(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクパターンが形成されたシャドウマスクの製造方法において、
ベースの上側でウェットエッチングを実行してウェットエッチングパターンを形成するウェットエッチング段階と、
前記ウェットエッチングパターンが形成されたベースの上側でレーザー加工を実行して、前記ウェットエッチングパターンに連続するレーザー加工パターンを形成するレーザー加工段階と、を含み、
前記ベースの上側に、製造しようとするシャドウマスクのマスクパターンに対応するマスキングパターンが設けられたマスキング部を形成して、前記マスキング部の上側からレーザービームを照射し、
前記マスキング部は、前記レーザービームが透過可能なボディと、前記ボディの周りに形成され、前記レーザービームを遮断する遮光膜と、を含み、
前記ボディには、
第１の幅と第１の深さとを有する溝形状の第１の位相シフター、
前記第１の幅よりも小さい第２の幅と、前記第１の深さよりも深い第２の深さと、を有する溝形状であり、前記第１の位相シフターの下部内側に形成される第２の位相シフター、および、
前記第２の幅よりも小さい第３の幅と、前記第２の深さよりも深い第３の深さと、を有する溝形状であり、前記第２の位相シフターの下部内側に形成される第３の位相シフター、が形成され、
前記マスキング部の上側から前記レーザービームを照射する過程において、前記第１〜第３の位相シフターのうち前記レーザービームが通過する位相シフター及び前記ボディの長さを異なるようにすることにより、前記レーザー加工パターンが前記ベースの下側に向かうに従って徐々に幅が狭くなるテーパー形状を有するようにすることを特徴とする、複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【請求項２】
前記マスキング部は、
前記ベースの上側に、フォトリソグラフィー工程によるフォトレジストからなるマスキングパターンが形成され、
前記マスキング部の上側からレーザービームを照射する過程は、
前記マスキング部のマスキングパターンにおけるフォトレジストの除去された部位にレーザービームを照射することを特徴とする、請求項１に記載の複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【請求項３】
前記レーザー加工によるレーザー加工パターンは、前記ベース上の加工面から内径が狭くなるように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【請求項４】
前記ウェットエッチング段階は、前記ベースの上側に前記ウェットエッチングパターンの形成のためのフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストの除去された部位に沿って前記ベースのウェットエッチングが行われることを特徴とする、請求項１に記載の複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【請求項５】
前記レーザー加工段階は、前記ウェットエッチング方向と同一の方向に実行することを特徴とする、請求項１に記載の複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【請求項６】
前記レーザー加工によるレーザー加工パターンは、前記ウェットエッチング方向と同一の方向に加工されて前記ウェットエッチングパターンに連続的に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【請求項７】
前記ベースの全厚に対して９５％から５０％の厚さで前記ウェットエッチング段階によるウェットエッチングパターンを形成し、残された残りの厚さで前記レーザー加工段階によるレーザー加工パターンを形成することを特徴とする、請求項１に記載の複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【請求項８】
前記レーザー加工パターンが前記ベース上の加工面から内径が狭くなってテーパー状に形成された場合には、テーパー角度を３０度から９０度の範囲とすることを特徴とする、請求項１に記載の複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【請求項９】
前記レーザー加工段階によるレーザー加工パターンの裏面からの突出バリ（Ｂｕｒｒ）の高さが１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルシャドウマスクを製造する方法及びシャドウマスクに関し、ウェットエッチングによる方法とレーザー加工方法を複合的に用いて、ウェットエッチングパターン及びレーザー加工パターンからなるマスクパターンが実現された、複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法及びこれにより製造されたシャドウマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機ＥＬや有機半導体素子などの製造の際に、真空蒸着工程などにメタルマスクを使用する。
【０００３】
このようなメタルマスクは、多数の円形ホールやテーパー状の３次元ホール構造を有するものであって、基板にマスクを整列させ、所望のパターンの発光層を基板上の特定の領域に蒸着することで、有機ＥＬなどの半導体素子を製造するものである。
【０００４】
従来のメタルマスクの製造方法としては、米国特許第５３４８８２５号明細書、第５５５２６６２号明細書などに開示されている化学的ウェットエッチングによるシャドウマスクの製造方式があり、この方法により、現在産業現場で適用されるシャドウマスクが製作されている。
【０００５】
前記従来技術に係る方法を図１を参照して簡単に説明すると、次の通りである。
１．レジストコーティング（Ｒｅｓｉｓｔ  ｃｏａｔｅｄ）：メタルフィルム（１）の両面にフォトレジスト（２）をコーティングする。
２．パターンコーティング（Ｐａｔｔｅｒｎ  ｃｏａｔｅｄ）：ガラスマスク（又は石英（Ｑｕａｒｔｚ）マスク）（３）のパターンを用いてフォトレジスト（２）に選択的に露光を実行する。
３．現像（Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ）：フォトレジスト（２）上に前記ガラスマスク（又は石英マスク）（３）のパターンが転写されると、その後、これを形成するために使用されたガラスマスク（３）を除去し、現像工程（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）を用いて選択的にフォトレジストを除去する。
４．第１エッチング（１ｓｔ  ｅｔｃｈｅｄ）：その後、パターンが形成されたフォトレジストの上面にウェットエッチング（ｗｅｔ  ｅｔｃｈｉｎｇ）工程を用いて、フォトレジストの除去された部分（フォトレジスト開口部）にエッチング液によってメタルフィルムの一部を除去する。
５．充填（Ｆｉｌｌｅｄ）：ウェットエッチングによってメタルフィルムの一部が除去された上面にアンチエッチングパッキング（ａｎｔｉ−ｅｔｃｈｉｎｇ  ｐａｃｋｉｎｇ）材料を充填する。前記アンチエッチングパッキング（ａｎｔｉ−ｅｔｃｈｉｎｇ  ｐａｃｋｉｎｇ）材料の充填は、下面に対するエッチングを実行する際に、第１エッチングによって形成されたメタルフィルムの上面の形状を保存するためである。
６．第２エッチング（２ｎｄ  ｅｔｃｈｅｄ）：メタルフィルム１の下面に対するエッチングを実行する。
７．除去（Ｒｅｍｏｖｅｄ）：アンチエッチングパッキング（ａｎｔｉ−ｅｔｃｈｉｎｇ  ｐａｃｋｉｎｇ）材料及びフォトレジストを除去すると、最終的にメタルシャドウマスクが製造される。
【０００６】
前述の工程は、ウェットエッチングによるメタルシャドウマスクを製造する代表的な手順を羅列しており、この手順に基づいていろいろな変形プロセスが開発されて適用されている。例えば、「５．充填（Ｆｉｌｌｅｄ）」工程を省略することもあり、両面を同時にエッチングすることもある。ところが、普遍的には、図１に示されている化学的ウェットエッチング工程を経てメタルマスクが作られるという点は似ている。
【０００７】
一般に、ウェットエッチングは、図２に示すように等方性を有する特徴がある。すなわち、フォトレジストの開口部から、エッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）は全方向に対して同一の強度で作用してメタル材料を除去するので、エッチング後に残されたメタル材料の断面形状は図３に示すように半円状をする。したがって、最終的に形成されたメタルマスクは、厚さの非常に薄い開口部の周辺（図中の丸囲み部分を参照）を含む。
【０００８】
このように、開口部の周辺の薄い厚さは、開口部の大きさと形状を精密かつ安定的に確保することに不利な要素として作用する。
【０００９】
このような理由から、一般なメタルマスクは、メタルフィルムから片面（上面或いは下面）に対してのみウェットエッチングを実行せず、図３の如く両面に対するエッチングを全て実行する。両面に対するウェットエッチングは、従来の発明米国特許第５３４８８２５号明細書、第５５５２６６２号明細書などに開示されている様々な方式で実行される。
【００１０】
これらの方式は、上面に対するエッチングによって構成された面と、下面に対するエッチングによって構成された面とが出会う交差線（断面図では交差点）を形成する。また、いずれか一方の面に対するエッチングを弱い強度で実行することにより、サイズの小さいテーパー状（図３の３２）が含まれているメタルマスクを実現することができるようにする。このようなテーパー状は、開口部の寸法及び形状安定性を確保することができるようにする。このような理由により、ウェットエッチング方式の先行研究ではアンダーカットの高さ（図３におけるｔ）を総厚さＴの３０〜４０％で請求している。
【００１１】
ところが、このようなテーパー状は、ウェットエッチングの等方的性質によって形成されたため、結果的にアンダーカット（ｕｎｄｅｒ−ｃｕｔ）の形状にのみ形成されるしかなくなる。
【００１２】
これは、これから作られたメタルマスクを用いてディスプレイ装置の基板上に有機発光物質を蒸着する過程でその限界点を示すが、メタルマスクの開口部を介して有機発光物質が蒸着される過程で、このようなアンダーカット（ｕｎｄｅｒ−ｃｕｔ）は、有機発光物質が基板に均質に蒸着されないようにする作用をする。
【００１３】
すなわち、アンダーカット（ｕｎｄｅｒ−ｃｕｔ）に対応する基板の位置で有機発光物質の漸進的な蒸着をもたらし、蒸着された有機発光物質の境界部を不明確にして、結果的に、この過程を経て製造されたディスプレイ装置の性能低下をもたらす。
【００１４】
