JP2020062572A - マスク及び成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂膜を形成した後、マスクを外した際に発生する、マスクとの隣接部における膜厚の局所的な増加現象を抑制できる、マスクを提供する。【解決手段】本発明に係るマスクは、マスク本体M10に設けた開口部を通して基板Sに樹脂材料を供給し該基板上に液状の樹脂材料膜Fを形成するためのマスクMAである。前記マスク本体M10の開口部を構成する側面のうち、少なくとも前記基板Sの近傍に位置する部位TAが、前記マスク本体M10の材質に比べて、前記液状の樹脂材料の接触角が大きい材質により構成されている。【選択図】図1
Description
本発明は、アクリル樹脂膜を形成した後、マスクを除去した際に発生する、マスクとの隣接部における膜厚の局所的な増加現象を抑制できる、マスク及び成膜装置に関する。
高分子有機物からなる樹脂膜の製法としては、蒸着重合法や紫外線硬化法が広く用いられている。この2つの製法は何れも、減圧された処理槽内に低分子の有機物ガスを導入し、被処理体上に供給された有機物が重合反応を起し、高分子の樹脂膜を被処理体の表面上に形成する方法であり、樹脂膜のつきまわり性が良いという特長がある。特許文献1には、これに適した成膜装置が開示されている。
本発明者らは、図4(a)に示すマスクMEを用いて、樹脂膜の代表例としてアクリル材料膜をガラス(または樹脂)基板Sの上に成膜した後、アクリル材料膜を紫外線硬化して重合させアクリル樹脂膜Fを形成してから、マスクMEを外した試料について、アクリル樹脂膜Fの表面プロファイルを評価した。ここで、マスクMEとしては、厚さMETが0.1mmである、インバー材からなる額縁状の部材を用いた。なお、インバー(invar)とは、常温付近における熱膨張率が小さな合金の一種であり、より詳細には、鉄とニッケルの合金であり、微量成分としてマンガンおよび炭素が含まれるものである。
図4(a)において符号MWは、マスクMEに設けた開口部であり、この開口部MWを通して基板S上にアクリル材料膜が成膜される。
図4(b)は、図4(a)において、地点d1〜地点d2までの部分断面図である。図4(b)において、符号exはマスクMEの側面の位置を表わしており、アクリル樹脂膜Fと接触する位置である。符号METはマスクMEの厚さ、符号Ft(1)はアクリル樹脂膜Fの中央部の厚さ、符号Ft(2)はアクリル樹脂膜FのマスクMEと接触する部位の厚さである。
図4(b)は、図4(a)において、地点d1〜地点d2までの部分断面図である。図4(b)において、符号exはマスクMEの側面の位置を表わしており、アクリル樹脂膜Fと接触する位置である。符号METはマスクMEの厚さ、符号Ft(1)はアクリル樹脂膜Fの中央部の厚さ、符号Ft(2)はアクリル樹脂膜FのマスクMEと接触する部位の厚さである。
図5は、図4(b)の領域Kにおいて、地点e1から地点e2へ向う方向に、アクリル樹脂膜Fの表面プロファイルを評価した結果を示すグラフである。
図5より、作製されたアクリル樹脂膜Fは、平面視した際に膜の中央部における膜厚Ft(1)が約1000Åであり、中央部は平坦なプロファイルであることが分かった。一方、アクリル樹脂膜FのマスクMEと接触する部位の厚さFt(2)は約3000Åであり、マスクMEと接触する部位に近づくに連れて、アクリル樹脂膜Fの膜厚が急増する傾向が確認された。このアクリル樹脂膜Fの膜厚が急増した表面プロファイルのことを、本発明では「急峻な凸部」または「耳立ち」と呼ぶ。図5において符号MPにて示す部分が、「耳立ち」部である。
図5より、作製されたアクリル樹脂膜Fは、平面視した際に膜の中央部における膜厚Ft(1)が約1000Åであり、中央部は平坦なプロファイルであることが分かった。一方、アクリル樹脂膜FのマスクMEと接触する部位の厚さFt(2)は約3000Åであり、マスクMEと接触する部位に近づくに連れて、アクリル樹脂膜Fの膜厚が急増する傾向が確認された。このアクリル樹脂膜Fの膜厚が急増した表面プロファイルのことを、本発明では「急峻な凸部」または「耳立ち」と呼ぶ。図5において符号MPにて示す部分が、「耳立ち」部である。
