マスク、及びマスクの製造方法
【課題】 シリコンマスクを形成するエッチング処理時に、エッチング処理を最適な時期に終了させることが容易なマスク、及びマスクの製造方法を提案する。
【解決手段】 被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのシリコンマスクＭが、シリコン基材Ｓ上に、所定パターンに対応する開口部２０と、開口部２０を形成する際の形成状態を検知可能な検知部１５と、を備える。
【解決手段】 被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのシリコンマスクＭが、シリコン基材Ｓ上に、所定パターンに対応する開口部２０と、開口部２０を形成する際の形成状態を検知可能な検知部１５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク、及びマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称する。）装置は、薄膜を積層した構造を有する自発光型の高速応答性表示素子を備えるため、軽くて動画対応に優れた表示パネルを形成でき、近年ではＦＰＤ（Flat Panel Display）テレビ等の表示パネルとして非常に注目されている。その代表的な製造方法としては、フォトリソグラフィ技術を用いることにより、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等の透明陽極を所望の形状にパターニングし、更に透明陽極上に蒸着法を用いて有機材料を積層成膜し、その後に陰極を形成する方法が知られている。
特に、フルカラーの有機ＥＬ装置を製造する場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の有機材料をメタルマスクマスク等を介して蒸着することによりパターン形成する必要がある。
【０００３】
ところで、パネルサイズが大きくなると、それに応じて大きなメタルマスクを形成する必要がある。しかしながら、大きくて薄いメタルマスクを高精度に作成することは非常に難しく、また、メタルマスクの熱膨張係数はガラス等の被成膜基板に比べて非常に大きいため、蒸着時の輻射熱の作用によってメタルマスクの寸法が被成膜基板の寸法よりも大きくなり、密着されていたメタルマスクと被成膜基板とがずれてしまい、蒸着部分において寸法の誤差が生じる場合がある。このため、メタルマスクを用いた場合には、およそ２０インチ以下のパネルサイズの有機ＥＬ装置が、製造の限界と言われている。
【０００４】
そこで、最近では、シリコン基板を用いてマスクを製造する技術が提案されている。この技術は、フォトリソグラフィやドライエッチング等の半導体製造技術を用いてシリコン基板自体をマスクにするというものである。シリコンは熱膨張係数がガラス等の被成膜基板と略同じであり、熱膨張に起因するずれが生じることはない。更に、加工精度も非常に高い。
また、結晶異方性エッチング法を用いることにより、（１００）面方位のシリコンウエハをエッチングし、基板主面に対して開口内面が傾斜したテーパ状の開口部を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３０８９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した技術では、テーパ状の開口部の形成方法としては、シリコン基材（シリコンウエハ）をエッチング液に所定時間、浸漬することにより行われている。そして、エッチング液への浸漬時間を一定に管理することにより、同一形状のテーパ状開口部を有するマスクを形成するようにしている。このため、予め複数のシリコン基材に対してエッチング処理を施し、最適なエッチング時間を求めるようにしていた。
しかしながら、最適なエッチング時間を求めるためには、
エッチング処理を施した複数のシリコン基材を破壊して、電子顕微鏡でテーパ状開口部の形状を観察する必要があった。
また、最適なエッチング時間を求めて、エッチング時間を一定に管理したとしても、エッチング条件を常に一定に再現することが困難であるため、例えば、エッチング液の濃度や温度等のエッチング条件がばらつくと、エッチング処理の過不足が発生してしまう。
具体的には、エッチング処理が過度に行われた場合には、マスクの厚みが薄くなりすぎて、必要な強度が得られず、マスクに撓みやクラックが発生しまう。一方、エッチング処理が不十分であると、テーパ状開口部が厚くなってしまい、マスク使用時（蒸着処理時）に高精細なパターンの薄膜の形成が困難となってしまう。
このように、シリコン基材のエッチング処理時に、単にエッチング液への浸漬時間を管理するだけでは、エッチング処理を最適な時期に終了させることができないので、同一形状のテーパ状開口部を有するマスクを製造することが困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、シリコンマスクを形成するエッチング処理時に、エッチング処理を最適な時期に終了させることが容易なマスク、及びマスクの製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るマスク、及びマスクの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのシリコンマスクであって、シリコン基材上に、前記所定パターンに対応する開口部と、前記開口部を形成する際の形成状態を検知可能な検知部と、を備えるようにした。
この発明によれば、検知部により、開口部をエッチング処理により形成する際に、開口部の形成状態が検知可能となるので、最適に時期にエッチング処理を終了させることができる。これにより、所望の形状の開口部（所定パターン）を有するマスクを容易に得ることができる。
【０００８】
検知部としては、前記開口部が有する斜面と略平行な斜面を有するものや、前記検知部が、平面視略六角形に形成されるものが用いられる。検知部が開口部と同時にエッチング処理されるように形成されるので、開口部が有する斜面と略平行な斜面が形成され、また、シリコンがダイヤモンド構造を有することから平面視略六角形に形成される。
【０００９】
第２の発明は、マスクの製造方法が、シリコン基材上に酸化膜を形成する工程と、前記酸化膜に対して所定パターン及び検知用パターンを形成する工程と、前記検知用パターンを監視しつつ、前記所定パターン及び検知用パターンを介して前記シリコン基材に対してエッチング処理を施して、前記所定パターンに対応した開口部及び検知部を形成するエッチング工程と、前記酸化膜を前記シリコン基材から剥離する工程と、を有するようにした。
この発明によれば、開口部の形成と同時に、検知用パターンを形成し、この検知用パターンを介して基材に対してエッチング処理を施すので、開口部と同一条件で形成される部位が開口部（パターン部）が近傍に配置される。そして、エッチング処理時に、開口部と同一条件で形成される部位（検知用パターン）を監視することにより、開口部の形成状態を検知することができる。したがって、エッチング条件の変化に関わらず、エッチング処理の最適な終了時期を求めることができる。また、マスクを破壊する必要がなくなるので、管理コスト等を抑えることができる。
【００１０】
また、前記エッチング工程が、前記検知用パターンの監視結果に基づいて、前記エッチング処理を終了させる工程を含むものでは、検知用パターンを監視することにより、開口部の形成状態を検知することができるので、最適な時期にエッチング処理を終了させることで、所望の形状の開口部を有するマスクを容易に得ることができる。
