JP4587851B2

JP4587851B2 - Metal mask setting method

Info

Publication number: JP4587851B2
Application number: JP2005076686A
Authority: JP
Inventors: 輝直土屋; 矢口　　孝; 敏弘佐野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2025-03-17
Also published as: JP2006260936A

Description

本発明は、例えば、有機ＥＬ素子製造工程で使われる蒸着マスクに使用されるメタルマスクのように、平行に配置された多数の細長い開口部を備えたメタルマスクを、そのメタルマスクを取り扱う装置に対して、開口部が正確に所定の方向となるようにセットする方法に関する。 The present invention provides, for example, a metal mask having a large number of elongated openings arranged in parallel, such as a metal mask used in a vapor deposition mask used in an organic EL element manufacturing process, as an apparatus for handling the metal mask. against it relates to how the opening is set to exactly a predetermined direction.

従来、有機ＥＬ素子製造において真空蒸着が行われており、その蒸着マスクとして、蒸着を許容する多数の細長い微少な開口部を備えたマスク部を有するメタルマスクが使用されている。そして蒸着に当たってはそのメタルマスクを、前記マスク部よりも大きい開口を備えた剛性の大きい枠状のフレームに磁石等によって取り付けていた。しかしながら、近年、パターニングの微細化が進み、マスク部に形成している開口部が微細になり且つメタルマスクの板厚自体も薄くなってくると、メタルマスクを単に枠状のフレームに磁石等を用いて固定しただけでは、マスク部にゆがみやたるみが生じ、開口部の精度が維持できなくなるという問題が生じた。 Conventionally, vacuum vapor deposition is performed in the manufacture of organic EL elements, and a metal mask having a mask portion having a large number of elongated fine openings that allow vapor deposition is used as the vapor deposition mask. In vapor deposition, the metal mask is attached to a frame having a large rigidity having an opening larger than that of the mask by a magnet or the like. However, in recent years, when the patterning has been miniaturized and the openings formed in the mask portion have become finer and the thickness of the metal mask itself has become thinner, the metal mask is simply attached to a frame-like frame with a magnet or the like. Only by using and fixing, there arises a problem that the mask portion is distorted or sag, and the accuracy of the opening cannot be maintained.

そこで、本出願人はこの問題を解決すべく検討の結果、図８（ａ）に示すように、極く薄い金属板で製作され且つ複数のマスク部２を備えた構造の多面付けのメタルマスク１でも、その４辺のそれぞれを、複数のクランプ（図示せず）で把持し、各クランプによってメタルマスク１に矢印Ｔで示すようにテンションを加え、かつそのテンションＴを各クランプごとに調整することで、メタルマスク１をゆがみやたるみの無い平坦な状態とし、各マスク部２の開口部を直線状に且つ一定ピッチに保持できること及びその状態で枠状のフレームにスポット溶接等によって固定することで、クランプを外した後においてもメタルマスク１をテンションが掛けられて平坦となった状態に保持でき、従って、単純な構造のフレームを用いて多面付けマスクをゆがみやたるみの無い状態に保持できることを見出し、そのメタルマスクをゆがみやたるみの無い状態で枠状のフレームに固定する方法及び装置を開発した（特開２００４−３１１３３５号公報参照）。 Therefore, as a result of studies to solve this problem, the applicant of the present invention, as shown in FIG. 8 (a), is a multifaceted metal mask that is made of a very thin metal plate and includes a plurality of mask portions 2. 1, each of the four sides is held by a plurality of clamps (not shown), tension is applied to the metal mask 1 by each clamp as indicated by an arrow T, and the tension T is adjusted for each clamp. Thus, the metal mask 1 can be in a flat state free from distortion and sagging, and the openings of each mask portion 2 can be held in a straight line and at a constant pitch, and in that state, fixed to the frame-like frame by spot welding or the like. Thus, even after the clamp is removed, the metal mask 1 can be held in a flat state by being tensioned. Therefore, a multi-face mask is used by using a frame having a simple structure. The found that can hold no distortion or sagging condition, has developed a method and apparatus for securing the frame-shaped frame in the absence of distortion and sagging the metal mask (see JP 2004-311335).

ところが、この方法及び装置にも更に改良すべき点のあることが判明した。すなわち、メタルマスク１を４辺のそれぞれに対応して設けている複数のテンションユニットのクランプに保持させる際、図８（ｂ）に誇張して示すように、メタルマスク１に形成している細長い開口部の方向がクランプによる引張り方向に対して傾斜した方向となってしまうと、メタルマスクにテンションをかけた時にメタルマスクが平行四辺形のように変形してしまい、マスク部２の位置がずれるとか、マスク部２に形成している開口部の方向が傾斜したままとなってしまい、テンション調整を行っても、マスク部２の位置ずれやゆがみを修正できないといった現象を生じ、高精度を達成できないという問題の生じることが判明した。これを防止するには、メタルマスク１のセット時に開口部の方向がクランプによる引張り方向に平行となるように調整すればよいが、メタルマスク１に形成している開口部は、幅が例えば４０〜１００μｍ程度といったきわめて微細なものであり、しかも傾斜は１〜２度といったきわめて微少なものでも許容できないため、この開口部を目視して開口部の方向をクランプによる引張り方向に合わせることは実質上、不可能である。 However, it has been found that there are further improvements in this method and apparatus. That is, when the metal mask 1 is held by the clamps of a plurality of tension units provided corresponding to the four sides, as shown in an exaggerated manner in FIG. If the direction of the opening becomes a direction inclined with respect to the pulling direction by the clamp, the metal mask is deformed like a parallelogram when a tension is applied to the metal mask, and the position of the mask portion 2 is shifted. In other words, the direction of the opening formed in the mask portion 2 remains inclined, and even if tension adjustment is performed, a phenomenon that the positional deviation or distortion of the mask portion 2 cannot be corrected occurs, and high accuracy is achieved. It turned out that the problem of not being able to occur. In order to prevent this, the metal mask 1 may be adjusted so that the direction of the opening is parallel to the tension direction by the clamp when the metal mask 1 is set, but the width of the opening formed in the metal mask 1 is, for example, 40. Since it is extremely fine such as about 100 μm and even a very slight inclination of 1 to 2 degrees is not acceptable, it is practical to visually observe this opening and match the direction of the opening to the tension direction by the clamp. It is impossible.

