JPWO2018179703A1 - マスク、マスクキット、製膜方法および製膜装置 - Google Patents

Abstract

マスク（１００）は、被製膜基板（１）上に形成する薄膜のパターン形状に対応した開口（１１）が設けられた可撓性のマスク基材（３０）を備える。マスク基材（３０）は、被製膜基板（１）との対向面が接着性を有している。マスク基材（３０）の被製膜基板（１）との対向面には、開口（１１）の外周縁に沿って、被製膜基板に対する接着性を有していない外周非接着領域（７１）が設けられている。被製膜基板（１）上にマスク（１００）を貼着し、開口下に露出した被製膜基板上に薄膜を形成した後、被製膜基板の表面からマスクを剥離除去することにより、所定領域に薄膜が形成された基板が得られる。

Description

本発明は、パターン形成用マスクおよびマスクキットに関する。さらに、本発明はマスクを用いた製膜方法および製膜装置に関する。

タッチパネル用導電性フィルム、表示装置用基板等は、基板上に複数の薄膜が設けられており、それぞれの薄膜が異なる形状にパターニングされている。基材上へのパターニング層の形成方法としては、薄膜を形成後にフォトリソグラフィー等によりパターニングを行う方法が一般的である。

フォトリソグラフィーによるパターニングは、パターンの精度には優れているが、多数の工程が必要であり、生産性や歩留まりが低く、製造コスト増大の要因となる。また、薄膜の形成とパターニングを繰り返して、パターン形状の異なる複数の層を形成する場合、エッチングによる薄膜の除去の際に、エッチング対象の薄膜の下に設けられている層がエッチング液によりダメージを受ける場合がある。

基板をマスクで覆った状態で製膜を行うことにより、マスクの開口下の基板上に選択的に薄膜を堆積させて、パターニング層を形成する方法が知られている。例えば、特許文献１では、一方の面に粘着層が設けられたシートを所定パターンに穿設して開口を形成したマスクを用いて、真空製膜によりパターニング層を形成する方法が開示されている。このような可撓性のマスクは、ロール・トゥ・ロールによる真空製膜にも適用できるため、パターン状の薄膜形成の低コスト化が期待できる。

特開２００６−２６３６８５号公報

特許文献１に記載されているように、基板上に粘着層を介してマスクを貼着すれば、基板とマスクとの位置ずれが生じないため、パターニング精度の向上が期待される。しかし、特許文献１に開示されているマスクを基板上に貼着してスパッタ法等により薄膜を形成後に、基板からマスクを剥離除去すると、マスクの開口の内周縁付近で基板上に堆積された薄膜が剥離してマスクとともに基板上から除去される場合があった。また、事前に他の薄膜が形成された基板上に、マスクを貼着して薄膜を形成すると、基板上からマスクを剥離除去する際に、事前に基板上に設けられていた薄膜がマスクとともに基板から剥離除去される場合があった。

上記に鑑み、本発明は、基板上からマスクを除去する際の薄膜の剥がれ等の不具合を抑制可能な可撓性のマスクの提供を目的とする。

本発明のマスクは、被製膜基板上に形成する薄膜のパターン形状に対応した開口が設けられた可撓性のマスク基材を備える。マスク基材は、被製膜基板との対向面である第一主面が接着性を有している。マスク基材の第一主面には、開口の外周縁に沿って、被製膜基板に対する接着性を有していない外周非接着領域が設けられている。

マスク基材の第一主面には、離型フィルムが剥離可能に貼設されていてもよい。マスク基材の第二主面には、支持基材が剥離可能に貼設されていてもよい。

マスクキットを用いることにより、被製膜基板上でマスク基材に開口を設けて上記のマスクを形成してもよい。マスクキットは、マスク基材および支持基材を備える。マスク基材は、被製膜基板との対向面である第一主面が、被製膜基板に対して接着性を有している。支持基材は、マスク基材の第二主面側に剥離可能に貼設されている。

マスク基材には、被製膜基板上に形成する薄膜のパターン形状に対応する開口形成部の外周縁に沿って、厚み方向の全体に切断線が設けられている。マスク基材の第一主面において、第一開口形成部は、被製膜基板に対する接着性を有していない。マスクキットは、複数のマスク基材を含んでいてもよい。複数のマスク基材のそれぞれに切断線が設けられることにより、１つのマスクキットを用いて、パターン形状の異なる複数の薄膜を形成できる。

本発明のマスクまたはマスクキットを用いて薄膜を製膜することにより、パターン精度の向上が期待できる。また、本発明のマスクまたはマスクキットを用いることにより、ロール・トゥ・ロールプロセスにより、基板上に各種のパターン形状を有する薄膜を形成できるため、生産性の向上が期待できる。

一実施形態のマスクの平面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 図２のマスクの使用形態を表す図である。 図２のマスクの使用形態を表す図である。 図２のマスクの使用形態を表す図である。 図２のマスクの使用形態を表す図である。 図２のマスクの使用形態を表す図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 一実施形態のマスクキットの断面図である。 図５のマスクキットの使用形態を表す図である。 図５のマスクキットの使用形態を表す図である。 図５のマスクキットの使用形態を表す図である。 一実施形態のマスクキットの断面図である。 一実施形態のマスクキットの平面図である。 図８のＡ−Ａ線における断面図である。 図９のマスクキットの使用形態を表す図である。 図９のマスクキットの使用形態を表す図である。 図９のマスクキットの使用形態を表す図である。 図９のマスクキットの使用形態を表す図である。 図９のマスクキットの使用形態を表す図である。 図９のマスクキットの使用形態を表す図である。 図９のマスクキットの使用形態を表す図である。 一実施形態の製膜装置の構成図である。

