォトレジストを両面塗布し、１次エッチングにて薄膜化した金属部分内の表裏に所望のフォトマスクを用いて露光後、現像した後に、２次エッチングにより貫通孔（開口パターン）を施すものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来のメタルマスクの製造方法は、薄い金属板に薄膜パターンに対応した貫通孔（開口パターン）をウエットエッチングにより形成していたので、例えば一辺の長さが数１０ｃｍ以上の大型基板に薄膜パターンを蒸着形成するための大面積のメタルマスクの場合には、エッチングムラの影響で、形成される貫通孔（開口パターン）の形状寸法が部分的にばらつき、メタルマスクの面内に均一な貫通孔（開口パターン）を形成することが困難であった。したがって、例えば３００ｄｐｉ以上の高精細な薄膜パターンの形成が困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、大型基板に対応した大面積のメタルマスクの面内に上記薄膜パターンに対応する高精細な開口パターンを均一に形成し得るメタルマスクの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によるメタルマスクの製造方法は、基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのメタルマスクの製造方法であって、樹脂製のフィルム上に前記複数の薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンの形状寸法と同じ開口パターンを有する磁性金属部材を電解めっきにより形成するめっき工程と、前記めっき工程の後に、前記磁性金属部材から前記フィルムを除去するフィルム除去工程と、を含むものである。
【０００７】
好ましくは、前記めっき工程と前記フィルム除去工程との間に、前記磁性金属部材の一面の周縁部に枠状のフレームの一端面を接合するフレーム支持工程を含むのが望ましい。
【０００８】
さらに、前記めっき工程は、前記フィルム上に良電導性の金属膜からなるシード層を形成するステップと、前記シード層上にフォトレジストを塗布しこれを露光及び現像して、前記複数の薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンと同じ形状寸法を有する島パターンを形成するステップと、前記島パターンの外側の前記シード層上に前記磁性金属部材を電解めっきにより形成するステップと、前記島パターンを除去するステップと、を含むのが望ましい。
この場合、前記シード層は、無電解めっきにより形成されるのがよい。
【０００９】
また、前記フィルム除去工程は、前記磁性金属部材から前記フィルムを除去した後、さらに前記シード層を除去するのが望ましい。
【００１０】
好ましくは、前記磁性金属部材は、ニッケル、ニッケル合金、インバー又はインバー合金であるのが望ましい。
【００１１】
さらに好ましくは、前記フィルムは、ポリイミド又はポリエチレンテレフタレートであるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるメタルマスクの製造方法によれば、フィルム上に磁性金属部材を電解めっきにより形成しているので、薄膜パターンに対応して磁性金属部材に設けられる開口パターンは、フィルム上に塗布された感光性樹脂を露光及び現像して形成される島パターンにより形状寸法を規制することができる。したがって、大型基板に対応した大面積のメタルマスクであっても、その面内に高精細な開口パターンを均一に形成することができる。また、磁性金属部材をめっきする基材としてフィルムを使用しているので、基材のコストが安くなり、大面積のメタルマスクの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるメタルマスクの製造方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明によるメタルマスクの製造方法におけるめっき工程を断面で示す工程図である。
【図３】本発明によるメタルマスクの製造方法におけるフレーム接合工程を断面で示す工程図である。
【図４】本発明によるメタルマスクの製造方法におけるフィルム除去工程を断面で示す工程図である。
【図５】本発明の製造方法により製造されるメタルマスクを示す平面図であり、（ａ）は一構成例を示し、（ｂ）はその変形例を示す。
