JP2002047560A

JP2002047560A - 真空蒸着用マスク、それを用いた薄膜パターンの形成方法及びｅｌ素子の製造方法

Info

Publication number: JP2002047560A
Application number: JP2000230708A
Authority: JP
Inventors: Shingo Yagyu; 慎悟柳生
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】微細な薄膜パターンを真空蒸着して形成する
のに好適な真空蒸着用マスク、それを用いた薄膜パター
ンの形成方法及びＥＬ素子の製造方法を提供する。【解決手段】蒸着用マスク２０は、基板１３表面に第
１の開口窓７を形成し、この裏面側から第１の開口窓７
に連通し、この第１の開口窓７よりも大きい第２の開口
窓８を有するようにしたものである。薄膜パターンは、
蒸着用基板１４の裏面に磁石１７を配置し、蒸着用マス
ク２０の第１の開口窓７側を蒸着用基板１４の表面に対
向配置して、薄膜を蒸着用基板１４の表面に真空蒸着し
て形成する。また、一対の電極層１５、１９に設けられ
るＥＬ層１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは、蒸着用マスク２０
の第１の開口窓７側を一方の電極層１５に対向配置させ
た後、この第１の開口窓７側から真空蒸着してこの一方
の電極層１５上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細なパターンを
真空蒸着して形成する際に好適な真空蒸着用マスク、そ
れを用いた薄膜パターンの形成方法及びエレクトロルミ
ネセンス素子（以下ＥＬ素子という）の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、数ｎｍ〜数μｍの薄膜を形成す
る方法として、真空蒸着法が広く用いられている。図１
１は一般的な真空蒸着装置の真空槽内部を模式的に示し
た断面図である。同図において１０１は真空蒸着装置の
真空槽であり、その内部には真空槽１０１の下部にタン
グステンまたはモリブデン等からなるボート１０２を備
え、真空槽１０１の上部にはボート１０２に対向して、
所望の距離だけ隔てて基板ホルダー１０３を備えた構成
を有している。

【０００３】通常、薄膜を基板上に真空蒸着して形成す
る場合には、粉末またはペレット状の蒸着材料１０４を
ボート１０２に載せ、一方、蒸着用基板１０５を基板ホ
ルダー１０３に固定する。次に、真空槽１０１内部を所
望の真空度に達するまで排気する。そして、図示せぬ外
部電源によりボート１０２に通電してこれを加熱し、蒸
着材料１０４を蒸発させて、対向して備えた蒸着用基板
１０５の表面に所定の薄膜を形成するものである。

【０００４】このようにして形成された薄膜を微細な形
状のパターに加工するためには、通常フォトリソグラフ
ィー技術が適用される。図１２は、フォトリソグラフィ
ー技術を適用した薄膜のパターン形成方法を説明する概
略断面図である。図１２（ａ）では、薄膜１１０を備え
た蒸着用基板１０５を準備する。次に、図１２（ｂ）に
おいて、薄膜１１０上にフォトレジスト１１１をスピン
コートする。この場合、フォトレジストはポジ型、ネガ
型のいずれでもよいが、次工程で適用するフォトマスク
のパターンはポジ型、ネガ型レジスト用で異なり、それ
ぞれの遮光パターンは互いに反転関係に形成される。こ
こでは、ネガ型レジストを適用した例で説明をする。

【０００５】図１２（ｃ）においては、フォトレジスト
１１１上にフォトマスク１１２を載置する。そして、フ
ォトマスク１１２側から、例えば、ｄｅｅｐＵＶ（２
００〜３００ｎｍ）の光を照射してフォトレジスト１１
１を露光する。次に、図１２（ｄ）に示すように、フォ
トレジスト１１１を現像液で洗浄する。このとき、フォ
トレジスト１１１の未露光部位が現像液に溶解し、薄膜
１１０の表面に所定形状のレジストパターン１１３が所
定位置に形成される。

【０００６】さらに、図１２（ｅ）に示すように、エッ
チングして不要な薄膜１１０を除去することによって薄
膜パターン１１４が形成される。その後、図１２（ｆ）
に示すようにフォトレジスト１１３を有機溶剤等で溶解
して除去する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
フォトリソグラフィー技術を適用した薄膜のパターニン
グ方法においては、フォトレジストの現像または除去工
程等で水分を含む現像液や有機溶剤が使用されるため
に、フォトリソグラフィー技術は耐溶剤性の低い有機薄
膜や耐水性に劣る例えばＭｇ等の金属薄膜のパターニン
グには適用できない。また、フォトリソグラフィー技術
は工程数が多いために生産性に劣るという問題を有して
いる。

