JP2008156686A - マスクおよびマスク蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のチップを支持基板に固定した場合でも、チップと被処理基板との密着性を高めることのできるマスクおよびマスク蒸着装置を提供すること。
【解決手段】マスク１０は、ガラス製の矩形の支持基板３０に複数のシリコン製のチップ２０を複数、取り付けた構成を有している。支持基板３０には、長方形の貫通穴からなる複数の基板側開口部３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、フレーム部３９のうち、基板側開口部３２の短手方向に位置する外枠部３７ａ、３７ｂには、基板側開口部３２に沿ってスリット状の剛性低減部３５が形成されている。このため、支持基板３０がマスク１０の自重により撓んだ際、その変形は、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａの変形を抑えることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、被処理基板上にマスク蒸着を行うためのマスクおよびマスク蒸着装置に関するものである。

各種半導体装置や電気光学装置の製造工程では、マスク開口部を備えたマスクを被処理基板に重ね、この状態で真空蒸着法やスパッタ法などの成膜を行うことがある。例えば、電気光学装置としての有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）装置の製造工程では、発光用の有機ＥＬ材料（有機機能層）を所定形状に形成する際にフォトリソグラフィ技術を利用すると、パターニング用のレジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去するときに有機材料が水分や酸素に触れて劣化する。このため、有機機能層を形成するには、レジストマスクを必要としないマスク蒸着法が適している。

ここで、被処理基板が大きい場合には、マスクも大きく形成しなければならないが、このようなマスクを製作する際、大型の１枚の板材にマスク開口部を形成するという方法を採用すると、マスクを高精度に製作することが非常に困難である。そこで、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、マスク開口部２２が形成された複数のチップ２０を支持基板３０′に固定してマスク１０′を構成することが提案されている（特許文献１参照）。

一方、マスク蒸着では、被処理基板とマスクとの間に隙間が生じていると、成膜精度が低下してしまう。そこで、マスクを磁性体で形成し、マスクを磁石により吸着して被処理基板に密着させる方法が採用されている。但し、マスクを磁性体で形成すると、大面積のマスクを形成するのが困難であるとして、磁性体以外の材料でマスクを形成すると、磁石による吸着力を利用してマスクと被処理基板に密着させる方法を採用できなくなる。

そこで、被処理基板とマスクとを重ねた状態で被処理基板をマスクに向けて力学的に押圧し、被処理基板とマスクとの密着性を確保するという方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００５−２７６４８０号公報 特開２００５−１５８５７１号公報

しかしながら、複数のチップを支持基板に固定したマスクを用いた場合において、特許文献２に記載されている方法で被処理基板を押圧すると、逆に、成膜精度が低下するという事態が発生する。図９を参照してその理由を説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すマスク１０′に用いた支持基板３０′は、基板中央領域３０ａに形成された複数の基板側開口部３２と、この基板側開口部３２の周りを囲むフレーム部３９とからなり、フレーム部３９は、基板中央領域３０ａ全体を外側で囲む外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと、基板中央領域３０ａで基板側開口部３２に挟まれて外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに繋がる梁部３８ａ、３８ｂとからなる。ここで、外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、梁部３８ａ、３８ｂと比べて幅広に形成されているため、外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの剛性は梁部３８ａ、３８ｂの剛性よりも高い。従って、図９（ｃ）に示すように、支持基板３０′の外枠部３７ａ、３７ｂ、あるいは外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄをホルダ部１３０で支持した状態において、支持基板３０′がマスク１０′の自重により撓んだ時、外枠部３７ａ、３７ｂはあまり撓まず、図９（ａ）、（ｂ）に示す梁部３８ａのみが大きく撓むため、基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａの内側に大きな段差ｄ３が発生してしまう。その結果、支持基板３０′の上面に接合された複数のチップ２０の高さ位置がばらついてしまうため、マスク蒸着時、被処理基板２００とチップ２０との間に大きな隙間が発生し、成膜精度が低下してしまう。また、このような状態下で被処理基板２００を錘１８で押圧すると、支持基板３０′が荷重によりさらに撓むため、被処理基板２００とチップ２０との隙間がさらに広がり、成膜精度がさらに低下してしまう。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、複数のチップを支持基板に固定した場合でも、チップと被処理基板との密着性を高めることのできるマスクおよびマスク蒸着装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、被処理基板上に成膜するパターンに対応するマスク開口部が形成された複数のチップと、該複数のチップが接合された支持基板とを有するマスクにおいて、前記支持基板は、基板中央領域で前記複数のチップにより覆われた複数の基板側開口部と、該複数の基板側開口部の周りを囲むフレーム部とを備え、前記フレーム部は、前記基板中央領域を外周側で囲む外枠部と、当該基板中央領域で前記複数の基板側開口部で挟まれた梁部とを備え、前記フレーム部には、前記支持基板を貫通あるいは薄板化してなる剛性低減部が形成されていることを特徴とする。

