JP2013204100A

JP2013204100A - 成膜方法

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Publication number: JP2013204100A
Application number: JP2012075268A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Furuta; 大輔古田; Yoshiyasu Honma; 義康本間
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: JP5958690B2

Abstract

【課題】複数種類の形状の開口を持つマスクを用いる場合であっても、高精細なパターンの成膜を可能にする成膜方法を提供する。
【解決手段】本発明の成膜方法は、成膜対象物１３の被成膜面にマスク１０１の複数の開口部を介して成膜材料を堆積させることで、成膜対象物１３上に成膜する成膜方法であって、マスク１０１の開口部を形成するマスク梁部１０１ａ、１０１ｂに対応してマスク１０１のマスク外周部１０１ｃに配置されたマスク加張機構１０２ａ、１０２ｃによりマスク梁部１０１ａ、１０１ｂを加張する加張工程と、マスク梁部１０１ａ、１０１ｂに対応して配置された複数個のマグネットピン２０１ａ、２０１ｂによりマスク１０１を磁力吸着する吸着工程と、を繰り返し行った後に、マスク１０１の複数の開口部を介して成膜対象物１３の被成膜面に成膜するように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、対象物に所望のパターンを成膜する成膜方法に関する。

成膜用マスク装置は、例えば有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイの製造工程に用いられる。有機ＥＬディスプレイを構成する有機ＥＬ素子は、２つの電極間に有機発光層が挟持された構造を有し、それらの電極間に電流を流すことにより有機発光層を発光させるものである。

例えば、トップエミッション型の有機ＥＬディスプレイの製造工程では、駆動素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されたガラスやフィルム等からなる基板を用い、その基板上に陽極層（下部電極）が形成され、その上に有機発光層が形成され、さらにその上に透明導電膜からなる陰極層（上部電極）が形成される。これらの層は厚みが数十ｎｍ〜数μｍの薄い膜であり、一般的に、その膜の形成には、真空蒸着法、プラズマやイオンビームによるアシスト蒸着法、スパッタリング法等が用いられる。膜が形成される際には、１つあるいは複数の開口部が設けられた成膜用のマスクが使用される。膜を形成する材料（成膜材料）が、成膜用のマスクの開口を通過して成膜対象物上に堆積することで、所望の位置に、所望の形状のパターンが得られる。

高精細なパターンを成膜するには、極力薄いマスクを用いることにより成膜時にマスクの陰が発生しないようにする必要がある。さらに、マスクに撓みやシワを生じさせずに、成膜対象物にマスクを密着させることが必要である。

そこで、高精細なパターンの成膜を実現するため、マスクに撓みやシワが生じないように、マスクが加張された状態で維持されるマスク装置が開発されている。また、マスクと成膜対象物とが密着するように、磁性体からなるマスクを用いて、成膜対象物の被成膜面と反対側の面から、成膜対象物の被成膜面上に配置されたマスクを磁石で磁力吸着するマスク装置が開発されている。

特許文献１には、マスクに撓みやシワが生じないように、加張された状態のマスクが、外枠であるマスクフレームに溶接固定されたマスク装置が提案されている。特許文献２には、マスクフレームに備えられた加張機構によって機械的にマスクを加張できるように構成されたマスク装置が提案されている。

また、特許文献３には、成膜対象物の被成膜面と反対側の面に対向して複数の磁石が配置され、これらの個別に駆動可能な複数の磁石によって、マスクの撓みやシワが伸びるようにマスクの中央部から成膜対象物の端部に向かって順次マスクを磁力吸着するように構成されたマスク装置が提案されている。

成膜対象物とマスクとを密着させて、パターンを成膜するまでの工程を、図６のフローチャートに示す。図６（ａ）は、加張された状態のマスクがマスクフレームに溶接固定されたマスク装置を用いた場合のフローを示している。

図６（ａ）のフローでは、まず、加張された状態で溶接固定されたマスクと、成膜対象物である基板と、磁石とが、この順に重ねられて近接配置される（ステップＳ２１）。このとき、後の工程（マスクと基板の位置決め工程）において、マスクと基板が互いに擦れないようにするために、マスクと基板との間には隙間が設けられる。また同時に、磁石がマスクを磁力吸着しないように、磁石とマスクとの間にも十分な距離が確保される。

次に、マスクと基板の位置決めが行われる（ステップＳ２２）。位置決めは、例えば、マスクおよび基板にそれぞれ設けた位置決め用マークを認識することにより行われる。または、機械的な位置規正により位置決めが行われる。

その後、マスクに対して磁石が接近して、磁石がマスクを磁力吸着し（ステップＳ２３）、マスクと基板と磁石とが一体化している状態において、成膜が行われる（ステップＳ２４）。

