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特開2024-143391メタルマスク用基材、メタルマスク用基材の製造方法、および、メタルマスクの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024143391
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】メタルマスク用基材、メタルマスク用基材の製造方法、および、メタルマスクの製造方法
(51)【国際特許分類】
C23C 14/04 20060101AFI20241003BHJP
B21B 3/02 20060101ALI20241003BHJP
B21B 1/22 20060101ALI20241003BHJP
C23F 1/00 20060101ALI20241003BHJP
H10K 50/00 20230101ALI20241003BHJP
H10K 59/10 20230101ALI20241003BHJP
H10K 71/16 20230101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
C23C14/04 A
B21B3/02
B21B1/22 B
B21B1/22 A
C23F1/00 102
H10K50/00
H10K59/10
H10K71/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023056040
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】橋本 有史
【テーマコード（参考）】
3K107
4E002
4K029
4K057
【Ｆターム（参考）】
3K107AA01
3K107BB01
3K107CC35
3K107CC45
3K107FF15
3K107GG12
3K107GG26
3K107GG28
3K107GG33
4E002AD12
4E002BC05
4E002CA08
4K029BA62
4K029BD01
4K029CA01
4K029DB06
4K029HA02
4K029HA03
4K057WA13
4K057WB02
4K057WB03
4K057WB12
4K057WB20
4K057WC01
(57)【要約】
【課題】メタルマスクが備える複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔が大きくなることを抑えることを可能としたメタルマスク用基材、メタルマスク用基材の製造方法、および、メタルマスクの製造方法を提供する。
【解決手段】メタルマスク用基材１０は、鉄‐ニッケル系合金から構成される。メタルマスク用基材１０では、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上である。メタルマスク用基材１０は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する。
【選択図】図１
【解決手段】メタルマスク用基材１０は、鉄‐ニッケル系合金から構成される。メタルマスク用基材１０では、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上である。メタルマスク用基材１０は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄ニッケル系合金から構成される金属板であるメタルマスク用基材であって、
ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、
１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する
メタルマスク用基材。
ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、
１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する
メタルマスク用基材。
【請求項2】
前記ＫＡＭ値が、２．７６°以下である
請求項１に記載のメタルマスク用基材。
請求項１に記載のメタルマスク用基材。
【請求項3】
鉄ニッケル系合金から構成される金属板であるメタルマスク用基材の製造方法であって、
前記金属板の母材を圧延し、これによって圧延材を得ることと、
前記圧延材を、７２０℃以下の温度で焼鈍することと、を含み、
前記金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、
前記金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する
メタルマスク用基材の製造方法。
前記金属板の母材を圧延し、これによって圧延材を得ることと、
前記圧延材を、７２０℃以下の温度で焼鈍することと、を含み、
前記金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、
前記金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する
メタルマスク用基材の製造方法。
【請求項4】
焼鈍することは、前記圧延材を３００℃以上の温度で焼鈍することを含み、
前記ＫＡＭ値が、２．７６°以下である
請求項３に記載のメタルマスク用基材の製造方法。
前記ＫＡＭ値が、２．７６°以下である
請求項３に記載のメタルマスク用基材の製造方法。
【請求項5】
金属板にレジスト層を形成すること、
レジスト層からレジストパターンを形成すること、および、
レジストパターンを用いたウェットエッチングによって前記金属板に複数の貫通孔を形成すること、を含み、
前記金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、
前記金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する
メタルマスクの製造方法。
レジスト層からレジストパターンを形成すること、および、
レジストパターンを用いたウェットエッチングによって前記金属板に複数の貫通孔を形成すること、を含み、
前記金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、
前記金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する
メタルマスクの製造方法。
【請求項6】
前記複数の貫通孔を形成することは、各貫通孔が前記金属板の第１面に開口を有し、かつ、各開口の面積が１６００μｍ２以下であるように前記複数の貫通孔を形成することを含む
請求項５に記載のメタルマスクの製造方法。
請求項５に記載のメタルマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、メタルマスク用基材、メタルマスク用基材の製造方法、および、メタルマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機ＥＬ表示装置が備える画素を形成する方法の一例は、真空蒸着法である。真空蒸着法では、複数の貫通孔を有した金属製のメタルマスクが用いられる。各貫通孔は、画素の形状に応じた形状を有し、かつ、複数の貫通孔は、画素の配列に応じて配列されている。各貫通孔は、画素を形成するための蒸着材料が通る通路である。メタルマスクを形成するための材料には、鉄ニッケル系合金製の金属薄板が用いられる（例えば、特許文献１を参照）。
【0003】
金属薄板からメタルマスクを製造する際には、まず、金属薄板の表面にレジスト層を形成し、次いで、レジスト層からレジストパターンを形成する。そして、レジストパターンを用いたウェットエッチングによって金属薄板に複数の貫通孔が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１８／２３５８６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、有機ＥＬ表示装置が搭載された各種の電子機器において、高精細な映像を表示することが求められている。そのため、有機ＥＬ表示装置が備える画素、ひいては画素を形成するためのメタルマスクにも高精細化が求められている。例えば、５００ｐｐｉ程度の高精細な画素を形成するためのメタルマスクでは、金属薄板の表面に位置する開口での最大寸法が数十μｍにまで微細化される。微細化された開口を有した貫通孔の形成では、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔においてウェットエッチングが過剰に進行し、これによって貫通孔が大きくなるという新たな課題が生じている。
