JP2020183547A - マスク、マスクの製造方法および電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のラインを組み合わせた形状のマスクにおいて、マスクの変形により生じる成膜対象物とマスクの隙間を小さくするための技術を提供する。【解決手段】基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、開口部を有するフレームと、フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有しており、複数のラインは、第一のラインと、第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションに対して、第二のラインに付与される単位断面積あたりのテンションが小さいマスクを用いる。【選択図】図１５

Description

本発明は、マスク、マスクの製造方法および電子デバイスの製造方法に関する。

従来、ガラス基板等の成膜対象物に蒸着材料を蒸着して成膜を行う蒸着装置が用いられている。例えば、有機ＥＬパネルの製造時に有機層を蒸着する有機層蒸着装置が知られている。有機層は、厚みが数十μｍ〜数μｍの薄い膜であり、膜の形成には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用いられる。成膜用マスクは例えば、フレーム部と、ライン状のマスク箔を複数組み合わせたマスク箔部を含み、マスク箔部の間に開口部が設けられた構成をしている。有機層蒸着装置がかかる成膜用マスクを介して蒸着材料をガラス基板に蒸着させると、開口部では蒸着材料が通過してガラス基板上に堆積し、マスク箔部では蒸着材料がマスクされて、ガラス基板上の所望の位置に所望のパターン形状の有機層が形成される。

有機層蒸着装置は、ガラス基板の被成膜面へのコンタミネーション物質の付着を避けるために、被成膜面を重力方向下側に向けた状態で成膜することが多い。その場合、ガラス基板は被成膜面を下側にして水平に保持され、マスクは被成膜面と対向するように水平に保持される。有機層蒸着装置は、ガラス基板とマスクの相対する位置に設けられたアライメントマークを参照して、必要な位置決め精度が得られるまでアライメント工程を行ったのち、ガラス基板とマスクを重ね合わせる。重ね合わされたマスクのうち一部の領域（例えばフレーム部）は、ガラス基板に当接するが、他の領域（例えばマスク箔部の一部）は、自重で撓んでガラス基板から離れている。そして、ガラス基板越しに磁気吸引力や静電吸着力等でマスク箔部に吸引力を付与することで、マスク箔部の全体がガラス基板に向けて引き上げられる。

ここで、有機層のような薄い層を成膜する際には、成膜時にマスクの影が発生しないように薄いマスク箔が用いられる。かかるマスク箔において精度良く成膜を行うためには、マスク箔と成膜対象物とができるだけ密着し、隙間を可及的に小さくすることが必要である。例えば、蒸着材料の回り込み、素子間や配線パターン間の短絡、漏れ電流やクロストークが発生しないようにするためには、マスク箔とガラス基板の隙間を数μｍ以内とすることが好ましい。

また、ガラス基板のサイズと、製造しようとするディスプレイパネルのサイズや形状との関係によっては、マスク箔部の形状が単純なマトリックス状ではなくなる。例えば、一枚のガラス基板から複数種類の大型ディスプレイパネルを製造する場合のように、複数種類の開口部パターンを組み合わせたパネルレイアウトにおいては、フレームの対向する両辺の間に張架されるラインだけではなく、少なくとも一方の端部が別のラインの中間部に接続されたラインも存在する。この場合、マスク箔のライン同士がＴ字状に交差し、交差部においてライン同士が接合されることになる。この場合、ラインの交差部等におけるテンションのバランスが悪化するおそれがある。

特許文献１は、磁力によってマスクを基板へ吸着させる製造方法を提案している。
特許文献２は、基板とマスクを位置決めした後にマスクを架張する工程、および、磁力吸着した後に磁石を移動してマスクを架張する工程において、マスク箔のＴ字交差部の直上にマグネットを配置した状態でマスクを吸引して、交差部に生じた変形を解消する方法を提案している。

特開平１０−４１０６９号公報 特許第５９５８６９０号公報

しかしながら、特許文献１では、マグネットや電磁石等の磁力発生源の配置により磁力および箔への吸引力は均一ではなく磁極間でゼロになる区間を生じるため、マスク箔に変形を生じていると、マスク箔が基板に密着できずに隙間を生じる要因になっていた。

また、特許文献２では、マスク箔のＴ字交差部の変形の原因となる箔張力は数十Ｎ〜数百Ｎであるのに対して、マグネットの吸引力は数桁低いため、マスク箔の変形を押しつぶして解消するには不十分である。そのため、マスク箔が基板に密着できずに隙間を生じる要因になっていた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のラインを組み合わせた形状のマスクにおいて、マスクの変形により生じる成膜対象物とマスクの隙間を小さくするための技術を提供することにある。

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、
開口部を有するフレームと、
前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有しており、
前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、
前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションに対して、前記第二のラインに付与される単位断面積あたりのテンションが小さい
ことを特徴とするマスクである。

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、
開口部を有するフレームと、
前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有しており、
前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、
前記第一のラインと前記第二のラインが接合する接合領域における前記第二のラインの幅は、非接合領域における前記第二のラインの幅よりも大きい
ことを特徴とするマスクである。

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、
開口部を有するフレームと、
前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有しており、
前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、
前記第一のラインと前記第二のラインが接合する接合領域において、前記第一のラインを介して前記第二のラインと反対の側に、第三のラインが配置され、前記第一のラインと接合される
ことを特徴とするマスクである。

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクの製造方法であって、
開口部を有するフレームに、前記フレームによって囲まれた内部領域を分割するような、第一のラインと第二のラインを含む複数のラインを含むマスク箔を張架するものであり、
前記第一のラインにテンションを付与しながら、前記フレームに第一のラインの両端を接合して張架するステップと、
前記第二のラインにテンションを付与しながら、前記第一のラインの両端部以外の位置に前記第二のラインの一端部を接合して張架するステップと、
を有しており、
前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションに対して、前記第二のラインに付与される単位断面積あたりのテンションを小さくする
ことを特徴とするマスクの製造方法である。

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
電子デバイスの製造方法であって、
基板にマスクをアライメントするステップと、
前記マスクを介して前記基板に蒸着材料を蒸着させるステップと、
を含み、
前記マスクは、開口部を有するフレームと、前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有しており、
前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、
前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションに対して、前記第二のラインに付与される単位断面積あたりのテンションが小さい
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法である。

本発明によれば、複数のラインを組み合わせた形状のマスクにおいて、マスクの変形により生じる成膜対象物とマスクの隙間を小さくするための技術を提供することができる。

有機ＥＬパネルの製造ラインを示す概略図 有機ＥＬパネルの製造ラインの制御ブロック図 搬送キャリアを示す概略図 搬送キャリアの分解斜視図 マスクチャックを示す概略図と搬送キャリアの概略図 アライメント室を示す概略図 磁気吸着マグネットの概略図 マグネット配置を示す図と磁気吸引力の分布を示すグラフ アライメントのプロセスを示すフロー図 アライメントの進行の各段階を示す概略図 アライメントの進行の各段階の続きを示す概略図 アライメントの進行の各段階の続きを示す概略図 成膜用マスクの構成例を示す概略図 成膜用マスクの別の構成例を示す概略図 マスク箔隙間発生を説明するための単純化モデル図 第一のラインと第二のラインのテンションの関係を示すグラフ ラインの接合部の構成例を示す概略図 ラインの接合部の別の構成例を示す概略図 動解析の結果について説明する図

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がないかぎりは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。

本発明は、成膜対象物に蒸着による成膜を行う蒸着装置に使用される蒸着マスクに好適であり、典型的には有機ＥＬパネルを製造するためにガラス基板に対して有機材料等を蒸着して成膜する蒸着装置に適用できる。本発明は、基板等の成膜対象物に薄膜、無機薄膜を形成するためのマスクにも好適である。本発明は、成膜装置およびその制御方法、成膜方法としても捉えられる。本発明はまた、マスクの製造方法としても捉えられる。本発明はまた、電子デバイスの製造装置や電子デバイスの製造方法としても捉えられる。本発明はまた、制御方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。

