KR20140018232A

KR20140018232A - 증착 장치 및 증착 방법

Info

Publication number: KR20140018232A
Application number: KR1020137021171A
Authority: KR
Inventors: 히로지 나루미; 마사히로 이치하라; 히로유키 다무라; 에이이치 마츠모토; 미유키 다지마; 히로아키 나가타; 마사키 요시오카
Original assignee: 캐논 톡키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2014-02-12
Also published as: JP2012167309A; WO2012108426A1; TW201247912A; JP5616812B2; KR101941305B1

Abstract

본 발명은, 소형의 증착 마스크(2)로도 대형의 기판(4)을 이격 상태에서 상대 이동시킴으로써 넓은 범위에 증착 마스크에 의한 성막 패턴의 증착막을 증착할 수 있고, 증착 마스크의 온도 상승을 충분히 억제하여 증착 마스크(2)를 일정한 온도로 유지할 수 있기 때문에, 증착 마스크의 열에 의한 일그러짐을 방지할 수 있으며, 고정밀도의 증착을 수행할 수 있는 획기적인 증착 장치를 제공한다. 이 증착 장치는, 기판(4)과 증착 마스크(2)를 이격 상태로 배치하고, 이 기판(4)과 증발원(1) 사이에 제한용 개구부(5)를 마련한 비산 제한부를 구성하는 마스크 홀더(6)를 배치하며, 이 마스크 홀더(6)에 상기 증착 마스크(2)를 접합시켜 부설하고, 이 마스크 홀더(6)에 증착 마스크(2)의 온도를 유지하는 온도 제어 기구(9)를 설치하며, 기판(4)을 이 증착 마스크(2)에 대해 상대 이동함으로써 증착 마스크(2)보다 넓은 범위에 정밀도가 높은 성막 패턴의 증착막을 형성할 수 있는 증착 장치이다.

Description

증착 장치 및 증착 방법{DEPOSITION APPARATUS AND DEPOSITION METHOD}

본 발명은 증착 마스크에 의해 성막 패턴의 증착막을 기판 상에 형성시키는 증착 장치 및 증착 방법에 관한 것이다.

최근 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치가 CRT나 LCD를 대체할 표시 장치로서 주목받고 있다.

이 유기 EL 표시 장치 등의 유기 EL 디바이스는 기판에 전극층과 복수개의 유기층을 적층한 발광층을 적층 형성하고, 추가로 밀봉층을 피복 형성한 구성으로서, 자발광(自發光)이며, LCD에 비해 고속 응답성이 뛰어나, 고시야각 및 고콘트라스트를 실현할 수 있는 것이다.

이러한 유기 EL 디바이스는, 일반적으로 진공 증착법에 의해 제조되며, 진공 챔버 내에서 기판과 증착 마스크를 얼라인먼트하여 밀착시켜 증착을 행하고, 이 증착 마스크에 의해 원하는 성막 패턴의 증착막을 기판에 형성한다.

또한, 이러한 유기 EL 디바이스의 제조에 있어서는, 기판의 대형화에 따라 원하는 성막 패턴을 얻기 위한 증착 마스크도 대형화되는데, 이 대형화를 위해서는 증착 마스크를 장력을 가한 상태에서 마스크 프레임에 용접 고정하여 제작해야 하기 때문에 대형의 증착 마스크의 제조는 용이하지 않으며, 또한 이 장력이 충분하지 않으면 마스크의 대형화에 따라 마스크 중심에 일그러짐이 생겨 증착 마스크와 기판의 밀착도가 저하되어 버리거나, 이들을 고려하기 위해 마스크 프레임이 대형화되고, 정밀도를 얻기 위해 두께 증가나 증량 증가가 현저해진다. 또한, 마스크 프레임에는 열팽창에 의한 마스크 정밀도의 저하를 방지하기 위해, 선팽창 계수가 작은 인바(invar)재가 사용되고 있는데 고가이다.

이와 같이 기판 사이즈의 대형화에 따라 증착 마스크의 대형화가 요구되고 있는데, 고정세(高精細)한 마스크의 대형화는 어려우며, 또한 제작할 수 있다고 해도 상기한 일그러짐의 문제로 인해 실용상 다양한 문제를 발생시키고 있다.

또한, 예컨대, 일본 특허 공표 제2010-511784호 등에 개시된 바와 같이, 기판과 증착 마스크를 이격 배치하고, 증발원과 지향성을 가진 증발 입자를 발생시키는 개구부에 의해 유기 발광층을 고정밀도로 성막시키는 방법도 있는데, 상기 증발원과 지향성을 발생시키는 상기 개구부가 일체 구조를 하고 있으며, 개구부로부터 증발 입자를 발생시키려면 상기 일체 구조를 고온으로 가열하는 구성으로 되어 있기 때문에, 증발원으로부터의 복사열을 증착 마스크로 받게 되어, 증착중인 마스크 온도를 일정하게 유지하는 효과가 없고, 증착 마스크의 열팽창에 의한 성막 패턴의 위치 정밀도의 저하를 방지할 수 없다.

즉, 증착 마스크가 고온이 되어 열팽창에 의해 신장해 버리므로, 마스크 개구부 자체 및 마스크 개구부의 피치간 거리가 신장하게 되어, 증착 마스크로 형성되는 기판 상의 성막 패턴 자체의 정밀도나 성막 패턴의 배열 정밀도가 저하되어 버린다.

나아가, 기판과 증착 마스크를 이격 배치하여 상대 이동시키는 구성으로 함으로써, 작은 증착 마스크로도 넓은 범위로 원하는 성막 패턴을 대형 기판에 증착시킬 수 있는데, 기판과 증착 마스크가 이격되어 있기 때문에, 이 증착 마스크의 온도 상승은 한층 더 피하기 어려워져, 증착 마스크에 전술한 바와 같이 온도 상승에 의한 열변형이나 일그러짐을 발생하여 증착 정밀도가 현저하게 떨어져 버리게 된다.

지금까지와 같이 기판과 증착 마스크를 밀착 중첩시켜 증착하는 경우에는, 증착 마스크에의 복사열은 기판으로 빠져나가 방열되게 된다.

그러나, 기판과 증착 마스크를 이격 상태인 채로 기판을 상대 이동시키는 구성으로 하면, 전술한 바와 같이 증착 마스크의 온도 상승이 현저하여 이 열팽창에 의한 일그러짐이 발생하고 성막 패턴의 위치 정밀도가 현저하게 떨어져 버린다.

특허문헌 1: 일본 특허 공표 제2010-511784호 공보

본 발명은 이러한 다양한 문제를 해결하며, 기판의 대형화에 따라 증착 마스크를 동등하게 대형화시키지 않고 기판보다 소형의 증착 마스크로도, 기판을 이격 상태에서 상대 이동시킴으로써 넓은 범위에 증착 마스크에 의한 성막 패턴의 증착막을 증착할 수 있으며, 또한 이격 상태인 채로 상대 이동시킴으로써 구조도 간이하고 효율적으로 신속하게 증착할 수 있으며, 게다가 증착 마스크가 이격 상태인 채여도 제한용 개구부를 증발원과 증착 마스크 사이에 마련함으로써, 증발 입자의 비산 방향을 제한하여 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부로부터의 증착 입자를 통과시키지 않고 성막 패턴의 중첩을 방지하며, 이 제한용 개구부를 마련한 비산 제한부를 갖는 마스크 홀더에 증착 마스크를 접촉시켜 부설(付設)한 구성으로 하고, 이 마스크 홀더 또는 증착 마스크 중의 적어도 하나에 증착 마스크의 온도를 유지하는 온도 제어 기구를 마련함으로써, 이 마스크 홀더는 비산 제한부로서의 기능뿐만 아니라 증발원으로부터의 복사열의 입사를 억제하고 증착 마스크 온도 상승을 억제하는 온도 유지 기능을 발휘하여, 증착 마스크의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 이에 따라 증착 마스크의 열에 의한 일그러짐을 방지하여, 기판과 증착 마스크를 이격 상태에서 상대 이동시키는 구성이면서, 고정밀도의 증착을 수행할 수 있는 증착 장치 및 증착 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

특히 유기 EL 디바이스를 제조함에 있어서, 기판의 대형화에 대응할 수 있고, 유기 발광층의 증착도 정밀하게 수행할 수 있으며, 마스크 접촉에 의한 기판, 증착 마스크, 증착막의 손상도 방지할 수 있고, 기판보다 작은 증착 마스크에 의해 고정밀도의 증착을 실현할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조용 증착 장치 및 증착 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 요지를 설명한다.

증발원(1)으로부터 증발한 성막 재료를, 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)를 통해 기판(4) 상에 퇴적하여, 이 증착 마스크(2)에 의해 정해진 성막 패턴의 증착막이 기판(4) 상에 형성되도록 구성한 증착 장치에 있어서, 상기 증발원(1)과 이 증발원(1)에 대향 상태로 배치하는 상기 기판(4)과의 사이에, 상기 증발원(1)으로부터 증발한 상기 성막 재료의 증발 입자의 비산 방향을 제한하는 제한용 개구부(5)를 마련한 비산 제한부를 갖는 마스크 홀더(6)를 배치하고, 이 마스크 홀더(6)에 상기 기판(4)과 이격 상태로 배치하는 상기 증착 마스크(2)를 접합시켜 부설하며, 이 마스크 홀더(6) 또는 증착 마스크(2)중의 적어도 하나에 증착 마스크(2)의 온도를 유지하는 온도 제어 기구(9)를 구비하고, 상기 기판(4)을, 상기 증착 마스크(2)를 부설한 상기 마스크 홀더(6) 및 상기 증발원(1)에 대해, 상기 증착 마스크(2)와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동 가능하게 구성하여, 이 상대 이동에 의해 상기 증착 마스크(2)보다 넓은 범위에 이 증착 마스크(2)에 의해 정해지는 성막 패턴의 증착막이 기판(4) 상에 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 감압 분위기로 할 증착실(7) 내에, 상기 성막 재료를 수납한 상기 증발원(1)과, 이 증발원(1)의 증발구부(8)로부터 증발한 상기 성막 재료의 증발 입자가 통과하는 상기 마스크 개구부(3)를 마련한 상기 증착 마스크(2)를 배치하고, 상기 증발구부(8)를 복수개 병설하며, 상기 증착 마스크(2)와 이격 상태로 위치 맞춤하는 기판(4)에, 상기 복수개의 증발구부(8)로부터 비산하는 증발 입자가 상기 마스크 개구부(3)를 통과하여 퇴적하고 증착 마스크(2)에 의해 정해지는 성막 패턴의 증착막이 상기 기판(4)에 형성되도록 구성하며, 이 증발원(1)과 이 증발원(1)과 대향 상태로 배치하는 상기 기판(4)과의 사이에, 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 상기 증발구부(8)로부터의 증발 입자를 통과시키지 않는 상기 제한용 개구부(5)를 마련한 상기 비산 제한부를 갖는 상기 마스크 홀더(6)를 배치하고, 이 마스크 홀더(6)에 상기 기판(4)과 이격 상태로 배치하는 상기 증착 마스크(2)를 접합시켜 부설하고, 이 마스크 홀더(6) 또는 상기 증착 마스크(2)중의 적어도 하나에 증착 마스크(2)의 온도 상승을 억제하고 온도를 일정하게 유지하는 상기 온도 제어 기구(9)를 마련하며, 상기 기판(4)을, 상기 증착 마스크(2)를 부설한 상기 마스크 홀더(6) 및 상기 증발원(1)에 대해 이 증착 마스크(2)와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동시켜, 이 상대 이동 방향으로 상기 증착 마스크(2)의 상기 성막 패턴의 증착막을 연속하게 하여 상기 기판(4)보다 작은 상기 증착 마스크(2)로도 넓은 범위에 증착막이 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 기판(4)의 상대 이동 방향에 대해 직교하는 횡방향으로 상기 증발원(1)의 상기 증발구부(8)를 복수개 병설하고, 상기 마스크 홀더(6)에 마련하는 상기 비산 제한부의 상기 제한용 개구부(5)를 상기 횡방향을 따라 복수개 병설하여, 상기 각 증발구부(8)로부터 증발하는 증발 입자가, 대향하는 상기 제한용 개구부(5)만을 통과하고 또한 이 제한용 개구부(5)와 대향하는 상기 증착 마스크(2)의 상기 마스크 개구부(3)를 통해 상기 기판(4) 상에 상기 성막 패턴의 증착막이 형성되며, 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 상기 증발구부(8)로부터의 증발 입자는 부착 포착되게 상기 제한용 개구부(5)에 의해 상기 증발 입자의 비산 방향이 제한되도록 구성한 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6)의 상기 기판(4)측의 단부에, 상기 증착 마스크(2)를 부설한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6)의 상기 기판(4)측의 단부에, 상기 증착 마스크(2)를 장력을 부여하여 팽팽하게 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6)는, 상기 기판(4)의 상대 이동 방향으로 장력을 부여하여 상기 증착 마스크(2)를 팽팽하게 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 5에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 증착 마스크(2)는, 상기 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수매 분할한 구성으로 하고, 이 분할한 증착 마스크(2)를 상기 마스크 홀더(6)에 상기 횡방향으로 병설 상태로 부설한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 증발원(1)의 상기 증발구부(8)를 상기 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개 병설하고, 이 하나 또는 복수개의 증발구부(8)마다 각각 대향 상태로 상기 제한용 개구부(5)를 마련한 상기 비산 제한부를 갖는 상기 마스크 홀더(6)의 각 제한용 개구부(5)를 덮도록, 상기 증착 마스크(2)를 마스크 홀더(6)의 상기 기판(4)측의 단부에 부설한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6)의 상기 제한용 개구부(5) 사이에, 상기 기판(4)의 상대 이동 방향으로 연장되는 리브부(24)를 마련하고, 이 리브부(24)의 상기 기판(4)측 선단면에, 상기 각 제한용 개구부(5)에 마련하는 상기 증착 마스크(2)를 지지하여 접합하는 마스크 부착 지지면(23)을 마련한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6)는, 상기 기판(4)의 상대 이동 방향으로 연장되어, 상기 증착 마스크(2)를 마스크 홀더(6)에 팽팽하게 설치할 때 증착 마스크(2)에 부여되는 장력에 의한 마스크 홀더(6)의 변형을 방지하기 위해, 팽팽하게 설치하는 방향에서의 마스크 홀더(6)의 강성을 향상시키는 리브부(24)를, 상기 제한용 개구부(5) 사이에 마련한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 온도 제어 기구(9)는, 상기 마스크 홀더(6)의 상기 제한용 개구부(5)의 주위 또는 이 제한용 개구부(5) 사이에, 열교환하여 온도 제어되는 매체를 유통시키는 매체로(12) 또는 히트 파이프(22)를 설치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 온도 제어 기구(9)는, 상기 제한용 개구부(5)의 주위 또는 이 제한용 개구부(5) 사이에, 매체를 유통시키는 상기 매체로(12) 또는 상기 히트 파이프(22)를 상기 마스크 홀더(6) 내에 설치하여 구성하고, 상기 기판(4)과 상기 증발원(1)의 대향 방향으로 복수단 마련한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 청구항 11에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 온도 제어 기구(9)는, 상기 마스크 홀더(6) 내에, 상기 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)와 상기 기판(4)측 피온도 제어부(9B)를 구비하고, 각 피온도 제어부(9A, 9B)에 각각 독립적으로 매체를 유통시키는 상기 매체로(12) 또는 각각 독립된 상기 히트 파이프(22)를 내장한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 청구항 12에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 온도 제어 기구(9)는, 상기 매체로(12) 내부 또는 상기 히트 파이프(22) 내부에서 생기는 온도 구배가, 상기 대향 방향으로 마련한 각각의 단끼리 서로 다른 방향으로 발생되도록, 상기 매체로(12) 또는 상기 히트 파이프(22)를 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 청구항 11에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 온도 제어 기구(9)는, 상기 매체로(12) 또는 상기 히트 파이프(22)를 상기 리브부(24) 내에 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 청구항 9에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 온도 제어 기구(9)는, 상기 리브부(24) 내에 배치한 상기 매체로(12) 내부 또는 상기 히트 파이프(22) 내부에서 생기는 온도 구배가, 인접하는 상기 리브부(24) 사이에서 서로 다른 방향으로 발생되도록, 상기 매체로(12) 또는 상기 히트 파이프(22)를 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 청구항 15에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6)는, 상기 제한용 개구부(5)의 형상을, 상기 기판(4)측의 개구 면적보다 상기 증발원(1)측의 개구 면적이 작은 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6)의 상기 제한용 개구부(5) 사이에, 상기 독립된 상기 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)와 상기 기판(4)측 피온도 제어부(9B)를 마련하여, 상기 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)의 상기 매체로(12)의 매체 유량 또는 매체와의 접촉 면적, 또는 상기 히트 파이프(22)의 수, 또는 히트 파이프(22)의 단면적을, 상기 기판(4)측 피온도 제어부(9B)보다 증대시켜 이 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)의 온도 제어 능력을 높인 것을 특징으로 하는 청구항 13에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 증착 마스크(2)의 상기 기판(4)측의 표면에, 상기 마스크 개구부(3)의 주위 또는 이 마스크 개구부(3) 사이에, 열교환하여 온도 제어되는 매체를 유통시키는 매체로(12) 또는 상기 히트 파이프(22)를 배치하여, 상기 증착 마스크(2)에 상기 온도 제어 기구(9)를 마련한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 증발원(1)의 상기 증발구부(8)는, 상기 기판(4)의 상대 이동 방향으로 길고 이와 직교하는 횡방향으로 폭이 좁은 슬릿형으로 한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 기판(4)과 상기 증착 마스크(2)가 이격 상태에서 증착되고 이 증착 마스크(2)에 의한 성막 패턴의 증착막이 기판(4)에 형성될 때, 이 증착막의 측단 경사 부분인 음영(SH)은, 상기 기판(4)과 상기 증착 마스크(2)의 갭을 G, 상기 증발구부(8)의 상기 횡방향의 개구 폭을 φx, 이 증발구부(8)와 상기 증착 마스크(2)의 거리를 TS라고 하면, 하기 식으로 표시되며, 이 음영(SH)이 인접하는 증착막과의 간격(PP)에 도달하지 않도록, 상기 증발구부(8)의 상기 개구 폭(φx)을 작게 설정하여 상기 갭(G)을 크게 설정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 청구항 20에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

