(57)【要約】【課題】、高精度の印刷が可能なスクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法、スクリーン印刷装置、印刷物の製造方法、及び露光装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様にかかるスクリーンマスクは、塗布材を透過する透過部を有するメッシュ部と、前記メッシュ部に設けられ、所定のパターンを有する、マスク膜と、を備え、前記メッシュ部は、金属材料で構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布材を透過する透過部を有するメッシュ部と、
前記メッシュ部に設けられ、所定のパターンを有する、マスク膜と、を備え、
前記メッシュ部は、金属材料で構成される、スクリーンマスク。
【請求項２】
前記メッシュ部は、塗布材を透過する孔部を有するメインメッシュと、前記メインメッシュよりも伸び率が低く構成され前記メインメッシュの外周に設けられたサポートメッシュと、を備え、
前記メインメッシュ及び前記サポートメッシュは金属材料で構成される、請求項１記載のスクリーンマスク。
【請求項３】
前記マスク膜が形成される領域内に規定される有効エリア内に定められた複数の基準点間の実測距離の、設計値に対する誤差が、１００ｐｐｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のスクリーンマスク。
【請求項４】
前記メインメッシュの伸び率は、前記サポートメッシュの伸び率よりも大きく、前記サポートメッシュの伸び率の１倍〜５倍である、請求項２に記載のスクリーンマスク。
【請求項５】
塗布材を透過する透過部を有するメッシュ部に、マスク材を塗布することと、
マスクレス露光により、前記マスク材を所定の露光パターンでパターニングすることにより開口パターンを有するマスク膜を形成することと、を備え、
スクリーンマスクを用いて印刷を行った印刷物の基準点間距離とその設計値との差に基づいて、前記パターニングの露光パターンを調整する、スクリーンマスクの製造方法。
【請求項６】
前記スクリーンマスクの前記露光パターンの開口寸法精度が、３σ≦１．２である、請求項５記載のスクリーンマスクの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか記載のスクリーンマスクと、
印刷媒体に対向して前記メッシュ部を支持するフレームと、
前記スクリーンマスクの前記印刷面側とは反対側の面に当接して移動可能に構成されたスキージと、を備え、
前記メッシュ部は、弾性変形可能であり、前記マスク膜の前記パターンに塗布材が保持された状態で、前記マスク膜が印刷媒体に接離することにより、前記塗布材が前記パターンから前記印刷媒体に転写されることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項８】
請求項７に記載のスクリーン印刷装置の、前記マスク膜に塗布材を保持させ、前記マスク膜の前記パターンから、前記マスク膜の表面に対向配置された印刷媒体に、前記塗布材を塗布する、ことを特徴とする印刷物の製造方法。
【請求項９】
スクリーンマスクのパターンを描画するマスクレス露光機であって、描画パターンの線幅の設計値を調整する制御部を備える、露光装置。
【請求項１０】
スクリーンマスクのパターンを描画するマスクレス露光機であって、描画パターンの外形の設計値を調整する制御部を備える、露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、スクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法、スクリーン印刷装置、印刷物の製造方法、及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷手法の一つであるスクリーン印刷法はメッシュ上に樹脂組成物で形成された所定の開口パターンが形成されたスクリーンマスクを用い、被印刷物に任意の印刷体を形成する方法である。このスクリーン印刷法は、例えば配線、電極、蛍光材料の印刷等、種々の印刷に用いられ、電子部品等を含む様々な分野で利用されている。
