特開 2024-148051 スクリーンマスクの製造方法

(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】P2024148051

(43)【公開日】2024-10-17

(54)【発明の名称】スクリーンマスクの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41C 1/055 20060101AFI20241009BHJP

   B41N 1/24 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

B41C1/055 511

B41N1/24

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023060937

(22)【出願日】2023-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】000176534

【氏名又は名称】ミタニマイクロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】篠原 華奈

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 好信

(72)【発明者】

【氏名】飯島 芙早子

(72)【発明者】

【氏名】青木 希仁

(72)【発明者】

【氏名】旭 晃一

【テーマコード（参考）】

2H084

2H114

【Ｆターム（参考）】

2H084AA30

2H084AA32

2H084BB07

2H084CC10

2H114AB05

2H114AB06

2H114AB09

2H114DA51

2H114DA53

2H114DA55

2H114DA62

2H114EA02

(57)【要約】

【課題】位置精度を向上できるスクリーンマスクの製造方法を提供する。
【解決手段】一形態にかかるスクリーンマスクの製造方法は、基材上に第１層を成膜する第１成膜処理と、前記第１層を露光する第１露光処理と、第１層上に第２層を成膜する第２成膜処理と、基材または前記第１層にアライメントマークを形成するアライメント処理と、前記アライメントマークの位置情報を検出する検出処理と、前記位置情報に基づき、前記第２層を露光する第２露光処理と、を備える、スクリーンマスクの製造方法。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材上に第１層を成膜する第１成膜処理と、
前記第１層を露光する第１露光処理と、
第１層上に第２層を成膜する第２成膜処理と、
基材または前記第１層にアライメントマークを形成するアライメント処理と、
前記アライメントマークの位置情報を検出する検出処理と、
前記位置情報に基づき、前記第２層を露光する第２露光処理と、
を備える、
スクリーンマスクの製造方法。

【請求項2】

前記基材は、塗布材を透過可能な孔を有し、
前記第１露光処理及び前記第２露光処理によりそれぞれ前記第１層及び前記第２層に、互いに異なるパターンで開口を形成する、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項3】

前記アライメントマークは前記第１露光処理によって前記第１層に形成される、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項4】

前記アライメントマークは、第１成膜処理の前に、前記基材に形成される、
請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項5】

第１露光処理と第２露光処理は、前記基材の一方側から光を照射する、マスクレス露光である、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項6】

前記アライメントマークは前記基材に貼付けられる感光発色シートにより形成される、請求項４に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項7】

前記アライメントマークは、前記第１層に形成された開口であって、前記第２層によって塞がれる、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクリーンマスクの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

印刷手法の一つであるスクリーン印刷は、基材であるメッシュ上に樹脂組成物で形成された所定のパターン開口が形成されたスクリーンマスクを用い、被印刷物に任意の印刷体を形成する方法である。このスクリーン印刷法は、例えば配線、電極、蛍光材料の印刷等、種々の印刷に用いられ、電子部品等を含む様々な分野で利用されている。

【0003】

近年、電子部品の小型化、高品質化により、スクリーンマスクの高精度化が求められている。

【0004】

例えば、スクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するメッシュと、メッシュに設けられパターン開口を有するマスク膜と、を備える。マスク膜に形成されるパターン開口は、例えば印刷パターンに対応した形状であり、所定の幅を有している。例えばマスク膜を形成する乳剤をメッシュに塗布した後に、露光処理によってパターン開口を形成している。このようなスクリーンマスクにおいて、複数層の乳剤層を積層してマスク膜を構成することがある。例えば、ステージ上にはメッシュの枠を位置決めする位置決め部材が設けられており、この位置決め部材を基準とした露光パターンにて複数層の露光処理を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－１６９７８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このようなスクリーンマスクにおいて、位置精度を向上できるスクリーンマスクの製造方法が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一形態にかかるスクリーンマスクの製造方法は、基材上に第１層を成膜する第１成膜処理と、前記第１層を露光する第１露光処理と、第１層上に第２層を成膜する第２成膜処理と、基材または前記第１層にアライメントマークを形成するアライメント処理と、前記アライメントマークの位置情報を検出する検出処理と、前記位置情報に基づき、前記第２層を露光する第２露光処理と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態によれば、位置精度を向上できるスクリーンマスクの製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置の平面図。

