JP2000160323A

JP2000160323A - 薄膜形成方法

Info

Publication number: JP2000160323A
Application number: JP10335926A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yokoi; 正裕横井; Kenji Osanawa; 憲嗣長縄; Michio Kano; 教夫加納; Ichiro Izumi; 一朗和泉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-13
Anticipated expiration: 2018-11-26
Also published as: JP3575303B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マスクの開口の形状を高精度で転写した薄膜を
形成するのに有利な薄膜形成方法を提供する。【解決手段】複数の開口をもつマスク３と、被成膜面６
ａをもつ基板６とを用い、マスク３を被成膜面６ａに対
面させた状態で、マスク３の開口の形状を転写するよう
に被成膜面６ａに薄膜を成膜処理する。成膜処理は、マ
スク３の反りや撓みを抑えるように、マスク３に張力を
付与した状態で行う。マスクを２重構造にすることもで
きる。また磁気吸引によりマスクを基板６の被成膜面６
ａに密着させることもできる。有機系のＥＬ素子におけ
る薄膜形成に利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の開口をもつ
マスクを用い、マスクの開口の形状を転写するように基
板などの基体の被成膜面に薄膜を形成する薄膜形成方法
に関する。本発明は、例えば、有機系のＥＬ素子等の表
示素子における電極を構成する薄膜を形成する際に利用
できる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数の開口をもつマスクを用
い、マスクの開口の形状を転写するように被成膜面に成
膜処理する薄膜形成方法が提供されている。例えば、有
機系のＥＬ素子における薄膜形成においては、微細幅の
複数のスリット開口を並設するとともに隣設するスリッ
ト開口間を微細幅の橋架状マスク部としたマスクを用い
て成膜処理を行い、マスクのスリット開口の形状を基板
の被成膜面に転写し、これにより微細幅のスリット開口
に対応する微細幅の薄膜を複数個平行に並設し、以て電
極用の薄膜を形成することにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記した薄膜
形成方法によれば、マスクの開口の形状を高精度で転写
した薄膜を形成することは、必ずしも容易ではない。殊
に、微細幅の複数のスリット開口を並設するとともに隣
設するスリット開口間を微細幅の橋架状マスク部とした
マスクを用いて成膜処理を行なう場合には、スリット開
口および橋架状マスク部は共に微細幅（例えば数１０μ
ｍ程度〜数１００μｍ程度）であるため、橋架状マスク
部の剛性が不足気味となり、成膜処理の際にマスクの開
口の形状を高精度で転写した薄膜を形成することは、必
ずしも容易ではない。

【０００４】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、マスクの開口の形状を高精度で転写した薄膜を
形成するのに有利な薄膜形成方法を提供することを共通
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る薄膜形成
方法は、複数の開口をもつマスクと、被成膜面をもつ基
体とを用い、マスクを基体の被成膜面に対面させた状態
で、マスクの開口の形状を転写するように被成膜面に薄
膜を成膜処理する薄膜形成方法であって、成膜処理は、
マスクの反りや撓みを抑えるようにマスクに張力を付与
した状態で行うことを特徴とするものである。

【０００６】第２発明に係る薄膜形成方法は、複数の開
口をもつマスクと、被成膜面をもつ基体とを用い、マス
クを基体の被成膜面に対面させた状態で、マスクの開口
の形状を転写するように被成膜面に薄膜を成膜処理する
薄膜形成方法であって、マスクは、内マスクと外マスク
とを備えた少なくとも２重構造であり、成膜処理は、内
マスクを基体の被成膜面に対面させ、且つ、内マスクの
うち基体に背向する面に外マスクを対面させ、外マスク
により内マスクへの輻射熱を抑えるようにした状態で行
うことを特徴とするものである。

【０００７】第３発明に係る薄膜形成方法は、複数の開
口をもつマスクと、被成膜面をもつ基体とを用い、マス
クを基体の被成膜面に対面させた状態で、マスクの開口
の形状を転写するように被成膜面に成膜処理する薄膜形
成方法であって、成膜処理は、磁気吸引手段によりマス
クを基体の被成膜面に吸着させた状態で行うことを特徴
とするものである。第４発明に係る薄膜形成方法は、複
数の開口をもつマスクと、被成膜面をもつ基体とを用
い、マスクを基体の被成膜面に対面させた状態で、マス
クの開口の形状を転写するように被成膜面に薄膜を成膜
処理する薄膜形成方法であって、マスクは、基体の被成
膜面に対面するとともに複数個の第１開口で構成された
第１開口群をもつ内マスクと、内マスクのうち基体に背
向する面に配置され内マスクの第１開口の数よりも少な
い数で形成された第２開口をもつ外マスクとを備えた少
なくとも２重構造であり、成膜処理は、内マスクの第１
開口群のうちの一部の第１開口に外マスクの第２開口を
対面させた状態で成膜を行なう操作と、その後、外マス
クを移動させて、内マスクの第１開口群のうちの他の第
１開口に外マスクの第２開口を対面させた状態で成膜を
行なう操作とを含むことを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る方法によれば、複数
の開口をもつマスクと、被成膜面をもつ基体とを用い、
マスクを基体の被成膜面に対面させた状態で、マスクの
開口の形状を転写するように基体の被成膜面に薄膜を成
膜処理する。本発明方法で用いる代表的なマスクの開口
としては、一方向に沿って細長く延設されたスリット開
口がある。複数のスリット開口を互いに平行となるよう
に並設した構造を採用できる。この場合には、隣設する
スリット開口間は、橋架状マスク部とされる。橋架状マ
スク部も幅狭とし、細長くできる。