このようなアクリル樹脂膜は、水分で劣化する有機ELディスプレイの封止膜用途や、曲げることが可能なフレキシブルディスプレイの封止膜用途などに期待されている。この用途先においては、アクリル樹脂膜は、その全域に亘って(膜の中央部のみならず、膜の端部においても)、急峻な凸部がないことが求められる。封止膜の膜厚に急峻な凸部が存在すると、「耳立ち」部が破損してパーティクルの原因になったり、アクリル樹脂膜の上に成膜する無機膜が均一に成膜できなかったり、アクリル樹脂膜をエッチングする時に不必要な部分が残ったり、視認性において不具合が生じたりするため、樹脂膜は急峻な凸部がないことが好ましい。
ところが、図5の結果から明らかなように、インバー材からなるマスクMBを用いた場合、中央部の厚さFt(1)が約1000Åであるのに対して、端部の厚さFt(2)が約3000Åであり、前者に対して後者は3倍となった。これにより、マスクとして一般的に用いられるインバー材を使用してアクリル樹脂膜を形成した場合は、マスク端が定常の数倍厚くなることが確認された。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、樹脂膜を形成した後、マスクを外した際に発生する、マスクとの隣接部における膜厚の局所的な増加現象を抑制できる、マスクを提供することを第一の目的とする。
本発明は、上記マスクを用いた樹脂膜の形成に好適な機構を備えた成膜装置を提供することを第二の目的とする。
本発明は、上記マスクを用いた樹脂膜の形成に好適な機構を備えた成膜装置を提供することを第二の目的とする。
本発明の請求項1に記載のマスクは、マスク本体に設けた開口部を通して基板に樹脂材料を供給し該基板上に液状の樹脂材料膜を形成するためのマスクであって、前記マスク本体の開口部を構成する側面のうち、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、前記マスク本体の材質に比べて、前記液状の有機材料の接触角が大きい材質により構成されていることを特徴とする。
本発明の請求項2に記載のマスクは、請求項1において、前記マスク本体が金属材料からなり、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、フッ素樹脂コーティングされていることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載のマスクは、請求項1において、前記マスク本体が金属材料からなり、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、粒子状に析出したNi−Pの多孔性皮膜にフッ素樹脂を複合させた被膜を有することを特徴とする。
本発明の請求項4に記載のマスクは、請求項1において、前記基板の近傍に位置する部位が、粘着性の部材からなることを特徴とする。
本発明の請求項5に記載のマスクは、請求項1乃至4のいずれか一項において、前記マスク本体の開口部の厚さ方向において、前記基板の近傍に位置する部位の長さが、該基板上に形成される膜の厚さに比べて大きいことを特徴とする。
本発明の請求項2に記載のマスクは、請求項1において、前記マスク本体が金属材料からなり、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、フッ素樹脂コーティングされていることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載のマスクは、請求項1において、前記マスク本体が金属材料からなり、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、粒子状に析出したNi−Pの多孔性皮膜にフッ素樹脂を複合させた被膜を有することを特徴とする。
本発明の請求項4に記載のマスクは、請求項1において、前記基板の近傍に位置する部位が、粘着性の部材からなることを特徴とする。
本発明の請求項5に記載のマスクは、請求項1乃至4のいずれか一項において、前記マスク本体の開口部の厚さ方向において、前記基板の近傍に位置する部位の長さが、該基板上に形成される膜の厚さに比べて大きいことを特徴とする。
