WO2006090747A1 - マスク保持機構および成膜装置 - Google Patents

Abstract

　マスク保持機構は、成膜装置のチャック１４に装着保持されている基板に被せられるマスク２４のマスク保持機構であって、前記マスク２４は、磁性体で形成されてなり、前記チャック１４の前記基板を保持するチャック面と反対側に、磁石１６を点状に配設した構成である。そして前記磁石１６は、格子を形成する格子点に配設された構成にすることができる。

Description

明 細 書

マスク保持機構および成膜装置

技術分野

[0001] 本発明は、マスク保持機構および成膜装置に関するものである。

背景技術

[0002] 有機 EL (Electroluminescence)素子を製造する真空蒸着装置には、底部に有 機材料を加熱 ·蒸発 (昇華)させる蒸発源 (昇華源)が設けられて!/ヽる。また真空蒸着 装置には、蒸発源に対面して配置されてガラス基板を保持するチャックと、チャックの 上部に配設され、基板表面を被うためのマスクを保持する磁石とが設けられている。 チャックは、ガラス基板を平面に維持するための平板である。さらに真空蒸着装置に は、有機 EL素子のパターンをガラス基板に形成するためのマスクがチャック (ガラス 基板）とるつぼの間に配置できるようになつている。なおマスクは、磁性体によって形 成されている。

[0003] このような真空蒸着装置において、マスクをガラス表面に被せる場合、まずガラス基 板をチャックの底面と接触させて装着保持させる。この後、ガラス基板と、このガラス 基板の下方に配置されたマスクとを位置合わせし、マスクを上昇させてガラス基板に 被せる。そしてマスクは、チャックの上部に配設された磁石の磁力によって吸引され てチャック面に保持される。

なおガラス基板の下側に配設されたマスクを、ガラス基板の上側に配設された磁石 で保持することについて開示されたものとして、例えば、特許文献 1が挙げられる。 特許文献 1：特開 2002 - 75638号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] ところで、マスクをガラス基板の下方に配設する時に、ガラス基板表面とマスクとの 間に隙間が発生する。このため蒸発源で蒸発された有機材料が前記隙間に入り込 み、本来遮蔽されるべき部分、すなわち有機 EL素子のパターンを形成すべきでない 部分にまで付着することがあった。このため微細な有機 EL素子のパターンをガラス 基板表面に精度よく形成することができな力つた。

[0005] 図 4は従来技術に係り、マスク装着時におけるマスクの形状の変化を説明する図で ある。マスクは、所定の開口パターンが形成されているマスクフィルムと、このマスクフ イルムの周縁部を保持する枠型のマスクホルダーとを備えた構成である。そしてマス クをガラス基板に近づけると、磁石の磁力がマスク全面に均等に力かることになる。つ まりマスク 1をガラス基板 2に被せる場合、ガラス基板 2の下方力もマスクを徐々に近 づけると（S1)、チャック 3の上部に配設された磁石 4の磁力によって、マスク 1の中央 部が上側に急に引っ張られてガラス基板 2を被い (S2)、その後その周縁部がガラス 基板 2を被う（S3)。このためマスクの全面が、ガラス基板を一度に被うことがなぐマ スク中央部力も周縁部にかけて順に被っていくので、マスクとガラス基板との間に位 置ズレが発生し、正確なパターンをガラス基板上に形成することができな力 た。

[0006] またマスクとガラス基板との位置合わせをするときにおいても、マスクをガラス基板に 近づけて、すなわちマスクが磁石の磁力の影響を受ける範囲において行うと、磁力の 影響によってマスクがガラス基板に近づ 、てしま 、、正確に位置合わせすることがで きな力つた。特に、マスクの中央部は、マスクの周縁部と同様の磁力が作用している ので磁力が強すぎ、マスクの中央部が山型に盛り上がってガラス基板にはり付いてし まう。したがって位置合わせするときには、マスクとガラス基板との間に一定量の隙間 (磁力の影響を受けな 、距離)を空けなければならな!/、が、位置合わせ終了後にマス クをガラス基板に近づけると、上述したようにマスクの中央部から周縁部にかけて順 にガラス基板に被せられて行くので、マスクとガラス基板との間に位置ズレが発生し、 正確なパターンをガラス基板上に形成することができない。

