(57)【要約】【課題】開口周縁の強度を確保しつつ、入射側の口径を拡大することができるマスクを提供する。【解決手段】マスク１は、テーパー形状を成す貫通孔３が第一側壁４及び第二側壁５により画成されており、第一側壁４と底面２ａとが成す角度をθ１、第二側壁５と底面２ａに平行な面とが成す角度をθ２、マスク基板２の厚みをｔ、底面２ａと第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａとの間の厚みをｈ、第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａと第二側壁５の底面２ａ側の端部５ａとの間の幅をＬとした場合に、θ２＜θ１、４５°＜θ１＜９０°、ｈ≦（１／２）ｔ、０≦Ｌ＜ｈの関係を満たしている。【選択図】図１
0003164800.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
対象物に薄膜を形成する際に用いられるマスクであって、
前記対象物に対向する底面及び前記底面の反対側の面である裏面を有するマスク基板を備え、
前記マスク基板には、当該マスク基板を厚み方向に貫通し、前記底面側に前記薄膜に対応する形状の開口が設けられた貫通孔が形成されており、
前記貫通孔は、前記底面側から前記裏面側に向かって拡がるテーパー形状を成し、前記開口を形成すると共に前記底面に対して傾斜する第一側壁と、前記第一側壁とは傾斜角度が異なる第二側壁とにより画成されており、
前記第一側壁と前記底面とが成す角度をθ１、前記第二側壁と前記底面に平行な面とが成す角度をθ２、前記底面と前記第一側壁の前記裏面側の端部との間の厚みをｈ、前記マスク基板の厚みをｔ、前記第一側壁の前記裏面側の端部と前記第二側壁の前記底面側の端部との間の幅をＬとした場合に、下記式（１）〜（４）
θ２＜θ１  …（１）
４５°＜θ１＜９０°  …（２）
ｈ≦（１／２）ｔ  …（３）
０≦Ｌ＜ｈ  …（４）
を満たすことを特徴とするマスク。
【請求項２】
前記第一側壁の前記裏面側の端部と前記第二側壁の前記底面側の端部との間の幅Ｌは、Ｌ＝０であることを特徴とする請求項１記載のマスク。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、スパッタリングにて薄膜を形成する際に用いられるマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属薄膜を形成するためのマスクとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のマスクでは、薄膜パターンの形状に対応する開口（マスク窓）の周縁部の上面側をハーフエッチングしてマスク基板に段差部を形成し、開口の周縁部を薄く形成している。この開口の周縁部の厚みは、マスク基板の厚みの略１／２程度に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２９１１７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のマスクでは、薄膜の膜厚分布をより均一に近づけるためにスパッタ粒子の入射側の口径を拡げようとすると、開口の周縁部の厚みがどうしても薄くなってしまう。そのため、マスクの着脱動作時や熱の影響を受けた際に開口周縁が変形し易く、これにより薄膜の外周形状に不具合が生じるといった問題があった。
【０００５】
本考案は、上記課題を解決するためになされたものであり、開口周縁の強度を確保しつつ、粒子の入射側の口径を拡大することができるマスク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】
上記課題を解決するために、本考案に係るマスクは、対象物に薄膜を形成する際に用いられるマスクであって、対象物に対向する底面及び底面の反対側の面である裏面を有するマスク基板を備え、マスク基板には、当該マスク基板を厚み方向に貫通し、底面側に薄膜に対応する形状の開口が設けられた貫通孔が形成されており、貫通孔は、底面側から裏面側に向かって拡がるテーパー形状を成し、開口を形成すると共に底面に対して傾斜する第一側壁と、第一側壁とは傾斜角度が異なる第二側壁とにより画成されており、第一側壁と底面とが成す角度をθ１、第二側壁と底面に平行な面とが成す角度をθ２、底面と第一側壁の裏面側の端部との間の厚みをｈ、マスク基板の厚みをｔ、第一側壁の裏面側の端部と第二側壁の底面側の端部との間の幅をＬとした場合に、下記式（１）〜（４）
