KR100727722B1 - 마스크 지지 구조, 성막 방법, 전기 광학 장치의 제조 방법및 전자기기 - Google Patents

마스크 지지 구조, 성막 방법, 전기 광학 장치의 제조 방법및 전자기기 Download PDF

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KR100727722B1
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 있어서의 마스크는 개구부를 갖는 베이스 기판과, 베이스 기판의 개구부에 위치 결정되는 개구 패턴을 갖는 칩을 포함하고, 피성막 기판을 사이에 유지하여 정반의 하면에 배치시킨다. 상기 정반에 자석이 배치되고, 상기 자석에 자기 흡인되는 플러그가 상기 베이스 기판에 배치된다.

Description

마스크 지지 구조, 성막 방법, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자기기{MASK HOLDING STRUCTURE, FILM FORMING METHOD, ELECTRO-OPTIC DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 마스크지지 구조에 이용되는 마스크의 일례를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 마스크지지 구조의 일례를 나타내는 부분 단면도,
도 3은 본 발명의 마스크지지 구조의 일례를 나타내는 부분 사시 단면도,
도 4는 플러그의 형상에 근거하는 자속선의 변화를 비교 설명하기 위한 도면,
도 5는 플러그의 형상에 근거하는 자기 흡인력을 해석한 결과를 나타내는 플러그 도면,
도 6은 정반에 대하여 마스크를 세팅하는 모양을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 1의 마스크로 성막된 패턴을 나타내는 도면,
도 8(a)~도 8(d)는 플러그의 변형예를 나타내는 도면,
도 9(a)~도9(c)는 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식 단면도,
도 10은 상술한 제조 방법으로 제조된 유기 EL 장치의 개략 구성을 나타내는 모식 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 전자 기기의 일례를 나타내는 사시도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 마스크 2 : 베이스 기판
3 : 칩 4 : 정반(bed plate)
5 : 피증착 기판 6 : 마스크 탑재판
7 : 자석 8 : 플러그
9 : 결합체 11 : 성막 패턴
본 발명은 마스크 지지 구조, 성막 방법, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자기기에 관한 것이다.
전기 광학 장치의 하나인 유기 EL 패널은 박막의 적층 구조를 갖는 자기 발광형 표시 소자를 갖는다. 유기 EL 패널의 제조 과정은 표시 소자의 구성층을 이루는 박막 패턴을 기판상에 형성하는 성막 공정을 포함한다.
박막 패턴의 성막 방법으로는, 금속 마스크를 이용한 증착법이 알려져 있다(예컨대, 일본 공개 특허 공보 제2001-237073호 참조). 금속 마스크를 이용한 증 착법에서는 대형 피성막 기판에 대응하는 고정밀도의 금속 마스크를 제작하는 것이 어렵다. 또한, 유기 EL 패널용 유리 기판에 비해 금속 마스크의 열 팽창율이 매우 높기 때문에, 패턴 어긋남이 생기기 쉽다.
열 팽창율이 유리와 가까운 실리콘 기판을 이용하여 마스크를 제조하는 수법이 제안되어 있다. 이 수법에서는 포토리소그래피 기술 및 건식 에칭 기술 등의 반도체 제조 기술을 이용하여, 성막 패턴에 대응한 개구 패턴을 실리콘 기판에 형성한다.
실리콘 기판을 이용한 마스크 제조 기술에서는, 개구 패턴이 형성된 실리콘 기판(실리콘 칩)이 마스크의 지지 프레임에 부착된다. 그렇지만, 대형 피성막 기판에 대응하는 경우, 대형화된 마스크의 지지 프레임의 꺾임이나 휨에 의해 패턴 정밀도가 저하할 가능성이 있다.
본 발명은 대형 피성막 기판에 대응하는 마스크의 꺾임이나 휨이 적은 마스크 지지 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 베이스 기판과 칩을 갖는 마스크를 지지하는 마스크 지지 구조로서, 피성막 기판을 사이에 유지하여 상기 마스크가 배치되는 하면을 갖는 정반(bed plate)과, 상기 정반에 배치되는 자석과, 상기 베이스 기판에 배치되고, 상기 자석에 흡인되는 플러그를 구비하는 마스크 지지 구조가 제공된다.
이 마스크 지지 구조에 있어서, 자석과 플러그 사이의 자기 흡인력에 의해, 정반의 하면에 피성막 기판을 개재하여 마스크가 유지된다. 자기 흡인력을 이용함으로써, 예컨대, 마스크의 중앙부 등, 마스크의 임의의 위치를 정반에 근접시키는 것이 가능하다. 대형 피성막 기판에 대응하는 마스크의 꺾임이나 휨이 방지된다.
상기 자석과 상기 플러그 사이의 자기 흡인력이 상기 마스크에서의 복수의 위치에서 생기는 것이 바람직하다.
상기 구성에 있어서, 대형 피성막 기판에 대하여 마스크의 꺾임이나 휨이 확실하게 방지된다.