【０００３】
近年、電子部品の小型化、高品質化により、スクリーンマスクの高精度化が求められている。
【０００４】
例えば、スクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するメッシュと、メッシュに設けられ開口パターンを有するマスク膜と、を備える。マスク膜に形成される開口パターンは、例えば印刷パターンに対応した形状であり、一般的には、厚さ方向の全長において一定幅を有している。例えばマスク膜を形成する乳剤をメッシュに塗布した後に、フォトマスク重ねた露光処理によって開口パターンを形成している。
【０００５】
このようなスクリーンマスクにおいて、パターンが形成されたマスク膜を保持するメインメッシュと、メインメッシュの外周に配置されるサポートメッシュと、を接着剤で固定したいわゆるコンビネーション型のメッシュを用いる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１６９７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は高精度の印刷が可能なスクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法、スクリーン印刷装置、印刷物の製造方法、及び露光装置、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】
【０００８】
本発明の一態様に係るスクリーンマスクは、塗布材を透過する透過部を有するメッシュ部と、前記メッシュ部に設けられ、所定のパターンを有する、マスク膜と、を備え、前記メッシュ部は、金属材料で構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、高精度の印刷が可能なスクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法、スクリーン印刷装置、印刷物の製造方法、及び露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置の構成を示す平面図。
【図２】同スクリーン印刷装置の側面図。
【図３】同スクリーン印刷装置の側面図。
【図４】同実施形態にかかるスクリーンマスクの製造方法を示す説明図。
【図５】同実施形態にかかる露光装置の構成を示す説明図。
【図６】同実施形態にかかるスクリーンマスクと、比較例との、位置精度及び線幅精度を示す説明図。
【図７】同実施形態にかかるスクリーンマスクの基準点及び測定点を示す説明図。
【図８】同実施形態にかかるスクリーンマスクの基準点及び測定点を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０及びスクリーンマスク２０について図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施形態に係るスクリーン印刷装置１０をＺ方向から見た平面図であり、図２はＸ方向から見た側面図、図３はＹ方向から見た側面図である。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示しており、第１方向はＹ方向、第２方向はＸ方向である。
【００１２】
図１に示すように、スクリーン印刷装置１０は、スクリーンマスク２０と、スクリーンマスク２０の印刷面側である一方の面（表面）に対向して印刷媒体３０を保持する保持部材１２と、スクリーンマスク２０の印刷面側とは反対の他方の面（裏面）に当接した状態で移動可能に構成されたスキージ１３と、スキージ１３を移動させる移動手段と、スクリーンマスク２０を印刷媒体３０に対向して支持する支持手段と、を備える。
【００１３】