【０００９】本発明に係る方法によれば、スリット開口
の幅は微細幅にできる。スリット開口の幅としては特に
限定されるものではないが、例えば、上限値は２０００
μｍ、１０００μｍ、１００μｍにでき、下限値は１μ
ｍ、５μｍにできる。橋架状マスク部の幅は微細幅にで
きる。橋架状マスク部の幅としては特に限定されるもの
ではないが、例えば、上限値は２０００μｍ、１０００
μｍ、１００μｍにでき、下限値は１μｍ、５μｍにで
きる。

【００１０】本発明方法に係る成膜処理としては、マス
ク越しに基体の被成膜面に薄膜を形成できるものであれ
ば、公知の成膜処理を採用できる。代表的な成膜処理と
しては物理的成膜法があり、例えば真空蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法等を採用できる。
形成する薄膜の厚みは用途などに応じて適宜選択でき、
数１０〜数１００ｎｍにできるが、これに限定されるも
のではない。形成する薄膜の材質は特に限定されるもの
ではない。基体としては、ＥＬ素子等の表示素子で用い
られる基板を採用できる。

【００１１】第１発明に係る方法によれば、成膜処理
は、マスクの反りや撓みを抑えるように、マスクに張力
を付与した状態で行う。第１発明に係る方法によれば、
マスクに張力が付与されるため、マスク、殊に、マスク
の開口部分の反りや撓みが抑えられ、これにより薄膜の
転写精度が向上する。第１発明に係る方法によれば、マ
スクやマスクホルダを引っ張る張力付与手段を用いるの
が一般的である。張力付与手段としては、機械的な張力
付与手段、電気的な張力付与手段を採用できる。機械的
な張力付与手段としては、ねじ対偶を利用してマスクに
張力を付与する方式、流体駆動シリンダ（油圧シリン
ダ、空圧シリンダなど）を利用してマスクに張力を付与
する方式、歯車機構を利用してマスクに張力を付与する
方式を採用できる。電気的な張力付与手段としては、電
圧印加に伴ない歪みを発生する圧電体と、圧電体の歪み
を拡大してマスクホルダやマスクに伝達する変位拡大機
構とを利用して構成できる。あるいは、電気的な張力付
与手段としては、超音波モータと、超音波モータの駆動
力をマスクホルダやマスクに伝達する伝達機構とを利用
して構成できる。

【００１２】第２発明に係る方法によれば、マスクは、
内マスクと外マスクとを備えた少なくとも２重構造であ
り、成膜処理は、内マスクを基体の被成膜面に対面さ
せ、且つ、内マスクのうち基体に背向する面に外マスク
を対面させ、外マスクにより内マスクへの輻射熱を抑え
るようにした状態で行う。第２発明に係る方法によれ
ば、外マスクにより内マスクへの輻射熱が抑えられるた
め、基体の被成膜面に対面する側の内マスクが熱膨張で
変形することを抑えることができ、薄膜の転写精度が向
上する。

【００１３】第３発明に係る方法によれば、成膜処理
は、磁気吸引手段によりマスクを基体の被成膜面に磁気
吸着させた状態で行う。第３発明に係る方法によれば、
マスクが基体の被成膜面に磁気吸着された状態で成膜処
理が行われるため、マスクの固定度が確保され、薄膜の
転写精度が向上する。第３発明に係る代表的な磁気気吸
引手段としては、電磁石を用いた方式、あるいは、永久
磁石を用いた方式がある。電磁石は、通電に伴い磁気吸
引力を発揮できるとともに、断電に伴い残留磁気を除い
て磁気吸引力を解消できるため、マスクの吸着または吸
着解除に有利である。第３発明に係る方法によれば、マ
スクは、磁気吸引され得る材質を利用して形成する必要
がある。しかもマスクの熱膨張を低減するために、熱膨
張性が低い材質で形成することが好ましい。このような
ものとしては、インバー合金（Ｆｅ−Ｎｉ系）、Ｆｅ−
Ｐｄ合金などがある。第３発明に係る方法によれば、磁
気気吸引手段に基づく磁気配向効果により、マスクの開
口を区画する橋架状部分の整列を期待することもでき
る。

【００１４】第４発明に係る方法によれば、マスクは、
内マスクと外マスクとを備えた少なくとも２重構造であ
る。内マスクは、基体の被成膜面に対面するものであ
り、複数個の第１開口で構成された第１開口群をもつ。
第１開口は均等ピッチ間隔で形成されていることが好ま
しい。外マスクは、内マスクのうち基体に背向する面に
配置されるものであり、内マスクの第１開口の数よりも
少ない数で形成された第２開口をもつ。第１開口のピッ
チ間隔をＰｘとし、第２開口のピッチ間隔をＰｙとする
と、Ｐｙ=（Ｐｘ・ｎ）とすることができる。ｎは２以
上の数値であり、２,３,４,５,６…である。

