JP4377453B2 - 基板処理装置、及び基板処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の態様は、基板処理装置であって、基板の処理時に該基板の被処理面とは反対側に配置され、N極とS極との境界部を有する磁石と、基板の処理時に前記基板の被処理面側に対向配置される、パターン領域及びフレーム領域を有する磁性体マスクであって、該フレーム領域の厚さが該パターン領域の厚さより肉厚である磁性体マスクとを備え、前記境界部に前記フレーム領域を相対させることを特徴とする。
また、本発明の第2の態様は、パターン領域とフレーム領域があり、該フレーム領域の厚さが該パターン領域の厚さより厚い磁性体マスクを基板の一の面に配置し、該一の面と反対側にN極とS極の境界部を有する磁石を配置することで、該磁石の磁力によって前記磁性体マスクを前記基板に密着させ、該磁性体マスクを通して前記基板の面を処理する方法であって、前記密着時に、前記N極とS極の境界部に前記フレーム領域が相対するように前記磁石と前記磁性体マスクとを配置する工程を含むことを特徴とする。
なお、本実施例では、メタルマスク006に限らず、無機化合物といった磁性体を用いても良い。このように、本実施例では、基板をマスクする部材としては、例えばメタルマスク等、磁性体マスクとして機能する材料であればいずれの材料を用いても良い。
このように、本実施例では、パターン領域006aに形成される開口部付近の膜の均一性の向上の観点から、パターン領域006aの厚さはなるべく薄い方が好ましく、パターン領域006aの厚さは0.05mm以下にすることが好ましい。このとき、図9Bに示すように、自重による変形量Δyが大きくなるのでパターン領域006aと基板005との間に隙間が生じてしまうが、本実施例では、パターン領域006aには磁石007のN極またはS極が対向するように配置している。従って、上記開口部付近の膜均一性を向上するためにパターン領域006aの膜厚を0.05mm以下に設定しても、パターン領域006aと基板005との密着性を向上することができる。
一方、メタルマスク006のパターン領域006a以外の領域、すなわちフレーム領域006bは機械的強度の観点から、厚くすることが好ましく、図9Bに示すように、フレーム領域006bの厚さを0.1mm以上にすれば、磁石による吸引が部分的に無くても変形量Δyを許容範囲内に抑えることができる。よって、フレーム領域006bの厚さを0.1mm以上とすることが好ましい。
そして、本実施例では、N極とS極との境界部を少なくとも1つ以上有する磁石を用いる場合において、どうしても磁力の発生が小さくなる領域、すなわち上記境界部を、磁石による吸引が無くても十分な剛性を有しているフレーム領域006bと対向するように設計している。よって、パターン領域006aの厚さ0.05mm以下と小さい値に設定しても、フレーム領域006bを0.1mm以上にすることにより、開口部付近の膜均一性を向上しつつ、基板005とメタルマスク006との密着性を向上することができる。
まず基板保持機構の一例を述べると、チャンバーの上部より不図示の3個以上の、基板を支持する為に先端が直角方向に折られた棒状のL字型部材が懸架されている。そして、これら3個以上の棒状のL字型部材の直角方向に折られた部分は、一の平面上にあるようになっている。更に、これら3個以上のL字型部材は、磁石007の外側に配置されており、それらの先端の直角方向に折られた部分が少なくとも内向き及び基板の外周に沿う方向の2ポジションを取れる構成になっている。このような構成で基板保持機構が構成されている。
不図示の搬送系により運ばれてきた基板は、上記L字型部材の直角方向に折られた部分が内向きに向くことにより成膜面を下に向けた状態で、搬送系から磁石007の下側に受け渡される。次に、メタルマスク保持機構009に載置されてメタルマスク006が基板005下に搬送されて来る。尚、メタルマスク006及びメタルマスク保持機構009のL字型部材に応じた部分は、L字型部材が基板005を直接保持出来るように切り欠き穴がある。
メタルマスク006の位置と基板005の位置合わせは、この技術の属する分野で通常行われている手法により、例えばCCDで観察して、メタルマスクのアライメントマークと基板のアライメントマークを一致するように例えばメタルマスク保持機構009を動かして、メタルマスクと基板の位置合わせを行う。このとき、基板に対しメタルマスクのパターン領域006aの位置合わせを行うことにより、マスク厚みの厚い部分であるフレーム領域006bと、磁石007のN極とS極の境界部104との位置合わせは出来ている。この理由は、上記したが、パターン領域006aのパターンサイズ(数十μm)に比べ、フレーム領域006bの幅(10mm程度)は大きく、パターン領域006aの位置合わせが出来れば、当然にフレーム領域006bの位置合わせも出来ていることになるからである。