図６（ｂ）は、マスクを加張する加張機構を備えたマスク装置を用いた場合のフローを示している。図６（ｂ）のフローは、マスクを加張する工程が加わる以外は、前述の溶接固定されたマスクを用いた場合の図６（ａ）のフローと同じである。すなわち、図６（ｂ）のフローでは、まず、加張機構によってマスクが加張され（ステップＳ３１）、その後に、マスクと、基板と、磁石とが、この順に重ねられて近接配置される（ステップＳ２１）。以降は、マスクと基板の位置決め（ステップＳ２２）と、マスクの磁力吸着（ステップＳ２３）と、成膜（ステップＳ２４）が順次行われる。

このように、加張された状態のマスクが溶接固定されたマスク装置を用いた場合（図６（ａ）参照）と、加張機構を備えたマスク装置を用いた場合（図６（ｂ）参照）のいずれの場合においても、マスクが加張された後に、磁石がマスクを磁力吸着するフローとなる。

ところで、一般に、有機ＥＬディスプレイの製造工程においては、生産効率の観点から、１枚の基板に一括して成膜が行われた後に、基板が切断されて、複数の製品が同時に製造されることが多い。ここで、例えば、１枚の基板から同一品種の製品を６枚製造する場合、マスク１０１の形状は、図７（ａ）に示すような形状となる。すなわち、図７（ａ）に示すマスク１０１は、同一形状の開口が規則的に面内に配置され、マスク１０１の内側の梁の形状が格子状となる。

しかし、実際の製造工程においては、１枚の基板から得る製品は同一品種に限るものではなく、１枚の基板から、サイズや形状の異なる複数の品種を製造する場合もある。この場合、成膜に用いられるマスクは、例えば図７（ｂ）に示すように、複数種類の形状の開口を持つ。そのため、図７（ｂ）に示すマスク１０１は、マスク１０１の内側の梁の形状が格子状とはならず、Ｔ字交差部やＬ字交差部、Ｙ字交差部などを含んだ形状となる。

特開平１０−４１０６９号公報特開２００３−３３２０５６公報国際公開第２００９／０８４６２３号

例えば有機ＥＬディスプレイの製造工程において、図７（ｂ）に示す複数種類の形状の開口を持つ多品種取りマスクが使用されることがある。このような多品種取りマスクを用いる場合も、高精細なパターンの成膜を実現するためには、マスクに撓みやシワが生じないように、マスクが加張された状態で維持される必要がある。

しかしながら、従来のマスク装置を用いて図７（ｂ）に示すマスクに張力を加える場合、磁石がマスクを磁力吸着する前に、図８において矢印で示される方向の張力がマスクに加えられる。このため、従来のマスク装置の構成では、多品種取りマスクの内側の梁のＴ字交差部に、図８に破線で示すようにいびつな変形が生じ、高精細なパターン成膜ができない場合がある。

本発明は、上記した従来の問題を解決するもので、複数種類の形状の開口を持つ成膜用マスクを用いる場合であっても、成膜用マスクの変形を生じさせることなく、高精細なパターンの成膜を可能にする成膜方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の成膜方法は、成膜対象物の被成膜面にマスクの複数の開口部を介して成膜材料を堆積させることで、前記成膜対象物上に成膜する成膜方法であって、前記マスクの開口部を形成する梁部に対応して前記マスクの外周部に配置された加張機構により前記梁部を加張する加張工程と、前記梁部に対応して配置された複数個の磁石部により前記マスクを磁力吸着する吸着工程と、を繰り返し行った後に、前記マスクの複数の開口部を介して前記成膜対象物の被成膜面に成膜することを特徴とする。

本発明によれば、複数種類の形状の開口部を持つ多品種取りマスクを用いる場合であっても、そのマスクの内側の梁部のＴ字交差部やＬ字交差部、Ｙ字交差部にいびつな変形を生じさせることなく、高精細なパターンの成膜が可能となる。

本発明の実施の形態における成膜装置の一例の概略構成を示す図本発明の実施の形態における成膜用マスク装置の一例の概略構成を示す図本発明の実施の形態における加張動作および磁力吸着動作の一例を説明するための図本発明の実施の形態における成膜方法の一例のフローチャート（ａ）本発明の実施の形態における、加張動作および磁力吸着動作が行われる前の状態の成膜用マスク装置の一構成例の要部を示す概略断面図、（ｂ）本発明の実施の形態における、加張動作および磁力吸着動作が完了した状態の成膜用マスク装置の一構成例の要部を示す概略断面図（ａ）加張された状態のマスクがマスクフレームに溶接固定された従来のマスク装置を用いた場合の成膜方法のフローチャート、（ｂ）マスクを加張する加張機構を備えた従来のマスク装置を用いた場合の成膜方法のフローチャート（ａ）同一品種の製品を複数個製造する製造工程において用いられるマスクを例示する概略平面図、（ｂ）複数の品種の製品を製造する製造工程において用いられるマスクを例示する概略平面図従来のマスク装置によるマスクの変形を例示する概略平面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する場合もある。また、図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示す。また図示された各構成要素の厚み、長さ等は、図面作成の都合上から、実際とは異なる。なお、以下の実施の形態で示す各構成要素の材質や寸法等は、一例であって特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

