JP2005294206A - Manufacturing method of mask, mask, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マスクの製造方法、マスク、電気光学装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a mask manufacturing method, a mask, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
低分子有機EL装置では、ガラス基板上に低分子有機材料からなる発光層が形成されている。その低分子有機材料からなる発光層は、蒸着法によって形成されている。蒸着法は、蒸着材料を高真空中で加熱蒸発させ、基板上に薄膜として凝着させる方法である。
蒸着法による発光層の形成は、ドット領域以外の領域に対する有機材料の付着を防止するため、蒸着マスクを配置して行われている。この蒸着マスクとして、従来はメタルマスクが使用されていた(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このメタルマスクとガラス基板とは熱膨張係数差が大きいため、特に画像表示領域の端部付近では、ドット領域からずれた位置に発光層が蒸着されてしまうという問題があった。
In a low molecular organic EL device, a light emitting layer made of a low molecular organic material is formed on a glass substrate. The light emitting layer made of the low molecular organic material is formed by a vapor deposition method. The vapor deposition method is a method in which a vapor deposition material is heated and evaporated in a high vacuum, and is deposited as a thin film on a substrate.
The formation of the light emitting layer by the vapor deposition method is performed by arranging a vapor deposition mask in order to prevent the organic material from adhering to the region other than the dot region. Conventionally, a metal mask has been used as this deposition mask (see, for example, Patent Document 1). However, since the difference between the thermal expansion coefficients of the metal mask and the glass substrate is large, there is a problem that the light emitting layer is deposited at a position shifted from the dot region, particularly in the vicinity of the end of the image display region.
そこで、ガラス基板との熱膨張係数差が小さく、しかもMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術により精度良く加工することが可能な、単結晶Siウエハを用いた蒸着マスクの開発が行われている。特許文献2では、面方位(1,0,0)の単結晶シリコンウエハを用いて蒸着マスクが形成されている。この単結晶シリコンウエハの厚さは180μmとされ、複数のパターン開口部が形成されるバターン描画部の厚さは20μmとされている。このようなパターン描画部の薄肉化には、一般にウエットエッチングが用いられている。そして、パターン描画部を薄肉化することにより、斜め方向から飛来する蒸着材料をパターン開口部に入射させてガラス基板面に蒸着させることが可能になり、蒸着膜の寸法精度の向上を図ることができるようになっている。
しかしながら、上述した蒸着マスクでは、MEMS技術により平面寸法の精度を確保することができるものの、厚さ寸法の精度を確保することが困難であるという問題がある。すなわち、蒸着マスクのパターン描画部を所定の厚さに形成するため、単結晶シリコンウエハをエッチングする際に、パターン描画部の中央部が周縁部に比べて厚くなる傾向にあり、例えば±10μm程度のばらつきが避けられないのである。そして、蒸着マスクにおけるパターン描画部の厚さがばらついた場合には、斜め方向から飛来する蒸着材料を安定してパターン開口部に入射させることが困難になり、ガラス基板面に蒸着されたパターンの寸法精度を確保することが困難になる。その結果、低分子有機EL装置等の表示品質を低下させることになる。 However, the above-described vapor deposition mask has a problem that it is difficult to ensure the accuracy of the thickness dimension although the accuracy of the planar dimension can be ensured by the MEMS technique. That is, in order to form the pattern drawing portion of the vapor deposition mask to a predetermined thickness, when etching a single crystal silicon wafer, the central portion of the pattern drawing portion tends to be thicker than the peripheral portion, for example, about ± 10 μm This variation is unavoidable. And when the thickness of the pattern drawing part in the vapor deposition mask varies, it becomes difficult to stably enter the vapor deposition material flying from the oblique direction into the pattern opening, and the pattern deposited on the glass substrate surface becomes difficult. It becomes difficult to ensure dimensional accuracy. As a result, the display quality of a low molecular organic EL device or the like is deteriorated.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、寸法精度よくマスクを形成することが可能であり、また寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクの製造方法、および寸法精度のよいマスクの提供を目的とする。
また、表示品質に優れた電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. A mask manufacturing method capable of forming a mask with high dimensional accuracy and drawing a pattern with high dimensional accuracy, and dimensional accuracy. The purpose is to provide a good mask.
It is another object of the present invention to provide an electro-optical device and an electronic apparatus with excellent display quality.