（製造ライン全体構成）
図１は、有機ＥＬパネルの製造ライン１００の全体構成を示す概念図である。概略、製造ライン１００は、蒸着処理工程搬送路１００ａ、リターン搬送路１００ｂ、マスク受渡機構１００ｃ、キャリアシフタ１００ｄ、マスク受渡機構１００ｅ、および、キャリアシフタ１００ｆを備える、循環型搬送路を構成する。循環型搬送路を構成する各構成要素、例えば基板搬入室１０１、反転室１０２、アライメント室１０３、加速室１０４、蒸着室１０５、減速室１０６、マスク分離室１０７、反転室１０８、ガラス基板排出室１０９などには、搬送路を構成するための搬送モジュール３０１が配置されている。詳しくは後述するが、本図には、製造プロセスの各エ程においてガラス基板Ｇ、マスクＭおよび静電チャック３０８（符号Ｃ）がどのように搬送路上を搬送されるかが示される。

蒸着処理工程搬送路１００ａでは、概略、外部よりガラス基板Ｇが搬送方向（矢印Ａ）に搬入され、ガラス基板ＧとマスクＭが搬送キャリア上に位置決めされて保持され、搬送キャリア３０２とともに搬送路上を移動しながら蒸着処理を施された後、成膜済みのガラス基板Ｇが排出される。リターン搬送路１００ｂでは、蒸着処理完了後に分離されたマスクＭと、ガラス基板排出後の搬送キャリア３０２が、基板搬入室側へと復帰する。

マスク受渡機構１００ｃでは、蒸着処理完了後に搬送キャリアから分離されたマスクＭが、リターン搬送路へと移動される。リターン搬送路に移動したマスクＭは、基板を排出して空になった搬送キャリアに３０２再び載置される。キャリアシフタ１００ｄでは、ガラス基板Ｇを次工程へと排出した空の搬送キャリア３０２がリターン搬送路１００ｂへと乗せ換えられる。マスク受渡機構１００ｅでは、リターン搬送路１００ｂを搬送されてきた搬送キャリアから分離されたマスクＭが、蒸着処理工程搬送路１００ａ上のマスク装着位置Ｐ２へと搬送される。キャリアシフタ１００ｆでは、マスクＭ分離後の空の搬送キャリアが、リターン搬送路１００ｂから蒸着処理工程搬送路１００ａの始点のガラス基板搬
入位置Ｐ１へと搬送される。

図２は、製造ライン１００の制御ブロックの概念図である。制御ブロックは、製造ライン１００の全体の稼働情報を管理する稼働管理制御部７００と、運行コントローラ２０を含む。また、製造ライン１００を構成する基板搬入室１０１、反転室１０２、アライメント室１０３、加速室１０４、蒸着室１０５等の各室（各装置）には、各室内部の駆動機構を制御する駆動制御部が設けられている。すなわち、基板搬入室１０１には基板搬入室制御部７０１ａ、反転室１０２には反転室制御部７０１ｂ、アライメント室１０３にはアライメント室制御部７０１ｃ、加速室１０４には加速室制御部７０１ｄ、蒸着室１０５には蒸着室制御部７０１ｅが設けられている。上記以外の各装置（各室）にも、それぞれ制御部７０１Ｎが設けられている。これらの駆動制御部と全体を管理する稼働管理制御部７００は、制御手段に含めて考えてもよい。また運行コントローラ２０も、制御手段に含めて考えてもよい。

また、上記の各装置（各室）には、搬送モジュールａ（３０１ａ）〜搬送モジュールＮ（３０１Ｎ）が設けられている。各装置に配置されている搬送モジュール３０１には、ガラス基板Ｇおよび搬送キャリア３０２の搬送方向に沿って、複数の駆動用コイルがライン状に配置されている。各搬送モジュール３０１に設けられたエンコーダの値に応じて、各駆動用コイルに流れる電流もしくは電圧を制御することにより、搬送キャリア３０２の駆動が制御される。

（搬送キャリア３０２の搬送駆動部の構成）
（搬送キャリアの構成）
図３（Ａ）は固定部としての搬送モジュール３０１、可動部としての搬送キャリア３０２からなる搬送ユニット３００を図１の矢印Ａで示す搬送方向から見た正面図である。図３（Ｂ）は図３（Ａ）における枠Ｓで囲む要部の拡大図、図３（Ｃ）は搬送キャリア３０２の側面図、図４は搬送キャリアの分解斜視図である。搬送モジュール３０１は、製造ライン１００の全域にわたって複数個配列されて搬送路を構成する。各搬送モジュール３０１の駆動用コイルに供給する電流を制御することにより、複数の搬送モジュール全体を１つの搬送路として制御し、搬送キャリア３０２を連続して移動させることができる。

図において、搬送キャリア３０２のキャリア本体３０２Ａは、矩形状のフレームで構成され、その左右両側面には搬送方向Ａに平行な断面コ字形状に開くガイド溝３０３ａ，３０３ｂがそれぞれ形成されている。一方、搬送モジュール３０１側の側板の内面には、複数のローラ列からなるローラベアリング（ガイドローラ）３０４ａ，３０４ｂが回転自在に取り付けられている。そして、各ガイド溝３０３ａ，３０３ｂ内に、ローラベアリング３０４ａ，３０４ｂがそれぞれ挿入されることによって、搬送キャリア３０２が搬送モジュール３０１に対して、矢印Ａ方向（搬送方向）に移動自在に支持される。

（搬送キャリア上のガラス基板ＧとマスクＭの保持機構）
次に、搬送キャリア３０２にガラス基板Ｇを保持する機構と、ガラス基板上にマスクＭを保持する機構について説明する。本発明によれば、ガラス基板は静電チャックによって、マスクは磁気吸着手段としての磁気吸着チャック３０７によってそれぞれ搬送キャリアに重ねて保持されるように構成されている。

図３、図４において、矩形フレーム状の搬送キャリア３０２のキャリア本体３０２Ａ下面には、マスクＭを磁気的に吸着する磁気吸着チャック３０７、ガラス基板Ｇを静電力によって吸着する静電チャック３０８を重ねて収納したチャックフレーム３０９が取り付けられており、キャリア本体３０２Ａの矩形フレーム上面には、静電チャック３０８に電荷を帯電させる制御部が内蔵された制御ボックス３１２が配されている。
この制御ボックス３１２内の制御部を動作させてチャックフレーム３０９内の静電チャック３０８を帯電させることにより、ガラス基板Ｇを吸着して保持することができる。

（磁気吸着チャックの構成）
また磁気吸着チャック３０７は、図３、図４に示すように、チャック本体３０７ｘと、チャック本体３０２ｘの背面（ガラス基板Ｇと反対側）からキャリア本体３０２側にＺ軸方向に延びる２本のガイドロッド３０７ａとを有している。このガイドロッド３０７ａがキャリア本体３０２Ａのフレームに設けられた筒状ガイド３０７ｂに摺動自在に挿入され、チャックフレーム３０９内を上下に移動可能となっている。

磁気吸着チャック３０７は、外部に設けられた駆動源側の連結端部の駆動側連結端部に設けられた駆動側フック３０７ｇに係脱可能な連結部である連結フック３０７ｃを有している。この連結フック３０７ｃが駆動側フック３０７ｇと係合することによって、ガイドロッド３０２ａを介して、チャック本体３０７ｘを上下方向に駆動させる。駆動側フック３０７ｇは、装置外部に配置される流体圧シリンダやボールねじを用いた駆動装置等のアクチュエータ３０７ｈによって制御される。

