JP2009158227A - マスク蒸着方法、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、およびマスク蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、被処理基板を成膜開始時から成膜終了時まで低い温度に保持することができるマスク蒸着方法、有機ＥＬ装置の製造方法、およびマスク蒸着装置を提供すること。
【解決手段】マスク蒸着装置２００では、成膜前に、冷却エリア２９０において金属製の冷却ブロック３４０、金属製の蒸着マスク３１０および金属製のホルダ３２０を冷却する冷却工程を行ない、ホルダ３２０に支持された金属製の蒸着マスク３１０の上に第１基板１０を重ねるとともに、第１基板１０の上に冷却ブロック３４０を重ねた状態で成膜室２２０に搬入し、成膜工程を行なう。このため、第１基板１０は成膜前から成膜後にかけて低い温度に保持される。
【選択図】図４

Description

本発明は、被処理基板に対して蒸着マスクを重ねてイオンプレーティング法、真空蒸着法、スパッタ蒸着法などにより成膜を行なうマスク蒸着方法、このマスク蒸着方法を用いた有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬ（Electro Luminescence）という）装置の製造方法、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、被処理基板に対して真空蒸着法、スパッタ蒸着法などが行なわれている。その際、プラズマガンなどのプラズマ源により成膜室内にプラズマを発生させれば、被処理基板にイオンプレーティングを行なうことができる（例えば、特許文献１、２参照）。

かかる方法で成膜する際、被処理基板の被成膜面に蒸着マスクを重ねておき、蒸着マスクの開口部を介して被処理基板の被成膜面に成膜を行なえば、蒸着マスクの開口部の形状に対応したパターンで成膜を行なうことができる（例えば、特許文献３参照）。

ここで、蒸着法では、蒸着源での加熱により蒸発、昇華した蒸着粒子が被処理基板に堆積するため、被処理基板の温度が上昇し、それ以前に形成した膜を劣化させるなどの問題点がある。そこで、成膜中、基板が所定の温度以上に上昇しないように、基板の冷却や管理が行なわれる。
特開平６−６０９８３号公報 特開２００１−１８５３６４号公報 特開平１１−３２９７２３号公報

しかしながら、成膜中の基板を冷却すると大幅な装置の改造が必要となってしまう。かといって、基板を冷却せずに温度を管理するだけでは、例えば、成膜を途中で停止して、基板温度が低下した後、成膜を再開するなどの方法を採用せざるを得ず、生産性が著しく低下してしまう。

そこで、本願発明者は、図７（ａ）に示すように、成膜前の冷却工程において、冷却装置３７０によって板状の冷却ブロック３４０を冷却しておき、被処理基板１０′に対する成膜を開始する場合には、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、ホルダ３２０に支持された蒸着マスク３２０上に被処理基板１０′および金属製の冷却ブロック３４０を重ね、この状態で、図７（ｄ）に示すように、ホルダ３２０に支持された蒸着マスク３２０、被処理基板１０′および冷却ブロック３４０を成膜室に移送することを提案する。

しかしながら、かかる方法では、被処理基板１０′の被成膜面を冷却する必要があるにもかかわらず、冷却ブロック３４０が被処理基板１０′の裏面側から冷却するため、被処理基板１０′の被成膜面を十分に冷却できないという問題点がある。また、冷却ブロック３４０の熱容量に限界があるため、成膜中、被処理基板１０′の温度が上昇することを確実に防止することは不可能である。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡単な構成で、被処理基板を成膜開始時から成膜終了時まで低い温度に保持することができるマスク蒸着方法、有機ＥＬ装置の製造方法、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、成膜室内で、ホルダに支持された蒸着マスクと被処理基板の第１面とを重ねた状態で蒸着源から当該被処理基板の第１面に向かって蒸着材料流を供給して、前記蒸着マスクの開口部を介して前記被処理基板の前記第１面に成膜を行なうマスク蒸着方法において、前記蒸着マスクは金属製であり、冷却ブロック、前記蒸着マスクおよび前記ホルダを冷却する冷却工程を行なった後、前記被処理基板において前記第１面とは反対側に位置する第２面に前記冷却ブロックを重ねるとともに、前記ホルダに支持された蒸着マスクに前記被処理基板の前記第１面を重ねた状態で前記被処理基板の前記第１面に対する成膜を行なう成膜工程と、を行なうことを特徴とする。