本発明の請求項6に記載の成膜装置は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のマスクを用い、基板に樹脂材料を供給し該基板上に液体の樹脂材料膜を形成するための成膜装置であって、前記基板を載置する支持台は、該基板を零下の温度帯域に保持する温度制御手段を内蔵していることを特徴とする。
本発明の請求項7に記載の成膜装置は、請求項6において、前記マスクが配置され前記液体の樹脂材料膜が形成された基板に向けて、紫外線を照射する紫外線照射部をさらに有することを特徴とする。
本発明の請求項7に記載の成膜装置は、請求項6において、前記マスクが配置され前記液体の樹脂材料膜が形成された基板に向けて、紫外線を照射する紫外線照射部をさらに有することを特徴とする。
本発明に係るマスクは、マスク本体に設けた開口部を通して基板に膜材料を供給することにより該基板上に液状の樹脂材料膜を形成し、該樹脂材料膜を重合し樹脂膜とするために用いるものであって、前記マスク本体が金属材料からなり、前記マスク本体の開口部を構成する側面のうち、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、前記マスク本体の材質に比べて、前記液状の樹脂材料の接触角が大きい材質により構成されている。これにより、液状の樹脂材料膜を形成し、該樹脂材料膜を重合し樹脂膜した後、マスクを除去した際に発生する、マスクとの隣接部(マスク端とも呼ぶ)における膜厚の局所的な増加現象が抑制できる。ここで、前記樹脂材料の代表例としては、アクリル材料が挙げられる。
したがって、本発明によれば、樹脂膜に急峻な凸部がないため、パーティクルの発生が抑えられ、かつ、樹脂膜の上に成膜する無機膜等が均一に成膜されるので、封止性能が向上する。さらに、封止膜の膜厚ムラが小さく、良好な視認性が確保される均一な膜厚の封止膜を実現する、マスクの提供が可能となる。本発明のマスクは、たとえば、フレキシブルディスプレイの封止膜用途に好適である。
したがって、本発明によれば、樹脂膜に急峻な凸部がないため、パーティクルの発生が抑えられ、かつ、樹脂膜の上に成膜する無機膜等が均一に成膜されるので、封止性能が向上する。さらに、封止膜の膜厚ムラが小さく、良好な視認性が確保される均一な膜厚の封止膜を実現する、マスクの提供が可能となる。本発明のマスクは、たとえば、フレキシブルディスプレイの封止膜用途に好適である。
本発明に係る成膜装置は、上述したマスクを用い、基板に樹脂材料を供給することにより該基板上に液体の樹脂材料膜を形成する成膜装置であって、前記基板を載置する支持台は、該基板を樹脂材料の凝縮温度、たとえば零下の温度帯域に保持する温度制御手段を内蔵している。上述したマスクを使用することにより、樹脂膜を形成した後、マスクを除去した際に発生する、マスクとの隣接部における膜厚の局所的な増加現象が抑制できる。
したがって、本発明の成膜装置は、急峻な凸部がない樹脂膜を形成できるため、パーティクルの発生を抑えることができ、かつ、樹脂膜の上に成膜する無機膜等を均一に成膜できるので、封止性能が向上した封止膜の提供に貢献する。さらに、封止膜の膜厚ムラが小さく、良好な視認性が確保される均一な膜厚の封止膜の提供に貢献する。
したがって、本発明の成膜装置は、急峻な凸部がない樹脂膜を形成できるため、パーティクルの発生を抑えることができ、かつ、樹脂膜の上に成膜する無機膜等を均一に成膜できるので、封止性能が向上した封止膜の提供に貢献する。さらに、封止膜の膜厚ムラが小さく、良好な視認性が確保される均一な膜厚の封止膜の提供に貢献する。
以下、本発明に係るマスクの一実施形態を、図面に基づいて説明する。各実施形態では、樹脂材料としてアクリル材料を用いた場合について述べる。
<第一実施形態>
図1は、本実施形態に係るマスクMA(M)を用いた場合を示す図であり、図1(a)はマスクの平面図、図1(b)はアクリル樹脂膜作製時の断面図である。
図1(b)は、図1(a)において、地点a1〜地点a2までの部分断面図である。図1(b)において、符号axはマスクMAの側面の位置を表わしており、アクリル樹脂膜Fと接触する位置である。符号MATはマスクMAの厚さ、符号Ftはアクリル樹脂膜Fの厚さである。