[수학식 1]

SH=φx×G/TS＜PP

또한, 상기 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개 병설하는 상기 증발구부(8) 전부 또는 그 일부는, 하나의 상기 증발원(1)에 마련한 구성으로 하고, 상기 성막 재료를 가열하는 증발 입자 발생부(26)와, 이 증발 입자 발생부(26)로부터 발생한 상기 증발 입자를 확산시켜 압력을 균일화하는 가로로 긴 확산부(27)로 상기 증발원(1)을 구성하며, 이 가로로 긴 확산부(27)에 상기 증발구부(8)를 상기 횡방향으로 복수개 병설 형성한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 증발원(1)의 상기 증발구부(8)를 상기 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개 병설하고, 각 증발구부(8)를 상기 증발원(1)의 상기 기판(4)측을 향해 돌출하는 증발구부 형성용 돌출부(28)의 선단부에 마련하며, 이 증발구부 형성용 돌출부(28)의 주위 또는 이 증발구부 형성용 돌출부(28) 사이에, 상기 증발원(1)의 열을 차단하는 열차단부(19)를 배치한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 증착 마스크(2)의 상기 마스크 개구부(3)는, 상기 기판(4)의 상기 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개 병설한 구성으로 하고, 이 각 마스크 개구부(3)는, 상기 상대 이동 방향으로 긴 슬릿형으로 형성하거나 또는 개구부를 상기 상대 이동 방향으로 복수개 병설하고, 이 상대 이동 방향의 토탈 개구 길이를 상기 제한용 개구부(5)의 중앙부로부터 상기 횡방향으로 떨어질수록 길어지도록 설정한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 기판(4)에 증착되는 성막 패턴을 결정하는 상기 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)의 상기 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향에서의 형성 피치를, 상기 증착막의 성막 패턴의 피치보다 상기 기판(4)과 상기 증착 마스크(2) 간의 갭(G)과, 상기 기판(4)과 상기 증발원(1) 간의 거리 중 적어도 어느 하나의 대소에 상응한 차이분만큼 좁게 설정하고, 상기 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)의 상기 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향에서의 개구 치수를, 상기 증착막의 성막 패턴의 패턴폭보다, 상기 갭(G), 상기 거리, 상기 증발원(1)의 상기 증발구부(8)의 상기 횡방향에서의 개구 폭(φx) 중 적어도 어느 하나의 대소에 상응한 차이분만큼 넓게 설정한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6)는, 증착 장치에 대해 탈착 가능하도록 상기 온도 제어 기구(9)와 연결부(25)를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6) 또는 마스크 홀더(6)에 부설한 상기 증착 마스크(2)중의 적어도 하나에 부착된 성막 재료를 세정하는 세정 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 홀더(6) 또는 마스크 홀더(6)에 부설한 상기 증착 마스크(2)중의 적어도 하나에 부착된 성막 재료를 회수하는 재료 회수 기구(17)를 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 기판(4)과 상기 증착 마스크(2)의 사이에, 제2 증착 마스크(10)를 배치한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 제2 증착 마스크(10)의 제2 마스크 개구부(11)는, 이 제2 증착 마스크(10)보다 상기 증발원(1)측에 위치하는 상기 증착 마스크(2)의 상기 마스크 개구부(3)에 비해, 적어도 상기 기판(4)의 상기 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향의 개구 패턴은 동일 패턴으로 마련하며, 개구부 형성 피치는 상기 기판(4)과의 거리의 차이에 대응하여 서로 다른 형성 피치로 하고, 개구부 폭은 동일하거나 협폭으로 되도록 마련한 것을 특징으로 하는 청구항 29에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 제2 증착 마스크(10)는, 이보다 상기 증발원(1)측에 위치하는 상기 증착 마스크(2)보다 선팽창 계수가 큰 재료로 형성한 것을 특징으로 하는 청구항 29에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 성막 재료를, 유기 재료로 한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 증착 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 청구항 1 내지 32 중 어느 한 항에 기재된 증착 장치를 이용하여, 상기 기판(4) 상에 상기 증착 마스크(2)에 의해 정해진 성막 패턴의 증착막을 형성하는 것을 특징으로 하는 증착 방법에 관한 것이다.

본 발명은 전술된 바와 같이 구성했으므로, 기판의 대형화에 따라 증착 마스크를 동등하게 대형화시키지 않고 기판보다 소형의 증착 마스크로도, 기판을 이격 상태에서 상대 이동시킴으로써 넓은 범위에 증착 마스크에 의한 성막 패턴의 증착막을 증착할 수 있으며, 또한 이격 상태인 채로 상대 이동시킴으로써 구조도 간이하고 효율적으로 신속하게 증착할 수 있으며, 게다가 증착 마스크가 이격 상태인 채에서도 제한용 개구부를 증발원과 증착 마스크 사이에 마련함으로써, 증발 입자의 비산 방향을 제한하여 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부로부터의 증착 입자를 통과시키지 않고 성막 패턴의 중첩을 방지하고, 이 제한용 개구부를 마련한 비산 제한부를 갖는 마스크 홀더에 증착 마스크를 접촉시켜 부설한 구성으로 하며, 이 마스크 홀더 또는 증착 마스크 중의 적어도 하나에 증착 마스크의 온도를 유지하는 온도 제어 기구를 마련함으로써, 이 마스크 홀더는 비산 제한부로서의 기능뿐만 아니라 증발원으로부터의 복사열의 입사를 억제하고 증착 마스크의 온도 상승을 억제하는 온도 유지 기능을 발휘하여 증착 마스크의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 이에 따라 증착 마스크의 열에 의한 일그러짐을 방지하여, 기판과 증착 마스크를 이격 상태에서 상대 이동시키는 구성이면서, 고정밀도의 증착을 수행할 수 있는 증착 장치 및 증착 방법이 된다.

특히 유기 EL 디바이스를 제조함에 있어서, 기판의 대형화에 대응할 수 있고, 유기 발광층의 증착도 정밀하게 수행할 수 있으며, 마스크 접촉에 의한 기판, 증착 마스크, 증착막의 손상도 방지할 수 있고, 기판보다 작은 증착 마스크에 의해 고정밀도의 증착을 실현할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조용의 증착 장치 및 증착 방법이 된다.

또한, 청구항 2, 3에 기재된 발명에 있어서는, 한층 더 본 발명의 작용·효과가 양호하게 발휘되며, 한층 더 실용성이 뛰어난 증착 장치가 된다.

또한, 청구항 4, 5에 기재된 발명에 있어서는, 증착 마스크를 증발원으로부터 가장 이격된 기판측의 단부에서 마스크 홀더에 부설하므로, 증발원으로부터의 복사열의 입사를 더 억제할 수 있고, 또한 증착 마스크에 부여한 장력은, 마스크 홀더의 온도 유지 기능에 의해 안정적으로 유지되는 것이다.

또한, 청구항 6에 기재된 발명에 있어서는, 증착 마스크에 대해 기판의 상대 이동 방향으로 장력을 부여하므로, 증착 마스크가 휘지 않게 되어, 휨에 의해 발생하던 성막 오차가 없어진다.

또한, 청구항 7에 기재된 발명에 있어서는, 복수매로 분할한 작은 증착 마스크로도 대형의 기판에 성막할 수 있으므로, 증착 마스크의 제작이 용이해진다.

또한, 청구항 8에 기재된 발명에 있어서는, 각 증발구부마다의 막 두께 분포 특성에 의거하여 이 각 증착 영역마다 균일화를 도모하도록, 마스크 개구부를 개별적으로 설정한 증착 마스크를 병설하거나, 이들 증착 마스크를 개별적으로 교체할 수 있도록 구성 가능해지는 등 한층 더 실용성이 뛰어나다.

또한, 청구항 9, 10에 기재된 발명에 있어서는, 기판의 상대 이동 방향으로 연장시켜 마련한 리브부에 의해, 증착 마스크의 장력에 의한 마스크 홀더의 변형을 방지할 수 있고, 증착 마스크의 장력을 유지할 수 있으며, 또한 마스크 부착 지지면을 마련함으로써, 증착 마스크의 마스크 홀더에의 지지 및 접합을 강고하게 수행할 수 있다.

또한, 청구항 11에 기재된 발명에 있어서는, 증착 마스크 또는 이 증착 마스크의 열을 전도하는 부위가 될 마스크 홀더에 온도 제어 기구를 용이하게 마련할 수 있고, 증착 마스크를 일정한 온도로 유지하여 이 증착 마스크의 열팽창을 억제하며, 고정밀도의 성막 패턴으로 증착할 수 있는 것을 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 청구항 12~19에 기재된 발명에 있어서는, 증착 마스크를 일정한 온도로 유지하는 온도 유지 기능이 한층 더 높아지게 되고, 또한 예컨대 증발 입자가 다량으로 부착되는 증발원측의 마스크 홀더의 온도 유지 기능을 높일 수 있다.

즉, 예컨대 마스크 홀더에 복수단 마련한 피온도 제어부 중, 증발원측의 피온도 제어부에서 증발원에서 유래된 열을 흡수하고, 기판측(증착 마스크측)의 피온도 제어부에서 추가로 열을 흡수하여 증착 마스크의 온도를 일정하게 유지할 수 있어, 한층 더 상기 온도 유지 기능이 높아지게 된다.