一般に、シート状のワークを平面的に同じ位置に繰り返しセットするには、複数の位置決めピンを用いるケースが多いので、この位置決めピン方式をメタルマスクに適用することが考えられるが、メタルマスクの場合開口部で金属が無いため、メタルマスク全体での剪断剛性が低く、複数の位置決めピンにメタルマスクを刺す際に平行四辺形に変形してしまうという問題が生じ、満足すべき解決策とは言えない。また、メタルマスク上の複数箇所の位置を、Ｘ−Ｙ方向（縦横方向）の位置を高精度（ミクロンオーダー）で測定可能な測長装置を用いて測定し、アラインメントを採る方法も考えられるが、設備が高価且つ大規模になり、またセットまでに時間がかかるという問題が生じる。
特開２００４−３１１３３５号公報 In general, there are many cases where multiple positioning pins are used to repeatedly set a sheet-like workpiece at the same position in a plane, so this positioning pin method can be applied to a metal mask. Since there is no metal in the opening, the shear rigidity of the entire metal mask is low, and when the metal mask is inserted into a plurality of positioning pins, the metal mask deforms into a parallelogram, which is a satisfactory solution. Absent. In addition, a method of measuring the positions of a plurality of locations on the metal mask by using a length measuring device capable of measuring the positions in the XY directions (vertical and horizontal directions) with high accuracy (micron order) and adopting an alignment is also considered. The problem is that the equipment is expensive and large-scale, and it takes time to set.
JP 2004-31335 A

本発明はかかる状況に鑑みてなされたもので、蒸着用の多面付けマスクのような、平行に配列された多数の細長い開口部を有するメタルマスクを、マスク枠貼り装置のような、メタルマスクを取り扱う装置にセットする際に、容易に且つ敏速に、そのメタルマスクを、細長い開口部が所定の方向となるように調整してセットすることを可能とする方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a situation. A metal mask having a large number of elongated openings arranged in parallel, such as a multi-face mask for vapor deposition, is used as a metal mask such as a mask frame attaching apparatus. when set in the apparatus to be handled easily and quickly, the metal mask, the elongated openings and to provide a way to be able to set and adjust to a predetermined direction .

本発明者らはメタルマスクの開口部の方向を簡易に検出する方法を種々検討の結果、メタルマスクの多数の開口部をＣＣＤカメラで撮像した際に条件によっては開口部の傾きに関連した干渉縞が生じることを見出した。すなわち、メタルマスクの多数の開口部をＣＣＤカメラによって、ＣＣＤカメラのセルに結像される前記開口部のピッチとセルピッチが同一若しくは一方が他方に対して整数倍となる倍率で撮像した場合、開口部の方向とセルの列方向とが傾斜していると撮像画像に容易に識別可能な干渉縞が生じることを見出した。従って、この干渉縞がなくなるようにメタルマスクの配置角度を調整することで、メタルマスクの開口部を一定の方向に正確に位置させることができる。本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、本願請求項１に係る発明は、平行に配列された多数の細長い開口部を有するメタルマスクを、該メタルマスクを取り扱うマスク取扱い装置に対してセットする方法であって、前記メタルマスクをマスク取扱い装置の所定位置に置く工程と、そのメタルマスクの多数の開口部をＣＣＤカメラで、該ＣＣＤカメラのセルに結像される前記開口部のピッチとセルピッチが同一若しくは一方が他方に対して整数倍となる倍率で撮像する工程と、ＣＣＤカメラで撮像した画像に干渉縞が生じないように前記メタルマスクの配置角度を調整するメタルマスク角度調整工程を有することを特徴とするメタルマスクセット方法である。 As a result of various studies on a method for easily detecting the direction of the opening of the metal mask, the present inventors have found that when a large number of openings of the metal mask are imaged with a CCD camera, interference related to the inclination of the opening depending on conditions. It was found that streaks occur. That is, when a large number of openings of a metal mask are imaged by a CCD camera at a magnification in which the pitch of the openings formed on the CCD camera cell and the cell pitch are the same or one is an integral multiple of the other, It has been found that when the direction of the part and the column direction of the cells are inclined, an interference fringe that can be easily identified is generated in the captured image. Therefore, the opening of the metal mask can be accurately positioned in a certain direction by adjusting the arrangement angle of the metal mask so that the interference fringes are eliminated. The present invention has been made based on such knowledge, and the invention according to claim 1 of the present application sets a metal mask having a large number of elongated openings arranged in parallel to a mask handling apparatus that handles the metal mask. A step of placing the metal mask at a predetermined position of a mask handling device, and a plurality of openings of the metal mask with a CCD camera, and a pitch of the openings imaged on a cell of the CCD camera; A step of imaging at the same cell pitch or one of which is an integral multiple of the other, and a metal mask angle adjustment step of adjusting the arrangement angle of the metal mask so that no interference fringes occur in the image captured by the CCD camera. It is a metal mask setting method characterized by having.