［マスクの構成］
図１は、本発明の一実施形態のマスクの平面図である。図１に示すマスク１００は、ｘ方向に沿って複数の開口が設けられた長尺マスクである。マスク領域７０では、開口１１の外周縁に沿って非接着領域７１が設けられている。

図２は、図１のマスク１００のＡ−Ａ線における断面図であり、図２の下側が被製膜基板との対向面である。図４も、図１のＡ−Ａ線における断面図であり、図２とは異なる形態のマスク１０４が図示されている。図３Ａ〜Ｅは、図２のマスク１００を用いて、被製膜基板１上にパターン状の薄膜１１１を形成する工程を示す概念図である。

マスク基材３０は、被製膜基板１との対向面である第一主面が、被製膜基板に対する接着性を有している。図２に示すマスク基材３０は、基材フィルム３１の第一主面に粘着層３２が設けられることにより、基板との接着性を有している。マスク基材３０の第一主面上には、離型フィルム３９が剥離可能に貼設されており、マスク基材３０の第二主面上には、支持基材５０が剥離可能に貼設されている。

マスク基材３０には開口１１が設けられている。開口１１の形状は、基板上に形成される薄膜１１１のパターン形状に対応している。図１では矩形状の開口１１が設けられているが、開口の形状は特に限定されない。開口１１は、例えば、フィルム等の面状のマスク基材を切断して、開口に対応する領域を除去することにより設けられる。

図２に示す形態において、マスク基材３０の第一主面では、開口１１の外周縁に沿った外周非接着領域７１に、粘着層３２が設けられていない。そのため、図３Ｃに示すように基板１上にマスク基材３０を貼着する際に、外周非接着領域７１は、基板１に対する接着性を有していない。

基材フィルム３１は、可撓性を有していればその材料は特に限定されず、金属箔や樹脂フィルム等が用いられる。材料が安価であり、加工性に優れ、かつ被製膜基板との接触時の傷付きを低減できることから、基材フィルムとしては、可撓性樹脂フィルムが好ましい。可撓性樹脂フィルムの樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類等が挙げられる。フィルムの強度、耐熱性、寸法安定性等の観点から、基材フィルム３１は二軸延伸フィルムであることが好ましい。マスクに高い耐熱性が求められる場合は、可撓性フィルムの樹脂材料として、ポリイミド等の高耐熱材料を用いてもよい。

マスク基材３０は透明でも不透明でもよい。マスク基材３０の厚みは特に限定されない。自己支持性と可撓性とを両立させる観点からは、マスク基材３０の厚みは、１０〜１００μｍ程度が好ましい。ロール・トゥ・ロール方式により被製膜基板１上への薄膜１１１の形成が行われる場合は、基板１の厚みよりもマスク基材３０の厚みが小さいことが好ましい。

粘着層３２は、基板１に貼着可能であり、かつ薄膜形成後に基板１から剥離可能であればよく、一般の粘着テープ等に使用されている粘着剤で構成することができる。マスク基材３０として、基材フィルム３１用の樹脂材料と粘着層３２用の樹脂材料とを多層押出により一体成型した自己粘着性フィルムを用いてもよい。マスク基材３０として基材フィルム３１と粘着層３２とを一体成型したフィルムを用いれば、マスク基材を基板１から剥離した際に、基板１への糊残りが生じ難く、薄膜付き基板の品質を向上できる。

粘着層３２として、加熱やＵＶ照射等により接着力が低下する材料を用いてもよい。この場合、基板１上に薄膜を形成する際には、基板１とマスク基材３０とを強固に接着させ、薄膜形成後に接着力を低下させることにより、基板１の表面からマスク基材３０を容易に剥離できる。

開口１１の外周に外周非接着領域７１を設ける方法としては、事前にパターニングされた粘着シートを基材フィルム３１に貼設する方法、基材フィルム３１上の領域７１上に粘着層が設けられないように粘着層の材料を塗布（印刷）する方法、基材フィルム３１上の全面に粘着層を設けた後に領域７１上の粘着層を除去する方法等が挙げられる。加熱やＵＶ照射等により接着力が低下する材料を粘着層３２として基材フィルム３１上の全面に設けた後、領域７１上の粘着層の接着力を低下させることにより、非接着領域としてもよい。

図４に示すように、領域７１の粘着層３２が基板１と接着しないように、領域７１の粘着層３２上に被覆部材３５を設けてもよい。なお、図４では、マスク基材３０の第二主面上に支持基材が設けられていないが、領域７１に被覆部材３５を設けて非接着領域とする形態においても、図２に示す形態と同様、マスク基材の第二主面上に支持基材５０が貼接されていてもよい。

マスク基材３０として、基材フィルム３１と粘着層３２とを一体成型したフィルムを用いる場合は、領域７１の粘着層を部分的に除去することは容易ではない。そのため、粘着層３２上に被覆部材３５を貼設することにより、開口１１の外周縁に沿って外周非接着領域７１を設けることが好ましい。基材フィルムの表面に粘着層が一体成型された自己粘着フィルムの所定領域７１に被覆部材３５を貼設する方法は、基材上への粘着層の形成や粘着層のパターニング作業を必要としないため、材料が安価であり、かつマスクの形成工程を簡素化できる。

被覆部材３５は、第一主面がマスク基材３０の粘着層３２と接着可能であり、かつ第一主面の反対面である第二主面が被製膜基板１と接着しないものであればよい。例えば、片面に粘着層を備える自己粘着フィルムを、粘着面がマスク基材３０と対向するように配置して貼着してもよい。