【図2】同スクリーン印刷装置の断面図。

【図3】同実施形態にかかるスクリーンマスクの一部の構成を示す平面図。

【図4】同スクリーンマスクの一部の構成を示す断面図。

【図5】同スクリーンマスクの製造方法を示す説明図。

【図6】同スクリーンマスクの製造方法を示す説明図。

【図7】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの一部の構成を示す斜視図。

【図8】同実施形態にかかるスクリーンマスクの断面図。

【図9】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの製造方法を示す説明図。

【図10】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの製造方法を示す説明図。

【図11】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの製造方法を示す説明図。

【図12】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの製造方法を示す説明図。

【図13】他の実施形態にかかるスクリーン印刷装置の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０及びスクリーンマスク２０について図１乃至図５を参照して説明する。図１は本実施形態に係るスクリーン印刷装置１０を示す平面図であり、図２は断面図である。図３はスクリーンマスク２０の断面図であり、図４、図５、及び図６はスクリーンマスク２０の一部の構成を示す平面図、断面図及び斜視図である。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示している。

【0011】

図１に示すように、スクリーン印刷装置１０は、スクリーンマスク２０と、スクリーンマスク２０の印刷面側とは反対の裏面（他方の面）２０ｂに当接した状態で移動可能に構成されたスキージ１３と、スキージ１３を移動させる移動部と、スクリーンマスク２０を印刷媒体に対向して支持する支持部１２と、を備える。

【0012】

スクリーン印刷装置１０は、印刷媒体の表面に、各種印刷材料を所定のパターンで形成する。例えばスクリーン印刷装置１０は、チップ部品（コンデンサー、チップ抵抗、インダクター、サーミスター等）、タッチパネル、液晶基板（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ， ＬＣＤ）シール、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板、太陽電池用電極、その他の電子部品等の製造に用いられる。

【0013】

図１乃至図６に示すように、スクリーンマスク２０は、フレーム２１と、フレーム２１に張設された基材であるメッシュ２２と、メッシュ２２に形成されたマスク膜２３と、を備える。スクリーンマスク２０において、印刷を行う際に印刷媒体の表面に対向する側を表面とし、その反対側であって塗布材が供給される側を裏面とする。

【0014】

フレーム２１は、互いに平行な２対の縁部を有し、例えば所望のサイズの方形の開口を備える枠状に構成される。フレーム２１はメッシュ２２の外周縁を支持し、開口にメッシュ２２を張設する。本実施形態では一例として、開口部のＹ方向の寸法が２７５ｍｍ、Ｘ方向の寸法が２７５ｍｍのフレーム２１を用いる。

【0015】

またフレーム２１は、所定量の塗布材をマスク膜２３の裏面側に保持する枠としても機能する。フレーム２１とメッシュ２２は、例えば合成ゴム系やシアノアクリレート系の接着剤により接合部で接合されている。

【0016】

メッシュ２２は、経糸２２ａと緯糸２２ｂとが編まれて形成された織物であり、塗布材を透過可能に開口した孔部２２ｃを多数有している。経糸２２ａと緯糸２２ｂは、例えばステンレス等の金属のワイヤ、あるいはポリエステル等の樹脂で構成された繊維である。経糸２２ａと緯糸２２ｂは、それぞれ例えばスキージ１３の移動方向（第１方向）に対して、斜めに延びている。

【0017】

このメッシュ２２に、所定のパターン開口２４を有するマスク膜２３が形成される。すなわち、メッシュ２２によって、フレーム２１の開口部分にマスク膜２３が保持される。

【0018】

マスク膜２３は、光硬化性の樹脂組成物、例えばＰＶＡ、ＰＶＡｃ、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなる層である。例えばマスク膜２３は複数の層を有する多層構造である。例えば本実施形態においてマスク膜２３は図４に示すようにベース層２３ｂとカバー層２３ｃが積層されて構成される２層構造である。一例として、カバー層２３ｃはベース層２３ｂよりも柔軟な材料で構成されている。

【0019】

マスク膜２３の厚みは例えば１０μｍ～１００μｍに構成されている。

【0020】

マスク膜２３は、メッシュ２２に形成され、フレーム２１の開口部分に配されている。マスク膜２３には、露光によって、印刷用の所定のパターン開口２４が形成されている。

【0021】

また、マスク膜２３は貫通孔であるパターン開口２４の他に、凹部２５などの段差を有していてもよい。

【0022】

なお、パターン開口２４の最小開口幅、すなわち、パターン開口２４の最も狭い部分における開口の幅寸法は、３０μｍ以下である。ここでは、一例として、マスク膜２３の表面、すなわち印刷媒体に対向する表面における寸法を基準とした。

【0023】

パターン開口２４は、印刷パターンに対応する形状のパターン孔であってマスク膜２３を厚さ方向（深さ方向）に貫通するスリットを構成する。パターン開口２４は塗布材を保持可能に構成される。印刷パターンの形状は適宜設定可能である。一例として、本実施形態においては複数の同じパターンユニットがマトリクス状に配されたパターン形状を有する。

