JP4847081B2 - メタルマスクおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、メタルマスクに関し、特にスクリーン印刷などする際に使用される印刷用マスクや導電性ボールなどを搭載する際に使用される配列用マスクなどに好適なメタルマスクおよびその製造方法に関するものである。

例えば、特許文献１には、図３５に示すように、面実装部品の位置に合わせて設けたパターン孔１０２と、２組の対向する辺からそれぞれ一体に延長された保持部１０３と、保持部１０３に設けた張力緩衝部１０４と、保持部１０３の幅方向に多数の打抜孔１０５とを有するメタルマスク１０１が開示されている。このようにメタルマスク１０１に張力緩衝部１０４を備えることで、保持用枠体に取り付けた時、メタルマスク１０１に張力を加えた状態で固定させることができる。

特開平７−３８２３１号公報

上記のようなメタルマスク１０１は、プレス加工、エッチングなどによって製造したものもあれば、電鋳によって製造したものもある。電鋳によって製造するに際しては、例えば図３６（ａ）ないし（ｃ）に示すように、まず、母型１１０の表面に所望パターンのフォトレジスト１１１をパターンニング形成し、次いで母型１１０のフォトレジスト１１１で覆われていない表面に電着層１１２を電着形成し、次いで母型１１０から電着層１１２を剥離して前記メタルマスク１０１を得ていた。

しかし、メタルマスク１０１が薄状板であるので、保持用枠体に取り付けるまでの間は取り扱いに難があり、また、外力や環境変化によりメタルマスク１０１の形状が変化しやすいものであった。しかも、上記のように電鋳で製造した場合、メタルマスク１０１には内部応力が発生する。メタルマスク１０１に内部応力が存在すると、このメタルマスク１０１を母型１１０から剥離した時にメタルマスク１０１にひずみが生じてしまい、これがパターンのピッチ精度に悪影響を及ぼしていた。さらには、張力緩衝部１０４が存在することでメタルマスク１０１を剥離した際に生じるひずみを大きなものにしてしまっていた。

本発明の目的は、パターンのピッチ精度が良好なメタルマスクおよびその製造方法を得るにある。

本発明に係るメタルマスクは、所定のパターン３ａが形成されているパターン領域３と、前記パターン領域３より外周に形成され、前記パターン領域３よりも伸長性に富む張力調整機能を備える外周部パターン４とを有するマスク本体２の外周縁上であって、前記外周部パターン４の一部と重なるように補強枠６が一体的に接着形成されており、前記補強枠６の隅部がＲ状に形成されているとともに、前記外周部パターン４の隅部が前記補強枠６に沿ってＲ状に形成されていることを特徴とする。

また、前記外周部パターン４を環状に形成するとともに、前記マスク本体２を円状に形成し、前記マスク本体２上に形成される前記補強枠６をドーナツ状とすることを特徴とする。

また、前記補強枠６は、内部応力をもたないもの、もしくはマスク本体２に存在する内部応力を打ち消すような応力を付与したものであることを特徴とする。

また、前記マスク本体２の前記補強枠６が形成される側とは反対側に保持用枠体７が形成されることを特徴とする。

また本発明は、所定のパターン３ａが形成されているパターン領域３と、前記パターン領域３より外周に形成され、前記パターン領域３よりも伸長性に富む張力調整機能を備える外周部パターン４とを有するマスク本体２の外周縁上であって、前記外周部パターン４の一部と重なるように補強枠６が一体的に接着形成されており、前記補強枠６の隅部がＲ状に形成されているとともに、前記外周部パターン４の隅部が前記補強枠６に沿ってＲ状に形成されているメタルマスクの製造方法であって、導電性の母型３０の表面にレジスト体３３ａを有するパターンレジスト３３を設けるレジストパターンニング工程と、レジスト体３３ａで覆われていない母型３０表面に電着金属を電鋳して、マスク本体２となる一次電着層３４を形成する電鋳工程と、マスク本体２となる一次電着層３４の外周縁上に補強枠６を接着する補強枠接着工程と、母型３０から一次電着層３４、補強枠６を一体に剥離する剥離工程とを含み、前記補強枠接着工程を、前記剥離工程前に行うことを特徴とする。ここで、補強枠６は、内部応力を持たないものもしくはマスク本体２に存在する内部応力を打ち消すような応力を付与したものが望ましい。また、前記補強枠接着工程後に、電着金属層８を形成する工程を設けることを特徴とする。

本発明に係るメタルマスクによれば、所定のパターン３ａが形成されているパターン領域３と、前記パターン領域３より外周に形成され、前記パターン領域３よりも伸長性に富む張力調整機能を備える外周部パターン４とを有するマスク本体２の外周縁上に前記外周部パターン４の一部と重なるように補強枠６を一体的に接着形成するようにしてあると、補強効果を得ることができる。

