JP2004225126A - 成膜用マスクとその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】歪みが少ない成膜用マスクを提供する。
【解決手段】本発明による成膜用マスク１は、複数の直線状線材５を有するマスク部４と、マスク部４を固定するフレーム３とを有する。マスク部４は、開口７を有する。開口７は、予め密接並置された直線状線材５の１部を除去して設けることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明による成膜用マスク１は、複数の直線状線材５を有するマスク部４と、マスク部４を固定するフレーム３とを有する。マスク部４は、開口７を有する。開口７は、予め密接並置された直線状線材５の１部を除去して設けることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に薄膜層を形成するために用いる成膜用マスク及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等の成膜法を用いて、様々な材料の薄膜が形成されている。該薄膜は、用途により種々のパターンに形成されている。薄膜を種々のパターンに形成する方法として、例えば微細なパターンが開口として形成された成膜用マスクを用いる蒸着法がある。
【０００３】
成膜用マスクを用いた蒸着法は、薄膜材料を蒸着する前に成膜用マスクを基板に密着し、開口に相当する部分にのみ蒸着材料を基板に蒸着する方法である。
かかる方法に用いられるマスクは、エレクトロフォーミング法等を用いて形成されている。
エレクトロフォーミング法を用いたマスクの製造工程は、フォトレジストを塗布したメッキ基板に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストの微細パターンを形成するパターン形成工程を含む。レジストのパターンが設けられたメッキ基板は、レジストに覆われていない部分に電着金属を電着する電鋳工程で処理される。電鋳工程後、メッキ基板から電着金属膜を剥離する剥離工程を行う。剥離して得られた電着金属膜は、レジストに覆われていた部分と同一形状の開口を有するマスクとなる。
【０００４】
かかる方法によれば、開口の幅が均一に形成されているマスクを得ることが出来る（例えば特許引用文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３０５６７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常、上記の如きエレクトロフォーミング法を用いて得られるマスク材の厚さは薄い故、マスク材の面積が大となるに従い、マスク材が撓み易くなる。成膜時にマスク材が撓むことによって、開口形状が歪み、所望のパターンの薄膜が得られないという問題がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には、前述した問題が１例として挙げられる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の成膜用マスクは、所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクであって、窓を有するフレームと、前記窓の縁部によって支持されたマスク部と、からなり、前記マスク部は、互いに密接並置された複数の直線状線材から各々がなる複数の遮蔽部からなり、前記遮蔽部が互いに離間して前記開口を形成している、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の成膜用マスクの製造方法は、所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクの製造方法であって、複数の直線状線材を密接並置してマスク部を形成するマスク部形成工程と、前記直線状線材の１部を除去して前記マスク部に前記開口を設ける開口形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のマスクの実施例を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に示す如く、本発明による成膜用マスク１は、例えば矩形の窓２を有する矩形のフレーム３を含む。フレーム３は、ＳＵＳ４３０等の剛性の板材からなる。フレーム３は、窓２の縁部でマスク部４を支持している。マスク部４は、接着剤等の固着部材（図示せず）を用いてフレーム３に固着されている。
【００１１】
マスク部４は、互いに密接並置された複数の直線状線材５から各々がなる複数の遮蔽部６を有する。直線状線材５は、例えば１０μｍφの樹脂製ワイヤである。なお、説明の便宜のために、図面中の直線状線材の数は実際よりも少なく記載してある。
遮蔽部６は、互いに離間しており、窓２と共に矩形の開口７を形成している。
【００１２】
