JP2022067159A - 蒸着マスクユニットとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精密に配置された複数の開口を備える蒸着マスクユニットとその製造方法を提供すること。【解決手段】蒸着マスクユニット１００は、第１の金属層１１２、第２の金属層１１４、および第１の金属層上のフレーム１２０ａ、１２０ｂを備える。第１の金属層は複数の第１の開口１１２ａを有する。第２の金属層は第１の金属層上に位置し、第１の金属層と接し、複数の第２の開口１１４ａを有する。フレームは第１の金属層上に位置する。フレームの一部は、隣接する二つの第１の開口の間、および隣接する二つの第２の開口の間の領域を延伸し、この領域において第１の金属層と重なる。複数の第１の開口の少なくとも一つは、複数の第２の開口の一つと重なる。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態の一つは、蒸着マスクユニットとその製造方法に関する。

表示素子やメモリ素子などの半導体素子は、絶縁体、半導体、導電体などの様々な材料を含む薄膜が絶縁基板や半導体基板上に積層された構造体であり、これらの薄膜が適宜パターニング、接続され、半導体素子としての機能が発現される。薄膜を形成する方法の一つとして真空蒸着法が挙げられる。この方法では、高真空下において材料を加熱することで材料を昇華、あるいは蒸発（以下、昇華と蒸発を総じて気化と呼ぶ）させて材料の蒸気を生成する。この時、薄膜を形成する領域（以下、蒸着領域）に選択的に材料を堆積させるために蒸着マスクが用いられる。蒸着マスクは材料の蒸気を通過させるための複数の開口を有しており、この開口と蒸着領域を重ねた状態で蒸着を行うことにより、蒸着領域上に材料の蒸気を選択的に固化・堆積することができる（特許文献１参照）。

特開２０１７－２１０６３３号公報

本発明の実施形態の一つは、蒸着マスクユニットとその製造方法を提供することを課題の一つとする。例えば、本発明の実施形態の一つは、精密に配置された複数の開口を備える蒸着マスクユニットとその製造方法を提供することを課題の一つとする。

本発明の実施形態の一つは蒸着マスクユニットである。この蒸着マスクユニットは、第１の金属層、第２の金属層、および第１の金属層上のフレームを備える。第１の金属層は複数の第１の開口を有する。第２の金属層は第１の金属層上に位置し、第１の金属層と接し、複数の第２の開口を有する。フレームは第１の金属層上に位置する。フレームの一部は、隣接する二つの第１の開口の間と隣接する二つの第２の開口の間の領域を延伸し、この領域において第１の金属層と重なる。複数の第１の開口の少なくとも一つは、複数の第２の開口の一つと重なる。

本発明の実施形態の一つは蒸着マスクユニットを製造する方法である。この製造方法は、支持基板上に第１の金属層を形成すること、第１の金属層上にフレームを配置すること、複数の第２の開口を有する第２の金属層を第１の金属層上に形成すること、第１の金属層から支持基板を剥離すること、および第１の金属層に対し、第２の金属層と反対側からレーザ光を照射することによって複数の第１の開口を第１の金属層に形成することを含む。複数の第１の開口の形成は、複数の第１の開口の少なくとも一つが複数の第２の開口の一つと重なるように行われる。

本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットが適用可能な蒸着装置の模式的上面図と側面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットの模式的上面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットの模式的上面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットの模式的断面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットの模式的上面図と断面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットの模式的断面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットの模式的断面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットを製造する方法を示す模式的断面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットを製造する方法を示す模式的断面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットを製造する方法を示す模式的断面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットを製造する方法を示す模式的断面図。 本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニットを製造する方法を示す模式的断面図。

