JP2013119645A - 薄膜製造方法及び薄膜製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板への成膜の際にマスク上に付着した膜を綺麗にクリーニングし、マスクを基板の成膜に繰り返し使用する成膜方法とクリーニング方法とその装置とを提供することにある。
【解決手段】基板への成膜の前に予めマスク本体１１に剥離可能な犠牲層１２を形成し、犠牲層１２が形成されたマスク本体１１を用いて基板１３表面に蒸気を到達させて薄膜１５を形成する。このとき、蒸気は犠牲層１２表面にも到達して犠牲層１２表面にも付着膜１４が形成されるが、付着膜１４の微小な隙間から犠牲層１２表面の一部が露出しており、露出した犠牲層１２と、プラズマ中のイオンやラジカルとを接触させ、犠牲層１２を反応させてガス化し、犠牲層１２をマスク本体１１から除去する。これにより、犠牲層１２表面に形成された付着膜１４をマスク本体１１上から綺麗に除去することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬ照明デバイス、有機太陽電池、蒸着重合膜など有機膜があるデバイスの作製に関する。

図１０（ａ）、(ｂ)を参照し、従来の有機膜の成膜では、マスク１１０を用いて基板表面にパターニングされた有機膜を形成する際に、有機膜の有機材料がマスク１１０に付着して、マスク１１０に有機材料からなる付着膜１１４が形成されてしまい、クリーニングしても、図１０（ｃ）に示すように、マスク１１０に付着した有機材料の付着膜１１４の一部は除去できなかった。

プラズマを発生させてマスクをクリーニングする際に、投入する電力を大きくしてマスクに付着した付着膜を除去しようとすると、発生させたプラズマに曝されたマスクの温度が高くなってマスクが変形し、形成される有機膜のパターンの精度が悪くなる。
逆に、投入電力を上げずに付着膜を除去しようとすると、クリーニングするのに時間がかかり、生産性が悪い。

また、金属を含む有機材料などで行う従来の有機膜の成膜では、マスクに直接付着した有機材料の付着膜を、プラズマなどの高エネルギー粒子によりクリーニングを行うとき、マスクに付着した付着膜を構成する有機材料が、この高エネルギー粒子によって分解されたり、この高エネルギー粒子との反応などが生じ生成された金属や金属酸化物などの生成物がマスクに残ったため、次の基板に成膜するとき、これらの生成物が不純物として基板に形成する膜であるデバイス膜に混入し、形成されたデバイス膜の膜質に影響し、作製するデバイスの品質に影響する。

さらに、従来の有機デバイス成膜を行う工程中に、無機物を成膜する工程があり、この工程で無機物からなる膜を基板に形成する際、無機物からなる膜がマスクに直接付着し、付着した膜を除去しようとしても一部がマスクに残ってしまい、除去しきれなかった。

また、無機物からなる無機層を基板に成膜する工程と、有機材料からなる有機層を基板に成膜する工程とを有する従来のデバイス成膜では、無機層成膜用マスクが有機層成膜用マスクと同様なプロセスや装置でクリーニングし難いため、他のプロセスや装置を設けないといけないことや真空槽の外部に搬出してウェート洗浄することがあり、時間がかかり、コストが高く、生産性が悪い。