かかる構成の成膜用マスク１は、蒸着法を用いた成膜方法等に用いられる。蒸着法を用いた成膜装置において、成膜用マスクは、マスク部を介してフレームと被成膜基板が対向するように配置される。蒸着材料がフレーム側から供給され、開口を通過した該蒸着材料が基板上に付着して薄膜パターンを形成する。かかる方法によれば、例えば有機エレクトロルミネセンス素子のバスラインが作成出来る。
【００１３】
なお、遮蔽部に含まれる直線状線材は、少なくとも２層に積層されても良い。例えば、図２に示す如く、遮蔽部６Ａは、２層に積層されている直線状線材５Ａを含む。１層目の直線状線材が、２層目の直線状線材の接合部分上に配置されている。かかるマスク部を有する成膜用マスクは１層目の直線状線材が２層目の直線状線材の接合部の間隙を覆っている故、１層目側から供給された蒸着材料が２層目の直線状線材間の接合部分を通過することが防止できる。
【００１４】
図３に示す如く、遮蔽部６Ｂは、直線状線材５Ｂを覆うコート層８を含んでも良い。コート層８は、隣接する直線状線材間の隙間を封止するように設けられている。コート層が隙間を封止することにより、直線状線材の接合部分から薄膜材料が通過することが防止できる。
なお、コート層の代替として、フィルムを用いても良い。たとえば、図４に示す如く、フィルム９を直線状線材５Ｃ上に接着して遮蔽部６Ｃを形成しても良い。
【００１５】
次に、上記の如き成膜用マスクの製造方法について説明する。
図５に示す如く、成膜用マスクの製造工程は、成膜用マスクのフレーム３（図５（ａ））に複数の直線状線材５を密接並置してマスク部４を形成するマスク部形成工程を含む（図５（ｂ））。
マスク部形成工程は、直線状線材５を並置する並置工程と並置された直線状線材５をフレーム３に固着する固着工程とを含む。固着工程は、並置工程が完了した後に行うこととしても良い。また、並置工程と固着工程を並行に行う、すなわち直線状線材の並置と固着を順次繰返して行うこととしても良い。直線状線材５の固着は接着剤等の固着部材（図示せず）が用いられる。
【００１６】
固着工程の間、直線状線材５は引張られている。直線状線材５に張力が加えられている状態でフレーム３に固着することによって、直線状線材５が窓２の間を張架する故、直線状線材５からなるマスク部４に撓みが発生することが防止できる。
マスク部４をフレーム３に固着した後、少なくとも１本の直線状線材を除去して開口７を形成する開口形成工程（図５（ｃ））を行う。開口が、直線状線材を除去することによって設けられることから、開口の幅は除去する直線状線材の径及び除去数に依存する故、直線状線材の径及び除去数を変更することによって開口の幅の設定を変更することができる。
【００１７】
また、直線状線材を除去する位置を変更することによって、開口を設ける位置の設定を変更することができる。
なお、マスク部の遮蔽部に直線状線材が２層以上積層されている成膜用マスクは、マスク部形成工程と開口形成工程を２回以上回繰り返すことによって形成できる。
【００１８】
例えば、図２に示す如き成膜用マスクは、マスク部形成工程と開口形成工程を行って第１層のマスク部を形成し、第１層のマスク部上に第２層のマスク部を形成するようにマスク部形成工程と開口形成工程を再度行って得ることができる。
また、上記の如き成膜用マスクの製造工程は、隣接する直線状線材間の隙間を封止するコート層を形成するコート層形成工程が含まれても良い。かかるコート層形成工程は、遮蔽部に樹脂を蒸着する工程であり、マスク部形成工程以降に実施することができる。
【００１９】
例えば図６に示す如く、開口形成工程終了後（図６（ａ））、遮蔽部６Ｂにコート層８を設けることとしても良い（図６（ｂ））。なお、開口形成工程前にコート層形成工程を実施する場合、除去する直線状線材に付着しているコート層は、当該除去直線状線材を除去すると同時に取り除かれる。
コート層形成工程は、複数の直線状線材にフィルムを接着する工程であっても良い。かかるコート層形成工程を含むマスク部形成工程は、図７に示す如く、密接並置された直線状線材５Ｃ（図７（ａ））にフィルム９を接着してマスク部４Ｃを形成（図７（ｂ））する工程である。フィルム９は、例えば金属箔からなり、直線状線材５Ｃを接着する接着剤（図示せず）が配されている。
【００２０】
フィルム９が接着されたマスク部４Ｃが形成された後、マスク部４Ｃをフレーム３Ｃに固着する固着工程を実施（図７（ｃ））し、更にマスク部４Ｃの直線状線材５Ｃの１部を除去して開口７Ｃを形成（図７（ｄ））する。直線状線材５Ｃを除去する際に、当該除去直線状線材に接着している部分のフィルムも同時に除去する。かかる工程によって、成膜用マスク１Ｃが得られる。
【００２１】
なお、直線状線材の形状は円柱状に限定されない。例えば角柱状であっても良い。
またマスク部は、材料が異なる直線状線材を組合わせて形成しても良い。たとえば、開口を形成する直線状線材が酸腐食性を有する材料からなり、その他の直線状線材及びフレームが耐酸材料からなる成膜用マスクとすれば、開口形成工程を酸性薬品に浸漬して開口形成用の直線状線材を除去する工程とすることができる。
【００２２】
なお、直線状線材及びフレームが熱変形性を有する場合、固着工程は加熱による溶着工程としても良い。かかる工程によれば、固着部材を用いなくてもフレームと直線状線材を固着することができる。
