特許 6678052 蒸着マスクの製造方法及びその蒸着マスクの洗浄に適する乾式洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6678052

(24)【登録日】2020年3月18日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】蒸着マスクの製造方法及びその蒸着マスクの洗浄に適する乾式洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20200330BHJP

   B08B 5/00 20060101ALI20200330BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/04 A

   B08B5/00 A

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-56757(P2016-56757)

(22)【出願日】2016年3月22日

(65)【公開番号】特開2017-171962(P2017-171962A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2019年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】317007473

【氏名又は名称】鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100084375

【弁理士】

【氏名又は名称】板谷 康夫

(72)【発明者】

【氏名】竹井 日出夫

(72)【発明者】

【氏名】岸本 克彦

【審査官】 山本 一郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１６８０３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−６７８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−７３９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３２６２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／０４

Ｂ０８Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の位置に１又は複数の開口が形成された金属フィルム層の一方の面に樹脂フィルム層が配置された蒸着マスク素材を形成する工程と、
前記蒸着マスク素材に対して所定の方向に所定の張力を掛けた状態で、前記樹脂フィルム層を外側にして前記金属フィルム層を金属フレームに溶接する工程と、
前記樹脂フィルム層の上方に所定のパターンの貫通孔を形成するためにレーザー加工用のマスクを配置する工程と、
前記レーザー加工用マスクを介して、前記樹脂フィルム層にレーザー光を照射し、前記樹脂フィルム層に前記所定のパターンの貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を形成する際に生じたバリや汚染物質を前記樹脂フィルム層から取り除く洗浄工程を備え、
前記洗浄工程は、前記樹脂フィルム層の裏面から超音波振動を加えながら、前記所定のパターンの貫通孔が形成された前記樹脂フィルム層の表面に乾式洗浄装置を所定高さだけ浮上させた状態で移動させ、前記乾式洗浄装置の筐体の旋回空間内で、前記樹脂フィルム層の表面に平行な所定の旋回軸の周りに旋回流を発生させ、該旋回流によって前記旋回空間内で前記所定高さよりも厚み及び１辺又は対角線の長さが大きな平板状の洗浄媒体を旋回させ、該洗浄媒体を前記筐体の底部に設けられた洗浄開口を介して前記樹脂フィルム層の表面に衝突させ、前記バリや汚染物質を除去することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。

【請求項2】

前記超音波振動は、周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせたものであることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの製造方法。

【請求項3】

前記周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせは、２０〜１００ｋＨｚ帯の超音波振動に加えて、さらに別の振動子によりこれよりも周波数の高い帯域の振動を重畳させることを特徴とする請求項２に記載の蒸着マスクの製造方法。

【請求項4】

所定方向の旋回軸の周囲に形成された旋回空間と、前記旋回空間内に空気を吸い込むための吸気口と、前記旋回空間から空気を排出するための排気口と、被洗浄物の被洗浄面に対向する底板に形成された洗浄開口を有する筐体と、
前記排気口に接続され、前記筐体の前記旋回空間内の空気を排出することにより前記旋回空間に前記旋回軸の周りの旋回流を発生させる旋回流発生装置と、
前記底板を前記被洗浄物の被洗浄面から所定高さだけ浮上させる浮上機構と、
前記旋回空間内に充填され、前記所定高さよりも厚み及び１辺又は対角線の長さが大きな平板状であり、前記旋回流によって旋回される洗浄媒体と、
前記底板と前記被洗浄物との間の隙間を塞ぎつつ、該隙間から空気を吸い込むためのセミ・シール部材と、
を備えたことを特徴とする乾式洗浄装置。

【請求項5】

前記底板は略矩形であり、前記浮上機構は、前記底板の各辺のうち互いに対向する１組の辺の端部近傍にそれぞれ設けられた１組の円筒状のローラー又は前記底板の３点又は４点に設けられたボールであり、前記セミ・シール部材は、前記底板の各辺のうち互いに対向する他の１組の辺の端部近傍に設けられた導電性のブラシ体であることを特徴とする請求項４に記載の乾式洗浄装置。

【請求項6】

前記浮上機構は、前記底板を前記被洗浄物の被洗浄面から１０μｍ〜５０μｍの範囲内で浮上させることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の乾式洗浄装置。

【請求項7】

前記洗浄媒体は、１辺又は対角線の長さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの平板状の多角形であることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の乾式洗浄装置。

【請求項8】

前記旋回空間内に発生される旋回流の速度又は前記旋回空間内で旋回される前記洗浄媒体の速度又は単位時間当たりの前記洗浄媒体の数を検出する洗浄状況センサーと、前記旋回空間内に発生される前記旋回流の速度を調節するためのバルブを備え、前記旋回流の速度又は前記洗浄媒体の速度又は単位時間当たりの前記洗浄媒体の数を調節することを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の乾式洗浄装置。

【請求項9】

前記被洗浄物が略矩形である場合、前記被洗浄物の一辺に沿って複数の前記乾式洗浄装置を千鳥状に配置し連結したことを特徴とする請求項４乃至請求項８のいずれか一項に記載の乾式洗浄装置。

【請求項10】

前記被洗浄物の被洗浄面の裏面から前記被洗浄物に超音波振動を加える超音波振動装置をさらに備えることを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか一項に記載の乾式洗浄装置。