상기 플러그는 상기 자석에 대향하는 돌기부를 갖는 것이 바람직하다.
이 구성에 있어서, 자석으로부터의 자속이 플러그로 유도되기 쉬워, 자석과 플러그 사이의 자기 흡인력이 향상된다.
일 실시예에 있어서, 상기 플러그는 상기 베이스 기판의 하면에 접촉되는 접촉면(contacting surface)과, 상기 접촉면으로부터 돌출하여 상기 베이스 기판에 삽입되는 돌기부를 갖는다.
본 실시예에 있어서, 자기 흡인력이 플러그의 접촉면을 거쳐 베이스 기판에 작용한다. 이에 따라, 베이스 기판(마스크)이 정반의 하면을 향하여 가압된다. 플러그의 돌기부는 자석으로부터의 자속을 플러그로 유도하기 쉽게 하는 기능을 갖는다. 플러그의 접촉면은 자기 흡인력을 마스크로 전달하는 기능을 갖는다.
상기 베이스 플레이트는 상기 플러그의 상기 돌기부가 배치되는 복수의 구멍 을 갖는다.
이 구성에 있어서, 자석과 플러그 사이의 자기 흡인력이 마스크에 있어서의 복수의 개소에 생긴다.
상기 자석은 상기 플러그와의 대향 방향으로 연장하는 주상(柱狀) 형상을 갖는 것이 바람직하다.
이 구성에 있어서, 주상 자석에 의해 플러그의 돌기부로 유도되기 쉬운 자속이 형성되고, 자석과 플러그 사이의 자기 흡인력이 향상된다.
상기 플러그는 상기 자석에 대향하고, 또한 상기 자석에 비해 직경이 작은 돌기부를 갖는 것이 바람직하다.
이 구성에 있어서, 자석으로부터의 자속이 플래그에 양호하게 유도되고, 자석과 플래그 사이의 자기 흡인력이 향상된다.
상기 자석이 희토류 자석(rare-earth magnet)인 구성으로 할 수 있다.
강자장을 형성할 수 있는 희토류 자석(사마륨 코발드 자석(samarium-cobalt magnet), 네오디뮴(neodymium magnet) 자석 등)을 이용함으로써, 자석 및 플러그의 소형화가 도모된다.
상기 플러그가 연자성 재료로 이루어지는 구성으로 할 수 있다.
보자력(coercive force)이 작은 연자성 재료(퍼멀로이(permalloy), 규소 강판 등)를 이용함으로써, 자성을 갖는 이물질이 플러그에 부착되는 것이 방지된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 상기 형태의 마스크 지지 구조를 이용하여 피성막 기판에 박막 패턴을 형성하는 성막 방법을 제공한다.
이 성막 방법에 있어서, 대형 피성막 기판에 대해서도 고정밀도로 박막 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 상기 형태의 성막 방법을 이용하여 박막 패턴을 형성하는 전기 광학 장치의 제조 방법이 제공된다.
이 제조 방법에 있어서, 고정밀도인 박막 패턴이 형성되기 때문에, 고품질인 전기 광학 장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 상기 형태의 제조 방법으로 제조된 전기 광학 장치를 구비하는 전자기기가 제공된다.
이 전자기기에 있어서, 고품질의 전기 광학 장치를 구비하기 때문에, 표시 품질의 향상이 도모된다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 마스크 지지 구조에 이용되는 마스크의 일례를 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명의 마스크 지지 구조의 일례를 나타내는 부분 단면도, 도 3은 본 발명의 마스크 지지 구조의 일례를 나타내는 사시 단면도이다.
우선, 본 발명의 마스크 지지 구조에 이용되는 증착용 마스크에 대하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 마스크(1)는 개구부(20)가 형성된 베이스 기판(2)과, 성막 패턴에 대응한 개구 패턴(30)이 형성된 판상의 칩(3)이 접합된 구성을 갖고 있다.
본 예에 있어서, 베이스 기판(2)에 복수의 개구부(20)가 병렬로 형성되고, 또한 복수의 개구부(20)의 각각에 칩(3)이 배치되어 있다. 도 1에서는, 하나의 개구부(20)에 하나의 칩(3)이 배치되어 있지만, 하나의 개구부(20)에 복수의 칩(3)이 배치되는 구성이라도 관계없다.
보다 구체적으로는, 베이스 기판(2)에는 장방형의 관통 구멍으로 이루어지는 복수의 개구부(20)가 서로 평행하고 또한 일정 간격으로 마련되어 있다. 각 칩(3)에는 그 폭 방향으로 일정 간격으로 나열되는 복수의 슬릿을 갖는 개구 패턴(30)이 마련되어 있다. 베이스 기판(2)의 개구부(20)를 덮도록, 또한 베이스 기판(2)의 개구부(20) 내에 개구 패턴(30)이 수납되도록, 베이스 기판(2)의 개구부(20)에 대하여 칩(3)이 정밀하게 위치 결정되어 있다.