[0007] 本発明は、マスクを基板に近づけても、マスクと基板との位置関係を維持するマスク 保持機構を提供することを目的とする。

またマスク保持機構を備えた成膜装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 上記目的を達成するために、本発明に係るマスク保持機構は、 成膜装置のチヤッ クに装着保持されている基板に被せられる磁性体からなるマスクのマスク保持機構で あって、前記チャックの前記基板を保持するチャック面と反対側に、複数の磁石を点 在させた、ことを特徴としている。

また前記複数の磁石は、格子を形成する格子点に配設されたことを特徴としている

[0009] また前記チャックの中央部に配設された前記磁石の磁力は、前記チャックの周縁部 に配置した前記磁石に比べて弱 、ことを特徴として 、る。

また前記チャックの中央部に配設された前記磁石の大きさは、前記チャックの周縁 部に配置した前記磁石に比べて小さ 、ことを特徴として 、る。

[0010] また本発明に係る成膜装置は、成膜材料の蒸発源と、前記蒸発源に対向して配設 され、基板を装着保持するチャックと、前記チャックの前記基板を保持するチャック面 と反対側に、格子状の格子点に配設された複数の磁石と、を備えたことを特徴として いる。

[0011] この場合、前記チャックの中央部に配設された前記磁石は、前記チャックの周縁部 に配設された前記磁石の磁力に比べて弱 、ものを配設することができる。また前記 チャックの中央部に配設された磁石は、前記チャックの周縁部に配設された磁石の 大きさに比べて小さ!/、ものを配設することができる。

発明の効果

[0012] 複数の磁石を点在させることにより、マスクの中央部に作用する磁力を周縁部に比 ベて弱くすることができる。したがってマスクをチャックに近づけたときでも、マスクを水 平状態に、すなわちマスクをガラス基板と平行に維持することができる。そしてマスク を基板に近づけて、マスクと基板との位置合わせを行うことができるので、マスクを基 板に被せるときの移動距離が短くでき、作業時間を短縮することができる。

[0013] また磁石を格子状に配設することにより、マスクの中央部に作用する磁力を周縁部 に比べて弱くすることができる。

またチャックの中央部に配設される磁石の磁力と、チャックの周縁部に配設される 磁石の磁力とを変えることによって、マスクの中央部に作用する磁力を周縁部に比べ て弱くすることができる。

[0014] またチャックの中央部に配設される磁石の大きさと、チャックの周縁部に配設される 磁石の大きさとを変えることによつても、マスクの中央部に作用する磁力を周縁部に 比べて弱くすることができる。

また成膜装置は、マスクを保持する磁石の磁力がマスクの中央部と周縁部とで異な るので、マスクが水平状態を保ったまま基板を被うことができる。したがってマスクと基 板との間に位置ズレが発生することなぐ正確なパターンを基板上に形成することが できる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]真空蒸着装置の説明図である。

[図 2]チャック上に設けられた磁石の配置を説明する図である。

[図 3]マスクの装着工程の説明図である。

[図 4]従来技術に係り、マスク装着時におけるマスクの形状の変化を説明する図であ る。

符号の説明

[0016] 10 真空蒸着装置、 14 チャック、 16 磁石、 18 基板クラン プ、 20 マスククランプ、 22 ガラス基板、 24 マスク。

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下に、本発明に係るマスク保持機構および成膜装置の最良の実施形態につい て説明する。なお本実施形態では、成膜装置として真空蒸着装置を用い、この真空 蒸着装置で有機 EL素子を製造する形態について説明する。

[0018] 図 1は実施の形態に係る真空蒸着装置の説明図である。図 2はチャック上に設けら れた実施形態に係る磁石の配置を説明する図である。これらの図において、真空蒸 着装置 10は、その底部に有機材料 11の蒸発源 12 (昇華源)を備えるとともに、その 上部にチャック 14、磁石 16、基板クランプ 18およびマスククランプ 20を備えた構成 である。

[0019] 有機材料 11の蒸発源 12は、有機材料 11が入れられるるつぼ 12aを備えており、る つぼ 12aの外面に有機材料 11を加熱'蒸発 (昇華）させるヒーター 12bが設けられて いる。また真空蒸着装置 10の上部に設けられたチャック 14は、真空蒸着装置 10の 装置本体となる真空チャンバ内にるつぼ 12aに対面して配設されており、水平方向 に沿って配置された平板である。そしてチャック 14は、真空蒸着装置 10の外側上部 に設けられた回転機構 (不図示）によって水平回転可能となっている。