本発明のマスクにおいて、支持基板には、チップにより覆われた複数の基板側開口部に加えて、基板側開口部の周りを囲むフレーム部に、支持基板を貫通あるいは薄板化してなる剛性低減部が形成されているため、支持基板がマスクの自重により撓んだ際、剛性低減部およびその周辺部が大きく撓む。従って、マスクの自重による支持基板の変形は、剛性低減部およびその周辺部に集中するので、剛性低減部の形成位置を最適化すれば、複数のチップが配置されている領域（複数の基板側開口部が形成されている領域）の変形を抑えることができ、かかる領域内に大きな段差が発生することを防止することができる。それ故、マスクに被処理基板を重ねた状態において、チップと被処理基板との間に大きな隙間が発生しないので、被処理基板に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができる。

本発明において、前記剛性低減部は、前記外枠部に形成されていることが好ましい。通常、支持基板では、外枠部が梁部よりも幅広で剛性が大きいため、変形しにくい。従って、支持基板がマスクの自重により撓んだ際、複数のチップが配置されている領域（複数の基板側開口部が形成されている基板中央領域）で大きく変形しようとする。しかるに本発明では、剛性低減部が外枠部に形成されているため、支持基板がマスクの自重により撓んだ際、外枠部が大きく撓む。従って、マスクの自重による支持基板の変形は、外枠部に集中するので、複数のチップが配置されている領域（複数の基板側開口部が形成されている基板中央領域）の変形を抑えることができ、かかる領域内に大きな段差が発生することを防止することができる。それ故、マスクに被処理基板を重ねた状態において、チップと被処理基板との間に大きな隙間が発生しない。

本発明において、前記剛性低減部は、前記外枠部において前記基板中央領域を挟む両側位置に形成されていることが好ましい。マスク蒸着装置の成膜室内においてマスクは両端部あるいは全周が支持されるので、支持基板がマスクの自重により撓んだ際、基板中央領域（複数のチップが配置されている領域／複数の基板側開口部が形成されている基板中央領域）で大きく撓もうとする。しかるに本発明では、前記剛性低減部が、前記外枠部において、前記複数の基板側開口部が形成されている基板中央領域を挟む両側位置に形成されているため、支持基板がマスクの自重により撓んだ際、支持基板の基板中央領域を挟む両側で外枠部が大きく撓む。従って、マスクの自重による支持基板の変形は、基板中央領域を挟む両側の外枠部に集中するので、基板中央領域の変形を抑えることができ、かかる基板中央領域内に大きな段差が発生することを防止することができる。それ故、マスクに被処理基板を重ねた状態において、チップと被処理基板との間に大きな隙間が発生しない。

本発明において、前記複数の基板側開口部は、長手方向が同一方向に向くように配列され、前記剛性低減部は、前記外枠部のうち、少なくとも前記基板側開口部の短手方向に位置する部分において前記基板側開口部の長手方向に沿って延びている構成を採用することができる。マスクでは、複数の基板側開口部（複数のチップ）は、長手方向が同一方向に向くように配列されることが多い。このような構成において、チップの剛性は比較的大きいので、支持基板がマスクの自重により撓んだ際、支持基板では、基板側開口部の長手方向に段差が発生しにくく、基板側開口部の短手方向に段差が発生しやすい。しかるに本発明では、前記剛性低減部が前記基板側開口部の短手方向に位置する部分において前記基板側開口部の長手方向に沿って延びているため、基板側開口部の短手方向における支持基板の変形は、剛性低減部およびその周辺部に集中するので、基板中央領域に大きな段差が発生することを防止することができる。それ故、マスクに被処理基板を重ねた状態において、チップと被処理基板との間に大きな隙間が発生しない。

本発明において、前記剛性低減部の幅寸法は、前記基板側開口部の幅寸法より狭いことが好ましい。このように構成すると、支持基板においてマスク蒸着に直接、寄与しない領域の占める面積を狭めることができる。

本発明において、前記剛性低減部の長さ寸法は、前記基板側開口部の長さ寸法より長いことが好ましい。前記剛性低減部が長いほど、基板側開口部の短手方向に位置する外枠部の剛性を低減しやすいので、支持基板がマスクの自重により撓んだ際、基板側開口部の短手方向における支持基板の変形を剛性低減部およびその周辺部に集中させやすくなる。それ故、基板中央領域に大きな段差が発生することを防止することができるので、マスクに被処理基板を重ねた状態において、チップと被処理基板との間に大きな隙間が発生しない。

本発明において、前記剛性低減部は、前記支持基板を貫通してなる部分として形成されていることが好ましい。このように構成すると、基板側開口部をエッチングなどにより形成する際、剛性低減部を同時に形成することができる。

本発明において、前記剛性低減部が前記支持基板を貫通してなる部分として形成されている場合、前記支持基板には、前記剛性低減部を塞ぐ可撓性シール部材が固着されていることが好ましい。このように構成すると、蒸着材料流が剛性低減部を通って被処理基板に供給されることを防止できるので、被処理基板において不必要な領域に成膜されることを防止することができる。

本発明において、前記剛性低減部は、前記支持基板を薄板化してなる部分であってもよい。このように構成すると、蒸着材料流が剛性低減部を通って被処理基板に供給されることを防止できるので、被処理基板において不必要な領域に成膜されることを防止することができる。