マスク基材３０の第一主面上に離型フィルム３９を貼設することにより、基板１との貼着前の粘着層３２を保護できる。マスク基材３０の第二主面上に支持基材５０を貼設することにより、マスク基材３０の表面を保護できる。また、マスク基材３０の第二主面上に支持基材５０を設けることにより、マスク基材３０の開口１１の面積が大きい場合でも、マスクの自己支持性を保持できるため、マスクと基板１との貼り合わせを安定して実施できる。また、支持基材５０が設けられていることにより、開口１１の形状が安定するため、基板１上に形成される薄膜１１１のパターン精度を向上できる。

離型フィルム３９および支持基材５０は可撓性であればその材料は特に限定されない。離型フィルム３９は、マスク基材３０との対向面である第二主面に離型処理が施されていてもよい。離型フィルム３９の表面に離型処理を施すことにより、マスク基材３０からの剥離が容易となる。支持基材５０は、マスク基材３０との対向面である第二主面に粘着層５２が設けられていることが好ましい。支持基材５０の表面に粘着層５２が設けられることにより、マスク基材３０に対する相対的な位置の固定が容易となり、開口１１の面積が大きい場合でも、開口の形状を一定に保持できる。支持基材５０として、マスク基材３０と同様のフィルム材料を用いてもよい。

［マスクを用いた薄膜の形成］
図３Ａ〜Ｅは、図２のマスク１００を用いて、被製膜基板１上にパターン状の薄膜１１１を形成する工程を示す概念図である。被製膜基板１は剛性基板でも可撓性基板でもよい。ロール・トゥ・ロール方式による連続的な製膜が可能であることから、可撓性基板が好ましい。被製膜基板１の表面には、事前に他の薄膜が設けられていてもよい。

マスク基材３０の第一主面に離型フィルム３９が設けられている場合は、まず離型フィルムを剥離して、マスク基材３０の粘着層３２を露出させる（図３Ａ）。この際、マスク基材３０の第二主面に支持基材５０が設けられていれば、離型フィルム３９を剥離後も、マスクの自己支持性が維持されるため、開口１１の形状を安定化できる。

マスク基材３０の第一主面を、被製膜基板１上に貼着する（図３Ｂ）。この際、マスク基材３０の第一主面に設けられた粘着層３２により、被製膜基板１上でのマスク基材３０の位置が固定される。そのため、ロール・トゥ・ロールプロセスの様に、基板を移動させながら製膜を行う場合でも、基板１とマスク基材３０との相対的な位置を一定に維持できる。マスクの開口１１の外周縁部の非接着領域７１では、マスク基材と基板とが当接しているが、両者は非接合状態である。マスク基材３０の第二主面に支持基材５０が設けられている場合は、開口１１が設けられた領域において、支持基材５０の粘着層５２と基板１とが貼着していてもよい。

第二主面に貼設された支持基材５０を剥離除去することにより、開口１１下に基板１が露出する（図３Ｃ）。基板１上にマスク基材３０が貼着された状態を維持しつつ支持基材５０の剥離を容易に行うために、基板１とマスク基材３０の粘着層３２との接着力が、マスク基材３０の第二主面と支持基材５０の粘着層５２との接着力よりも大きいことが好ましい。例えば、マスク基材３０の粘着層３２として、支持基材５０の粘着層５２よりも接着力の高い材料を用いることにより、基板１と粘着層３２との接着力を相対的に高めればよい。また、マスク基材３０の粘着層３２の厚みを支持基材５０の粘着層５２の厚みよりも大きくすることにより、粘着層３２の接着力を向上してもよい。基板１の材料が粘着層３２に対して高い接着性を有する場合は、マスク基材３０の粘着層３２の接着力と支持基材５０の粘着層５２の接着力は同等でもよい。マスク基材３０の第二主面を離型処理することにより、マスク基材３０の第二主面と粘着層５２との接着力を相対的に低下させてもよい。

マスクの開口１１下に基板１が露出した状態でスパッタ法等により製膜を行うと、開口１１下に露出した基板１上に薄膜１１１が堆積する（図３Ｄ）。マスク領域７０では、マスク基材３０上に薄膜が堆積するため、基板１上には薄膜は堆積しない。マスク基材３０の開口壁面にも薄膜が堆積してもよい。

薄膜を製膜後に、基板１上からマスクを剥離除去することにより、基板１上の所定領域（マスクの開口１１に対応する領域）にパターン状の薄膜１１１が設けられた薄膜付き基板３０１が得られる（図３Ｅ）。マスクの開口１１の外周縁に沿った非接着領域７１では、マスクと基板１とが当接しているため、基板１上には薄膜は形成されない。一方、非接着領域７１では、基板１とマスクとが接合していないため、基板１上からマスクを剥離除去する際に、マスク基材３０の開口１１の外周やその近傍において、大きな力が付与されることや、剥離界面へ不均一な力が付与されることを抑制できる。そのため、マスクの剥離除去の際に、薄膜１１１が開口壁面に沿って切断され、基板上に堆積された薄膜の剥離や、マスク領域上に堆積された膜の剥離による基板上への膜残りが生じ難い。このように、マスクの開口１１の外周縁に沿って非接着領域を設けることにより、基板１からマスクを剥離除去する際の膜剥がれや膜残りを防止できるため、パターン精度が向上する。