また、本発明では、成膜室と、ホルダに支持された蒸着マスクとを有し、前記成膜室内で前記蒸着マスクと被処理基板の第１面とを重ねた状態で蒸着源から当該被処理基板の第１面に向かって蒸着材料流を供給して、前記蒸着マスクの開口部を介して前記被処理基板の前記第１面に成膜を行なうマスク蒸着装置において、前記蒸着マスクは金属製であり、成膜時、前記被処理基板において前記第１面とは反対側に位置する第２面に重ねて配置される冷却ブロックと、成膜前、前記冷却ブロック、前記蒸着マスクおよび前記ホルダを冷却する冷却装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、成膜前に、冷却ブロック、蒸着マスクおよびホルダを冷却しておくため、被処理基板の被成膜面である第１面は、短時間のうちに、蒸着マスクおよびホルダによって冷却される。また、被処理基板は、第２面の側から冷却ブロックによって冷却され続ける。このため、被処理基板は、成膜開始から終了までの間、低い温度に保持される。ここで、蒸着マスクは、成膜精度という観点からすると、かなり薄いため、熱容量が小さいが、蒸着マスクを保持するホルダも冷却されるので、蒸着マスクの熱容量が小さいという欠点を補うことができる。

本発明において、前記冷却ブロックと、前記蒸着マスクおよび前記ホルダとは別体であり、前記冷却工程では、前記冷却ブロックと、前記蒸着マスクおよび前記ホルダとを分離した状態で冷却を行なうことが好ましい。蒸着マスクおよび冷却ブロックは各々、被処理基板の第１面および第２面に配置されることから、蒸着マスクと冷却ブロックとを各々、別体に形成しておけば、蒸着マスクおよび冷却ブロックを各々、被処理基板の第１面および第２面に配置するのが容易である。

本発明において、前記冷却工程では、第１冷却装置により前記冷却ブロックを冷却し、第２冷却装置により前記蒸着マスクおよび前記ホルダを冷却することが好ましい。冷却ブロックと、蒸着マスクおよびホルダとを分離した状態で別々に冷却すれば、これらの部材を効率よく冷却することができるので、冷却ブロック、蒸着マスクおよびホルダを多数準備してなくても、順次、搬送されてくる多数の被処理基板に対して冷却を行なうことができる。

本発明において、前記成膜工程では、前記冷却ブロックと前記蒸着マスクとに磁気吸引力を作用させて、前記蒸着マスク、前記被処理基板、および前記冷却ブロックを密着させることが好ましい。このように構成すると、冷却ブロックによる被処理基板の冷却、および蒸着マスクから被処理基板の冷却をスムーズに行なうことができる。しかも、蒸着マスクと被処理基板の第１面とが密着していれば、成膜精度が向上するという利点もある。

本発明において、前記成膜工程では、例えば、プラズマ源によって前記成膜室内にプラズマを発生させるとともに、前記成膜室内に反応性ガスを導入しながら成膜を行なってもよい。

本発明は、前記被処理基板の基材がガラス基板である場合に適用すると効果的である。ガラス基板の場合、冷却ブロックによる被処理基板の第１面に対する冷却速度が遅いが、本発明では、被処理基板の第１面に対する冷却は、まず、蒸着マスクによって行なわれるため、被処理基板の基材がガラス基板であっても、成膜開始時から、被処理基板の第１面を冷却した状態で行なうことができる。

本発明を適用したマスク蒸着方法は、有機ＥＬ装置の製造方法に用いることができ、この場合、前記被処理基板は、有機ＥＬ素子が形成される素子基板である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明で参照する図においては、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しめてある。また、以下の説明では、図７を参照して説明した構成との対応が分りやすいように、可能な限り、対応する部分には同一の符号を付して説明する。

（成膜対象例／有機ＥＬ装置の構成）
図１は、本発明が適用される有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図１に示す有機ＥＬ装置１００において、第１基板１０上には、複数の走査線３ａと、走査線３ａに対して交差する方向に延びる複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して並列して延在する複数の電源線３ｅとを有している。また、第１基板１０において、矩形形状の画素領域１０ａには複数の画素１００ａがマトリクス状に配列されている。データ線６ａにはデータ線駆動回路１０１が接続され、走査線３ａには走査線駆動回路１０４が接続されている。画素領域１０ａの各々には、走査線３ａを介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂと、このスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂを介してデータ線６ａから供給される画素信号を保持する保持容量７０と、保持容量７０によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃと、この薄膜トランジスタ３０ｃを介して電源線３ｅに電気的に接続したときに電源線３ｅから駆動電流が流れ込む画素電極８１（陽極層）と、この画素電極８１と陰極層との間に有機機能層が挟まれた有機ＥＬ素子８０とが構成されている。