特開２００３−３１３６５４号公報 特開２００８−８８４８３号公報 特開平７−１４５４７２号公報

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、基板成膜の際にマスク上に付着した付着膜を綺麗にクリーニングし、マスクを基板の成膜に繰り返し使用できる成膜方法とクリーニング方法とその装置と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は、マスク本体の前面に有機薄膜から成る第一の犠牲層が形成された第一のマスクの背面に第一の基板を配置し、真空雰囲気中で、薄膜を形成するための第一の粒子に前記第一のマスクの貫通孔を通過させ、前記第一の基板の表面に到着させて前記第一の基板の表面にパターニングされた第一の薄膜を形成し、前記第一のマスクに付着した前記第一の粒子によって形成された付着膜は、前記第一の犠牲層をクリーニングガスのプラズマによってエッチング除去して前記マスク本体から剥離させ、前記マスク本体の前記前面を露出させ、前記マスク本体に犠牲層用粒子を到達させ、前記マスク本体の前記前面に第二の犠牲層を形成して第二のマスクを構成させ、前記第二のマスクの前記背面に第二の基板を配置して、第二の粒子に前記第二のマスクの貫通孔を通過させ、パターニングされた第二の薄膜を前記第二の基板の表面に形成する薄膜製造方法である。
本発明は薄膜製造方法であって、前記第一、第二の粒子と前記犠牲層用粒子とを、同じ放出装置から放出させて、前記基板と前記マスク本体に、前記第一、第二の薄膜と、前記第二の犠牲層とをそれぞれ形成する薄膜製造方法である。
本発明は薄膜製造方法であって、前記第二の犠牲層は、前記マスク本体の裏面に冷却板を配置し、前記マスク本体に前記冷却板を密着させた状態で形成する薄膜製造方法である。
本発明は薄膜製造方法であって、前記クリーニングガスの前記プラズマは、前記第一のマスクの裏面に前記冷却板を配置し、前記第一のマスクに前記冷却板を密着させた状態で形成する薄膜製造方法である。
本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置された放出装置と、前記真空槽内でマスク本体を保持するマスクホルダと、前記真空槽内で基板を保持する基板ホルダと、基板表面に形成する薄膜の原料の粒子を前記放出装置に供給する薄膜蒸気供給装置と、前記マスク本体の表面に形成する犠牲層の原料の粒子を前記放出装置に供給する犠牲層蒸気供給装置と、前記真空槽内に前記犠牲層と反応可能なクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給装置と、前記放出装置に電圧を印加し、前記クリーニングガスのプラズマを形成するプラズマ電源と、を有し、前記放出装置と前記基板は、前記マスク本体を間にして対面できるようにされた薄膜製造装置である。

本発明によれば、基板を成膜する際に、マスク上に付着した付着膜を綺麗にクリーニングし、マスクを繰り返し使用でき、生産効率を高めることができる。

（ａ）〜（ｅ）：本発明の成膜方法を説明するための図 （ａ）、（ｂ）：第一例の成膜装置の構造を説明するための図 （ａ）、（ｂ）：第一例の成膜装置で犠牲層を形成する工程を説明するための図 （ａ）、（ｂ）：第一例の成膜装置で基板を成膜する工程を説明するための図 第一例の成膜装置で犠牲層を形成しているときの図 第一例の成膜装置で基板に薄膜を形成しているときの図 （ａ）、（ｂ）：第二例の成膜装置の構造を説明するための図 （ａ）、（ｂ）：第二例の成膜装置で犠牲層、薄膜を形成する工程を説明するための図 マルチチャンバー式の成膜装置を用いて本発明の成膜方法を説明するための図 （ａ）〜（ｃ）：従来の有機膜の成膜を説明するための図

本発明の成膜方法は、後述する犠牲層が形成され、パターニングされた薄膜を形成するマスクを用いて基板表面を成膜する方法であり、図２（ａ）、（ｂ）の成膜装置２ａは、本発明の成膜方法に用いる成膜装置の一例である第一例の成膜装置である。この第一例の成膜装置２ａは、犠牲層が形成されたマスクを用いて基板表面に成膜する装置であり、マスクに犠牲層を形成する装置でもある。図２（ａ）は第一例の成膜装置２ａの上面図であり、図２（ｂ）は第一例の成膜装置２ａの側面図である。

この第一例の成膜装置２ａの構造を説明すると、第一例の成膜装置２ａは真空槽２１ａを有している。
真空槽２１ａの壁面には、基板と後述する冷却板を搬出入できる搬出入口１８ａが設けられている。

真空槽２１ａ内の天井側には、マスクホルダ２０ａが配置されている。このマスクホルダ２０ａは、基板表面にパターニングされた薄膜を形成するマスクを配置できるように構成されている。
マスクホルダ２０ａ上には、基板ホルダ１９ａが配置されている。この基板ホルダ１９ａは、マスクホルダ２０ａ上にマスクを配置したときに、マスクが位置する場所の上方で、基板を保持できるように構成されている。

