KR20200125402A - 마스크, 마스크의 제조 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

마스크, 마스크의 제조 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법 Download PDF

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마사키 후루타니
아츠오 혼다
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캐논 톡키 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 복수의 라인을 조합시킨 형상의 마스크에 있어서, 마스크의 변형에 의해 생기는 성막 대상물과 마스크의 틈을 작게 하기 위한 기술을 제공한다.
[해결 수단] 기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서, 개구부를 갖는 프레임과, 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 갖고 있고, 복수의 라인은, 제1 라인과, 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고, 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션에 비하여, 제2 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션이 작은 마스크를 이용한다.

Description

마스크, 마스크의 제조 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법{MASK, MANUFACTURING METHOD OF MASK, AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 마스크, 마스크의 제조 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 유리 기판 등의 성막 대상물에 증착 재료를 증착하여 성막을 행하는 증착 장치가 이용되고 있다. 예를 들면, 유기 EL 패널의 제조 시에 유기층을 증착하는 유기층 증착 장치가 알려져 있다. 유기층은, 두께가 수십㎛ 내지 수㎛인 얇은 막이며, 막의 형성에는 1개 또는 복수의 개구부가 마련된 성막용 마스크가 이용된다. 성막용 마스크는, 예를 들면, 프레임부와, 라인 형상의 마스크 박(箔)을 복수개 조합시킨 마스크 박부를 포함하고, 마스크 박부의 사이에 개구부가 마련된 구성을 하고 있다. 유기층 증착 장치가 이러한 성막용 마스크를 통하여 증착 재료를 유리 기판에 증착시키면, 개구부에서는 증착 재료가 통과하여 유리 기판 상에 퇴적하고, 마스크 박부에서는 증착 재료가 마스킹되어, 유리 기판 상의 원하는 위치에 원하는 패턴 형상의 유기층이 형성된다.
유기층 증착 장치는, 유리 기판의 피성막면으로의 오염 물질의 부착을 피하기 위해서, 피성막면을 중력 방향 하측을 향한 상태로 성막하는 일이 많다. 그 경우, 유리 기판은 피성막면을 하측으로 하여 수평으로 보유지지되고, 마스크는 피성막면과 대향하도록 수평으로 보유지지된다. 유기층 증착 장치는, 유리 기판과 마스크의 상대하는 위치에 마련된 얼라인먼트 마크를 참조하여, 필요한 위치결정 정밀도가 얻어질 때까지 얼라인먼트 공정을 행한 후, 유리 기판과 마스크를 겹친다. 겹쳐진 마스크 중 일부의 영역(예를 들면, 프레임부)은, 유리 기판에 접촉하지만, 다른 영역(예를 들면, 마스크 박부의 일부)은, 자중에 의해 처져 유리 기판으로부터 떨어져 있다. 그리고, 유리 기판 너머에 자기 흡인력이나 정전 흡착력 등으로 마스크 박부에 흡인력을 부여함으로써, 마스크 박부의 전체가 유리 기판을 향하여 끌어올려진다.
여기서, 유기층과 같은 얇은 층을 성막할 때에는, 성막 시에 마스크의 그림자가 발생하지 않도록 얇은 마스크 박이 이용된다. 이러한 마스크 박에 있어서 정밀도 좋게 성막을 행하기 위해서는, 마스크 박과 성막 대상물이 가능한 한 밀착하고, 틈을 가급적 작게 하는 것이 필요하다. 예를 들면, 증착 재료가 돌아들어가, 소자 사이나 배선 패턴 사이의 단락, 누설 전류나 크로스토크가 발생하지 않도록 하기 위해서는, 마스크 박과 유리 기판의 틈을 수㎛ 이내로 하는 것이 바람직하다.
또한, 유리 기판의 사이즈와, 제조하려고 하는 디스플레이 패널의 사이즈나 형상과의 관계에 따라서는, 마스크 박부의 형상이 단순한 매트릭스 형상이 아니게 된다. 예를 들면, 1장의 유리 기판으로부터 복수 종류의 대형 디스플레이 패널을 제조하는 경우와 같이, 복수 종류의 개구부 패턴을 조합시킨 패널 레이아웃에 있어서는, 프레임의 대향하는 양변의 사이에 장가(張架: 장력이 걸린 상태로 걸침)되는 라인뿐만 아니라, 적어도 일방의 단부가 다른 라인의 중간부에 접속된 라인도 존재한다. 이 경우, 마스크 박의 라인끼리가 T자 형상으로 교차하고, 교차부에 있어서 라인끼리가 접합되게 된다. 이 경우, 라인의 교차부 등에 있어서의 텐션의 밸런스가 악화될 우려가 있다.
특허문헌 1은 자력에 의해 마스크를 기판에 흡착시키는 제조 방법을 제안하고 있다.
특허문헌 2는, 기판과 마스크를 위치결정한 후에 마스크를 장가하는 공정, 및 자력 흡착한 후에 자석을 이동시켜 마스크를 장가하는 공정에 있어서, 마스크 박의 T자 교차부의 바로 위에 마그넷을 배치한 상태로 마스크를 흡인하여, 교차부에 생긴 변형을 해소하는 방법을 제안하고 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 평10-41069호 공보 특허문헌 2: 일본특허 제5958690호 공보
그러나, 특허문헌 1에서는, 마그넷이나 전자석 등의 자력 발생원의 배치에 따라 자력 및 박으로의 흡인력은 균일하지 않고 자극 사이에서 제로가 되는 구간이 생기기 때문에, 마스크 박에 변형이 생겨 있으면, 마스크 박이 기판에 밀착할 수 없고 틈이 생기는 요인이 되고 있었다.
또한, 특허문헌 2에서는, 마스크 박의 T자 교차부의 변형의 원인이 되는 박 장력은 수십N 내지 수백N인 것에 비하여, 마그넷의 흡인력은 몇 자릿수 낮기 때문에, 마스크 박의 변형을 눌러 해소하기에는 불충분하다. 그 때문에, 마스크 박이 기판에 밀착할 수 없고 틈이 생기는 요인이 되고 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 복수의 라인을 조합시킨 형상의 마스크에 있어서, 마스크의 변형에 의해 생기는 성막 대상물과 마스크의 틈을 작게 하기 위한 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 이하의 구성을 채용한다. 즉,
기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서,
개구부를 갖는 프레임과,
상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 갖고 있고,
상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고,
상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션에 비하여, 상기 제2 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션이 작은 것을 특징으로 하는 마스크이다.
본 발명은 또한 이하의 구성을 채용한다. 즉,
기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서,
개구부를 갖는 프레임과,
상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 갖고 있고,
상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고,
상기 제1 라인과 상기 제2 라인이 접합하는 접합 영역에 있어서의 상기 제2 라인의 폭은, 비접합 영역에 있어서의 상기 제2 라인의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 마스크이다.
본 발명은 또한 이하의 구성을 채용한다. 즉,
기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서,
개구부를 갖는 프레임과,
상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 갖고 있고,
상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고,
상기 제1 라인과 상기 제2 라인이 접합하는 접합 영역에 있어서, 상기 제1 라인을 통하여 상기 제2 라인과 반대측에, 제3 라인이 배치되어, 상기 제1 라인과 접합되는 것을 특징으로 하는 마스크이다.
본 발명은 또한 이하의 구성을 채용한다. 즉,
기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크의 제조 방법에 있어서,
개구부를 갖는 프레임에, 상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하도록 한, 제1 라인과 제2 라인을 포함하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 장가하는 것으로서,
상기 제1 라인에 텐션을 부여하면서, 상기 프레임에 제1 라인의 양단을 접합하여 장가하는 단계와,
상기 제2 라인에 텐션을 부여하면서, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 상기 제2 라인의 일단부를 접합하여 장가하는 단계를 포함하고,
상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션에 비하여, 상기 제2 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션을 작게 하는 것을 특징으로 하는 마스크의 제조 방법이다.
본 발명은 또한 이하의 구성을 채용한다. 즉,
전자 디바이스의 제조 방법으로서,
기판에 마스크를 얼라인먼트하는 단계와,
상기 마스크를 통하여 상기 기판에 증착 재료를 증착시키는 단계를 포함하고,
상기 마스크는, 개구부를 갖는 프레임과, 상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 갖고 있고,
상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고,
상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션에 비하여, 상기 제2 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션이 작은 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법이다.
본 발명에 의하면, 복수의 라인을 조합시킨 형상의 마스크에 있어서, 마스크의 변형에 의해 생기는 성막 대상물과 마스크의 틈을 작게 하기 위한 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 유기 EL 패널의 제조 라인을 나타내는 개략도이다.
도 2는 유기 EL 패널의 제조 라인의 제어 블록도이다.
도 3은 반송 캐리어를 나타내는 개략도이다.
도 4는 반송 캐리어의 분해 사시도이다.
도 5는 마스크 척을 나타내는 개략도와 반송 캐리어의 개략도이다.
도 6은 얼라인먼트실을 나타내는 개략도이다.
도 7은 자기 흡착 마그넷의 개략도이다.
도 8은 마그넷 배치를 나타내는 도면과 자기 흡인력의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 9는 얼라인먼트의 프로세스를 나타내는 플로우 도면이다.
도 10은 얼라인먼트의 진행의 각 단계를 나타내는 개략도이다.
도 11은 얼라인먼트의 진행의 각 단계의 계속을 나타내는 개략도이다.
도 12는 얼라인먼트의 진행의 각 단계의 계속을 나타내는 개략도이다.
도 13은 성막용 마스크의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 14는 성막용 마스크의 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 15는 마스크 박의 틈 발생을 설명하기 위한 단순화 모델도이다.