【００１５】第４発明に係る方法によれば、成膜処理
は、内マスクの第１開口群のうちの一部の第１開口に外
マスクの第２開口を対面させた状態で成膜を行なう操作
と、その後、外マスクを移動させて、内マスクの第１開
口群のうちの他の第１開口に外マスクの第２開口を対面
させた状態で成膜を行なう操作とを含む。従って、内マ
スクを基板の被成膜面に固定する内マスク固定手段を設
けることが好ましい。内マスク固定手段としては、内マ
スクを機械的に固定する方式を採用でき、あるいは、内
マスクが磁気吸引可能な材料である場合には、磁気吸引
を利用して内マスクを基板の被成膜面に吸着させる磁気
吸引方式を採用できる。

【００１６】また第４の発明に係る方法によれば、外マ
スクを移動させる外マスク移動手段を設けることが好ま
しい。外マスク移動手段としては、モータで移動させる
方式、流体圧シリンダで移動させる方式、アクチュエー
タで移動させる方式を採用できる。

【００１７】

【実施例】（実施例１）以下、本発明に係る実施例１を
図面を参照して説明する。図１は成膜装置を模式的に示
す。本実施例で用いる成膜装置１は、真空室１０ａをも
つ真空容器１０と、真空室１０ａを高真空にする真空ポ
ンプなどの真空装置１１と、真空室１０ａに保持された
成膜源１２と、成膜源１２から粒子を、基体としての基
板に向けて飛翔させる粒子形成手段１３とをもつ。成膜
源１２は、成膜材料で形成された金属製（Ａｌ）のター
ゲット１４と、これを保持する保持容器１５とで構成さ
れている。

【００１８】粒子形成手段１３は、ターゲット１４を加
熱するヒータ、あるいは、ターゲット１４に電子ビーム
を当てる電子ビーム発生器等で構成されている。ターゲ
ット１４はマスク３の長さに接近した長さＬＡをもつ。
成膜精度を確保するため、基板６の被成膜面６ａに対し
てできるだけ垂直に、ターゲット１４からの粒子を飛翔
できるようにするためである。成膜装置１には、マスク
３に張力を付与する張力付与手段２が装備されている。

【００１９】マスク３の模式平面図を図２に示す。マス
ク３は薄板状（厚み：約１００〜５００ｍ）をなし、互
いに平行に並設された微細幅をもつ複数のスリット開口
４と、隣設するスリット開口４間に設けられ互いに平行
となるように並設された複数の橋架状マスク部５と、ス
リット開口４の回りに設けられた保持枠部３３と、マス
ク３の厚み方向に貫通する貫通孔状をなす被係止部３４
とをもつ。スリット開口４および橋架状マスク部５は、
矢印Ｘ１方向に沿って延設されている。

【００２０】スリット開口４の幅Ｌ１は数１０〜数１０
０μｍであり、橋架状マスク部５の幅Ｌ２は数１０〜数
１００μｍであるが、これらに限定されるものではな
い。本明細書では『数』とは２〜６を意味する。このよ
うに橋架状マスク部５の幅は小さいため、剛性が必ずし
も充分ではなく、橋架状マスク部５は自重でも垂れる傾
向がある。

【００２１】マスク３はエッチング処理で形成したもの
である。マスク３は金属、具体的にはインバー合金ある
いはステンレス鋼で形成されている。図３に示すよう
に、マスク３の貫通孔状の被係止部３４は、マスクホル
ダ１７の突起状の係止部１８に嵌合して係合している。
マスクホルダ１７は、真空室１０ａ内の保持部１０ｒに
載せられ支持されている。

【００２２】本実施例では、被成膜面６ａをもつガラス
で形成した基板６を用いる。そして、基板６をこれの被
成膜面６ａを下向きにするとともに成膜源１２の上方に
配置し、基板６の被成膜面６ａを成膜源１２に対面させ
る。同様に、基板６と成膜源１２との間にマスク３を介
在させ、基板６の被成膜面６ａをマスク３で覆った状態
とする。

【００２３】この状態において、真空装置１１により真
空室１０ａを高真空（１０^-3〜１０ ^-6Ｐａ）にするとと
もに、粒子形成手段１３とによりターゲット１４から蒸
発粒子を飛翔させて基板６の被成膜面６ａに堆積させ
る。これによりマスク３越しに成膜処理を行う。この結
果、複数の薄膜（目標厚み：数〜数１００ｎｍ）が基板
６の被成膜面６ａに転写される。各薄膜は、互いに平行
となるように並設されており、マスク３のスリット開口
４の輪郭形状に対応した微細幅をもつ帯形状をなしてい
る。

【００２４】本実施例においては、成膜処理は、張力付
与によりマスク３に矢印Ｘ１方向に引っ張り、矢印Ｘ１
方向に沿った張力をマスク３に付与した状態で行う。引
っ張りすぎないように、適度な張力を付与する。これに
よりマスク３の反りや撓みが抑えられるため、マスク３
のスリット開口４および橋架状マスク部５が幅狭で細い
ときであっても、スリット開口４および橋架状マスク部
５が高精度で整列し、薄膜の転写精度が向上する。張力
付与方向は前記したように矢印Ｘ１方向であり、スリッ
ト開口４や橋架状マスク部５が延設されている方向であ
る。