また、前記外周部パターン４は、前記補強枠６の内周に沿って配されていることで、環境の変化などによるメタルマスクの形状変化を防ぐことができる。

また、前記マスク本体２の母型面側に保持用枠体７を形成するようにすれば、マスク本体２には補強枠６が形成されているため取り扱いやすく、したがって、マスク本体２に保持用枠体７を容易に形成することができる。また、メタルマスクの大きさは母型３０およびマスク本体２以上とならず、コンパクトなものとなる。

本発明に係るメタルマスクの製造方法では、導電性の母型３０の表面にレジスト体３３ａを有するパターンレジスト３３を設け、レジスト体３３ａで覆われていない母型３０表面に電着金属を電鋳してマスク本体２となる一次電着層３４を形成し、マスク本体２となる一次電着層３４の外周縁上に補強枠６を接着し、母型３０から一次電着層３４および補強枠６を一体に剥離するようにした。これによれば、母型３０上に電着形成されたマスク本体２となる一次電着層３４の外周縁上に補強枠６を接着するだけで良いので、マスク本体２に補強枠６を容易に形成することができる。また、上記したように、内部応力を持たないものもしくはマスク本体２に存在する内部応力を打ち消すような応力が付与された補強枠６を用いるので、マスク本体２を母型３０から剥離した際にマスク本体２に内部応力が存在するが故に生じるひずみを無くすことができ、内部応力は外周部パターン４の変形により吸収されマスク全体のテンションを均一にできるので、所定のパターン３ａのパターンピッチ精度が良好なメタルマスクを得ることができる。したがって、上記メタルマスクを印刷用マスクとして使用すれば、孔ピッチのずれを防止できるので所望の位置に高精度なインクやペーストなどの印刷が可能であり、また、上記メタルマスクを配列用マスクとして使用すれば、孔ピッチのずれを防止できるので所望の位置に高精度な導電性ボールなどの搭載が可能である。

さらに、前記補強枠接着工程後に、電着金属層８を形成する工程を設ければ、電着金属層８によってもマスク本体２と補強枠６とを結着できるので、マスク本体２と補強枠６との接合状態がより良好なものとなる。

（第１実施形態）
本発明に係るメタルマスクの第１実施形態について以下図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係るメタルマスクの斜視図であり、図１（ｂ）はその部分拡大断面図である。

図１に示すメタルマスク１は、ＮｉやＮｉ−Ｃｏ、その他の電着金属を素材として、電鋳方法により形成されたマスク本体２と、このマスク本体２の電鋳面側の外周縁に形成される補強枠６とから成る。なお、図１は、実際のパターンの様子を示したものではなく、それを模式的に示している。

マスク本体２は、図２に示すように、所定のパターン３ａが形成されているパターン領域３と、前記パターン領域３より外周に形成されている外周部パターン４とを有する。このマスク本体２は、本実施例では５５０ｍｍ×５５０ｍｍに形成している。また、マスク本体２の厚みは、好ましくは１０〜１００μｍの範囲とし、本実施例では５０μｍに設定した。

マスク本体２の電鋳面側の外周縁に形成される補強枠６は、図３に示すようなものであり、ＳＵＳやアルミニウム等の材質からなる。強度を求めるならばＳＵＳを、軽量化させたいならばアルミニウムを選択すると良い。このように、前記補強枠６はマスク本体２よりも肉厚の成形品であり、外形寸法は５５０ｍｍ×５５０ｍｍで、また、厚さは５．０ｍｍ以下にするのが好ましく、本実施例においては４．５ｍｍに設定した。この補強枠６は、その幅が大きければ大きいほど良く、例えば、図２および図３に示すように、補強枠６の片幅（Ａ）とマスク本体２の辺の長さ（Ｂ）とをＡ：Ｂ＝１：５〜６の範囲とし、本実施例においては補強枠６の片幅（Ａ）を１００ｍｍに設定した。なお、補強枠６は、内部応力を持たないものもしくはマスク本体２に存在する内部応力を打ち消すような応力を持たせたものが望ましい。

外周部パターン４は、図４（ａ）、（ｂ）に示すごとく、円状の孔４ａが千鳥状に多数形成されている。もちろん、図５に示すように、孔４ａ’を縦横揃えて多数形成したものでも良い。また、前記外周部パターン４は補強枠６の内周端から２０ｍｍ以下で、どの幅も一定に形成することが望ましく、本実施例においては２０ｍｍに設定した。加えて、この外周部パターン４の孔４ａの径はマスク本体２の厚みと同じ（アスペクト比１）とすることが望ましい。このような外周部パターン４を設けたマスク本体２に上記補強枠６を積層させ接着形成させていれば、マスク本体２を母型３０から剥離した際にマスク本体２に内部応力が存在するために生じるひずみを無くすことができ、内部応力は外周部パターン４の変形により吸収されてマスク全体のテンションを均一にできるので、所定のパターン３ａのパターンピッチ精度が良好なメタルマスクを得ることができる。また、外周部パターン４を設けていると、補強枠６を接着した時にマスク本体２に生じるひずみを分散させる効果もある。また、パターン領域３と外周部パターン４との間には孔のない領域Ｃがあるが、この領域Ｃは形状変化の影響がパターン領域３側に生じるのをガードする役割がある。本実施例においては領域Ｃを４０ｍｍとしているが、これに限るものではない。

