蒸着用マスク部材、マスク蒸着方法、および有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法
【課題】蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材が加熱されても、被処理基板に対するマスク開口部の位置精度が低下することを防止することのできる蒸着用マスク部材、マスク蒸着方法、および有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法を提供する。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス装置に用いる第１基板１０に対してマスク蒸着を行なうための蒸着用マスク部材３１０では、支持基板３３０においてマスクチップ３２０が固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップ３４０が固着されている。このため、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材３１０が加熱された際、かかる熱は、マスクチップ３２０を介して第１基板１０に伝達されるとともに、熱伝達促進用チップ３４０を介しても第１基板１０に伝達されるので、蒸着用マスク部材３１０と第１基板１０との間に温度差が発生しにくい。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス装置に用いる第１基板１０に対してマスク蒸着を行なうための蒸着用マスク部材３１０では、支持基板３３０においてマスクチップ３２０が固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップ３４０が固着されている。このため、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材３１０が加熱された際、かかる熱は、マスクチップ３２０を介して第１基板１０に伝達されるとともに、熱伝達促進用チップ３４０を介しても第１基板１０に伝達されるので、蒸着用マスク部材３１０と第１基板１０との間に温度差が発生しにくい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク開口部を介して被処理基板の所定領域に蒸着を行なうための蒸着用マスク部材、この蒸着用マスク部材を用いたマスク蒸着方法、および有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体装置や電気光学装置の製造工程では、蒸着パターンに対応するマスク開口部を備えた蒸着用マスク部材を被処理基板に重ね、この状態で真空蒸着法、スパッタ蒸着、イオンプレーティングなどの蒸着を行うことがある。例えば、電気光学装置としての有機エレクトロルミネッセンス装置の製造工程において、発光素子用の有機エレクトロルミネッセンス材料（有機機能層）を所定形状に形成する際にフォトリソグラフィ技術を利用すると、パターニング用のレジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能材料が水分や酸素に触れて劣化するおそれがあるため、レジストマスクを必要としないマスク蒸着法を用いて有機機能層を形成することが提案されている。
【０００３】
このような蒸着用マスク部材としては、例えば、図６（ａ）に示すように、蒸着パターンを規定するマスク開口部３２２が形成されたマスクチップ３２０と、マスクチップ３２０が一方の基板面に固着された支持基板３３０とを備え、支持基板３３０においてマスクチップ３２０のマスク開口部３２２の形成領域と重なる領域に貫通穴３３２が形成されたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
かかる蒸着用マスク部材３１０Ａを用いて被処理基板に蒸着を行なう際には、図６（ｂ）に示すように、蒸着用マスク部材３１０において、マスクチップ３２０が固着されている側を被処理基板１０Ａに重ねた状態で蒸着源から被処理基板１０Ａに蒸着材料流を供給して、マスク開口部３２２を介して被処理基板１０Ａに蒸着を行なう。
【特許文献１】特開２００５−２７６４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蒸着法では、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材３１０Ａが加熱され、かかる熱は、マスクチップ３２０を介して被処理基板１０Ａにも伝達されるが、熱伝達の遅れによって、蒸着用マスク部材３１０Ａと被処理基板１０Ａとの間に温度差が発生する。かかる温度差が発生すると、蒸着用マスク部材３１０Ａと被処理基板１０Ａとの間で熱膨張の度合いが相違し、被処理基板１０Ａに対するマスク開口部３２２の位置精度が低下し、蒸着パターンの位置精度が低下するという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材が加熱されても、被処理基板に対するマスク開口部の位置精度が低下することを防止することのできる蒸着用マスク部材、マスク蒸着方法、および有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、蒸着パターンを規定するマスク開口部が形成されたマスクチップと、該マスクチップが一方の基板面に固着された支持基板とを備え、当該支持基板において前記マスクチップの前記マスク開口部の形成領域と重なる領域に貫通穴が形成された蒸着用マスク部材において、前記支持基板の前記一方の基板面には、前記マスクチップが固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップが固着されていることを特徴とする。
【０００８】