スクリーン印刷装置１０は、印刷媒体３０の表面に、各種印刷材料を所定のパターンで形成する。スクリーン印刷装置１０は、例えば、チップ部品（コンデンサー、チップ抵抗、インダクター、サーミスター等）、タッチパネル、液晶基板（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ，  ＬＣＤ）シール、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板、太陽電池用電極、その他の電子部品等の製造に用いられる。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、スクリーンマスク２０は、フレーム２１と、フレーム２１に張設されたメッシュ部２２と、メッシュ部２２に形成されたマスク膜２３と、を備える。スクリーンマスク２０において、印刷を行う際に印刷媒体３０の表面に対向する側を表面とし、その反対側であって塗布材が供給される側を裏面とする。
【００１５】
フレーム２１は、互いに平行な２対の辺を有し、例えば所望のサイズの方形の開口を備える枠状に構成される。フレーム２１はメッシュ部２２の外周縁を支持し、開口にメッシュ部２２を張設する。本実施形態では一例として、フレーム２１の開口部のＹ方向の寸法Ｆｙ＝２７５ｍｍ、Ｘ方向の寸法Ｆｘ＝２７５ｍｍ、とした。
【００１６】
またフレーム２１は、所定量の塗布材をマスク膜２３の裏面側に保持する枠としても機能する。フレーム２１とメッシュ部２２は、例えば合成ゴム系やシアノアクリレート系の接着剤により接合部２２ａで接合されている。
【００１７】
メッシュ部２２は、伸び率の異なる内側のメインメッシュ２６と外側のサポートメッシュ２７とがＵＶ硬化性の接着剤で固定されて接続されたいわゆるコンビネーション型である。メッシュ部２２は、フレーム２１の開口部分にマスク膜２３を保持する。
【００１８】
メインメッシュ２６は、経糸２６ａと緯糸２６ｂとが編まれて形成された織物であり、塗布材を透過可能に開口した透過部である孔部２６ｃを多数有している。メインメッシュ２６の経糸２６ａと緯糸２６ｂは、例えばステンレス，タングステン等の金属のワイヤで構成されている。経糸２６ａと緯糸２６ｂは、それぞれ例えば矢印Ａに沿うスキージ１３の移動方向に対して、斜めに延びている。
【００１９】
メインメッシュ２６は、正方形状又は長方形状に構成されている。本実施形態においては一例としてＹ方向の寸法Ｍｙ＝２２０ｍｍ、Ｘ方向の寸法Ｍｘ＝２００ｍｍの長方形とした。
【００２０】
サポートメッシュ２７は、メインメッシュ２６の外周に接着剤２４によって接合されている。サポートメッシュ２７は、経糸２７ａと緯糸２７ｂとが編まれて形成された織物である。サポートメッシュ２７は、メインメッシュ２６よりも伸び率が低く構成されている。サポートメッシュ２７の、経糸２７ａと緯糸２７ｂとは、例えばステンレス等の金属のワイヤで構成されている。
【００２１】
例えば本実施形態において、メインメッシュ２６の伸び率は、サポートメッシュ２７の伸び率よりも大きい。例えば、引張り試験機にて引張った場合、メインメッシュ２６の伸び率がサポートメッシュ２７の伸び率の１倍〜５倍である。
一例として、引っ張り試験の条件は：試験ピース：５０ｍｍ×２５０ｍｍ  、試験ピース引張り条件：試験ピースの長手方向、標点距離：２００ｍｍ、引張り速度：２００ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００２２】
サポートメッシュ２７の外形はフレーム２１の開口部分２１ａの形状に対応する形状であって、Ｘ方向の寸法とＹ方向の寸法が同等の正方形状に構成されている。サポートメッシュ２７の外周が接着剤等によってフレーム２１に接合され、支持されている。
【００２３】
マスク膜２３は、光硬化性の樹脂組成物、例えばＰＶＡ、ＰＶＡｃ、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなる層である。マスク膜２３は、メッシュ部２２に形成され、フレーム２１の開口部分に配されている。マスク膜２３には、マスクレス露光によって、印刷用の所定の開口パターン２３ａが形成されている。開口パターン２３ａはメインメッシュ２６部分に形成されている。開口パターン２３ａは、複数のモジュールパターン２３ｂを有する。すなわち、マスク膜２３の有効エリアＡ３において、同じモジュールパターン２３ｂが縦方向及び横方向にそれぞれ複数、例えば３０列及び４０列で、マトリクス状に、配列されている。例えば各モジュールパターン２３ｂはラインパターンである。