ここで、本実施例に係るメタルマスク１の製造方法を図６に示す。まず、図６（ａ）に示すごとく、導電性を有する、例えばステンレスや真ちゅう鋼製の母型３０を用意する。

次に、図６（ｂ）に示すごとく、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着することによって母型３０の表面にフォトレジスト層３１を形成し、このフォトレジスト層３１の上に、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４に対応する透光孔３２ａを有するパターンフィルム３２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図６（ｃ）に示すごとく、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４に対応するレジスト体３３ａを有するパターンレジスト３３を母型３０上に形成する。

続いて、前記母型３０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図６（ｄ）に示すごとく先のレジスト体３３ａの高さの範囲内で、母型３０のレジスト体３３ａで覆われていない表面にニッケル合金等の電着金属を好ましくは１０〜１００μｍ厚の範囲、本実施例では５０μｍ厚で一次電鋳して、一次電着層３４、すなわち前記マスク本体２となる層を形成する。ここでは、母型３０の略全面にわたって、一次電着層３４を形成する。

次に、図６（ｅ）に示すごとく、接着剤を介して、マスク本体２となる一次電着層３４と補強枠６とを接着する。

最後に、パターンレジスト３３を溶解除去してから、母型３０から一次電着層３４、補強枠６を一体に剥離することにより、図６（ｆ）および図１に示すようなパターン領域３および外周部パターン４を有するマスク本体２の電鋳面側の外周縁に補強枠６が接着形成されたメタルマスク１を得ることができる。このパターンレジスト３３の除去は、母型３０から一次電着層３４、補強枠６を一体に剥離してから行っても問題ない。

ここで、前記外周部パターン４の形状は、図４に示すような円状のものに限らず、図７ないし図１４に示すようなものでも良い。図７に示す外周部パターン４は、四角状の孔４１ａを多数形成したものであり、図８では引張方向Ｃに長い孔４２ａを形成したものを示しており、図９ではクロスメッシュ状に形成したものを示している。図１０では稲妻状の線４３ｂと相隣る線４３ｂ・４３ｂ間に設けた孔４３ａによって形成したものを示しており、ひとつの稲妻状の線４３ｂは引張方向Ｃとは異なる方向の屈曲線Ａ、Ｂ１、Ｂ２でつながれ、屈曲線Ａと屈曲線Ｂ１およびＢ２とが交差する２つの屈曲部で伸びやすくなっている。図１１では孔４４ａを介してくの字状の線４４ｂと逆くの字状の線４４ｃとを交互に並べて形成したものを示している。引張時には、くの字状の線４４ｂの屈曲部の角度および逆くの字状の線４４ｃの屈曲部の角度が拡がることにより伸張量を得ることができ、また隣接するくの字状の線４４ｂのパターン領域３側との接続点Ｐと逆くの字状の線４４ｃのパターン領域３側との接続点Ｐ′とは互いに逆方向に伸張力が加わるようにし、その合力でパターン領域３が所定の引張方向に一致するようにしている。上記線４４ｂ（４４ｃ）として、全ての線４４ｂ（４４ｃ）を同一向きに連続して配置した状態の下で伸張力を加えると、パターン領域３が一方向に回転するような捩じり歪みを生じる傾向にあるが、上記のようにくの字状の線４４ｂと逆くの字状の線４４ｃとを交互に配置することにより、かかる不具合な傾向を抑制できる。図１２では孔４５ａを介してＳ字状の線４５ｂを形成したものを示しており、図１３では孔４６ａを介してＣ字状の線４６ｂと逆Ｃ字状の線４６ｃとを交互に並べて形成したものを示している。これら図１２および図１３に示す外周部パターン４は線４５ｂ・４６ｂ・４６ｃが彎曲した形に形成されているため、伸張変形可能な長さを充分に確保でき、このことは逆に線幅を狭めなくて済むことになるため、伸張時の線切断事故を回避できて有利である。図１４では孔４７ａを介して横倒Ｓ字状の線４７ｂと横倒逆Ｓ字状の線４７ｃとを交互に並べて形成したものを示している。このものでは線４７ｂ・４７ｃがＵターン状に戻ることによって上記各実施例のものよりも更に線長を長くすることができる。なお、図１１ないし図１３に示す外周部パターン４では各線４４ｂ・４４ｃ・４５ｂ・４６ｂ・４６ｃのパターン領域３側との接続点Ｐとマスク本体２の外周縁側との接続点Ｑとを結ぶ線が、引張方向と平行になるように設定している。図１４に示す外周部パターン４は線４７ｂ・４７ｃのパターン領域３側との接続点Ｐとマスク本体２の外周縁側との接続点Ｑとを結ぶ線が、引張方向と交差するように設定している。