나아가 청구항 14에 기재된 발명에 있어서는, 예컨대 하단(下段)측에서는 증발원으로부터 마스크측을 향하는 방향으로 온도 구배를 발생시키고, 상단(上段)측에서는, 증착 마스크로부터 증발원측을 향하는 방향으로 온도 구배를 발생시킨 경우에는, 증발원으로부터의 고온의 복사열이 마스크 홀더 하단에 입사해도 상기 하단부의 온도 상승을 한층 더 억제할 수 있고, 상단측에서는, 증착 마스크로부터 증발원측을 향하는 방향으로 온도 구배를 발생시켜, 증발원으로부터의 고온의 복사열이 증착 마스크에 입사해도 상기 증착 마스크의 온도 상승을 한층 더 억제할 수 있다.

또한, 청구항 15에 기재된 발명에 있어서는, 증발원으로부터의 고온의 복사열이 리브부에 입사해도 상기 리브부의 온도 상승을 억제하고, 마스크 홀더 단부에 부설한 증착 마스크의 열팽창을 억제할 수 있다.

또한, 청구항 16에 기재된 발명에 있어서는, 증발원으로부터의 고온의 복사열이 리브부나 마스크 홀더에 입사해도, 마스크 홀더 내에서의 온도 분포가 균일해지므로, 마스크 홀더의 온도 상승을 한층 더 억제하고, 마스크 홀더 단부에 부설한 증착 마스크의 열팽창을 한층 더 억제할 수 있다.

또한, 청구항 17에 기재된 발명에 있어서는, 마스크 홀더의 제한용 개구부의 형상을, 기판측의 개구 면적보다 증발원측의 개구 면적이 작은 형상으로 했으므로, 증발원으로부터 증발한 성막 재료의 증발 입자를 제한용 개구부의 증발원측에서 보다 많이 포착할 수 있게 되어, 제한용 개구부의 기판측, 즉 증발 마스크에 부착되는 성막 재료를 저감할 수 있고, 증착 마스크의 교환 사이클을 장시간화할 수 있으며, 마스크 홀더를 교환한 후에 부착된 성막 재료의 회수를 하기가 쉬워진다.

또한, 청구항 19에 기재된 발명에 있어서는, 증착 마스크 자체를 온도 제어하기 때문에 효율이 좋고, 또한 예컨대 추가로 상기 마스크 홀더에도 온도 제어 기구를 마련함으로써 온도 유지 기능이 더 향상되며, 또한 기판과 증착 마스크와의 이격 부분(갭)을 이용하여 온도 제어 기구의 일부를 구성하는 매체로나 히트 파이프를 설치할 수 있으므로, 매체로나 히트 파이프의 레이아웃의 자유도를 확보할 수 있다.

또한, 청구항 20에 기재된 발명에 있어서는, 증발원의 증발구부의 개구 폭을 좁힘으로써, 기판과 증착 마스크와의 갭에 의해 생기는 (이 갭의 크기, 증발원과의 거리에 의해서도 변화되는) 상기 성막 패턴의 음영(증착막의 측단 경사 부분의 돌출량)을 한층 더 억제할 수 있고, 또한 증발구부의 개구 길이를 상대 이동 방향으로 길게 함으로써 증발 레이트를 높일 수 있다.

특히 청구항 21에 기재된 발명에 있어서는, 증발구부의 개구 폭을 좁힘으로써, 예컨대 RGB를 차례로 성막하는 경우에, 인접하는 증착막(인접 화소)에 도달할 정도의 음영이 생기는 것을 방지할 수 있고, 또한 이와 같이 증발구부의 개구 폭을 좁힘으로써 기판과 증착 마스크와의 갭을 크게 취할 수 있게 되어, 전술한 제한용 개구 사이의 마스크 부착 지지면을 넓게 취하거나, 증착 마스크 자체에 온도 제어 기구를 마련할 수 있는 등 한층 더 우수한 증착 장치가 된다.

또한 청구항 22에 기재된 발명에 있어서는, 하나의 증발원으로서 복수개의 증발구부를 병설하는 구성으로 했기 때문에, 하나의 증발원에서 증발 입자의 발생량이나 분출 압력 등의 조정이나 제어를 수행할 수 있고, 특히 증발원에 가로로 긴 확산부를 마련하며, 여기에 복수개의 증발구부를 병설함으로써 압력의 균일화를 도모할 수 있고, 병설된 복수개의 증발구부 사이에서의 압력의 균일화를 도모할 수 있게 된다.

또한, 청구항 23에 기재된 발명에 있어서는, 증발원에 증발구부 형성용 돌출부를 예컨대 상기 가로로 긴 확산부에 (기판측을 향해) 돌출 형성하고, 이 각 돌출부의 선단부에 상기 증발구부를 마련한 구성으로 함으로써, 증발구부 이외의 가열 범위 즉 증발원의 고열 범위로부터의 복사열을, 예컨대 냉각 부재 등의 열차단부(증발원에 마련하는 온도 제어부로서 기능하는 것)에 의해 차단할 수 있기 때문에, 한층 더 증착 마스크의 온도 상승을 억제하여 증착 마스크의 온도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 청구항 24에 기재된 발명에 있어서는, 기판의 상대 이동에 의해 증착 마스크의 마스크 개구부의 횡방향의 배열에 의해 결정되는 성막 패턴의 증착막을 형성하되, 이 증착 마스크의 마스크 개구부는, 기판의 상대 이동 방향으로는 긴 토탈 개구 길이를, 제한용 개구부의 중앙부(예컨대 증발구부와 대향하는 위치)로부터 횡방향으로 떨어질수록 길어지게 설정했으므로, 횡방향으로 떨어질수록 증발 레이트가 낮아지는데, 이에 대응하여 개구 길이가 길어짐으로써 막 두께를 균일하게 할 수 있다.

또한, 청구항 25에 기재된 발명에 있어서는, 기판 상에 증착되는 성막 패턴의 성막 피치보다, 마스크 개구부의 상기 횡방향에서의 형성 피치를, 기판과 증착 마스크 간의 갭과, 기판과 증발원 간의 거리 중, 적어도 어느 하나의 대소에 상응한 차이분만큼 좁게 설치하고, 성막 패턴의 패턴 폭보다 마스크 개구부의 상기 횡방향에서의 개구 치수를, 상기 갭, 상기 거리, 상기 증발원의 상기 증발구부의 상기 횡방향에서의 개구 폭 중, 적어도 어느 하나의 대소에 상응한 차이분만큼 넓게 설정했으므로, 기판과 증착 마스크가 이격되고, 이들 사이에 갭이 존재해도, 성막 패턴의 위치가 어긋나거나, 성막 패턴의 폭이 어긋나거나 하지 않게 되며, 성막 패턴의 형성 정밀도를 고정밀도로 할 수 있다.

또한, 청구항 26에 기재된 발명에 있어서는, 연결부를 통해 증착 장치와 접속함으로써, 예컨대 마스크 홀더의 교환시에 온도 제어 기구와의 분리나 재접속을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 청구항 27에 기재된 발명에 있어서는, 세정 장치를 구비함으로써, 마스크 홀더 또는 증착 마스크에 부착된 성막 재료를, 증착 장치 내에서 세정할 수 있고, 마스크 홀더나 증착 마스크를 재이용하는 것을 용이하게 할 수 있다.

또한, 청구항 28에 기재된 발명에 있어서는, 재료 회수 기구를 구비함으로써, 재료를 회수하여 재이용할 수 있고, 예컨대 또한 청구항 17에 기재된 발명과 같이 마스크 홀더의 형상을 증발원측을 크게 하여(제한용 개구부 내면에 잘 부착되지 않도록 증발원측 단부를 넓게 하여), 예컨대 또한 청구항 18에 기재된 발명과 같이 증발원측의 온도 제어부의 피온도 유지 기능을 높임으로써, 이 마스크 홀더의 증발원측 단부에 재료가 부착되어 회수가 한층 더 간이해진다.

또한, 청구항 29에 기재된 발명에 있어서는, 제2 증착 마스크를 마련함으로써 상기 증발원으로부터의 복사열의 입사를 억제하는데다가 제2 증착 마스크의 개구 패턴으로 성막할 수 있으므로, 제2 증착 마스크의 온도 상승을 억제하면서 한층 더 고정밀도의 증착을 수행할 수 있다.

또한, 청구항 30에 기재된 발명에 있어서는, 한층 더 확실하게 음영을 방지할 수 있고 고정밀도의 증착을 수행할 수 있는 제2 증착 마스크를 실현할 수 있는 증착 장치가 된다.

또한, 청구항 31에 기재된 발명에 있어서는, 증착 마스크와 여기에 접촉하는 제한용 개구부를 마련한 비산 제한부를 갖는 마스크 홀더와, 여기에 마련한 온도 제어 기구에 의해 증착 마스크의 온도 상승을 억제하여 온도를 일정하게 유지할 수 있으므로, 이 증착 마스크와 기판 사이에 마련하는 제2 증착 마스크는, 온도 상승하기가 한층 더 어렵게 되어 선팽창 계수가 큰 재료로 형성할 수 있기 때문에, 예컨대 전기 주조로 형성할 수 있게 되어 한층 더 고정세한 마스크 개구부를 형성할 수 있고, 이에 따라 한층 더 고정밀도의 증착을 수행할 수 있는 증착 장치가 된다.

또한, 청구항 32에 기재된 발명에 있어서는, 유기 재료의 증착 장치가 되어 한층 더 실용성이 뛰어나다. 또한, 청구항 33에 기재된 발명에 있어서는, 상기 작용 및 효과를 발휘하는 뛰어난 증착 방법이 된다.

도 1은 본 실시예의 주요 부분을 단면으로 보여주는 개략적인 설명 정면도이다.
도 2는 본 실시예의 주요부를 단면으로 보여주는 설명 정면도이다.
도 3은 본 실시예의 주요부를 단면으로 보여주는 설명 측면도이다.
도 4는 본 실시예의 주요 부분의 설명 사시도이다.
도 5는 본 실시예의 설명 분해 사시도이다.
도 6은 본 실시예의 온도 제어 기구를 도시한 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 7은 본 실시예의 온도 제어 기구를 도시한 도 4의 B-B선 단면도이다.
도 8은 본 실시예의 온도 제어 기구를 도시한 도 4의 C-C선 단면도이다.
도 9는 본 실시예의 온도 제어 기구를 도시한 도 4의 D-D선 단면도이다.
도 10은 본 실시예의 증착 마스크에도 마련한 온도 제어 기구를 도시하는 설명 평면도이다.
도 11은 본 실시예의 증착 마스크에도 마련한 온도 제어 기구를 도시하는 설명 정단면도이다.
도 12는 본 실시예의 증착 마스크에 마련하는 온도 제어 기구의 다른 예를 도시한 설명 정면도이다.
도 13은 본 실시예의 주요 부분의 확대 설명 정면도이다.
도 14는 본 실시예의 증발원의 설명 사시도이다.
도 15는 본 실시예의 증착 마스크의 확대 설명 평면도이다.
도 16은 본 실시예의 증착 마스크의 다른 예를 도시한 확대 설명 평면도이다.
도 17은 본 실시예의 증발원의 증발구부의 개구 폭을 좁힘으로써 증착막의 음영을 억제할 수 있고, 또한 이에 따라 갭을 크게 취할 수 있는 것을 도시한 설명도이다.
도 18은 본 실시예의 증착 마스크의 마스크 개구부의 횡방향의 배열 피치를 성막 피치보다 조금 좁게 하는 것을 도시한 설명도이다.
도 19는 본 실시예의 증착 마스크의 마스크 개구부의 횡방향의 개구 치수를 성막 패턴의 패턴 폭보다 조금 넓게 하는 것을 도시한 설명도이다.
도 20은 본 실시예의 증착 레이트가 중앙부로부터 횡방향으로 어긋날수록 낮아지는 것을 도시한 설명도이다.
도 21은 본 실시예의 막 두께 분포가 코사인 법칙에 기초한 분포가 되고 이에 따라 마스크 개구부의 형성 길이를 중앙부로부터 횡방향으로 떨어질수록 길어지게 보정 설정하는 것을 도시한 그래프이다.
도 22는 본 실시예의 마스크 홀더의 제한용 개구부 사이에 있어서 리브부의 마스크 부착 지지면을 넓게 취할 수 있는 것을 도시한 설명도이다.
도 23은 제2 실시예(제2 증착 마스크를 마련한 실시예)의 주요 부분을 단면으로 보여주는 개략적인 설명 정면도이다.

바람직하다고 고려되는 본 발명의 실시형태를, 도면에 의거하여 본 발명의 작용을 나타내어 간단하게 설명한다.

도 1에 있어서, 증발원(1)으로부터 증발한 성막 재료는, 비산 제한부로서 구성한 마스크 홀더(6)의 제한용 개구부(5)를 통과하고, 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)를 통해 기판(4) 상에 퇴적하여, 이 증착 마스크(2)에 의해 정해진 성막 패턴의 증착막이 기판(4) 상에 형성된다.

이때, 상기 기판(4)과 상기 증착 마스크(2)를 이격 상태로 배치하고, 이 기판(4)을, 상기 증착 마스크(2)나 상기 증발원(1)에 대해 이 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동 가능하게 구성하여, 이 기판(4)을 상대 이동시킴으로써, 증착 마스크(2) 자체보다 넓은 범위에 이 증착 마스크(2)에 의해 정해지는 성막 패턴의 증착막이 기판(4) 상에 형성된다.

또한, 이 증착 마스크(2)와 증발원(1)과의 사이에, 증발원(1)으로부터 증발한 성막 재료의 증발 입자의 비산 방향을 제한하는 상기 제한용 개구부(5)를 마련한 비산 제한부를 갖는 마스크 홀더(6)를 마련하여, 제한용 개구부(5)에 의해 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부(8)로부터의 증발 입자를 통과시키지 않고 증착 마스크(2)와 기판(4)이 이격 상태에 있어도 성막 패턴의 중첩을 방지한다.