【００２４】
本実施形態において、メインメッシュ２６の外縁よりも内側にパターンが形成される有効エリアＡ３が規定され、その有効エリアＡ３の内側に、開口パターン２３ａが形成される。有効エリアＡ３内であって、開口パターン２３ａの外側の所定箇所には複数のアライメントマークＡＭ１が設けられている。アライメントマークＡＭは、所定の長方形の領域を規定するコーナーを含む４箇所あるいは８箇所に設けられている。
【００２５】
マスク膜２３は、開口パターン２３ａにおいて感光性樹脂が存在せず、メッシュ部２２の孔部を通過して塗布材が裏面から表面へと透過可能な印刷部を構成する。マスク膜２３の開口パターン２３ａ以外であってメッシュ部２２の孔部が感光性樹脂で塞がれた部位は、塗布材としてのインクを透過しない非印刷部を構成する。
【００２６】
マスク膜２３が形成されたメッシュ部２２は、例えばスキージ１３による押圧力によって撓み変形し、押圧力が解除されることで復元するように、弾性変形可能に構成されている。マスク膜２３の開口パターン２３ａに塗布材が保持された状態で、メッシュ部２２の弾性変形によりマスク膜２３が印刷媒体３０に接離することで、塗布材が開口パターン２３ａから印刷媒体３０に転写される。
【００２７】
スキージ１３は例えばウレタンゴム・シリコンゴム・合成ゴム・金属・プラスチック等の材料から、例えば薄い板状に構成される。例えば、スキージ１３は先端の厚みが低減するように面取りされている。スキージ１３はフレーム２１に対して往復移動可能に構成されている。例えばスキージ１３は移動方向と直交する方向においてマスク膜２３の領域の全長にわたる長さを有して構成される。スキージ１３の先端部分１３ａがスクリーンマスク２０の裏面に当接し、表側に押しつけられた状態で、Ｙ方向に沿う移動方向に移動することで、マスク膜２３の全面を押圧し、塗布材が予め充填された開口パターン２３ａから塗布材を表側に押し出す。
【００２８】
支持手段は、印刷媒体３０に対して所定の間隔Ｇ１を開けて平行に、フレーム２１を支持する。移動手段は、スキージ１３を所定の速度で第１方向に沿って移動させる。
【００２９】
次に、本実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０を用いたスクリーン印刷方法により印刷物３１を製造する印刷物の製造方法について、図２及び図３を参照して説明する。まず、スクリーンマスク２０の表面側を保持部材１２で保持された印刷媒体３０の表面に対向させて配置する。
【００３０】
そして、高粘度のペースト状の塗布材をスクリーンマスク２０の裏面側、すなわち、印刷媒体３０とは反対側の面から供給し、塗布材を開口パターン２３ａ内に充填させる。
【００３１】
次に、スクリーンマスク２０の裏面、すなわち印刷面側とは反対側の面に、スキージ１３を配置する。このとき、例えばスキージ１３を、印刷媒体３０の表側の面に対して所定の角度θで配置する。そして、スキージ１３をメッシュ部２２及びマスク膜２３の裏面において、所定の印圧で印刷媒体３０側に向けて押しつけながら、Ｙ方向に沿って、所定の速度で移動させる。
【００３２】
スキージ１３は、例えばマスク膜２３の裏面全面にわたる領域でマスク膜２３を押圧する。スキージ１３の押圧により、マスク膜２３は押圧される部分が表側に変位するように変形し、印刷媒体３０に当接する。スキージ１３が通過した塗布材が開口パターン２３ａから印刷媒体３０側に押し出される。
【００３３】
スキージ１３が通過した後、マスク膜２３及びメッシュ部２２が復元するように変形して印刷媒体３０から離れるとともに、一部の塗布材が印刷媒体３０上に転写されて残ることで、印刷媒体３０上にパターン印刷がなされ、印刷物３１が完成する。ここでは、開口パターン２３ａとして複数の同じモジュールパターン２３ｂを同時に描画し、印刷後に印刷物を切断して分割することで、同じモジュールパターン２３ｂを有する複数の印刷物が製造される。なお塗布材は、例えば金属材や樹脂材などを含む各種材料であり、印刷対象の種類、例えば、電子部品、ディスプレイ、等によって、多様な材料が用いられる。
