(57)【要約】【課題】真空蒸着やスパッタリングなどの過程においてシャドーマスクの表面に累積した薄膜の剥離によって生じる粉塵による欠陥を防止して、長期間安定して用いることができるシャドーマスクを提供する。【解決手段】シャドーマスク２００は、基板２１０と、マスク２２０と、剥離防止用の高分子層２４０とを備える。マスク２２０は、基板２１０の上に所望の形状に薄膜を転写するための開口部を有して形成される。剥離防止用の高分子層２４０は、マスクの上に形成される。マスク２２０は、金属からなることが好ましい。また、高分子層２４０は、４０℃〜２５０℃の範囲のガラス転移温度を有することが好ましい。さらに、高分子層２４０は、非結晶性ＰＥＴ、可塑化ＰＶＣ、高密度ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＩのいずれか１つの材料からなることが好ましい。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に所望の形状に薄膜を転写するための開口部を有して形成されたマスクと、
前記マスクの上に形成された剥離防止用の高分子層と、を備えることを特徴とするシャドーマスク。
【請求項２】
前記マスクが、金属からなることを特徴とする請求項１に記載のシャドーマスク。
【請求項３】
前記高分子層が、４０℃〜２５０℃の範囲のガラス転移温度を有することを特徴とする請求項１または２に記載のシャドーマスク。
【請求項４】
前記高分子層が、非結晶性ＰＥＴ、可塑化ＰＶＣ、高密度ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＩのいずれか１つの材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のシャドーマスク。
【請求項５】
前記マスクと前記高分子層との界面に形成された表面エネルギー調節層を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のシャドーマスク。
【請求項６】
前記表面エネルギー調節層が、５０００〜１００００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する有機物からなることを特徴とする請求項５に記載のシャドーマスク。
【請求項７】
前記表面エネルギー調節層が、−１００℃〜１００℃の範囲のガラス転移温度を有することを特徴とする請求項５または６に記載のシャドーマスク。
【請求項８】
前記表面エネルギー調節層が、ポリアクリレート、ポリウレタン及びエポキシ系オリゴマーのいずれか１つの化学構造からなることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載のシャドーマスク。
【請求項９】
前記表面エネルギー調節層には、シリコン及びフッ素化合物が添加されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載のシャドーマスク。
【請求項１０】
前記シリコン及び前記フッ素化合物が、１〜２０ｗｔ％の範囲の量で添加されていることを特徴とする請求項９に記載のシャドーマスク。
【請求項１１】
前記表面エネルギー調節層が、単層または２層以上の多層によって構成されることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１つに記載のシャドーマスク。
【請求項１２】
前記高分子層と前記表面エネルギー調節層との界面に、接着層をさらに備えることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１つに記載のシャドーマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャドーマスクに関し、より詳しくは、真空蒸着やスパッタリングなどの過程でシャドーマスクの表面に累積した薄膜の剥離によって生じる粉塵による欠陥を防止し、長期間安定して用いることができるシャドーマスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子またはディスプレイ素子に金属層を設ける方法として、ＣＶＤ工程などによって、全体構造の上に金属膜を蒸着した後、感光膜マスクを用いた湿式エッチングまたは乾式エッチングを施し、該金属膜の一部を除去して金属層を設ける方法が知られている。
【０００３】
一方、近年、感光膜マスクを用いることができない大きな面積を必要とする半導体素子またはディスプレイ素子の製造工程においては、工程を容易にするために、マスクの作成のみで成膜及びパターンの両方を同時に形成することができるシャドーマスクが適用されている。
【０００４】
以下、図１と図２−１及び図２−２とを参照して、従来技術によるシャドーマスクについて説明する。
【０００５】
図１は、従来技術によるシャドーマスクの構造を示す概略図である。図１において、シャドーマスク１００は、基板１１０と、基板１１０の上に所望の形状に薄膜を転写するための開口部を有するマスク１２０とを含んで構成されている。マスク１２０は、金属性の材料で形成されている。
【０００６】
以下、図２−１及び図２−２を参照して、従来技術によるシャドーマスクについてより具体的に説明する。
【０００７】
図２−１及び図２−２は、従来技術によるシャドーマスクを用いて金属層を形成する方法を説明するための概念的断面図である。
【０００８】
まず、図２−１に示すように、蒸発器（ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を用いた真空蒸着のために、基板１１０と、基板１１０の上に所望の形状に薄膜を転写するための開口部を有するマスク１２０とを含んで構成されるシャドーマスク１００を用意する。