また、例えば、図１５に示すように孔４８ａの開孔量を単位面積当たりで異ならせても良い。その他にも、外周部パターン４の板厚をパターン領域３の板厚よりも薄肉にして伸び易く形成したり、外周部パターン４の材質をパターン領域３の材質よりも軟らかい材質で形成したり、パターン領域３の材質にＮｉを、外周部パターン４の材質にＣｕを用い、クラッド法などで両者を重合一体化したり、外周部パターン４を銅板などでプレス加工し、このプレス材にパターン領域３をＮｉなどで一体に電鋳したりしても良い。このように、外周部パターン４の形状は上記以外にも色々と考えられるが、要はパターン領域３よりも伸長性に富む張力調整機能を有する状態に構成すれば良い。このように、外周部パターン４の形態は多々あるが、パターン領域３のパターン３ａのようなインク・ペーストなどの印刷や導電性ボールなどの搭載といったマスクとしての作用はない。

なお、図１に示すメタルマスク１に、補強枠６が形成される側とは反対側に保持用枠体７を形成することによって、図１６に示すように、マスク本体２の補強枠６が形成される側とは反対側に保持用枠体７が形成されたメタルマスク１を得ることができる。保持用枠体７は一般的に使用されているアルミ製のものであり、本実施例では５５０ｍｍ×５５０ｍｍのものを使用した。この保持用枠体７は、装置がメタルマスクを保持するために設けるが、構造によっては必要としない装置もあり、したがって、必ずといって必要なものではない。

（第２実施形態）
次に、本発明に係るメタルマスクの第２実施形態について説明する。本実施形態は、図１７に示すように、補強枠６の四隅部がＲ状に形成されている点が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。

補強枠６の四隅部が第１実施形態のように角になっていると、補強枠６をマスク本体２に接着した際に、この角部分に相対するマスク本体２にひずみが集中して発生しやすい。しかし、図１７に示すように、補強枠６の四隅部がＲ状に形成されていると、ある箇所に集中してひずみが生じにくく、したがって、ピッチ精度の良いメタルマスク１を得ることができる。この場合、外周部パターン４も補強枠６のＲ状四隅部に沿って配列させることが望ましいが、これに限定されるものではない。

（第３実施形態）
次に、本発明に係るメタルマスクの第３実施形態について説明する。本実施形態は、図１８に示すように、外周部パターン４を環状に形成するとともに、マスク本体２を円状に形成した点が前記実施形態と異なる。なお、前記実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。

このように、外周部パターン４を環状に形成すると、パターン領域３から外周部パターン４までへの距離がどこも等しいことになるのでテンションが均一に加わった状態になりやすく、したがって、ピッチ精度の良いメタルマスク１を得ることができるのである。

上記のように、マスク本体２を円状に形成し、さらに、前記マスク本体２にドーナツ状の補強枠６を形成すれば、テンションがより均一に加わった状態のメタルマスク１となって良い。なお、前記メタルマスク１に保持用枠体７を形成する場合は、保持用枠体７をドーナツ状とするのはもちろんである。

（第４実施形態）
次に、本発明に係るメタルマスクの第４実施形態について説明する。本実施形態は、図１９に示すように、補強枠６が外周部パターン４の一部と重なるように形成される点が前記実施形態と異なる。なお、前記実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。

このように、補強枠６が外周部パターン４の一部と重なるように形成されていると、例えば、マスク本体２と補強枠６とを接着剤を介して接着する場合、この接着剤が外周部パターン４の一部に回り込むため、強固に接着させることができる。なお、前記メタルマスクに保持用枠体７を形成する場合は、保持用枠体７の形状を補強枠６と同程度にすれば、補強枠６が形成される側とは反対側（保持用枠体７が固着される側）から接着剤が露出しなくて良い。

また、図２０に示すように、補強枠６のマスク本体２側に突起６ａを設けると、より一層強固な接着とすることができる。この突起６ａの形状は、外周部パターン４の孔の形状に一致させたもので、且つ、孔の寸法より一回り小さなものとするのが好ましい。なお、前記突起６ａは、補強枠６と一体に形成されたものでも、別体で補強枠６と一体的に形成されたものでも良く、また、その材質は補強枠６と同一なものが好ましいが、これに限定されない。