かかる蒸着用マスク部材を用いたマスク蒸着方法では、前記蒸着用マスク部材において、前記マスクチップが固着されている側を被処理基板に重ねた状態で蒸着源から前記被処理基板に蒸着材料流を供給して、前記マスク開口部を介して前記被処理基板に蒸着を行なうことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る蒸着用マスク部材には、支持基板には、マスクチップが固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップが固着されているため、熱伝達促進用チップが形成されている分だけ、蒸着用マスク部材と被処理基板との接触面積が広い。このため、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材が加熱された際、かかる熱は、マスクチップを介して被処理基板に伝達されるとともに、熱伝達促進用チップを介しても被処理基板に伝達されるので、蒸着用マスク部材と被処理基板との間に温度差が発生しにくい。このため、蒸着用マスク部材と被処理基板とでは熱膨張の度合いが同等であるため、被処理基板に対するマスク開口部の位置精度が低下することがないので、蒸着パターンの位置精度が高い。
【００１０】
本発明において、前記マスクチップと前記熱伝達促進用チップとは、厚さが等しいことが好ましい。このように構成すると、支持基板に熱伝達促進用チップを固着しても、マスクチップおよび熱伝達促進用チップの双方が被処理基板に確実に接する。
【００１１】
本発明において、前記マスクチップおよび前記熱伝達促進用チップは、例えばシリコン基板であり、前記支持基板は、ガラス基板である。かかる構成によれば、マスクチップ、熱伝達促進用チップ、および支持基板の熱膨張係数を同等とすることができる。
【００１２】
本発明を適用したマスク蒸着法では、前記蒸着用マスク部材を用いて前記被処理基板に蒸着を行なった後、当該蒸着用マスク部材を用いて次の蒸着を行なう間に前記蒸着用マスク部材に対する冷却工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、蒸着中に支持基板での蓄熱が大きい場合でも、マスク部材の温度を常に一定にして蒸着を開始することができる。従って、いずれの被処理基板にも同等の条件で蒸着を行なうことができる。
【００１３】
この場合、前記冷却工程では、前記蒸着用マスク部材の前記マスクチップまたは／および前記支持基板に冷却部材を接触させる方法を採用することが好ましい。このように構成すると、蒸着用マスク部材の温度を短時間のうちに低下させることができる。
【００１４】
本発明に係るマスク蒸着方法は、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に適用することができ、この場合、前記被処理基板は、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される素子基板である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明で参照する図においては、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、図６を参照して説明した構成との対応が分りやすいように、可能な限り、対応する部分には同一の符号を付して説明する。
【００１６】
（蒸着対象例／有機エレクトロルミネッセンス装置の構成）
図１は、本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図１に示す有機エレクトロルミネッセンス装置１００において、第１基板１０上には、複数の走査線３ａと、走査線３ａに対して交差する方向に延びる複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して並列して延在する複数の電源線３ｅとを有している。また、第１基板１０において、矩形形状の画素領域１０ａには複数の画素１００ａがマトリクス状に配列されている。データ線６ａにはデータ線駆動回路１０１が接続され、走査線３ａには走査線駆動回路１０４が接続されている。画素領域１０ａの各々には、走査線３ａを介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂと、このスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂを介してデータ線６ａから供給される画素信号を保持する保持容量７０と、保持容量７０によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃと、この薄膜トランジスタ３０ｃを介して電源線３ｅに電気的に接続したときに電源線３ｅから駆動電流が流れ込む第１電極層８１（陽極層）と、この第１電極層８１と陰極層との間に有機機能層が挟まれた有機エレクトロルミネッセンス素子８０とが構成されている。
【００１７】
かかる構成によれば、走査線３ａが駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂがオンになると、そのときのデータ線６ａの電位が保持容量７０に保持され、保持容量７０が保持する電荷に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃのオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃのチャネルを介して、電源線３ｅから第１電極層８１に電流が流れ、さらに有機機能層を介して対極層に電流が流れる。その結果、有機エレクトロルミネッセンス素子８０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００１８】
このように構成した有機エレクトロルミネッセンス装置１００において、複数の画素１００ａは各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応し、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３つの画素１００ａによって１つのピクセルを構成している。
【００１９】