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

以下、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。

以下、本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニット１００とその製造方法について説明する。

１．蒸着装置
蒸着マスクユニット１００は、金属や有機化合物、無機化合物、またはこれらが混合された膜を蒸着法によって形成する際、蒸着領域に選択的に膜を形成するために用いることができる。図１（Ａ）と図１（Ｂ）に蒸着による膜形成の際に用いられる典型的な蒸着装置の模式的上面図と側面図を示す。蒸着装置は、種々の機能を有する複数のチャンバーで構成される。チャンバーの一つが図１（Ａ）に示す蒸着チャンバー１５０であり、蒸着チャンバー１５０は、隣接するチャンバーとロードロック扉１５２で仕切られ、内部が高真空の減圧状態、あるいは窒素やアルゴンなどの不活性ガスで満たされた状態が維持されるよう構成される。したがって、図示しない減圧装置やガス吸排気機構などが蒸着チャンバー１５０に接続される。

蒸着チャンバー１５０は、基板などの成膜対象物が収納可能な空間を提供する。図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示した例では、基板１７０の下に蒸着源１５４が配置され、蒸着源１５４には蒸着される材料が充填される。蒸着源１５４において材料が加熱されて気化し、材料の蒸気が蒸着マスクユニット１００の開口（後述）を介して基板１７０の表面へ到達すると冷却されて固化し、材料が堆積して基板１７０上（図１（Ｂ）では基板１７０の下側の面上）に材料の膜を与える。図１（Ａ）に示す例では、概ね線状の形状を有し、基板１７０の一つの辺に沿って配置された蒸着源１５４（リニアソースとも呼ばれる）が備えられているが、蒸着源１５４は任意の形状持つことが可能であり、基板１７０の重心に重なるような、いわゆるポイントソースと呼ばれる蒸着源１５４でもよい。ポイントソースの場合には、基板１７０と蒸着源１５４の相対的な位置は固定され、基板１７０を回転するための機構を設けてもよい。

リニアソース型の蒸着源１５４が用いられる場合、蒸着チャンバー１５０は基板１７０と蒸着源１５４が相対的に移動するよう構成される。図１（Ａ）では、蒸着源１５４が固定され、その上を基板１７０が移動する例が示されている。図１（Ｂ）に示すように、蒸着チャンバー１５０にはさらに、基板１７０と蒸着マスクユニット１００を保持するためのホルダー１６０、ホルダー１６０を移動するための移動機構１５８、シャッター１５６などが備えられる。ホルダー１６０によって基板１７０と蒸着マスクユニット１００の互いの位置関係が維持され、移動機構１５８によって基板１７０と蒸着マスクユニット１００が蒸着源１５４の上を移動させることができる。シャッター１５６は、材料の蒸気を遮蔽する、あるいは基板１７０への到達を許容するために蒸着源１５４の上に設けられ、図示しない制御装置によって開閉が制御される。図示しないが、蒸着チャンバー１５０には、材料の蒸着速度をモニターするためのセンサ、材料による汚染を防ぐための防着板、蒸着チャンバー１５０内の圧力をモニターするための圧力計などが備えられる。

２．蒸着マスクユニット
蒸着マスクユニット１００の上面模式図を図２に、図２の一部の拡大図を図３に、図２の鎖線Ａ－Ａ´と図３の鎖線Ｂ－Ｂ´に沿った断面の模式図をそれぞれ図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示す。これらの図に示されるように、蒸着マスクユニット１００は、基本的な構成として、蒸着マスク１１０と蒸着マスク１１０上に設けられるフレーム１２０を備える。蒸着マスク１１０は第１の金属層１１２、ならびに第１の金属層１１２上に位置し、第１の金属層１１２と接する第２の金属層１１４を含む（図４（Ａ）、図４（Ｂ））。

２－１．第１の金属層
第１の金属層１１２は複数の開口（以下、第１の開口）１１２ａを有する。第１の開口１１２ａは蒸着領域を決定する開口であり、第１の開口１１２ａを通過する材料が基板などの成膜対象物上で固化・堆積され、これにより材料の薄膜が形成される。第１の金属層１１２の厚さは、例えば０．５μｍ以上１０μｍ以下、１μｍ以上５μｍ以下、または１μｍ以上３μｍ以下の範囲から適宜選択される。第１の金属層１１２はニッケルや鉄、コバルト、銅、チタン、クロムなどの０価の金属から選択される金属またはこれらの金属の少なくとも一つを含有する合金を含む。第１の金属層１１２には、さらに炭素が含まれていてもよい。第１の金属層１１２は単層構造でも良く、異なる材料を含む複数の層で構成されていてもよい。例えば、第１の金属層１１２はチタンを含む層とニッケルを含む層の積層構造を有していてもよい。