（第５実施形態）
次に、本発明に係るメタルマスクの第５実施形態について説明する。本実施形態は、図２１に示すごとく、マスク本体２の電鋳面側の外周縁に補強枠６が積層され接着形成されたメタルマスクに電着金属層８を設けた点が前記実施形態と異なる。なお、前記実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。

図２２および図２３に、本実施形態に係るメタルマスクの製造方法を示す。まず、図２２（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレスや真ちゅう鋼製の母型５０の表面にフォトレジスト層５１を形成する。このフォトレジスト層５１は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。次に、図２２（ｂ）に示すごとく、フォトレジスト層５１の上に、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４に対応する透光孔５２ａを有するパターンフィルム５２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図２２（ｃ）に示すごとく、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４に対応するレジスト体５３ａを有する一次パターンレジスト５３を母型５０上に形成した。続いて、上記母型５０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図２２（ｄ）に示すごとく、先のレジスト体５３ａの高さの範囲内で、母型５０のレジスト体５３ａで覆われていない表面にニッケル合金等の電着金属を好ましくは１０〜１００μｍ厚の範囲、本実施例では５０μｍ厚で一次電鋳して、一次電着層５４、すなわち前記マスク本体２となる層を形成した。ここでは、母型５０の略全面にわたって、一次電着層５４を形成した。次に、図２２（ｅ）に示すごとく、一次電着層５４およびレジスト体５３ａを覆うように、フォトレジスト層５５を形成した。このフォトレジスト層５５の上に、前記パターン領域３よりも若干大きめに対応する透光孔５６ａを有するパターンフィルム５６（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図２３（ａ）に示すごとく、パターン領域３および外周部パターン４に対応するレジスト体５７ａを有する二次パターンレジスト５７を一次電着層５４およびレジスト体５３ａ上に形成した。次に、図２３（ｂ）に示すごとく、補強枠６をマスク本体２の外周縁に、接着剤を介して固定した。次に、図２３（ｃ）に示すごとく、一次電着層５４の二次パターンレジスト５７で覆われていない部分に、ニッケル合金等の電着金属をメッキし、電着金属層８となる層を一次電着層５４と不離一体的に形成した。この電着金属層８は、マスク本体２の外周縁に係る表面に露出する一次電着層５４の上面から順次積層されていき、そして、メッキ層が接着剤の高さ寸法を超えて補強枠６に到ると、補強枠６の表面にメッキ層が形成される。かくして、パターン領域３に臨む接着剤の側部および補強枠６の表面全体を覆うように、電着金属層８を形成することができた。最後に、一次および二次パターンレジスト５３・５７を溶解除去してから、母型５０から一次電着層５４および電着金属層８を一体に剥離することにより、図２３（ｄ）および図２１に示すようなメタルマスク１を得ることができる。

このように、マスク本体２と補強枠６とを一体的に形成するために用いている接着剤が電着金属層８で覆われているので、洗浄処理等において使用される有機溶媒が接着剤に作用することに起因する接着剤の変質を効果的に防いで、マスク本体２と補強枠６との間の良好な接合状態を長期に亘ってよく維持できる。従って、補強効果を良好に担保できる。加えて、メタルマスクが高温にさらされて接着剤から有機物等の不純物が蒸発してしまうことがあったとしても、接着剤を被覆する電着金属層８により有機物等が外部へ流出することがなく、支障なく作業を進めることができる点でも有利である。また、接着剤による接着力に加えて、電着金属層８によってもマスク本体２と補強枠６とを結着できるので、両者の一体不可分的な接合状態が良好に維持される。従って、この点においても補強枠６のマスク本体２に対する形状抑制機能を長期に亘って良好に担保できる。

さらに、図２４に示すように、接着剤および補強枠６の表面全体が電着金属層８で被覆、つまり、接着剤が電着金属層８で確実に覆われ、接着剤が表面に一切露出しないため、接着剤の変質に起因する接合強度の低下を確実に阻止できる。

また、図２５に示すように、マスク本体２の外周縁に多数個の通孔５９を設け、マスク本体２と補強枠６とを、通孔５９を埋めるように形成された電着金属層８を介して一体的に接合しても良い。すなわち、電着金属層８は、マスク本他２の外周縁と、補強枠６の上面および側面のみならず、通孔５９を埋めるように成長・形成されている。このように、通孔５９を埋めるように成長・形成された電着金属層８を介してマスク本体２と補強枠６とを接合してあると、マスク本体２と補強枠６間の接合強度の向上を図ることができるため、補強枠６に対するマスク本体２の不用意な脱落や位置ずれを確実に抑えることができる。なお、通孔５９は、形状や寸法において限定されることはなく、また、外周部パターン４の一部を利用したものでも、外周部パターン４とは別に設けたものでも良い。

