JP2011153330A - 真空成膜用マスク及び成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パターニングの精度を向上させるための真空蒸着用マスク及びこれを備えた真空成膜装置を提供する。
【解決手段】金属フレーム２と、開口パターンが形成され、金属フレーム２に固定される金属箔４と、から構成され、金属フレーム３のうち、金属箔３を介して被成膜基板（基板１）を支持する領域の少なくとも一部に弾性体３が設置されていることを特徴とする、真空成膜用マスク１１及びこのマスク１１を備えた真空成膜装置１０。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空成膜用マスク及びこのマスクを備えた真空成膜装置に関する。

有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層や電極を、スパッタリングや蒸着等の真空成膜手法によって特定のパターンで形成する場合、具体的な手法として、成膜部位に対応する開口部を形成したシャドウマスクを用いたパターニング手法が広く一般に採用されている。

近年、素子の高精細化の要求を受けて、高精細パターンを精度良く形成できる真空成膜用マスクが必要となっている。

特許文献１では、厚さが数十μｍ〜百μｍという薄い金属箔をマスク箔として利用する方法が開示されている。この方法によれば、精細なストライプ状にパターニングされた薄膜の形成を実現することができる。

この際、マスク箔単体では剛性が保てず開口パターン精度が保てないため、このマスク箔の四辺をテンションがかかっている状態で金属フレーム上に固定した上で、その端部を溶接することマスク箔を金属フレーム上に保持している。

特開２００４−３２３８８８号公報

ところで、真空成膜装置においては、薄膜を形成する基板をマスク上に重ねて位置合わせ（アライメント）を行った後、蒸着源あるいはスパッタリングターゲットに対向した状態で固定してから成膜を行う。

ここで成膜の際、マスクと基板と間で間隙が発生するのを防止するために、マグネット吸着、押圧付与等といった手法で成膜装置内にて基板とマスクとを密着させている。

しかし開口パターンが形成された金属箔を金属フレームにテンションをかけて貼り付けたマスクを用いた場合、硬直なフレーム部位では基板はフレームにならって固定されるが、金属箔部位では自重によりたわみが生じる。このため、金属フレーム近傍の金属箔領域において基板に歪応力が集中し、金属箔と基板と間に浮き（隙間）が発生するという課題がある。

この「浮き」は、所定の位置に所望のパターンで薄膜を形成する上では障害となる。またこの障害は、近年のパネル高精細化、基板サイズの大型化が進むにつれてより顕在化すると考えられる。

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、その目的は、パターニングの精度を向上させるための真空蒸着用マスク及びこれを備えた真空成膜装置を提供することである。

本発明の真空成膜用マスクは、金属フレームと、
開口パターンが形成され、前記金属フレームに固定される金属箔と、から構成され、
前記金属フレームのうち、前記金属箔を介して被成膜基板を支持する領域の少なくとも一部に弾性体が設置されていることを特徴とする。

本発明の真空成膜用マスクは、金属フレーム近傍にある金属箔上に載置される基板にかかる歪みを弾性体の変形で吸収するため、全面において、基板と金属箔との密着が実現できる。従って、本発明の真空成膜用マスク及び成膜装置を用いることで、良好な形状、パターニング精度での成膜パターン形成を実現することが可能である。

よって本発明によれば、パターニングの精度を向上させるための真空蒸着用マスク及びこれを備えた真空成膜装置を提供することができる。

本発明の真空成膜用マスクを備えた真空成膜装置の実施形態の例を示す断面模式図である。 本発明の真空成膜用マスクの構成部材である金属フレームを示す平面概略図である。 比較例で使用した真空成膜用マスクを備えた真空成膜装置を示す断面模式図である。

本発明の真空成膜用マスクは、金属フレームと、開口パターンが形成され、当該金属フレームに固定される金属箔と、から構成される。また上記金属フレームのうち、上記金属箔を介して被成膜基板を支持する領域の少なくとも一部に弾性体が設置されている。さらに本発明の真空成膜装置は、上記真空成膜用マスクと、被成膜基板を保持するための基板押え機構と、を備える。

以下、図面を参照しながら、本発明の真空成膜用マスク及び真空成膜装置について説明する。

図１は、本発明の真空成膜用マスクを備えた真空成膜装置の実施形態の例を示す断面模式図である。

図１の真空成膜装置１０は、真空チャンバー８内に、成膜手段７としての蒸着源と、真空成膜用マスク１１と、基板押え機構６とを備えている。

まず本発明の真空成膜用マスクについて説明する。

図１の真空成膜装置１０の構成部材である真空成膜用マスク１１は、金属フレーム２と、弾性体３と、金属箔４とから構成される部材である。図１に示すように、薄膜が形成される被成膜基板（基板１）は、真空成膜用マスク１１を構成する金属箔４上に載置されるが、この基板１の一部、具体的には、基板１の辺部及び角部は、金属箔４を介して、この金属膜４の直下にある弾性体３に支持されている。