θ２＜θ１  …（１）
４５°＜θ１＜９０°  …（２）
ｈ≦（１／２）ｔ  …（３）
０≦Ｌ＜ｈ  …（４）
を満たすことを特徴とする。
【０００７】
このマスクでは、テーパー形状を成す貫通孔が第一側壁及び第二側壁により画成されており、第一側壁と底面とが成す角度をθ１、第二側壁と底面に平行な面とが成す角度をθ２、底面と第一側壁の裏面側の端部との間の厚みをｈ、マスク基板の厚みをｔ、第一側壁の裏面側の端部と第二側壁の底面側の端部との間の幅をＬとした場合に、θ２＜θ１、４５°＜θ１＜９０°、ｈ≦（１／２）ｔ、０≦Ｌ＜ｈの関係を満たしている。このような関係を満たすことにより、第一側壁部が形成する開口の周縁の強度を確保しつつ、粒子の入射側（貫通孔の裏面側）の口径を拡大することができる。したがって、開口周縁の変形を抑制できるため、薄膜の外周形状の精度を確保することができる。また、粒子の入射側の開口が拡がるため、多くの飛来粒子を成膜面に導くことができ、薄膜の膜厚分布を良好とすることができる。
【０００８】
第一側壁の裏面側の端部と第二側壁の底面側の端部との間の幅Ｌは、Ｌ＝０とすることができる。このような構成によれば、第一側壁と第二側壁とが連続して形成されるため、開口の周縁の強度を更に確保することができる。
【考案の効果】
【０００９】
本考案によれば、開口周縁の強度を確保しつつ、粒子の入射側の口径を拡大することができる。これにより、薄膜の膜厚分布を良好とすることができると共に、薄膜の外周形状の精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の第一実施形態に係るマスクの断面図である。
【図２】第二実施形態に係るマスクの断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本考案の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１２】
［第一実施形態］
図１は、本考案の第一実施形態に係るマスクの断面図である。図１に示すマスク１は、スパッタリングにて薄膜を形成する際に用いられるスパッタ薄膜形成用マスクである。図１に示すように、マスク１は、マスク基板２から構成されている。
【００１３】
マスク基板２は、板状の部材である。マスク基板２は、金属（ステンレス等）や磁性体、合成樹脂等から形成されている。マスク基板２は、薄膜を形成する対象物に対向する底面２ａと、この底面２ａの反対側の面である上面（裏面）２ｂとを有している。マスク基板２には、このマスク基板２を貫通する貫通孔３が形成されている。なお、図１においては、貫通孔３を一つしか図示していないが、通常、マスク基板２には、貫通孔３が複数形成されている。
【００１４】
貫通孔３は、マスク基板２を厚み方向に貫通するマスク孔である。貫通孔３の縦断面（マスク基板２を厚み方向に沿って切った断面）は、マスク基板２の底面２ａ側から上面２ｂ（裏面）側、つまり図示下方から上方に向かって拡がるテーパー形状を成している。貫通孔３の底面２ａ側には、開口３ａが形成されている。開口３ａは、所望する薄膜パターンに対応する形状を呈しており、その幅ｗは、薄膜パターンに対応して設定されている。貫通孔３の上面２ｂ側（粒子の入射側）には、開口３ｂが形成されている。開口３ａの口径は、開口３ｂの口径よりも小さく形成されている。
【００１５】
貫通孔３は、第一側壁４と、第二側壁５と、平坦部６とにより画成されている。第一側壁４は、マスク基板２において、底面２ａ側に形成されている。第一側壁４は、マスク基板２の底面２ａに対して傾斜して設けられており、開口３ａを形成している。具体的には、第一側壁４は、底面２ａ側から上面２ｂ側に向かって拡がるテーパー形状となるように、底面２ａに対して傾斜している。
【００１６】
第二側壁５は、マスク基板２において、第一側壁４よりも上面２ｂ側に形成されている。第二側壁５は、底面２ａに平行な面に対して傾斜して設けられており、開口３ｂを形成している。具体的には、第二側壁５は、底面２ａ側から上面２ｂ側に向かって拡がるテーパー形状となるように、底面２ａと平行な面に対して傾斜している。第二側壁５と底面２ａに平行な面とが成す角度θ２は、第一側壁４と底面２ａとが成す角度θ１よりも鋭角となっている。これにより、第二側壁５が形成する開口３ｂの口径は、第一側壁４が形成する開口３ａの口径よりも大きくなっている。
【００１７】