真空槽２１ａ内の底面側には、放出装置２４ａが配置されている。放出装置２４ａは、容器本体４２ａを有している。容器本体４２ａは、マスクをマスクホルダ２０ａ上に配置したときに、マスクが位置する場所の高さより低い位置に配置されている。

真空槽２１ａの外部には、真空排気装置２２ａと、蒸発装置２３ａとが配置されている。
真空排気装置２２ａは真空槽２１ａに接続されており、真空槽２１ａ内を真空排気し、真空槽２１ａ内に真空雰囲気を形成できるように構成されている。

蒸発装置２３ａは、基板に形成する薄膜の蒸気を供給する薄膜蒸気供給装置３１ａを有している。薄膜蒸気供給装置３１ａの内部には、基板表面に形成される薄膜の材料が配置されており、薄膜蒸気供給装置３１ａはこの材料を加熱し、この材料の蒸気を生成するように構成されている。

容器本体４２ａはその内部が中空にされている。容器本体４２ａの内部は、真空槽２１ａの壁面に気密に挿通された配管によって薄膜蒸気供給装置３１ａに接続されており、薄膜蒸気供給装置３１ａから容器本体４２ａの内部に生成された材料蒸気が供給されるように構成されている。容器本体４２ａの内部に生成した材料蒸気を供給すると、容器本体４２ａの内部で供給された材料蒸気が充満するようになっている。

真空槽２１ａ内には、移動装置１６が配置されている。放出装置２４ａ（容器本体４２ａ）は移動装置１６に取り付けられており、移動装置１６を起動させると、移動装置１６は、放出装置２４ａ（容器本体４２ａ）に、マスクが位置する場所の下方を移動させるように構成されている。

放出装置２４ａは複数の放出孔４１ａを有している。各放出孔４１ａは真空槽２１ａの天井に向けられた容器本体４２ａの一面である放出面に設けられ、各放出孔４１ａによって、容器本体４２ａの内部と真空槽２１ａの内部とは連通している。

薄膜蒸気供給装置３１ａは、放出装置２４ａ（容器本体４２ａ）が移動しているときに、生成した材料蒸気を供給できるように構成されており、容器本体４２ａの内部に生成した蒸気を供給しながら、マスクが位置する場所の下方を容器本体４２ａに移動させると、容器本体４２ａの内部に充満した蒸気が、各放出孔４１ａからマスクが位置する場所に向かって放出される。

マスクの上には基板が配置されており、放出装置２４ａから放出された蒸気は、マスクの貫通孔の底面に露出する基板表面に到達し、薄膜が形成される。放出孔４１ａは、放出される蒸気が、放出装置２４ａの移動方向とは垂直な方向の一定範囲に帯状に到達するように配置されている。
放出装置２４ａから放出された蒸気は、マスクの放出装置２４ａに向く前面と、貫通孔の内周側面とを含む表面に到達する。マスクは、マスク本体と、マスク本体の前面と貫通孔内周側面に形成された犠牲層とを有しており、マスクに到達した蒸気は犠牲層の表面に付着し、犠牲層の表面には付着膜が形成される。

この犠牲層を形成する工程を説明する。
図１（ａ）は犠牲層を形成するマスク本体１１の断面図であり、マスク本体１１は金属で構成されていて、マスク本体１１には一乃至複数の貫通孔９が形成されている。

このマスク本体１１を、真空槽２１ａ内の真空雰囲気を維持しながら、真空槽２１ａに接続されたマスクストッカー室(不図示)から搬入し、図３(ａ)、(ｂ)に示すように、成膜装置２ａ内のマスクホルダ２０ａに保持させ、次いで、搬出入口１８ａから真空槽２１ａ内に、蒸気の進行を遮る冷却板１７を搬入し、冷却板１７をマスク本体１１上に密着して配置し、冷却板１７の表面を貫通孔９の底面に露出させておく。