この位置合わせの方法は、基板005が小さい又は基板005の厚さが厚いなどの理由により、基板005が上記の基板保持機構に支持された場合に撓みが小さい場合に有効である。
メタルマスク006を基板005に吸着させるには、基板005をメタルマスクに近づけた後、基板005のメタルマスク006とは反対側に配置されている磁石007を基板に近づけることにより行う。その後、処理の妨げにならない位置にメタルマスク保持機構009を移動し、次いで、この状態で処理、例えば成膜を行う。また、メタルマスク006の回収は、磁石007を基板005より離すことにより、該メタルマスクと磁石間の磁力を弱め、メタルマスク006をメタルマスク保持機構009が受け取ることにより行うことができる。また、基板005の回収は、不図示の搬送系の基板受け取り部を基板下に移動させ、上記の基板保持機構から該搬送系の基板受け取り部に基板を受け渡すことにより行うことができる。
次に、メタルマスク006はメタルマスク保持機構009に載せられた状態で基板近傍に移動する。そして、この技術の属する分野で通常行われている手法により、例えばCCDで観察して、メタルマスク006のアライメントマークと基板005のアライメントマークを一致するように例えば基板を動かして、メタルマスクと基板の位置合わせを行う。この位置合わせ工程で基板005とメタルマスク006を数μmの精度で位置調節したのち、メタルマスク006は基板005と接触するか、あるいは基板005と数μm程度の極近傍の距離に保持される。
次に、基板005の上方より磁石007を静電チャック008の裏側に近づけ、メタルマスク006を磁力により基板005に密着させる。このとき、基板に対しメタルマスクのパターン領域006aの位置合わせを行うことにより、マスク厚みの厚い部分であるフレーム領域006bと、磁石のN極とS極の境界部104との位置合わせは出来ている。この理由は、上記したが、パターン領域006aのパターンサイズ(数十μm)に比べ、フレーム領域006bの幅(10mm程度)は大きく、パターン領域006aの位置合わせが出来れば、当然にフレーム領域006bの位置合わせも出来ていることになるからである。
この静電吸着機構を使用するマスクアライメントの方法は、基板005が大きい場合又は基板005の厚さが薄いなどの場合に有効である。この理由は基板自体が静電吸着機構により保持されているからである。
次いで、この状態で処理、例えば成膜を行う。また、メタルマスク006の回収は、メタルマスク保持機構009を基板005の直下に位置させた後に、磁石007を基板005より離すことにより行うことができる。また、基板005の回収は、不図示の搬送系の基板受け取り部を基板下に移動させ、静電チャック008の吸着力を弱めることにより行うことができる。
図16は、本発明に係わる基板処理装置を適用して作製可能な画像表示装置の一つである電子放出素子ディスプレイの斜視図である。
401は電子源基板、402は行配線、403は列配線、404は電子放出素子、407は第一のゲッタ、410は第二のゲッタ、411は補強板、412は枠、413はガラス基板、414は蛍光膜、415はメタルパック、Dox 1〜D0x mは列選択端子、Doy 1〜D0y nは行選択端子を表す。尚、413、414、415はフェースプレート416を構成する。
本表示装置は、行配線402及び列配線403が平面的に交差する所に、電子放出素子404が配置されている。そして、選択された行配線402及び列配線403に所定の電圧を印加するとその平面的に交差する部位に位置する電子放出素子404から電子が放出され、電子は正の高電圧が印加されているフェースプレートに向かって加速される。電子はメタルにパック415衝突しそれに接する蛍光膜414を励起し、発光する。
このようにして、本発明の基板処理装置を用いて第一のゲッタ407を作製して、SEDを作製することができる。
図17Aは、本発明に係わる基板処理装置を適用して作製可能な画像表示装置の一つである有機蛍光ディスプレイの構造の梗概図である。
501はガラス基板、502はアノード、504はホールに係わる層、505は発光層、506は電子輸送層、507は電子注入層、508はカソードである。尚、ホールに係わる層504はホール注入層504aとホール輸送層504bとを有している。