【０００８】これらの問題を解決するために、図１３に
示すようなマスク蒸着法を適用することができる。図１
３はマスク蒸着方法を説明するための概略断面図であ
る。ここでは、図１１と異なる分部についてのみ説明す
る。図１３に示すように、基板１０５の表面に所定形状
の開口窓１０６ａを所定間隔で備えた真空蒸着マスク１
０６が載置される。この状態で、蒸着材料１０４を加熱
蒸発させると蒸着材料１０４は真空蒸着用マスク１０６
の開口窓１０６ａを通して基板１０５の表面に付着し
て、所定形状の薄膜のパターンが所定間隔で形成され
る。

【０００９】しかし、従来のマスク蒸着法において用い
られる真空蒸着用マスクは一般に、金属板に対してレー
ザー加工等により所定形状の開口窓を所定間隔で形成し
たメタルマスクである。それ故、形成できる開口窓のサ
イズは１００μｍ程度が限界であり、数μｍ程度の微細
な開口窓のパターンを形成することは困難であった。一
般に、開口幅に対してマスクの厚みは同等以下にする必
要がある。この関係を、例えば、１０μｍの開口窓に適
用すると、メタルマスクの厚みは最大１０μｍとなる。
この場合、メタルマスクの強度が保てないばかりか、基
板上に載置した場合にメタルマスクのたわみにより基板
とメタルマスクの間に隙間が生じて、蒸着材料がその隙
間にまで侵入し、本来遮蔽されるべき部分にまで付着し
て微細な薄膜のパターンを精度良く形成することができ
ないという問題を有していた。

【００１０】そこで、本発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、微細な薄膜パターンを
真空蒸着して形成するのに好適な真空蒸着用マスク、そ
れを用いた薄膜パターンの形成方法及びＥＬ素子の製造
方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明における第１の発
明は、平坦な基板の少なくとも一面に磁性材料の層を備
え、この磁性材料の層側から前記基板に貫通する所定形
状の開口窓を備えたことを特徴とする真空蒸着用マスク
を提供する。第２の発明は、平坦な基板の表面に所定形
状の第１の開口窓を面内の所定位置に備え、裏面には少
なくとも前記第１の開口窓に対応させて、前記第１の開
口窓よりも大きい第２の開口窓を前記第１の開口窓に連
通させたことを特徴とする真空蒸着用マスクを提供す
る。第３の発明は、厚い単結晶材料と薄い単結晶材料と
を他の無機材料または金属材料を介して積層して形成し
た平坦な基板であって、前記薄い単結晶材料の面内に所
定形状の第１の開口窓を所定位置に備え、前記厚い単結
晶材料の面内には少なくとも前記第１の開口窓に対応さ
せて、前記第１の開口窓よりも大きい第２の開口窓を前
記第１の開口窓に貫通させて備えたことを特徴とする真
空蒸着用マスクを提供する。第４の発明は、前記基板が
厚いシリコン単結晶材料／酸化シリコン／薄いシリコン
単結晶材料の構成をなすＳＯＩ基板であり、開口窓を形
成する面が（１００）または（１１０）面であることを
特徴とする請求項３に記載の真空蒸着用マスクを提供す
る。第５の発明は、前記基板の少なくとも一面に磁性材
料の層を備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項４
のいずれかに記載の真空蒸着用マスクを提供する。第６
の発明は、蒸着用基板の表面に薄膜パターンを形成する
方法であって、前記蒸着用基板の裏面に磁石を配置し、
請求項１または請求項７に記載の真空蒸着用マスクの前
記開口窓側または前記第１の開口窓側を前記蒸着用基板
の表面に対向配置して、薄膜を前記蒸着用基板の表面に
真空蒸着して形成することを特徴とする薄膜パターンの
形成方法を提供する。第７の発明は、素子用基板上に第
１電極層を形成した後、この第１電極層上に所定形状の
ＥＬ層を真空蒸着し、次に、このＥＬ層上に第２電極層
を形成するＥＬ素子の製造方法であって、前記ＥＬ層
は、請求項１乃至７のいずれかに記載の真空蒸着用マス
クを前記開口窓側または前記第１の開口窓側を前記第１
電極層に対向配置した後、前記第１電極層上に形成する
ことを特徴とするＥＬ素子の製造方法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図１０を参照して説明する。先ず、本発明の第１実施
形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は
本発明の第１実施形態に係る真空蒸着用マスクの構成を
示す概略斜視図であり、図２はその製造方法を説明する
概略端面図である。また、図３は第１実施形態に係る真
空蒸着用マスクを使用して薄膜パターンを形成する方法
を説明する概略断面図である。