【００３４】
印刷時にはＸ方向に長いスキージ１３を、Ｚ方向に押し付けながら、Ｙ方向に所定量移動させる。この移動と押しつけによってメッシュ部２２が変形して伸びる。
【００３５】
ここで、スクリーンマスク２０において、メッシュ部２２の伸び量は、メインメッシュ２６の伸び量と、サポートメッシュ２７の伸び量の合計となる。
【００３６】
本実施形態に係るスクリーンマスク２０は、サポートメッシュ及びメインメッシュ２６が金属材料で構成されており、
次に、本実施形態にかかるスクリーンマスク２０の製造方法について図４を参照して説明する。図４は、スクリーンマスク２０の製造方法を示す説明図である。スクリーンマスク２０の製造方法は、乳剤Ｐｍの塗布処理、露光処理、を備える。
【００３７】
マスク材となる乳剤Ｐｍは、光硬化性の樹脂であり、たとえばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を包含する液体である。
【００３８】
まず、フレーム２１の枠内にメッシュ部２２を略平面となるように取り付ける。この状態で、乳剤Ｐｍをメッシュ部２２上に塗布する塗布処理を行う。塗布処理の際には、メッシュ部２２を略鉛直方向となるように設置した状態で、乳剤Ｐｍが収容された供給用のバケットを用いて、メッシュ部２２の表面に塗布する（ＳＴ１）。
【００３９】
このとき、所定位置に配置されたバケットを下方から上方に向けて移動させ、バケットの縁で乳剤Ｐｍを平らにならしながら塗布することで、メッシュ部２２上に、乳剤Ｐｍが平板状に形成される。このとき、塗布する回数に応じて厚さが変わるため、必要に応じて複数回塗布を繰り返す。また、乾燥後に膜厚を測定し場合によっては追加で塗布することもある。本実施形態では乾燥後に乳厚ｔｍが１０μｍ程度となるように乳剤Ｐｍの厚さを設定する。
【００４０】
次に、ＳＴ２に示すように、フォトマスクを用いないマスクレス露光装置５０（マスクレス露光機）にて、マスクレス露光処理を行う。印刷面側から光を照射する露光処理である。露光処理は、幅広の領域を対象とするパターンで、露光量１０００ｍＪ／ｃｍ２の条件で露光することにより、所定範囲Ｈ１を硬化させる。具体的には、所定の露光パターン領域に、乳剤Ｐｍの表面側を紫外線ランプや紫外線ＬＥＤ等の照射ヘッドに向けて配置し、照射ヘッドにより光を照射させ、乳剤Ｐｍの表面を照らす露光処理を行う。露光処理によって、露光パターン領域の部位に対応して、乳剤Ｐｍの紫外線が照射された部分が紫外線によって硬化する。
【００４１】
図５は本実施形態に係る露光装置５０の構成を示す説明図である。露光装置５０は、支持装置５１と、ＤＭＤ素子を備える照射ヘッド５２と、照射ヘッド５２に光ファイバ５３により接続されたＬＥＤユニット５４と、各部の動作を制御する制御装置５７と、を備える。
【００４２】
露光装置５０は、フォトマスクを介在させず、予め設定された対象のＣＡＤデータに基づく描画パターンで、照射ヘッド５２で直接スクリーンマスク２０に描画する露光装置である。
【００４３】
支持装置５１はベース部５８と、ベース部５８上に設けられた吸着ステージ６１と、ベース部５８の所定カ所に設置された規制ピン６２と、吸着ステージ６１を移動させる移動機構部６３と、を備える。
【００４４】
吸着ステージ６１は、表面の一部に真空吸着するための微細な孔６１ａを多数有する多孔質ステージ６１ｂと、孔６１ａの裏側から空気を吸引する吸引機構６４と、を備える。
【００４５】
吸着ステージ６１上に、フレーム２１及びメッシュ部２２を有するメッシュ部材がほぼ水平な状態で載置され、吸引機構６４の吸引力により、吸着ステージ６１に吸着支持される。
【００４６】
移動機構部６３は、例えば制御装置５７の制御により駆動され、吸着ステージ６１をＸ軸、及びＹ軸の２方向に移動させる。
【００４７】