マスク開口１１の外周縁部に非接着領域７１が設けられていることにより、基板１からマスクを剥離除去する際に、開口１１の外周やその近傍における大きな力の付与や剥離界面への不均一な力の付与が抑制されるため、薄膜１１１の製膜前に基板１の表面に他の薄膜が設けられている場合でも、粘着層３２による基板１の表面に設けられた薄膜の剥離を防止できる。基板１の表面に事前に設けられた薄膜がパターン状である場合は、事前に薄膜が設けられている領域を非接着領域とすれば、粘着層による薄膜の剥離をより確実に防止できる。

［マスクキット］
図３Ａ〜Ｅでは、事前に開口１１が設けられたマスク基材３０を被製膜基板１上に貼着して薄膜を製膜する例を示したが、マスクキットを用いて、被製膜基板１上で、マスク基材３０に開口１１を設けてマスクを形成してもよい。

図５は、被製膜基板上に貼着後に、薄膜のパターン形状に対応した開口を設けてマスクを形成するためのマスクキットの一形態の断面図である。図５に示すマスクキット１０５は、図２に示すマスク１００と同様、マスク基材５３０の第一主面上に離型フィルム３９が剥離可能に貼設されており、マスク基材５３０の第二主面上に支持基材５０が剥離可能に貼設されている。マスクキット１０５は、マスク基材５３０に開口が設けられておらず、代わりに基板１上に形成する薄膜１１１のパターン形状に対応する開口形成部５１１の外周に沿って切断線３１１が設けられている点において、図２に示すマスク１００と異なっている。

切断線３１１は、開口形成部５１１を囲むように、マスク基材５３０の厚み方向の全体に渡って設けられている。そのため、マスク基材５３０は、開口形成部５１１（切断線３１１に囲まれた領域）と、開口形成部５１１の外側のマスク領域７０とが分離可能となっている。マスクキット１０５では、マスク基材５３０上に支持基材５０が貼着されているため、マスク基材５３０は、切断線３１１で囲まれた開口形成部と、切断線３１１の外側の領域との一体性が保持されている。

マスク基材５３０に切断線３１１を設ける方法は特に限定されない。例えば、マスク基材５３０の第二主面に支持基材５０を貼設した状態で、マスク基材５３０側から、切断刃やレーザーカッター等により、マスク基材５３０と支持基材５０との積層体のハーフカットを行い、切断線を形成すればよい。この際、支持基材５０の第一主面側（マスク基材の貼付面）にも切断線が形成される場合があるが、支持基材５０の厚み方向の全体に切断線が形成されなければ特段の問題はない。ハーフカットによりマスク基材５３０に切断線３１１を形成後に、マスク基材５３０上の支持基材を別の基材に貼り替えてもよい。

マスク基材５３０の第一主面には粘着層３２が設けられており、基板１と貼着可能に構成されている。マスク基材５３０の開口形成部５１１の全体には粘着層が設けられておらず、基板１に対する非接着領域となっている。図５に示すように、開口形成部５１１の外周縁に沿った領域７１も基板１に対する非接着領域であってもよい。

図６Ａ〜Ｃは、被製膜基板１上にマスクキット１０５を貼着後に、マスク基材５３０から支持基材５０を剥離するとともに開口形成部５１１のマスク基材５３５を除去して開口１１を形成する様子を表す工程概念図である。図５および図６Ａ〜Ｃにおいて、被製膜基板１、支持基材５０および離型フィルム３９の構成および材料等は、図２および図３Ａ〜Ｃに示すマスク１００を用いる形態と同様であるため、これらの詳細は省略する。また、マスク基材５３０の基材フィルム３１および粘着層３２は、マスク１００の基材フィルム３１および３２と同様であるため、これらの詳細も省略する。

マスク基材５３０の第一主面に離型フィルム３９が設けられている場合は、まず離型フィルムを剥離して、マスク基材５３０の粘着層３２を露出させる（図６Ａ）。その後、マスク基材５３０の第一主面を、被製膜基板１上に貼着する（図６Ｂ）。開口形成部５１１（およびその外周縁に沿った領域７１）は非接着領域であり、マスク基材５３０と基板１とが当接しているが、両者は非接合状態である。

被製膜基板１にマスクキットを貼着後、マスク基材５３０の第二主面に貼設された支持基材５０を剥離除去する（図６Ｃ）。図３Ｃに示す形態と同様、基板１上にマスク基材５３０が貼着された状態を維持しつつ支持基材５０の剥離を容易に行うために、基板１とマスク基材５３０の粘着層３２との接着力が、マスク基材５３０の第二主面と支持基材５０の粘着層５２との接着力よりも大きいことが好ましい。

前述のように、マスク基材５３０の第一主面において、開口形成部５１１（切断線３１１で囲まれた領域）は、基板１に対する非接着領域である。一方、マスク基材５３０の第二主面は、粘着層５２により、全面が支持基材５０に貼着されている。そのため、開口形成部５１１においては、マスク基材５３０の第一主面と基板１との接着力は実質的にゼロであり、マスク基材５３０の第二主面と支持基材５０の粘着層５２との接着力に比べて小さい。

マスク基材５３０の第二主面に貼設された支持基材５０を、マスク基材５３０と粘着層５２との界面で剥離すると、マスク領域７０では、基板１上にマスク基材５３０が貼着された状態を維持しつつ、マスク基材５３０から支持基材５０が剥離される。開口形成部５１１の外周縁に沿った領域７１においてマスク基材５３０の第一主面と基板１とが接合していない場合でも、その外周の領域ではマスク基材５３０と基板１とが接合しているため、領域７１のマスク基材５３０は基板１上に残存する。開口形成部５１１のマスク基材５３５は、マスク基材５３０の接着領域５３６と切断線により分離されているため、支持基材５０とともに、基板１上から除去される。そのため、図６Ｃに示すように、基板１上のマスク基材５３０が設けられていない領域が開口１１となる。