도 16은 제1 라인과 제2 라인의 텐션의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 17은 라인의 접합부의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 18은 라인의 접합부의 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 19는 동적 해석의 결과에 대해 설명하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 설명한다. 단, 이하의 실시형태 및 실시예는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것에 지나지 않고, 본 발명의 범위를 그들의 구성으로 한정하지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서의, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 플로우, 제조 조건, 치수, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그들로만 한정하는 취지의 것이 아니다. 또한, 동일한 구성요소에는 원칙으로서 동일한 참조 번호를 부여하고, 설명을 생략한다.
본 발명은, 성막 대상물에 증착에 의한 성막을 행하는 증착 장치에 사용되는 증착 마스크에 바람직하며, 전형적으로는 유기 EL 패널을 제조하기 위해서 유리 기판에 대하여 유기 재료 등을 증착하여 성막하는 증착 장치에 적용할 수 있다. 본 발명은, 기판 등의 성막 대상물에 박막, 무기 박막을 형성하기 위한 마스크에도 바람직하다. 본 발명은, 성막 장치 및 그 제어 방법, 성막 방법으로서도 파악된다. 본 발명은 또한, 마스크의 제조 방법으로서도 파악된다. 본 발명은 또한, 전자 디바이스의 제조 장치나 전자 디바이스의 제조 방법으로서도 파악된다. 본 발명은 또한, 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이나, 해당 프로그램을 격납한 기억 매체로서도 파악된다. 기억 매체는, 컴퓨터에 의해 판독가능한 비일시적인 기억 매체이어도 된다.
(제조 라인 전체 구성)
도 1은 유기 EL 패널의 제조 라인(100)의 전체 구성을 나타내는 개념도이다. 개략적으로, 제조 라인(100)은, 증착 처리 공정 반송로(100a), 리턴 반송로(100b), 마스크 전달 기구(100c), 캐리어 시프터(100d), 마스크 전달 기구(100e), 및 캐리어 시프터(100f)를 구비하는, 순환형 반송로를 구성한다. 순환형 반송로를 구성하는 각 구성요소, 예를 들면 기판 반입실(101), 반전실(102), 얼라인먼트실(103), 가속실(104), 증착실(105), 감속실(106), 마스크 분리실(107), 반전실(108), 유리 기판 배출실(109) 등에는, 반송로를 구성하기 위한 반송 모듈(301)이 배치되어 있다. 자세한 내용은 후술하지만, 이 도면에는, 제조 프로세스의 각 공정에 있어서 유리 기판(G), 마스크(M) 및 정전척(308)(부호 C)이 어떻게 반송로 상을 반송되는지가 나타내진다.
증착 처리 공정 반송로(100a)에서는, 개략적으로, 외부로부터 유리 기판(G)이 반송 방향(화살표 A)으로 반입되며, 유리 기판(G)과 마스크(M)가 반송 캐리어 상에 위치결정되어 보유지지되고, 반송 캐리어(302)와 함께 반송로 상을 이동하면서 증착 처리가 실시된 후, 성막 완료된 유리 기판(G)이 배출된다. 리턴 반송로(100b)에서는, 증착 처리 완료 후에 분리된 마스크(M)와, 유리 기판 배출 후의 반송 캐리어(302)가, 기판 반입실 측으로 복귀한다.
마스크 전달 기구(100c)에서는, 증착 처리 완료 후에 반송 캐리어로부터 분리된 마스크(M)가, 리턴 반송로로 이동된다. 리턴 반송로로 이동한 마스크(M)는, 기판을 배출하여 빈 반송 캐리어(302)에 다시 재치된다. 캐리어 시프터(100d)에서는, 유리 기판(G)을 다음 공정으로 배출한 빈 반송 캐리어(302)가 리턴 반송로(100b)에 바꿔 실린다. 마스크 전달 기구(100e)에서는, 리턴 반송로(100b)를 반송되어 온 반송 캐리어로부터 분리된 마스크(M)가, 증착 처리 공정 반송로(100a) 상의 마스크 장착 위치(P2)로 반송된다. 캐리어 시프터(100f)에서는, 마스크(M) 분리 후의 빈 반송 캐리어가, 리턴 반송로(100b)로부터 증착 처리 공정 반송로(100a)의 시점의 유리 기판 반입 위치(P1)로 반송된다.
도 2는 제조 라인(100)의 제어 블록의 개념도이다. 제어 블록은, 제조 라인(100)의 전체의 가동 정보를 관리하는 가동 관리 제어부(700)와, 운행 컨트롤러(20)를 포함한다. 또한, 제조 라인(100)을 구성하는 기판 반입실(101), 반전실(102), 얼라인먼트실(103), 가속실(104), 증착실(105) 등의 각 실(각 장치)에는, 각 실 내부의 구동 기구를 제어하는 구동 제어부가 마련되어 있다. 즉, 기판 반입실(101)에는 기판 반입실 제어부(701a), 반전실(102)에는 반전실 제어부(70lb), 얼라인먼트실(103)에는 얼라인먼트실 제어부(701c), 가속실(104)에는 가속실 제어부(701d), 증착실(105)에는 증착실 제어부(701e)가 마련되어 있다. 상기 이외의 각 장치(각 실)에도, 각각 제어부(701N)가 마련되어 있다. 이들 구동 제어부와 전체를 관리하는 가동 관리 제어부(700)는, 제어 수단에 포함시켜 생각해도 된다. 또한, 운행 컨트롤러(20)도, 제어 수단에 포함시켜 생각해도 된다.
또한, 상기 각 장치(각 실)에는, 반송 모듈a(301a) 내지 반송 모듈N(301N)이 마련되어 있다. 각 장치에 배치되어 있는 반송 모듈(301)에는, 유리 기판(G) 및 반송 캐리어(302)의 반송 방향을 따라, 복수의 구동용 코일이 라인 형상으로 배치되어 있다. 각 반송 모듈(301)에 마련된 인코더의 값에 따라, 각 구동용 코일에 흐르는 전류 또는 전압을 제어함으로써, 반송 캐리어(302)의 구동이 제어된다.
(반송 캐리어(302)의 반송 구동부의 구성)
(반송 캐리어의 구성)
도 3의 (A)는 고정부로서의 반송 모듈(301), 가동부로서의 반송 캐리어(302)로 이루어지는 반송 유닛(300)을 도 1의 화살표 A로 나타내는 반송 방향에서 본 정면도이다. 도 3의 (B)는 도 3의 (A)에 있어서의 틀 S로 둘러싸는 요부의 확대도, 도 3의 (C)는 반송 캐리어(302)의 측면도, 도 4는 반송 캐리어의 분해 사시도이다. 반송 모듈(301)은, 제조 라인(100)의 전역에 걸쳐 복수개 배열되어 반송로를 구성한다. 각 반송 모듈(301)의 구동용 코일에 공급하는 전류를 제어함으로써, 복수의 반송 모듈 전체를 1개의 반송로로서 제어하고, 반송 캐리어(302)를 연속해서 이동시킬 수 있다.
도면에 있어서, 반송 캐리어(302)의 캐리어 본체(302A)는, 직사각형 형상의 프레임으로 구성되고, 그 좌우 양측면에는 반송 방향 A에 평행한 단면 ㄷ자 형상으로 개구된 가이드 홈(303a, 303b)이 각각 형성되어 있다. 한편, 반송 모듈(301) 측의 측판의 내면에는, 복수의 롤러 열로 이루어지는 롤러 베어링(가이드 롤러)(304a, 304b)이 회전 가능하게 부착되어 있다. 그리고, 각 가이드 홈(303a, 303b) 내에, 롤러 베어링(304a, 304b)이 각각 삽입됨으로써, 반송 캐리어(302)가 반송 모듈(301)에 대하여, 화살표 A 방향(반송 방향)으로 이동 가능하게 지지된다.
(반송 캐리어 상의 유리 기판(G)과 마스크(M)의 보유지지 기구)
다음으로, 반송 캐리어(302)에 유리 기판(G)을 보유지지하는 기구와, 유리 기판 상에 마스크(M)를 보유지지하는 기구에 대해 설명한다. 본 발명에 의하면, 유리 기판은 정전척에 의해, 마스크는 자기 흡착 수단으로서의 자기 흡착 척(307)에 의해 각각 반송 캐리어에 겹쳐 보유지지되도록 구성되어 있다.
도 3, 도 4에 있어서, 직사각형 프레임 형상의 반송 캐리어(302)의 캐리어 본체(302A) 하면에는, 마스크(M)를 자기적으로 흡착하는 자기 흡착 척(307), 유리 기판(G)을 정전력에 의해 흡착하는 정전척(308)을 겹치도록 수납하는 척 프레임(309)이 부착되어 있고, 캐리어 본체(302A)의 직사각형 프레임 상면에는, 정전척(308)에 전하를 대전시키는 제어부가 내장된 제어 박스(312)가 배치되어 있다.
이 제어 박스(312) 내의 제어부를 동작시켜 척 프레임(309) 내의 정전척(308)을 대전시킴으로써, 유리 기판(G)을 흡착하여 보유지지할 수 있다.
(자기 흡착 척의 구성)
또한, 자기 흡착 척(307)은, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 척 본체(307x)와, 척 본체(307x)의 배면(유리 기판(G)과 반대측)으로부터 캐리어 본체(302) 측으로 Z 축 방향으로 연장되는 2개의 가이드 로드(307a)를 가지고 있다. 이 가이드 로드(307a)가 캐리어 본체(302A)의 프레임에 마련된 통형상 가이드(307b)에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되며, 척 프레임(309) 내를 상하로 이동 가능하게 되어 있다.
자기 흡착 척(307)은, 외부에 마련된 구동원 측의 연결 단부의 구동측 연결 단부에 마련된 구동측 훅(307g)에 결합 이탈 가능한 연결부인 연결 훅(307c)을 가지고 있다. 이 연결 훅(307c)이 구동측 훅(307g)과 결합함으로써, 가이드 로드(302a)를 통하여, 척 본체(307x)를 상하 방향으로 구동시킨다. 구동측 훅(307g)은, 장치 외부에 배치되는 유체압 실린더나 볼 나사를 이용한 구동 장치 등의 액추에이터(307h)에 의해 제어된다.
