JP2004232026A

JP2004232026A - Method for producing mask for vapor deposition

Info

Publication number: JP2004232026A
Application number: JP2003022212A
Authority: JP
Inventors: Kyuzo Nakamura; 久三中村; Takashi Komatsu; 孝小松; Noriaki Tani; 典明谷; Yuji Ichinohe; 裕司一戸
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP4233882B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a mask for vapor deposition with which the refining of a vapor deposition pattern can be more promoted compared with the conventional mask for vapor deposition. <P>SOLUTION: In the method for producing the mask for vapor deposition, dry etching is performed to the mask for vapor deposition for vapor-depositing a vapor deposition material on the surface of the substrate to be vapor-deposited at a prescribed pattern. The mask has the stacked structure of a first layer consisting of metallic foil having a low thermal expansion coefficient, and a second layer consisting of components having etching properties different from those of the metallic foil. A mask pattern with prescribed dimensions is formed on the second layer. As to the parts in the first layer corresponding to individual opening parts formed on the second layer, through holes are provided so as to be bored more widely toward the surface than the opening parts formed on the second layer. The mask is used in such a manner that the surface of the first layer faces a vapor deposition source. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸着やスパッタリングなどによる成膜時に用いられるマスク（以下、「蒸着用マスク」という）の製造方法に関し、特に有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を製造する際に用いられる蒸着用マスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の蒸着用マスクとしては、金属製のマスク基板にフォトリソ工程にて所定寸法のマスクパターンを形成したものがある。このようにして製造された蒸着用マスクは、被蒸着基板の蒸着側表面から所定の間隔を隔てた位置にセットされ、当該マスクを介して蒸着源から飛散させた蒸着材料を被蒸着基板に到達させることで、蒸着材料を所定のパターンで被蒸着基板の表面に蒸着させるために用いられる。
ところで、蒸着用マスクの厚みは、本来、蒸着パターンの精細化のためには薄ければ薄いほど望ましい。なぜなら、図３に示したように、蒸着用マスク１１の厚みが厚ければ厚いほど、蒸着源側の開口部の端部１５は、蒸着源３との位置関係において、被蒸着基板２の表面への蒸着源３から飛散させた蒸着材料４の到達の支障となり、被蒸着基板２の表面に生じる影Ｘが大きくなるので、被蒸着基板２の表面に形成される蒸着被膜の膜厚の不均一性が顕著になり、蒸着パターンの精細度に悪影響を及ぼすからである。
しかし、蒸着用マスクの厚みを薄くすれば、その機械的強度が低下することで撓みの問題が発生し、今度はこれに起因して被蒸着基板の表面に形成される蒸着被膜の膜厚が不均一となる。
従って、蒸着用マスクの厚みを薄くすることには限度があり、一般に、蒸着用マスクの厚みは少なくとも５０μｍ程度は必要とされている。
【０００３】