一方、現在、３００ｐｐｉレベルまではウェットエッチングによって可能であると知られている。しかし、ＱＨＤ（約５００ｐｐｉレベル）又はそれ以上のＵＨＤ（約８００ｐｐｉ）の解像度を実現することは、ウェットエッチング方式のみでは難しい。
【００１５】
図４はウェットエッチングが持つ等方性の形状について説明するものであって、各形状因子（ｆａｃｔｏｒ）（Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｔ、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、及びエッチファクター（Ｅｔｃｈ  ｆａｃｔｏｒ））間の相関関係について式（１）、（２）、（３）で説明している。
【００１６】
図４は、単に、これらの形状因子の関係式を用いて、ウェットエッチング方式が高解像度を実現することに限界があるという点を説明するためのものなので、両面エッチングに対する図面としては示していない。
【００１７】
一般に、高解像度になるほど、図４でさらに小さい値のピッチ（ｐｉｔｃｈ）が要求され、それにより幅Ｂ（ｗｉｄｔｈ（Ｂ））の値も益々さらに小さくなるしかない。式（３）によれば、幅Ｂ（ｗｉｄｔｈ（Ｂ））の値が小さくなるためにはさらに小さい値のＰＲ幅（Ａ）（ＰＲ  ｗｉｄｔｈ（Ａ））又は深さＤ（ｄｅｐｔｈ（Ｄ））が要求される。
【００１８】
しかし、ＰＲ幅Ａ（ＰＲ  ｗｉｄｔｈ（Ａ））は無限小の値にすることができない。なぜなら、非常に小さなＰＲ幅の値は、一般に露光工程によって形成される特徴により、実現の限界があるばかりか、たとえ実現されたとしても、エッチング性能を低下させる要因として作用するためである。
【００１９】
深さＤ（ｄｅｐｔｈ（Ｄ））の値も小さい値に設定することに限界を持つ。なぜなら両面エッチング方式を想定しても、深さＤ（ｄｅｐｔｈ（Ｄ））を小さい値にするほど、図３を参照するとアンダーカットの大きさが大きくなって有機発光物質が基板に均質に蒸着されないようにする要因となる。ところが、メタルマスクの厚さＴを小さくすることも、メタルシート（ｍｅｔａｌ  ｓｈｅｅｔ）のハンドリング（ｈａｎｄｌｉｎｇ）の面で限界がある。
【００２０】
また、ウェットエッチングのみで高解像度の実現が難しいもう一つの理由は、微細構造物の平面図の形状から見つけることができる。
【００２１】
ウェットエッチングが持つ等方性は、断面形状だけでなく、平面図においてもその特徴が現れるが、図５に示すように加工された実際の形状が３Ｄ上では器形状であるため、平面図上で四隅がシャープ（ｓｈａｒｐ）に角張らず、ラウンド（ｒｏｕｎｄ）形状を有する。このような特徴は、角がシャープ（ｓｈａｒｐ）な四角形又は多角形の蒸着領域が要求されるディスプレイ応用、特にＱＨＤ又はＵＨＤのような高解像度の要求に対応することを難しくする要因となる。
【００２２】
したがって、従来のウェットエッチング方式のみでは、上述したような形状因子の相関関係及び限界によりＱＨＤ（約５００ｐｐｉレベル）又はそれ以上のＵＨＤ（約８００ｐｐｉ）の解像度を実現するには困難がある。
【００２３】
一方、最近では、超短パルスレーザーを用いたメタルシャドウマスクの製造が試みられているが、代表的な技術としては、韓国公開特許第１０−２０１３−００３７４８２号公報と同第１０−２０１５−００２９４１４号公報などがあり、本出願人も、それに関連した発明を出願（韓国特許出願番号第１０−２０１４−０１８２１４０号、同第１０−２０１５−００３６８１０号）したことがある。
【００２４】
レーザーによるメタルシャドウマスクの基本的な工程は、図６に記述しているように、
１．マスクホールの形状に対応して設けられた第１閉曲線に沿ってレーザービームを移送させながら基板にレーザービームを照射する第１照射段階と、
２．前記第１閉曲線の内部に配置され、前記第１閉曲線よりも内部面積が小さい第２閉曲線に沿ってレーザービームを移送させながら基板にレーザービームを照射する第２照射段階とを含み、レーザーを用いてマスクを製造するのである。また、
３．基板上でマスクホールが形成された位置に、第１エネルギーを持つレーザービームを照射する第１照射段階と、前記第１エネルギーよりも小さい第２エネルギーを持つレーザービームを、前記第１照射段階でレーザービームが照射された同一の位置に照射する第２照射段階とを含んでなるのである。
【００２５】
このようなレーザーを用いたメタルマスクの製造方法は、加工されるメタルマスクの精度を高めるために、主に超短パルスレーザーを用いて低強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の条件で多数のパルスを累積してメタル（ｍｅｔａｌ）材料の漸進的除去或いは実行する。
【００２６】
このような方法の最も大きい利点は、特定の光学系を構成するか、或いはそれと一緒にレーザーの強度やパルスのモジュレーションに変化などを与えることにより、メタル材料に照射されるレーザーの強度又はエネルギー分布を特定することができるという点である。
【００２７】
例えば、特定のエネルギー分布を持つように光学系を構成し、レーザー及び基板の相対運動を制御して、アンダーカットなどが含まれていない適切なテーパーのような形状のメタルマスクを製造することができる（図７参照）。
【００２８】
しかし、このような方式で最も大きい限界として認識されている点は、実際の産業現場で使用することができる程度の生産性を確保するのに難点があるという点である。
【００２９】
すなわち、レーザーを用いた加工方式は、レーザーからパルストレイン（ｐｕｌｓｅ  ｔｒａｉｎ）で持続的にエネルギーをメタル材料に印加して、材料の表面から漸進的にメタルの除去を誘導して加工が行われるが、このとき、高いエネルギーのパルスを印加すると、加工速度（除去される材料の量）は増加するものの、メタル材料は十分に熱を放出しないで累積することにより、加工品質は低下する結果をもたらす。
【００３０】
これだけではなく、高いエネルギーのパルスが印加される加工面の反対面にバリ（Ｂｕｒｒ）の発生をもたらすこともある。レーザーからのエネルギーパルスは、メタル材料に印加されて漸進的加工を進め、これから貫通形状を誘導するが、これは貫通の前にメタル材料がほとんど除去された、非常に薄くなった状態で高いエネルギーパルスによる衝撃が、加工反対面にメタル材料を突出させる力として作用するからである。インバー（ｉｎｖａｒ）材料の場合、このような突出バリの突出高さは、加工面の裏面を基準に数ミクロンから数十ミクロンの大きさに至ることもある。
【００３１】
このような加工面の裏面に形成された突出バリが含まれているシャドウマスクで有機物を蒸着する場合、ガラスダメージをもたらすこともあり、シャドウマスクとガラスとの間に完全に密着して面接触せずにシャドウマスクを浮き立つようにして、結果的にシャドウ効果により蒸着性を低下させる原因となっている。
【００３２】
結局、良い加工品質を確保するためには、加工に必要な最小限のエネルギーで複数のショット（ｓｈｏｔ）にわたって非常に少しずつ加工する方式が取られなければならないが、これは十分な生産性を確保し難くする要因として作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】米国特許第５３４８８２５号明細書
【特許文献２】米国特許第５５５２６６２号明細書
【特許文献３】韓国公開特許第１０−２０１３−００３７４８２号公報
【特許文献４】韓国公開特許第１０−２０１５−００２９４１４号公報
【特許文献５】韓国特許出願番号第１０−２０１４−０１８２１４０号
【特許文献６】韓国特許出願番号第１０−２０１５−００３６８１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、ウェットエッチングによる方法とレーザー加工方法とを複合的に用いて、レーザー加工パターン及びウェットエッチングパターンからなるマスクパターンが実現された、複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法、及びこれにより製造されたシャドウマスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
上記の目的を達成するために、本発明は、マスクパターンが形成されたシャドウマスクの製造方法において、ベースの上側でウェットエッチングを実行してウェットエッチングパターンを形成するウェットエッチング段階と、前記ウェットエッチングパターンが形成されたベースの上側又は下側でレーザー加工を実行して、前記ウェットエッチングパターンに連続するレーザー加工パターンを形成するレーザー加工段階とを含んでなることを特徴とする、複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法及びこれにより製造されたシャドウマスクを技術的要旨とする。
【００３６】
また、前記レーザー加工段階は、前記ベースの上側に、製造しようとするシャドウマスクのマスクパターンに対応するマスキングパターンが設けられたマスキング部を形成して、前記マスキング部の上側からレーザービームを照射することが好ましい。
【００３７】
ここで、前記マスキング部は複数設けられ、各マスキング部には互いに異なる幅を有するマスキングパターンが形成され、前記マスキング部の上側からレーザービームを照射する過程は、前記複数のマスキング部それぞれを用いて前記マスキング部の上側からレーザービームを照射する複数回のレーザービーム照射過程を含むことが好ましい。
【００３８】
また、前記複数のマスキング部それぞれを用いて前記レーザービームを照射する過程において、前記複数回のレーザービーム照射段階のうち、最後のレーザービーム照射段階に行くほど、幅が狭い開口形状のマスキングパターンを有するマスク部を用いてレーザービームを照射することが好ましい。
【００３９】
また、前記マスキング部は、前記ベースの上側に、フォトリソグラフィー工程によるフォトレジストからなるマスキングパターンが形成され、前記マスキング部の上側からレーザービームを照射する過程は、前記マスキング部のマスキングパターンにおけるフォトレジストの除去された部位にレーザービームを照射することが好ましい。
【００４０】
また、前記マスキング部は、互いに異なる幅を有し、前記レーザービームを互いに異なる角度で位相シフトさせることができる複数のマスキングパターンを有する位相シフトマスク（ＰＳＭ）であり、前記マスキング部の上側からレーザービームを照射する過程において、前記位相シフトマスク（ＰＳＭ）形態である前記マスキング部の上側からレーザービームを照射して、前記レーザービームをそれぞれで位相シフトが可能な前記各マスキングパターンを経るように前記ベース上に照射することが好ましい。
【００４１】
