JP2011195876A - Metal mask and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型の固体電解コンデンサの陽極体として好適な箔状の多孔質バルブ金属陽極体を製造する際に用いるメタルマスクに関するものである。 The present invention relates to a metal mask used in manufacturing a foil-like porous valve metal anode body suitable as an anode body for a thin solid electrolytic capacitor.
近年の電子機器の低背化、高機能化に伴い、タンタル電解コンデンサおよびニオブ電解コンデンサにも、薄型化と高容量化が強く要求されている。しかしながら、タンタル粉末やニオブ粉末を圧粉焼結した多孔質ペレットを陽極体とする従来の製造方法では、薄型化は限界に達しつつある。 With the recent reduction in height and functionality of electronic devices, tantalum electrolytic capacitors and niobium electrolytic capacitors are also strongly required to be thin and have high capacity. However, in a conventional manufacturing method in which a porous pellet obtained by compacting and sintering tantalum powder or niobium powder is used as an anode body, thinning is reaching the limit.
これに対して、薄膜形成方法であるスパッタ法で箔状の多孔質バルブ金属陽極体を製造する方法が提案されている。特許文献1ではタンタルやニオブ箔上に、タンタルやニオブと、これらと相溶しない異相成分とからなる膜をスパッタ法などで形成して、これを熱処理して、粒成長させた後、異相成分を溶解除去して、タンタルやニオブからなる多孔質バルブ金属層を形成している。
このスパッタ法を用いて、基板の特定箇所に成膜する場合には通常スパッタマスクを使用する。
On the other hand, a method for manufacturing a foil-like porous valve metal anode body by sputtering, which is a thin film forming method, has been proposed. In Patent Document 1, a film composed of tantalum or niobium and a heterophasic component incompatible with these is formed on a tantalum or niobium foil by a sputtering method or the like. Is removed by dissolution to form a porous valve metal layer made of tantalum or niobium.
When a film is formed on a specific portion of the substrate using this sputtering method, a sputtering mask is usually used.
特許文献2には、基板と接する反対の表面側が段差形状であり、基板と接する側が広く、その反対側が狭い傾斜となるスパッタマスクが開示されている。このスパッタマスクの形状は、傾斜面によって、影が無くなり、スパッタ粒子が遮蔽されずに正常な膜厚を形成し、膜厚ダレのエリアを生じないことが示されている。 Patent Document 2 discloses a sputtering mask in which the opposite surface side in contact with the substrate has a stepped shape, the side in contact with the substrate is wide, and the opposite side has a narrow inclination. It has been shown that the shape of this sputter mask has no shadow due to the inclined surface, and the sputtered particles are not shielded to form a normal film thickness, thereby preventing a film sagging area.
まず、従来のメタルマスクを用いたスパッタによる成膜について、図4、5を用いて説明する。
図4は、従来のメタルマスクのバルブ金属箔に接する面の平面図である。メタルマスク100は、多孔質バルブ金属陽極体素子のパターンに基づいて所定の形状に形成された開口部101を有している。この開口部はエッチング法で形成されている。
メタルマスク100の材質は、SUS430あるいは42アロイを主に使用し、磁石の吸引力を利用してバルブ金属箔上に配置される。
First, film formation by sputtering using a conventional metal mask will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a plan view of a surface in contact with a valve metal foil of a conventional metal mask. The
As the material of the
図5は、従来のメタルマスクを用いて、バルブ金属箔に厚いスパッタ膜を成膜して、メタルマスクを取り外す状態を説明する図である。
図5(a)は従来のメタルマスクの断面を示している。メタルマスク100は、図には示していない磁石の吸引力を利用してバルブ金属箔120に接して配置される。
FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which a thick sputtered film is formed on a valve metal foil using a conventional metal mask and the metal mask is removed.
FIG. 5A shows a cross section of a conventional metal mask. The
図5(b)は、膜厚の厚いスパッタ膜を成膜した後の断面図を示すものである。メタルマスクの開口部101を通してバルブ金属箔120の表面にスパッタ膜130が成膜される。また、メタルマスクの表面や側面にもそれぞれスパッタ膜132と131が成膜される。
FIG. 5B shows a cross-sectional view after forming a thick sputtered film. A
スパッタ膜131は、斜め方向から飛来したスパッタ粒子がメタルマスクの側面に堆積したものである。スパッタ膜130の膜厚が厚いと、スパッタ膜130と131の連続性が強まって、図5(c)に示すように、メタルマスクを取り外すときに、スパッタ膜131が130と結合したままバリ状の突起となって残ってしまうという問題があった。
このような問題は、より大きな静電容量を得ようとしてスパッタ膜の膜厚を厚くする場合に顕著になり、製品の歩留まりを悪化させる原因となる。
The
Such a problem becomes conspicuous when the thickness of the sputtered film is increased in order to obtain a larger capacitance, which causes a decrease in product yield.