規制ピン６２は、吸着ステージ６１の外周の所定カ所に立設されている。複数の規制ピン６２は、例えばスクリーンマスク２０のフレーム２１の外周の３箇所に配されることで、スクリーンマスク２０の移動を規制する位置決め機構として機能する。
【００４８】
支持装置５１は、中心部に配された吸着ステージ６１上に、フレーム２１及びメッシュ部２２を有するメッシュ部材を支持することで、ストレスをかけずにメッシュ部材を固定することができる。
【００４９】
照射ヘッド５２は、ＤＭＤ素子を備える。照射ヘッド５２は、複数の波長のレーザを照射可能に構成される。例えば制御装置５７の制御により駆動され、例えば２波長（３７５、４０５ｎｍ）のレーザを、単独、もしくは複合で照射する。
【００５０】
制御装置５７は、所定のプログラムを実行する制御部５７ａと、各種プログラムや設定値を記憶する記憶部５７ｂと、を備える。例えば記憶部５７ｂには、描画パターンや、露光処理の出力条件などが、記憶されている。
【００５１】
制御部５７ａは、例えば予め設定されたプログラムに基づいて、照射ヘッド５２や支持装置５１を駆動することにより、メッシュ部２２を保持するフレーム２１を位置決めし、予め制御部５７ａにて算出した露光パターンにて露光し、メッシュ部２２に開口パターン２３ａを形成する。
【００５２】
露光装置５０は、制御部５７ａの制御により、開口パターン２３ａの座標データであるベースデータに、補正処理（調整処理）をして、実際の露光処理のパターンの座標データである露光パターンを決定する。露光パターンは、開口パターン２３ａを形成するための露光のパターンであり、サイズ、位置、及び線幅等の条件を、例えば露光処理の硬化前後の収縮率や、装置条件、温度や湿度などの環境条件による露光装置の特性を考慮した各種条件に応じた補正処理を行うことで、得られるパターンデータである。
【００５３】
補正処理の処理条件は、予めテスト印刷により取得してもよいし、各種条件に基づいて演算することも可能である。制御部５７ａは、例えば、予めテスト印刷として、ベースデータにより成膜されたマスク膜を有するスクリーンマスクによる印刷処理を行い、テスト印刷により印刷された印刷物の実測値と設計値との差分に基づいて、補正データを得る。このとき、任意の基準点を複数設定し、露光処理の際にスクリーンマスク２０上においてこれらの基準点にアライメントマークＡＭを付し、その基準点の設計値における座標と、アライメントマークＡＭの座標と、を検出し、実測値と設計値との差分を位置ずれとして検出する。
【００５４】
具体的には、補正処理として、制御部５７ａは、例えばパターン全体のサイズをデータ上で、第１方向及び第２方向において拡大あるいは縮小する補正処理を行う。すなわち、ベースデータの外形を決定する４隅の基準点と中心の基準点の座標の距離に、補正条件に基づく係数を乗じることで、全体のサイズを拡大、縮小する補正が可能である。言い換えると、制御部５７ａは、露光パターンの外形を調整することが可能に構成されている。
【００５５】
また、制御部５７ａは、補正処理として、ラインパターンの線幅の大きさを、データ上で、一律に、拡大または縮小する補正処理を行う。言い換えると、制御部５７ａは、露光パターンの線幅を調整することが可能に構成されている。
【００５６】
露光処理後、エッチング処理として、水や溶剤により、乳剤Ｐｍの表面側を洗い流す。この処理によって、ＳＴ３に示すように、乳剤Ｐｍの未硬化部分が洗い流される。すなわち、乳剤Ｐｍの層において、未硬化領域は全て洗い流され、厚み方向において表面側から裏面側まで貫通する開口パターン２３ａが形成される。以上により乳剤Ｐｍから、所定の形状の開口パターン２３ａを有するマスク膜２３が形成される。
【００５７】
以上のように構成されたスクリーンマスク２０、スクリーン印刷装置１０、及びスクリーン印刷方法によれば、単純な構成で高精度の印刷が可能となる。
【００５８】
スクリーンマスク２０において、マスクレス露光装置によりマスク膜２３を形成することで、位置精度を向上できる、という効果が得られる。
【００５９】