本発明を適用したマスクを備えたマスク蒸着装置は、前記マスクを被処理基板の成膜面に重ねた状態で支持するマスク支持部と、前記マスクに対して前記被処理基板が位置する側とは反対側に配置された蒸着源とを成膜室内に有しており、前記成膜室には、前記被処理基板において被成膜面と反対側に位置する裏面を前記マスクに向けて押圧する押圧具を備えていることが好ましい。このように構成すると、チップと被処理基板とを密着させることができるので、被処理基板に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができる。また、本発明では、複数のチップが配置されている領域（複数の基板側開口部が形成されている基板中央領域）に大きな段差が発生していないので、押圧具で被処理基板を押圧した際、被処理基板の局部的な変形を防止することができ、かつ、比較的小さな荷重でチップと被処理基板とを密着させることができる。それ故、チップと被処理基板との間に大きな隙間が発生しないので、被処理基板に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができる。

本発明において、前記剛性低減部が前記支持基板を貫通してなる部分として形成されているマスクを採用した場合、かかるマスクを備えたマスク蒸着装置は、前記マスクを被処理基板の成膜面に重ねた状態で支持するマスク支持部と、前記マスクに対して前記被処理基板が位置する側とは反対側に配置された蒸着源とを成膜室内に有しており、前記成膜室には、前記被処理基板よりも前記蒸着源側で前記剛性低減部を覆う遮蔽部を備えていることが好ましい。このように構成すると、剛性低減部が支持基板を貫通してなる部分として形成されている場合でも、蒸着材料流が剛性低減部を通って被処理基板に供給されることを防止できるので、被処理基板において不必要な領域に成膜されることを防止することができる。

以下に、図面を参照して本発明を適用したマスク蒸着法、およびマスク蒸着装置について説明する。なお、以下の説明では、各実施の形態で共通の構成を説明した後、各実施の形態の特徴部分を説明する。説明に用いる各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。また、以下の実施の形態では、本発明が適用される対象として有機ＥＬ装置を例示する。

［共通の構成］
（有機ＥＬ装置の構成例）
図１は、本発明が適用される有機ＥＬ装置の要部断面図である。図１に示す有機ＥＬ装置１は、表示装置や、電子写真方式を利用したプリンタに使用されるラインヘッドとして用いられるものであり、複数の有機ＥＬ素子３を配列してなる発光素子群３Ａを備えている。有機ＥＬ装置１が、発光層７で発光した光を画素電極４側から出射するボトムエミッション方式の場合には、素子基板２側から発光光を取り出す。このため、素子基板２としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。また、素子基板２上には、画素電極４に電気的に接続された駆動用トランジスタ５ａ（薄膜トランジスタ）などを含む回路部５が、発光素子群３Ａの下層側に形成されており、その上層側に有機ＥＬ素子３が形成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極４と、この画素電極４からの正孔を注入／輸送する正孔輸送層６と、有機ＥＬ物質からなる発光層７（有機機能層）と、電子を注入／輸送する電子注入層８と、陰極９とがこの順に積層された構造になっている。

（有機ＥＬ装置の製造方法）
このような有機ＥＬ装置１を製造するには、素子基板２に対して成膜工程、レジストマスクを用いてのパターニング工程などといった半導体プロセスを利用して各層が形成されるが、正孔輸送層６、発光層７、電子注入層８などの有機機能層は、水分や酸素により劣化しやすい。このため、発光層７などの有機機能層を形成する際、さらには、陰極９を形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能層が水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、発光層７などの有機機能層を形成する際、さらには陰極９を形成する際には、マスク蒸着法を利用して、素子基板２に所定形状の薄膜を形成し、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。このマスク蒸着法では、素子基板２、あるいは素子基板２を多数取りできる大型基板を被処理基板とし、その下面側の所定位置にマスクを重ねた状態で蒸着を行う。発光層７を形成する場合には、低分子有機ＥＬ材料を加熱、蒸発させ、マスクのマスク開口部を介して大型基板の下面に発光層７をストライプ状に形成する。正孔輸送層６、電子注入層８、陰極９などの形成も略同様に行う。

（マスクおよびマスク蒸着装置の構成例）
図２は、本発明を適用したマスク蒸着装置の概略構成図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すマスク蒸着装置１００は、成膜室１１０内部の底面側に蒸着源１２０が配置されており、成膜室１１０の内部において、蒸着源１２０の上方位置には被処理基板２００が被成膜面２１０を下方に向けて水平に配置されている。被処理基板２００の下面側には、マスク１０が重ねて配置されている。マスク１０は、後述するように、複数のチップ２０が支持基板３０に保持された構造を有しており、チップ２０が被処理基板２００の下面（被成膜面２１０）に当接している。本形態において、成膜室１１０の内部には、マスク１０の下面の外周領域、あるいはマスク１０の下面の相対向する両端部分を支持するホルダ部１３０が構成されており、このホルダ部１３０によって、マスク１０および被処理基板２００が水平に保持されている。