図示例では、ガイドロッド３０７ａの先端部に固定されたキャップ３０７ｉに連結フック３０７ｃが設けられると共に、キャップ３０７ｉの側面に側方に延びる位置決め片３０７ｄが設けられている。一方、キャリア本体３０２Ａ側には、この位置決め片３０７ｄが、チャック本体３０７ｘの上端位置にて当接する上端ロック片３０７ｆと、下端位置をロックする下端ストッパ３０７ｅとに選択的に係合可能となっている。上端ロック片３０７ｆは水平方向に移動可能となっており、上端位置にて位置決め片３０７ｄの下面に係合する係合位置と、位置決め片３０７ｄから離れる退避位置間を移動可能となっており、退避位置において、位置決め片３０７ｄが下方に移動可能となり、下端ストッパ３０７ｅに当接して下降位置が規制される。この下降限は、マスクＭを磁気吸着する位置であるが、チャック本体３０７ｘと静電チャック３０８との間には若干隙間を設けている。これによって、磁気吸着チャック３０７の重量が静電チャック３０８に作用するのを回避している。

この上端ロック片３０７ｆの駆動も外部駆動力によって駆動されるもので、たとえば、回転駆動のアクチュエータ３０７ｍで先端に設けたピニオンを回転駆動させ、上端ロック片３０７ｆまたは、直線ガイドの可動部材に設けたラックに噛合うようにすれば、水平移動させることができる。

上端ロック片３０７ｆは、図３に示すように、キャリア本体３０２Ａに設けられた台座３０７ｊの上面に、所定間隔離間した一対の直線ガイド３０７ｋを介してスライド自在に支持されている。直線ガイド３０７ｋの間の台座３０７ｊ上面には、下端ストッパ３０７ｅが突設されており、位置決め片３０７ｄは直線ガイド３０７ｋの間を通過可能な幅に構成されており、上端ロック片３０７ｆが退避位置に移動すると、下方への移動が可能となり、下端ストッパ３０７ｅに当接する。

そして、チャックフレーム３０９の静電チャック３０８にガラス基板Ｇを保持した状態で、マスクＭをガラス基板Ｇに対してアライメントを行いながら接近させ、マスクＭがガラス基板Ｇに当接した状態で、磁気吸着チャック３０７をマスクＭ側へと移動させることによって、マスクＭがガラス基板Ｇおよび静電チャック３０８を挟んで磁気的に吸着される。これによって、ガラス基板ＧとマスクＭが相互に位置合わせされた状態で、チャックフレーム３０９にチャックされ、結果として搬送キャリア３０２に保持されることとなる。

（磁気吸着チャックの形状）
図４を参照して、磁気吸着チャック３０７や静電チャック３０８の形状を説明する。
チャックフレーム３０９は、キャリア本体３０２Ａより一回り小さい矩形状の部材で、静電チャック３０８の外周縁を保持し、磁気吸着チャック３０７と上記格子状の格子状の支持フレームの４辺をガイドするガイド壁を構成している。

静電チャック３０８はセラミック等の板状部材で、内部電極に電圧を印加し、ガラス基板Ｇとの間に働く静電力によってガラス基板Ｇを吸着するもので、チャックフレーム３０９の下側縁に上下に移動不能に固定されている。静電チャック３０８は、図４に示すように、複数のチャック板３０８ａに分割されており（図では６枚）、各チャック板３０８ａの辺同士が複数のリブ３０９ｂによって固定されている。リブ３０９ｂは、磁気吸着チャック３０７の支持枠が干渉しないように複数に分かれている。

磁気吸着チャック３０７のチャック本体３０７ｘは、矩形状の枠体３０７ｘ１にマスクＭに形成された遮蔽パターンに対応するパターンの格子状の支持フレーム３０７ｘ２と、支持フレーム３０７ｘ２に取り付けられるヨーク板３０７ｘ３および吸着マグネット３０７ｘ４と、を備えた構成となっている。

図７には吸着マグネット３０７ｘ４の配置が示されている。図７は、磁気吸着チャック３０７の吸着マグネット３０７ｘ４が配置された面を下方から見た様子を示す。ヨーク板３０７ｘ３に沿って直交方向にＳ極、Ｎ極のマグネットが交互にライン上に配列されている。

（マスク保持手段）
搬送キャリア３０２下面のチャックフレーム３０９の周囲複数箇所（実施例では１０箇所）には、磁気吸着チャック３０７とは別に、マスクＭを保持するマスク保持手段としてのマスクチャック３１１が設けられている。このマスクチャック３１１は、外部からの駆動力で駆動される構成で、搬送キャリア３０２には駆動源は搭載されていない。

図５（Ａ）には、このマスクチャック３１１の構造が示されている。
マスクチャック３１１は、図示のように、搬送キャリア下面に４本の支柱３１１ｄによって取り付けられたベース３１１ａに、マスクＭ周縁のマスクフレーム４１２を上下より挟持するチャック片３１１ｂ，３１１ｃを備えている。上側のチャック片３１１ｂはマスクＭの周縁のマスクフレーム４１２の上面に当接する位置に配され、下側のチャック片３１１ｃは、回転軸３１１ｆによって矢印３１１ｇ方向に回転駆動可能となっている。すなわち、下側のチャック片３１１ｃは、上側のチャック片３１１ｂとともにマスクフレーム４１２を挟持する図示の挟持位置と、マスクフレーム４１２から離間し、マスクフレーム４１２の上下動を妨げない３１１ｈで示す退避位置に移動可能である。これらの移動は、外部に配置されるアクチュエータ３１１ｍ（図３（Ａ）参照）からチャンバ内部に延びる駆動側の連結端部３１１ｊに、連結部３１１ｉが連結されることによって回転軸３１１ｆを回転駆動することによって行われる。

また回転軸３１１ｆは、チャック片３１１ｂとともにマスクフレーム４１２を挟持した状態で、チャック片３１１ｃを搬送キャリア側へと弾性的に付勢する付勢部材３１１ｋを備えている。この付勢部材３１１ｋの付勢力によって、マスクＭを確実に搬送キャリア３０２に保持し、位置ずれを防止することができる。

マスクチャック３１１は、マスク装着前は、上記退避位置に移動されており、マスクＭが後述の昇降装置によって搬送キャリア３０２下面へと上昇し、ガラス基板Ｇに当接された状態となると、図３に示すアクチュエータによって、連結部３１１ｉを介して駆動され、チャック片３１１ｃがマスク及びガラス基板側へと回転し、マスクＭの周縁部分を係止
し、弾性的に搬送キャリア３０２にチャックした状態となる。

なお、マスクチャック３１１は、マスクＭの周縁のマスクフレーム４１２を係止することによって、ガラス基板Ｇを挟んで保持しているため、以後、ガラス基板Ｇに対する静電チャック３０８、マスクＭに対する磁気吸着チャック３０７を解除しても、ガラス基板ＧとマスクＭを重ねて装着保持した状態を維持することができる。

図５（Ｂ）は、この搬送キャリアを簡略化して概念的に示した図である。図３（Ａ）と同一の機能部分に、同一の符号を付している。
すなわち、搬送キャリア３０２へのガラス基板Ｇの保持には静電チャック３０８が用いられ、マスクＭの保持には磁気吸着チャック３０７が用いられ、両チャックともチャックフレーム３０９内に組み込まれている。磁気吸着チャック３０７によるマスクＭの保持は、チャックフレーム３０９内における磁気吸着チャック３０７の昇降動作によって動作される。なお、図３では、上端ロック片を水平移動させているが、図５では、回転駆動させる構成としている。ロック、アンロックができればよく、水平移動でもよいし、回転移動でもよい。磁気吸着チャック３０７によるマスク保持が完了した後は、機械式のマスクチャック３１１により、マスクフレーム４１２がキャリア本体３０２Ａに保持される。マスクチャック３１１には与圧用スプリング等の付勢部材３１１ｋが組み込まれており、弾性的に保持される。これら、静電チャック３０８、磁気吸着チャック３０７及びマスクチャック３１１の３種のチャックが搬送キャリア３０２にコンパクトに組み込まれている。

（アライメントプロセス）
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）はアライメント室１０３内で行われるマスクチャック動作を行うマスク昇降装置、およびその動作を説明するための図である。

アライメント室１０３内においては、搬送モジュール３０１がチャンバ内のメインフレーム２００に固定され、搬送キャリア３０２は、静電チャックによって保持されたガラス基板Ｇを下方に向けた状態で、磁気浮上によって搬送モジュール３０１に吊り下げられた状態に維持されている。