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載のメタルマスクセット方法において、前記マスク取扱い装置を、前記メタルマスクの４辺をそれぞれ複数のクランプで把持し、該メタルマスクにテンションを付加してゆがみやたるみの無い状態とし、その状態で枠状のフレームに固定するマスク枠貼り装置としたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the metal mask setting method according to the first aspect, the mask handling apparatus grips four sides of the metal mask with a plurality of clamps, and applies tension to the metal mask. This is a mask frame pasting device that is free from distortion and sagging and is fixed to a frame-like frame in that state.

上記した本発明の方法によれば、マスク取扱い装置の所定位置にメタルマスクを位置させ、そのメタルマスクの多数の開口部をＣＣＤカメラで、該ＣＣＤカメラのセルに結像される前記開口部のピッチとセルピッチが同一若しくは一方が他方に対して整数倍となる倍率で撮像する構成としたことにより、撮像した画像に、ＣＣＤカメラのセルの列方向とメタルマスクの開口部の方向との傾斜に応じて干渉縞が生じるので、その干渉縞がなくなるようにメタルマスクの配置角度を調整することで、メタルマスクの配置角度を、その開口部がＣＣＤカメラのセルの列方向に正確に平行となるように調整でき、しかも干渉縞はＣＣＤカメラのセルの列方向とメタルマスクの開口部の方向との微細な傾斜によっても大きく且つ明瞭に生じるので、目視によって容易に干渉縞を確認でき、その干渉縞がなくなるようにメタルマスクの配置角度を調整することで容易に且つ敏速に、しかも高精度でメタルマスクの方向を所定の方向に位置決めすることができる。 According to how the present invention described above, a predetermined position of the mask handling apparatus to position the metal mask, the number of openings of the metal mask with a CCD camera, the aperture is imaged on the cells of the CCD camera The pitch of the cell and the cell pitch are the same, or one is an integer multiple of the other, so that the captured image is tilted between the cell camera column direction and the metal mask opening direction. Therefore, by adjusting the metal mask placement angle so that the interference fringe is eliminated, the metal mask placement angle is adjusted so that the opening is exactly parallel to the CCD camera cell column direction. In addition, the interference fringes are generated largely and clearly even by a fine inclination between the column direction of the CCD camera cell and the direction of the opening of the metal mask. Therefore, the interference fringes can be easily confirmed, and the metal mask can be positioned in a predetermined direction easily and quickly with high accuracy by adjusting the metal mask arrangement angle so that the interference fringes disappear. .

ここで、メタルマスクの多数の開口部をＣＣＤカメラで撮像した画像に干渉縞が生じるのは、ＣＣＤカメラのセルに結像される開口部のピッチとセルピッチが同一若しくは一方が他方に対して整数倍となる倍率で撮像した場合である。そこで、ＣＣＤカメラとしては、このような倍率の倍率固定レンズを備えたものを用いてもよいが、倍率固定レンズを用いる代わりにＣＣＤカメラにズームレンズを設け、撮像倍率を可変としておくことが好ましい。ズームレンズを用いると、倍率を変更可能であるため、メタルマスクの開口部のピッチが変る場合に対応可能である。 Here, interference fringes occur in an image obtained by imaging a large number of openings of a metal mask with a CCD camera because the pitch of the openings formed on the cells of the CCD camera and the cell pitch are the same or one is an integer relative to the other. This is a case where imaging is performed at a magnification that is doubled. Therefore, a CCD camera equipped with a fixed magnification lens having such a magnification may be used, but it is preferable to provide a zoom lens in the CCD camera instead of using a fixed magnification lens so that the imaging magnification is variable. . When the zoom lens is used, the magnification can be changed, so that the case where the pitch of the opening of the metal mask changes can be dealt with.

本発明を適用する対象のマスク取扱い装置は、メタルマスクを所定の方向に位置決めしてセットする必要のあるものであれば任意であり、代表的な例として、メタルマスクの４辺の各々の複数箇所をクランプで把持してテンションを加え、その状態で枠状のフレームに固定する構成のマスク枠貼り装置を挙げることができる。マスク取扱い装置としてマスク枠貼り装置を用いれば、ＣＣＤカメラのセルの列の方向をあらかじめ、メタルマスクにテンションを付与する方向に一致させておくことで、メタルマスクの開口部の方向を正確にテンション付与方向に一致させてセットすることができ、そのマスク枠貼り装置でメタルマスクをゆがみやたるみのない状態に張ると共に開口部によって形成されるマスク部を高精度で位置決めして、枠状のフレームに固定することができる。 The mask handling apparatus to which the present invention is applied is arbitrary as long as the metal mask needs to be positioned and set in a predetermined direction. As a typical example, a plurality of masks on each of the four sides of the metal mask are used. A mask frame pasting device having a configuration in which a portion is held by a clamp, tension is applied, and the portion is fixed to a frame-like frame in that state can be exemplified. If a mask frame pasting device is used as a mask handling device, the direction of the row of the CCD camera cells is aligned in advance with the direction in which the tension is applied to the metal mask, so that the direction of the opening of the metal mask can be accurately tensioned. A frame-shaped frame that can be set to match the direction of application, and the mask frame pasting device stretches the metal mask in a state free from distortion and sagging and positions the mask portion formed by the opening with high accuracy. Can be fixed to.

メタルマスクの配置角度の調整は、メタルマスクを手で動かして行っても良いが、マスク取扱い装置の所定位置に置かれたメタルマスクの配置角度を微調整する微調整機構を設けておくとこれを用いることで、一層容易に角度調整を行うことができる。 The metal mask placement angle may be adjusted by manually moving the metal mask, but if a fine adjustment mechanism is provided to finely adjust the placement angle of the metal mask placed at a predetermined position of the mask handling device. By using this, the angle can be adjusted more easily.