본 예의 마스크(1)에 있어서, 개구 패턴(30)을 갖는 칩(3)이 베이스 기판(2)에 부착된 구성을 갖기 때문에, 칩(3)에 문제가 생긴 경우에도, 칩(3)의 교환 등에 의해 보수가 용이하다. 또한, 본 예의 마스크(1)에서, 베이스 기판(2)에 대하여 복수의 칩(3)이 배치된 구성을 갖기 때문에, 칩(3)에 문제가 생긴 경우, 문제(파손, 손상 등)가 생긴 일부의 칩(3)을 새로운 것으로 교환하면 된다. 또한, 본 예의 마스크(1)에서, 베이스 기판(2)에 비하여 매우 작은 크기의 칩(3)의 제조가 용이하고, 대형 피성막 기판(예컨대, 20인치 크기 이상의 기판)에 대하여 바람직하게 적용된다.
베이스 기판(2) 및 칩(3)의 형성 재료로는, 피성막 기판(후술하는 피증착 기판(5))과 같은 정도의 열팽창율을 갖는 것이 바람직하게 이용된다. 본 예에 있어서, 피성막 기판이 유리로 이루어지고, 베이스 기판(2)이 유리로 이루어지며, 칩(3)이 단결정 실리콘으로 이루어진다. 단결정 실리콘의 열팽창율은 30×10-7/℃이다. 이에 대하여, 코닝사제의 'Pyrex glass'(등록 상표)의 열팽창율은 30×10-7/℃로서 거의 동일하다. 무알칼리 유리인 일본 전기 유리사제의 OA-10의 열팽창율은 38×10-7/℃이다. 또한, 유리와 동일 정도의 열팽창율을 갖는 재료로서, 금속 재료인 42합금(열팽창율: 50×10-7/℃), 인바재(invar material)(열팽창율: 12×10-7/℃) 등이 있다. 베이스 기판(2)과 칩(3)이 서로 동일 정도의 열팽창율을 갖는 것에 의해, 열팽창율의 차이에 근거하는 베이스 기판(2) 및 칩(3)의 왜곡이나 휨의 발생이 방지된다. 베이스 기판(2) 및 칩(3)과, 피성막 기판이 서로 동일 정도의 열팽창율을 갖는 것에 의해, 열팽창율의 차이에 근거하는 성막 패턴의 위치 어긋남이 방지된다.
실리콘으로 이루어지는 칩(3)의 개구 패턴(30)은 이방성 에칭을 이용하여 형성할 수 있다. 예컨대, 칩(3)이 면 방위 (110) 또는 면 방위 (100)을 갖고, 칩(3)에 있어서의 개구 패턴(30)의 각 슬릿의 길이 방향의 측벽면이 면 방위 (111)을 갖고 있는 것에 의해, 결정 이방성 에칭에 의해 용이하게 개구 슬릿(개구 패턴(30))을 형성할 수 있다.
베이스 기판(2)에 대한 칩(3)의 위치 결정은, 예컨대, 베이스 기판(2) 및 칩(3)의 각각에 정렬 마크를 형성하여 두고, 그 마크의 관찰 결과에 근거하여 행해진다. 포토리소그래피 기술 또는 블러스트 기술을 이용함으로써, 유리로 이루어지 는 베이스 기판(2)에 정렬 마크를 형성할 수 있다. 포토리소그래피 기술 또는 결정 이방성 에칭을 이용함으로써, 실리콘으로 이루어지는 칩(3)에 정렬 마크를 형성할 수 있다.
베이스 기판(2)에 대한 칩(3)의 접합에는, 예컨대, 접착제가 이용된다. 접착제로는 공지의 다양한 것을 적용할 수 있다. 접착제로서, 수용성 접착제(아크릴계 접착제 등)를 이용하는 경우, 문제가 생긴 칩(3)의 접착제를 물로 용해하는 것으로, 그 칩(3)을 베이스 기판(2)으로부터 쉽게 분리할 수 있다. 접착제로서, 일면에 UV 박리 접착제(예컨대, 우레탄 아크릴레이트계 올리고마 함유제)가 도포되고, 그 이면에 UV 비박리 접착제(예컨대, 아크릴계 공중합체제)가 도포된 접착 테이프를 이용하는 경우, 문제가 생긴 칩(3)의 접착 테이프에 UV 조사함으로써, 그 칩(3)을 베이스 기판(2)으로부터 용이하게 분리할 수 있다. 접착제로서, 열가소성의 접착제를 이용하는 경우, 문제가 생긴 칩(3)의 접착제를 가열하는(예컨대, 레이저 조사하는) 것에 의해, 그 칩(3)을 베이스 기판(2)으로부터 용이하게 분리할 수 있다.
도 1에 나타내는 참조 부호 21은 마스크(1)의 지지 베이스인 정반에 유지하기 위해 이용되는 플러그가 삽입되는 플러그 구멍이다. 베이스 기판(2)에 있어서의 개구부(20)끼리 사이의 영역 혹은 개구부(20)의 주변 영역(비개구부)에, 서로 이격하여 복수의 플러그 구멍(21)이 마련되어 있다.