（第６実施形態）
次に、本発明に係るメタルマスクの第６実施形態について説明する。本実施形態は、図２６に示すごとく、マスク本体２と補強枠６とを一体的に形成したメタルマスクの別の実施形態である。なお、前記実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。

図２７および図２８に、本実施形態に係るメタルマスクの製造方法を示す。まず、図２７（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレス製や真ちゅう鋼製の母型６０の表面にフォトレジスト層６１を形成する。このフォトレジスト層６１は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。次いで、図２７（ｂ）に示すごとく、フォトレジスト層６１の上に、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４に対応する透光孔６２ａを有するパターンフィルム６２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図２７（ｃ）に示すごとく、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４に対応するレジスト体６３ａを有する一次パターンレジスト６３を母型６０上に形成した。続いて、上記母型６０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図２７（ｄ）に示すごとく、先のレジスト体６５ａの高さの範囲内で、母型６０のレジスト体６３ａで覆われていない表面にニッケル合金等の電着金属を好ましくは１０〜１００μｍの範囲、本実施形態では５０μｍ厚で一次電鋳して、一次電着層６４、すなわち前記マスク本体２となる層を形成した。ここでは、母型６０の略全面にわたって、一次電着層６４を形成した。次に、レジスト体６５ａの溶解除去することにより、図２７（ｅ）に示すごとく、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４を備えるマスク本体２を得た。続いて、図２８（ａ）に示すごとく、一次電着層６４（マスク本体２）の形成部分を含む母型６０の表面全体に、フォトレジスト層６５を形成した。このフォトレジスト層６５は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。続いて、図２８（ｂ）に示すように、パターン領域３および外周部パターン４に対応する透光孔６６ａを有するパターンフィルム６６を密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行った。かくして、図２８（ｃ）に示すごとく、パターン領域３および外周部パターン４に係る部分が露光されており（６５ａ）、それ以外の部分が未露光（６５ｂ）のフォトレジスト層６５を得た。続いて、図２８（ｃ）に示すごとく、母型６０上に一次電着層６４を囲むように、補強枠６を配した。ここでは、未露光のフォトレジスト層６７ｂの粘着性を利用して、母型６０上に補強枠６を仮止め固定した。次に、図２８（ｄ）に示すごとく、表面に露出している未露光のフォトレジスト層６７ｂを溶解除去して、パターン領域３および外周部パターン４を覆うレジスト体６６ａを有する二次パターンレジスト６６を形成した。なお、このとき、補強枠６の下面に存する未露光のフォトレジスト層６５ｂは、母型６０上に残留している。次に、図２８（ｅ）に示すごとく、マスク本体２の外周縁に係る表面に露出する一次電着層６４の上面、補強枠６と一次電着層６４との間で表面に露出する母型６０の表面、および補強枠６の表面上に電着金属を電鋳して電着金属層８を形成し、この電着金属層８により一次電着層６４と補強枠６とを接合した。ここではパターン領域３および外周部パターン４の外周縁に係る表面に露出する一次電着層６４の上面、および補強枠６とレジスト体６５ａとの間で表面に露出する母型６０の表面に電着金属層８を形成した。このように、母型６０の表面等に形成される電着金属層８ａと補強枠６の表面に形成される電着金属層８ｂとの間で層厚が異なるのは、電着金属層８ａは、母型６０の表面から順次積層されていき、そして、電着金属層８ａが未露光のフォトレジスト層６５ｂの高さ部分を越えて補強枠６に至ると、補強枠６が導通状態となって、該補強枠６の表面に電着金属層８ｂが形成されることによる。最後に、二次パターンレジスト６６を除去してから、母型６０から電着金属層６４・８および補強枠６を剥離し、さらに未露光のフォトレジスト層６５ｂを除去することにより、図２６に示すようなメタルマスク１を得た。

このように、マスク本体２の外周縁と補強枠６とを、電鋳法により形成された電着金属層８で接合してあるので、マスク本体２と補強枠６との間の良好な接合状態を長期にわたって確実に維持できる。また、電着金属層８でマスク本体２と補強枠６とを接合するようにしてあると、該電着金属層８を形成する際の母型６０を利用して補強枠６を位置決めできるため、当該位置決め作業を容易且つ迅速に行うことができる。これにて、メタルマスクを安価に製造できるとともに、マスク本体２の位置ずれや角度ずれを確実に防止できる。加えて、レーザ溶接や電気抵抗溶接による接合方法よりも、容易且つ迅速にマスク本体２と補強枠６とを接合できるため、安価に接合強度に優れたメタルマスクを製造できる。レーザ溶接や電気抵抗溶接する形式に比べて、熱反応によるうねりが一切生じず、パターン領域３および外周部パターン４を精度良く形成できる点でも優れている。