２－２．第２の金属層
第２の金属層１１４も複数の開口（以下、第２の開口）１１４ａを有する。図３から図４（Ｂ）に示す例では、一つの第２の開口１１４ａに対し一つの第１の開口１１２ａが設けられ、一つの第１の開口１１２ａと一つの第２の開口１１４ａが互いに重なるように、第１の開口１１２ａと第２の開口１１４ａが配置される。第１の開口１１２ａの面積は、第２の開口１１４ａの面積よりも小さく、複数の第１の開口１１２ａの各々の面積が第２の開口１１４ａのいずれの面積よりも小さくてもよい。したがって、一つの第２の開口１１４ａは、少なくとも一つの第１の開口１１２ａを構成する少なくとも一つまたはすべての辺を取り囲む。換言すると、第１の開口１１２ａの全体が第２の開口１１４ａと重なる。このため、第１の金属層１１２の一部は第２の開口１１４ａから露出し、第１の金属層１１２と第２の金属層１１４の間には段差１１３が存在する（図４（Ｂ））。

第１の開口１１２ａと第２の開口１１４ａの数は必ずしも同一である必要は無く、前者は後者よりも多くてもよい。例えば図５（Ａ）に示す蒸着マスクユニット１００の上面模式図、および図５（Ａ）の鎖線Ｃ－Ｃ´、Ｄ－Ｄ´に沿った断面の模式図（図５（Ｂ）、図５（Ｃ））に示されるように、一つの第２の開口１１４ａに対し複数の第１の開口１１２ａが設けられ、一つの第２の開口１１４ａが複数の第１の開口１１２ａと重なるように第１の開口１１２ａと第２の開口１１４ａを配置してもよい。一つの第２の開口１１４ａと重なる第１の開口１１２ａの数は２でもよく４以上でもよい。

第２の金属層１１４の厚さは第１の金属層１１２の厚さと同一またはそれ以上でもよく、例えば５μｍ以上２００μｍ以下、５μｍ以上１００μｍ以下、または１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲から適宜選択すればよい。第１の金属層１１２よりも大きな厚さで第２の金属層１１４を形成することで、第１の金属層１１２の撓みやそれに起因する第１の開口１１２ａの位置変化が防止され、より精密に蒸着領域に上に第１の開口１１２ａを配置することができる。第２の金属層１１４もニッケルや鉄、コバルト、銅、チタン、クロムなどの０価の金属から選択される金属またはこれらの金属の少なくとも一つを含有する合金を含み、さらに炭素が含まれていてもよい。第１の金属層１１２と第２の金属層１１４の組成は同一でもよく、異なっていてもよい。

２－３．フレーム
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、フレーム１２０は第２の金属層１１４と接するように設けられ、これにより、蒸着マスク１１０がフレーム１２０に固定される。フレーム１２０は蒸着マスク１１０が変形しないための強度を与える機能を有し、フレーム１２０によって蒸着マスク１１０の形状が維持され、蒸着マスク１１０の撓みやそれに起因する第１の開口１１２ａや第２の開口１１４ａの位置変化が防止される。これにより、第１の開口１１２ａや第２の開口１１４ａを蒸着領域と重なるように精密に配置することができる。フレーム１２０も０価の金属を含み、金属としてはニッケル、鉄、コバルト、クロム、マンガンなどから選択される。例えばフレーム１２０は鉄とクロムを含む合金、鉄、ニッケルおよびマンガンを含む合金でもよく、合金には炭素が含まれていてもよい。フレーム１２０の厚さは第１の金属層１１２や第２の金属層１１４よりも大きくてもよく、例えば０．５ｍｍ以上１ｃｍ以下または１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲から適宜選択される。

図２に示すように、フレーム１２０はすべての第１の開口１１２ａや第２の開口１１４ａを取り囲む外フレーム１２０ａを備える。外フレーム１２０ａは蒸着マスク１１０の外周に沿うように配置される（図４（Ａ））。