【請求項11】

前記超音波振動装置は、周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせて発生させることを特徴とする請求項１０に記載の乾式洗浄装置。

【請求項12】

また、前記超音波振動装置は、前記周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせとして、２０〜１００ｋＨｚ帯の超音波振動に加えて、さらに別の振動子によりこれよりも周波数の高い帯域の振動を重畳させることを特徴とする請求項１１に記載の乾式洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）の製造に使用される蒸着マスクの製造方法及びその蒸着マスクの洗浄に適する乾式洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

有機発光ダイオードは、いわゆるボトムエミッション型と呼ばれる構造では、ガラス板や透明のプラスチック板などの透明基板上に、透明電極（陽極）、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、金属電極（陰極）などが積層されて構成されている。また、トップエミッション型では、ガラス板の他、茶褐色をしたポリイミドフィルムなど必ずしも透明ではない基板上に、反射電極（陽極）、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、半透明の極めて薄い金属電極（陰極）などが積層される。工業的に有機発光ダイオードを製造するための蒸着による一般的なボトムエミッション型の有機発光ダイオードの製造方法は、真空チャンバー内において、透明基板の被蒸着面に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、金属電極などに対応した蒸着マスクを順に交換しながら密着させ、蒸発源からこれらホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、金属電極などを形成するための蒸着物質を蒸発させて飛散させる。蒸着マスクには、それぞれ微細な貫通開口が所定のパターンで形成されており、透明基板の被蒸着面上の蒸着マスクの貫通開口に対応した部分に蒸着物質が付着する。

【0003】

このような有機発光ダイオードを用いてテレビジョン受像機を構成する場合、テレビジョン受像機の解像度が高くなるにつれて、蒸着マスクに形成される貫通開口の大きさが小さくなる。蒸着マスクに形成される貫通開口の大きさとして、例えばフルハイビジョン（４００ｐｐｉ：ピクセル・パー・インチ）の場合、貫通開口は３０μｍ×３０μｍの矩形であり、いわゆる４Ｋテレビジョン（８００ｐｐｉ）の場合、貫通開口は１５μｍ×１５μｍの矩形となる。このように高精細な薄膜パターンを蒸着するためには、金属薄板をエッチング処理することによって形成される従来の蒸着マスクでは精度が不十分であり、例えば特許文献１に記載されているように、ポリイミドなどの樹脂フィルムにレーザー光を照射して貫通開口を形成した蒸着マスクが提案されている。

【0004】

樹脂フィルムにレーザー光を照射すると、レーザー光を照射された部分の樹脂がアブレーションし、飛散することによって貫通開口が形成される。しかしながら、樹脂フィルムに形成された貫通開口のエッジ部にバリが生じたり、飛散した煤状の樹脂粉などの汚染物質が樹脂フィルムの表面に付着したりする。このようなバリや樹脂粉などが付着した蒸着マスクをそのまま使用すると、透明基板上に薄膜パターンが正確に形成されなかったり、樹脂粉が蒸着物質中に取り込まれて黒点が生じたりする虞がある。そのため、レーザー光照射により樹脂フィルムに貫通開口を形成した後、これらのバリや樹脂粉などを取り除く必要がある。

【0005】

一方、特許文献２に記載されているように、プリント基板製造の際、フローはんだ槽によるはんだ付け工程において用いられるマスク治具の洗浄のために、溶剤を使用しない乾式洗浄装置が用いられている。図６に示すように、この従来の乾式洗浄装置１００は、筐体１０１の一部に形成された洗浄開口１０２を被洗浄物１２０に密着させ、筐体１０１の内部の旋回空間１０３で、微小な不織布などの洗浄媒体１０４を所定の旋回軸１０５の周りに旋回させ、洗浄媒体１０４を被洗浄物１２０の表面に衝突させて、被洗浄物１２０の表面に付着した汚染物質１２１などを除去する。筐体１０１の内部には、紙面に垂直な旋回軸１０５を中心として環状の旋回空間１０３を形成するための略円筒状の内壁１０６が設けられている。この従来の乾式洗浄装置１００では、内壁１０６には、吸気開口は形成されていない。筐体１０１の旋回空間１０３内で洗浄媒体１０４の旋回流を発生させるために、矢印Ａで示す旋回流の接線方向に、空気流を発生させるための吸気口１０７と排気口１０８が設けられており、排気口１０８にはブロワーなどの吸引装置（図示せず）が接続されている。旋回空間１０３と排気口１０８とは、旋回軸１０５に対して垂直な壁１０９に設けられた複数の微小な吸気開口１１０を介して連通されている。吸気開口１１０の大きさは、洗浄媒体１０４よりも小さいけれども、被洗浄物１２０の表面に付着した汚染物質１２１よりも大きく、それによって汚染物質１２１は排気と共に乾式洗浄装置１００の外部に排出され、一方、洗浄媒体１０４は旋回空間１０３内で循環される。なお、洗浄媒体１０４、吸気開口１１０及び汚染物質１２１などは、理解を容易にするため、誇張して大きく、且つ、数を少なく描いている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−１２４３７２号公報

