DE602004005382T2

DE602004005382T2 - Verfahren zu der Herstellung einer Abscheidungsmaske

Info

Publication number: DE602004005382T2
Application number: DE602004005382T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Seiko Epson Corp. Kuwahara; Shinichi Seiko Epson Corp. Yotsuya
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2024-06-05
Also published as: US7074694B2; EP1500716B1; DE602004005382D1; EP1500716B9; CN1578563A; TWI244354B; KR100683323B1; JP2005042133A; TW200509738A; EP1500716A2; KR20050011704A; US20050019968A1; EP1500716A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Aufdampfmasken, die zur Bildung von Lochtransportschichten, Licht emittierenden Schichten und dgl. für Geräte wie Elektrolumineszenz- (EL) Anzeigeeinheiten und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung solcher Aufdampfmasken.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Bekannte organische EL-Anzeigeeinheiten werden normalerweise durch Vakuumbeschichten mit organischen Verbindungen unter Verwendung einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung in einem Widerstandsheizungs-Verdampfungssystem hergestellt. Insbesondere müssen für organische Vollfarben-EL-Anzeigeeinheiten feine Licht emittierende Elemente zum Emittieren von RGB- (rot, grün und blau) Licht präzise hergestellt werden. Derartige Einheiten werden deshalb in einem Masken-Aufdampfprozess hergestellt, bei dem organische voneinander verschiedene Verbindungen in Abhängigkeit von RGB-Bildpunkten selektiv auf gewünschten Zonen unter Verwendung von Metallmasken und dgl. abgeschieden werden. Um organische Vollfarben-El-Anzeigeeinheiten mit hoher Auflösung herstellen zu können, müssen feine Aufdampfmasken verwendet werden. Da solche Aufdampfmasken dünn und fein sein müssen, werden die Masken herkömmlicherweise durch einen Elektroformungsprozess angefertigt.
Da das Auflösungsvermögen der organischen EL-Anzeigeeinheiten verbessert worden ist, sind wärmebedingte Fehlfluchtungen ein ernsthaftes Problem geworden, da bekannte Metallmasken einen Wärmedehnungskoeffizient haben, der sich von dem eines Aufdampfsubstrats aus Glas oder dgl., das einem Aufdampfprozess unterzogen wird, deutlich unterscheidet. Speziell im Falle eines groß dimensionierten Aufdampfsubstrats, das in einem Aufdampfprozess behandelt wird, um die Anzahl der aus dem Aufdampfsubstrat zu erhaltenden Elemente zu erhöhen, ist die wärmebedingte Fehlfluchtung besonders stark ausgeprägt.
Zur Lösung dieses Problems wird eine Aufdampfmaske aus einem Silizium-Wafer hergestellt, dessen Wärmedehnungskoeffizient kleiner ist als der von Glas.
Um eine Mehrzahl organischer EL-Anzeigeeinheiten aus einem einzigen groß dimensionierten Aufdampfsubstrat herstellen zu können, bedient man sich einer bekannten Aufdampfmaske mit einer Konfiguration, bei der eine Mehrzahl zweiter Substrate (Masken-Chips), von denen ein jedes zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigeeinheit dient und aus einem Siliziumsubstrat besteht, mit einem ersten Substrat (Maskenträger) aus Borosilikatglas mit Öffnungen verbunden wird. Der Grund für die Verwendung einer solchen Konfiguration lautet wie folgt: Da ein verfügbarer Silizium-Wafer scheibenförmig ist und einen maximalen Durchmesser von ca. 300 mm hat, kann eine Aufdampfmaske, die sich für ein groß dimensioniertes Aufdampfsubstrat eignet, nicht aus einem solchen Wafer hergestellt werden. Da das erste Substrat aus Borosilikatglas mit einem Wärmedehnungskoeffizienten besteht, der nahe dem von Silizium liegt, wird die Biegung der Aufdampfmaske verringert.
Wenn bei der bekannten Aufdampfmaske die zweiten aus Siliziumsubstrat bestehenden Substrate mit dem ersten aus Borosilikatglas bestehenden Substrat verbunden werden, muss jedes der zweiten Substrate einzeln auf das erste Substrat ausgerichtet werden, nachdem ein zweites Substrat mit dem ersten Substrat verbunden worden ist, wobei eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erforderlich ist. Damit ergibt sich das Problem, dass die für den Prozess erforderliche längere Zeit eine Erhöhung der Kosten mit sich bringt.