上記目的を達成するため、本発明のマスクの製造方法は、パターン描画部における厚さが、前記パターン描画部以外の領域における厚さより薄いマスクを製造する方法であって第1マスク材料からなる基板の表面に、前記第1マスク材料のエッチング停止層を形成し、前記エッチング停止層の表面に、前記パターン描画部と同等の厚さの第2マスク材料からなる層を形成する工程と、前記第1マスク材料基板をエッチングして前記パターン描画部に開口部を形成し、前記第2マスク材料層をエッチングして前記パターンの開口部を形成する工程と、少なくとも前記パターン開口部に配置された前記エッチング停止層を除去する工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、第1マスク材料基板のエッチングをエッチング停止層で停止させることができるので、パターン描画部においてマスクを所定厚さに形成することが可能になる。したがって、寸法精度よくマスクを形成することができる。これにより、マスクに対して斜め方向から飛来するパターン材料を、再現性よくパターン開口部に入射させることが可能になる。したがって、寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクを提供することができる。
To achieve the above object, the mask manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a mask in which the thickness in the pattern drawing portion is thinner than the thickness in the region other than the pattern drawing portion, and the substrate made of the first mask material Forming an etching stop layer of the first mask material on the surface of the first mask material, and forming a layer made of a second mask material having a thickness equivalent to that of the pattern drawing portion on the surface of the etching stop layer; Etching one mask material substrate to form an opening in the pattern drawing portion, etching the second mask material layer to form an opening in the pattern, and at least the pattern opening arranged in the pattern opening And a step of removing the etching stop layer.
According to this configuration, since the etching of the first mask material substrate can be stopped by the etching stop layer, the mask can be formed to a predetermined thickness in the pattern drawing portion. Therefore, the mask can be formed with high dimensional accuracy. As a result, the pattern material flying from an oblique direction with respect to the mask can be incident on the pattern opening with high reproducibility. Therefore, a mask capable of drawing a pattern with high dimensional accuracy can be provided.
また、前記第1マスク材料は、単結晶シリコンであり、前記エッチング停止層は、酸化シリコンからなることが望ましい。
この構成によれば、公知技術で形成可能なSOI基板をマスク基材として利用することが可能になり、低コストでマスクを製造することができる。
The first mask material may be single crystal silicon, and the etching stop layer may be made of silicon oxide.
According to this configuration, an SOI substrate that can be formed by a known technique can be used as a mask base material, and a mask can be manufactured at low cost.
また、前記第2マスク材料層は、面方位(1,0,0)の単結晶シリコン層であり、前記エッチング停止層を除去する工程の後に、前記第2マスク材料層における前記パターン開口部の形成領域に貫通孔を形成する工程と、前記第1マスク材料基板側から前記第2マスク材料層をエッチングする工程と、を有する構成としてもよい。
この構成によれば、パターン開口部の側壁が面方位(1,1,1)の傾斜面で構成される。この場合、マスクの斜め方向から飛来するパターン材料を、確実にパターン開口部に入射させることが可能になる。したがって、寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクを提供することができる。
The second mask material layer is a single crystal silicon layer having a plane orientation (1, 0, 0). After the step of removing the etching stop layer, the pattern opening in the second mask material layer is formed. It is good also as a structure which has the process of forming a through-hole in a formation area, and the process of etching the said 2nd mask material layer from the said 1st mask material board | substrate side.
According to this configuration, the side wall of the pattern opening is formed of an inclined surface having a plane orientation (1, 1, 1). In this case, the pattern material flying from the oblique direction of the mask can surely enter the pattern opening. Therefore, a mask capable of drawing a pattern with high dimensional accuracy can be provided.
なお、前記貫通孔の形成は、レーザを照射することによって行うことが望ましい。
この構成によれば、所定の位置に対して簡単に貫通孔を形成することができる。
The through hole is preferably formed by irradiating a laser.
According to this configuration, a through hole can be easily formed at a predetermined position.
また、前記第2マスク材料層は、面方位(1,1,0)の単結晶シリコン層である構成としてもよい。
この構成によれば、パターン開口部の側壁が面方位(1,1,1)の垂直面で構成される。この場合、パターン描画部におけるマスクの断面積が大きくなり、マスクの強度を確保することが可能になる。これに伴って、パターン描画部におけるマスクの厚さを薄くすることができる。これにより、マスクの斜め方向から飛来するパターン材料を、確実にパターン開口部に入射させることが可能になる。したがって、寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクを提供することができる。
The second mask material layer may be a single crystal silicon layer having a plane orientation (1, 1, 0).
According to this configuration, the side wall of the pattern opening is formed of a vertical plane having a plane orientation (1, 1, 1). In this case, the cross-sectional area of the mask in the pattern drawing portion is increased, and the strength of the mask can be ensured. Accordingly, the thickness of the mask in the pattern drawing unit can be reduced. As a result, the pattern material flying from the oblique direction of the mask can be reliably incident on the pattern opening. Therefore, a mask capable of drawing a pattern with high dimensional accuracy can be provided.
なお、前記パターンは、電気光学装置におけるストライプ状のドット領域を長手方向に延長したスリットパターンであることが望ましい。
上記発明では、マスクの強度を確保することができるので、長いスリットパターンを形成することも可能である。そして、長いスリットパターンを形成すれば、電気光学装置のドット領域に機能性薄膜のパターンを描画する際に、その長手方向に対するマスクの厳密な位置合わせが不要になる。したがって、寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクを提供することができる。
The pattern is preferably a slit pattern obtained by extending a striped dot region in the electro-optical device in the longitudinal direction.
