JP5297046B2

JP5297046B2 - 成膜装置

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Publication number: JP5297046B2
Application number: JP2008007106A
Authority: JP
Inventors: 喜成近藤; 健太郎鈴木; 栄一松本; 三之田島
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2028-01-16
Also published as: JP2009167471A; WO2009090839A1; TWI485273B; CN101910448A; KR101493548B1; TW200936787A; CN101910448B; US20110048323A1; KR20100114894A; US8359999B2

Description

本発明は、成膜装置に関するものである。

近年、例えば特許文献１に開示されるように、成膜材料の通過を許容する開口パターンを有するマスク本体と、このマスク本体が保持される保持フレームとから成る成膜用マスクとして、図１に図示したような、マスク本体41の４辺を枠状フレーム42で囲み、この枠状フレーム42により４辺からテンションをかけずに若しくは極弱いテンションをかけながらマスク本体41を保持する所謂４辺固定ソフトテンションマスクが提案されている。

この４辺固定ソフトテンションマスクは、温度変化が小さく且つ軽量であるという利点を有しており、温度変化が小さいため蒸着装置による蒸着中にパターンずれが起こり難く、また、軽いため搬送系のコストを抑えることが可能である。

特開２００７−１３８２５６号公報

しかしながら、上述したような４辺固定ソフトテンションマスクは、基板との密着性が悪く、例えば蒸着等で成膜を行う際、マスク本体の開口パターン通りに成膜を行えず、基板上の成膜パターンがボケてしまうという問題点がある。

また、例えば図２に図示したように、短冊状のマスク本体51が撓まないように２辺からテンション（張力）をかけた状態で保持フレーム52に保持する構成も提案されているが、このような構成では、図３に図示したようにテンションによりマスク本体51の中央部53が歪み、やはり基板との密着性が悪く、成膜を良好に行い難い。

加えて、通常、成膜用マスクと基板とはアライメント機構（位置合わせ機構）により精密に位置合わせされた適正重合位置で重合されているが、この基板上に更に例えば基板を強制的に撓ませるシート状の重り部材や、マスクを基板表面側に引き寄せる磁石体等を重合する際、この重り部材等が基板と接触することにより、折角精密に位置合わせした基板と成膜用マスクとがズレる可能性がある。

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、例えばマスク本体の対向する２辺のみを自然撓み可能な状態で保持フレームの保持部に固定することで、マスク本体の撓みのムラを解消して基板と良好に密着可能となり、温度変化が小さく且つ軽量であるという利点をそのままに、基板と良好に密着して基板上の蒸着パターンがボケずに開口パターン通りに良好に成膜可能とした成膜用マスクを採用すると共に、この成膜用マスクと基板との位置合わせ重合状態を確実に維持しつつ、この基板と重り部材や磁石体とを良好に重合固定することが可能な重合固定機構を採用することで、成膜パターンの精度劣化や作業性の低下を招くことなく成膜用マスクと基板との密着性を向上でき、精密な成膜パターンを容易に形成可能な極めて実用性に秀れた成膜装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

成膜用マスク５とこの成膜用マスク５を重合した基板６の表面に前記成膜用マスク５を介して成膜材料を付着させることで所望のパターンの薄膜を成膜する成膜手段とを備えた成膜装置であって、前記成膜用マスク５と前記基板６とを相対的に移動せしめてこの成膜用マスク５と基板６との位置合わせを行う位置合わせ機構と、この位置合わせ機構により位置合わせした前記成膜用マスク５と前記基板６とを、前記成膜用マスク５の４辺のうち対向する一対の辺部３で重合固定する第一の重合固定機構と、この第一の重合固定機構により前記成膜用マスク５に重合固定された前記基板６とこの基板６の裏面側に配設され前記基板６を撓ませて前記成膜用マスク５に前記基板６を密着重合せしめるシート状の重り部材８または前記成膜用マスク５を前記基板６の表面側に磁気的に吸引して前記基板６に前記成膜用マスク５を密着重合せしめる磁石体14とを、前記第一の重合固定機構が重合固定する前記成膜用マスク５の前記一対の辺部３で重合固定する第二の重合固定機構とを備えたことを特徴とする成膜装置に係るものである。

また、前記成膜用マスク５は、成膜材料の通過を許容する開口パターンを有するマスク本体１と、このマスク本体１を保持する保持フレーム２とから成り、前記保持フレーム２は、前記マスク本体１の４辺のうち対向する一対の辺部３に沿って夫々配設されこの一対の辺部３を夫々保持する一対の保持部４を備え、この一対の保持部４によってのみ前記マスク本体１を保持するように構成し、前記一対の保持部４によって保持される前記一対の辺部３間で前記マスク本体１が自重によって撓み且つこの一対の辺部３の対向方向で前記撓み量が変化するようにこの一対の辺部３を前記一対の保持部４に固定して成るものであることを特徴とする請求項１記載の成膜装置に係るものである。