【0024】

一例としてパターン開口２４は、部位によって深さ寸法が異なる。例えばパターン開口２４は、複数の独立した開口を有してもよいし、連続する開口において部位によって厚さが異なるものでもよい。例えば連続するライン状のパターン開口２４において、一部の塗布厚さを増減させてもよいし、異なる塗布厚さの複数のパターン開口２４が形成されていてもよい。例えばパターン開口２４は例えばスリット状のラインパターンや、角形状、円形状、の開口部等種々の形状に設定可能である。

【0025】

マスク膜２３は、パターン開口２４において感光性樹脂が存在せず、メッシュ２２の孔部を通過して塗布材が裏面から表面へと透過可能な印刷部を構成する。マスク膜２３のパターン開口２４以外であってメッシュ２２の孔部が感光性樹脂で塞がれた部位は、塗布材としてのインクを透過しない非印刷部を構成する。

【0026】

また、マスク膜２３の、有効エリアＡ３外の隅部には、アライメントマークＡＭが形成される。例えばアライメントマークＡＭはクロス形状に構成され、このクロスの中心位置を基準位置として、検出可能に構成される。例えばアライメントマークＡＭは、開口あるいは周囲とＯＤ値や色が異なるなどにより、光学的に位置情報を検出可能な指標である。本実施形態においてアライメントマークＡＭはクロス形状の開口として、形成される。アライメントマークＡＭは露光及び現像によりマスク膜２３の一部が除去されることで、構成される。例えばアライメントマークＡＭは、メッシュ２２上のマスク膜２３において、有効エリアＡ３外であってフレーム２１の枠内となる、４角の所定箇所に、それぞれ形成される。

【0027】

マスク膜２３が形成されたメッシュ２２は、例えばスキージ１３による押圧力によって撓み変形し、押圧力が解除されることで復元するように、弾性変形可能に構成されている。マスク膜２３のパターン開口２４に塗布材が保持された状態で、メッシュ２２の弾性変形によりマスク膜２３が印刷媒体に接離することで、塗布材がパターン開口２４から、マスク膜２３の印刷面側に対向配置された印刷媒体に転写される。

【0028】

スキージ１３は例えばウレタンゴム・シリコンゴム・合成ゴム・金属・プラスチック等の材料から、例えば薄い板状に構成される。例えば、スキージ１３は先端の厚みが低減するように面取りされている。スキージ１３はフレーム２１に対して移動可能に構成されている。例えばスキージ１３は移動方向と直交する方向においてマスク膜２３の領域の全長にわたる長さを有する。スキージ１３の先端部分がスクリーンマスク２０の裏面に当接し、表側に押しつけられた状態で、図１中矢印に沿う移動方向に移動することで、マスク膜２３の全面を押圧し、塗布材が予め充填されたパターン開口２４から塗布材を表側に押し出す。

【0029】

支持部１２は、印刷媒体に対して所定の間隔を開けて平行に、フレーム２１を支持する。例えば支持部１２は、フレーム２１の位置を規制する複数の位置決めピン１２ａを備える。移動部は、スキージ１３を所定の速度で所定方向に沿って移動させる。

【0030】

次に、本実施形態にかかるスクリーンマスク２０の製造方法について図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、スクリーンマスク２０の製造方法を示す説明図である。スクリーンマスク２０の製造方法は、第１層形成工程ＳＴ１（第１成膜処理）と、第１パターニング工程ＳＴ２（第１露光処理）と、第１のエッチング工程（第１現像工程）ＳＴ３と、第２層形成工程ＳＴ４（第２成膜処理）と、第２パターニング工程ＳＴ５（第２露光処理）と、第２のエッチング工程（第２現像工程）ＳＴ６と、を備える。またスクリーンマスク２０の製造方法は、基材または第１層にアライメントマークを形成するアライメント処理と、アライメント処理の後、第２パターニング工程の前の所定のタイミングで、アライメントマークＡＭの位置情報を検出する検出処理と、を備える。一例として本実施形態は、第１パターニング工程によってアライメントマークＡＭが形成されるため、アライメント処理は第１パターニング工程に含まれる。

【0031】

第１層形成工程ＳＴ１において、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材に第１の乳剤Ｐｍ１を塗布して第１の乳剤層を形成する。第１の乳剤Ｐｍ１は例えば、光硬化性の樹脂であり、たとえばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を包含する液体である。具体的には、まず、フレーム２１の枠内にメッシュ２２を略平面となるように取り付けた状態で、第１の乳剤Ｐｍ１をメッシュ２２上に塗布する塗布処理を行うことで、メッシュ２２上に、ベース層２３ｂが平板状に形成される。このとき、塗布する回数に応じて厚さが変わるため、必要に応じて複数回塗布を繰り返す。また、乾燥後に膜厚を測定し場合によっては追加で塗布することもある。本実施形態では乾燥後に第１の乳剤層の乳厚５～２０μｍ程度となるように乳剤Ｐｍ１の厚さを設定する。