また、特許文献2で開示されているように、基板と接する反対の表面側が段差形状であり、基板と接する側が広くその反対側が狭い傾斜となるスパッタマスクの場合であっても、バリ状の突起が形成される。 Further, as disclosed in Patent Document 2, even in the case of a sputtering mask in which the opposite surface side in contact with the substrate has a stepped shape and the side in contact with the substrate is wide and the opposite side has a narrow inclination, the burr-like protrusions Is formed.
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、薄型の固体電解コンデンサの陽極体として好適な箔状の多孔質バルブ金属陽極体を製造する際に、高容量を可能にする膜厚の厚いスパッタ膜の形成に有効なメタルマスクを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and has a thick film thickness that enables high capacity when manufacturing a foil-like porous valve metal anode body suitable as an anode body for a thin solid electrolytic capacitor. An object of the present invention is to provide a metal mask effective for forming a sputtered film.
本発明の第1の発明は、略方形で相似形の開口形状を有する貫通した開口部を備え、相似比が小さい方の開口形状を有する平面の開口部縁において前記開口部の壁が張り出し部を形成する金属製板材で、相似比の大きな方の開口形状を有する平面が、被スパッタ材と接する側であることを特徴とするスパッタ用メタルマスクである。 The first aspect of the present invention includes a through opening having a substantially square and similar opening shape, and the wall of the opening has an overhanging portion at a flat opening edge having an opening shape having a smaller similarity ratio. A metal mask for sputtering, wherein a plane having an opening shape having a larger similarity ratio is a side in contact with the material to be sputtered.
本発明の第2の発明は、略方形の開口形状を有する貫通した下開口部を備える下層金属製板材と、前記下層金属製板材上に接合される前記下開口部の開口形状と相似形、かつ相似比の小さな開口形状を有する貫通した上開口部を備える上層金属板材の2層からなり、前記上開口部の壁が張り出し部を構成する金属製板材で、前記下層金製板材が、被スパッタ材と接する側であることを特徴とするスパッタ用メタルマスクである。 The second invention of the present invention is a lower layer metal plate having a lower opening that has a substantially square opening shape, and a shape similar to the opening shape of the lower opening joined on the lower layer metal plate, The upper metal plate is composed of two layers having an upper opening that penetrates and has an opening shape with a small similarity ratio, and the lower gold plate is a metal plate that forms an overhanging portion of the wall of the upper opening. A metal mask for sputtering, which is a side in contact with a sputtering material.
本発明の第3の発明は、第1または第2の発明における張り出し部の形状が、スパッタ膜の膜厚t、張り出し部の高さh、張り出し部の張り出し量を表す張出角θにおいて、数1で表される範囲で構成されることを特徴とするスパッタ用メタルマスクである。 In the third invention of the present invention, the shape of the overhanging portion in the first or second invention is such that the film thickness t of the sputtered film, the height h of the overhanging portion, and the overhanging angle θ representing the overhanging amount of the overhanging portion, It is a metal mask for sputtering characterized by being comprised in the range represented by Formula 1.
本発明の第4の発明は、第1から第3の発明における前記金属製板材が、磁性金属であることを特徴とするスパッタ用メタルマスクである。 A fourth invention of the present invention is a sputtering metal mask, wherein the metal plate material in the first to third inventions is a magnetic metal.
本発明によれば、薄型の固体電解コンデンサの陽極体として好適な箔状の多孔質バルブ金属陽極体を製造する際に、高容量を可能にする膜厚の厚いスパッタ膜の形成に有効なメタルマスクを提供することができ、優れた特性を有する薄型の固体電解コンデンサの製造に顕著な効果を奏するものである。 According to the present invention, when manufacturing a foil-like porous valve metal anode body suitable as an anode body for a thin solid electrolytic capacitor, a metal effective for forming a thick sputtered film that enables high capacity. A mask can be provided, which has a remarkable effect on the manufacture of a thin solid electrolytic capacitor having excellent characteristics.