このように、支持基材５０の剥離除去とともに、マスク基材３０に開口１１を設けた後は、図３Ｄおよび図３Ｅと同様に、薄膜を形成し、基板１からマスクを剥離除去することにより、開口形成部に対応する領域にパターン上の薄膜が設けられた薄膜付き基板が得られる。マスク開口１１の外周縁に沿った領域７１が非接着領域である場合は、基板１からマスクを剥離除去する際の膜剥がれや膜残りを防止して、パターン精度を向上できる。

マスクキットにおいて、開口形成部５１１およびその外周縁に沿った領域７１を非接着領域とする方法は、マスク基材５３０に粘着層を設けない方法に限定されない。例えば、加熱やＵＶ照射等により接着力が低下する材料を粘着層３２として基材フィルム３１上の全面に設けた後、開口形成部５１１およびその外周縁に沿った領域７１の粘着層の接着力を低下させることにより、非接着領域としてもよい。

図７に示すマスクキット１０７のように、開口形成部７１１に被覆部材７３５を貼着することにより、非接着領域を設けてもよい。開口形成部の全体を確実に被覆するために、被覆部材７３５は、開口形成部の外周縁に沿った領域７１にも設けられていることが好ましい。被覆部材７３５が領域７１にも設けられている場合、被覆部材７３５には、マスク基材５３０と同様に、開口形成部の外周縁に沿って、厚み方向の全体に切断線３７１が設けられていることが好ましい。被覆部材３５に切断線３７１を設けることにより、マスク基材５３０の第二主面から支持基材５０を剥離除去する際に、開口形成部７１１では、支持基材５０に貼着されたマスク基材５３０およびマスク基材に貼着された被覆部材７３５が除去されるため、開口１１が形成され、基板１が露出する。

［多層パターニング］
上記のマスクまたはマスクキットを用いることにより、基板上にパターニングされた薄膜を形成できる。開口の形状の異なる複数のマスクを用いて、基板上へのマスクの付設（またはマスクキットを用いた基板上でのマスクの形成）、開口下に露出した基板への薄膜の形成、および基板上からのマスクの除去を繰り返し実施することにより、パターン形状の異なる複数の薄膜を備える多層膜を、基板上に形成できる。マスクの開口の外周縁に沿って非接着領域を設けることにより、多層膜を形成する場合でも、基板からマスクを剥離する際に、先に製膜された薄膜の基板からの剥離を抑制できる。

［多層パターニング用マスクキット］
上記のマスクキットの応用により、１つのマスクキットを用いてパターン形状の異なる複数の薄膜を形成することもできる。図８は、多層パターニング用マスクキットの平面図である。図９は、図８のマスクキット１０８のＡ−Ａ線における断面図である。

マスクキット１０８は、第一開口形成部８１１の内周に第二開口形成部８１２を有する。すなわち、第二開口形成部８１２は、第一開口形成部８１１の内部に設けられた領域である。図９の断面図に示すマスクキット１０８は、図５に示すマスクキット１０５と同様、マスク基材８３０の第一主面上に離型フィルム３９が剥離可能に貼設されており、マスク基材８３０の第二主面側に支持基材５０が剥離可能に貼設されている。マスクキット１０８は、第一マスク基材８３０と支持基材５０との間に、第二切断線４１２が設けられた第二マスク基材８４０が配置されている点において、図５に示すマスクキット１０５と異なっている。

第一マスク基材８３０には、第一開口形成部８１１を囲むように第一切断線３１１が形成されている。さらに、第一開口形成部８１１の内側に位置する第二開口形成部８１２を囲むように第二切断線３１２が形成されている。第一切断線３１１および第二切断線３１２は、いずれも第一マスク基材８３０の厚み方向の全体に渡って設けられている。そのため、マスク基材８３０は、第二開口形成部８１２（第二切断線３１２に囲まれた領域）、第一開口形成部内８１１内かつ第二開口形成部８１２の外側の領域７５（第一切断線３１１と第二切断線３１２の間の領域）、および第一開口形成部８１１の外側の領域７０の３つの領域が分離可能となっている。

第二マスク基材８４０には、第二開口形成部８１２を囲むように第二切断線４１２が形成されている。第二切断線４１２は、第二マスク基材８４０の厚み方向の全体に渡って設けられている。第一マスク基材８３０の第二切断線３１２と、第二マスク基材８４０の第二切断線４１２とは、マスクキット１０８を平面視した場合に同一の位置に設けられている。すなわち、切断線３１２と切断線４１２とは同一直線上に延在するように設けられている。

第二マスク基材８４０としては、支持基材５０および第一マスク基材８３０と同様、基材フィルム４１の第一主面に粘着層４２が設けられた可撓性フィルムを用いることが好ましい。第二マスク基材８４０は、第一主面の全面に粘着層４２が設けられていることが好ましい。

第一マスク基材８３０の第二主面と第二マスク基材８４０の粘着層４２との接着力は、第二マスク基材８４０の第二主面と支持基材５０の粘着層５２との接着力よりも大きいことが好ましい。基板１と第一マスク基材８３０の粘着層３２との接着力は、第一マスク基材８３０の第二主面と第二マスク基材８４０の粘着層４２との接着力よりも大きいことが好ましい。基板１側から支持基材５０側に向けて、順に接着力が小さくなるように、各層の接着強度を調整することにより、図１０Ａ〜Ｇに示すように、支持基材５０、第二マスク基材８４０、および第一マスク基材８３０を順に剥離しながら、パターン形状の異なる薄膜を形成することが容易となる。