かかる構成によれば、走査線３ａが駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂがオンになると、そのときのデータ線６ａの電位が保持容量７０に保持され、保持容量７０が保持する電荷に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃのオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃのチャネルを介して、電源線３ｅから画素電極８１に電流が流れ、さらに有機機能層を介して対極層に電流が流れる。その結果、有機ＥＬ素子８０は、これを流れる電流量に応じて発光する。

このように構成した有機ＥＬ装置１００において、複数の画素１００ａは各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応し、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３つの画素１００ａによって１つのピクセルを構成している。本形態において、有機ＥＬ素子８０は、白色光またはＲＧＢ混合色光が出射され、画素１００ａが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれに対応するかは、後述するカラーフィルタによって規定されている。

なお、図１に示す構成では、電源線３ｅは走査線３ａと並列していたが、電源線３ｅがデータ線６ａに並列している構成を採用してもよい。また、図１に示す構成では、電源線３ｅを利用して保持容量７０を構成していたが、電源線３ｅとは別に容量線を形成し、かかる容量線によって保持容量７０を構成してもよい。

（有機ＥＬ装置の具体的構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明が適用される有機ＥＬ装置の平面的な構成を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。なお、図２（ｂ）にはカラーフィルタなどの図示を省略してある。図２（ａ）、（ｂ）において、本形態の有機ＥＬ装置１００では、素子基板としての第１基板１０と、封止基板およびカラーフィルタ基板の双方の機能を担う第２基板２０とがシール材層９２によって貼り合わされており、かかるシール材層９２の形成領域は、図２（ａ）にドットが粗に付された領域として表してある。第１基板１０において、画素領域１０ａの外側の領域には、図１を参照して説明したデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、およびＩＴＯ膜からなる端子１０２が形成されている。詳しくは後述するが、第１基板１０の画素領域１０ａには、複数の有機ＥＬ素子８０がマトリクス状に配列されており、かかる複数の有機ＥＬ素子８０が各々、画素１００ａを構成している。

（有機ＥＬ素子の構成）
図３は、本発明が適用される有機ＥＬ装置の断面構成を模式的に示す断面図である。なお、図３には、有機ＥＬ素子として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する３つの有機ＥＬ素子のみを示してある。

図３に示すように、第１基板１０は、石英ガラス基板や耐熱ガラス基板などのガラス基板からなる支持基板１０ｄを備えている。支持基板１０ｄの第１面１０ｅおよび第２面１０ｆのうち、第１面１０ｅの側には、絶縁膜１１、１２、１３、１４、１５が形成され、絶縁膜１５の上層には有機ＥＬ素子８０が形成されている。本形態において、絶縁膜１１、１２、１３、１５は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などから形成され、絶縁膜１４は、厚さが１．５〜２．０μｍの厚い感光性樹脂からなる平坦化膜として形成されている。絶縁膜１１は下地絶縁層であり、図示を省略するが、絶縁膜１１、１２、１３、１４の層間などを利用して、図１を参照して説明した薄膜トランジスタ３０ｂ、３０ｃ、保持容量７０、各種配線や各駆動回路が形成されている。また、絶縁膜１２、１３、１４、１５に形成されたコンタクトホールを利用して、異なる層間に形成された導電膜同士の電気的な接続が行なわれている。

本形態の有機ＥＬ装置１００は、トップエミッション型であり、矢印Ｌ１で示すように、支持基板１０ｄからみて有機ＥＬ素子８０が形成されている側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラス基板の他、アルミナなどのセラミックス、ステンレススチールなどといった不透明な基板を用いることができる。また、絶縁膜１３、１４の層間には、アルミニウム、銀、それらの合金からなる光反射層４１が形成されており、有機ＥＬ素子８０から支持基板１０ｄに向けて出射された光を光反射層４１で反射することにより、光を出射可能である。なお、有機ＥＬ装置１００をボトムエミッション型で構成した場合、支持基板１０ｄの側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラス基板などの透明基板が用いられる。

また、第１基板１０では、絶縁膜１５の上層にＩＴＯ膜などからなる第１電極層８１（陽極／画素電極）が島状に形成されており、第１電極層８１の上層には、発光領域を規定するための開口部を備えた感光性樹脂などからなる厚い隔壁５１が形成されている。

また、第１電極層８１の上層には、有機機能層８２および第２電極層８３（陰極）が積層されており、第１電極層８１、有機機能層８２および第２電極層８３によって、有機ＥＬ素子８０が形成されている。本形態において、有機機能層８２および第２電極層８３は、隔壁５１が形成されている領域も含めて、画素領域１０ａの全面にわたって形成されている。

