JP5033438B2 - メタルマスクの製造方法及びそれにより製造されたメタルマスク - Google Patents
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Description
従来の露光量を減らすことによりレジストにテーパーを付けて露光する技術においては、マスクの印刷パターンの開口壁面にテーパーが形成されるものの、形成される形状にばらつきがあり不安定である。また、露光量を少なくするとテーパーは一般に大きくなることが多いが、基材との密着面にめっきもぐりが発生する。つまり、レジストの表面に比べ基材側は露光が弱く、基材側のレジストがしっかりと硬化しない。そのため、めっきがレジストと基材との間に入り込んでしまう。特に、剥離性や解像度の高いレジストにおいてこのような現象が発生する。したがって、この技術を使用して、開口壁面にテーパーを有する高精細な印刷パターンを持ったマスクを製造することはできない。
また、従来の現像時間を増減させることにより開口壁面にテーパーを付ける技術においては、レジストの剥離等が発生して安定してマスクの製造ができない。また、開口壁面に縦筋が多く出てしまい、開口壁面が粗くなってしまう。
本発明は、例えば、めっきもぐりなどを発生させることなく、マスクの印刷パターンの開口壁面にテーパーを形成することを目的とする。また、形成するテーパーの角度をコントロールすることを目的とする。さらに、開口壁面にテーパーを付けた場合において、開口壁面の粗さを小さくすることを目的とする。
超高圧水銀灯の光を集光した直描式描画機を用い、集光された光の焦点を上記レジストの表面からずらして、上記レジストに上記集光された光を直接照射することにより、レジストにテーパーを付けて露光し、現像して印刷パターンの開口部分に対応する厚さ10〜300μmのレジストパターンを形成し、
上記レジストパターンが形成された部分を除いて、上記基材に板厚10〜300μmの金属層をめっきにより形成し、
上記レジストパターンを除去し、
上記金属層から基材を剥離することにより、板厚10〜300μmのメタルマスクを得る
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
また、本発明に係るメタルマスクによれば、印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さが小さく、開口がスキージ面から印刷面へ向かって広がるテーパーを有するため、インク等の抜け性がよい。さらに、板厚が薄いため、薄い印刷が可能である。
まず、図1、図2に基づき、実施の形態1に係るメタルマスク1の形状について説明する。図1は、メタルマスク1のスキージ面から見た図である。スキージ面とは、印刷時にスキージが摺動する面である。一方、スキージ面の裏側の面を印刷面と呼ぶ。つまり、印刷面とは、印刷時にワーク側になる面である。図2は、図1のA−A’断面図である。
図1において、スキージ面側の開口2,3と印刷面側の開口4,5とはそれぞれ対応しており、連続した開口である。図1に示すように、スキージ面側の開口2,3それぞれよりも、印刷面側の開口4,5は大きい。また、図2に示すように、各印刷パターンに対応する開口の壁面は、スキージ面から印刷面へ向かって広がるテーパーを形成する。
従来はレジスト11の表面12に焦点を合わせてレーザーを照射する。レーザーを照射された部分のレジスト11が露光される。ここで、レジスト11は、基材10に対して垂直方向にレーザーにより露光されるので、露光されたレジスト11にはテーパーは付かない。ここで、製造されるメタルマスク1の開口の形状は、露光されたレジスト11の形状となる。したがって、レジスト11にテーパーを付けて露光しなければ、製造されるメタルマスク1にはテーパーは付かない。
実施の形態1に係るメタルマスク1の製造方法では、集光された光の焦点の位置をレジスト11の表面12からずらして照射する。集光された光の焦点の位置をずらすことにより、レジスト11にテーパーを付けて露光することが可能である。また、集光された光の焦点の位置のずらし方により、レジスト11に付けるテーパーの角度を制御することができる。つまり、製造されるメタルマスク1の開口に付けるテーパーの角度を制御することが可能である。図4に示すように、断面にテーパーの全くない開口21を作ることも、断面にテーパーを小さい角度(θ)で付けた開口22を作ることも、断面にテーパーを大きい角度(θ’)で付けた開口23を作ることも可能である。レジスト11に付けるテーパーの角度の制御方法については後述する。
また、ここで使用する集光された光は、例えば、超高圧水銀灯の光を集光したものである。また、大きな開口の形状にレジストを露光する場合には、集光された光を移動させて露光する。この場合、集光された光は常に所定の角度のテーパーを付けてレジストを露光するため、大きな開口の壁面には所定の角度のテーパーが付く。
まず、図5に示すように、基材10上にレジスト11を塗布(ラミネート)する。次に、上述したように、集光された光の焦点をレジスト11の表面からずらして、レジスト11に集光された光を直接走査して照射して露光する。ここで、集光された光の焦点のレジスト11の表面からのずらし方は、製造するメタルマスクの開口側壁のテーパーの角度により決定する。そして、図6に示すように、現像して印刷パターンの開口部分に対応するレジストパターン13を形成する。
次に、図7に示すように、レジストパターン13が形成された部分を除いて、基材10に金属層14をめっきにより形成する。そして、図8に示すように、レジストパターン13を除去し、金属層14から基材10を剥離する。