도시한 예에서는, 가이드 로드(307a)의 선단부에 고정된 캡(307i)에 연결 훅(307c)이 마련됨과 함께, 캡(307i)의 측면에 옆쪽으로 연장하는 위치결정편(307d)이 마련되어 있다. 한편, 캐리어 본체(302A) 측에는, 이 위치결정편(307d)이, 척 본체(307x)의 상단 위치에서 접촉하는 상단 로크편(307f)과, 하단 위치를 로크하는 하단 스톱퍼(307e)에 선택적으로 결합 가능하게 되어 있다. 상단 로크편(307f)은 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 상단 위치에서 위치결정편(307d)의 하면에 결합하는 결합 위치와, 위치결정편(307d)으로부터 떨어지는 퇴피(退避) 위치 사이를 이동 가능하게 되어 있고, 퇴피 위치에 있어서, 위치결정편(307d)이 하방으로 이동 가능해지고, 하단 스톱퍼(307e)에 접촉하여 하강 위치가 규제된다. 이 하강 한계는, 마스크(M)를 자기 흡착하는 위치이지만, 척 본체(307x)와 정전척(308)의 사이에는 약간 틈을 마련하고 있다. 이에 의해, 자기 흡착 척(307)의 중량이 정전척(308)에 작용하는 것을 회피하고 있다.
이 상단 로크편(307f)의 구동도 외부 구동력에 의해 구동됨으로써, 예를 들면, 회전 구동의 액추에이터(307m)로 선단에 마련한 피니언을 회전 구동시켜, 상단 로크편(307f) 또는, 직선 가이드의 가동 부재에 마련한 랙에 맞물리도록 하면, 수평 이동시킬 수 있다.
상단 로크편(307f)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 캐리어 본체(302A)에 마련된 대좌(307j)의 상면에, 소정 간격 이격된 한 쌍의 직선 가이드(307k)를 통하여 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 직선 가이드(307k)의 사이의 대좌(307j) 상면에는, 하단 스톱퍼(307e)가 돌출 설치되어 있고, 위치결정편(307d)은 직선 가이드(307k)의 사이를 통과 가능한 폭으로 구성되어 있고, 상단 로크편(307f)이 퇴피 위치로 이동하면, 하방으로의 이동이 가능해지고, 하단 스톱퍼(307e)에 접촉한다.
그리고, 척 프레임(309)의 정전척(308)에 유리 기판(G)을 보유지지한 상태로, 마스크(M)를 유리 기판(G)에 대하여 얼라인먼트를 행하면서 접근시켜, 마스크(M)가 유리 기판(G)에 접촉한 상태로, 자기 흡착 척(307)을 마스크(M) 측으로 이동시킴으로써, 마스크(M)가 유리 기판(G) 및 정전척(308)을 사이에 두고 자기적으로 흡착된다. 이에 의해, 유리 기판(G)과 마스크(M)가 서로 위치맞춤된 상태로, 척 프레임(309)에 척킹되고, 결과로서 반송 캐리어(302)에 보유지지되게 된다.
(자기 흡착 척의 형상)
도 4를 참조하여, 자기 흡착 척(307)이나 정전척(308)의 형상을 설명한다. 척 프레임(309)은, 캐리어 본체(302A)보다 한층 작은 직사각형 형상의 부재이며, 정전척(308)의 외주 가장자리를 보유지지하고, 자기 흡착 척(307)과 격자 형상의 지지 프레임의 4변을 가이드하는 가이드 벽을 구성하고 있다.
정전척(308)은 세라믹 등의 판형상 부재이며, 내부 전극에 전압을 인가하고, 유리 기판(G)과의 사이에 작용하는 정전력에 의해 유리 기판(G)을 흡착하는 것이며, 척 프레임(309)의 하측 가장자리에 상하로 이동 불가능하게 고정되어 있다. 정전척(308)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 척판(308a)으로 분할되어 있고(도면에서는 6장), 각 척판(308a)의 변끼리가 복수의 리브(309b)에 의해 고정되어 있다. 리브(309b)는, 자기 흡착 척(307)의 지지 틀이 간섭하지 않도록 복수로 나뉘어져 있다.
자기 흡착 척(307)의 척 본체(307x)는, 직사각형 형상의 틀체(307x1)에 마스크(M)에 형성된 차폐 패턴에 대응하는 패턴의 격자 형상의 지지 프레임(307x2)과, 지지 프레임(307x2)에 부착되는 요크판(307x3) 및 흡착 마그넷(307x4)을 구비한 구성으로 되어 있다.
도 7에는 흡착 마그넷(307x4)의 배치가 나타나 있다. 도 7은 자기 흡착 척(307)의 흡착 마그넷(307x4)이 배치된 면을 하방에서 본 모양을 나타낸다. 요크판(307x3)을 따라 직교 방향으로 S극, N극의 마그넷이 교대로 라인 상에 배열되어 있다.
(마스크 보유 지지수단)
반송 캐리어(302) 하면의 척 프레임(309)의 주위 복수 개소(실시예에서는 10개소)에는, 자기 흡착 척(307)과는 별개로, 마스크(M)를 보유지지하는 마스크 보유지지 수단으로서의 마스크 척(311)이 마련되어 있다. 이 마스크 척(311)은, 외부로부터의 구동력으로 구동되는 구성이며, 반송 캐리어(302)에는 구동원은 탑재되어 있지 않다.
도 5의 (A)에는, 이 마스크 척(311)의 구조가 나타나 있다. 마스크 척(311)은, 도시한 바와 같이, 반송 캐리어 하면에 4개의 지주(支柱)(311d)에 의해 부착된 베이스(311a)에, 마스크(M) 주연의 마스크 프레임(412)을 상하로부터 협지하는 척편(31lb, 311c)을 구비하고 있다. 상측의 척편(31lb)은 마스크(M)의 주연의 마스크 프레임(412)의 상면에 접촉하는 위치에 배치되고, 하측의 척편(311c)은, 회전축(311f)에 의해 화살표 311g 방향으로 회전 구동 가능하게 되어 있다. 즉, 하측의 척편(311c)은, 상측의 척편(31lb)과 함께 마스크 프레임(412)을 협지하는 도시한 협지 위치와, 마스크 프레임(412)으로부터 이격되고, 마스크 프레임(412)의 상하 이동을 방해하지 않는 311h로 나타내는 퇴피 위치로 이동 가능하다. 이들 이동은, 외부에 배치되는 액추에이터(311m)(도 3의 (A) 참조)로부터 챔버 내부로 연장되는 구동측의 연결 단부(311j)에, 연결부(311i)가 연결됨으로써 회전축(311f)을 회전 구동함으로써 행해진다.
또한, 회전축(311f)은, 척편(31lb)과 함께 마스크 프레임(412)을 협지한 상태로, 척편(311c)을 반송 캐리어 측으로 탄성적으로 가압하는 가압 부재(311k)를 구비하고 있다. 이 가압 부재(311k)의 가압력에 의해, 마스크(M)를 확실하게 반송 캐리어(302)에 보유지지하고, 위치 어긋남을 방지할 수 있다.
마스크 척(311)은, 마스크 장착 전에는, 상기 퇴피 위치로 이동되어 있고, 마스크(M)가 후술하는 승강 장치에 의해 반송 캐리어(302) 하면으로 상승하고, 유리 기판(G)에 접촉된 상태가 되면, 도 3에 나타내는 액추에이터에 의해 연결부(311i)를 통하여 구동되며, 척편(311c)이 마스크 및 유리 기판 측으로 회전하고, 마스크(M)의 주연 부분을 계지(係止)하고, 탄성적으로 반송 캐리어(302)에 척킹한 상태가 된다.
또한, 마스크 척(311)은, 마스크(M)의 주연의 마스크 프레임(412)을 계지함으로써, 유리 기판(G)을 사이에 두고 보유지지하고 있기 때문에, 이후에, 유리 기판(G)에 대한 정전척(308), 마스크(M)에 대한 자기 흡착 척(307)을 해제하더라도, 유리 기판(G)과 마스크(M)를 겹쳐서 장착 보유지지한 상태를 유지할 수 있다.
도 5의 (B)는, 이 반송 캐리어를 간략화하여 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 3의 (A)와 동일한 기능 부분에, 동일한 부호를 부여하고 있다.
즉, 반송 캐리어(302)에 대한 유리 기판(G)의 보유지지에는 정전척(308)이 이용되며, 마스크(M)의 보유지지에는 자기 흡착 척(307)이 이용되고, 양쪽 척이 모두 척 프레임(309) 내에 조립되어 있다. 자기 흡착 척(307)에 의한 마스크(M)의 보유지지는, 척 프레임(309) 내에 있어서의 자기 흡착 척(307)의 승강 동작에 의해 동작된다. 또한, 도 3에서는, 상단 로크편을 수평 이동시키고 있지만, 도 5에서는, 회전 구동시키는 구성으로 하고 있다. 로크, 언로크가 가능하면 되고, 수평 이동이어도 되고, 회전 이동이어도 된다. 자기 흡착 척(307)에 의한 마스크 보유지지가 완료된 후에는, 기계식의 마스크 척(311)에 의해, 마스크 프레임(412)이 캐리어 본체(302A)에 보유지지된다. 마스크 척(311)에는 압력인가용 스프링 등의 가압 부재(311k)가 조립되어 있어 탄성적으로 보유지지된다. 이들 정전척(308), 자기 흡착 척(307) 및 마스크 척(311)의 3종의 척이 반송 캐리어(302)에 콤팩트하게 조립되어 있다.
(얼라인먼트 프로세스)
도 6의 (A) 내지 도 6의 (C)는 얼라인먼트실(103) 내에서 행해지는 마스크 척 동작을 행하는 마스크 승강 장치, 및 그 동작을 설명하기 위한 도면이다.