本発明のスパッタ用メタルマスクは、略方形で相似形の開口形状を有する貫通した開口部を備え、相似比が小さい方の開口形状を有する平面の開口部縁に、前記開口部の壁が張り出し部を形成している金属製板材で、相似比の大きな方の開口形状を有する平面が、被スパッタ材と接する側であることを特徴とするものである。 The metal mask for sputtering according to the present invention includes a through-opening having a substantially square and similar opening shape, and a wall of the opening protrudes from an edge of a flat opening having a smaller opening ratio. In the metal plate material forming the portion, the plane having the opening shape with the larger similarity ratio is the side in contact with the material to be sputtered.
本発明のメタルマスクの実施の形態を、図1から図3を用いて説明する。
図1は本発明のメタルマスクの説明図で、(a)は相似比の大きな方の開口形状を有する平面で被スパッタ材(バルブ金属箔)と接する側、すなわちバルブ金属箔に接する面10a側から見た場合の平面図となるもので、(b)は、その背面図で、相似比が小さい方の開口形状を有する平面、すなわちスパッタ装置に設置されるターゲット側に位置する面10bの開口部の様子を示していることになる。(c)、(d)はそれぞれ図1(b)のA−A’線に沿った断面図、B−B’線に沿った断面図である。
このように、メタルマスク10は多孔質バルブ金属陽極体素子のパターンに基づいた開口部11を有し、その開口部11の断面は、図1(c)、(d)に示すようなターゲット側の面が張り出す形になっている。この張り出しを張り出し部12とする。
An embodiment of the metal mask of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an explanatory view of a metal mask according to the present invention, and FIG. (B) is a rear view of the plane having an opening shape with a smaller similarity ratio, that is, the opening of the
Thus, the
スパッタリングで、このメタルマスク10を使用する場合に、スパッタの放射側に位置するメタルマスク面10bの開口部のサイズが、被スパッタ材であるバルブ金属箔に接する面10aの開口部のサイズより小さくなっているのが特長である。したがって、メタルマスク面10a、10bの開口部の大きさの差が、張り出し12の大きさを示している。
When this
図2は、本発明のメタルマスク10を用いて、バルブ金属箔20に厚いスパッタ膜30を成膜して、メタルマスク10を取り外す状態を説明する図である。
図2(a)は本発明のメタルマスク10の断面を示すものである。
メタルマスク10は、図には示していない磁石の吸引力を利用してバルブ金属箔20にメタルマスク面10aで接して配置される。メタルマスク10は、開口部11を形成する幅w、高さhの張り出し部12を有している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a thick
FIG. 2A shows a cross section of the
The
図2(b)は、膜厚の厚いスパッタ膜を成膜した後の断面図を示すものである。
メタルマスク10の開口部11を通してバルブ金属箔20の表面に膜厚tのスパッタ膜30が成膜される。また、メタルマスク10の表面10bや側面にもそれぞれスパッタ膜32と31が成膜されるが、張り出し12の内部へのスパッタ膜の堆積は減少するために、スパッタ膜30と31が繋がることはない。
FIG. 2B shows a cross-sectional view after forming a thick sputtered film.
A
スパッタ膜の形成後に、メタルマスク10を取り外すと、図2(c)に示すように、バリ状突起を生じないで、所定のパターンに成膜されたスパッタ膜30がバルブ金属箔上に形成されている。
When the
本発明のメタルマスク10の開口部11に設けられる張り出し部12の形状は、張り出し部12の高さhと、下記数2で高さhと幅wの関数として表される張出角θ、およびスパッタ膜の膜厚tによって決定される。なお、スパッタ膜の膜厚tは要求仕様により任意の値を採るものであることから、先ず、膜厚tが決まったのちに張り出し部12の高さh、張出角θを決定する。
The shape of the overhanging
張り出し部12の高さh、張出角θと、スパッタ膜の膜厚tの関係において、張り出し部12の高さhは、スパッタ膜の膜厚tの1.5〜10倍が好ましく、この範囲内において、張出角θの角度が30°以上、84°以内の角度であると図2(c)に示すようなスパッタ膜30、31が結合されていない健全な成膜を行うことが可能である。
Regarding the relationship between the height h of the overhanging
一方、高さhがスパッタ膜の膜厚tの1.5倍よりも小さい場合には、どのような張出角θであってもスパッタ膜30と31が接合してしまって、メタルマスクを取り外したときにバリ状突起(図5(c)参照)が生じてしまう。高さhが膜厚tの10倍よりも大きい場合では、張出角θが30°以上、84°以下の角度である時には、スパッタ膜30、31は結合しないが、メタルマスク10の厚みが厚くなるだけで、メタルマスク材料のコスト高の原因となる。
On the other hand, when the height h is smaller than 1.5 times the film thickness t of the sputtered film, the sputtered
張出角θは、30°以上、84°以下の角度であれば、スパッタ膜30とスパッタ膜31が結合することはないが、望ましくは30°以上、60°以下の角度が良い。60°を超える角度では、必要以上に張り出し部12の張り出し幅wを採ることになり、成膜範囲が制限されてバルブ金属箔を有効に利用できなくなる。