【０００９】
続いて、図２−２に示すように、真空蒸着によってマスク１２０の配置されている基板１１０、即ちシャドーマスク１００の上に、薄膜１３０を形成する。ここで、薄膜１３０はニッケル（Ｎｉ）などの金属から成る。
【００１０】
ところが、ニッケルなどのような金属からなる薄膜１３０の真空蒸着により蒸着を行うためには、約７００℃以上の高温で金属を加熱し、蒸発させなければならない。
【００１１】
一方、一般に、薄膜１３０は気相から固相へ変形する時、熱エネルギーを失って収縮するが、その下に位置するシャドーマスク１００のマスク１２０は、熱膨張率または収縮率が薄膜１３０と異なるため、マスク１２０と薄膜１３０との界面に応力が累積することになる。
【００１２】
しかし、シャドーマスク１００の上に累積する薄膜１３０が厚くなるほど応力も増加し、接着力より応力が大きくなれば、図３の“Ａ”に示されるように、シャドーマスク１００から薄膜１３０が剥離することにより、粉塵による欠陥が発生するという問題がある。図３は、従来技術によるシャドーマスクの使用時に発生する問題を説明するための図面であって、薄膜の剥離された状態を示す写真である。
【００１３】
このように発生した粉塵による欠陥により、薄膜の品質が低下し、望ましくない欠陥が発生し、製造される素子の信頼性が低下してしまう、という問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、金属からなるマスクの上に高分子層を形成することによって、該マスクの上に形成された薄膜が剥離することを防止して、耐久性の向上したシャドー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】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるシャドーマスクは、基板と、該基板の上に所望の形状に薄膜を転写するための開口部を有して形成されたマスクと、該マスクの上に形成された剥離防止用の高分子層とを備える。
【００１６】
また、本発明のシャドーマスクにおいて、該マスクは金属からなることが望ましい。
【００１７】
また、本発明のシャドーマスクにおいて、該高分子層は、４０℃〜２５０℃の範囲のガラス転移温度を有する非結晶性ＰＥＴ、可塑化ＰＶＣ、高密度ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＩなどからなることが望ましい。
【００１８】
また、本発明のシャドーマスクは、該マスクと該高分子層との界面に形成された表面エネルギー調節層を、さらに備えることが望ましい。
【００１９】
該表面エネルギー調節層は、５０００〜１００００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量及び−１００℃〜１００℃の範囲のガラス転移温度を有する有機物からなることが望ましい。該有機物は、ポリアクリレート、ポリウレタン及びエポキシ系オリゴマーなどの化学構造からなってもよい。
【００２０】
また、本発明のシャドーマスクにおいて、該表面エネルギー調節層には、シリコン及びフッ素化合物が添加されていることが望ましく、添加量は１〜２０ｗｔ％の範囲であることが望ましい。
【００２１】
また、本発明のシャドーマスクにおいて、該表面エネルギー調節層は、単層または２層以上の多層によって構成されることが望ましい。
【００２２】
また、本発明のシャドーマスクにおいて、該高分子層と該表面エネルギー調節層との界面に、接着層をさらに備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
前述のように、本発明は、金属からなるマスクの上に高分子層を形成することによって、該マスクの上に形成された薄膜が剥離することを防止して、粉塵の発生による欠陥を防ぐことができる。
【００２４】
また、該マスクと該高分子層との間に表面エネルギー調節層を備えて、金属などの薄膜が蓄積される該高分子層を容易に除去することができるため、シャドーマスクを容易に再利用することができるようになり、シャドーマスクの長期使用が可能となる。
【００２５】
従って、本発明によれば、耐久性の向上したシャドーマスクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明にかかる実施の形態を、当業者が容易に実施できるように、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図中において、幾つかの層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体に亘り、類似部分に対しては同じ符号を付して説明する。
【００２８】
まず、本発明にかかるシャドーマスクの実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図４は、本発明にかかるシャドーマスクの実施例１の構造を示す概略図である。
【００３０】
図４に示すように、実施例１によるシャドーマスク２００は、基板２１０と、基板２１０の上に所望の形状に薄膜を転写するための開口部を有して形成されたマスク２２０と、マスク２２０の上に形成された剥離防止用の高分子層２４０とを備える。
【００３１】
マスク２２０は、金属からなることが望ましい。
【００３２】
剥離防止用の高分子層２４０は、４０℃未満のガラス転移温度を有する場合、金属などの薄膜形成工程中に発生する熱によって歪みやすい。また、ガラス転移温度が２５０℃より高ければ、高分子層２４０の硬度が高すぎることによりクラックが発生したり、マスク装置（図示されず）の曲線部分で接着したマスク２２０と脱離現象が発生するという問題があるので、４０℃〜２５０℃の範囲のガラス転移温度を有することが望ましい。