얼라인먼트실(103) 내에 있어서는, 반송 모듈(301)이 챔버 내의 메인 프레임(200)에 고정되며, 반송 캐리어(302)는, 정전척에 의해 보유지지된 유리 기판(G)을 하방을 향한 상태에서, 자기 부상에 의해 반송 모듈(301)에 매달린 상태로 유지되어 있다.
동일 도면에 나타내는 바와 같이, 반송 캐리어(302)의 하방에는, 마스크(M)를 보유지지하여 승강하는 승강 장치(202)가 배치되어 있다. 승강 장치는, 잭(203a, 203b, 203c, 203d)에 의해 각각 상하 이동하는 승강 로드(204a, 204b, 204c, 204d)에 의해, 전후좌우의 4점을 지지하고, 마스크 트레이(205)를 승강 제어하도록 구성되어 있다.
또한, 도 6의 (C)에 나타내는 바와 같이, 마스크 트레이(205)는 마스크(M)의 주연의 마스크 프레임(MF) 상을 복수의 마스크 지지부(206)로 지지하도록 구성되어 있다.
이상의 구성에 의해, 마스크 트레이(205) 상에 재치된 마스크(M)는, 잭(203a∼203d)에 의해 상승되고, 자기 부상하고 있는 반송 캐리어(302)에 보유지지된 유리 기판(G)에 접근하며, 소정의 접근거리가 되면, 유리 기판(G)과 마스크(M)에 대하여 얼라인먼트 동작이 행해진다.
얼라인먼트 동작은, 얼라인먼트 카메라에 의해, 유리 기판과 마스크에 미리 형성되어 있는 얼라인먼트 마크를 촬상하여 양자의 위치 어긋남량 및 방향을 검지하고, 자기 부상하고 있는 반송 캐리어(302)의 반송 구동계에 의해 반송 캐리어의 위치를 미세하게 이동하면서 위치 맞춤(얼라인먼트)을 행하고, 유리 기판과 마스크의 위치가 정확하게 위치맞춤된 상태에서, 자기 흡착 척에 의해 마스크(M)가 흡착되어, 반송 캐리어에 보유지지된다.
이 보유지지 상태는, 전술한 바와 같이 10개소의 마스크 척(311)에 의해 로크되고, 이후, 정전척, 자기 흡착 척을 해제하여도, 유리 기판과 마스크가 얼라인먼트된 상태로 반송 캐리어에 보유지지된 상태가 유지된다.
여기서, 얼라인먼트 시에, 반송 캐리어(302)가 자기 부상한 상태에서, 반송 모듈(301)에 대한 위치를 미세 조정하도록 하고 있다. 그 때문에, 얼라인먼트 전용의 미동 조정 기구를 별도 마련하지 않고, 반송 캐리어 구동계에 의해 얼라인먼트를 실시할 수 있으므로, 반송 캐리어(302)의 구성의 간략화, 경량화에도 유효하다.
(처리 플로우)
도 9의 플로우차트와, 도 10 내지 도 12를 참조하여, 얼라인먼트실(103)에 있어서의 얼라인먼트 동작의 상세를 설명한다. 도 10의 (A) 내지 도 12의 (D)는 각각, 도 9의 단계 S1 내지 S5, S7 내지 S12에 대응한다.
먼저, 단계 S1에 있어서, 도 10의 (A)와 같이, 마스크(M)가 마스크 전달 기구(100e)에 의해 프리얼라인먼트실(100g)로부터 반입된다. 얼라인먼트실 제어부는, 얼라인먼트실(103)에 마련된 센서에 의해 반입의 완료를 검지한다.
다음으로, 단계 S2에 있어서, 도 10의 (B)와 같이, 반전실(102)로부터 얼라인먼트실(103)로, 기판을 보유지지한 반송 캐리어(302)가 자기 부상 반송 모드에서 반입된다. 여기서의 반송 방향 A는, 안쪽에서부터 전방을 향하는 방향으로 한다. 얼라인먼트실 제어부는, 반송 모듈(301)의 인코더의 값으로부터 위치를 검출하고, 소정의 얼라인먼트 위치에서 반송 캐리어(302)를 정지시킨다. 이 때의 마스크(M)와 유리 기판(G)의 클리어런스(틈)를 CLS2로 한다. 예를 들면, CLS2=68mm이다.
다음으로, 단계 S3에 있어서, 도 10의 (C)와 같이, 승강 장치(202)(잭(203a∼203d), 승강 로드(204a∼204d))에 의해 마스크(M)를 상승시키고, 유리 기판(G)에 접촉하기 직전에 정지한다. 정지 위치는, 다음 단계 S4에 있어서, 얼라인먼트 카메라가, 유리 기판(G)과 마스크(M)의 각각의 얼라인먼트 마크를 동시에 계측 가능한 위치가 된다. 이 때의 마스크(M)와 유리 기판(G)의 클리어런스를 CLS3이라고 하면, 예를 들면 CLS3=3mm이다.
다음으로, 단계 S4에 있어서, 도 10의 (D)와 같이, 얼라인먼트 카메라(1310)에 의해, 유리 기판(G)과 마스크(M)의 각각의 얼라인먼트 마크가 동시에 계측된다. 또한, 반송 캐리어(302)에는, 얼라인먼트 카메라의 광축 방향을 따라 관통 구멍이 마련되어 있다. 얼라인먼트 카메라는, 이 관통 구멍을 통하여, 유리 기판(G)과 마스크(M)에 마련된 얼라인먼트 마크를 계측할 수 있다. 또한, 얼라인먼트 마크 계측을 가능하게 하는 구성이라면, 관통 구멍이 아니라, 예를 들면 노치 등을 이용해도 된다.
다음으로, 단계 S5에 있어서, 도 11의 (A)와 같이, 얼라인먼트실 제어부는, S4에 있어서의 계측 결과로부터 유리 기판(G)과 마스크(M)의 위치 어긋남량을 산출하고, 위치 어긋남의 값이 소정의 허용 범위에 들어가도록, 유리 기판(G)을 보유지지한 반송 캐리어(302)의 위치를 조정한다. 위치조정시에는, 부호 331로 나타내는 바와 같이, 구동용 코일(306a, 306b)에 인가되는 전류 또는 전압을 제어하고, 구동용 마그넷(305a, 305b)과의 사이의 자력을 조정한다. 이와 같이 이 단계의 얼라인먼트 동작은, 반송 캐리어(302)를 부상시킨 상태로 행해진다. 다음으로, 단계 S6에 있어서, 얼라인먼트 카메라가 다시 계측을 행하고, 얼라인먼트실 제어부가 위치 어긋남의 값이 소정의 범위 내인지 아닌지를 판정한다. 만약 범위 밖이라면 S5로 돌아가고, 위치 어긋남값이 범위 내에 들어갈 때까지 얼라인먼트를 반복한다.
이상 진술한 바와 같이, 이 플로우의 얼라인먼트 동작은, 반송 캐리어 및 그것에 보유지지되는 유리 기판(G)이 자기 부상한 상태에서, 자력에 의해 반송 캐리어의 위치를 조정함으로서 행해진다. 이 구성에서는 반송 캐리어와 반송 모듈이 비접촉이기 때문에, 마찰 등의 영향이 억제되며, 또한 고정밀도인 위치결정이 가능해진다. 또한, 얼라인먼트에 반송 캐리어를 반송하기 위한 구동용 코일과 구동용 마그넷에 의해 발생하는 자력을 이용하기 때문에, 얼라인먼트용으로 다른 구동 수단을 마련할 필요가 없다. 그 결과, 장치의 구성을 간이화함과 함께 비용을 저감하는 것이 가능하다.
얼라인먼트 동작이 완료하면, 마스크(M)를 자기 흡착하는 행정에 들어가지만, 이 실시형태에서는, 먼저, 마스크 척(311)에 의해, 마스크 프레임(MF)을 척킹한다.
즉, S7에 있어서, 도 11의 (B)와 같이, 마스크(M)를 상승시켜 유리 기판(G)에 근접시킨다. 마스크(M)의 상승시에는, 승강 장치(202)에 의해 마스크 트레이(205)을 상승시킴으로써, 마스크 지지부(206)에 의해 지지되어 있는 마스크(M)가 상승한다. 마스크(M) 자체는, 모식적으로 나타내는 바와 같이 처져 있고, 마스크 지지부(206)에 지지된 마스크 프레임(MF)이 상승하고, 유리 기판(G)과 소정의 틈까지 근접한다. 이 때의 마스크(M)와 유리 기판(G)의 클리어런스를 CLS71이라고 하면, 예를 들면 CLS71=0.5mm이다. 또한, 반송 캐리어(302)가 자기 부상하고 있는 것으로부터, 캐리어 스탠드부(302A1)의 하단과 마스크 트레이(205)의 사이에는 클리어런스 CLS72가 존재한다.
다음으로, S8에 있어서, 도 11의 (C)와 같이, 자기 부상 제어를 OFF로 하고, 반송 캐리어(302)를 마스크 트레이(205)에 착좌(着座)시킨다. 자기 부상 제어가 OFF가 됨으로써, 부상력을 없앤 반송 캐리어(302)가 자체 무게에 의해 낙하하고, 마스크 트레이(205)에 착좌한다. 도시한 예에서는, 캐리어 본체(302A)에 마련된 캐리어 스탠드부(302A1)의 하단이 접촉하도록 되어 있다. 이 때의 마스크(M)와 유리 기판(G)의 클리어런스를 CLS8이라고 하면, 예를 들면 CLS8=0.3mm이다.
다음으로, S9에 있어서, 도 11의 (D)와 같이, 마스크 척킹을 실시한다.