【0006】
こうした課題は、有機ＥＬ表示装置が備える画素を形成するためのメタルマスクに限らず、例えば、有機ＥＬ表示装置以外の電子機器や電子部品に用いられるパターンを形成するためのメタルマスクにも共通する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するためのメタルマスク用基材は、鉄ニッケル系合金から構成される金属板である。ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する。
【0008】
上記課題を解決するためのメタルマスク用基材の製造方法は、鉄ニッケル系合金から構成される金属板であるメタルマスク用基材の製造方法である。前記製造方法は、前記金属板の母材を圧延し、これによって圧延材を得ることと、前記圧延材を、７２０℃以下の温度で焼鈍することと、を含む。前記金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、前記金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する。
【0009】
上記課題を解決するためのメタルマスクの製造方法は、金属板にレジスト層を形成すること、レジスト層からレジストパターンを形成すること、および、レジストパターンを用いたウェットエッチングによって前記金属板に複数の貫通孔を形成すること、を含む。前記金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上であり、前記金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する。
【0010】
上記メタルマスク用基材によれば、メタルマスク用基材のＫＡＭ値が２．１８°以上であることによって、メタルマスク用基材に複数の貫通孔を形成した際に、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔が大きくなることが抑えられる。
【0011】
上記メタルマスク用基材において、前記ＫＡＭ値が、２．７６°以下であってよい。
上記メタルマスク用基材の製造方法において、前記焼鈍することは、前記圧延材を３００℃以上の温度で焼鈍することを含み、前記ＫＡＭ値が、２．７６°以下であってよい。
上記メタルマスク用基材の製造方法において、前記焼鈍することは、前記圧延材を３００℃以上の温度で焼鈍することを含み、前記ＫＡＭ値が、２．７６°以下であってよい。
【0012】
上記メタルマスク用基材によれば、メタルマスク用基材のウェットエッチング後においてメタルマスク用基材の反りが生じない程度に、メタルマスク用基材の残留ひずみを抑えることが可能である。
【0013】
上記メタルマスクの製造方法において、前記複数の貫通孔を形成することは、各貫通孔が前記金属板の第１面に開口を有し、かつ、各開口の面積が１６００μｍ２以下であるように前記複数の貫通孔を形成することを含んでもよい。
【0014】
上記メタルマスクの製造方法によれば、メタルマスクの開口を形成するためのレジストパターンが有する開口の面積も微小であり、これによってレジストパターンの開口にエッチング液が浸入しにくい。結果として、メタルマスク用基材の面内においてエッチングのばらつきが生じやすいから、メタルマスク用基材のＫＡＭ値が２．１８°以上であることによる効果をより顕著に得ることができる。
【発明の効果】
【0015】
上記メタルマスク用基材、メタルマスク用基材の製造方法、および、メタルマスクの製造方法によれば、メタルマスクが備える複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔が大きくなることが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
図１から図２３を参照して、メタルマスク用基材、メタルマスク用基材、および、メタルマスクの製造方法の一実施形態を説明する。本実施形態のメタルマスクは、メタルマスクの一例であって、有機ＥＬ表示装置が備える画素を形成するために用いられる蒸着マスクである。
【0018】
［メタルマスク用基材］
図１から図８を参照して、メタルマスク用基材を説明する。
図１が示すメタルマスク用基材１０は、鉄ニッケル系合金から構成される金属板である。メタルマスク用基材１０は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さＴを有している。メタルマスク用基材１０は、表面１０Ｆと表面１０Ｆとは反対側の面である裏面１０Ｒとを備えている。メタルマスク用基材１０の厚さＴは、表面１０Ｆと裏面１０Ｒとの間の距離である。メタルマスク用基材１０の取り扱い性を高める観点では、メタルマスク用基材１０の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがさらに好ましい。メタルマスク用基材１０に形成された貫通孔が貫通孔に進入した蒸着材料に対して影になることを抑える観点では、メタルマスク用基材１０の厚さは、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。なお、蒸着材料に対して影になることをメタルマスクのシャドウ効果と称する。メタルマスク用基材１０の取り扱い性を高め、かつ、メタルマスクのシャドウ効果を抑える観点では、メタルマスク用基材１０の厚さは、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
図１から図８を参照して、メタルマスク用基材を説明する。
図１が示すメタルマスク用基材１０は、鉄ニッケル系合金から構成される金属板である。メタルマスク用基材１０は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さＴを有している。メタルマスク用基材１０は、表面１０Ｆと表面１０Ｆとは反対側の面である裏面１０Ｒとを備えている。メタルマスク用基材１０の厚さＴは、表面１０Ｆと裏面１０Ｒとの間の距離である。メタルマスク用基材１０の取り扱い性を高める観点では、メタルマスク用基材１０の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがさらに好ましい。メタルマスク用基材１０に形成された貫通孔が貫通孔に進入した蒸着材料に対して影になることを抑える観点では、メタルマスク用基材１０の厚さは、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。なお、蒸着材料に対して影になることをメタルマスクのシャドウ効果と称する。メタルマスク用基材１０の取り扱い性を高め、かつ、メタルマスクのシャドウ効果を抑える観点では、メタルマスク用基材１０の厚さは、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【0019】
メタルマスク用基材１０は、３５質量％以上３６．５質量％以下のニッケル元素と、残部の鉄元素とを含むことが好ましい。メタルマスク用基材１０は、ニッケル元素および鉄元素以外の添加元素を含んでもよい。添加元素は、金属元素でもよいし、非金属元素でもよい。金属元素は、例えば、マンガン（Ｍｎ）、元素マグネシウム（Ｍｇ）元素、アルミニウム（Ａｌ）元素、クロム（Ｃｒ）元素、モリブデン（Ｍｏ）元素、コバルト（Ｃｏ）元素であってよい。非金属元素は、ケイ素元素、リン（Ｐ）元素、硫黄（Ｓ）元素、塩素（Ｃｌ）元素であってよい。メタルマスク用基材１０において、添加元素の総和は、例えば１質量％以下であってよい。
【0020】
図２は、メタルマスク用基材１０の断面構造を示している。
図２が示すように、メタルマスク用基材１０は、主層１０Ａ、第１表層１０Ｂ１、および第２表層１０Ｂ２から構成されている。第１表層１０Ｂ１と第２表層１０Ｂ２との間に、主層１０Ａが位置している。第１表層１０Ｂ１は、メタルマスク用基材１０の表面１０Ｆを含んでいる。第２表層１０Ｂ２は、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒを含んでいる。第１表層１０Ｂ１および第２表層１０Ｂ２は、それぞれ鉄ニッケル系合金の自然酸化膜である。これに対して主層１０Ａでは、鉄ニッケル系合金が当該合金の周囲に存在する酸化剤によって酸化されていない。そのため、各表層１０Ｂ１，１０Ｂ２における酸素元素の含有率は、主層１０Ａにおける酸素元素の含有率よりも高い。各表層１０Ｂ１，１０Ｂ２の厚さは、例えば０ｎｍよりも大きく１０ｎｍ以下であり、また、０ｎｍよりも大きく５ｎｍ以下であってよい。