張出角θが30°未満ではスパッタ膜30とスパッタ膜31が結合しやすくなり、84.3°を超える角度では、w/h(張り出し部幅/張り出し部高さ)が10を超えることになり、メタルマスクをバルブ金属箔に装着する際の磁石の吸引力によって、張り出し部12がバルブ金属箔20に近づき、スパッタ膜30と31を結合せしめ易くなる。
If the overhang angle θ is an angle of 30 ° or more and 84 ° or less, the sputtered
When the overhang angle θ is less than 30 °, the sputtered
この張り出し部12の形成は、開口部面積の異なる金属板を接合して形成する方法や、NC旋盤などの精密切削機により切削して形成する方法などを用いる。
The projecting
図3に開口部の異なる金属板を用いて張り出し部12を形成する場合を示す。
図3(a)は開口部42aを有する第1の金属板41aを、図3(b)は42aよりも面積の小さい開口部42bを有する第2の金属板41bを示す。これらの金属板41a、41bの材質は、SUS430または42アロイを用いる。開口部42bは開口部42aよりも縦方向の上下にそれぞれw小さく、横方向の左右にもそれぞれw小さく形成されている。これらの開口部42a、42bはエッチングなどにより形成される。
FIG. 3 shows a case where the overhanging
3A shows a
図3(c)は第1の金属板41aと第2の金属板41bを接合した平面図を示す。金属板41aと41bは、開口部42aと42bの中心が一致するように接合され、幅wの張り出し43が形成される。金属板の接合は、ロウ材を使用してもよいし、溶接で接合してもよい。また、磁石の吸引力で実質的に接合された状態であってもよい。
FIG.3 (c) shows the top view which joined the
図3(d)は第1の金属板41aと第2の金属板41bを接合した断面図を示す。高さhは、ロウ材で接合する場合は、金属板42aの板厚とロウ材の厚みで決定される。磁石の吸引力で接合する場合は、金属板42aの厚みがhになる。
FIG. 3D shows a cross-sectional view in which the
以下、本発明のメタルマスクの実施の形態を実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the metal mask of the present invention will be described in detail by way of examples.
表1に示すような2530×2530μmの開口部を8×9列の72個配列した板厚30μmの第1の金属板(材質42アロイ)と、開口部が2500×2500μm、板厚150μmであること以外は第1の金属板と同様の第2の金属板を用意した。
第1の金属板と第2の金属板のすべての開口部中心位置が一致するように重ね合わせた後に、2枚の金属板の四隅をスポット溶接して、それぞれの開口部に高さ30μm、張出角26.5°、幅15μmの張り出し部を有するメタルマスクを作製した。
A first metal plate (material 42 alloy) having a plate thickness of 30 μm, in which 72 × 2530 × 2530 μm openings as shown in Table 1 are arranged in 8 × 9 rows, and the openings are 2500 × 2500 μm and the plate thickness is 150 μm. Except for this, a second metal plate similar to the first metal plate was prepared.
After overlapping so that the center positions of all the openings of the first metal plate and the second metal plate coincide with each other, the four corners of the two metal plates are spot-welded, and each opening has a height of 30 μm, A metal mask having a protruding portion with a protruding angle of 26.5 ° and a width of 15 μm was produced.
次に、メタルマスクと同じ大きさで、厚み50μmのTa箔(東京電解株式会社製)を用意して、メタルマスクの第1の金属板の面がTa箔の上に接するように配置した後に、Ta箔の裏面に配置した磁石でメタルマスクを吸引して固定した。これをスパッタ装置(アルバック株式会社製、SBH−2306RDE)に取り付けて、Ta−60体積%Cuの組成で、膜厚20μmのスパッタ膜を成膜した。メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。 Next, after preparing a Ta foil (manufactured by Tokyo Electrolytic Co., Ltd.) having the same size as the metal mask and a thickness of 50 μm and arranging the surface of the first metal plate of the metal mask in contact with the Ta foil The metal mask was attracted and fixed with a magnet arranged on the back surface of the Ta foil. This was attached to a sputtering apparatus (SBH-2306RDE manufactured by ULVAC, Inc.), and a sputtered film having a film thickness of 20 μm was formed with a composition of Ta-60% by volume Cu. When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil.
スパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜パターンが形成されていた。 As a result of observing the sputtered film with SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が2650×2650μmであること以外は、実施例1と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the opening of the first metal plate was 2650 × 2650 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が3100×3100μmであること以外は、実施例1と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the opening of the first metal plate was 3100 × 3100 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が2700×2700μm、板厚200μmであること以外は、実施例1と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the opening of the first metal plate was 2700 × 2700 μm and the plate thickness was 200 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が3200×3200μm、板厚200μmであること以外は、実施例1と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the opening of the first metal plate was 3200 × 3200 μm and the plate thickness was 200 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が2560×2560μm、板厚60μm、およびスパッタ膜の膜厚が40μmであること以外は、実施例1と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the opening of the first metal plate was 2560 × 2560 μm, the plate thickness was 60 μm, and the film thickness of the sputtered film was 40 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が2800×2800μmであること以外は、実施例6と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 6 except that the opening of the first metal plate was 2800 × 2800 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が3700×3700μmであること以外は、実施例6と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 6 except that the opening of the first metal plate was 3700 × 3700 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が2900×2900μm、板厚400μmであること以外は、実施例8と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 8 except that the opening of the first metal plate was 2900 × 2900 μm and the plate thickness was 400 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が3900×3900μm、板厚400μmであること以外は、実施例8と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 8 except that the opening of the first metal plate was 3900 × 3900 μm and the plate thickness was 400 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
表1に示す4130×4130μmの開口部を8×9列の72個配列した板厚30μmの第1の金属板(材質42アロイ)と、開口部が4100×4100μm、板厚150μmであること以外は第1の金属板と同様の第2の金属板を用いた以外は、実施例1と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A first metal plate (material 42 alloy) having a thickness of 30 μm in which 72 openings of 4130 × 4130 μm shown in Table 1 are arranged in 8 × 9 rows, and the openings are 4100 × 4100 μm and the thickness is 150 μm. A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1 except that a second metal plate similar to the first metal plate was used.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が4250×4250μmであること以外は、実施例11と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 11 except that the opening of the first metal plate was 4250 × 4250 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が4700×4700μmであること以外は、実施例11と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 11 except that the opening of the first metal plate was 4700 × 4700 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が4300×4300μm、板厚が200μmであること以外は、実施例11と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 11 except that the opening of the first metal plate was 4300 × 4300 μm and the plate thickness was 200 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が4800×4800μm、板厚が200μmであること以外は、実施例11と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 11 except that the opening of the first metal plate was 4800 × 4800 μm and the plate thickness was 200 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が4160×4160μm、板厚が60μm、スパッタ膜の膜厚を40μmとした以外は、実施例11と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 11 except that the opening of the first metal plate was 4160 × 4160 μm, the plate thickness was 60 μm, and the film thickness of the sputtered film was 40 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が4400×4400μmとした以外は、実施例16と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 16 except that the opening of the first metal plate was 4400 × 4400 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が5300×5300μmとした以外は、実施例16と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 16 except that the opening of the first metal plate was 5300 × 5300 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が4500×4500μm、板厚400μmとした以外は、実施例16と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 16 except that the opening of the first metal plate was 4500 × 4500 μm and the plate thickness was 400 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
第1の金属板の開口部が5500×5500μm、板厚400μmとした以外は、実施例16と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、いずれのパターン端部にもバリ状の突起は無く、良好なスパッタ膜のパターンが形成されていた。
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 16 except that the opening of the first metal plate was 5500 × 5500 μm and the plate thickness was 400 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, there was no burr-like projection at any pattern end, and a good sputtered film pattern was formed.