また、前記成膜用マスク５を重合した基板６を支承する支承面部を有する支承体13と、この支承体13の支承面部に対して起伏自在な押さえ部15ａ・15ｂとを備え、この支承体13の支承面部と押さえ部15ａ・15ｂとで前記成膜用マスク５と前記基板６または前記基板６と前記重り部材８若しくは前記磁石体14とを挟持することで、前記成膜用マスク５と前記基板６との重合固定または前記基板６と前記重り部材８若しくは前記磁石体14との重合固定を行うように前記第一の重合固定機構若しくは前記第二の重合固定機構を構成したことを特徴とする請求項２記載の成膜装置に係るものである。

また、前記成膜用マスク５と前記基板６との位置合わせを行う際、前記成膜用マスク５のマスク本体１にして前記保持フレーム２の保持部４によって保持されない他の一対の辺部12を略水平となるように夫々支持する支持機構を備えたことを特徴とする請求項２，３のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

また、前記重り部材８をチャック可能な静電チャック機構を有するか若しくはこの重り部材８に設けられた係止部16と係止可能な係止体17を有し、前記重り部材８を略水平状態に保持しつつ搬送する重り部材搬送機構を備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、精密に位置合わせした基板とマスクとの重合状態を確実に維持しつつこの基板と重り部材や磁石体とを良好に重合固定することが可能な極めて実用性に秀れた成膜装置となる。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

位置合わせ機構により位置合わせした成膜用マスク５と基板６とを第一の重合固定機構により重合固定し、この第一の重合固定機構により成膜用マスク５と重合固定された基板６上（基板６の裏面側）に、この基板６を成膜用マスク５に密着重合せしめる重り部材８または成膜用マスク５を基板６に密着重合せしめる磁石体14を第二の重合固定機構により重合固定する。

即ち、成膜用マスク５、基板６及び重り部材８または磁石体14を全てまとめて重合固定するのではなく、位置合わせ機構による精密な位置合わせが必要な成膜用マスク５と基板６とを重合固定する第一の重合固定機構と、成膜用マスク５と重合固定された基板６上に重合せしめられる重り部材８または磁石体14をこの基板６に重合固定する第二の重合固定機構とに分けて設けることで、重り部材８または磁石体14を基板６に重合するに際し、予め成膜用マスク５と基板６とを重合固定しておくことが可能となり、この基板６に重り部材８または磁石体14が接触しても成膜用マスク５と基板６とが適正重合位置からズレることを確実に阻止できることになる。

従って、例えば請求項２記載の成膜用マスク５を用いるにあたり、重り部材８や磁石体14を基板６上に重合する際に成膜用マスク５と基板６とがズレることがなく、成膜パターンの精度劣化や作業性の低下を招くことなく一層成膜用マスク５と基板６との密着性を向上でき、精密な成膜パターンを容易に形成可能となる。

尚、重り部材８及び磁石体14は、夫々単独で使用しても基板６と成膜用マスク５との密着性向上効果が得られるが、双方を使用した場合にはより一層良好な密着性向上効果を得ることが可能となる。具体的には、重り部材８を用いる場合には基板６を強制的に成膜用マスク５に沿うように撓ませて密着重合せしめることができ、磁石体14を用いる場合には成膜用マスク５を基板６の表面側に吸着して密着重合せしめることができる。

また、請求項２記載の成膜用マスク５を用いた場合、一対の辺部３が夫々一対の保持部４に固定されて、保持フレーム２に保持されるマスク本体１は自重により撓んでいるため、例えば成膜を行うために基板６（及び磁石体等）を積層せしめるとこの基板６とマスク本体１との撓みが追従して両者が一層良好に密着する。

例えば４辺固定ソフトテンションマスクは、テンションがかかっていない（若しくは非常に小さい）ため、一見、基板の撓みに追従して撓み湾曲し良好に密着するように思えるが、４辺を固定することで縦方向及び横方向の２方向で撓み量が変化することになり、双方の撓みが干渉してマスク本体の撓みにムラができ、マスク本体が歪んでしまい、また、この歪みが複雑であるため、良好な密着性が得られない。

この点、請求項２記載の成膜用マスク５は、対向する一対の辺部３（２辺）を一対の保持部４に固定する構成であり、マスク本体１は、この一対の辺部３間でマスク本体１が自重によって撓み且つこの一対の辺部３の対向方向（１方向）で前記撓み量が変化するだけで、撓みが干渉しないためムラができ難く、従って、マスク本体１の歪みが単純で且つ小さくなり、良好に基板６の撓みに追従して良好に密着することが可能となる。

