JP2006249489A - マスク、マスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 薄化したシリコンマスクの強度を向上させることにより、マスクの大型化が実現可能なマスク、マスクの製造方法を提供する。
【解決手段】 被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのマスクＭにおいて、シリコンからなるマスク基材Ｓと、マスク基材Ｓの一方の主面ＭＢに密着配置されてマスク基板Ｓを補強する補強基材Ｈと、所定パターンに対応してマスク基材Ｓ及び補強基材Ｈを貫通して形成された開口部２４と、を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】 被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのマスクＭにおいて、シリコンからなるマスク基材Ｓと、マスク基材Ｓの一方の主面ＭＢに密着配置されてマスク基板Ｓを補強する補強基材Ｈと、所定パターンに対応してマスク基材Ｓ及び補強基材Ｈを貫通して形成された開口部２４と、を備える。
【選択図】 図１
Description
本発明は、シリコン基板にエッチング処理を施して形成されるマスク、マスクの製造方法に関する。
有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称する。）装置は薄膜を積層した構造を有する自発光型の高速応答性表示素子を備えるため、軽くて動画対応に優れた表示パネルを形成でき、近年ではＦＰＤ（Flat Panel Display）テレビ等の表示パネルとして非常に注目されている。
その代表的な製造方法としては、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等の透明陽極を所望の形状にパターニングし、更に透明陽極上に蒸着法を用いて有機材料を積層成膜し、その後に陰極を形成する方法が知られている。
その代表的な製造方法としては、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等の透明陽極を所望の形状にパターニングし、更に透明陽極上に蒸着法を用いて有機材料を積層成膜し、その後に陰極を形成する方法が知られている。
特に、フルカラーの有機ＥＬ装置を製造する場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の有機材料を、高精細なマスクを介して蒸着することによりパターン形成する必要がある。このため、テーパーが付けられた貫通穴（パターン開口）を有するマスクが用いられている。テーパーが付けられた貫通穴を用いて、開口の大きい側から小さい側の方向に蒸着を行うことにより、貫通穴への蒸着粒子の入射量を増やすことができ、小さい開口に対応して微細パターンの蒸着を可能としている。
このようなテーパーが付けられた貫通穴を有するマスクの製造方法としては、シリコン基板を結晶の面方位依存性を利用してエッチングする方法が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００３−３０８９７２号公報
このようなテーパーが付けられた貫通穴を有するマスクの製造方法としては、シリコン基板を結晶の面方位依存性を利用してエッチングする方法が開示されている（特許文献１参照）。
ところで、年々、表示パネルの大型化が進展しおり、これに伴い大きなマスクを用いる必要が生じている。
しかしながら、上述したシリコンマスクは、その厚みを薄く形成しているために、マスクの大型に伴って、自重による撓みが発生したり、強度不足からクラックが発生したりするという問題がある。このため、大型で且つ高精細な有機ＥＬパネルの実現が困難となっている。
しかしながら、上述したシリコンマスクは、その厚みを薄く形成しているために、マスクの大型に伴って、自重による撓みが発生したり、強度不足からクラックが発生したりするという問題がある。このため、大型で且つ高精細な有機ＥＬパネルの実現が困難となっている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、薄化したシリコンマスクの強度を容易に向上させることにより、マスクの大型化が実現可能なマスク、マスクの製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係るマスク、マスクの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのマスクにおいて、シリコンからなるマスク基材と、前記マスク基材の一方の主面に密着配置されて、前記マスク基板を補強する補強基材と、前記所定パターンに対応して、前記マスク基材及び前記補強基材を貫通して形成された開口部と、を備えるようにした。
この発明によれば、シリコン基材からなるマスクに補強基材が密着配置されると共に、所定パターンがシリコン基材と補強基材を貫通するように形成されているので、所定パターンが高精細なものであっても、強度の低下を防止できる。また、マスクを大型化したとしても、自重による所定パターン部の撓みの発生を防止することができる。
第１の発明は、被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのマスクにおいて、シリコンからなるマスク基材と、前記マスク基材の一方の主面に密着配置されて、前記マスク基板を補強する補強基材と、前記所定パターンに対応して、前記マスク基材及び前記補強基材を貫通して形成された開口部と、を備えるようにした。
この発明によれば、シリコン基材からなるマスクに補強基材が密着配置されると共に、所定パターンがシリコン基材と補強基材を貫通するように形成されているので、所定パターンが高精細なものであっても、強度の低下を防止できる。また、マスクを大型化したとしても、自重による所定パターン部の撓みの発生を防止することができる。