なお、図１に示す構成では、電源線３ｅは走査線３ａと並列していたが、電源線３ｅがデータ線６ａに並列している構成を採用してもよい。また、図１に示す構成では、電源線３ｅを利用して保持容量７０を構成していたが、電源線３ｅとは別に容量線を形成し、かかる容量線によって保持容量７０を構成してもよい。
【００２０】
（有機エレクトロルミネッセンス装置の具体的構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス装置の平面的な構成を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。図２（ａ）、（ｂ）において、本形態の有機エレクトロルミネッセンス装置１００では、素子基板としての第１基板１０と、封止基板としての透光性基板２０ｄを備えた第２基板２０とがシール材層９２によって貼り合わされており、かかるシール材層９２の形成領域は、図２（ａ）にドットが粗に付された領域として表してある。第１基板１０において、画素領域１０ａの外側の領域には、図１を参照して説明したデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、およびＩＴＯ膜からなる端子１０２が形成されている。詳しくは後述するが、第１基板１０の画素領域１０ａには、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子８０がマトリクス状に配列されており、かかる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子８０が各々、画素１００ａを構成している。また、有機エレクトロルミネッセンス素子８０は各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を出射するように構成され、かかる色によって、画素１００ａが対応する色が規定されている。
【００２１】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の構成）
図３は、本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス装置の断面構成を模式的に示す断面図である。なお、図３には、有機エレクトロルミネッセンス素子として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する３つの有機エレクトロルミネッセンス素子のみを示してある。
【００２２】
図３に示すように、第１基板１０は、石英ガラス基板や耐熱ガラス基板などのガラス基板からなる支持基板１０ｄを備えている。支持基板１０ｄの第１面１０ｅおよび第２面１０ｆのうち、第１面１０ｅの側には、絶縁膜１１、１２、１３、１４、１５が形成され、絶縁膜１５の上層には有機エレクトロルミネッセンス素子８０が形成されている。本形態において、絶縁膜１１、１２、１３、１５は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などから形成され、絶縁膜１４は、厚さが１．５〜２．０μｍの厚い感光性樹脂からなる平坦化膜として形成されている。絶縁膜１１は下地絶縁層であり、図示を省略するが、絶縁膜１１、１２、１３、１４の層間などを利用して、図１を参照して説明した薄膜トランジスタ３０ｂ、３０ｃ、保持容量７０、各種配線や各駆動回路が形成されている。また、絶縁膜１２、１３、１４、１５に形成されたコンタクトホールを利用して、異なる層間に形成された導電膜同士の電気的な接続が行なわれている。
【００２３】
本形態の有機エレクトロルミネッセンス装置１００は、トップエミッション型であり、矢印Ｌ１で示すように、支持基板１０ｄからみて有機エレクトロルミネッセンス素子８０が形成されている側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラス基板の他、アルミナなどのセラミックス、ステンレススチールなどといった不透明な基板を用いることができる。また、絶縁膜１３、１４の層間には、アルミニウム、銀、それらの合金からなる光反射層４１が形成されており、有機エレクトロルミネッセンス素子８０から支持基板１０ｄに向けて出射された光を光反射層４１で反射することにより、光を出射可能である。なお、有機エレクトロルミネッセンス装置１００をボトムエミッション型で構成した場合、支持基板１０ｄの側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラス基板などの透明基板が用いられる。
【００２４】
また、第１基板１０では、絶縁膜１５の上層にＩＴＯ膜などからなる第１電極層８１（陽極／画素電極）が島状に形成されており、第１電極層８１の上層には、発光領域を規定するための開口部を備えた感光性樹脂などからなる厚い隔壁５１が形成されている。
【００２５】
第１電極層８１の上層には、有機機能層８２および第２電極層８３（陰極）が積層されており、第１電極層８１、有機機能層８２および第２電極層８３によって、有機エレクトロルミネッセンス素子８０が形成されている。また、隔壁５１の上面には、第２電極層８３の下層に補助配線８３ａが形成されており、かかる補助配線８３ａは、第２電極層８３に接することにより、第２電極層８３の電気的抵抗を低減するとともに、第２電極層８３の電気的抵抗の場所によるばらつきを緩和している。本形態において、有機機能層８２は画素毎に形成され、第２電極層８３は、画素領域１０ａの全面にわたって形成されている。
【００２６】