【００１３】図１において、１は真空蒸着用マスクであ
り、平坦な基板２の表面にニッケル（Ｎｉ）等の磁性材
料の層３を備え、さらに表面には裏面にまで達する所定
形状の開口窓４を所定位置に備えている。なお、基板２
は単結晶材料であり、開口窓４を形成する面にエッチン
グ容易な結晶面が選択される。特に、基板２としてシリ
コン単結晶材料を採用した場合には、開口窓４を形成す
る面に（１００）または（１１０）の結晶面が選択され
る。

【００１４】真空蒸着用マスク１は、図２に示す方法に
より作製できる。先ず、図２（ａ）に示すように平坦な
基板２の表面に磁性材料の層３を、真空蒸着やスパッタ
リング等の成膜手段により被着形成する。次に、図２
（ｂ）に示すように磁性材料の層３上にフォトレジスト
５をスピンコートする。そして、その上に所定の遮光パ
ターンを備えたフォトマスク６を載置して、例えば、ｄ
ｅｅｐＵＶ（２００〜３００ｎｍ）の光を照射してフ
ォトレジスト５を露光し、フォトマスク６の遮光パター
ンを転写する。

【００１５】フォトレジストには、現像時に露光された
部分が残るネガ型と未露光部分が残るポジ型が存在する
が、ここではネガ型のフォトレジストを適用した例で説
明する。ポジ型のフォトレジストの場合は、使用するフ
ォトマスクの遮光パターンがネガ型のフォトマスクと反
転関係に形成されているという違いがあるが、真空蒸着
用マスクの製造工程においては基本的な相違がないから
である。ここで適用するポジ型用フォトマスクの遮光パ
ターンは、少なくとも開口窓に相当する部分に遮光パタ
ーンを有している。

【００１６】次に、図２（ｃ）に示すように露光された
フォトレジスト５を現像液で洗浄して現像する。ネガ型
フォトレジストの場合、露光用照明光に曝された部分の
フォトレジストが硬化し、遮光パターンで遮光された未
露光部分が現像液に溶出する。その結果、開口窓に相当
した箇所に開口部を有する所定形状のレジストパターン
５ａが磁性材料の層３上に現れる。

【００１７】次に、図２（ｄ）に示すようにレジストパ
ターン５ａをマスクとして基板２をエッチングする。こ
の場合、レジストパターン５ａの被着していない基板２
の部分がエッチングして除去され所定形状の開口４ａが
形成される。エッチング方法としては、ウエットエッチ
ング、イオンミリングや反応性ガスを使用して行う反応
性ドライエッチング等があるが、使用する基板材料や要
求されるエッチング精度、生産性等を考慮して適宜選択
される。

【００１８】特定の結晶面のみが反応性エッチングされ
易い、いわゆる異方性エッチングの可能な単結晶材料を
基板２として適用すれば、上記特定の結晶面を表面とし
た場合には、基板の厚み方向に選択的にエッチングが進
み、基板横方向へのエッチングが抑えられるため精度の
よい開口を形成することが可能となる。異方性エッチン
グ材料として代表的なのはシリコン単結晶材料が知られ
ている。従って、ここでは基板２としてシリコン単結晶
材料を適用し、特に異方性エッチング可能な（１００）
または（１１０）の結晶面を基板２の表面として選択す
る。

【００１９】この場合、エッチング液として、例えば、
水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨとい
う）を用いると異方性エッチングが可能となり、エッチ
ングは主として基板２の厚み方向に進行し磁性材料の層
３に達したところで停止する。このようにして、開口４
ａが形成される。または、ＳＦ₆の反応性ガスを使用し
て異方性エッチングを行うこともできる。ＳＦ₆を使用
した場合にはエッチング速度は遅くなるが、ＴＭＡＨに
よるウェットエッチングよりも開口４ａの形成精度が高
くなる。それ故、生産性と精度のバランスからエッチン
グ方法は適宜選択される。

【００２０】次に、図２（ｅ）に示すように露出した磁
性材料の層３をイオンミリングして除去する。その後、
レジストパターン５ａを溶剤または剥離剤等により剥離
して除去すると、図１の真空蒸着用マスク１が完成す
る。

【００２１】図３は、真空蒸着用マスク１を用いて蒸着
用基板に薄膜のパターンを形成する方法を示した図であ
る。先ず、図３（ａ）に示すように平坦な蒸着用基板３
１の裏面側に磁石３２を配置し、さらに蒸着用基板３１
の表面に真空蒸着用マスク１を載置する。この場合、真
空蒸着用マスク１が備える磁性材料の層３のＮｉが磁石
３２によって磁化され、磁石３２の側に引き寄せられ
る。それ故、真空蒸着用マスク１は蒸着用基板３１の表
面に密着されることになる。