また、電着金属層８を補強枠６側にマスク本体２を引き寄せるような引っ張り応力が作用するようなテンションを加えた状態で形成したり、マスク本体２をそれが内方に収縮する方向の応力が作用するようなテンションを加えた状態で、補強枠６に該マスク本体２を保持したりすることもできる。これにより、周囲温度の変化に伴うマスク本体２の膨張分を、当該引っ張り応力や収縮方向へのテンションで吸収できる。これにて、膨張による補強枠６に対するマスク本体２の位置ずれや皺の発生を防ぐことができる。かかる応力は、電鋳槽中に添加する第２種光沢剤中のカーボン及びイオウの含有比率を調整することによって付与できる。なお、図２９に示すように、補強枠６の上面および側面が電着金属層８で被覆されたものでも良い。

また、図３０に示すように、マスク本体２の外周縁に多数個の通孔６８を設け、マスク本体２と補強枠６とを、通孔６８を埋めるように形成された電着金属層８を介して一体的に接合しても良い。すなわち、電着金属層８は、マスク本他２の外周縁と、補強枠６の上面および側面のみならず、通孔６８を埋めるように成長・形成されている。このように、通孔６８を埋めるように成長・形成された電着金属層８を介してマスク本体２と補強枠６とを接合してあると、マスク本体２と補強枠６間の接合強度の向上を図ることができるため、補強枠６に対するマスク本体２の不用意な脱落や位置ずれを確実に抑えることができる。なお、通孔６８は、形状や寸法において限定されることはなく、また、外周部パターン４の一部を利用したものでも、外周部パターン４とは別に設けたものでも良い。

（第７実施形態）
次に、本発明に係るメタルマスクの第７実施形態について説明する。本実施形態は、図３１に示すごとく、マスク本体２と補強枠６とを一体的に形成したメタルマスクのさらに別の実施形態である。なお、前記実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。

図３２および図３３に、本実施形態に係るメタルマスクの製造方法を示す。まず、図３２（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレス製や真ちゅう鋼製の母型７０の表面にフォトレジスト層７１を形成する。このフォトレジスト層７１は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。次いで、図３２（ｂ）に示すごとく、フォトレジスト層７１の上に、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４に対応する透光孔７２ａを有するパターンフィルム７２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図３２（ｃ）に示すごとく、パターン領域３に形成されるパターン３ａおよび外周部パターン４に対応するストレート状のレジスト体７３ａを有する一次パターンレジスト７３を母型７０上に形成した。次いで、図３２（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト７３を含む母型７０の上面の全面に、フィルム状の接着レジスト７４を貼り付けたうえで、図３３（ａ）に示すごとく、接着レジスト７４の粘着性を利用して、一次パターンレジスト７３を囲むように、母型７０上に補強枠６を仮止め固定した。次に、図３３（ｂ）に示すごとく、補強枠６の下面に存する接着レジスト７４を除いて、該接着レジスト７４を溶解除去した。続いて、上記母型７０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図３３（ｃ）に示すごとく、母型７０のレジスト体７３ａで覆われていない表面、および補強枠６の表面に、電着金属を電鋳して、マスク本体２を構成する一次電着層７５と、該マスク本体２と補強枠６とを接合する電着金属層８とを一体的に形成した。このときの一次電着層７５の厚み寸法は、先のレジスト体７３ａの厚み寸法以下とした。最後に、一次パターンレジスト７３を除去してから、母型７０から一次電着層７５、電着金属層８および補強枠６を剥離し、さらに接着レジスト７４を除去することにより、図３３（ｄ）および図３１に示すようなメタルマスクを得た。

このように、マスク本体２を構成する一次電着層７５を電鋳形成する際に、同時的に該マスク本体２と補強枠体６とを接合する電着金属層８を電鋳形成するようにしてある。これによれば、マスク本体２を構成する一次電着層７５と電着金属層８とを各々別個の工程で作成する場合に比べて製造工程が少なくて済むため、製造コストの低減化に貢献できる。なお、電着金属層８は、一次電着層７５、すなわちマスク本体２を補強枠６側に引き寄せる、引っ張り応力が作用するようなテンションを加えた状態で形成することも可能である。かかる引っ張り応力の付与は、電鋳槽中に添加する第２種光沢剤中のカーボン及びイオウの含有比率を調整することによって実現できる。これにより一次電着層７５は、電着金属層８を介して補強枠６に対してピンと張った引っ張り応力が作用した状態で張設することができる。

前記各実施例においては、図示例のように、外周部パターン４を補強枠６の内周に沿って配することが望ましいが、これに限らず、図３４に示すように、完全に沿っていなくても良い。