【特許文献2】特開２０１３−１２１５７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このような従来の乾式洗浄装置１００は、その筐体１０１の洗浄開口１０２が形成された底板を被洗浄物１２０の被洗浄面に密着させて洗浄する。一方、蒸着マスクに使用される樹脂フィルムは、その厚みが数μｍ〜２０μｍ程度であり、非常に薄い。そのため、従来の乾式洗浄装置１００をそのまま樹脂フィルム製の蒸着マスクの洗浄に使用すると、樹脂フィルムのうち筐体１０１の洗浄開口１０２に対向する部分は筐体１０１の内部の旋回空間１０３に生じる負圧により筐体１０１の内側に吸い込まれてしまい、樹脂フィルムが伸びたり変形したりする虞がある。樹脂フィルムが伸びたり変形したりすると、樹脂フィルムに形成された貫通開口の位置や大きさが変わってしまい、そのような蒸着マスクを用いて薄膜パターンを蒸着すると、所望する位置に蒸着物質が蒸着されない。従って、従来の乾式洗浄装置１００をそのまま樹脂フィルム製の蒸着マスクの洗浄に使用することはできず、改良が必要となる。

【0008】

そこで、樹脂フィルムに貫通開口を形成した後、樹脂フィルムを洗浄液（溶剤）中に浸漬させたり、樹脂フィルムに洗浄液を吹き付けたりして、樹脂フィルムの表面に形成されたバリや樹脂粉などを取り除くことも考えられる。ところが、ポリイミドなどの樹脂フィルムは吸水性を有しているため、洗浄後に樹脂フィルムを乾燥させる必要があるが、乾燥後に樹脂フィルムに形成された貫通開口の位置や寸法が変化する虞がある。そのため、樹脂フィルム製の蒸着マスクに洗浄液などを用いた液体洗浄方法を用いることはあまり好ましくない。また、洗浄液として溶剤を使用したり、洗浄後に乾燥させたりする必要があるため、製造に要する時間やコストがかさむという問題点も有している。さらに、洗浄液の処理に際して、環境問題も生じる。

【0009】

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、乾式洗浄方法を用いながら、蒸着マスクに対するダメージが小さく、バリなどを効果的に除去することができ、ＯＬＥＤの製造に使用される樹脂フィルム製の蒸着マスクの製造方法及びその蒸着マスクの洗浄に適する乾式洗浄装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明に係る蒸着マスクの製造方法は、
所定の位置に１又は複数の開口が形成された金属フィルム層の一方の面に樹脂フィルム層が配置された蒸着マスク素材を形成する工程と、
前記蒸着マスク素材に対して所定の方向に所定の張力を掛けた状態で、前記樹脂フィルム層を外側にして前記金属フィルム層を金属フレームに溶接する工程と、
前記樹脂フィルム層の上方に所定のパターンの貫通孔を形成するためにレーザー加工用のマスクを配置する工程と、
前記レーザー加工用マスクを介して、前記樹脂フィルム層にレーザー光を照射し、前記樹脂フィルム層に前記所定のパターンの貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を形成する際に生じたバリや汚染物質を前記樹脂フィルム層から取り除く洗浄工程を備え、
前記洗浄工程は、前記樹脂フィルム層の裏面から超音波振動を加えながら、前記所定のパターンの貫通孔が形成された前記樹脂フィルム層の表面に乾式洗浄装置を所定高さだけ浮上させた状態で移動させ、前記乾式洗浄装置の筐体の旋回空間内で、前記樹脂フィルム層の表面に平行な所定の旋回軸の周りに旋回流を発生させ、該旋回流によって前記旋回空間内で前記所定高さよりも厚み及び１辺又は対角線の長さが大きな平板状の洗浄媒体を旋回させ、該洗浄媒体を前記筐体の底部に設けられた洗浄開口を介して前記樹脂フィルム層の表面に衝突させ、前記バリや汚染物質を除去することを特徴とする。

【0011】

前記超音波振動は、周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせたものであるように構成してもよい。

【0012】

また、前記周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせは、２０〜１００ｋＨｚ帯の超音波振動に加えて、さらに別の振動子によりこれよりも周波数の高い帯域の振動を重畳させるように構成してもよい。

【0013】

また、本発明に係る乾式洗浄装置は、
所定方向の旋回軸の周囲に形成された旋回空間と、前記旋回空間内に空気を吸い込むための吸気口と、前記旋回空間から空気を排出するための排気口と、被洗浄物の被洗浄面に対向する底板に形成された洗浄開口を有する筐体と、
前記排気口に接続され、前記筐体の前記旋回空間内の空気を排出することにより前記旋回空間に前記旋回軸の周りの旋回流を発生させる旋回流発生装置と、
前記底板を前記被洗浄物の被洗浄面から所定高さだけ浮上させる浮上機構と、
前記旋回空間内に充填され、前記所定高さよりも厚み及び１辺又は対角線の長さが大きな平板状であり、前記旋回流によって旋回される洗浄媒体と、
前記底板と前記被洗浄物との間の隙間を塞ぎつつ、該隙間から空気を吸い込むためのセミ・シール部材と、
を備えたことを特徴とする。