【００２２】次に、図３（ｂ）に示すように、蒸着用基
板３１の表面と対向して配置した図示せぬボートより発
した蒸着材料の分子を、真空蒸着用マスク１の開口窓４
を通して蒸着用基板３１の表面に所望の厚みで被着させ
薄膜３３を形成する。次に、図３（ｃ）に示すように蒸
着用基板３１から真空蒸着用マスク１を除くと、蒸着用
基板３１の表面に所定の形状の薄膜パターン３３ａが所
定位置に形成されて残る。

【００２３】本発明の第１実施形態によれば、真空蒸着
用マスク１が少なくとも一面に磁性材料の層３を備えて
いるので、蒸着用基板３１の表面に薄膜パターンを真空
蒸着して形成する際に、蒸着用基板３１の裏面に磁石３
２を配置し蒸着用基板３１の表面に当該真空蒸着用マス
ク１を載置すれば、真空蒸着用マスク１はそれが備える
磁性材料の層３によって磁石３２の方向に引き寄せられ
る。その結果、真空蒸着用マスク１が蒸着用基板３１の
表面に密着されることとなるから、従来技術において問
題となった蒸着用基板３１と真空蒸着用マスク１間に生
成される隙間に蒸着材料の分子が侵入して、所定の形状
よりも大きい形状の薄膜パターン３３ａが形成されると
いう問題を解消でき、薄膜パターン３３ａを精度良く形
成できる効果を有する。

【００２４】また、真空蒸着用マスク１の基板２として
単結晶材料を使用し、開口窓４を形成する表面にエッチ
ング容易面を選択すると、開口窓４を反応性エッチング
して形成する際に、エッチングが基板の厚み方向に選択
的に進行するため、開口窓を精度良く形成できる効果が
ある。特に、真空蒸着用マスク１の基板２としてシリコ
ン単結晶材料を使用し、開口窓形成面に（１００）また
は（１１０）面を選択すると開口窓をより高精度に形成
することができる。

【００２５】次に、本発明の第２実施形態について図４
乃至図６を参照して説明する。本発明の第１実施形態と
同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。図
４は本発明の第２実施形態に係る真空蒸着用マスクの構
成を示す概略斜視図であり、図５はそれの製造方法を説
明するための概略端面図である。また、図６は第２実施
形態の変形例を示す概略斜視図である。

【００２６】図４において、１０は真空蒸着用マスクで
あり、平坦な基板２の表面に磁性材料の層３を備え、ま
た、基板２の表面には所定形状の第１の開口窓７を所定
位置に備え、その裏面には少なくとも上記の第１の開口
窓７に対応させて、第１の開口窓７よりも大きい第２の
開口窓８を備えている。そして、第１の開口窓７と第２
の開口窓８は互いに貫通されている。なお、基板２は単
結晶材料またはシリコン単結晶材料であり、第１、第２
開口窓７、８を形成する面として選択される結晶面は第
１実施形態と同様である。

【００２７】真空蒸着用マスク１０は、図５に示す方法
により作製できる。ここでは、図２と共通する部分は簡
略して説明する。先ず、図５（ａ）に示すように平坦な
基板２の表面にＮｉ等の磁性材料の層３を、真空蒸着や
スパッタリング等の成膜手段により被着形成する。次
に、図５（ｂ）に示すように磁性材料の層３上に、例え
ば、ネガ型のフォトレジスト５をスピンコートする。そ
して、その上にフォトマスク６を載置して、露光用照明
光を照射してフォトレジスト５を露光する。

【００２８】次に、図５（ｃ）に示すように露光された
フォトレジスト５を現像液で洗浄して現像する。その結
果、所定の形状のレジストパターン５ａが磁性材料の層
３上に現れる。次に、図５（ｄ）に示すようにレジスト
パターン５ａをマスクとして磁性材料の層３をイオンミ
リングして除去し、さらに基板２を所望の深さだけエッ
チングして第１の開口窓７を形成する。基板２としてシ
リコン単結晶基板を適用した場合にはＳＦ₆の反応性ガ
スを使用して、反応性ドライエッチが可能である。ＴＭ
ＡＨによるウェットエッチングも可能であるが、ここで
は、第１の開口窓７の形成精度を重視してＳＦ₆の反応
性ガスによる反応性ドライエッチが適用される。