【0032】

次に、第１の乳剤層に所定の第１露光パターンで露光する第１パターニング工程ＳＴ２を行う。第１パターニング工程ＳＴ２として、図６に示すように、マスクレス露光装置５０（マスクレス露光機）にて、マスクレス露光処理を行う。露光装置５０は、フォトマスクを介在させず、予め設定された対象のＣＡＤデータに基づく描画パターンで、照射ヘッド５２で直接スクリーンマスク２０に描画する露光装置である。露光装置５０は、位置決めピンＡＰを有する支持装置５１と、照射ヘッド５２と、光学センサ５３と、各部の動作を制御する制御部５４と、を備える。制御部５４は、印刷面側から光を照射する露光処理を行う。具体的には、所定の露光パターン領域に、乳剤Ｐｍの表面側を紫外線ランプや紫外線ＬＥＤ等の照射ヘッドに向けて配置し、照射ヘッドにより光を照射させ、乳剤Ｐｍ１の表面を照らす露光処理を行う。例えば位置決めピンＡＰは、スクリーンマスク２０の外周部において複数個設けられ、例えば図１に示す位置決めピン１２ａと同様に、異なる２方向の２辺の外側にそれぞれ１または複数個設けられる。

【0033】

例えばＳＴ２において、所定の露光パターン領域において、ベース層２３ｂの表面側を紫外線ランプや紫外線ＬＥＤ等の照明に向けて配置し、照明により光を照射させ、乳剤の表面を照らす露光処理を行う。ベース層２３ｂのうち第１の露光処理によって露光される部位である第１露光部位は紫外線によって硬化する第１硬化部Ｐａ１となる。一方、ベース層２３ｂのうち第１露光部位を除く部位である第１非露光部位は、乳剤が硬化しない未硬化部Ｐｂ１となる。第１未硬化部Ｐｂ１（第１非露光部位）は、後の工程で除去されることでベース開口２４ｂ及びアライメントマークＡＭを形成する第１除去対象部を構成する。すなわち、本実施形態において、第１パターニング工程では、パターン開口２４やアライメントマークＡＭとなる部位を未硬化部位第１未硬化部Ｐｂ１とし、その他の領域を第１硬化部Ｐａ１とする。

【0034】

以上によりベース層２３ｂがパターニングされ、後にエッチング工程により除去されてベース開口２４ｂ及びアライメントマークＡＭを構成するアライメント開口ＡＭｂを含む部位に第１除去対象部が形成される。すなわち、本実施形態において、第１パターニング工程によってアライメントマークＡＭが形成される。言い換えると本実施形態においてアライメント処理は第１パターニング工程に含まれる。

【0035】

その後、第１のエッチング工程ＳＴ３（第１現像工程）として、水や溶剤により、マスク膜の少なくとも片側を洗い流す。この処理によって、乳剤Ｐｍ１の未硬化部Ｐｂ１が洗い流される厚み方向において表面側から裏面側まで貫通するベース開口２４ｂ及びアライメント開口ＡＭｂが形成される。

【0036】

次に、第２層形成工程ＳＴ４として、第２の乳剤Ｐｍ２をベース層２３ｂ上に塗布する塗布処理を行うことで、ベース層２３ｂの印刷面側に第２の乳剤Ｐｍ２によりカバー層２３ｃが形成される。このとき、塗布する回数に応じて厚さが変わるため、必要に応じて複数回塗布を繰り返す。また、乾燥後に膜厚を測定し場合によっては追加で塗布することもある。本実施形態では乾燥後にカバー層２３ｃの乳厚が２～５０μｍ程度となるように乳剤Ｐｍ２の厚さを設定する。この第２層形成工程ＳＴ４において、カバー層２３ｃは、アライメント開口ＡＭｂ内にも形成される。なお、この場合、シーズニング工程の必要性が大幅に低減される。

【0037】

次に、第１露光パターンとは異なる第２露光パターンにて露光する第２パターニング工程ＳＴ５を行う。第２パターニング工程ＳＴ５において、例えばフォトマスクを用いないマスクレス露光にて、第２のマスクレス露光処理を行う。このとき、光学センサ５３によって、対象エリアのＯＤ値を検出し、周辺とのＯＤ値の差から、ベース層２３ｂに形成されるアライメントマークを検出し、位置情報を取得する。そして、当該位置情報に基づいて第２の露光の位置決めを行う。