また、前記マスキング部は、レーザービームが透過可能なボディと、それぞれが前記ボディ上で幅方向に離隔するように形成された複数の遮光膜と、複数の遮光膜間の離隔空間でありながらレーザービームが透過可能な複数の透過領域とを含むスリット（Ｓｌｉｔ）形態のマスキングパターンが形成され、外側方向からボディの中心方向へ行くほど遮光膜の幅が薄くなるように形成され、外側方向からボディの中心方向へ行くほど透過領域の幅が広くなるように形成され、前記マスキング部の上側からレーザービームを照射する過程において、前記スリット（Ｓｌｉｔ）マスク形態である前記マスキング部の上側からレーザービームを照射して、相対的に幅の広い透過領域の下側に対応するベース領域に照射されたレーザービームの強度が、相対的に幅の狭い透過領域の下側に対応するベース領域に照射されたレーザービームの強度に比べて強くなるように照射することが好ましい。
【００４２】
一方、前記レーザー加工段階は、前記ベース上に単位加工領域を設定する第１段階と、レーザービームが前記単位加工領域の一方の境界から開始して、１番目のスキャンパス（ｓｃａｎ  ｐａｔｈ）に沿って移動して前記単位加工領域の他方の境界に到達するまで、前記単位加工領域内に含まれるレーザー加工パターンに対する加工が行われる第２段階と、前記レーザービームを次のステップ（ｓｔｅｐ）に方向転換し、ステップピッチ（ｓｔｅｐ  ｐｉｔｃｈ）だけ移動させて２番目のスキャンパスで移動させる第３段階と、前記第２段階及び第３段階を繰り返し実行してｎ番目のスキャンパスに沿ってレーザービームの移動が完了すると、単位加工領域全体に対する加工が行われる第４段階とを含むことが好ましい。
【００４３】
ここで、前記レーザー加工段階は、各スキャンパスに対応して加工深さを設定することをさらに含むことが好ましい。
【００４４】
また、前記単位加工領域に含まれているレーザー加工パターン領域上に多数のエネルギー領域を設定して、エネルギー領域ごとにエネルギー累積分布を順次的な強度に設定して加工深さを設定することが好ましい。
【００４５】
また、前記レーザー加工によるレーザー加工パターンは、前記ベース上の加工面から内径が狭くなるように形成されることが好ましい。
【００４６】
また、前記ウェットエッチング段階は、前記ベースの上側に前記ウェットエッチングパターンの形成のためのフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストの除去された部位に沿って前記ベースのウェットエッチングが行われることが好ましい。
【００４７】
また、前記レーザー加工段階は、前記ウェットエッチング方向と同一又は反対の方向に実行することが好ましい。
【００４８】
また、前記レーザー加工によるレーザー加工パターンは、前記ウェットエッチング方向と同一又は反対の方向に加工されて前記ウェットエッチングパターンに連続的に形成されることが好ましい。
【００４９】
また、前記ベースの全厚に対して９５％から５０％の厚さで前記ウェットエッチング段階によるウェットエッチングパターンを形成し、残された残りの厚さで前記レーザー加工段階によるレーザー加工パターンを形成することが好ましい。
【００５０】
また、前記レーザー加工パターンが前記ベース上の加工面から内径が狭くなってテーパー状に形成された場合には、テーパー角度を３０度から９０度の範囲とすることが好ましい。また、前記レーザー加工段階によるレーザー加工パターンの裏面からの突出バリ（Ｂｕｒｒ）の高さが１μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００５１】
本発明は、シャドウマスクを製造するにあたり、ウェットエッチング及びレーザー加工を複合的に用いることにより、既存のレーザー加工工程による生産性低下の問題を解決し、ウェットエッチングによる高品質のシャドウマスクを提供することができるという効果がある。
【００５２】
また、本発明は、ウェットエッチングによって既にメタルマスクの大略的な形状が構成されるので、レーザーによる追加加工を実行するに際して除去すべきメタル材料の除去量が非常に少なく、これによりレーザーパルスの回数を減らすことができ、その結果、従来の方式（メタルマスク全体をレーザーによって加工する方式）に比べて熱累積の影響を著しく減らすことができるため、高品質のシャドウマスクを提供することができるという効果がある。
【００５３】
また、このような低いエネルギーによる加工は、加工パターンの裏面からの突出バリの大きさを最小限に抑えることができ、好ましくは突出バリを全く形成しないようにすることもできるという効果がある。
【００５４】
また、ウェットエッチング及びレーザー加工で実現される複合的な加工方法によって、従来のウェットエッチングの等方的性質によるアンダーカット（ｕｎｄｅｒ−ｃｕｔ）の問題を解決し、基板上に蒸着される有機発光物質の漸進的な蒸着を防止して、蒸着された有機発光物質の境界部を明確にすることにより、ディスプレイ装置の性能を向上させるという効果がある。
【００５５】
また、ウェットエッチング及びレーザー加工で実現される複合的な加工方法によって、従来のウェットエッチング方式によるマスクパターン形成のための形状因子の限界に制限されないので、ＱＨＤ（約５００ｐｐｉレベル）又はそれ以上のＵＨＤ（約８００ｐｐｉ）の高解像度を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来の化学的ウェットエッチングによるシャドウマスクの製造方法を示す模式図である。
【図２】従来のウェットエッチングによって製造されたシャドウマスクを示す模式図である。
【図３】従来の両面ウェットエッチングによって製造されたシャドウマスクを示す模式図である。
【図４】従来のウェットエッチングが持つ等方性の形状について説明した図（各形状因子（ｆａｃｔｏｒ）（Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｔ、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、及びエッチファクター（Ｅｔｃｈ  ｆａｃｔｏｒ））間の相関関係について式（１）、（２）、（３）で説明）である。
【図５】従来のウェットエッチングが持つシャドウマスクの等方性を示す平面図である。
【図６】従来のレーザー加工によるシャドウマスクの製造方法を示す模式図である。
【図７】従来のレーザー加工によって形成されたシャドウマスクに対する写真を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの製造方法を示す模式図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るシャドウマスクの製造方法を示す模式図である。
【図１０】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１１】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１２】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１３】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１４】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１５】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１６】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１７】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１８】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図１９】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図２０】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図２１】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図２２】本発明の様々な実施形態によるレーザー加工方法を示す模式図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る開口部のテーパー角度ａを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明は、有機ＥＬや有機半導体素子などの製造の際に真空蒸着工程で使用できるメタルシャドウマスクを製造する方法に関し、ウェットエッチングによる方法とレーザー加工方法とを複合的に用いて、レーザー加工パターン及びウェットエッチングパターンからなるマスクパターンが実現されたシャドウマスクの製造方法に関する。
【００５８】
これにより、従来のレーザー加工工程による生産性低下の問題を解決することができ、ウェットエッチング工程を複合的に併行することにより、高品質のシャドウマスクを提供することができるようにするのである。
【００５９】
以下、添付図面を参照して本発明について詳細に説明する。図８は本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの製造方法を示す模式図であり、図９は本発明の他の実施形態に係るシャドウマスクの製造方法を示す模式図であり、図１０乃至図２２は本発明の様々な実施形態に係るレーザー加工方法を示す模式図であり、図２３は本発明の一実施形態に係る開口部のテーパー角度ａを示す模式図である。
【００６０】
図８及び図９に示すように、本発明に係る複合加工方法を用いたシャドウマスクの製造方法は、マスクパターンが形成されたシャドウマスクの製造方法において、ベース１１０の上側でウェットエッチングを実行しウェットエッチングパターン１２０を形成するウェットエッチング段階と、前記ウェットエッチングパターン１２０が形成されたベースの上側又は下側でレーザー加工を実行して、前記ウェットエッチングパターン１２０に連続するレーザー加工パターン１３０を形成するレーザー加工段階とを含んでなることを特徴とする。
【００６１】
すなわち、本発明は、ウェットエッチングパターン１２０及びレーザー加工パターン１３０で実現されたマスクパターンが形成されたシャドウマスクを製造しようとするのである。
【００６２】
ここで、前記シャドウマスクに形成された複数のマスキングパターンは、蒸着被処理物である基板上に蒸着しようとする薄膜パターンに対応する形状であり、マスクパターンは、蒸着原料が通過する領域であり、前記ベースの領域のうち、複数のマスクパターンが形成された領域を除いた領域は、蒸着原料が通過しない遮断領域である。