以上のような問題を解決する方法として、例えば、下記の特許文献１において、単一のシリコン薄膜からなるマスク層と、そのマスク層に形成され、蒸着源側に向かって開口幅が広がる形状のマスク開口部を有するマスクパターンとを備えた蒸着用マスクが提案されている。この蒸着用マスクによれば、マスク開口部を蒸着源側に向かって開口幅が広がる形状としていることから被蒸着基板の表面に生じる影Ｘを小さくすることができる点において優れている。しかし、蒸着用マスクとしての機械的強度を確保するためにはその厚みは少なくとも１０μｍは必要とされているので、やはり厚みを薄くすることには限度があり、この蒸着用マスクをもってしても上記の問題が解決されたとは言い難い。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２２０６５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来の蒸着用マスクに比較して蒸着パターンの精細化をより推進することができる蒸着用マスクの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の背景に基づいてなされたものであり、本発明の蒸着用マスクの製造方法は、請求項１記載の通り、低熱膨張率の金属箔からなる第１の層と、この金属箔とエッチング特性が異なる成分からなる第２の層との積層構造を有し、第２の層に所定寸法のマスクパターンが形成され、第２の層に形成された個々の開口部に対応する第１の層の部分が、第２の層に形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられている、第１の層の表面が蒸着源に面するようにして用いる、蒸着材料を所定のパターンで被蒸着基板の表面に蒸着させるための蒸着用マスクの製造方法であって、第１の層と第２の層からなる構造体の、第１の層の表面にレジスト膜を形成し、後の工程において第２の層に形成する所定寸法のマスクパターンと同じマスクパターンを第１の層に形成することができるパターニングをレジスト膜に行った後、オーバーエッチングを行って第１の層の穿孔を表面に向かって幅広に行い、次に、第１の層の表面に形成したレジスト膜のパターニングを利用して第１の層の表面からドライエッチングを行い、第２の層に開口部を形成することによって所定寸法のマスクパターンを形成することで、第２の層に形成された個々の開口部に対応する第１の層の部分が、第２の層に形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられるようにした製造方法である。
また、請求項２記載の製造方法は、請求項１記載の製造方法において、第２の層を第１の層の表面に積層形成した後または第２の層の第１の層の表面への積層形成中に熱処理を施し、第１の層の内部に第２の層を構成する金属成分の熱拡散傾斜組成領域を形成するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の蒸着用マスクの製造方法は、低熱膨張率の金属箔からなる第１の層と、この金属箔とエッチング特性が異なる成分からなる第２の層との積層構造を有し、第２の層に所定寸法のマスクパターンが形成され、第２の層に形成された個々の開口部に対応する第１の層の部分が、第２の層に形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられている、第１の層の表面が蒸着源に面するようにして用いる、蒸着材料を所定のパターンで被蒸着基板の表面に蒸着させるための蒸着用マスクの製造方法であって、第１の層と第２の層からなる構造体の、第１の層の表面にレジスト膜を形成し、後の工程において第２の層に形成する所定寸法のマスクパターンと同じマスクパターンを第１の層に形成することができるパターニングをレジスト膜に行った後、オーバーエッチングを行って第１の層の穿孔を表面に向かって幅広に行い、次に、第１の層の表面に形成したレジスト膜のパターニングを利用して第１の層の表面からドライエッチングを行い、第２の層に開口部を形成することによって所定寸法のマスクパターンを形成することで、第２の層に形成された個々の開口部に対応する第１の層の部分が、第２の層に形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられるようにした製造方法である。
本発明の方法で製造される蒸着用マスクにおいて、マスク本来の機能を担っているのは第２の層であり、第１の層は、第２の層が担っているマスク本来の機能を損なわしめることなく蒸着用マスクの機械的強度を確保するための機能を担っている。図１に示したように、この蒸着用マスク１においては、第２の層１ｂに形成された所定寸法のマスクパターンにおける開口部に対応する第１の層１ａの部分が、第２の層１ｂに形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられているので、その端部が、蒸着源３との位置関係において、被蒸着基板２の表面への蒸着源３から飛散させた蒸着材料４の到達の支障となることがない。従って、被蒸着基板２の表面に生じる影Ｘの大きさは、第２の層１ｂの膜厚にのみ影響を受けるところ、蒸着用マスク１の機械的強度は第１の層１ａにより確保されているので、第２の層１ｂの膜厚をその機械的強度を考慮することなく薄くすることができることから、従来の蒸着用マスクを用いた場合に比較して被蒸着基板２の表面に生じる影Ｘの大きさを小さくすることができる。従って、被蒸着基板２の表面に形成される蒸着被膜の膜厚の均一性を向上することが可能となり、蒸着パターンの精細化をより推進することができる。
【０００８】
第１の層を構成する低熱膨張率の金属箔としては、例えば、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒから選ばれる少なくとも１種を含有するもの、具体的には、Ｆｅ−Ｎｉ系やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系のインバー合金箔などが好適に用いられる。第１層の厚さは特に限定されるものではないが、厚くしすぎた場合には、第２の層に形成された開口部に対応する部分を第２の層に形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔して貫通孔を設けても、その端部が、蒸着源との位置関係において、被蒸着基板の表面への蒸着源から飛散させた蒸着材料の到達の支障となるおそれが生じる反面、薄くしすぎた場合には、蒸着用マスクの機械的強度を確保することができなくなるおそれがあることから、２０μｍ〜１００μｍとすることが望ましい。