즉, 외부의 구동 장치의 구동에 의해, 회전축(311f)이 회전 구동되며, 척편(311c)이 마스크 프레임(MF)에 결합하여 척킹된다. 도시한 예에서는, 상측의 척편(31lb)을 생략하고 있다. 이 시점에서, 마스크 프레임(MF)이 고정된다. 이 상태는 정전척(308), 자기 흡착 척(307)을 해제해도 유지된다.
다음으로, S10에 있어서, 도 12의 (A)와 같이, 마스크 척(311)으로 마스크(M)가 보유지지된 상태로, 반송 캐리어(302)를 부상 개시 위치까지 상승시킨다. 반송 캐리어(302)의 상승은 마스크 트레이의 승강 장치에 의해 행한다. 부상 개시 위치는, 반송 모듈(301)의 구동용 코일(306)과 반송 캐리어(302)의 구동용 마그넷(305)의 간격이, 반송 캐리어(302)를 부상시킬 수 있는 정도의 흡인력이 되는 거리이다. 이 단계에서는, 예를 들면, 반송 캐리어(302)를 0.7mm 정도 상승시킨다.
다음으로, S11에 있어서, 도 12의 (B)와 같이, 자기 부상 제어를 ON으로 하고, 마스크 트레이(205)로부터, 마스크(M)가 보유지지된 반송 캐리어(302)를 부상시킨다. 즉, 반송 모듈(301)의 구동용 코일(306)과 반송 캐리어(302)의 구동용 마그넷(305) 사이의 흡인력에 의해, 반송 캐리어(302)가 마스크 트레이(205)로부터 소정량 부상한다. 상승량은, 예를 들면, 0.5mm 정도이다. 즉, 이 때의 마스크 트레이(205)와, 반송 캐리어(302)의 캐리어 스탠드부(302A1)의 하단의 사이의 클리어런스를 CLS11이라고 하면, 예를 들면 CLS11=0.5mm이다.
다음으로, S12에 있어서, 도 12의 (C)와 같이, 자기 흡착 척(307)을 하강시켜 마스크(M)를 자기 흡착시킨다. 즉, 상승단에서 로크되어 있었던 로크편이 외부의 액추에이터에 의해 회전 구동되어, 퇴피 위치로 이동하여 하강 방향으로의 로크가 해제되고, 자기 흡착 척(307)이 유리 기판(G)을 보유지지하는 정전척(308)을 향하여 하강하고, 정전척(308) 및 유리 기판(G)을 사이에 두고, 자기 흡착 척(307)의 흡착 마그넷과 마스크(M)가 자기 흡착되어 보유지지된다. 이에 의해, 얼라인먼트된 상태의 마스크(M)가 유리 기판(G)의 성막면에 전면적으로 밀착하여 보유지지된다. 또한, 자기 흡착 척(307)의 하방으로의 이동은, 반송 캐리어(302)의 외부로부터의 구동력에 의해 실현하고 있다. 이 때의 자기 흡착 척의 하강량은, 예를 들면 30mm이다.
다음으로, S13에 있어서, 도 12의 (D)와 같이, 반송 캐리어(302)가 반송 방향 A를 향하여, 얼라인먼트실(103)로부터 가속실(104)로 반출된다.
이상의 플로우에 의해, 정전척(308)에 의해 보유지지된 유리 기판(G)의 성막면에, 얼라인먼트된 마스크(M)가 자기 흡착 척(307)에 의해 보유지지되며, 추가로 마스크 척(311)에 의해 마스크 프레임(MF)이 척킹된 상태로, 반송 캐리어(302)가 반출된다.
또한, 상기 설명에서는, 자기 부상식의 반송 캐리어를 이용하여 기판과 마스크를 반송하도록 한 장치 구성을 나타냈지만, 본 실시예의 적용 대상은 이로 한정되지 않는다. 프레임에 복수의 라인 형상의 마스크 박부가 장가된 마스크로서, 적어도 하나의 라인의 일단부가 다른 라인의 양단부 이외의 부분에 접합되어 있도록 한 마스크를 이용하는 장치라면, 본 발명을 적용 가능하다.
[실시예 1]
실시예 1에 대해 이하에 설명한다. 먼저 본 실시예의 전제가 되는 흡착 수단 및 마스크의 구성이나 그 문제점에 대해 기술한 후, 이러한 문제점에 대한 본 실시예의 효과에 대해 설명한다.
(자기 흡착 척의 흡인력)
도 8의 (A)는 흡착 마그넷(307x4)의 배치를 간략화하여 개념적으로 나타낸 단면도이다. 도 8의 (B)는, 도 8의 (A)의 마스크 박에 대한 단위면적당 자기 흡인력(mN/mm2)을 나타내는 그래프이다.
흡착 마그넷(307x4)은, 자기 흡착 척(307)에, 마그넷 자력이나 배치 피치, 갭 등의 요건에 기초하여 결정되는 자기 흡인력에 기초하여 배치된다. 또한, 유리 기판(G)과 마스크(M)의 사이에 틈을 발생시키지 않기 위해서는, 마스크 박부(403)가 유리 기판(G)에 거의 접촉하는 것이 필요하다. 그것을 위해서는, 마스크 박 전역에 있어서, 흡착 마그넷(307x4)의 단위면적당 자기 흡인력이, 마스크 박부(403)의 단위면적당 중량에 대해, 적어도 1배 이상의 흡인력이 될 필요가 있다.
예를 들면, 본 실시예에서는, 흡착 마그넷(307x4)이, 마스크 박부(403)의 단위면적당 중량에 대해 3배 이상의 흡인력을 가지도록, 흡착 마그넷(307x4)을 배치한다. 도 8의 (A)의 예에서는, 흡착 마그넷(307x4)과, 자력의 작용 대상이 되는 마스크 박부(403)의 간격은, 사이에 유리 기판(G) 등을 개재하여 18.5mm이다. 이 때, 흡착 마그넷(307x4)의 폭이 10mm, 높이가 6mm, 마그넷의 피치는 25mm로 설정된다.
도 8의 (B)는, 흡착 마그넷(307x4)에 의한 마스크 박 흡착력을 자기 해석한 그래프이다. 횡축은 수평 방향의 위치를 나타내고, 종축은 단위면적당 자기 흡인력을 나타낸다. 도 8의 (B)는 개략적으로, 도 8의 (A)에 나타내는 흡착 마그넷(307x4) 중 인접하는 2개의 마그넷에 대응하고 있다.
(마스크의 구성)
도 13은 성막용 마스크(401)의 구성의 개략의 일례를 나타낸 도면이다. 본 실시예에 있어서의 성막용 마스크(401)는, 상술한 마스크(M)에 대응하는 구조물이다. 성막용 마스크(401)는, 마스크 프레임(402), 마스크 박부(403)로 구성된다. 성막용 마스크(401)는, 1장의 유리 기판(G)으로부터 복수장의 패널을 제조할 때에, 패널끼리의 사이의 영역을 마스킹할 목적으로 이용된다. 그 때문에, 마스크 박부(403)는, 복수의 라인 형상의 박이 조합되도록 한 형상을 하고 있다.
구체적으로는, 도시한 예의 마스크 박부(403)는, 제1 라인(403a), 및 제2 라인(403b, 403c, 403d)을 포함하고, 이들 구성요소가 단차 없이 접합된 일체 구조를 하고 있다. 마스크 박부(403)는 마스크 프레임(402)에 접합된다. 여기서는, 양단이 마스크 프레임(402)에 접합된 라인을 「제1 라인」, 일단이 마스크 프레임(402)에 접합되어 있고, 타단이 다른 라인에 접합된 라인을 「제2 라인」이라고 부르고 있다. 즉, 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하도록, 제1 라인과 제2 라인이 배치되어 있다.
또한, 대형의 마스크 박으로부터, 개구 부분을 잘라 내는 것에 의해서도, 접합 단차가 없는 마스크 박을 작성할 수 있다.
도 13과 같이 단차 없이 마스크를 제조하는 방법으로서, 예를 들면, 에칭 등에 의해 접합 영역에서의 각 마스크 박의 두께를 절반 정도로 줄이는 방법이 있다.
또는, 제1 라인과 제2 라인을 맞대어 용접하는 방법도 있다. 맞대기 용접법을 이용하는 경우에는, 제1 라인으로부터 폭방향으로 돌출된 부분을 마련하여 두고, 해당 돌출된 부분의 단부와, 제2 라인의 일단부를 용접해도 된다.
도 14는 상술한 마스크(M)에 대응하는 구조물의 다른 예인, 성막용 마스크(411)의 구성의 개략을 나타낸 도면이다. 성막용 마스크(411)는, 마스크 프레임(412)과 마스크 박부가 접합되어 있다. 마스크 박부는, 제1 라인(413), 제2 라인(414, 415, 416), 및 주변부 라인(417)을 포함한다.
도 14의 성막용 마스크(411)의 제조 방법에서는, 먼저, 제1 라인(413)이 소정의 텐션을 건 상태로 마스크 프레임(412)에 접합된다. 그 후, 제1 라인(413)의 양단부 이외의 위치에 제2 라인(414, 415, 416)의 일단부가 접합된다. 또한, 제2 라인의 일단부를 제1 라인(413)에 접합하는 것이 아니라, 제2 라인을, 제1 라인에 걸치도록 접합한 후, 제1 라인과의 교차부를 절단해도 된다. 그리고, 각 제2 라인은, 먼저 제1 라인에 접합된 일단 이외의 단부(타단부)에서, 마스크 프레임(412)에 접합된다. 또한, 마스크의 라인 구성에 따라서는, 각 제2 라인의 타단부가, 추가로 다른 라인에 접합되는 경우도 있다. 또한, 제2 라인의 일단부를 먼저 마스크 프레임(412)에 접합한 후, 타단부를 제1 라인에 접합해도 된다.