本形態において、有機機能層８２は、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体からなる正孔注入層、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）系正孔輸送層、アントラセン系ドーパントやルブレン系ドーパントを含むスチリルアミン系材料（ホスト）からなる発光層、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ₃）からなる電子注入層をこの順に積層した構造を有しており、その上層にＭｇＡｇなどの薄膜金属からなる第２電極層８３が形成されている。また、有機機能層８２と第２電極層８３との間には、ＬｉＦからなる電子注入バッファ層が形成されることもある。これらの材料のうち、有機機能層８２を構成する各層、および電子注入バッファ層は、加熱ボート（坩堝）を用いた真空蒸着法で順次形成することができる。また、第２電極層８３などを構成する金属系材料については真空蒸着法により形成でき、第１電極層８１を構成するＩＴＯなどの酸化物材料についてはＥＣＲプラズマスパッタ法やプラズマガン方式イオンプレーティング法、マグネトロンスパッタ法などの高密度プラズマ成膜法により形成することができる。

このように構成した有機ＥＬ素子８０は、白色光またはＲＧＢ混合色光が出射されるため、本形態の有機ＥＬ装置１００では、第２基板２０において、有機ＥＬ素子８０と対向する位置に形成した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）によって色変換を行なうことにより、フルカラー表示を行なう。ここで、第２基板２０は、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィンなどプラスチック基板や、ガラス基板などからなる透光性の支持基板２０ｄに、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）、カラーフィルタ層２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の間で光の漏洩を防止するための遮光層２３（ブラックマトリックス層）、透光性の平坦化膜２４、酸窒化シリコン層からなる透光性のガスバリア層２５がこの順に形成されている。

（封止構造）
このように構成した有機ＥＬ装置１００において、陰極として用いた第２電極層８３や、電子注入層、電子注入バッファ層は、水分により劣化しやすく、かかる劣化は、電子注入効果の劣化を惹き起こし、ダークスポットと呼ばれる非発光部分を発生させてしまう。そこで、本形態では、第２基板２０を封止基板として第１基板１０と貼り合せた構成と、第１基板１０に対して以下に説明する封止膜６０を形成した構成とを併用する。

まず、第１基板１０には、第２電極層８３の上層に画素領域１０ａよりも広い領域にわたって封止膜６０が形成されている。かかる封止膜６０として、本形態では、第２電極層８３上に積層されたシリコン化合物層からなる第１膜６１、この第１膜６１上に積層された樹脂層からなる第２膜６２、およびこの第２膜６２上に積層されたシリコン化合物からなる第３膜６３を備えた積層膜が用いられている。ここで、第１膜６１および第３膜６３は、高密度プラズマ源を用いた高密度プラズマ気相成長法、例えば、ブラズマガン方式イオンプレーティング、ＥＣＲプラズマスパッタなどを用いて成膜されたシリコン窒化物（ＳｉＮ_x）やシリコン酸窒化物（ＳｉＯ_xＮ_y）などから構成されており、かかる薄膜は、低温で成膜しても水分を確実に遮断する高密度ガスバリア層として機能する。また、第２層６２は、樹脂層から構成されており、隔壁５１や配線などに起因する表面凹凸を平坦化して第１膜６１および第２膜６２にクラックが発生するのを防止する有機緩衝層として機能している。

次に、本形態では、第１基板１０と第２基板２０との間には、画素領域１０ａよりも広い領域にわたって透光性のシール材層９２が形成されており、かかるシール材層９２によって、第１基板１０と第２基板２０とが貼り合わされている。シール材層９２は、画素領域１０ａ、および画素領域１０ａの近傍領域のみに形成されており、画素領域１０ａから離れた周辺領域１０ｃには形成されていない。このようなシール材層９２は、熱によって硬化するエポキシ系接着剤が用いられている。また、周辺領域１０ｃには、周辺シール材層９１が形成されており、かかる周辺シール材層９１には、紫外線によって硬化するエポキシ材料が用いられている。周辺シール材層９１を構成する樹脂材料は、シール材層９２を構成する樹脂材料に比較して、未硬化状態での粘度が高い。従って、第１基板１０および第２基板２０の周辺領域１０ｃに沿って未硬化の周辺シール材層９１を塗布するとともに、その内側に未硬化のシール材層９２を塗布した後、第１基板１０と第２基板２０とを重ね合わせれば、周辺シール材層９１を基板間で展開させることができる。従って、その後、紫外線照射および加熱を行なえば、周辺シール材層９１およびシール材層９２を硬化させ、基板同士を貼り合せることができる。