【０００９】
第１の層を構成する低熱膨張率の金属箔とエッチング特性が異なる成分からなる第２の層としては、例えば、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂから選ばれる少なくとも１種を含有する金属被膜が挙がられる。このような金属被膜は、自体公知のスパッタリングや蒸着やイオンプレーティングなどの気相めっき法や、湿式めっき法により第１の層の表面に積層形成することができる。第１の層の表面に第２の層を積層形成するに際しては、まず、スパッタエッチングやイオンガン洗浄などの物理的洗浄方法、反応性イオンエッチングやプラズマ洗浄やラジカル還元洗浄などの化学的洗浄方法、これらの組合せによる洗浄方法などにより第１の層の表面洗浄を行った後、直ちに真空中でその表面に第２の層を積層形成することが、第１の層と第２の層の密着性を高めるためや第１の層の表面酸化を防止するためなどから望ましい。中でも、物理的洗浄方法により第１の層の表面洗浄を行った後、これを大気中に晒すことなく直ちに気相めっき法によりその表面に第２の層を積層形成する方法が好適である。このような方法を採用すれば、後述するような、本発明の蒸着用マスクを製造するための第１の層と第２の層からなる構造体に熱処理を行うことによる、第１の層の内部への第２の層を構成する金属成分の熱拡散傾斜組成領域の形成が容易になる。第２の層の膜厚は、０．０１μｍ〜１μｍであることが望ましい。蒸着パターンの精細度を高めるためには第２の層の膜厚は薄ければ薄いほど望ましいが、下限値を０．０１μｍと規定するのは、この膜厚を下回ると所定寸法のマスクパターンを形成することが困難になるからばかりでなく、後述するような、第１の層の穿孔を行う際のオーバーエッチングに対するエッチング防止膜としての機能を十分に達成できなくなるおそれがあるからである。
【００１０】
本発明の蒸着用マスクの製造方法（貫通孔の形成方法）の一例の概略を図２に示す。
まず、低熱膨張率の金属箔からなる第１の層１ａと、この金属箔とエッチング特性が異なる成分からなる第２の層１ｂからなる構造体の、第１の層１ａの表面に、レジスト膜ｒ１を形成し、後の工程において第２の層１ｂに形成する所定寸法のマスクパターンと同じマスクパターンを第１の層１ａに形成することができるパターニングをレジスト膜ｒ１に行う（図２Ａ）。
次に、第１の層１ａに応じたエッチャントを用いてオーバーエッチングを行い、第１の層１ａの穿孔を行う（図２Ｂ）。第１の層１ａの穿孔を精度よく行うとともに、形成された穿孔部の底部の大きさが、後の工程において第２の層１ｂに形成する所定寸法のマスクパターンにおける開口部の大きさよりも同じかそれ以上に大きいものにするためには、オーバーエッチングは２０％〜８０％行うことが望ましい。第１の層１ａと第２の層１ｂからなる構造体に熱処理を行い、第１の層１ａの内部に第２の層１ｂを構成する金属成分の熱拡散傾斜組成領域を形成しておけば、第１の層１ａの穿孔を行う際、第１の層１ａの内部に形成された熱拡散傾斜組成領域は、第２の層１ｂに面している側から表面に向かって傾斜組成を持つので、第１の層１ａのエッチング特性が、第２の層１ｂに向かって徐々にエッチャントに対する耐性を持つように変化する。従って、第１の層１ａの内部への第２の層１ｂを構成する金属成分の熱拡散を進行させることで、第２の層１ｂの膜厚を薄くすることが可能となる。第１の層１ａの内部に第２の層１ｂを構成する金属成分の熱拡散傾斜組成領域を形成するための第１の層１ａと第２の層１ｂからなる構造体の熱処理は、例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスの雰囲気中や真空中で行えばよい。また、このような熱処理は、第２の層１ｂの第１の層１ａの表面への積層形成中に同時に行ってもよい。
最後に、第１の層１ａの表面に形成したレジスト膜ｒ１のパターニングを利用して第１の層１ａの表面からドライエッチングを行った後、第１の層１ａの表面に形成したレジスト膜ｒ１を除去すれば、第２の層１ｂに所定寸法のマスクパターンが形成され、第２の層１ｂに形成された個々の開口部に対応する第１の層１ａの部分が、第２の層１ｂに形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられた蒸着用マスク１が得られる（図２Ｃ）。
なお、上記の本発明の蒸着用マスクの製造方法における個々の工程については、自体公知のフォトリソ工程によって行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法としては、プラズマエッチングやラジカルエッチングなどの自体公知の方法を採用することができる。このうち、ラジカルエッチングは、エッチングレートは遅いがエッチングの直進性に優れるという特性を有する。
【００１１】