また、以下の実施の形態では、成膜方法としてスパッタリング法を例に挙げて説明するが、本発明において成膜の方法はこれに限るものではなく、蒸着法等、別の成膜方法であってもよい。

図１は、本発明の実施の形態における成膜装置１０の構成の概略を示す図である。成膜装置１０は、通過成膜方式のスパッタリング装置である。この成膜装置１０は、真空チャンバー１１を備える。真空チャンバー１１は、その内側に、不図示の搬送機構を備える。その搬送機構が、真空チャンバー１１内で、成膜用マスク装置１２および成膜対象物１３を水平方向に搬送する。

また、成膜装置１０は、膜を形成する材料（成膜材料）からなるスパッタリングターゲット１４を備える。スパッタリングターゲット１４は、真空チャンバー１１内に配置されている。スパッタリングターゲット１４は、成膜対象物１３の被成膜面に対向している限り、成膜対象物１３の上方に配置しても下方に配置してもよい。なお、スパッタリングターゲット１４は、好適には、図１に示すように、成膜対象物１３の下方に配置される。成膜対象物１３の下方に配置する理由は、成膜対象物１３に対して成膜が行われているときや、成膜対象物１３が搬送されているときなどに、成膜によるパーティクルが成膜対象物１３上に落下することを防ぐためである。

さらに、成膜装置１０は、真空チャンバー１１内を排気する真空排気手段１５、および真空チャンバー１１内へプロセスガスを供給するプロセスガス供給手段１６を備える。真空排気手段１５には、クライオポンプやターボ分子ポンプ等が広く用いられている。クライオポンプやターボ分子ポンプ等は、真空チャンバー１１内を、１０^−６Ｐａ〜１０^−５Ｐａ程度の高真空雰囲気にすることが可能である。また、プロセスガス供給手段１６は、成膜する材料によって異なるが、アルゴンや酸素等をプロセスガスとして真空チャンバー１１内へ供給する。プロセスガス供給手段１６は、プロセスガスの流量を制御できるように、マスフローコントローラ等の機器を含む。

続いて、成膜装置１０の動作を説明する。まず、真空チャンバー１１内が所定の圧力になるまで、真空排気手段１５によって真空チャンバー１１内が排気される。次に、プロセスガス供給手段１６によって、所定の流量となるように制御されたプロセスガスが、真空チャンバー１１内に供給される。その後、スパッタリングターゲット１４に電圧が印加されて、真空チャンバー１１内にプラズマが発生する。このとき発生したアルゴンイオンがスパッタリングターゲット１４をスパッタすることにより、成膜対象物１３上に成膜材料が堆積して、成膜が行われる。この成膜の際には、成膜対象物１３とスパッタリングターゲット１４とが相対的に移動しており、この移動によって均一な膜厚の膜が形成される。

図２は本発明の実施の形態における成膜用マスク装置１２の構成の概略を示す図である。成膜用マスク装置１２は、大きく分けて、マスク部１００、マグネットプレート部２００、および保持部３００から構成される。なお、図２は、説明のために、これらを分離して示しているが、実際にはこれらが重なり合って密着した状態で成膜対象物１３を保持している。

マスク部１００は、マスク１０１、マスク加張機構１０２およびマスク枠１０３から構成される。マスク１０１は、５０μｍ〜２００μｍの厚さの薄板状磁性体金属からなる。マスク１０１の材料には、成膜時にマスク１０１が熱膨張してパターン精度が悪化することを防ぐために、４２アロイ（４２Ｎｉ−Ｆｅ）や３６インバー（３６Ｎｉ−Ｆｅ）などの低熱膨張材を用いることが望ましい。また、マスク１０１は、複数品種の製品の成膜を行うために、各品種の成膜パターンに対応した各種形状の開口部を有している。開口部は、望ましくは、レーザ加工やエッチング等によって高精度に形成される。