다음에, 본 발명의 마스크 지지 구조의 일례에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 마스크(1)는 정반(4)의 하면에 피증착 기판(5)을 사이에 끼워 밀착 지지된다. 즉, 정반(4)의 하면에 피증착면을 하향하여 피증착 기판(5)이 배치된다. 피증착 기판(5)의 하면(피증착면)에 칩(3)의 배치면을 상향하여 마스크(1)가 배치된다. 정반(4)에 자석(7)이 배치되고, 자석(7)에 자기 흡인되는 플러그(8)가 마스크(1)에 배치된다. 자석(7)과 플러그(8) 사이의 자기 흡인력에 의해 정반(4)에 대하여 피증착 기판(5) 및 마스크(1)가 지지된다.
구체적으로는 마스크(1)는, 전술한 바와 같이, 개구부(20)를 갖는 베이스 기판(2)과, 베이스 기판(2)의 개구부(20)에 위치 결정되는 개구 패턴(30)을 갖는 칩(3)을 포함한다. 베이스 기판(2)에는 플러그(8)가 삽입되는 복수의 플러그 구멍(21)이 형성되어 있다.
정반(4)에는 플러그 구멍(21)에 대향하는 위치에 자석(7)을 배치하기 위한 복수의 자석 구멍(41)이 형성되어 있다. 또, 정반(4)의 적어도 하면(피증착 기판(5)의 배치면)은 높은 면(面) 정밀도(예컨대, 평탄도 10㎛~100㎛)를 갖고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 자석(7)은 원주 형상을 갖는다. 자석(7)의 한쪽 단면에는 결합체(engaging body)(9)가 결합되어 있다. 자석(7)과 결합체(9)의 접합에는, 예컨대, 접착제가 이용된다. 결합체(9)는 자석(7)과 동일 직경의 원주부(91)와, 원주부(91)보다 큰 직경의 결합부(engaging part)(92)를 갖고 있다. 결합체(9)의 원주부(91)의 단면에 자석(7)이 접합되어 있다.
정반(4)에 형성된 자석 구멍(41)에, 자석(7) 및 결합체(9)의 원주부(91)가 위쪽으로부터 삽입되어 있다. 결합체(9)에서의 결합부(92)의 단면이 정반(4)의 상면에 접촉하는 것에 의해, 정반(4)에 대하여 자석(7)의 위치가 결정된다. 이 위치 결정에 의해, 정반(4)의 하면에 대하여 자석(7)의 하면이 거의 동일면 혹은 약간 내측에 배치된다. 결합체(9)의 결합부(92)의 주면을 파지하는 것에 의해, 정반(4)의 자석 구멍(41)에 대한 자석(7)의 착탈을 용이하게 행할 수 있다.
자석(7)으로는 공지의 다양한 것이 적용 가능하고, 강자장을 형성할 수 있는 것이 바람직하게 이용된다. 강자장을 형성할 수 있는 자석으로는, 사마륨 코발트 자석, 네오디뮴 자석 등의 희토류 자석을 들 수 있다. 네오디뮴 자석은 기계적인 강도가 크고, 잘 손상되지 않기 때문에, 발진 억제에 효과적이다. 강자장을 형성할 수 있는 자석을 이용하는 것에 의해, 자석(7) 및 플러그(8)의 소형화가 도모된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 플러그(8)는 베이스 기판(2)의 하면에 접촉되는 접촉면(81)이 형성된 기부(82)와, 기부(82)의 접촉면(81)으로부터 돌출하여 형성되고, 또한 베이스 기판(2)에 삽입되는 돌기부(83)를 갖는다. 플러그(8)의 종단면은 볼록 형상을 갖는다. 돌기부(83)는 원주 형상을 갖는다. 돌기부(83)의 직경(예컨대, 직경 3㎜)은 자석(7)의 직경(예컨대, 직경 10㎜)에 비하여 작다.
플러그(8)의 기부(82)도 원주 형상을 갖는다. 기부(82)의 직경(예컨대, 직경 5~7㎜)은 돌기부(83)의 직경에 비하여 크고, 자석(7)의 직경에 비하여 작다. 플러그(8)의 형상은 자석(7)의 자속선이 플러그(8)에 양호하게 유도되도록, 또한 플러그(8)의 기부(82)가 증착의 영향을 받지 않도록 정해진다.
베이스 기판(2)(마스크(1))에 형성된 플러그 구멍(21)에 플러그(8)의 돌기부(83)가 아래쪽으로부터 삽입된다. 자석(7)의 단면과 플러그(8)의 단면이 근접하 여 자석(7)의 자장 내에 플러그(8)가 배치되는 것에 의해, 자석(7)과 플러그(8) 사이에 자기 흡인력이 생긴다. 그 자기 흡인력이 플러그(8)의 접촉면(81)을 통해 베이스 기판(2)에 작용하고, 베이스 기판(2)(마스크(1))이 정반(4)의 하면을 향하여 위쪽으로 가압된다.