図６は、本実施形態にかかるマスクレス露光処理により露光されパターニングされたスクリーンマスク２０と、フォトマスクとしてガラスマスクを用いた露光処理によりパターン形成された比較例１，フォトマスクとしてフィルムマスクを用いて露光処理によりパターン形成された比較例２に係るスクリーンマスクの、線幅精度と、位置精度の測定結果を示す。図７及び図８は、線幅精度とパターン全体の位置精度である外形精度の測定の説明図である。
【００６０】
本実施形態にかかるスクリーンマスク２０は、マスクレス露光装置５０を用いて開口パターン２３ａを有するマスク膜２３を形成した。比較例１は、フォトマスクとしてガラスマスクを用いて開口パターンを有するマスク膜を形成したスクリーンマスクＡ１である。比較例２は、フォトマスクとしてフィルムマスクを用いて開口パターンを有するマスク膜を形成したスクリーンマスクＡ２である。
【００６１】
ここで、線幅精度は、スクリーンマスク２０における、開口パターン２３ａのラインパターンの線幅の精度であり、露光により形成されたマスク膜２３における１以上の測定点において、測定した線幅の実測値と設計値との差分の度合いである。
【００６２】
一例として、線幅測定点は、同じパターンとなる複数のモジュールパターン２３ｂにおける、同じ位置に相当する、すなわち設計値の線幅が同じとなる、複数の点とする。
これらの同じ設計値に対応する測定点同士のばらつきが少ない方が、線幅精度が高いということになる。本実施形態にかかるスクリーンマスク２０の線幅の開口寸法精度は、平均値からのデータの散らばり度合いを示す標準偏差σが、３σ≦１．２を満たす。
【００６３】
任意の複数の線幅測定点において線幅を測定する。一例として、図８に示すように、設計値が３０μｍである任意の５点Ｐｂ１〜Ｐｂ５を線幅測定点とし、線幅を測定した。線幅測定点Ｐｂ１〜Ｐｂ５は、同形状の複数のモジュールパターン２３ｂにおける、同じ位置、すなわち設計上同じ幅となる点に、設定する。一例として図７に示すアライメントＡＭの設計値（ＴＰ＝１００ｍｍ）の周辺、もしくはアライメントマーク内に設けられた、線幅３０ｕｍの設計値となる５点、Ｐｂ１〜Ｐｂ５について、測定した結果、３０．１μｍ，３０．５μｍ，２９．５μｍ，２９．７μｍ，２９．９μｍとなった。すなわち、誤差は１μｍ以内であった。一方、比較例１，比較例２で製造されたスクリーンマスクＡ１，Ａ２の誤差はそれぞれ±１．５μｍ〜±２μｍ、±２μｍ〜±３μｍであった。したがって、マスクレス露光によるスクリーンマスク２０の方が、線幅精度が高いことがわかる。
【００６４】
次に、５点の平均値を算出し、平均値と、個々の値との差を計算し、誤差の平均値を算出し、標準偏差：σを算出する。
【００６５】
本実施形態にかかるスクリーンマスク２０は、３σ≦１．２を満たしている。すなわち、マスクレス露光でパターニングされた塗布材の、線幅のずれが少ないということがわかる。
【００６６】
外形の精度である位置精度は、図７に示すように、メインメッシュ２６上に任意に設定された複数の基準点間の、相対的な位置関係の実測値と、同基準点の相対的な位置関係の設計値上の数値との差分の度合いである。図６、図７に示すように、本実施形態にかかるスクリーンマスク２０は、ＴＰ＝１００ｍｍにおける位置精度、すなわち外形の位置の誤差が±３μｍ〜±５μｍであり、比較例１，比較例２で製造されたスクリーンマスクＡ１，Ａ２の位置精度、すなわち外形の位置の誤差はそれぞれ±７．５μｍ〜±１０μｍ、±１０μｍ〜±１３μｍであった。したがって、マスクレス露光によるスクリーンマスク２０の方が、全体の位置精度が高いことがわかる。
【００６７】
ここで、例えば基準点は、有効エリアＡ３内であって開口パターン２３ａが形成されている描画エリアＡ４の外側の目印となる任意の位置に、設定する。すなわち、例えば正方形または長方形を規定する４隅と、その中間点、及びその中心の計９点を設計値上の、基準点Ｐ０１〜Ｐ０９として設定し、スクリーンマスク２０のこの設計値上の基準点に対応する位置に、アライメントマークＡＭ１〜ＡＭ８を、露光により付す。アライメントマークＡＭ１〜ＡＭ８は、例えばパターン形成のための露光により、開口パターン２３ａと同時にパターン形成される印である。
【００６８】