図２が示すように、メタルマスク用基材１０は、主層１０Ａ、第１表層１０Ｂ１、および第２表層１０Ｂ２から構成されている。第１表層１０Ｂ１と第２表層１０Ｂ２との間に、主層１０Ａが位置している。第１表層１０Ｂ１は、メタルマスク用基材１０の表面１０Ｆを含んでいる。第２表層１０Ｂ２は、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒを含んでいる。第１表層１０Ｂ１および第２表層１０Ｂ２は、それぞれ鉄ニッケル系合金の自然酸化膜である。これに対して主層１０Ａでは、鉄ニッケル系合金が当該合金の周囲に存在する酸化剤によって酸化されていない。そのため、各表層１０Ｂ１，１０Ｂ２における酸素元素の含有率は、主層１０Ａにおける酸素元素の含有率よりも高い。各表層１０Ｂ１，１０Ｂ２の厚さは、例えば０ｎｍよりも大きく１０ｎｍ以下であり、また、０ｎｍよりも大きく５ｎｍ以下であってよい。
【0021】
メタルマスク用基材１０が含む金属元素のうち、鉄元素、ニッケル元素は酸化によって不導体を形成する。第１表層１０Ｂ１および第２表層１０Ｂ２は、鉄元素およびニッケル元素を含むから、不導体から構成されている。なお、メタルマスク用基材１０に含まれうる元素のうち、アルミニウム元素、クロム元素、コバルト元素も酸化によって不導体を形成する。
【0022】
図３はメタルマスク用基材１０において測定されるＫＡＭ値を説明するための模式図である。
本開示のメタルマスク用基材１０において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上である。本開示のメタルマスク用基材１０によれば、メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値が２．１８°以上であることによって、メタルマスク用基材１０に複数の貫通孔を形成した際に、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔が大きくなることが抑えられる。
本開示のメタルマスク用基材１０において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上である。本開示のメタルマスク用基材１０によれば、メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値が２．１８°以上であることによって、メタルマスク用基材１０に複数の貫通孔を形成した際に、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔が大きくなることが抑えられる。
【0023】
メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値を測定する際には、まず、メタルマスク用基材１０の表面１０Ｆを調製し、これによって観察面を作成する。この際に、メタルマスク用基材１０の表面１０Ｆからメタルマスク用基材１０の厚さに対する１／１０をバフ研磨およびイオンミリングによって除去する。次いで、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ‐ＳＥＭ）を用いて、観察面における５０μｍ四方の測定領域について、電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）法によってＫＡＭ値を測定する。この際に、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合におけるＫＡＭ値を測定する。ＫＡＭ値の測定は、観察面において無作為に選択した重複しない５箇所の測定領域について行った後、各測定領域において得られたＫＡＭ値の平均値をメタルマスク用基材１０のＫＡＭ値に設定する。
【0024】
図３が示すように、０．５μｍのステップサイズＳＳで配置された電子線の照射点ＳＰに電子線を照射する。測定領域において照射点ＳＰを中心とする六角形の領域をピクセルＰＸと定義し、かつ、そのピクセルＰＸに含まれる照射点ＳＰでの結晶方位をそのピクセルＰＸの結晶方位とみなす。なお、測定領域に含まれる複数のピクセルＰＸにおいて、互いに隣り合うピクセルＰＸは、ピクセルＰＸの外縁における１辺を共有している。
【0025】
ＫＡＭ値を算出する際には、各ピクセルＰＸでの結晶方位を算出する。次いで、そのピクセルＰＸに隣接する６つのピクセルＰＸのなかで、同一の結晶粒に属するピクセルＰＸにおいて、結晶方位の平均値を算出する。この際に、算出対象であるピクセルＰＸの結晶方位に対して、結晶方位の差が５°以上であるピクセルＰＸは、同一の結晶粒に属しないピクセルＰＸであると認定する。続いて、算出対象のピクセルＰＸにおける結晶方位と隣接するピクセルＰＸでの結晶方位の平均値との差分値を算出する。当該差分値の絶対値を算出対象であるピクセルＰＸにおけるＫＡＭ値に設定する。
【0026】
例えば、図３が示す複数のピクセルＰＸのうち、高密度の網点が付されたピクセルＰＸを第１ピクセルＰＸ１に設定する。第１ピクセルＰＸ１のＫＡＭ値を算出する際には、第１ピクセルＰＸ１に隣接するピクセルＰＸであって、低密度の網点が付された６つの第２ピクセルＰＸ２における結晶方位の平均値を算出する。この際に、第２ピクセルＰＸ２のうちで、第１ピクセルＰＸ１の結晶方位との差が５°以上である結晶方位を有した第２ピクセルＰＸ２を平均値の算出対象から除く。そして、第１ピクセルＰＸ１の結晶方位と第２ピクセルＰＸ２における結晶方位の平均値との差分値を算出する。当該差分値の絶対値が、第１ピクセルＰＸ１のＫＡＭ値である。
【0027】
測定領域に含まれる全てのピクセルＰＸについてＫＡＭ値を算出する。そして、全てのピクセルＰＸにおける平均値を算出し、かつ、当該平均値を測定領域におけるＫＡＭ値に設定する。５箇所の測定領域についてＫＡＭ値を算出した後、５箇所の測定領域の平均値を算出し、これによってメタルマスク用基材１０のＫＡＭ値を得る。
【0028】
ＫＡＭ値は、結晶粒内に含まれる結晶格子における歪みの度合いを表す指標である。ＫＡＭ値は、その結晶粒内におけるＫＡＭ値が大きいほど、結晶格子の歪みが大きいことを表す。
【0029】
図４から図８を参照して、メタルマスク用基材１０において局所的なエッチングが進行するメカニズムを説明する。図４から図６、および、図８は、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒに形成された第２レジストパターンを用いてメタルマスク用基材１０をウェットエッチングする工程を模式的に示している。図７は、メタルマスク用基材１０がウェットエッチングされる際に生じる孔食を説明するための模式図である。
【0030】
図４が示すように、メタルマスク用基材１０がウェットエッチングされる際には、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒに、第２レジストパターンＲＰ２が形成される。第２レジストパターンＲＰ２は、第２貫通孔ＲＰ２Ａを有している。裏面１０Ｒと対向する視点から見て、第２レジストパターンＲＰ２は、第２貫通孔ＲＰ２Ａを介したウェットエッチングによって、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒに１６００μｍ２以下の面積を有した開口を形成することが可能に構成されてもよい。なお、より高精細な画素の形成を可能にする観点では、開口の面積は９００μｍ２以下であることが好ましい。
【0031】
図５が示すように、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒからメタルマスク用基材１０をウェットエッチングする際には、第２レジストパターンＲＰ２にエッチング液ＥＳが供給される。エッチング液は、例えば塩化物イオンを含むエッチング液であり、塩化第二鉄液であってよい。ウェットエッチングの方式は、例えばスプレーエッチングであってよい。ウェットエッチングの方式がスプレーエッチングである場合には、第２レジストパターンＲＰ２に供給されたエッチング液ＥＳは、所定の方向に沿った流れを有する。
【0032】
第２レジストパターンＲＰ２に供給されたエッチング液ＥＳの一部は、第２貫通孔ＲＰ２Ａ内に流入する。この際に、上述したように第２貫通孔ＲＰ２Ａの開口面積は１６００μｍ２以下の面積を有した開口を形成する程度に小さいから、第２貫通孔ＲＰ２Ａの全体に対して均一にはエッチング液ＥＳが供給されにくい。
【0033】
図６が示すように、第２貫通孔ＲＰ２Ａの一部に供給されたエッチング液ＥＳによって、裏面１０Ｒのうちで第２貫通孔ＲＰ２Ａ内に露出した部分の一部がエッチングされる。上述したように、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒは第２表層１０Ｂ２に含まれるから、第２表層１０Ｂ２の一部がエッチングされる。
【0034】