Da die zweiten Substrate Öffnungen entsprechend einem Bildpunktmuster haben, ergibt sich das Problem, dass ein falsches Bildpunktmuster gebildet wird, wenn die zweiten Substrate mit dem ersten Substrat bei der Verbindung miteinander fehlausgerichtet sind.
Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US 2003/0059690 A1 bekannt. Bei diesem Stand der Technik werden Masken-Chips mit einer Mehrzahl Öffnungen mit einem Maskenträger aus Borosilikatglas verbunden.
Die US 5,199,055 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines röntgen-lithografischen Maskenrohlings bestehend aus einem Maskenträgerrahmen, der einen für Röntgenstrahlen durchlässigen Film trägt. Der Maskenträger weist ein relativ dickes Verstärkungselement aus einem Einkristall-Silizium auf, mit dem über eine Siliziumoxidschicht ein Einkristall-Siliziumwafer verbunden ist, der den für Röntgenstrahlen durchlässigen Film trägt. Das Verstärkungselement und der Silizium-Wafer sollen vorzugsweise die gleiche kristallografische Ausrichtung haben. Das bekannte Verfahren verbindet den Silizium-Wafer mit dem rahmenförmigen Verstärkungselement, bildet dann den für Röntgenstrahlen durchlässigen Film an der Oberflächenseite des Silizium-Wafers aus, die dem Verstärkungselement gegenüberliegt, und ätzt schließlich den Silizium-Wafer von der Seite des Verstärkungselements aus, um den für Röntgenstrahlen durchlässigen Film zur Öffnung des Verstärkungselements freizulegen. Das Ergebnis dieses bekannten Verfahrens ist ein Maskenrohling, aber noch keine Maske.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Aufdampfmaske bei geringen Kosten bereitzustellen, mit dem eine Aufdampfmaske hoher Präzision erhalten werden kann, die sich für die Behandlung eines groß dimensionierten Aufdampfsubstrats eignet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Da die Einkristall-Siliziumsubstrate der Masken-Chips mit dem Maskenträger aus Borosilikatglas verbunden und die Öffnungen gemäß dem Bildpunktmuster dann in den resultierenden Einkristall-Siliziumsubstraten ausgebildet werden, braucht die Positionierungsgenauigkeit nicht hoch zu sein, wenn jedes der Einkristall-Siliziumsubstrate mit dem Maskenträger verbunden wird; folglich lässt sich die Aufdampfmaske auf einfache Weise herstellen. Da außerdem die Öffnungen ausgebildet werden, nachdem die Einkristall-Siliziumsubstrate mit dem Maskenträger verbunden worden sind, sind die Öffnungen für ein feines Bildpunktmuster passend. Wenn eine Mehrzahl der Einkristall-Siliziumsubstrate mit dem Maskenträger verbunden wird, kann ein groß dimensioniertes Aufdampfsubstrat in einem Abscheidungsprozess aus der Dampfphase behandelt werden. Es kann also eine große Anzahl Elektrolumineszenz-Anzeigeeinheiten gleichzeitig hergestellt werden.
Da die Ätzmaske auf dem Einkristall-Siliziumsubstrat ausgebildet wird, bevor die Masken-Chips mit den entsprechenden vorgegebenen Abschnitten des Maskenträgers verbunden werden, kann eine Durchbiegung aufgrund von Wärmeoxidation oder dgl. im Maskenträger aus Borosilikatglas oder dgl. vermieden werden.
Da die Einkristall-Siliziumsubstrate durch anodische Kopplung mit dem Maskenträger aus Borosilikatglas verbunden werden, ist kein Kleber erforderlich, und eine Durchbiegung bedingt durch einen solchen Kleber kann vermieden werden.
Wenn die Oberflächen der Masken-Chips mit Dünnfilmen aus Kohlenstoff und Fluor versehen sind, kann die Aufdampfmaske in einem Aufdampfschritt problemlos von einem Aufdampfsubstrat entfernt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine Draufsicht einer Aufdampfmaske gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 1B ist eine Schnittansicht der Aufdampfmaske.