플러그(8)의 형성 재료로는, 자석(7)에 자기 흡인되는 재질이면 좋고, Cr, Ni 도금 등으로 녹 방지(rustproof) 처리한 탄소강 등, 공지의 다양한 것을 적용할 수 있다. 플러그(8)의 형성 재료로서, 접촉면나 규소 강판 등의 보자력이 작은 연자성 재료를 이용함으로써, 자성을 갖는 이물이 플러그(8)에 부착되는 것이 방지된다. 이것은, 플러그(8)의 오염이나, 이물의 충돌에 의한 마스크(1)의 손상을 방지하는데 효과적이다. 또한, SUS410, SUS404C 등의 마르텐자이트(martensite)계의 재료를 이용함으로써, 플러그(8)의 부식이 효과적으로 방지된다.
이와 같이, 본 예의 마스크 지지 구조에서는 플러그(8)가 베이스 기판(2)에서의 복수의 개소에 배치되고, 그것에 응하여 자석(7)도 정반(4)에서의 복수의 개소에 배치되어 있다. 그 때문에, 자석(7)과 플러그(8) 사이의 자기 흡인력이 마스크(1)에서의 복수의 개소에서 생기고, 정반(4)의 하면에 피증착 기판(5)을 끼워 마스크(1)가 지지된다.
즉, 본 예의 마스크 지지 구조에서, 자석(7)과 플러그(8) 사이의 자기 흡인력이 마스크(1)에서의 복수의 개소에서 생기기 때문에, 개개의 개소에서의 자기 흡인력이 비교적 작아도, 마스크(1)의 중앙부 및 주변부를 포함하는 마스크(1)의 전체가 정반(4)에 가압되어 정반(4)에 근접되고, 그 결과, 마스크(1)의 꺾임이나 휨 이 방지된다. 본 예의 마스크 지지 구조에서, 피증착 기판(5)의 크기에 따라, 자석(7)과 플러그(8)의 배치 개소의 수가 설정(증감)된다. 본 예의 마스크 지지 구조는 대형 피증착 기판(5)에 대하여 바람직하게 적용된다.
또한, 본 예의 마스크 지지 구조에서, 자석(7)에 자기 흡인되는 플러그(8)의 형상이 자석(7)에 대향하는 돌기부(83)를 갖는 것에 의해, 자석(7)으로부터의 자속이 플러그(8)에 양호하게 유도되고, 자석(7)과 플러그(8) 사이의 자기 흡인력의 향상이 도모된다.
도 4는 플러그의 형상에 근거하는 자속선의 변화를 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 돌기부를 갖지 않는 원주 형상의 플러그에서는, 플러그를 통하는 자속이 적고, 대부분의 자속이 플러그와 무관하게 자석에 대하여 루프를 그리고 있다. 플러그를 통하는 자속을 증가시키는 데에는, 플러그 전체를 크게 할 필요가 있다. 플러그 전체를 크게 하면, 그에 따라 플러그가 삽입되는 마스크(베이스 기판)의 플러그 구멍을 크게 할 필요가 있고, 이것은 마스크에 있어서의 패턴 레이아웃 및 마스크 강도의 관점으로부터 불리하다.
이에 대하여, 본예의 돌기부를 갖는 플러그에서는, 자석으로부터 멀어짐에 따라 자속 간격이 넓어지는 것과 마찬가지로, 자석으로부터 멀어짐에 따라 직경이 커지게 된다. 자석으로부터의 자속이 플러그로 유도되기 쉽고, 비교적 맣은 자속이 플러그를 통한다. 본 예의 플러그는 질량이 같은 원주형의 플러그에 비해, 자석 사이의 자기 흡인력이 대폭 커진다.
도 5는 플러그의 형상에 근거하는 자기 흡인력을 해석한 결과를 나타내는 플러그이다.
도 5에서, (b), (c)는 돌기부를 갖는 플러그를 나타내고, (a)는 원주형 플러그를 나타낸다. 플러그 (b)에 비하여 플러그 (c)는, 돌기부의 형상은 같지만, 기부가 크다. 도 5로부터 명백한 바와 같이, 돌기부를 갖는 플러그 (b), (c)의 자기 흡인력은 원주형의 플러그 (a)에 비하여 크다. 상기 각 형상의 플러그에 대하여, 자기 흡인력을 실측한 후, 해석 결과와 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
도 6은 정반(4)에 대하여 마스크(1)를 세팅하는 모양을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 우선, 정반(4)에 피증착 기판(5)이 흡착 지지된다. 이 흡착 지지는 진공 흡착 또는 정전 흡착에 의해 행해진다. 이 때, 피증착 기판(5)에 형성된 정렬 마크가 정반(4)에 형성된 관찰 구멍(42)의 중심에 위치하도록, 정반(4)에 대하여 피증착 기판(5)이 위치 결정된다. 그 후, 정반(4)에 형성된 자석 구멍(41)에 위쪽으로부터 자석(7)이 삽입된다. 이 자석(7)의 삽입 시, 필요에 따라, 자석(7)과 접합된 결합체(9)의 주면이 파지된다.