図７が示すように、第２表層１０Ｂ２にエッチング液ＥＳが供給されると、第２表層１０Ｂ２の一部のみにおいて塩化物イオンの濃度が高くなる。これにより、不動態である第２表層１０Ｂ２が塩化物イオンによって局所的に破壊されるから、メタルマスク用基材１０の一部において孔食が生じる。主層１０Ａのうち、第２表層１０Ｂ２から露出した部分がアノードとして機能し、かつ、第２表層１０Ｂ２がカソードとして機能する。これにより、以下の反応が生じる。
【0035】
（アノード反応） Ｆｅ → Ｆｅ２＋＋２ｅ－
（加水分解反応） Ｆｅ２＋＋２Ｈ２Ｏ → Ｆｅ（ＯＨ）２＋２Ｈ＋
（カソード反応） Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ－ → ４ＯＨ－
すなわち、アノードにおいて溶解した鉄イオンが加水分解反応を生じ、これによって孔食された部分が酸性化することで不動態化が抑えられるから、孔食された部分でのエッチングがさらに進行する。
（加水分解反応） Ｆｅ２＋＋２Ｈ２Ｏ → Ｆｅ（ＯＨ）２＋２Ｈ＋
（カソード反応） Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ－ → ４ＯＨ－
すなわち、アノードにおいて溶解した鉄イオンが加水分解反応を生じ、これによって孔食された部分が酸性化することで不動態化が抑えられるから、孔食された部分でのエッチングがさらに進行する。
【0036】
そのため、図８が示すように、主層１０Ａのうち、第２表層１０Ｂ２から露出した部分において、第２貫通孔ＲＰ２Ａから露出する部分の全体がエッチングされる場合に比べて、より高い速度でエッチングが進む。これにより、局所的なエッチングによって凹部１０ＡＨが形成されるから、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔において、裏面１０Ｒに位置する開口が大きくなり、ひいては貫通孔の大きさが大きくなる。
【0037】
この点、本開示のメタルマスク用基材１０によれば、主層１０Ａでの結晶格子における歪みが大きくなるから、主層１０Ａの表面に形成される第１表層１０Ｂ１および第２表層１０Ｂ２における結晶格子の歪みも大きくなる。これにより、第１表層１０Ｂ１および第２表層１０Ｂ２が粗くなるから、第１表層１０Ｂ１および第２表層１０Ｂ２のなかで、エッチング液ＥＳが入り込み易い箇所が多くなる。結果として、主層１０Ａにおいて孔食によって削られる量を複数の箇所において分散することが可能であるから、メタルマスク用基材１０の一部において局所的にエッチングが進行することが抑えられる。すなわち、複数の貫通孔の一部の貫通孔において、裏面１０Ｒに位置する開口が大きくなることが抑えられ、ひいては貫通孔が大きくなることが抑えられる。
【0038】
メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値は、２．７６°以下であってよい。これにより、メタルマスク用基材１０のウェットエッチング後においてメタルマスク用基材１０の反りが生じない程度に、メタルマスク用基材１０の残留ひずみを抑えることが可能である。メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値は、メタルマスク用基材１０の製造工程において、圧延材に対して行われる焼鈍の温度に負の相関を有している。ＫＡＭ値は、焼鈍の温度が高くなるほど低くなる傾向を有する。
【0039】
上述したように、メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値が２．７６°以下であれば、メタルマスク用基材１０に残留するひずみがウェットエッチング後においてメタルマスク用基材１０にひずみを生じさせない程度に抑えることが可能な温度で、圧延材を焼鈍することが可能である。
【0040】
［メタルマスク］
図９から図１２を参照して、メタルマスクを説明する。
図９が示すメタルマスク２０は、鉄ニッケル系合金から構成されるメタルマスク用基材１０から形成されている。メタルマスク２０の厚さにおける最大値が１０μｍ以上３０μｍ以下である。メタルマスク２０は、裏面２０Ｒと、裏面２０Ｒに開口を有した複数の貫通孔２０Ｈとを備えている。裏面２０Ｒは、第１面の一例である。開口の面積は、１６００μｍ２以下であってよい。より高精細な画素の形成を可能にする観点では、開口の面積は９００μｍ２以下であることが好ましい。
図９から図１２を参照して、メタルマスクを説明する。
図９が示すメタルマスク２０は、鉄ニッケル系合金から構成されるメタルマスク用基材１０から形成されている。メタルマスク２０の厚さにおける最大値が１０μｍ以上３０μｍ以下である。メタルマスク２０は、裏面２０Ｒと、裏面２０Ｒに開口を有した複数の貫通孔２０Ｈとを備えている。裏面２０Ｒは、第１面の一例である。開口の面積は、１６００μｍ２以下であってよい。より高精細な画素の形成を可能にする観点では、開口の面積は９００μｍ２以下であることが好ましい。
【0041】
本開示のメタルマスク２０によれば、メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値、ひいてはメタルマスク２０のＫＡＭ値が２．１８°以上であるから、１６００μｍ２以下という微細化された開口を有する貫通孔２０Ｈを形成する場合でも、メタルマスク用基材１０の局所においてウェットエッチングが過剰に進行することが抑えられる。そのため、複数の貫通孔２０Ｈのうちの一部の貫通孔２０Ｈが大きくなることが抑えられる。
【0042】
メタルマスク２０は、裏面２０Ｒと、裏面２０Ｒとは反対側の面である表面２０Ｆとを備えている。メタルマスク２０を用いて蒸着パターンが形成される際には、裏面２０Ｒが蒸着対象に面し、かつ、表面２０Ｆが蒸着源に面する。メタルマスク２０は、有機ＥＬ表示装置が備える画素の形成に用いられる。
【0043】
メタルマスク２０は、マスク部２０Ａと、マスク部２０Ａを取り囲む周辺部２０Ｂとを備えている。図８が示す例では、メタルマスク２０は、複数のマスク部２０Ａを備えている。各マスク部２０Ａには、複数の貫通孔２０Ｈが形成されている。各貫通孔２０Ｈは、メタルマスク２０の厚さ方向において、メタルマスク２０を貫通している。各貫通孔２０Ｈは、蒸着材料の通路である。蒸着材料が貫通孔２０Ｈを通過することによって、蒸着対象に所定の形状を有した蒸着パターンが形成される。周辺部２０Ｂは、貫通孔２０Ｈを有していない。メタルマスク２０のうち、周辺部２０Ｂが厚さにおける最大値を有する。なお、マスク部２０Ａは、厚さにおける最大値を有してもよいし、有しなくてもよい。
【0044】
メタルマスク２０は、鉄ニッケル系合金の酸化物から構成される酸化物層を含んでもよい。酸化物層は、メタルマスク２０の裏面２０Ｒを含んでいる。すなわち、酸化物層は、上述したメタルマスク用基材１０の第１表層１０Ｂ１に対応する。メタルマスク２０によれば、メタルマスク２０が酸化物層を含むから、メタルマスク２０が備える貫通孔２０Ｈの形成時において、メタルマスク２０を形成するためのメタルマスク用基材１０において孔食が生じやすい。そのため、メタルマスク用基材１０においてＫＡＭ値が２．１８°以上であることの実効性が高まる。
【0045】
図１０は、メタルマスク２０の裏面２０Ｒと対向する視点から見た貫通孔２０Ｈの形状を示している。
図１０が示すように、貫通孔２０Ｈの第２開口２０Ｈ２は、例えば正方形状を有してもよい。図１０が示す例では、第２開口２０Ｈ２は、各角部が曲率を有した正方形状を有している。各角部の曲率中心は、第２開口２０Ｈ２内に位置している。各第２開口２０Ｈ２において、一辺の長さＬは、例えば４０μｍ以下であるから、第２開口２０Ｈ２の面積は１６００μｍ２以下である。なお、第２開口２０Ｈ２の形状は正方形状に限らず、正方形状以外の四角形状であってもよいし、円形状を有してもよい。第２開口２０Ｈ２の面積が９００μｍ２以下である場合には、第２開口２０Ｈ２における一辺の長さは３０μｍ以下である。
図１０が示すように、貫通孔２０Ｈの第２開口２０Ｈ２は、例えば正方形状を有してもよい。図１０が示す例では、第２開口２０Ｈ２は、各角部が曲率を有した正方形状を有している。各角部の曲率中心は、第２開口２０Ｈ２内に位置している。各第２開口２０Ｈ２において、一辺の長さＬは、例えば４０μｍ以下であるから、第２開口２０Ｈ２の面積は１６００μｍ２以下である。なお、第２開口２０Ｈ２の形状は正方形状に限らず、正方形状以外の四角形状であってもよいし、円形状を有してもよい。第２開口２０Ｈ２の面積が９００μｍ２以下である場合には、第２開口２０Ｈ２における一辺の長さは３０μｍ以下である。
【0046】
表面２０Ｆにおいて、複数の第２開口２０Ｈ２は、所定の規則に従って並んでいる。図９が示す例では、複数の第２開口２０Ｈ２は格子状に並んでいる。複数の第２開口２０Ｈ２は、例えば千鳥配列状にならんでもよい。
【0047】