【００６３】
すなわち、前記シャドウマスクは、原料が通過しないように遮断する領域である遮断領域と、遮断領域上で互いに離隔して形成され、原料が通過可能な複数のマスクパターンとからなり、上述したように、複数のマスクパターンが配置された形状又は配置構造がシャドウマスクのパターンである。
【００６４】
本発明は、このようなマスクパターンを有するシャドウマスクを製造するためのものであって、ウェットエッチングによる方法とレーザー加工方法とを複合的に用いて、ウェットエッチングによるウェットエッチングパターンとレーザー加工によるレーザー加工パターンからなるマスクパターンが実現されたシャドウマスクを製造しようとするものである。
【００６５】
図８は本発明の一実施形態に係る方法としてシャドウマスクを製造する方法を示す図であって、前記ベース１１０の上側（ベースの上面）でウェットエッチングを実行して、前記ベース１１０にウェットエッチングパターン１２０を形成し、前記ウェットエッチングパターン１２０が形成されたベース１１０の上側（ベースの上面）からレーザービームＬを照射して、前記ベース１１０に前記ウェットエッチングパターン１２０に連続的なレーザー加工パターン１３０を形成するのである。
【００６６】
すなわち、このようなウェットエッチングによる方法は、より高解像度のメタルマスクを実現するために、ベースの両面に対するウェットエッチングを実行せず、図８のように一面に対するエッチングを実行した後に、同一方向にシャドウマスクの開口部の精密な形成のためにレーザーを用いた加工を開口部に対してさらに実行する方法である。
【００６７】
図９は本発明の他の実施形態に係る方法としてシャドウマスクを製造する方法を示す図であって、前記ベース１１０の上側（ベースの上面）でウェットエッチングを実行して、前記ベース１１０にウェットエッチングパターン１２０を形成し、前記ウェットエッチングパターン１２０が形成されたベース１１０の下側（ベースの下面）でレーザービームＬを照射して、前記ベース１１０に前記ウェットエッチングパターン１２０に連続的なレーザー加工パターン１３０を形成するのである。
【００６８】
すなわち、前記ベースの一面に対するエッチングを実行した後に、他方の面に対してはレーザーを用いた加工を開口部に対してさらに実行して、開口部の寸法及び形状安定性を確保するようにすることができる。
【００６９】
このとき、印加されるレーザーのエネルギー分布の形態を適切な光学系を用いてフラットトップ（ｆｌａｔ−ｔｏｐ）の形態に近く実現することにより、アンダーカット形状を最小化することができ、これにより有機発光物質が蒸着される過程で基板にできる限り均質に蒸着されるようにすることができる。この方法における利点は、レーザーによる加工を実行するとき、フォトレジストのコーティングされない面に対して加工を実行することができるという利点がある。
【００７０】
また、ベースの両面に対して全てウェットエッチングを実行する場合には、このような両面エッチングによって胎生的に形成されるしかないアンダーカット形状をレーザーを用いて局部的に除去すると同時に、精密な開口部を形成することが可能となる。
【００７１】
このような方式における利点は、まず、ウェットエッチングによって既にメタルマスクの大略的な形状が構成されるため、レーザーによる追加加工を実行する際に除去すべきメタル材料の除去量が非常に少ないということである。
【００７２】
これは、メタル材料に印加されるレーザーパルスの回数を減らすことができ、これにより従来の方式（メタルマスク全体をレーザーによって加工する方式）に比べて熱累積の影響が著しく減少するという利点がある。
【００７３】
結果的に、精密な開口部が含まれている微細構造物からなるメタルマスクを製造することができる。
【００７４】
本発明に係るウェットエッチング段階は、前記ベース１１０の上側に前記ウェットエッチングパターン１２０の形成のためのフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストの除去された部位に沿って前記ベース１１０のウェットエッチングを行ってウェットエッチングパターン１２０を形成する。
【００７５】
後述するレーザー加工パターン１３０は、図８に示すように、ウェットエッチング方向と同一の方向に加工されて前記ウェットエッチングパターン１２０に連続的に形成されるか、或いは、図９に示すように、ウェットエッチング方向と反対の方向に加工されて前記ウェットエッチングパターン１２０に連続的に形成され得る。
【００７６】
この場合、前記レーザー加工によるレーザー加工パターン１３０の厚さｔは、前記ベース１１０の全厚に対して４０％以下に形成されても構わず、このような形態は、シャドウマスクの開口部の寸法及び形状安定性を確保することができるようにするためである。
【００７７】
このように、前記レーザー加工段階は、図８に示すように前記ウェットエッチング方向と同一の方向に進行するか（ベースの上面→ベースの上面）、或いは、図９に示すように前記ウェットエッチング方向と反対の方向に進行する（ベースの上面→ベースの下面）場合のように、必要に応じてウェットエッチング方法の後にレーザー加工によるレーザー加工パターン１３０を形成する。
【００７８】
本発明では、図１０乃至図１５、図１６乃至図２２に示すように、様々なレーザー加工方法について実施形態を提示しており、特に、レーザー加工パターン１２０が前記ベース上の加工面から内径が狭くなってテーパー状に形成された場合に適切な方法を提示している。
【００７９】
本発明の一実施形態に係るレーザー加工段階は、前記ベースの上側に、製造しようとするシャドウマスクのマスクパターンに対応するマスキングパターンが設けられたマスキング部２００を形成して、前記マスキング部２００の上側からレーザービームを照射して行う。
【００８０】
図１０は本発明の第１実施形態に係るレーザー加工によるレーザー加工パターン１２０を形成するためのもので、複数のマスキング部２３０、２４０、２５０を説明するための図である。
【００８１】
前記マスキング部２３０、２４０、２５０は複数設けられ、各マスキング部２３０、２４０、２５０には、互いに異なる幅を有するマスキングパターンが形成され、前記マスキング部２３０、２４０、２５０の上側からレーザービームＬを照射する過程は、前記複数のマスキング部２３０、２４０、２５０それぞれを用いて前記マスキング部２３０、２４０、２５０の上側からレーザービームＬを照射する複数回のレーザービームＬ照射過程を含み、前記複数のマスキング部２３０、２４０、２５０それぞれを用いて前記レーザービームＬを照射する過程において、前記複数回のレーザービームＬ照射段階の中でも最後のレーザービームＬ照射段階に行くほど、幅の狭い開口形状のマスキングパターンを有するマスキング部２３０、２４０、２５０を用いてレーザービームを照射する。
【００８２】
すなわち、第１実施形態に係るシャドウマスクの製造方法のためのシャドウマスクのマスキングパターンは、マスキング部２３０、２４０、２５０を上下方向に貫通する開口２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃの形状である。すなわち、第１実施形態では、それぞれにレーザービームＬが通過する開口２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃを有し、開口２３１ａ、２１３ｂ、２３１ｃの大きさが互いに異なる複数のマスキング部２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃを用いてレーザービームＬを透過させてベース１１０を加工することにより、傾斜を持つレーザー加工パターン１２０が設けられたシャドウマスクを製造する。
【００８３】
まず、図１１を参照して、複数のマスキング部２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃについて説明する。マスキング部２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃは、例えば三つ設けられ、以下では第１マスキング部２３０ａ、第２マスキング部２３０ｂ及び第３マスキング部２３０ｃと説明する。
【００８４】
ここで、第１マスキング部２３０ａは、最も先にレーザービームＬの照射のために使用されるもので、三つのマスキング部のうち、開口（以下、第１開口２３１ａ）の面積が最も大きい。第２マスキング部２３０ｂは、第１マスキング部２３０ａの次に使用されるもので、第１マスキング部２３０ａの第１開口２３１ａに比べて小さい面積の開口（以下、第２開口）を有する。
【００８５】
また、第３マスキング部２３０ｃは、最後に使用されるもので、第２マスキング部２３０ｂの第２開口２３１ｂに比べて小さい面積の開口（以下、第３開口２３１ｃ）を有する。そして、第１乃至第３マスキング部２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃそれぞれに設けられた第１乃至第３開口２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃは、同心軸を持つように設けられる。
【００８６】
また、第１乃至第３開口２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃの面積は、回折光学部２２０を通過するレーザービームＬの面積に比べて小さい。このとき、レーザービームＬは、常に同じ面積で照射できるが、その面積が第１開口２３１ａに比べて大きい。
【００８７】
このため、レーザービームＬの面積は、第１乃至第３開口２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃの面積に比べて大きい。よって、回折光学部から照射されるレーザービームＬのうち、第１乃至第３開口２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃを通過するレーザービームＬは、ズームレンズ部及びプロジェクション部を通過してベース１１０上に照射され、前記第１乃至第３開口２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃの外側領域に向かうレーザービームＬは、その移動が遮蔽又は遮光されてベース１１０に照射されない。ここで、必要によってシャドウマスク上に形成されるマスクパターンの大きさに応じて、前記ズームレンズ部をなすレンズ間の間隔を調節してレーザービーム間の間隔及びパターンを調節してベースに照射することができる。
【００８８】
上記では、三つのマスキング部２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃを使用すると説明したが、これに限定されず、二つ又は四つ以上のマスキング部を使用することもできる。