（マスク蒸着方法およびマスク蒸着装置）
図４を参照して、本発明を適用したマスク蒸着方法およびマスク蒸着装置を説明する。図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したマスク蒸着装置の成膜室全体の構成を示す説明図、および基板周辺の構成を示す断面図である。

図４（ａ）に示すマスク蒸着装置２００は、図３に示す各層のうち、封止層６０の最上層である第３膜６３を形成するインライン式の成膜装置であり、真空状態とされる成膜室２２０を備えている。成膜室２２０は、上下２つの空間から構成されており、成膜室２２０の上部空間は、第１基板１０（被処理基板）が矢印Ｈに向かって搬送される基板搬送エリア２３０になっている。これに対して、成膜室２２０の下部空間は、第１基板１０に向かう蒸着材料流を発生させる蒸着材料流発生エリア２４０になっている。マスク蒸着装置２００において、成膜室２２０に対して第１基板１０の搬送方向における上流側には、後述する冷却工程が行なわれる冷却エリア２９０が構成されており、成膜室２２０と冷却エリア２９０との間にはシャッタなどにより仕切られている。

ここで、第１基板１０は、図４（ｂ）に示すように、金属製のホルダ３２０に支持された金属製の蒸着マスク３１０に第１基板１０の第１面１０ｅ（被成膜面）が接するように、冷却エリア２９０で重ねられた状態で成膜室２２０に搬入される。蒸着マスク３１０には、成膜パターン（封止層６０の第３膜６３の形成パターン）に対応する開口部（図示せず）が形成されており、第１基板１０の第１面１０ｅは、蒸着マスク３１０の開口部を介して成膜される。ここで、蒸着マスク３１０は、高い成膜精度を確保するという観点から薄板状であるため、ホルダ３２０は、蒸着マスク３１０を補強する機能を担っている。具体的には、ホルダ３２０としては、例えば、枠体の間に梁状の支持部が形成されたものを用いることができ、かかる支持部の間に蒸着マスク３１０が保持されている構成を採用することができる。このような状態で成膜する際、本形態では、第１基板１０の第２面１０ｆに金属製の板状の冷却ブロック３４０が重ねられており、かかる冷却ブロック３４０は、冷却エリア２９０において冷却された後、冷却エリア２９０において第１基板１０に重ねられる。

再び図４（ａ）において、蒸着材料流発生エリア２４０の底部分には、第１基板１０の幅方向（搬送方向と直交する方向）に一対の蒸着源２８０が配置されている。成膜室２２０の一方の壁面２４１には、プラズマ源としてのプラズマガン２５０が配置されており、かかるプラズマガン２５０は、成膜室２２０内にプラズマを発生させる。蒸着源２８０は、プラズマビームＰを下方に導く主陽極としての坩堝状のハース（図示せず）を備えており、かかるハースの凹部に蒸着原料（図示せず）が保持されている。かかる蒸着原料は、プラズマビームＰによって加熱されて蒸発、昇華し、イオン化された状態で第１基板１０に向かう。成膜室２２０において、基板搬送エリア２３０と蒸着材料流発生エリア２４０とは、開口部２４６を備えた仕切り板２４７によって仕切られており、開口部２４６によって、第１基板１０に対する成膜範囲が規定されている。

成膜室２２０において、蒸着材料流発生エリア２４０の一方の壁面２４１にはガス導入口２６０が配置されている。また、成膜室２２０において、一方の壁面２４１に対向する他方の壁面２４２には排気口２７０（排気ポート）が開口している。排気口２７０は、排気路２７２を介してターボポンプ２７４に接続され、ターボポンプ２７４から延びた排気路２７５はドライポンプ（図示せず）に接続されている。なお、ガス導入口２６０および排気口２７０に対しては、その開閉を制御するゲートバルブ（図示せず）が設けられている。また、ガス導入口２６０は、窒素ガスなどの反応ガスが貯留されたボンベなどに接続されている。

（被処理基板に対する冷却方法）
図５は、本発明を適用したマスク蒸着方法およびマスク蒸着装置における冷却工程および冷却エリアの構成を示す説明図である。本形態のマスク蒸着装置２００において、シリコンを蒸着原料として用い、成膜中、ガス導入口２６０から成膜室２２０内に窒素ガスを反応ガスとして導入すれば、第３膜６３をシリコン窒化膜によって形成することができる。また、シリコン酸化物を蒸着原料として用い、成膜中、ガス導入口２６０から成膜室２２０内に窒素ガスを反応ガスとして導入すれば、第３膜６３をシリコン酸窒化膜によって形成することができる。かかる成膜の際、第１基板１０が温度上昇し、所定の温度を超えると、それ以前に形成した有機機能層８２が劣化してしまう。