In the above invention, since the strength of the mask can be ensured, a long slit pattern can be formed. If a long slit pattern is formed, when the functional thin film pattern is drawn in the dot region of the electro-optical device, it is not necessary to strictly align the mask with respect to the longitudinal direction. Therefore, a mask capable of drawing a pattern with high dimensional accuracy can be provided.
また、前記第1マスク材料基板および/または前記第2マスク材料層のエッチングは、10重量%以上30重量%未満のテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液を用いたウエットエッチングにより行うことが望ましい。
この水溶液は、単結晶シリコンおよび酸化シリコンのエッチングにつき大きな選択比を有するものである。したがって、寸法精度よくマスクを形成することができる。
Further, it is preferable that the etching of the first mask material substrate and / or the second mask material layer is performed by wet etching using a tetramethyl ammonium hydroxide aqueous solution of 10 wt% or more and less than 30 wt%.
This aqueous solution has a high selectivity for etching single crystal silicon and silicon oxide. Therefore, the mask can be formed with high dimensional accuracy.
一方、本発明のマスクは、上述したマスクの製造方法を使用して製造したことを特徴とする。
この構成によれば、寸法精度のよいマスクを低コストで提供することができる。
On the other hand, the mask of the present invention is manufactured using the above-described mask manufacturing method.
According to this configuration, a mask with good dimensional accuracy can be provided at low cost.
一方、本発明の電気光学装置は、上述したマスクを使用して製造したことを特徴とする。
この構成によれば、電気光学装置を精度よく製造することが可能になり、表示品質に優れた電気光学装置を提供することができる。
On the other hand, the electro-optical device of the present invention is manufactured using the above-described mask.
According to this configuration, it becomes possible to manufacture the electro-optical device with high accuracy, and it is possible to provide an electro-optical device with excellent display quality.
一方、本発明の電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
On the other hand, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device.
According to this configuration, an electronic device having excellent display quality can be provided.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
[第1実施形態]
最初に、本発明の第1実施形態に係るマスクおよびその製造方法につき、図1ないし図3を用いて説明する。
図1は第1実施形態に係るマスクの説明図であり、図1(a)は平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A′線における側面断面図であり、図1(c)は図1(b)のB部における拡大図である。図1(b)に示すように、第1実施形態に係るマスク10は、パターン描画部14に開口22が形成された面方位(1,0,0)の単結晶シリコン基板20と、その単結晶シリコン基板20の表面に配置された酸化シリコン層30と、その酸化シリコン層30の表面に配置されパターン開口部42が形成された面方位(1,0,0)の単結晶シリコン層40とを有するものである。なお、面方位(1,0,0)の面とは、ミラー指数(1,0,0)の面と同義である。
[First Embodiment]
First, a mask and a manufacturing method thereof according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an explanatory view of a mask according to the first embodiment, FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is a side sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1 (a). FIG.1 (c) is an enlarged view in the B section of FIG.1 (b). As shown in FIG. 1B, the
[マスク]
図1(c)に示すように、第1実施形態に係るマスク10は、いわゆるSOI(Silicon on Insulating substrate)基板12から形成されている。すなわち、面方位(1,0,0)の単結晶シリコン基板20の表面に酸化シリコン層30が配置され、その酸化シリコン層30の表面に面方位(1,0,0)の単結晶シリコン層40が配置されている。一例を挙げれば、単結晶シリコン基板20は厚さ400μmに形成され、酸化シリコン層30は厚さ0.1μmに形成されている。また、パターン描画部におけるマスク10の強度を確保するため、単結晶シリコン層40の厚さは120μmに形成されている。
[mask]
As shown in FIG. 1C, the
図1(b)に示すように、上記SOI基板12の中央部がパターン描画部14に設定されている。そのパターン描画部14では、単結晶シリコン基板20および酸化シリコン層30に開口22,32が形成されている。これにより、マスク10のパターン描画部14は、単結晶シリコン層40のみで構成されている。すなわち、単結晶シリコン層40の厚さは、パターン描画部14におけるマスク10の厚さと同一に形成されている。そして、パターン描画部14の周囲に配置された単結晶シリコン基板20により、マスク全体の強度が確保されている。
As shown in FIG. 1B, the central portion of the
図1(a)に示すように、単結晶シリコン層のパターン描画部14には、複数のパターン開口部42が形成されている。各パターン開口部42はストライプ状に形成され、マトリクス状に整列配置されている。また図1(b)に示すように、各パターン開口部42の側壁42aは、面方位(1,1,1)の傾斜面で構成されている。
As shown in FIG. 1A, a plurality of
[マスクの製造方法]
次に、第1実施形態に係るマスクの製造方法につき、図2および図3を用いて説明する。図2および図3は、第1実施形態に係るマスクの製造方法の工程図である。
まず、図2(a)に示すように、SOI基板12を形成する。SOI基板12の形成方法として、ウエハの貼り合わせによる方法や、酸素イオンをシリコン基板に打ち込んで内部に酸化層を形成するSIMOX(Separation by Implanted Oxygen)法などの公知の方法がある。SIMOX法を採用する場合には、面方位(1,0,0)の単結晶シリコン基板20の表面から酸素イオンを打ち込んで、単結晶シリコン基板20の内部に酸化シリコン層30を形成する。そして、この酸化シリコン層30により、単結晶シリコン基板20から面方位(1,0,0)の単結晶シリコン層40が区画される。
[Mask Manufacturing Method]
Next, a mask manufacturing method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 are process diagrams of the mask manufacturing method according to the first embodiment.