【0038】

具体的には、所定の第２の露光パターン領域に、乳剤Ｐｍ２の表面側を紫外線ランプや紫外線ＬＥＤ等の照明に向けて配置し、照明により光を照射させ、乳剤Ｐｍ２の表面を照らす露光処理を行う。第２の露光処理によって、露光パターン領域の部位に対応して、乳剤Ｐｍ２の紫外線が照射された部分が紫外線によって硬化する。すなわち、カバー層２３ｃのうち第２の露光処理によって露光される部位である第２露光部位は紫外線によって硬化する第２硬化部Ｐａ２を形成する。第２硬化部Ｐａ２の一部はパターン開口２４の壁を構成する。一方、カバー層２３ｃのうち第２露光部位を除く部位である第２非露光部位は、乳剤が硬化しない第２未硬化部Ｐｂ２となる。第２未硬化部Ｐｂ２は、後の工程で除去されることでパターン開口２４となるカバー開口２４ｃやアライメントマークＡＭを構成するアライメント開口ＡＭｃを含む第２除去対象部を構成する。本実施形態において、第２パターニング工程では、パターン開口２４やアライメントマークＡＭをとなる部位を第２未硬化部Ｐｂ２とし、その他の領域を第２硬化部Ｐａ２とする。

【0039】

第１の露光処理及び第２の露光処理は、いずれも印刷面側から光を照射するマスクレス露光処理であり、それぞれ所定のパターンで露光することにより、露光パターンに対応する領域を硬化させる。このとき、第１露光パターンとは異なる第２露光パターンにて露光することにより、段差を有する開口や凹部、あるいは凸部など、様々な３次元形状を容易に形成できる。例えばベース開口２４ｂとカバー開口２４ｃのパターニングを異ならせることにより、段差を形成することができる。

【0040】

その後、第２のエッチング工程ＳＴ６（第２現像工程）として、水や溶剤により、マスク膜の少なくとも片側を洗い流す。この処理によって、乳剤Ｐｍ２の未硬化部Ｐｂ２が洗い流され、厚み方向において表面側から裏面側まで貫通するパターン開口２４が形成される。

【0041】

次に、本実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０を用いたスクリーン印刷方法により印刷物を製造する方法について、図１及び図２を参照して説明する。まず、スクリーンマスク２０の表面側を印刷媒体３０の表面に対向させて配置する。例えばこのとき、位置決めピン１２ａ等の位置決め部材により、スクリーンマスク２０を位置決めする。

【0042】

そして、高粘度のペースト状の塗布材をスクリーンマスク２０の裏面側、すなわち、印刷媒体とは反対側の面から供給し、塗布材をパターン開口２４内に充填させる。

【0043】

次に、スクリーンマスク２０の裏面、すなわち印刷面側とは反対側の面に、スキージ１３を配置する。このとき、例えばスキージ１３を、印刷媒体の表側の面に対して所定の角度で傾斜させて配置する。そして、スキージ１３をメッシュ２２及びマスク膜２３の裏面において、所定の印圧で印刷媒体側に向けて押しつけながら、所定の速度で移動させる。マスク膜２３の裏面全面にわたる領域で、スキージ１３がマスク膜２３を押圧する。スキージ１３の押圧により、マスク膜２３は押圧される部分が表側に変位するように変形し、印刷媒体に当接する。スキージ１３の通過により押圧された塗布材がパターン開口２４から印刷媒体側に押し出される。

【0044】

スキージ１３が通過した後、マスク膜２３及びメッシュ２２が復元するように変形して印刷媒体から離れるとともに、一部の塗布材が印刷媒体上に転写されて残ることで、印刷媒体上にパターン印刷がなされ、印刷物が完成する。このとき、塗布材は裏側の一部がマスク膜２３側に残る。なお塗布材は、例えば金属材や樹脂材などを含む各種材料であり、印刷対象の種類、例えば、電子部品、ディスプレイ、等によって、多様な材料が用いられる。

【0045】

以上のように構成されたスクリーンマスク２０の製造方法によれば、第２露光処理の際に、メッシュ２２またはベース層２３ｂに形成されたアライメントマークＡＭから位置情報を検出することにより、位置精度を向上できる。例えば一層目のベース層２３ｂと２層目のカバー層２３ｃを位置決めピンＡＰのみで位置合わせした比較例１では、重ね合わせ精度１０μｍ、となるのに対し、上記実施形態の製造方法によれば、位置決めピンＡＰに加えてアライメントマークＡＭで検出した情報に基づいて位置合わせを行うことで、重ね合わせ精度３μｍとなり、精度を向上できる。

【0046】

例えば一般にスクリーンマスクは製造工程等によって熱的な負荷がかかることで、熱膨張等による位置ずれが発生し、あるいはシータ回転や全体的な拡大縮小が生じることがある。特にスクリーンマスクはメッシュにテンションがかかっているなどの理由で、例えばガラス材などと比べても変形が生じやすいが、上記実施形態によれば、1層目のメッシュまたはベース層にあらかじめアライメントマークを形成することで、シータ回転や全体的な拡大縮小による２層目のカバー層への描画時の位置ずれを効果的に抑制できる。