図１１および図１２は、メタルマスク２０の表面２０Ｆに直交する平面に沿うメタルマスク２０の断面構造を示している。図１１は、メタルマスク２０の第１例における断面構造を示す一方で、図１２は、メタルマスク２０の第２例における断面構造を示している。なお、図１１は、メタルマスク用基材１０が表面１０Ｆのみからエッチングされた場合におけるメタルマスク２０の断面構造を示している。これに対して、図１２は、メタルマスク用基材１０が表面１０Ｆと裏面１０Ｒとの両方からエッチングされた場合におけるメタルマスク２０の断面構造を示している。
【0048】
図１１が示すように、メタルマスク２０の第１例において、貫通孔２０Ｈの第１開口２０Ｈ１は表面２０Ｆに位置し、かつ、第２開口２０Ｈ２は裏面２０Ｒに位置している。貫通孔２０Ｈは、表面２０Ｆから裏面２０Ｒに向けて先細る形状を有している。すなわち、厚さ方向と直交する平面における貫通孔２０Ｈの面積は、表面２０Ｆから裏面２０Ｒに向けて単調減少している。貫通孔２０Ｈは、略円弧状を有している。
【0049】
図１２が示すように、メタルマスク２０の第２例において、貫通孔２０Ｈの第１開口２０Ｈ１は表面２０Ｆに位置し、かつ、第２開口２０Ｈ２は裏面２０Ｒに位置している。貫通孔２０Ｈは、大孔部２０ＨＬと小孔部２０ＨＳとを有している。大孔部２０ＨＬは、表面２０Ｆから裏面２０Ｒに向かう方向に沿って先細る形状を有し、かつ、小孔部２０ＨＳは、裏面２０Ｒから表面２０Ｆに向かう方向に沿って先細る形状を有している。
【0050】
すなわち、厚さ方向と直交する平面における大孔部２０ＨＬの面積は、表面２０Ｆから裏面２０Ｒに向かう方向に沿って単調減少し、かつ、小孔部２０ＨＳの面積は、裏面２０Ｒから表面２０Ｆに向かう方向に沿って単調減少する。そのため、厚さ方向と直交する平面における貫通孔２０Ｈの面積は、大孔部２０ＨＬと小孔部２０ＨＳとの接続部において最も小さい。
【0051】
本開示のメタルマスク用基材１０を用いて形成されたメタルマスク２０であれば、上述した第１例および第２例のいずれであっても、複数の貫通孔２０Ｈにおける一部の貫通孔２０Ｈにおいて第２開口２０Ｈ２が大きくなることが抑えられ、ひいては貫通孔２０Ｈの大きさが大きくなることが抑えられる。
【0052】
［メタルマスク用基材の製造方法］
図１３および図１４を参照して、メタルマスク用基材の製造方法を説明する。
本開示のメタルマスク用基材の製造方法は、鉄ニッケル系合金から構成される金属板であるメタルマスク用基材を製造する方法である。当該製造方法は、金属板の母材を圧延し、これによって圧延材を得ることと、圧延材を、７２０℃以下の温度で焼鈍することと、を含んでいる。上述したように、金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上である。金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する。以下、図面を参照して、メタルマスク用基材の製造方法を詳細に説明する。
図１３および図１４を参照して、メタルマスク用基材の製造方法を説明する。
本開示のメタルマスク用基材の製造方法は、鉄ニッケル系合金から構成される金属板であるメタルマスク用基材を製造する方法である。当該製造方法は、金属板の母材を圧延し、これによって圧延材を得ることと、圧延材を、７２０℃以下の温度で焼鈍することと、を含んでいる。上述したように、金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上である。金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有する。以下、図面を参照して、メタルマスク用基材の製造方法を詳細に説明する。
【0053】
図１３が示すように、メタルマスク用基材１０の製造方法では、まず、鉄ニッケル系合金から構成される母材３１Ａを準備する。母材３１Ａは、延伸方向Ｄ１に沿って延びる帯状を有している。次いで、母材３１Ａを圧延することによって、圧延材３１Ｂを得る。この際に、例えば、熱間圧延を行った後に、冷間圧延と焼鈍とを交互に行うことを１回以上行うことによって、圧延材３１Ｂを得る。
【0054】
母材３１Ａを圧延する際には、例えば、母材３１Ａの延伸方向Ｄ１と、母材３１Ａを搬送する搬送方向Ｄ２とが平行になるように、母材３１Ａを一対の圧延ローラー５１，５２を備える圧延装置５０に向けて搬送方向Ｄ２に沿って搬送する。
【0055】
なお、母材３１Ａは、例えばスラブの熱間鍛造によって得られた鋼片であってよい。鋼片の厚さは、例えば１５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下であってよい。熱間圧延では、鋼片が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下の厚さを有するまで鋼片を圧延し、これによって熱間圧延材を得る。冷間圧延と焼鈍とを交互に行うことでは、熱間圧延材が１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有するまで熱間圧延材を圧延し、これによって圧延材３１Ｂを得る。圧延材３１ＢはコアＣに巻き取られるが、圧延材３１Ｂは、コアＣに巻き取られることなく、帯状に伸ばされた状態で取り扱われてもよい。
【0056】
冷間圧延を複数回行う場合には、最終の冷間圧延における圧下率が、３０％以上９５％以下であってよい。冷間圧延を複数回行う場合には、１回目の冷間圧延から最終の冷間圧延に向けて、回数を重ねる毎に冷間圧延時の圧下率を下げてもよい。圧下率は、以下の式によって算出される。
【0057】
圧下率（％）＝｛（Ｔ０－Ｔ１）／Ｔ０｝×１００
上記式において、Ｔ０は圧延対象の厚さであり、Ｔ１は圧延によって得られた板材における厚さである。
上記式において、Ｔ０は圧延対象の厚さであり、Ｔ１は圧延によって得られた板材における厚さである。
【0058】
図１４が示すように、鋼片の圧延によって得られた圧延材３１Ｂを、アニール装置５３を用いて焼鈍する。これによって、圧延によって圧延材３１Ｂに生じた残留応力を減らすことが可能であるから、残留応力が低減されたメタルマスク用基材１０を得ることが可能である。上述したように、本開示のメタルマスク用基材１０の製造方法では、圧延を経て得られた圧延材３１Ｂを７２０℃以下の温度で焼鈍する。これにより、２．１８°以上のＫＡＭ値を有したメタルマスク用基材１０を得ることが可能である。
【0059】
なお、上述したように、母材３１Ａに対して、熱間圧延を行った後に、冷間圧延と焼鈍とを繰り返すことを１回以上行う場合には、これらの処理が行われることによって得られた圧延材３１Ｂに対して行われる焼鈍での温度が７２０℃以下の温度に設定される。
【0060】
圧延材３１Ｂは、３００℃以上の温度で焼鈍されてもよい。これにより、２．７６°以下のＫＡＭ値を有したメタルマスク用基材１０を得ることができる。エッチング後におけるメタルマスク用基材１０の反りを抑え、かつ、局所的なエッチングの発生を抑える観点では、圧延後に行われる最終焼鈍での温度が、３００℃以上７２０℃以下であることが好ましい。最終焼鈍での温度が３００℃以上であることによって、圧延によって圧延材３１Ｂに生じた残留応力を減らすことができ、これによってエッチング後における反りを抑えることが可能である。
【0061】
圧延後の焼鈍では、圧延材３１Ｂを搬送方向Ｄ２に沿って引っ張りながら圧延材３１Ｂを焼鈍してもよい。すなわち、圧延材３１Ｂに対してテンションアニールを行ってもよい。これにより、圧延によって圧延材３１Ｂに生じた残留応力をさらに減らすことが可能である。
【0062】
なお、上述した圧延および焼鈍の各々を、以下のように変更して実施してもよい。すなわち、例えば、圧延では、複数対の圧延ローラーを備える圧延装置を用いてもよい。また、圧延後の焼鈍では、圧延材３１Ｂを搬送方向Ｄ２に沿って引っ張りながら圧延材３１Ｂに対して焼鈍を行うのではなく、コアＣに巻き取られた状態の圧延材３１Ｂに対して焼鈍を行ってもよい。
【0063】
なお、コアＣに巻き取られた状態の圧延材３１Ｂに対して圧延後の焼鈍を行ったときには、圧延材３１ＢがコアＣに巻き取られたことにより、焼鈍後に得られるメタルマスク用基材１０には、メタルマスク用基材１０の径に応じた反りが生じてしまう場合がある。そのため、メタルマスク用基材１０がコアＣに巻かれたときの径の大きさや母材３１Ａを構成する材料によっては、圧延材３１Ｂを搬送方向Ｄ２に沿って引っ張りながら圧延材３１Ｂを焼鈍することが好ましい。
【0064】
［メタルマスクの製造方法］
図１５から図２０を参照して、メタルマスクの製造方法を説明する。
