JPH09272976A

JPH09272976A - 真空蒸着装置

Info

Publication number: JPH09272976A
Application number: JP8342696A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Murakami; 勝弘村上; Taiji Hiraga; 泰司平賀; Nobuyoshi Oji; 信義穏地; Kazuyoshi Masumura; 和敬益村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 1997-10-21
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: JP2839003B2

Abstract

(57)【要約】【課題】メタルマスクを基板に吸着するために磁化部
材を用いると、基板を加熱するための、ヒータの輻射熱
を遮る。さらに、基板を回転させながら蒸着を行うよう
な場合、磁化部材が基板上にあるため回転機構部に大き
な負荷をかけたり回転を阻害しないための構造が複雑に
なる。また、静電吸着を用いるために新たな誘電体層を
用いる場合、この誘電体層は、成膜パターンを得るため
のメタルマスクの開口部と同形状の開口部を有する必要
があり且つ、メタルマスクとこの誘電体層は高精度な相
対位置関係が要求される。【解決手段】蒸着用マスクの全表面を絶縁膜で覆うと
により、静電吸着に必要な構成を得る。基板の回転部以
外のところに電源を設け且つ、この電源と回転部との間
に電気的、機械的に接続の開閉が可能なスイッチを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は真空蒸着装置に関
し、特にメタルマスクを用いて導電性の膜を有する硝子
基板上に選択的に物質を蒸着させる真空蒸着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のメタルマスクを密着させる方法と
しては、図４に示すように、強磁性体からなるメタルマ
スク１６を半導体ウェハ１７の下面に設置し、このウェ
ハの上面に電磁石あるいは、永久磁石を設置しこの磁化
部材１８によってメタルマスク１６を基板に密着させる
手段が開示されている（特開平７−４５６６２）「メタ
ルマスクの接着構造」。

【０００３】また、電子線描画装置において、マスク基
板をステージに密着固定する方法については、図５に示
すようにステージ１９上に誘電体層２０を設け、この誘
電体層２０上に載置したマスク基板や半導体ウェハ等の
描画試料２１とステージ１９間に電源６により電圧を印
加し静電吸着を用いる方法、あるいは、ステージ１９の
表面部に誘電体層と導電層と誘電体層の３層構造のシー
トを設けて被描画試料を載置し、上記被描画試料と電極
間層に電圧を印加するなどの方法が開示されている（特
開平６−４５２３８）「電子線描画装置」。

【０００４】また、Ｘ線露光においては、図６のよう
に、レジスト２２を塗布したウェハ１７上に、ポリイミ
ドからなるマスク基板２３、Ｘ線吸収材料２４とこれを
保護する誘電体層２０を備えたマスクパターンを設けた
マスク１００を配置し、このマスク１００の表面を導電
体層２５で覆い、マスク１００を介しＸ線２６をレジス
トに照射してマスクパターンを転写する方式において、
導電層とウェハとの間に電源６により電圧を印加するこ
とにより吸引力を発生させマスクをウェハに吸着させる
方法が開示されている（特開昭６２−２８２４３２）
「Ｘ線露光用マスクおよび露光装置」。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した磁化
部材により強磁性体からなるマスクを基板に吸着させる
場合には磁化部材を基板の成膜面と反対側に設置する必
要がある。蒸着時に基板の加熱をランプヒータで行う場
合、このヒータは蒸着の障害にならないように磁化部材
側に設置する必要があり、結果的にこの磁化部材は基板
を加熱するための輻射を妨害することになる。

【０００６】さらに、蒸着においては、成膜物質が基板
面内で均一な膜厚にするために基板を自転、あるいは公
転させながら蒸着を行なうのが一般的であり、この際、
磁化部材も基板とともに自転あるいは公転させる必要が
ある。たとえば磁化部材に電磁石を用いた場合、電磁石
用の電源は、ブラシを用いて給電したりあるいは基板と
ともに回転させる必要があり、回転機構が複雑になった
り大きな負荷を負うことになる。また、回転機構に対す
る負荷の点では永久磁石を用いた場合でも同様である。