【００２５】成膜処理後に、張力付与手段２による張力
付与を解除し、マスク３を基板６から離脱させる。張力
付与手段２を図３に模式的に示す。張力付与手段２は、
図３に示すように、ねじ対偶を利用したものである。ね
じ対偶では回転運度を直動運動に変換できる。

【００２６】即ち張力付与手段２は、マスク３を保持す
るマスクホルダ１７に保持された雄ねじ部２１をもつね
じ軸２２と、ねじ軸２２に螺合する雌ねじ部２４をもつ
操作回転体２５と、操作回転体２５がねじ軸２２の軸長
方向につまり矢印Ｘ１方向に移動しないようにする規制
部２６とをもつ。操作回転体２５をその周方向に適宜回
動すれば、雌ねじ部２４および雄ねじ部２１の螺合によ
り、操作回転体２５を軸長方向において定位置としたま
ま、ねじ軸２２がその軸長方向つまり矢印Ｘ１方向に沿
って移動する。これによりマスクホルダ１７が保持部１
０ｒに案内されつつ同方向に沿って移動し、以て張力が
マスク３に付与される。

【００２７】本実施例によれば、操作回転体２５の径Ｄ
がねじ軸２２の径よりも大きいため、マスクホルダ１７
やマスク３を矢印Ｘ１方向に沿って移動させる移動量の
微調整に有利となり、マスク３に対して付与する張力の
微調整に有利である。図４は別の形態を示す。この場合
には、張力付与手段２Ａは、マスクホルダ１７を引っ張
る機能をもつアクチュエータ２７と、アクチュエータ２
７を駆動する駆動回路２８とを備えている。駆動回路２
８に通電することによりアクチュエータ２７を駆動さ
せ、マスクホルダ１７の作用部１７ｋを矢印Ｘ１方向に
沿って引っ張り、マスク３に張力を付与する。アクチュ
エータ２７は、超音波モータを用いて構成できる。

【００２８】（実施例２）図５を参照して実施例２を説
明する。実施例２は実施例１と基本的には同様の構成で
ある。以下、異なる部分を中心として説明する。本実施
例においては、図５に示すように、マスク３’は、内マ
スク３Ａと外マスク３Ｂとで構成された２重構造であ
る。内マスク３Ａは薄板状をなし（厚み：数１０〜数１
００μｍ）、外マスク３Ｂも薄板状（厚み：数１０〜数
１００μｍ）をなしている。内マスク３Ａは、互いに平
行となるように並設された微細幅をもつスリット開口４
Ａと、スリット開口４Ａ間に設けられた橋架状マスク部
５Ａとをもつ。スリット開口４Ａの幅Ｌ３は数１０〜数
１００μｍである。橋架状マスク部５Ａの幅Ｌ４は数１
０〜数１００μｍである。

【００２９】外マスク３Ｂは内マスク３Ａと実質的に同
様な形状をなすものである。すなわち、外マスク３Ｂは
薄板状をなしており、互いに平行となるように並設され
た微細幅をもつスリット開口４Ｂと、スリット開口４Ｂ
間に設けられた橋架状マスク部５Ｂとをもつ。図５に示
すように、外マスク３Ｂのスリット開口４Ｂは、内マス
ク３Ａのスリット開口４Ａと対面する。外マスク３Ｂの
橋架状マスク部５Ｂは、内マスク３Ａの橋架状マスク部
５Ａと対面する。

【００３０】内マスク３Ａおよび外マスク３Ｂはそれぞ
れエッチング処理で形成したものである。内マスク３Ａ
および外マスク３Ｂは、熱膨張係数が小さいインバー合
金、あるいは、ステンレス鋼（オーステナイト系,ＪＩ
Ｓ−ＳＵＳ３０４）で形成されている。図５では、スリ
ット開口４Ａ，４Ｂの数および橋架状マスク部５Ａ，５
Ｂの数は、単純化されて図示されており、実際の数はも
っと多い。

【００３１】本実施例では、内マスク３Ａを基板６の被
成膜面６ａに対面させ、且つ、内マスク３Ａのうち基板
６に背向する面３Ａ₀に外マスク３Ｂを対面させた状態
で、内マスク３Ａおよび外マスク３Ｂをマスクホルダ１
７に保持する。この状態で成膜処理を行う。成膜処理で
は、真空装置１１により真空室１０ａを高真空（１０ ^-3
〜１０^-6Ｐａ）にするとともに、粒子形成手段１３とに
よりターゲット１４から蒸発粒子を飛翔させて基板６の
被成膜面６ａに堆積させる。これによりマスク３’越し
に成膜処理を行う。この結果、複数の薄膜（目標厚み：
数〜数１００ｎｍ）が基板６の被成膜面６ａに転写され
る。

【００３２】上記したように成膜処理の際に、薄膜を直
接転写するための内マスク３Ａを外マスク３Ｂで覆え
ば、ターゲット１４などからの輻射熱が内マスク３Ａへ
直接伝達されることが、外マスク３Ｂにより抑えられ
る。従って、内マスク３Ａの熱膨張による変形を抑える
ことができる。そのため成膜処理の際に、内マスク３Ａ
のスリット開口４Ａ、橋架状マスク部５Ａの配列度が良
好に維持され易くなり、薄膜の転写精度が向上する。