また、前記検知用パターンに対する光の反射範囲の変化に基づいて、前記エッチング処理の終了時期を判断する工程を含むものでは、酸化膜からなる検知用パターンが光透過性膜であることから、下層のシリコン基材がエッチングされると検知用パターンの光の反射範囲が変化するので、この反射範囲を監視することで、開口部の形成状態を容易に検知することができる。
また、検知用パターンが、平面視略円形に形成されるものでは、下層のシリコン基材が均等にエッチングされるので、検知用パターンを平面視略円形とすることで、光の反射範囲の変化が監視しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のマスク、及びマスクの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
なお、以下の説明は、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１２】
〔マスク〕
図１は、本発明のマスクの構造を説明するための図であって、図１（ａ）はマスクの断面斜視図、図１（ｂ）はパターン部の断面図、図１（ｃ）は検知部の平面図、図１（ｄ）は検知部の断面図である。
図１（ａ）に示すように、マスクＭは、（１１０）面方位を有するシリコン基材（シリコンウエハ）を後述の製造工程によって加工されたものであり、当該マスクＭの外形をなす外枠部１０と、当該外枠部１０の内側に設けられた複数のマスク開口部２４を有するパターン部２０と、を備えた構成となっている。
外枠部１０は、シリコン基材の厚みをそのまま利用して形成されたものである。
パターン部２０は、外枠部１０から連結されると共にＸ方向及びＹ方向に延在して設けられた複数の梁部２２と、複数の梁部２２により囲まれるように開口する複数のマスク開口部２４を備える構成となっている。つまり、梁部２２が網目状に構成されることで、複数のマスク開口部２４がマトリクス状に配置されている。
なお、パターン部２０は、複数のマスク開口部２４がマトリクス状に等ピッチに配置された構成に限らず、成膜対象物に形成するパターンに応じて適宜変更可能である。
【００１３】
図１（ｂ）に示すように、パターン部２０の梁部２２は、断面が、マスクＭの表側主面ＭＴ及び裏側主面ＭＢに対して垂直方向（Ｚ方向）に形成された垂直面２２Ａと、表側主面ＭＴ及び垂直面２２Ａに対して所定の角度に傾斜して形成された傾斜面２２Ｂとを有するように形成される。
垂直面２２ＡのＺ方向に長さは、約１０μｍ程度に形成される。また、傾斜面２２Ｂの結晶面は、（１１１）面であり、（１１０）面方位シリコン基板に対して結晶異方性エッチング処理を施すことによって形成できる面なので、研削加工等の物理的な加工が不要であって、化学的処理によって容易に形成される。このように、梁部２２に垂直面２２Ａと傾斜面２２Ｂとを形成することにより、マスク開口部２４がテーパー状に形成される。
なお、裏側主面ＭＢは、蒸着やスパッタ等の各種成膜を行う際に成膜対象物（ガラス基板等）と対向させる面である。また、マスクＭの表側主面ＭＴは、各種成膜を行う際に材料気体や原子がマスク開口部２４に向けて入射する面である。
【００１４】
このように、マスクＭは、パターン部２０の梁部２２に垂直面２２Ａが設けられているので、撓みや曲げが生じ難くなっている。また、傾斜面２２Ｂが設けられているので、マスク開口部２４が表側主面ＭＴに向けて口径が広がるテーパ形状を有することとなる。したがって、このマスクＭを用いて蒸着法やスパッタ法等の各種成膜を施した際には、表側主面ＭＴに対して斜め方向から入射する材料気体や原子を、マスク開口部２４のテーパ形状に沿って、裏側主面ＭＢ側に配置した成膜対象物に誘導することができる。これにより、成膜対象物にパターン部２０に応じた薄膜を正確に形成することができる。
【００１５】
また、図１（ａ）に示すように、表側主面ＭＴのパターン部２０の近傍には、検知部１５が形成される。検知部１５は、パターン部２０（マスク開口部２４）を形成する際に、マスク開口部２４（梁部２２）の形成状態を検知を可能とする部材である。すなわち、検知部１５は、マスクＭを用いて成膜する際に機能するものではなく、マスクＭをシリコン基材から化学的処理によって形成する際に、その機能を発揮するものである。
なお、検知部１５は、図１（ｃ）に示すように、平面視略六角形の形状を有し、また、図１（ｄ）に示すように、表側主面ＭＴに対して所定の角度に傾斜して形成された傾斜面１５Ａを有するように形成される。この傾斜面１５Ａは、傾斜面２２Ｂと略平行に形成される。
【００１６】
〔マスクの製造方法〕
次に、マスクＭの製造方法について、図２及び図３を参照して説明する。
図２及び図３は、マスクＭを製造する工程を説明する工程図である。
まず、図２（ａ）に示すように、（１１０）面方位のシリコン基材Ｓに酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる耐エッチング膜３０を形成する。
耐エッチング膜３０は、後述するように結晶異方性エッチング液（例えば、テトラメチル水酸化アンモニウム等のアルカリ水溶液）に耐性を有する膜である。耐エッチング膜３０は、シリコン基材Ｓに湿式熱酸化処理を施すことによって形成され、その膜厚は、およそ１μｍ程度が好ましい。なお、熱酸化により形成した酸化シリコン膜以外にも、例えばＣＶＤ法により形成した酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ＡｕやＰｔのスパッタ膜等からなるものであっても良い。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示すように、シリコン基材Ｓの両面（表側主面ＭＴ、裏側主面ＭＢ）に形成した耐エッチング膜３０に、複数の開口部３１を形成する。この開口部３１の配列パターンは、形成するパターン部２０（マスク開口部２４）に対応するものとする。
なお、開口部形成は、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術により行われる。
【００１８】
次いで、図２（ｃ）に示すように、表側主面ＭＴの耐エッチング膜３０の一部を薄膜化し、薄膜部３２を形成する。すなわち、耐エッチング膜３０をシリコン基材Ｓの表面まで貫通するものでなく、底部に薄膜の酸化シリコン膜を残存した形で形成するものとする。耐エッチング膜３０を薄膜化した薄膜部３２の形成領域は、パターン部２０の形成領域に対応するものとする。
また、表側主面ＭＴの耐エッチング膜３０のうち、パターン部２０の形成領域とは異なる領域（図１参照）に、薄膜部３２と同様に薄膜部３３を形成する。薄膜部３３は、平面視（表側主面ＭＴ側から見ると）略円環形の溝部として形成される。すなわち、薄膜部３３内に、薄膜化されない耐エッチング膜３０が平面視略円形に残存する。平面視略円形に形成される耐エッチング膜３０は、後工程において、光学顕微鏡により監視される部位であり、以下、検知用パターン３４と呼ぶ。
【００１９】
次いで、図２（ｄ）に示すように、耐エッチング膜３０をマスクとしてシリコン基材Ｓのエッチングを行い、開口部３１の配列パターンに対応した開口部３５を形成する。この開口部３５は、その後、マスク開口部２４となるものである。
具体的には、耐エッチング膜３０を備えるシリコン基材Ｓを低濃度（１８％）の水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨエッチング液）に所定時間浸漬することにより、異方性エッチングを行う。
【００２０】
次いで、図３（ａ）に示すように、表側主面ＭＴの耐エッチング膜３０のうち、薄膜化した耐エッチング膜３０、すなわち、薄膜部３２，３３を剥離する。これにより、表側主面ＭＴ側のパターン部２０の形成領域に対応する領域、及び検知用パターン３４の周囲から耐エッチング膜３０を剥離し、シリコン基材Ｓを露出させる。