2 zeigt einen Maskenträger, der in der Aufdampfmaske von 1 enthalten ist.
3 zeigt einen der Masken-Chips der Aufdampfmaske von 1.
4 zeigt einen Schritt zur Herstellung von Einkristall-Siliziumsubstraten durch einen Schneideprozess.
5 ist eine Draufsicht, die einen Schritt der Verbindung der Einkristall-Siliziumsubstrate mit dem Maskenträger darstellt.
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Herstellungsschritt für die Aufdampfmaske darstellt.
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Herstellungsschritte für eine Aufdampfmaske gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 ist eine senkrechte Schnittansicht, die einen der in einer Elektrolumineszenz-Anzeigeeinheit enthaltenen Bildpunkte darstellt.
9 ist eine abgebrochene Schnittansicht, die Schritte zur Ausbildung von Elektrolumineszenzschichten zeigt.
10A und B zeigen Beispiele einer elektronischer Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine Aufdampfmaske gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1A ist eine Draufsicht der Aufdampfmaske und 1B ist eine Schnittansicht in Querrichtung der Aufdampfmaske. Die Aufdampfmaske der ersten Ausführungsform hat eine Konfiguration, bei der eine Mehrzahl Masken-Chips 2, von denen ein jeder ein Einkristall-Siliziumsubstrat enthält, auf der Oberfläche eines Maskenträgers 1 aus Borosilikatglas angeordnet ist, wobei die Anzahl der Masken-Chips 2 in 1A sechs ist. Der Maskenträger 1 hat eine Mehrzahl Fenster 3, und die Masken-Chips 2 sind mit dem Maskenträger 1 auf eine solche Weise verbunden, dass die Masken-Chips 2 jeweils die entsprechenden Fenster 3 bedecken. Jeder der Masken-Chips 2 hat eine große Anzahl Öffnungen 4, die Bildpunkten entsprechen. Die Öffnungen 4 haben eine Größe von einigen Zehnfachen eines μm², und alle Bildpunkte einer Farbe werden in einem Schritt ausgebildet, wenn ein Aufdampfsubstrat in einem Abscheidungsprozess aus der Dampfphase behandelt wird. Ein Verfahren zur Ausbildung von Elektrolumineszenzschichten wird später im Einzelnen beschrieben. Der Maskenträger 1 hat konvexe Ausrichtmarken 5, die zum Ausrichten des Maskenträgers 1 auf das Aufdampfsubstrat dienen (hinsichtlich Positionen und Richtungen). Die Ausrichtmarken 5 können Vertiefungen oder Perforierungen sein.
Bei der ersten Ausführungsform besteht der Maskenträger 1 aus Borosilikatglas; der Maskenträger 1 kann jedoch auch aus einem Siliziumsubstrat bestehen. Ferner kann ein einziger Masken-Chip anstelle einer Vielzahl Masken-Chips 2 mit dem Maskenträger 1 verbunden werden.
2 ist eine Darstellung des Maskenträgers 1 der Aufdampfmaske von 1, und 3 zeigt einen der Masken-Chips 2 der Aufdampfmaske von 1. Wie aus 2 ersichtlich ist, hat der Maskenträger 1 eine Mehrzahl Fenster 3 und die Ausrichtmarken 5 sind auf der Oberfläche platziert.
Die Fenster 3 werden gebildet, indem z. B. ein Strahl aus feinkörnigem Schleifmittel auf ein Borosilikatglassubstrat gerichtet wird. Die Ausrichtmarken 5 können nach einer der folgenden Verfahrensweisen gebildet werden: Auf dem Borosilikatglassubstrat wird in einem Sputter-Prozess eine Gold- oder Chromschicht aufgebracht und das resultierende Substrat in einem fotolithografischen Prozess strukturiert und dann geätzt. Wie aus 3 ersichtlich ist, hat jeder der Masken-Chips 2 eine große Anzahl Öffnungen 4. Die Masken-Chips 2 werden mit dem Maskenträger 1 so verbunden, dass der Öffnungen 4 über den Fenstern 3 zu liegen kommen.