【００３３】図６は別の形態を示す。この場合には、内
マスク３Ａと外マスク３Ｂとの間にスペーサ２７を介在
させている。そのため内マスク３Ａと外マスク３Ｂとの
間の隙間３８（隙間幅：数１０〜数１００μｍ）が確実
に形成される。この隙間３８が伝熱遮断空間として機能
でき、輻射熱を受けた外マスク３Ｂの熱が内マスク３Ａ
に伝達されることを抑制できる。そのため内マスク３Ａ
の熱膨張による変形を抑えるのに一層有利であり、薄膜
の高精度化に一層貢献できる。

【００３４】更にこの例では、内マスク３Ａの橋架状マ
スク部５Ａの幅Ｌ４よりも、外マスク３Ｂの橋架状マス
ク部５Ｂの幅Ｌ６は小さくされている。薄膜の転写形状
を決定するのは内マスク３Ａであるから、内マスク３Ａ
による転写精度を確保するためである。（実施例３）図７および図８を参照して実施例３を説明
する。実施例３は実施例１と基本的には同様の構成であ
る。以下、異なる部分を中心として説明する。

【００３５】マスク３は熱膨張係数が小さく、且つ、磁
性材料でもあるインバー合金（Ｆｅ−Ｎｉ系）で形成さ
れている。本実施例においては、基板６の被成膜面６ａ
に背向する側には、磁気気吸引手段として機能する電磁
石装置７が設けられている。電磁石装置７は駆動回路７
０により駆動される。即ち、駆動回路７０により電磁石
装置７が通電されると、電磁石装置７が励磁作用を奏
し、電磁石装置７０が磁気吸引力を発揮する。また駆動
回路７０により電磁石装置７が断電されると、電磁石装
置７が消磁し、残留磁気を除いて電磁石装置７の磁気吸
引力が基本的には消失する。

【００３６】本実施例では、成膜処理にあたり、電磁石
装置７に磁気吸引力を発揮させ、マスク３を基板６の被
成膜面６ａに磁気吸着させ、これによりマスク３を基板
６の被成膜面６ａに密着させる。この場合には、当初は
電磁石装置７を断電しておき、基板６の被成膜面６ａに
マスク３を当てて位置決めした後に、電磁石装置７に通
電して磁気吸引力を作用させるようにすれば、マスク３
の橋架状マスク部５が幅狭で細い場合であっても、橋架
状マスク部５の配列の乱れを抑えるのに有利である。

【００３７】本実施例においては、マスク３が基板６の
被成膜面６ａに電磁石装置７により磁気吸着された状態
で成膜処理が行われるため、成膜処理の際におけるマス
ク３の固定度が高くなり、殊に、マスク３の幅狭の橋架
状マスク部５の固定整列度が向上でき、薄膜の転写精度
が向上する。成膜後には、電磁石装置７を断電してこれ
の磁気吸引力を消失させる。すると図８に示すように、
マスク３がフリーとなる。故にマスク３が基板６の被成
膜面６ａから離脱できるようになる。

【００３８】図９に示す形態のように、電磁石装置７の
うちマスク３の厚み方向における一端部７ａおよび他端
部７ｃに磁極をもつ方式を採用できる。または図１０に
示す形態のように、電磁石装置７のうちマスク３のスリ
ット開口４の長さに沿った方向の一端部７ｄおよび他端
部７ｅの側に磁極を設ける方式を採用することも必要に
応じてできる。

【００３９】または図１１に示す形態のように、電磁石
装置７のうちマスク３のスリット開口４の長さ方向に対
して交差する方向の一端部７ｈおよび他端部７ｉの側に
磁極を設ける方式を採用することも必要に応じてでき
る。（実施例４）図１２を参照して実施例４を説明する。実
施例４は上記した各実施例の各特徴を併有したものであ
る。即ち本実施例においては、マスク３’は、内マスク
３Ａと外マスク３Ｂとで構成された２重構造である。内
マスク３Ａは薄板状をなしており、微細幅をもつスリッ
ト開口４Ａと、スリット開口４Ａ間に設けられた橋架状
マスク部５Ａとを備えている。

【００４０】前記した実施例と同様に、外マスク３Ｂは
内マスク３Ａと実質的に同様の形状をなしている。即
ち、外マスク３Ｂは薄板状をなしており、微細幅をもつ
スリット開口４Ｂと、微細幅をもつ橋架状マスク部５Ｂ
とを備えている。内マスク３Ａと外マスク３Ｂとの間に
はスペーサ３７が介在しており、隙間３８を形成してい
る。

【００４１】内マスク３Ａと外マスク３Ｂは、マスクホ
ルダ１７の係止部１８に係止されている。マスクホルダ
１７は保持部１０ｒに載せられている。マスクホルダ１
７は張力付与手段２により矢印Ｘ１方向に引っ張られ、
内マスク３Ａおよび外マスク３Ｂに適度な張力を付与で
きる。更に本実施例においては、基板６のうち被成膜面
６ａと背向する側には、電磁石装置７が装備されてお
り、電磁石装置７により内マスク３Ａが基板６に吸着さ
れる。

