(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、ｍ行ｎ列を有するマトリクス状に配列された複数の開口部とを有する成膜マスクを製造する方法であって、
ｘｙ面を規定するように前記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工程Ａと、
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目標座標データを用意する工程Ｂと、
前記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前記目標座標データからの変位量を予測し、前記変位量を小さくする補正データを生成する工程Ｃと、
前記複数の開口部のそれぞれを、前記目標座標データと前記補正データとに基づいて特定される位置に形成する工程Ｄと
を包含し、
前記工程Ｃにおいて、前記複数の開口部のそれぞれについての前記補正データは、前記複数の開口部を形成する順序に関連付けられており、かつ、
前記工程Ｄにおいて、前記複数の開口部は、前記順序に従って形成される、製造方法。
【請求項２】
前記工程Ｃは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、前記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前記マスク基材の全体のひずみ分布を求め、それに基づいて前記複数の開口部のそれぞれの変位量を予測し、前記補正データを生成する工程ＣＳを包含し、
前記工程ＣＳは、
ｋ番目の開口部を形成する直前の前記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前記マスク基材上の位置の変位量Ｄ１（ｋ）を求める工程ＣＳ１と、
前記複数の開口部のすべてを形成した後の前記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前記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）から前記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、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記工程ＣＳにおいて、前記初期状態の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）は予め与えられている、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記工程Ｃは、前記工程ＣＳにおいて、前記初期状態の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、
前記工程ＣＳＰは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、前記複数の開口部を形成する順序に従って、前記複数の開口部のそれぞれに対応するように、前記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前記マスク基材の全体のひずみ分布を求める工程ＣＳＰ１と、
形成された前記複数の凹部の位置を測定する工程ＣＳＰ２と、
前記工程ＣＳＰ１で得られたひずみ分布に基づいて求められる前記複数の凹部のそれぞれの変位量ＤPと、前記工程ＣＳＰ２で得られた前記複数の凹部の位置から求められる前記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、
前記工程ＣＳＰ３で得られた比較結果に基づいて、前記変位量ＤPと前記変位量ＤMとの差が小さくなるように、前記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
をさらに包含する、請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記工程Ｃは、前記工程ＣＳにおいて、前記初期状態の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、
前記工程ＣＳＤは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、前記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前記マスク基材の全体のひずみ分布を求める工程ＣＳＤ１と、
形成された前記少なくとも１つのダミー開口部の位置を測定する工程ＣＳＤ２と、
前記工程ＣＳＤ１で得られたひずみ分布に基づいて求められる前記少なくとも１つのダミー開口部の変位量ＤPdと、前記工程ＣＳＤ２で得られた前記少なくとも１つのダミー開口部の位置から求められる前記少なくとも１つのダミー開口部の変位量ＤMdとを比較する工程ＣＳＤ３と、
前記工程ＣＳＤ３で得られた比較結果に基づいて、前記変位量ＤPdと前記変位量ＤMdとの差が小さくなるように、前記初期パラメータの内、少なくとも１つを求める工程ＣＳＤ４と
をさらに包含する、請求項２または４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記マスク基材は、磁性金属層で形成されている、請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記マスク基材は、樹脂層で形成されている、請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記成膜マスクは、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する、請求項７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。【０００７】
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）。【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１８８７４８号公報
【特許文献２】特開２０１７−８２３１３号公報
【特許文献３】特開２０１５−１０２７０号公報
【特許文献４】特許第４１７３３２９号公報（米国特許第６７７３８５４号明細書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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と素子基板の表面との間に間隙が生じ、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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
さらに、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。【００１７】
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、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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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。【００１９】
［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、ｍ行ｎ列を有するマトリクス状に配列された複数の開口部とを有する成膜マスクを製造する方法であって、
ｘｙ面を規定するように前記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工程Ａと、
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目標座標データを用意する工程Ｂと、
前記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前記目標座標データからの変位量を予測し、前記変位量を小さくする補正データを生成する工程Ｃと、
前記複数の開口部のそれぞれを、前記目標座標データと前記補正データとに基づいて特定される位置に形成する工程Ｄと
を包含し、
前記工程Ｃにおいて、前記複数の開口部のそれぞれについての前記補正データは、前記複数の開口部を形成する順序に関連付けられており、かつ、
前記工程Ｄにおいて、前記複数の開口部は、前記順序に従って形成される、製造方法。【００２０】
［項目２］
前記工程Ｃは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、前記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前記マスク基材の全体のひずみ分布を求め、それに基づいて前記複数の開口部のそれぞれの変位量を予測し、前記補正データを生成する工程ＣＳを包含し、
前記工程ＣＳは、
ｋ番目の開口部を形成する直前の前記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前記マスク基材上の位置の変位量Ｄ１（ｋ）を求める工程ＣＳ１と、
前記複数の開口部のすべてを形成した後の前記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前記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）から前記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、項目１に記載の製造方法。【００２１】