即ち、より自然な撓みが実現できるため、基板６が大型化し撓みが大きくなってもマスク本体１は柔軟に基板６の撓みに追従して密着することが可能となる。従って、基板６等と積層せしめて成膜を行う際、基板６と良好に密着することで基板６上の成膜パターンがボケずに開口パターンの通りに成膜を行うことが可能となる。

また、マスク本体１が撓まないようにある程度のテンションを維持する場合に比し保持部４に必要な強度を小さくでき、それだけ保持フレーム２を薄く軽量とすることができる。従って、搬送等が容易となり、それだけ作業性が向上する。

特に、マスク本体１の歪みによる密着性の低下や保持フレーム２の肉厚化や重量化は、マスク（基板）の大型化に従い顕著となるが、本発明によれば大型のマスクであっても肉薄・軽量で且つ基板と良好に密着可能となる。

また、例えば、前記成膜用マスク５を重合した基板６を支承する支承面部を有する支承体13と、この支承体13の支承面部に対して起伏自在な押さえ部15ａ・15ｂとを備え、この支承体13の支承面部と押さえ部15ａ・15ｂとで前記成膜用マスク５と前記基板６または前記基板６と前記重り部材８若しくは前記磁石体14とを挟持することで、前記成膜用マスク５と前記基板６との重合固定または前記基板６と前記重り部材８若しくは前記磁石体14との重合固定を行うように前記第一の重合固定機構若しくは前記第二の重合固定機構を構成した場合には、成膜用マスク５に撓みの変曲点が生じないように上記重合固定を行うことが可能となり、マスク本体１を一層自然に撓ませることが可能となる。

即ち、例えば前記支承面部に対して起伏自在な押さえ部15ａ・15ｂを、基板面方向と平行でなくやや俯角方向に倒伏させて押さえ部15ａ・15ｂの基板６と対向する下面が内方（押さえ部15ａ・15ｂの先端側）に向かってやや下り傾斜した状態とし、最も基板側に突出する押さえ部15ａ・15ｂの一部（先端部）を基板６の端部に強く押圧して成膜用マスク５と基板６とを挟持固定することで、例えば押さえ部（の押さえ面となる下面）を基板面方向と平行な状態で下降させて押さえ部の下面を基板の端部に広い範囲で水平に押し付ける場合に比し、成膜用マスク５の端部までマスク本体１の撓み湾曲形状に沿った形で成膜用マスク５と基板６とを重合固定することが可能となる。

また、例えば、前記成膜用マスク５と前記基板６との位置合わせを行う際、前記成膜用マスク５のマスク本体１にして前記保持フレーム２の保持部４によって保持されない他の一対の辺部12を略水平となるように支持する支持機構を備えた場合には、位置合わせ機構による成膜用マスク５と基板６との位置合わせを行う際に、マスク本体１の撓みをなくしてより精密な位置合わせが可能となる。

また、例えば、前記重り部材８をチャック可能な静電チャック機構を有するか若しくはこの重り部材８に形成された係止部16と係止可能な係止体17を有し、前記重り部材８を略水平状態で保持して搬送する重り部材搬送機構を備えた場合には、例えばタングステンシート等の搬送が厄介な重り部材８を簡易に搬送可能となる。

本発明の具体的な実施例について図４〜１４に基づいて説明する。

本実施例は、成膜用マスク５とこの成膜用マスク５を重合した基板６の表面に前記成膜用マスク５を介して成膜材料を付着させることで所望のパターンの薄膜を成膜する成膜手段とを備えた成膜装置であって、前記成膜用マスク５と前記基板６とを相対的に移動せしめてこの成膜用マスク５と基板６との位置合わせを行う位置合わせ機構と、この位置合わせ機構により位置合わせした前記成膜用マスク５と前記基板６とを重合固定する第一の重合固定機構と、この第一の重合固定機構により前記成膜用マスク５に重合固定された前記基板６とこの基板６の裏面側に配設され前記基板６を撓ませて前記成膜用マスク５に前記基板６を密着重合せしめるシート状の重り部材８または前記成膜用マスク５を前記基板６の表面側に磁気的に吸引して前記基板６に前記成膜用マスク５を密着重合せしめる磁石体14とを重合固定する第二の重合固定機構とを備えたものである。

本実施例で用いる成膜用マスク５は、図４，５に図示したように、成膜材料の通過を許容する開口パターンを有するマスク本体１と、このマスク本体１を保持する保持フレーム２とから成り、前記開口パターンを介して前記成膜材料が付着せしめられる基板６が積層される成膜用マスクであって、前記保持フレーム２は、前記マスク本体１の４辺のうち対向する一対の辺部３に沿って夫々配設されこの一対の辺部３を夫々保持する一対の保持部４を備え、この一対の保持部４によってのみ前記マスク本体１を保持するように構成し、前記一対の保持部４によって保持される前記一対の辺部３間で前記マスク本体１が自重によって撓み且つこの一対の辺部３の対向方向で前記撓み量が変化するようにこの一対の辺部３を前記一対の保持部４に固定したものである。