有機機能層８２は、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体からなる正孔注入層、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）系正孔輸送層、アントラセン系ドーパントやルブレン系ドーパントを含むスチリルアミン系材料（ホスト）からなる発光層、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ3）からなる電子注入層をこの順に積層した構造を有しており、その上層にＭｇＡｇなどの薄膜金属からなる第２電極層８３が形成されている。また、有機機能層８２と第２電極層８３との間には、ＬｉＦからなる電子注入バッファ層が形成されることもある。これらの材料のうち、有機機能層８２を構成する各層、および電子注入バッファ層は、加熱ボート（坩堝）を用いた真空蒸着法で順次形成することができる。また、第２電極層８３などを構成する金属系材料については真空蒸着法により形成でき、第１電極層８１を構成するＩＴＯなどの酸化物材料についてはＥＣＲプラズマスパッタ法やプラズマガン方式イオンプレーティング法、マグネトロンスパッタ法などの高密度プラズマ蒸着法により形成することができる。
【００２７】
本形態の有機エレクトロルミネッセンス装置１００において、陰極として用いた第２電極層８３や、有機機能層８２は、水分により劣化しやすく、かかる劣化は、電子注入効果の劣化を惹き起こし、ダークスポットと呼ばれる非発光部分を発生させてしまう。そこで、本形態では、透光性の第２基板２０を封止基板として第１基板１０と貼り合せた構成と、第１基板１０に対して以下に説明する封止膜６０を形成した構成とを併用する。
【００２８】
まず、第１基板１０には、第２電極層８３の上層に画素領域１０ａよりも広い領域にわたって封止膜６０が形成されている。かかる封止膜６０として、本形態では、第２電極層８３上に積層されたシリコン化合物層からなる第１膜６１、この第１膜６１上に積層された樹脂層からなる第２膜６２、およびこの第２膜６２上に積層されたシリコン化合物からなる第３膜６３を備えた積層膜が用いられている。ここで、第１膜６１および第３膜６３は、高密度プラズマ源を用いた高密度プラズマ気相成長法、例えば、ブラズマガン方式イオンプレーティング、ＥＣＲプラズマスパッタなどを用いて蒸着されたシリコン窒化物（ＳｉＮx）やシリコン酸窒化物（ＳｉＯxＮy）などから構成されており、かかる薄膜は、低温で蒸着しても水分を確実に遮断する高密度ガスバリア層として機能する。また、第２膜６２は、樹脂層から構成されており、隔壁５１や配線などに起因する表面凹凸を平坦化して第１膜６１および第２膜６２にクラックが発生するのを防止する有機緩衝層として機能している。
【００２９】
次に、本形態では、第１基板１０と第２基板２０との間には、画素領域１０ａよりも広い領域にわたって透光性のシール材層９２が形成されており、かかるシール材層９２によって、第１基板１０と第２基板２０とが貼り合わされている。シール材層９２は、画素領域１０ａ、および画素領域１０ａの近傍領域のみに形成されており、画素領域１０ａから離れた周辺領域１０ｃには形成されていない。このようなシール材層９２は、熱によって硬化するエポキシ系接着剤が用いられている。また、周辺領域１０ｃには、周辺シール材層９１が形成されており、かかる周辺シール材層９１には、紫外線によって硬化するエポキシ材料が用いられている。周辺シール材層９１を構成する樹脂材料は、シール材層９２を構成する樹脂材料に比較して、未硬化状態での粘度が高い。従って、第１基板１０および第２基板２０の周辺領域１０ｃに沿って未硬化の周辺シール材層９１を塗布するとともに、その内側に未硬化のシール材層９２を塗布した後、第１基板１０と第２基板２０とを重ね合わせれば、周辺シール材層９１を基板間で展開させることができる。従って、その後、紫外線照射および加熱を行なえば、周辺シール材層９１およびシール材層９２を硬化させ、基板同士を貼り合せることができる。
【００３０】
（マスク蒸着装置の構成）
図４を参照して、本発明を適用した蒸着用マスク部材、マスク蒸着方法およびマスク蒸着装置を説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用したマスク蒸着装置の蒸着室の構成を示す説明図、被処理基板周辺の構成を拡大して示す説明図、蒸着用マスク部材に対する冷却方法を示す説明図、および蒸着用マスク部材に対する別の冷却方法を示す説明図である。
【００３１】
図１〜図３を参照して説明した有機エレクトロルミネッセンス装置１００を製造するには、第１基板１０に対して蒸着工程、レジストマスクを用いてのパターニング工程などといった半導体プロセスを利用して各層が形成される。但し、有機機能層８２（正孔注入層、発光層、電子注入層）などは水分や酸素により劣化しやすいため、有機機能層８２を形成する際、さらには、補助配線８３ａを形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能層８２などが水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、有機機能層８２を形成する際、さらには、補助配線８３ａを形成する際、以下に説明する蒸着用マスク部材を用いてのマスク蒸着法によって、第１基板１０に所定形状の薄膜を形成し、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。なお、第１基板１０を形成するにあたっては、単品サイズの基板に以下の工程を施す方法の他、第１基板１０を多数取りできる大型基板に以下の工程を施した後、単品サイズの第１基板１０に切断する方法が採用されるが、以下の説明では、サイズを問わず、第１基板１０と称して説明する。
【００３２】
図４（ａ）に示すマスク蒸着装置２００は、図３に示す有機機能層８２を構成する各層や補助陰極線などを形成するための装置であり、蒸着室２２０には、蒸着材料が収納された加熱ボート２８０（坩堝）を備えている。かかる蒸着室２２０でマスク蒸着を行なう際、第１基板１０は、金属製のホルダ４００に支持された蒸着用マスク部材３１０に被成膜面が接するように重ねられた状態で蒸着室２２０に配置される。この状態で、第１基板１０は、図４（ｂ）に示すように、蒸着用マスク部材３１０においてマスクチップ３２０が固着されている面側に重なっている。
【００３３】
（蒸着用マスク部材の全体構成）