각 라인을 장가하는 단계에 있어서는, 바람직한 텐션을 부여할 필요가 있다. 그 수법의 일례로서, 텐션을 계측하면서, 제1 라인을 프레임에 레이저 용착하고, 제1 라인과 제2 라인의 교차부를 용착하고, 프레임 외측으로부터 장가하면서 제2 라인을 레이저 용착하는 방법이 있다.
그 후, 주변부 라인(417)이 마스크 프레임(412)에 접합된다. 또한, 제1 라인의 접합 전, 또는 제2 라인의 접합 전에, 주변부 라인을 마스크 프레임(412)에 접합해도 된다.
성막용 마스크(401)와 성막용 마스크(411)의 차이는, 마스크 박부(403)에 접합에 의한 단차가 있는지 어떤지이다. 접합 방법으로서, 예를 들면, 레이저를 이용한 스폿 용접을 다점에서 행하는 방법을 들 수 있다. 단, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 다른 접합 방법을 이용해도 된다.
(텐션 인가에 의한 마스크 박의 변형)
계속해서, 이와 같은 복수의 라인이 조합된 형상의 마스크 박에 일어나는 변형에 대해 기술한다. 양단이 마스크 프레임에 접합되어 있는 제1 라인, 및 일단부가 제1 라인에 접합되어 있는 제2 라인에는，함께, 자중에 의한 처짐이 발생한다. 라인의 양단을 접합하면 라인에 텐션이 인가되기 때문에 자중에 의한 처짐이 감소하지만, 특히 제1 라인에 대해서는, 양단부 이외의 개소에서 제2 라인의 텐션을 받아서, 사행(蛇行)뿐만 아니라 박의 변형을 발생시키는 경우가 있다.
이와 같이 라인이 변형된 상태로, 마그넷의 흡인력을 받아서 유리 기판과 접촉하면, 라인의 자중은 흡인력에 의해 상쇄되기 때문에 처짐 부분이 끌어올려지지만, 이미 라인에 인가되어 있는 텐션은 상쇄되지 않는다. 그 결과, 라인의 변형이 남은 상태로 유리 기판에 접촉하게 된다.
발명자가 검토한 일례에 있어서는, 두께 50㎛의 스트레이트한 제1 라인만을 마스크 프레임의 대향하는 변의 사이에 걸쳤을 때에, 마그넷의 흡인력을 인가함으로써, 유리 기판과 마스크의 틈이 수십㎛ 이내가 되고, 틈을 비교적 작게 할 수 있는 것을 확인하였다. 한편, 제2 라인을, 제1 라인의 도중의 위치와, 마스크 프레임의 변 중 제1 라인이 접속되어 있지 않는 변과의 사이에서 장가하여 텐션을 인가했을 때, 유리 기판과 마스크의 틈이 100㎛를 초과하여 있고, 틈이 커져 버리는 것을 확인하였다.
도 15는 마스크 박의 틈 발생의 단순화 모델을 나타낸다. 이 도면을 참조하면서, 발명자의 검토에 대해 설명한다. 도 15의 (A)는 단순화한 구성을 나타내는 도면이며, (A-1)은, 마스크 프레임(402), 제1 라인(403a), 및 1개의 제2 라인(403b)의 배치를 나타낸다. 제1 라인(403a)과 제2 라인(403b)은, 교차부(403x)에서 교차한다. (A-2)는 제1 라인(403a)에 작용하는 힘을 간이하게 나타낸 도면이며, 제1 라인(403a)의 텐션 T1, 제2 라인(403b)의 텐션 T2라고 하고, 팔의 길이 L로 한다. (A-3)은, 제1 라인(403a)에 대해, 박의 단면적 A, 수평 방향으로 변형하는 단면계수 Z인 것을 나타낸다.
도 15의 (B)와 (C)는, 교차부(403x) 부근에 있어서, 제1 라인에 작용하는 힘을 단순화한 역학 모델을 나타낸다. 이들 도면에 있어서는, 우측을 향하는 화살표는, 제1 라인(403a)에 인장응력이 작용하고 있는 것을 나타낸다. 좌측을 향하는 화살표는, 제1 라인(403a)에 압축응력이 작용하고 있는 것을 나타낸다.
도 15의 (B)는, 제1 라인에 작용하는 2종류의 응력을 나타낸다. (B-1)은 텐션 T1에 의한 인장응력 σt를 나타내고, (B-2)는 텐션 T2에 기인하는 굽힘응력 σb를 나타낸다. 즉, 제1 라인의 텐션 T1에 의한 인장응력 σt, 제2 라인의 텐션이 제1 라인에 주는 모멘트 M×L(팔의 길이)에 의한 굽힘응력 σb로 했을 때에, 조합응력 σmax로서 제1 라인에 작용한다고 상정한다.
도 15의 (C)는, 조합응력 σmax가 압축응력이 되는 경우를 나타낸다. 조합응력 T2에 의한 굽힘응력 σb가 T1에 의한 인장응력 σt를 상회하면(σmax < 0), 제1 라인에 압축응력이 작용한다. 그 결과, 도 15의 (D)에 나타내는 바와 같이, 얇은 박인 라인이 좌굴하여 변형을 일으킨다고 상정한다. 이 때, 도 8의 (B)에 나타내는 마그넷에 의한 흡인력이 압축응력보다 크면, 이러한 제1 라인의 변형을 평탄화할 수 있다. 그러나, 흡인력이 압축응력보다 작으면, 제1 라인이 변형된 채 평탄화되지 않는 경우가 있다.
(인가 텐션에 대한 검토)
도 16은 도 15에서 나타낸 역학 모델로부터 작성한 계산식에 의한, 제1 라인의 텐션 T1과, 제1 라인에 압축응력이 발생하지 않도록 한 제2 라인의 텐션 T2의 상한값의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프의 예에서는, 제1 라인의 두께를 50[㎛]라고 설정한다. 또한, 팔의 길이 L, 즉, 제1 라인의 작용 개소(교차부(403x) 부근)로부터 프레임 접합 개소의 거리를 500 [mm]라고 설정한다.
이 그래프로부터, 제1 라인의 폭이 10mm 내지 50mm 각각의 경우에 있어서, 압축응력이 발생하지 않도록 한 제2 라인의 상한 텐션이 요구되므로, 제2 라인을 접합할 때에는 이 상한값을 밑도는 바와 같은 텐션 T2로 하면 된다.
발명자가, 두께 50㎛의 T자 교차하는 라인에 대해 검토한 바에 의하면, 제2 라인의 텐션 T2를 그래프의 상한 텐션 이내로 하여, 마그넷의 흡인력을 인가함으로써, 유리 기판과 마스크의 틈이 수십㎛ 이내가 되는 것을 확인하였다.
수식을 이용하여 더욱 검토를 계속한다. 도 15에 있어서, 제1 라인(403a)에 부여되는 단위단면적당 텐션은, 텐션 T1[N], 단면적 A = b×n[mm2]로 하여, T1/bn[N/mm2]로 나타내진다.
또한, 제2 라인(403b)에 부여되는 텐션을 T2[N], 제1 라인의 작용 부위로부터 프레임과의 접합부까지의 거리인 팔의 길이를 L[mm]로 하면, 제1 라인에 부여되는 단면계수당 모멘트는, T2×L/(bh2/6)[N/mm2]로 나타내진다. 또한, 여기서는 제2 라인의 텐션이 제1 라인에 작용하는 개소를 「작용 부위」라고 부른다. 도 15의 예에서는, 제1 라인의 좌우의 팔의 길이가 동일(L)하고, 제1 라인을 좌우로 나누었을 때의 중심선, 또는 해당 중심선 상의 점, 또는 중심선을 포함하는 중심 영역이 작용 부위가 된다. 작용 부위를 영역으로서 생각할 때의 외주는, 반드시 엄밀하게 정할 필요는 없지만, 예를 들면 제2 라인의 긴 길이 방향의 2변을 제1 라인 상에 연장된 2개의 선과, 제1 라인의 긴 길이 방향의 2변으로 둘러싸이는 영역을, 작용 부위로 해도 된다.
따라서, 라인 변형에 의한 좌굴을 억제하기 위해서는, 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션(T1/bn)과, 제2 라인에 부여되는 텐션에 의해 제1 라인의 작용 개소로부터 프레임 접합부까지를 팔의 길이로 하여 상기 제1 라인에 부여되는 단면계수당 모멘트를 비교했을 때에, 후자가 전자보다 작아지도록 하면 된다.
이에 의해, 이하의 마스크가 유효하다고 말할 수 있다. 즉, 기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서, 개구부를 갖는 프레임과, 상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 갖고 있고, 상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고, 상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션에 비하여, 상기 제2 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션이 작은 것을 특징으로 하는 마스크이다.
이와 같이, 제1 라인에 부여되는 텐션이, 제2 라인에 부여되는 텐션보다 큰 마스크를 이용함으로써, 제1 라인에 작용하는 조합응력 σmax가 압축응력이 되는 일이 없기 때문에, 라인의 접합부에 있어서의 좌굴 변형이 저감된다. 그 결과, 복수의 라인을 조합시킨 형상의 마스크에 있어서, 마스크의 변형에 의해 생기는 성막 대상물과 마스크의 틈을 가급적 작게 할 수 있다.
특히, 이하의 마스크가 유효하다고 말할 수 있다. 즉, 상기 마스크에 있어서, 상기 제1 라인의 양단부가 상기 프레임과 접합되어 있는 마스크이다.
이와 같이, 제1 라인의 양단부가 프레임과 접합되어 있는 경우에, 해당 제1 라인의 텐션과, 제1 라인에 접합되는 제2 라인의 텐션에 차이를 둠으로써, 마스크의 변형을 방지할 수 있다.