【００３３】
このため、高分子層２４０は、１００℃〜２００℃の範囲のガラス転移温度を有する高分子からなることが、より望ましく、このような高分子としては非結晶性ＰＥＴ、可塑化ＰＶＣ、高密度ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＩなどがある。
【００３４】
従って、本発明は、金属からなるマスク２２０の上に高分子層２４０を備え、その上にパターンを形成するために蒸着される金属などの薄膜との化学的または物理的な結合を強くすることにより、従来マスクから薄膜が剥離して生じる粉塵による欠陥を防止し、それによって生じる問題を防ぐことができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図５を参照して本発明の実施例２について説明する。ただし、実施例２の構成のうち、実施例１と同じ部分に関する説明は省略し、異なる構成のみに対して説明する。
【００３６】
図５は、本発明にかかるシャドーマスクの実施例２の構造を示す概略図である。
【００３７】
図５に示すように、実施例２によるシャドーマスク２００は、実施例１によるシャドーマスクと大部分の構成が同一であり、マスク２２０と剥離防止用の高分子層２４０との界面に、表面エネルギー調節層３００がさらに形成されている点が、実施例１と異なる。
【００３８】
表面エネルギー調節層３００は、後続するマスク２２０と高分子層２４０との分離工程時、化学的及び物理的に強い結合力を有するこれらの分離を容易にする役割を果たす。
【００３９】
より詳しくは、表面エネルギー調節層３００は、５０００〜１００００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する有機物からなることが望ましい。
【００４０】
また、表面エネルギー調節層３００は、−１００℃未満のガラス転移温度を有する場合、表面エネルギー調節層３００と接するマスク２２０と高分子層２４０との結合力を保持することができない。また、１００℃以上のガラス転移温度を有する場合には、表面エネルギー調節層３００と接するマスク２２０と高分子層２４０との接着力を発現させることができないので、−１００℃〜１００℃の範囲のガラス転移温度を有することが望ましい。
【００４１】
このため、より詳しくは、表面エネルギー調節層３００は、−５０℃〜０℃の範囲のガラス転移温度を有する有機物からなることが望ましく、このような有機物はポリアクリレート、ポリウレタン、エポキシ系オリゴマーなどの化学構造を有していてもよい。
【００４２】
また、表面エネルギー調節層３００には、マスク２２０から、薄膜蒸着工程によって薄膜が累積形成された高分子層２４０を容易に除去するために、表面エネルギーを下げる場合、シリコン及びフッ素化合物を添加することができる。その添加量は１〜２０ｗｔ％の範囲であることが望ましい。これは、添加量が１ｗｔ％以下の場合、表面エネルギーが低くならず、２０ｗｔ％以上の場合、高分子層２４０とマスク２２０との接着力が弱くなり、剥離しやすいためである。
【００４３】
また、表面エネルギー調節層３００は、実施例２を示す図５では単層として示されているが、これに限定されず、必要に応じて２層以上の多層として構成されてもよい。
【００４４】
さらに、表面エネルギー調節層３００と高分子層２４０との界面には、図６に示すように、これらの接着力を向上することができる接着層４００をさらに設けてもよい。図６は、本発明にかかるシャドーマスクの実施例２の構造の変形例を示す概略図である。
【００４５】
本発明の好適な実施例に関し詳細に説明したが、当業者であれば、該説明から多様な変形及び同等の実施が可能であることは理解できるものである。従って、本発明の権利範囲は、該説明に限定されず、請求の範囲で定義されている本発明の基本概念を用いた当業者による変形及び改良の形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来技術によるシャドーマスクの構造を示す概略図である。
【図２−１】従来技術によるシャドーマスクを用いて金属層を形成する方法を説明するための概念的断面図である。
【図２−２】従来技術によるシャドーマスクを用いて金属層を形成する方法を説明するための概念的断面図である。
【図３】従来技術によるシャドーマスクの使用時に発生する問題を説明するための図である。
【図４】本発明にかかるシャドーマスクの実施例１の構造を示す概略図である。
【図５】本発明にかかるシャドーマスクの実施例２の構造を示す概略図である。
【図６】本発明にかかるシャドーマスクの実施例２の構造の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００，２００  シャドーマスク
１１０，２１０  基板
１２０，２２０  マスク
１３０  薄膜
２４０  高分子層
３００  表面エネルギー調節層
４００  接着層
【図１】
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【図２−１】
2009001895.tif 000004
【図２−２】
2009001895.tif 000005
【図４】
2009001895.tif 000006
【図５】
2009001895.tif 000007
【図６】
2009001895.tif 000008
【図３】
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