Der Maskenträger 1 besteht vorzugsweise aus einem Material, dessen Wärmedehnungskoeffizient demjenigen von Silizium fast gleich oder gleich ist. Der Grund hierfür ist, dass auf die Verbindungen zwischen dem Maskenträger 1 und den Masken-Chips 2 wirkende Wärmespannungen vermieden werden können, wenn eine Elektrolumineszenzschicht durch den Aufdampfprozess gebildet wird. Borosilikatglas Pyrex^TM #7744 (hergestellt von der Corning Inc.) z. B. hat einen Wärmedehnungskoeffizienten von 3,25 × 10^–6/°C, und Silizium hat einen Wärmedehnungskoeffizienten von 3,5 × 10^–6/°C, d. h. der Wärmedehnungskoeffizient des Glases kommt dem von Silizium sehr nah; das Glas ist also für die Herstellung des Maskenträgers 1 geeignet.
4 ist eine Darstellung des Schrittes, in dem ein Einkristall-Siliziumwafer in einzelne Einkristall-Siliziumsubstrate geteilt wird, um die Masken-Chips 2 herzustellen. Der folgende Wafer wird hergestellt: ein Einkristall-Siliziumwafer 10 mit einer Oberfläche von z. B. einer Kristallorientierung <100> und zwei Orientierungsabflachungen 11 (im Folgenden als Ori-flas bezeichnet). Der Einkristall-Siliziumwafer 10 hat die Kristallorientierung <100> und die sich in einer <100> Kristallebene senkrecht schneidenden Ori-flas 11. Der Einkristall-Siliziumwafer 10 ist mit einer Siliziumdioxidschicht bedeckt, die durch thermische Oxidation im Voraus gebildet wird, um eine Ätzmaske bereitzustellen. Der Einkristall-Siliziumwafer 10 wird entlang von Linien parallel zu den Ori-flas 11 mit einer Substratsäge zerteilt, wodurch die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a mit Rechteckform erhalten werden. Alternativ kann der Einkristall-Siliziumwafer 10 ohne Verwendung der Substratsäge in die Einkristall-Siliziumsubstrat 2a geteilt werden. Zum Zerteilen des Einkristall-Siliziumwafers 10 werden vorzugsweise im Voraus schmale Nuten entlang den Trennlinien ausgebildet. Die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a brauchen nicht rechteckig zu sein, wenn jedes der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a zumindest eine gerade Seite hat. Auf den entsprechenden Einkristall-Siliziumsubstraten 2a können nach dem Zerteilen des Wafers Siliziumdioxidschichten oder Siliziumnitridschichten oder dgl. mittels eines CVD- (Chemical Vapor Deposition; chemische Abscheidung aus der Dampfphase) Systems aufgebracht werden.
5 ist eine Draufsicht, die den Schritt darstellt, in dem die im Prozess gemäß 4 hergestellten Einkristall-Siliziumsubstrate 2a mit dem Maskenträger 1 verbunden werden. Bei dem Verbindungsschritt der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a haben die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a noch nicht die den Bildpunkten entsprechenden Öffnungen 4. Bei dem in 5 dargestellten Schritt werden die Masken-Chips 2 mit der Oberfläche des Maskenträgers 1 verbunden, der mit den Fenstern 3 und den Ausrichtmarken 5 versehen worden ist. Bei diesem Schritt werden die Kristallorientierungen der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a unter Verwendung eines Referenzelements 12 mit mindestens einer geraden Seite aufeinander ausgerichtet. Zum Ausrichten der Kristallorientierungen werden die Richtungen der Ausrichtmarken 5 und des Referenzelements 12 relativ zueinander ausgerichtet, und die Seiten der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a, die durch den in 4 dargestellten Prozess erhalten worden sind, werden fluchtend entlang dem Referenzelement 12 angeordnet (siehe 5). Gemäß dieser Operation können die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a, die in einer Reihe wie in 5 dargestellt angeordnet sind, mit dem Maskenträger 1 mit Hilfe des Referenzelements 12 in einem Schritt verbunden werden. Die Ausrichtung wird hier für jede Reihe unter Verwendung des Referenzelements 12 ausgeführt. Bei der ersten Ausführungsform werden die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a mit dem Maskenträger 1 mittels eines UV-härtbaren Klebers verbunden. Da die den Bildpunkten entsprechenden Öffnungen 4 nach dem Verbinden der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a mit dem Maskenträger 1 ausgebildet werden, wie nachstehend beschrieben wird, braucht die Genauigkeit der Positionen der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a nicht sehr hoch zu sein.