First, as shown in FIG. 2A, an
次に、図2(b)に示すように、SOI基板12の表面に、耐アルカリエッチング層を形成する。耐アルカリエッチング層として、具体的には酸化シリコン膜16を形成する。酸化シリコン膜16は、SOI基板12の表面全体を熱酸化することによって簡単に形成することが可能である。特に、湿式熱酸化法を採用すれば、緻密な酸化シリコン膜16を形成することができる。なお酸化シリコン膜16に代えて、CVD法等により窒化シリコン膜を形成してもよく、またスパッタ法等により金/クロムなどの金属膜を形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 2B, an alkali resistant etching layer is formed on the surface of the
次に、図2(c)に示すように、酸化シリコン膜16をパターニングして、第1エッチングマスク24および第2エッチングマスク44を形成する。
まず、単結晶シリコン基板20のパターン描画部を開口させるための第1エッチングマスク24を形成する。第1エッチングマスク24は、単結晶シリコン基板20の表面に配置された酸化シリコン膜16に、パターン描画部の形状をパターニングしたものである。このパターニングは、フォトリソグラフィ技術および酸化シリコン膜16のエッチングを利用して行う。なお、酸化シリコン膜16のエッチングは、フッ酸とフッ化アンモニウムの混合液をエッチング液とするウエットエッチングによって行うことが可能である。
一方、単結晶シリコン層40にパターン開口部を形成するための第2エッチングマスク44を形成する。第2エッチングマスク44は、単結晶シリコン層40の表面に配置された酸化シリコン膜16に、パターン開口部の形状をパターニングしたものである。このパターニングも上記と同様に、フォトリソグラフィ技術および酸化シリコン膜16のエッチングを利用して行う。なお、第1エッチングマスク24および第2エッチングマスク44は同時に形成することも可能であり、これにより第1実施形態に係るマスクを効率的に製造することができる。
Next, as shown in FIG. 2C, the
First, a
On the other hand, a
次に、図2(d)に示すように、第1エッチングマスク24を介して単結晶シリコン基板20をエッチングし、第2エッチングマスク44を介して単結晶シリコン層40をエッチングする。これらのエッチングは、有機アミン系アルカリ水溶液、例えば10重量%以上30重量%未満(特に、10重量%以上20重量%未満)のテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液をエッチング液とするウエットエッチングで行うことが望ましい。なお、この水溶液を80℃程度に加熱して使用してもよい。このエッチング液は、単結晶シリコンおよび酸化シリコンのエッチングにつき大きな選択比を有するものである。したがって、酸化シリコンからなる第2エッチングマスク44を介することにより、単結晶シリコン層40を精度よくエッチングすることが可能になる。また、このエッチング液は、カリウムやナトリウムを使用しない有機アルカリのため、蒸着時におけるTFT基板のカリウム汚染やナトリウム汚染を防止することができる。
Next, as shown in FIG. 2D, the single
このエッチング液中にSOI基板12を浸漬すると、エッチングレートが小さい面方位(1,1,1)の傾斜面と平行に、異方性エッチングが進行する。その結果、単結晶シリコン層40のエッチングは、第2エッチングマスク44の開口端部まで進行した時点で停止する。一方、単結晶シリコン基板20のエッチングが進行すると、酸化シリコン層30が露出する。ところが、上述したエッチング液は、単結晶シリコンおよび酸化シリコンのエッチングにつき大きな選択比を有するものであり、酸化シリコン層30をエッチングしない。すなわち、酸化シリコン層30は単結晶シリコン基板20のエッチング停止層として機能する。これにより、エッチングの時間管理を行うことなく、単結晶シリコン基板20のエッチングを所定位置で停止させることができる。
When the
なお、上述した有機アミン系アルカリ水溶液以外であっても、水酸化カリウム水溶液以外の無機アルカリ水溶液、例えばアンモニア水をエッチング液として使用することも可能である。また、本発明はカリウムを含むエッチング液を除外するものではなく、例えば15%の水酸化カリウム溶液を80℃程度に加熱して、エッチング液として使用することも可能である。 In addition, even if it is other than the organic amine alkali aqueous solution mentioned above, it is also possible to use inorganic alkali aqueous solutions other than potassium hydroxide aqueous solution, for example, ammonia water, as an etching solution. Further, the present invention does not exclude an etching solution containing potassium. For example, a 15% potassium hydroxide solution can be heated to about 80 ° C. and used as an etching solution.