다음에, 마스크(1)를 일시적으로 지지하기 위한 마스크 탑재판(6) 상에, 마스크(1)가 탑재된다. 마스크 탑재판(6)은 마스크(1)를 진공 또는 정전기에 의해 흡착 지지한다. 이 마스크(1)의 탑재에 앞서, 마스크 탑재판(6)에 형성된 플러그 홈 구멍(61)에 플러그(8)가 배치된다. 이 때, 플러그(8)는 돌기부를 상향으로 하고 또한 마스크 탑재판(6)의 상면으로부터 돌기부가 돌출한 상태로 배치된다. 마 스크(1)의 탑재 시, 베이스 기판(2)에 형성된 플러그 구멍(21)에 플러그(8)의 돌기부가 삽입되도록 마스크 탑재판(6)에 대하여 마스크(1)가 위치 결정된다.
다음에, 정반(4)과 마스크 탑재판(6)이 서로 서서히 가까워진다. 이 때, 피증착 기판(5)에 형성된 정렬 마크와, 마스크(1)(베이스 기판(2))에 형성된 정렬 마크를 CCD 카메라 등의 관찰계(45, 46)로 관찰하면서, 양 정렬 마크가 일치하도록, 피증착 기판(5)에 대하여 마스크(1)를 위치 결정한다. 피증착 기판(5)과 마스크(1)가 근접 혹은 밀착하면, 자석(7)과 플러그(8) 사이에 자기 흡인력이 작용한다.
피증착 기판(5)에 대한 마스크(1)의 위치 결정 시에, 자석(7)의 중심과 플러그(8)의 중심이 약간 어긋나더라도, 자석(7)에 비해 플러그(8)의 돌기부의 직경이 작기 때문에, 그 위치에서 자석(7)과 플러그(8) 사이에 자기 흡인력이 작용한다. 즉, 정렬 마크로 위치 결정한 상태가 자기의 영향으로 어긋나는 것을 회피할 수 있다.
다음에, 피증착 기판(5)과 마스크(1)가 밀착한 후에, 마스크(1)에 대한 마스크 탑재판(6)의 흡착력을 해제하고, 마스크(1)로부터 마스크 탑재판(6)을 상대적으로 분리한다. 마스크(1)는 자석(7)과 플러그(8) 사이의 자기 흡인력에 의해, 정반(4)의 하면에 피증착 기판(5)을 사이에 끼워 지지하고 있다. 필요에 따라, 피증착 기판(5)에 대한 정반(4)의 흡착력을 해제한다.
다음에, 정반(4), 피증착 기판(5) 및 마스크(1)의 일체물을, 증착용의 도시하지 않은 챔버 내로 반입한다. 챔버 내에서의 증착은 피증착 기판(5)의 아래쪽에 증착원을 배치하고, 또한 그 증착원으로부터의 입자를 위쪽을 향하여 방출시키는 것에 의해 행해진다. 증착원으로부터의 입자는 마스크(1)의 개구 패턴을 통과하여 피증착 기판(5)에 입사된다. 그 결과, 마스크(1)의 개구 패턴에 따른 성막 패턴이 피증착 기판(5)에 형성된다.
도 7은 도 1의 마스크(1)로 성막되는 패턴을 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 증착원으로부터의 입자가 마스크(1)의 개구 패턴(30)을 통과하면, 피증착 기판(5)의 일면에 개구 패턴(30)과 거의 동일 형상의 성막 패턴(11)이 형성된다. 마스크(1)에 의해 형성되는 성막 패턴(11)은 복수의 선형상 패턴이 그 선 형상 패턴의 짧은 방향(Y 방향)에 등간격으로 나열된 복수의 열(선 형상 패턴열)을 포함한다. 그들 복수의 선 형상 패턴열은 선 형상 패턴이 긴 방향(X 방향)에, 일정 간격으로 서로 이격하여 배치되어 있다.
본 예에서는 하나의 피증착 기판(5)에 대해 동일 마스크(1)를 이용하여 적어도 2회의 증착을 행한다. 즉, 피증착 기판(5)에 대해 1회째의 성막 패턴(11)의 증착 후, 피증착 기판(5)에 대한 마스크(1)의 상대 위치를 어긋나게 하고, 그 피증착 기판(5)에 대해 2회째의 성막 패턴(11)의 증착을 행한다. 이 때, 1회째에 형성된 성막 패턴(11)에 있어서의 복수의 선 형상 패턴열끼리의 사이의 영역에, 2회째의 성막 패턴(11)이 형성된다. 이에 따라, 피증착 기판(5)의 전면에 성막 패턴(11)이 형성된다. 또, 후술하는 바와 같이, 유기 EL 패널의 제조에 있어서는 상기한 2회의 성막을 R, G, B 각각에 대하여 행한다.