【0014】

上記構成において、前記底板は略矩形であり、前記浮上機構は、前記底板の各辺のうち互いに対向する１組の辺の端部近傍にそれぞれ設けられた１組の円筒状のローラー又は前記底板の３点又は４点に設けられたボールであり、前記セミ・シール部材は、前記底板の各辺のうち互いに対向する他の１組の辺の端部近傍に設けられた導電性のブラシ体であるように構成してもよい。

【0015】

前記浮上機構は、前記底板を前記被洗浄物の被洗浄面から１０μｍ〜５０μｍの範囲内で浮上させることが好ましい。

【0016】

前記洗浄媒体は、１辺又は対角線の長さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの平板状の多角形であることが好ましい。

【0017】

前記旋回空間内に発生される旋回流の速度又は前記旋回空間内で旋回される前記洗浄媒体の速度又は単位時間当たりの前記洗浄媒体の数を検出する洗浄状況センサーと、前記旋回空間内に発生される前記旋回流の速度を調節するためのバルブを備え、前記旋回流の速度又は前記洗浄媒体の速度又は単位時間当たりの前記洗浄媒体の数を調節するように構成してもよい。

【0018】

前記被洗浄物が略矩形である場合、前記被洗浄物の一辺に沿って複数の前記乾式洗浄装置を千鳥状に配置し連結するように構成してもよい。

【0019】

前記被洗浄物の被洗浄面の裏面から前記被洗浄物に超音波振動を加える超音波振動装置をさらに備えるように構成してもよい。

【0020】

前記超音波振動装置は、周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせて発生させるように構成してもよい。

【0021】

また、前記超音波振動装置は、前記周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせとして、２０〜１００ｋＨｚ帯の超音波振動に加えて、さらに別の振動子によりこれよりも周波数の高い帯域の振動を重畳させるように構成してもよい。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係る蒸着マスクの製造方法によれば、蒸着マスク素材を金属フレームに溶接した状態で、樹脂フィルム層にレーザー光を照射して樹脂フィルム層に所定のパターンの貫通孔を形成し、さらにその状態で樹脂フィルム層の表面に乾式洗浄装置によって、洗浄媒体を樹脂フィルム層の表面に衝突させ、バリや樹脂粉を除去するので、洗浄液などを用いた液体洗浄方法と比較して、洗浄後に乾燥させる必要がなく、製造に要する時間やコストを低減することができる。また、洗浄液を使用しないので、洗浄液の処理に関する環境問題も生じない。さらに、乾式洗浄装置は、樹脂フィルム層の表面に対して所定高さだけ浮上させた状態で移動されるので、樹脂フィルム層が乾式洗浄装置の筐体の内部に吸い込まれることはなく、樹脂フィルム層に形成された所定のパターンの貫通孔の位置や形状が変化することもない。さらに、超音波振動を樹脂フィルム層に加えることにより、バリや汚染物質などの除去効率が劇的に向上する。

【0023】

本発明に係る乾式洗浄装置によれば、セミ・シール部材を介して若干の空気が底板と被洗浄物の被洗浄面との間に形成される隙間からそれらの間に形成された空間に吸い込まれ、その空間内の負圧が低減される。そのため、被洗浄物が樹脂フィルムのような非常に薄いものであっても、旋回空間内で生じる負圧によって被洗浄物が筐体の旋回空間内に吸い込まれることはなく、被洗浄物が伸びたり変形したりすることはない。そのため、被洗浄物に形成された貫通開口などの位置や大きさが変化することはない。一方、浮上機構による被洗浄物の被洗浄面に対する底板の浮上量は洗浄媒体に比べて十分小さいので、洗浄媒体が底板と被洗浄物の被洗浄面との間の隙間に侵入することなく、洗浄開口を介して洗浄媒体を被洗浄物の被洗浄面に衝突させることができ、被洗浄物の表面のバリや汚染物質を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す図。

【図2】本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの洗浄に適する乾式洗浄装置の一構成例を示す側部断面図。

【図3】上記乾式洗浄装置の構成を示す正面断面図。

【図4】上記乾式洗浄装置の他の構成を示す正面断面図。

【図5】複数の上記乾式洗浄装置を千鳥状に配置し連結した状態を示す平面図。

【図6】従来の乾式洗浄装置の構成を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法及びその蒸着マスクの洗浄に適する乾式洗浄装置について説明する。図１は本実施形態に係る蒸着マスク５０の製造方法を示す図である。図１に示すように、蒸着マスク５０は、例えばポリイミドなどの熱硬化性樹脂で形成された樹脂フィルム層５１と、磁性金属薄膜などで形成された金属フィルム層５２を備えた、いわゆるハイブリッド型の蒸着マスクである。例えば、樹脂フィルム層５１の厚みは数μｍ〜２０μｍ程度であり、金属フィルム層５２の厚みも数十μｍ程度である。一方、蒸着マスク５０の大きさは、大きなものでは１０００ｍｍ×１５００ｍｍ程度にもなる。そのため、このような蒸着マスク５０を単体で取り扱うことは事実上不可能であり、金属フィルム層５２に張力を掛けた状態で、蒸着マスク５０よりも大きく剛性の高い矩形の金属フレーム５３に溶接して取り扱われている。