【0047】

例えば本実施形態においてマスク膜２３はベース層２３ｂとカバー層２３ｃとを有し、複数層に分けて露光パターンを設定できることから、立体的な形状を容易に作成できる。

【0048】

また、本実施形態によれば、メッシュ２２またはマスク膜２３に形成されたアライメントマークＡＭを基準に位置合わせを行うことから、熱膨張による位置ずれを考慮しなくてよく、シーズニングの必要性を低減できる。すなわち、従来はカバー層を塗工した後に乳剤乾燥で温度をかける影響でシーズニングが必須であり、位置精度を合わせこむことが難しかったが、本実施形態によれば、メッシュ２２またはマスク膜２３に形成されたアライメントマークＡＭを基準に位置合わせを行うことができ、シーズニングの必要性を低減できる。

【0049】

また、特にスクリーンマスクにおいてはメッシュと半透明の乳剤があることから位置を検出しにくい部分が存在するが、メッシュまたはマスク膜に形成されたアライメントマークＡＭを検出することで、容易に位置を検出できるようになる。

【0050】

なお、パターン開口２４の構成や配置は上記に限られるものではなく、印刷形状に応じて適宜変更可能であり、高さの設定も設定可能である。例えば段差がある例を示したがこれに限られるものではない。一例として２層が同じ開口を形成してもよいし、１層目の開口の内壁を２層目で形成する構成であってもよい。したがって、両方に開口するパターン開口２４や、一方の層、例えばカバー層２３ｃのみが部分的に除去されて形成される凹部を含む、立体的なパターンを形成することができる。

【0051】

例えば、他の実施形態として図７乃至図９に示すスクリーンマスク２０Ａのように、パターン開口２４の他に、カバー層２３ｃのみが開口する凹部２５を有する構成としてもよい。例えば、本実施形態において、上記第１実施形態と同様にＳＴ１～ＳＴ４の処理を行った後、第２露光処理ＳＴ１５としてカバー層２３ｃは、ベース層２３ｂの開口部と重なる位置に加え、ベース層２３ｂの硬化領域に異なる位置にも、未硬化領域を形成する。例えばパターン開口２４と同時に、凹部２５となる部位が未硬化となる露光パターンにて、露光する。すなわち、第２露光処理により、ベース層２３ｂが硬化し、カバー層２３ｃが未硬化となる部分が形成される。続いて現像処理ＳＴ１６を行うことで、パターン開口２４と同工程にて、エッチング処理によって凹部２５や段差を形成することができる。例えばベース層２３ｂが硬化した部分に重ねてカバー層２３ｃに開口を形成することで、カバー層２３ｃのみが除去され、ベース層２３ｂが残る凹部２５が形成できる。また、例えばベース層２３ｂの開口部よりもカバー層２３ｃの開口部を広くすることで、開口が拡大する段差が形成でき、逆にベース層２３ｂの開口部よりも狭い開口をカバー層２３ｃに形成することで、開口が縮小する段差を形成することができる。

【0052】

本実施形態によれば複数の層２３ｂ，２３ｃの露光パターンを異ならせることにより、凹み形状や段差形状を任意に形成することができる。

【0053】

例えば上記実施形態においては、一層目を現像により開口させてから、２層目を形成したが、これに限られるものではない。例えば多の実施形態として、図１０に示すように、第１露光処理ＳＴ２の後、第１現像処理ＳＴ３を省略し、カバー層２３ｃを形成し（ＳＴ４）、第２露光処理ＳＴ５の後の現像処理ＳＴ６にて、ベース層２３ｂとカバー層２３ｃの未硬化部位を同時に除去する方法としてもよい。

【0054】

また、上記実施形態において、マスク膜にアライメントマークを開口として形成した例を示したが、これに限られるものではない。例えば光学的に露光形状をアライメントマークとして検出できるものであればよく、例えば他の実施形態として図１１に示すように、開口をカバー層２３ｃで塞ぐ構成であってもよい。すなわち、第２露光処理の際に、アライメントマークＡＭの部分はエッチングによって除去せず、塞いだままとしてもよい。この場合においても、ベース層２３ｂの開口の壁を光学的に検出することができるため、上記開口とした場合と同様に、ＯＤ値の検出によって位置情報を検出することができる。また、位置情報は、ＯＤ値に限られるものではなく、色や明るさ等各種の位置情報とすることができる。