【図６】上記メタルマスクを使用して行う蒸着について示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるメタルマスクの製造方法の実施形態を示すフローチャートである。この製造方法は、基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのメタルマスクを製造するもので、樹脂製のフィルム上に前記複数の薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンの形状寸法と同じ開口パターンを有する磁性金属部材を電解めっきにより形成するめっき工程Ｓ１と、該磁性金属部材の一面の周縁部に枠状のフレームの一端面を接合するフレーム接合工程Ｓ２と、上記磁性金属部材から上記フィルムを除去するフィルム除去工程Ｓ３と、を含んでいる。
【００１５】
上記めっき工程Ｓ１は、図２に示すように、フィルム１上に良電導性の金属膜からなるシード層２を形成するステップと、該シード層２上にフォトレジストを塗布しこれを露光及び現像して、複数の薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンと同じ形状寸法を有する島パターン３を形成するステップと、該島パターン３の外側の上記シード層２上に磁性金属部材４を電解めっきにより形成するステップと、島パターン３を除去するステップと、を含んでいる。
【００１６】
以下、上記めっき工程Ｓ１の各ステップを詳細に説明する。
図２（ａ）に示すシード層形成ステップにおいては、厚みが１０μｍ〜３０μｍ程度の、例えばポリイミド又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の可視光を透過する樹脂製フィルム１の一面に良電導性の金属膜を蒸着、スパッタリング又は無電解めっき等の公知の成膜技術により５０ｎｍ程度の厚みで形成する。この場合、フィルム１がポリイミドであるときには、シード層２としてニッケル等を使用するのがよい。銅はポリイミド内に拡散するため、ポリイミドに対するシード層２としては好ましくない。一方、フィルム１がＰＥＴの場合には、密着性の点からシード層２として銅等を使用するのが好ましい。以下の説明においては、フィルム１がポリイミドでシード層２がニッケルの場合について述べる。
【００１７】
なお、無電解めっきによりシード層２を形成するには、次のようにして行うのがよい。即ち、先ず、アルカリ系水溶液を用いてフィルム１の表面を脱脂する（脱脂工程）。次に、フィルム１表面への触媒の吸着状態を向上させるために、クロム酸、硫酸等の酸系溶液を使用してフィルム１の表面をエッチングする（コンディショニング工程）。次いで、フィルム１を塩酸等にディップして表面のクロム酸、硫酸等を除去する（プリディップ工程）。続いて、フィルム１をＰｂ−Ｓｎ系触媒溶液に浸漬して表面にＰｂ−Ｓｎ化合物を形成する（キャタリスト工程）。さらに、硫酸又は塩酸等の溶液中でフィルム１の表面に形成されたＰｂ−Ｓｎ化合物から錫塩を溶解させ、酸化還元反応によりパラジウムを生成する（アクセレータ工程）。そして、上記フィルム１をＮｉ及びＰを含む溶液に浸漬してフィルム１表面にニッケルの膜を析出させる。このようにして、フィルム１面にニッケルのシード層２を形成することができる（無電解めっき工程）。
【００１８】
図２（ｂ）に示す島パターン形成ステップおいては、先ず、フィルム１の少なくともシード層２上に例えばポジ型のフォトレジストを３０μｍ程度の厚みに例えばスプレー塗布し、これを所定温度で所定時間乾燥する。次に、薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンと形状寸法の同じ遮光部を設けたフォトマスクを上記フォトレジスト上に密着、又は一定の隙間を設けて対向配置する。次いで、フォトマスク上に紫外線を照射し、該紫外線により上記遮光部の外側領域に対応した部分のフォトレジストを露光する。その後、上記フィルム１を所定の現像液の例えばシャワー中を通過させてフォトレジストを現像し、上記遮光部に対応した部分に薄膜パターンと形状寸法が同じ島パターン３を形成する。また、同時に、複数の島パターン３が形成された領域の外側には、島パターン３と一定の位置関係を有してマスク側アライメントマーク用の島パターン（図示省略）が形成される。
【００１９】