本発明は、平行に配列された多数の細長い開口部を有する任意のメタルマスクに対して適用可能であるが、特に精密さを要求される有機ＥＬ素子製造用の蒸着用多面付けマスクとして使用するメタルマスクを、マスク枠貼り装置にセットする場合に適用することが好ましい。以下、有機ＥＬ素子製造における蒸着用多面付けマスクとして使用するメタルマスクをマスク枠貼り装置にセットする場合を例にとって本発明の好適な実施の形態を説明する。 The present invention can be applied to an arbitrary metal mask having a large number of elongated openings arranged in parallel. However, the present invention is used as a multi-face mask for vapor deposition for manufacturing an organic EL element requiring high precision. It is preferable to apply when a metal mask is set in a mask frame pasting apparatus. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described by taking as an example a case where a metal mask used as a multi-face mask for vapor deposition in the manufacture of organic EL elements is set in a mask frame pasting apparatus.

図１は本発明の実施に用いるメタルマスクセット装置を備えたマスク枠貼り装置の主要部分の概略斜視図、図２はマスク枠貼り装置を、一部を断面で示す概略側面図、図３はそのマスク枠貼り装置に設けているテンションユニットの概略側面図、図４はマスク枠貼り装置に設けている複数のテンションユニット及びそれに保持されているメタルマスクを示す概略平面図、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はメタルマスクのマスク部に形成している多数の開口部をＣＣＤカメラで撮像した画像の例を示す概略正面図、図６は、マスク枠貼り装置で取り扱うメタルマスク及びそれを固定する枠状のフレームを示す概略斜視図、図７はフレームにメタルマスクを固定して形成した蒸着マスクユニットの概略斜視図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view of a main part of a mask frame pasting apparatus provided with a metal mask setting device used for carrying out the present invention, FIG. 2 is a schematic side view showing a part of the mask frame pasting apparatus in cross section, 4 is a schematic side view of a tension unit provided in the mask frame pasting apparatus, FIG. 4 is a schematic plan view showing a plurality of tension units provided in the mask frame pasting apparatus and a metal mask held by the tension unit, and FIG. , (B) and (c) are schematic front views showing examples of images obtained by imaging a large number of openings formed in the mask portion of the metal mask with a CCD camera, and FIG. 6 is a metal mask handled by the mask frame pasting apparatus. FIG. 7 is a schematic perspective view of a vapor deposition mask unit formed by fixing a metal mask to the frame.

図６において、１は蒸着マスクとして使用する直角四辺形状のメタルマスクであり、複数のマスク部２を縦横に並べて形成している。各マスク部２は、蒸着を許容する多数の微少な細長い開口部を備えている。各マスク部２における開口部の形状、配列は任意であり、例えば、細長いスリット状の開口部を平行に並べたもの、細長い矩形状（スロット状）の開口部を縦方向に並べると共に平行にも並べたもの等を挙げることができる。３はメタルマスク１を取り付けるための剛性の大きい枠状のフレームであり、メタルマスク１の多数のマスク部２を形成した領域（有効領域という）を包含する大きさの開口４を備えている。メタルマスク１は、フレーム３よりも縦横両方向ともに大きいサイズに作られており、フレーム３の外周縁にほぼ対応する位置に、折り曲げることで容易に切断可能な易切断線５を形成している。なお、易切断線５は、メタルマスク１に加える引張力には耐え得る強度を備えたものである。メタルマスク１の厚さ、マスク部２の寸法、それに形成した開口部の寸法等は特に限定するものではないが、代表的なものとして、メタルマスク１の厚さは３０〜２００μｍ、マスク部２の寸法は長さが５０〜７０ｍｍ、幅が３０〜５０ｍｍ、開口部の幅が４０〜１００μｍ、開口部間の無孔部分の幅が８０〜２００μｍ等を例示できる。 In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a right-sided quadrilateral metal mask used as a vapor deposition mask, which is formed by arranging a plurality of mask portions 2 vertically and horizontally. Each mask portion 2 includes a large number of minute elongated openings that allow vapor deposition. The shape and arrangement of the openings in each mask portion 2 are arbitrary. For example, the elongated slit-shaped openings are arranged in parallel, and the elongated rectangular (slot-shaped) openings are arranged in the vertical direction and in parallel. Listed items can be listed. Reference numeral 3 denotes a frame frame having a large rigidity for attaching the metal mask 1, and includes an opening 4 having a size including a region (referred to as an effective region) in which a large number of mask portions 2 of the metal mask 1 are formed. The metal mask 1 is made larger in both the vertical and horizontal directions than the frame 3, and an easy cutting line 5 that can be easily cut by bending is formed at a position substantially corresponding to the outer peripheral edge of the frame 3. The easy cutting line 5 has a strength that can withstand a tensile force applied to the metal mask 1. Although the thickness of the metal mask 1, the dimension of the mask part 2, the dimension of the opening formed in it are not specifically limited, the thickness of the metal mask 1 is typically 30 to 200 μm, and the mask part 2 As for the dimensions, the length is 50 to 70 mm, the width is 30 to 50 mm, the width of the opening is 40 to 100 μm, the width of the non-porous portion between the openings is 80 to 200 μm, and the like.

図１〜図４において、全体を参照符号１０で示すマスク枠貼り装置は、支持台１１と、その支持台１１に、メタルマスク１の４辺の各々の複数箇所を把持してテンションを加えることができるように配置された複数のテンションユニット１３を備えている。 1 to 4, a mask frame pasting apparatus generally designated by reference numeral 10 applies tension to the support base 11 and to the support base 11 by gripping a plurality of locations on each of the four sides of the metal mask 1. A plurality of tension units 13 are arranged so as to be able to.