マスク本体１は、インバー材などの金属材料を素材とする一般的な方形状のメタルマスクである。このマスク本体１は、開口パターン（図示省略）と開口パターン以外のフレーム部分（図示省略）とで形成され成膜装置内の成膜材料の通過領域に配設される成膜領域と、この成膜領域の外側（外周）に設けられる非成膜領域とを有している。

具体的には、成膜領域の左右に夫々非成膜領域となる耳部９が設けられ、この耳部９が保持フレーム２の保持部４に固定される。尚、耳部９は、マスク本体１の成膜領域の長辺側・短辺側のいずれの側に連設しても良い。

保持フレーム２はインバー材などの金属材料から成る枠体である。本実施例においては、この枠体の対向する一対の対向辺部10を保持部４に設定している。また、保持部以外の他の一対の対向辺部11は、マスク本体１の（保持部４により保持されない）他の一対の辺部12と接触しないように配設される。この対向辺部10と対向辺部11とは角部を介して連設されている。

この保持フレーム２は、マスク本体１の成膜領域にかからないように開口部が少なくともマスク本体１の成膜領域より大きくなるようにし、保持部４となる一対の対向辺部10にマスク本体１の耳部９が固定されるように構成している。

本実施例においては、マスク本体１の一対の辺部３を、このマスク本体１に張力をかけずに且つマスク本体１が自重によって自然に撓むように保持フレーム２の一対の保持部４に固定している。

具体的には、マスク本体１が保持部４に未だ固定されておらず略平行な状態における自然最大撓み量Ｂを基準に、マスク本体１を略平行に支持した状態で左右の耳部９の一側を一方の保持部４に固定し、他側の固定位置が一側の固定位置に近過ぎて強制的に凹湾曲せず且つ遠過ぎて引っ張られないように（中央部が歪まないように）、この他側の固定位置を適宜設定調整して他の保持部４に固定する。

このマスク本体１の一対の辺部３（耳部９）と保持部４（対向辺部10）とは、接着剤により強固に接着している。

具体的には、枠体の一対の対向辺部10は、マスク本体１の耳部９の全長にわたって接触し、このマスク本体１の耳部９の下面と枠体の対向辺部10の上面とを長さ方向の略全域にわたって略一様に接着剤により固定している。

尚、耳部９の下面と対向辺部10の上面とは、全面接着しても良いし、一部のみを接着しても良い。また、本実施例においては、耳部９と保持部４とは長さ方向の略全域に渡って略一様に接着しているが、所定間隔をおいて接着しても良い（多数の接着部分を間隔をおいて設けても良い。）。また、接着剤による接着に限らず、溶接等の他の方法によりマスク本体１の辺部３を保持部４に固定しても良い。

また、マスク本体１に張力（引張力及び押圧力）が作用しないように、即ちテンションがかからない状態で、前記一対の辺部３を保持部４に固定しているため、マスク本体１は、前記一対の辺部３（耳部９）間で自重によって自然に湾曲円弧状に撓むことになり、一対の辺部３の対向方向で撓み量が変化する。従って、本実施例においては一対の辺部３から夫々等距離の位置が撓み最下点位置となり最も撓み量が大きくなる。

尚、撓み量Ｂは図面では説明のため誇張して描いているが、実際は非常に小さく、厚さ数ｍｍのマスク本体１に対して通常数十〜数百μｍ程度である。また、保持フレーム２の厚さも撓み量Ｂに準じて誇張して描いているが、実際は数ｍｍ程度である。

また、本実施例においては、マスク本体１にして前記基板表面に密着する裏面とは反対側の表面側に、前記保持部４に固定される一対の辺部３と略平行な棒体７を設けて、前記マスク本体１の撓みを補正している。

具体的には、前記棒体７は、保持フレーム２同様インバー材等の金属材料製であり、前記マスク本体１にして撓みの最下点部位置（撓み量が最大となる位置）に１本設けている。

これは、マスク本体１のうち、このマスク本体１の耳部９と平行な方向において、マスク本体１の撓みにムラができてしまうため、自然な撓みを阻害しない範囲である程度の重量物により撓み量が小さい部分を引き伸ばして撓みのムラを補正するためである。この棒体７により、マスク本体１と基板表面との密着性は一層良好となる。即ち、本実施例は、一対の辺部３の対向方向でのみ撓み量が変化し、平行方向では撓み量が変化しないように構成している。