マスク本体１１の搬入前から少なくともマスク本体１１への犠牲層形成終了までの間は、真空排気装置２２ａによる真空排気を継続し、真空槽２１ａ内の真空雰囲気を維持する。

蒸発装置２３ａは、犠牲層蒸気供給装置３２ａを有している。犠牲層蒸気供給装置３２ａの内部には、有機薄膜から成る犠牲層の蒸着材料が配置されており、犠牲層蒸気供給装置３２ａはこの蒸着材料を加熱し、蒸着材料の蒸気を生成するように構成されている。犠牲層の蒸着材料は、Ｃ、ＨあるいはＣ、Ｈ、Ｎ元素で形成した化合物で構成され、この化合物は、例えば、ＮＰＢ、ＣＰＢ、ペンタセン、ペンゾ［ｂ］アントラセン、アントラセン、ナフタリン、ルブレンである。

蒸発装置２３ａは、切替装置３３ａを有している。切替装置３３ａは真空槽２１ａの外部に配置されている。
薄膜蒸気供給装置３１ａと、犠牲層蒸気供給装置３２ａと、容器本体４２ａとは、それぞれ切替装置３３ａに接続されており、切替装置３３ａは、容器本体４２ａを薄膜蒸気供給装置３１ａと犠牲層蒸気供給装置３２ａの両方から遮断させるか、又は、容器本体４２ａを、薄膜蒸気供給装置３１ａと犠牲層蒸気供給装置３２ａのうちの少なくともいずれか一方に接続し、材料蒸気を容器本体４２に供給できるようになっている。

切替装置３３ａによって、薄膜蒸気供給装置３１ａが容器本体４２ａに接続されているときは、上述したように、薄膜蒸気供給装置３１ａから容器本体４２ａの内部に生成された材料蒸気が供給され、切替装置３３ａによって、犠牲層蒸気供給装置３２ａが容器本体４２ａの内部に接続されているときは、犠牲層蒸気供給装置３２ａから容器本体４２ａの内部に生成された材料蒸気が供給される。

また、切替装置３３ａによって、薄膜蒸気供給装置３１ａと犠牲層蒸気供給装置３２ａの両方が容器本体４２ａの内部から遮断されているときは、薄膜蒸気供給装置３１ａや犠牲層蒸気供給装置３２ａから容器本体４２ａの内部に生成された材料蒸気は供給されない。

切替装置３３ａによって、薄膜蒸気供給装置３１ａを容器本体４２ａの内部から遮断し、犠牲層蒸気供給装置３２ａを容器本体４２ａの内部に接続し、犠牲層蒸気供給装置３２ａによって犠牲層の材料の蒸気を生成し、生成した材料蒸気を容器本体４２ａの内部に供給する。なお、犠牲層蒸気供給装置３２ａや薄膜蒸気供給装置３１ａと、容器本体４２ａとを接続する配管には、加熱装置２９ａが密着して取り付けられており、加熱装置２９ａによって配管が温められ、配管の内部を通過する蒸気が析出することはない。

内部に材料蒸気が供給された容器本体４２ａを、蒸気を放出してもマスク本体１１に到達しない位置に移動させる。
犠牲層蒸気供給装置３２ａは容器本体４２ａが移動しているときでも容器本体４２ａの内部に犠牲層蒸気供給装置３２ａによって生成した材料蒸気を供給できるように構成されており、容器本体４２ａの内部に犠牲層蒸気供給装置３２ａによって生成した材料蒸気を供給しながら、上記位置を起点として容器本体４２ａにマスク本体１１の下方を移動させると、容器本体４２ａの内部に供給されて充満した材料蒸気が、各放出孔４１ａからマスク本体１１に向けて放出される。