<第一実施形態>
図1は、本実施形態に係るマスクMA(M)を用いた場合を示す図であり、図1(a)はマスクの平面図、図1(b)はアクリル樹脂膜作製時の断面図である。
図1(b)は、図1(a)において、地点a1〜地点a2までの部分断面図である。図1(b)において、符号axはマスクMAの側面の位置を表わしており、アクリル樹脂膜Fと接触する位置である。符号MATはマスクMAの厚さ、符号Ftはアクリル樹脂膜Fの厚さである。
マスクMAは、マスク本体M10に設けた開口部MWを通して基板Sに樹脂材料を供給し該基板S上に液状の樹脂材料膜を形成するためのマスクである。マスク本体M10が金属材料からなり、マスク本体M10の開口部MWを構成する側面のうち、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、前記マスク本体の材質Pに比べて、前記液状の樹脂材料の接触角が大きい材質Qにより構成されている。
マスクMAは、材質Pからなるマスク本体M10の全ての外面(全面)が、材質Qにより表面処理された構成例である。ここで、マスクMAの全ての外面(全面)とは、膜材料が供給される側に位置する上面MAs1、基板Sと接する側に位置する下面MAs2、及び、開口部MWを形成する側面MAs3を意味する。
材質Qにより表面処理された部位(MAs1、MAs2、MAs3)の厚さMAtは、特に限定されないが、マスク表面がムラ無く覆われる厚さが求められる。
材質Qにより表面処理された部位(MAs1、MAs2、MAs3)の厚さMAtは、特に限定されないが、マスク表面がムラ無く覆われる厚さが求められる。
マスクMAは、マスク本体10に設けた開口部MWを通して基板Sにアクリル材料(樹脂材料)を供給し、基板S上に液体のアクリル材料膜(樹脂材料膜)を形成した後、アクリル材料膜を重合してアクリル樹脂膜(樹脂膜)Fを形成するために用いられる。
マスクMAにおいては、前述したように、マスクMAの全ての外面(全面)が、材質Qにより表面処理された部位(MAs1、MAs2、MAs3)とされている。
マスクMAにおいては、前述したように、マスクMAの全ての外面(全面)が、材質Qにより表面処理された部位(MAs1、MAs2、MAs3)とされている。
これにより、マスクMAの場合は基本的に、成膜時にマスク本体M10が存在した領域には基板S上にアクリル樹脂膜は形成されず、開口部MWが存在した領域には基板S上にアクリル樹脂膜が形成される。
なお、基板Sへのアクリル材料の供給は、たとえば気化したアクリル材料を基板上に供給し、基板S上でアクリル材料を凝縮することで行うことができる。
なお、基板Sへのアクリル材料の供給は、たとえば気化したアクリル材料を基板上に供給し、基板S上でアクリル材料を凝縮することで行うことができる。
マスクMAにおいて、マスク本体10は、たとえばインバー材やインコネル(登録商標)、ステンレス等の金属材料から構成されいる。材質Qにより表面処理された部位(MAs1、MAs2、MAs3)は、マスク本体M10の材質Pに比べて、液状のアクリル材料の接触角が大きい。
上記構成からなるマスクMAは、たとえばインバー材からなる部材を用い、マスク本体M10の全ての外面(全面)に対して、フッ素樹脂コーティング処理や、無電解ニッケルめっきをベースとし、析出させたニッケル皮膜にフッ素樹脂を複合させた表面処理、あるいは、粒子状に析出したNi−Pの多孔性皮膜にフッ素樹脂を複合させた被膜を形成する表面処理(たとえばNEDOX(登録商標)処理など)、を施すことによって形成できる。この処理により、マスク本体M10の全ての外面(全面)は、前記マスク本体の材質Pに比べて、液状のアクリル材料の接触角が大きい材質Qにより構成することができる。
上記構成のマスクMAを用いてアクリル樹脂膜を形成した後、マスクMAを除去した際に発生する、マスクMAとの隣接部(マスク端とも呼ぶ)における膜厚の局所的な増加現象(「耳立ち」部分の発生)が、上述したマスクMEの場合に比べて、抑制されることが確認された。
<第二実施形態>
図2は、本実施形態に係るマスクMB(M)を用いた場合を示す図であり、図2(a)はマスクの平面図、図2(b)はアクリル樹脂膜作製時の断面図である。