マスク枠１０３は、マスク１０１の外周部に位置し、成膜用マスク装置１２全体の剛性を担保している。また、マスク枠１０３は、複数個のマスク加張機構１０２を備える。マスク１０１は、マスク枠１０３に設けられた複数個のマスク加張機構１０２に固定されている。詳しくは、マスク加張機構１０２は、そのマスク加張機構１０２に固定されているマスク１０１の外周部の一部分を、マスク枠１０３の外側方向へ引っ張る張力を発生させる加張動作を行うように構成されている。また、複数個のマスク加張機構１０２の配置は、マスク１０１の形状に応じて決定される。詳しくは、複数個のマスク加張機構１０２は、マスク１０１の各隅部、およびマスク１０１の各梁部のマスク枠１０３側（マスク１０１の外周部側）の端部に対応して、マスク１０１の外周部の周囲に配置される。そして、複数個のマスク加張機構１０２は、マスク１０１の外周部およびマスク１０１の各梁部をそれぞれマスク枠１０３（マスク１０１の外周部）の外方向へ加張する。また、この成膜用マスク装置１２は、複数個のマスク加張機構１０２が各々独立して加張動作を行うことができるように構成されている。

ここで、マスク枠１０３は、マスク加張機構１０２の加張動作によって、そのマスク枠１０３の内側方向へ働く力を受ける。そのため、所望の成膜パターン精度を確保できるように、マスク枠１０３には、相応の剛性が必要となる。マスク枠１０３の構造や材質等は、一般的には、有限要素法を用いた解析等により、決定される。

マグネットプレート部２００は、マスク１０１を磁力吸着する複数のマグネットピン２０１を備える。マグネットピン２０１は、磁石部の一例である。成膜対象物１３は、これらのマグネットピン２０１のマスク１０１側に突出するそれぞれの先端と、マスク１０１とによって、挟持される。複数のマグネットピン２０１の配置は、マスク１０１と成膜対象物１３とが十分に密着できるように、マスク１０１の形状に応じて決定される。つまり、複数のマグネットピン２０１は、マスク１０１の外周部およびマスク１０１の各梁部に対応して配置されている。また、この成膜用マスク装置１２は、複数のマグネットピン２０１が各々独立して磁力吸着動作できるように構成されている。

保持部３００は、不図示の成膜対象物保持機構を備える。その成膜対象物保持機構は、例えば、成膜対象物１３のうちの成膜を行わない外周部を、機械的に保持する。保持部３００に設ける成膜対象物保持機構には、例えば、成膜対象物１３の外周部を挟持するクランプが使用される。また、成膜対象物保持機構が成膜対象物１３の外周部を保持するだけでは、保持部３００が成膜対象物１３の全重量を保持しきれない場合、あるいは、成膜対象物１３の被成膜面の平面度が確保できない場合は、静電チャックや粘着材などの保持補助手段、あるいは、静電チャックや粘着材などを複数併用した保持補助手段を、保持部３００に設けてもよい。

次に、マスク１０１を加張する加張動作およびマスク１０１を磁力吸着する磁気吸着動作について、図３を参照しながら詳細に説明する。なお、図３は、加張動作および磁力吸着動作の説明のために、マスク１０１、マスク加張機構１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）およびマグネットピン２０１（２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ）のみを簡略的に図示している。また、成膜対象物１３や保持部３００等、動作には関与しない構成要素については図示を省略している。

マスク１０１は、図３に示すように、２種類の形状の開口部を持つ。マスク１０１の開口形状は、マスク外周部１０１ｃ、およびマスク１０１の内側のマスク梁部１０１ａ、１０１ｂによって決まる。マスク梁部１０１ａとマスク梁部１０１ｂとが交差する部分は、Ｔ字形状となっている。

マスク加張機構１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃは、マスク外周部１０１ｃの周囲に配置されている。マスク加張機構１０２ａはマスク梁部１０１ａを加張するように配置され、マスク加張機構１０２ｂはマスク梁部１０１ｂを加張するように配置され、マスク加張機構１０２ｃはマスク外周部１０１ｃを加張するように配置されている。また、マスク加張機構１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃは、一度、加張動作を行った後は、成膜が完了するまでマスク１０１を加張し続けるように構成されている。マスク加張機構１０２ｃは、マスク外周部１０１ｃを加張するように配置された第２加張機構の一例である。

マグネットピン２０１ａ、２０１ｂおよび２０１ｃは、それぞれ、マスク１０１に近接する先端に永久磁石を備えている。ここで、マグネットピン２０１ａは、成膜対象物１３に接近することにより、マスク梁部１０１ａを磁力吸着する。マグネットピン２０１ｂは、成膜対象物１３に接近することにより、マスク梁部１０２ｂを磁力吸着する。マグネットピン２０１ｃは、成膜対象物１３に接近することにより、マスク外周部１０１ｃを磁力吸着する。また、マグネットピン２０１ａ、２０１ｂおよび２０１ｃは、一度、磁力吸着動作を行った後は、成膜が完了するまでマスク１０１を磁力吸着し続けるように構成されている。