そして、結果として残った金属層14がメタルマスク1となる。
図9から図17までに示す値をとるにあたり、集光された光を照射する直描式描画機として大日本スクリーン製造株式会社製LI−8500 HM−3056を用いた。また、図18に示すようにレジスト11は、29μmのものを2枚用いた。つまり、レジスト11の厚さWは58μmである。また、ここでは、集光された光を移動させ、所定の開口の大きさに露光を行った。
図9から図17までに示すように、集光された光の焦点の位置をレジスト11の表面12よりも+(プラス)方向又は−(マイナス)方向へずらすほど、スキージ面の開口寸法(開口面積)よりも印刷面の開口寸法(開口面積)の方が大きくなる。つまり、集光された光の焦点の位置をレジスト11の表面12よりも+(プラス)方向又は−(マイナス)方向へずらすほど、印刷面の開口面積とスキージ面の開口面積との比(印刷面の開口面積/スキージ面の開口面積)が大きくなる。すなわち、集光された光の焦点の位置をレジスト11の表面12よりも+(プラス)方向又は−(マイナス)方向へずらすほど、開口壁面に大きい角度のテーパーを付けることが可能である。
図9、図11、図13、図15に示す、レベル1〜3では、差N(L−M)が焦点深度0μmの場合よりも大きいため、焦点深度0μmの場合よりも開口壁面にテーパーが付き、インク等の抜け性がよくなるという効果がある。さらに、レベル2〜3では、差N(L−M)が5μm以上であり、よりインク等の抜け性がよくなるという効果がある。特に、レベル3では、差N(L−M)が10μm以上であり、さらにインク等の抜け性がよくなるという効果がある。また、焦点深度Zをレベル3以上にすることで、開口壁面により大きい角度のテーパーを付けることができる。
ここで、図9、図11、図13、図15において、レベル及び印刷面の開口寸法L(μm)・スキージ面の開口寸法M(μm)とを斜字体で記載しているものについては、製造したメタルマスクの形状がよくないものである。これは、集光された光の焦点を−(マイナス)方向(レジスト上面側)へ大きくずらした場合に発生している。集光された光の焦点をレジスト上面側へ大きくずらした場合、レジストへ届く光が弱くなってしまい、しっかりと露光できないことが原因である。つまり、集光された光の焦点を大きくずらし、開口壁面により大きい角度のテーバーを付ける場合には、レジスト上面側ではなく基材側へ焦点をずらす方が望ましい。
また、超高圧水銀灯の光を集光した光により印刷パターンをレジスト11に直接描画するため、開口壁面粗さが小さくなる。具体的には、印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さRaを0.01〜0.1μmとすることができる。特に印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さRaを0.01〜0.03μmとすることができる。中でも特に印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さRaを約0.01とすることができる。さらに、この壁面粗さを、開口壁面にテーパーを付けるとともに実現可能である。
また、超高圧水銀灯の光を集光した光により印刷パターンをレジスト11に直接描画するため、板厚を10〜300μmのメタルマスクに印刷パターンに対応する開口を高精度に作ることができる。特に板厚を10〜100μm以下のマスクに印刷パターンに対応する開口を高精度に作ることができる。中でも特に板厚を約10μmのメタルマスクに印刷パターンに対応する開口を高精度に作ることができる。さらに、この厚さの板厚に、開口壁面にテーパーを付けた印刷パターンに対応する開口を作ることができる。
また、薄い板厚に印刷パターンを作ることが可能であるため、印刷の厚さを薄くできる。
Claims (4)
- 基材に厚さ10〜300μmのレジストをラミネートし、
超高圧水銀灯の光を集光した直描式描画機を用い、集光された光の焦点を上記レジストの表面からずらして、上記レジストに上記集光された光を直接照射することにより、レジストにテーパーを付けて露光し、現像して印刷パターンの開口部分に対応する厚さ10〜300μmのレジストパターンを形成し、
上記レジストパターンが形成された部分を除いて、上記基材に板厚10〜300μmの金属層をめっきにより形成し、
上記レジストパターンを除去し、
上記金属層から基材を剥離することにより、板厚10〜300μmのメタルマスクを得る
ことを特徴とするメタルマスクの製造方法。 - 集光された光の焦点の位置を、上記レジストの表面から上記基材側に20〜100μm又は上記レジスト上面側に20〜80μmずらして、上記レジストに上記集光された光を直接照射する
ことを特徴とする請求項1記載のメタルマスクの製造方法。 - 集光された光の焦点を大きくずらし、開口壁面に大きい角度のテーパーを付ける場合は、レジスト上面側ではなく基材側へ焦点をずらすことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のメタルマスクの製造方法。
- 請求項1から3までのいずれか記載のマスクの製造方法により製造されたメタルマスクであって、上記メタルマスクは、印刷パターンに対応する開口がスキージ面から印刷面へ向かって広がるテーパーを形成するとともに、印刷パターンに対応する開口の壁面の粗さRaを0.01〜0.1μmとした
ことを特徴とするメタルマスク。
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