同図に示すように、搬送キャリア３０２の下方には、マスクＭを保持して昇降する昇降装置２０２が配されている。昇降装置は、ジャッキ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄによってそれぞれ上下動する昇降ロッド２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄにより、前後左右の４点を支持して、マスクトレイ２０５を昇降制御するように構成されている。

また図６（Ｃ）に示すように、マスクトレイ２０５はマスクＭの周縁のマスクフレームＭＦ上を複数のマスク支持部２０６で支持するように構成されている。

以上の構成により、マスクトレイ２０５上に載置されたマスクＭは、ジャッキ２０３ａ〜２０３ｄによって上昇され、磁気浮上している搬送キャリア３０２に保持されたガラス基板Ｇへと接近し、所定の近接距離になると、ガラス基板ＧとマスクＭに対してアライメント動作が行われる。

アライメント動作は、アライメントカメラによって、ガラス基板とマスクに予め形成されているアライメントマークを撮像して両者の位置ずれ量及び方向を検知し、磁気浮上している搬送キャリア３０２の搬送駆動系によって搬送キャリアの位置を微動しながら位置合わせ（アライメント）を行い、ガラス基板とマスクの位置が正確に位置合わせされた状態で、磁気吸着チャックによってマスクＭが吸着され、搬送キャリアに保持される。

この保持状態は、前述のように１０カ所のマスクチャック３１１によってロックされ、以後、静電チャック、磁気吸着チャックを解除しても、ガラス基板とマスクがアライメントされた状態で搬送キャリアに保持された状態が維持される。

ここで、アライメントの際に、搬送キャリア３０２が磁気浮上した状態で、搬送モジュール３０１に対する位置を微調整するようにしている。そのため、アライメント専用の微動調整機構を別途設けることなく、搬送キャリア駆動系によってアライメントを実施できるので、搬送キャリア３０２の構成の簡略化、軽量化にも有効である。

（処理フロー）
図９のフローチャートと、図１０〜図１２を参照して、アライメント室１０３におけるアライメント動作の詳細を説明する。図１０（Ａ）〜図１２（Ｄ）はそれぞれ、図９のステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ７〜Ｓ１２に対応する。

まずステップＳ１において、図１０（Ａ）のように、マスクＭがマスク受渡機構１００ｅによりプリアライメント室１００ｇから搬入される。アライメント室制御部は、アライメント室１０３に設けられたセンサにより搬入の完了を検知する。

次にステップＳ２において、図１０（Ｂ）のように、反転室１０２からアライメント室１０３に、基板を保持した搬送キャリア３０２が磁気浮上搬送モードで搬入される。ここでの搬送方向Ａは、奥から手前に向かう方向とする。アライメント室制御部は、搬送モジュール３０１のエンコーダの値から位置を検出し、所定のアライメント位置で搬送キャリア３０２を停止させる。このときのマスクＭとガラス基板Ｇのクリアランス（隙間）を、ＣＬＳ２とする。例えばＣＬＳ２＝６８ｍｍである。

次にステップＳ３において、図１０（Ｃ）のように、昇降装置２０２（ジャッキ２０３ａ〜２０３ｄ、昇降ロッド２０４ａ〜２０４ｄ）によりマスクＭを上昇させ、ガラス基板Ｇに接触する直前で停止する。停止位置は、次のステップＳ４において、アライメントカメラが、ガラス基板ＧとマスクＭのそれぞれのアライメントマークを同時に計測可能な位置となる。このときのマスクＭとガラス基板ＧのクリアランスをＣＬＳ３とすると、例えばＣＬＳ３＝３ｍｍである。

次にステップＳ４において、図１０（Ｄ）のように、アライメントカメラ１３１０により、ガラス基板ＧとマスクＭのそれぞれのアライメントマークが同時に計測される。なお、搬送キャリア３０２には、アライメントカメラの光軸方向に沿って貫通孔が設けられている。アライメントカメラは、この貫通孔を介して、ガラス基板ＧとマスクＭに設けられたアライメントマークを計測することができる。また、アライメントマーク計測を可能にする構成であれば、貫通孔ではなく、例えば切欠きなどを用いてもよい。

次にステップＳ５において、図１１（Ａ）のように、アライメント室制御部は、Ｓ４における計測結果からガラス基板ＧとマスクＭの位置ズレ量を算出し、位置ずれの値が所定の許容範囲に収まるように、ガラス基板Ｇを保持した搬送キャリア３０２の位置を調整する。位置調整の際には、符号３３１で示すように、駆動用コイル３０６ａ、３０６ｂに印加される電流または電圧を制御して、駆動用マグネット３０５ａ，３０５ｂとの間の磁力を調整する。このように本ステップのアライメント動作は、搬送キャリア３０２を浮上させた状態で行われる。次にステップＳ６において、アライメントカメラが再度計測を行い、アライメント室制御部が位置ずれの値が所定の範囲内かどうかを判定する。もし範囲外であればＳ５に戻り、位置ずれ値が範囲内に収まるまでアライメントを繰り返す。

以上述べたように、本フローのアライメント動作は、搬送キャリアおよびそれに保持さ
れるガラス基板Ｇが磁気浮上した状態で、磁力により搬送キャリアの位置を調整することで行われる。この構成では搬送キャリアと搬送モジュールが非接触であるため、摩擦等の影響が抑制され、また高精度な位置決めが可能になる。また、アライメントに搬送キャリアを搬送するための駆動用コイルと駆動用マグネットにより発生する磁力を用いるため、アライメント用に別の駆動手段を設ける必要がない。その結果、装置の構成を簡易化するとともにコストを低減することが可能である。

アライメント動作が完了すると、マスクＭを磁気吸着する行程に入るが、この実施形態では、まず、マスクチャック３１１によって、マスクフレームＭＦをチャックする。
すなわち、Ｓ７において、図１１（Ｂ）のように、マスクＭを上昇させてガラス基板Ｇに近接させる。マスクＭの上昇時には、昇降装置２０２によってマスクトレイ２０５を上昇させることにより、マスク支持部２０６によって支持されているマスクＭが上昇する。マスクＭ自体は、模式的に示すように撓んでおり、マスク支持部２０６に支持されたマスクフレームＭＦが上昇し、ガラス基板Ｇと所定の隙間まで近接する。このときのマスクＭとガラス基板ＧのクリアランスをＣＬＳ７１とすると、例えばＣＬＳ７１＝０．５ｍｍである。また、搬送キャリア３０２が磁気浮上していることから、キャリアスタンド部３０２Ａ１の下端とマスクトレイ２０５の間にはクリアランスＣＬＳ７２が存在する。

次に、Ｓ８において、図１１（Ｃ）のように、磁気浮上制御をＯＦＦとし、搬送キャリア３０２をマスクトレイ２０５に着座させる。磁気浮上制御がＯＦＦとなることによって、浮上力をなくした搬送キャリア３０２が自重によって落下し、マスクトレイ２０５に着座する。図示例では、キャリア本体３０２Ａに設けられたキャリアスタンド部３０２Ａ１の下端が当接するようになっている。このときのマスクＭとガラス基板ＧのクリアランスをＣＬＳ８とすると、例えばＣＬＳ８＝０．３ｍｍである。

次に、Ｓ９において、図１１（Ｄ）のように、マスクチャックを実施する。
すなわち、外部の駆動装置の駆動によって、回転軸３１１ｆが回転駆動され、チャック片３１１ｃがマスクフレームＭＦに係合してチャックされる。図示例では、上側のチャック片３１１ｂを省略している。この時点で、マスクフレームＭＦが固定される。この状態は静電チャック３０８、磁気吸着チャック３０７を解除しても維持される。