所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクであって、窓を有するフレームと、前記窓の縁部によって支持されたマスク部と、からなり、前記マスク部は、互いに密接並置された複数の直線状線材から各々がなる複数の遮蔽部からなり、前記遮蔽部が互いに離間して前記開口を形成している、ことを特徴とする成膜用マスクによれば、マスク部の開口が直線状線材を除去するのみで得られる故、直線状線材の線幅及び除去数を変更するだけで所望の幅の開口を設けることができる。
【００２３】
所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクの製造方法であって、複数の直線状線材を密接並置してマスク部を形成するマスク部形成工程と、前記直線状線材の１部を除去して前記マスク部に前記開口を設ける開口形成工程と、を含むことを特徴とする成膜用マスクの製造方法によれば、マスク部の直線状線材を除去することによって開口を形成することができることから、除去する直線状線材の位置を変更するだけで開口位置を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による成膜用マスクを示す平面図である。
【図２】本発明による成膜用マスクの変形例を示す断面図である。
【図３】本発明による成膜用マスクの変形例を示す断面図である。
【図４】本発明による成膜用マスクの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明による成膜用マスクの製造工程を示す平面図である。
【図６】本発明による成膜用マスクの製造工程の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明による成膜用マスクの製造工程の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 成膜用マスク
２ 窓
３ フレーム
４ マスク部
５ 直線状線材
６ 遮蔽部
７ 開口
８ コート層
９ フィルム
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に薄膜層を形成するために用いる成膜用マスク及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等の成膜法を用いて、様々な材料の薄膜が形成されている。該薄膜は、用途により種々のパターンに形成されている。薄膜を種々のパターンに形成する方法として、例えば微細なパターンが開口として形成された成膜用マスクを用いる蒸着法がある。
【０００３】
成膜用マスクを用いた蒸着法は、薄膜材料を蒸着する前に成膜用マスクを基板に密着し、開口に相当する部分にのみ蒸着材料を基板に蒸着する方法である。
かかる方法に用いられるマスクは、エレクトロフォーミング法等を用いて形成されている。
エレクトロフォーミング法を用いたマスクの製造工程は、フォトレジストを塗布したメッキ基板に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストの微細パターンを形成するパターン形成工程を含む。レジストのパターンが設けられたメッキ基板は、レジストに覆われていない部分に電着金属を電着する電鋳工程で処理される。電鋳工程後、メッキ基板から電着金属膜を剥離する剥離工程を行う。剥離して得られた電着金属膜は、レジストに覆われていた部分と同一形状の開口を有するマスクとなる。
【０００４】
かかる方法によれば、開口の幅が均一に形成されているマスクを得ることが出来る（例えば特許引用文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３０５６７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常、上記の如きエレクトロフォーミング法を用いて得られるマスク材の厚さは薄い故、マスク材の面積が大となるに従い、マスク材が撓み易くなる。成膜時にマスク材が撓むことによって、開口形状が歪み、所望のパターンの薄膜が得られないという問題がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には、前述した問題が１例として挙げられる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の成膜用マスクは、所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクであって、窓を有するフレームと、前記窓の縁部によって支持されたマスク部と、からなり、前記マスク部は、互いに密接並置された複数の直線状線材から各々がなる複数の遮蔽部からなり、前記遮蔽部が互いに離間して前記開口を形成している、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の成膜用マスクの製造方法は、所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクの製造方法であって、複数の直線状線材を密接並置してマスク部を形成するマスク部形成工程と、前記直線状線材の１部を除去して前記マスク部に前記開口を設ける開口形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のマスクの実施例を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に示す如く、本発明による成膜用マスク１は、例えば矩形の窓２を有する矩形のフレーム３を含む。フレーム３は、ＳＵＳ４３０等の剛性の板材からなる。フレーム３は、窓２の縁部でマスク部４を支持している。マスク部４は、接着剤等の固着部材（図示せず）を用いてフレーム３に固着されている。