また、前記開口部が、前記主面に対して所定角度で傾斜するように前記マスク基材に形成された傾斜面と、前記主面に対して略垂直するように前記補強基材に形成された垂直面と、を有するものでは、開口部に材料供給部側から材料受容部側に向けて開口面積が小さくなるように傾斜する面が形成されているので、斜めから入射する成膜材料を好適に材料受容部側に誘導することができるようになる。これにより、高精細なパターンを被成膜基板上に成膜することができる。
また、前記補強基材が、５μｍから１００μｍの厚みを有するものでは、開口部の垂直面がこのような厚みとなるので、高精細なパターンの成膜を阻害することなく、パターン部の補強を実現することができる。
また、前記マスク基板が、（１００）面方位シリコンからなるものでは、主面に対して所定角度で傾斜する傾斜面を容易に得ることが可能となる。
また、前記補強基材が、硼珪酸ガラスからなるものでは、シリコン基材と補強基材とを良好に接合させることが可能となる。
また、前記補強基材が、酸化珪素からなるものでは、シリコン基材に補強基材を良好に配置させることが可能となる。
また、前記補強基材が、５μｍから１００μｍの厚みを有するものでは、開口部の垂直面がこのような厚みとなるので、高精細なパターンの成膜を阻害することなく、パターン部の補強を実現することができる。
また、前記マスク基板が、（１００）面方位シリコンからなるものでは、主面に対して所定角度で傾斜する傾斜面を容易に得ることが可能となる。
また、前記補強基材が、硼珪酸ガラスからなるものでは、シリコン基材と補強基材とを良好に接合させることが可能となる。
また、前記補強基材が、酸化珪素からなるものでは、シリコン基材に補強基材を良好に配置させることが可能となる。
第２の発明は、所定パターンの開口部を有するマスクの製造方法において、シリコンからなるマスク基材の一方の主面に対して、補強基材を密着配置する第一工程と、前記補強基材に対してエッチング処理を施して、前記所定パターンに対応した凹部を形成する第二工程と、前記凹部の底面に露出する前記マスク基材に対して前記所定パターンに対応した貫通口を形成する第三工程と、前記マスク基材に対してエッチング処理を施して、前記開口部を形成する第四工程と、を有するようにした。
この発明によれば、シリコン基材からなるマスクに補強基材を密着配置し、更に、シリコン基材と補強基材を貫通するように所定パターンを形成するので、所定パターンを高精細に形成したとしても、強度低下が防止される。また、マスクを大型化したとしても、自重による所定パターン部の撓みの発生を防止することができる。
この発明によれば、シリコン基材からなるマスクに補強基材を密着配置し、更に、シリコン基材と補強基材を貫通するように所定パターンを形成するので、所定パターンを高精細に形成したとしても、強度低下が防止される。また、マスクを大型化したとしても、自重による所定パターン部の撓みの発生を防止することができる。
また、前記第一工程が、硼珪酸ガラスからなる前記補強基材と前記マスク基材とを陽極接合する工程を含むものでは、シリコン基材と補強基材とを良好に密着させることが可能となる。
また、前記第一工程が、気相成長法により酸化珪素からなる前記補強基材を形成する工程を含むものでは、シリコン基材に良好に補強基材を密着配置させることが可能となる。更に、前工程において、シリコン基材に対して耐エッチング液膜として酸化珪素膜を形成する場合には、同一材料が用いられるので、製造工程を簡略化することも可能となる。
また、前記第三工程が、レーザ加工法により前記貫通口を形成する工程を含むものでは、シリコン基材及び補強基材に負荷をかけることなく、シリコン基材に微細な貫通口を良好に形成することができる。
また、前記第四工程が、（１００）面方位シリコンからなる前記マスク基材に対してエッチング処理を施して、前記開口部の内面に所望の大きさの（１１１）面を形成する工程を含むものでは、開口部に材料供給部側から材料受容部側に向けて開口面積が小さくなるように傾斜する（１１１）面を容易に形成させることができる。これにより、開口部に対して斜めから入射する成膜材料を、好適に材料受容部側に誘導することができる。したがって、高精細なパターンを被成膜基板上に成膜することができる。
また、前記第一工程が、気相成長法により酸化珪素からなる前記補強基材を形成する工程を含むものでは、シリコン基材に良好に補強基材を密着配置させることが可能となる。更に、前工程において、シリコン基材に対して耐エッチング液膜として酸化珪素膜を形成する場合には、同一材料が用いられるので、製造工程を簡略化することも可能となる。
また、前記第三工程が、レーザ加工法により前記貫通口を形成する工程を含むものでは、シリコン基材及び補強基材に負荷をかけることなく、シリコン基材に微細な貫通口を良好に形成することができる。
また、前記第四工程が、（１００）面方位シリコンからなる前記マスク基材に対してエッチング処理を施して、前記開口部の内面に所望の大きさの（１１１）面を形成する工程を含むものでは、開口部に材料供給部側から材料受容部側に向けて開口面積が小さくなるように傾斜する（１１１）面を容易に形成させることができる。これにより、開口部に対して斜めから入射する成膜材料を、好適に材料受容部側に誘導することができる。したがって、高精細なパターンを被成膜基板上に成膜することができる。
以下、本発明のマスク、マスクの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
〔マスク：第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施の形態に係るマスクの構造を説明するための図であって、図１（ａ）はマスクの断面斜視図、図１（ｂ）はパターン部の断面図である。
マスクＭは、図１（ａ）に示すように、（１１０）面方位を有するシリコン基材（シリコンウエハ）Ｓを後述の製造工程によって加工されたものであり、当該マスクＭの外形をなす外枠部１０と、当該外枠部１０の内側に設けられた複数のマスク開口部２４を有するパターン部２０と、を備えた構成となっている。
図１は、本発明の第１実施の形態に係るマスクの構造を説明するための図であって、図１（ａ）はマスクの断面斜視図、図１（ｂ）はパターン部の断面図である。