図2(b)は、図2(a)において、地点b1〜地点b2までの部分断面図である。図2(b)において、符号bxはマスクMBの側面の位置を表わしており、アクリル樹脂膜Fと接触する位置である。符号MBTはマスクMBの厚さ、符号Ftはアクリル樹脂膜Fの厚さである。
図2は、本実施形態に係るマスクMB(M)を用いた場合を示す図であり、図2(a)はマスクの平面図、図2(b)はアクリル樹脂膜作製時の断面図である。
図2(b)は、図2(a)において、地点b1〜地点b2までの部分断面図である。図2(b)において、符号bxはマスクMBの側面の位置を表わしており、アクリル樹脂膜Fと接触する位置である。符号MBTはマスクMBの厚さ、符号Ftはアクリル樹脂膜Fの厚さである。
マスクMBは、上述したマスクMAと同様に、マスク本体M10に設けた開口部MWを通して基板Sに樹脂材料を供給し該基板S上に液状の樹脂材料膜を形成し、樹脂材料膜を重合して樹脂膜を形成するためのマスクである。マスク本体M10が金属材料からなり、マスク本体M10の開口部MWを構成する側面のうち、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、前記マスク本体の材質Pに比べて、前記液状の樹脂材料の接触角が大きい材質Qにより構成されている。
マスクMBにおいては、材質Pからなるマスク本体M10の外面のうち、開口部MWを形成する側面MBs3のみが、材質Qにより表面処理された構成例である。つまり、材質Pからなるマスク本体M10の外面のうち、膜材料が供給される側に位置する上面MBs1、及び、基板Sと接する側に位置する下面MBs2は、マスク本体M10の材質Pであり、材質Qによって表面処理されていない。
材質Qにより表面処理された部位(MAs3)の厚さMBtは、特に限定されないが、マスク表面がムラ無く覆われる厚さが求められる。
材質Qにより表面処理された部位(MAs3)の厚さMBtは、特に限定されないが、マスク表面がムラ無く覆われる厚さが求められる。
前述したマスクMAと同様に、上記構成のマスクMBを用いた場合も、アクリル樹脂膜を形成した後、マスクMBを除去した際に発生する、マスクMBとの隣接部(マスク端とも呼ぶ)における膜厚の局所的な増加現象(「耳立ち」部分の発生)が、上述したマスクMEの場合に比べて、抑制されることが確認された。
<第三実施形態>
図3は、本実施形態に係るマスクMC(M)を用いた場合を示す図であり、図3(a)はマスクの平面図、図3(b)はアクリル樹脂膜作製時の断面図である。
図3(b)は、図3(a)において、地点c1〜地点c2までの部分断面図である。図3(b)において、符号cxはマスクMCの側面の位置を表わしており、アクリル樹脂膜Fと接触する位置である。符号MCTはマスクMCの厚さ、符号Jtは粘着性の部材Jの厚さ、符号Ftはアクリル樹脂膜Fの厚さである。
図3は、本実施形態に係るマスクMC(M)を用いた場合を示す図であり、図3(a)はマスクの平面図、図3(b)はアクリル樹脂膜作製時の断面図である。
図3(b)は、図3(a)において、地点c1〜地点c2までの部分断面図である。図3(b)において、符号cxはマスクMCの側面の位置を表わしており、アクリル樹脂膜Fと接触する位置である。符号MCTはマスクMCの厚さ、符号Jtは粘着性の部材Jの厚さ、符号Ftはアクリル樹脂膜Fの厚さである。
マスクMCは、上述したマスクMAやマスクMBと同様に、マスク本体M10に設けた開口部MWを通して基板Sに樹脂材料を供給し該基板S上に液状の樹脂材料膜を形成するためのマスクである。しかし、マスクMCは、マスクMAやマスクMBとは異なり、基板の近傍に位置する部位が、粘着性の部材Jから構成されている。
前記粘着性の部材Jとしては、溌液性材質が好ましく、たとえば、溌液性のある、シリコーン系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリイミド系の樹脂や、あるいは溌液成分が混入された樹脂などが挙げられる。