尚、本実施例においては、マスク本体１の撓み最下点部位置に１本の棒体７を配設しているが、最下点部に限らず、他の部位に配設しても良いし、複数本配設しても良い。また、棒体７によりマスク本体１の撓み形状を湾曲円弧形状でなく波状等の他の形状に変形させても良い。また、棒体７は、前記保持部４に固定される一対の辺部３の対向方向に設けても良い。さらに、上記実施例においては、撓み補正体の具体例として棒体７を挙げたが、これに限らず、板状やメッシュ状であっても良い。ただし、成膜を阻害しないため、少なくとも開口パターンを塞がないようにフレーム部分に設ける必要がある。

また、本実施例においては、テンションをかけずにマスク本体１を保持部４に固定しているが、わずかにテンションをかけて固定しても良い（所謂ソフトテンションマスクとしても良い。）。

本実施例は、以上の構成の成膜用マスク５（の保持フレーム２）を、成膜装置の成膜室内に設けた支承体13としてのマスクホルダ上に設置（単に支承させるだけでも良いし適宜な固定部材により固定しても良い）して、この成膜用マスク５上にガラス基板６を積層して両者を重合固定し、このガラス基板６上に柔軟性を有するシート状の重り部材８を積層して、この重り部材８によりガラス基板６を強制的に撓ませて前記成膜用マスク５を基板表面に密着重合せしめ、更に、マスク本体１を基板表面に磁気的に吸引密着可能な磁石体14を重り部材８上に積層してこの磁石体14により更に成膜用マスク５とガラス基板６とを密着重合せしめ（図６参照）、成膜用マスク５及び基板６と重り部材８及び磁石体14とを重合固定して、下方から蒸着、ＣＶＤ若しくはスパッタ等の成膜手段により成膜材料を飛ばしてガラス基板６上に成膜を行うものである。

尚、本実施例は、仕込み室，取り出し室，前処理室，成膜室，マスクストック室，マスククリーニング室等の複数種の処理室と、各処理室に基板若しくはマスクを搬送し得る搬送室を備えている。また、支承体13は、保持フレーム２の下面全面を支承するように構成しても良いが、本実施例においては前記一対の辺部３が固定される保持部４の下面のみを支承するように構成している。

各部を具体的に説明する。

前記第一の重合固定機構及び前記第二の重合固定機構は、成膜用マスク５を重合した基板６を支承する支承面部を有する支承体13と、支承面部に対して起伏自在に支承体13に設けた押さえ部15ａ・15ｂとで構成し、この支承体13の支承面部と押さえ部15ａ・15ｂとで前記成膜用マスク５と前記基板６または前記基板６と前記重り部材８及び前記磁石体14とを挟持することで、前記成膜用マスク５と前記基板６との重合固定または前記基板６と前記重り部材８及び前記磁石体14との重合固定を行うように構成している。

具体的には、第一の重合固定機構の押さえ部15ａ及び第二の重合固定機構の押さえ部15ｂは、前記支承体13に立設される基部18にヒンジ部（図示省略）を介して起伏回動自在に連設されている。また、押さえ部15ａ・15ｂは、支承面部に支承される成膜用マスクの面方向に対して９０°以上開くことが可能な程度に起立させ得るように構成している。

この第一の重合固定機構及び第二の重合固定機構の押さえ部15ａ・15ｂは、起立状態では前記基部18と略平行な立ち上がり状態（仰角９０°若しくは９０°よりやや大きい角度）となり、支承体13に支承若しくは固定される成膜用マスク５上に基板６を積層したり、この基板６上に重り部材８や磁石体14を積層することが可能となるように構成し、倒伏状態とすることで、支承体13と押さえ部15ａ・15ｂとで成膜用マスク５と基板６またはこの成膜用マスク５及び基板６と重り部材８及び磁石体14とを挟持して両者を重合固定することが可能となるように構成している。

具体的には、押さえ部15ａ・15ｂは、基板面方向と平行でなくやや俯角方向に倒伏させ得るように構成し、即ち、押さえ部15ａ・15ｂの基板６と対向する下面が内方（押さえ部15ａ・15ｂの先端側）に向かってやや下り傾斜した状態とし得るように構成し、最も基板側に突出する押さえ部15ａ・15ｂの先端部を基板６等の端部に強く押圧して例えば成膜用マスク５と基板６とを挟持固定することができるように構成している（重り部材８及び磁石体14も同様）。即ち、第一の重合固定機構の押さえ部15ａと基部18との連設部（ヒンジ部）の位置は、少なくとも支承体13上での成膜用マスク５と基板６との重合高さより高い位置に設定し、第二の重合固定機構の押さえ部15ｂと基部18との連設部（ヒンジ部）の位置は、少なくとも支承体13上での成膜用マスク５、基板６、重り部材８及び磁石体14の重合高さより高い位置に設定している。