【００２１】
次いで、図３（ｂ）に示すように、再び、シリコン基材Ｓを高濃度（３５％）の水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨエッチング液）に所定時間浸漬することにより、異方性エッチングを行う。
そして、シリコン基材Ｓの表側主面ＭＴ側がエッチングされ、パターン部２０の梁部２２（マスク開口部２４）が形成され、パターン部２０（梁部２２）の厚さが約７０μｍ程度まで薄くなる。
この際、梁部２２には、エッチング速度の遅い（１１１）面、すなわち傾斜面２２Ｂが出現するので、テーパ形を備えた梁部２２（マスク開口部２４）が形成される。
同様に、検知用パターン３４の下方のシリコン基材Ｓもエッチングされ、エッチング速度の遅い（１１１）面が出現する。この面は、傾斜面２２Ｂと略平行な面であって、上述した傾斜面１５Ａである。すなわち、検知用パターン３４の下方のシリコン基材Ｓは、上述した検知部１５となる。なお、検知部１５は、平面視すると、略六角形にエッチングされる（図１（ｃ），（ｄ）参照）。
【００２２】
そして、図３（ｃ）に示すように、エッチング処理を終了させた後に、耐エッチング膜３０を剥離することにより、マスクＭの製造が完成する。
【００２３】
ところで、上述したマスク開口部２４（梁部２２）の形成工程（図３（ｄ）参照）では、梁部２２の垂直面２２ＡのＺ方向に長さが、約１０μｍ程度となった時点で、処理を終了させることが、マスクＭの設計事項として要求されている。すなわち、シリコン基材Ｓがエッチングされて、梁部２２の傾斜面２２Ｂが出現し、梁部２２が所望の形状となった時点で、エッチング処理を終了させることが必要となる。特に、エッチング条件に関わらず、エッチング処理終了時期を検知する必要がある。
このため、検知用パターン３４を光学顕微鏡等により監視し、検知用パターン３４の監視結果に基づいて、エッチング処理終了時期を検知するようにしている。
【００２４】
上述したように、検知用パターン３４の下方に存在するシリコン基材Ｓ（検知部１５）は、梁部２２（マスク開口部２４）と同時にエッチングされる。すなわち、検知用パターン３４の下方に、梁部２２（マスク開口部２４）と同一のエッチング状態が出現している。
したがって、検知用パターン３４の下方に存在する検知部１５のエッチング状態（形成状態）を監視することにより、梁部２２（マスク開口部２４）のエッチング状態（形成状態）を検知することができる。
また、検知用パターン３４は、シリコン基材Ｓ上に形成された酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる耐エッチング膜３０であって、光透過性を有する膜であることから、検知用パターン３４を表側主面ＭＴ側から光学顕微鏡等により観察することにより、検知用パターン３４の下方に存在する検知部１５のエッチング状態を監視することができる。
なお、検知用パターン３４の下方に存在する検知部１５のエッチング状態の監視方法としては、検知部１５の形状を電子顕微鏡により観察する必要はなく、検知用パターン３４の光の反射範囲を監視することにより行われる。
【００２５】
図４は、検知部１５のエッチング状態と、検知用パターン３４の光の反射範囲との関係を時間順に示す図である。なお、図４（ａ）〜（ｄ）において、左側の図は検知部１５及び検知用パターン３４の断面図、右側の図は検知部１５及び検知用パターン３４の平面図である。
図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、検知部１５のエッチングが進行するに伴って、検知用パターン３４の下方に検知部１５が形成される。そして、検知部１５は、傾斜面１５Ａを有するので、検知用パターン３４と検知部１５との接触範囲が徐々に狭くなる。
このため、検知用パターン３４を表側主面ＭＴ側から観察すると、検知用パターン３４と検知部１５とが接触している範囲と、接触していない範囲（シリコン基材Ｓがエッチングされた範囲）とが、明確に区別することが可能となる。すなわち、検知用パターン３４と検知部１５とが接触している範囲では、検知用パターン３４を透過した光が検知部１５に上端面（平坦な表側主面ＭＴ）において反射するため、明るく見える。一方、検知用パターン３４と検知部１５とが接触していない範囲では、検知用パターン３４を透過した光が検知部１５の傾斜面１５Ａにおいて、斜め方向に反射してしまうので、暗く見える。
つまり、検知用パターン３４を監視すると、明るい範囲がエッチングの進行に伴って、徐々に小さくなる。すなわち、光の反射範囲が徐々に変化する。
【００２６】
そして、検知用パターン３４における光の反射範囲（例えば、明るい範囲の直径）と、梁部２２の垂直面２２ＡのＺ方向に長さとは、同時にエッチングされていることから、比例関係にある。
したがって、予め両者の関係を実験等により求めておくことにより、検知用パターン３４における光の反射範囲の直径が所定の値となった時に、エッチング処理を終了させることで、梁部２２の垂直面２２ＡのＺ方向に長さを常に一定に形成することが可能となる。
なお、検知用パターン３４を平面視略円形に形成したのは、上述したように、検知用パターン３４における光の反射範囲が略円形（正確には略六角形）となり、反射範囲の変化が観察しやすくなるという利点があるからである。
【００２７】
また、検知用パターン３４の大きさ（直径）を調整して、梁部２２の垂直面２２ＡのＺ方向に長さが所望の長さ（約１０μｍ）となった時に、検知用パターン３４における光の反射範囲の直径がゼロとなるようにすることが望ましい。すなわち、検知用パターン３４が検知部１５とが接触する範囲がエッチングにより完全に削られて、検知用パターン３４における光の反射範囲（明るい範囲の直径）が消滅するようにする。これにより、検知用パターン３４における光の反射範囲（明るい範囲の直径）が消滅した時に、エッチング処理を終了させればよいことになる。これにより、検知用パターン３４における光の反射範囲の監視が容易化されるので、光の反射範囲の監視が自動化可能となる。
【００２８】
以上のように、マスクＭは、パターン部２０の形成処理時（エッチング処理時）に、検知用パターン３４における光の反射範囲を監視するようにしたので、エッチング条件（エッチング液濃度、温度等）が一定でなくとも、常にエッチング処理を最適な時期に終了させることが可能となる。したがって、所望のパターン形状を有するマスクＭを安定して製造することができる。
【００２９】
〔マスクの使用方法〕
次に、マスクの使用方法について、図５を参照して説明する。
図５は、マスクＭを使用するマスク蒸着装置を示す模式図である。
蒸着装置５０は、真空チャンバ５２の底部に蒸着源５４を配置し、その上方にマスクＭを配置し、更にその上に成膜対象物であるガラス基板（被成膜基板）ＬマスクＭと密着させながら支持する。そして、蒸着時は膜厚分布をよくするために、ガラス基板ＬとマスクＭを固定したまま回転させる。
また、蒸着源５４が発している蒸着物の速度（蒸着速度）は水晶振動子の膜厚センサ５６より管理され、厳密な膜厚管理を行っている。膜厚センサ５６によって蒸着した膜の膜厚が所定の値に達した際には、蒸着源５４の直上にあるシャッター５８を閉じて、蒸着を終了し、マスクＭとガラス基板Ｌの固定を解除し、ガラス基板Ｌのみを搬出する。
なお、本実施形態においては、マスクＭを蒸着用マスクとして用いる場合について説明したが、例えばスパッタリング用マスクや、ＣＶＤ用マスクとして用いることもできる。
【００３０】
〔有機ＥＬ装置の製造方法〕