なお、このようにして製造される蒸着用マスクは、例えば、図２Ｂのようにして第１の層１ａに応じたエッチャントを用いてオーバーエッチングを行い、第１の層１ａの穿孔を行った後、第１の層の表面に形成したレジスト膜ｒ１を除去してから、第２の層１ｂの表面にレジスト膜を形成し、第１の層１ａに形成された個々の穿孔部と第２の層１ｂに形成される開口部が一致する位置関係となるように所定寸法のマスクパターンを第２の層１ｂに形成するためのパターニングをレジスト膜に行い、その後、第１の層１ａの表面にレジスト膜を形成してその表面を保護してから、第２の層１ｂに応じたエッチャントを用いてエッチングを行った後、第１の層１ａの表面に形成したレジスト膜と、第２の層１ｂの表面に形成したレジスト膜を除去することによっても製造することができるが、第２の層１ｂの表面にレジスト膜を形成し、第１の層１ａに形成された個々の穿孔部と第２の層１ｂに形成される開口部が一致する位置関係となるように所定寸法のマスクパターンを第２の層１ｂに形成するためのパターニングをレジスト膜に行うことは、フォトマスクの位置合わせに高い精度を必要とすることから、必ずしも容易なことではない。しかし、本発明の製造方法によれば、このような工程を省略することができるので、第２の層１ｂの所定位置に所定寸法のマスクパターンを確実に形成することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の蒸着用マスクの製造方法を実施例に基づいて説明するが、本発明は以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。
【００１３】
第１の層としての４１〜４３％のＮｉ，Ｃｏを含むＦｅ系合金からなる市販の４２インバー合金箔（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ０．０５ｍｍ）の表面をスパッタエッチングにより洗浄した後、これを大気中に晒すことなく直ちにスパッタリングによりその表面に第２の層としての膜厚が５０〜１００ｎｍのチタン被膜を積層形成した。そして、この積層構造体を窒素ガス雰囲気中で３００℃×１時間熱処理して、第１の層の内部にチタンの熱拡散傾斜組成領域を形成した。
以上のようにして得られた、第１の層の内部にチタンの熱拡散傾斜組成領域を形成した積層構造体の、第１の層の表面に、ノボラック樹脂を主成分とするレジスト膜をスピナーを用いて塗布してからベイキングして形成し、所定のフォトマスクを用いて露光してから（波長：ｇ線４３６ｎｍ）、アルカリ溶液に浸漬してレジストエッチングを行い、純水で洗浄した後、ベイキングすることで、後の工程において第２の層に形成する所定寸法のマスクパターンと同じマスクパターンを第１の層に形成することができるパターニングをレジスト膜に行った。
次に、塩化第二鉄を含む希塩酸溶液をエッチャントとして用いて第１の層に対して約２０％オーバーエッチングを行い、穿孔を行った。
最後に、第１の層の表面に形成したレジスト膜のパターニングを利用して第１の層の表面からドライエッチング（プラズマエッチングとラジカルエッチングの２方法で実施：条件は表１を参照のこと）を行った後、第１の層の表面に形成したレジスト膜を除去することで、第２の層に所定寸法のマスクパターンが形成され、第２の層に形成された個々の開口部に対応する第１の層の部分が、第２の層に形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられた蒸着用マスクを得た。
このようにして製造された本発明の蒸着用マスクは、従来の蒸着用マスクに比較して蒸着パターンの精細化をより推進することができるものである。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の蒸着用マスクに比較して蒸着パターンの精細化をより推進することができる蒸着用マスクの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法で製造される蒸着用マスクを用いた蒸着処理のモデル図である。
【図２】本発明の蒸着用マスクの製造方法の一例の概略図である。
【図３】従来の蒸着用マスクを用いた蒸着処理のモデル図である。
【符号の説明】
１本発明の方法で製造される蒸着用マスク
１ａ第１の層
１ｂ第２の層
２被蒸着基板
３蒸着源
４蒸着材料
ｒ１レジスト膜
１１従来の蒸着用マスク
１５蒸着源側の開口部の端部
Ｘ影[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a mask used for film formation by vapor deposition or sputtering (hereinafter, referred to as a “mask for vapor deposition”), and particularly to a method of manufacturing a mask for vapor deposition used in manufacturing an organic EL (ElectroLuminescence) element. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of evaporation mask, there is a mask in which a mask pattern having a predetermined dimension is formed on a metal mask substrate by a photolithography process. The deposition mask manufactured in this manner is set at a predetermined distance from the deposition side surface of the deposition target substrate, and the deposition material scattered from the deposition source reaches the deposition target substrate via the mask. By doing so, it is used to deposit the deposition material in a predetermined pattern on the surface of the deposition target substrate.