従って、例えば押さえ部（の押さえ面となる下面）を基板面方向と平行な状態で下降させてこの押さえ部の下面を基板の端部に広く押し付ける場合に比し、成膜用マスク５等の端部までマスク本体１の撓み湾曲形状に沿った形で成膜用マスク５と基板６等とを重合固定することが可能となる。即ち、後記支持機構による他の一対の辺部12の支持を解除してマスク本体１が自然に撓もうとする際に、この撓みに応じて成膜用マスク５等の端部（押さえ部15ａ・15ｂの先端部により押圧される位置より外方端部寄りの部分）が前記押さえ部15ａ・15ｂの傾斜する下面に沿って僅かに反り上がることが可能となる。従って、成膜用マスク５に撓みの変曲点が生じないように上記重合固定を行うことが可能となり、マスク本体１を一層自然に撓ませることが可能となる。

また、本実施例においては、第一の重合固定機構の押さえ部15ａと第二の重合固定機構の押さえ部15ｂとが起立状態において内外面が略面一状態となるように、略同じ厚さで、前記押さえ部15ａは平面視方形状の板体とし各支承体13（左右の支承体13）に夫々２つずつ設け、前記押さえ部15ｂは前記押さえ部15ａが挿通可能な切欠部19を有する平面視Ｍ字形状の板体として、押さえ部15ａ・15ｂ同士の起伏動が互いに干渉せず、且つ、双方が起立状態では前記押さえ部15ｂの切欠部19に前記押さえ部15ａが位置して可及的に設置スペースを小さくできる構成としている。

尚、支承体13と押さえ部15ａ・15bとによる挟持部位は、前記マスク本体１が固定される保持部４が設けられる側の一対の辺部側の外側寄り位置である。即ち、マスク本体１が固定されていない他の一対の辺部側は（成膜時には）フリーとしている。

また、本実施例は、前記成膜用マスク５と前記基板６との位置合わせを行う際、前記成膜用マスク５のマスク本体１にして前記保持フレーム２の保持部４によって保持されない他の一対の辺部12を略水平となるように支持する支持機構を備えている。

即ち、成膜用マスク５と基板６との位置合わせを行う際には、マスク本体１が撓んでいるため、基板６と成膜用マスク５との撓み量が異なる場合、位置合わせ用のアライメントマークをカメラ20で視認して位置合わせを行う際に精密な位置合わせができない場合があるため、位置合わせ作業を行う場合に支持機構によりマスク本体１にして保持部４によって保持されない他の一対の辺部12を略水平となるように保持して上記不具合を改善して良好に位置合わせを行えるように構成している。

具体的には、支持機構は、上下方向に進退自在に設けられる一対の支持体21により構成し、この支持体21は、位置合わせ作業を行う際に上方に進出移動せしめられて前記他の一対の辺部12を夫々支持し、位置合わせ作業及び重合固定作業が終了した後、下方に退避移動せしめられるように構成している（即ち成膜時には成膜に影響がない位置まで退避している。）。

重り部材８としては、柔軟性を有し且つある程度重量のある部材が好ましい。具体的には、タングステンとエラストマーとから成るタングステンシートを採用している。タングステンシートを用いた場合、このタングステンシートにより基板６がこのタングステンシートの湾曲に伴い湾曲せしめられ、マスク本体１に押し付けられてこのマスク本体１と良好に密着する（図７（ｂ）参照）。

この点、例えばアルミニウムやガラス等の固い物質を重り部材８’としても、図７（ａ）に図示したように良好に撓まずに基板６’を撓ませることができず、基板６’と成膜用マスク５’との密着性が不良となる。尚、重り部材８としてタングステンシートに限らず、フッ素ゴムやシリコンシートを用いることも可能である。

また、前記重り部材８をチャック可能な静電チャック機構を有するか若しくはこの重り部材８に形成された係止部16と係止可能な係止体17を有し、前記重り部材８を略水平状態に保持しつつ搬送する重り部材搬送機構を備えると重り部材８の搬送を容易に行うことが可能となる。

具体的には、図８に図示したように、重り部材８と略同面積かそれ以上の面積を有する静電チャック体22を用いて重り部材８を静電チャックする静電チャック機構を設けた場合には、図９に図示したように、他の室からロボットハンド23により成膜室内に重り部材８を搬送し（図９（ａ））、重り部材８上にＯＦＦ状態の静電チャック体22を下降せしめ（図９（ｂ））、この静電チャックをＯＮにして重り部材８を静電チャック体22でチャックして上昇せしめ（図９（ｃ））、この静電チャック体22を移動させることで重り部材８を搬送する（図９（ｄ））。