図２は、本発明の真空成膜用マスクを構成する金属フレームを示す平面概略図である。真空成膜用マスク１１を構成する弾性体３は、平面から見て金属フレーム２の内縁側に、金属フレーム２に組み込まれるようにして設けられている。ここで弾性体３を設ける領域は、図２（ａ）のように平面から見て金属フレーム２の内縁全体に設けてもよいが、本発明ではこれに限定されるものではない。ただし、基板１にかかる歪応力によって基板１と金属箔４との間に生じ得る「浮き」は、基板１の角部において一番大きい。このため、好ましくは、図２（ｂ）のように、基板１の角部を支持する領域、即ち、平面から見て金属フレーム２の内縁の角部に少なくとも弾性体３を設ける。一方、上述した金属フレーム２の内縁の角部以外の領域については、金属フレーム２自体の剛性を考慮して、例えば図２（ａ）に示されるように適宜弾性体３を設けることができる。

弾性体３は、後述する基板押え機構６による押圧で変形可能な弾性特性を有する材料であれば特に限定されるものではない。例えば、一般的なゴム材料や樹脂材料が利用可能である。

真空成膜用マスク１１を構成する金属箔４は、図１に示されるように、金属フレーム２の外縁部、具体的には、図１に示される溶接部５で溶接を行うことで金属フレーム２上面に固定されている。また金属箔４は、所望のパターンで薄膜を形成することが可能になるように、所定の領域に開口パターンが形成されている。

次に、基板押え機構について説明する。

図１の真空成膜装置の構成部材である基板押え機構６は、定盤等の平滑板６ａ上に、基板１を押圧するための複数のピン６ｂを備えている。このピン６ｂは、少なくとも基板１の辺部及び角部に対応する位置に、一定の間隔を持って設けられる。基板１と金属箔４との密着性を考慮すると、基板の中側にさらに設けるのが好ましい。基板押え機構６は、成膜時には、図１（ｂ）に示すように平滑板６ａが下降し、ピン６ｂによって金属フレーム領域において押圧を加える。この際、弾性体３が変形することにより、基板１の歪みが吸収されると共に、基板１の全面を金属箔４と密着させることが可能となる。

この基板押え機構６に備わっているピン６ｂは、平滑板６ａに固定されていてもよいが、基板１の歪みにより正確に対応させる目的で、バネ等の弾性部材を用いて上下方向に揺動できる形式であってもよい。

次に、成膜手段について説明する。

図１の真空成膜装置の構成部材である成膜手段７は、蒸着源やスパッタリングターゲット等を備える装置であり、成膜手段７に備わっている部材・装置については公知のものを使用することができる。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１の真空成膜装置１０で蒸着膜を形成する場合は、まず、アラインメント処理を行った基板１を、図１（ａ）に示すように、金属箔４上に載置する。この際、基板１は自重による金属箔４のたわみのために、金属箔４上で緩やかな弧を描いた形状となる。このため基板１を支持する弾性体３上において、基板１と金属箔４との間には隙間（浮き）が生じている。

次に、図１（ｂ）に示すように、基板押え機構６により基板１を押圧し、基板１を金属箔４上に固定する。

このようにして基板を固定した後で真空蒸着を行ったところ、基板上に成膜された蒸着膜パターンには、パターン形状の不良や、パターニング精度の悪化は見られなかった。

［比較例］
図３に示される真空成膜用マスク及び真空成膜装置を用いて、上記実施例と同様の手順で成膜処理を行った。ここで図３の真空成膜装置２０は、金属フレーム２に弾性体を設けていないことを除いては、図１の真空成膜装置１０と同様の構成である。

その結果、図３（ｂ）で示すように、金属フレーム２近傍において基板１と金属箔４との間に隙間が発生し、この隙間が生じた部位において、成膜パターン形状の不良、パターニング精度の悪化が見られた。

１：基板、２：金属フレーム、３：弾性体、４：金属箔、５：溶接部、６：基板押え機構、７：成膜手段、８：真空チャンバー

Claims (3)

1. 金属フレームと、
   開口パターンが形成され、前記金属フレームに固定される金属箔と、から構成され、
   前記金属フレームのうち、前記金属箔を介して被成膜基板を支持する領域の少なくとも一部に弾性体が設置されていることを特徴とする、真空成膜用マスク。
2. 前記弾性体が、前記金属フレームの内縁の角部に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の真空成膜用マスク。
3. 請求項１又は２に記載の真空成膜用マスクと、
   被成膜基板を保持するための基板押え機構と、を備えることを特徴とする、真空成膜装置。

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