【００２９】次に、図５（ｅ）に示すように基板２の裏
面にフォトレジスト９をスピンコートして形成する。そ
して、その上に、上記第１の開口窓７よりも大きい形状
の遮光パターンを少なくとも第１の開口窓７に対応した
位置に備えたフォトマスク１１を載置する。その後、フ
ォトマスク１１の上方から露光用照明光を照射して、フ
ォトレジスト９に対してフォトマスク１１のパターンを
露光転写する。次に、図５（ｆ）に示すように現像液で
洗浄してフォトレジスト９を現像する。その結果、少な
くとも第１の開口窓７に対応した位置に開口部を有する
レジストパターン９ａが形成される。

【００３０】次に、図５（ｇ）に示すようにレジストパ
ターン９ａをマスクとして基板２をエッチングして第２
の開口窓８を形成する。基板２がシリコン単結晶基板の
場合には、ＴＭＡＨによるウェットエッチングやＳＦ₆
による反応性ドライエッチングが可能であるが、ここで
は形成精度は重視されないために生産性の高いＴＭＡＨ
ウェットエッチングが適用される。第２の開口窓８を第
１の開口窓７に達するまでエッチングして形成し、その
後レジストパターン９ａを除去すると図４に示す真空蒸
着用マスク１０が完成する。なお、図５は第１の開口窓
７を最初に形成する方法で説明したが、第２の開口窓を
最初に形成しても良いことは言うまでもない。真空蒸着
用マスク１０を用いた薄膜パターンの形成方法は、図３
と同じであるためここでの説明は省略する。

【００３１】次に、本発明の第２実施形態の変形例につ
いて図６を用いて説明する。図４と異なる部分について
のみ説明する。図６の実施例においては、第１の開口窓
７よりも大きい開口を有する第２の開口窓１２を、第１
の開口窓７に対応させて備えたものであり、真空蒸着用
マスクのサイズが大きく隣接する開口窓の間隔が大きい
場合にマスクの強度を確保する意味から有効である。

【００３２】本発明の第２実施形態の真空蒸着用マスク
１０によれば、第１の開口窓７を備えた基板部分の実質
的厚みが他の部分よりも薄くされているので、微細な開
口窓も容易に形成でき、この真空蒸着用マスク１０を薄
膜パターン形成に適用すれば、微細な薄膜パターンを精
度良く且つ容易に形成することが可能となる。

【００３３】次に、本発明の第３実施形態について図７
乃至図９を参照して説明する。本発明の第１及び第２実
施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略
する。図７は本発明の第３実施形態に係る真空蒸着用マ
スクの構成を示す概略斜視図であり、図８はそれの製造
方法を説明するための概略端面図である。また、図９は
第３実施形態の変形例を示す概略斜視図である。

【００３４】図７において、２０は第３実施形態の真空
蒸着用マスクであり、シリコン／酸化シリコン／シリコ
ンの積層構造を有するＳＯＩ（ＳｉｌｌｉｃｏｎＯｎ
Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）材からなる平坦な基板１３の表
面に、磁性材料の層３を備えたものである。また、基板
１３の表面には所定形状の第１の開口窓７を所定位置に
備え、その裏面には少なくとも上記の第１の開口窓７に
対応させて、第１の開口窓７よりも大きい第２の開口窓
８を備えている。そして、第１の開口窓７と第２の開口
窓８は互いに貫通されている。

【００３５】基板１３は厚いシリコン単結晶材料１３１
と、薄いシリコン単結晶材料１３２と、これらの単結晶
材料の間に形成された酸化シリコン１３３とからなり、
第１の開口窓７は薄いシリコン単結晶材料１３２側に設
けられており、第２の開口窓８は厚いシリコン単結晶基
板１３１側に設けられている。なお、酸化シリコン１３
３に変えて他の無機材料や金属材料を適用してもよい
が、ＳＯＩ基板は半導体基板材料として市販されている
ので入手が容易である。真空蒸着用マスク２０は、図８
に示す方法により作製できる。ここでは、図２、図５と
共通する部分は簡略して説明する。

【００３６】先ず、図８（ａ）に示すように平坦なＳＯ
Ｉ材の基板１３の表面にＮｉ等の磁性材料の層３を、真
空蒸着やスパッタリング等の成膜手段により被着形成す
る。ここでは、磁性材料の層３はＳＯＩ材を構成する薄
いシリコン単結晶材料１３２側の面に形成されている
が、厚いシリコン単結晶材料１３１側の面に形成しても
よい。次に、図８（ｂ）に示すように厚いシリコン単結
晶材料１３１の面に、例えば、ネガ型のフォトレジスト
９をスピンコートする。そして、その上にフォトマスク
１１を載置して、露光用照明光を照射してフォトレジス
ト９を露光する。