[0020] またチャック 14の上部には、すなわちチャック 14のガラス基板 22を保持する面 (チ ャック面）と反対側に複数の磁石 16が点在させてある。これらの磁石 16は、ガラス基 板 22を被うマスク 24の大きさに対応して配設されている。なお磁石 16は、チャック 14 の中央部に作用する磁石 16の磁力が周縁部に比べて弱くなるように配設されればよ ぐ図 2 (A)に示すように格子が交差する格子点に位置するように配設されればよい

[0021] また複数の磁石 16は、図 2 (B)に磁石 16a、 16bとして示すように、チャック 14の中 央部に配設された磁石 16aの大きさをチャック 14の周縁部に配設された磁石 16bに 比べて小さくして、チャック 14の中央部に作用する磁石 16の磁力が周縁部に比べて 弱くなるようにすることもできる。さらに磁石 16は、図 2 (C)に示すように、チャック 14 の中央部における磁石 16aの配置パターンと、周縁部における磁石 16bの配置パタ 一ンとを変えて、チャック 14の中央部に作用する磁石 16の磁力が周縁部に比べて 弱くなるよう〖こすることちでさる。

[0022] そして磁石 16の配置位置や磁力は、ステンレスや鋼板などの磁性体力 なるマスク 24をチャック 14に近づけるときに生じるマスク 24の中央部の延び、すなわちマスク 2 4の変形によるマスク 24に形成されたパターンの開口寸法の延びを所定の値以内に するように設定されている。このような磁石 16の配置位置や磁力は、例えばチャック 1 4の厚みや材質、ガラス基板 22の厚みや材質、マスク 24の厚みや材質等によって変 化するので、これらの要因を考慮して実験や計算等を行って決定すればよ!、。

[0023] 基板クランプ 18は、真空蒸着装置 10の真空チャンバの天井部を貫通しており、下 部の先端部 18aがチャック 14側 (蒸着装置の中央側）に向けて折り曲げられた鉤型 であり、チャック 14の側縁に沿って複数個が配設されている。これらの基板クランプ 1 8は、その先端部 18a (折曲げ部)でガラス基板 22の縁部を支えるために、各先端部 18aが同じ高さ（同一面内）になるように設定されている。また基板クランプ 18は、真 空蒸着装置 10の外側上部に設けられた昇降機構 (不図示）によって、各先端部 18a が同一面内にある状態を維持しつつ昇降可能になっている。そして基板クランプ 18 が上昇することによって、ガラス基板 22をチャック 14に接触させて、平面状に装着保 持させることが可能になって 、る。

[0024] マスククランプ 20は、真空蒸着装置 10の真空チャンバの天井部を貫通しており、下 部の先端部 20aがチャック 14側 (蒸着装置の中央側）に向けて折り曲げられた鉤型 であり、チャック 14や基板クランプ 18の側縁に沿って複数個が配設されている。これ らのマスククランプ 20は、その先端部 20a (折曲げ部）でマスク 24の縁部を支えるた めに、各先端部 20aが同じ高さ（同一面内）になるように設定されている。またマスクク ランプ 20は、真空蒸着装置 10の外側上部に設けられた昇降機構 (不図示）によって 、各先端部 20aが同一面内にある状態を維持しつつ昇降可能になっている。したが つてマスク 24は、真空チャンバ内を上下方向に移動可能に配設されている。なおマ スク 24は、有機 EL素子の各画素に対応する開口パターンが複数設けられたマスク フィルム 24aと、マスクフィルム 24aの周縁部を保持する枠型のマスクフレーム 24bと を備えている。

[0025] そして基板クランプ 18およびマスククランプ 20は、真空蒸着装置 10の外側上部に 設けられた回転機構 (不図示）によって、チャック 14とともに回転することが可能にな つている。

[0026] 次に、マスク 24の装着方法について説明する。図 3はマスクの装着工程の説明図 である。なおマスククランプ 20上には、予めマスク 24が配設されている。まずガラス基 板 22は、基板搬送機構 (不図示）によって真空蒸着装置 10内に入れられ、チャック 1 4とマスク 24との間に挿入される。そしてガラス基板 22は、前記基板搬送機構の下降 動作とともに下方へ移動されて、基板クランプ 18上に載せられる（S100)。