そこで、本形態では、冷却エリア２９０において、冷却ブロック３４０、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０を冷却してから、図４（ｂ）に示すように、蒸着マスク３１０、第１基板１０、および冷却ブロック３４０を重ねた状態とし、成膜室２２０に搬入する。

かかる冷却を行なうために、本形態では、図５（ａ）に示すように、冷却エリア２９０には、冷却チラーなどに接続された第１冷却装置３７０、および冷却チラーなどに接続された第２冷却装置３８０が配置されている。ここで、冷却ブロック３４０と、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０とは各々、別体であり、成膜に用いられるまでの待機期間中、冷却ブロック３４０は、搬送ロボット（図示せず）などによって第１冷却装置３４０に上面が当接した状態にされて冷却される一方、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０は、搬送ロボット（図示せず）などによって第２冷却装置３８０に下面が当接した状態にされて、冷却ブロック３４０、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０は、温度が例えば５℃になるように１時間程度冷却される（冷却工程）。なお、第１冷却装置３７０と第２冷却装置３８０とでは各々、別の冷却チラーが用いられている構成、および共通の冷却チラーが用いられている構成のいずれであってもよい。

次に、これから成膜される第１基板１０が搬送ロボット（図示せず）によって冷却エリア２９０に搬入されてくると、図５（ｂ）に示すように、第１基板１０は、蒸着マスク３１０の上に重ねられ、第１基板１０の第１面１０ｅは蒸着マスク３１０に当接する。従って、第１基板１０の第１面１０ｅは蒸着マスク３１０によって直接、冷却されるとともに、蒸着マスク３１０を介してホルダ３２０によって冷却される。

次に、図５（ｃ）に示すように、搬送ロボットによって、冷却ブロック３４０が第１基板１０の上に重ねられ、第１基板１０の第２面１０ｆは冷却ブロック３４０に当接する。従って、第１基板１０の第２面１０ｆは冷却ブロックによって冷却される。その結果、第１基板１０は、温度が例えば５℃にまで冷却される。

しかる後には、図５（ｄ）に示すように、搬送ロボット（図示せず）によって、第１基板１０は、冷却ブロック３４０および蒸着マスク３１０によって上下から挟まれた状態で成膜室２２０に搬送され、成膜工程が行われる。

なお、成膜後、第１基板１０は、図４（ａ）に矢印Ｈで示す方向に搬送される一方、冷却ブロック３４０、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０は、冷却エリア２９０に戻され、上記の工程が繰り返される。ここで、冷却ブロック３４０、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０は、複数組、準備されているので、十分な時間、冷却された後、第１基板１０の冷却に用いられる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、冷却ブロック３４０、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０を冷却する冷却工程を行なった後、第１基板１０は、冷却ブロック３４０および蒸着マスク３１０によって上下から挟まれた状態で成膜室２２０に搬送され、成膜工程が行われる。このため、第１基板１０の被成膜面である第１面１０ｅは、短時間のうちに、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０によって冷却される。また、第１基板１０は、第２面１０ｆの側から冷却ブロック３４０によって冷却され続ける。このため、第１基板１０は、成膜開始から終了までの間、低い温度に保持される。ここで、蒸着マスク３１０は、成膜精度という観点からすると、かなり薄いため、熱容量が小さいが、蒸着マスク３１０を保持するホルダ３２０も冷却されるので、蒸着マスク３１０の熱容量が小さいという欠点を補うことができる。

特に本形態では、第１基板１０の基材である支持基板１０ｄがガラス基板であるため、熱伝導性が低いため、冷却ブロック３４０によって第１基板１０の第２面１０ｆの側から冷却すると、第１基板１０の第１面１０ｅを短時間のうちに冷却できないが、第１面１０ｅを直接、蒸着マスク３１０によって冷却するので、第１基板１０の第１面１０ｅを短時間のうちに冷却することができる。