（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るメタルマスクの斜視図、（ｂ）は、その部分拡大断面図 本発明の第１実施形態に係るマスク本体の斜視図 本発明の第１実施形態に係る補強枠の斜視図 本発明の第１実施形態に係るメタルマスクの部分拡大斜視図、（ｂ）は、その部分拡大平面図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 本発明の第１実施形態に係るメタルマスクの製造方法の工程説明図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの外周部パターンの別実施形態を示す図 第１実施形態に係るメタルマスクの別実施形態を示す図 本発明の第２実施形態に係るメタルマスクの部分拡大平面図 本発明の第３実施形態に係るメタルマスクの平面図 本発明の第４実施形態に係るメタルマスクの部分断面図 第４実施形態に係るメタルマスクの別実施形態を示す図 本発明の第５実施形態に係るメタルマスクの部分断面図 本発明の第５実施形態に係るメタルマスクの製造方法の工程説明図 本発明の第５実施形態に係るメタルマスクの製造方法の工程説明図 第５実施形態に係るメタルマスクの別実施形態を示す図 第５実施形態に係るメタルマスクの別実施形態を示す図 本発明の第６実施形態に係るメタルマスクの部分断面図 本発明の第６実施形態に係るメタルマスクの製造方法の工程説明図 本発明の第６実施形態に係るメタルマスクの製造方法の工程説明図 第６実施形態に係るメタルマスクの別実施形態を示す図 第６実施形態に係るメタルマスクの別実施形態を示す図 本発明の第７実施形態に係るメタルマスクの部分断面図 本発明の第７実施形態に係るメタルマスクの製造方法の工程説明図 本発明の第７実施形態に係るメタルマスクの製造方法の工程説明図 本発明のその他の実施形態に係るメタルマスクの平面図 従来のメタルマスクの平面図 従来のメタルマスクの製造方法の工程説明図

符号の説明

１ メタルマスク
２ マスク本体
３ パターン領域
３ａ パターン
４ 外周部パターン
４ａ、４ａ’、４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、４５ａ、４６ａ、４７ａ、４８ａ 孔
４３ｂ、４４ｂ、４４ｃ、４５ｂ、４６ｂ、４６ｃ、４７ｂ、４７ｃ 線
６ 補強枠
７ 保持用枠体
８ 電着金属層
３０、５０、６０、７０ 母型
３３ パターンレジスト
３３ａ レジスト体
３４、５４、６４、７５ 一次電着層
５３、６３、７３ 一次パターンレジスト
５３ａ、６３ａ、７３ａ レジスト体
５７、６６ 二次パターンレジスト
５７ａ、６６ａ レジスト体
５９、６８ 通孔

Claims (6)

1. 所定のパターン３ａが形成されているパターン領域３と、前記パターン領域３より外周に形成され、前記パターン領域３よりも伸長性に富む張力調整機能を備える外周部パターン４とを有するマスク本体２の外周縁上であって、前記外周部パターン４の一部と重なるように補強枠６が一体的に接着形成されており、前記補強枠６の隅部がＲ状に形成されているとともに、前記外周部パターン４の隅部が前記補強枠６に沿ってＲ状に形成されていることを特徴とするメタルマスク。
2. 前記外周部パターン４を環状に形成するとともに、前記マスク本体２を円状に形成し、前記マスク本体２上に形成される前記補強枠６をドーナツ状とすることを特徴とする請求項１に記載のメタルマスク。
3. 前記補強枠６は、内部応力をもたないもの、もしくはマスク本体２に存在する内部応力を打ち消すような応力を付与したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のメタルマスク。
4. 前記マスク本体２の前記補強枠６が形成される側とは反対側に保持用枠体７が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のメタルマスク。
5. 所定のパターン３ａが形成されているパターン領域３と、前記パターン領域３より外周に形成され、前記パターン領域３よりも伸長性に富む張力調整機能を備える外周部パターン４とを有するマスク本体２の外周縁上であって、前記外周部パターン４の一部と重なるように補強枠６が一体的に接着形成されており、前記補強枠６の隅部がＲ状に形成されているとともに、前記外周部パターン４の隅部が前記補強枠６に沿ってＲ状に形成されているメタルマスクの製造方法であって、
   導電性の母型３０の表面にレジスト体３３ａを有するパターンレジスト３３を設けるレジストパターンニング工程と、
   レジスト体３３ａで覆われていない母型３０表面に電着金属を電鋳して、マスク本体２となる一次電着層３４を形成する電鋳工程と、
   マスク本体２となる一次電着層３４の外周縁上に補強枠６を接着する補強枠接着工程と、
   母型３０から一次電着層３４、補強枠６を一体に剥離する剥離工程とを含み、
   前記補強枠接着工程を、前記剥離工程前に行うことを特徴とするメタルマスクの製造方法。
6. 前記補強枠接着工程後に、電着金属層８を形成する工程を設けることを特徴とする請求項５に記載のメタルマスクの製造方法。