［項目３］
前記工程ＣＳにおいて、前記初期状態の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）は予め与えられている、項目２に記載の製造方法。【００２２】
［項目４］
前記工程Ｃは、前記工程ＣＳにおいて、前記初期状態の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、
前記工程ＣＳＰは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、前記複数の開口部を形成する順序に従って、前記複数の開口部のそれぞれに対応するように、前記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前記マスク基材の全体のひずみ分布を求める工程ＣＳＰ１と、
形成された前記複数の凹部の位置を測定する工程ＣＳＰ２と、
前記工程ＣＳＰ１で得られたひずみ分布に基づいて求められる前記複数の凹部のそれぞれの変位量ＤPと、前記工程ＣＳＰ２で得られた前記複数の凹部の位置から求められる前記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、
前記工程ＣＳＰ３で得られた比較結果に基づいて、前記変位量ＤPと前記変位量ＤMとの差が小さくなるように、前記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
をさらに包含する、項目２に記載の製造方法。【００２３】
［項目５］
前記工程Ｃは、前記工程ＣＳにおいて、前記初期状態の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、
前記工程ＣＳＤは、有限要素法を用いたシミュレーションによって、前記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前記マスク基材の全体のひずみ分布を求める工程ＣＳＤ１と、
形成された前記少なくとも１つのダミー開口部の位置を測定する工程ＣＳＤ２と、
前記工程ＣＳＤ１で得られたひずみ分布に基づいて求められる前記少なくとも１つのダミー開口部の変位量ＤPdと、前記工程ＣＳＤ２で得られた前記少なくとも１つのダミー開口部の位置から求められる前記少なくとも１つのダミー開口部の変位量ＤMdとを比較する工程ＣＳＤ３と、
前記工程ＣＳＤ３で得られた比較結果に基づいて、前記変位量ＤPdと前記変位量ＤMdとの差が小さくなるように、前記初期パラメータの内、少なくとも１つを求める工程ＣＳＤ４と
をさらに包含する、項目２または４に記載の製造方法。【００２４】
［項目６］
前記マスク基材は、磁性金属層で形成されている、項目１から５のいずれかに記載の製造方法。【００２５】
［項目７］
前記マスク基材は、樹脂層で形成されている、項目１から５のいずれかに記載の製造方法。【００２６】
［項目８］
前記成膜マスクは、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する、項目７に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００２７】
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、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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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。
【図２】成膜マスク１００Ａのアクティブ領域形成部１０Ａの部分１０ｐの模式的な平面図である。
【図３】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３中の３Ａ−３Ａ線に沿った断面を示している。
【図４】成膜マスク１００Ｂの模式的な平面図である。
【図５】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。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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１０Ａ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。
【００３２】
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２０Ａ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。
【００３３】
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のマスク部材は、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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のマスク部材は、樹脂層１０Ｂである。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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１０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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
開口部１１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Ｌ２を樹脂層１０の所定の領域に照射する。このとき、レーザ光Ｌ２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３０、磁性金属層２０および樹脂層１０を含む構造体）は上下反転される。レーザ光Ｌ２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１０の表面にレーザ光Ｌ２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１０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。
【００４７】
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１１を形成してもよい。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
工程Ｃは、有限要素法や境界要素法など、ひずみ（応力）分布をシミュレーションする公知の方法で実行され得る。例えば、ANSYS Shell181（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を用いて実行することができる。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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ANSYS Shell181とした。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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 Shell181）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。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
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。
【符号の説明】
【００７２】
１０    樹脂層
１１Ａ、１１Ｂ    開口部
２０Ｂ    磁性金属層
２０ａ    マスク部
２０ａ１    中実部
２０ａ２    非中実部
２０ｂ    周辺部
１００Ａ、１００Ｂ    成膜マスク
【要約】
フレームに架張された状態で固定されたマスク基材のアクティブ領域形成部にマトリクス状に配列された複数の開口部を有する成膜マスクを製造する方法は、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工程Ａと、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Ｂと、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工程Ｃと、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工程Ｄとを包含し、工程Ｃにおいて、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おり、かつ、工程Ｄにおいて、複数の開口部は、順序に従って形成される。【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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