動作は、アノード502とカソード508間に電圧が印加されると、アノード502によりホールがホール注入層504aに注入される。一方カソード508より電子が電子注入層507に注入される。注入されたホール及び電子は、ホール注入層504a及びホール輸送層504b、並びに電子注入層507及び電子輸送層506をそれぞれ移動して発光層505に達する。発光層505に達したホール及び電子は再結合して発光する。
発光層505の材料を適宜選択することにより、光の三原色である赤、緑及び青の光を発光させることが可能で、その結果、フルカラーの画像表示装置を実現できることが出来る。
ここで、R,G,Bの各発光層505を蒸着法で作製する際には、工程3で示すようにマスク006で覆う。このとき、マスク006および磁石007により所定の層が形成された基板501を挟んでいることは言うまでもない。
また、今後益々大型の表示画面のディスプレイに対する常用が高まると考えられ、その際には重い大型のマスクを精度良く且つ迅速にアライメント出来ることに対する要求が益々大ききなることが予想される。
このようにして、本発明の基板処理装置を用いて発光部を作製して、有機ELディスプレイを作製することができる。
Claims (16)
- 基板の処理時に該基板の被処理面とは反対側に配置され、N極とS極との境界部を有する磁石と、
基板の処理時に前記基板の被処理面側に対向配置される、パターン領域及びフレーム領域を有する磁性体マスクであって、該フレーム領域の厚さが該パターン領域の厚さより肉厚である磁性体マスクとを備え、
前記境界部に前記フレーム領域を相対させることを特徴とする基板処理装置。 - 前記磁性体マスクは、メタルマスクであることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板処理装置は成膜装置であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記磁性体マスクのパターン領域の厚さが0.05mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記磁性体マスクのフレーム領域の厚さが0.1mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板の被処理面とは反対側の面を保持するための静電チャックをさらに備え、
前記磁石は、該静電チャックの前記基板とは反対側に設置されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記静電チャックは、前記磁石を設置する側の面に前記磁石を配する為の溝を有することを特徴とする請求項6に記載の基板処理装置。
- パターン領域とフレーム領域があり、該フレーム領域の厚さが該パターン領域の厚さより厚い磁性体マスクを基板の一の面に配置し、該一の面と反対側にN極とS極の境界部を有する磁石を配置することで、該磁石の磁力によって前記磁性体マスクを前記基板に密着させ、該磁性体マスクを通して前記基板の面を処理する方法であって、
前記密着時に、前記N極とS極の境界部に前記フレーム領域が相対するように前記磁石と前記磁性体マスクとを配置する工程を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 前記磁性体マスクは、メタルマスクであることを特徴とする請求項8に記載の基板処理方法。
- 前記基板処理方法は成膜方法であることを特徴とする請求項8に記載の基板処理方法。
- 前記磁性体マスクのパターン領域の厚さが0.05mm以下であることを特徴とする請求項8に記載の基板処理方法。
- 前記磁性体マスクのフレーム領域の厚さが0.1mm以上であることを特徴とする請求項8に記載の基板処理方法。
- 前記基板の一の面とは反対側の面を静電チャックで保持し、前記磁石を、該静電チャックの前記基板とは反対側に設置することを特徴とする請求項8に記載の基板処理方法。
- 前記静電チャックは、前記磁石を設置する側の面に前記磁石を配する為の溝を有することを特徴とする請求項13に記載の基板処理方法。
- 請求項8に記載の基板処理方法により、配線上にゲッタを形成する工程を有することを特徴とする電子放出素子ディスプレイの作製方法。
- 請求項8に記載の基板処理方法により、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層の少なくとも1つの層を形成する工程を有することを特徴とする有機ELディスプレイの作製方法。
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