本開示のメタルマスク２０の製造方法は、金属板にレジスト層を形成すること、レジスト層からレジストパターンを形成すること、および、レジストパターンを用いたウェットエッチングによって金属板に複数の貫通孔を形成すること、を含んでいる。上述したように、金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上である。金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有している。以下、図面を参照して、メタルマスク２０の製造方法を詳細に説明する。なお、図１５から図２０では、図示の便宜上、上述したメタルマスク２０の第２例における１つの貫通孔を形成する過程が図示されている。
図１５から図２０を参照して、メタルマスクの製造方法を説明する。
本開示のメタルマスク２０の製造方法は、金属板にレジスト層を形成すること、レジスト層からレジストパターンを形成すること、および、レジストパターンを用いたウェットエッチングによって金属板に複数の貫通孔を形成すること、を含んでいる。上述したように、金属板において、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなす場合において、電子線後方散乱回折法によって得られたＫＡＭ値が２．１８°以上である。金属板は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有している。以下、図面を参照して、メタルマスク２０の製造方法を詳細に説明する。なお、図１５から図２０では、図示の便宜上、上述したメタルマスク２０の第２例における１つの貫通孔を形成する過程が図示されている。
【0065】
図１５が示すように、メタルマスク用基材１０の表面１０Ｆには、第１レジスト層Ｒ１が位置している。第１レジスト層Ｒ１は、例えばネガ型のレジストから形成されている。裏面１０Ｒには、第２レジスト層Ｒ２が位置している。第２レジスト層Ｒ２は、例えばネガ型のレジストから形成されている。第１レジスト層Ｒ１および第２レジスト層Ｒ２は、ポジ型のレジストから形成されてもよい。各レジスト層Ｒ１，Ｒ２はドライフィルムレジストでもよいし、塗布型のレジストから形成されてもよい。
【0066】
図１６が示すように、第１レジスト層Ｒ１と第２レジスト層Ｒ２とを露光した後に、第１レジスト層Ｒ１および第２レジスト層Ｒ２を現像する。これにより、第１レジスト層Ｒ１から第１レジストパターンＲＰ１が形成され、かつ、第２レジスト層Ｒ２から第２レジストパターンＲＰ２が形成される。各レジスト層Ｒ１，Ｒ２の現像には、例えば炭酸ナトリウム水溶液などの現像液が用いられる。
【0067】
第１レジストパターンＲＰ１は、第１貫通孔ＲＰ１Ａを備えている。第１貫通孔ＲＰ１Ａは、第１レジストパターンＲＰ１を第１レジストパターンＲＰ１の厚さ方向に沿って貫通している。第２レジストパターンＲＰ２は、第２貫通孔ＲＰ２Ａを備えている。第２貫通孔ＲＰ２Ａは、第２レジストパターンＲＰ２を第２レジストパターンＲＰ２の厚さ方向に沿って貫通している。第１レジストパターンＲＰ１が広がる平面と対向する視点から見て、第２貫通孔ＲＰ２Ａは、第１貫通孔ＲＰ１Ａ内に位置している。
【0068】
図１７が示すように、第１レジストパターンＲＰ１の表面上に第１保護層ＰＬ１を形成する。第１保護層ＰＬ１を形成することによって、第１貫通孔ＲＰ１Ａを塞ぎ、これによって、第１貫通孔ＲＰ１Ａを介してメタルマスク用基材１０にエッチング液が達することを防ぐ。次いで、第２レジストパターンＲＰ２を用いてメタルマスク用基材１０を裏面１０Ｒからエッチングする。メタルマスク用基材１０のエッチングには、例えば塩化物イオンを含むエッチング液を用いる。エッチング液は、上述したように塩化第二鉄液であってよい。これにより、裏面１０Ｒに開口した小孔部１０ＨＳを形成する。
【0069】
レジストパターンＲＰ１，ＲＰ２の厚さは、１０μｍ以下であってよく、７μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがさらに好ましい。レジストパターンＲＰ１，ＲＰ２の厚さが薄いほど、レジストパターンＲＰ１，ＲＰ２が有する貫通孔ＲＰ１Ａ，ＲＰ２Ａ内にエッチング液が浸入しやすい。
【0070】
この際に、各小孔部１０ＨＳがメタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒに開口を有し、かつ、各開口の面積が１６００μｍ２以下であるように複数の小孔部１０ＨＳを形成してよい。すなわち、裏面１０Ｒに位置する各開口の面積は、例えば１６００μｍ２以下であってよい。さらには、各開口の面積は、９００μｍ２以下であることが好ましい。
【0071】
この場合には、メタルマスク２０の開口を形成するための第２レジストパターンＲＰ２が有する開口の面積も微小であり、これによって第２レジストパターンＲＰ２の開口にエッチング液が浸入しにくい。結果として、メタルマスク用基材１０の面内においてエッチングのばらつきが生じやすいから、メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値が２．１８°以上であることによる効果をより顕著に得ることができる。
【0072】
図１８が示すように、第１レジストパターンＲＰ１の表面から第１保護層ＰＬ１を取り除く。また、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒから第２レジストパターンＲＰ２を取り除く。次いで、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒを第２保護層ＰＬ２によって覆う。この際に、第２保護層ＰＬ２の一部が小孔部１０ＨＳ内を埋めるように、裏面１０Ｒに第２保護層ＰＬ２が形成される。
【0073】
図１９が示すように、第１レジストパターンＲＰ１を用いてメタルマスク用基材１０を表面１０Ｆからエッチングする。メタルマスク用基材１０のエッチングには、小孔部１０ＨＳを形成する際と同様に、例えば塩化物イオンを含むエッチング液を用いる。上述したように、エッチング液は塩化第二鉄液であってよい。これにより、表面１０Ｆに開口した大孔部１０ＨＬを形成する。大孔部１０ＨＬは、小孔部１０ＨＳ内に充填された第２保護層ＰＬ２の一部に達するように形成され、これによって、小孔部１０ＨＳに大孔部１０ＨＬが接続される。
【0074】
図２０が示すように、メタルマスク用基材１０の表面１０Ｆから第１レジストパターンＲＰ１を取り除き、かつ、裏面１０Ｒから第２保護層ＰＬ２を取り除く。これにより、貫通孔２０Ｈを備えるメタルマスク２０を得ることができる。貫通孔２０Ｈにおいて、大孔部２０ＨＬは、メタルマスク用基材１０に形成された大孔部１０ＨＬに対応し、かつ、小孔部２０ＨＳは、メタルマスク用基材１０に形成された小孔部１０ＨＳに対応する。また、メタルマスク２０の表面２０Ｆはメタルマスク用基材１０の表面１０Ｆに対応し、かつ、メタルマスク２０の裏面２０Ｒはメタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒに対応する。
【0075】
なお、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒに第２保護層ＰＬ２が形成される際に、第２レジストパターンＲＰ２がメタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒから取り除かれなくてもよい。この場合には、第２保護層ＰＬ２は、第２レジストパターンＲＰ２上に形成される。なお、第２保護層ＰＬ２の一部が小孔部１０ＨＳ内に充填され、かつ、第２レジストパターンＲＰ２の第２貫通孔ＲＰ２Ａ内に充填されるように、第２保護層ＰＬ２が形成される。メタルマスク用基材１０に大孔部１０ＨＬが形成された後に、第２レジストパターンＲＰ２は第２保護層ＰＬ２とともにメタルマスク用基材１０から取り除かれる。
【0076】
また、メタルマスク２０の第１例が製造される際には、メタルマスク用基材１０を裏面１０Ｒからエッチングする工程が省略される。そのため、裏面１０Ｒに第２レジストパターンＲＰ２が形成されるための工程も省略される。なお、メタルマスク用基材１０が表面１０Ｆからエッチングされる際には、メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒに保護層が形成される。
【0077】
［実施例］
図２１から図２３、および、表１を参照して、実施例および比較例を説明する。
［実施例１］
鉄ニッケル系合金から構成され、かつ、２００ｍｍの厚さを有したスラブを準備した。次いで、スラブに対して熱間鍛造を行うことによって鋼片を製造した。そして、鋼片を４００μｍの厚さになるまで熱間圧延を施すことによって、熱間圧延材を得た。続いて、冷間圧延と焼鈍とを交互に行うことを３回行うことによって、２５μｍの厚さを有した圧延材を得た。この際に、１回目の冷間圧延における圧下率を７０％に設定し、２回目の冷間圧延における圧下率を６２．５％に設定し、３回目の冷間圧延における圧下率を４４．４％に設定した。これにより、冷間圧延前の熱間圧延材に対する３回の冷間圧延が行われた後における圧延材での総圧下率を９３．８％に設定した。その後、圧延材に対してテンションアニールを行った。この際に、テンションアニールでの圧延材の焼鈍温度を６２０℃に設定し、かつ、保定時間を４．５秒に設定した。これにより、２５μｍの厚さを有した実施例１のメタルマスク用基材を得た。