そして、成膜後のスクリーンマスク２０におけるアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ８の座標を検出し、これらの座標から算出される中心点ＡＭ９との相対的な位置関係を実測の外形情報として検出する。そして、設計値上の８点Ｐ０１〜Ｐ０８の座標とその中心Ｐｏ９との位置関係を設計値上の外形情報として算出する。設計値上の外形と、実測の外形との変化量あるいは変化の度合いを、描画パターンの外形の位置精度として、検出する。
【００６９】
例えば比較例１、比較例２のように、フォトマスクを接触して露光させる場合には、フォトマスクの精度および温度変化、経時変化、スクリーンマスクと重ねた時の応力による歪等の理由から、形成された開口パターン２３の形状には歪みが発生するが、マスクレス露光は非接触であり、ステージ駆動精度も±１μｍ程度と高い精度を実現できるため位置精度が良好となる。
【００７０】
例えば本実施形態にかかるスクリーンマスク２０は、有効エリアＡ３内に設けられた測定点と、基準点との誤差が１００ｐｐｍ以下となるとともに、任意の５点に関して、線幅の誤差が３σ≦１．２を満たしている。また、有効エリアＡ３内に定められた複数の基準点間の実測距離の、設計値に対する誤差が、１００ｐｐｍ以下である。すなわち、形成される開口パターン２３の位置ずれや歪み、線幅の誤差が少ない。
【００７１】
また、本実施形態にかかるスクリーン印刷方法によれば、スクリーンマスクを用いて印刷を行った印刷物の基準点間の実測距離とその設計値との差に基づいて、露光パターンを補正したことにより、複数の異なるパターンの印刷を積層させることで、所望の製品を作製する際の重ね合わせ精度が向上するという効果が得られる。
【００７２】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００７３】
なお、一例としてサポートメッシュ２７形状を正方形としているが、これに限られるものではなく、例えば他の実施形態として長方形のサポートメッシュ２７を用いても、同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、上記各実施形態においては、メッシュ部２２の全域にわたってマスク膜２３を形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、メッシュ部２２またはメインメッシュ２６の中央部分の一部にのみマスク膜２３が形成されていてもよい。
【００７５】
また、各基準点は上述の例に限られるものではない。例えば有効エリア内の２点を基準点とし、この中心の１点と併せて３点における座標から、誤差を算出してもよい。
【００７６】
この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００７７】
１０…スクリーン印刷装置、１２…保持部材、１３…スキージ、１３ａ…先端部分、２０…スクリーンマスク、２１…フレーム、２１ａ…開口部分、２２…メッシュ部、２２ａ…接合部、２３ａ…開口パターン、２３…マスク膜、２３ｂ…モジュールパターン、２４…接着剤、２６…メインメッシュ、２６ａ…経糸、２６ｂ…緯糸、２６ｃ…孔部、２７…サポートメッシュ、２７ａ…経糸、２７ｂ…緯糸、３０…印刷媒体、３１…印刷物、５０…マスクレス露光装置（マスクレス露光機）、５１…支持装置、５２…照射ヘッド、５３…光ファイバ、５４…ＬＥＤユニット、５７…制御装置、５７ａ…制御部、５７ｂ…記憶部、５８…ベース部、６１…吸着ステージ、６１ａ…孔、６１ｂ…多孔質ステージ、６２…規制ピン、６３…移動機構部、６４…吸引機構、Ａ１、Ａ２…スクリーンマスク、Ａ３…有効エリア、Ａ４…描画エリア。
【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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【図７】
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【図８】
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