또한 게다가 이 비산 제한부를 구성하는 마스크 홀더(6)에 증착 마스크(2)를 접합시켜 부설한 구성으로 하고, 이 마스크 홀더(6) 또는 증착 마스크(2) 중의 적어도 하나에 증착 마스크(2)의 온도를 유지하는 온도 제어 기구(9)를 마련했으므로, 상기 증발원(1)으로부터의 열의 입사가 억제되고 마스크 홀더(6)나 증착 마스크(2)의 온도 상승이 억제되며, 또한 증착 마스크(2)가 기판(4)과 이격 상태라 하더라도 이 마스크 홀더(6)와 접촉하고 있음으로써 증착 마스크(2)의 열은 마스크 홀더(6)로 빠져나가고, 게다가 이 마스크 홀더(6) 또는 증착 마스크(2)에 온도 제어 기구(9)가 마련되어 있으므로, 증착 마스크(2)를 일정한 온도로 유지하는 온도 유지 기능이 향상된다.

따라서, 이 비산 제한부를 갖는 마스크 홀더(6)는, 증발 입자의 비산 방향의 제한 기능과 동시에 온도 유지 기능도 발휘하여, 증착 마스크(2)의 온도 상승을 억제할 수 있고 증착 마스크(2)를 일정한 온도로 유지하며, 열에 의한 증착 마스크(2)의 일그러짐도 잘 발생하지 않게 된다.

따라서, 기판(4)을, 증착 마스크(2), 이 증착 마스크(2)를 부설한 마스크 홀더(6) 및 증발원(1)에 대해 이 증착 마스크(2)와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동시킴으로써, 이 상대 이동 방향으로 증착 마스크(2)에 의한 상기 성막 패턴의 증착막을 연속하게 하여 기판(4)보다 작은 증착 마스크(2)로도 넓은 범위에 증착막이 형성되며, 또한 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부(8)로부터의 입사에 의한 성막 패턴의 중첩도, 열에 의한 일그러짐 등도 충분히 억제되어 고정밀도의 증착을 수행할 수 있는 증착 장치가 된다.

실시예 1

본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면에 의거하여 설명한다.

본 실시예는, 증발원(1)으로부터 증발한 성막 재료(예컨대, 유기 EL 디바이스 제조를 위한 유기 재료)를, 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)를 통해 기판(4) 상에 퇴적하여, 이 증착 마스크(2)에 의해 정해진 성막 패턴의 증착막이 기판(4) 상에 형성되도록 구성한 증착 장치에 있어서, 기판(4)과 증착 마스크(2)를 이격 상태로 배치하고, 이 기판(4)을, 증착 마스크(2), 제한용 개구부(5)를 마련한 비산 제한부로서 구성한 마스크 홀더(6) 및 증발원(1)에 대해, 증착 마스크(2)와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동 가능하게 구성하며, 이 상대 이동에 의해 증착 마스크(2)보다 넓은 범위에 이 증착 마스크(2)에 의해 정해지는 성막 패턴의 증착막이 기판(4) 상에 형성되도록 구성하고 있다.

또한, 이 증착 마스크(2)와 증발원(1) 사이에, 복수개 병설한 증발원(1)의 증발구부(8)로부터 증발한 성막 재료의 증발 입자의 비산 방향을 제한하는 제한용 개구부(5)를 마련한 비산 제한부를 구성한 마스크 홀더(6)를 설치하고, 비산 각도가 큰 상기 증발 입자를 제한함으로써 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부(8)로부터의 증발 입자를 통과시키지 않도록 하고 있다.

즉, 복수개의 증발구부(8)로부터의 증발 입자에 의해 증착하는 구성으로 하여 증발 레이트를 확보하면서 대면적의 기판(4)에 증착할 수 있도록 하고, 제한용 개구부(5)에 의해 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부(8)로부터의 입사를 방지하여 증착 마스크(2)와 기판(4)이 이격 상태에 있어도 성막 패턴의 중첩도 방지되도록 구성하고 있다.

또한 게다가 이 비산 제한부를 구성하는 마스크 홀더(6)에 증착 마스크(2)를 접합시켜 부설한 구성으로 하고, 이 마스크 홀더(6) 또는 증착 마스크(2)중의 적어도 하나에 증착 마스크(2)의 온도를 유지하도록 제어하는 온도 제어 기구(9)를 설치하고, 증착 마스크(2)가 기판(4)과 이격 상태라 하더라도 이 마스크 홀더(6)와 접합하고 있음으로써 열이 마스크 홀더(6)에 전도되도록 구성하며, 이 마스크 홀더(6)는 증발 입자의 비산 방향의 제한 기능과 동시에 온도 유지 기능도 발휘하도록 하여, 증착 마스크(2)의 온도 상승을 억제하고, 증착 마스크(2)의 온도가 일정하게 유지되도록 구성하고 있다.

또한, 이와 같이 증착 마스크(2)는 마스크 홀더(6)에 접합시킨 구성으로 하여 열을 빠져나가게 하므로, 증착 마스크(2)가 기판(4)과 중첩 접촉해 있지 않고 이격 상태인 채로 증착하는 구성이라 하더라도, 이 증착 마스크(2)의 온도 상승은 충분히 억제되며, 또한 상기 마스크 홀더(6)나 증착 마스크(2)에 직접 설치하는 온도 제어 기구(9)에 의한 온도 유지 기능이 한층 더 높아지고, 증착 마스크(2)를 일정한 온도로 유지하도록 온도 제어할 수 있기 때문에, 증착 마스크(2)에는 열에 의한 일그러짐이 잘 생기지 않고, 성막 패턴의 정밀도가 유지되며 이 위치 정밀도가 높은 증착을 수행할 수 있다.

따라서, 기판(4)을, 증착 마스크(2)를 부설한 마스크 홀더(6)(마스크 유닛) 및 증발원(1)에 대해 이 증착 마스크(2)와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동시키고, 이 상대 이동 방향으로 증착 마스크(2)의 상기 성막 패턴의 증착막을 연속하게 하여 이 기판(4)보다 작은 증착 마스크(2)로도 넓은 범위에 증착막이 형성되며, 또한 이 성막 패턴의 위치 정밀도가 높은 고정밀도의 증착을 수행할 수 있는 뛰어난 증착 장치가 된다.

더 설명하면, 구체적으로는, 감압 분위기로 할 증착실(7) 내[예컨대 진공 챔버(7) 내]에, 상기 성막 재료(예컨대 유기 EL 디바이스를 제조함에 있어서의 유기 재료)를 수납한 상기 증발원(1)과, 이 증발원(1)의 복수개 병설한 증발구부(8)로부터 증발하는 상기 성막 재료의 증발 입자가 통과하는 마스크 개구부(3)를 마련한 상기 증착 마스크(2)를 배치하고, 이 증착 마스크(2)와 이격 상태로 위치 맞춤하는 기판(4)에, 상기 복수개의 증발구부(8)로부터 비산하는 증발 입자가 상기 마스크 개구부(3)를 통과하여 퇴적하며 증착 마스크(2)에 의해 정해지는 성막 패턴의 증착막이 이 기판(4) 상에 형성되도록 구성하고, 이 기판(4)과 증발원(1) 사이에 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부(8)로부터의 증발 입자를 통과시키지 않도록 하는 제한용 개구부(5)를 마련한 비산 제한부를 구성하는 마스크 홀더(6)를 배치하며, 이 마스크 홀더(6)에 기판(4)과 이격 상태로 배치하는 상기 증착 마스크(2)를 접합시켜 부설하고, 이 마스크 홀더(6)에 증발원(1)으로부터의 열을 흡수하며, 증착 마스크(2)의 온도를 유지하는 상기 온도 제어 기구(9)를 설치하고 있다.

바꾸어 말하면, 본 실시예에서는, 이와 같이 기판(4)과 증착 마스크(2)를 이격 상태로 상대 이동시켜 증착하기 위해, 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개의 증발구부(8)를 마련하고, 이 증발구부(8) 중 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부(8)로부터의 입사에 의한 성막 패턴의 중첩을 각 제한용 개구부(5)에 의해 제한하여(부착 포착하여) 방지하며, 또한 기판(4)과 증착 마스크(2)가 이격 상태로 증착되고 이 증착 마스크(2)에 의한 성막 패턴의 증착막이 기판(4)에 형성될 때, 이 증착막의 양측단 경사 부분으로서 음영(SH)이 생기는데, 이 음영(SH)은 기판(4)과 증착 마스크(2)의 갭(G), 증발구부(8)와의 거리(TS) 등의 제반 조건에 따라 변화된다. 본 실시예에서는 각 증발구부(8)를 개구 폭(φx)을 협폭으로 하여 이 음영(SH)(돌출량)을 억제하고, 또한 증발구부(8)의 개구 길이는 상대 이동 방향으로는 길게 하여 증발 레이트를 높이고 있다.

구체적으로는, 도 17에 도시한 바와 같이, 증착막의 양측 단부의 경사 부분인 음영(SH)은, 기판(4)과 증착 마스크(2)의 갭을 G, 증발구부(8)의 상기 횡방향의 개구 폭을 φx, 이 증발구부(8)와 증착 마스크(2)의 거리를 TS라고 하면, 하기 식으로 표시되며, 이 음영(SH)이 인접하는 증착막과의 간격(PP)에 도달하지 않도록 증발구부(8)의 개구 폭(φx)을 작게 설정하여 갭(G)을 크게 설정할 수 있도록 구성하고 있다.

[수학식 2]

SH=φx×G/TS＜PP

본 실시예에서는, 예컨대 유기 EL 표시 장치의 제조에 있어서, 발광층인 RGB를 차례로 증착하는데, 이 경우 RGB 각각에 있어서 증착 마스크(2)를 이용하여 성막한다. 예컨대, 화소 R을 증착하는 경우에는, 화소 GB는 증착 마스크(2)로 가려지게 되는데, 본 실시예와 같이 기판(4)과 증착 마스크(2)가 이격되어 있는 경우에는, 증착막의 양단 경사 부분의 음영(SH)이 생기는데, 이 음영(SH)이 인접 화소에는 닿지 않도록 설정할 필요(SH＜PP로 한다)가 있다.

이 음영(SH)은, 기판(4)과 증착 마스크(2)의 갭(G), 증발구부(8)와 증착 마스크(2)의 거리(TS), 증발구부(8)의 개구 폭(φx)의 조건에 따라 변화한다. 도 17에 도시한 바와 같이, 음영(SH)은 상기 식으로 표시되며, 인접하는 증착막과의 간격(PP)에 도달하지 않도록, 증발구부(8)의 개구 폭(φx)을 작게 설정하여 갭(G)을 크게 설정할 수 있도록 하고 있다.

구체적으로는, 음영(SH)을 0.03 ㎜ 이하로 설정하고, TS를 100 ㎜~300 ㎜로 하며, φx를 0.5 ㎜~3 ㎜로 설정하면, 갭(G)을 1 ㎜ 이상 확보할 수 있다.

예컨대, TS를 100 ㎜으로 하고 φx를 3 ㎜라고 하면, G는 1 ㎜가 되고, 또한 TS를 100 ㎜으로 하고 φx를 0.6 ㎜까지 작게 하면, G를 5 ㎜ 확보할 수 있다. 또한, TS를 300 ㎜으로 하고, φx를 3 ㎜, G를 1 ㎜로 하면, SH를 0.01 ㎜까지 작게 할 수 있어, 보다 고정세한 성막 패턴에 대응할 수 있도록 할 수도 있다.

이와 같이 기판(4)과 증착 마스크(2)의 갭(G)이 1 ㎜ 이상인 것을 이용하여, 후술하는 바와 같이 증착 마스크(2) 자체에 매체로(12)나 히트 파이프(22)를 마련하는 것이 가능해져, 후술하는 바와 같이 마스크 프레임(6)의 리브부(24)에 마스크 부착 지지면(23)을 넓게 형성할 수 있거나, 후술하는 제2 증착 마스크(10)를 배치하는 것도 가능해진다.

또한 본 실시예에서는, 증발원(1)과 기판(4)의 거리를 크게 하면 장치의 대형화를 초래하고, 재료 효율도 나쁘며, 또한 증착 레이트도 낮아지므로, 전술한 바와 같이 횡방향으로 다수의 증발구부(8)를 병설하고, 각각에 증착 마스크(2)를 대향시키며 하나의 증발구부(8)에서의 증착 범위를 좁게 하여, 입사각이 커지지 않도록 하고, 복수개의 증발구부(8)에 의한 증착이더라도 제한용 개구부(5)로 성막 패턴의 중첩도 방지하며, 증발원(1)과의 거리도 그다지 크게 하지 않아도 좋은 구성으로 하고 있다.

또한, 이와 같이 입사각이 커지지 않음으로써, 증발구부(8)와 대향하는 위치로부터 좌우로 이격될수록 증착 레이트가 낮아지는 것에 따른 막 두께의 감소를 방지하고 있다. 또한, 입사각이 크면, 기판(4)과 증착 마스크(2)의 갭(G)의 변동에 비해 성막 패턴의 변화에 따른 증착 위치의 변화량이 커져 버리는, 즉 기판(4)의 평면도나 증착 마스크(2)의 평면도의 오차가 열의 일그러짐 등에 의해 생기면, 이 갭(G)이 변동하고, 이에 따른 오차가 커지기 때문에, 입사각이 커지지 않도록 함으로써 이 증착 위치의 오차에 의한 변화량을 억제하여 정밀도가 높은 증착을 수행할 수 있도록 하고 있다.

또한 본 실시예에서는, 또한 전술한 바와 같이 음영(SH)에 대해서는, 각 증발구부(8)를 폭이 좁은 슬릿형 개구부로 하여 횡방향의 개구 폭(φx)을 작게 하고, 인접하는 증착막(인접 화소)에 도달할 정도의 음영(SH)이 생기지 않도록 하고 있다.