各テンションユニット１３は、図３に拡大して示すように、ベース部材１５と、そのベース部材１５に直動案内１６を介して移動可能に保持されたクランプ１７と、クランプ１７を往復動させる駆動手段１８等を備えている。ここで、駆動手段１８にはエアシリンダが用いられているが、エアシリンダに代えて、油圧シリンダ、サーボモータ等を用いてもよい。クランプ１７は、固定爪１７ａと、可動爪１７ｂと、可動爪１７ｂを固定爪１７ａに強く押し付けて両者の間にメタルマスク１を把持するよう可動爪１７ｂを旋回させ且つ閉位置に保持するトグル機構及びエアシリンダ（共に図示せず）等を備えている。各テンションユニット１３は、図４から良く分かるように、メタルマスク１の各辺をそれぞれ複数のテンションユニット１３で把持してその辺に直角方向にテンションを加えることができるように配置されている。更に、メタルマスク１の各辺を把持するように配置されている複数のテンションユニット１３のクランプ１７は、メタルマスク１のマスク部２と非マスク部に合わせて配置されており、従って、メタルマスク１のマスク部２を形成した縦方向に延びる領域及び横方向に延びる領域と、マスク部の無い縦方向に延びる領域及び横方向に延びる領域とを、すなわち剛性の異なる領域を、それぞれ別個のクランプ１７で引っ張ってテンションを付与することが可能である。 As shown in an enlarged view in FIG. 3, each tension unit 13 includes a base member 15, a clamp 17 movably held by the base member 15 via a linear motion guide 16, and a drive for reciprocating the clamp 17. Means 18 and the like are provided. Here, an air cylinder is used as the driving means 18, but a hydraulic cylinder, a servo motor or the like may be used instead of the air cylinder. The clamp 17 is a toggle mechanism that pivots the movable claw 17b to hold the metal mask 1 between the fixed claw 17a, the movable claw 17b, and the movable claw 17b while pressing the movable claw 17b firmly against the fixed claw 17a. And an air cylinder (both not shown). As can be clearly seen from FIG. 4, each tension unit 13 is arranged so that each side of the metal mask 1 can be gripped by a plurality of tension units 13 and tension can be applied to the side in a direction perpendicular thereto. Further, the clamps 17 of the plurality of tension units 13 arranged so as to hold each side of the metal mask 1 are arranged in accordance with the mask part 2 and the non-mask part of the metal mask 1, and accordingly, the metal mask A region extending in the vertical direction and a region extending in the horizontal direction in which one mask portion 2 is formed, and a region extending in the vertical direction and a region extending in the horizontal direction without the mask portion, that is, regions having different rigidity, are separately clamped. It is possible to apply tension by pulling at 17.

複数のテンションユニット１３にそれぞれ設けられている駆動手段１８には、メタルマスク１に付与するテンションを個々に調整できるよう、その駆動手段による駆動力を個々に調整する調整手段（図示せず）が設けられている。更に具体的には、駆動手段１８を構成するエアシリンダにはエア供給配管が接続されており、そのエア供給配管に、各エアシリンダへの供給圧力を個々に調整可能なレギュレータが調整手段として設けられている。なお、全部のテンションユニット１３の駆動手段（エアシリンダ）１８を同時に作動させることができるよう、これらのエアシリンダに連結されているエア供給配管には共通の開閉弁を介してエアが供給されるようになっており、且つ各エアシリンダの作動タイミングを調整することができるよう各エアシリンダへのエア供給配管にスピードコントローラも設けられている。 The driving means 18 provided in each of the plurality of tension units 13 has adjusting means (not shown) for individually adjusting the driving force by the driving means so that the tension applied to the metal mask 1 can be individually adjusted. Is provided. More specifically, an air supply pipe is connected to the air cylinder constituting the drive means 18, and a regulator capable of individually adjusting the supply pressure to each air cylinder is provided as an adjustment means in the air supply pipe. It has been. Note that air is supplied to the air supply pipes connected to these air cylinders via a common on-off valve so that the drive means (air cylinders) 18 of all the tension units 13 can be operated simultaneously. A speed controller is also provided in the air supply piping to each air cylinder so that the operation timing of each air cylinder can be adjusted.

図２、図３において、テンションユニット１３のベース部材１５には、フレーム３を支持するフレーム支え２０が設けられている。このフレーム支え２０は、その上にフレーム３を乗せることで、フレーム３を水平面内の所定位置に位置決めすると共にフレーム３の上面が、クランプ１７に把持されてテンションを付与されているメタルマスク１にほぼ接する位置となるように上下方向にも位置決めできるように配置されている。 2 and 3, a frame support 20 that supports the frame 3 is provided on the base member 15 of the tension unit 13. The frame support 20 places the frame 3 thereon, thereby positioning the frame 3 at a predetermined position in the horizontal plane, and the upper surface of the frame 3 is held by the clamp 17 and applied to the tension applied to the metal mask 1. It arrange | positions so that it can also position in an up-down direction so that it may become a position which touches substantially.

図１、図２において、２３は、メタルマスク１を、その開口部が所定の方向を向いた状態に調整して複数のクランプ１７に把持させるためのメタルマスクセット装置である。このメタルマスクセット装置２３は、支持台１１上に設けられたマスク置き台２４と、メタルマスク１のマスク部２の多数の開口部を撮像するＣＣＤカメラ２５及び撮像画像を表示するモニター２６と、微調整機構２７（図１、図４参照）等を備えている。 1 and 2, reference numeral 23 denotes a metal mask setting device for adjusting the metal mask 1 so that the opening thereof faces a predetermined direction and holding the metal mask 1 by a plurality of clamps 17. The metal mask setting device 23 includes a mask mounting table 24 provided on the support table 11, a CCD camera 25 that captures a large number of openings of the mask portion 2 of the metal mask 1, and a monitor 26 that displays captured images. A fine adjustment mechanism 27 (see FIGS. 1 and 4) is provided.