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した蒸着用マスク部材全体の基本的構成を示す斜視図、および蒸着用マスク部材の一部を拡大してマスクチップの基本的構成を示す説明図である。なお、図５（ａ）、（ｂ）では、マスクチップやマスク開口部の形状などを模式化して示し、その数も少なく表してある。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）、（ｂ）に示す蒸着用マスク部材３１０は、ベース基板をなす矩形の支持基板３３０に、矩形のマスクチップ３２０（基板）を複数、取り付けた構成を有している。本形態では、マスクチップ３２０は単結晶シリコン基板からなるものとする。各マスクチップ３２０は各々、アライメントされて支持基板３３０に陽極接合や紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。
【００３５】
マスクチップ３２０には、蒸着パターンに対応する長孔形状のマスク開口部３２２が複数一定間隔で平行に並列した状態で形成されており、マスク開口部３２２の各間には梁部３２７が形成されている。また、マスクチップ３２０において、マスク開口部３２２の形成領域の周りには外枠部３２５が形成されており、かかる外枠部３２５が支持基板３３０に接合されている。
【００３６】
支持基板３３０には、複数の長方形の貫通穴３３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のマスクチップ３２０は、支持基板３３０の貫通穴３３２を塞ぐように支持基板３３０上に固定されている。支持基板３３０には、アライメントマーク３３９が形成されており、アライメントマーク３３９は、蒸着用マスク部材３１０を使用して蒸着などを行うときに、蒸着用マスク部材３１０の位置合わせを行うためのものである。なお、マスクチップ３２０の外枠部３２５にアライメントマーク３３９を形成してもよい。
【００３７】
複数のマスクチップ３２０の各々において、外枠部３２５の下面にはアライメントマーク３２４が少なくとも２ヶ所形成されている。これらのアライメントマーク３２４と、複数の貫通穴３３２の外周に一定間隔に形成されたアライメントマーク３３４とを重ね合わせることにより、支持基板３３０に対するマスクチップ３２０の位置合わせを行うことができる。アライメントマーク３２４、３３４は、フォトリソグラフィ技術またはエッチングなどにより形成される。
【００３８】
本形態において、マスクチップ３２０は、面方位（１１０）を有する単結晶シリコン基板からなり、この単結晶シリコン基板にフォトリソグラフィ技術やエッチング技術などを用いて、貫通溝からなるマスク開口部３２２を形成することにより製造される。
【００３９】
支持基板３３０の構成材料は、マスクチップ３２０の構成材料の熱膨張係数と同一又は近い熱膨張係数を有するものが好ましい。マスクチップ３２０はシリコン基板であるので、シリコンの熱膨張係数と同等の熱膨張係数をもつ材料で支持基板３３０を構成する。このようにすることにより、支持基板３３０とマスクチップ３２０との熱膨張量の違いによる「歪み」や「撓み」の発生を抑えることができる。本形態では、支持基板３３０としては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英ガラスなどからなる透明基板が用いられている。
【００４０】
このように構成した蒸着用マスク部材３１０において、本形態では、支持基板３３０においてマスクチップ３２０が固着されている方の基板面には、マスクチップ３２０が固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップ３４０が固着されている。本形態では、支持基板３３０においてマスクチップ３２０が固着されている領域で挟まれた梁部３３８に熱伝達促進用チップ３４０が固着されており、熱伝達促進用チップ３４０が固着された梁部３３８には貫通穴３３２は形成されていない。また、熱伝達促進用チップ３４０は、開口部が形成されていない平板である。
【００４１】
ここで、マスクチップ３２０と熱伝達促進用チップ３４０とは、厚さおよび材質が同じであり、熱伝達促進用チップ３４０もシリコン基板からなる。また、熱伝達促進用チップ３４０は、マスクチップ３２０と同様、陽極接合や紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。
【００４２】
（マスク蒸着法、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法）
かかる蒸着用マスク部材３１０を用いて、第１基板１０にマスク蒸着を行う場合には、図４（ｂ）に示すように、第１基板１０の下面（被蒸着面／第１基板１０の両面のうち第１面１０ｅ側）に蒸着用マスク部材３１０を重ねる。その結果、第１基板１０の下面には蒸着用マスク部材３１０のマスクチップ３２０の上面が当接する。また、第１基板１０の下面には熱伝達促進用チップ３４０の上面も当接する。この状態で真空蒸着を行うと、坩堝から供給された蒸着分子や蒸着原子は、マスクチップ３２０のマスク開口部３２２を介して第１基板１０の下面に堆積する。
【００４３】
なお、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス装置１００において、有機機能層８２は、複数の画素１００ａに跨ってストライプ状に形成される場合があり、このような場合や、補助配線８３ａを形成するには、第１基板１０の所定領域に蒸着を行った後、蒸着用マスク部材３１０をずらしながら複数回、蒸着することにより、被蒸着領域全体にわたってストライプ状の薄膜を形成する。
【００４４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、第１基板１０に蒸着用マスク部材３１０を重ねた状態で蒸着源から第１基板１０に蒸着材料流を供給して、マスク開口部３２２を介して第１基板１０に蒸着を行なう。ここで、蒸着用マスク部材３１０の支持基板３３０には、マスクチップ３２０が固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップ３４０が固着されているため、熱伝達促進用チップ３４０が形成されている分だけ、蒸着用マスク部材３１０と第１基板１０との接触面積が広い。このため、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材３１０が加熱された際、かかる熱は、マスクチップ３２０を介して第１基板１０に伝達されるとともに、熱伝達促進用チップ３４０を介しても第１基板１０に伝達されるので、蒸着用マスク部材３１０と第１基板１０との間に温度差が発生しにくい。このため、蒸着用マスク部材３１０と第１基板１０とでは熱膨張の度合いが同等であるため、第１基板１０に対するマスク開口部３２２の位置精度が低下することがないので、蒸着パターンの位置精度が高い。