【０００７】真空蒸着において用いられるマスクは、所
望のパターンと同様な開口部があり、蒸発源からの蒸発
物質はこの開口部を通して基板に到達する。従って、静
電吸着を得るためにマスクと基板間に設けられる導電層
や誘電体層は、マスクと同様の開口部を有した形状のも
のが必要であり、かつ、この導電層あるいは誘電体層と
マスクとの位置合わせも必要となる。

【０００８】また、導電層を有する硝子基板の導電層側
に、開口部を有する、誘電体層とメタルマスクを順に設
置した構成において、静電吸着をするために、導電層と
メタルマスク間に電圧を印加すると、誘電体層の開口部
側面に沿って、メタルマスクと導電層間に沿面放電が発
生する危険が伴う。さらにこの構成において金属物質を
蒸着すると、この蒸着金属によりメタルマスクと導電層
とが電気的に接続され静電吸着を行うための構成を維持
できなくなる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の蒸着用マスク
は、マスクの全表面が絶縁膜で覆われていることを特徴
とする。

【００１０】また、本発明の蒸着装置は、メタルマスク
と導電層間との電源に電気的且つ機械的に接続の開閉が
可能なスイッチを有することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態につい
て図１（ａ）、（ｂ）、及び図２を参照して説明する。
図１（ａ）は、基板近傍の断面図、図１（ｂ）は、マス
クの平面図、図２は、本発明の構成を示す断面図であ
る。

【００１２】図１（ａ）において、硝子基板１の表面に
は透明導電膜２が成膜されている。この透明導電膜２
は、基板ホルダ７を介して、電源６に電気的に接続され
ている。また、メタルマスク３は図１（ｂ）に示すよう
に硝子基板１上に成膜するパターンと同様の形状に開口
部４を有しており、さらにその表面は、接続部２８と接
続する一部を除き絶縁物５で覆われている。

【００１３】また、メタルマスク３を保持するマスクホ
ルダ８は、メタルマスク３と接続する接続部２８を除き
その表面が絶縁物５で覆われている。メタルマスク３と
マスクホルダ８とは接続部２８で電気的に導通が得られ
ているため、メタルマスク３はマスクホルダ８を介して
電源６に電気的に接続されている。さらに、メタルマス
ク３と硝子基板１上の透明導電膜２との間には電源６に
より直流電圧の印加が可能である。

【００１４】図２において、硝子基板３の外周部を保持
した基板ホルダ７と、メタルマスク３の外周部を保持し
たマスクホルダ８とは、硝子基板とメタルマスクとの相
対位置を確保するために、位置決め治具９に設置され
る。位置決め治具９が基板ホルダ７とマスクホルダ８そ
れぞれの外周を保持固定することにより、硝子基板１と
メタルマスク３は水平方向の相対位置が確保され、垂直
方向においても近接した位置が確保される。

【００１５】また、ランプヒータ１０は、その輻射熱を
利用して硝子基板を加熱するために設けられている。ラ
ンプヒータ１０は、蒸着中の成膜の妨げにならないよう
に硝子基板の成膜面とは逆の硝子基板１の上部に設置さ
れているため、蒸着中でも硝子基板を加熱できる。蒸着
物質１１は加熱部１２に設置されており、抵抗加熱方式
により加熱され蒸発する。

【００１６】以上の各部は隔壁１３により外気と遮断さ
れており蒸着時には、隔壁に接続された、真空ポンプ
（図示せず）等により真空が確保される。

【００１７】次に、本発明の動作について説明する。図
１（ａ）の電源６を用いて、基板ホルダ７を介して接続
された硝子基板１の表面の透明導電膜２と、接続部２８
によりマスクホルダ８を介して接続されたメタルマスク
３との間に直流電圧を印加することにより、マスク２と
硝子基板１とを静電吸着により密着させる。

【００１８】

【実施例１】本発明の第１の実施例について、図１
（ａ）、（ｂ）及び図２を用いて説明する。図１（ａ）
において硝子基板１はその表面に蒸着により形成される
発光物質を駆動するための電極が成膜されている。この
電極は発光物質の発光を遮らないように透明である必要
からＩＴＯ（インジュウム・チン・オキサイド）からな
る透明導電膜２が用いられる。また、この導電膜２は導
体からなる基板ホルダ７を介して、電源６に接続されて
いる。