マスクＭは、図１（ａ）に示すように、（１１０）面方位を有するシリコン基材（シリコンウエハ）Ｓを後述の製造工程によって加工されたものであり、当該マスクＭの外形をなす外枠部１０と、当該外枠部１０の内側に設けられた複数のマスク開口部２４を有するパターン部２０と、を備えた構成となっている。
また、マスクＭは、図１（ａ）,（ｂ）に示すように、シリコン基材Ｓの一方の主面（裏側主面ＭＢ）に対して補強基材Ｈが密着配置されて構成される。補強基材Ｈは、シリコン基材Ｓと一体となって、外枠部１０及びパターン部２０を構成するものであって、特に薄板化されたシリコン基材Ｓのパターン部２０の強度不足を補うものである。具体的には、補強基材Ｈとして、厚さが５μｍ〜１００μｍの硼珪酸ガラス板（例えば、コーニング社製７７４０やショット社製テンパックス）が用いられる。
なお、裏側主面ＭＢは、蒸着やスパッタ等の各種成膜を行う際に成膜対象物（ガラス基板等）と対向させる面である。一方、各種成膜を行う際に材料気体や原子がマスク開口部２４に向けて入射する面を表側主面ＭＴと呼ぶ。
なお、裏側主面ＭＢは、蒸着やスパッタ等の各種成膜を行う際に成膜対象物（ガラス基板等）と対向させる面である。一方、各種成膜を行う際に材料気体や原子がマスク開口部２４に向けて入射する面を表側主面ＭＴと呼ぶ。
パターン部２０は、外枠部１０から連結されると共にＸ方向及びＹ方向に延在して設けられた複数の梁部２２と、複数の梁部２２により囲まれるように開口する複数のマスク開口部２４を備える構成となっている。つまり、梁部２２が網目状に構成されることで、複数のマスク開口部２４がマトリクス状に配置されている。
また、パターン部２０の梁部２２は、図１（ｂ）に示すように、断面が、マスクＭの表側主面ＭＴ及び裏側主面ＭＢに対して垂直方向（Ｚ方向）に形成された垂直面２２Ａと、表側主面ＭＴ及び垂直面２２Ａに対して所定の角度に傾斜して形成された傾斜面２２Ｂとを有するように形成される。このように、梁部２２に垂直面２２Ａと傾斜面２２Ｂとを形成することにより、マスク開口部２４がテーパー状に形成される。
なお、パターン部２０は、複数のマスク開口部２４がマトリクス状に等ピッチに配置された構成に限らず、成膜対象物に形成するパターンに応じて適宜変更可能である。
また、パターン部２０の梁部２２は、図１（ｂ）に示すように、断面が、マスクＭの表側主面ＭＴ及び裏側主面ＭＢに対して垂直方向（Ｚ方向）に形成された垂直面２２Ａと、表側主面ＭＴ及び垂直面２２Ａに対して所定の角度に傾斜して形成された傾斜面２２Ｂとを有するように形成される。このように、梁部２２に垂直面２２Ａと傾斜面２２Ｂとを形成することにより、マスク開口部２４がテーパー状に形成される。
なお、パターン部２０は、複数のマスク開口部２４がマトリクス状に等ピッチに配置された構成に限らず、成膜対象物に形成するパターンに応じて適宜変更可能である。
上述したように、パターン部２０は、シリコン基材Ｓと補強基材Ｈとが一体となった基材に対して形成されている。すなわち、梁部２２はシリコン基材Ｓと補強基材Ｈとから形成されている。具体的には、梁部２２の傾斜面２２Ｂはシリコン基材Ｓから形成され、一方、垂直面２２Ａは補強基材Ｈから形成される。
なお、傾斜面２２Ｂの結晶面は、シリコン基材Ｓの（１１１）面である。（１１１）面は、（１１０）面方位のシリコン基材Ｓに対して結晶異方性エッチング処理を施すことによって形成できる面なので、研削加工等の物理的な加工が不要であって、化学的処理によって容易に形成される。
また、垂直面２２ＡのＺ方向に長さは、補強基材Ｈの厚さであって、上述したように、５μｍ〜１００μｍである。好ましくは、約５μｍ〜３０μｍ程度に形成される。なお、垂直面２２Ａは、表側主面ＭＴ側の一部にシリコン基材Ｓを含む場合であってもよい。
なお、傾斜面２２Ｂの結晶面は、シリコン基材Ｓの（１１１）面である。（１１１）面は、（１１０）面方位のシリコン基材Ｓに対して結晶異方性エッチング処理を施すことによって形成できる面なので、研削加工等の物理的な加工が不要であって、化学的処理によって容易に形成される。
また、垂直面２２ＡのＺ方向に長さは、補強基材Ｈの厚さであって、上述したように、５μｍ〜１００μｍである。好ましくは、約５μｍ〜３０μｍ程度に形成される。なお、垂直面２２Ａは、表側主面ＭＴ側の一部にシリコン基材Ｓを含む場合であってもよい。
〔マスクの製造方法：第１実施形態〕
次に、マスクＭの製造方法について、図２，図３を参照して説明する。
図２及び図３はマスクＭの製造方法を説明する工程図である。
まず、図２（ａ）に示すように、（１１０）面方位のシリコン基材Ｓに熱酸化処理を施して、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる耐エッチング膜３０を形成する。
耐エッチング膜３０は、後述するように結晶異方性エッチング液（例えば、テトラメチル水酸化アンモニウム等のアルカリ水溶液）に耐性を有する膜である。耐エッチング膜３０は、シリコン基材Ｓに湿式熱酸化処理を施すことによって形成され、その膜厚は、およそ１μｍ程度が好ましい。なお、熱酸化により形成した酸化シリコン膜以外にも、例えばＣＶＤ法により形成した酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ＡｕやＰｔのスパッタ膜等からなるものであっても良い。
次に、マスクＭの製造方法について、図２，図３を参照して説明する。
図２及び図３はマスクＭの製造方法を説明する工程図である。
まず、図２（ａ）に示すように、（１１０）面方位のシリコン基材Ｓに熱酸化処理を施して、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる耐エッチング膜３０を形成する。
耐エッチング膜３０は、後述するように結晶異方性エッチング液（例えば、テトラメチル水酸化アンモニウム等のアルカリ水溶液）に耐性を有する膜である。耐エッチング膜３０は、シリコン基材Ｓに湿式熱酸化処理を施すことによって形成され、その膜厚は、およそ１μｍ程度が好ましい。なお、熱酸化により形成した酸化シリコン膜以外にも、例えばＣＶＤ法により形成した酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ＡｕやＰｔのスパッタ膜等からなるものであっても良い。