次に、マスクＭを用いた有機ＥＬ装置の製造方法について、図６を参照して説明する。ここでは、蒸着対象物であるガラス基板Ｌに、有機ＥＬ装置形成用材料を蒸着する場合について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、ガラス基板Ｌ上には、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を形成し、そのスイッチング素子に接続するように陽極４０を設ける。更に、その陽極４０に接続するように、正孔注入層４１及び正孔輸送層４２を形成する。
【００３１】
次に、マスクＭとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、赤色発光層形成用材料Ｒをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭのマスク開口部２４に応じて赤色発光層形成用材料Ｒが蒸着される。
【００３２】
次いで、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｌに対するマスクＭの位置をずらし（あるいはマスクＭを別のマスクＭと交換し）、マスクＭとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、緑色発光層形成用材料Ｇをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭのマスク開口部２４に応じて緑色発光層形成用材料Ｇが蒸着される。
【００３３】
次いで、図６（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｌに対するマスクＭの位置をずらし（あるいはマスクＭを別のマスクＭと交換し）、マスクＭとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、青色発光層形成用材料Ｂをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭのマスク開口部２４に応じて青色発光層形成用材料Ｂが蒸着される。
以上のようにして、ガラス基板Ｌ上にＲＧＢ３色の有機材料からなる発光層４３が形成される。
【００３４】
次に、図６（ｄ）に示すように、発光層４３の上に、電子輸送層４４、及び陰極４５が形成されることにより、有機ＥＬ装置ＤＰが形成される。
なお、本実施形態に係る有機ＥＬ装置ＤＰは、発光層を含む発光素子からの発光をガラス基板Ｌ側から装置外部に取り出す形態であり、ガラス基板Ｌの形成材料としては、透明なガラスの他に、光を透過可能な透明あるいは半透明材料、例えば、石英、サファイア、あるいはポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などが挙げられる。特に、ガラス基板Ｌの形成材料としては安価なソーダガラスが好適に用いられる。一方、ガラス基板Ｌと反対側から発光を取り出す形態の場合には、ガラス基板Ｌは不透明であってもよく、その場合、アルミナ等のセラミック、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態の有機ＥＬ装置ＤＰはアクティブマトリクス型であり、実際には複数のデータ線と複数の走査線とが格子状に配置され、これらデータ線や走査線に区画されたマトリクス状に配置された各画素にスイッチングトランジスタやドライビングトランジスタ等の駆動用ＴＦＴを介して上記の発光素子が接続されている。そして、データ線や走査線を介して駆動信号が供給されると電極間に電流が流れ、発光素子が発光して透明な基板の外面側に光が出射され、その画素が点灯する。なお、本発明は、アクティブマトリクス型に限られず、パッシブ駆動型の表示素子にも適用できることはいうまでもない。
【００３６】
〔電子機器〕
次に、上記有機ＥＬ装置ＤＰを備えた電子機器の例について説明する。
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
【００３７】
図７（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
図７（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図７（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
図７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ装置ＤＰを備えているので、発光光の輝度の均一化を達成し、表示ムラがない、鮮やかな画像表示が可能な表示部を備えた電子機器となる。
【００３８】
なお、電子機器としては、前記の携帯電話などに限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ノート型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】マスクの構造を示す断面斜視図、及び詳細断面図である。
【図２】マスクの製造方法を説明するための工程図である。
【図３】図２に続くマスクの製造工程を示す図である。
【図４】検知部のエッチング状態と、検知用パターンの光の反射範囲との関係を時間順示す図である。
【図５】マスク蒸着装置の構成を示す説明図である。
【図６】有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図７】有機ＥＬ装置を備える電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｍ…マスク（シリコンマスク）、 ＭＢ…裏側主面、 ＭＴ…表側主面、 Ｓ…シリコン基材、 １５…検知部、 １５Ａ…傾斜面（斜面）、 ２２…梁部、 ２２Ｂ…傾斜面（斜面）、 ２４…マスク開口部（開口部）、 ３０…耐エッチング膜（酸化膜）、 ３４…検知用パターン、 ４３…発光層（薄膜）、 ５０…蒸着装置、 Ｌ…ガラス基板（被成膜基板）、 ＤＰ…有機ＥＬ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク、及びマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称する。）装置は、薄膜を積層した構造を有する自発光型の高速応答性表示素子を備えるため、軽くて動画対応に優れた表示パネルを形成でき、近年ではＦＰＤ（Flat Panel Display）テレビ等の表示パネルとして非常に注目されている。その代表的な製造方法としては、フォトリソグラフィ技術を用いることにより、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等の透明陽極を所望の形状にパターニングし、更に透明陽極上に蒸着法を用いて有機材料を積層成膜し、その後に陰極を形成する方法が知られている。
特に、フルカラーの有機ＥＬ装置を製造する場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の有機材料をメタルマスクマスク等を介して蒸着することによりパターン形成する必要がある。
【０００３】
ところで、パネルサイズが大きくなると、それに応じて大きなメタルマスクを形成する必要がある。しかしながら、大きくて薄いメタルマスクを高精度に作成することは非常に難しく、また、メタルマスクの熱膨張係数はガラス等の被成膜基板に比べて非常に大きいため、蒸着時の輻射熱の作用によってメタルマスクの寸法が被成膜基板の寸法よりも大きくなり、密着されていたメタルマスクと被成膜基板とがずれてしまい、蒸着部分において寸法の誤差が生じる場合がある。このため、メタルマスクを用いた場合には、およそ２０インチ以下のパネルサイズの有機ＥＬ装置が、製造の限界と言われている。