【００３７】次に、図８（ｃ）に示すように露光された
フォトレジスト９を現像液で洗浄して現像する。その結
果、所定の形状のレジストパターン９ａが厚いシリコン
単結晶材料１３１の面上に現れる。次に、図８（ｄ）に
示すようにレジストパターン９ａをマスクとして厚いシ
リコン単結晶材料１３１をエッチングして第２の開口窓
８を形成する。ＳＯＩ材の開口窓形成面にシリコン単結
晶材料の（１００）または（１１０）結晶面が選択され
ていれば、異方性エッチングが可能となる。この場合、
第２の開口窓８の形成精度は重要ではないため、生産性
のよいＴＭＡＨによるウェットエッチングが適用され
る。エッチングは酸化シリコン１３３に達するまで進行
し、そこで停止する。

【００３８】次に、図８（ｅ）に示すように薄いシリコ
ン単結晶材料１３２側の面にフォトレジスト５をスピン
コートして形成する。そして、その上に、フォトマスク
６を載置する。その後、フォトマスク６の上方から露光
用照明光を照射して、フォトレジスト５に対してフォト
マスク６のパターンを露光転写する。次に、図８（ｆ）
に示すように現像液で洗浄してフォトレジスト５を現像
して、第２の開口窓８に対応した位置に第１の開口窓７
に係る開口部を有するレジストパターン５ａが形成され
る。

【００３９】次に、図８（ｇ）に示すようにレジストパ
ターン５ａをマスクとして薄いシリコン単結晶材料１３
２をエッチングして第１の開口窓７を形成する。ここで
は開口窓の形成精度が重視されるため、ＳＦ₆の反応性
ガスによる反応性ドライエッチが適用される。次に、図
８（ｈ）に示すように薄いシリコン単結晶材料１３２側
からＣＦ₄またはＣＨＦ₃等の反応性ガスを使用して、酸
化シリコン１３３を反応性ドライエッチングして除去す
る。または、厚いシリコン単結晶材料１３１側からエッ
チングすることも可能である。その後、レジストパター
ン５ａを剥離して除去すると図７に示す真空蒸着用マス
ク２０が完成する。

【００４０】なお、図８は第２の開口窓を先に形成する
方法で説明したが、第１の開口窓を先に形成するように
しても良いことは言うまでもない。真空蒸着用マスク２
０を用いた薄膜パターンの形成方法は、図３と同じであ
るためここでの説明は省略する。

【００４１】次に、本発明の第３実施形態の変形例につ
いて図９を用いて説明する。図７と異なる部分について
のみ説明する。図９の変形例においては、第１の開口窓
７よりも大きい開口を有する第２の開口窓１２を、第１
の開口窓７に対応させて備えたものであり、真空蒸着用
マスクのサイズが大きく隣接する開口窓の間隔が大きい
場合にマスクの強度を確保する意味から有効である。

【００４２】本発明の第３実施形態の真空蒸着用マスク
２０によれば、第１の開口窓７が薄いシリコン単結晶材
料１３２側に形成されているので、薄いシリコン単結晶
材料１３２の厚みを適宜選択することによって微細な開
口窓も容易に形成することができる。また、中間層であ
る酸化シリコン１３３がエッチングストッパー材として
の役をなすため、第２の開口窓８の形成に際して基板１
３の厚み方向のエッチングが酸化シリコン１３３で停止
させられる。それ故、薄いシリコン単結晶材料１３２の
厚みが極めて薄い場合であっても、薄いシリコン単結晶
材料１３２がエッチングされる恐れがない。よって、薄
いシリコン単結晶材料１３２をより薄く形成することに
よって、より微細な第１の開口窓７の形成が可能とな
る。

【００４３】また、本発明の第２実施形態の真空蒸着用
マスクを薄膜パターン形成に適用すれば、より微細な薄
膜パターンを精度良く且つ容易に形成することができ
る。本発明の第３実施形態の真空蒸着用マスク２０は薄
いシリコン単結晶材料１３２の厚みが１５μｍであるの
で、少なくとも１０μｍ〜１５μｍ程度の微細な第１の
開口窓を形成することができる。

【００４４】次に、本発明の真空蒸着用マスクをＥＬ素
子の製造に適用した例を図１０を参照して説明する。図
１０はＥＬ素子の製造方法を説明する概略断面図であ
る。先ず、図１０（ａ）に示すように透明ガラス基板か
らなる素子用基板１４の表面に電極（アノード）１５と
してＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ）等の
透明導電膜をスパッタリングして形成する。