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Schritt der Behandlung des Maskenträgers 1 zur Herstellung der Aufdampfmaske zeigt, mit dem die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a in dem in 5 dargestellten Schritt vorläufig verbunden worden sind. 6 zeigt eines der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a und Zonen des Maskenträgers 1, die das Substrat umgeben. Zuerst wird der Maskenträger 1, mit dem die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a im Schritt gemäß 5 verbunden worden sind, vorbereitet (6(a)). Dabei werden Siliziumdioxidschichten 15 auf beiden Oberflächen jedes der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a aufgebracht und das Einkristall-Siliziumsubstrat 2a mit dem UV-härtbaren Kleber 14 mit dem Maskenträger 1 verbunden. Anschließend wird eine auf der unteren Fläche des Einkristall-Siliziumsubstrats 2a aufgebrachte Siliziumdioxidschicht 20 entfernt und die auf der oberen Fläche des Einkristall-Siliziumsubstrats 2a in einem fotolithografischen Prozess strukturiert, wodurch ein Muster entsprechend einem Bildpunktmuster (die Öffnungen 4) gebildet wird. Die resultierende Siliziumdioxidschicht 15 wird dann mit Flusssäure halbgeätzt, wodurch strukturierte Abschnitte 21 gebildet werden (6(b)). Dabei wird die auf der unteren Fläche des Einkristall-Siliziumsubstrats 2a aufgebrachte Siliziumdioxidschicht fotolithografisch behandelt und dann unter Verwendung von CF₃-Gas trockengeätzt, wodurch die Siliziumdioxidschicht 20 selektiv entfernt wird.
Der Maskenträger 1 mit den Einkristall-Siliziumsubstraten 2a wird in eine wässrige TMAH- (Tetramethylhydroxid) Lösung getaucht, wodurch die unteren Flächen des Einkristall-Siliziumsubstrats 2a isotrop geätzt werden, so dass sich ein vertiefter Abschnitt 22 ergibt. Der resultierende Maskenträger 1 mit dem Einkristall-Siliziumsubstrat 2a wird dann in eine wässrige Flusssäurelösung getaucht, wodurch die auf der oberen Fläche des Einkristall-Siliziumsubstrats 2a aufgebracht Siliziumdioxidschicht 15 geätzt wird, bis die Abschnitte der Siliziumdioxidschicht 15 unter den strukturierten Abschnitten 21 vollständig entfernt sind (6(c)).
Die Zonen unter den strukturierten Abschnitten 21 werden dann mit YAG-Laserlicht bestrahlt, wodurch die Öffnungen 4 gebildet werden (6(d)). Die Siliziumdioxidschicht 15 fungiert hier als eine Aufdampfmaske; folglich werden nur Siliziumabschnitte geätzt, wodurch die Öffnungen 4 im Einkristall-Siliziumsubstrate 2a gebildet werden.
Der Maskenträger 1 mit den Einkristall-Siliziumsubstraten 2a wird dann in eine wässrige Kalium hydroxidlösung getaucht, wodurch die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a anisotrop geätzt werden (6(e)). Bei dieser Operation werden die Siliziumzonen um die Öffnungen 4 des Einkristall-Siliziumsubstrats 2a geätzt und deshalb konisch entfernt. Der Grund hierfür ist, dass verdampftes Material im Aufdampfschritt durch die Öffnungen 4 in verschiedene Richtungen entweichen kann.
Schließlich wird die Siliziumdioxidschicht 15, die auf der oberen Fläche des Einkristall-Siliziumsubstrats 2a aufgebracht ist, durch einen Trockenätzprozess unter Verwendung von CF₃-Gas entfernt, womit die Aufdampfmaske fertig gestellt ist (6(f)).
Die Siliziumdioxidschichten 15 können übrigens auch im Schritt gemäß 6(f) mittels einer verdünnten wässrigen Flusssäurelösung entfernt werden.