また、図１０に図示したように、重り部材８の上面に係止部16としての径大な係止端部を有する取手体24を複数突設し、この係止端部と係止可能な係止体17（取手体24の径小な胴部は挿通可能で且つ径大な係止端部は挿通不能な間隔で一対の係止爪25を基体に設けて成る搬送用ハンド）を複数備えた場合には、図１１に図示したように、他の室からロボットハンド23により成膜室内に重り部材８を搬送し（図１１（ａ））、取手体24の胴部を挿通せしめるように各係止体17の係止爪25を係止端部と重り部材８の上面との間に差し込み（図１１（ｂ））、ロボットハンド23を下降させて係止爪25と係止端部とを係止せしめ（図１１（ｃ））、この係止体17を移動させることで重り部材８を搬送する（図１１（ｄ））。

また、磁石体14としてはラバーマグネットを採用している。この場合、成膜用マスク５、基板６、重り部材８、磁石体14が夫々良好に撓んで密着することになり、好適である。

尚、重り部材８及び磁石体14には、前記押さえ部15ａを逃げる切欠溝が押さえ部15ａと対応する計４箇所に設けられている。また、押さえ部15ａが薄く障害とならない場合には、磁石体14には切欠溝を設けない構成としても良い。

また、基板６としては、ガラス基板６に限らず、プラスチック若しくは金属（箔）等の他の基板であっても同様に良好に成膜できる。

本実施例を用いての基板への成膜方法について詳述する。

成膜室内のマスクホルダ（図１２〜１４では省略）に成膜用マスク５を設置し、支持機構の支持体21を退避状態から上方に進出移動せしめてこの支持体により成膜用マスク５のマスク本体１の他の一対の辺部12を支持する（図１２（ａ））。尚、図中、符号31はマスク本体１の上面に設けたアライメントマークである。

続いて、支持体21により他の一対の辺部12が支持された状態で成膜用マスク５に基板６を積層するに際し（図１２（ｂ））、成膜用マスク５と基板６とをカメラ20により基板６の窓26を介してアライメントマーク31を視認しながら位置合わせ機構により適正重合位置となるように位置合わせを行う（図１２（ｃ））。

続いて、成膜用マスク５と基板６との位置合わせ作業後、マスクホルダに支承される成膜用マスク５と基板６とを第一の重合固定機構により重合固定する。具体的には、第一の重合固定機構の押さえ部15ａを倒伏せしめて支承体13の支承面部と押さえ部15ａ（の先端部）とで成膜用マスク５の保持フレーム２の保持部４の下面端部と基板６の上面端部とを挟持して両者を固定する（図１２（ｄ））。

続いて、重り部材８を基板６上に積層し（図１３（ａ））、続いて、磁石体14を重り部材８上に積層する（図１３（ｂ））。尚、重り部材８及び磁石体14の両端部には、前記成膜用マスク５と基板６とを重合固定する第一の重合固定機構の押さえ部15ａを避けるように切欠27・28が設けられる。

続いて、成膜用マスク５及び基板６と重り部材８及び磁石体14を第二の重合固定機構により重合固定する。具体的には、第二の重合固定機構の押さえ部15ｂを倒伏せしめて支承体13の支持面部と押さえ部15ｂ（の先端部）とで成膜用マスク５の保持フレーム２の保持部４の下面端部と磁石体14の上面端部とを挟持して成膜用マスク５及び基板６と重り部材８及び磁石体14を固定する（図１３（ｃ））。

続いて、カメラ20により基板６の窓26を介してアライメントマーク31を視認しながら成膜用マスク５と基板６とが適正重合位置となっているか確認を行い、位置修正が必要な場合には、位置合わせ機構により適宜位置合わせを行う（図１３（ｄ））。尚、この工程は、重り部材８や磁石体14により、成膜用マスク５及び基板６を更に密着重合せしめた際に、ごく僅かではあるが成膜用マスク５と基板６とに位置ズレを生じる可能性があり、その確認のために念の為行われる。また、重り部材８及び磁石体14のアライメントマーク31の直上に位置する部位には、アライメントに影響しないように窓29・30が設けられる。

続いて、支持体21を退避移動せしめてマスク本体１を自然に撓ませた状態で（図１４）、適宜な成膜手段により成膜材料を飛ばすことで、マスク開口に応じたパターンで基板６上（基板表面）に薄膜を成膜することができる。