By the way, the thickness of the vapor deposition mask is originally desirably thinner for finer vapor deposition patterns. This is because, as shown in FIG. 3, the thicker the mask 11 for vapor deposition, the more the end 15 of the opening on the side of the vapor deposition source, In this case, the deposition material 4 scattered from the deposition source 3 may be hindered from reaching, and the shadow X generated on the surface of the deposition target substrate 2 may increase. This is because uniformity becomes remarkable and adversely affects the definition of the vapor deposition pattern.
However, if the thickness of the evaporation mask is reduced, the mechanical strength of the evaporation mask decreases, causing a problem of bending. This time, the thickness of the evaporation film formed on the surface of the substrate to be evaporated is reduced. It becomes uneven.
Therefore, there is a limit in reducing the thickness of the evaporation mask, and generally, the thickness of the evaporation mask is required to be at least about 50 μm.
[0003]
As a method for solving the above problem, for example, in Patent Document 1 below, a mask layer made of a single silicon thin film and a mask layer formed on the mask layer and having an opening width increasing toward the evaporation source side are disclosed. A deposition mask including a mask pattern having a mask opening has been proposed. This mask for vapor deposition is excellent in that the shadow X generated on the surface of the substrate to be vapor-deposited can be reduced because the mask opening has a shape in which the width of the opening increases toward the vapor deposition source. However, in order to ensure the mechanical strength of the mask for vapor deposition, its thickness is required to be at least 10 μm, so that there is a limit to reducing the thickness. It is hard to say that this problem has been solved.
[0004]
[Patent Document 1]
JP, 2002-220656, A
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a deposition mask that can promote the refinement of a deposition pattern as compared with a conventional deposition mask.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made based on the above background, and a method of manufacturing a mask for vapor deposition according to the present invention includes, as described in claim 1, a first layer made of a metal foil having a low coefficient of thermal expansion, It has a laminated structure of a foil and a second layer made of a component having a different etching characteristic. A mask pattern having a predetermined dimension is formed on the second layer, and corresponds to each opening formed in the second layer. A portion of the first layer is perforated wider toward the surface than the opening formed in the second layer to provide a through hole. The surface of the first layer faces the deposition source. A method for producing a deposition mask for depositing a deposition material in a predetermined pattern on the surface of a substrate to be deposited, wherein the first layer comprises a first layer and a second layer. A resist film is formed on the surface of the substrate, and a mask of a predetermined size to be formed on the second layer in a later step. After the resist film is patterned so that the same mask pattern as the mask pattern can be formed in the first layer, overetching is performed to perforate the first layer wider toward the surface. Dry etching is performed from the surface of the first layer using the patterning of the resist film formed on the surface of the first layer, and an opening is formed in the second layer to form a mask pattern having a predetermined dimension. The portion of the first layer corresponding to each opening formed in the second layer is perforated wider toward the surface than the opening formed in the second layer to provide a through hole. The manufacturing method is as described above.
Further, in the manufacturing method according to claim 2, in the manufacturing method according to claim 1, after the second layer is formed on the surface of the first layer, or after the second layer is formed on the surface of the first layer. A heat treatment is performed during the formation of the lamination to form a thermal diffusion gradient composition region of a metal component constituting the second layer inside the first layer.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method of manufacturing a mask for vapor deposition of the present invention has a laminated structure of a first layer made of a metal foil having a low coefficient of thermal expansion and a second layer made of a component having a different etching characteristic from the metal foil. A mask pattern of a predetermined dimension is formed in the layer of the first layer, and the portion of the first layer corresponding to each opening formed in the second layer is closer to the surface than the opening formed in the second layer. The first layer, which has a wide hole and is provided with a through hole, is used so that the surface of the first layer faces the evaporation source, and is used for evaporation for evaporating the evaporation material on the surface of the substrate to be evaporated in a predetermined pattern. A method of manufacturing a mask, comprising forming a resist film on a surface of a first layer of a structure including a first layer and a second layer, and forming a resist film on a second layer in a later step. A pattern capable of forming the same mask pattern on the first layer as the mask pattern After performing etching on the resist film, overetching is performed to perforate the first layer wider toward the surface, and then the first layer is patterned using the resist film formed on the surface of the first layer. By performing dry etching from the surface of the first layer and forming an opening in the second layer to form a mask pattern of a predetermined size, a first pattern corresponding to each opening formed in the second layer is formed. This is a manufacturing method in which a portion of the first layer is perforated wider toward the surface than the opening formed in the second layer to provide a through hole.