【0026】

蒸着マスクの製造方法を以下説明する。樹脂フィルム層５１に一旦サポートガラス基板を貼り合せ、磁性体からなる金属フィルム層５２を電着するためのシード金属層（不図示）をスパッタリング法で膜厚０．３μｍに形成する。シード金属層の形成方法としては、他に蒸着を用いてもよい。膜厚は０．３μｍに限られず、０．２μｍ〜１μｍ程度であればよい。次に、フォトリソグラフィ法を用いて、磁性体の金属フィルム層５２形成用のレジストパターンを形成する。その後、電解めっき法で金属フィルム層５２を厚さ２０μｍに形成し、シード層の金属をウエットエッチングで除去する。さらに、サポートガラス基板を剥離してシート状の基材（樹脂フィルム層５１）を形成する。シート状の基材の取り扱いを容易にするため、樹脂フィルム層５１と金属フィルム層５２の積層体を伸長し、厚さ５０ｍｍ程度の金属支持体（フレーム）５３を溶接する。

【0027】

そして、図１（ａ）に示すように、樹脂フィルム層５１と磁性体金属フィルム層５２の積層体が溶接された金属フレーム５３及びスペーサー５４を基台５５の上に載置する。スペーサーには平面性の良いガラスを用いる。樹脂フィルム層５１と基台５５との密着性を改善するためエタノールなどで平坦性を修正し、レーザー光７３を照射する。この際レーザー照射を２段階に分けてもよい。レーザー光が照射された部分の樹脂はアブレーションし、飛散することによって、樹脂フィルム層５１に所定パターンの貫通開口が形成され、蒸着マスク５０が形成される。このとき、前述のように、蒸着マスク５０の貫通開口のエッジ部にはバリが生じており、また、飛散した煤状の樹脂粉などの汚染物質が蒸着マスク５０の表面に付着する。これらのバリや汚染物質を除去するため、図１（ｂ）に示すように、蒸着マスク５０の被洗浄面、すなわち樹脂フィルム層５１のレーザー光が照射された側の表面（第１面）に乾式洗浄装置１を所定高さだけ浮上させた状態で移動させることによって、貫通孔を形成する際に生じたバリや樹脂粉を樹脂フィルム層５１から取り除く。乾式洗浄装置１による洗浄方法は、筐体２の旋回空間内３で、樹脂フィルム層５１の第１面に平行な所定の旋回軸５の周りに旋回流を発生させ、この旋回流によって旋回空間３内で前記所定高さよりも厚み及び１辺又は対角線の長さが大きな平板状の洗浄媒体４を旋回させ、洗浄媒体４を筐体２の底部に設けられた洗浄開口２２を介して樹脂フィルム層５１の表面に衝突させ、バリや樹脂粉を除去する。

【0028】

乾式洗浄装置１を用いて洗浄する際、基台５５を超音波振動装置として機能させるように構成してもよい。それによって、所定の超音波振動を発生させ、樹脂フィルム層５１の裏面から超音波振動を加えることにより、樹脂フィルム層５１からのバリや汚染物質の除去を促進させることができる。上記スペーサー５４は、樹脂フィルム層５１に照射されたレーザー光１２３が基台５５まで到達しないように遮蔽すると共に、基台５５によって発生された超音波振動を樹脂フィルム層５１に伝達する。この場合、基台５５は、それぞれ異なった周波数の超音波振動を発生させるための複数種類の振動子５６、５７、５８・・・を備えており、例えば、振動子５６から周波数２０ｋＨｚの超音波振動を発生させ、振動子５７から周波数４０ｋＨｚの超音波振動を発生させ、振動子５８から１００ｋＨｚの超音波振動を発生させるように構成してもよい。これらの振動子５６〜５８・・・の大きさや数は、発生される超音波振動の周波数は特に限定されるものではなく、製造する蒸着マスク５０の大きさや樹脂フィルム層５１の厚みなどに応じて適宜選択すればよい。また、これらの振動子５６〜５８・・・の駆動方法としては、周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせることによって定在波を発生させないようにすることが好ましく、様々な方法が考えられる。
（１）複数、好ましくは３つの周波数の異なる超音波振動を同時に、且つ、連続的に発生させる。
（２）複数、好ましくはこれら３つの周波数の異なる超音波振動のうち少なくとも１つの周波数の超音波振動を連続的に発生させ、他の１つ又は複数（２つ）の超音波振動を、例えば５〜２０秒間隔で間欠的に発生させる。また、２つの超音波振動を間欠的に発生させる場合、その振動子の間欠駆動の周期を変えてもよい。
（３）上記（１）又は（２）の２０〜１００ｋＨｚ帯の超音波振動に加えて、さらに別の振動子によりこれよりも周波数の高い帯域、例えば１ＭＨｚ以上の帯域の振動を重畳させるようにしてもよい。
このように、周波数の異なる複数の超音波振動を組み合わせることにより、定在波の発生を防止することができる。