任意の構成として、フレーム１２０は外フレーム１２０ａと一体化された内フレーム１２０ｂを備えてもよい（図２参照）。フレーム１２０の一部である内フレーム１２０ｂは、隣接する第１の開口１１２ａの間および隣接する第２の開口１１４ａの間の領域を延伸するように設けられる（図４（Ｂ））。内フレーム１２０ｂは外フレーム１２０ａに囲まれ、外フレーム１２０ａに囲まれる領域を複数の領域（窓）に分割する。この構造によって外フレーム１２０ａの強度が増大し、このことは蒸着マスクユニット１００の変形防止に寄与する。大型の基板に対して蒸着を行う場合、外フレーム１２０ａの一辺の長さは３ｍを超えることがある。このため、内フレーム１２０ｂを設けることで蒸着マスクユニット１００の撓みが効果的に防止され、第１の開口１１２ａや第２の開口１１４ａを大型基板上の蒸着領域上に精密に配置することができる。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、フレーム１２０は第１の金属層１１２と第２の金属層１１４と重なるように設けることができる。すなわち、第２の金属層１１４が第１の金属層１１２とフレーム１２０によって挟まれるようにフレーム１２０を配置してもよい。この場合、内フレーム１２０ｂの底面全体が第１の金属層１１２や第２の金属層１１４と重なってもよい。

あるいは図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、フレーム１２０は第１の金属層１１２と接してもよい。この場合においても、内フレーム１２０ｂの底面全体が第１の金属層１１２と重なるように、フレーム１２０を配置してもよい。第２の金属層１１４は、第１の金属層１１２の上面とフレーム１２０の側面と接するように設けられる。換言すると、フレーム１２０の底面と側面は、それぞれ第１の金属層１１２と第２の金属層１１４と接する。

あるいは図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、フレーム１２０と第１の金属層１１２の間に、これらに接する接着層１２２を設けてもよい。接着層１２２は、例えば光硬化性または熱硬化性のアクリル系接着剤やエポキシ系接着剤などを含むことができる。この場合においても、内フレーム１２０ｂの底面全体が第１の金属層１１２と重なるように、フレーム１２０を配置することができる。また、第２の金属層１１４は、第１の金属層１１２の上面とフレーム１２０の側面と接するように設けられる。接着層１２２の側面は第２の金属層１１４と接してもよく、これにより、接着層１２２は第１の金属層１１２、第２の金属層１１４、およびフレーム１２０によって密閉され、接着層１２２が外部に露出しない構造を得ることができる。接着層１２２が密閉されると、蒸着マスクユニット１００を有機溶剤や水などの洗浄液で洗浄する際、接着層１２２が洗浄液によって膨潤することが防止され、膨潤に伴う体積変化や接着力の低下を招かない。したがって、蒸着マスクユニット１００の形状や第１の開口１１２ａと第２の開口１１４ａの配置の変化を防止することができる。また、接着層１２２の溶解を防止することができるため、蒸着マスクユニット１００の汚染を防止することができる。

蒸着マスクユニット１００を用いて蒸着を行う際には、蒸着領域と第１の開口１１２ａが重なるように蒸着マスクユニット１００と成膜対象が配置される。蒸着マスクユニット１００は、第１の金属層１１２が第２の金属層１１４よりも成膜対象に近くなるように配置される。材料の蒸気が第２の開口１１４ａと第１の開口１１２ａとを順次通過し、蒸着領域上に材料が堆積する。表示装置の表示領域に設けられる複数の画素のそれぞれに蒸着によって膜を作製する場合には、複数の第１の開口１１２ａが表示装置の画素電極と重なるように蒸着マスクユニット１００が配置される。後述するように、蒸着マスク１１０の第１の開口１１２ａは、目的とする蒸着領域に対応する位置に精密に設けることができる。このため、複数の蒸着領域が非常に小さい間隔で配置されている場合でも、蒸着領域上に選択的に膜形成を行うことができる。このことは、有機電界発光表示装置などの蒸着プロセスを経て製造される電子デバイスの製造歩留りの向上に寄与し、電子デバイスの製造コストの削減を可能とする。