平坦部６は、第一側壁４と第二側壁５との間に形成されている。具体的には、平坦部６は、第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａと第二側壁５の底面２ａ側の端部５ａとを連設しており、マスク基板２の底面２ａに略平行な面である。平坦部６は、第一側壁４と第二側壁５との境界面となっている。なお、平坦部６は、底面２ａに対して厳密に平行である必要はなく、傾斜していてもよい。
【００１８】
上述の構成を有するマスク１は、以下の式（１）〜（４）の関係を満たしている。
θ２＜θ１  …（１）
４５°＜θ１＜９０°  …（２）
ｈ≦（１／２）ｔ  …（３）
０≦Ｌ＜ｈ  …（４）
ここで、θ１：第一側壁４と底面２ａとが成す角度、θ２：第二側壁５と底面２ａに平行な面とが成す角度、ｈ：底面２ａと第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａとの間の厚み（底面２ａと平坦部６との間の厚み）、ｔ：マスク基板の厚み、Ｌ：平坦部６の幅（第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａと第二側壁５の底面２ａ側の端部５ａとの間の距離）を示している。
【００１９】
すなわち、第一側壁４と底面２ａとが成す角度θ１は、４５°よりも大きく且つ９０°よりも小さいと共に、第二側壁５と底面２ａに平行な面とが成す角度θ２よりも大きく形成されている。底面２ａと第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａとの間の厚みｈは、マスク基板２の高さｔの１／２以下となっている。平坦部６の幅は、０以上で底面２ａと第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａとの間の厚みｈよりも小さくなっている。このような構成により、マスク１は、貫通孔３において粒子の入射側の開口３ｂを拡げつつ、底面２ａと第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａとの間の厚み、つまり開口３ａの周縁の厚みを確保することができる。
【００２０】
続いて、マスク１の作製方法について説明する。まず、マスク基板２を開口３ａの目標幅ｗ＋５〜１５０％（片側で２．５〜７５％）程度でフォトリソグラフィ及びハーフエッチング等を施し、マスク基板２の厚みｔを１／２〜１／４程度を残してテーパー形状の貫通孔３を形成する。
【００２１】
次に、開口３ａを目標幅ｗとなるように加工し、開口３ａを形成する。加工方法としては、レーザ加工が好ましい。ブラスト処理による加工を施す場合には、必要に応じて二次エッチングの前にレジスト形成、パターンニングを行う。以上のように、マスク１を作製する。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態に係るマスク１では、テーパー形状を成す貫通孔３が第一側壁４及び第二側壁５により画成されており、第一側壁４と底面２ａとが成す角度をθ１、第二側壁５と底面２ａに平行な面とが成す角度をθ２、マスク基板２の厚みをｔ、底面２ａと第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａとの間の厚みをｈ、第一側壁４の上面２ｂ側の端部４ａと第二側壁５の底面２ａ側の端部５ａとの間の幅をＬとした場合に、θ２＜θ１、４５°＜θ１＜９０°、ｈ≦（１／２）ｔ、０≦Ｌ＜ｈの関係を満たしている。これにより、開口３ａ周縁の強度を確保しつつ、上面２ｂ側、つまりスパッタ粒子の入射側の口径を拡大することができる。したがって、開口３ａ周縁の変形を抑制できるため、薄膜の外周形状の精度を確保することができる。また、粒子の入射側の開口３ｂが拡がるため、多くの飛来粒子を成膜面に導くことができ、薄膜の膜厚分布を良好とすることができる。
【００２３】
［第二実施形態］
続いて、第二実施形態について説明する。図２は、第二実施形態に係るマスクの断面図である。同図に示すように、第二実施形態に係るマスク１０は、図１に示す平坦部６が設けられていない点で第一実施形態と異なっている。
【００２４】
図２に示すように、貫通孔１１は、第一側壁１２と、第二側壁１３とにより画成されている。第一側壁１２は、マスク基板９において、底面９ａ側に形成されている。第一側壁１２は、マスク基板９の底面９ａに対して傾斜して設けられており、開口１１ａを形成している。具体的には、第一側壁１２は、底面９ａ側から上面９ｂ側に向かって拡がるテーパー形状となるように、底面９ａに対して傾斜している。