次に、図3(e)に示すように、単結晶シリコン基板20のエッチングにより露出した酸化シリコン層30を除去する。露出した酸化シリコン層30の除去は、フォトリソグラフィ技術および酸化シリコンのエッチングを利用して行う。酸化シリコンのエッチングは、CHF3ガスをエッチングガスとするドライエッチングや、緩衝フッ酸の水溶液をエッチング液とするウエットエッチング等によって行うことが可能である。
Next, as shown in FIG. 3E, the
次に、図3(f)に示すように、単結晶シリコン層40におけるパターン開口部の形成領域に、それぞれ貫通孔46を形成する。貫通孔46の形成は、YAGレーザやCO2レーザ等によるレーザ加工によって行うことが望ましい。このレーザ加工によれば、所定の位置に対して簡単に貫通孔を形成することができる。なおレーザ加工の代わりに、CHF3ガスをエッチングガスとするドライエッチングや、ドリル等による機械加工等を利用してもよい。この貫通孔46は、単結晶シリコン層40における複数のパターン開口部の形成領域に対して、それぞれ複数個ずつ形成してもよいが、それぞれの中央付近に1個ずつ形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 3 (f), through
次に、図3(g)に示すように、単結晶シリコン基板20側から単結晶シリコン層40をエッチングする。このエッチングは、テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液をエッチング液とするウエットエッチングで行う。酸化シリコン層30の除去によって露出した単結晶シリコン層40の表面には、貫通孔46の開口部が形成されているので、この開口部を基点として単結晶シリコン層40のエッチングが進行する。このエッチングは、第2エッチングマスク44の開口端部まで進行した時点で停止する。これにより、単結晶シリコン層40にパターン開口部42が形成される。このパターン開口部42の側壁42aは、面方位(1,1,1)の傾斜面で構成される。
Next, as shown in FIG. 3G, the single
最後に、図3(h)に示すように、SOI基板の表面全体に形成された酸化シリコン膜16を除去する。酸化シリコン膜16の除去は、緩衝フッ酸の水溶液をエッチング液とするウエットエッチング等によって行うことが可能である。
以上により、第1実施形態に係るマスク10が完成する。
Finally, as shown in FIG. 3H, the
Thus, the
以上に詳述したように、第1実施形態に係るマスクの製造方法は、SOI基板をエッチングすることにより、単結晶シリコン基板のパターン描画部を開口させるとともに、単結晶シリコン層にパターン開口部を形成する構成とした。SOI基板の絶縁層は、単結晶シリコンのエッチング停止層として機能する。したがって、エッチングの時間管理を行わなくても、単結晶シリコン基板のエッチングを所定位置で停止させることができる。その結果、パターン描画部においてマスクを所定厚さに形成することが可能になる。これにより、このマスクを蒸着マスクとして使用する場合に、マスクの斜め方向から飛来する蒸着材料を再現性よくパターン開口部に入射させることが可能になる。したがって、寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクを提供することができる。 As described in detail above, the mask manufacturing method according to the first embodiment opens the pattern drawing portion of the single crystal silicon substrate by etching the SOI substrate, and forms the pattern opening in the single crystal silicon layer. It was set as the structure to form. The insulating layer of the SOI substrate functions as an etching stop layer of single crystal silicon. Therefore, the etching of the single crystal silicon substrate can be stopped at a predetermined position without managing the etching time. As a result, it is possible to form a mask with a predetermined thickness in the pattern drawing section. Thereby, when using this mask as a vapor deposition mask, the vapor deposition material which flies from the diagonal direction of a mask can be entered into a pattern opening part with sufficient reproducibility. Therefore, a mask capable of drawing a pattern with high dimensional accuracy can be provided.