３．蒸着マスクユニットの製造方法
蒸着マスクユニット１００の製造方法の一例を図８（Ａ）から図１９（Ｃ）を用いて説明する。これらの図は蒸着マスクユニット１００の模式的断面図であり、図４（Ｂ）に対応する。

３－１．蒸着マスクの形成
まず、絶縁性の支持基板１４０上に第１の金属層１１２を形成する（図８（Ａ））。絶縁性の支持基板１４０としては、ガラス基板、石英基板、またはポリイミドやポリアミド、ポリカルボナート、もしくはポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどを含むプラスチック基板などが挙げられる。好ましくは、後述するレーザ光に対する透過率が高い材料を用いる。支持基板１４０上にレジストマスクを形成すること無く、支持基板１４０の全面またはほぼ全面に第１の金属層１１２をスパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ）法、またはめっき法（電解めっき法、無電解めっき法）などを利用して第１の金属層１１２を形成する。電解めっき法を用いる場合には、スパッタリング法またはＣＶＤ法を用いてチタン、ニッケル、クロム、銅、金などの金属、あるいはこれらの合金などを含むシード層を形成し、その後、めっき液中でシード層に給電することで第１の金属層１１２を形成してもよい。めっき液としては、硫酸ニッケル、塩化ニッケルなどのニッケル塩を含む電解質水溶液を利用することができる。

その後、第２の金属層１１４を形成する。第２の金属層１１４の形成方法の一例は、第２の開口１１４ａを形成する領域以外の領域（非開口部）にレジストマスク１４２を形成し（図８（Ｂ））、その後、めっき液中で第１の金属層１１２に給電し、第２の金属層１１４を電解めっき法で成長させることを含む（図８（Ｃ））。レジストマスク１４２の形成は、一般的なフォトリソグラフィーで行われる感光性レジストの塗布、フォトマスクを介した露光による硬化、現像によって行えばよい。レジストマスク１４２は、例えばネガ型のレジストを第１の金属層１１２上に塗布し、第２の開口１１４ａを形成する領域が選択的に露光されるよう、フォトマスクを介して露光を行う。あるいは、ポジ型のレジストを剥離層１３０上に塗布し、非開口部が選択的に露光されるよう、フォトマスクを介して露光を行う。その後、現像を行い、パターニングされたレジストマスク１４２を得る。レジストは液状でもよく、レジストフィルムと呼ばれるフィルム状のフォトレジストを用いてもよい。なお、レジストマスク１４２の厚さは、第２の金属層１１４の厚さよりも大きいことが好ましい。

第２の金属層１１４の成長が完了した後、レジストマスク１４２を剥離液によるエッチング、あるいは／およびアッシングによって除去する。これにより、複数の第２の開口１１４ａを有する第２の金属層１１４が形成される（図８（Ｃ））。図示しないが、第１の金属層１１２上にパターニングされていない金属層をスパッタリング法またはＣＶＤ法などを利用して形成し、この金属層をリソグラフィーによってパターニングして第２の金属層１１４を形成してもよい。

３－２．フレームの配置と固定
この後、図９（Ａ）に示すように、フレーム１２０を配置する。フレーム１２０は第２の金属層１１４と接するように、かつ、内フレーム１２０ｂが隣接する第２の開口１１４ａの間の領域を延伸するように配置される。この後、支持基板１４０側から第１の金属層１１２に対してレーザ光を照射する（図９（Ａ）中の矢印参照）。具体的には、支持基板１４０を介して内フレーム１２０ｂと第１の金属層１１２が重なる領域へレーザ光を照射する。レーザ光の種類に制限はなく、ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザ、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、ヘリウム・ネオンレーザ、エキシマ―レーザ、アルゴンレーザなどのレーザから発振されるレーザ光を利用することができる。レーザ光のビーム形状にも制約はなく、点状、線状、あるいは円や四角形などの二次元形状を有してもよい。レーザ光をによって与えられる熱によって第２の金属層１１４とフレーム１２０が溶接（レーザ溶接）され、互いに固定される。