ここで、マスク本体１１の一乃至複数の貫通孔９について、同一の貫通孔９の二個の開口について説明すると、冷却板１７側に面した開口は、マスク本体１１の位置する平面の法線に沿った方向の、放出装置２４ａ側に面した開口の真上に位置しており、放出装置２４ａ側に面した開口の大きさは、冷却板１７側に面した開口の大きさより大きくされている。冷却板１７側に面した開口と放出装置２４ａ側に面した開口とが、マスク本体１１の位置する平面の法線に沿った方向と平行に移動させて同一平面内に位置したときに、冷却板１７側に面した開口の縁は、放出装置２４ａ側に面した開口の縁よりも内側に位置するようになっており、冷却板１７側に面した開口の縁と、放出装置２４ａ側に面した開口の縁との間に位置する貫通孔９の側面は、冷却板１７側よりも放出装置２４ａ側に向くように傾いていることになる。

このため、各放出孔４１ａからマスク本体１１に向けて放出された材料蒸気のうち、一部は、放出装置２４ａに向いた前面と貫通孔９の内周側面とから成るマスク本体１１の表面に到達して、図１（ｂ）に示すように、マスク本体１１の前面に所定の厚みの犠牲層１２（第一の犠牲層）が形成され、他の一部は貫通孔９に進入し、貫通孔９の底面に露出した冷却板１７の表面に到達し、マスク本体１１の裏面や真空槽２１ａの天井内壁面には到達しない。冷却板１７の大きさは、貫通孔９が配置された範囲よりも大きくなっており、蒸気は貫通孔９を通過して、冷却板１７の裏面側に進行しないようになっている。なお、貫通孔９は犠牲層１２によって閉塞されない。
なお、図５は、マスク本体１１の前面と貫通孔の内周側面とに犠牲層１２を形成しているときの第一例の成膜装置２ａを示している。

このようにして、マスク本体１１と、マスク本体１１に形成された犠牲層１２とを有するマスク１０（第一のマスク）が得られる。
所定の厚みの犠牲層１２が形成されたマスク１０が得られたら、犠牲層蒸気供給装置３２ａの蒸気生成を停止し、冷却板１７を搬出入口１８ａから真空槽２１ａの外部に搬出する。

次に、所定の厚みの犠牲層１２が形成されて得られたマスク１０を用いて基板表面に成膜する工程を説明する。
図４（ａ）、（ｂ）を参照し、真空排気装置２２ａによって継続して真空排気しながら搬出入口１８ａから真空槽２１ａ内に基板１３（第一の基板）を搬入し、基板１３を基板ホルダ１９ａに保持させ、基板１３とマスク１０との位置合わせをする。このとき、マスク１０はマスクホルダ２０ａに対して移動しない。
図１（ｃ）はこの位置合わせ後の、基板１３とマスク１０の断面図であり、基板１３表面がマスク１０の貫通孔９の底面に露出している。

次に、切替装置３３ａによって、薄膜蒸気供給装置３１ａを容器本体４２ａの内部に接続し、薄膜蒸気供給装置３１ａによって基板１３表面に形成する薄膜の原料の蒸気を生成し、容器本体４２ａの内部に生成した材料蒸気を供給する。

供給された材料蒸気を各放出孔４１ａから放出させながら容器本体４２ａにマスク１０の下方を通過させると、放出された材料蒸気（第一の粒子）が貫通孔９を通過して貫通孔９の底面に露出した基板１３の表面に到達し、その表面に所定の厚みの薄膜（第一の薄膜）が形成される。

このとき、マスク１０に材料蒸気が付着する位置には犠牲層１２が予め形成されているから、放出された材料蒸気は犠牲層１２表面に到達する。マスク本体１１の前面と貫通孔の内周側面とに犠牲層１２を形成した後、マスク１０はマスクホルダ２０ａに対して移動されていないので、マスク本体１１の表面のうち、マスクホルダ２０ａなどの真空槽２１ａ内の部材によって隠蔽されていて、犠牲層１２が形成されずにマスク本体１１表面が露出する部分は、基板１３への成膜の際に真空槽２１ａの内部に露出することはなく、従って、基板１３の成膜の際に、マスク本体１１の表面に接触して薄膜が形成されることはない。