また、第1実施形態のマスクは、面方位(1,0,0)のSOI基板から形成した。この場合、パターン開口部の側壁が面方位(1,1,1)の傾斜面で構成される。これにより、マスクの斜め方向から飛来する蒸着材料を確実にパターン開口部に入射させて、パターンを描画することが可能になる。したがって、寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクを提供することができる。 In addition, the mask of the first embodiment was formed from an SOI substrate having a plane orientation (1, 0, 0). In this case, the side wall of the pattern opening is formed by an inclined surface having a plane orientation (1, 1, 1). As a result, it becomes possible to draw a pattern by reliably allowing the vapor deposition material flying from the oblique direction of the mask to enter the pattern opening. Therefore, a mask capable of drawing a pattern with high dimensional accuracy can be provided.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係るマスクおよびその製造方法につき、図4および図5を用いて説明する。図4は第2実施形態に係るマスクの説明図であり、図4(a)は平面図であり、図4(b)は図4(a)のC−C′線における側面断面図である。第1実施形態に係るマスクが面方位(1,0,0)のSOI基板から形成されているのに対して、図4(b)に示す第2実施形態に係るマスク110は、面方位(1,1,0)のSOI基板112から形成されている点で異なっている。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a mask and a manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an explanatory view of a mask according to the second embodiment, FIG. 4 (a) is a plan view, and FIG. 4 (b) is a side sectional view taken along the line CC 'in FIG. 4 (a). . The mask according to the first embodiment is formed from an SOI substrate having a plane orientation (1, 0, 0), whereas the
[マスク]
図4(b)に示すように、第2実施形態に係るマスク110は、面方位(1,1,0)のSOI基板112から形成されている。一例を挙げれば、単結晶シリコン基板120は厚さ400μmに形成され、酸化シリコン層130は厚さ0.1μmに形成され、単結晶シリコン層140は厚さ50μmに形成されている。
[mask]
As shown in FIG. 4B, the
図4(a)に示すように、単結晶シリコン層のパターン描画部114には、複数のパターン開口部142が形成されている。各パターン開口部142は、電気光学装置におけるストライプ状のドット領域を長手方向に延長したスリット形状とされ、短手方向に並列配置されている。また図4(b)に示すように、各パターン開口部142の側壁142aは、面方位(1,1,1)の垂直面で構成されている。
As shown in FIG. 4A, a plurality of
[マスクの製造方法]
次に、第2実施形態に係るマスクの製造方法につき、図5を用いて説明する。図5は、第2実施形態に係るマスクの製造方法の工程図である。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
[Mask Manufacturing Method]
Next, a mask manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a process diagram of a mask manufacturing method according to the second embodiment. Note that detailed description of portions having the same configuration as in the first embodiment is omitted.
まず、面方位(1,1,0)のSOI基板112を作成する。次に、図5(a)に示すように、SOI基板112の表面に酸化シリコン膜116を形成する。次に、図5(b)に示すように、酸化シリコン膜116をパターニングして、第1エッチングマスク124および第2エッチングマスク144を形成する。
First, an
次に、図5(c)に示すように、第1エッチングマスク124を介して単結晶シリコン基板120をエッチングし、第2エッチングマスク144を介して単結晶シリコン層140をエッチングする。これらのエッチングは、第1実施形態と同様に、テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液をエッチング液とするウエットエッチングで行う。
このエッチング液中にSOI基板112を浸漬すると、エッチングレートが小さい面方位(1,1,1)の垂直面に沿って異方性エッチングが進行する。その結果、単結晶シリコン層140のエッチングおよび単結晶シリコン基板120のエッチングは、ともに酸化シリコン層130まで進行して停止する。
Next, as shown in FIG. 5C, the single
When the
次に、図5(d)に示すように、単結晶シリコン基板120のエッチングにより露出した酸化シリコン層130を除去する。なお、パターン開口部142に配置された酸化シリコン層130のみを除去してもよい。さらに、SOI基板112の表面全体に形成された酸化シリコン膜116を除去する。これにより、第2実施形態に係るマスク110が完成する。
Next, as shown in FIG. 5D, the
以上に詳述した第2実施形態に係るマスクの製造方法では、第1実施形態に係るマスクの製造方法と同様に、SOI基板の絶縁層が単結晶シリコンのエッチング停止層として機能する。したがって、パターン描画部においてマスクを所定厚さに形成することができる。これにより、寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクを提供することができる。 In the mask manufacturing method according to the second embodiment described in detail above, as in the mask manufacturing method according to the first embodiment, the insulating layer of the SOI substrate functions as an etching stop layer of single crystal silicon. Therefore, the mask can be formed with a predetermined thickness in the pattern drawing portion. Thereby, the mask which can draw a pattern with dimensional accuracy can be provided.
また、第2実施形態のマスクは、面方位(1,1,0)のSOI基板から形成した。この場合、パターン開口部の側壁が面方位(1,1,1)の垂直面で構成される。これにより、パターン描画部におけるマスクの断面積が大きくなり、マスクの強度を確保することが可能になる。これに伴って、パターン描画部におけるマスクの厚さを薄くすることができる。なお、第1実施形態では単結晶シリコン層の厚さを120μmに形成したのに対して、第2実施形態では例えば50μmに形成することができる。その結果、マスクの斜め方向から飛来する蒸着材料を確実にパターン開口部に入射させて、パターンを描画することが可能になる。したがって、寸法精度よくパターンを描画することが可能なマスクを提供することができる。 In addition, the mask of the second embodiment was formed from an SOI substrate having a plane orientation (1, 1, 0). In this case, the side wall of the pattern opening is constituted by a vertical plane having a plane orientation (1, 1, 1). Thereby, the cross-sectional area of the mask in the pattern drawing section is increased, and the strength of the mask can be ensured. Accordingly, the thickness of the mask in the pattern drawing unit can be reduced. In the first embodiment, the thickness of the single crystal silicon layer is 120 μm, whereas in the second embodiment, the thickness can be 50 μm, for example. As a result, it becomes possible to draw a pattern by reliably allowing the vapor deposition material flying from the oblique direction of the mask to enter the pattern opening. Therefore, a mask capable of drawing a pattern with high dimensional accuracy can be provided.