それ故、本形態によれば、成膜開始時の基板温度を５℃とした場合、成膜終了後の基板温度は６０℃であり、温度上昇が十分抑制されるので、第１基板１０は、成膜開始から終了までの間、低い温度に保持される。これに対して、冷却ブロック３４０、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０を冷却しない条件では、成膜開始時の基板温度は２０℃で、成膜終了後の基板温度は８０℃にまで上昇してしまう。一方、図７を参照して説明したように、冷却ブロック３４０のみを冷却し、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０を冷却しない条件では、成膜終了後の基板温度は７０〜７５℃にまで上昇してしまう。

また、本形態では、冷却ブロック３４０と、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０とを分離した状態で冷却を行なう。このため、蒸着マスク３１０および冷却ブロック３４０が各々、第１基板１０の第１面１０ｅおよび第２面１０ｆに配置するのが容易である。また、第１冷却装置３７０により冷却ブロック３４０を冷却し、第２冷却装置３８０により蒸着マスク３１０およびホルダ３２０を冷却することができるので、これらの部材を効率よく冷却することができる。従って、冷却ブロック３４０、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０を多数準備してなくても、順次、搬送されてくる多数の第１基板１０に対して冷却を行なうことができる。

［改良例］
上記実施の形態では、各々の自重によって、蒸着マスク３１０と第１基板１０とを密着させるとともに、第１基板１０と冷却ブロック３４０とを密着させたが、例えば、冷却ブロック３４０に永久磁石を設けておく一方、蒸着マスク３１０を磁性体により形成するか、あるいは蒸着マスク３１０に磁性片を付加しておくことによって、冷却ブロック３４０と蒸着マスク３１０との間に磁気吸引力を作用させて、蒸着マスク３１０、第１基板１０、および冷却ブロック３４０を密着させてもよい。このように構成すると、冷却ブロック３４０による第１基板１０の冷却、および蒸着マスク３１０から第１基板１０の冷却をスムーズに行なうことができる。しかも、蒸着マスク３１０と第１基板１０の第１面１０ｅとが密着することになるので、成膜精度が向上するという利点もある。

また、熱容量を増大させるという観点からすると、ホルダ３２０については、可能な限り、大きいことが好ましい。また、蒸着マスク３１０においても、成膜精度が低下しない程度に分厚い方が好ましい。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、冷却ブロック３４０と、蒸着マスク３１０およびホルダ３２０が別体であったが、一体でもよい。

また、上記実施の形態では、ブラズマガン方式イオンプレーティングに本発明を適用したが、ＥＣＲプラズマスパッタ、あるいはプラズマを利用しないマスク蒸着方法やマスク蒸着装置２００に本発明を適用してもよい。また、第３膜６３をシリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜によって形成する場合に本発明を適用したが、他の層を形成する場合に適用してもよい。また、有機ＥＬ装置以外の装置を製造する場合に本発明を適用してもよい。

また、上記実施の形態では、インライン式のマスク蒸着装置に本発明を適用したが、バッチ式のマスク蒸着装置に本発明を適用してもよく、また、成膜中、被処理基板を蒸着マスクとともに回転させて膜厚の均一化を図る機構を備えたマスク蒸着装置に本発明を適用してもよい。

さらに、上記実施の形態では、トップエミッション型の有機ＥＬ装置１００において第２基板２０にカラーフィルタ２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を設けた場合を例に説明したが、有機ＥＬ素子自身が各色の光を出射する有機ＥＬ装置に本発明を適用してもよい。また、上記実施の形態では、カラー表示用の有機ＥＬ装置１００を例に説明したが、複写機の露光ヘッドなどとして利用する場合には、モノクロでよく、このようなモノクロ用の有機ＥＬ装置に本発明を適用してもよい。この場合も、第２基板２０は封止基板のみとして機能する。さらに、上記実施の形態では、トップエミッション型の有機ＥＬ装置１００を例に説明したが、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明を適用してもよく、この場合、第２基板２０は封止基板のみとして機能する。

また、上記形態では、有機機能層８２を画素領域１０ａの全面に形成した例を説明したが、隔壁５１で囲まれた領域内にインクジェット法などで有機機能層を選択的に塗布した後、定着させて、第１電極層８１の上層には、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などからなる正孔注入層、および発光層からなる有機機能層が形成された有機ＥＬ装置の製造方法に本発明を適用してもよい。この場合、発光層は、例えば、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等をドープした材料から構成される。また、発光層としては、二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化しているπ共役系高分子材料が、導電性高分子でもあることから発光性能に優れるため、好適に用いられる。特に、その分子内にフルオレン骨格を有する化合物、すなわちポリフルオレン系化合物がより好適に用いられる。また、このような材料以外にも、共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光特性を変化させるための少なくとも１種の蛍光色素とを含んでなる組成物も使用可能である。