次に、Ｓ１０において、図１２（Ａ）のように、マスクチャック３１１でマスクＭが保持された状態で、搬送キャリア３０２を浮上開始位置まで上昇させる。搬送キャリア３０２の上昇はマスクトレイの昇降装置によって行う。浮上開始位置は、搬送モジュール３０１の駆動用コイル３０６と搬送キャリア３０２の駆動用マグネット３０５の間隔が、搬送キャリア３０２を浮上させることができる程度の吸引力となる距離である。本ステップでは例えば、搬送キャリア３０２を０．７ｍｍ程度上昇させる。

次に、Ｓ１１において、図１２（Ｂ）のように、磁気浮上制御をＯＮとし、マスクトレイ２０５から、マスクＭが保持された搬送キャリア３０２を浮上させる。すなわち、搬送モジュール３０１の駆動用コイル３０６と搬送キャリア３０２の駆動用マグネット３０５間の吸引力によって、搬送キャリア３０２がマスクトレイ２０５から所定量浮上する。上昇量は、たとえば、０．５ｍｍ程度である。すなわち、このときのマスクトレイ２０５と、搬送キャリア３０２のキャリアスタンド部３０２Ａ１の下端の間のクリアランスをＣＬＳ１１とすると、例えばＣＬＳ１１＝０．５ｍｍである。

次に、Ｓ１２において、図１２（Ｃ）のように、磁気吸着チャック３０７を下降させてマスクＭを磁気吸着させる。すなわち、上昇端でロックされていたロック片が外部のアクチュエータによって回転駆動されて、退避位置に移動して下降方向へのロックが外れ、磁気吸着チャック３０７がガラス基板Ｇを保持する静電チャック３０８に向けて下降し、静
電チャック３０８及びガラス基板Ｇを挟んで、磁気吸着チャック３０７の吸着マグネットとマスクＭが磁気吸着されて保持される。これによって、アライメントされた状態のマスクＭがガラス基板Ｇの成膜面に全面的に密着して保持される。なお、磁気吸着チャック３０７の下方への移動は、搬送キャリア３０２の外部からの駆動力によって実現している。このときの磁気吸着チャックの下降量は、例えば３０ｍｍである。

次に、Ｓ１３において、図１２（Ｄ）のように、搬送キャリア３０２が搬送方向Ａに向かって、アライメント室１０３から加速室１０４に搬出される。

以上のフローにより、静電チャック３０８によって保持されたガラス基板Ｇの成膜面に、アライメントされたマスクＭが磁気吸着チャック３０７によって保持され、さらにマスクチャック３１１によってマスクフレームＭＦがチャックされた状態で、搬送キャリア３０２が搬出される。

なお、上記の説明では、磁気浮上式の搬送キャリアを用いて基板とマスクを搬送するような装置構成を示したが、本実施例の適用対象はこれに限定されない。フレームに複数のライン状のマスク箔部が張架されたマスクであって、少なくとも一つのラインの一端部が他のラインの両端部以外の部分に接合されているようなマスクを用いる装置であれば、本発明を適用可能である。

［実施例１］
実施例１について以下に説明する。まず本実施例の前提となる吸着手段およびマスクの構成やその問題点について述べたのち、かかる問題点に対する本実施例の効果について説明する。

（磁気吸着チャックの吸引力）
図８（Ａ）は、吸着マグネット３０７ｘ４の配置を簡略化して概念的に示した断面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のマスク箔に対する単位面積あたり磁気吸引力（ｍＮ／ｍｍ^２）を示すグラフである。

吸着マグネット３０７ｘ４は、磁気吸着チャック３０７に、マグネット磁力や配置ピッチ、ギャップなどの要件に基づいて決定される磁気吸引力に基づいて配置される。なお、ガラス基板ＧとマスクＭの間に隙間を発生させないためには、マスク箔部４０３がガラス基板Ｇに略当接することが必要である。そのためには、マスク箔全域において、吸着マグネット３０７ｘ４の単位面積当たり磁気吸引力が、マスク箔部４０３の単位面積当たり重量に対して、少なくとも１倍以上の吸引力となる必要がある。

例えば本実施例では、吸着マグネット３０７ｘ４が、マスク箔部４０３の単位面積当たり重量に対して３倍以上の吸引力を持つように、吸着マグネット３０７ｘ４を配置する。図８（Ａ）の例では、吸着マグネット３０７ｘ４と、磁力の作用対象となるマスク箔部４０３の間隔は、間にガラス基板Ｇ等を介して１８．５ｍｍである。このとき、吸着マグネット３０７ｘ４の幅が１０ｍｍ、高さが６ｍｍ、マグネットのピッチは２５ｍｍと設定される。

図８（Ｂ）は、吸着マグネット３０７ｘ４によるマスク箔吸着力を磁気解析したグラフである。横軸は水平方向の位置を示し、縦軸は単位面積あたりの磁気吸引力を示す。図８（Ｂ）は概略、図８（Ａ）に示される吸着マグネット３０７ｘ４のうち隣接する２つのマグネットに対応している。

（マスクの構成）
図１３は、成膜用マスク４０１の構成の概略の一例を示した図である。本実施例における成膜用マスク４０１は、上述のマスクＭに対応する構造物である。成膜用マスク４０１は、マスクフレーム４０２、マスク箔部４０３から構成される。成膜用マスク４０１は、一枚のガラス基板Ｇから複数枚のパネルを製造するときに、パネル同士の間の領域をマスキングする目的で用いられる。そのため、マスク箔部４０３は、複数のライン状の箔が組み合わさったような形状をしている。

具体的には、図示例のマスク箔部４０３は、第一のライン４０３ａ、ならびに、第二のライン４０３ｂ、４０３ｃおよび４０３ｄを含み、これらの構成要素が段差なく接合した一体構造をしている。マスク箔部４０３は、マスクフレーム４０２に接合される。ここでは、両端がマスクフレーム４０２に接合されたラインを「第一のライン」、一端がマスクフレーム４０２に接合されており、他端が別のラインに接合されたラインを「第二のライン」と呼んでいる。すなわち、フレームによって囲まれた内部領域を分割するように、第一のラインと第二のラインは配置されている。
また、大型のマスク箔から、開口部分を切り抜くことによっても、接合段差のないマスク箔を作成できる。

図１３のように段差なくマスクを製造する方法として、例えば、エッチング等により接合領域での各マスク箔の厚みを半分程度に減らす方法がある。
あるいは、第一のラインと第二のラインを突き合わせて溶接する方法もある。突合せ溶接法を用いる場合は、第一のラインから幅方向に突出した部分を設けておき、当該突出した部分の端部と、第二のラインの一端部と、を溶接しても良い。

図１４は、上述のマスクＭに対応する構造物の別の例である、成膜用マスク４１１の構成の概略を示した図である。成膜用マスク４１１は、マスクフレーム４１２と、マスク箔部が接合されている。マスク箔部は、第一のライン４１３、第二のライン４１４、４１５および４１６、ならびに、周辺部ライン４１７を含む。

図１４の成膜用マスク４１１の製造方法では、まず、第一のライン４１３が所定のテンションを掛けた状態でマスクフレーム４１２に接合される。その後、第一のライン４１３の両端部以外の位置に第二のライン４１４、４１５および４１６の一端部が接合される。なお、第二のラインの一端部を第一のライン４１３に接合するのではなく、第二のラインを、第一のラインを跨ぐように接合したのち、第一のラインとの交差部を切断してもよい。そして、各第二のラインは、先に第一のラインに接合された一端以外の端部（他端部）で、マスクフレーム４１２に接合される。なお、マスクのライン構成によっては、各第二のラインの他端部が、さらに他のラインに接合される場合もある。なお、第二のラインの一端部を先にマスクフレーム４１２に接合したのち、他端部を第一のラインに接合しても良い。

各ラインを張架するステップにおいては、好ましいテンションを付与する必要がある。その手法の一例として、テンションを計測しながら、第一のラインをフレームにレーザ溶着し、第一のラインと第二のラインの交差部を溶着し、フレーム外側から架張しながら第二のラインをレーザ溶着する方法がある。

その後、周辺部ライン４１７がマスクフレーム４１２に接合される。なお、第一のラインの接合前、または第二のラインの接合前に、周辺部ラインをマスクフレーム４１２に接合してもよい。