또한 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이 폭이 좁은 증발구부(8)를 횡방향으로 병설하고, 이에 대향하여 각각에 대응하는 마스크 개구부(3)를 마련한 증착 마스크(2)를 배치하며, 이 증착 마스크(2)와 증발원(1) 사이에 상기 제한용 개구부(5)를 마련하여, 이에 대향하는 증발구부(8)로부터의 증발 입자만을 통과시키며 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 증발구부(8)로부터의 증발 입자를 통과시키지 않고 부착 포착하고, 성막 패턴의 중첩을 방지하고 있는데, 본 실시예에서는, 이와 같이 각 증발구부(8)에 대해, 각각 하나 또는 복수개의 증발구부(8)마다 제한용 개구부(5)를 대응시키고, 이 제한용 개구부(5)마다에 대응하도록 증착 마스크(2)를 부설하고 있다.

더 구체적으로 설명하면, 본 실시예에서는, 진공 챔버(7) 내에 증발원(1), 증착 마스크(2)를 부설한 마스크 홀더(6)(마스크 유닛) 그리고 기판(4)을 배치하고, 감압용 펌프(13)에 의해 이 챔버(7) 내를 감압하며, 얼라인먼트 기구(14)에 의해 기판(4)과 마스크 홀더(6)에 부설한 증착 마스크(2) 간의 위치 맞춤을 하고, 기판(4)을 이 증착 마스크(2)에 대해 상대 이동(수평 반송)함으로써 증착하는 구성으로 하고 있다.

이 기판(4)과 증착 마스크(2)를 위치 맞춤하는 얼라인먼트 기구(14)는, 예컨대 기판(4)과 증착 마스크(2)에 각각 마련한 얼라인먼트 마크를 카메라로 포착하여 화상 판단하고, 이것이 합치하도록 이동 조정 기구로 X, Y, θ 방향으로 미세 조정하여 위치 맞춤하도록 구성하며, 또한 대형이라 하더라도 기판(4)의 일그러짐을 발생시키지 않도록 그 중앙부를 평탄면으로 흡착하는 기판 흡착부를 이동시켜 대형의 기판(4)을 수평 반송하는 상대 이동용 반송 기구(15)를 구비한 구성으로 하고 있다. 물론, 어느 쪽이든 하나를 이동시켜도 좋고, 상하 관계도 반대이어도 세로형 배치로 하여도 좋다.

따라서, 본 실시예에서는, 대형 기판(4)이라도 용이하게 반송 가능한 인라인 방식으로 한 것으로서, 횡방향에서는 기판(4)과 대략 합치하지만 이동 방향으로는 폭이 좁은 소형의 증착 마스크(2)에 대해, 대형의 기판(4)을 이격 상태에서 얼라인먼트한 후, 이 이격 상태인 채로 기판(4)을 반송 기구(15)에 의해 수평 반송시켜 증착하는 구성으로 하고 있다.

따라서, 기판 사이즈가 G6, G8로 대형화되어도 증착 마스크(2)는 보통보다 크게 하지 않아도 되기 때문에, 그만큼 제작이 어려워지지 않고, 또한 기판(4)과 접촉하지 않기 때문에, 파티클의 문제나 기판(4), 증착 마스크(2) 또는 증착막의 손상의 문제도 잘 발생하지 않아 고품질의 성막을 얻을 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 복수개의 증발원(1)을 병설하며 각 증발구부(8)를 병설할 수도 있지만, 하나의 가로로 긴 증발원(1)에 복수개의 증발구부(8)를 병설한 구성으로 하고, 이 횡방향으로 다수 병설하는 증발구부(8)는, 하나의 상기 증발원(1)에 마련한 구성으로 하며, 상기 성막 재료를 가열하는 증발 입자 발생부(26)와, 이 증발 입자 발생부(26)로부터 발생한 상기 증발 입자를 확산시켜 압력을 균일화하는 가로로 긴 확산부(27)로 상기 증발원(1)을 구성하고, 이 가로로 긴 확산부(27)에 상기 증발구부(8)를 상기 횡방향으로 복수개 병설하고 있다. 더 설명하면, 예컨대 자동 도가니 교환 기구(18)에 의해 교환 가능한 증발 입자 발생부(26)[도가니(26)]에 성막 재료를 수납하고, 이 도가니(26)에서 가열되어 증발한 증발 입자를 일단 정류(停留)시켜 압력을 균일화하는 가로로 긴 형태의 상기 가로로 긴 확장부(27)를 마련하고, 이 가로로 긴 확장부(27)의 상부에 상대 이동 방향으로 길고 이와 직교하는 횡방향으로 전술한 바와 같이 폭이 좁은 슬릿형 개구부를 횡방향을 따라 다수 병설하여 상기 증발구부(8)를 다수 병설하고 있다.

그리고 이 증발구부(8)를 복수개 병설한 횡방향으로, 상기 제한용 개구부(5)도 복수개 병설하여, 상기 각 증발구부(8)로부터 증발하는 증발 입자가, 대향하는 상기 제한용 개구부(5)만을 통과하고 또한 이 제한용 개구부(5)와 대향하는 상기 증착 마스크(2)의 상기 마스크 개구부(3)를 통해 상기 기판(4) 상에 상기 성막 패턴의 증착막이 형성되도록 하며, 서로 이웃하는 또는 이격된 상기 증발구부(8)로부터의 증발 입자는 이 비산 제한부로서 구성한 마스크 홀더(6)에 부착 포착되게 상기 제한용 개구부(5)에 의해 상기 증발 입자의 비산 방향이 제한되도록 구성하고 있다.

따라서, 증발원(1)에 가로로 긴 확산부(27)를 마련하고, 여기에 복수개의 증발구부(8)를 병설함으로써 압력의 균일화를 도모할 수 있으며 막 두께의 균일화를 한층 더 도모할 수 있게 된다.

더 설명하면, 하나의 제한용 개구부(5)에 대해 그 중앙 위치(의 하방)에 배치되도록 하나의 증발구부(8)를 대향 배치시킬 수도 있고, 하나의 제한용 개구부(5)에 대해 이 제한용 개구부(5)의 중앙을 경계로 두 개의 증발구부(8)를 대향 배치시키는 구성으로 할 수도 있는데, 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이 가로로 나란한 증발구부(8)의 하나 하나에 대해 제한용 개구부(5)를 하나 하나 대응시키도록 병설한 구성으로 하고, 서로 이웃하는 좌우의 어느 증발구부(8)로부터의 증발 입자도 각각 그들에 대응하는 제한용 개구부(5)는 통과하지만, 이웃하는 제한용 개구부(5)는 통과할 수 없고 부착 포착되도록 하고 있다. 즉 이 제한용 개구부(5)의 병설 간격, 개구 크기, 개구 깊이를 설정하여, 하나의 증발구부(8)로부터의 증발 입자는 그 대향하는 제한용 개구부(5)만을 통과하고, 좌우로 서로 이웃하는 증발구부(8)로부터의 증발 입자는 이 제한용 개구부(5)를 통과하지 않도록 구성하여, 성막 패턴의 중첩을 확실하게 방지하고 있다.

또한 본 실시예의 상기 증착 마스크(2)의 상기 마스크 개구부(3)는, 도 15, 도 16에 도시한 바와 같이 상기 기판(4)의 상기 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 다수 병설한 구성으로 하고, 각 마스크 개구부(3)는, 상기 상대 이동 방향으로 긴 슬릿형으로 형성하거나 또는 개구부를 상기 상대 이동 방향으로 복수개 병설하여, 이 상대 이동 방향의 토탈 개구 길이를 횡방향의 개구 길이보다 길게 형성하고 있다.

즉, 증착 마스크(2)의 각 열의 마스크 개구부(3)는, 상대 이동 방향으로 긴 슬릿형 개구부로 할 수도 있고, 증착 마스크(2)의 강성을 높이기 위해, 이 마스크 개구부(3)는 상대 이동 방향으로 긴 슬릿 구멍 또는 작은 구멍 등의 소개구부를 이 방향으로 점재(点在)시켜 토탈 개구 길이(종합 개구 면적)를 넓게 확보할 수도 있다.

도 18에 도시한 바와 같이, 기판(4)에 증착되는 성막 패턴을 결정하는 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)의 상기 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향의 형성 피치를, 상기 증착막의 성막 패턴의 피치보다, 기판(4)과 증착 마스크(2)의 갭(G)의 대소 및 증발원(1)과 증착 마스크(2)의 거리(TS)의 대소에 대응한 차이분만큼 좁게 설정하고 있다.

구체적으로는, 도 18에 도시한 바와 같이, 증발원 개구 중심에 대향하는 마스크 위치로부터의 마스크 개구 중심까지의 거리(MPx)는, 증발원 개구 중심에 대향하는 기판(4) 위치로부터의 성막 패턴 중심까지의 거리(Px)에 α/(1+α) 곱한 것만큼(이때 α=TS/G) 작아진다.

따라서, 예컨대 TS를 100 ㎜, G를 1 ㎜로 하면, α는 100이 되고, α/(1+α)는 약 0.99가 된다. 따라서, 예컨대 Px를 10 ㎜으로 하면, MPx는 9.9 ㎜가 되고, MPx는 Px보다 작은 값이 된다.

즉, 기판(4)과 증착 마스크(2)가 이격되어 있기 때문에, 기판(4)과 증착 마스크(2)의 갭(G)의 대소 및 증발원(1)과 증착 마스크(2)의 거리(TS)의 대소에 대응하여, 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)를 통과하여 기판(4) 상에 퇴적하는 증착막의 위치는 횡방향으로 어긋나는데, 이 어긋남량을 고려하여, 증착 마스크(2)의 개구 피치를, 성막 패턴 피치보다 좁게 설정함으로써, 성막 패턴 위치 정밀도가 높은 증착막을 형성할 수 있게 된다.

또한, 마찬가지로, 도 19에 도시한 바와 같이 증착 마스크 개구 폭(Mx)은, 증발구부(8)의 개구 폭(φx)이 마스크 개구 폭보다 큰 경우, 기판(4)과 증착 마스크(2)의 갭(G)의 대소 및 증발원(1)과 증착 마스크(2)의 거리(TS)의 대소에 대응한 차이분만큼 넓어진다. 구체적으로는, 마스크 개구 폭(Mx)은 (φx+αP/(1+α))로 나타내어진다(이때 α=TS/G).

예컨대, 증착 패턴 폭(P)을 0.1 ㎜, TS를 100 ㎜, φx를 1 ㎜로 한 경우, 마스크 개구 폭(Mx)은, G가 3 ㎜에서는 약 0.126 ㎜, G가 5 ㎜에서는 약 0.143 ㎜가 되어, 증착 패턴 폭보다 넓어진다.

나아가, 본 실시예에서는, 도 15, 도 16에 도시한 바와 같이, 증착 마스크(2)의 개구 슬릿이 중앙부로부터 횡방향으로 떨어질수록 길어지도록 설정하여, 중앙부로부터 떨어질수록 증착 레이트가 낮아져도 막 두께 분포가 균일해지도록 설정하고 있다.

예컨대, 도 20, 도 21에 도시한 바와 같이, 상기 기판(1)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향(X축 방향)의 어느 한 위치(x)에서의 증발 입자의 비산 각도를 θ라고 하면, x의 위치에서는 코사인 법칙(cosθ)에 누승 계수(n)를 곱한 근사 분포가 되고, 상기 기판(1)의 상대 이동 방향(Y축 방향)의 막 두께 분포도 감안하여, 상기 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)의 형성 길이가 중앙부를 경계로 좌우 대칭으로 길게 변화해 가도록 설정하고 있다.

구체적으로는, 증발구부의 치수가, 예컨대 증발구부의 개구 폭(φx)이 1 ㎜, 증발원 슬릿 길이(φy)가 60 ㎜이고, 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향의 막 두께 분포가 cosθ의 20승에 근사한 분포가 된다고 하면, 도 21에 도시한 막 두께 분포가 된다. 증발 입자의 증착 마스크(2)로의 입사각이 커지면, 전술한 오차의 영향이 커지므로, 막 두께가 중심의 80%까지 얇아지는 위치까지 성막에 사용하면, -30~+30의 60 ㎜가 하나의 노즐로 성막하는 성막 유효 범위이다. 증발원 개구 중심에 대향하는 마스크 위치에서의 기판(4)의 상대 이동 방향의 형성 길이를 100 ㎜라고 하면, 성막 유효 범위의 양단인 -30, +30의 위치에서의 증착 마스크 개구 길이는 약 146 ㎜가 되어, 도 21에 도시한 바와 같이 중심으로부터 양단으로 떨어질수록 좌우 대칭으로 개구 길이가 길어진다.

또한, 본 실시예의 제한용 개구부(5)는 증발구부(8)측의 개구 면적이 작고 증착 마스크(2)측으로 갈수록 넓어지는 형상, 바꾸어 말하면 증발구부(8)측일수록 개구 면적이 작은 역각뿔대형으로 하여, 이 제한용 개구부(5)의 증발구부(8)측의 단부면에[마스크 홀더(6)의 단부면] 증발 입자가 부착되고 제한용 개구부(5)의 내면에는 가능한 한 부착하지 않도록 하여, 이 마스크 홀더(6)에 부착된 증발 입자(성막 재료)의 박리 회수가 용이해지도록 구성하고 있다.