マスクMCにおいては、マスク本体M10は金属材料からなり、マスク本体の裏面MCs2の全面に亘って、粘着性の部材Jが配置されている。粘着性の部材Jが、前記マスク本体の材質Pに比べて、前記液状の樹脂材料の接触角が大きい材質Qにより構成されている。この構成においては、材質Qからなる粘着性の部材Jの厚さJtと、アクリル樹脂膜Fの厚さFtとの関係が重要となる。すなわち、粘着性の部材Jの厚さJtが、アクリル樹脂膜Fの厚さFtより大きくなるように構成する。
これにより、アクリル樹脂膜FにおけるマスクMCとの隣接部(マスク端とも呼ぶ)は、確実に粘着性の部材Jの厚み範囲内に収まる。ゆえに、アクリル樹脂膜を形成した後、マスクMCを除去した際に発生する、マスクMBとの隣接部(マスク端とも呼ぶ)における膜厚の局所的な増加現象(「耳立ち」部の発生)が、上述したマスクMEの場合に比べて、抑制されることが確認された。
なお、本実施例ではマスク本体M10は、金属の必要はなく、樹脂板やフィルム状の樹脂も使用可能である。
なお、本実施例ではマスク本体M10は、金属の必要はなく、樹脂板やフィルム状の樹脂も使用可能である。
また、アクリル樹脂膜を形成した後、マスクMCを除去する作業を容易に行うためには、粘着性の部材Jにおいて、マスクMCに対する接着力が、基板Sに対する接着力より大きくなるように設定することが好ましい。
上述した第一乃至第三実施形態に示すように、本発明によれば、急峻な凸部のない樹脂膜を形成できるため、パーティクルの発生を抑えることができ、かつ、樹脂膜の上に成膜する無機膜等を均一に成膜できるので、封止性能が向上した封止膜を形成できる。さらに、封止膜の膜厚ムラが小さく、良好な視認性が確保される均一な膜厚の封止膜を実現する、マスクの提供が可能となる。本発明に係るマスクは、たとえば、フレキシブルディスプレイの封止膜用途に好適に用いられる。
<成膜装置>
図6は、上述した本発明に係るマスクを用い、基板に樹脂材料を供給することにより該基板上に液体の樹脂材料膜を形成し、樹脂材料膜を重合して樹脂膜を形成する成膜装置100の一構成例である。以下では、樹脂材料膜の一例であるアクリル膜を成膜する場合について詳述する。
成膜装置100は、内部空間が減圧可能なチャンバ110と、気化した樹脂材料をチャンバ(処理室)110に供給する気化器300と、を有する。
図6は、上述した本発明に係るマスクを用い、基板に樹脂材料を供給することにより該基板上に液体の樹脂材料膜を形成し、樹脂材料膜を重合して樹脂膜を形成する成膜装置100の一構成例である。以下では、樹脂材料膜の一例であるアクリル膜を成膜する場合について詳述する。
成膜装置100は、内部空間が減圧可能なチャンバ110と、気化した樹脂材料をチャンバ(処理室)110に供給する気化器300と、を有する。
チャンバ110の内部空間は、後述するように、上部空間107、下部空間108から構成されている。
チャンバ110には、不図示の真空排気手段が接続され、チャンバ110の内部空間を真空排気できるように構成されている。
チャンバ110には、不図示の真空排気手段が接続され、チャンバ110の内部空間を真空排気できるように構成されている。
チャンバ110の内部空間には、図6に示すように、シャワープレート105が配されており、チャンバ110内においてシャワープレート105より上側が上部空間107を構成する。チャンバ110の最上部には、紫外光を透過可能な部材からなる天板120が設けられ、天板120の上側には紫外光の照射手段(UV照射手段)122が配されている。ここで、シャワープレート105も紫外光を透過可能な部材とすることにより、照射手段122から天板120を通過して上部空間107へ導入された紫外光は、さらにシャワープレート105を通過し、シャワープレート105の下側に位置する下部空間108へ進行可能とされている。これにより、後述する基板S上に形成されたアクリル材料膜(樹脂材料膜)に対して、成膜後に紫外光を照射し、アクリル材料膜を硬化させてアクリル樹脂膜(樹脂膜)を形成することが可能とされている。
チャンバ110には、不図示の加熱手段が配されている。上部空間107と、下部空間108を構成するチャンバ110の内壁面の温度は、樹脂材料の露点温度以上、好ましくは40〜250℃程度となるように設定可能として、加熱手段によって制御される。