In the evaporation mask manufactured by the method of the present invention, the second layer plays the essential function of the mask, and the first layer impairs the original function of the mask carried by the second layer. It has the function of ensuring the mechanical strength of the evaporation mask without squeezing. As shown in FIG. 1, in this evaporation mask 1, the portion of the first layer 1a corresponding to the opening in the mask pattern of a predetermined size formed in the second layer 1b is replaced with the second layer 1b. Since the through-hole is provided so as to be wider toward the surface than the opening formed at the end, the end of the through-hole is positioned on the surface of the deposition target substrate 2 in the positional relationship with the deposition source 3. There is no hindrance to the arrival of the vapor deposition material 4 scattered from 3. Therefore, the size of the shadow X generated on the surface of the deposition target substrate 2 is affected only by the thickness of the second layer 1b, but the mechanical strength of the deposition mask 1 is ensured by the first layer 1a. Therefore, the thickness of the second layer 1b can be reduced without considering its mechanical strength. The size of X can be reduced. Therefore, it is possible to improve the uniformity of the film thickness of the vapor-deposited film formed on the surface of the substrate 2 to be vapor-deposited, and to further promote the refinement of the vapor-deposition pattern.
[0008]
As the metal foil having a low coefficient of thermal expansion constituting the first layer, for example, one containing at least one selected from Fe, Ni, Co, and Cr, specifically, an Fe-Ni-based or Fe-Ni- A Co-based invar alloy foil is preferably used. Although the thickness of the first layer is not particularly limited, when the thickness is too large, a portion corresponding to the opening formed in the second layer is made larger than the opening formed in the second layer. Even if a through-hole is formed by widening the hole toward the surface, the end of the hole may interfere with the arrival of the vapor deposition material scattered from the vapor deposition source to the surface of the substrate to be vapor-deposited in the positional relationship with the vapor deposition source. On the other hand, if the thickness is too small, the mechanical strength of the mask for vapor deposition may not be secured. Therefore, the thickness is desirably 20 μm to 100 μm.
[0009]
As the second layer made of a component having a different etching characteristic from the metal foil having a low coefficient of thermal expansion constituting the first layer, for example, Ti, Ni, Si, Al, Cr, Ta, Co, Pd, Au, Ag, A metal coating containing at least one selected from Mo, W, and Nb is mentioned. Such a metal film can be formed on the surface of the first layer by a known vapor plating method such as sputtering, vapor deposition, or ion plating, or a wet plating method. When forming the second layer on the surface of the first layer, first, a physical cleaning method such as sputter etching or ion gun cleaning, a chemical cleaning method such as reactive ion etching, plasma cleaning or radical reduction cleaning, Immediately after the surface of the first layer is cleaned by a cleaning method based on a combination thereof, the second layer is formed on the surface of the first layer in a vacuum so that the adhesion between the first layer and the second layer can be improved. From the viewpoint of increasing the surface roughness and preventing surface oxidation of the first layer. Among them, a method is preferred in which after the surface of the first layer is cleaned by a physical cleaning method, the second layer is formed on the surface by vapor phase plating immediately without exposing the surface to the air. By adopting such a method, as described later, a heat treatment is performed on the structure including the first layer and the second layer for manufacturing the evaporation mask of the present invention, so that the first layer is formed. It becomes easy to form the thermal diffusion gradient composition region of the metal component constituting the second layer inside. The thickness of the second layer is desirably 0.01 μm to 1 μm. In order to enhance the definition of the vapor deposition pattern, the thinner the thickness of the second layer is, the better it is. However, the lower limit is defined as 0.01 μm. This is not only because it is difficult to form the first layer, but also because there is a possibility that the function as an etching prevention film against over-etching when drilling the first layer as described later may not be sufficiently achieved.
[0010]
FIG. 2 schematically shows an example of the method of manufacturing a deposition mask (method of forming a through hole) of the present invention.
First, a resist film is formed on the surface of the first layer 1a of a structure including a first layer 1a made of a metal foil having a low coefficient of thermal expansion and a second layer 1b made of a component having different etching characteristics from the metal foil. r1 is formed, and patterning is performed on the resist film r1 so that a mask pattern having the same size as a mask pattern having a predetermined size to be formed on the second layer 1b in a later step can be formed on the first layer 1a (FIG. 2A).