さらに、第2実施形態のマスクでは、パターン描画部におけるマスクの強度を確保することができるので、パターン開口部の形状を、電気光学装置におけるストライプ状のドット領域を長手方向に延長したスリット形状とすることができる。このようなスリットパターンを形成すれば、電気光学装置のドット領域に対して機能性薄膜のパターンを描画する際に、その長手方向に対するマスクの厳密な位置合わせが不要になる。したがって、寸法精度よくパターンを描画することができる。 Furthermore, in the mask of the second embodiment, the strength of the mask in the pattern drawing portion can be ensured, so that the shape of the pattern opening is a slit shape in which the stripe-shaped dot region in the electro-optical device is extended in the longitudinal direction. can do. If such a slit pattern is formed, when the pattern of the functional thin film is drawn on the dot region of the electro-optical device, it is not necessary to strictly align the mask with respect to the longitudinal direction. Therefore, a pattern can be drawn with high dimensional accuracy.
[電気光学装置]
次に、上記各実施形態に係るマスクを使用して電気光学装置を製造する方法につき、図6ないし図8を用いて説明する。ここでは、電気光学装置として、低分子有機EL装置を例にして説明する。
[Electro-optical device]
Next, a method for manufacturing an electro-optical device using the mask according to each of the above embodiments will be described with reference to FIGS. Here, a low molecular organic EL device will be described as an example of the electro-optical device.
図6は、低分子有機EL装置の側面断面図である。有機EL装置200は、マトリクス状に配置された複数のドット領域R,G,Bを備え、一組のドット領域R,G,Bにより一つの画素領域が構成されている。また、ガラス材料等からなる基板210の表面には、各ドット領域を駆動する回路部220が形成されている。なお図6では、回路部220の詳細構成の図示を省略している。その回路部220の表面には、ITO等からなる複数の画素電極240が、各ドット領域R,G,Bに対応してマトリクス状に形成されている。また、陽極として機能する画素電極240を覆うように、銅フタロシアニン等からなる正孔注入層250が形成されている。なお正孔注入層250の表面に、NPB(N,N−ジ(ナフタリル)−N,N−ジフェニル−ベンジデン)等からなる正孔輸送層を設ける場合もある。
FIG. 6 is a side sectional view of the low molecular organic EL device. The
そして正孔注入層250の表面には、各ドット領域R,G,Bに対応する発光層260がマトリクス状に形成されている。この発光層260は、分子量が約1000以下の低分子有機材料からなっている。具体的には、Alq3(アルミニウム錯体)等をホスト材料とし、ルブレン等をドーパントとして発光層260が構成されている。また各発光層260を覆うように、フッ化リチウム等からなる電子注入層270が形成され、さらに電子注入層270の表面には、Al等からなる陰極280が形成されている。なお、基板210の端部に封止基板(不図示)が貼り合わされて、全体が密閉封止されている。
On the surface of the
上述した画素電極240と陰極280との間に電圧を印加すると、正孔注入層250から発光層260に正孔が注入され、電子注入層270から発光層260に電子が注入される。そして、発光層260において正孔および電子が再結合し、ドーパントが励起されて発光する。このように低分子有機材料からなる発光層を備えた低分子有機EL装置は、寿命が長く発光効率に優れている。
When a voltage is applied between the
[蒸着装置]
上述した低分子有機EL装置の発光層は、蒸着装置を用いて蒸着処理することにより形成する。そこで、蒸着装置につき図7を用いて説明する。
図7は、蒸着装置の説明図である。以下には、抵抗加熱式真空蒸着装置を例にして説明する。この蒸着装置300は、真空ポンプ302が接続されたチャンバ304を備えている。そのチャンバ304の内部には、基板ホルダ310が設けられている。この基板ホルダ310には、蒸着処理の対象となる基板210が下向きに保持されるようになっている。一方、基板ホルダ310と対向するように、蒸着材料324が充填されるルツボ320が設けられている。そのルツボ320にはフィラメント322が配線され、ルツボ内の蒸着材料324を加熱しうるようになっている。なお、蒸発した蒸着材料がチャンバ304の内壁等に付着するのを防止するため、防着板330が設けられている。
[Vapor deposition equipment]
The light emitting layer of the low molecular organic EL device described above is formed by vapor deposition using a vapor deposition device. The vapor deposition apparatus will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a vapor deposition apparatus. Hereinafter, a resistance heating vacuum deposition apparatus will be described as an example. The
この蒸着装置を用いて蒸着処理を行うには、まず基板ホルダ310に基板210を装着するとともに、ルツボ320に蒸着材料324を充填する。次に、チャンバ304に接続された真空ポンプ302を運転して、チャンバ304の内部を真空引きする。次に、ルツボ320に配線されたフィラメント322に通電し、フィラメント322を発熱させて、ルツボ内の蒸着材料324を加熱する。すると、蒸着材料324が蒸発して、基板210の表面に付着する。なお、基板以外の方向に飛散した蒸着材料は、防着板330の表面に付着する。
In order to perform vapor deposition using this vapor deposition apparatus, first, the
[電気光学装置の製造方法]
図8は、発光層の蒸着処理の説明図である。ここでは、ドット領域Gに対する発光層260の形成工程を例にして説明する。発光層260を形成する場合には、基板210の表面に蒸着マスク10を配置した状態で、蒸着装置の基板ホルダに装着する。その際、蒸着マスク10におけるパターン開口部42が、基板210におけるドット領域Gに一致するように配置する。一方、蒸着装置のルツボ内には、蒸着材料として発光層260の構成材料を充填する。そして、この蒸着材料260aを蒸発させると、蒸着マスク10のパターン開口部42を通して、基板210のドット領域Gに蒸着材料260aが付着する。なお、ドット領域G以外の領域には蒸着マスク10が配置されているので、蒸着材料260aは蒸着マスク10の表面に付着する。これにより、ドット領域Gのみに蒸着材料260aを付着させて、発光層260を形成することができる。
さらに、蒸着マスク10のパターン開口部42をドット領域Bに移動させて、上記と同様に蒸着処理を行えば、ドット領域Bにも発光層を形成することができる。
[Method of manufacturing electro-optical device]