なお、複数のマグネットピン２０１（２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ）は、少なくとも、各マスク梁部の中央部、マスク梁部同士の交差部分、マスク外周部の４辺の各中央部を磁力吸着できるように配置されていればよい。すなわち、複数のマグネットピン２０１の配置は、図３に示す例に限定されるものではない。

ここで、発明が解決しようとする課題で説明したように、マスク１０１が磁力吸着される前にマスク全体に張力が加わると、マスクのＴ字交差部に変形が生じる場合がある。

そのため、この実施の形態では、まず、マスク外周部１０１ｃの一辺から、その一辺に対向するマスク外周部１０１ｃの他の一辺まで一直線に伸びるマスク梁部１０１ａの両端を固定している一対のマスク加張機構１０２ａのみを動作させる。この動作により、マスク梁部１０１ａのみが加張された状態となる。マスク梁部１０１ａは、マスク加張機構１０２ａによってその両端が強固に保持されているため、変形を生じることがない。

次に、マスク梁部１０１ａの中央部において、マスク梁部１０１ａとマスク梁部１０１ｂとのＴ字交差部に対応して配置されているマグネットピン２０１ａのみを、マスク１０１に接近させて、マグネットピン２０１ａにマスク梁部１０１ａを磁力吸着させる。なお、マスク梁部１０１ａに撓みを生じさせないためには、Ｔ字交差部に対応する３本のマグネットピン２０１ａのうち中心のマグネットピン２０１ａから順にマスク１０１に接近させて、中心のマグネットピン２０１ａから順にマスク梁部１０１ａを磁力吸着させることが望ましい。マスク梁部１０１ａには、マスク加張機構１０２ａによる加張後も、マスク梁部１０１ａの自重によって微小な撓みが中央部付近に残存している。この撓みは、成膜対象物１３とマスク１０１との間に隙間を発生させるが、マグネットピン２０１ａがマスク梁部１０１ａの中央部を磁力吸着することで、この隙間は無くなる。さらに、マグネットピン２０１ａがマスク梁部１０１ａとマスク梁部１０１ｂとのＴ字交差部を磁力吸着することにより、マスク梁部１０１ｂの一端が固定されて、マスク梁部１０１ｂを加張するための基点が生まれる。

次に、マスク加張機構１０２ｂが動作して、マスク梁部１０１ｂが加張される。なお、マスク１０１に撓みを生じさせないためには、３つのマスク加張機構１０２ｂを同時に動作させて、その３つのマスク加張機構１０２ｂによって３本のマスク梁部１０１ｂを同時に加張することが望ましい。このとき、マスク梁部１０１ｂは、マスク梁部１０１ａとマスク梁部１０１ｂとのＴ字交差部が、磁石によって強固に保持されている。マスク梁部１０１ａとマスク梁部１０１ｂとのＴ字交差部は、マスク加張機構１０２ｂによって保持されていないマスク１０１の内側の端部である。このため、マスク加張機構１０２ｂは、マスク梁部１０１ａ、１０１ｂに変形を生じさせることなく、マスク梁部１０１ｂを加張することができる。

次に、マスク梁部１０１ｂの中央部に対応して配置されているマグネットピン２０１ｂが、マスク１０１に接近して、マスク梁部１０１ｂの中央部を磁力吸着する。これにより、マスク梁部１０１ｂの中央部付近に残存する微小な撓みが無くなり、マスク梁部１０１ｂと成膜対象物１３が密着する。なお、マスク１０１に撓みを生じさせないためには、マスク梁部１０１ｂにそれぞれ配置された３本のマグネットピン２０１ｂを同時にマスク１０１に接近させて、その３本のマグネットピン２０１ｂに同時にマスク梁部１０１ｂを磁力吸着させることが望ましい。

次に、マスク外周部１０１ｃの各隅を挟んで配置されているマスク加張機構１０２ｃが動作して、マスク外周部１０１ｃが加張される。なお、マスク１０１に撓みを生じさせないためには、４隅のマスク加張機構１０２ｃを同時に動作させて、その４隅のマスク加張機構１０２ｃによってマスク外周部１０１ｃの４辺を同時に加張することが望ましい。マスク外周部１０１ｃの４辺はいずれも両端がマスク加張機構１０２ｃによって強固に保持されているため、マスク外周部１０１ｃには、加張による変形は生じない。また、この実施の形態では、先に、マスク加張機構１０２ａ、１０２ｂにマスク梁部１０１ａ、１０１ｂを加張させて、最後に、マスク加張機構１０２ｃにマスク外周部１０１ｃを加張させている。この順に加張させることにより、マスク１０１の中央部から、マスク１０１の端部に向けて、加張される範囲が移動することになる。そのため、この順に加張させることで、撓みをマスク梁部１０１ａ、１０１ｂに残さずに、マスク１０１の外側へ逃がすことができる。