게다가, 이하의 마스크가 유효하다고 말할 수 있다. 즉, 상기 마스크에 있어서, 상기 제1 라인에 상기 제2 라인의 텐션이 작용하는 작용 부위로부터, 상기 제1 라인이 상기 프레임에 접합된 부위까지의 길이를, 모멘트의 팔의 길이로 했을 때에, 상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션보다, 상기 제2 라인에 부여되는 텐션에 기인하여 상기 제1 라인에 부여되는 단면계수당 모멘트의 쪽이 작다.
이와 같이, 제1 라인에 부여되는 텐션과 제2 라인에 부여되는 텐션을 설정함으로써, 라인의 접합부에 있어서의 좌굴 변형이 방지된다. 그 결과, 성막 대상물과 마스크의 사이의 틈을 한층 작게 할 수 있다.
[실시예 2]
계속해서, 실시예 2에 대해 설명한다. 유리 기판과 마스크의 틈을 줄이기 위해서는, 제1 라인과 제2 라인의 접합 영역의 변형을 완화하는 것이 중요하다. 이에 본 실시예에서는 특히, 2개의 라인의 접합 영역의 형상을 연구하여 변형을 완화하는 방법에 대해 설명한다. 이미 상술한 바와 동일한 구성에 대해서는 같은 부호를 부여하고, 설명을 간략화한다.
본 실시예의 마스크는, 도 14의 성막용 마스크(411)와 같이, 프레임 사이에 장가된 제1 라인(413)과, 적어도 일단이 다른 라인에 장가된 제2 라인(414)이, 스폿 용접 등의 수법으로 접합됨으로써 형성된 것이다. 도 17은, 본 실시예의 제1 라인(413)과 제2 라인(414)의 접합 영역의 형상을 나타낸다.
또한, 전형적으로는 라인 접합은 스폿 용접에 의해 행해진다. 그 경우의, 제1 라인과 제2 라인이 접합되는 접합 영역의 범위에 대해, 도 17의 (C)를 이용하여 설명한다. 도시한 바와 같이, 2개의 라인이 복수의 스폿 용접(S)에 의해 용접될 때, 접합 영역(C)의 외주는, 최외부의 스폿 용접 위치(S)를 이은 선에 의해 규정된다. 단, 도 17의 (D)에 나타내는 바와 같이, 최외부의 스폿 용접 위치(S)를 이은 영역에, 약간의 여분의 영역을 포함시켜서, 접합 영역(C)으로 해도 된다. 또한, 스폿 용접 이외의 수법으로 접합이 행해지는 경우에 대해서도 동일하게 접합 영역(C)을 정의할 수 있다. 또한, 후술하는 「맞댐 박」이 접합되는 영역인 제2 접합 영역에 대해서도 동일하다.
(제2 라인이 T자 형상 단부를 갖는 예)
도 17의 (A)에, 제2 라인의 일단부의 바람직한 구성예를 나타낸다. 도 17의 (A-1)은 접합 영역(C) 주변부의 확대 상면도이다. (A-2)는 접합 영역(C)을 Y축 정방향을 향하여 본 도면이다. 제1 라인(413)을 백색 블랭크로, 제2 라인(414)을 착색으로, 접합 영역(C)을 우측이 올라가는 해칭으로 나타낸다.
도면 중의 숫자는 각각의 부위의 길이(단위는 [mm])이다. 즉, 제1 라인(413)의 폭(부호 413a1)은 15.1mm이다. 제2 라인(414) 중, 접합 영역이 아닌 피접합 영역에 있어서의 폭(부호 414a1)은 25.4mm이다. 제2 라인(414) 중, 접합 영역에 포함되는 부분의 폭(부호 414a2)은 46.6mm이다. 즉, 제2 라인(414)의 폭은, 피접합 영역보다 접합 영역에서 크다. 또한, 본 명세서에 있어서 제2 라인(414)의 「폭」이란, 제2 라인의 짧은 길이 방향(도면 중, 좌우 방향)에 있어서의 길이를 나타낸다.
바꿔 말하면, 제2 라인(414)의 양단 중, 접합 영역(C)에 대응하는 단부는, 좌우에 돌출부(부호 414a3, 414a4)를 구비한 T자 형상의 형태이다.
또한, 달리 바꿔 말하면, 제1 라인(413)과 접합되는 제2 라인(414)의 일단부의 접합 영역 주변의 형상을 보면, 제1 라인(413)의 긴 길이 방향(도면 중, 좌우 방향)에 있어서의 제2 라인(414)의 폭이, 제2 라인(414)의 본체 부분에 있어서의 폭보다 커진다.
이와 같이 도 17의 (A)의 예에서는, 제2 라인(414)의 폭이 일정하지 않고, 접합 영역(C)과 중첩하는지 어떤지에 따라 변화된다. 구체적으로는, 제2 라인(414)이 제1 라인(413)에 중첩하는 접합 영역(C)에 있어서의 제2 라인(414)의 폭이, 피접합 영역(본체 부분)에 있어서의 제2 라인(414)의 폭보다 커지고 있다.
이러한 구성에 의해, 도 16에 있어서의 상한 텐션(제1 라인(413)이 변형을 개시하는 바와 같은, 제2 라인(414)의 텐션의 상한)의 값을 올리는 효과가 있다. 따라서, 변형이 발생하는 경우가 적어지거나, 변형 형상이 완만해지거나 하는 효과가 얻어진다.
(맞댐 박을 이용하는 예)
도 17의 (B)에, 도 17의 (A)와 같은 효과를 얻는 다른 접합 영역의 형상의 예를 나타낸다. 제2 라인(414)의 폭(414a1)은 일정하고, 접합 영역(C)과 피접합 영역의 사이에서 변화되지 않고, 25.4mm이다.
한편, 이 도면에서는, 제1 라인(413)의 양면 중, 제2 라인(414)이 접합하는 측의 면과는 반대측의 면에, 제1 라인(413)의 긴 길이 방향으로 긴, 제3의 직사각형 라인(419)을 접합한다. 이에 의해, 접합 영역(C)과는 제1 라인(413)을 거쳐 반대측에, 맞댐 부재 접합 영역(C2)이 형성된다. 이 도면에서는, 접합 영역(C)을 우측으로 올라가는 파선 해칭으로, 맞댐 부재 접합 영역(C2)을 좌측으로 올라가는 일점쇄선 해칭으로 나타낸다.
제3의 직사각형 라인(419)의 재질은, 다른 라인과 동일하여도 된다. 또한, 제3의 직사각형 라인(419)을, 맞댐 부재 접합 영역(C2)에 있어서 제1 라인(413)과 접합하는 방법도, 접합 영역(C)과 동일해도 된다. 또한, 제3의 직사각형 라인의 형상은 직사각형 형상으로 한정되지 않고, 마스크의 변형을 억제할 수 있도록 한 맞댐 박이면 된다.
이와 같은 구성에 의해서도, 제2 라인(414)의 상한 텐션의 값을 올리고, 변형을 억제하는 효과가 얻어진다. 또한, 마스크 중 유리 기판(G)과 접촉하는 것은 제2 라인(414)의 쪽이기 때문에, 맞댐 박(제3의 직사각형 라인)을 추가하더라도, 마스크와 기판의 접촉 상태는 변화되지 않는다.
또한, 제2 라인의 폭이 균일하지 않고, 예를 들면 도 17의 (A), 도 18의 (A), (B)와 같은 경우에도, 맞댐 부재를 배치해도 상관없다.
(T자 형상 단부의 다른 예)
도 18은 다른 접합 영역의 형상을 나타내는 도면이다.
도 18의 (A)는, 접합 영역 주변에 있어서의 제2 라인(414)의 단부의 형상이 T자형이며, 돌출부의 제1 라인(413)의 긴 길이 방향에 있어서의 폭이, 제1 라인(413)의 폭보다 좁은 것이다. 이 도면의 예에서는, 제1 라인(143)과 접합되는 제2 라인(414)의 일단부의 접합 영역(C)에 관해서, 접합 영역(C)에 있어서의 제2 라인(414)의 폭(부호 414a2)이, 피접합 영역(제2 라인 본체 부분)에 있어서의 제2 라인(414)의 폭(부호 414a1)보다 크다. 이러한 점은 도 17의 (A)의 예와 같다.
이 도면의 예에서는 나아가, 접합 영역(C)에 있어서, 제2 라인(414)의 긴 길이 방향(도면 중, 상하 방향)에 있어서의 길이(부호 413a4)가, 제1 라인(413)의 폭(부호 413a1)보다 작다.
접합 영역(C)의 형상을 이와 같이 함으로써, 제1 라인(413)의 접합부 영역의 폭을 분단하는 노치가 발생한다. 이에 의해, 제1 라인(413)이 변형을 개시하는 제2 라인의 텐션 상한을 올리는 효과가 있다.
(T자 형상 단부의 다른 예 2)
도 18의 (B)는, 도 18의 (A)와 동일한 효과를 얻는 다른 접합 영역의 형상을 나타낸다. 이 예에서는, 제2 라인(414)의 접합 영역(C)에서의 박의 형상은 도 17의 (A)와 같다. 즉, 제2 라인(414)의 단부의 돌출부의, 제2 라인(414)의 긴 길이 방향에 있어서의 길이는, 제1 라인(413)의 폭과 동등한 길이이다(모두, 부호 413a 1).
그러나, 이 도면에서는, 접합 영역(C)의, 제2 라인(414)의 긴 길이 방향에 있어서의 길이(부호 413a5)가, 제1 라인(413)의 폭(부호 413a1)보다 작다.
이와 같은 구성에 의해서도, 도 18의 (A)와 같은 효과가 얻어진다.
(효과의 확인)
마스크 박의 동적 해석에 의해, 접합 영역(C)에 있어서의 제2 라인(414) 형상의 변화와, 마스크와 기판 사이의 틈량의 관계를 확인하였다.