本形態において、成膜室１１０では、被処理基板２００の上面（裏面２２０）の側には押圧具１８０が配置されており、この押圧具１８０によって、被処理基板２００を下方（マスク１０の側）に押圧するようになっている。押圧具１８０は、例えば、図２（ａ）に示すように、複数の錘１８のみからなる構成を採用することができるとともに、図２（ｂ）に示すように、複数の錘１８が各々、変形自在な支持部材１８５によって共通のホルダ１８７に支持されている構成を採用することができる。これらの構成のうち、図２（ｂ）に示す構成の場合、複数の錘１８を一括して被処理基板２００の裏面２２０の側に配置した状態と被処理基板２００の裏面２２０の側から退避した状態に切り替えることができるので、被処理基板２００のローディング、アンローディングが容易であるという利点がある。これに対して、図２（ａ）に示す構成の場合、例えば、被処理基板２００を回転させながら、あるいは直線移動させながら成膜するのに適している。なお、図２（ｂ）に示す構成の場合、支持部材１８５としては、ワイヤーなどの線状体の他、コイルバネなどを用いてもよい。いずれの場合も、複数の錘１８は各々、被処理基板２００の裏面２２０のうち、チップ２０と重なる領域の少なくとも一部を押圧するようになっている。

［実施の形態１］
（マスクの構成）
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態１に係るマスクの分解斜視図、斜視図、図３（ｂ）におけるＡ１−Ａ１′断面図である。図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係るマスクを用いて蒸着を行う際のマスクと被処理基板と錘との位置関係を示す斜視図、およびその関係を図４（ａ）のＢ−Ｂ′線に相当する位置で切断して表わす断面図である。なお、図３（ｃ）および図４（ｃ）には、マスクに用いた支持基板、および被処理基板が湾曲した状態を誇張して示してある。

図３（ａ）、（ｂ）に示すマスク１０は、マスク蒸着に用いるマスクであり、ベース基板をなす矩形の支持基板３０に複数のチップ２０を複数、取り付けた構成を有している。各チップ２０は各々、アライメントされて支持基板３０に紫外線硬化型接着剤や陽極接合などにより接合されている。

チップ２０には、被処理基板の被成膜面に対する成膜パターンに対応する長孔形状のマスク開口部２２が複数一定間隔で平行に形成されており、マスク開口部２２の形成領域の周りには外枠部分２５が形成されている。

本形態において、チップ２０は、面方位（１００）を有する単結晶シリコンや、面方位（１１０）を有する単結晶シリコンなどをフォトリソグラフィ技術、ウエットエッチング、ドライエッチングなどを用いて、貫通溝からなるマスク開口部２２を形成することにより、製造される。複数のチップ２０の各々において、外枠部分２５にはアライメントマーク２４が少なくとも２ヶ所形成されており、これらのアライメントマーク２４は、支持基板３０にチップ２０を固定する際の位置合わせに使用される。アライメントマーク２４は、フォトリソグラフィ技術または結晶異方性エッチングなどにより形成される。

支持基板３０には、長方形の貫通穴からなる複数の基板側開口部３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のチップ２０は、支持基板３０の基板側開口部３２を覆うように支持基板３０上に接合されている。

複数の基板側開口部３２はいずれも、長手方向（長方形において長辺が延びている方向）を同一の方向に向けて縦横に配列され、複数のチップ２０も、基板側開口部３２と同様、長手方向を同一の方向に向けて縦横に配列されている。

このように構成した支持基板３０において、複数の基板側開口部３２の周りはフレーム部３９によって囲まれ、フレーム部３９は、複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａを囲む外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと、基板中央領域３０ａで基板側開口部３２に挟まれて外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに繋がる縦横の梁部３８ａ、３８ｂとからなる。外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄのうち、外枠部３７ａ、３７ｂは、基板中央領域３０ａを基板側開口部３２の短手方向で挟む両側領域において基板側開口部３２の長手方向に沿って延びており、外枠部３７ｃ、３７ｄは、基板中央領域３０ａを基板側開口部３２の長手方向で挟む両側領域において基板側開口部３２の短手方向に沿って延びている。梁部３８ａ、３８ｂのうち、梁部３８ａは、基板側開口部３２の短手方向に沿って延びており、梁部３８ｂは、基板側開口部３２の長手方向に沿って延びている。ここで、外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、梁部３８ａ、３８ｂと比べて幅広に形成されている。

支持基板３０の構成材料は、チップ２０の構成材料の熱膨張係数と同一又は近い熱膨張係数を有するものが好ましい。チップ２０はシリコンであるので、シリコンの熱膨張係数と同等の熱膨張係数をもつ材料で支持基板３０を構成する。このようにすることにより、支持基板３０とチップ２０との熱膨張量の違いによる「歪み」や「撓み」の発生を抑えることができる。本形態では、支持基板３０としては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英ガラスなどからなる透明基板が用いられている。

本形態においては、支持基板３０がガラス基板であるため、基板側開口部３２を形成するにあたっては、ブラスト法により削る方法、または、フォトリソグラフィ技術およびふっ酸を用いたウエットエッチングにより形成する方法が挙げられる。なお、支持基板３０については４２アロイなどの金属材料で形成してもよく、この場合、フォトリソグラフィ技術とウエットエッチングや、溶接による組み立て、切削加工、鋳造などにより支持基板３０を製造してもよい。

支持基板３０には、支持基板３０にチップ２０を貼り合わせる際、チップ２０側のアライメントマーク２４と位置合わせされるアライメントマーク３４が基板側開口部３２の周りに形成されている。また、支持基板３０には、アライメントマーク４１を備えた基板４０も接合されている。アライメントマーク４１は、マスク１０を使用して蒸着などを行うときに、マスク１０の位置合わせを行うためのものである。支持基板３０には、基板４０側のアライメントマーク４１と位置合わせされるアライメントマーク３３も形成されている。アライメントマーク３３、３４は、フォトリソグラフィ技術およびウエットエッチングにより、クロム（Ｃｒ膜）などの金属膜（薄膜）で形成することができる。また、アライメントマーク３３、３４は、支持基板３０に対して、レーザ照射や、ドライエッチングあるいはウエットエッングにより、凹部として形成することもできる。なお、アライメントマーク４１については、チップ２０の外枠部分２５や支持基板３０自身に形成してもよい。