【００１９】メタルマスク３は、発光物質を所望のパタ
ーンに成膜するために、図１（ｂ）に示すような幅数１
００μｍ、長さ数１００ｍｍの開口部４が設けられてお
り、さらに、硝子基板１に斜めに入射した蒸発源からの
蒸着物質が開口部４のマスク近傍で遮られないように数
１００μｍの薄さのものを用いている。また、メタルマ
スク３はマスクホルダ８と電気的に接続が必要な接続部
２８以外の表面は、マスク開口部の大きさに対して十分
に小さく、かつ、静電吸着力が得られるように、ディッ
プコーティング等で形成された厚さ１０分の数μｍのシ
リコン酸化膜の絶縁物５で覆われている。

【００２０】また、金属製のマスクホルダ８も、接続部
２８以外は、絶縁物５により覆われており、且つマスク
ホルダ８は電源６に接続されている。マスクホルダ８に
設置されたメタルマスク３は接続部２８によりマスクホ
ルダ８と電気的導通が得られており、且つマスクホルダ
８を介して電源６と電気的に接続される。

【００２１】図２において、基板ホルダ７およびマスク
ホルダ８は硝子基板１およびメタルマスク３の外周をそ
れぞれ保持しており、基板ホルダ７とマスクホルダ８が
位置決め治具９に設置されることにより、硝子基板１と
メタルマスク３は、それぞれの相対位置と蒸発源からの
距離とが固定される。基板ホルダ７の上部には、硝子基
板１を加熱させるためのランプヒータ１０が設置されて
おり、基板ホルダ７の下部には、蒸着物質１１とこれを
抵抗加熱するための加熱部１２が設置されている。本装
置は外周を隔壁１３で覆うことにより隔壁１３に接続し
た真空ポンプ（図示せず）により室内を減圧することが
可能である。

【００２２】次に、本実施例の動作について説明する。
図１（ａ）において、基板ホルダ７を介して電源６に接
続された硝子基板１の表面の導電膜２と、電源６に接続
されたマスクホルダ８を介して接続部２８により電気的
導通のとれたメタルマスク３との間に、電源６を用いて
およそ１５０Ｖの直流電圧を印加することにより、メタ
ルマスク３と硝子基板１とは硝子基板１の表面の導電膜
２とメタルマスク３との間に働く静電吸着力により密着
する。

【００２３】図２において、真空ポンプ（図示せず）に
よって隔壁１３内を真空に保持し、基板加熱用のランプ
ヒータ１０により硝子基板１を蒸着に必要な温度に加熱
し、蒸着物質１１を加熱部１２により抵抗加熱方式によ
って加熱し蒸着を行う。基板方向へ蒸発した蒸着物質の
うち、一部は図１に示すマスク表面の絶縁膜５に、これ
以外はマスク開口部４により露出した硝子基板１の導電
膜２に到達し、硝子基板上に成膜される。

【００２４】本実施例によれば、静電吸着を行っていて
も、硝子基板１とランプヒータ１０との間にランプヒー
タの輻射熱を遮るものがないため効率的に硝子基板を加
熱することができ、且つ成膜位置精度は吸着機構を持た
ない場合と比較して、数１０μｍ程度精度が向上でき
る。

【００２５】

【実施例２】さらに、基板を回転させながら蒸着を行う
場合などの本発明の第２の実施例を図３（ａ）（ｂ）を
用いて説明する。図３（ａ）はメタルマスク近傍の断面
図、図３（ｂ）は、基板ホルダ７、マスクホルダ８を設
置した位置決め治具９の回転部の斜視図である。

【００２６】図３（ａ）において、メタルマスク３と電
気的導通の得られたマスクホルダ８と電源６との間、並
びに導電膜２と電気的導通の得られた基板ホルダ７と電
源６との間にそれぞれスイッチ１４が設置してある。

【００２７】また、基板ホルダ７とマスクホルダ８を設
置した位置決め治具９は図３（ｂ）の回転部１５により
例えば、矢印２９の方向に回転可能な構造である。これ
ら以外の構成は図２と同一である。