図２１から図２３、および、表１を参照して、実施例および比較例を説明する。
［実施例１］
鉄ニッケル系合金から構成され、かつ、２００ｍｍの厚さを有したスラブを準備した。次いで、スラブに対して熱間鍛造を行うことによって鋼片を製造した。そして、鋼片を４００μｍの厚さになるまで熱間圧延を施すことによって、熱間圧延材を得た。続いて、冷間圧延と焼鈍とを交互に行うことを３回行うことによって、２５μｍの厚さを有した圧延材を得た。この際に、１回目の冷間圧延における圧下率を７０％に設定し、２回目の冷間圧延における圧下率を６２．５％に設定し、３回目の冷間圧延における圧下率を４４．４％に設定した。これにより、冷間圧延前の熱間圧延材に対する３回の冷間圧延が行われた後における圧延材での総圧下率を９３．８％に設定した。その後、圧延材に対してテンションアニールを行った。この際に、テンションアニールでの圧延材の焼鈍温度を６２０℃に設定し、かつ、保定時間を４．５秒に設定した。これにより、２５μｍの厚さを有した実施例１のメタルマスク用基材を得た。
【0078】
［実施例２］
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を６８０℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、実施例２のメタルマスク用基材を得た。
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を６８０℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、実施例２のメタルマスク用基材を得た。
【0079】
［実施例３］
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を７２０℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、実施例３のメタルマスク用基材を得た。
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を７２０℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、実施例３のメタルマスク用基材を得た。
【0080】
［比較例１］
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を７６０℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、比較例１のメタルマスク用基材を得た。
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を７６０℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、比較例１のメタルマスク用基材を得た。
【0081】
［比較例２］
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を８００℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、比較例２のメタルマスク用基材を得た。
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を８００℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、比較例２のメタルマスク用基材を得た。
【0082】
［比較例３］
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を９００℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、比較例３のメタルマスク用基材を得た。
実施例１において、テンションアニールでの焼鈍温度を９００℃に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、比較例３のメタルマスク用基材を得た。
【0083】
［評価方法］
［ＫＡＭ値］
ＫＡＭ値を測定する際には、まず、バフ研磨およびイオンミリングを行うことによって、各メタルマスク用基材の表面から２．５μｍの厚さだけ除去した。これにより、観察面を作成した。次いで、ＦＥ‐ＳＥＭ（ＳＵ－７０、（株）日立ハイテクノロジーズ製）、および、ＯＩＭ（Orientation Imaging Microscopy）結晶方位測定装置（Digiview5型、ＴＳＬソリューションズ（株）製）を用いて、観察面における５０μｍ四方の観察領域について、ＥＢＳＤ法によってＫＡＭ値を測定した。この際に、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなした。各メタルマスク用基材の観察面において、無作為に選択した重複しない５箇所の測定領域についてＫＡＭ値の測定を行った後、各測定領域において得られたＫＡＭ値の平均値を各メタルマスク用基材のＫＡＭ値に設定した。なお、ＫＡＭ値の算出には、ＯＩＭ結晶方位測定装置が含むデータ収集ソフトウェア、および、データ解析ソフトウェアを用いた。
［ＫＡＭ値］
ＫＡＭ値を測定する際には、まず、バフ研磨およびイオンミリングを行うことによって、各メタルマスク用基材の表面から２．５μｍの厚さだけ除去した。これにより、観察面を作成した。次いで、ＦＥ‐ＳＥＭ（ＳＵ－７０、（株）日立ハイテクノロジーズ製）、および、ＯＩＭ（Orientation Imaging Microscopy）結晶方位測定装置（Digiview5型、ＴＳＬソリューションズ（株）製）を用いて、観察面における５０μｍ四方の観察領域について、ＥＢＳＤ法によってＫＡＭ値を測定した。この際に、ステップサイズを０．５μｍに設定し、かつ、結晶方位の差が５°以上である境界を結晶粒界とみなした。各メタルマスク用基材の観察面において、無作為に選択した重複しない５箇所の測定領域についてＫＡＭ値の測定を行った後、各測定領域において得られたＫＡＭ値の平均値を各メタルマスク用基材のＫＡＭ値に設定した。なお、ＫＡＭ値の算出には、ＯＩＭ結晶方位測定装置が含むデータ収集ソフトウェア、および、データ解析ソフトウェアを用いた。
【0084】
［エッチング］
各メタルマスク用基材の表面に、１０μｍの厚さを有したドライフィルムレジストを貼り付けた。次いで、フォトリソグラフィによって、１辺の長さが２５μｍである正方形状を有した貫通孔をドライフィルムレジストに形成し、これによってレジストパターンを得た。この際に、貫通孔のピッチを５０μｍに設定した。その後、塩化第二鉄液を用いて、エッチングの深さが８μｍになるようにメタルマスク用基材をエッチングした。この際に、エッチング液の濃度を５０度ボーメに設定し、かつ、エッチング液の温度を５０℃に設定した。続いて、蒸着用メタルマスク基材の表面からレジストパターンを除去することによって、エッチング済の試験片を得た。
各メタルマスク用基材の表面に、１０μｍの厚さを有したドライフィルムレジストを貼り付けた。次いで、フォトリソグラフィによって、１辺の長さが２５μｍである正方形状を有した貫通孔をドライフィルムレジストに形成し、これによってレジストパターンを得た。この際に、貫通孔のピッチを５０μｍに設定した。その後、塩化第二鉄液を用いて、エッチングの深さが８μｍになるようにメタルマスク用基材をエッチングした。この際に、エッチング液の濃度を５０度ボーメに設定し、かつ、エッチング液の温度を５０℃に設定した。続いて、蒸着用メタルマスク基材の表面からレジストパターンを除去することによって、エッチング済の試験片を得た。
【0085】
各試験片の表面をレーザー顕微鏡（ＶＫ－Ｘ３０００、（株）キーエンス製）を用いて撮像することによって、複数の開口を含む表面の画像を得た。そして、画像解析によって、表面に含まれる１０００個の開口における面積を算出した。１０００個の開口のうち、面積が最も小さい開口から面積が１０番目に小さい開口までの１０個の開口における面積の平均値を算出し、当該平均値を基準値に設定した。そして、基準値に対して１．２倍以上大きい面積を有した開口を局所的なエッチングが進行した開口であって、他の開口よりも大きい開口とみなした。そして、１０００個の開口における局所的なエッチングが進行した開口の百分率を算出した。
【0086】
［評価結果］