本形態のマスク１０は、被処理基板に対する被成膜領域と同一サイズを有している例であるが、同様な構成は、被成膜領域よりもサイズが小さなマスクにも適用することができる。後者の場合には、マスク１０を用いて被成膜領域の所定領域に成膜を行った後、マスク１０をずらしながら複数回、成膜することにより、被成膜領域全体への成膜を行う。また、後者の場合、複数枚のマスク１０を用いて、被成膜領域全体への成膜を行ってもよい。

（支持基板の詳細構成）
このように構成したマスク１０において、本形態では、支持基板３０のフレーム部３９には、支持基板３０を貫通してなる剛性低減部３５が形成されている。本形態において、剛性低減部３５は、フレーム部３９の外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄのうち、基板側開口部３２の短手方向に位置する外枠部３７ａ、３７ｂにおいて基板側開口部３２の長手方向に沿って延びるように形成されている。ここで、剛性低減部３５は、スリット状の長方形に形成されており、その幅寸法Ｗ35は、基板側開口部３２の幅寸法Ｗ32より狭い。また、剛性低減部３５の長さ寸法Ｌ35は、基板側開口部３２の長さ寸法Ｌ32と略同寸法であり、剛性低減部３５は基板側開口部３２と並列している。このような剛性低減部３５については、基板側開口部３２と同様な方法で同時形成することができる。

（本形態の主な効果）
このように構成したマスク１０を用いて蒸着を行うとき、支持基板３０が外枠部３７ａ、３７ｂ、あるいは外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ全体で支持されると、図３（ｃ）に示すように、支持基板３０はマスク１０の自重により撓む。その際、チップ２０の剛性は比較的大きいので、支持基板３０がマスク１０の自重により撓んだ際、支持基板３０では、基板側開口部３２の短手方向に段差が発生しやすい。しかるに本形態では、外枠部３７ａ、３７ｂは、基板側開口部３２が形成されていることにより剛性が低減されており、外枠部３７ａ、３７ｂのうち、基板側開口部３２で挟まれた部分などが梁部３８ａより撓みやすくなっている。従って、マスク１０の自重による支持基板３０の変形は、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、複数のチップ２０が配置されている領域（複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａ）の変形を抑えることができ、かかる領域３０ａ内には、小さな段差ｄ２が発生するだけである。このため、マスク１０には、図９（ｃ）を参照して説明したような大きな段差ｄ３が発生しない。また、マスク１０に被処理基板２００を重ねた状態においては、被処理基板２００も自重により撓んでいる。それ故、チップ２０と被処理基板２００との間に大きな隙間が発生しないので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができる。

また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、マスク被処理基板２００の被成膜面２１０（下面）側にマスク１０を重ねて配置するとともに、被処理基板２００の上面（裏面２２０）の側を押圧具１８０で押圧して蒸着を行う際でも、複数のチップ２０の間に大きな高低差がないので、押圧具１８０で被処理基板２００を押圧した際、被処理基板２００の局部的な変形を防止することができ、かつ、比較的小さな荷重でチップ２０と被処理基板２００とを密着させることができる。また、被処理基板２００を錘１８で押圧すると、錘１８の荷重の分、支持基板３０が大きく撓むが、本形態では、錘１８で支持基板３０を押圧した際の変形も、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、複数のチップ２０が配置されている領域（複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａ）の変形を抑えることができる。それ故、チップ２０と被処理基板２００とを密着させることができるので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができるので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができる。

ここで、押圧具１８０の錘１８は、被処理基板２００の裏面２２０（上面）のうち、チップ２０と重なる領域２２１の各々に配置される。錘１８は、例えば、チップ２０と平面形状およびサイズが同一のアルミニウム製などの平板である。

［実施の形態２］
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態２に係るマスクの分解斜視図、斜視図、図５（ｂ）におけるＡ２−Ａ２′断面図である。なお、図５（ｃ）には、支持基板が湾曲した状態を誇張して示してある。また、本形態および後述する実施の形態３、４は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。

図５（ａ）、（ｂ）に示すマスク１０も、実施の形態１と同様、ガラス製の矩形の支持基板３０に複数のシリコン製のチップ２０を複数、取り付けた構成を有している。各チップ２０は各々、アライメントされて支持基板３０に紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。チップ２０には、被処理基板の被成膜面に対する成膜パターンに対応する長孔形状のマスク開口部２２が複数一定間隔で平行に設けられている。支持基板３０には、長方形の貫通穴からなる複数の基板側開口部３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のチップ２０は、支持基板３０の基板側開口部３２を覆うように支持基板３０上に接合されている。支持基板３０において、複数の基板側開口部３２の周りはフレーム部３９によって囲まれ、フレーム部３９は、複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａを囲む外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと、基板中央領域３０ａで基板側開口部３２に挟まれて外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに繋がる縦横の梁部３８ａ、３８ｂとからなり、外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、梁部３８ａ、３８ｂと比べて幅広に形成されている。