引き続き、支持基板１４０を第１の金属層１１２から剥離する（図９（Ｂ））。支持基板１４０の剥離は物理的に行ってもよく、化学的に行ってもよい。後者の場合には、支持基板１４０としてガラス基板を用い、ポリイミドなどのフッ酸に対する耐性の高いレジストを用いて第１の金属層１１２、第２の金属層１１４、およびフレーム１２０を保護し、フッ酸を用いて支持基板１４０を溶解すればよい。

３－３．第１の開口の形成
その後、レーザ光を第１の金属層１１２へ照射して第１の開口１１２ａを形成する（図９（Ｂ））。具体的には、レーザ光を第２の金属層１１４と反対側から第１の金属層１１２に照射し、レーザ光のエネルギーによって第１の金属層１１２の一部を除去（レーザアブレーション）する。レーザ光の種類に制限はなく、ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザ、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、ヘリウム・ネオンレーザ、エキシマ―レーザ、アルゴンレーザなどのレーザから発振されるレーザ光を利用することができる。上述したように、第１の金属層１１２は比較的小さい膜厚を有するように形成される。このため、レーザ光の照射によって速やかに第１の金属層１１２の一部が除去され、第１の開口１１２ａを形成することができる（図９（Ｃ））。レーザアブレーションは、一つまたは複数のレーザ射出口から、第１の金属層１１２の所望の領域にレーザ照射を行い、照射箇所を順次移動させて行えばよい（図９（Ｃ）、図９（Ｄ））。

３－４．蒸着マスクユニットの他の製造方法
蒸着マスクユニット１００の製造方法は上述した方法に限られない。例えば支持基板１４０として銅やアルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、モリブデン、マンガンなどの金属、またはこれらから選択される金属を含有する合金を含む金属基板を用いることができる。この場合には、図１０（Ａ）に示すように、支持基板１４０上に剥離層１３０を形成することが好ましい。剥離層１３０は、支持基板１４０上に形成される蒸着マスクユニット１００を支持基板１４０から剥離することを促進するための機能層であり、例えばニッケルやモリブデン、タングステンなどの金属薄膜を用いることができる。剥離層１３０は、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下、または４０μｍ以上１５０μｍ以下の厚さとなるよう、めっき法、スパッタリング法、またはＣＶＤ法を利用して形成すればよい。

引き続き、支持基板１４０上にレジストマスクを形成すること無く、支持基板１４０の全面またはほぼ全面に第１の金属層１１２をスパッタリング法、ＣＶＤ法、またはめっき法などを利用して第１の金属層１１２を形成する（図１０（Ｂ））。電解めっき法を用いる場合には、剥離層１３０をシード層として利用し、めっき液中で剥離層１３０に給電することで第１の金属層１１２を形成することができる。剥離層１３０を用いない場合には、支持基板１４０に給電することで第１の金属層１１２を形成してもよい。

その後、第１の金属層１１２上にフレーム１２０を配置する。フレーム１２０は第１の金属層１１２と接するように配置される。このとき、マグネット１４４を支持基板１４０の下に配置してもよい。マグネット１４４による磁力によってフレーム１２０の位置を安定化することができる（図１０（Ｃ））。

引き続き、第２の金属層１１４を形成する。第２の金属層１１４の形成方法は上述したそれと同様であり、非開口部にレジストマスク１４２を形成し（図１１（Ａ））、その後、めっき液中で第１の金属層１１２に給電し、第２の金属層１１４を電解めっき法で成長させることを含むことができる（図１１（Ｂ））。レジストマスク１４２の形成は、一般的なフォトリソグラフィーで行われる感光性レジストの塗布、フォトマスクを介した露光による硬化、現像によって行えばよい。このとき、フレーム１２０上にもレジストマスク１４２を形成してもよい。これにより、第２の金属層１１４がフレーム１２０上に形成されることをが防止される。

第２の金属層１１４の成長が完了した後、レジストマスク１４２を剥離液によるエッチング、あるいは／およびアッシングによって除去する。これにより、複数の第２の開口１１４ａを有する第２の金属層１１４が形成される（図１１（Ｂ））。図示しないが、第１の金属層１１２上にパターニングされていない金属層をスパッタリング法またはＣＶＤ法などを利用して形成し、この金属層をリソグラフィーによってパターニングして第２の金属層１１４を形成してもよい。