또한, 각 제한용 개구부(5)와 증발구부(8)를 과도하게 근접시키면 부착되는 증발 입자가 증착의 방해가 될 우려가 있고, 이격되어 있는 경우에는, 서로 이웃하는 증발구부(8)로부터의 증발 입자가 제한용 개구부(5) 내면에 부착되는 양이 증가하여 전술한 바와 같이 회수가 용이해지지 않게 된다. 따라서, 도 13에 도시한 바와 같이, 제한용 개구부(5)와 증발구부(8)는 거리를 두어 제한 기능을 높이며, 이웃하는 증발구부(8)로부터의 증발 입자가 제한용 개구부(5) 내면에까지 입사하지 않고 마스크 홀더(6)의 단부면에 부착되도록, 각 증발구부(8)와 각 제한용 개구부(5)의 사이 각각에 칸막이부(21)를 마련할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는, 이 제한용 개구부(5)를 마련한 비산 제한부를 구성하는 마스크 홀더(6)에 상기 증착 마스크(2)를 접촉시켜 부설하고, 이 비산 제한부(6) 또는 증착 마스크(2) 중의 적어도 하나에 이 증착 마스크(2)의 온도를 유지하는 온도 제어 기구(9)를 구비하여, 이 마스크 홀더(6)는 비산 제한부로서의 기능뿐만 아니라 증발원(1)으로부터의 열의 입사를 억제하여 증착 마스크(2)의 열을 전도하고 또한 나아가 열을 흡수하는 온도 유지 기능을 발휘하여, 증착 마스크(2)의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 증착 마스크(2)의 열에 의한 일그러짐을 방지하여, 기판(4)과 증착 마스크(2)를 이격 상태로 상대 이동시키는 구성이면서, 고정밀도의 증착을 수행할 수 있도록 구성하고 있다.

즉, 상기 증발원(1)으로부터의 열의 입사가 억제되어 마스크 홀더(6)나 증착 마스크(2)의 온도 상승이 억제되고, 또한 증착 마스크(2)가 기판(4)과 이격 상태라 하더라도 이 마스크 홀더(6)와 접촉하고 있음으로써 증착 마스크(2)의 열은 마스크 홀더(6)로 전도되며, 게다가 이 마스크 홀더(6) 또는 증착 마스크(2)에 온도 제어 기구(9)가 설치되어 있으므로, 증착 마스크(2)를 일정한 온도로 유지하는 온도 유지 기능이 향상되도록 구성하고 있다.

따라서, 이 비산 제한부를 구성하는 마스크 홀더(6)는, 증발 입자의 비산 방향의 제한 기능과 동시에 온도 유지 기능도 발휘하고, 증착 마스크(2)의 온도 상승을 억제할 수 있으며 증착 마스크(2)를 일정한 온도로 유지하고, 열에 의한 증착 마스크(2)의 일그러짐도 잘 발생시키지 않게 되어, 성막 패턴의 위치 정밀도가 높은 증착막을 증착할 수 있게 된다.

구체적으로는 본 실시예에서는, 전술한 형상의 상기 제한용 개구부(5)를 간격을 두고 병설한 블록형 베이스부의 양단부를 평탄면에 형성하여, 상기 제한용 개구부(5)의 개구단 주변부를 평탄면으로 한 형상으로 마스크 홀더(6)를 형성하고, 이 기판(4)측의 단부의 평탄면에 증착 마스크(2)를 부설하며, 반대측의 증발원(1)측의 단부의 평탄면을 증발 입자가 부착되는 부착면으로 하고 있다. 이 마스크 홀더(6)의 블록형 베이스부의 상하에 각각 독립된 매체를 유통시키고 이를 열교환하여 온도 제어하는 매체로(12) 또는 나아가 히트 파이프(22)를 각각 제한용 개구부(5)의 주위 및 제한용 개구부(5) 사이에 설치하여, 열을 흡수하고 온도 상승을 억제하며 증착 마스크(2)의 온도를 일정하게 유지하도록 온도 제어하는 온도 제어 기구(9)를 이 마스크 홀더(6) 내에 설치한 구성으로 하고 있다.

더 구체적으로 설명하면, 먼저 이 마스크 홀더(6)에 증착 마스크(2)를 접촉시켜 부설하는 구성에 대해 설명하면, 본 실시예에서는, 마스크 홀더(6)를 마스크 프레임으로 하여 상기 제한용 개구부(5)를 덮도록 전술한 바와 같이 이 마스크 홀더(6)의 기판(4)측의 단부의 평탄면, 즉 상기 비산 제한부(6)의 상기 제한용 개구부(5) 사이 및 주위의 기판(4)측 단부의 평탄면으로서 마스크 부착 지지면(23)을 형성하고, 이 마스크 부착 지지면(23)에 상기 증착 마스크(2)의 주변부 등을 지지하며 접합하는 구성으로 하고, 또한 증착 마스크(2)의 평면도를 높이며 열에 의한 일그러짐도 발생하지 않도록 마스크 개구부(3)의 길이 방향인 상대 이동 방향으로 장력을 부여하여 이 마스크 부착 지지면(23)에 증착 마스크(2)를 중첩하며 스폿 용접 등으로 고정하여 팽팽하게 설치한 구성으로 하고 있다.

본 실시예에서는, 도 22에 도시한 바와 같이 마스크 홀더(6)의 단부면의 주변부에 충분히 넓은 평탄면을 형성하여 상기 마스크 부착 지지면(23)을 마련하고, 제한용 개구부(5) 사이도 평탄면을 형성하여 이 제한용 개구부(5) 사이에도 마스크 부착 지지면(23)을 마련하고 있다. 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)의 간격(배열 피치)은, 상기 RGB 화소의 각 색의 증착막 간격(각 화소를 구성하는 증착막과 그 사이의 간격)이 있으므로, 예컨대 각 제한용 개구부(5)에 대향하는 증착 마스크(2)의 단부에서 서로 이웃하는 마스크 개구부(3)끼리의 간격도 이와 같이 어느 정도의 여유가 있으므로, 이 마스크 개구부(3) 사이에 위치하는 제한용 개구부(5) 사이에도 이 여유 간격을 이용하여 후술하는 리브부(24)를 마련하고, 이 선단면을 평탄면으로 하여 이 제한용 개구부(5) 사이에도 상기 마스크 부착 지지면(23)을 형성한 구성으로 하고 있다.

더 설명하면, 이 마스크 홀더(6)는, 상기 기판(4)의 상대 이동 방향으로 장력을 부여하여 상기 증착 마스크(2)를 팽팽하게 설치함에 따라 이 장력 이상의 강성을 갖는 구성으로 하고 있는데, 전술한 바와 같이 상기 기판(4)의 상대 이동 방향을 길이 방향으로 하고 상기 증착 마스크(2)를 지지하는 상기 리브부(24)를, 상기 제한용 개구부(5) 사이에 마련한 구성으로 하여 이 방향의 강성을 높이며, 이 제한용 개구부(5) 사이에 있어서 상기 리브부(24)의 상기 기판(4)측 선단면에도 증착 마스크(2)를 지지하여 접합하는 마스크 부착 지지면(23)을 마련한 구성으로 하고 있다.

즉, 본 실시예에서는, 마스크 홀더(6)에 기판(4)의 상대 이동 방향으로 연장되는 리브부(24)를 마련하고, 이 리브부(24)는 증착 마스크(2)와 접촉시켜 부설하는 마스크 부착 지지면(23)을 가짐으로써, 증착 마스크(2)의 온도 유지 기능을 높이고 있다. 이 마스크 부착 지지면(23)은, 기판(4)과 증착 마스크(2)가 이격되어 있으므로 넓게 확보할 수 있다.

예컨대, 도 22에 도시한 바와 같이 기판(4)과 증착 마스크(2)가 밀착되어 있는 구성에서의 마스크 부착 지지면(23)은, RGB 화소 증착을 위한 증착막 간격(PP)과 증착 패턴 폭(P)을 이용하여, 2P+3PP로 나타내어진다. 본 실시예에서는, 도 22에 도시한 바와 같이, 갭(G)을 가짐으로써, 증발원(1)과 대향하는 기판(4) 중심에서 보아, 증착 패턴의 맨 끝의 위치와 증착 마스크(2)의 마스크 개구부(3)의 맨 끝의 위치와의 차(A)가 생긴다. A는 G(Px+P/2-φx/2)/(TS+G)로 나타내어지고, 마스크 부착 지지면(23)은 기판(4)과 증착 마스크(2)가 밀착되어 있는 경우와 비교하여 2A만큼 넓어진다.

더 구체적으로 설명하면, 예컨대 증착 패턴 폭(P)을 0.1 ㎜, 증착막 간격(PP)을 0.05 ㎜로 한 경우, 기판(4)과 증착 마스크(2)가 밀착되어 있는 경우의 마스크 부착 지지면(23)은 0.35 ㎜가 된다. 그러나, 본 실시예의 기판(4)과 증착 마스크(2)가 이격 상태에 있는 경우에는, 예컨대 TS를 200 ㎜, φx를 1 ㎜, Px를 30 ㎜라고 하면, 마스크 부착 지지면(23)은 G가 1 ㎜에서는 약 0.64 ㎜, G가 5 ㎜에서는 약 1.79 ㎜가 되어, 증착 마스크(2)를 중첩하여 스폿 용접하는 면적을 충분히 확보할 수 있다.

따라서, 이 마스크 홀더(6)는 마스크 프레임으로서의 강성이 높아짐으로써, 증착 마스크(2)를 충분한 장력을 부여하여 팽팽하게 설치할 수도 있다.

즉, 전술한 바와 같이 마스크 부착 지지면(23)을 마련하여 여기에 증착 마스크(2)를 중첩하여 팽팽하게 설치하기 때문에, 특히 이와 같이 장력을 부여하여 팽팽하게 설치하는 경우에는 부설 강도(지지 접합에 의한 중첩 고정 강도)가 강고해져 안정적이고 실용성이 매우 뛰어나다.

또한, 본 실시예의 증착 마스크(2)는, 기판(4)의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수매로 분할한 구성으로 하고, 이 분할한 증착 마스크(2)를 상기 마스크 홀더(6)에 이 횡방향으로 병설한 상태로 부설한 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 증착 마스크(2)의 단부끼리를 맞대도록 하여 병설하는데, 상기 마스크 홀더(6)의 리브부(24)의 선단면의 마스크 부착 지지면(23) 상에서 각각 용접하여 증발 입자가 통과하지 않도록 밀폐하고, 증착 마스크(2)의 열을 전도시키도록 구성하고 있다.

따라서, 작은 증착 마스크(2)로도 대형화에 대응할 수 있고, 또한 예컨대 각 증발구부(8)마다의 막 두께 분포 특성에 기초하여 각 영역마다 막 두께의 균일화를 도모하도록, 마스크 개구부(3)를 개별적으로 설정한 증착 마스크(2)를 병설하거나, 이들 증착 마스크(2)를 개별적으로 교체할 수 있도록 구성 가능해지는 등 한층 더 실용성이 뛰어나다.

이어서, 온도 제어 기구(9)에 대해 더 설명하면, 본 실시예에서는, 증착 마스크(2)가 비산 제한부를 구성하는 마스크 홀더(6)에 의해 차열(遮熱)되고, 증착 마스크(2)에의 열은 이것이 접촉하고 있는 이 마스크 홀더(6)로 전도되며, 또한 이 마스크 홀더(6)에는 상기 매체로(12)나 히트 파이프(22) 등으로 구성되는 온도 제어 기구(9)에서 열이 흡수되므로, 증착 마스크(2)와 기판(4)이 이격되어 있어도 증착 마스크(2)의 온도 상승은 충분히 억제되고, 증착 마스크(2)의 온도를 일정하게 유지할 수 있으며, 열에 의한 일그러짐이 발생하기 어려워져, 성막 패턴의 위치 정밀도가 높은 증착을 수행할 수 있다.

이 온도 제어 기구(9)는, 전술한 바와 같이 상기 제한용 개구부(5)의 주위 또는 이 제한용 개구부(5) 사이에, 매체를 유통시키는 상기 매체로(12) 또는 상기 히트 파이프(22)를 상기 마스크 홀더(6) 내에, 상기 기판(4)과 상기 증발원(1)과의 대향 방향으로 복수단 설치한 구성으로 하고 있다. 즉, 예컨대 이 마스크 홀더(6) 내에 설치한 매체로(12)를 유통하는 매체로부터 열을 빼앗아 온도 제어하는 열교환부[20(20A, 20B, 20D)]를 마련하고, 마스크 홀더(6) 내를 유통하는 매체로 증발원(1)으로부터의 열을 흡수하며, 이 매체로부터 이 열교환부(20)에서 열을 빼앗아 온도 제어하고, 증착 마스크(2)의 온도가 일정해지도록 제어하도록 마스크 홀더(6) 내에 독립적으로 복수단 설치하고 있다.

더 설명하면 본 실시예에서는, 마스크 홀더(6) 내에, 상기 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)와 상기 기판(4)측 피온도 제어부(9B)를 구비하고, 각 피온도 제어부(9A, 9B)에 각각 독립적으로 매체를 유통시키는 상기 매체로[12(12A, 12B)] 또는 각각 독립된 상기 히트 파이프(22)를, 마스크 홀더(6) 내, 구체적으로는, 도 6에 도시한 환형부(6A) 및 리브부(24)에 내장한 구성으로 하며, 또한 이 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)의 상기 매체로(12A)의 매체 유량 또는 매체와의 접촉 면적, 또는 상기 히트 파이프(22)의 수 또는 히트 파이프(22)의 단면적을 상기 기판(4)측 피온도 제어부(9B)의 매체로(12B)보다 증대시켜 이 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)의 온도 제어 기능을 높이고 있다.

즉, 마스크 홀더(6)에 복수단 설치한 피온도 제어부(9A, 9B) 중, 증발원(1)측의 피온도 제어부(9A)에서 증발원 유래의 열을 흡수하고, 기판(4)측[증착 마스크(2) 측]의 피온도 제어부(9B)에서 열을 더 흡수하여 증착 마스크(2)의 온도를 일정하게 유지할 수 있어, 한층 더 온도 유지 기능이 높아진다.

또한, 마스크 홀더(6)를 전술한 바와 같은 형상, 즉 제한용 개구부(5) 사이의 용량이 증발원(1)측일수록 큰 형상으로 함으로써, 기판(4)측의 피온도 제어부(9B)보다 증발원(1)측의 피온도 제어부(9A)의 매체로(12A)의 매체 접촉 면적을 크게 하여 열흡수 능력을 높이고, 이 증발원(1)측에 증발 입자를 부착시키며 이 증발원(1)에 가깝고(복사열이 크고) 또한 이 부착량이 많은 증발원(1)측에서 열을 충분히 흡수하며, 그리고 기판(4)측의 피온도 제어부(9B)에서 더 열을 흡수하여 온도 제어하고, 증착 마스크(2)의 온도가 일정해지도록 유지하는 온도 유지 기능을 향상시키고 있다.