成膜用マスク４０１と４１１の違いは、マスク箔部４０３に接合による段差があるかどうかである。接合方法として例えば、レーザを用いたスポット溶接を多点で行う方法が挙
げられる。ただし本発明はこれには限定されず、他の接合方法を用いてもよい。

（テンション印加によるマスク箔の変形）
続いて、このような複数のラインが組み合わさった形状のマスク箔に起きる変形について述べる。両端をマスクフレームに接合されている第一のライン、および一端部が第一のラインに接合されている第二のラインには、ともに、自重によるたわみが発生する。ラインの両端を接合するとラインにテンションが印加するため自重によるたわみが減少するものの、特に第一のラインについては、両端部以外の箇所で第二のラインのテンションを受けて、蛇行だけではなく箔の変形を発生する場合がある。

このようにラインが変形した状態で、マグネットの吸引力を受けてガラス基板と当接すると、ラインの自重は吸引力でキャンセルされるためにたわみ部分が引き揚げられるが、すでにラインに印加されているテンションはキャンセルされ無い。その結果、ラインの変形が残った状態でガラス基板に当接することになる。
発明者が検討した一例においては、厚み５０μｍのストレートな第一のラインのみをマスクフレームの対向する辺の間に張ったときに、マグネットの吸引力を印加することにより、ガラス基板とマスクの隙間が数十μｍ以内になり、隙間を比較的小さくできることを確認した。一方、第二のラインを、第一のラインの途中の位置と、マスクフレームの辺のうち第一のラインが接続されていない辺と、の間で張架してテンションを印加したところ、ガラス基板とマスクの隙間が１００μｍを超えており、隙間が大きくなってしまうことを確認した。

図１５は、マスク箔の隙間発生の単純化モデル示す。本図を参照しつつ、発明者の検討について説明する。図１５（Ａ）は単純化した構成を示す図であり、（Ａ−１）は、マスクフレーム４０２、第一のライン４０３ａ、および、１つの第二のライン４０３ｂの配置を示す。第一のライン４０３ａと第二のライン４０３ｂは、交差部４０３ｘで交差する。（Ａ−２）は、第一のライン４０３ａに作用する力を簡易的に示した図であり、第一のライン４０３ａのテンションＴ１、第二のライン４０３ｂのテンションＴ２とし、腕の長さＬとする。（Ａ−３）は、第一のライン４０３ａについて、箔の断面積Ａ，水平方向に変形する断面係数Ｚであることを示す。

図１５（Ｂ）と（Ｃ）は、交差部４０３ｘ付近において、第一のラインに作用する力を単純化した力学モデルを表す。これらの図においては、右側に向かう矢印は、第一のライン４０３ａに引張応力が作用していることを示す。左側に向かう矢印は、第一のライン４０３ａに圧縮応力が働いていることを示す。

図１５（Ｂ）は、第一のラインに作用する２種類の応力を表す。（Ｂ−１）はテンションＴ１による引張応力σｔを示し、（Ｂ−２）はテンションＴ２に起因する曲げ応力σｂを示す。すなわち、第一のラインのテンションＴ１による引張応力σｔ、第二のラインのテンションが第一のラインに与えるモーメントＭ×Ｌ（腕の長さ）による曲げ応力σｂとしたときに、組合せ応力σｍａｘとして第一のラインに作用すると想定する。

図１５（Ｃ）は、組合せ応力σｍａｘが圧縮応力になる場合を示す。組合せ応力Ｔ２による曲げ応力σｂがＴ１による引張応力σｔを上回ると（σｍａｘ＜０）、第一のラインに圧縮応力が作用する。その結果、図１５（Ｄ）に示すように、薄い箔であるラインが座屈して変形を起こすと想定する。このとき、図８（Ｂ）に示すマグネットによる吸引力が圧縮応力よりも大きければ、かかる第一のラインの変形を平坦化できる。しかし吸引力が圧縮応力よりも小さいと、第一のラインが変形したまま平坦化されない場合がある。

（印加テンションについての検討）
図１６は、図１５で示した力学モデルから作成した計算式による、第一のラインのテンションＴ１と、第一のラインに圧縮応力が発生しないような第二のラインのテンションＴ２の上限値と、の関係を示すグラフである。本グラフの例では、第一のラインの厚み５０［μｍ］と設定する。また、腕の長さＬ、すなわち、第一のラインの作用個所（交差部４０３ｘ付近）からフレーム接合箇所の距離を、５００［ｍｍ］と設定する。

本グラフより、第一のラインの幅が１０ｍｍ〜５０ｍｍそれぞれの場合において、圧縮応力が発生しないような第二のラインの上限テンションが求められるので、第二のラインを接合するときにはこの上限値を下回るようなテンションＴ２とすればよい。
発明者が、厚み５０μｍのＴ字交差するラインについて検討したところによれば、第二のラインのテンションＴ２をグラフの上限テンション以内として、マグネットの吸引力を印加することにより、ガラス基板とマスクの隙間が数十μｍ以内になることを確認した。

数式を用いてさらに検討を続ける。図１５において、第一のライン４０３ａに付与される単位断面積あたりのテンションは、テンションＴ１［Ｎ］、断面積Ａ＝ｂ×ｎ［ｍｍ^２］として、Ｔ１／ｂｎ［Ｎ／ｍｍ^２］と表される。
また、第二のライン４０３ｂに付与されるテンションをＴ２［Ｎ］、第一のラインの作用部位からフレームとの接合部までの距離である腕の長さをＬ［ｍｍ］とすると、第一のラインに付与される断面係数当たりのモーメントは、Ｔ２×Ｌ／（ｂｈ^２／６）［Ｎ／ｍｍ^２］と表される。なお、ここでは第二のラインのテンションが第一のラインに作用する箇所を「作用部位」と呼ぶ。図１５の例では、第一のラインの左右の腕の長さが同じ（Ｌ）であり、第一のラインを左右に分けたときの中心線、または、当該中心線上の点、または中心線を含む中心領域が、作用部位となる。作用部位を領域として考えるときの外周は、必ずしも厳密に定める必要はないが、例えば第二のラインの長手方向の二辺を第一のライン上に延長した２本の線と、第一のラインの長手方向の二辺と、で囲まれる領域を、作用部位としても良い。
したがって、ライン変形による座屈を抑制するためには、第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンション（Ｔ１／ｂｎ）と、第二のラインに付与されるテンションによって第一のラインの作用箇所からフレーム接合部までを腕の長さとして前記第一のラインに付与される断面係数あたりのモーメントとを比較したときに、後者が前者よりも小さくなるようにすると良い。

このことにより、以下のマスクが有効であると言える。すなわち、基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、開口部を有するフレームと、前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを有しており、前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションに対して、前記第二のラインに付与される単位断面積あたりのテンションが小さいことを特徴とするマスク、である。

このように、第一のラインに付与されるテンションが、第二のラインに付与されるテンションよりも大きいマスクを用いることにより、第一のラインに作用する組み合わせ応力σｍａｘが圧縮応力となることがないため、ラインの接合部における座屈変形が低減される。その結果、複数のラインを組み合わせた形状のマスクにおいて、マスクの変形により生じる成膜対象物とマスクの隙間を可及的に小さくすることができる。

特に、以下のマスクが有効であると言える。すなわち、上記のマスクにおいて、前記第一のラインの両端部が前記フレームと接合されているマスク、である。
このように、第一のラインの両端部がフレームと接合されている場合に、当該第一のラインのテンションと、第一のラインに接合される第二のラインとのテンションに差をつけ
ることにより、マスクの変形を防止できる。

さらに、以下のマスクが有効であると言える。すなわち、上記のマスクにおいて、前記第一のラインに前記第二のラインのテンションが作用する作用部位から、前記第一のラインが前記フレームに接合された部位までの長さを、モーメントの腕の長さとしたときに、前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションよりも、前記第二のラインに付与されるテンションに起因して前記第一のラインに付与される断面係数あたりのモーメントのほうが小さい、である。
このように、第一のラインに付与されるテンションと第二のラインに付与されるテンションを設定することにより、ラインの接合部における座屈変形が防止される。その結果、成膜対象物とマスクの間の隙間を一層小さくすることができる。