最後に、マグネットピン２０１ｃをマスク１０１に接近させて、そのマグネットピン２０１ｃによってマスク外周部１０１ｃを磁力吸着して成膜対象物１３に密着させることで、マスクの加張動作およびマスクの磁力吸着動作が完了する。なお、マスク１０１に撓みを生じさせないためには、複数のマグネットピン２０１ｃを同時にマスク１０１に接近させて、その複数のマグネットピン２０１ｃに同時にマスク外周部１０１ｃを磁力吸着させることが望ましい。

なお、マスク梁部の数や配置が図３と異なるマスク形状の場合は、マスク梁部の一端が磁力吸着された後に、そのマスク梁部のもう一端が加張される順序となるように、加張動作と磁力吸着動作を繰り返せばよい。

図４は、本実施の形態における成膜用マスク装置を用いた成膜方法のフローチャートである。図４は、成膜対象物とマスクとを密着させて、パターンを成膜するまでのフローを示している。

まず、マスク部１００と、成膜対象物１３を保持する保持部３００と、マグネットプレート部２００とが、この順に重ねられて近接配置される（ステップＳ１１）。次いで、マスク１０１と成膜対象物１３とが位置決めされる（ステップＳ１２）。その後、マスク１０１の梁部のうち、その両端をマスク加張機構１０２ａによって固定されているマスク梁部１０１ａがまず加張される（ステップＳ１３）。

次いで、その加張されたマスク梁部１０１ａと他のマスク梁部１０１ｂとの交差部がマグネットピン２０１ａによって磁力吸着される（ステップＳ１４）。これにより、先に加張されたマスク梁部１０１ａと他のマスク梁部１０１ｂとの交差部が保持される。その後、その一端をマグネットピン２０１ａによって固定されているマスク梁部１０１ｂが、マスク加張機構１０２ｂによって加張される（ステップＳ１５）。

次いで、その加張されたマスク梁部１０１ｂがマグネットピン２０１ｂによって磁力吸着される（ステップＳ１６）。なお、マスク梁部１０１ｂが複数本存在する場合は、複数のマグネットピン２０１ｂによって、その複数本のマスク梁部１０１ｂが同時に磁力吸着される。

次いで、マスク加張機構１０２ｃがマスク外周部１０１ｃを加張し（ステップＳ１７）、最後に、マグネットピン２０１ｃによってマスク外周部１０１ｃが磁力吸着される（ステップＳ１８）。これにより、マスク１０１と成膜対象物１３とが密着して、マスク１０１を加張する加張動作と、マスク１０１を磁力吸着する磁力吸着動作が完了する。その後、成膜対象物１３に対して成膜が行われる（ステップＳ１９）。

以上のような順序で、マスク１０１の中央部からマスク１０１の外周部に向けて、順次、加張動作と磁力吸着動作を繰り返し行うことにより、マスク１０１の全域にわたって変形を生じさせずに、成膜対象物１３にマスク１０１を密着させることが可能な成膜用マスク装置１２となる。

続いて、マスク加張機構１０２について、図５を参照しながら詳細に説明する。図５（ａ）は、加張動作および磁力吸着動作が行われる前の、マスク１０１と成膜対象物１３とマグネットプレート部２００とが近接配置された状態を示す。図５（ｂ）は、加張動作および磁力吸着動作が完了した状態を示す。

この成膜用マスク装置１２のマスク加張機構１０２は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、マスク枠１０３の外壁に固着された固定部１０４と、マスク枠１０３の外方へと伸びる軸１０５と、軸１０５に支持された第１移動体１０６と、軸１０５に支持された第２移動体１０７と、第１移動体１０６と第２移動体１０７との間に介在するバネ１０８と、を備える。軸１０５は、その一端が固定部１０４に固着されてマスク枠１０３の外方へと伸びる。第１移動体１０６は、軸１０５に沿って移動可能なように軸１０５に支持される。第２移動体１０７は、軸１０５に沿って移動可能なように軸１０５に支持され、第１移動体１０６に対向配置されている。バネ１０８は、弾性体の一例である。一方、マグネットプレート部２００は、マスク加張機構１０２を動作させるためのピン２０２を備える。ピン２０２は、マスク加張機１０２を動作させる加張動作機構の一例である。