【0029】

次に、乾式洗浄装置１を用いて蒸着マスク５０を洗浄した実験結果を表１に示す。ここで、「第１面」は樹脂フィルム層５１のレーザー光が照射された側の第１面の洗浄結果、「第２面」は樹脂フィルム層５１の金属フィルム層５２側の表面（第２面）の洗浄を示し、実際に蒸着マスクの表面を写真撮影し、「４０８０」は観察した範囲内の全貫通孔の数、「４０２９」、「４１１８」、「８４」、「９１」、「４８」及び「３８」は、洗浄の前後において貫通孔の周囲など存在するバリなどの数を表す。この結果から、洗浄媒体４を旋回させただけでも十分な洗浄効果が得られ、さらに超音波振動を併用させると洗浄効果が向上することがわかる。特に、有機発光ダイオードを用いたディスプレイの場合、高精細化、すなわち画素数の増加に対応して貫通孔及びその周囲に存在するバリなどの数が劇的に増加するため、超音波振動を併用させることによる効果は顕著である。なお、特許文献２に示された従来例と同様に、乾式洗浄装置１を蒸着マスク５０に密着させて洗浄を試みたところ、蒸着マスク５０が破損し、うまく洗浄できないことも確認できた。

【表1】

【0030】

図２は、上記蒸着マスク５０の洗浄に適する乾式洗浄装置１の構成を示す側部断面図であり、図３はその正面断面図である。本実施形態に係る乾式洗浄装置１の筐体２は、所定方向（例えば水平方向）の旋回軸５の周囲に形成された旋回空間３と、旋回空間３内に空気を吸い込むための吸気口７と、旋回空間３から空気を排出するための排気口８と、蒸着マスク５０の樹脂フィルム層５１の表面（ここでは上記「第１面」を例示している）に対向する底板２１に形成された洗浄開口２２を有している。以下の説明では、樹脂フィルム層の第１面及び第２面を総称して「蒸着マスク５０の被洗浄面」と称する。旋回空間３は、この洗浄開口２２を介して蒸着マスク５０の被洗浄面と対向する。この構成例では、旋回空間３が旋回軸５を中心として略円筒状（旋回軸５に垂直な断面が略環状）となるように、筐体２の内部には、排気口８に連通した略円筒状の仕切り壁６が設けられており、仕切り壁６に多数の微小な吸気開口１０が形成されている。また、筐体２のうち蒸着マスク（被洗浄物）５０の被洗浄面に対向する底板２１は略矩形である。排気口８には、例えばフレキシブルチューブ６１を介してブロワーなどの旋回流発生装置６２が接続されており、旋回空間３の空気は、吸気開口１０及び排気口８を介して筐体２の外部に排出される。旋回空間３の空気が排出されることによって旋回空間３の圧力が低下するので、筐体２の外部の空気が吸気口７から旋回空間３に吸引される。旋回空間３の内部に吸引された空気は、略円筒状の旋回空間３を形成する筐体２の内壁２３に衝突し、内壁２３に沿って流れる。その結果、旋回空間３に旋回軸５の周りの旋回流が発生される。なお、図６に示す従来の乾式洗浄装置１００と同様に、吸気開口１０の大きさは、洗浄媒体４よりも小さいけれども、蒸着マスク５０の表面に付着した汚染物質１２１よりも大きく、それによって汚染物質１２１は排気と共に乾式洗浄装置１の外部に排出され、一方、洗浄媒体４は旋回空間３内で循環される。また、洗浄媒体４、吸気開口１０及び汚染物質１２１などは、理解を容易にするため、誇張して大きく、且つ、数を少なく描いている。

【0031】

筐体２の底板２１の側辺のうち互いに対向する１組の辺の端部近傍には、蒸着マスク５０の被洗浄面に平行な方向（例えば水平方向）を回転軸とする一組の円筒状のローラー３１が設けられており、ローラー３１は蒸着マスク５０の被洗浄面を転動する。ローラー３１の材料としては、樹脂フィルム製の蒸着マスク５０の被洗浄面との滑りを考慮して、摩擦抵抗の小さい、例えばフッ素ゴムやニトリルゴムなどが好ましい。このローラー３１の転動により、乾式洗浄装置１を基台５５（図１参照）に保持された蒸着マスク５０に対して相対的に移動させることができる。ローラー３１は、筐体２の底板２１を蒸着マスク５０の被洗浄面から所定高さだけ浮上させる浮上機構として機能し、底板２１の蒸着マスク５０の被洗浄面に対向する面は、蒸着マスク５０の被洗浄面には密着しておらず、所定の高さ（例えば１０〜５０μｍ、好ましくは３０μｍ程度）だけ被洗浄面から浮上している。