【００４５】次に、図１０（ｂ）に示すように電極１５
上に、例えば、アリールジアミン化合物の有機物の正孔
輸送層１６を形成する。次に、図１０（ｃ）に示すよう
に素子用基板１４の裏面に磁石１７を配置し、さらに、
素子用基板１４の正孔輸送層１６上に真空蒸着用マスク
２０を載置する。ここでは、本発明の第３実施形態の真
空蒸着用マスク２０を適用した例で示している。

【００４６】真空蒸着用マスク２０は、それが備える磁
性材料の層３によって磁石１７に引き寄せられ、素子用
基板１４の正孔輸送層１６上に密着する。この状態で、
真空蒸着用マスク２０側から、例えば、Ａｌｑ₃の中に
ＤＣＪＴＢやＴＰＣの赤の色素１％程度含有させた発光
材料を真空蒸着する。ここで、Ａｌｑ₃とＤＣＪＴＢや
ＴＰＣの蒸気圧が異なるので、それぞれのレートをコン
トロールして行う、いわゆる共蒸着が行われる。こうし
て、所定形状の赤用発光層１８Ｒが所定の位置に被着さ
れる。

【００４７】次に、図１０（ｄ）に示すように真空蒸着
用マスク２０を所定量ずらして（同図では右方向に１画
素分ずらす）Ａｌｑ₃の中にキナクリドン誘導体を１％
程度含有させた緑用発光材料を共蒸着して、Ｇ用発光層
１８Ｇを形成する。さらに、図１０（ｅ）に示すように
真空蒸着用マスク２０を所定量ずらして（同図では右方
向に１画素分ずらす）ＢＡｌｑ₃の中にペリレンを１％
程度含有させた青用発光材料を共蒸着して、Ｂ用発光層
１８Ｂを形成する。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の専用の真空蒸
着用マスクを適用してもよい。この場合、各色発光層の
形成位置精度がより高くなる。

【００４８】次に、図１０（ｆ）に示すように発光層上
に、例えば、ＡｌやＭｇ−Ａｇ合金の電極（カソード）
１９を形成してフルカラーの有機ＥＬ素子が製造され
る。なお、ＥＬ素子の構造はさまざま提案されている
が、ＥＬ素子構造は本発明の本質に関わるものではない
ため、本発明の適用例は、図１０で代表して示した。従
って、本発明の技術的範囲に係わるものであれば、図１
０の適用例に限定されるものではない。

【００４９】本発明によれば、薄膜パターンを該当物質
の１回の真空蒸着工程で形成することができるので、従
来技術で示したようなレジストのパターンを利用してエ
ッチングして形成する方法に比べ工程が簡単で生産性に
優れるほか、有機溶剤や水を使用しないので耐溶剤性に
劣る有機膜や耐水性に劣るＭｇ等の金属電極膜のパター
ンにおいても容易に形成することができる。また、微細
な薄膜パターンの形成を容易にした本発明の真空蒸着用
マスクの特徴を利用すれば、微細な画素を有する高精細
なＥＬ素子の製造が容易となる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳細に説明してきて明らかなよう
に、平坦な基板の少なくとも一面に磁性材料の層を備
え、この磁性材料の層側から前記基板に貫通する所定形
状の開口窓を備えているので、薄膜パターンを蒸着して
形成する際に、蒸着用基板の裏面に磁石を配置し表面に
当該真空蒸着用マスクを載置して行えば、真空蒸着用マ
スクが上記磁性材料の層によって磁石に引き寄せられる
ので、蒸着用基板と真空蒸着用マスクとが密着し薄膜パ
ターンを高精度に形成できる効果を有する。また、本発
明の真空蒸着用マスクは蒸着用基板に対向する側のマス
ク用基板の実質的厚みを薄く形成し、そこに薄膜パター
ンに相当する開口窓を備えた構成としているので、微細
な開口窓を容易に形成できる効果を有する。また、それ
故に当該真空蒸着用マスクを使用すれば微細な薄膜パタ
ーンを容易に形成できる効果がある。本発明の真空蒸着
用マスクは、基板材料として単結晶材料またはシリコン
単結晶材料を使用し、開口窓を形成する面にエッチング
容易な結晶面を適用しているので、エッチングは基板の
厚み方向に選択的に進行するから開口窓を精度良く形成
することができる。また、基板材料としてＳＯＩ材を利
用し、薄いシリコン単結晶材料側に薄膜パターンに相当
する開口窓を形成するようにしているので、当該シリコ
ン単結晶材料の厚みを適宜選択することにより、より微
細な開口窓も容易に形成することができる。また、本発
明の真空蒸着用マスクを使用してＥＬ素子を製造する場
合には、微細な発光層のパターンを複雑な工程によらず
１回の成膜工程（フルカラー対応の場合は３回の成膜工
程）で形成でき、生産性の高いＥＬ素子の製造方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る真空蒸着用マスク
の構成を示す概略斜視図である。