ＣＣＤカメラ２５は、支持台１１に固定されている側枠２８に水平に移動可能に保持された移動台２９に保持されており、移動台２９の移動により、図２に示す測定位置と、メタルマスク１の上方を離れた待機位置に移動可能となっている。更に、ＣＣＤカメラ２５には、ズームレンズ３０が設けられ、撮像倍率を可変としている。ＣＣＤカメラ２５の取付に当たっては、そのＣＣＤカメラ２５のセル（撮像素子）の列の方向が、テンションユニット１３による引張り方向に正確に一致するように、取付角度を調整している。 The CCD camera 25 is held by a moving table 29 movably held on a side frame 28 fixed to the support table 11, and the movement position of the moving table 29 and the metal position shown in FIG. It can be moved to a standby position away from above the mask 1. Further, the CCD camera 25 is provided with a zoom lens 30, and the imaging magnification is variable. When mounting the CCD camera 25, the mounting angle is adjusted so that the direction of the cell (imaging device) column of the CCD camera 25 exactly matches the pulling direction of the tension unit 13.

図１、図４において、微調整機構２７は、ベース３５とそのベース３５にねじ係合した調整ねじ３６を備えており、その調整ねじ３６の先端で、メタルマスク１の一つの角の近傍を押すことができる位置に配置されている。この構成により、調整ねじ３６を回すことで、調整ねじ３６の先端を前進させ、メタルマスク１を押してメタルマスク１を微少角度旋回させることができる。なお、図面の実施の形態では、微調整機構２７を１個設け、メタルマスク１を１方向のみに旋回させる構成としているが、必要に応じ、更にメタルマスク１を反対方向に旋回させる微調整機構を設けても良い。また、図示は省略しているが、メタルマスク１をフレーム３にスポット溶接するためのレーザ溶接装置も設けられている。 1 and 4, the fine adjustment mechanism 27 includes a base 35 and an adjustment screw 36 that is screw-engaged with the base 35, and the tip of the adjustment screw 36 is located near one corner of the metal mask 1. It is arranged at a position where it can be pushed. With this configuration, by turning the adjustment screw 36, the tip of the adjustment screw 36 can be advanced, and the metal mask 1 can be pushed to turn the metal mask 1 by a small angle. In the embodiment shown in the drawings, one fine adjustment mechanism 27 is provided to turn the metal mask 1 only in one direction. However, if necessary, the fine adjustment mechanism further turns the metal mask 1 in the opposite direction. May be provided. Although not shown, a laser welding apparatus for spot welding the metal mask 1 to the frame 3 is also provided.

次に、上記構成のメタルマスクセット装置２３によるメタルマスクセット動作並びにマスク枠貼り装置１０によるメタルマスク枠貼り動作を説明する。まず、移動台２９を待機位置に退避させた状態で、複数のテンションユニット１３のフレーム支え２０にフレーム３を保持させ、次いで、複数のテンションユニット１３のクランプ１７を開いた状態で、マスク置き台２４、フレーム３及びクランプ１７の固定爪１７ａの上にメタルマスク１を乗せる。この際、位置決めピン（図示せず）を用いてフレーム３に対してメタルマスク１のおおよその位置を位置決めしておく。次に、移動台２９が移動して、ＣＣＤカメラ２５をメタルマスク１の一つのマスク部２の多数の開口部を撮像可能な位置に位置決めする。次いで、ＣＣＤカメラ２５による撮像を開始し、モニター２６に撮像画像を表示し、この状態で、ズームレンズ２６によって撮像倍率を変えて行く。そして、ＣＣＤカメラ２５のセルに結像される開口部のピッチがセルピッチに等しくなった時に、開口部とセルの列とが傾斜していた場合には、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、撮像画像には干渉縞３８が、開口部の長手方向に対して直角方向に延びるように現れる。この干渉縞の間隔は開口部とセルの列の傾斜角が小さくなるほど大きくなる。そこで、例えば、図５（ｂ）に示すような干渉縞３８が生じていた場合には、微調整機構２７の調整ねじ３６を回し、その調整ねじ３６の先端でメタルマスク１の角部近傍を押してメタルマスク１を微少量ずつ旋回させ、干渉縞３８の間隔が広がり、ついには、図５（ａ）に示すように干渉縞が消えて全体の濃度が均一となるまでメタルマスク１を旋回させる。なお、調整ねじ３６の先端でメタルマスク１の角部近傍を押してメタルマスク１を旋回させた際、干渉縞の間隔が狭まる場合には、傾斜角度が拡大しているので、一旦調整ねじ３６を逆回転させて引き戻し、メタルマスク１を手で逆方向に旋回させ、その後、再度調整ねじ３６による調整を行えばよい。 Next, a metal mask setting operation by the metal mask setting device 23 having the above configuration and a metal mask frame applying operation by the mask frame applying device 10 will be described. First, the frame 3 is held by the frame supports 20 of the plurality of tension units 13 with the movable table 29 retracted to the standby position, and then the mask mounting table with the clamps 17 of the plurality of tension units 13 opened. 24. The metal mask 1 is placed on the frame 3 and the fixing claw 17a of the clamp 17. At this time, the approximate position of the metal mask 1 is positioned with respect to the frame 3 using positioning pins (not shown). Next, the moving table 29 moves to position the CCD camera 25 at a position where a large number of openings of one mask portion 2 of the metal mask 1 can be imaged. Next, imaging by the CCD camera 25 is started, and the captured image is displayed on the monitor 26. In this state, the imaging magnification is changed by the zoom lens 26. When the pitch of the openings imaged on the cells of the CCD camera 25 is equal to the cell pitch, if the openings and the cell rows are inclined, FIG. 5B and FIG. As shown, interference fringes 38 appear in the captured image so as to extend in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the opening. The interval between the interference fringes becomes larger as the inclination angle between the opening and the cell row becomes smaller. Therefore, for example, when the interference fringe 38 as shown in FIG. 5B has occurred, the adjustment screw 36 of the fine adjustment mechanism 27 is turned, and the vicinity of the corner of the metal mask 1 is moved by the tip of the adjustment screw 36. The metal mask 1 is rotated by a small amount to rotate, and the interval between the interference fringes 38 is widened. Finally, as shown in FIG. 5A, the metal mask 1 is swirled until the interference fringes disappear and the entire density becomes uniform. . Note that when the metal mask 1 is turned by pushing the vicinity of the corner of the metal mask 1 with the tip of the adjustment screw 36, if the interval between the interference fringes is narrowed, the inclination angle is increased. The metal mask 1 may be rotated in the reverse direction and turned back by hand, and then the adjustment by the adjustment screw 36 may be performed again.