【0032】

筐体２の底板２１の他の１組の辺（ローラー３１が設けられていない辺）の端部近傍には、それぞれ導電性の樹脂繊維などで形成されたブラシ状体であるセミ・シール部材３２が設けられている。このセミ・シール部材３２は、筐体２の底板２１の蒸着マスク５０の被洗浄面と対向する面と蒸着マスク５０の被洗浄面との間の隙間を塞ぎつつ、該隙間から筐体２の底板２１と、蒸着マスク５０の被洗浄面と、一対のローラー３１と、一対のセミ・シール部材３２によって形成される空間内に空気を吸い込むためのものである。排気口８から排出される空気の量と、吸気口７から旋回空間３内に吸い込まれる空気の量とセミ・シール部材３２から吸い込まれる空気の量を合わせたものはほぼ等しいので、セミ・シール部材３２を構成するブラシ状体の本数などを適宜選択して、セミ・シール部材３２を介して吸い込まれる空気の量を、吸気口７から旋回空間３内に吸い込まれる空気の量よりも少なくする。それによって、筐体２の旋回空間３に所定の速度の旋回流を発生させつつ、筐体２の底板２１と蒸着マスク５０の被洗浄面との間に形成される上記空間内の負圧を低減することができる。その結果、樹脂フィルム製の蒸着マスク５０のような非常に薄いものであっても、旋回空間３内で生じる負圧によって被洗浄物である蒸着マスク５０が筐体２の内側に吸い込まれることはなく、蒸着マスク５０が伸びたり変形したりすることはなく、蒸着マスク５０に形成された貫通開口の位置や大きさが変化することはない。また、セミ・シール部材３２として導電性の樹脂繊維などで形成されたブラシ状体を用いているので、セミ・シール部材３２が蒸着マスク５０の被洗浄面を摺動する際に生じる静電気を筐体２を介して放電することができ、静電気による汚染物質などの再付着を防止することができる。

【0033】

筐体２の旋回空間３内には洗浄状況センサー３３が設けられており、また、排気口８には、旋回空間３内に発生される旋回流の速度を調節するためのバルブ３４が設けられている。洗浄状況センサー３３としては、風速計などを用いて旋回空間３内に発生される旋回流の速度を直接検出してもよいし、例えば光センサーなどを用いて、旋回流によって旋回される洗浄媒体４の速度又は単位時間当たりの洗浄媒体４の数などを検出してもよい。この乾式洗浄装置１による洗浄メカニズムは、被洗浄物である蒸着マスク５０の被洗浄面に洗浄媒体４を衝突させることによって生じるので、乾式洗浄装置１の洗浄能力は、旋回空間３内に発生される旋回流の速度、旋回流によって旋回される洗浄媒体４の材質、大きさ、単位体積当たりの数などによって決定される。そのため、洗浄状況センサー３３の検出結果に基づいてバルブ３４の開き量を制御することにより、旋回空間３に発生される旋回流の速度又は旋回流によって旋回される洗浄媒体４の速度又は単位時間当たりの洗浄媒体４の数などを調節することができる。

【0034】

筐体２の旋回空間３内には洗浄媒体４が充填されおり、旋回流発生装置６２によって旋回空間３に旋回流が発生されると、洗浄媒体４は旋回流に乗って旋回される。洗浄媒体４は、例えば不織布、ポリビニールアルコール、ポリプロピレンなどのフィルムを微小に切断したものであり、１辺又は対角線の長さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの平板状の多角形である。多角形としては、四角形、六角形、八角形など、角が多いものが好ましい。フィルムの厚みは、洗浄媒体４が筐体２の底板２１と蒸着マスク５０の被洗浄面との間に挟まらないようにするため、これらの間の隙間、すなわち上記所定高さ（例えば１０〜５０μｍ、好ましくは３０μｍ程度）よりも厚いことが好ましく、加工のしやすさを考慮すれば０．２ｍｍ以上がより好ましい。

【0035】

旋回流の速度が速すぎたり、洗浄媒体４の量が多すぎたり、あるいは、乾式洗浄装置１と蒸着マスク５０の相対的な移動速度が遅すぎたりすると、洗浄媒体４が蒸着マスク５０の被洗浄面に衝突する回数が多くなりすぎ、蒸着マスク５０に損傷を与える虞がある、また、旋回流の速度が遅すぎたり、洗浄媒体４の量が少なすぎたり、あるいは、乾式洗浄装置１と蒸着マスク５０の相対的な移動速度が速すぎたりすると、洗浄媒体４が蒸着マスク５０の被洗浄面に衝突する回数が少なくなりすぎ、蒸着マスク５０の洗浄が十分でなく、バリや汚染物質１２１を完全に取り除くことができなくなる虞がある。そのため、蒸着マスク５０の量産工程において、この乾式洗浄装置１を用いて蒸着マスク５０の被洗浄面を洗浄するにあたっては、予め蒸着マスク５０のテスト片などを用いて最適な条件を決定する。本出願人が行った実験結果を例示すると、旋回流の速度：１５〜５０ｍ／秒、洗浄媒体４の量：２０〜１００個／ｃｍ^３、乾式洗浄装置１と蒸着マスク５０の相対的な移動速度：１ｃｍ／秒、洗浄媒体４：１辺の長さ０．２〜０．４ｍｍの正方形の不織布又は１辺の長さ０．３〜０．５ｍｍの正方形のポリビニールアルコールの範囲で良好な結果が得られた。一方、洗浄媒体４として紙片を用いた場合は、何れの条件でもあまり良好な結果は得られなかった。また、発泡ポリエチレンなどの空気を含む材料を用いた洗浄媒体４は、蒸着マスク５０の樹脂フィルム層５１との衝突の際に静電気が発生し、一旦除去した汚染物質などが再付着する虞があるため、好ましくない。逆に、静電気を発生させにくくするために、炭素繊維の塊など導電性を有する物質を洗浄媒体４に混合してもよい。