［実施例２］
続いて、実施例２について説明する。ガラス基板とマスクの隙間を減らすためには、第一のラインと第二のラインの接合領域の変形を緩和することが重要である。そこで本実施例では特に、二つのラインの接合領域の形状を工夫して変形を緩和する方法について説明する。既に上述したものと同様の構成については同じ符号を付し、説明を簡略化する。

本実施例のマスクは、図１４の成膜用マスク４１１のように、フレーム間に張架された第一のライン４１３と、少なくとも一端が他のラインに張架された第二のライン４１４とが、スポット溶接等の手法で接合されることで形成されたものである。図１７は、本実施例の第一のライン４１３と第二のライン４１４の接合領域の形状を示す。

なお、典型的にはライン接合はスポット溶接により行われる。その場合の、第一のラインと第二のラインが接合される接合領域の範囲について、図１７（Ｃ）を用いて説明する。図示したように、２つのラインが複数のスポット溶接Ｓにより溶接されるとき、接合領域Ｃの外周は、最外部のスポット溶接位置Ｓを結んだ線によって規定される。ただし、図１７（Ｄ）に示すように、最外部のスポット溶接位置ＳＰを結んだ領域に、若干の余分の領域を含めて、接合領域Ｃとしても良い。また、スポット溶接以外の手法で接合が行われる場合についても同様に接合領域Ｃを定義できる。また、後述する「当て箔」の接合される領域である第二の接合領域についても同様である。

（第二のラインがＴ字状端部を持つ例）
図１７（Ａ）に、第二のラインの一端部の好ましい構成例を示す。図１７の（Ａ−１）は接合領域Ｃ周辺部の拡大上面図である。（Ａ−２）は接合領域ＣをＹ軸正方向に向かって見た図である。第一のライン４１３を白抜きで、第二のライン４１４を色付きで、接合領域Ｃを右上がりハッチングで示す。

図中の数字はそれぞれの部位の長さ（単位は［ｍｍ］）である。すなわち、第一のライン４１３の幅（符号４１３ａ１）は、１５．１ｍｍである。第二のライン４１４のうち、接合領域ではない被接合領域における幅（符号４１４ａ１）は、２５．４ｍｍである。第二のライン４１４のうち、接合領域に含まれる部分の幅（符号４１４ａ２）は、４６．６ｍｍである。すなわち、第二のライン４１４の幅は、被接合領域よりも接合領域において大きい。なお、本明細書において第二のライン４１４の「幅」とは、第二のラインの短手方向（図中、左右方向）における長さを示す。

言い換えると、第二のライン４１４の両端のうち、接合領域Ｃに対応する端部は、左右に突出部（符号４１４ａ３、４１４ａ４）を備えたＴ字状の形である。
また別の言い換えをすると、第一のライン４１３と接合される第二のライン４１４の一端部の接合領域周辺の形状を見ると、第一のライン４１３の長手方向（図中、左右方向）
における第二のライン４１４の幅が、第二のライン４１４の本体部分における幅よりも大きくなる。

このように図１７（Ａ）の例では、第二のライン４１４の幅が一定ではなく、接合領域Ｃと重畳するかどうかに応じて変化する。具体的には、第二のライン４１４が第一のライン４１３に重畳する接合領域Ｃにおける第二のライン４１４の幅が、被接合領域（本体部分）における第二のライン４１４の幅よりも大きくなっている。
このような構成により、図１６における上限テンション（第一のライン４１３が変形を開始するような、第二のライン４１４のテンションの上限）の値を上げる効果がある。したがって、変形が発生するケースが少なくなったり、変形形状がなだらかになったりする効果が得られる。

（当て箔を用いる例）
図１７（Ｂ）に、図１７（Ａ）と同じ効果を得る別の接合領域の形状の例を示す。第二のライン４１４の幅（４１４ａ１）は一定であり、接合領域Ｃと被接合領域の間で変化せず、２５．４ｍｍである。
一方で本図では、第一のライン４１３の両面のうち、第二のライン４１４が接合する側の面とは逆側の面に、第一のライン４１３の長手方向に長い、第三の短冊ライン４１９を接合する。これにより、接合領域Ｃとは第一のライン４１３を介して逆側に、当て部材接合領域Ｃ２が形成される。本図では、接合領域Ｃを右上がりの破線ハッチングで、当て部材接合領域Ｃ２を左上がりの一点鎖線ハッチングで示す。

第三の短冊ライン４１９の材質は、他のラインと同じでもよい。また、第三の短冊ライン４１９を、当て部材接合領域Ｃ２において第一のライン４１３と接合する方法も、接合領域Ｃと同じで良い。また、第三の短冊ラインの形状は短冊状には限定されず、マスクの変形を抑制できるような当て箔であればよい。
このような構成によっても、第二のライン４１４の上限テンションの値を上げて、変形を抑制する効果が得られる。なお、マスクのうちガラス基板Ｇと当接するのは第二のライン４１４の方であるため、当て箔（第三の短冊ライン）を追加しても、マスクと基板の当接状態は変化しない。
なお、第二のラインの幅が一様ではなく、例えば図１７（Ａ）、図１８（Ａ）（Ｂ）のような場合にも、当て部材を配置して構わない。

（Ｔ字状端部の別の例）
図１８は、別の接合領域の形状を示す図である。

図１８（Ａ）は、接合領域周辺における第二のライン４１４の端部の形状がＴ字型であり、突出部の第一のライン４１３の長手方向における幅が、第一のライン４１３の幅より狭いものである。本図の例では、第一のライン１４３と接合される第二のライン４１４の一端部の接合領域Ｃに関して、接合領域Ｃにおける第二のライン４１４の幅（符号４１４ａ２）が、被接合領域（第二のライン本体部分）における第二のライン４１４の幅（符号４１４ａ１）よりも大きい。この点は、図１７（Ａ）の例と同様である。
本図の例ではさらに、接合領域Ｃにおいて、第二のライン４１４の長手方向（図中、上下方向）における長さ（符号４１３ａ４）が、第一のライン４１３の幅（符号４１３ａ１）よりも小さい。

接合領域Ｃの形状をこのようにすることで、第一のライン４１３の接合部領域の幅を分断するノッチが発生する。これにより、第一のライン４１３が変形を開始する第二のラインのテンション上限を上げる効果がある。

（Ｔ字状端部の別の例２）
図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）と同じ効果を得る別の接合領域の形状を示す。この例では、第二のライン４１４の接合領域Ｃでの箔の形状は図１７（Ａ）と同様である。すなわち、第二のライン４１４の端部の突出部の、第二のライン４１４の長手方向における長さは、第一のライン４１３の幅と同等の長さである（いずれも、符号４１３ａ１）。
しかし本図では、接合領域Ｃの、第二のライン４１４の長手方向における長さ（符号４１３ａ５）が、第一のライン４１３の幅（符号４１３ａ１）よりも小さい。
このような構成によっても、図１８（Ａ）と同様の効果が得られる。

（効果の確認）
マスク箔の動解析により、接合領域Ｃにおける第二のライン４１４形状の変化と、マスクと基板の間の隙間量の関係を確認した。
図１９（Ａ）は、動解析に用いた主要な設定である。すなわち、幅５２ｍｍ、厚さ２００μｍの第一のライン４１３は、両端部ともマスクフレーム４１２に接続され、テンションＴ１を印加された状態で張架されている。また、幅１０ｍｍ、厚さ５０μｍの第二のライン４１４は、一端部がマスクフレーム４１２に、他端部が第一のライン４１３に接続され、テンションＴ２を印加された状態で張架されている。図示例ではまた、別の複数の第二のライン４１５、４１６も示されている。これらは共に幅１０ｍｍ、厚さ５０μｍであり、テンションＴ３が印加されている。