以上のようにして、メタルマスク１を干渉縞が無くなる配置角度まで旋回させると、メタルマスク１の開口部は、ＣＣＤカメラ２５のセル列に正確に平行となり、従って、開口部はテンションユニット１３による引張り方向に正確に平行となる。以上で、メタルマスク１の角度調整作業が終了する。 As described above, when the metal mask 1 is turned to an arrangement angle at which interference fringes are eliminated, the opening of the metal mask 1 becomes exactly parallel to the cell row of the CCD camera 25. Therefore, the opening is formed by the tension unit 13. It is exactly parallel to the pulling direction. Thus, the angle adjustment work for the metal mask 1 is completed.

次に、角度調整を終わったメタルマスク１の４辺を複数のテンションユニット１３のクランプ１７で把持させる。この状態が図４に示す状態である。次に、各クランプ１７に連結している駆動手段（エアシリンダ）１８に加圧エアを送って各クランプ１７をメタルマスク１にテンションを付与する方向に移動させ、メタルマスク１に多数のクランプによって縦横両方向のテンションを加え、メタルマスク１を張った状態とし、且つ、複数のテンションユニット１３によるテンションを調整して、メタルマスク１がゆがみやたるみのない平坦な状態で且つマスク部２の開口部が平行に引き揃えられた状態となるようにする。この際、メタルマスク１は、そのマスク部２の開口部に平行方向及び直角方向にテンションを加えられることとなるため、メタルマスク１が平行四辺形のように変形してしまうということがなく、安定してメタルマスク１をゆがみやたるみのない平坦な状態に引っ張ることができると共に各マスク部２の位置を高精度で所望位置に位置決めすることができる。なお、メタルマスク１にテンションを加える際に、必要に応じ、メタルマスク１の面内の複数箇所（例えば、複数のマスク部２を配置した有効領域の４隅）の位置を監視し、それらが所望位置となるようにテンション調整を行う構成としてもよく、これにより、各マスク部２の位置を一層高精度で所望位置に位置決めすることができる。 Next, the four sides of the metal mask 1 whose angle has been adjusted are held by the clamps 17 of the plurality of tension units 13. This state is the state shown in FIG. Next, pressurized air is sent to driving means (air cylinder) 18 connected to each clamp 17 to move each clamp 17 in a direction in which tension is applied to the metal mask 1, and the metal mask 1 is moved by a number of clamps. The metal mask 1 is stretched by applying tension in both vertical and horizontal directions, and the tension by the plurality of tension units 13 is adjusted so that the metal mask 1 is flat and free from distortion and sagging, and the opening of the mask portion 2 So that they are aligned in parallel. At this time, the metal mask 1 is subjected to tension in the parallel direction and at a right angle to the opening of the mask portion 2, so that the metal mask 1 is not deformed like a parallelogram, The metal mask 1 can be stably pulled in a flat state free from distortion and sagging, and the position of each mask portion 2 can be positioned at a desired position with high accuracy. When applying tension to the metal mask 1, the positions of a plurality of locations (for example, the four corners of the effective area where the plurality of mask portions 2 are arranged) in the surface of the metal mask 1 are monitored as necessary. The tension may be adjusted so as to be at a desired position, whereby the position of each mask portion 2 can be positioned at the desired position with higher accuracy.

その後は、メタルマスク１にテンションを加えた状態で、レーザ溶接装置（図示せず）によってメタルマスク１をフレーム３にスポット溶接（図４の符号４０参照）し、固定する。その後、メタルマスク１をクランプ１７から外し、メタルマスク１の周縁部分を易切断線５を利用して除去する。以上により、図７に示すように、フレーム３にメタルマスク１を多数のスポット溶接部４０によって固定した構成の蒸着マスクユニット８が製造される。 Thereafter, with the tension applied to the metal mask 1, the metal mask 1 is spot welded to the frame 3 (see reference numeral 40 in FIG. 4) by a laser welding apparatus (not shown) and fixed. Thereafter, the metal mask 1 is removed from the clamp 17, and the peripheral portion of the metal mask 1 is removed using the easy cutting line 5. As described above, as shown in FIG. 7, the vapor deposition mask unit 8 having the configuration in which the metal mask 1 is fixed to the frame 3 by a large number of spot welds 40 is manufactured.