【００４２】本実施例においては、張力付与手段２によ
り内マスク３Ａおよび外マスク３Ｂに張力を付与した後
に、これらを位置決めする。その後に電磁石装置７に通
電してこれを励磁させる。この結果、内マスク３Ａが基
板６の被成膜面６ａに吸着される。従って、内マスク３
Ａの橋架状マスク部５Ａの幅が数μｍ〜数１０μｍと小
さい場合であっても、橋架状マスク部５Ａや橋架状マス
ク部５Ｂの配列の乱れを効果的に抑えることができる。
よって、薄膜の転写精度を確保するのに有利である。

【００４３】（実施例５）図１３〜図１５を参照して実
施例５を説明する。本実施例に係るマスク３”は、内マ
スク８と外マスク９とを備えた２重構造である。内マス
ク８は、熱膨張係数が小さく磁気吸引可能な強磁性材料
（例えばＦｅ−Ｎｉ系合金,インバー合金）で形成され
ている。

【００４４】内マスク８は、基板６の被成膜面６ａに対
面するものであり、複数個並設された細長い第１スリッ
ト開口８０（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）で構成された第
１スリット開口群８７をもつ。第１スリット開口８０は
均等のピッチ間隔で形成されている。外マスク９は、内
マスク８のうち基板６に背向する面の側に配置されるも
のであり、内マスク８の第１スリット開口８０の数より
も少ない数、均等ピッチ間隔で形成された細長い第２ス
リット開口９０で形成された第２スリット開口群９７を
もつ。

【００４５】外マスク９は、磁気吸引性が低い常磁性材
料または非磁性材料（例えばオーステナイト系のステン
レス鋼,アルミ合金など）で形成されている。図１４に
示すように、第１スリット開口８０（８０ａ，８０ｂ，
８０ｃ）のピッチ間隔をＰｘとし、第２スリット開口９
０のピッチ間隔をＰｙとすると、Ｐｙ=（Ｐｘ・ｎ）と
する。ｎは３とする。

【００４６】なお、外マスク９と内マスク８との間には
隙間３８が形成されている。隙間３８は伝熱遮断空間と
して機能でき、内マスク８への伝熱を一層抑えることが
できる。基板６の上面側には、内マスク８を磁気吸引す
るための電磁石装置７が装備されている。本実施例にお
いては、成膜処理に先立ち、内マスク８を電磁石装置７
で基板６の被成膜面６ａに吸着させ、固定する。更に図
１４に示すように、外マスク９を、内マスク８のうち基
板６に背向する面の側に保持する。これにより図１４に
示すように内マスク８の第１スリット開口群８７のうち
の第１スリット開口８０ａに、外マスク９の第２スリッ
ト開口９０を対面させる。

【００４７】この状態で成膜処理を行う。すると、真空
室における薄膜形成物質が外マスク９の第２スリット開
口９０、内マスク８の第１スリット開口８０ａを通過し
て基板６の被成膜面６ａに堆積され、薄膜１００ａが形
成される。薄膜１００ａは内マスク８の第１スリット開
口８０ａを転写した形状である。図１４から理解できる
ように、他の第１スリット開口８０ｂ，８０ｃは、外マ
スク９により遮蔽されており、この段階では成膜されな
い。

【００４８】次に、内マスク８を基板６に固定したま
ま、図１４に示す矢印Ｋ５方向に沿って外マスク９を移
動させる。この場合には、モータ機構で構成された外マ
スク移動手段９７を用いる。移動距離は、内マスク８の
第１スリット開口８０のピッチ間隔Ｐｘに相当する距離
とする。この結果、内マスク８のうちの第１スリット開
口８０ｂに、外マスク９の第２スリット開口９０を対面
させる。他の第１スリット開口８０ａ，８０ｃは外マス
ク９で遮蔽されため、この段階では成膜されない。この
状態で成膜処理を行うと、薄膜形成物質が外マスク９の
第２スリット開口９０、内マスク８の第１スリット開口
８０ｂを通過して基板６の被成膜面６ａに堆積され、薄
膜１００ｂが形成される。薄膜１００ｂは内マスク８の
第１スリット開口８０ｂを転写した形状である。

【００４９】次に、内マスク８を基板６に固定したま
ま、図１４に示す矢印Ｋ５方向に沿って外マスク９を移
動させる。移動距離は、前記同様に、内マスク８の第１
スリット開口８０のピッチ間隔Ｐｘに相当する距離とす
る。この結果、内マスク８の残りの第１スリット開口８
０ｃに、外マスク９の第２スリット開口９０を対面させ
る。このとき他の第１スリット開口８０ａ，８０ｂは、
外マスク９で遮蔽されるため、この段階では成膜されな
い。この状態で成膜処理を行うと、薄膜形成物質が外マ
スク９の第２スリット開口９０、内マスク８の第１スリ
ット開口８０ｃを通過して基板６の被成膜面６ａに堆積
され、薄膜１００ｃが形成される。薄膜１００ｃは内マ
スク８の第１スリット開口８０ｃを転写した形状であ
る。本実施例においては、上記のようにして薄膜１００
ａ,１００ｂ,１００ｃが基板６の被成膜面６ａに形成さ
れる。

【００５０】本実施例においては、薄膜１００ａ,１０
０ｂ,１００ｃを直接転写するための内マスク８を外マ
スク９が覆っているため、ターゲットからの輻射熱が内
マスク８に直接伝達されることを抑制できる。よって、
内マスク８の熱膨張による変形を抑制できる。故に薄膜
１００ａ,１００ｂ,１００ｃの転写精度の向上に有利で
ある。