［電子機器への搭載例］
図６を参照して、上述した実施形態に係る有機ＥＬ装置１００を搭載した電子機器について説明する。図６は、本発明に係る有機ＥＬ装置を用いた電子機器の説明図である。

図６（ａ）に、有機ＥＬ装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。図６（ｂ）に、有機ＥＬ装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、有機ＥＬ装置１００に表示される画面がスクロールされる。図６（ｃ）に、有機ＥＬ装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が有機ＥＬ装置１００に表示される。なお、有機ＥＬ装置１００が適用される電子機器としては、図６（ａ）〜（ｃ）に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、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などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した有機ＥＬ装置１００が適用可能である。

本発明が適用される有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す有機ＥＬ装置の平面的な構成を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。 図１に示す有機ＥＬ装置の断面構成を模式的に示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したマスク蒸着装置の成膜室全体の構成を示す説明図、および基板周辺の構成を示す断面図である。 本発明を適用したマスク蒸着方法およびマスク蒸着装置における冷却工程および冷却エリアの構成を示す説明図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置を用いた電子機器の説明図である。 本発明の参考例に係るマスク蒸着方法を示す説明図である。

符号の説明

１０・・第１基板（被処理基板）、１０ｅ・・第１基板の第１面（被成膜面）、１０ｆ・・第１基板の第２面、６０・・封止層、６３・・封止層の第３層、８０・・有機ＥＬ素子、１００・・有機ＥＬ装置、２００・・マスク蒸着装置、２２０・・成膜室、２５０・・プラズマガン（プラズマ源）、２６０・・ガス導入口、２７０・・排気口、２８０・・蒸着源、２９０・・冷却エリア、３１０・・蒸着マスク、３２０・・ホルダ、３４０・・冷却ブロック、３７０・・第１冷却装置、３８０・・第２冷却装置

Claims (8)

1. 成膜室内で、ホルダに支持された蒸着マスクと被処理基板の第１面とを重ねた状態で蒸着源から当該被処理基板の第１面に向かって蒸着材料流を供給して、前記蒸着マスクの開口部を介して前記被処理基板の前記第１面に成膜を行なうマスク蒸着方法において、
   前記蒸着マスクは金属製であり、
   冷却ブロック、前記蒸着マスクおよび前記ホルダを冷却する冷却工程を行なった後、
   前記被処理基板において前記第１面とは反対側に位置する第２面に前記冷却ブロックを重ねるとともに、前記ホルダに支持された蒸着マスクに前記被処理基板の前記第１面を重ねた状態で前記被処理基板の前記第１面に対する成膜を行なう成膜工程と、
   を行なうことを特徴とするマスク蒸着方法。
2. 前記冷却ブロックと、前記蒸着マスクおよび前記ホルダとは別体であり、
   前記冷却工程では、前記冷却ブロックと、前記蒸着マスクおよび前記ホルダとを分離した状態で冷却を行なうことを特徴とする請求項１に記載のマスク蒸着方法。
3. 前記冷却工程では、第１冷却装置により前記冷却ブロックを冷却し、第２冷却装置により前記蒸着マスクおよび前記ホルダを冷却することを特徴とする請求項２に記載のマスク蒸着方法。
4. 前記成膜工程では、前記冷却ブロックと前記蒸着マスクとに磁気吸引力を作用させて、前記蒸着マスク、前記被処理基板、および前記冷却ブロックを密着させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のマスク蒸着方法。
5. 前記成膜工程では、プラズマ源によって前記成膜室内にプラズマを発生させるとともに、前記成膜室内に反応性ガスを導入しながら成膜を行なうことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のマスク蒸着方法。
6. 前記被処理基板は、基材がガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のマスク蒸着方法。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載のマスク蒸着方法を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
   前記被処理基板は、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される素子基板であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
8. 成膜室と、ホルダに支持された蒸着マスクとを有し、前記成膜室内で前記蒸着マスクと被処理基板の第１面とを重ねた状態で蒸着源から当該被処理基板の第１面に向かって蒸着材料流を供給して、前記蒸着マスクの開口部を介して前記被処理基板の前記第１面に成膜を行なうマスク蒸着装置において、
   前記蒸着マスクは金属製であり、
   成膜時、前記被処理基板において前記第１面とは反対側に位置する第２面に重ねて配置される冷却ブロックと、
   成膜前、前記冷却ブロック、前記蒸着マスクおよび前記ホルダを冷却する冷却装置と
   を有することを特徴とするマスク蒸着装置。

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