Die Aufdampfmaske wird in dem in 6(f) dargestellten Schritt fertig gestellt. Ein Dünnfilm aus Kohlenstoff und Fluor kann auf der oberen Fläche der erhaltenen Aufdampfmaske ausgebildet werden. Dieser Film ist ein so genannter Teflon^TM-Film. Die mit dem Film versehene Aufdampfmaske kann vom Aufdampfsubstrat im Schritt der Abscheidung aus der Dampfphase problemlos gelöst werden. Zum Ausbilden des Dünnfilms aus Kohlenstoff und Fluor wird die Aufdampfmaske in einer Plasmaatmosphäre, die ein Gemisch aus Kohlenstoff und Fluor enthält, behandelt, wodurch sich der Dünnfilm, der die Aufdampfmaske bedecken soll, bildet.
Da bei der ersten Ausführungsform die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a mit dem aus Borosilikatglas bestehenden Maskenträger 1 verbunden und die einem Bildpunktmuster entsprechenden Öffnungen 4 danach ausgebildet werden, braucht die Genauigkeit der Positionen der mit dem Maskenträger 1 verbundenen Einkristall-Siliziumsubstrate 2a nicht hoch zu sein, so dass die Aufdampfmaske auf einfache Weise hergestellt werden kann. Da außerdem die Öffnungen 4 erst gebildet werden, nachdem die Einkristall-Siliziumsubstrate 2a mit dem Maskenträger 1 verbunden worden sind, sind die Öffnungen für ein feines Bildpunktmuster passend. Da eine Mehrzahl Einkristall-Siliziumsubstrate mit dem Maskenträger verbunden wird, kann ein groß dimensioniertes Aufdampfsubstrat in einem Abscheidungsprozess aus der Dampfphase behandelt werden. Somit kann eine große Anzahl Elektroluminiszenz-Anzeigeeinheiten gleichzeitig hergestellt werden.
Im Schritt der Verbindung der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a mit dem Maskenträger 1 werden die Kristallorientierungen der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a zueinander mit Hilfe des Referenzelements 12 mit mindestens einer geraden Seite ausgerichtet. Dadurch können die in einer Reihe angeordneten Einkristall-Siliziumsubstrate 2a in einem Schritt mit dem Maskenträger 1 verbunden werden. Ferner können die Kristallorientierungen der Einkristall-Siliziumsubstrate 2a präzise zueinander mittels des Referenzelements 12 ausgerichtet werden.
Zweite Ausführungsform
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die Schritte zur Herstellung einer Aufdampfmaske gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 zeigt eines der Einkristall- Siliziumsubstrate 2b und Zonen des Maskenträgers, die das Substrat umgeben. Die Aufdampfmaske der zweiten Ausführungsform hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie die Aufdampfmaske der ersten Ausführungsform von 1, sofern nicht anderweitig angegeben, und gleiche Komponenten wie bei der Aufdampfmaske der ersten Ausführungsform tragen identische Bezugszeichen.
Eine Gold-Chrom-Schicht 15a wird durch einen Sputter-Prozess auf der oberen Fläche des Einkristall-Siliziumwafers 10 ausgebildet wie in 4 dargestellt, die eine Kristallorientierung <100> hat. Bei dieser Operation wird vorzugsweise zuerst eine Chrom-Teilschicht mit einer Affinität für Silizium ausgebildet und dann darauf eine Gold-Teilschicht mit hoher chemischer Beständigkeit. Der resultierende Einkristall-Siliziumwafer 10 wird in Einkristall-Siliziumsubstrate 2b geschnitten und die Einkristall-Siliziumsubstrate 2b werden dann mit dem Maskenträger 1 aus Borosilikatglas durch anodische Kopplung auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform verbunden (7(a)). Bei der anodischen Kopplung werden die Einkristall-Siliziumsubstrate 2b und der Maskenträger 1 zuerst so angeordnet, dass die Oberflächen der Substrate auf der Oberfläche des Maskenträgers 1 aufliegen; die Kristallorientierungen der Substrate werden anschließend zueinander auf die gleiche Weise wie für die erste Ausführungsform beschrieben ausgerichtet und die resultierenden Einkristall-Siliziumsubstrate 2b sowie der Maskenträger 1 werden auf 300°C bis 500°C erwärmt und dann eine Spannung von ca. 500 V an sie angelegt.