도 19의 (A)는 동적 해석에 이용한 주요한 설정이다. 즉, 폭 52mm, 두께 200㎛의 제1 라인(413)은, 양단부 함께 마스크 프레임(412)에 접속되어, 텐션 T1이 인가된 상태로 장가되어 있다. 또한, 폭 10mm, 두께 50㎛의 제2 라인(414)은, 일단부가 마스크 프레임(412)에, 타단부가 제1 라인(413)에 접속되어, 텐션 T2가 인가된 상태로 장가되어 있다. 도시한 예에서는 또한, 별개의 복수의 제2 라인(415, 416)도 나타나 있다. 이들은 모두 폭 10mm, 두께 50㎛이며, 텐션 T3이 인가되어 있다.
도 19의 (B)는, 접합 영역(C)에 있어서의 제2 라인(414)의 형상이 서로 다른 2종류의 마스크에 대해, 제2 라인(414)의 텐션 T2와, 마스크-유리 사이의 틈의 크기를 비교한 그래프이다. 접합 영역(C)이 「Ref 형상」인 마스크는, 비교용으로서 나타내는 것이다. 즉, Ref 형상의 마스크는, 도 17, 도 18에서 나타내는 바와 같은 구성은 구비되어 있지 않다. 한편, 접합 영역(C)이 「T자 형상」인 마스크는, 도 17의 (A)에서 나타낸 구성을 구비하고 있다. 측정 조건으로서, 제1 라인의 텐션 T1을 1000N에 고정하고, 제2 라인의 텐션 T2를 다양하게 변경하였다. 횡축은 텐션 T2를, 종축은 틈량을 나타낸다.
도 19의 (B)에 나타내는 바와 같이, Ref 형상의 마스크를 이용한 경우(실선 그래프)와 비교해서, T자 형상의 마스크를 이용한 경우(파선 그래프)는, 동일한 텐션 T2가 인가되고 있는 경우라도 틈량이 작게 되어 있다. 또한, 텐션 T2가 높을수록, 틈량 감소의 효과가 커지고 있다. 이로부터, 본 실시예의 마스크 구성에 의해, 제1 라인(413)이 변형을 개시하는 제2 라인(414)의 텐션 상한을 올리는 효과를 확인할 수 있었다.
본 실시예로부터, 이하의 마스크가 유효한 것을 알 수 있다. 즉, 기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서, 개구부를 갖는 프레임과, 상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 갖고 있고, 상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고, 상기 제1 라인과 상기 제2 라인이 접합하는 접합 영역에 있어서의 상기 제2 라인의 폭은, 비접합 영역에 있어서의 상기 제2 라인의 폭보다 큰 마스크이다.
이와 같은, 예를 들면 도 17의 (A), 도 18의 (A), (B)와 같은 마스크를 이용함으로써, 변형의 저감이 가능해진다.
본 실시예로부터, 이하의 마스크도 유효한 것을 알 수 있다. 즉, 기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서, 개구부를 갖는 프레임과, 상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 갖고 있고, 상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고, 상기 제1 라인과 상기 제2 라인이 접합하는 접합 영역에 있어서, 상기 제1 라인을 통하여 상기 제2 라인과 반대측에, 제3 라인이 배치되어, 상기 제1 라인과 접합되는 마스크이다.
이와 같은, 예를 들면 도 17의 (B)와 같은 마스크를 이용하는 것으로도, 변형의 저감이 가능해진다.
상기 각 실시예에서는, 제1 라인과 제2 라인이 T자 형상으로 교차하는 교차부를 갖는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 제1 라인과 제2 라인이 단순한 십자형의 교차부를 가져 밸런스 좋게 텐션이 부여되고 있는 경우 이외라면 적용 가능하다. 예를 들면, 제1 라인과 제2 라인이 Y자 형상으로 교차하는 교차부를 갖는 경우도, 본 발명의 대상이다.
상기 각 실시예에서는, 제1 라인으로의 제2 라인의 작용 부위가, 제1 라인의 중간점에 있는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 제1 라인이 제2 라인에 의해 분할되었을 때의 좌우의 팔의 길이가 다른 경우에 대해서도, 대상이 된다. 즉, 일방의 팔의 길이 L1, 타방의 팔의 길이를 L2라고 하여, L1>L2라고 하면, 길이 L1의 팔에 기초하여 모멘트를 구함으로써, 바람직한 제2 라인의 텐션 상한값을 산출할 수 있다.
도 18의 (A), (B)에서는, 제2 라인(414)이 제1 라인(413)과 중첩하는 영역에 있어서, 제2 라인(414)의 긴 길이 방향에 관계되고, 접합 영역의 길이(부호 413a4, 413a5)가 6.5mm, 비접합 영역의 길이가 4.3×2=8.6mm였다. 즉, 제1 라인의 폭에 대한 접합 영역의 길이의 비는 약 43%였다. 일반적으로 h, 이 비를 25% 내지 75%의 범위 내에 넣음으로써, 바람직한 변형 방지 성능이 얻어진다. 단, 본 발명은 이 수치 범위로 한정되지 않는다.
이상, 본 발명에 의하면, 복수의 라인을 조합시킨 형상의 마스크에 있어서, 마스크의 변형에 의해 생기는 성막 대상물과 마스크의 틈을 작게 하기 위한 기술을 제공할 수 있다. 따라서, 성막 대상물과 마스크의 사이의 틈을 감소시켜서, 증착 재료의 증착 영역 이외로의 돌아들어감을 억제할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 관계되는 마스크나, 본 발명의 마스크의 제조 방법에 의해 제조된 마스크를 이용하여 유기 EL 디스플레이 등의 전자 디바이스를 제조하는 바와 같은, 전자 디바이스의 제조 방법은, 정밀도가 높은 증착을 가능하게 하고, 고품질의 전자 디바이스를 제공 가능하게 한다. 본 발명에 있어서의 전자 디바이스는, 발광 소자를 구비한 표시 장치(예를 들면, 유기 EL 표시 장치)나 조명 장치(예를 들면, 유기 EL 조명 장치), 광전 변환 소자를 구비한 센서(예를 들면, 유기 CMOS 이미지 센서)도 포함하는 것이다.
401: 성막용 마스크
402: 마스크 프레임
403a, 413: 제1 라인
403b, 414: 제2 라인

Claims (15)

  1. 기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서,
    개구부를 갖는 프레임과,
    상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박(箔)을 갖고 있고,
    상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고,
    상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션에 비하여, 상기 제2 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션이 작은 것을 특징으로 하는 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 라인의 양단부가 상기 프레임과 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 라인에 상기 제2 라인의 텐션이 작용하는 작용 부위로부터, 상기 제1 라인이 상기 프레임에 접합된 부위까지의 길이를, 모멘트의 팔의 길이로 했을 때에, 상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션보다, 상기 제2 라인에 부여되는 텐션에 기인하여 상기 제1 라인에 부여되는 단면계수당 모멘트의 쪽이 작은 것을 특징으로 하는 마스크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 라인과 상기 제2 라인은 T자 형상 또는 Y자 형상으로 교차하는 교차부를 갖는 것을 특징으로 하는 마스크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 라인은, 상기 제1 라인의 상기 프레임에 대하여 반대측이 되는 면에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
  6. 기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서,
    개구부를 갖는 프레임과,
    상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 갖고 있고,
    상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고,
    상기 제1 라인과 상기 제2 라인이 접합하는 접합 영역에 있어서의 상기 제2 라인의 폭은, 비접합 영역에 있어서의 상기 제2 라인의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 마스크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 라인의 긴 길이 방향에 있어서의 상기 접합 영역의 길이는, 상기 제1 라인의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 마스크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 라인의 긴 길이 방향에 있어서의 상기 접합 영역의 길이의, 상기 제1 라인의 폭에 대한 비는, 25% 내지 75%의 범위 내인 것을 특징으로 하는 마스크.
  9. 기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크로서,
    개구부를 갖는 프레임과,
    상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 갖고 있고,
    상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고,
    상기 제1 라인과 상기 제2 라인이 접합하는 접합 영역에 있어서, 상기 제1 라인을 거쳐 상기 제2 라인과 반대측에, 제3 라인이 배치되어, 상기 제1 라인과 접합되는 것을 특징으로 하는 마스크.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 라인의 양단부가 상기 프레임과 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 라인과 상기 제2 라인은 T자 형상 또는 Y자 형상으로 교차하는 교차부를 갖는 것을 특징으로 하는 마스크.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 라인에 부여되고 있는 텐션은, 상기 제2 라인에 부여되고 있는 텐션보다 큰 것을 특징으로 하는 마스크.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 라인은, 상기 제1 라인의 상기 프레임과는 반대측의 면에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
  14. 기판 표면에 성막 패턴을 형성하기 위한 마스크의 제조 방법에 있어서,
    개구부를 갖는 프레임에, 상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하도록 한, 제1 라인과 제2 라인을 포함하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 장가(張架)하는 것으로서,
    상기 제1 라인에 텐션을 부여하면서, 상기 프레임에 제1 라인의 양단을 접합하여 장가하는 단계와,
    상기 제2 라인에 텐션을 부여하면서, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 상기 제2 라인의 일단부를 접합하여 장가하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션에 비하여, 상기 제2 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션을 작게 하는 것을 특징으로 하는 마스크의 제조 방법.
  15. 전자 디바이스의 제조 방법으로서,
    기판에 마스크를 얼라인먼트하는 단계와,
    상기 마스크를 통하여 상기 기판에 증착 재료를 증착시키는 단계를 포함하고,
    상기 마스크는, 개구부를 갖는 프레임과, 상기 프레임에 의해 둘러싸인 내부 영역을 분할하는 복수의 라인을 포함하는 마스크 박을 갖고 있고,
    상기 복수의 라인은, 제1 라인과, 상기 제1 라인의 양단부 이외의 위치에 일단부가 접합된 제2 라인을 포함하고,
    상기 제1 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션에 비하여, 상기 제2 라인에 부여되는 단위단면적당 텐션이 작은 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
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