このように構成したマスク１０において、本形態でも、実施の形態１と同様、支持基板３０のフレーム部３９には、支持基板３０を貫通してなる剛性低減部３５が形成されている。本形態において、剛性低減部３５は、フレーム部３９の外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄのうち、基板側開口部３２の短手方向に位置する外枠部３７ａ、３７ｂにおいて基板側開口部３２の長手方向に沿って延びるように形成されている。

ここで、剛性低減部３５は、スリット状の長方形に形成されており、その幅寸法Ｗ35は、基板側開口部３２の幅寸法Ｗ32より狭い。また、剛性低減部３５は、その長さ寸法Ｌ35が基板側開口部３２の長さ寸法Ｌ32より長い。このため、剛性低減部３５は、剛性低減部３５の端部が基板側開口部３２の端部から突き出た状態で基板側開口部３２に並列している。このような剛性低減部３５も基板側開口部３２と同様な方法で同時形成することができる。

このように構成したマスク１０も実施の形態１と同様な効果を奏する。すなわち、マスク１０を用いて蒸着を行う際、支持基板３０が外枠部３７ａ、３７ｂ、あるいは外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ全体で支持されると、図５（ｃ）に示すように、支持基板３０はマスク１０の自重により撓む。その際も、マスク１０の自重による支持基板３０の変形は、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、複数のチップ２０が配置されている領域（複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａ）の変形を抑えることができ、かかる領域３０ａ内には、小さな段差ｄ２が発生するだけである。また、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、被処理基板２００の上面（裏面２２０）の側を押圧具１８０で押圧して蒸着を行う際でも、チップ２０に大きな高低差がない分、比較的小さな荷重でチップ２０と被処理基板２００とを密着させることができ、かつ、押圧具１８０で支持基板３０を押圧した際の変形も、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、複数のチップ２０が配置されている領域（複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａ）の変形を抑えることができる。それ故、チップ２０と被処理基板２００とを密着させることができるので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができるので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができる。

また、本形態において、剛性低減部３５の幅寸法Ｗ35は、基板側開口部３２の幅寸法Ｗ32より狭いので、支持基板３０においてマスク蒸着に直接、寄与しない領域の占める面積を狭めることができる。

また、本形態において、剛性低減部３５の長さ寸法Ｌ35は、基板側開口部３２の長さ寸法Ｌ32より長い。ここで、剛性低減部３５は長いほど基板側開口部３２の短手方向に位置する外枠部３７ａ、３７ｂの剛性を低減しやすいので、支持基板３０がマスク１０の自重により撓んだ際、基板側開口部３２の短手方向における支持基板３０の変形を剛性低減部３５およびその周辺部に集中させやすくなる。それ故、基板中央領域３０ａに大きな段差が発生することをより確実に防止することができるので、マスク１０に被処理基板２００を重ねた状態において、チップ２０と被処理基板２００との間に大きな隙間が発生することを確実に防止することができる。

［実施の形態３］
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態３に係るマスクの分解斜視図、斜視図、図６（ｂ）におけるＡ３−Ａ３′断面図である。なお、図６（ｃ）には、支持基板が湾曲した状態を誇張して示してある。

図６（ａ）、（ｂ）に示すマスク１０も、実施の形態１と同様、ガラス製の矩形の支持基板３０に複数のシリコン製のチップ２０を複数、取り付けた構成を有している。各チップ２０は各々、アライメントされて支持基板３０に紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。チップ２０には、被処理基板の被成膜面に対する成膜パターンに対応する長孔形状のマスク開口部２２が複数一定間隔で平行に設けられている。支持基板３０には、長方形の貫通穴からなる複数の基板側開口部３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のチップ２０は、支持基板３０の基板側開口部３２を覆うように支持基板３０上に接合されている。支持基板３０において、複数の基板側開口部３２の周りはフレーム部３９によって囲まれ、フレーム部３９は、複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａを囲む外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと、基板中央領域３０ａで基板側開口部３２に挟まれて外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに繋がる縦横の梁部３８ａ、３８ｂとからなり、外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、梁部３８ａ、３８ｂと比べて幅広に形成されている。

このように構成したマスク１０において、本形態でも、実施の形態１と同様、支持基板３０のフレーム部３９には、支持基板３０を貫通してなる剛性低減部３５が形成されている。本形態において、剛性低減部３５は、フレーム部３９の外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄのうち、基板側開口部３２の短手方向に位置する外枠部３７ａ、３７ｂにおいて基板側開口部３２の長手方向に沿って延びるように形成されている。

ここで、剛性低減部３５は、その幅寸法Ｗ35が基板側開口部３２の幅寸法Ｗ32と等しく、剛性低減部３５および基板側開口部３２は、等ピッチに形成されている。また、剛性低減部３５は、その長さ寸法Ｌ35が基板側開口部３２の長さ寸法Ｌ32と略等しく、基板側開口部３２と並列している。このような剛性低減部３５については、基板側開口部３２と同様な方法で同時形成することができる。