【００２５】
第二側壁１３は、マスク基板９において、第一側壁１２よりも上面９ｂ側に形成されている。第二側壁１３は、底面９ａに平行な面に対して傾斜して設けられており、開口１１ｂを形成している。具体的には、第二側壁１３は、底面９ａ側から上面９ｂ側に向かって拡がるテーパー形状となるように、底面９ａと平行な面に対して傾斜している。第二側壁１３と底面９ａに平行な面とが成す角度θ２は、第一側壁１２と底面９ａとが成す角度θ１よりも鋭角となっている。これにより、第二側壁１３が形成する開口１１ｂの口径は、第一側壁１２が形成する開口１１ａの口径よりも大きくなっている。
【００２６】
第一側壁１２と第二側壁１３とは、連続して形成されている。具体的には、第一側壁１２の上面２ｂ側の端部１２ａと第二側壁１３の底面２ａ側の端部１３ａとが連設されている。つまり、上記の式（３）に示される幅ＬがＬ＝０となっている。
【００２７】
上述の構成を有するマスク１０は、以下の式（１）〜（４）を満たしている。
θ２＜θ１  …（１）
４５°＜θ１＜９０°  …（２）
ｈ≦（１／２）ｔ  …（３）
０≦Ｌ＜ｈ  …（４）
ここで、θ１：第一側壁１２と底面９ａとが成す角度、θ２：第二側壁１３と底面９ａに平行な面とが成す角度、ｈ：底面９ａと第一側壁１２の上面９ｂ側の端部１２ａとの間の厚み（底面９ａと第一側壁４と第二側壁５との境界との間の厚み）、ｔ：マスク基板の厚み、Ｌ：平坦部の幅を示している。ここで、平坦部の幅Ｌは０である。そのため、式（３）及び（４）をまとめて、０＜ｈ≦（１／２）ｔと表すことができる。
【００２８】
すなわち、第一側壁１２と底面９ａとが成す角度θ１は、４５°よりも大きく且つ９０°よりも小さいと共に、第二側壁１３と底面９ａに平行な面とが成す角度θ２よりも大きく形成されている。底面９ａと第一側壁１２の上面９ｂ側の端部１２ａとの間の厚みｈは、マスク基板２の高さの１／２以下となっていると共に、０よりも大きくなっている。このような構成により、マスク１０は、貫通孔１１において粒子の入射側の開口３ｂを拡げつつ、開口３ａの周縁の厚みを確保することができる。
【００２９】
以上説明したように、マスク１０は、第一実施形態と同様に、テーパー形状を成す貫通孔１１が第一側壁１２及び第二側壁１３により画成されており、第一側壁１２と底面９ａとが成す角度をθ１、第二側壁１３と底面９ａに平行な面とが成す角度をθ２、マスク基板２の厚みをｔ、底面９ａと第一側壁１２の上面９ｂ側の端部１２ａとの間の高さをｈとした場合に、θ２＜θ１、４５°＜θ１＜９０°、０＜ｈ≦（１／２）ｔの関係を満たしている。これにより、開口１１ａ周縁の強度を確保しつつ、上面９ｂ側、つまりスパッタ粒子の入射側の口径を拡大することができる。したがって、開口１１ａ周縁の変形を抑制できるため、薄膜の外周形状の精度を確保することができる。また、粒子の入射側の開口１１ｂが拡がるため、多くの飛来粒子を成膜面に導くことができ、薄膜の膜厚分布を良好とすることができる。
【００３０】
また、第一側壁１２と第二側壁１３とが連続して形成されているため、第一側壁１２と第二側壁１３との間に平坦部が設けられている構成よりも、開口１１ａの強度をより十分に確保することができる。したがって、開口１１ａの変形をより抑制することができる。
【００３１】
本考案は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図１及び図２に示す構成だけではなく、上記式（１）〜（４）の関係を満たす構成であれば、その他の構成であってもよい。
【００３２】
また、上記実施形態のマスク１，１０の別な作製方法として、以下の方法であってもよい。すなわち、導電性を有する基材の表面に孔形状に合致するレジストを形成し、レジストで覆われていない基材の表面領域に電気めっきを行って平坦な金属板を形成した後、金属板からレジストを除去して孔形状を開口させるいわゆるアディティブ（電鋳技術）を利用した方法でマスク１，１０を作製してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１，１０…マスク、２，９…マスク基板、３，１１…貫通孔、３ａ，１１ａ…開口、４，１２…第一側壁、４ａ，１２ａ…端部、５，１３…第二側壁、５ａ，１３ａ…端部。
【図１】
0003164800.tif 000003
【図２】
0003164800.tif 000004