【００５１】更に本実施例においては、成膜処理にあた
り外マスク９を移動させるものの、内マスク８は基板６
の被成膜面６ａに固定されたままであるため、基板６の
被成膜面６ａに形成されている薄膜１００ａ,１００ｂ,
１００ｃを損傷させることを抑えることができる。この
意味においても、薄膜１００ａ,１００ｂ,１００ｃの転
写精度の向上に有利である。

【００５２】内マスク８の第１スリット開口８０（８０
ａ，８０ｂ，８０ｃ）の数は外マスク９の第２スリット
開口９０の数よりも大きく、３倍である。従って一般的
には、外マスク９は剛性確保に有利であるものの、内マ
スク８の剛性は外マスク９の剛性よりも低下しがちとな
る。この点本実施例においては、薄膜１００ａ,１００
ｂ,１００ｃを直接転写するものの剛性が低下しがちの
内マスク８を、剛性確保に有利な外マスク９が下側から
支えることができるため、この意味においても、薄膜１
００ａ,１００ｂ,１００ｃの転写精度の向上に有利であ
る。

【００５３】本実施例においては、上記した基板６に形
成された薄膜１００ａ,１００ｂ,１００ｃは、同一の材
質で形成された膜でも良い。あるいは、薄膜１００ａ,
１００ｂ,１００ｃのそれぞれを三原色用の膜とするこ
ともできる。例えば、薄膜１００ａを赤色（Ｒ）用の
膜、薄膜１００ｂを青色（Ｂ）用の膜、薄膜１００ｃを
緑色（Ｇ）用の膜にしても良い。

【００５４】本実施例においては図１５に示すように、
内マスク８の第１スリット開口８０のスリット幅をＬ７
とし、外マスク９の第２スリット開口９０のスリット幅
をＬ８とすると、Ｌ８はＬ７よりも大きく設定されてい
る。そのため、内マスク８の第１スリット開口８０によ
る薄膜の転写精度が確保される。（その他）実施例１の特徴である張力付与手段２と、実
施例２の特徴であるマスク二重構造とを併有する構成と
しても良い。

【００５５】あるいは、実施例１の特徴である張力付与
手段２と、実施例３の特徴である電磁石装置７とを併有
する構成としても良い。あるいは、実施例２の特徴であ
るマスク二重構造と、実施例３の特徴である電磁石装置
７とを併有する構成としても良い。（適用例）図１６および図１７は適用例を示す。この例
は自発発光型の有機系のＥＬ（Elecro Luminescence）
素子における薄膜の形成に適用した場合である。図１６
に示すように、透明性をもつガラス製の基板６の上に、
微小電極である透明電極６０（正極,Indium Tin Oxid
e）、発光機能をもつ発光体層６１、微小電極である電
極薄膜５２（負極）が順に積層されている。

【００５６】電極薄膜５２は導電材料、具体的にはアル
ミ（Ａｌ）で形成されている。発光体層６１は、透明電
極６０に近い側から、正孔輸送層６５と有機発光層６６
と電子輸送層６７とを順に積層して構成されている。正
孔輸送層６５としては、トリフェニルジアミン誘導体等
の第３級アミン誘導体等を例示できる。有機発光層６６
としては蛍光染料として知られる物質を採用できる。電
子輸送層６７としてはポリシラン等を例示できる。

【００５７】図１７に示すように、透明電極６０は矢印
Ｙ１方向に沿って並設されている。電極薄膜５２は透明
電極６０に対して交差する方向、つまり矢印Ｘ１方向に
沿って並設されている。これによりマトリックス配置が
形成されている。本適用例においては、上記したように
マスク３を用い、マスク３越しに成膜処理することによ
り、電極薄膜５２（目標厚み：数１０〜数１００ｎｍ）
を形成する。

【００５８】場合によっては、上記したようにマスク３
を用い、マスク３越しに成膜処理することにより、透明
電極６０（目標厚み：数１０〜数１００ｎｍ）を形成す
ることにしても良い。

【００５９】

【発明の効果】第１発明に係る方法によれば、マスクの
反りや撓みを抑えるようにマスクに張力を付与した状態
で成膜処理を行うため、マスクによる転写精度が向上
し、成膜処理の際に薄膜を高精度で成膜するのに有利と
なる。第２発明に係る方法によれば、マスクは、内マス
クと外マスクとを備えた少なくとも２重構造であり、内
マスクを基体の被成膜面に対面させ、且つ、内マスクの
うち基体に背向する面に外マスクを対面させた状態で成
膜処理を行うため、内マスクへの輻射熱が外マスクによ
り抑えられる。そのため内マスクの熱変形を抑えるのに
有利となり、マスクによる転写精度が向上し、成膜処理
の際に薄膜を高精度で成膜するのに有利となる。