【０００４】
そこで、最近では、シリコン基板を用いてマスクを製造する技術が提案されている。この技術は、フォトリソグラフィやドライエッチング等の半導体製造技術を用いてシリコン基板自体をマスクにするというものである。シリコンは熱膨張係数がガラス等の被成膜基板と略同じであり、熱膨張に起因するずれが生じることはない。更に、加工精度も非常に高い。
また、結晶異方性エッチング法を用いることにより、（１００）面方位のシリコンウエハをエッチングし、基板主面に対して開口内面が傾斜したテーパ状の開口部を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３０８９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した技術では、テーパ状の開口部の形成方法としては、シリコン基材（シリコンウエハ）をエッチング液に所定時間、浸漬することにより行われている。そして、エッチング液への浸漬時間を一定に管理することにより、同一形状のテーパ状開口部を有するマスクを形成するようにしている。このため、予め複数のシリコン基材に対してエッチング処理を施し、最適なエッチング時間を求めるようにしていた。
しかしながら、最適なエッチング時間を求めるためには、
エッチング処理を施した複数のシリコン基材を破壊して、電子顕微鏡でテーパ状開口部の形状を観察する必要があった。
また、最適なエッチング時間を求めて、エッチング時間を一定に管理したとしても、エッチング条件を常に一定に再現することが困難であるため、例えば、エッチング液の濃度や温度等のエッチング条件がばらつくと、エッチング処理の過不足が発生してしまう。
具体的には、エッチング処理が過度に行われた場合には、マスクの厚みが薄くなりすぎて、必要な強度が得られず、マスクに撓みやクラックが発生しまう。一方、エッチング処理が不十分であると、テーパ状開口部が厚くなってしまい、マスク使用時（蒸着処理時）に高精細なパターンの薄膜の形成が困難となってしまう。
このように、シリコン基材のエッチング処理時に、単にエッチング液への浸漬時間を管理するだけでは、エッチング処理を最適な時期に終了させることができないので、同一形状のテーパ状開口部を有するマスクを製造することが困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、シリコンマスクを形成するエッチング処理時に、エッチング処理を最適な時期に終了させることが容易なマスク、及びマスクの製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るマスク、及びマスクの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのシリコンマスクであって、シリコン基材上に、前記所定パターンに対応する開口部と、前記開口部を形成する際の形成状態を検知可能な検知部と、を備えるようにした。
この発明によれば、検知部により、開口部をエッチング処理により形成する際に、開口部の形成状態が検知可能となるので、最適に時期にエッチング処理を終了させることができる。これにより、所望の形状の開口部（所定パターン）を有するマスクを容易に得ることができる。
【０００８】
検知部としては、前記開口部が有する斜面と略平行な斜面を有するものや、前記検知部が、平面視略六角形に形成されるものが用いられる。検知部が開口部と同時にエッチング処理されるように形成されるので、開口部が有する斜面と略平行な斜面が形成され、また、シリコンがダイヤモンド構造を有することから平面視略六角形に形成される。
【０００９】
第２の発明は、マスクの製造方法が、シリコン基材上に酸化膜を形成する工程と、前記酸化膜に対して所定パターン及び検知用パターンを形成する工程と、前記検知用パターンを監視しつつ、前記所定パターン及び検知用パターンを介して前記シリコン基材に対してエッチング処理を施して、前記所定パターンに対応した開口部及び検知部を形成するエッチング工程と、前記酸化膜を前記シリコン基材から剥離する工程と、を有するようにした。
この発明によれば、開口部の形成と同時に、検知用パターンを形成し、この検知用パターンを介して基材に対してエッチング処理を施すので、開口部と同一条件で形成される部位が開口部（パターン部）が近傍に配置される。そして、エッチング処理時に、開口部と同一条件で形成される部位（検知用パターン）を監視することにより、開口部の形成状態を検知することができる。したがって、エッチング条件の変化に関わらず、エッチング処理の最適な終了時期を求めることができる。また、マスクを破壊する必要がなくなるので、管理コスト等を抑えることができる。
【００１０】
また、前記エッチング工程が、前記検知用パターンの監視結果に基づいて、前記エッチング処理を終了させる工程を含むものでは、検知用パターンを監視することにより、開口部の形成状態を検知することができるので、最適な時期にエッチング処理を終了させることで、所望の形状の開口部を有するマスクを容易に得ることができる。
また、前記検知用パターンに対する光の反射範囲の変化に基づいて、前記エッチング処理の終了時期を判断する工程を含むものでは、酸化膜からなる検知用パターンが光透過性膜であることから、下層のシリコン基材がエッチングされると検知用パターンの光の反射範囲が変化するので、この反射範囲を監視することで、開口部の形成状態を容易に検知することができる。
また、検知用パターンが、平面視略円形に形成されるものでは、下層のシリコン基材が均等にエッチングされるので、検知用パターンを平面視略円形とすることで、光の反射範囲の変化が監視しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のマスク、及びマスクの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
なお、以下の説明は、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１２】
〔マスク〕
図１は、本発明のマスクの構造を説明するための図であって、図１（ａ）はマスクの断面斜視図、図１（ｂ）はパターン部の断面図、図１（ｃ）は検知部の平面図、図１（ｄ）は検知部の断面図である。
図１（ａ）に示すように、マスクＭは、（１１０）面方位を有するシリコン基材（シリコンウエハ）を後述の製造工程によって加工されたものであり、当該マスクＭの外形をなす外枠部１０と、当該外枠部１０の内側に設けられた複数のマスク開口部２４を有するパターン部２０と、を備えた構成となっている。
外枠部１０は、シリコン基材の厚みをそのまま利用して形成されたものである。
パターン部２０は、外枠部１０から連結されると共にＸ方向及びＹ方向に延在して設けられた複数の梁部２２と、複数の梁部２２により囲まれるように開口する複数のマスク開口部２４を備える構成となっている。つまり、梁部２２が網目状に構成されることで、複数のマスク開口部２４がマトリクス状に配置されている。
なお、パターン部２０は、複数のマスク開口部２４がマトリクス状に等ピッチに配置された構成に限らず、成膜対象物に形成するパターンに応じて適宜変更可能である。
【００１３】
図１（ｂ）に示すように、パターン部２０の梁部２２は、断面が、マスクＭの表側主面ＭＴ及び裏側主面ＭＢに対して垂直方向（Ｚ方向）に形成された垂直面２２Ａと、表側主面ＭＴ及び垂直面２２Ａに対して所定の角度に傾斜して形成された傾斜面２２Ｂとを有するように形成される。