このように構成したマスク１０も実施の形態１と同様な効果を奏する。すなわち、マスク１０を用いて蒸着を行う際、支持基板３０が外枠部３７ａ、３７ｂ、あるいは外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ全体で支持されると、図６（ｃ）に示すように、支持基板３０はマスク１０の自重により撓む。その際も、マスク１０の自重による支持基板３０の変形は、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、複数のチップ２０が配置されている領域（複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａ）の変形を抑えることができ、かかる領域３０ａ内には、小さな段差ｄ２が発生するだけである。また、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、被処理基板２００の上面（裏面２２０）の側を押圧具１８０で押圧して蒸着を行う際でも、チップ２０に大きな高低差がない分、比較的小さな荷重でチップ２０と被処理基板２００とを密着させることができ、かつ、押圧具１８０で支持基板３０を押圧した際の変形も、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、複数のチップ２０が配置されている領域（複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａ）の変形を抑えることができる。それ故、チップ２０と被処理基板２００とを密着させることができるので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができるので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができる。

［実施の形態４］
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態４に係るマスクの分解斜視図、斜視図、図７（ｂ）におけるＡ４−Ａ４′断面図である。なお、図７（ｃ）には、支持基板が湾曲した状態を誇張して示してある。

図７（ａ）、（ｂ）に示すマスク１０も、実施の形態１と同様、ガラス製の矩形の支持基板３０に複数のシリコン製のチップ２０を複数、取り付けた構成を有している。各チップ２０は各々、アライメントされて支持基板３０に紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。チップ２０には、被処理基板の被成膜面に対する成膜パターンに対応する長孔形状のマスク開口部２２が複数一定間隔で平行に設けられている。支持基板３０には、長方形の貫通穴からなる複数の基板側開口部３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のチップ２０は、支持基板３０の基板側開口部３２を覆うように支持基板３０上に接合されている。支持基板３０において、複数の基板側開口部３２の周りはフレーム部３９によって囲まれている。

本形態において、フレーム部３９は、複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａを囲む外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと、基板中央領域３０ａで基板側開口部３２に挟まれて外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに繋がる縦横の梁部３８ａ、３８ｂ、３８ｃとからなり、外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、梁部３８ａ、３８ｂと比べて幅広に形成されている。これに対して、梁部３８ｃは、梁部３８ａ、３８ｂに比して幅広であり、外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと略同一の幅寸法を有している。

剛性低減部３５は、スリット状の長方形に形成されており、その幅寸法Ｗ35は、基板側開口部３２の幅寸法Ｗ32より狭い。また、剛性低減部３５は、その長さ寸法Ｌ35が基板側開口部３２の長さ寸法Ｌ32と略等しく、基板側開口部３２と並列している。

このように構成したマスク１０も実施の形態１と同様な効果を奏する。すなわち、マスク１０を用いて蒸着を行う際、支持基板３０が外枠部３７ａ、３７ｂ、あるいは外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ全体で支持されると、図７（ｃ）に示すように、支持基板３０はマスク１０の自重により撓む。その際も、マスク１０の自重による支持基板３０の変形は、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、基板中央領域３０ａのうち、複数のチップ２０が配置されている領域（複数の基板側開口部３２が形成されている領域）の変形を抑えることができ、かかる領域内には、小さな段差ｄ２が発生するだけである。また、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、被処理基板２００の上面（裏面２２０）の側を押圧具１８０で押圧して蒸着を行う際でも、チップ２０に大きな高低差がない分、比較的小さな荷重でチップ２０と被処理基板２００とを密着させることができ、かつ、押圧具１８０で支持基板３０を押圧した際の変形も、剛性低減部３５およびその周辺部に集中するので、複数のチップ２０が配置されている領域（複数の基板側開口部３２が形成されている基板中央領域３０ａ）の変形を抑えることができる。それ故、チップ２０と被処理基板２００とを密着させることができるので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができるので、被処理基板２００に対して高いパターン精度で薄膜を形成することができる。

［その他の実施の形態］
上記実施の形態１〜４のいずれにおいても、剛性低減部３５は、支持基板３０に貫通部として形成されている。このため、マスク蒸着の際、蒸着材料が剛性低減部３５を通過して被処理基板２００の被成膜面２１０に堆積してしまう。このような薄膜は、形成される場所によっては製品の仕上がりに弊害をもたらすことがあるので、図８（ａ）に示すマスク１０では、支持基板３０に対して、剛性低減部３５を塞ぐように薄い基板などからなる可撓性シール部材５０が固着されている。このため、蒸着材料が剛性低減部３５を通過して被処理基板２００の被成膜面２１０に堆積してしまうことを防止できる。また、剛性低減部３５を塞ぐのに可撓性シール部材５０を用いたので、剛性低減部３５およびその周辺部の剛性を小さい状態に維持することができる。なお、図８（ａ）に示す例では、支持基板３０の両面のうち、被処理基板２００が位置する側の面に可撓性シール部材５０を固着したが、支持基板３０の両面のうち、蒸着源が位置する側の面に可撓性シール部材５０を固着してもよい。また、可撓性シール部材５０は、材質によってはチップ２０と同等厚のものを用いてもよい。

蒸着材料が剛性低減部３５を通過して被処理基板２００の被成膜面２１０に堆積してしまうことを防止するという観点からすれば、図８（ｂ）に示すように、成膜室１１０内において、被処理基板２００よりも蒸着源側で剛性低減部３５を覆う遮蔽部１４０を設けてもよい。このような遮蔽部１４０としては、例えば、マスク１０を支持するホルダ部１３０を部分的に延設することにより構成することができる。