Next, overetching is performed using an etchant corresponding to the first layer 1a, and a hole is formed in the first layer 1a (FIG. 2B). The first layer 1a is accurately perforated, and the size of the bottom of the formed perforated portion is the same as the size of the opening in the mask pattern of a predetermined size formed on the second layer 1b in a later step. In order to make it larger or more, it is desirable to perform the overetching by 20% to 80%. The structure composed of the first layer 1a and the second layer 1b is subjected to a heat treatment to form a thermal diffusion gradient composition region of a metal component constituting the second layer 1b inside the first layer 1a. When drilling the first layer 1a, the thermally diffused gradient composition region formed inside the first layer 1a has a gradient composition from the side facing the second layer 1b toward the surface. Therefore, the etching characteristics of the first layer 1a gradually change toward the second layer 1b so as to have resistance to the etchant. Accordingly, the thickness of the second layer 1b can be reduced by promoting the thermal diffusion of the metal component constituting the second layer 1b into the inside of the first layer 1a. The heat treatment of the structure composed of the first layer 1a and the second layer 1b for forming the thermal diffusion gradient composition region of the metal component constituting the second layer 1b inside the first layer 1a includes, for example, It may be performed in an atmosphere of an inert gas such as a nitrogen gas or an argon gas or in a vacuum. Such a heat treatment may be performed at the same time as the formation of the second layer 1b on the surface of the first layer 1a.
Finally, after performing dry etching from the surface of the first layer 1a using the patterning of the resist film r1 formed on the surface of the first layer 1a, the resist film r1 formed on the surface of the first layer 1a is formed. Is removed, a mask pattern having a predetermined size is formed in the second layer 1b, and the portion of the first layer 1a corresponding to each opening formed in the second layer 1b is replaced with the second layer 1b. Thus, an evaporation mask 1 having a through-hole formed by perforating the surface wider than the opening formed in the substrate 1 is obtained (FIG. 2C).
The individual steps in the above-described method of manufacturing a mask for vapor deposition according to the present invention can be performed by a photolithography step known per se. As a specific method of dry etching, a known method such as plasma etching or radical etching can be employed. Among them, the radical etching has a characteristic that the etching rate is slow but the straightness of etching is excellent.
[0011]
The evaporation mask manufactured in this manner is subjected to over-etching using an etchant corresponding to the first layer 1a as shown in FIG. 2B, for example, after perforating the first layer 1a. After removing the resist film r1 formed on the surface of the first layer, a resist film is formed on the surface of the second layer 1b, and the individual perforated portions formed on the first layer 1a and the second Patterning is performed on the resist film to form a mask pattern of a predetermined size on the second layer 1b so that the openings formed on the layer 1b have the same positional relationship, and then, on the surface of the first layer 1a. After forming a resist film to protect the surface, etching is performed using an etchant corresponding to the second layer 1b, and then a resist film formed on the surface of the first layer 1a and a second layer Removal of resist film formed on the surface of 1b Alternatively, a resist film may be formed on the surface of the second layer 1b, and the individual holes formed in the first layer 1a and the openings formed in the second layer 1b may be formed. Performing patterning on the resist film to form a mask pattern of a predetermined dimension on the second layer 1b so that the positional relationship coincides with that of the second layer 1b requires high precision in the alignment of the photomask. Not easy. However, according to the manufacturing method of the present invention, such a step can be omitted, so that a mask pattern having a predetermined dimension can be reliably formed at a predetermined position of the second layer 1b.
[0012]
【Example】
Hereinafter, the method for manufacturing a deposition mask of the present invention will be described based on examples, but the present invention should not be construed as being limited to the following description.
[0013]
After cleaning the surface of a commercially available 42 Invar alloy foil (50 mm long × 50 mm wide × 0.05 mm thick) made of an Fe-based alloy containing 41 to 43% of Ni and Co as the first layer by sputter etching, A titanium film having a thickness of 50 to 100 nm as a second layer was formed on the surface by sputtering immediately without exposing this to the air. Then, the laminated structure was heat-treated in a nitrogen gas atmosphere at 300 ° C. for 1 hour to form a thermally diffused gradient composition region of titanium inside the first layer.
On the surface of the first layer of the laminated structure obtained by forming a thermal diffusion gradient composition region of titanium inside the first layer obtained as described above, a resist film containing a novolak resin as a main component is spinner-coated. Is formed by baking after baking, exposure is performed using a predetermined photomask (wavelength: g-line 436 nm), resist etching is performed by immersion in an alkaline solution, and after washing with pure water, By performing the baking, patterning was performed on the resist film so that a mask pattern having the same size as a mask pattern having a predetermined size to be formed on the second layer in a later step was formed on the first layer.