このように、メタルマスクの開口パターン５用の島パターン３を、フォトリソグラフィー技術を使用して形成するようにしているので、一辺の長さが数１０ｃｍ以上の大面積のフィルム１であっても、フィルム１面内に高精細な島パターン３を均一に形成することができる。また、フォトレジストの乾燥条件、及び露光・現像条件を制御することにより、フィルム１面内の各島パターン３の側壁３ａのテーパー角を所望の角度に制御することができる。その結果、所望のテーパー角度の側壁５ａを有し、且つ高精細な開口パターン５を面内に均一に有する大面積のメタルマスクを製造することができる。
【００２０】
なお、フォトレジストがネガ型である場合には、使用するフォトマスクは、薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンと形状寸法が同じ開口部を設けたものである。
【００２１】
図２（ｃ）に示す磁性金属部材４のめっき形成ステップにおいては、例えば上記フィルム１を、スルファミン酸ニッケル２５０〜４５０ｇ／ｌ、塩化ニッケル０〜１０ｇ／ｌ、ホウ酸３０〜４０ｇ／ｌ、ピット防止剤（界面活性剤）０．１〜０．３ｖｏｌ％を主成分とするスルファミン酸浴に浸漬し、上記シード層２と対向配置された電極間で通電して上記島パターン３の外側のシード層２上に磁性金属部材４としてニッケル膜を１０μｍ〜３０μｍの厚みに形成する。
【００２２】
めっき浴は、上記スルファミン酸浴に限られず、?硫酸ニッケル２２５〜３７５ｇ／ｌ、塩化ニッケル３０〜６０ｇ／ｌ、ホウ酸３０〜４０ｇ／ｌを主成分とするワット浴であってもよく、形成しようとする磁性金属部材４、例えばニッケル合金、インバー又はインバー合金に応じてめっき浴は適宜選択される。
【００２３】
図２（ｄ）に示す島パターン除去ステップにおいては、磁性金属部材４を形成したフィルム１を、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）と水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を主成分とする水溶液中に浸漬し、又は前記水溶液のシャワー中を通過させて島パターン３を剥離し、除去する。これにより、島パターン３が除去された部分に開口パターン５が形成される。
【００２４】
上記フレーム接合工程は、図３に示すように、磁性金属部材４の周縁部に対応したフィルム１及びシード層２の部分を除去するステップと、フィルム１及びシード層２が除去されて剥き出しとなった磁性金属部材４の周縁部を、例えばインバー又はインバー合金から成る枠状のフレーム６の一端面６ａに密着させるステップと、磁性金属部材４の周縁部とフレーム６の一端面６ａとをスポット溶接するステップと、を含んでいる。
【００２５】
以下、上記フレーム接合工程の各ステップを詳細に説明する。
図３（ａ）に示す磁性金属部材４の周縁部のフィルム除去ステップにおいては、磁性金属部材４の周縁部に対応したフィルム１の部分に、例えば波長が４００ｎｍ以下の、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのエキシマレーザを使用してレーザ光を照射し、当該部分のフィルム１をアブレーションして除去すると共に、シード層２を除去する。
【００２６】
図３（ｂ）に示す磁性金属部材４とフレーム６との密着ステップにおいては、磁性金属部材４の複数の開口パターン５を内包する大きさの開口７を有するフレーム６の開口端面に対向させて磁性金属部材４を張設した状態で、磁性金属部材４の剥き出しとなった周縁部をフレーム６の一端面６ａに密着させる。
【００２７】
図３（ｃ）に示すスポット溶接ステップにおいては、磁性金属部材４の上記周縁部とフレーム６間に電流を通じて両者をスポット溶接する。
【００２８】
上記フィルム除去工程は、図４に示すように、磁性金属部材４からフィルム１を除去するステップと、さらにシード層２を除去するステップと、を含んでいる。
【００２９】
以下、上記フィルム除去工程の各ステップを詳細に説明する。
図４（ａ）に示すフィルム除去ステップにおいては、例えば主成分を苛性アルカリとし、添加材として脂肪族アルコール、脂肪族アミン、尿素、有機極性溶媒等を含む水溶液中に上記フィルム１付き磁性金属部材４を浸漬し、又は上記水溶液のシャワー中を通過させてポリイミドのフィルム１をエッチングして除去する。
【００３０】
上記水溶液は、具体的には、苛性アルカリが水酸化カリウム（ＫＯＨ）、又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等であり、添加剤がモノエタノールアミン、エタノールアミン、エチレンジアミン、又はＮ−（β―アミノエチル）エタノールアミン等であり、溶媒が水、エチレングリコール、又はフェノール等である。この場合、添加剤の使用目的は、アルカリ塩により分解された分解物の溶出を行い、エッチング表面の分解反応を促進させるためである。