さらに、図８（ｃ）に示すように、支持基板３０に剛性低減部３５を形成するにあたって、支持基板３０を部分的に薄板化してもよい。この場合には、剛性低減部３５は、支持基板３０を構成する材料自身で塞がれているので、蒸着材料が剛性低減部３５を通過して被処理基板２００の被成膜面２１０に堆積してしまうことを防止することができる。このような剛性低減部３５については、支持基板３０に対するハーフエッチングなどにより形成することができる。このような構成を採用するにあたっては、支持基板３０の両面のうち、蒸着源側に位置する面側を平坦面にすれば、支持基板３０に付着した成膜材料を除去しやすいという利点がある。

また、本発明の技術範囲は上記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種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記形態では、外枠部３７ａ、３７ｂ、さらには梁部３８ｃに剛性低減部３５を形成したが、例えば、外枠部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに剛性低減部３５を形成してもよい。

また、上記形態では、真空蒸着法に用いるマスクを例に説明したが、マスクスパッタ蒸着法に用いるマスクに本発明を適用してもよい。

本発明を適用した有機ＥＬ装置の要部断面図である。 本発明を適用したマスク蒸着装置の概略構成図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態１に係るマスクの分解斜視図、斜視図、およびＡ１−Ａ１′断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係るマスクを用いて蒸着を行う際のマスクと被処理基板と錘との位置関係を示す斜視図、およびその関係を図４（ａ）のＢ−Ｂ′線に相当する位置で切断して表わす断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態２に係るマスクの分解斜視図、斜視図、およびＡ２−Ａ２′断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態３に係るマスクの分解斜視図、斜視図、およびＡ３−Ａ３′断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態４に係るマスクの分解斜視図、斜視図、およびＡ４−Ａ４′断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の他の実施の形態に係るマスクの説明図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、従来のマスクの分解斜視図、斜視図、およびこのマスクを用いて成膜する際の様子を示す断面図である。

符号の説明

１・・有機ＥＬ装置、２・・素子基板、３・・有機ＥＬ素子、７・・発光層、１０・・マスク、１８・・錘、２０・・チップ、２２・・マスク開口部、３０・・支持基板、３２・・基板側開口部、３５・・剛性低減部、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ・・外枠部、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ・・梁部、３９・・フレーム部、５０・・可撓性シール部材、１００・・マスク蒸着装置、１１０・・成膜室、１２０・・蒸着源、１３０・・ホルダ部、１４０・・遮蔽部、１８０・・押圧具、２００・・被処理基板

Claims (11)

1. 被処理基板上に成膜するパターンに対応するマスク開口部が形成された複数のチップと、該複数のチップが接合された支持基板とを有するマスクにおいて、
   前記支持基板は、基板中央領域で前記複数のチップにより覆われた複数の基板側開口部と、該複数の基板側開口部の周りを囲むフレーム部とを備え、
   前記フレーム部は、前記基板中央領域を外周側で囲む外枠部と、当該基板中央領域で前記複数の基板側開口部で挟まれた梁部とを備え、
   前記フレーム部には、前記支持基板を貫通あるいは薄板化してなる剛性低減部が形成されていることを特徴とするマスク。
2. 前記剛性低減部は、前記外枠部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマスク。
3. 前記剛性低減部は、前記外枠部において前記基板中央領域を挟む両側位置に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のマスク。
4. 前記複数の基板側開口部は、長手方向が同一方向に向くように配列され、
   前記剛性低減部は、前記外枠部のうち、少なくとも前記基板側開口部の短手方向に位置する部分において前記基板側開口部の長手方向に沿って延びていることを特徴とする請求項２または３に記載のマスク。
5. 前記剛性低減部の幅寸法は、前記基板側開口部の幅寸法より狭いことを特徴とする請求項４に記載のマスク。
6. 前記剛性低減部の長さ寸法は、前記基板側開口部の長さ寸法より長いことを特徴とする請求項４または５に記載のマスク。
7. 前記剛性低減部は、前記支持基板を貫通してなる部分として形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のマスク。
8. 前記支持基板には、前記剛性低減部を塞ぐ可撓性シール部材が固着されていることを特徴とする請求項７に記載のマスク。
9. 前記剛性低減部は、前記支持基板を薄板化してなる部分であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のマスク。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載のマスクを被処理基板の成膜面に重ねた状態で支持するマスク支持部と、前記マスクに対して前記被処理基板が位置する側とは反対側に配置された蒸着源とを成膜室内に有するマスク蒸着装置において、
    前記成膜室内には、前記被処理基板において被成膜面と反対側に位置する裏面を前記マスクに向けて押圧する押圧具を備えていることを特徴とするマスク蒸着装置。
11. 請求項７に記載のマスクを被処理基板の成膜面に重ねた状態で支持するマスク支持部と、前記マスクに対して前記被処理基板が位置する側とは反対側に配置された蒸着源とを成膜室内に有するマスク蒸着装置において、
    前記成膜室内には、前記被処理基板よりも前記蒸着源側で前記剛性低減部を覆う遮蔽部を備えていることを特徴とするマスク蒸着装置。

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