その後のプロセスは、上述したプロセスと同様である。すなわち、支持基板１４０を第１の金属層１１２から剥離し、その後第１の開口１１２ａを形成する領域に対してレーザアブレーションを行う（図１１（Ｃ））。レーザアブレーションは、一つまたは複数のレーザ射出口から、第１の金属層１１２の所望の領域にレーザ照射を行い、照射箇所を順次移動させて行えばよい（図１１（Ｃ）、図１１（Ｄ））。以上のプロセスにより、図６（Ａ）や図６（Ｂ）に示した構造の蒸着マスクユニット１００を製造することができる。

なお、接着層１２２を用いる場合には、支持基板１４０としてガラス基板、石英基板、またはプラスチック基板を用い、支持基板１４０上に第１の金属層１１２を形成し（図８（Ａ））、その後接着層１２２を与える接着剤を第１の金属層１１２に塗布し、その上にフレーム１２０を設ければよい（図１２（Ａ））。一方、金属基板を支持基板１４０として用いる場合には、支持基板１４０上に剥離層１３０と第１の金属層１１２を順次形成した後（図１０（Ｂ））、接着剤を第１の金属層１１２に塗布し、その上にフレーム１２０を設ければよい（図１２（Ｂ））。この後のプロセスは上述したプロセスと同様であり、レジストマスク１４２の形成、第２の金属層１１４の形成、レジストマスク１４２の除去、支持基板１４０および剥離層１３０の剥離、およびレーザアブレーションによる第１の開口１１２ａが行われる。

上述したように、本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニット１００の製造方法では、蒸着マスク１１０とフレーム１２０を固定した後、蒸着領域に対応するように配置される第１の開口１１２ａを形成する前に、支持基板１４０が蒸着マスクユニット１００から剥離される。支持基板１４０の剥離の際には蒸着マスク１１０やフレーム１２０に物理的な力が印加されるため、剥離後の蒸着マスクユニット１００、特に蒸着マスク１１０には印加された力による変形に起因して生じる応力が残留し得る。しかしながら、このような応力が残留しても、第１の開口１１２ａは蒸着マスク１１０の変形後にレーザアブレーションによって形成されるため、その位置（座標）は剥離時の変形には左右されず、残留応力によっても変化しない。このため、本発明の実施形態の一つに係る蒸着マスクユニット１００は、蒸着領域に対応する位置に精密に配置される開口を備えることができ、このことは蒸着プロセスにおける成膜精度の向上に寄与する。このことは、蒸着領域を定義する開口（蒸着マスクユニット１００では第１の開口１１２）を形成した後に支持基板を剥離する工程と比較して有利な点である。これは、開口形成後に支持基板を剥離すると、剥離によって蒸着マスク１００が変形したり応力が残留したりすると、これに起因して開口の位置が変化し、蒸着領域上に精密に開口を配置することができなくなるためである。

また、蒸着マスクユニット１００の蒸着マスク１１０は、二層の金属層（第１の金属層１１２と第２の金属層１１４）の積層体であり、蒸着マスク１１０に樹脂などの有機化合物は含まれない。このため、第１の開口１１２ａを形成する際のレーザ照射によって有機化合物の分解で生じる異物に起因する不良発生も抑制することができる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の作製方法を基にして、当業者が適宜工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１００：蒸着マスクユニット、１１０：蒸着マスク、１１２：第１の金属層、１１２ａ：第１の開口、１１３：段差、１１４：第２の金属層、１１４ａ：第２の開口、１２０：フレーム、１２０ａ：外フレーム、１２０ｂ：内フレーム、１２２：接着層、１３０：剥離層、１４０：支持基板、１４２：レジストマスク、１４４：マグネット、１５０：蒸着チャンバー、１５２：ロードロック扉、１５４：蒸着源、１５６：シャッター、１５８：移動機構、１６０：ホルダー、１７０：基板

Claims (20)