【００４５】
また、マスクチップ３２０と熱伝達促進用チップ３４０とは、厚さが等しいため、支持基板３３０に熱伝達促進用チップ３４０を固着しても、マスクチップ３２０および熱伝達促進用チップ３４０の双方が第１基板１０に確実に接する。しかも、マスクチップ３２０および熱伝達促進用チップ３４０は、シリコン基板であり、支持基板３３０は、ガラス基板であるため、マスクチップ３２０、熱伝達促進用チップ３４０、および支持基板３４０の熱膨張係数を同等とすることができるので、蒸着用マスク部材３１０が温度上昇しても、蒸着用マスク部材３１０が変形しないという利点がある。
【００４６】
（冷却工程）
上記マスク蒸着を行なう際、支持基板３３０での蓄熱が大きい場合には、蒸着用マスク部材３１０を用いて第１基板１０に蒸着を行なった後、同じ蒸着用マスク部材３１０を用いて次の蒸着を行なう間に、蒸着室２２０の外部で蒸着用マスク部材３１０に対する冷却工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、蒸着中に支持基板３３０での蓄熱が大きい場合でも、蒸着用マスク部材３１０の温度を常に一定にして蒸着を開始することができる。従って、いずれの第１基板１０にも同等の条件で蒸着を行なうことができる。
【００４７】
かかる冷却工程としては、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、蒸着用マスク部材３１０のマスクチップ３２０または／および支持基板３３０に冷却部材３６０を接触させることが好ましい。このように構成すると、蒸着用マスク部材３１０の温度を短時間のうちに低下させることができる。ここで、図４（ｃ）に示す方法は、蒸着用マスク部材３１０においてマスクチップ３２０が位置する側に冷却部材３６０として、ダミーの基板、冷却ブロック、冷却用のチラーなどを接触させる方法であり、図４（ｄ）に示す方法は、蒸着用マスク部材３１０において支持基板３３０が位置する側に冷却部材３６０として、ダミーの基板、冷却ブロック、冷却用のチラーなどを接触させる方法である。
【００４８】
［その他の実施の形態］
本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記形態では、単結晶シリコン基板にマスク開口部３２２を形成した例を説明したが、その他のシリコン基板、さらにはシリコン以外の基板にマスク開口部３２２を形成した蒸着用マスク部材３１０に本発明を適用してもよい。
【００４９】
また、上記形態については、真空蒸着法に用いる蒸着用マスク部材を説明したが、スパッタ蒸着法やイオンプレーティング法などの蒸着法、さらにはＣＶＤ法に用いる蒸着用マスク部材に本発明を適用することができる。また、近年、イオンプレーティング法についてはプラズマを利用したプラズマコーティングが提案されており、かかる蒸着法に用いる蒸着用マスク部材に対しても、本発明を適用することができる。
【００５０】
さらに、上記形態では、有機エレクトロルミネッセンス装置１００のストライプ状の薄膜を形成するための蒸着用マスク部材に本発明を適用したが、ストライプ状以外の薄膜をマスク蒸着する際や、液晶装置その他の電気光学装置や半導体装置の製造工程において薄膜をマスク蒸着する際に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス装置の平面的な構成を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。
【図３】図１に示す有機エレクトロルミネッセンス装置の断面構成を模式的に示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用したマスク蒸着装置の蒸着室の構成を示す説明図、被処理基板周辺の構成を拡大して示す説明図、蒸着用マスク部材に対する冷却方法を示す説明図、および蒸着用マスク部材に対する別の冷却方法を示す説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した蒸着用マスク部材全体の基本的構成を示す斜視図、および蒸着用マスク部材の一部を拡大してマスクチップの基本的構成を示す説明図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、従来の蒸着用マスク部材の説明図、およびマスク蒸着法の説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０・・第１基板（被処理基板）、８０・・有機エレクトロルミネッセンス素子、１００・・有機エレクトロルミネッセンス装置、２００・・マスク蒸着装置、２２０・・蒸着室、３１０・・蒸着用マスク部材、３２０・・マスクチップ、３２２・・マスク開口部、３３０・・支持基板、３３２・・支持基板の貫通穴、３４０・・熱伝達促進用チップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク開口部を介して被処理基板の所定領域に蒸着を行なうための蒸着用マスク部材、この蒸着用マスク部材を用いたマスク蒸着方法、および有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体装置や電気光学装置の製造工程では、蒸着パターンに対応するマスク開口部を備えた蒸着用マスク部材を被処理基板に重ね、この状態で真空蒸着法、スパッタ蒸着、イオンプレーティングなどの蒸着を行うことがある。例えば、電気光学装置としての有機エレクトロルミネッセンス装置の製造工程において、発光素子用の有機エレクトロルミネッセンス材料（有機機能層）を所定形状に形成する際にフォトリソグラフィ技術を利用すると、パターニング用のレジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能材料が水分や酸素に触れて劣化するおそれがあるため、レジストマスクを必要としないマスク蒸着法を用いて有機機能層を形成することが提案されている。