垂直面２２ＡのＺ方向に長さは、約１０μｍ程度に形成される。また、傾斜面２２Ｂの結晶面は、（１１１）面であり、（１１０）面方位シリコン基板に対して結晶異方性エッチング処理を施すことによって形成できる面なので、研削加工等の物理的な加工が不要であって、化学的処理によって容易に形成される。このように、梁部２２に垂直面２２Ａと傾斜面２２Ｂとを形成することにより、マスク開口部２４がテーパー状に形成される。
なお、裏側主面ＭＢは、蒸着やスパッタ等の各種成膜を行う際に成膜対象物（ガラス基板等）と対向させる面である。また、マスクＭの表側主面ＭＴは、各種成膜を行う際に材料気体や原子がマスク開口部２４に向けて入射する面である。
【００１４】
このように、マスクＭは、パターン部２０の梁部２２に垂直面２２Ａが設けられているので、撓みや曲げが生じ難くなっている。また、傾斜面２２Ｂが設けられているので、マスク開口部２４が表側主面ＭＴに向けて口径が広がるテーパ形状を有することとなる。したがって、このマスクＭを用いて蒸着法やスパッタ法等の各種成膜を施した際には、表側主面ＭＴに対して斜め方向から入射する材料気体や原子を、マスク開口部２４のテーパ形状に沿って、裏側主面ＭＢ側に配置した成膜対象物に誘導することができる。これにより、成膜対象物にパターン部２０に応じた薄膜を正確に形成することができる。
【００１５】
また、図１（ａ）に示すように、表側主面ＭＴのパターン部２０の近傍には、検知部１５が形成される。検知部１５は、パターン部２０（マスク開口部２４）を形成する際に、マスク開口部２４（梁部２２）の形成状態を検知を可能とする部材である。すなわち、検知部１５は、マスクＭを用いて成膜する際に機能するものではなく、マスクＭをシリコン基材から化学的処理によって形成する際に、その機能を発揮するものである。
なお、検知部１５は、図１（ｃ）に示すように、平面視略六角形の形状を有し、また、図１（ｄ）に示すように、表側主面ＭＴに対して所定の角度に傾斜して形成された傾斜面１５Ａを有するように形成される。この傾斜面１５Ａは、傾斜面２２Ｂと略平行に形成される。
【００１６】
〔マスクの製造方法〕
次に、マスクＭの製造方法について、図２及び図３を参照して説明する。
図２及び図３は、マスクＭを製造する工程を説明する工程図である。
まず、図２（ａ）に示すように、（１１０）面方位のシリコン基材Ｓに酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる耐エッチング膜３０を形成する。
耐エッチング膜３０は、後述するように結晶異方性エッチング液（例えば、テトラメチル水酸化アンモニウム等のアルカリ水溶液）に耐性を有する膜である。耐エッチング膜３０は、シリコン基材Ｓに湿式熱酸化処理を施すことによって形成され、その膜厚は、およそ１μｍ程度が好ましい。なお、熱酸化により形成した酸化シリコン膜以外にも、例えばＣＶＤ法により形成した酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ＡｕやＰｔのスパッタ膜等からなるものであっても良い。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示すように、シリコン基材Ｓの両面（表側主面ＭＴ、裏側主面ＭＢ）に形成した耐エッチング膜３０に、複数の開口部３１を形成する。この開口部３１の配列パターンは、形成するパターン部２０（マスク開口部２４）に対応するものとする。
なお、開口部形成は、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術により行われる。
【００１８】
次いで、図２（ｃ）に示すように、表側主面ＭＴの耐エッチング膜３０の一部を薄膜化し、薄膜部３２を形成する。すなわち、耐エッチング膜３０をシリコン基材Ｓの表面まで貫通するものでなく、底部に薄膜の酸化シリコン膜を残存した形で形成するものとする。耐エッチング膜３０を薄膜化した薄膜部３２の形成領域は、パターン部２０の形成領域に対応するものとする。
また、表側主面ＭＴの耐エッチング膜３０のうち、パターン部２０の形成領域とは異なる領域（図１参照）に、薄膜部３２と同様に薄膜部３３を形成する。薄膜部３３は、平面視（表側主面ＭＴ側から見ると）略円環形の溝部として形成される。すなわち、薄膜部３３内に、薄膜化されない耐エッチング膜３０が平面視略円形に残存する。平面視略円形に形成される耐エッチング膜３０は、後工程において、光学顕微鏡により監視される部位であり、以下、検知用パターン３４と呼ぶ。
【００１９】
次いで、図２（ｄ）に示すように、耐エッチング膜３０をマスクとしてシリコン基材Ｓのエッチングを行い、開口部３１の配列パターンに対応した開口部３５を形成する。この開口部３５は、その後、マスク開口部２４となるものである。
具体的には、耐エッチング膜３０を備えるシリコン基材Ｓを低濃度（１８％）の水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨエッチング液）に所定時間浸漬することにより、異方性エッチングを行う。
【００２０】
次いで、図３（ａ）に示すように、表側主面ＭＴの耐エッチング膜３０のうち、薄膜化した耐エッチング膜３０、すなわち、薄膜部３２，３３を剥離する。これにより、表側主面ＭＴ側のパターン部２０の形成領域に対応する領域、及び検知用パターン３４の周囲から耐エッチング膜３０を剥離し、シリコン基材Ｓを露出させる。
【００２１】
次いで、図３（ｂ）に示すように、再び、シリコン基材Ｓを高濃度（３５％）の水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨエッチング液）に所定時間浸漬することにより、異方性エッチングを行う。
そして、シリコン基材Ｓの表側主面ＭＴ側がエッチングされ、パターン部２０の梁部２２（マスク開口部２４）が形成され、パターン部２０（梁部２２）の厚さが約７０μｍ程度まで薄くなる。
この際、梁部２２には、エッチング速度の遅い（１１１）面、すなわち傾斜面２２Ｂが出現するので、テーパ形を備えた梁部２２（マスク開口部２４）が形成される。
同様に、検知用パターン３４の下方のシリコン基材Ｓもエッチングされ、エッチング速度の遅い（１１１）面が出現する。この面は、傾斜面２２Ｂと略平行な面であって、上述した傾斜面１５Ａである。すなわち、検知用パターン３４の下方のシリコン基材Ｓは、上述した検知部１５となる。なお、検知部１５は、平面視すると、略六角形にエッチングされる（図１（ｃ），（ｄ）参照）。
【００２２】
そして、図３（ｃ）に示すように、エッチング処理を終了させた後に、耐エッチング膜３０を剥離することにより、マスクＭの製造が完成する。
【００２３】
ところで、上述したマスク開口部２４（梁部２２）の形成工程（図３（ｄ）参照）では、梁部２２の垂直面２２ＡのＺ方向に長さが、約１０μｍ程度となった時点で、処理を終了させることが、マスクＭの設計事項として要求されている。すなわち、シリコン基材Ｓがエッチングされて、梁部２２の傾斜面２２Ｂが出現し、梁部２２が所望の形状となった時点で、エッチング処理を終了させることが必要となる。特に、エッチング条件に関わらず、エッチング処理終了時期を検知する必要がある。
このため、検知用パターン３４を光学顕微鏡等により監視し、検知用パターン３４の監視結果に基づいて、エッチング処理終了時期を検知するようにしている。
【００２４】
上述したように、検知用パターン３４の下方に存在するシリコン基材Ｓ（検知部１５）は、梁部２２（マスク開口部２４）と同時にエッチングされる。すなわち、検知用パターン３４の下方に、梁部２２（マスク開口部２４）と同一のエッチング状態が出現している。
したがって、検知用パターン３４の下方に存在する検知部１５のエッチング状態（形成状態）を監視することにより、梁部２２（マスク開口部２４）のエッチング状態（形成状態）を検知することができる。