[0027] この後、マスククランプ 20を上昇させることによりマスク 24を上方に移動させ、マスク 24上にガラス基板 22を載せる（S 110)。そしてマスククランプ 20は、ガラス基板 22が チャック 14の底面 (チャック面）に接触するまで上昇され続ける（S 120)。なおガラス 基板 22は、マスク 24上に載せられるとマスク 24に沿って水平になり、この水平状態を 維持しつつチャック 14に当接される。

[0028] この後、基板クランプ 18をガラス基板 22に接触するまで上昇させる（S130)。これ によりガラス基板 22は、基板クランプ 18により水平状態を維持しつつチャック 14に装 着保持される。そしてマスククランプ 20を下降させて、マスク 24を下方に移動させガ ラス基板 22から離間させ、マスク 24とガラス基板 22とを位置合わせする（S140)。

[0029] この後、マスククランプ 20によってマスク 24を上昇させて、ガラス基板 22を被う（S1 50)。なおマスク 24の中央部に作用する磁石 16の磁力は、周縁部に作用する磁石 1 6の磁力に比べて弱くしてある。このため、マスク 24の中央部が上方に向けて凸状に 変形するのを防ぐことができ、マスク 24の開口パターンが所定の寸法よりも大きくなつ てしまうことがない。また、マスク 24は、ガラス基板 22と平行な平面状態を維持された 状態でガラス基板 22を被うので位置ズレを生じることがない。

[0030] このようなマスク 24の装着工程を経た後、ガラス基板 22やマスク 24を回転させると ともに、ヒーター 12bによって有機材料 11を加熱'蒸発させて、マスク 24を介してガラ ス基板 22の表面に蒸着し、ガラス基板 22上に所定のパターンを形成した後、マスク 24を下降させる。これにより有機 EL素子が製造される。なおマスク 24の下降時にお いても、マスク 24の中央部に作用する磁力が周縁部に比べて弱いために、マスク 24 全体が一度にガラス基板 22から離れる。

[0031] このようなマスク 24の保持機構によれば、チャック 14の上部に磁石 16を点在させる とともに、ガラス基板 22に被せられたマスク 24の中央部に作用する磁石 16の磁力を 周縁部の磁力に比べて弱くしたので、マスク 24をガラス基板 22に被せるときは、マス ク 24の水平状態を保ったまま被せることができる。これによりマスク 24とガラス基板 22 との間に位置ズレが発生することがないので、正確なパターンをガラス基板 22上に 形成することができる。

[0032] またマスク 24は、チャック 14に近づ 、たときでも、ガラス基板 22と平行な水平状態 を維持できるので、マスク 24とガラス基板 22との位置合わせするときのマスク 24とガ ラス基板 22との距離を短くすることができる。したがってマスク 24をガラス基板 22に 被せるときのマスク 24の移動距離力 S小さくなるので、作業時間を短縮することができ 、有機 EL素子の製造効率を向上させることができる。

[0033] なお本実施形態では、成膜装置として真空蒸着装置 10を用い、この真空蒸着装置 10で有機 EL素子を製造する形態について説明したが、この形態に限定されることは ない。また、磁石 16は、電磁石であってもよい。

産業上の利用可能性 本発明は、ガラスや半導体などの基板に真空蒸着やスパッタリングなどで薄膜を形 成する成膜装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 成膜装置のチャックに装着保持されている基板に被せられる磁性体カゝらなるマスク のマスク保持機構であって、

前記チャックの前記基板を保持するチャック面と反対側に、複数の磁石を点在させ た、

ことを特徴とするマスク保持機構。

[2] 前記複数の磁石は、格子を形成する格子点に配設されたことを特徴とする請求項 1 に記載のマスク保持機構。

[3] 前記チャックの中央部に配設された前記磁石の磁力は、前記チャックの周縁部に 配置した前記磁石に比べて弱いことを特徴とする請求項 1または 2に記載のマスク保 持機構。

[4] 前記チャックの中央部に配設された前記磁石の大きさは、前記チャックの周縁部に 配置した前記磁石に比べて小さいことを特徴とする請求項 1または 2に記載のマスク 保持機構。

[5] 成膜材料の蒸発源と、

前記蒸発源に対向して配設され、基板を装着保持するチャックと、

前記チャックの前記基板を保持するチャック面と反対側に、格子状の格子点に配設 された複数の磁石と、

を備えたことを特徴とする成膜装置。