各実施例および各比較例のメタルマスク用基材について、テンションアニール時に設定された焼鈍温度、ＫＡＭ値、および、局所的なエッチングが進行した開口の百分率である発生率は、以下の表１に示す通りであった。
各実施例および各比較例のメタルマスク用基材について、テンションアニール時に設定された焼鈍温度、ＫＡＭ値、および、局所的なエッチングが進行した開口の百分率である発生率は、以下の表１に示す通りであった。
【0087】
【表1】
【0088】
表１が示すように、メタルマスク用基材のＫＡＭ値は、実施例１において２．３１°であり、実施例２において２．２３°であり、実施例３において２．１８°であることが認められた。また、比較例１において２．１１°であり、比較例２において２．０７°であり、比較例３において１．９２°であることが認められた。このように、実施例１から３では、ＫＡＭ値が２．１８°以上であり、かつ、２．３１°以下であることが認められた。これに対して、比較例１から３では、ＫＡＭ値が１．９２°以上であり、かつ、２．１１°以下であることが認められた。
【0089】
また、局所的なエッチングの発生率は、実施例１から実施例３において０％であり、比較例１において２０．０％であり、比較例２において６９．５％であり、比較例３において９５．６％であることが認められた。
【0090】
このように、ＫＡＭ値が２．１８°以上であることによって、局所的なエッチングの進行が抑えられることが認められた。また、図２１が示すように、ＫＡＭ値が２．１１°であることによって、ＫＡＭ値が２．１１°よりも大きい場合に比べて、局所的なエッチングの進行が急峻に抑えられることが認められ、さらには、ＫＡＭ値が２．１８°以上であることによって局所的なエッチングの進行が生じていないことが認められた。
【0091】
図２２は、比較例１のメタルマスク用基材から得られた試験片の表面を撮像したＳＥＭ画像の一例である。
図２２が示すように、試験片の表面４０Ｆに位置する複数の開口には、局所的なエッチングが生じていない第１開口４０Ａ１と、局所的なエッチングが進行した第２開口４０Ａ２とが含まれることが認められた。第２開口４０Ａ２の面積は、第１開口４０Ａ１よりも大きく、かつ、第２開口４０Ａ２を有する凹部の深さは、第１開口４０Ａ１を有する凹部の深さよりも深いことが認められた。また、第２開口４０Ａ２を有する凹部では、凹部の底部における表面粗さが大きいから、底部が撮像されないことが認められた。
図２２が示すように、試験片の表面４０Ｆに位置する複数の開口には、局所的なエッチングが生じていない第１開口４０Ａ１と、局所的なエッチングが進行した第２開口４０Ａ２とが含まれることが認められた。第２開口４０Ａ２の面積は、第１開口４０Ａ１よりも大きく、かつ、第２開口４０Ａ２を有する凹部の深さは、第１開口４０Ａ１を有する凹部の深さよりも深いことが認められた。また、第２開口４０Ａ２を有する凹部では、凹部の底部における表面粗さが大きいから、底部が撮像されないことが認められた。
【0092】
図２３は、テンションアニール時の焼鈍温度とメタルマスク用基材が有するＫＡＭ値との関係を示している。
図２３が示すように、テンションアニール時の焼鈍温度とメタルマスク用基材が有するＫＡＭ値とは、負の相関を有することが認められた。また、焼鈍温度とＫＡＭ値とから、以下の式によって表される近似曲線が得られた。図２３では、近似曲線が破線で示されている。
図２３が示すように、テンションアニール時の焼鈍温度とメタルマスク用基材が有するＫＡＭ値とは、負の相関を有することが認められた。また、焼鈍温度とＫＡＭ値とから、以下の式によって表される近似曲線が得られた。図２３では、近似曲線が破線で示されている。
【0093】
ｙ＝－０．００１４ｘ＋３．１７６４
上記式に基づいて、得られるＫＡＭ値は以下の通りであることが認められた。すなわち、焼鈍温度が５５０℃である場合のＫＡＭ値は２．４１°であり、焼鈍温度が５００℃である場合のＫＡＭ値は２．４８°であり、焼鈍温度が４５０℃である場合のＫＡＭ値は２．５５°であることが認められた。また、焼鈍温度が４００℃である場合のＫＡＭ値は２．６２°であり、焼鈍温度が３５０℃である場合のＫＡＭ値は２．６９°であり、焼鈍温度が３００℃である場合のＫＡＭ値は２．７６°であることが認められた。
上記式に基づいて、得られるＫＡＭ値は以下の通りであることが認められた。すなわち、焼鈍温度が５５０℃である場合のＫＡＭ値は２．４１°であり、焼鈍温度が５００℃である場合のＫＡＭ値は２．４８°であり、焼鈍温度が４５０℃である場合のＫＡＭ値は２．５５°であることが認められた。また、焼鈍温度が４００℃である場合のＫＡＭ値は２．６２°であり、焼鈍温度が３５０℃である場合のＫＡＭ値は２．６９°であり、焼鈍温度が３００℃である場合のＫＡＭ値は２．７６°であることが認められた。
【0094】
テンションアニールでの焼鈍温度が３００℃以上である場合に、メタルマスク用基材に対するウェットエッチング後においてメタルマスク用基材に反りが生じることが抑えられるから、メタルマスク用基材の反りを抑える観点では、ＫＡＭ値が２．７６°以下であることが好ましいといえる。
【0095】
以上説明したように、メタルマスク用基材、メタルマスク用基材の製造方法、および、メタルマスクの製造方法の一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値が２．１８°以上であることによって、メタルマスク用基材１０に複数の貫通孔を形成した際に、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔が大きくなることが抑えられる。
（１）メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値が２．１８°以上であることによって、メタルマスク用基材１０に複数の貫通孔を形成した際に、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔が大きくなることが抑えられる。
【0096】
（２）メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値が２．７６°以下である場合には、メタルマスク用基材１０のウェットエッチング後においてメタルマスク用基材の反りが生じない程度に、メタルマスク用基材の残留ひずみを抑えることが可能である。
【0097】
（３）メタルマスク用基材１０の裏面１０Ｒに形成される開口の面積が１６００μｍ２以下である場合には、開口を形成するための第２レジストパターンＲＰ２が有する開口の面積も微小であり、これによって第２レジストパターンＲＰ２の開口にエッチング液が浸入しにくい。結果として、メタルマスク用基材１０の面内においてエッチングのばらつきが生じやすいから、メタルマスク用基材１０のＫＡＭ値が２．１８°以上であることによる効果をより顕著に得ることができる。
【0098】
上述した実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
［用途］
・メタルマスクは、有機ＥＬ表示装置が備える画素の形成に用いられるメタルマスクに限らない。メタルマスクは、例えば、有機ＥＬ表示装置以外の電子機器や電子部品に用いられるパターンを形成するためのマスクであってもよい。メタルマスクの用い方は、蒸着法でもよいしスパッタ法でもよい。なお、メタルマスクが備える貫通孔は、裏面と対向する平面視において、メタルマスクを用いて形成されるパターンに応じた配列を有してよい。こうしたメタルマスクによれば、パターンの高精細化が可能であるから、ひいては、高精細なパターンを必要とする電子機器や電子部品の小型化、軽量化、薄型化を実現することが可能にもなる。
［用途］
・メタルマスクは、有機ＥＬ表示装置が備える画素の形成に用いられるメタルマスクに限らない。メタルマスクは、例えば、有機ＥＬ表示装置以外の電子機器や電子部品に用いられるパターンを形成するためのマスクであってもよい。メタルマスクの用い方は、蒸着法でもよいしスパッタ法でもよい。なお、メタルマスクが備える貫通孔は、裏面と対向する平面視において、メタルマスクを用いて形成されるパターンに応じた配列を有してよい。こうしたメタルマスクによれば、パターンの高精細化が可能であるから、ひいては、高精細なパターンを必要とする電子機器や電子部品の小型化、軽量化、薄型化を実現することが可能にもなる。
【符号の説明】
【0099】
１０…メタルマスク用基材
１０Ａ…主層
１０Ｂ１…第１表層
１０Ｂ２…第２表層
１０Ｆ…表面
１０Ｒ…裏面
２０…メタルマスク
２０Ｈ…貫通孔
１０Ａ…主層
１０Ｂ１…第１表層
１０Ｂ２…第２表層
１０Ｆ…表面
１０Ｒ…裏面
２０…メタルマスク
２０Ｈ…貫通孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】