得られた蒸着マスクユニット８では、メタルマスク１がゆがみやたるみの無い状態で且つマスク部２の開口部が正確に所定の方向に平行に揃った状態に保たれており、且つ各マスク部の位置も所定の寸法精度内に保たれている。かくして、この蒸着マスクユニット８を用いて蒸着を行うことにより、微細なパターンの蒸着を多面付けで正確に行うことができる。例えば、この蒸着マスクユニット８にガラス基板等の被蒸着基材を取り付け、蒸着機にセットし、有機ＥＬ素子の有機層又はカソード電極の蒸着を行うことで、微細なパターンの蒸着を位置精度良く行うことができ、高品質の有機層又はカソード電極を形成できる。 In the obtained vapor deposition mask unit 8, the metal mask 1 is kept in a state in which there is no distortion or sagging, and the openings of the mask portion 2 are accurately aligned in parallel in a predetermined direction. The position is also kept within a predetermined dimensional accuracy. Thus, by performing vapor deposition using the vapor deposition mask unit 8, it is possible to accurately perform vapor deposition of a fine pattern with multiple faces. For example, a deposition substrate such as a glass substrate is attached to the deposition mask unit 8, set in a deposition machine, and an organic layer of an organic EL element or a cathode electrode is deposited, thereby depositing a fine pattern with high positional accuracy. It can be performed and a high quality organic layer or cathode electrode can be formed.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の範囲内で適宜変更可能である。例えば、上記実施の形態では、モニター２６に表示した撮像画像に干渉縞を生じさせるために、ＣＣＤカメラ２５による撮像倍率を、ＣＣＤカメラのセルに結像される開口部のピッチがセルピッチと等しくなるようにしているが、この場合に限らず、ＣＣＤカメラのセルに結像される開口部のピッチとセルピッチの一方が他方に対して整数倍となる場合にも干渉縞は生じるので、このように撮像倍率を変更してもよい。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and can be changed as appropriate within the scope of the claims. For example, in the above embodiment, in order to generate interference fringes in the captured image displayed on the monitor 26, the imaging magnification by the CCD camera 25 is set so that the pitch of the openings formed on the cells of the CCD camera is equal to the cell pitch. However, the present invention is not limited to this case, and interference fringes are also generated when one of the pitch of the aperture imaged on the cell of the CCD camera and the cell pitch is an integral multiple of the other. The imaging magnification may be changed.

本発明の実施に用いるメタルマスクセット装置を備えたマスク枠貼り装置の主要部分の概略斜視図The schematic perspective view of the principal part of the mask frame sticking apparatus provided with the metal mask setting apparatus used for implementation of this invention マスク枠貼り装置を、一部を断面で示す概略側面図Schematic side view showing a part of the mask frame application device in cross section マスク枠貼り装置に設けているテンションユニットの概略側面図Schematic side view of the tension unit provided in the mask frame pasting device マスク枠貼り装置に設けている複数のテンションユニット及びそれに保持されているメタルマスクを示す概略平面図Schematic plan view showing a plurality of tension units provided in the mask frame pasting apparatus and a metal mask held by the tension units （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はメタルマスクの多数の開口部をＣＣＤカメラで撮像した画像の例を示す概略正面図(A), (b), (c) is a schematic front view which shows the example of the image which imaged many opening parts of the metal mask with the CCD camera. 図１に示すマスク枠貼り装置で取り扱うメタルマスク及びそれを固定する枠状のフレームを示す概略斜視図The schematic perspective view which shows the metal mask handled with the mask frame sticking apparatus shown in FIG. 1, and the frame-shaped frame which fixes it フレームにメタルマスクを固定して形成した蒸着マスクユニットの概略斜視図Schematic perspective view of a vapor deposition mask unit formed by fixing a metal mask to the frame （ａ）はメタルマスクの４辺にテンションを加える状態を示す概略平面図、（ｂ）はメタルマスクが引張り方向に対して傾斜してセットされた状態を誇張して示す概略平面図(A) is a schematic plan view showing a state in which tension is applied to the four sides of the metal mask, and (b) is a schematic plan view exaggeratingly showing a state in which the metal mask is set inclined with respect to the pulling direction.

Explanation of symbols

１メタルマスク
２マスク部
３フレーム
４開口
５易切断線
８蒸着マスクユニット
１０マスク枠貼り装置
１１支持台
１３テンションユニット
１５ベース部材
１６直動案内
１７クランプ
１７ａ固定爪
１７ｂ可動爪
１８駆動手段（エアシリンダ）
２０フレーム支え
２３メタルマスクセット装置
２４マスク置き台
２５ＣＣＤカメラ
２６モニター
２７微調整機構
２８側枠
２９移動台
３０ズームレンズ
３５ベース
３６調整ねじ
３８干渉縞
４０スポット溶接部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal mask 2 Mask part 3 Frame 4 Opening 5 Easy cutting line 8 Deposition mask unit 10 Mask frame sticking apparatus 11 Support stand 13 Tension unit 15 Base member 16 Direct motion guide 17 Clamp 17a Fixed claw 17b Movable claw 18 Driving means (air cylinder) )
20 Frame support 23 Metal mask setting device 24 Mask mounting table 25 CCD camera 26 Monitor 27 Fine adjustment mechanism 28 Side frame 29 Moving table 30 Zoom lens 35 Base 36 Adjustment screw 38 Interference fringe 40 Spot weld

Claims

A method of setting a metal mask having a number of elongated openings arranged in parallel to a mask handling apparatus that handles the metal mask, the metal mask being placed at a predetermined position of the mask handling apparatus, Imaging a large number of openings in a metal mask with a CCD camera at a magnification such that the pitch of the openings formed on the cells of the CCD camera and the cell pitch is the same or one is an integral multiple of the other; A metal mask setting method, comprising: a metal mask angle adjustment step of adjusting an arrangement angle of the metal mask so that interference fringes do not occur in an image captured by a camera.

A mask frame in which the mask handling device grips the four sides of the metal mask with a plurality of clamps, applies tension to the metal mask to prevent distortion and sagging, and fixes the frame to a frame-shaped frame in that state. The metal mask setting method according to claim 1, wherein the metal mask setting method is a pasting apparatus.