Die Gold-Chrom-Schicht 15a jedes Substrats wird dann strukturiert, wodurch ein Muster entsprechend einem Bildpunktmuster (Öffnungen 4) gebildet wird. Die resultierende Schicht wird unter Verwendung einer Ätzlösung für Gold und Chrom halbgeätzt, wodurch strukturierte Abschnitte 21a gebildet werden (7(b)). Die resultierende Schicht wird mittels einer Ätzlösung für Gold und Chrom halbgeätzt, wodurch strukturierte Abschnitte 21a gebildet werden (7(b)).
Die untere Fläche jedes Einkristall-Siliziumsubstrats 2b wird mittels einer wässrigen TMAH-Lösung anisotrop geätzt, wodurch sich vertiefte Abschnitte 22a ergeben. Der resultierende Maskenträger 1 mit dem Einkristall-Siliziumsubstrat 2b wird dann in eine Ätzlösung für Gold und Chrom getaucht, wodurch die Gold-Chrom-Schicht 15a geätzt wird, bis die strukturierten Abschnitte 21a der Gold-Chrom-Schicht vollständig entfernt sind (7(c)).
Die Öffnungen 4 werden im Einkristall-Siliziumsubstrat 2b durch Beaufschlagen mit YAG-Laserlicht auf die gleiche Weise ausgebildet, wie für die erste Ausführungsform beschrieben worden ist (7(d)). Schließlich wird der Maskenträger 1 mit dem Einkristall-Siliziumsubstrat 2b unter Verwendung einer wässrigen Kaliumhydroxidlösung geätzt, wodurch die Siliziumzonen um die Öffnungen 4 des Einkristall-Siliziumsubstrats 2b in konischer Form entfernt werden und die Aufdampfmaske erhalten wird (7(e)).
Die im Schritt gemäß 7(e) verbliebene Gold-Chrom-Schicht 15a kann durch einen Ätzprozess entfernt werden.
Da bei der zweiten Ausführungsform die Einkristall-Siliziumsubstrate 2b durch anodische Kopplung mit dem Maskenträger 1 verbunden werden, ist kein Kleber erforderlich, und Durchbiegen bedingt durch einen solchen Kleber kann vermieden werden. Da kein Kleber verwendet wird, bilden sich ferner im Abscheidungsschritt aus der Dampfphase keine Gase; die zur Abscheidung im Hochvakuum geeignete Aufdampfmaske kann somit hergestellt werden.
Dritte Ausführungsform
8 ist eine senkrechte Schnittansicht eines Bildpunktes in einer Elektroluminiszenz-Anzeigeeinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der dritten Ausführungsform wird eine organische EL-Anzeigeeinheit als Beispiel für die Elektroluminiszenz-Anzeigeeinheit beschrieben.
Die in 8 dargestellte organische EL-Anzeigeeinheit enthält ein Glassubstrat 30 aus alkalifreiem Glas, TFT-Verdrahtungsleitungen 31, eine planarisierende Isolierschicht 32 und eine ITO-Schicht 33, die in dieser Reihenfolge aufgebracht werden. ITO (Indium Tin Oxide; Indium-Zinnoxid) fungiert als Anode zum Anlegen von Strömen an die Bildpunkte. Eine Siliziumdioxidschicht 34 wird in Zonen, die kein Licht emittieren, um den Bildpunkt herum aufgebracht. Eine Lochtransportschicht 35, eine Licht emittierende Schicht 36 und eine Elektroneninjektionsschicht 37, die eine elektrolumineszente Schicht bilden, bestehen aus organischen EL-Materialien und werden durch einen Abscheidungsprozess aus der Dampfphase oder dgl. aufgebracht. Als Katoden fungierende ITO-Schichten 38 und ein transparenter Versiegelungsfilm 39 werden auf diesen Schichten angeordnet. Die bei der ersten und zweiten Ausführungsform beschriebene Aufdampfmaske dient in erster Linie zur Ausbildung einer elektrolumineszenten Schicht, sie kann aber auch als Sputter-Maske zum Ausbilden der ITO-Schicht 33 durch einen Sputter-Prozess verwendet werden. Die elektrolumineszente Schicht kann übrigens eine Lochinjektionsschicht oder dgl. enthalten, wenn sie zusätzlich zur Lochtransportschicht 35, der Licht emittierenden Schicht 36 und der Elektroneninjektionsschicht 37 vorgesehen wird. Alternativ können eine Elektronentransportschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Lochinjektionsschicht, die als elektrolumineszente Schicht fungieren, anstelle der Lochtransportschicht 35, der Licht emittierenden Schicht 36 und der Elektroneninjektionsschicht 37 vorgesehen werden.