【００１１】
マスク部４は、互いに密接並置された複数の直線状線材５から各々がなる複数の遮蔽部６を有する。直線状線材５は、例えば１０μｍφの樹脂製ワイヤである。なお、説明の便宜のために、図面中の直線状線材の数は実際よりも少なく記載してある。
遮蔽部６は、互いに離間しており、窓２と共に矩形の開口７を形成している。
【００１２】
かかる構成の成膜用マスク１は、蒸着法を用いた成膜方法等に用いられる。蒸着法を用いた成膜装置において、成膜用マスクは、マスク部を介してフレームと被成膜基板が対向するように配置される。蒸着材料がフレーム側から供給され、開口を通過した該蒸着材料が基板上に付着して薄膜パターンを形成する。かかる方法によれば、例えば有機エレクトロルミネセンス素子のバスラインが作成出来る。
【００１３】
なお、遮蔽部に含まれる直線状線材は、少なくとも２層に積層されても良い。例えば、図２に示す如く、遮蔽部６Ａは、２層に積層されている直線状線材５Ａを含む。１層目の直線状線材が、２層目の直線状線材の接合部分上に配置されている。かかるマスク部を有する成膜用マスクは１層目の直線状線材が２層目の直線状線材の接合部の間隙を覆っている故、１層目側から供給された蒸着材料が２層目の直線状線材間の接合部分を通過することが防止できる。
【００１４】
図３に示す如く、遮蔽部６Ｂは、直線状線材５Ｂを覆うコート層８を含んでも良い。コート層８は、隣接する直線状線材間の隙間を封止するように設けられている。コート層が隙間を封止することにより、直線状線材の接合部分から薄膜材料が通過することが防止できる。
なお、コート層の代替として、フィルムを用いても良い。たとえば、図４に示す如く、フィルム９を直線状線材５Ｃ上に接着して遮蔽部６Ｃを形成しても良い。
【００１５】
次に、上記の如き成膜用マスクの製造方法について説明する。
図５に示す如く、成膜用マスクの製造工程は、成膜用マスクのフレーム３（図５（ａ））に複数の直線状線材５を密接並置してマスク部４を形成するマスク部形成工程を含む（図５（ｂ））。
マスク部形成工程は、直線状線材５を並置する並置工程と並置された直線状線材５をフレーム３に固着する固着工程とを含む。固着工程は、並置工程が完了した後に行うこととしても良い。また、並置工程と固着工程を並行に行う、すなわち直線状線材の並置と固着を順次繰返して行うこととしても良い。直線状線材５の固着は接着剤等の固着部材（図示せず）が用いられる。
【００１６】
固着工程の間、直線状線材５は引張られている。直線状線材５に張力が加えられている状態でフレーム３に固着することによって、直線状線材５が窓２の間を張架する故、直線状線材５からなるマスク部４に撓みが発生することが防止できる。
マスク部４をフレーム３に固着した後、少なくとも１本の直線状線材を除去して開口７を形成する開口形成工程（図５（ｃ））を行う。開口が、直線状線材を除去することによって設けられることから、開口の幅は除去する直線状線材の径及び除去数に依存する故、直線状線材の径及び除去数を変更することによって開口の幅の設定を変更することができる。
【００１７】
また、直線状線材を除去する位置を変更することによって、開口を設ける位置の設定を変更することができる。
なお、マスク部の遮蔽部に直線状線材が２層以上積層されている成膜用マスクは、マスク部形成工程と開口形成工程を２回以上回繰り返すことによって形成できる。
【００１８】
例えば、図２に示す如き成膜用マスクは、マスク部形成工程と開口形成工程を行って第１層のマスク部を形成し、第１層のマスク部上に第２層のマスク部を形成するようにマスク部形成工程と開口形成工程を再度行って得ることができる。
また、上記の如き成膜用マスクの製造工程は、隣接する直線状線材間の隙間を封止するコート層を形成するコート層形成工程が含まれても良い。かかるコート層形成工程は、遮蔽部に樹脂を蒸着する工程であり、マスク部形成工程以降に実施することができる。
【００１９】
例えば図６に示す如く、開口形成工程終了後（図６（ａ））、遮蔽部６Ｂにコート層８を設けることとしても良い（図６（ｂ））。なお、開口形成工程前にコート層形成工程を実施する場合、除去する直線状線材に付着しているコート層は、当該除去直線状線材を除去すると同時に取り除かれる。
コート層形成工程は、複数の直線状線材にフィルムを接着する工程であっても良い。かかるコート層形成工程を含むマスク部形成工程は、図７に示す如く、密接並置された直線状線材５Ｃ（図７（ａ））にフィルム９を接着してマスク部４Ｃを形成（図７（ｂ））する工程である。フィルム９は、例えば金属箔からなり、直線状線材５Ｃを接着する接着剤（図示せず）が配されている。