(比較例1)
第1の金属板の開口部が2560×2560μm、板厚25μmとした以外は、実施例1と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Comparative Example 1)
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the opening of the first metal plate was 2560 × 2560 μm and the plate thickness was 25 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(比較例2)
第1の金属板の開口部が3200×3200μm、板厚30μmとした以外は、実施例1と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Comparative Example 2)
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the opening of the first metal plate was 3200 × 3200 μm and the plate thickness was 30 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(比較例3)
第1の金属板の開口部が4000×4000μm、板厚50μmとした以外は、実施例6と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Comparative Example 3)
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 6 except that the opening of the first metal plate was 4000 × 4000 μm and the plate thickness was 50 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(比較例4)
第1の金属板の開口部が4000×4000μm、板厚60μmとした以外は、実施例6と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Comparative Example 4)
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 6 except that the opening of the first metal plate was 4000 × 4000 μm and the plate thickness was 60 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(比較例5)
第1の金属板の開口部が4160×4160μm、板厚25μmとした以外は、実施例11と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Comparative Example 5)
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 11 except that the opening of the first metal plate was 4160 × 4160 μm and the plate thickness was 25 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(比較例6)
第1の金属板の開口部が4800×4800μm、板厚30μmとした以外は、実施例11と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Comparative Example 6)
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 11 except that the opening of the first metal plate was 4800 × 4800 μm and the plate thickness was 30 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(比較例7)
第1の金属板の開口部が5600×5600μm、板厚50μmとした以外は、実施例16と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Comparative Example 7)
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 16 except that the opening of the first metal plate was 5600 × 5600 μm and the plate thickness was 50 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(比較例8)
第1の金属板の開口部が5600×5600μm、板厚60μmとした以外は、実施例16と同じ条件で、スパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Comparative Example 8)
A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 16 except that the opening of the first metal plate was 5600 × 5600 μm and the plate thickness was 60 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(従来例1)
第1の金属板の開口部を2500×2500μm、板厚を30μmとし、第2の金属板の開口部を2500×2500μmと第1の金属板と同じくし、その板厚を150μmとした以外は、実施例1と同じ条件でスパッタ膜を成膜した。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に2.5mm×2.5mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Conventional example 1)
Except that the opening of the first metal plate is 2500 × 2500 μm, the plate thickness is 30 μm, the opening of the second metal plate is 2500 × 2500 μm, the same as the first metal plate, and the plate thickness is 150 μm. A sputtered film was formed under the same conditions as in Example 1.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 2.5 mm × 2.5 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
(従来例2)
第1の金属板および第2の金属板の開口部を4100×4100μmとした以外は、従来例1と同様にしてスパッタ膜の成膜を行った。
メタルマスクを取り外すと、Ta箔上に4.1mm×4.1mmサイズのスパッタ膜パターンが72個配列されていた。このスパッタ膜をSEMで観察した結果、パターン端部にバリ状の突起を有するスパッタ膜パターンが見られた。
(Conventional example 2)
A sputtered film was formed in the same manner as in Conventional Example 1 except that the openings of the first metal plate and the second metal plate were set to 4100 × 4100 μm.
When the metal mask was removed, 72 sputtered film patterns of 4.1 mm × 4.1 mm size were arranged on the Ta foil. As a result of observing this sputtered film with an SEM, a sputtered film pattern having burr-like protrusions at the end of the pattern was observed.
表1の実施例1から20からもわかるように、本発明のメタルマスクを用いて、スパッタ膜の成膜を行った場合には、図5(c)に示すような「バリ」の発生は見当たらなかった。
対して、張り出し部高さh、あるいは張出角θのいずれかが本発明の範囲外にある比較例では、いずれもスパッタ膜パターンにのいずこかに「バリ」の発生が見られた。また、メタルマスクの開口部に張り出し部を持たない従来例1、2でも、スパッタ膜パターンに「バリ」が見られた。
As can be seen from Examples 1 to 20 in Table 1, when a sputtered film is formed using the metal mask of the present invention, the occurrence of “burrs” as shown in FIG. I didn't find it.
On the other hand, in the comparative examples in which either the overhang height h or the overhang angle θ is out of the scope of the present invention, the occurrence of “burrs” was observed somewhere in the sputtered film pattern. . In addition, even in the conventional examples 1 and 2 in which the metal mask opening did not have an overhang, “burrs” were observed in the sputtered film pattern.
10 メタルマスク
10a メタルマスク面(バルブ金属箔側)
10b メタルマスク面(ターゲット側)
11 開口部
12 張り出し部
20 バルブ金属箔
30 スパッタ膜
31 スパッタ膜
32 スパッタ膜
40 メタルマスク
41a 第1の金属板
41b 第2の金属板
42a 第1の金属板の開口部
42b 第2の金属板の開口部
43 張り出し部
h 張り出し部高さ〔μm〕
θ 張出角〔°〕
w 張り出し幅〔μm〕
10
10b Metal mask surface (target side)
DESCRIPTION OF
h Overhang height [μm]
θ Overhang angle (°)
w Overhang width [μm]
Claims (4)
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