また、検知用パターン３４は、シリコン基材Ｓ上に形成された酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる耐エッチング膜３０であって、光透過性を有する膜であることから、検知用パターン３４を表側主面ＭＴ側から光学顕微鏡等により観察することにより、検知用パターン３４の下方に存在する検知部１５のエッチング状態を監視することができる。
なお、検知用パターン３４の下方に存在する検知部１５のエッチング状態の監視方法としては、検知部１５の形状を電子顕微鏡により観察する必要はなく、検知用パターン３４の光の反射範囲を監視することにより行われる。
【００２５】
図４は、検知部１５のエッチング状態と、検知用パターン３４の光の反射範囲との関係を時間順に示す図である。なお、図４（ａ）〜（ｄ）において、左側の図は検知部１５及び検知用パターン３４の断面図、右側の図は検知部１５及び検知用パターン３４の平面図である。
図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、検知部１５のエッチングが進行するに伴って、検知用パターン３４の下方に検知部１５が形成される。そして、検知部１５は、傾斜面１５Ａを有するので、検知用パターン３４と検知部１５との接触範囲が徐々に狭くなる。
このため、検知用パターン３４を表側主面ＭＴ側から観察すると、検知用パターン３４と検知部１５とが接触している範囲と、接触していない範囲（シリコン基材Ｓがエッチングされた範囲）とが、明確に区別することが可能となる。すなわち、検知用パターン３４と検知部１５とが接触している範囲では、検知用パターン３４を透過した光が検知部１５に上端面（平坦な表側主面ＭＴ）において反射するため、明るく見える。一方、検知用パターン３４と検知部１５とが接触していない範囲では、検知用パターン３４を透過した光が検知部１５の傾斜面１５Ａにおいて、斜め方向に反射してしまうので、暗く見える。
つまり、検知用パターン３４を監視すると、明るい範囲がエッチングの進行に伴って、徐々に小さくなる。すなわち、光の反射範囲が徐々に変化する。
【００２６】
そして、検知用パターン３４における光の反射範囲（例えば、明るい範囲の直径）と、梁部２２の垂直面２２ＡのＺ方向に長さとは、同時にエッチングされていることから、比例関係にある。
したがって、予め両者の関係を実験等により求めておくことにより、検知用パターン３４における光の反射範囲の直径が所定の値となった時に、エッチング処理を終了させることで、梁部２２の垂直面２２ＡのＺ方向に長さを常に一定に形成することが可能となる。
なお、検知用パターン３４を平面視略円形に形成したのは、上述したように、検知用パターン３４における光の反射範囲が略円形（正確には略六角形）となり、反射範囲の変化が観察しやすくなるという利点があるからである。
【００２７】
また、検知用パターン３４の大きさ（直径）を調整して、梁部２２の垂直面２２ＡのＺ方向に長さが所望の長さ（約１０μｍ）となった時に、検知用パターン３４における光の反射範囲の直径がゼロとなるようにすることが望ましい。すなわち、検知用パターン３４が検知部１５とが接触する範囲がエッチングにより完全に削られて、検知用パターン３４における光の反射範囲（明るい範囲の直径）が消滅するようにする。これにより、検知用パターン３４における光の反射範囲（明るい範囲の直径）が消滅した時に、エッチング処理を終了させればよいことになる。これにより、検知用パターン３４における光の反射範囲の監視が容易化されるので、光の反射範囲の監視が自動化可能となる。
【００２８】
以上のように、マスクＭは、パターン部２０の形成処理時（エッチング処理時）に、検知用パターン３４における光の反射範囲を監視するようにしたので、エッチング条件（エッチング液濃度、温度等）が一定でなくとも、常にエッチング処理を最適な時期に終了させることが可能となる。したがって、所望のパターン形状を有するマスクＭを安定して製造することができる。
【００２９】
〔マスクの使用方法〕
次に、マスクの使用方法について、図５を参照して説明する。
図５は、マスクＭを使用するマスク蒸着装置を示す模式図である。
蒸着装置５０は、真空チャンバ５２の底部に蒸着源５４を配置し、その上方にマスクＭを配置し、更にその上に成膜対象物であるガラス基板（被成膜基板）ＬマスクＭと密着させながら支持する。そして、蒸着時は膜厚分布をよくするために、ガラス基板ＬとマスクＭを固定したまま回転させる。
また、蒸着源５４が発している蒸着物の速度（蒸着速度）は水晶振動子の膜厚センサ５６より管理され、厳密な膜厚管理を行っている。膜厚センサ５６によって蒸着した膜の膜厚が所定の値に達した際には、蒸着源５４の直上にあるシャッター５８を閉じて、蒸着を終了し、マスクＭとガラス基板Ｌの固定を解除し、ガラス基板Ｌのみを搬出する。
なお、本実施形態においては、マスクＭを蒸着用マスクとして用いる場合について説明したが、例えばスパッタリング用マスクや、ＣＶＤ用マスクとして用いることもできる。
【００３０】
〔有機ＥＬ装置の製造方法〕
次に、マスクＭを用いた有機ＥＬ装置の製造方法について、図６を参照して説明する。ここでは、蒸着対象物であるガラス基板Ｌに、有機ＥＬ装置形成用材料を蒸着する場合について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、ガラス基板Ｌ上には、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を形成し、そのスイッチング素子に接続するように陽極４０を設ける。更に、その陽極４０に接続するように、正孔注入層４１及び正孔輸送層４２を形成する。
【００３１】
次に、マスクＭとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、赤色発光層形成用材料Ｒをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭのマスク開口部２４に応じて赤色発光層形成用材料Ｒが蒸着される。
【００３２】
次いで、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｌに対するマスクＭの位置をずらし（あるいはマスクＭを別のマスクＭと交換し）、マスクＭとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、緑色発光層形成用材料Ｇをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭのマスク開口部２４に応じて緑色発光層形成用材料Ｇが蒸着される。
【００３３】
次いで、図６（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｌに対するマスクＭの位置をずらし（あるいはマスクＭを別のマスクＭと交換し）、マスクＭとガラス基板Ｌ（正孔輸送層４２）とを密着した状態で、青色発光層形成用材料Ｂをガラス基板Ｌ上に蒸着する。ガラス基板Ｌ上には、マスクＭのマスク開口部２４に応じて青色発光層形成用材料Ｂが蒸着される。
以上のようにして、ガラス基板Ｌ上にＲＧＢ３色の有機材料からなる発光層４３が形成される。
【００３４】
次に、図６（ｄ）に示すように、発光層４３の上に、電子輸送層４４、及び陰極４５が形成されることにより、有機ＥＬ装置ＤＰが形成される。