이 온도 제어 기구[9(9A, 9B)]는, 전술한 바와 같이 수냉식의 경우에는 냉각수를 유통시키는 매체로[12(12A, 12B)]를 마스크 홀더(6) 내에 둘러 열교환부[20(20A, 20B)]에서 냉각하도록 구성하고, 또한 히트 파이프(22)를 마찬가지로 둘러 그 단부를 냉각하도록 구성할 수도 있으나, 본 실시예에서는 증발원(1)측의 피온도 제어부(9A)에 대해서는 양자 모두를 실시하고 있다.

또한, 특히 도 1 및 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 매체로(12)에는, 수냉식의 경우에, 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)의 매체로(12A)에 냉각수를 도입하는 매체 유입로(12A1)와, 상기 매체로(12A)로부터 냉각수를 배출하는 매체 유출로(12A2)를, 매체로(12A) 내에 2단으로 형성하고 있어, 이들 매체 유입로(12A1)와 매체 유출로(12A2)는, 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)의 열교환부(20A)에, 연결부(25A)를 통해 접속되고, 마찬가지로, 기판(4)측 피온도 제어부(9B)의 매체로(12B)의 매체 유입로(12B1)와 매체 유출로(12B2)도 매체로(12B) 내에 2단으로 형성하고 있어, 기판(4)측 피온도 제어부(9B)의 열교환부(20B)에, 연결부(25B)를 통해 접속되어 있다.

그리고, 예컨대 수냉식의 경우에는, 각 열교환부(20A, 20B)로부터 일정 온도로 제어된 냉각수를, 각 매체 유입로(12A1, 12B1)로부터 마스크 홀더(6)의 각 매체로(12A, 12B)로 유입시키고, 각 매체로(12A, 12B)에서 증발원(1)으로부터의 복사열에 의해 온도 상승한 냉각수를 각 매체 유출로(12A2, 12B2)로부터 배출하여, 상기 열교환부(20A, 20B)에 다시 순환시킴으로써 마스크 홀더(6)의 온도를 제어하며, 증착 마스크(2)의 온도가 일정해지도록 유지하는 온도 유지 기능을 갖고 있다.

이와 같이 하여, 증발원(1)과 기판(4)과의 대향 방향으로, 마스크 홀더(6) 내에 2단의 독립된 상기 피온도 제어부(9A, 9B)로 이루어지는 온도 제어 기구(9)를 마련하고, 이 독립된 각 피온도 제어부(9A, 9B)의 각 매체로(12A, 12B)의 매체로부터 열을 빼앗는 상기 각 열교환부(20A, 20B)와 접속하는 각 매체로(12A, 12B)의 각 매체 유입로(12A1, 12B1)와 매체 유출로(12A2, 12B2)에 연결부(25A, 25B)를 마련하며, 예컨대 수냉식의 경우에는, 냉각수를 유통시키는 매체로(12A, 12B)에 이 연결부(25A, 25B)를 탈착 가능하게 연결하는 구성으로 하고, 각각의 연결부(25A, 25B)에는 도시되지 않은 체크 밸브가 내재되어, 마스크 홀더(6)를 제거할 때, 각 연결부(25A, 25B)로부터 냉각수가 누설되지 않도록 되어 있다. 또한 본 실시예에서는, 증발원(1)측의 피온도 제어부(9A)에는 추가로 전술한 바와 같이 히트 파이프(22)도 내장한 구성으로 하고, 도 6에 도시한 바와 같이, 이 히트 파이프(22)를 냉각하는 파이프 단부와 이 냉각 장치(22A)가 탈착 가능하게 되도록 하고 있다. 이는, 증착 마스크(2)나 마스크 홀더(6)에는 성막 중에 증발 입자가 잇달아 부착되고, 장시간 사용하면 성막 패턴에 영향을 미칠 우려가 있기 때문에, 진공 챔버(7)에 도시하지 않은 게이트 밸브를 통해 교환용 챔버(16)를 병설하며, 진공 챔버(7)로부터 증착 마스크(2)를 부설한 마스크 홀더(6)를 꺼낼 수 있게 구성할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 상기 교환용 챔버(16)에는, 증착 마스크(2) 구비 마스크 홀더(6)의 세정 기구를 구비하고, 부착된 성막 재료를 제거하여 폐기하거나, 또는 증착 마스크(2) 및 마스크 홀더(6)에 부착된 성막 재료를 박리시키며, 재료 회수 기구(17)로 상기 성막 재료를 회수하고 재이용하고, 성막 재료 박리 후의 증착 마스크(2) 구비 마스크 홀더(6)의 표면에 남은 성막 재료나 파티클을 제거하기 위해 세정하도록 할 수도 있다. 세정 후의 증착 마스크(2) 구비 마스크 홀더(6)는 증착 장치에 되돌려 사용할 수도 있고, 새로운 증착 마스크(2) 구비 마스크 홀더(6)로 교환하여, 이전의 마스크 홀더(6)는 다음 교환에 대비하기 위해 비축해 두도록 할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 상기한 마스크 홀더(6) 내의 2단의 독립된 상기 피온도 제어부(9A, 9B)에서의 각 매체로(12A, 12B)의 각 매체 유입로(12A1, 12B1) 및 매체 유출로(12A2, 12B2)나 피온도 제어부(9A)의 히트 파이프(22)를, 도 6 내지 도 9에 도시한 바와 같이 리브부(24) 내에 내장하는 경우에, 리브부(24)에 냉각수를 도입하는 리브부 유입구(241, 241, 241) 및 리브부(24)로부터 냉각수를 배출하는 리브부 유출구(242, 242, 242)를 마련하는 위치나, 피온도 제어부(9A)의 히트 파이프(22)의 방향을, 연결부[25A(25B)] 측에서 보아 홀수 번째의 리브부(24A, 24A, 24A)와 짝수 번째의 리브부(24B, 24B, 24B)에서 바꿈으로써, 연결부[25A(25B)] 측에서 보았을 때의 리브부(24)에서의 온도 구배의 방향이, 예컨대 도 6에서 화살표 T로 나타낸 바와 같이 교대로 형성되게 된다. 이에 따라, 마스크 홀더(6)에서의 온도 분포가 한층 더 균일해지므로, 열에 의한 마스크 홀더(6)의 일그러짐이 잘 발생하지 않게 되고, 마스크 홀더(6)에 접합한 증착 마스크(2)의 열에 의한 변형도 억제되기 때문에, 이에 의해서도 성막 패턴의 위치 정밀도가 높아진다.

또한, 상기한 마스크 홀더(6) 내의 2단의 독립된 상기 피온도 제어부(9A, 9B)에 있어서 각 매체로(12A, 12B)에 상기한 온도 구배를 형성함에 있어서, 증발원(1)측 피온도 제어부(9A)의 매체로(12A)에서는, 증발원(1)측으로부터 기판(4)측을 향하는 온도 구배가 되도록, 매체 유입로(12A1)와 매체 유출로(12A2)의 배치를 도 7 내지 도 9에 도시한 배치와 반대로 할 수도 있고, 이에 따라 증발원(1)으로부터의 고온의 복사열에 노출되는 마스크 홀더(6)의 증발원(1)에 근접한 부위에서의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

이와 같이 하여, 마스크 홀더(6)에서의 온도 구배나 온도 분포는 여러 목적에 따라 각각에 적합하게 변경할 수 있는 것이다.

또한, 상기 증착 마스크(2)의 상기 기판(4)측의 표면에, 상기 마스크 개구부(3)의 주위 또는 이 마스크 개구부(3) 사이에, 상기 매체로(12)로서 매체 유통관(12C)을 배치할 수도 있고, 상기 히트 파이프(22C)를 배치할 수도 있다.

또한, 상기 증착 마스크(2)에도 이와 접하는 증착 마스크(2)를 따른 온도 제어부(9C)를 마련하여 증착 마스크(2)에도 상기 온도 제어 기구(9)를 마련한 구성으로 할 수도 있으며, 이 경우에는 증착 마스크(2) 자체를 온도 제어하기 때문에 효율이 좋고, 또한 온도 유지 기능이 향상되며, 또한 기판(4)과 증착 마스크(2)의 이격 부분의 갭을 이용하여 마련할 수 있다.

또한, 마스크 홀더(6)는 금속이나 세라믹 등의 무기 재료 또는 여기에 코팅한 것을 채용하여, 열흡수 효율 및 강도가 향상되도록 구성하고 있다.

또한, 본 실시예에서는, 횡방향으로 병설하는 각 증발구부(8)를, 상기 증발원(1)의 상기 가로로 긴 확장부(27)에 돌출 형성한 증발구부 형성용 돌출부(28)의 선단부에 마련하고, 이 증발구부 형성용 돌출부(28)의 주위 또는 이 증발구부 형성용 돌출부(28) 사이에, 증발원(1)의 열을 차단하는 열차단부(19)를 배치하고 있다.

따라서, 증발원(1)의 가로로 긴 확산부(27)에 돌출 형성한 상기 각 증발구 형성용 돌출부(28)의 선단부에 상기 증발구부(8)를 마련한 구성으로 함으로써, 증발 레이트나 재료 사용 효율이 높아지고, 이 돌출부(28)의 선단부에 증발구부(8)를 마련함으로써, 증발구부(8) 이외의 가열 범위, 즉 증발원(1)의 고열 부분으로부터의 복사열을, 전술한 바와 같이 열차단부(19)에 의해 차단할 수 있기 때문에, 증착 마스크(2)의 냉각 효율을 한층 더 높일 수 있는 뛰어난 증착 장치가 된다.

이 열차단부(19)는, 열을 차폐하는 것이면 되는데, 본 실시예에서는 냉각판을 채용하고, 상기 마스크 홀더(6)와 마찬가지로 매체를 공급하는 매체로를 내장하며, 이를 냉각하는 열교환부(20D)를 마련하여, 증발원(1)에 마련되는 피온도 제어부(9D)로서 기능하도록 하여, 열차폐 효과를 높이고 있다.

또한 본 실시예의 증발원(1)은, 전술한 바와 같이 가로로 긴 확장부(27)에 각 증발구부(8)를 형성하는 증발구부 형성용 돌출부(28)를 돌출 형성하고, 이 상단면에 각각 증발구부(8)를 마련하고 있는데, 가로로 긴 확장부(27)에 횡방향으로는 폭이 넓지만 상대 이동 방향으로는 좁은 편평 돌출부를 마련하여 이 상단부면에 증발구부(8)를 다수 개 병설할 수도 있다.

또한, 증착 마스크(2)는, 상대 이동 방향과 직교하는 방향으로 긴 스트립 형태로 형성한 것을 제작할 수 있다면, 전술한 바와 같이 분할하여 형성하지 않아도 좋다.

실시예 2

또한, 제2 실시예에서는, 도 23에 도시한 바와 같이 상기 기판(4)과 상기 증착 마스크(2) 사이에, 제2 증착 마스크(10)를 배치하고 있다.

이 제2 증착 마스크(10)의 제2 마스크 개구부(11)는, 상기 성막 패턴을 최종적으로 결정하는 배열로 하고, 이 제2 증착 마스크(10)보다 상기 증발원(1)측에 위치하는 상기 증착 마스크(2)의 상기 마스크 개구부(3)에 비해, 적어도 상기 기판(4)의 상기 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향의 개구 패턴은 동일 패턴으로 마련하며, 개구부 형성 피치는 상기 기판(4)과의 거리의 차이에 대응하여 서로 다른 형성 피치로 하고, 또한 제2 증착 마스크(10)의 방해가 되지 않도록 제1 증착 마스크(2)의 각 개구부 폭은 동일하거나 넓어지도록 마련하고 있다.

상대 이동 방향의 배열에 대해서는, 전술한 바와 같이 증발 레이트를 확보하기 위해 슬릿형으로 하거나, 점재시킨 종렬형으로 하는 것으로서, 반드시 동일 개구 형상으로 할 필요는 없지만, 적어도 횡방향의 개구 패턴은 동일 패턴으로 하고 있다. 그러나, 개구부 형성 피치는 상기 기판(4)과의 거리의 차이에 대응하여 서로 다른 형성 피치로 하고, 개구부 폭은 동일하거나 협폭으로 되도록 마련하고 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 제2 증착 마스크(10)를 설치함으로써 제1이 되는 상기 증착 마스크(2)에 의한 음영(SH)을 최대한 억제할 수 있고, 또한 이 제2 증착 마스크(10)의 온도를 일정하게 유지할 수 있어, 한층 더 고정밀도의 증착을 수행할 수 있다.

즉, 제1 증착 마스크(2) 자체나 이 증착 마스크(2)를 부설하는 마스크 홀더(6)에 설치한 증착 마스크(2)의 온도를 양자 모두 일정하게 유지할 수 있는데다가, 이 제1 증착 마스크(2)와 기판(4) 사이에 추가로 설치하는 이 제2 증착 마스크(10)에서 최종적으로 결정되는 성막 패턴의 증착막을 형성하게 되므로 이 제2 증착 마스크(10)는 한층 더 온도가 잘 상승하지 않게 된다. 따라서, 이 제2 증착 마스크(10)는 제1 증착 마스크(2)에 비해 선팽창 계수가 큰 재료로 형성할 수 있게 되고, 따라서 예컨대 전기 주조로 형성할 수 있게 되어 한층 더 고정세한 마스크 개구부(11)를 형성할 수 있으며 또한 장력도 비교적 작아도 되는 등 한층 더 고정밀도의 증착을 수행할 수 있게 된다.