도 2에 나타낸 본 예의 마스크 지지 구조에서는 플러그(8) 형상의 최적화나, 강자장을 형성할 수 있는 자석(7)의 사용에 의해, 마스크(1)에 배치되는 플러그(8)가 소형이다. 따라서, 마스크(1)에서의 비개구부의 영역은 좁아도 좋다. 즉, 본 예의 마스크 지지 구조에서는 자기 흡인력을 이용하기 위한 플러그(8)를 마스크(1)에 배치하지만, 그것에 수반하는 마스크(1)의 개구율 감소가 억제 또는 회피된다. 그 때문에, 본 예의 마스크 지지 구조에서는 고효율의 패턴 레이아웃의 사용이 가능하다.
또, 본 예의 마스크 지지 구조에서는 피증착 기판(5) 쪽의 정반(4)에 자석(7)을 배치하고, 마스크(1)에 플러그(8)를 배치하고 있지만, 이것은 마스크(1)에 자석을 배치하면, 그 자석에 자기 흡인된 물체에 의해 마스크(1)가 파손될 위험이 있기 때문이다.
또한, 마스크(1)의 베이스 기판(2)에 대한 칩(3)의 교환 방법은 상기한 방법에 한정되지 않는다. 예컨대, 베이스 기판(2)에 접합하고 있는 칩(3)의 코너부를 파단 또는 절단 등에 의해 분리 가능하게 하고, 잔류한 파편이 간섭하지 않는 형상의 새로운 칩을 베이스 기판(2)에 접합하여도 좋다.
또한, 본 발명의 마스크 지지 구조를 증착법에 이용하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 마스크 지지 구조는 스퍼터법 또는 CVD법 등의 다른 성막 방법에도 적용 가능하다.
또한, 마스크(1), 자석(7), 플러그(8) 등의 각 구성 요소의 형상 및 그 수에 대해서는 적절히 변경 가능하고, 상기한 설명에 한정되는 것은 아니다.
도 8(a) 내지 도 8(d)는 플러그(8)의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8(a)의 플러그(8)는, 도 3의 예에 비하여, 기부(82)의 직경이 축 방향 바깥쪽을 향하여 커지고 있다. 도 8(a)의 기부(82)의 형상은, 예컨대, 자석으로부터의 자속이 기부(82)의 내부에 의해 더 유도되도록 정해진 것이다.
도 8(b)의 플러그(8)는 기부(82)의 평면 형상이, 장원(長圓)(타원 또는 장방형이라도 됨)으로 형성되어 있다. 적어도 가능한 방향으로 기부(82)를 확대하는 것에 의해, 자석으로부터의 자속을 플러그(8) 내로 많이 통하게 하는 것이 가능해진다.
도 8(c)의 플러그(8)는 하나의 기부(82)에 대하여 복수(본 예에서는 세 개)의 돌기부(83)가 형성되어 있고, 또한 기부(82)의 평면 형상이 장방형(장원 또는 타원이라도 됨)으로 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 자석으로부터의 많은 자속이 플러그(8)를 통하고, 자석과 플러그(8) 사이의 자기 흡인력의 향상이 도모된다.
도 8(d)의 플러그(8)는 돌기부(83)의 평면 형상이 장원(또는 장방형이어도 됨)으로 형성되어 있다. 또한, 기부(82)의 평면 형상이 장방형(장원 또는 타원이어도 됨)으로 형성되어 있다. 이 구성에 의해서도, 자석으로부터의 많은 자속이 플러그(8)를 통하여, 자석과 플러그(8) 사이의 자기 흡인력의 향상이 도모된다.
다음에, 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법의 일례로서, 유기 EL 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 9(a) 내지 도 9(c)는 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
본 예에서는 마스크(1)를 사용하여 피증착 기판(5)에 발광 재료를 성막한다. 발광 재료는, 예컨대, 유기 재료이다. 저분자의 유기 재료로서 트리(8-하이드록시 퀴놀린) 알루미늄(Alq3)이 있고, 고분자의 유기 재료로서 폴리 파라페닐렌 비닐렌(PPV)이 있다. 증착에 의해 발광 재료의 성막이 가능하다. 기판(5)은 복수의 유기 EL 장치(유기 EL 소자)를 형성하기 위한 것이고, 유기 기판 등의 투명 기판이다. 기판(5)에는, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 전극(예컨대, ITO 등으로 이루어지는 투명 전극)(501) 및 정공 수송층(502)이 형성되어 있다. 전자 수송층이 형성되어 있어도 좋다.
우선, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 마스크(1)를 통해 적색의 발광 재료를 기판(5) 상에 성막하고, 적색 발광층(503)을 형성한다. 이어서, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 마스크(1)의 위치를 옮겨서, 녹색의 발광 재료를 기판(5) 상에 성막하고, 녹색 발광층(504)을 형성한다. 또한, 계속하여, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 마스크(1)의 위치를 재차 옮겨서, 청색의 발광 재료를 기판(5) 상에 성막하고, 청색 발광층(505)를 형성한다.