次に、図２（ｂ）に示すように、シリコン基材Ｓの裏側主面ＭＢに形成した耐エッチング膜３０を剥離する。また、裏側主面ＭＢに形成した耐エッチング膜３０の中央領域に開口部３１を形成する。この開口部３１は、パターン部２０に対応する領域である。言い換えれば、外枠部１０に対応する領域に形成された耐エッチング膜３０を残す。
なお、開口部３１等の形成は、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術により行われる。
なお、開口部３１等の形成は、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術により行われる。
次に、図２（ｃ）に示すように、シリコン基材Ｓの裏側主面ＭＢに、硼珪酸ガラスからなる補強基材Ｈを陽極接合する。
具体的には、シリコン基材Ｓの裏側主面ＭＢに硼珪酸ガラスからなる補強基材Ｈを密着させた状態で、ホットプレート（不図示）の上に載置して、３００℃〜４００℃の温度域に加熱する。そして、シリコン基材Ｓと補強基材Ｈとの間に、約６００Ｖ〜１０００Ｖの直流電圧を印加する。このとき、シリコン基材Ｓを陽極に、補強基材Ｈを陰極にして印加する。これにより、数分間程で、接着剤を用いることなく、シリコン基材Ｓと補強基材Ｈとが良好に接合される。
具体的には、シリコン基材Ｓの裏側主面ＭＢに硼珪酸ガラスからなる補強基材Ｈを密着させた状態で、ホットプレート（不図示）の上に載置して、３００℃〜４００℃の温度域に加熱する。そして、シリコン基材Ｓと補強基材Ｈとの間に、約６００Ｖ〜１０００Ｖの直流電圧を印加する。このとき、シリコン基材Ｓを陽極に、補強基材Ｈを陰極にして印加する。これにより、数分間程で、接着剤を用いることなく、シリコン基材Ｓと補強基材Ｈとが良好に接合される。
次に、図２（ｄ）に示すように、補強基材Ｈの外面（裏側主面ＭＢ）を研削・研磨して、その厚みを例えば３０μｍ程度に形成する。
続いて、図２（ｅ）に示すように、補強基材Ｈの裏側主面ＭＢに対して、保護膜３２を成膜する。保護膜３２は、後工程で用いられるエッチング液に対して耐性を有する膜である。
保護膜３２としては、フッ酸系エッチング液に耐える材料であることが必要であって、例えば、金／クロム膜を、１０００Å／２００Åの膜厚で成膜さしたものが用いられる。なお、その他の材料として、プラチナ／チタンや窒化シリコン等も用いることができる。
なお、保護膜３２は、複数の開口部３３を有するように形成される。この開口部３３は、パターン部２０のマスク開口部２４に対応ものであり、ウェットエッチングを用いたフォトリソグラフィ法等により形成される。
保護膜３２としては、フッ酸系エッチング液に耐える材料であることが必要であって、例えば、金／クロム膜を、１０００Å／２００Åの膜厚で成膜さしたものが用いられる。なお、その他の材料として、プラチナ／チタンや窒化シリコン等も用いることができる。
なお、保護膜３２は、複数の開口部３３を有するように形成される。この開口部３３は、パターン部２０のマスク開口部２４に対応ものであり、ウェットエッチングを用いたフォトリソグラフィ法等により形成される。
次に、図３（ａ）に示すように、補強基材Ｈの裏側主面ＭＢに対して、フッ酸系ウェットエッチング液でエッチング処理を施して、マスク開口部２４に対応する位置に、凹部３４を形成する。これにより、凹部３４の底面に、シリコン基材Ｓを露出させる。
次に、保護膜３２を剥離し、更にシリコン基材Ｓの表側主面ＭＴに対して、異方性エッチング処理を施す。具体的には、約８０℃に加熱した２５重量％のテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に、シリコン基材Ｓ及び補強基材Ｈを浸漬する。これにより、図３（ｂ）に示すように、シリコン基材Ｓの表側主面ＭＴ側、すなわち、開口部３１の内側領域がエッチングされて、シリコン基材Ｓが、例えば、約１２０μｍ程度の厚さに薄化される。
次に、図３（ｃ）に示すように、補強基材Ｈの凹部３４の底面に露出するシリコン基材Ｓに対して、レーザ加工法を用いて、貫通口３５を形成する。レーザ加工法としては、ＹＡＧレーザ等を用いることにより、シリコン基材Ｓに容易に高い精度の貫通口３５を形成することができる。この貫通口３５は、パターン部２０のマスク開口部２４に対応するものである。なお、レーザ加工法に代えて、ブラスト加工、ドリル加工、放電加工等を用いても良い。
次に、シリコン基材Ｓ及び補強基材Ｈに対して、異方性エッチング処理を施して、パターン部２０を形成する。
具体的には、再び、約８０℃に加熱した２５重量％のテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に、シリコン基材Ｓ及び補強基材Ｈを浸漬し、シリコン基材Ｓの貫通口３５周辺をエッチングする。これにより、図３（ｄ）に示すように、パターン部２０の梁部２２（マスク開口部２４）が形成される。この際、梁部２２には、エッチング速度の遅い（１１１）面、すなわち傾斜面２２Ｂが出現し、テーパー状のマスク開口部２４が形成される。
具体的には、再び、約８０℃に加熱した２５重量％のテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に、シリコン基材Ｓ及び補強基材Ｈを浸漬し、シリコン基材Ｓの貫通口３５周辺をエッチングする。これにより、図３（ｄ）に示すように、パターン部２０の梁部２２（マスク開口部２４）が形成される。この際、梁部２２には、エッチング速度の遅い（１１１）面、すなわち傾斜面２２Ｂが出現し、テーパー状のマスク開口部２４が形成される。
そして、最後に、シリコン基材Ｓ上に配置した耐エッチング膜３０を剥離することにより、マスクＭの製造が完成する。
このようにして製造されたマスクＭは、シリコン基材Ｓと補強基材Ｈとが一体となった基材から形成される。特に、パターン部２０がシリコン基材Ｓと補強基材Ｈから形成されているので、パターン部２０を高精細に形成した際に、強度が不足したシリコン基材Ｓを補強基材Ｈにより補うことができる。これにより、マスクＭの使用時に、パターン部２０が自重により撓んでしまったり、強度不足のためにクラックが発生したりすることが防止される。