マグネットプレート部２００を、図５（ａ）に示す状態から成膜対象物１３に対して接近させることで、まず、マグネットプレート部２００に設けられたピン２０２のうちマグネットピン２０１ａに対応するものが、軸１０５を避けてマスク加張機構１０２（１０２ａ）に嵌る。これにより、軸１０５により支持されている第１移動体１０６が、マスク枠１０３の外方向へ移動する。この第１移動体１０６の移動により、第１移動体１０６と第２移動体１０７との間に介在するバネ１０８が押し縮められて、そのバネ１０８の付勢力により第２移動体１０７がマスク枠１０３の外方向へ移動する。この第２移動体１０７にはマスク１０１の端部の一部が固着されているので、バネ１０８の付勢力によって、マスク１０１が部分的に加張される。ここでは、マグネットピン２０１ａに対応するピン２０２がマスク加張機構１０２ａに挿入されているので、マスク加張機構１０２ａがマスク梁部１０１ａを加張する。なお、ピン２０２を嵌め易くするために、第１移動体１０６と固定部１０４とが密着している状態において、第１移動体１０６と固定部１０４の少なくとも一方の形状をテーパ形状とするのが好適である。マグネットプレート部２００を成膜対象物１３に対して更に接近させることで、マグネットピン２０１ａがマスク１０１（マスク梁部１０１ａ）を磁力吸着する。

続いて、同様に、マグネットプレート部２００を成膜対象物１３に対して更に接近させることで、マグネットピン２０１ｂに対応するピン２０２によりマスク梁部１０１ｂを加張した後、マグネットピン２０１ｂでマスク１０１（マスク梁部１０１ｂ）を磁力吸着する。

そして、同様に、マグネットプレート部２００を成膜対象物１３に対して更に接近させることで、マグネットピン２０１ｃに対応するピン２０２によりマスク外周部１０１ｃを加張した後、マグネットピン２０１ｃでマスク１０１（マスク外周部１０１ｃ）を磁力吸着する。

図５（ｂ）は、マグネットピン２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃにそれぞれ対応するピン２０２及びマスク加張機構１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃによる加張動作およびマグネットピン２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃによる磁力吸着動作が完了した状態である。

ここで、ピン２０２は、図５に示すように、マスク加張機構１０２に嵌ってから縮むことでマグネットプレート部２００が成膜対象物１３に対して接近できるように、その一部がバネなどの弾性体で構成されている。また、ピン２０２は、対応するマグネットピン２０１の種類により、その長さを変えている。本実施の形態では、マグネットプレート部２００からマスク１０１に向かって突出する長さが、マグネットピン２０１ａに対応するピン２０２が一番長く、マグネットピン２０１ａ、マグネットピン２０１ｂに対応するピン２０２、マグネットピン２０１ｂ、マグネットピン２０１ｃに対応するピン２０２、マグネットピン２０１ｃの順に短くなるように構成している。このような長さで構成することで、加張動作と磁力吸着とを繰り返し、図４に示すフローを実現することができる。なお、ピン２０２の弾性力および長さは、マスク１０１の形状や剛性などにより、最適化されることが望ましい。

続いて、マグネットピン２０１について、図５を参照しながら詳細に説明する。マグネットプレート部２００は、マグネットピン２０１が通過可能な孔を有している。マグネットピン２０１は、そのマグネットプレート部２００に設けられた孔に挿入されている。これにより、マグネットピン２０１のそれぞれが成膜対象物１３に対して垂直方向に動作可能となる。また、マグネットピン２０１は、その上部に、自重による落下を防ぐためのストッパ２０３を備えている。マグネットピン２０１の軸方向におけるストッパ２０３の位置は、マグネットピン２０１ごとに個別に変更可能である。したがって、各マグネットピン２０１と成膜対象物１３との距離はそれぞれ任意に選択可能である。

マグネットプレート部２００が、図５（ａ）に示す状態から成膜対象物１３に対して接近すると、成膜対象物１３に近い順に、マグネットピン２０１が保持部３００に形成されている孔を介して成膜対象物１３に当接して、マスク１０１を磁力吸着していく。このとき、各マグネットピン２０１による磁力吸着の前に、各マグネットピン２０１に対応するマスク加張機構１０２によって、それぞれの方向にマスク１０１を加張する加張動作が行われる。マグネットプレート部２００が成膜対象物１３に対して最も接近したときに、成膜用マスク装置１２は図５（ｂ）に示す状態となり、加張動作および磁力吸着動作が完了する。なお、保持部３００も、マグネットピン２０１が通過可能な孔を有している。

なお、磁力吸着を妨げない範囲で、成膜対象物１３とマグネットピン２０１との間に、粘着剤シート等の保持補助手段が設けられる場合がある。

以上説明した成膜用マスク装置１２によれば、マグネットプレート部２００の上下動のみによって、マスク１０１を加張する加張動作およびマスク１０１を磁力吸着する磁力吸着動作を行うことができる。さらに、この成膜用マスク装置１２は、各マグネットピン２０１による磁力吸着動作の順序を、各マグネットピン２０１のストッパ２０３の位置を設定するのみで任意に選択可能な構成となっている。したがって、この実施の形態によれば、成膜用マスク装置１２の装置構成を簡易にすることができる。