9 ist eine abgebrochene Schnittansicht, die Schritte zur Ausbildung der elktrolumineszenten Schicht unter Verwendung der bei der ersten und zweiten Ausführungsform beschriebenen Aufdampfmaske zeigen. Öffnungen 4 einer Aufdampfmaske 40 (9 zeigt nur den Umfang der Öffnungen 4) sind so angeordnet, dass sie mit Abschnitten für rote Bildpunkte auf einem Glassubstrat 30 mit einer ITO-Schicht und dgl. übereinstimmen, und eine rote elektrolumineszente Schicht 51 für die roten Bildpunkte wird in einem Aufdampfprozess gebildet (9(a)). Die Aufdampfmaske 40 wird dann so verschoben, dass die Öffnungen 4 so angeordnet sind, dass mit Abschnitten für grüne Bildpunkte auf dem Glassubstrat 30 übereinstimmen, und eine grüne elektrolumineszente Schicht 52 für die grünen Bildpunkte wird im Aufdampfprozess gebildet (9(b)). Gemäß dem gleichen Verfahren wie oben wird eine blaue elektrolumineszente Schicht 53 für blaue Bildpunkte im Aufdampfprozess gebildet (9(c)).
Da die elektrolumineszente Schicht bei der dritten Ausführungsform mit der bei der ersten und zweiten Ausführungsform beschriebenen Aufdampfmaske gebildet wird, kann eine hochauflösende Elektroluminiszenz-Anzeigeeinheit, die die feine elektrolumineszente Schicht enthält, hergestellt werden.
Vierte Ausführungsform
10 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10A zeigt ein Mobiltelefon einschließlich eines Anzeigefeldes, das ein Beispiel einer Elektroluminiszenz-Anzeigeeinheit der vorliegenden Erfindung ist. 10B zeigt einen Personal Computer mit der Elektroluminiszenz-Anzeigeeinheit der vorliegenden Erfindung. Die Elektroluminiszenz-Anzeigeeinheit der vorliegenden Erfindung kann auch für ein Anzeigefeld einer Spielekonsole oder einer Digitalkamera verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Aufdampfmaske mit einer Konfiguration, bei der eine Mehrzahl Masken-Chips (2), die jeweils aus einem Einkristall-Siliziumsubstrat (2a) bestehen, mit einem Maskenträger (1) aus Borosilikatglas verbunden werden, mit: einem Schritt des Verbindens der Mehrzahl Masken-Chips mit vorgegebenen Abschnitten des Maskenträgers (1) auf eine solche Weise, dass die Kristallorientierung jedes der Masken-Chips (2) in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet ist, und einem Schritt des Ausbildens von Öffnungen (4) in den mit dem Maskenträger verbundenen Masken-Chips (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Ausbildungsschritt nach dem Verbindungsschritt erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Verbindens der Mehrzahl Masken-Chips mit den vorgegebenen Abschnitten des Maskenträgers (1) einen Unterschritt des Ausrichtens der Kristallorientierung der Masken-Chips in einer vorgegebenen Richtung unter Verwendung eines Referenzelements (12) mit mindestens einer geraden Seite enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner einen Schritt des Ausbildens einer Ätzmaske auf den Masken-Chips aufweisend, wobei der Schritt des Ausbildens der Ätzmaske vor dem Schritt des Verbindens der Masken-Chips (2) mit den vorgegebenen Abschnitten des Maskenträgers (1) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Masken-Chips (2) durch anodische Kopplung mit dem Maskenträger (1) verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Einkristall-Siliziumsubstrate (2a) der Masken-Chips durch Teilen eines Einkristall-Siliziumwafers (10) mittels Spaltens hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem Dünnfilme aus Kohlenstoff und Fluor auf den Oberflächen der Masken-Chips (2) in einer Plasmaatmosphäre ausgebildet werden, die ein Gemisch aus Kohlenstoff und Fluor enthält.