また、補強基材Ｈとして、硼珪酸ガラス板を用いているので、シリコン基材Ｓを陽極接合法により、良好に密着配置させることができる。
更に、マスクＭの表側主面ＭＴ側にシリコン基材Ｓを配置したので、パターン部２０の梁部２２に、容易に傾斜面２２Ｂを形成することができる。これにより、マスク開口部２４が、表側主面ＭＴ側から裏側主面ＭＢ側に向けて開口面積が小さくなるように傾斜する形状を有することとなる。したがって、このマスクＭを用いて蒸着法やスパッタ法等の各種成膜を施した際には、表側主面ＭＴに対して斜め方向から入射する材料気体や原子を、マスク開口部２４のテーパー形状に沿って、裏側主面ＭＢ側に配置した被成膜基板に誘導することができる。そして、被成膜基板にパターン部２０に応じた薄膜を正確に形成することができる。
また、補強基材Ｈとして、硼珪酸ガラス板を用いているので、シリコン基材Ｓを陽極接合法により、良好に密着配置させることができる。
更に、マスクＭの表側主面ＭＴ側にシリコン基材Ｓを配置したので、パターン部２０の梁部２２に、容易に傾斜面２２Ｂを形成することができる。これにより、マスク開口部２４が、表側主面ＭＴ側から裏側主面ＭＢ側に向けて開口面積が小さくなるように傾斜する形状を有することとなる。したがって、このマスクＭを用いて蒸着法やスパッタ法等の各種成膜を施した際には、表側主面ＭＴに対して斜め方向から入射する材料気体や原子を、マスク開口部２４のテーパー形状に沿って、裏側主面ＭＢ側に配置した被成膜基板に誘導することができる。そして、被成膜基板にパターン部２０に応じた薄膜を正確に形成することができる。
〔マスク：第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施の形態に係るマスクについて説明する。
なお、第１実施形態に係るマスクＭと同一の構成要素、部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
次に、本発明の第２実施の形態に係るマスクについて説明する。
なお、第１実施形態に係るマスクＭと同一の構成要素、部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
マスクＮは、補強基材Ｋの形成材料として酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いたものである。また、マスクＭと同一構成、略同一形状を有するマスクである。すなわち、マスクＮは、図１（ａ），（ｂ）に示す構成、形状を備える。
補強基材Ｋの形成材料として酸化シリコンを用いた場合には、硼珪酸ガラスを用いた場合と同様の効果を有する。すなわち、パターン部２０をシリコン基材Ｓと補強基材Ｋから形成されているので、パターン部２０を高精細に形成した際に、強度が不足したシリコン基材Ｓを補強基材Ｋにより補うことができる。
補強基材Ｋの形成材料として酸化シリコンを用いた場合には、硼珪酸ガラスを用いた場合と同様の効果を有する。すなわち、パターン部２０をシリコン基材Ｓと補強基材Ｋから形成されているので、パターン部２０を高精細に形成した際に、強度が不足したシリコン基材Ｓを補強基材Ｋにより補うことができる。
〔マスクの製造方法：第２実施形態〕
次に、マスクＮの製造方法について、図４，図５を参照して説明する。
図４及び図５はマスクＭの製造方法を説明する工程図である。
まず、図４（ａ）に示すように、（１１０）面方位のシリコン基材Ｓに熱酸化処理を施して、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる耐エッチング膜３０を形成する。
次に、マスクＮの製造方法について、図４，図５を参照して説明する。
図４及び図５はマスクＭの製造方法を説明する工程図である。
まず、図４（ａ）に示すように、（１１０）面方位のシリコン基材Ｓに熱酸化処理を施して、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる耐エッチング膜３０を形成する。
次に、図４（ｂ）に示すように、裏側主面ＭＢに形成した耐エッチング膜３０の中央領域に開口部３１を形成する。この開口部３１は、パターン部２０に対応する領域であって、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術により形成される。
次に、図４（ｃ）に示すように、シリコン基材Ｓの裏側主面ＭＢに、酸化シリコンからなる補強基材Ｋを配置する。具体的には、シリコン基材Ｓの裏側主面ＭＢにＣＶＤ法や蒸着法により、酸化シリコン膜を、その厚みが、例えば３０μｍ程度となるように成膜する。
なお、前工程において、シリコン基材Ｓ上に、耐エッチング膜３０として酸化シリコンが配置されているので、更に酸化シリコンを容易に積層させることができる。このようにして、シリコン基材Ｓに補強基材Ｋが良好に密着配置される。
なお、前工程において、シリコン基材Ｓ上に、耐エッチング膜３０として酸化シリコンが配置されているので、更に酸化シリコンを容易に積層させることができる。このようにして、シリコン基材Ｓに補強基材Ｋが良好に密着配置される。
次に、図４（ｄ）に示すように、補強基材Ｋの裏側主面ＭＢに対して、保護膜３６を成膜する。
なお、保護膜３６は、複数の開口部３７を有するように形成される。この開口部３７は、パターン部２０のマスク開口部２４に対応ものであり、ウェットエッチングを用いたフォトリソグラフィ法等により形成される。
なお、保護膜３６は、複数の開口部３７を有するように形成される。この開口部３７は、パターン部２０のマスク開口部２４に対応ものであり、ウェットエッチングを用いたフォトリソグラフィ法等により形成される。
次に、図５（ａ）に示すように、補強基材Ｋの裏側主面ＭＢに対して、ドライエッチング処理を施して、マスク開口部２４に対応する位置に、凹部３８を形成する。これにより、凹部３８の底面に、シリコン基材Ｓを露出させる。