チャンバ110内においてシャワープレート105より下側に位置する下部空間108には、アクリル膜が形成される基板Sを載置するステージ(基板保持部)102が配されている。
ステージ102は、表面に基板が配置されるべき位置が予め定められており、その表面が露出された状態で、チャンバ110内に配置されている。符号Sは基板ステージ102の表面の所定位置に配置された基板を示している。ステージ102には、基板Sを冷却する基板冷却手段102aが設けされる。
基板冷却手段102aは、ステージ102内部に冷媒を供給してステージ102上面の基板Sを冷却するものとされ、具体的には、基板Sの温度が基板Sを載置するステージ(基板保持部)102に内蔵された冷却手段102aにより制御され、樹脂材料の露点温度以下、好ましくは零度(0℃)以下、たとえば、−30℃〜0℃程度に制御される。
ステージ102の上側位置には、その全面に対してシャワープレート105が設けられる。シャワープレート105は、多数の貫通孔の設けられた石英等の紫外線透過材料からなる板状部材とされてチャンバ110内を上下に分割している。
下部空間108には、図示しないマスクが設けられ、このマスクは、成膜時の位置設定可能とされるとともに、基板移動時の退避移動可能として設けられている。
チャンバ110の上部空間107は、配管(樹脂材料供給管)112およびバルブ112Vを介して気化器300と連通している。この樹脂材料供給管112を介してチャンバ110の上部空間107に対して、気化された樹脂材料を供給可能とされている。
樹脂材料供給管(第一配管)112のバルブ112Vより気化器300側にバルブ113Vを有する樹脂材料迂回管(第二配管)113の一端が接続され、樹脂材料迂回管(第二配管)113の他端は、排気管114を介して外部に排気可能とされている。
バルブ112Vおよびバルブ113Vは、制御部400によって切り替えられて、気化器300からの気化した樹脂材料をチャンバ110内へ供給する成膜状態と、気化器300からの気化した樹脂材料を外部に排気してチャンバ110内への供給しない非成膜状態と、を切り替え可能に制御される構成とされている。
これらバルブ112V、バルブ113V、制御部400は、樹脂材料を供給する先を、チャンバ110内と外部に排気とで選択可能とする切替部を構成している。
気化器300は、チャンバ110に対して気化された樹脂材料を供給可能とするものとされ、図6に示すように、気化槽130と、吐出部132と、樹脂材料原料容器150と、を有する。
気化槽130は、図6に示すように、液状の樹脂材料を気化するための内部空間を備え、内部空間の上方には、液状の樹脂材料を噴霧する吐出部132が配されている。気化槽130は、略円筒状に形成されるが、他の断面形状とされることもできる。気化槽130は、その内面が、たとえばSUSやアルミ等からなることができる。
吐出部132には、樹脂材料原料容器150にバルブ140Vを介して接続された樹脂材料液供給管140の一端と、窒素ガス等とされるキャリアガスを供給するキャリアガス供給管130Gと、が接続されている。樹脂材料液供給管140の他端は、樹脂材料原料容器150に接続されるとともに、樹脂材料原料容器150内に貯留された液状の樹脂材料内部に位置している。
樹脂材料原料容器150には、窒素ガス等とされる材料液供給用の加圧ガス供給管150Gが接続され、樹脂材料原料容器150の内圧を上昇させて加圧した液状の樹脂材料を樹脂材料液供給管140へと送液可能となっている。
吐出部132は、樹脂材料液供給管140から供給された液状の樹脂材料をキャリアガスとともに気化槽130の内部空間に噴霧するものとされている。
気化槽130には、図6に示すように、その下側位置に加温部135が設けられる。加温部135は、内部空間を上下に分割するように配置され、加温部135より上方に気化空間が形成され、下方に貯留部が形成される。
加温部135は、吐出部132より下方位置に設けられ、吐出部132から噴霧された液状の樹脂材料を加熱気化させるものである。
加温部135は、吐出部132より下方位置に設けられ、吐出部132から噴霧された液状の樹脂材料を加熱気化させるものである。