또한, 제2 증착 마스크(10)를 기판(4)에 밀착시켜 성막하면, 제2 증착 마스크(10)의 개구 패턴대로 정밀하게 성막할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 실시예에서는, 이 제1 증착 마스크(2) 자체에도 온도 제어 기구(9)를 설치함으로써 이 증착 마스크(2)의 온도 상승을 한층 더 억제할 수 있고, 따라서 본 실시예에서는 제2 증착 마스크(10)의 온도 상승도 더 충분히 억제할 수 있다.

또한, 이 온도 제어 기구(9)의 증착 마스크를 따라 설치한 온도 제어부(9C)의 매체로(12)를 상기 증착 마스크(2)의 상기 마스크 개구부(3) 사이에 배치하고 있다.

따라서, 상기 기판(4)과 상기 증착 마스크(2)가 이격 상태인 채로 증착하는 구성이며, 이 이격 스페이스를 이용할 수 있다. 또한, 마스크 개구부(3)의 주위에 히트 파이프(22)를 배치한 구성으로 할 수도 있다.

또한, 본 발명은 실시예 1, 2에 한정되지 않으며, 각 구성 요건의 구체적 구성은 적당히 설계할 수 있는 것이다.

Claims

증발원으로부터 증발한 성막 재료를, 증착 마스크의 마스크 개구부를 통해 기판 상에 퇴적하여, 이 증착 마스크에 의해 정해진 성막 패턴의 증착막이 기판 상에 형성되도록 구성한 증착 장치에 있어서, 상기 증발원과 이 증발원에 대향 상태로 배치하는 상기 기판과의 사이에, 상기 증발원으로부터 증발한 상기 성막 재료의 증발 입자의 비산 방향을 제한하는 제한용 개구부를 마련한 비산 제한부를 갖는 마스크 홀더를 배치하고, 이 마스크 홀더에 상기 기판과 이격 상태로 배치하는 상기 증착 마스크를 접합시켜 부설하며, 이 마스크 홀더 또는 증착 마스크 중의 적어도 하나에 증착 마스크의 온도를 유지하는 온도 제어 기구를 구비하고, 상기 기판을, 상기 증착 마스크를 부설한 상기 마스크 홀더 및 상기 증발원에 대해, 상기 증착 마스크와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동 가능하게 구성하여, 이 상대 이동에 의해 상기 증착 마스크보다 넓은 범위로 이 증착 마스크에 의해 정해지는 성막 패턴의 증착막이 기판 상에 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 감압 분위기로 할 증착실 내에, 상기 성막 재료를 수납한 상기 증발원과, 이 증발원의 증발구부로부터 증발한 상기 성막 재료의 증발 입자가 통과하는 상기 마스크 개구부를 마련한 상기 증착 마스크를 배치하고, 상기 증발구부를 복수개 병설하며, 상기 증착 마스크와 이격 상태로 위치 맞춤하는 기판에, 상기 복수개의 증발구부로부터 비산하는 증발 입자가 상기 마스크 개구부를 통과하여 퇴적하고 증착 마스크에 의해 정해지는 성막 패턴의 증착막이 상기 기판에 형성되도록 구성하며, 이 증발원과 이 증발원과 대향 상태로 배치하는 상기 기판과의 사이에, 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 상기 증발구부로부터의 증발 입자를 통과시키지 않는 상기 제한용 개구부를 마련한 상기 비산 제한부를 갖는 상기 마스크 홀더를 배치하고, 이 마스크 홀더에 상기 기판과 이격 상태로 배치하는 상기 증착 마스크를 접합시켜 부설하며, 이 마스크 홀더 또는 상기 증착 마스크 중의 적어도 하나에 증착 마스크의 온도 상승을 억제하고 온도를 일정하게 유지하는 상기 온도 제어 기구를 설치하고, 상기 기판을, 상기 증착 마스크를 부설한 상기 마스크 홀더 및 상기 증발원에 대해 이 증착 마스크와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동시켜, 이 상대 이동 방향으로 상기 증착 마스크의 상기 성막 패턴의 증착막을 연속하게 하여 상기 기판보다 작은 상기 증착 마스크로도 넓은 범위에 증착막이 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제2항에 있어서, 상기 기판의 상대 이동 방향에 대해 직교하는 횡방향으로 상기 증발원의 상기 증발구부를 복수개 병설하고, 상기 마스크 홀더에 설치하는 상기 비산 제한부의 상기 제한용 개구부를 상기 횡방향을 따라 복수개 병설하며, 상기 각 증발구부로부터 증발하는 증발 입자가, 대향하는 상기 제한용 개구부만을 통과하고 이 제한용 개구부와 대향하는 상기 증착 마스크의 상기 마스크 개구부를 통해 상기 기판 상에 상기 성막 패턴의 증착막이 형성되며, 서로 이웃하는 또는 이격된 위치의 상기 증발구부로부터의 증발 입자는 부착 포착되게 상기 제한용 개구부에 의해 상기 증발 입자의 비산 방향이 제한되도록 구성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 홀더의 상기 기판측의 단부에, 상기 증착 마스크를 부설한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제4항에 있어서, 상기 마스크 홀더의 상기 기판측의 단부에, 상기 증착 마스크를 장력을 부여하여 팽팽하게 설치한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제5항에 있어서, 상기 마스크 홀더는 상기 기판의 상대 이동 방향으로 장력을 부여하여 상기 증착 마스크를 팽팽하게 설치한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 증착 마스크는 상기 기판의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수매로 분할한 구성으로 하고, 이 분할한 증착 마스크를 상기 마스크 홀더에 상기 횡방향으로 병설한 상태로 부설한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 증발원의 상기 증발구부를 상기 기판의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개 병설하고, 이 하나 또는 복수개의 증발구부마다 각각 대향 상태로 상기 제한용 개구부를 마련한 상기 비산 제한부를 갖는 상기 마스크 홀더의 각 제한용 개구부를 덮도록, 상기 증착 마스크를 마스크 홀더의 상기 기판측의 단부에 부설한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 홀더의 상기 제한용 개구부 사이에, 상기 기판의 상대 이동 방향으로 연장되는 리브부를 마련하고, 이 리브부의 상기 기판측 선단면에, 상기 각 제한용 개구부에 설치하는 상기 증착 마스크를 지지하여 접합하는 마스크 부착 지지면을 마련한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 홀더는, 상기 기판의 상대 이동 방향으로 연장되어, 상기 증착 마스크를 마스크 홀더에 팽팽하게 설치할 때 증착 마스크에 부여되는 장력에 의한 마스크 홀더의 변형을 방지하기 위해, 팽팽하게 설치하는 방향에서의 마스크 홀더의 강성을 향상시키는 리브부를 상기 제한용 개구부 사이에 마련한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 온도 제어 기구는, 상기 마스크 홀더의 상기 제한용 개구부의 주위 또는 이 제한용 개구부 사이에 열교환하여 온도 제어되는 매체를 유통시키는 매체로 또는 히트 파이프를 설치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제11항에 있어서, 상기 온도 제어 기구는, 상기 제한용 개구부의 주위 또는 이 제한용 개구부 사이에 매체를 유통시키는 상기 매체로 또는 상기 히트 파이프를 상기 마스크 홀더 내에 설치하여 구성하고, 상기 기판과 상기 증발원과의 대향 방향으로 복수단 마련한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제12항에 있어서, 상기 온도 제어 기구는, 상기 마스크 홀더 내에 상기 증발원측 피온도 제어부와 상기 기판측 피온도 제어부를 구비하고, 각 피온도 제어부에 각각 독립적으로 매체를 유통시키는 상기 매체로 또는 각각 독립된 상기 히트 파이프를 내장한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제11항에 있어서, 상기 온도 제어 기구는, 상기 매체로 내부 또는 상기 히트 파이프 내부에서 생기는 온도 구배가, 상기 대향 방향으로 설치한 각각의 단끼리 서로 다른 방향으로 발생하도록, 상기 매체로 또는 상기 히트 파이프를 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제9항에 있어서, 상기 온도 제어 기구는, 상기 매체로 또는 상기 히트 파이프를 상기 리브부 내에 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제15항에 있어서, 상기 온도 제어 기구는, 상기 리브부 내에 배치한 상기 매체로 내부 또는 상기 히트 파이프 내부에서 발생하는 온도 구배가 인접하는 상기 리브부 사이에서 서로 다른 방향으로 발생하도록, 상기 매체로 또는 상기 히트 파이프를 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 홀더는, 상기 제한용 개구부의 형상을, 상기 기판측의 개구 면적보다 상기 증발원측의 개구 면적이 작은 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제13항에 있어서, 상기 마스크 홀더의 상기 제한용 개구부 사이에, 상기 독립된 상기 증발원측 피온도 제어부와 상기 기판측 피온도 제어부를 마련하여, 상기 증발원측 피온도 제어부의 상기 매체로의 매체 유량 또는 매체와의 접촉 면적, 또는 상기 히트 파이프의 수, 또는 히트 파이프의 단면적을, 상기 기판측 피온도 제어부보다 증대시켜 이 증발원측 피온도 제어부의 온도 제어 능력을 높인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 증착 마스크의 상기 기판측의 표면에, 상기 마스크 개구부의 주위 또는 이 마스크 개구부 사이에, 열교환하여 온도 제어되는 매체를 유통시키는 매체로 또는 히트 파이프를 배치하여, 상기 증착 마스크에 상기 온도 제어 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 증발원의 상기 증발구부는, 상기 기판의 상대 이동 방향으로 길고 이와 직교하는 횡방향으로 폭이 좁은 슬릿형으로 한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제20항에 있어서, 상기 기판과 상기 증착 마스크가 이격 상태로 증착되고 이 증착 마스크에 의한 성막 패턴의 증착막이 기판에 형성될 때, 이 증착막의 측단 경사 부분인 음영(SH)은, 상기 기판과 상기 증착 마스크와의 갭을 G, 상기 증발구부의 상기 횡방향의 개구 폭을 φx, 이 증발구부와 상기 증착 마스크와의 거리를 TS라고 하면, 하기 식으로 표현되고, 이 음영(SH)이 인접하는 증착막과의 간격(PP)에 도달하지 않도록, 상기 증발구부의 상기 개구 폭(φx)을 작게 설정하여 상기 갭(G)을 크게 설정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
[수학식 3]
SH=φx×G/TS＜PP
제1항에 있어서, 상기 기판의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개 병설하는 상기 증발구부 전부 또는 그 일부는, 하나의 상기 증발원에 마련한 구성으로 하고, 상기 성막 재료를 가열하는 증발 입자 발생부와, 이 증발 입자 발생부로부터 발생한 상기 증발 입자를 확산시켜 압력을 균일화하는 가로로 긴 확산부로 상기 증발원을 구성하며, 이 가로로 긴 확산부에 상기 증발구부를 상기 횡방향으로 복수개 병설한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 증발원의 상기 증발구부를 상기 기판의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개 병설하고, 각 증발구부를 상기 증발원의 상기 기판측을 향해 돌출하는 증발구부 형성용 돌출부의 선단부에 마련하며, 이 증발구부 형성용 돌출부의 주위 또는 이 증발구부 형성용 돌출부 사이에 상기 증발원의 열을 차단하는 열차단부를 배치한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 증착 마스크의 상기 마스크 개구부는, 상기 기판의 상기 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향으로 복수개 병설한 구성으로 하고, 이 각 마스크 개구부는 상기 상대 이동 방향으로 긴 슬릿형으로 형성하거나, 또는 개구부를 상기 상대 이동 방향으로 복수개 병설하며, 이 상대 이동 방향의 토탈 개구 길이를 상기 제한용 개구부의 중앙부로부터 상기 횡방향으로 떨어질수록 길어지도록 설정한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 기판에 증착되는 성막 패턴을 결정하는 상기 증착 마스크의 마스크 개구부의 상기 기판의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향에서의 형성 피치를, 상기 증착막의 성막 패턴의 피치보다 상기 기판과 상기 증착 마스크와의 갭(G)과, 상기 기판과 상기 증발원과의 거리 중 적어도 어느 하나의 대소에 상응한 차이분만큼 좁게 설정하고, 상기 증착 마스크의 마스크 개구부의 상기 기판의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향에서의 개구 치수를, 상기 증착막의 성막 패턴의 패턴폭보다, 상기 갭(G), 상기 거리, 상기 증발원의 상기 증발구부의 상기 횡방향에서의 개구 폭(φx) 중 적어도 어느 하나의 대소에 상응한 차이분만큼 넓게 설정한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 홀더는, 증착 장치에 대해 탈착 가능하도록 상기 온도 제어 기구와 연결부를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 홀더 또는 마스크 홀더에 부설한 상기 증착 마스크 중의 적어도 하나에 부착된 성막 재료를 세정하는 세정 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 홀더 또는 마스크 홀더에 부설한 상기 증착 마스크 중의 적어도 하나에 부착된 성막 재료를 회수하는 재료 회수 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 기판과 상기 증착 마스크 사이에 제2 증착 마스크를 배치한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제29항에 있어서, 상기 제2 증착 마스크의 제2 마스크 개구부는, 이 제2 증착 마스크보다 상기 증발원측에 위치하는 상기 증착 마스크의 상기 마스크 개구부에 비해, 적어도 상기 기판의 상대 이동 방향과 직교하는 횡방향의 개구 패턴은 동일 패턴으로 마련하고, 개구부 형성 피치는 상기 기판과의 거리의 차이에 대응하여 서로 다른 형성 피치로 하며, 개구부 폭은 동일하거나 협폭으로 되도록 마련한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제29항에 있어서, 상기 제2 증착 마스크는, 이보다 상기 증발원측에 위치하는 상기 증착 마스크보다 선팽창 계수가 큰 재료로 형성한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항에 있어서, 상기 성막 재료를 유기 재료로 한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 기재된 증착 장치를 이용하여, 상기 기판 상에 상기 증착 마스크에 의해 정해진 성막 패턴의 증착막을 형성하는 것을 특징으로 하는 증착 방법.