次に、保護膜３６を剥離し、更にシリコン基材Ｓの表側主面ＭＴに対して、異方性エッチング処理を施す。具体的には、約８０℃に加熱した２５重量％のテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に、シリコン基材Ｓ及び補強基材Ｋを浸漬する。これにより、図５（ｂ）に示すように、シリコン基材Ｓの開口部３１の内側領域がエッチングされて、シリコン基材Ｓが、例えば、約１２０μｍ程度の厚さに薄化される。
次に、図５（ｃ）に示すように、補強基材Ｋの凹部３８の底面に露出するシリコン基材Ｓに対して、レーザ加工法を用いて、貫通口３５を形成する。
次に、シリコン基材Ｓ及び補強基材Ｋに対して、異方性エッチング処理を施して、パターン部２０を形成する。これにより、図５（ｄ）に示すように、パターン部２０の梁部２２（マスク開口部２４）が形成される。この際、梁部２２には、エッチング速度の遅い（１１１）面、すなわち傾斜面２２Ｂが出現し、テーパー状のマスク開口部２４が形成される。
そして、最後に、シリコン基材Ｓ上に配置した耐エッチング膜３０を剥離することにより、マスクＮの製造が完成する。
このようにして製造されたマスクＮは、シリコン基材Ｓと補強基材Ｋとが一体となった基材から形成される。特に、補強基材Ｋとして、酸化シリコンを用いているので、容易に補強基材Ｋをシリコン基材Ｓに密着配置させることができる。すなわち、前工程において、既に酸化シリコン膜がシリコン基材Ｓ上に形成されているからである。また、同一材料を用いることにより、製造コストを抑えることもできる。
更に、マスクＮの表側主面ＭＴ側にシリコン基材Ｓを配置したので、パターン部２０の梁部２２に、容易に傾斜面２２Ｂを形成することができる。これにより、マスク開口部２４が、表側主面ＭＴ側から裏側主面ＭＢ側に向けて開口面積が小さくなるように傾斜する形状を有することとなる。したがって、このマスクＮを用いて蒸着法やスパッタ法等の各種成膜を施した際には、表側主面ＭＴに対して斜め方向から入射する材料気体や原子を、マスク開口部２４のテーパー形状に沿って、裏側主面ＭＢ側に配置した被成膜基板に誘導することができる。そして、被成膜基板にパターン部２０に応じた薄膜を正確に形成することができる。
更に、マスクＮの表側主面ＭＴ側にシリコン基材Ｓを配置したので、パターン部２０の梁部２２に、容易に傾斜面２２Ｂを形成することができる。これにより、マスク開口部２４が、表側主面ＭＴ側から裏側主面ＭＢ側に向けて開口面積が小さくなるように傾斜する形状を有することとなる。したがって、このマスクＮを用いて蒸着法やスパッタ法等の各種成膜を施した際には、表側主面ＭＴに対して斜め方向から入射する材料気体や原子を、マスク開口部２４のテーパー形状に沿って、裏側主面ＭＢ側に配置した被成膜基板に誘導することができる。そして、被成膜基板にパターン部２０に応じた薄膜を正確に形成することができる。
〔マスクの使用方法〕
次に、マスクの使用方法について、図６を参照して説明する。
図６は、マスクＭ，Ｎを使用するマスク蒸着装置を示す模式図である。
蒸着装置５０は、真空チャンバ５２の底部に蒸着源５４を配置し、その上方にマスクＭ，Ｎを配置し、更にその上に成膜対象物であるガラス基板（被成膜基板）ＬをマスクＭ，Ｎと密着させながら支持する。そして、蒸着時は膜厚分布をよくするために、ガラス基板ＬとマスクＭ，Ｎを固定したまま回転させる。
また、蒸着源５４が発している蒸着物の速度（蒸着速度）は水晶振動子の膜厚センサ５６より管理され、厳密な膜厚管理を行っている。膜厚センサ５６によって蒸着した膜の膜厚が所定の値に達した際には、蒸着源５４の直上にあるシャッター５８を閉じて、蒸着を終了し、マスクＭとガラス基板Ｌの固定を解除し、ガラス基板Ｌのみを搬出する。
なお、本実施形態においては、マスクＭ，Ｎを蒸着用マスクとして用いる場合について説明したが、例えばスパッタリング用マスクや、ＣＶＤ用マスクとして用いることもできる。
次に、マスクの使用方法について、図６を参照して説明する。
図６は、マスクＭ，Ｎを使用するマスク蒸着装置を示す模式図である。
蒸着装置５０は、真空チャンバ５２の底部に蒸着源５４を配置し、その上方にマスクＭ，Ｎを配置し、更にその上に成膜対象物であるガラス基板（被成膜基板）ＬをマスクＭ，Ｎと密着させながら支持する。そして、蒸着時は膜厚分布をよくするために、ガラス基板ＬとマスクＭ，Ｎを固定したまま回転させる。
また、蒸着源５４が発している蒸着物の速度（蒸着速度）は水晶振動子の膜厚センサ５６より管理され、厳密な膜厚管理を行っている。膜厚センサ５６によって蒸着した膜の膜厚が所定の値に達した際には、蒸着源５４の直上にあるシャッター５８を閉じて、蒸着を終了し、マスクＭとガラス基板Ｌの固定を解除し、ガラス基板Ｌのみを搬出する。
なお、本実施形態においては、マスクＭ，Ｎを蒸着用マスクとして用いる場合について説明したが、例えばスパッタリング用マスクや、ＣＶＤ用マスクとして用いることもできる。
〔有機ＥＬ装置の製造方法〕
次に、マスクＭ，Ｎを用いた有機ＥＬ装置の製造方法について、図７を参照して説明する。ここでは、蒸着対象物であるガラス基板Ｌに、有機ＥＬ装置形成用材料を蒸着する場合について説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、ガラス基板Ｌ上には、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を形成し、そのスイッチング素子に接続するように陽極４０を設ける。更に、その陽極４０に接続するように、正孔注入層４１及び正孔輸送層４２を形成する。
次に、マスクＭ，Ｎを用いた有機ＥＬ装置の製造方法について、図７を参照して説明する。ここでは、蒸着対象物であるガラス基板Ｌに、有機ＥＬ装置形成用材料を蒸着する場合について説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、ガラス基板Ｌ上には、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を形成し、そのスイッチング素子に接続するように陽極４０を設ける。更に、その陽極４０に接続するように、正孔注入層４１及び正孔輸送層４２を形成する。