【０００３】
このような蒸着用マスク部材としては、例えば、図６（ａ）に示すように、蒸着パターンを規定するマスク開口部３２２が形成されたマスクチップ３２０と、マスクチップ３２０が一方の基板面に固着された支持基板３３０とを備え、支持基板３３０においてマスクチップ３２０のマスク開口部３２２の形成領域と重なる領域に貫通穴３３２が形成されたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
かかる蒸着用マスク部材３１０Ａを用いて被処理基板に蒸着を行なう際には、図６（ｂ）に示すように、蒸着用マスク部材３１０において、マスクチップ３２０が固着されている側を被処理基板１０Ａに重ねた状態で蒸着源から被処理基板１０Ａに蒸着材料流を供給して、マスク開口部３２２を介して被処理基板１０Ａに蒸着を行なう。
【特許文献１】特開２００５−２７６４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蒸着法では、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材３１０Ａが加熱され、かかる熱は、マスクチップ３２０を介して被処理基板１０Ａにも伝達されるが、熱伝達の遅れによって、蒸着用マスク部材３１０Ａと被処理基板１０Ａとの間に温度差が発生する。かかる温度差が発生すると、蒸着用マスク部材３１０Ａと被処理基板１０Ａとの間で熱膨張の度合いが相違し、被処理基板１０Ａに対するマスク開口部３２２の位置精度が低下し、蒸着パターンの位置精度が低下するという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材が加熱されても、被処理基板に対するマスク開口部の位置精度が低下することを防止することのできる蒸着用マスク部材、マスク蒸着方法、および有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、蒸着パターンを規定するマスク開口部が形成されたマスクチップと、該マスクチップが一方の基板面に固着された支持基板とを備え、当該支持基板において前記マスクチップの前記マスク開口部の形成領域と重なる領域に貫通穴が形成された蒸着用マスク部材において、前記支持基板の前記一方の基板面には、前記マスクチップが固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップが固着されていることを特徴とする。
【０００８】
かかる蒸着用マスク部材を用いたマスク蒸着方法では、前記蒸着用マスク部材において、前記マスクチップが固着されている側を被処理基板に重ねた状態で蒸着源から前記被処理基板に蒸着材料流を供給して、前記マスク開口部を介して前記被処理基板に蒸着を行なうことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る蒸着用マスク部材には、支持基板には、マスクチップが固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップが固着されているため、熱伝達促進用チップが形成されている分だけ、蒸着用マスク部材と被処理基板との接触面積が広い。このため、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材が加熱された際、かかる熱は、マスクチップを介して被処理基板に伝達されるとともに、熱伝達促進用チップを介しても被処理基板に伝達されるので、蒸着用マスク部材と被処理基板との間に温度差が発生しにくい。このため、蒸着用マスク部材と被処理基板とでは熱膨張の度合いが同等であるため、被処理基板に対するマスク開口部の位置精度が低下することがないので、蒸着パターンの位置精度が高い。
【００１０】
本発明において、前記マスクチップと前記熱伝達促進用チップとは、厚さが等しいことが好ましい。このように構成すると、支持基板に熱伝達促進用チップを固着しても、マスクチップおよび熱伝達促進用チップの双方が被処理基板に確実に接する。
【００１１】
本発明において、前記マスクチップおよび前記熱伝達促進用チップは、例えばシリコン基板であり、前記支持基板は、ガラス基板である。かかる構成によれば、マスクチップ、熱伝達促進用チップ、および支持基板の熱膨張係数を同等とすることができる。
【００１２】
本発明を適用したマスク蒸着法では、前記蒸着用マスク部材を用いて前記被処理基板に蒸着を行なった後、当該蒸着用マスク部材を用いて次の蒸着を行なう間に前記蒸着用マスク部材に対する冷却工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、蒸着中に支持基板での蓄熱が大きい場合でも、マスク部材の温度を常に一定にして蒸着を開始することができる。従って、いずれの被処理基板にも同等の条件で蒸着を行なうことができる。
【００１３】
この場合、前記冷却工程では、前記蒸着用マスク部材の前記マスクチップまたは／および前記支持基板に冷却部材を接触させる方法を採用することが好ましい。このように構成すると、蒸着用マスク部材の温度を短時間のうちに低下させることができる。
【００１４】
本発明に係るマスク蒸着方法は、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に適用することができ、この場合、前記被処理基板は、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される素子基板である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明で参照する図においては、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、図６を参照して説明した構成との対応が分りやすいように、可能な限り、対応する部分には同一の符号を付して説明する。