本実施例は上述のように構成したから、成膜用マスク５、基板６及び重り部材８及び磁石体14を全てまとめて重合固定するのではなく、位置合わせ機構による精密な位置合わせが必要な成膜用マスク５と基板６とを重合固定する第一の重合固定機構と、成膜用マスク５と重合固定された基板６上に重合せしめられる重り部材８及び磁石体14をこの基板６に重合固定する第二の重合固定機構とに分けて設けることで、重り部材８及び磁石体14を基板６に重合するに際し、予め成膜用マスク５と基板６とを重合固定しておくことが可能となり、この基板６に重り部材８等が接触しても成膜用マスク５と基板６とが適正重合位置からズレることを確実に阻止できることになる。

従って、上記成膜用マスク５を用いるにあたり、重り部材８や磁石体14を基板６上に重合する際に成膜用マスク５と基板６とがズレることがなく、成膜パターンの精度劣化や作業性の低下を招くことなく一層成膜用マスク５と基板６との密着性を向上でき、精密な成膜パターンを容易に形成可能となる。

よって、本実施例は、精密に位置合わせした基板とマスクとの重合状態を確実に維持しつつこの基板と重り部材や磁石体とを良好に重合固定することが可能な極めて実用性に秀れたものとなる。

本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

従来の成膜用マスクの概略説明図である。従来の成膜用マスクの概略説明図である。図２の要部の拡大概略説明断面図である。本実施例の成膜用マスクのマスク本体の概略説明斜視図である。本実施例の成膜用マスクの概略説明斜視図である。本実施例の成膜用マスクの使用状態を示す概略説明断面図である。本実施例の成膜用マスクの重り部材の相違による積層状態の相違を説明する概略説明断面図である。重り部材搬送機構の概略説明斜視図である。重り部材搬送機構の使用手順を説明する概略説明図である。重り部材搬送機構の概略説明斜視図である。重り部材搬送機構の使用手順を説明する概略説明図である。本実施例による成膜手順を説明する概略説明図である。本実施例による成膜手順を説明する概略説明図である。本実施例による成膜手順を説明する概略説明図である。

符号の説明

１マスク本体
２保持フレーム
３（一対の）辺部
４保持部
５成膜用マスク
６基板
８重り部材
12 （他の一対の）辺部
13 支承体
14 磁石体
15ａ・15ｂ押さえ部
16 係止部
17 係止体

Claims

成膜用マスクとこの成膜用マスクを重合した基板の表面に前記成膜用マスクを介して成膜材料を付着させることで所望のパターンの薄膜を成膜する成膜手段とを備えた成膜装置であって、前記成膜用マスクと前記基板とを相対的に移動せしめてこの成膜用マスクと基板との位置合わせを行う位置合わせ機構と、この位置合わせ機構により位置合わせした前記成膜用マスクと前記基板とを、前記成膜用マスクの４辺のうち対向する一対の辺部で重合固定する第一の重合固定機構と、この第一の重合固定機構により前記成膜用マスクに重合固定された前記基板とこの基板の裏面側に配設され前記基板を撓ませて前記成膜用マスクに前記基板を密着重合せしめるシート状の重り部材または前記成膜用マスクを前記基板の表面側に磁気的に吸引して前記基板に前記成膜用マスクを密着重合せしめる磁石体とを、前記第一の重合固定機構が重合固定する前記成膜用マスクの前記一対の辺部で重合固定する第二の重合固定機構とを備えたことを特徴とする成膜装置。
前記成膜用マスクは、成膜材料の通過を許容する開口パターンを有するマスク本体と、このマスク本体を保持する保持フレームとから成り、前記保持フレームは、前記マスク本体の４辺のうち対向する一対の辺部に沿って夫々配設されこの一対の辺部を夫々保持する一対の保持部を備え、この一対の保持部によってのみ前記マスク本体を保持するように構成し、前記一対の保持部によって保持される前記一対の辺部間で前記マスク本体が自重によって撓み且つこの一対の辺部の対向方向で前記撓み量が変化するようにこの一対の辺部を前記一対の保持部に固定して成るものであることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
前記成膜用マスクを重合した基板を支承する支承面部を有する支承体と、この支承体の支承面部に対して起伏自在な押さえ部とを備え、この支承体の支承面部と押さえ部とで前記成膜用マスクと前記基板または前記基板と前記重り部材若しくは前記磁石体とを挟持することで、前記成膜用マスクと前記基板との重合固定または前記基板と前記重り部材若しくは前記磁石体との重合固定を行うように前記第一の重合固定機構若しくは前記第二の重合固定機構を構成したことを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
前記成膜用マスクと前記基板との位置合わせを行う際、前記成膜用マスクのマスク本体にして前記保持フレームの保持部によって保持されない他の一対の辺部を略水平となるように夫々支持する支持機構を備えたことを特徴とする請求項２，３のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記重り部材をチャック可能な静電チャック機構を有するか若しくはこの重り部材に設けられた係止部と係止可能な係止体を有し、前記重り部材を略水平状態に保持しつつ搬送する重り部材搬送機構を備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。