樹脂材料原料容器150の内圧を上昇させて樹脂材料液供給管140から供給された液状の樹脂材料を、吐出部132からキャリアガスとともに気化槽130の内部空間に噴霧する。このとき、吐出部132に供給される樹脂材料およびキャリアガスをさらに加温することもできる。
吐出部132からキャリアガスとともに気化槽130の内部空間に噴霧された樹脂材料は、加温された気化槽130の内部において気化する。
樹脂材料の気化が定常的に行われている間に、制御部400により、バルブ112Vを開状態として、チャンバ110にガスが流入可能な状態とするとともに、バルブ113Vを閉状態とすることにより、樹脂材料迂回管(第二配管)113にガスが流入できない状態とする。これにより、チャンバ110に気化した樹脂材料が供給され、成膜処理を行うことが可能となる。
制御部400によって、バルブ112Vとバルブ113Vとの開閉状態を切替えるだけで、樹脂材料を供給する先を、チャンバ110と樹脂材料迂回管(第二配管)113とを選択可能とする切替部により、チャンバ110に供給する気化した樹脂材料の供給量を安定化できるため、成膜レートが変動することを防止して、膜特性の優れた樹脂材料膜を安定して形成することが可能となる。さらに、基板の入れ替え時、および、マスクの位置合わせ時に、チャンバ110に樹脂材料を導入せず、しかも気化は継続して行うことができるので、蒸気発生の停止/開始を繰り返すことなく、蒸気の発生レートを概ね一定にすることができる。
成膜装置100は、たとえば、気化温度40℃〜250℃程度とされる紫外線硬化型のアクリル樹脂とされる樹脂材料の成膜と、成膜された樹脂材料の硬化のための紫外線照射とを同一のチャンバ110内で可能とするように構成されている。これにより、何れの処理工程も同一の装置構成で行うことが可能となり、生産性を向上させることができる。
本発明は、樹脂材料膜を形成するために用いるマスク及び成膜装置に広く適用可能である。このようなマスクは、たとえば、フレキシブルディスプレイの封止膜としてアクリル樹脂膜を作製する場合に好適に用いられる。
F 樹脂材料膜、MA マスク、M10 マスク本体、S 基板、TA 基板の近傍に位置する部位。
Claims (7)
- マスク本体に設けた開口部を通して基板に樹脂材料を供給し
該基板上に液状の樹脂材料膜を形成するためのマスクであって、
前記マスク本体の開口部を構成する側面のうち、少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、前記マスク本体の材質に比べて、前記液状の有機材料の接触角が大きい材質により構成されていることを特徴とするマスク。 - 前記マスク本体が金属材料からなり、
少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、フッ素樹脂コーティングされていることを特徴とする請求項1に記載のマスク。 - 前記マスク本体が金属材料からなり、
少なくとも前記基板の近傍に位置する部位が、粒子状に析出したNi−Pの多孔性皮膜にフッ素樹脂を複合させた被膜を有することを特徴とする請求項1に記載のマスク。 - 前記基板の近傍に位置する部位が、粘着性の部材からなることを特徴とする請求項1に記載のマスク。
- 前記マスク本体の開口部の厚さ方向において、
前記基板の近傍に位置する部位の長さが、該基板上に形成される膜の厚さに比べて大きいことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のマスク。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のマスクを用い、基板に樹脂材料を供給し該基板上に液体の樹脂材料膜を形成するための成膜装置であって、
前記基板を載置する支持台は、該基板を零下の温度帯域に保持する温度制御手段を内蔵していることを特徴とする成膜装置。 - 前記マスクが配置され前記液体の樹脂材料膜が形成された基板に向けて、紫外線を照射する紫外線照射部をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の成膜装置。
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