次に、マスクＭ，Ｎとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、赤色発光層形成用材料Ｒをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭ，Ｎのマスク開口部２４に応じて赤色発光層形成用材料Ｒが蒸着される。
次いで、図７（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｌに対するマスクＭ，Ｎの位置をずらし（あるいはマスクＭ，Ｎを別のマスクＭ，Ｎと交換し）、マスクＭ，Ｎとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、緑色発光層形成用材料Ｇをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭ，Ｎのマスク開口部２４に応じて緑色発光層形成用材料Ｇが蒸着される。
次いで、図７（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｌに対するマスクＭ，Ｎの位置をずらし（あるいはマスクＭ，Ｎを別のマスクＭ，Ｎと交換し）、マスクＭ，Ｎとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、青色発光層形成用材料Ｂをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭ，Ｎのマスク開口部２４に応じて青色発光層形成用材料Ｂが蒸着される。
以上のようにして、ガラス基板Ｌ上にＲＧＢ３色の有機材料からなる発光層４３が形成される。
以上のようにして、ガラス基板Ｌ上にＲＧＢ３色の有機材料からなる発光層４３が形成される。
次に、図７（ｄ）に示すように、発光層４３の上に、電子輸送層４４、及び陰極４５が形成されることにより、有機ＥＬ装置ＤＰが形成される。
なお、本実施形態に係る有機ＥＬ装置ＤＰは、発光層を含む発光素子からの発光をガラス基板Ｌ側から装置外部に取り出す形態であり、ガラス基板Ｌの形成材料としては、透明なガラスの他に、光を透過可能な透明あるいは半透明材料、例えば、石英、サファイア、あるいはポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などが挙げられる。特に、ガラス基板Ｌの形成材料としては安価なソーダガラスが好適に用いられる。一方、ガラス基板Ｌと反対側から発光を取り出す形態の場合には、ガラス基板Ｌは不透明であってもよく、その場合、アルミナ等のセラミック、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
なお、本実施形態に係る有機ＥＬ装置ＤＰは、発光層を含む発光素子からの発光をガラス基板Ｌ側から装置外部に取り出す形態であり、ガラス基板Ｌの形成材料としては、透明なガラスの他に、光を透過可能な透明あるいは半透明材料、例えば、石英、サファイア、あるいはポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などが挙げられる。特に、ガラス基板Ｌの形成材料としては安価なソーダガラスが好適に用いられる。一方、ガラス基板Ｌと反対側から発光を取り出す形態の場合には、ガラス基板Ｌは不透明であってもよく、その場合、アルミナ等のセラミック、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
なお、本実施の形態の有機ＥＬ装置ＤＰはアクティブマトリクス型であり、実際には複数のデータ線と複数の走査線とが格子状に配置され、これらデータ線や走査線に区画されたマトリクス状に配置された各画素にスイッチングトランジスタやドライビングトランジスタ等の駆動用ＴＦＴを介して上記の発光素子が接続されている。そして、データ線や走査線を介して駆動信号が供給されると電極間に電流が流れ、発光素子が発光して透明な基板の外面側に光が出射され、その画素が点灯する。なお、本発明は、アクティブマトリクス型に限られず、パッシブ駆動型の表示素子にも適用できることはいうまでもない。
〔電子機器〕
次に、上記有機ＥＬ装置ＤＰを備えた電子機器の例について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
次に、上記有機ＥＬ装置ＤＰを備えた電子機器の例について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
図８（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
図８（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
図８（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ装置ＤＰを備えているので、発光光の輝度の均一化を達成し、表示ムラがない、鮮やかな画像表示が可能な表示部を備えた電子機器となる。
図８（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
図８（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ装置ＤＰを備えているので、発光光の輝度の均一化を達成し、表示ムラがない、鮮やかな画像表示が可能な表示部を備えた電子機器となる。
なお、電子機器としては、前記の携帯電話などに限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ノート型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
Ｍ，Ｎ…マスク、 ＭＴ…表側主面、 ２０…パターン部、 ２２Ａ…垂直面、 ２２Ｂ…傾斜面、 ２４…マスク開口部（開口部）、 ３４…凹部、 ３５…貫通口、 ３８…凹部、 ４３…発光層（薄膜）、 Ｓ…シリコン基材（マスク基材）、 Ｈ，Ｋ…補強基材、 Ｌ…ガラス基板（被成膜基板）、 ＤＰ…有機ＥＬ装置