【００８９】
また、第１乃至第３マスキング部２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃは、クロム（Ｃｒ）系物質からなるが、これに限定されず、レーザービームＬの遮蔽又は遮光が可能な様々な材料の適用が可能である。
【００９０】
以下では、レーザー加工によるレーザー加工パターン１２０の第１実施形態に係るシャドウマスクの製造方法についてさらに具体的に説明する。
【００９１】
まず、ベース１１０を設けてステージ上に安着させる。ここで、実施形態によるベース１１０は、金属、例えばインバー（ｉｎｖａｒ）合金からなるプレート形状である。
【００９２】
そして、回折光学部を通過したレーザービームがマスキング部を通過した後、ズームレンズ部及びプロジェクション部を通過してベース１１０の上側に到達するようにする。ここで、マスクパターンの大きさ及び形状に応じて、前記ズームレンズ部をなすレンズ間の間隔を調節して合わせる。次いで、前記ビーム供給部を動作させてレーザービームＬを出力すると、前記レーザービームＬが第１マスキング部２３０ａの第１開口２３１ａを通過してズームレンズ部及びプロジェクション部を通過してベース１１０上に照射される。
【００９３】
このとき、回折光学部から第１マスキング部２３０ａに照射されるレーザービームＬの面積は、第１開口２３１ａの面積に比べて広く形成され、前記マスキング部を通過すると、エッジシャープニング（ｅｄｇｅ  ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）が実現され、微細レーザーパターニングを可能にしたのである。このため、回折光学部から第１マスキング部２３０ａに向かって照射されるレーザービームＬのうち、第１開口２３１ａを通過するレーザービームＬだけがベース１１０上に照射され、前記第１開口２３１ａ以外の領域の位置に照射されるレーザービームＬは遮蔽される。
【００９４】
言い換えれば、回折光学部から照射されたレーザービームＬの面積は、第１マスキング部２３０ａの第１開口２３１ａに比べて広いが、第１マスキング部２３０ａによって第１開口２３１ａと対応する面積に調節されたレーザービームＬがベース１１０上に照射される（図１０ａ参照）。レーザービームＬが第１開口２３１ａと対応する面積でベース１１０上に所定の時間照射されると、レーザービームＬの照射されたベース１１０領域で結合構造が切れるなどの反応現象により、前記レーザービームＬの照射されたベース１１０領域が所定の深さに除去される。
【００９５】
したがって、図１０ｂに示すように、所定の深さを有する溝（以下、第１溝１２１）が発生する。
【００９６】
第１マスキング部２３０ａによってベース１１０に第１溝１２１が設けられると、第１マスキング部２３０ａはベース１１０の外側へ移動させ、前記ベース１１０の上側には第２マスキング部２３０ｂを配置させる。
【００９７】
このとき、ベース１１０に設けられた第１溝１２１の中心と第２マスキング部２３０ｂの第２開口２３１ｂの中心とが同心軸となるように、前記第２マスキング部２３０ｂの位置を調節する。
【００９８】
その後、レーザービームＬを出力すると、図１０ｂに示すように、前記レーザービームＬが第２マスキング部２３０ｂの第２開口２３１ｂを通過してベース１１０上に照射される。このとき、回折光学部２２０から第２マスキング部２３０ｂへ照射されるレーザービームＬの面積は、第２開口２３１ｂの面積に比べて広い。
【００９９】
このため、回折光学部２２０を通過して第２マスキング部２３０ｂに向かって照射されるレーザービームＬのうち、第２開口２３１ｂを通過するレーザービームＬだけがベース１１０上に照射され、前記第２開口２３１ｂ以外の領域の位置へ照射されるレーザービームＬは遮蔽される。
【０１００】
すなわち、レーザービームＬは、第２マスキング部２３０ｂによって第２開口２３１ｂと対応する面積に調節されて照射される（図１０ｂ参照）。そして、第２開口２３１ｂを通過して照射されるレーザービームＬは、第１溝１２１に向かって照射され、その面積が第１溝１２１の底面に比べて小さい。
【０１０１】
このようなレーザービームＬが第１溝１２１の底面に向かって所定の時間照射されると、レーザービームＬの照射されたベース領域で結合構造が切れるなどの反応現象により所定の深さ除去されることにより、図１０ｃに示すように第１溝１２１の下側に第２溝１２２が発生する。
【０１０２】
そして、第２マスキング部２３０ｂによってベース１１０に第２溝１２２が設けられると、第２マスキング部２３０ｂは外側へ移動させ、回折光学部２２０とズームレンズ部２６０との間に第３マスキング部２３０ｃを配置させる。
【０１０３】
このとき、ベース１１０に設けられた第２溝１２２の中心と第３マスキング部２３０ｃの第３開口２３１ｃの中心とが同心軸となるように、前記第３マスキング部２３０ｃの位置を調節し、或いはズームレンズ部及びプロジェクション部を用いてレーザービームの位置を調節する。その後、ビーム供給部を動作させてレーザービームＬを出力すると、図１０ｃに示すように、前記レーザービームＬが第３マスキング部２３０ｃの第３開口２３１ｃを通過してズームレンズ部及びプロジェクション部を通過してベース１１０上に照射される。
【０１０４】
このとき、第３マスキング部２３０ｃへ照射されるレーザービームＬの面積は、第３開口２３１ｃの面積に比べて広い。このため、第３マスキング部２３０ｃに向かって照射されるレーザービームＬのうち、第３開口２３１ｃを通過するレーザービームＬだけがベース１１０上に照射され、前記第３開口２３１ｃ以外の領域の位置へ照射されるレーザービームＬは遮蔽される。
【０１０５】
すなわち、レーザービームＬは、第３マスキング部２３０ｃによって第３開口２３１ｃと対応する面積に調節されて照射される（図１０ｃ参照）。そして、第３開口２３１ｃを通過して照射されるレーザービームＬは、第２溝１２２に向かって照射され、その面積が第２溝１２２の底面に比べて小さい。
【０１０６】
このようなレーザービームＬが第２溝１２２の底面に向かって所定の時間照射されると、レーザービームＬの照射されたベース１１０領域で結合構造が切れるなどの反応現象によって所定の深さ除去されることにより、図１０ｄに示すように、第２溝１２２の下側に第３溝１２３を形成するが、このとき、ベース１１０の下部まで開放されるようにする。
【０１０７】
したがって、第３マスキング部２３０ｃを用いたレーザー加工工程によって、第２溝１２２の下側に第３溝１２３が設けられ、最終的に図１０ｄに示すように、ベース１１０を上下方向に貫通するレーザー加工パターン１２０が設けられ、そのレーザー加工パターン１２０は、下側に行くほど直径又は内径が漸次狭くなる形状に製造される。
【０１０８】
そして、第１乃至第３マスキング部２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃそれぞれには、複数の開口が設けられており、回折光学部を通過して分岐したレーザービームが１：１で対応してマスキング部のマスキングパターンを通過するので、分岐したレーザービームがベース１１０に同時に到達するようにして、複数のレーザー加工パターン１２０が設けされるようにする。また、ベース１１０の面積が大きい場合、ステージを用いてベース１１０を移動させながら、ベース１１０全体に対して複数のレーザー加工パターン１２０を形成してシャドウマスクを製造することもできる。
【０１０９】
図１２は本発明の第２実施形態に係るレーザー加工方法でレーザー加工パターン１２０を形成する方法を順次示す図である。図１３は本発明の第２実施形態に係る方法によってシャドウマスクを製造するために設けられたマスキング部を説明するための図である。
【０１１０】
第２実施形態に係るシャドウマスクの製造方法は、位相シフトマスク（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｍａｓｋ）技術を用いた形成方法であって、マスキング部２４０として位相シフトマスクを用いて製造する。位相シフトマスクを用いたパターニング方法は、透過する光に位相差を与えることにより透過光の相互間の干渉を利用する公知の方法である。
【０１１１】
第２実施形態に係るシャドウマスクの製造方法のためのシャドウマスクのマスキングパターンは、複数の位相シフター２４１、２４２、２４３を有するマスキング部を用いる方法である。すなわち、本発明の第２実施形態に係るマスキング部２４０は、一つのマスキング部２４０に階段状に配列された複数の位相シフター２４１、２４２、２４３を有する。
【０１１２】
位相シフトマスク（ＰＳＭ）は、当該技術分野における公知の技術であり、公知の様々な位相シフトマスク（ＰＳＭ）の種類のいずれかを使用する。
【０１１３】
例えば、本発明でマスキング部２４０として用いる位相シフトマスクは、図７に示すように、所定の面積を有するボディ上に、レーザービームＬが透過する位相シフター２４１、２４２、２４３と、位相シフター２４１、２４２、２４３の外側に位置し、レーザービームＬが透過しない遮光部２４４とが設けられた構成である。
【０１１４】
すなわち、マスキング部２４０のボディの一部領域は、位相シフター２４１、２４２、２４３が設けられた領域であり、前記位相シフター２４１、２４２、２４３の周囲の領域は、レーザービームＬが遮光される遮光領域である。
【０１１５】
このとき、位相シフター２４１、２４２、２４３は複数設けられ、複数の位相シフター２４１、２４２、２４３は、互いに異なる面積を有しながら、ボディの高さ方向に順次羅列配置され、階段形状をなす。本発明の第２実施形態では、複数の位相シフター２４１、２４２、２４３はボディを加工して形成した溝状である。
【０１１６】
すなわち、第２実施形態に係るマスキング部２４０は、ボディの上部面から第１深さＡ１で形成され、第１面積を有する溝状の第１位相シフター２４１、ボディの上部面から第１深さＡ１に比べて深い第２深さＡ２で形成され、第１位相シフター２４１の面積（第１面積Ａ１）に比べて小さい第２面積を有する溝状の第２位相シフター２４２、ボディの上部面から第２深さに比べて深い第３深さ（Ａ３）で形成され、第２位相シフター２４２の面積（第２面積）に比べて小さい面積を有する溝状の第３位相シフター２４３を含み、ボディの左右方向の領域のうち、第１位相シフター２４１の外側領域に遮光部２４４が設けられる。
【０１１７】
このように設けられた第１位相シフター２４１、第２位相シフター２４２、第３位相シフター２４３は、例えば６０°、１２０°、１８０°反転される。よって、マスキング部の上側から照射されるレーザービームＬが第１乃至第３位相シフター２４１、２４２、２４３を通過しながら漸次位相がシフト又は反転される。
【０１１８】