【0036】

図４は、上記乾式洗浄装置１の変形例の構成を示す。蒸着マスク５０の被洗浄面を洗浄するにあたって、乾式洗浄装置１と蒸着マスク５０の被洗浄面の接触面積及び摩擦抵抗はできるだけ少ないことが好ましい。図２に示す構成例では、筐体２の底板２１を蒸着マスク５０の被洗浄面から所定高さだけ浮上させる浮上機構として互いに対向する１組のローラー３１を用いたが、図４に示す構成例では、浮上機構として、筐体２の底板２１の３点又は４点に設けられたボール３５を用いている。また、ボール３５の回転を滑らかにするため、比較的乾燥時間の短いエタノールなどを潤滑剤３６として使用している。また、筐体２の底板２１の各辺には、導電性のブラシ体であるセミ・シール部材３２が設けられている。このような構成によっても同様の効果が得られる。

【0037】

図５は、蒸着マスク５０の被洗浄面を連続的に洗浄するために、複数の乾式洗浄装置１を連結した構成を示す平面図である。蒸着マスク５０は、上記のように樹脂フィルム製であり、その厚みは非常に薄いため、貫通開口が形成されていない領域、具体的には樹脂フィルムの周囲に金属板などによるマスクフレームが結合される。そのため、蒸着マスク５０の全面を洗浄する必要はないが、少なくとも貫通開口が形成されている領域、すなわち被洗浄領域を漏れなく洗浄する必要がある。そのため、図５に示すように、蒸着マスク５０の一辺、例えば短辺に沿って複数の乾式洗浄装置１を千鳥状に配置し連結している。複数の乾式洗浄装置１は、正面視で、前列に配置された乾式洗浄装置１と後列に配置された乾式洗浄装置１が部分的にオーバーラップしている。一例として、一般的に第３．５世代ハーフと呼ばれる有機発光ダイオードを用いた画像表示装置を製造する場合、使用される蒸着マスク５０の大きさは４７５ｍｍ×７００ｍｍ程度であり、素子領域を含む被洗浄面の短辺は３００〜５００ｍｍ程度である。被洗浄面の短辺方向において、乾式洗浄装置１の筐体２の底板２１の寸法を約５０ｍｍとすると、図５に示すように乾式洗浄装置１を同方向に５台乃至１０台配置すればよい。

【0038】

各乾式洗浄装置１は、連結フレーム６０によって水平方向に連結されており、ローラー３１又はボール３５が蒸着マスク５０の被洗浄面を転動するように、若干上下動可能である。乾式洗浄装置１と蒸着マスク５０の相対的な移動方法としては、例えば、乾式洗浄装置１を所定位置に吊り下げ、その下を基台５５に保持された蒸着マスク５０をコンベアなどによってローラー３１の回転軸に直交する方向（転動方向）に搬送させる。あるいは、基台５５の片側又は両側にガイドレールを設置し、そのガイドレールに沿って乾式洗浄装置１を移動させてもよい。各乾式洗浄装置１の排気口８には、それぞれフレキシブルチューブ６１が接続されており、フレキシブルチューブ６１が旋回流発生装置６２（図２参照）に接続されている。前述のように、各乾式洗浄装置１にはそれぞれ洗浄状況センサー３３及びバルブ３４が設けられているので、各乾式洗浄装置１の洗浄能力が同じになるように、洗浄状況センサー３３の検出結果に基づいてバルブ３４の開き量のフィードバック制御を行う。このような構成により、コンベアなどによって連続的に搬送されてくる蒸着マスク５０の被洗浄面をもれなく洗浄することができる。

【0039】

なお、図５に示すように、複数の乾式洗浄装置１を露出させたまま使用してもよいし、あるいは、これら複数の乾式洗浄装置１をさらに大きな１つの筐体の内部に収容してもよい。また、乾式洗浄装置１が蒸着マスク５０の被洗浄面に接触していない状態で洗浄媒体４が筐体２の洗浄開口２２から落下するのを防止するために、洗浄開口２２に旋回流発生装置６２の動作と連動する開閉式のシャッターを設けてもよい。さらに、旋回空間３内に旋回流を発生させる構造は、図示したような排気口８に連通した略円筒状の仕切り壁６に多数の微小な吸気開口１０が形成されたものに限定されず、図６に示すような旋回軸に垂直な壁に多数の微小な吸気開口を形成し、この微小な吸気開口を介して旋回空間と排気口を連通するものであってもよい。さらに、排気口８の方向も旋回軸５と平行、すなわち水平方向でなくてもよく、垂直方向に曲げられていてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１ 乾式洗浄装置
２ 筐体
３ 旋回空間
４ 洗浄媒体
５ 旋回軸
６ 仕切り壁
７ 吸気口
８ 排気口
１０ 吸気開口
２１ 底板
２２ 洗浄開口
２３ （筐体の）内壁
３１ ローラー
３２ セミ・シール部材
３３ 洗浄状況センサー
３４ バルブ
３５ ボール
３６ 潤滑剤
５０ 蒸着マスク（被洗浄物）
５１ 樹脂フィルム層
５２ 金属フィルム層
５３ 金属フレーム
５４ スペーサー
５５ 基台
５６、５７ 振動子
６０ 吊り下げフレーム
６１ フレキシブルチューブ
６２ 旋回流発生装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】