Next, the first layer was over-etched by about 20% using a dilute hydrochloric acid solution containing ferric chloride as an etchant, and perforation was performed.
Finally, dry etching is performed from the surface of the first layer using the patterning of the resist film formed on the surface of the first layer (performed by two methods of plasma etching and radical etching: see Table 1 for conditions). Is performed, the resist film formed on the surface of the first layer is removed, so that a mask pattern of a predetermined size is formed on the second layer, and the mask pattern corresponding to each opening formed on the second layer is formed. The portion of the first layer to be formed was perforated wider toward the surface than the opening formed in the second layer to obtain a deposition mask provided with through holes.
The evaporation mask of the present invention manufactured in this way can further promote the refinement of the evaporation pattern as compared with the conventional evaporation mask.
[0014]
[Table 1]

[0015]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the mask for vapor deposition which can promote further refinement of a vapor deposition pattern compared with the conventional mask for vapor deposition is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a model diagram of a deposition process using a deposition mask manufactured by a method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of an example of a method for manufacturing a deposition mask of the present invention.
FIG. 3 is a model diagram of a vapor deposition process using a conventional vapor deposition mask.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deposition mask

1a First layer

1b Second layer 2 Deposition substrate 3 Deposition source 4 Deposition material r1 Resist film 11 Conventional deposition mask 15 Produced by the method of the present invention End of an opening on the deposition source side Part X Shadow

Claims

低熱膨張率の金属箔からなる第１の層と、この金属箔とエッチング特性が異なる成分からなる第２の層との積層構造を有し、第２の層に所定寸法のマスクパターンが形成され、第２の層に形成された個々の開口部に対応する第１の層の部分が、第２の層に形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられている、第１の層の表面が蒸着源に面するようにして用いる、蒸着材料を所定のパターンで被蒸着基板の表面に蒸着させるための蒸着用マスクの製造方法であって、第１の層と第２の層からなる構造体の、第１の層の表面にレジスト膜を形成し、後の工程において第２の層に形成する所定寸法のマスクパターンと同じマスクパターンを第１の層に形成することができるパターニングをレジスト膜に行った後、オーバーエッチングを行って第１の層の穿孔を表面に向かって幅広に行い、次に、第１の層の表面に形成したレジスト膜のパターニングを利用して第１の層の表面からドライエッチングを行い、第２の層に開口部を形成することによって所定寸法のマスクパターンを形成することで、第２の層に形成された個々の開口部に対応する第１の層の部分が、第２の層に形成された開口部よりも表面に向かって幅広に穿孔されて貫通孔が設けられるようにした製造方法。It has a laminated structure of a first layer made of a metal foil having a low coefficient of thermal expansion and a second layer made of a component having a different etching characteristic from the metal foil, and a mask pattern having a predetermined dimension is formed on the second layer. A portion of the first layer corresponding to each opening formed in the second layer is perforated wider toward the surface than the opening formed in the second layer to form a through hole. A method of manufacturing a deposition mask for depositing a deposition material in a predetermined pattern on the surface of a substrate to be deposited, wherein the first layer is used so that the surface of the first layer faces the deposition source, A resist film is formed on the surface of the first layer of the structure including the layer and the second layer, and a mask pattern having the same size as a mask pattern of a predetermined size formed on the second layer in a subsequent step is formed on the first layer. After patterning that can be formed on the resist film, -Perforating the first layer to make it wider toward the surface by performing etching, and then performing dry etching from the surface of the first layer using patterning of a resist film formed on the surface of the first layer. By forming an opening in the second layer to form a mask pattern having a predetermined dimension, a portion of the first layer corresponding to each opening formed in the second layer is formed in the second layer. A manufacturing method in which a through hole is provided so as to be wider than the opening formed in the layer toward the surface to provide a through hole.

第２の層を第１の層の表面に積層形成した後または第２の層の第１の層の表面への積層形成中に熱処理を施し、第１の層の内部に第２の層を構成する金属成分の熱拡散傾斜組成領域を形成する請求項１記載の製造方法。After laminating the second layer on the surface of the first layer or during laminating the second layer on the surface of the first layer, a heat treatment is performed to form the second layer inside the first layer. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein a thermal diffusion gradient composition region of the constituent metal component is formed.