なお、本実施形態に係る有機ＥＬ装置ＤＰは、発光層を含む発光素子からの発光をガラス基板Ｌ側から装置外部に取り出す形態であり、ガラス基板Ｌの形成材料としては、透明なガラスの他に、光を透過可能な透明あるいは半透明材料、例えば、石英、サファイア、あるいはポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などが挙げられる。特に、ガラス基板Ｌの形成材料としては安価なソーダガラスが好適に用いられる。一方、ガラス基板Ｌと反対側から発光を取り出す形態の場合には、ガラス基板Ｌは不透明であってもよく、その場合、アルミナ等のセラミック、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態の有機ＥＬ装置ＤＰはアクティブマトリクス型であり、実際には複数のデータ線と複数の走査線とが格子状に配置され、これらデータ線や走査線に区画されたマトリクス状に配置された各画素にスイッチングトランジスタやドライビングトランジスタ等の駆動用ＴＦＴを介して上記の発光素子が接続されている。そして、データ線や走査線を介して駆動信号が供給されると電極間に電流が流れ、発光素子が発光して透明な基板の外面側に光が出射され、その画素が点灯する。なお、本発明は、アクティブマトリクス型に限られず、パッシブ駆動型の表示素子にも適用できることはいうまでもない。
【００３６】
〔電子機器〕
次に、上記有機ＥＬ装置ＤＰを備えた電子機器の例について説明する。
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
【００３７】
図７（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
図７（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図７（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の有機ＥＬ装置ＤＰを用いた表示部を示している。
図７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ装置ＤＰを備えているので、発光光の輝度の均一化を達成し、表示ムラがない、鮮やかな画像表示が可能な表示部を備えた電子機器となる。
【００３８】
なお、電子機器としては、前記の携帯電話などに限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ノート型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】マスクの構造を示す断面斜視図、及び詳細断面図である。
【図２】マスクの製造方法を説明するための工程図である。
【図３】図２に続くマスクの製造工程を示す図である。
【図４】検知部のエッチング状態と、検知用パターンの光の反射範囲との関係を時間順示す図である。
【図５】マスク蒸着装置の構成を示す説明図である。
【図６】有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図７】有機ＥＬ装置を備える電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｍ…マスク（シリコンマスク）、 ＭＢ…裏側主面、 ＭＴ…表側主面、 Ｓ…シリコン基材、 １５…検知部、 １５Ａ…傾斜面（斜面）、 ２２…梁部、 ２２Ｂ…傾斜面（斜面）、 ２４…マスク開口部（開口部）、 ３０…耐エッチング膜（酸化膜）、 ３４…検知用パターン、 ４３…発光層（薄膜）、 ５０…蒸着装置、 Ｌ…ガラス基板（被成膜基板）、 ＤＰ…有機ＥＬ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのシリコンマスクであって、
シリコン基材上に、
前記所定パターンに対応する開口部と、
前記開口部を形成する際の形成状態を検知可能な検知部と、
を備えることを特徴とするマスク。
【請求項２】
前記検知部は、前記開口部が有する斜面と略平行な斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のマスク。
【請求項３】
前記検知部は、平面視略六角形に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマスク。
【請求項４】
シリコン基材上に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜に対して所定パターン及び検知用パターンを形成する工程と、
前記検知用パターンを監視しつつ、前記所定パターン及び検知用パターンを介して前記シリコン基材に対してエッチング処理を施して、前記所定パターンに対応した開口部及び検知部を形成するエッチング工程と、
前記酸化膜を前記シリコン基材から剥離する工程と、
を有することを特徴とするマスクの製造方法。
【請求項５】
前記エッチング工程は、前記検知用パターンの監視結果に基づいて、前記エッチング処理を終了させる工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のマスクの製造方法。
【請求項６】
前記検知用パターンに対する光の反射範囲の変化に基づいて、前記エッチング処理の終了時期を判断する工程を含むことを特徴とする請求項５に記載のマスクの製造方法。
【請求項７】
前記検知用パターンは、平面視略円形に形成されることを特徴とする請求項４から請求項６のうちいずれか一項に記載のマスクの製造方法。
【請求項１】
被成膜基板に対して所定パターンを有する薄膜を形成するためのシリコンマスクであって、
シリコン基材上に、
前記所定パターンに対応する開口部と、
前記開口部を形成する際の形成状態を検知可能な検知部と、
を備えることを特徴とするマスク。
【請求項２】
前記検知部は、前記開口部が有する斜面と略平行な斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のマスク。
【請求項３】
前記検知部は、平面視略六角形に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマスク。
【請求項４】
シリコン基材上に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜に対して所定パターン及び検知用パターンを形成する工程と、
前記検知用パターンを監視しつつ、前記所定パターン及び検知用パターンを介して前記シリコン基材に対してエッチング処理を施して、前記所定パターンに対応した開口部及び検知部を形成するエッチング工程と、
前記酸化膜を前記シリコン基材から剥離する工程と、
を有することを特徴とするマスクの製造方法。
【請求項５】
前記エッチング工程は、前記検知用パターンの監視結果に基づいて、前記エッチング処理を終了させる工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のマスクの製造方法。
【請求項６】
前記検知用パターンに対する光の反射範囲の変化に基づいて、前記エッチング処理の終了時期を判断する工程を含むことを特徴とする請求項５に記載のマスクの製造方法。
【請求項７】
前記検知用パターンは、平面視略円形に形成されることを特徴とする請求項４から請求項６のうちいずれか一項に記載のマスクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２４１５４１（Ｐ２００６−２４１５４１Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６００３７（Ｐ２００５−６００３７）
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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