図１（ｄ）は、基板１３表面に薄膜を形成したときの、基板１３とマスク１０の断面図であり、同図の符号１５は、貫通孔９底面に露出した基板１３表面に放出された材料蒸気が到達して形成された薄膜を示し、同図の符号１４は、犠牲層１２表面に放出された材料蒸気が付着して形成された付着膜を示している。なお、図６は基板１３表面に成膜しているときの第一例の成膜装置２ａを示している。

基板１３表面に所定の厚みで薄膜１５が形成されたら、薄膜１５が形成された基板１３を搬出入口１８ａから真空槽２１ａ外に搬出し、未成膜の基板を搬出入口１８ａから真空槽２１ａ内に搬入し、上記薄膜１５を形成したのと同じ手順でこの未成膜の基板に薄膜を形成する。

このように、複数の基板に薄膜を形成すると、マスク１０（犠牲層１２）に形成された付着膜１４が厚くなる。
薄膜が形成された基板が所定枚数に達したら、マスク１０の付着膜１４を除去するクリーニングを行う。
このマスク１０は、マスク本体１１に犠牲層１２を形成し、基板１３の表面に薄膜を形成した第一例の成膜装置２ａの内部でクリーニングされる。

真空槽２１ａに接続されたガス供給装置２５ａには、犠牲層１２をエッチングするクリーニングガスが配置されたクリーニングガス供給装置５２ａと、クリーニングの際のプラズマ生成の補助となる補助ガスが配置された補助ガス供給装置５１ａとが設けられている。

そのクリーニング工程を説明すると、真空排気装置２２ａによる真空排気をしながら、先ず、搬出入口１８ａから真空槽２１ａ内に基板に替えて冷却板１７を搬入し、付着膜１４が付着したマスク１０上に冷却板１７を配置し、補助ガス供給装置５１ａとクリーニングガス供給装置５２ａとから真空槽２１ａ内に、補助ガスとクリーニングガスとを供給する。

真空槽２１ａは接地電位に接続されており、真空槽２１ａの外部には、高電圧を出力する電源２６ａが配置されている。
ここでは、電源２６ａには容器本体４２ａが接続され、マスク１０が真空槽２１ａと同電位に接続されており、真空槽２１ａ内にクリーニングガスと補助ガスの混合ガス雰囲気が形成された状態で、電源２６ａが、マスク１０と容器本体４２ａの間に電圧を印加すると、マスク１０と容器本体４２ａとが、それぞれ一つの電極となって放電し、マスク１０と容器本体４２ａとの間の混合ガスのプラズマを形成する。
マスク１０を電源２６ａに接続し、容器本体４２ａを接地電位に接続してマスク１０と容器本体４２ａの間に電圧を印加して、混合ガスのプラズマを形成してもよい。

マスク１０の表面は形成されたプラズマに曝され、プラズマ中で生成されたクリーニングガスのイオンとクリーニングガスのラジカルから成るクリーニングガスの活性種は、付着膜１４の微小な隙間から付着膜１４の内部に侵入し、犠牲層１２に到達すると、犠牲層１２は活性種と反応し反応生成物が生成される。
プラズマは、冷却板１７によってマスク１０の裏面に回り込まないようになっている。

クリーニングガスには、生成される反応生成物が気体であるような物質が選択されており、気体の反応生成物は真空槽２１ａ内に拡散し、真空排気された真空槽２１ａの内部から除去される。

そして、犠牲層１２がクリーニングガスとの反応によって気体化し、除去されると犠牲層１２に付着している付着膜１４はマスク本体１１から剥離され、真空槽２１ａの底面に向けて落下し、マスク１０から除去される。

ここでは、マスク１０の下方の、真空槽２１ａの底面には図示しないトレイが予め配置されており、トレイ上に落下した付着膜１４をこのトレイを回収することによって回収することができる。