すなわち、第１位相シフター２４１と第２位相シフター２４２との境界、第２位相シフター２４２と第３位相シフター２４３との間でレーザービームＬの位相が連続的に変わる。
【０１１９】
このとき、第１位相シフター２４１、第２位相シフター２４２、第３位相シフター２４３間の位相差（例えば、６０°、１２０°、１８０°）によってレーザービームの強度変化及びシフトがなされる。理論的には、図１２ｂに示すような階段式の分布又は形状にレーザービームが照射されるが、実際には解像度の限界によりレーザービームが階段式で照射されず、図１２ｃに示すように傾斜を持つように照射される。
【０１２０】
上述したような第１乃至第３位相シフター２４１、２４２、２４３を有するマスキング部２４０は、ボディをエッチングする方法で設けることができる。
【０１２１】
ボディは、レーザービームＬの透過が可能な石英（Ｑｕａｒｔｚ）で形成できる。石英からなるボディに第１乃至第３位相シフター２４１、２４２、２４３が設けられ、ボディの内部にはレーザービームＬを遮断するフィルム、薄膜又はブロック形態の遮光部２４４が設けられ得る。もちろん、ボディの内部に遮光部２４４が設けられず、ボディの上部面で第１位相シフター２４１の外側領域に位置するように設けられ得る。
【０１２２】
上記では、第２実施形態に係るマスキング部２４０がボディ自体を加工して溝状の第１乃至第３位相シフター２４１、２４２、２４３を設けることを例として説明した。しかし、これに限定されず、ボディの上部面にレーザービームＬの位相変化が可能な薄膜が形成された構造であり得る。このとき、ボディの上部面に形成された薄膜形態の位相シフターは、高さ方向に段差がある階段状となるように形成される。
【０１２３】
以下、図１２を参照して、本発明の第２実施形態に係るレーザー加工方法によるレーザー加工パターン１２０を形成する方法を説明する。
【０１２４】
まず、ベース１１０を設けてステージ上に安着させ、第２実施形態に係るマスキング部２４０を回折光学部とズームレンズ部との間に配置させる。次いで、ビーム供給部を動作させてレーザービームＬを出力すると、前記レーザービームＬがマスキング部に向かって照射される。
【０１２５】
このとき、照射されたレーザービームＬのうち、第１乃至第３位相シフター２４１、２４２、２４３に向かうレーザービームＬは、ズームレンズ部及びプロジェクション部を通過してベース１１０に照射され、マスキング部の遮光部２４４に向かって照射されたレーザービームＬは、ベース１１０に照射されず、その移動が遮断される。そして、レーザービームＬがマスキング部２４０の上側から照射されるレーザービームが第１乃至第３位相シフター２４１、２４２、２４３を通過しながら、漸次かつ連続的に位相がシフトされることにより、図１２ｂに示すように、ベース１１０に、下側に行くほどその内径又は幅が狭くなるレーザー加工パターン１２０が設けられる。
【０１２６】
図１４は本発明の第３実施形態に係るレーザー加工方法によるレーザー加工パターン１２０を形成するための方法を順次示す図である。図１５は本発明の第３実施形態に係る方法によりシャドウマスクを製造するために設けられたマスキング部を説明するための図である。
【０１２７】
図示の如く、第３実施形態に係るシャドウマスクの製造方法では、スリット（Ｓｌｉｔ）マスキング部としてスリット（ｓｌｉｔ）マスクを用いてシャドウマスクを製造する方法である。スリットマスクは、図１５ａ及び図１５ｂに示すように、レーザービームＬの透過が可能なボディ２５１の上部又は内部にレーザービームＬの透過を遮断する複数の遮光膜２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃが形成されるが、複数の遮光膜２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃの幅が異なるようにすることにより、ベース１１０へ照射されるレーザービームＬの強度が異なるように調節するのである。
【０１２８】
本発明の実施形態での如く、下側に行くほど内径が狭い台形又は四角錐状のパターンを有するシャドウマスクを製造するためには、第３実施形態に係るマスキング部２５０は、ボディ２５１の上部に複数の遮光膜２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃパターンが相互離隔するように形成され、離隔した空間がレーザービームＬの透過する透過領域である。ボディ２５１上に複数の遮光膜２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃが形成されるに際して、図１５ａ及び図１５ｂに縁部から中心方向に行くほどその遮光膜２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃの幅が狭くなるようにする。
【０１２９】
言い換えれば、縁部から中心方向に行くほど遮光膜２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃのいずれかと遮光膜２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃのいずれかとの間の透過領域の幅が広くなるようにマスキング部２５０を設ける。
【０１３０】
このようなマスキング部２５０の上側からレーザービームＬを照射する場合、広い透過領域の下側に位置するベース１１０の領域に照射されるレーザービームの強度が、相対的に狭い透過領域の下側に位置するベース１１０の領域に照射されるレーザービームＬの強度に比べて大きい。第３実施形態の場合、縁部から中心方向に行くほど透過領域の幅が広いので、レーザービームＬがベース１１０へ照射されるに際して、縁部から中心方向に行くほど照射されるレーザービームＬの強度が強い。
【０１３１】
以下、図１４を参照して、本発明の第３実施形態に係るレーザー加工方法によるレーザー加工パターン１２０の製造方法を説明する。
【０１３２】
まず、ベース１１０を設けてステージ上に安着させ、回折光学部とズームレンズ部との間に第３実施形態に係るマスキング部２５０を配置させる。次いで、レーザービームＬを出力すると、前記レーザービームＬがマスキング部２５０に向かって照射される。
【０１３３】
このとき、照射されたレーザービームＬのうち、マスキング部２５０の第１乃至第３透過領域２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃに向かうレーザービームＬは、ズームレンズ部及びプロジェクション部を通過してベース１１０に照射され、マスキング部２５０の遮光膜２５２ａに向かって照射されたレーザービームＬは、ベース１１０に照射されず、その移動が遮断される。
【０１３４】
このとき、縁部に位置した第１透過領域２５３ａを通過してベース１１０上に照射されたレーザービームＬの強度と比較して、第１透過領域２５３ａよりボディ２５１の内側に位置した第２透過領域２５３ｂを通過してベース１１０上に照射されたレーザービームＬの強度が大きく、第２透過領域２５３ｂよりボディ２５１の内側に位置した第３透過領域２５３ｃを通過してベース１１０上に照射されたレーザービームＬの強度が大きい。
【０１３５】
このような領域別のレーザービームＬの強度変化によって、図１４ｂに示すように、ベース１１０に、下側に行くほどその内径又は幅が狭くなるマスクパターンが設けられる。
【０１３６】
本発明の第４実施形態として、前記マスキング部は、前記ベースの上側に、フォトリソグラフィー工程によるフォトレジストからなるマスキングパターンを形成し、前記マスク部の上側からレーザービームを照射する過程は、前記マスキング部のマスキングパターンにおけるフォトレジストの除去された部位にレーザービームを照射するのである。
【０１３７】
場合によっては、ベースの上側にフォトレジスト層を形成し、現像工程を経て除去されていない状態でレーザーを用いて加工を行う方法も使用可能である。このとき、レーザーは、実質的にベースの上ではなくフォトレジスト層上に照射され、フォトレジストとメタルベースを同時に加工する。
【０１３８】
このように、本発明の第１乃至第４実施形態に係るシャドウマスクの製造方法は、レーザービームを照射してベース上にレーザー加工パターン１２０を加工する方法であって、以後、ウェットエッチングによってウェットエッチングパターン１３０を形成してレーザー加工パターン１２０の表面を滑らかにして、加工品質の向上したメタルシャドウマスクを提供する。
【０１３９】
本発明の他の実施形態に係るレーザー加工段階は、前記ベース上に単位加工領域を設定する第１段階と、レーザービームが前記単位加工領域の一方の境界から開始して、１番目のスキャンパス（ｓｃａｎ  ｐａｔｈ）に沿って移動しながら前記単位加工領域の他方の境界に到達するまで、前記単位加工領域内に含まれているレーザー加工パターンに対する加工が行われる第２段階と、前記第２段階の加工後、前記レーザービームを２番目のスキャンパスへ移動させるため、前記レーザービームを次のステップ（ｓｔｅｐ）に方向転換し、ステップピッチ（ｓｔｅｐ  ｐｉｔｃｈ）だけ移動させる第３段階と、前記第２段階及び第３段階を繰り返し実行してｎ番目のスキャンパスに沿ってレーザービームの移動が完了すると、単位加工領域全体に対する加工が行われる第４段階とから大きく構成される。
【０１４０】
前記レーザー加工パターンは、前記ウェットエッチングパターンに連続して加工されるものであり、本発明における単位加工領域は、レーザー加工装置の一回のセッティングでベース上にレーザー加工パターンを形成することができる領域を意味するか、或いは、実験者がベース上の特定の領域を任意に指定して単位加工領域として設定することもできる。このような単位加工領域は、一つ又はそれ以上のレーザー加工パターンを含むことができ、加工速度を考慮して、前記単位加工領域の大きさを大きく設定することが好ましい。
【０１４１】
このような単位加工領域は単数又は複数形成でき、単位加工領域の加工が完了すると、ベースへの、前記ウェットエッチングパターンに連続するレーザー加工パターンの形成が完了するのである。
【０１４２】
一方、本発明に係るレーザーを用いて、ウェットエッチングパターンに連続するレーザー加工パターンを形成する段階は、図１６に示すように、まず、ウェットエッチングパターンが形成された前記ベース上に単位加工領域を設定する段階である（第１段階）。
【０１４３】
前記単位加工領域は、レーザー加工パターンを単数又は複数含むことができ、前記ベース上での仮想の領域として設定される。
【０１４４】
具体的には、単位加工領域の長さは、レーザービームが一つのスキャンパスに沿って方向転換を行うことなく移動することができる長さをいい、その幅は後述の方向転換されたステップピッチだけ形成されるのが一般的である。
【０１４５】