여기서, 도 1에 나타낸 마스크(1)에서는, 베이스 기판(2)에 복수의 개구부(20)가 형성되고, 각각의 개구부(20)에 칩(3)이 배치되어 있다. 이러한 마스크(1)를 이용함으로써, 대화면에 대응한 유기 EL 장치를 고정밀도로 제조할 수 있다.
베이스 기판(2)에 칩(3)을 접착 고정한 마스크(1)를 이용하여 유기 발광층(503, 504, 505)의 증착을 행하는 경우, 진공 챔버 내에서, 마스크(1)와 기판(5) 의 접촉이 복수회 반복된다. 또한, 칩(3)에 부착된 유기막을 O2 플라즈마 등으로 제거하는 작업 등에서 물리적으로 칩(3)에 물체가 접촉하는 일도 있다. 이와 같은 일로부터, 칩(3)이 파손, 손상될 경우가 있다. 일부의 칩(3)에 파손, 손상이 생긴 경우에는, 칩(3)의 교환 등에 의해 그 보수를 행한다. 베이스 기판(2)에 대하여 복수의 칩(3)이 배치되어 있는 마스크(1)를 채용함으로써, 그 문제(파손, 손상 등)가 생긴 일부 칩(3)을 새로운 것으로 교환하면 되고, 제조 비용의 감소에 유리하다.
도 10은 상술한 제조 방법으로 제조된 유기 EL 장치의 개략 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 유기 EL 장치는 기판(5), 전극(501), 정공 수송층(502), 적색 발광층(503), 녹색 발광층(504), 청색 발광층(505) 등을 갖는다. 발광층(503, 504, 505) 상에는 전극(506)이 형성되어 있다. 전극(506)은, 예컨대, 음극 전극이다. 본 예의 유기 EL 장치는 표시 장치(디스플레이)로서 바람직하게 적용된다. 발광층(503, 504, 505)의 패턴 어긋남이 적은 유기 EL 장치를 이용함으로써, 얼룩이 없는 선명한 대화면의 표시 장치가 제공된다.
도 11은 본 발명에 따른 전자기기의 일례를 나타내는 사시도이다.
이 도면에 나타내는 휴대 전화(1300)는 상기한 유기 EL 장치가 적용된 작은 크기의 표시부(1301)와, 복수의 조작 버튼(1302)과, 수화구(1303)와, 송화구(1304)를 구비한다.
본 발명의 전기 광학 장치는 상기 휴대 전화에 한하지 않고, 전자책, 퍼스널 컴퓨터, 디지털 스틸 카메라, 액정 텔레비전, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형 비디오 테이프 레코더, 카 네비게이션 장치, 호출기, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등등, 각종 전자기기에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 전기 광학 장치로서는 유기 EL 장치에 한하지 않고, 액정 장치, 플라즈마 디스플레이 장치(PDP), 전계 방출 디스플레이(FED) 등에도 바람직하게 적용된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 외의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 첨부한 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.
본 발명에 의하면, 대형 피성막 기판에 대응하는 마스크의 꺾임이나 휨이 적은 마스크 지지 구조를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 베이스 기판과 칩을 갖는 마스크를 지지하는 마스크 지지 구조로서,
    피성막 기판을 사이에 두고 상기 마스크가 배치되는 하면을 갖는 정반(bed plate)과,
    상기 정반에 배치되는 자석과,
    상기 베이스 기판에 배치되고, 상기 자석에 흡인되는 플러그
    를 구비하는 마스크 지지 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석과 상기 플러그 사이의 자기 흡인력(magnetic attraction force)은 상기 마스크에서의 복수의 개소에서 발생하는 마스크 지지 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플러그는 상기 자석에 대향하는 돌기부를 갖는 마스크 지지 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플러그는 상기 베이스 기판의 하면에 접촉되는 접촉면과, 상기 접촉면으로부터 돌출하고 또한 상기 베이스 기판에 삽입되는 돌기부를 갖는 마스크 지지 구조.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 상기 플러그의 상기 돌기부가 배치되는 복수의 구멍을 갖는 마스크 지지 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 플러그와의 대향 방향으로 연장하는 주상 형상을 갖는 마스크 지지 구조.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플러그는 상기 자석에 대향하고, 또한 상기 자석에 비해 직경이 작은 돌기부를 갖는 마스크 지지 구조.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석은 희토류 자석(rare-earth magnet)인 마스크 지지 구조.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 플러그는 연자성 재료로 이루어지는 마스크 지지 구조.
  10. 청구항 1에 기재된 마스크 지지 구조를 이용하여 피성막 기판에 박막 패턴을 형성하는 성막 방법.
  11. 청구항 10에 기재된 성막 방법을 이용하여 박막 패턴을 형성하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  12. 청구항 11에 기재된 제조 방법으로 제조된 전기 광학 장치를 구비하는 전자기기.
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