このように、本発明は、犠牲層１２をクリーニングによって除去することで、付着膜１４を落下させて除去しており、基板に薄膜を形成したときと、クリーニングガスで犠牲層１２を除去する時には、マスク１０は、真空槽２１ａ内で移動されておらず、一旦犠牲層１２の表面上に付着した付着膜１４は、マスクホルダ２０ａ等の部材によってプラズマから隠蔽されることが無く、付着膜１４の下層の犠牲層１２には、クリーニングガスの活性種が到達できるようになっており、クリーニングガスのプラズマを形成したときに、付着膜１４が落下せずに残ることはない。
従って、マスク本体１１の犠牲層１２が形成された部分は真空槽２１ａ内に露出する。

この状態になるとマスク本体１１は犠牲層１２が形成される前の状態に戻っており、プラズマ形成電圧の印加と、クリーニングガスと補助ガスの導入とを停止させ、クリーニング工程を終了させる。

次に、図３（ａ）、（ｂ）に記載した第一例の成膜装置２ａでマスク本体１１に犠牲層１２を形成したのと同じ工程で、付着膜１４を除去したマスク本体１１に犠牲層（第二の犠牲層）を形成し、マスク本体１１と犠牲層を有するマスク（第二のマスク）を形成し、図４（ａ）、（ｂ）に記載した第一例の成膜装置２ａで基板１３表面に薄膜１５を形成したのと同じ工程で、このマスク上に基板（第二の基板）を配置して、放出された材料蒸気（第二の粒子）にこのマスクの貫通孔９を通過させて基板表面に薄膜（第二の薄膜）を形成する。このようにして、マスク本体１１を真空槽２１ａの外部に搬出することなく、マスク本体１１への犠牲層の形成と、犠牲層を有するマスクを用いた基板表面への薄膜の形成と、マスクに付着した付着膜の除去とを繰り返し行うことができる。

なお、マスク１０がプラズマに曝されると、マスク１０はプラズマから熱を受けるが、冷却板１７はその熱容量が大きくされていて、冷却板１７はマスク１０と密着している。このため、形成したプラズマに曝されたことによるマスク１０の熱は冷却板１７に吸収されるようになっており、形成したプラズマに曝されたことによる熱でマスク１０が変形することはない。また、犠牲層を形成する際にも、蒸気がマスク１０に加える熱は、マスク１０に密着した冷却板１７によって吸収される。

なお、上記例では、放出装置２４ａを移動させていたが、図８(ａ)、(ｂ)に示す成膜装置２ｂのように、静止した状態で、マスク本体１１や基板１３よりも広範囲に蒸気を放出させる放出装置２４ｂを真空槽２１ｂ内に配置し、犠牲層１２と薄膜１５とを形成するようにしてもよい。成膜装置２ｂの、第一例の成膜装置２ａと同じ部材には、第一例の成膜装置２ａの部材に付した符号と同じ符号を付している。
この成膜装置２ｂでも、放出装置２４ｂとマスク１０との間に電圧を印加して、真空槽２１ｂ内に導入したクリーニングガスと補助ガスのプラズマを形成してクリーニングを行うことができる。

また、図９に示した成膜装置６０のように、搬送ロボット６７が配置された搬送室６８に、一乃至複数台の成膜用真空槽６２、６３と、マスク用真空槽６４とを接続し、マスク用真空槽６４内で、マスク本体１１に犠牲層１２を形成した後、搬送ロボット６７によって成膜用真空槽６２、６３内に搬入し、搬送室６８に接続された搬入室６１から搬入した基板を成膜用真空槽６２、６３内に移動させて、犠牲層１２を有するマスク１０を用いた薄膜形成を行っても良い。図９の符号６５は、内部にマスク本体１１が配置されたマスクストッカー室を示し、同図の符号６６は、基板を搬出する搬出室を示している。

また、犠牲層１２に付着した付着膜１４は、マスク用真空槽６４内にマスク１０を移動させ、マスク用真空槽６４内でクリーニングを行って、犠牲層１２と共に、付着膜１４を除去させてもよい。

この成膜装置２ｂでは、各室６１、６５、６６、６８と各槽６２〜６４とは、真空雰囲気にされており、犠牲層１２を形成してから基板表面に成膜し、マスク１０をクリーニングするまでの間、マスク１０は真空雰囲気に置かれている。