マスク基材８３０，８４０に切断線を設ける方法は特に限定されない。例えば、支持基材５０の第一主面上に第二マスク基材８４０と第一マスク基材８３０との積層体を貼着した状態で、マスク基材８３０側からハーフカットを行い、マスク基材８３０に第一切断線を形成すればよい。この際、第二マスク基材８４０の第一主面側にも第一切断線が形成される場合があるが、第二マスク基材８４０の厚み方向の全体に第一切断線が形成されなければ特段の問題はない。第二切断線３１２，４１２もハーフカットにより形成できる。第一マスク基材８３０および第二マスク基材８４０を貫通するようにハーフカットを行えば、同一直線上に延在する第二切断線３１２，４１２を形成できる。この際、支持基材５０の第一主面側にも第二切断線が形成される場合があるが、支持基材５０の厚み方向の全体に第一切断線が形成されなければ特段の問題はない。ハーフカットにより切断線３１１を形成後に、第二マスク基材５４０に貼着された支持基材を別の基材に貼り替えてもよい。

第一マスク基材８３０の第一主面には粘着層３２が設けられており、基板１と貼着可能に構成されている。第一マスク基材８３０の第一開口形成部８１１の全体が、基板１に対する非接着領域である。図９に示すように、第一開口形成部８１１の外周縁に沿った領域７１も基板１に対する非接着領域であってもよい。図９では、第一マスク基材８３０の第一主面において第一開口形成部８１１および領域１７に粘着層３２を設ないことにより非接着領域としているが、非接着領域の形成方法は特に限定されない。

例えば、第一マスク基材８３０の全面に粘着層３２が形成されている場合は、第一開口形成部８１１（第一切断線３１１の内側の領域）の粘着層３２に被覆部材を貼着して、第一開口形成部を非接着領域としてもよい。被覆部材が領域７１にも設けられている場合、図７に示す形態と同様、被覆部材には、第一開口形成部の外周縁に沿って、厚み方向の全体に切断線が設けられていることが好ましい。

図１０Ａ〜Ｇは、被製膜基板１上にマスクキット１０８を貼着後に、第二マスク基材５４０から支持基材５０を剥離して開口１２を形成し、第一マスク基材５３０から第二マスク基材５４０を剥離して開口１１を形成し、それぞれの開口に薄膜を形成する様子を表す工程概念図である。以下では、マスク１００およびマスクキット１０５を用いる形態において説明した事項と重複する事項については、詳細な記載を省略する。

第一マスク基材８３０の第一主面に離型フィルム３９が設けられている場合は、まず離型フィルムを剥離して、マスク基材８３０の粘着層３２を露出させる（図１０Ａ）。その後、第一マスク基材８３０の第一主面を、被製膜基板１上に貼着する（図１０Ｂ）。第一開口形成部８１１、第一開口形成部８１１の内側の第二開口形成部８１２、および第一開口形成部８１１の外周縁に沿った領域７１は非接着領域であり、第一マスク基材８３０と基板１とは非接合である。

第二マスク基材８４０の第二主面に貼設された支持基材５０を、第二マスク基材８４０と粘着層５２との界面で剥離すると、第二切断線３１２，４１２の外側（第二開口形成部８１２の外側）では、基板１上に第一マスク基材８３０および第二マスク基材８４０が貼着された状態を維持しつつ、支持基材５０が剥離される。第二開口形成部８１２では、支持基材５０に粘着層５２を介して第二マスク基材８４０が貼着されており、第二マスク基材８４０に粘着層４２を介して第一マスク基材８３０が貼着されているが、第一マスク基材８３０と基板１とは接合していない。そのため、図１０Ｃに示すように、第二切断線４１２の内側の領域の第二マスク基材８４４および第二切断線３１２の内側の領域の第一マスク基材８３４は、支持基材５０とともに基板１上から除去される。そのため、基板１上のマスク基材８３０，８４０が設けられていない領域が第二開口１２となる。

このように、第二開口１２が設けられたマスク基材が基板１上に貼着された状態で、スパッタ法等により製膜を行うと、開口１２下に露出した基板１上に第二薄膜１１２が堆積する（図１０Ｄ）。開口１２の外側の領域では、第二マスク基材８４０上に薄膜が堆積するため、基板１上には薄膜は堆積しない。

第二薄膜１１２を製膜後に、第一マスク基材８３０の第二主面に貼設された第二マスク基材８４０を、第一マスク基材８３０と粘着層４２との界面で剥離すると、第一切断線３１１の外側（第一開口形成部８１１の外側）の領域７０では、基板１上に第一マスク基材８３０が貼着された状態を維持しつつ、第二マスク基材８４０が剥離される。第一切断線３１１の内側の領域７５では、第一マスク基材８３５が基板１と非接合であるため、図１０Ｅに示すように、第二マスク基材８４０に貼着された第一マスク基材８３５は、第二マスク基材８４０とともに基板１上から除去される。これにより、領域７５の基板１が露出し、第一開口１１が設けられる。

このように、第一開口１１が設けられたマスク基材を基板１上に貼着した状態で、スパッタ法等により製膜を行うと、開口１１の第二開口形成部８１２下に露出した第二薄膜１１２上およびその外周の領域７５に露出した基板１上に第一薄膜が堆積する（図１０Ｆ）。マスク領域７０では、第一マスク基材８３０上に薄膜が堆積するため、基板１上には薄膜は堆積しない。

第二薄膜を製膜後に、基板１上からマスクを剥離除去することにより、マスクキットの第二開口形成部８１２に対応する領域にパターン状の第二薄膜１１２が設けられ、第二薄膜１１２を覆うように、マスクキットの第一開口形成部８１１に対応する領域にパターン状の第一薄膜１１１が設けられた多層パターニング薄膜付き基板８０１が得られる（図１０Ｇ）。