【図２】図１の真空蒸着用マスクの製造方法を説明する
概略端面図である。

【図３】第１実施形態に係る真空蒸着用マスクを使用し
て薄膜パターンを形成する方法を説明する概略断面図で
ある。

【図４】本発明の第２実施形態に係る真空蒸着用マスク
の構成を示す概略斜視図である。

【図５】図４の真空蒸着用マスクの製造方法を説明する
ための概略端面図である。

【図６】第２実施形態の変形例を示す概略斜視図であ
る。

【図７】本発明の第３実施形態に係る真空蒸着用マスク
の構成を示す概略斜視図である。

【図８】図７の真空蒸着用マスクの製造方法を説明する
ための概略端面図である。

【図９】第３実施形態の変形例を示す概略斜視図であ
る。

【図１０】ＥＬ素子の製造方法を説明する概略断面図で
ある。

【図１１】一般的な真空蒸着装置の真空槽内部を模式的
に示した断面図である。

【図１２】フォトリソグラフィー技術を適用した薄膜の
パターン形成方法を説明する概略断面図である。

【図１３】マスク蒸着方法を説明するための概略断面図
である。

【符号の説明】

１，１０，２０…真空蒸着用マスク、２，１３…基板、
３…磁性材料の層、４…開口窓、７…第１の開口窓、
８，１２…第２の開口窓、１４…素子用基板、１５，１
９…電極層、１７，３２…磁石、１８Ｒ，１８Ｇ，１８
Ｂ…ＥＬ層（発光層）、３１…蒸着用基板、１３１…厚
いシリコン単結晶材料（厚い単結晶材料）、１３２…薄
いシリコン単結晶材料（薄い単結晶材料）、１３３…酸
化シリコン（他の無機材料または金属材料）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平坦な基板の少なくとも一面に磁性材料の
層を備え、この磁性材料の層側から前記基板に貫通する
所定形状の開口窓を備えたことを特徴とする真空蒸着用
マスク。
【請求項２】平坦な基板の表面に所定形状の第１の開口
窓を面内の所定位置に備え、裏面には少なくとも前記第
１の開口窓に対応させて、前記第１の開口窓よりも大き
い第２の開口窓を前記第１の開口窓に連通するようにし
たことを特徴とする真空蒸着用マスク。
【請求項３】厚い単結晶材料と薄い単結晶材料とを他の
無機材料または金属材料を介して積層して形成した平坦
な基板であって、前記薄い単結晶材料の面内に所定形状
の第１の開口窓を所定位置に備え、前記厚い単結晶材料
の面内には少なくとも前記第１の開口窓に対応させて、
前記第１の開口窓よりも大きい第２の開口窓を前記第１
の開口窓に貫通させて備えたことを特徴とする真空蒸着
用マスク。
【請求項４】前記基板が厚いシリコン単結晶材料／酸化
シリコン／薄いシリコン単結晶材料の構成をなすＳＯＩ
基板であり、開口窓を形成する面が（１００）または
（１１０）面であることを特徴とする請求項３に記載の
真空蒸着用マスク。
【請求項５】前記基板の少なくとも一面に磁性材料の層
を備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいず
れかに記載の真空蒸着用マスク。
【請求項６】蒸着用基板の表面に薄膜パターンを形成す
る方法であって、前記蒸着用基板の裏面に磁石を配置
し、請求項１または請求項７に記載の真空蒸着用マスク
の前記開口窓側または前記第１の開口窓側を前記蒸着用
基板の表面に対向配置して、薄膜を前記蒸着用基板の表
面に真空蒸着して形成することを特徴とする薄膜パター
ンの形成方法。
【請求項７】素子用基板上に第１電極層を形成した後、
この第１電極層上に所定形状のＥＬ層を真空蒸着し、次
に、このＥＬ層上に第２電極層を形成するＥＬ素子の製
造方法であって、前記ＥＬ層は、請求項１乃至７のいず
れかに記載の真空蒸着用マスクを前記開口窓側または前
記第１の開口窓側を前記第１電極層に対向配置した後、
前記第１電極層上に形成することを特徴とするＥＬ素子
の製造方法。