【００３１】
図４（ｂ）に示すシード層除去ステップにおいては、例えばエチレンジアミンやトリエタノールアミン等から成るアミン化合物、ニトロ化合物、及び水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を主成分とする水溶液中に上記磁性金属部材４を浸漬し、又は該水溶液のシャワー中を通過させてシード層２を剥離して除去する。
【００３２】
これにより、図５に示すような、複数の薄膜パターンの形成位置に対応して該薄膜パターンの形状寸法と同じ開口パターン５を有する磁性金属部材４と、磁性金属部材４の一面の周縁部に枠の一端面を接合してこれを支持するフレーム６と、を備えて構成したメタルマスクを製造することができる。
【００３３】
なお、メタルマスクは、図５（ａ）に示すように開口パターン５がストライプ状のものに限られず、図５（ｂ）に示すように隣接する開口パターン５がブリッジ７によって仕切られたものであってもよい。図５において、符号８はマスク側アライメントマークを示す。
【００３４】
以上の説明においては、シード層２をフィルム１の表面に形成した後、シード層２を何ら加工することなく、その上に貫通孔５を設けた磁性金属部材４を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限られず、シード層２を形成した後、上記貫通孔５に対応したシード層２の部分をエッチング等により除去した後、上記磁性金属部材４を形成してもよい。この場合には、シード層２は、剥離しても、しなくてもよい。
【００３５】
次に、本発明の製造方法により製造されたメタルマスクを使用する薄膜パターンの蒸着について、図６を参照して説明する。
先ず、磁気チャック９の吸着面上に基板１０を載置する。次に、メタルマスクのマスク側アライメントマーク８と基板１０に予め形成された図示省略の基板側アライメントマークとを図示省略の撮像手段により同時に捕らえ、例えば両アライメントマークの中心位置が合致するようにメタルマスクと磁気チャック９とを相対移動して位置合わせする。これにより、メタルマスクの開口パターン５と基板１０、例えば有機ＥＬ表示用ＴＦＴ基板上のアノード電極１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのうち、例えば赤色対応のアノード電極１１Ｒとが合致する。
【００３６】
次いで、磁気チャック９をオン駆動し、磁力によりメタルマスクの磁性金属部材４を磁気チャック９側に吸着してメタルマスクを基板１０の表面に密着させる。続いて、磁気チャック９、基板１０及びメタルマスクを一体的に蒸着装置の真空槽１２内に設置する。この場合、上記基板１０等は、メタルマスク側を下にして蒸着源１３の上方に対向設置される。
【００３７】
次に、真空槽１２内を一定の真空度となるまで真空引きした後、蒸着源１３を一定時間だけ過熱して蒸着材料、例えば有機ＥＬ材料を溶融及び蒸発させ、蒸着材料の分子をメタルマスクの開口パターン５を通して基板１０上に付着させる。これにより、基板１０上には、上記開口パターン５に対応した例えばＲ対応アノード電極１１Ｒ上の位置に一定形状の薄膜パターン（Ｒ有機ＥＬ層）が形成される。この場合、開口パターン５の側壁５ａが蒸着源１３側に広がった所望のテーパー角度に形成されていれば、開口パターン５の蒸着源１３側の縁部が蒸着の影となるのを避けることができ、均一な膜厚の薄膜パターンを形成することができる。
【００３８】
蒸着が終了すると、真空槽１２内から上記基板１０等を取り出し、磁気チャック９をオフしてメタルマスクを基板１０上から取り外す。これにより、薄膜パターンの形成が終了する。
【００３９】
以上の説明においては、メタルマスクが磁性金属部材４の周縁部にフレーム６を接合した構成である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、メタルマスクは磁性金属部材４のみの構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…フィルム
２…シード層
３…島パターン
４…磁性金属部材
５…開口パターン
６…フレーム
６ａ…フレームの一端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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