このように、複数のマスク基材が積層されたマスクキットを用いることにより、１つのキットで異なる形状のマスク開口を形成できる。そのため、パターン形状の異なる複数の層を形成する際の位置合わせが不要となり、製造効率を向上できるとともに、位置合わせ精度を向上できる。

図９および図１０Ａ〜Ｇでは、支持基材５０に、２層のマスク基材８４０，８３０が積層されたマスクキットを用いて、形状の異なる２種類の開口１２，１１を順に設ける形態を示した。３層以上のマスク基材が積層されたマスクキットを用いることにより、３種類以上の形状の異なる開口を順に設けることもできる。

［薄膜の形成方法］
上記の様に、本発明のマスクおよびマスクキットは、各種のパターン形状を有する薄膜の形成に用いられる。薄膜の材料は特に限定されず、有機材料、無機材料、金属材料等が挙げられる。薄膜は導電性でも絶縁性でもよく、半導体でもよい。

薄膜の形成方法は、ドライプロセスであれば特に限定されず、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や各種のＣＶＤ法を適用できる。また、複数の製膜方法を組み合わせて多層薄膜を形成してもよい。本発明のマスクおよびマスクキットは、可撓性基材を用いているため、ロール・トゥ・ロールプロセスにも適用できる。

本発明のマスクを用いてロール・トゥ・ロールプロセスによりパターニングされた薄膜を形成する場合は、まず、基板およびマスクをそれぞれ走行させながら、ロール・トゥ・ロールプロセスにより基板上に連続的にマスクを貼着する。基板とマスクとの積層体を走行させながら、ロール・トゥ・ロールにより、製膜装置での薄膜の形成を行う。その後、基板とマスクとの積層体を走行させながら基板からマスクを剥離して、基板を巻取り、パターン状の薄膜が形成された基板の巻回体を得る。

基板とマスクとの貼着後、製膜を行う前に、基板とマスクとの積層体を、一旦ロール状に巻き取ってもよい。また、基板とマスクとの積層体上に薄膜を製膜後、基板からマスクを剥離する前に、積層体を一旦ロール状に巻き取ってもよい。製膜装置のパスライン上で、基板とマスクとの貼着、製膜、および基板からのマスクの剥離を連続して実施してもよい。

本発明のマスクキットを用いてロール・トゥ・ロールプロセスによりパターニングされた薄膜を形成する場合は、まず、基板およびマスクキットをそれぞれ走行させながら、ロール・トゥ・ロールプロセスにより基板上に連続的にマスクキットを貼着する。この積層体を走行させながら、支持基材５０を剥離して開口下に基板１を露出させる。以降は、マスクを用いる場合と同様に、ロール・トゥ・ロールによる製膜およびマスクの剥離を行い、パターン上の薄膜が形成された基板の巻回体を得る。これらの各工程の間に、積層体を一旦ロール状巻き取ってもよく、各工程を連続して実施してもよい。

図９に示すような開口形成部の形状が異なる複数のマスク基材を備えるマスクキットを用いる場合は、薄膜形成後にマスク基材を剥離して異なる形状の開口を設けた後に別の薄膜を形成することにより、パターン形状の異なる複数の薄膜を備える多層膜を形成すればよい。製膜装置内に複数の製膜源が設けられている場合は、１つの製膜源と別の製膜源との間のパスラインでマスク基材を剥離することにより、基材の巻出しから巻取りまでの１回のパスでパターン形状の異なる複数の薄膜を形成できる。

図１１は、１回のパスでパターン形状の異なる複数の薄膜を形成するための製膜装置の構例を示している。この製膜装置２００は、２つの製膜室２８２，２８１のそれぞれに製膜ロール２９２，２９１が設けられ、製膜ロール２９２，２９１に対峙して製膜源としてのスパッタターゲット２１２，２１１が配置されている。基板１は、巻出しロール２０１から巻き出されて製膜室２８２に搬送され、製膜ロール２９２上で基板上への第二薄膜１１２の製膜が行われる。第二薄膜が形成された基板は、製膜室２８２に搬送され、製膜ロール２９１上で基板上への第一薄膜１１１の製膜が行われる。

第二薄膜１１２の製膜が行われる製膜ロール２９２と第一薄膜１１１の製膜が行われる製膜ロール２９１との間のパスラインには、一対のニップロールからなる剥離ロール２２４が設けられており、基板の表面から第二マスク基材８４０を剥離するように構成されている。基板表面から剥離された第二マスク基材８４０は、巻取りロール２０４により巻取回収される。このように、２つの製膜部の間に剥離手段を設け、基板上からのマスク基材の剥離をインラインで実施することにより、巻出しロール２０１から基板を巻き出して、巻取りロール２０９で巻き取るまでの間に、パターン形状の異なる第二薄膜８１２と第一薄膜８１１とを基板１上に形成できる。３以上の製膜部が設けられている装置では、それぞれの製膜部の間に剥離手段を設けることにより、３種類以上の形状の異なる薄膜を１回のパスで形成できる。

製膜装置は、複数の製膜部の間に剥離手段が設けられていること以外は、通常の製膜装置と同様の構成とすることができる。製膜装置２００では、基材上に設けられたマスクキットから支持基材５０を剥離するための剥離手段としてのニップロール２２５が設けられており、剥離後の支持基材５０は巻取りロール２０５で巻取り回収されるようになっている。このように、インラインで支持基材５０を剥離することにより、基板１上にマスクキットが貼着された基板を製膜装置にセットして、インラインで基板１上にマスク開口を形成できるため、基板表面の清浄性を維持できると共に、生産効率を向上できる。