なお、本実施の形態では、マグネットピン２０１の先端に設けられた永久磁石をマスク１０１に対して接近および離脱させて、マスク１０１の磁力吸着および磁力吸着解除を行うように構成された成膜用マスク装置１２について説明した。だが、成膜用マスク装置１２の構成はこれに限定されるものではなく、例えば永久磁石の代わりに電磁石が用いられてもよい。電磁石が用いられる場合、成膜用マスク装置１２は、マスク１０１において磁力吸着される位置の順序、およびその位置において磁力吸着が行われるタイミングが、前述した順序とタイミングになるように、各電磁石の通電を個別に切り替えるように構成されることが望ましい。

また、本実施の形態では、マグネットプレート部２００に設けたピン２０２によってマスク１０１の加張および加張解除が行われるように構成された成膜用マスク装置１２について説明した。だが、成膜用マスク装置１２の構成はこれに限定されるものではなく、例えばマスク加張機構にシリンダまたはモータを組み合わせて用いてもよい。シリンダまたはモータが用いられる場合、成膜用マスク装置１２は、マスク１０１において張力が加えられる位置の順序、およびその位置において加張動作が行われるタイミングが、前述した順序とタイミングになるように、マグネットプレート部２００の下降に合せて、各シリンダまたは各モータを個別に駆動させるように構成されることが望ましい。

以上のように、本実施の形態によれば、成膜対象物１３の被成膜面にマスク１０１の複数の開口部を介して成膜材料を堆積させることで、成膜対象物１３上に成膜する成膜方法であって、マスク１０１の開口部を形成する梁部（マスク梁部１０１ａ、１０１ｂ）に対応してマスク１０１の外周部（マスク外周部１０１ｃ）に配置された加張機構（マスク加張機構１０２ａ、１０２ｃ）により梁部（マスク梁部１０１ａ、１０１ｂ）を加張する加張工程と、梁部（マスク梁部１０１ａ、１０１ｂ）に対応して配置された複数個の磁石部（マグネットピン２０１ａ、２０１ｂ）によりマスク１０１を磁力吸着する吸着工程と、を繰り返し行った後に、マスク１０１の複数の開口部を介して成膜対象物１３の被成膜面に成膜する成膜方法を得ることができる。

そして、本実施の形態によれば、１個のマグネットピンによってマスク梁部の一部が吸着された後に、そのマスク梁部を加張することができるので、複数種類の形状の開口部を持つ多品種取りマスクを用いる場合であっても、そのマスクの内側の梁部のＴ字交差部やＬ字交差部、Ｙ字交差部にいびつな変形を生じさせることなく、マスクを基板等の成膜対象物に密着させることができ、高精細なパターンの成膜が可能となる。

本発明にかかる成膜方法は、有機ＥＬディスプレイの製造工程のみならず、成膜工程を含む太陽電池等の製造工程においても適用可能である。

１０成膜装置
１１真空チャンバー
１２成膜用マスク装置
１３成膜対象物
１４スパッタリングターゲット
１５真空排気手段
１６プロセスガス供給手段
１００マスク部
１０１マスク
１０１ａ、１０１ｂマスク梁部
１０１ｃマスク外周部
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃマスク加張機構
１０３マスク枠
１０４固定部
１０５軸
１０６第１移動体
１０７第２移動体
１０８バネ
２００マグネットプレート部
２０１、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃマグネットピン
２０２ピン
２０３ストッパ
３００保持部

Claims

成膜対象物の被成膜面にマスクの複数の開口部を介して成膜材料を堆積させることで、前記成膜対象物上に成膜する成膜方法であって、
前記マスクの開口部を形成する梁部に対応して前記マスクの外周部に配置された加張機構により前記梁部を加張する加張工程と、前記梁部に対応して配置された複数個の磁石部により前記マスクを磁力吸着する吸着工程と、を繰り返し行った後に、
前記マスクの複数の開口部を介して前記成膜対象物の被成膜面に成膜する、
ことを特徴とする成膜方法。
前記加張工程と前記吸着工程とを、前記マスクの中央部から前記マスクの外周部に向けて繰り返し行った後に、
前記マスクの複数の開口部を介して前記成膜対象物の被成膜面に成膜する、
ことを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
前記加張工程と前記吸着工程とを、繰り返し行った後に、
前記マスクの外周部に対応して前記マスクの外周部に配置された第２加張機構により前記マスクの外周部を加張する工程と、前記マスクの外周部に対応して配置された複数個の磁石部により前記マスクを磁力吸着する工程とを行い、
前記マスクの複数の開口部を介して前記成膜対象物の被成膜面に成膜する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
前記マスクが複数種類の形状の開口部を有する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜方法。