【００６０】第３発明に係る方法によれば、磁気吸引手
段によりマスクを基体の被成膜面に吸着させた状態で成
膜処理を行うため、マスクの反りや変形が抑えられ、マ
スクによる転写精度が向上し、成膜処理の際に薄膜を高
精度で成膜するのに有利となる。第４発明に係る方法に
よれば、薄膜を直接転写するための内マスクを外マスク
が覆っているため、成膜処理の際の輻射熱が内マスクに
直接伝達されることを抑制でき、内マスクの熱変形を抑
制でき、故に薄膜の転写精度の向上に有利である。更に
成膜処理にあたり外マスクを移動させるものの、内マス
クは基板の被成膜面に対面したままであるため、基板の
被成膜面に形成されている薄膜を損傷させることを抑え
ることができ、薄膜の転写精度の向上に一層有利であ
る。加えて、内マスクの第１開口の数は外マスクの第２
開口の数よりも大きい。従って一般的には、外マスクは
剛性確保に有利であるものの、内マスクの剛性は外マス
クの剛性よりも低下しがちとなる。この点第４発明に係
る方法によれば、薄膜を直接転写するものの剛性が低下
しがちの内マスクを、剛性確保に有利な外マスクが下側
から支えることができるため、この意味においても、薄
膜の転写精度の向上に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係り、成膜している形態を示す模式
構成図である。

【図２】マスクの平面図である。

【図３】張力付与手段を示す模式構成図である。

【図４】別の例に係る張力付与手段を示す模式構成図で
ある。

【図５】実施例２に係り、成膜している形態を示す模式
構成図である。

【図６】他の例に係り、成膜している形態を示す模式構
成図である。

【図７】実施例３に係り、マスクを基板に吸着している
形態を示す模式構成図である。

【図８】実施例３に係り、マスクを基板から離脱させて
いる形態を示す模式構成図である。

【図９】電磁石装置の構成図である。

【図１０】別の磁極配置をもつ電磁石装置の構成図であ
る。

【図１１】更に別の磁極配置をもつ電磁石装置の構成図
である。

【図１２】実施例４に係り、成膜している形態を示す模
式構成図である。

【図１３】実施例５に係り、基板、内マスク、外マスク
を示す斜視図である。

【図１４】基板に内マスク及び外マスクを装着した状態
を示す断面図図である。

【図１５】内マスクに外マスクをあてがっている状態の
主要部を示す断面図である。

【図１６】適用例に係り、有機系のＥＬ素子の模式断面
図である。

【図１７】適用例に係り、有機系のＥＬ素子における透
明電極、発光体層、電極薄膜の積層構造を示す模式断面
図である。

【符号の説明】

図中、１は成膜装置、２は張力付与手段、３はマスク、
４Ａ，４Ｂはスリット開口、５は橋架状マスク部、６は
基板（基体）、６ａは被成膜面、３Ａは内マスク、３Ｂ
は外マスク、３７はスペーサ、７は電磁石装置（磁気吸
引手段）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加納教夫愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者和泉一朗愛知県丹羽郡大口町豊田字野田１番地株式会社東海理化電機製作所内Ｆターム(参考） 3K007 AB00 BA06 CA01 CB01 DA00 DA02 DB03 EB00 FA01 FA03 4K029 CA05 HA02 HA03 HA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の開口をもつマスクと、被成膜面をも
つ基体とを用い、前記マスクを前記基体の被成膜面に対
面させた状態で、前記マスクの開口の形状を転写するよ
うに前記被成膜面に薄膜を成膜処理する薄膜形成方法で
あって、前記成膜処理は、前記マスクの反りや撓みを抑えるよう
に前記マスクに張力を付与した状態で行うことを特徴と
する薄膜形成方法。
【請求項２】複数の開口をもつマスクと、被成膜面をも
つ基体とを用い、前記マスクを前記基体の被成膜面に対
面させた状態で、前記マスクの開口の形状を転写するよ
うに前記被成膜面に薄膜を成膜処理する薄膜形成方法で
あって、前記マスクは、内マスクと外マスクとを備えた少なくと
も２重構造であり、前記成膜処理は、前記内マスクを前記基体の被成膜面に
対面させ、且つ、前記内マスクのうち前記基体に背向す
る面に前記外マスクを対面させ、前記外マスクにより前
記内マスクへの輻射熱を抑えるようにした状態で行うこ
とを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３】複数の開口をもつマスクと、被成膜面をも
つ基体とを用い、前記マスクを前記基体の被成膜面に対
面させた状態で、前記マスクの開口の形状を転写するよ
うに前記被成膜面に成膜処理する薄膜形成方法であっ
て、前記成膜処理は、磁気吸引手段により前記マスクを前記
基体の被成膜面に吸着させた状態で行うことを特徴とす
る薄膜形成方法。
【請求項４】複数の開口をもつマスクと、被成膜面をも
つ基体とを用い、前記マスクを前記基体の被成膜面に対
面させた状態で、前記マスクの開口の形状を転写するよ
うに前記被成膜面に薄膜を成膜処理する薄膜形成方法で
あって、前記マスクは、前記基体の被成膜面に対面するとともに
複数個の第１開口で構成された第１開口群をもつ内マス
クと、前記内マスクのうち前記基体に背向する面に配置
され前記内マスクの第１開口の数よりも少ない数で形成
された第２開口をもつ外マスクとを備えた少なくとも２
重構造であり、前記成膜処理は、前記内マスクの第１開口群のうちの一
部の第１開口に前記外マスクの第２開口を対面させた状
態で成膜を行なう操作と、その後、前記外マスクを移動
させて、前記内マスクの第１開口群のうちの他の第１開
口に前記外マスクの第２開口を対面させた状態で成膜を
行なう操作とを含むことを特徴とする薄膜形成方法。