Claims (11)
- 被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのマスクであって、
シリコンからなるマスク基材と、
前記マスク基材の一方の主面に密着配置されて、前記マスク基板を補強する補強基材と、
前記所定パターンに対応して、前記マスク基材及び前記補強基材を貫通して形成された開口部と、
を備えることを特徴とするマスク。 - 前記開口部は、
前記主面に対して所定角度で傾斜するように前記マスク基材に形成された傾斜面と、
前記主面に対して略垂直するように前記補強基材に形成された垂直面と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のマスク。 - 前記補強基材は、５μｍから１００μｍの厚みを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマスク。
- 前記マスク基板は、（１００）面方位シリコンからなることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のマスク。
- 前記補強基材は、硼珪酸ガラスからなることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のマスク。
- 前記補強基材は、酸化珪素からなることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のマスク。
- 所定パターンの開口部を有するマスクの製造方法であって、
シリコンからなるマスク基材の一方の主面に対して、補強基材を密着配置する第一工程と、
前記補強基材に対してエッチング処理を施して、前記所定パターンに対応した凹部を形成する第二工程と、
前記凹部の底面に露出する前記マスク基材に対して前記所定パターンに対応した貫通口を形成する第三工程と、
前記マスク基材に対してエッチング処理を施して、前記開口部を形成する第四工程と、
を有することを特徴とするマスクの製造方法。 - 前記第一工程は、硼珪酸ガラスからなる前記補強基材と前記マスク基材とを陽極接合する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載のマスクの製造方法。
- 前記第一工程は、気相成長法により酸化珪素からなる前記補強基材を形成する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載のマスクの製造方法。
- 前記第三工程は、レーザ加工法により前記貫通口を形成する工程を含むことを特徴とする請求項７から請求項９のうちいずれか一項に記載のマスクの製造方法。
- 前記第四工程は、（１００）面方位シリコンからなる前記マスク基材に対してエッチング処理を施して、前記開口部の内面に所望の大きさの（１１１）面を形成する工程を含むことを特徴とする請求項７から請求項１０のうちいずれか一項に記載のマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005066784A JP2006249489A (ja) | 2005-03-10 | 2005-03-10 | マスク、マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005066784A JP2006249489A (ja) | 2005-03-10 | 2005-03-10 | マスク、マスクの製造方法 |
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|---|---|
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ID=37090285
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2005066784A Withdrawn JP2006249489A (ja) | 2005-03-10 | 2005-03-10 | マスク、マスクの製造方法 |
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| JP (1) | JP2006249489A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011216728A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
| KR101328821B1 (ko) * | 2006-12-13 | 2013-11-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | 새도우마스크, 그 제조 방법 및 이를 이용한유기전계발광표시장치의 제조 방법 |
| CN110592526A (zh) * | 2018-06-12 | 2019-12-20 | 张东晖 | 金属蒸镀遮罩结构 |
-
2005
- 2005-03-10 JP JP2005066784A patent/JP2006249489A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101328821B1 (ko) * | 2006-12-13 | 2013-11-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | 새도우마스크, 그 제조 방법 및 이를 이용한유기전계발광표시장치의 제조 방법 |
| JP2011216728A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
| CN110592526A (zh) * | 2018-06-12 | 2019-12-20 | 张东晖 | 金属蒸镀遮罩结构 |
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