【００２０】
フィルム９が接着されたマスク部４Ｃが形成された後、マスク部４Ｃをフレーム３Ｃに固着する固着工程を実施（図７（ｃ））し、更にマスク部４Ｃの直線状線材５Ｃの１部を除去して開口７Ｃを形成（図７（ｄ））する。直線状線材５Ｃを除去する際に、当該除去直線状線材に接着している部分のフィルムも同時に除去する。かかる工程によって、成膜用マスク１Ｃが得られる。
【００２１】
なお、直線状線材の形状は円柱状に限定されない。例えば角柱状であっても良い。
またマスク部は、材料が異なる直線状線材を組合わせて形成しても良い。たとえば、開口を形成する直線状線材が酸腐食性を有する材料からなり、その他の直線状線材及びフレームが耐酸材料からなる成膜用マスクとすれば、開口形成工程を酸性薬品に浸漬して開口形成用の直線状線材を除去する工程とすることができる。
【００２２】
なお、直線状線材及びフレームが熱変形性を有する場合、固着工程は加熱による溶着工程としても良い。かかる工程によれば、固着部材を用いなくてもフレームと直線状線材を固着することができる。
所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクであって、窓を有するフレームと、前記窓の縁部によって支持されたマスク部と、からなり、前記マスク部は、互いに密接並置された複数の直線状線材から各々がなる複数の遮蔽部からなり、前記遮蔽部が互いに離間して前記開口を形成している、ことを特徴とする成膜用マスクによれば、マスク部の開口が直線状線材を除去するのみで得られる故、直線状線材の線幅及び除去数を変更するだけで所望の幅の開口を設けることができる。
【００２３】
所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクの製造方法であって、複数の直線状線材を密接並置してマスク部を形成するマスク部形成工程と、前記直線状線材の１部を除去して前記マスク部に前記開口を設ける開口形成工程と、を含むことを特徴とする成膜用マスクの製造方法によれば、マスク部の直線状線材を除去することによって開口を形成することができることから、除去する直線状線材の位置を変更するだけで開口位置を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による成膜用マスクを示す平面図である。
【図２】本発明による成膜用マスクの変形例を示す断面図である。
【図３】本発明による成膜用マスクの変形例を示す断面図である。
【図４】本発明による成膜用マスクの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明による成膜用マスクの製造工程を示す平面図である。
【図６】本発明による成膜用マスクの製造工程の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明による成膜用マスクの製造工程の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 成膜用マスク
２ 窓
３ フレーム
４ マスク部
５ 直線状線材
６ 遮蔽部
７ 開口
８ コート層
９ フィルム
Claims (7)
- 所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクであって、
窓を有するフレームと、前記窓の縁部によって支持されたマスク部と、からなり、
前記マスク部は、互いに密接並置された複数の直線状線材から各々がなる複数の遮蔽部からなり、
前記遮蔽部が互いに離間して前記開口を形成している、ことを特徴とする成膜用マスク。 - 前記遮蔽部に含まれる前記直線状線材は、少なくとも２層に積層されていることを特徴とする請求項１記載の成膜用マスク。
- 前記マスク部は、密接並置された複数の前記直線状線材の１部を除去することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜用マスク。
- 前記遮蔽部は前記直線状線材を覆うコート層を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の成膜用マスク。
- 所定パターン形状の開口を有して基板上に前記所定パターン形状の薄膜層を形成するための成膜用マスクの製造方法であって、
複数の直線状線材を密接並置してマスク部を形成するマスク部形成工程と、
前記直線状線材の１部を除去して前記マスク部に前記開口を設ける開口形成工程と、を含むことを特徴とする成膜用マスクの製造方法。 - 前記マスク部形成工程と前記開口形成工程を少なくとも２回繰り返すことを特徴とする請求項５記載の成膜用マスクの製造方法。
- 前記直線状線材の表面にコート層を設けるコート層形成工程が含まれることを特徴とする請求項５又は６に記載の成膜用マスクの製造方法。
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