1. 複数の第１の開口を有する第１の金属層、
   前記第１の金属層上に位置し、前記第１の金属層と接し、複数の第２の開口を有する第２の金属層、および
   前記第１の金属層上のフレームを備え、
   前記フレームの一部は、隣接する二つの前記第１の開口の間と隣接する二つの前記第２の開口の間の領域を延伸し、前記領域において前記第１の金属層と重なり、
   前記複数の第１の開口の少なくとも一つは、前記複数の第２の開口の一つと重なる、蒸着マスクユニット。
2. 前記複数の第１の開口の数は、前記複数の第２の開口の数と同一である、請求項１に記載の蒸着マスクユニット。
3. 前記複数の第１の開口のそれぞれの面積は、前記複数の第２の開口のいずれの面積よりも小さい、請求項２に記載の蒸着マスクユニット。
4. 前記複数の第２の開口の少なくとも一つは、二つ以上の前記第１の開口と重なる、請求項１に記載の蒸着マスクユニット。
5. 前記フレームは、前記第２の金属層上に位置し、前記第２の金属層と接する、請求項１に記載の蒸着マスクユニット。
6. 前記フレームは、前記領域において前記第２の金属層と重なる、請求項５に記載の蒸着マスクユニット。
7. 前記第２の金属層は、前記第１の金属層と前記フレームに挟まれる、請求項５に記載の蒸着マスクユニット。
8. 前記フレームは、前記第１の金属層と接する、請求項１に記載の蒸着マスクユニット。
9. 前記フレームの底面と側面は、それぞれ前記第１の金属層と前記第２の金属層と接する、請求項８に記載の蒸着マスクユニット。
10. 前記第１の金属層と前記フレームの間に接着層をさらに備える、請求項１に記載の蒸着マスクユニット。
11. 前記フレームの底面と側面は、それぞれ前記接着層と前記第２の金属層と接する、請求項１０に記載の蒸着マスクユニット。
12. 支持基板上に第１の金属層を形成すること、
    前記第１の金属層上にフレームを配置すること、
    複数の第２の開口を有する第２の金属層を前記第１の金属層上に形成すること、
    前記第１の金属層から前記支持基板を剥離すること、および
    前記第１の金属層に対し、前記第２の金属層と反対側からレーザ光を照射することによって複数の第１の開口を前記第１の金属層に形成することを含み、
    前記複数の第１の開口の形成は、前記複数の第１の開口の少なくとも一つが前記複数の第２の開口の一つと重なるように行われる、蒸着マスクユニットの製造方法。
13. 前記第１の金属層への前記レーザ光の照射は、前記複数の第１の開口のそれぞれの面積が前記複数の第２の開口のいずれの面積よりも小さくなるように行われる、請求項１２に記載の製造方法。
14. 前記第１の金属層への前記レーザ光の照射は、前記複数の第２の開口の少なくとも一つが二つ以上の前記第１の開口と重なるように行われる、請求項１２に記載の製造方法。
15. 前記第２の金属層の前記形成は、前記第２の金属層が前記第１の金属層と接するように行われ、
    前記フレームの前記配置は、前記第２の金属層の形成後に、前記フレームが前記第２の金属層と接するように行われる、請求項１２に記載の製造方法。
16. 前記フレームの前記配置は、前記第２の金属層の形成前に、前記フレームが前記第１の金属層と接するように行われる、請求項１２に記載の製造方法。
17. 前記第２の金属層の前記形成は、前記第２の金属層が前記フレームの側面と前記第１の金属層と接するように行われる、請求項１６に記載の製造方法。
18. 前記第１の金属層と接する接着層を前記第１の金属層上に形成することをさらに含み、
    前記フレームの前記配置は、前記接着層の形成後、前記接着層が前記第１の金属層と前記フレームによって挟まれるように行われ、
    前記第２の金属層の形成は、前記フレームの側面と前記第１の金属層と接するように行われる、請求項１２に記載の製造方法。
19. 前記第１の金属層の前記形成は、電解めっき法によって行われる、請求項１２に記載の製造方法。
20. 前記第２の金属層の前記形成は、電解めっき法によって行われる、請求項１２に記載の製造方法。
    
    

Images