なお、上記実施例では、犠牲層１２の表面に有機薄膜１５を形成したが、犠牲層１２の表面に無機薄膜を形成する場合でも、犠牲層１２をクリーニングガスで消滅させることができるから、マスク１０に付着した無機膜を剥落させることができる。

また、上記実施例では蒸着装置であったが、本発明は、薄膜を形成するための粒子を放出させ、マスクを介して、マスク底面に露出する成膜対象物の表面に薄膜を形成する装置であれば、本発明の成膜装置に含まれる。粒子は、分子、原子等である。

薄膜を形成するための粒子が蒸気の場合、放出装置とは異なる場所で、蒸気を発生させ、蒸気を放出装置まで移動させてもよいし、一の放出装置の中で成膜対象物表面に薄膜を形成する蒸気を発生させ、他の放出装置の中でマスクに犠牲層を形成する蒸気を発生させ、二個の放出装置を別々に移動させて、基板とマスクに、それぞれ薄膜と犠牲層を形成するようにしてもよい。

２ａ、２ｂ……成膜装置
９……貫通孔
１０……マスク
１１……マスク本体
１２……犠牲層
１３……基板
１４……付着膜
１５……薄膜
１７……冷却板
１９ａ、１９ｂ……基板ホルダ
２０ａ、２０ｂ……マスクホルダ
２４ａ、２４ｂ……放出装置
２６ａ、２６ｂ……電源
３１ａ、３１ｂ……薄膜蒸気供給装置
３２ａ、３２ｂ……犠牲層蒸気供給装置
５２ａ、５２ｂ……クリーニングガス供給装置

Claims (5)

1. マスク本体の前面に有機薄膜から成る第一の犠牲層が形成された第一のマスクの背面に第一の基板を配置し、真空雰囲気中で、薄膜を形成するための第一の粒子に前記第一のマスクの貫通孔を通過させ、前記第一の基板の表面に到着させて前記第一の基板の表面にパターニングされた第一の薄膜を形成し、
   前記第一のマスクに付着した前記第一の粒子によって形成された付着膜は、前記第一の犠牲層をクリーニングガスのプラズマによってエッチング除去して前記マスク本体から剥離させ、前記マスク本体の前記前面を露出させ、
   前記マスク本体に犠牲層用粒子を到達させ、前記マスク本体の前記前面に第二の犠牲層を形成して第二のマスクを構成させ、前記第二のマスクの前記背面に第二の基板を配置して、第二の粒子に前記第二のマスクの貫通孔を通過させ、パターニングされた第二の薄膜を前記第二の基板の表面に形成する薄膜製造方法。
2. 前記第一、第二の粒子と前記犠牲層用粒子とを、同じ放出装置から放出させて、前記基板と前記マスク本体に、前記第一、第二の薄膜と、前記第二の犠牲層とをそれぞれ形成する請求項１記載の薄膜製造方法。
3. 前記第二の犠牲層は、前記マスク本体の裏面に冷却板を配置し、前記マスク本体に前記冷却板を密着させた状態で形成する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の薄膜製造方法。
4. 前記クリーニングガスの前記プラズマは、前記第一のマスクの裏面に前記冷却板を配置し、前記第一のマスクに前記冷却板を密着させた状態で形成する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の薄膜製造方法。
5. 真空槽と、
   前記真空槽内に配置された放出装置と、
   前記真空槽内でマスク本体を保持するマスクホルダと、
   前記真空槽内で基板を保持する基板ホルダと、
   基板表面に形成する薄膜の原料の粒子を前記放出装置に供給する薄膜蒸気供給装置と、
   前記マスク本体の表面に形成する犠牲層の原料の粒子を前記放出装置に供給する犠牲層蒸気供給装置と、
   前記真空槽内に前記犠牲層と反応可能なクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給装置と、
   前記放出装置に電圧を印加し、前記クリーニングガスのプラズマを形成するプラズマ電源と、
   を有し、
   前記放出装置と前記基板は、前記マスク本体を間にして対面できるようにされた薄膜製造装置。

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