【0055】

また、アライメントマークＡＭは、マスク膜２３の開口とした例を示したが、これに限られるものではない。例えばマスク膜２３ではなく、メッシュ２２にアライメントマークＡＭを設けてもよい。また、アライメントマークＡＭはサポートメッシュ２７上に形成されてもよい。例えば他の実施形態として図１１に示す例では、第１層形成工程ＳＴ１（第１成膜処理）の後、第１パターニング工程よりも前に、メッシュ２２の、露光側の面に、サンアートペーパーなどの感光発色シートＳＰを貼付ける（ＳＴ２１）。そして、上記第１実施形態の第１露光処理と同様に第１の乳剤層を露光する第１パターニング工程ＳＴ２２（第１露光処理）において、貼付けられた感光発色シートＳＰを同時に露光する。この露光によって、感光発色シートＳＰに感光部Ｓａと非感光部Ｓｂが形成される。続いて感光発色シートＳＰについて現像処理（ＳＴ２３）を行うことで、アライメントマークＡＭとなる像を形成する。具体的には感光部Ｓａで形成される着色部と、非感光部Ｓｂで形成される非着色部Ｓｃとを有するアライメントマークＡＭが形成され、ＯＤ値の検出によって位置情報を検出することができる。その後、上記第１実施形態の第２層形成工程ＳＴ４、第２パターニング工程ＳＴ５、第２のエッチング工程ＳＴ６と同様に、第２層形成工程ＳＴ２４、第２パターニング工程ＳＴ２５、第２のエッチング工程ＳＴ２６の処理を順次行う。
なお、第２層形成工程ＳＴ２４、第２パターニング工程ＳＴ２５、第２のエッチング工程ＳＴ２６の処理は、サポートメッシュ２７のエリアには行われないようにしてもよく、あるいはメインメッシュ２６に対する各処理ＳＴ２４，ＳＴ２５，ＳＴ２６と同時に、サポートメッシュ２７にも同様の処理が行われてもよい。なお着色部と非着色部としたが、これに限られるものではなく、例えば部位によって色の彩度、明度、あるいは濃さ等、他の要素によって位置情報を示す構成としてもよい。
本実施形態においても、第２露光処理の際に、メッシュ２２上の感光発色シートＳＰに形成されたアライメントマークＡＭの位置を検出することで、上記第１実施形態等と同様に、位置精度を向上できる。

【0056】

また、上記各実施形態において、メッシュ２２としていわゆるシングルメッシュを例示したが、これに限られるものではない。例えば、メッシュ２２として、メインメッシュ２６とメインメッシュ２６の外周に設けられるサポートメッシュ２７を備える、いわゆるコンビネーション型のメッシュ構造を用いてもよい。また、メッシュ２２の中央部分の一部にのみマスク膜２３が形成されていても、全域にマスク膜２３が形成されていてもよい。

【0057】

なお、アライメントマークＡＭはメインメッシュ２６のエリアに形成してもよく、サポートメッシュ２７上に形成されてもよい。例えば他の実施形態として図１２及び図１３に示す例では、メッシュ２２がコンビネーション型であって、サポートメッシュ２７に、アライメントマークＡＭが形成されていてもよい。本実施形態にかかるスクリーンマスクの製造方法は、第１実施形態と同様の、第１層形成工程ＳＴ１（第１成膜処理）と、第１パターニング工程ＳＴ２（第１露光処理）と、第１のエッチング工程（第１現像工程）ＳＴ３と、第２層形成工程ＳＴ４（第２成膜処理）と、第２パターニング工程ＳＴ５（第２露光処理）と、第２のエッチング工程（第２現像工程）ＳＴ６と、を備える。
本実施形態においては、上記第１実施形態のＳＴ１、ＳＴ２，ＳＴ３、ＳＴ４の処理を行うとき、サポートメッシュ２７の位置に、アライメントマークＡＭを形成する。さらにＳＴ５，ＳＴ６においては、メインメッシュ２６の領域に、第２層形成工程ＳＴ４、第２パターニング処理ＳＴ５、及び第２のエッチング工程ＳＴ６を行う。この場合にも、サポートメッシュ２７上のアライメントマークＡＭの位置を検出することで、上記第１実施形態等と同様に、位置精度を向上できる。

【0058】

また、エッチングによって開口を形成することなく、露光部位と未露光部位とで光学的な特性を異ならせることで、アライメントマークを構成してもよい。例えば露光部位と未露光部位との色特性や明るさ特性あるいはＯＤ値の差を形成し、当該差を位置情報として検出することも可能である。

【0059】

また、マスク膜２３はパターン開口２４や凹部２５の形状についても上記実施形態に限られるものではない。例えばパターン開口２４は深さ方向に断面形状が変化する開口としてもよく、パターン開口２４や凹部２５の深さを設定することもできる。あるいは開口２４に連続する突起を形成することも可能である。例えば深さの異なる開口を形成し、塗布材の塗布量をパターン開口２４の深さに応じて調整できるように構成してもよい。すなわち、パターン開口２４が深く構成された部位においては、塗布高さが高くなり、パターン開口２４が浅く構成された部位において塗布高さは低くなる。したがって、スクリーンマスク２０によって厚さの異なる領域を有するパターン形状に印刷でき、３次元の立体的なパターニングが実現できる。