FIG. 8 is an explanatory diagram of the vapor deposition process of the light emitting layer. Here, a description will be given of a process of forming the
Furthermore, if the pattern opening 42 of the
ところで、上記各実施形態に係るマスクは、パターン描画部における厚さが寸法精度よく形成されている。そのため、マスクに対して斜め方向から飛来する蒸着材料を、再現性よくパターン開口部に入射させ、基板210のドット領域Gに蒸着させることができる。これにより、低分子有機EL装置の発光層パターンを精度よく描画することが可能になる。したがって、表示品質に優れた低分子有機EL装置を提供することができる。
By the way, the mask according to each of the embodiments described above has a thickness in the pattern drawing portion formed with high dimensional accuracy. Therefore, the vapor deposition material flying from an oblique direction with respect to the mask can be incident on the pattern opening with good reproducibility and can be deposited on the dot region G of the
[電子機器]
次に、上記電気光学装置を備えた電子機器につき、図9を用いて説明する。
図9は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話1300は、本発明の電気光学装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。
なお、上記電気光学装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても良好な表示品質を発揮することが可能である。
[Electronics]
Next, an electronic apparatus including the electro-optical device will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the present invention. A
The electro-optical device is not limited to the cellular phone, but is an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator. In addition, it can be suitably used as an image display means for a word processor, a workstation, a video phone, a POS terminal, a device equipped with a touch panel, etc., and any electronic device can exhibit good display quality.
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。例えば、上記各実施形態のマスクは蒸着用途のマスクとして使用可能であるだけでなく、スパッタ用途等のマスクとしても使用可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials and configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate. For example, the masks of the above embodiments can be used not only as a mask for vapor deposition but also as a mask for sputtering.
12SOI基板 20単結晶シリコン基板 30酸化シリコン層 40単結晶シリコン層 42パターン開口部
12
Claims (10)
第1マスク材料基板の表面に、前記第1マスク材料のエッチング停止層を形成し、前記エッチング停止層の表面に、前記パターン描画部と同等の厚さの第2マスク材料層を形成する工程と、
前記第1マスク材料基板をエッチングして前記パターン描画部を開口させ、前記第2マスク材料層をエッチングしてパターン開口部を形成する工程と、
少なくとも前記パターン開口部に配置された前記エッチング停止層を除去する工程と、
を有することを特徴とするマスクの製造方法。 A method for producing a mask for pattern drawing, wherein the thickness in the pattern drawing part is thinner than other parts,
Forming an etching stop layer of the first mask material on the surface of the first mask material substrate, and forming a second mask material layer having a thickness equivalent to the pattern drawing portion on the surface of the etching stop layer; ,
Etching the first mask material substrate to open the pattern drawing portion and etching the second mask material layer to form a pattern opening;
Removing at least the etch stop layer disposed in the pattern opening;
A method for manufacturing a mask, comprising:
前記エッチング停止層は、酸化シリコンからなることを特徴とする請求項1に記載のマスクの製造方法。 The first mask material is single crystal silicon,
The method for manufacturing a mask according to claim 1, wherein the etching stop layer is made of silicon oxide.
前記エッチング停止層を除去する工程の後に、前記第2マスク材料層における前記パターン開口部の形成領域に貫通孔を形成する工程と、前記第1マスク材料基板側から前記第2マスク材料層をエッチングする工程と、を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマスクの製造方法。 The second mask material layer is a single crystal silicon layer having a plane orientation (1, 0, 0),
After the step of removing the etching stop layer, a step of forming a through hole in the formation region of the pattern opening in the second mask material layer, and the etching of the second mask material layer from the first mask material substrate side The method of manufacturing a mask according to claim 1, further comprising:
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