このような前記単位加工領域を設定するにあたり、単位加工領域内にレーザー加工パターンの全領域が含まれるように設定することにより、加工領域を複数回にわたって分けなくても全体加工が完了して、従来のスキャナ装置を用いて全体加工物を複数の分割領域に分けて加工することにより発生するステッチング発生の問題を除去することができる。
【０１４６】
また、前記単位加工領域を大面積のベースの大きさと同一に設定することにより、ステッチング現象のない大面積のベースの加工が可能になる。
【０１４７】
その後、レーザービームが前記単位加工領域の一方の境界から開始して、１番目のスキャンパス（ｓｃａｎ  ｐａｔｈ）に沿って移動しながら前記単位加工領域の他方の境界に到達するまで、前記単位加工領域内に含まれているレーザー加工パターンに対する加工が行われるのである（第２段階）。
【０１４８】
すなわち、ベース上に設定された単位加工領域の一方の境界から他方の境界まで１番目のスキャンパスを設定し、このスキャンパスに沿ってレーザービームが移動しながら、単位加工領域内に含まれるレーザー加工パターンに対する部分又は全体に対する加工が実行されるのである。
【０１４９】
そして、１番目のスキャンパスに沿ってレーザービームが移動しながら単位加工領域の他方の境界にレーザービームが到達すると、前記レーザービームを次のステップ（ｓｔｅｐ）に方向転換し、ステップピッチ（ｓｔｅｐ  ｐｉｔｃｈ）だけ移動させて２番目のスキャンパスで移動させる（第３段階）。
【０１５０】
すなわち、単位加工領域の他方の境界にレーザービームが到達すると、レーザーをオフ（ｏｆｆ）させ、レーザービームの方向を転換し、設定されステップピッチ（ｓｔｅｐ  ｐｉｔｃｈ）だけ移動させた後、２番目のスキャンパスを設定する。このとき、レーザーがさらにオン（ｏｎ）される。
【０１５１】
前記ステップピッチは、隣接するスキャンパス間の距離を意味するものであって、例えば、１番目のスキャンパスと２番目のスキャンパスとの距離であり、１番目のスキャンパスを移動するレーザービームの中心から２番目のスキャンパスを移動するレーザービームの中心までの距離を意味する。
【０１５２】
ここで、１番目のスキャンパスと２番目のスキャンパスとは同一の方向であってもよく、図１０に示すように反対の方向であってもよい。すなわち、レーザービームの移動方向が反対に設定できる。すなわち、ｎ−１番目のスキャンパスとｎ番目のスキャンパスとは、同一又は反対の方向にレーザービームが移動するように設定することができ、これに限定せずに、複数回のスキャンパスは特定の方向に、又はその反対の対向に設定されるか、或いはこれらの組み合わせに設定され得る。
【０１５３】
また、１番目のスキャンパスから２番目のスキャンパスへの方向転換時のステップピッチは、１番目のスキャンパスのレーザービームの大きさと同じかそれより小さく形成され、均一なパターンの加工が行われるようにする。すなわち、ｎ−１番目のスキャンパスからｎ番目のスキャンパスへの方向転換時のステップピッチは、ｎ−１番目のスキャンパスのレーザービームの大きさと同じかそれより小さいことを特徴とする。
【０１５４】
また、ｎ−１番目のスキャンピッチとｎ番目のスキャンピッチは、レーザー加工パターンの形態によって異なるように設定されることもできる。ここで、前記スキャンピッチ＝ｖ／ｆ（ｖ：駆動部の動作によるベースとレーザービームの相対速度、ｆ：ベース上に印加されるレーザーソースのパルス振動数）であり、ベースとパルスレーザービームの相対速度とパルス振動数を考慮して、連続するパルスレーザービーム間の間隔を意味する。
【０１５５】
このようなステップピッチは、後述するレーザービームのオーバーラップ率（ｏｖｅｒｌａｐ  ｒａｔｅ）を設定する基準となり、前記スキャンピッチの間隔が狭いほどレーザービームのオーバーラップ率が増加し、これはレーザー加工パターンの加工深さの設定に影響を及ぼす。
【０１５６】
その後、前記第１段階及び第２段階を繰り返し実行してｎ番目のスキャンパスに沿ってレーザービームの移動が完了すると、単位加工領域全体に対する加工が行われる（第４段階）。
【０１５７】
図１６に示すように、設定された１番目のスキャンパスに沿ってレーザービームが移動しながら、１番目のスキャンパス上に形成されたレーザー加工パターンに対する加工が行われる。そして、レーザービームが単位加工領域上の他方の境界に到達すると、次のステップへの方向転換の後、ステップピッチだけ移動して２番目のスキャンパスに沿ってレーザービームが移動し、最初の単位加工領域上の境界に到達する。さらにこれを繰り返して、ｎ番目のスキャンパスを設定し、これによりレーザービームの移動が完了して単位加工領域のいずれかの境界に到達すると、単位加工領域に含まれているレーザー加工パターンに対する加工が完了するのである。
【０１５８】
これにより、加工中に発生するレーザービームの方向転換の回数を著しく減らすことができ（スキャンパスを移動して加工→次のステップへの方向転換及び移動）、比較的単純な加工手順を繰り返し実行して加工が行われるので、生産性が向上する。
【０１５９】
このように、本発明は、レーザーを用いてベースに前記ウェットエッチングパターンに連続するレーザー加工パターンを形成するためのものであって、前記ベース上に単位加工領域を設定し、その単位加工領域上にレーザービームが移動するスキャンパスを特定のステップピッチ間隔に設定して各単位加工領域の加工を実行して、ベースに熱エネルギーが累積することを防止することにより、ベースを保護し、微細パターンの形成を可能にしたものである。
【０１６０】
また、加工領域内に含まれる一つのレーザー加工パターンが複数のスキャンパスを含んでおり、一つのレーザー加工パターンに対する加工が全て完了するためには、それに含まれている全てのスキャンパスに対する加工が行われるので、レーザー加工パターンに対する加工が休止時間をもって間欠的に行われるようにして、ベースへの熱エネルギーの累積を防止することにより、ベースを保護し、微細レーザー加工パターンの形成が可能になる。
【０１６１】
一方、前記スキャンパスに沿ってレーザービームが移動するときに、各スキャンパスに対応して加工深さを設定することができる。すなわち、１番目のスキャンパスの加工深さをいくらかに設定し、２番目のスキャンパスの加工深さは別の値に設定することができ、ｎ番目のスキャンパスの加工深さをそれぞれ異なるように、或いは最も中央に存在するスキャンパスに対称となるように設定することもできる。これはレーザー加工パターンの形態に応じて多様に設定でき、このような加工深さの設定はレーザービームのエネルギー累積分布を制御することにより実現できる。
【０１６２】
第一に、加工深さを設定する方法として、前記スキャンパスを移動するレーザービームのオーバーラップ率（ｏｖｅｒｌａｐ  ｒａｔｅ）［オーバーラップ率＝｛（レーザービームの大きさ−スキャンピッチ）／レーザービームのサイズ｝×１００、スキャンピッチ＝ｖ／ｆ、ｖ：駆動部の動作によるベースとレーザービームの相対速度、ｆ：ベース上に印加されるレーザーソースのパルス振動数］によって制御される。
【０１６３】
前記レーザービームのオーバーラップ率による加工深さの設定方法としては、レーザーソース部のパルス振動数（ｐｕｌｓｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）値を固定したまま、ビームの相対速度をスキャンパスごとに異なるように設定する方法と、ビームの相対速度値を固定したまま、パルス周波数値をスキャンパスごとに異なるように設定する方法がある。
【０１６４】
すなわち、前記レーザービームのオーバーラップ率は、レーザービームの大きさに応じたスキャンピッチの制御によって設定できるが、スキャンピッチ＝ｖ／ｆで、ビームの相対速度及びパルス周波数値を調節して、各スキャンパスごとにレーザービームのオーバーラップ程度を制御することで、加工深さを設定することにするものであって、レーザー加工パターンの加工深さが深いほどレーザービームのオーバーラップ率は大きくなるように設定する。
【０１６５】
図１７はこのようなレーザービームのオーバーラップ程度による加工深さを制御することに対する模式図であり、各スキャンパスごとにレーザービームのオーバーラップ率を制御して深さのあるレーザー加工パターンを形成するのである。
【０１６６】
第二に、前記加工深さの設定は、前記スキャンパスの重畳回数によって制御できる。すなわち、同一のスキャンパス上でレーザービームを幾回移動させるかによるエネルギー累積分布を制御してレーザー加工パターンの加工深さを設定することができるのである。
【０１６７】
具体的には、各スキャンパスに対してレーザービームの相対速度とパルス振動数値を全て固定したまま（すなわち、スキャンピッチは一定）、単位加工領域内のスキャンパスに選択的にスキャンパスの重畳回数を設定するのである。
【０１６８】
図１８はスキャンパスの重畳回数による加工深さを制御することに対する模式図であって、各スキャンパスごとにレーザービームの重畳回数を制御して深さのあるレーザー加工パターンを形成するのである。
【０１６９】
第三に、前記加工深さの設定は、前記スキャンパスごとのエネルギー強度を設定し、或いは一つのスキャンパス内でもレーザーソースのパルスごとにエネルギー強度を設定し、或いはこの両方の組み合わせによって決定できる。すなわち、同一のスキャンパス上でレーザービームのエネルギー強度を調節することによるエネルギー累積分布を制御してレーザー加工パターンの加工深さを設定することができるのである。
【０１７０】
具体的には、各スキャンパスに対してレーザービームの相対速度とパルス振動数値を全て固定したまま（すなわち、スキャンピッチは一定）、各スキャンパスに沿って相対位置移動する途中でレーザーソースのパルスごとにエネルギー強度を異なるように設定し、或いは各スキャンパスごとにエネルギー強度を異なるように設定するのである。
【０１７１】
図１９は各スキャンパスに沿って相対位置移動するレーザーソースのパルスごとにエネルギー強度を異なるように設定することによる加工深さを制御することに対する模式図であって、各スキャンパスに沿ってレーザービームのエネルギー強度を制御して深さのあるレーザー加工パターンを形成するのである。
【０１７２】
前記加工深さを設定する方法において、前記スキャンパスを移動するレーザービームのオーバーラップ率、前記スキャンパスの重畳回数、及び前記スキャンパスを移動するレーザービームのエネルギー強度のいずれか、又はこれらの二つ以上の組み合わせによって決定されることもできる。
【０１７３】
一方、前記１、．．．、ｎ番目のスキャンパス（第１方向）と、前記スキャンパスに垂直な１、．．．、ｍ番目のスキャンパス（第２方向）を設定して、は、レーザー加工パターンを形成することができる。
【０１７４】