【0060】

また、上述した複数の異なる実施形態における特徴を組み合わせてもよい。

【0061】

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

【0062】

なお、上記各実施形態において、第１の乳剤と第２の乳剤を用いる場合において、第１の乳剤Ｐｍ１と第２の乳剤Ｐｍ２は異なる材料であってもよいし、同じ材料であってもよい。

【0063】

この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。素材の寸法比を調整することで、縦横の伸び量の差を低減できるため印刷精度が向上できる。

【符号の説明】

【0064】

１０…スクリーン印刷装置、１３…スキージ、２０…スクリーンマスク、２１…フレーム、２２…メッシュ、２２ａ…経糸、２２ｂ…緯糸、２２ｃ…孔部、２３…マスク膜、２３ｂ…ベース層、２３ｃ…カバー層、２４…パターン開口、２６…メインメッシュ、２７…サポートメッシュ、ＡＭ…アライメントマーク、Ｐａ１…第１硬化部、Ｐａ２…第２乳剤硬化部、Ｐｂ１…第１未硬化部、Ｐｂ２…第２未硬化部、Ｐｍ１…第１の乳剤、Ｐｍ２…第２の乳剤。

【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】

【手続補正書】

【提出日】2024-07-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

メッシュ材である基材上に樹脂を含む乳剤層である第１層を成膜する第１成膜処理と、
前記第１層をマスクレス露光する第１露光処理と、
第１層上に乳剤層である第２層を成膜する第２成膜処理と、
基材または前記第１層にアライメントマークを形成するアライメント処理と、
ＯＤ値に基づいて前記アライメントマークの位置情報を検出する検出処理と、
前記位置情報に基づき、前記第２層をマスクレス露光する第２露光処理と、
を備え、
前記第１層及び前記第２層により、光硬化性の樹脂材を含むマスク膜を形成する、スクリーンマスクの製造方法。

【請求項2】

前記基材は、塗布材を透過可能な孔を有し、
前記第１露光処理及び前記第２露光処理によりそれぞれ前記第１層及び前記第２層に、互いに異なるパターンで開口を形成する、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項3】

前記アライメントマークは前記第１露光処理によって前記第１層に形成される、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項4】

前記アライメントマークは、第１成膜処理の前に、前記基材に形成される、
請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項5】

第１露光処理と第２露光処理は、前記基材の一方側から光を照射する、露光である、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項6】

前記アライメントマークは前記基材に貼付けられる感光発色シートにより形成される、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【請求項7】

前記アライメントマークは、前記第１層に形成された開口であって、前記第２層によって塞がれる、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

一形態にかかるスクリーンマスクの製造方法は、メッシュ材である基材上に樹脂を含む乳剤層である第１層を成膜する第１成膜処理と、前記第１層をマスクレス露光する第１露光処理と、第１層上に乳剤層である第２層を成膜する第２成膜処理と、基材または前記第１層にアライメントマークを形成するアライメント処理と、ＯＤ値に基づいて前記アライメントマークの位置情報を検出する検出処理と、前記位置情報に基づき、前記第２層をマスクレス露光する第２露光処理と、を備え、前記第１層及び前記第２層により、光硬化性の樹脂材を含むマスク膜を形成する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0063】

この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。素材の寸法比を調整することで、縦横の伸び量の差を低減できるため印刷精度が向上できる。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
[１]
基材上に第１層を成膜する第１成膜処理と、
前記第１層を露光する第１露光処理と、
第１層上に第２層を成膜する第２成膜処理と、
基材または前記第１層にアライメントマークを形成するアライメント処理と、
前記アライメントマークの位置情報を検出する検出処理と、
前記位置情報に基づき、前記第２層を露光する第２露光処理と、
を備える、
スクリーンマスクの製造方法。
[２]
前記基材は、塗布材を透過可能な孔を有し、
前記第１露光処理及び前記第２露光処理によりそれぞれ前記第１層及び前記第２層に、互いに異なるパターンで開口を形成する、請求項１に記載のスクリーンマスクの製造方法。
[３]
前記アライメントマークは前記第１露光処理によって前記第１層に形成される、[１]に記載のスクリーンマスクの製造方法。
[４]
前記アライメントマークは、第１成膜処理の前に、前記基材に形成される、
[１]に記載のスクリーンマスクの製造方法。
[５]
第１露光処理と第２露光処理は、前記基材の一方側から光を照射する、マスクレス露光である、[１]に記載のスクリーンマスクの製造方法。
[６]
前記アライメントマークは前記基材に貼付けられる感光発色シートにより形成される、[４]に記載のスクリーンマスクの製造方法。
[７]
前記アライメントマークは、前記第１層に形成された開口であって、前記第２層によって塞がれる、[１]に記載のスクリーンマスクの製造方法。