【００２８】スイッチ１４を閉じ電源６からメタルマス
ク３と導電膜２間に直流電圧を印加することにより硝子
基板１とメタルマスク３とを静電吸着により密着させた
後、スイッチ１４を解放する。スイッチを解放しても静
電吸着力は維持されているため硝子基板とメタルマスク
は密着した状態を保持している。

【００２９】また、スイッチ１４を解放することで、基
板ホルダ７とマスクホルダ８とを保持した位置決め治具
９と、その他電源部等の固定部が機械的に切り離され、
基板ホルダ７、マスクホルダ８を保持したまま位置決め
治具９を回転させることが可能になる。回転部１５によ
り位置決めホルダを回転させること以外は実施例１と同
一の方法で蒸着を行う。

【００３０】本実施例によれば、例えば、電源部のよう
な回転を阻害するような新たな負荷を回転部に負わすこ
となく吸着が可能となり、硝子基板とメタルマスクを吸
着したまま蒸着中に硝子基板を回転させることが可能で
ある。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので以下に記載する効果を持つ。

【００３２】第１の効果は、硝子基板の加熱のための、
ランプヒータの輻射熱を遮蔽しないことである。

【００３３】その理由は、吸着のための構造が、硝子基
板の上部に無いためである。

【００３４】第２の効果は、所望した成膜パターンを得
るにあたり、従来のメタルマスクを用いたまま、メタル
マスクの開口パターンによって選択的に成膜する従来の
蒸着の方法が採用できることである。

【００３５】その理由は、メタルマスクの表面を絶縁膜
で覆うことにより吸着が可能な構成を得ているためであ
る。

【００３６】第３の効果は、硝子基板とメタルマスクを
密着させたまま基板を回転させることが可能なことであ
る。

【００３７】その理由は、導電膜及びマスク部と電源と
の間にスイッチを設けたことにより、回転部と固定部が
機械的に切り離せることと、静電力の維持には給電が不
要なためである。

【００３８】第４の効果は、静電吸着を行ったまま、金
属の蒸着が可能なことである。

【００３９】その理由は、メタルマスクの全表面を絶縁
膜で覆っているため、導電膜とメタルマスクが電気的に
接続されることがないためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施形態による蒸着用メタル
マスクの近傍断面図。（ｂ）は（ａ）に示す蒸着用マス
クの平面図。

【図２】本発明の実施形態による、蒸着装置の構成を示
した断面図。

【図３】（ａ）は本発明による第２の実施例のマスク近
傍を示す断面図。（ｂ）は本発明による第２の実施例の
回転部を示す斜視図。

【図４】従来の磁化部材を用いたマスク近傍の断面図。

【図５】従来の電子線描画装置のマスク吸着部の断面
図。

【図６】従来のＸ線露光装置のマスク部近傍を示した断
面図。

【符号の説明】

１硝子基板２導電膜３メタルマスク４開口部５絶縁物６電源１１蒸着物質１４スイッチ１５回転部２８接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者益村和敬東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空排気系を備えた真空容器内の下部に
設けられた着材料の蒸発源と、前記蒸発源の上部に位置
し、薄膜を形成する基板を保持する基板ホルダーと、前
記基板ホルダーの下部に位置し、基板表面に形成するパ
ターンと同一の開口部を有し、表面が絶縁物で被覆され
た金属製マスクを支持するマスクホルダーとを有し、か
つ前記基板ホルダーに支持された基板と該マスクホルダ
ーに支持された金属製マスクとの間に電圧を印加する手
段を有する真空蒸着装置。
【請求項２】前記基板を支持する基板ホルダーは、基
板の表面に形成された導電体薄膜と電気的導通が得られ
る構造であるとともに、前記金属製マスクを支持するマ
スクホルダーは、前記基板ホルダーとは電気的に絶縁さ
れ、且つ表面が絶縁物で被われた金属製マスクの金属部
に電気的導通が得られる構造を有する請求項１記載の真
空蒸着装置。
【請求項３】前記蒸発源の加熱手段が抵抗加熱方式ま
たは電子ビーム加熱方式である請求項１記載の真空蒸着
装置。
【請求項４】前記基板及び金属製マスクと、該基板及
び該金属製マスクに前記電圧を印加する手段との間にス
イッチを設けた請求項１記載の真空蒸着装置。