図１９（Ｂ）は、接合領域Ｃにおける第二のライン４１４の形状が互いに異なる２種類のマスクについて、第二のライン４１４のテンションＴ２と、マスクーガラス間の隙間の大きさを比較したグラフである。接合領域Ｃが「Ｒｅｆ形状」であるマスクは、比較用として示すものである。すなわち、Ｒｅｆ形状のマスクは、図１７、１８で示すような構成は備えていない。一方、接合領域Ｃが「Ｔ字形状」であるマスクは、図１７（Ａ）で示した構成を備えている。測定条件として、第一のラインのテンションＴ１を１０００Ｎに固定し、第二のラインのテンションＴ２を様々に変更した。横軸はテンションＴ２を、縦軸は隙間量を示す。

図１９（Ｂ）に示されるように、Ｒｅｆ形状のマスクを用いた場合（実線グラフ）と比べて、Ｔ字形状のマスクを用いた場合（破線グラフ）は、同じテンションＴ２が印加されている場合でも隙間量が小さくなっている。また、テンションＴ２が高いほど、隙間量減少の効果が大きくなっている。このことより、本実施例のマスク構成によって、第一のライン４１３が変形を開始する第二のライン４１４のテンション上限を上げる効果を確認できた。

本実施例より、以下のマスクが有効であることがわかる。すなわち、基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、開口部を有するフレームと、前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを有しており、前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、前記第一のラインと前記第二のラインが接合する接合領域における前記第二のラインの幅は、非接合領域における前記第二のラインの幅よりも大きいマスク、である。
このような、例えば図１７（Ａ）、図１８（Ａ）（Ｂ）のようなマスクを用いることで、変形の低減が可能になる。

本実施例より、以下のマスクも有効であることがわかる。すなわち、基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、開口部を有するフレームと、前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを有しており、前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、前記第一のラインと前記第二のラインが接合する接合領域において、前記第一のラ
インを介して前記第二のラインと反対の側に、第三のラインが配置され、前記第一のラインと接合される、マスクである。
このような、例えば図１７（Ｂ）のようなマスクを用いることでも、変形の低減が可能になる。

上記各実施例では、第一のラインと第二のラインがＴ字状に交差する交差部を有する場合について説明した。しかし、本発明は、第一のラインと第二のラインが単純な十字型の交差部を持ちバランスよくテンションが付与されている場合以外であれば適用可能である。例えば、第一のラインと第二のラインがＹ字状に交差する交差部を有する場合も、本発明の対象である。

上記各実施例では、第一のラインへの第二のラインの作用部位が、第一のラインの中間点にある場合について説明した。しかし、本発明は、第一のラインが第二のラインにより分割されたときの左右の腕の長さが異なる場合についても、対象となる。すなわち、一方の腕の長さＬ１、他方の腕の長さをＬ２とし、Ｌ１＞Ｌ２だとすると、長さＬ１の腕に基づいてモーメントを求めることにより、好ましい第二のラインのテンション上限値を算出できる。

図１８（Ａ）、（Ｂ）では、第二のライン４１４が第一のライン４１３と重畳する領域において、第二のライン４１４の長手方向に関し、接合領域の長さ（符号４１３ａ４，４１３ａ５）が６．５ｍｍ、非接合領域の長さが４．３×２＝８．６ｍｍであった。すなわち、第一のラインの幅に対する接合領域の長さの比は、約４３％であった。一般的にh、
この比を２５％〜７５％の範囲内に収めることにより、好適な変形防止性能が得られる。ただし、本発明はこの数値範囲に限定されない。

以上、本発明によれば、複数のラインを組み合わせた形状のマスクにおいて、マスクの変形により生じる成膜対象物とマスクの隙間を小さくするための技術を提供することができる。したがって、成膜対象物とマスクの間の隙間を減少させて、蒸着材料の蒸着領域以外への回り込みを抑制できる。すなわち、本発明の実施例に係るマスクや、本発明のマスクの製造方法により製造されたマスクを用いて有機ＥＬディスプレイなどの電子デバイスを製造するような、電子デバイスの製造方法は、精度の高い蒸着を可能にし、高品質な電子デバイスを提供可能にする。本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ表示装置）や照明装置（例えば有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば有機ＣＭＯＳイメージセンサ）も含むものである。

４０１：成膜用マスク、４０２：マスクフレーム、４０３ａ、４１３：第一のライン、４０３ｂ、４１４：第二のライン

Claims (15)

1. 基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、
   開口部を有するフレームと、
   前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有しており、
   前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、
   前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションに対して、前記第二のラインに付与される単位断面積あたりのテンションが小さい
   ことを特徴とするマスク。
2. 前記第一のラインの両端部が前記フレームと接合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のマスク。
3. 前記第一のラインに前記第二のラインのテンションが作用する作用部位から、前記第一のラインが前記フレームに接合された部位までの長さを、モーメントの腕の長さとしたときに、前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションよりも、前記第二のラインに付与されるテンションに起因して前記第一のラインに付与される断面係数あたりのモーメントのほうが小さい
   ことを特徴とする請求項２に記載のマスク。
4. 前記第一のラインと前記第二のラインはＴ字状またはＹ字状に交差する交差部を有することを特徴とする請求項３に記載のマスク。
5. 前記第二のラインは、前記第一のラインの前記フレームに対して反対側となる面に接合されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のマスク。
6. 基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、
   開口部を有するフレームと、
   前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有しており、
   前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、
   前記第一のラインと前記第二のラインが接合する接合領域における前記第二のラインの幅は、非接合領域における前記第二のラインの幅よりも大きい
   ことを特徴とするマスク。
7. 前記第二のラインの長手方向における前記接合領域の長さは、前記第一のラインの幅よりも小さい
   ことを特徴とする請求項６に記載のマスク。
8. 前記第二のラインの長手方向における前記接合領域の長さの、前記第一のラインの幅に対する比は、２５％〜７５％の範囲内である
   ことを特徴とする請求項７に記載のマスク。
9. 基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクであって、
   開口部を有するフレームと、
   前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有し
   ており、
   前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、
   前記第一のラインと前記第二のラインが接合する接合領域において、前記第一のラインを介して前記第二のラインと反対の側に、第三のラインが配置され、前記第一のラインと接合される
   ことを特徴とするマスク。
10. 前記第一のラインの両端部が前記フレームと接合されている
    ことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載のマスク。
11. 前記第一のラインと前記第二のラインはＴ字状またはＹ字状に交差する交差部を有することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載のマスク。
12. 前記第一のラインに付与されているテンションは、前記第二のラインに付与されているテンションよりも大きい
    ことを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載のマスク。
13. 前記第二のラインは、前記第一のラインの前記フレームとは反対側の面に接合されている
    ことを特徴とする請求項１２に記載のマスク。
14. 基板表面に成膜パターンを形成するためのマスクの製造方法であって、
    開口部を有するフレームに、前記フレームによって囲まれた内部領域を分割するような、第一のラインと第二のラインを含む複数のラインを含むマスク箔を張架するものであり、
    前記第一のラインにテンションを付与しながら、前記フレームに第一のラインの両端を接合して張架するステップと、
    前記第二のラインにテンションを付与しながら、前記第一のラインの両端部以外の位置に前記第二のラインの一端部を接合して張架するステップと、
    を有しており、
    前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションに対して、前記第二のラインに付与される単位断面積あたりのテンションを小さくする
    ことを特徴とするマスクの製造方法。
15. 電子デバイスの製造方法であって、
    基板にマスクをアライメントするステップと、
    前記マスクを介して前記基板に蒸着材料を蒸着させるステップと、
    を含み、
    前記マスクは、開口部を有するフレームと、前記フレームによって囲まれた内部領域を分割する複数のラインを含むマスク箔を有しており、
    前記複数のラインは、第一のラインと、前記第一のラインの両端部以外の位置に一端部が接合された第二のラインを含み、
    前記第一のラインに付与される単位断面積あたりのテンションに対して、前記第二のラインに付与される単位断面積あたりのテンションが小さい
    ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

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