このようなレーザー加工パターンを形成する方法として、前記スキャンパスに沿ってエネルギー累積分布を順次的な強度に設定してテーパー状のレーザー加工パターンを形成することができるのである。すなわち、二つの方向にスキャンパスを直交するように設定したまま、スキャンパスに沿ってエネルギー累積分布を順次的な強度に設定して、テーパー状のレーザー加工パターンが形成できるように加工深さを実現するのである。
【０１７５】
具体的には、図２０に示すように、第１方向の１番目、第１方向のｎ番目、第２方向の１番目及び第２方向のｍ番目のスキャンパスの加工深さを同一に設定し、そのような方式で残りの全てのスキャンパスに対する加工深さを設定するのである。
【０１７６】
例えば、第１方向の１番目（＝第１方向のｎ番目＝第２方向の１番目＝第２方向のｍ番目）のスキャンパスの加工深さよりも、第１方向の２番目（＝第１方向のｎ−１番目＝第２方向の２番目＝第２方向のｍ−１番目）のスキャンパスの加工深さを同一又はそれより大きい値に設定するのである。残りのスキャンパスに対しても加工深さは同一の方式で設定する。
【０１７７】
また、テーパー状のレーザー加工パターンを形成する別の方法として、前記単位加工領域に含まれているレーザー加工パターン領域上に多数のエネルギー領域を設定して、エネルギー領域ごとにエネルギー累積分布を順次的な強度に設定してテーパー状の３次加工深さを設定することもできる。
【０１７８】
具体的には、第２エネルギー領域に割り当てられるエネルギー累積分布は、第１エネルギー領域に割り当てられるエネルギー累積分布と同一又はそれより大きい値に設定し、そのような方式で残りのエネルギー領域に対するエネルギー累積の割り当ては順次的な値に設定される。
【０１７９】
このようなエネルギー領域別のエネルギー累積分布の設定は、前記スキャンパスの重畳回数又は前記スキャンパスを移動するレーザービームのエネルギー強度の変化によって行われる。
【０１８０】
図２１はスキャンパスの重畳回数によってエネルギー領域に対するエネルギー累積分布が制御される場合を示すものであって、固定値のレーザービームの相対速度、パルス振動数、そしてパルスエネルギー値が設定された状態で、第１エネルギー領域と第２エネルギー領域との差集合領域に対するスキャンパスの特定の重畳回数を設定するのである。
【０１８１】
そして、第２エネルギー領域と第３エネルギー領域との差集合領域に対して前記重畳回数と同一又はそれより大きい重畳回数に設定し、残りの全てのエネルギー領域に対して上記のようなエネルギー累積分布を制御してテーパー状のレーザー加工パターンを形成するのである。
【０１８２】
図２２は前記スキャンパスを移動するレーザーソースのパルスごとにエネルギー強度の変化によって各エネルギー領域に対してエネルギー累積分布が制御される場合を示すものであって、各エネルギー領域に対してパルスエネルギーの強度レベルを同一の値に設定するのである。すなわち、１番目のスキャンパスとｎ番目のスキャンパスに対して同じ波形のパルスエネルギー強度を設定するのである。
【０１８３】
図２２に示すように、２番目（＝ｎ−１番目）のスキャンパスのパルスエネルギーの波形は、１番目（＝ｎ番目）のスキャンパスのパルスエネルギーの波形と比較して、各エネルギー領域に対応して各パルスエネルギーの強度が決定されるのである。
【０１８４】
ここで、前記スキャンパスの重畳回数を順次設定するか、或いは前記スキャンパスを移動するレーザーソースのパルスごとにエネルギー強度を順次設定して、エネルギー領域ごとにエネルギー累積分布を順次的な強度に設定することができる。
【０１８５】
このように、本発明は、前記スキャンパスに対して加工深さを設定してレーザー加工パターンの形成を容易にし、特定のスキャンパス又はエネルギー領域ごとにエネルギーの総累積分布制御によってテーパー状のレーザー加工パターンの形成を容易にしたのである。
【０１８６】
また、前記ベースの全厚に対して９５％から５０％の厚さで前記ウェットエッチング段階によるウェットエッチングパターンを形成し、残された残り５％から５０％の厚さで前記レーザー加工段階によるレーザー加工パターンを形成することが好ましく、これにより、従来のレーザー加工工程による生産性低下の問題を解決することができ、ウェットエッチング及びレーザー加工工程による厚さの調節は、ウェットエッチングパターン及びレーザー加工パターンの加工性及び生産性を考慮して決定する。
【０１８７】
また、前記レーザー加工段階によるレーザー加工パターンの裏面からの突出バリ（Ｂｕｒｒ）が高さ１μｍ以下に形成されるようにして、有機物蒸着の際にガラスダメージを最小限に抑えることができ、シャドウマスクとガラスとが密着して面接触するように実現して蒸着品質を向上させる。これはウェットエッチング及びレーザー加工工程を複合的に実現して、低いエネルギーでシャドウマスクを加工してバリの生成を最小限に抑えることができるようにするのである。
【０１８８】
また、前記レーザー加工パターンは前記ベース上の加工面から内径が狭くなってテーパー状に形成された場合には、テーパー角度を３０度から９０度の範囲とすることが好ましい。
【０１８９】
これは、従来のウェットエッチングのみの方式ではウェットエッチングの等方的性質によりテーパー角度に対して任意の実現が不可能であった。しかし、ウェットエッチングによる加工の後に、レーザー加工を実行すると、位置別のエネルギーレベルを調節することができるため、開口部のテーパー角度（図２３におけるａ）を理想的には０度超過から９０度以下の範囲まで任意の角度で実現可能である。
【０１９０】
しかし、メタルマスクの開口部の物理的剛性及び有機物蒸着時のシャドウ効果を一緒に勘案すると、メタル資材の厚さ、開口部のパターン配列の形状及び大きさによって異なるが、テーパー角度ａは３０度から９０度が好ましい。
【０１９１】
すなわち、本発明に係る複合加工方式を用いると、このようなメタルマスクのテーパー角度を産業現場で容認されるレベルの生産性及び加工後の表面の品質レベルを確保しつつ実現することができる。
【０１９２】
また、ウェットエッチングのみの方式によって実現された開口部の形状は、図５の平面図上でのコーナーラウンド（ウェットエッチングパターンの加工面）及び断面図上でのボウル（ｂｏｗｌ）形状が全て現れる。本発明の複合加工方式を用いる場合、ウェットエッチングによる加工の後にレーザー加工が行われるため、これらそれぞれによる加工量を適切に調節することにより、ウェットエッチングパターンの加工面に対する曲率半径Ｒとボウル（ｂｏｗｌ）形状の深さｄが調節できる。
【０１９３】
例えば、ウェットエッチングによる加工量を多くし、レーザーによる加工量を少なく設定すると、レーザーによる加工量が少なくて加工時間は短縮できるが、ウェットエッチングパターンの加工面に対する曲率半径Ｒは大きくなり、ボウル形状はさらに深化（ｄがさらに大きくなる）し、逆に、ウェットエッチングによる加工量を少なくし、レーザーによる加工量を多く設定すると、全体加工時間は相対的に増えるだろうが、前記ウェットエッチングパターンの加工面に対する曲率半径及びボウル形状は減少して、断面のテーパー線形性は増加する。
【０１９４】
このように、本発明に係るシャドウマスクの製造方法は、ウェットエッチングを実行してシャドウマスクの開口部を形成しながらウェットエッチングパターンを形成し、しかる後に、前記ウェットエッチングパターンに連続的にレーザービームを照射してレーザー加工パターンを加工する方法であって、ウェットエッチングを用いてメタルシャドウマスクの大略的な形状を構成する。
【０１９５】
その後、レーザーによる追加加工を実行するに際して、除去すべきメタル材料の除去量が非常に少なく、これによりレーザーパルスの回数を減らすことができ、その結果、従来の方式（メタルマスク全体をレーザーによって加工する方式）に比べて熱累積の影響を著しく減らすことができるため、高品質のシャドウマスクを提供することができるという効果がある。
【０１９６】
したがって、本発明は、シャドウマスクを製造するにあたり、ウェットエッチング及びレーザー加工を複合的に用いることにより、従来のレーザー加工工程による生産性低下の問題を解決し、ウェットエッチングによる高品質のシャドウマスクを提供することができようにするのである。
【０１９７】
また、レーザー加工及びウェットエッチングで実現される複合的な加工方法によって、従来のウェットエッチングの等方的性質によるアンダーカット（ｕｎｄｅｒ−ｃｕｔ）の問題を解決し、基板上に蒸着される有機発光物質の漸進的な蒸着を防止して、蒸着された有機発光物質の境界部を明確にすることにより、ディスプレイ装置の性能を改善させようとするのである。
【０１９８】
また、レーザー加工及びウェットエッチングで実現される複合的な加工方法によって、従来のウェットエッチング方式によるマスクパターン形成のための形状因子の限界に制限されないので、ＱＨＤ（約５００ｐｐｉレベル）又はそれ以上のＵＨＤ（約８００ｐｐｉ）の高解像度を実現することができるという利点がある。
【図１】
0006660459.tif 000002
【図２】
0006660459.tif 000003
【図３】
0006660459.tif 000004
【図４】
0006660459.tif 000005
【図５】
0006660459.tif 000006
【図６】
0006660459.tif 000007
【図７】
0006660459.tif 000008
【図８】
0006660459.tif 000009
【図９】
0006660459.tif 000010
【図１０（ａ）】
0006660459.tif 000011
【図１０（ｂ）】
0006660459.tif 000012
【図１０（ｃ）】
0006660459.tif 000013
【図１０（ｄ）】
0006660459.tif 000014
【図１１】
0006660459.tif 000015
【図１２（ａ）】
0006660459.tif 000016
【図１２（ｂ）】
0006660459.tif 000017
【図１２（ｃ）】
0006660459.tif 000018
【図１３】
0006660459.tif 000019
【図１４（ａ）】
0006660459.tif 000020
【図１４（ｂ）】
0006660459.tif 000021
【図１５（ａ）】
0006660459.tif 000022
【図１５（ｂ）】
0006660459.tif 000023
【図１６】
0006660459.tif 000024
【図１７】
0006660459.tif 000025
【図１８】
0006660459.tif 000026
【図１９】
0006660459.tif 000027
【図２０】
0006660459.tif 000028
【図２１】
0006660459.tif 000029
【図２２】
0006660459.tif 000030
【図２３】
0006660459.tif 000031