製膜装置２００では、製膜ロール２９２と、多層パターニング薄膜付き基板８０１を巻き取るための巻取りロール２０９との間に、一対のニップロールからなる剥離ロール２２９が設けられており、基板１からの第一マスク基材８３０の剥離をインラインで実施できるように構成されている。

製膜装置には、基板１とマスクキットとを貼着するための貼着手段（例えばニップロールからなる貼合ロール）や、マスクキット１０８の表面から離型フィルム３９を剥離除去するための剥離手段等が設けられていてもよい。

１ 基板
１００，１０４ マスク
１０５，１０７，１０８ マスクキット
３０，４０，５３０，５４０，８３０，８４０ マスク基材
５０ 支持基材
３１，４１，５１ 基材フィルム
３２，４２，５２ 粘着層
３９ 離型フィルム
３５，７３５ 被覆部材
１１，１２ 開口
１１１，１１２ 薄膜
７０ マスク領域
７１ 外周非接着領域
５１１，８１１，８１２ 開口形成部
３１１，３１２，３７１，４１２ 切断線

Claims (14)

1. 第一主面および第二主面を有し、被製膜基板上に形成する薄膜のパターン形状に対応した開口が設けられた可撓性のマスク基材を備えるマスクであって、
   前記マスク基材は、被製膜基板との対向面である第一主面が、被製膜基板に対して接着性を有し、
   前記マスク基材の第一主面において、前記開口の外周縁に沿って、前記被製膜基板に対する接着性を有していない外周非接着領域が設けられている、マスク。
2. 前記マスク基材が可撓性樹脂フィルムからなる請求項１に記載のマスク。
3. 前記マスク基材は、第一主面に粘着層が設けられている、請求項１または２に記載のマスク。
4. 前記マスク基材は、第一主面の全面に粘着層が設けられており、
   前記外周非接着領域は、前記粘着層に被覆部材が貼設されることにより、被製膜基板に対して非接着とされている、請求項３に記載のマスク。
5. 前記マスク基材の第一主面に、離型フィルムが剥離可能に貼設されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマスク。
6. 前記マスク基材の第二主面に、支持基材が剥離可能に貼設されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマスク。
7. 被製膜基板上に形成する薄膜のパターン形状に対応した開口が設けられた可撓性のマスクを得るためのマスクキットであって、
   第一主面および第二主面を有し、被製膜基板との対向面である第一主面が、被製膜基板に対して接着性を有する第一マスク基材；および
   前記第一マスク基材の第二主面側に剥離可能に貼設された支持基材、を備え、
   前記第一マスク基材は、被製膜基板上に形成する第一薄膜のパターン形状に対応する第一開口形成部の外周縁に沿って、厚み方向の全体に切断線が設けられており、
   前記第一マスク基材の第一主面において、前記第一開口形成部、および前記第一開口形成部の外周縁に沿った領域に、前記被製膜基板に対する接着性を有していない非接着領域が設けられている、マスクキット。
8. 前記第一マスク基材は、第一主面の全面に粘着層が設けられており、
   前記第一開口形成部および前記第一開口形成部の外周縁に沿った領域は、前記粘着層に被覆部材が貼設されることにより、被製膜基板に対して非接着とされており、
   前記被覆部材は、前記第一開口形成部の外周縁に沿って、厚み方向の全体に切断線が設けられている、請求項７に記載のマスクキット。
9. 前記第一マスク基材と前記支持基材との間に、さらに第二マスク基材を備え、
   前記第二マスク基材は、被製膜基板上に形成する第二薄膜のパターン形状に対応する第二開口形成部の外周縁に沿って、厚み方向の全体に切断線が設けられており、
   前記第二開口形成部は、前記第一開口形成部の内部の領域であり、
   前記第一マスク基材は、前記第一開口形成部の外周、および前記第二開口形成部の外周のそれぞれに沿って、厚み方向の全体に切断線が設けられている、請求項７または８に記載のマスクキット。
10. 被製膜基板上に請求項１〜６のいずれか１項に記載のマスクを貼着し、前記開口下に露出した被製膜基板上に薄膜を形成した後、被製膜基板の表面から前記マスクを剥離除去する、製膜方法。
11. 請求項７〜９のいずれか１項に記載のマスクキットの第一マスク基材の第一主面を、被製膜基板上に貼着し、
    前記マスクキットの第二主面に貼設された支持基材とともに前記マスクキットに貼着された前記開口形成部のマスク基材を剥離して、マスク基材の開口下に被製膜基板を露出させ、
    前記開口下に露出した被製膜基板上に薄膜を形成した後、被製膜基板の表面から前記マスク基材を剥離除去する、製膜方法。
12. ロール・トゥ・ロール法により、前記基板を連続的に搬送しながら被製膜基板上への製膜が行われる、請求項１１に記載の製膜方法。
13. スパッタ法により薄膜が形成される、請求項１１または１２に記載の製膜方法。
14. 請求項９に記載のマスクキットを用いて、パターン形状の異なる複数の薄膜を形成するための製膜装置であって、
    巻出しロールから巻き出した被製膜基板を、複数の製膜部に順に導いて、被製膜基板上に多層薄膜を形成後に巻取りロールで薄膜付き基板を巻取るように構成されており、
    巻出しロールから巻取りロールまでの搬送経路上において、１つの製膜部と他の製膜部との間に、被製膜基板上から前記マスク基材を剥離するための剥離手段が設けられている、製膜装置。
    
    

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