【００１６】
（蒸着対象例／有機エレクトロルミネッセンス装置の構成）
図１は、本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図１に示す有機エレクトロルミネッセンス装置１００において、第１基板１０上には、複数の走査線３ａと、走査線３ａに対して交差する方向に延びる複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して並列して延在する複数の電源線３ｅとを有している。また、第１基板１０において、矩形形状の画素領域１０ａには複数の画素１００ａがマトリクス状に配列されている。データ線６ａにはデータ線駆動回路１０１が接続され、走査線３ａには走査線駆動回路１０４が接続されている。画素領域１０ａの各々には、走査線３ａを介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂと、このスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂを介してデータ線６ａから供給される画素信号を保持する保持容量７０と、保持容量７０によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃと、この薄膜トランジスタ３０ｃを介して電源線３ｅに電気的に接続したときに電源線３ｅから駆動電流が流れ込む第１電極層８１（陽極層）と、この第１電極層８１と陰極層との間に有機機能層が挟まれた有機エレクトロルミネッセンス素子８０とが構成されている。
【００１７】
かかる構成によれば、走査線３ａが駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂがオンになると、そのときのデータ線６ａの電位が保持容量７０に保持され、保持容量７０が保持する電荷に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃのオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃのチャネルを介して、電源線３ｅから第１電極層８１に電流が流れ、さらに有機機能層を介して対極層に電流が流れる。その結果、有機エレクトロルミネッセンス素子８０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００１８】
このように構成した有機エレクトロルミネッセンス装置１００において、複数の画素１００ａは各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応し、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３つの画素１００ａによって１つのピクセルを構成している。
【００１９】
なお、図１に示す構成では、電源線３ｅは走査線３ａと並列していたが、電源線３ｅがデータ線６ａに並列している構成を採用してもよい。また、図１に示す構成では、電源線３ｅを利用して保持容量７０を構成していたが、電源線３ｅとは別に容量線を形成し、かかる容量線によって保持容量７０を構成してもよい。
【００２０】
（有機エレクトロルミネッセンス装置の具体的構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス装置の平面的な構成を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。図２（ａ）、（ｂ）において、本形態の有機エレクトロルミネッセンス装置１００では、素子基板としての第１基板１０と、封止基板としての透光性基板２０ｄを備えた第２基板２０とがシール材層９２によって貼り合わされており、かかるシール材層９２の形成領域は、図２（ａ）にドットが粗に付された領域として表してある。第１基板１０において、画素領域１０ａの外側の領域には、図１を参照して説明したデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、およびＩＴＯ膜からなる端子１０２が形成されている。詳しくは後述するが、第１基板１０の画素領域１０ａには、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子８０がマトリクス状に配列されており、かかる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子８０が各々、画素１００ａを構成している。また、有機エレクトロルミネッセンス素子８０は各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を出射するように構成され、かかる色によって、画素１００ａが対応する色が規定されている。
【００２１】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の構成）
図３は、本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス装置の断面構成を模式的に示す断面図である。なお、図３には、有機エレクトロルミネッセンス素子として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する３つの有機エレクトロルミネッセンス素子のみを示してある。
【００２２】
図３に示すように、第１基板１０は、石英ガラス基板や耐熱ガラス基板などのガラス基板からなる支持基板１０ｄを備えている。支持基板１０ｄの第１面１０ｅおよび第２面１０ｆのうち、第１面１０ｅの側には、絶縁膜１１、１２、１３、１４、１５が形成され、絶縁膜１５の上層には有機エレクトロルミネッセンス素子８０が形成されている。本形態において、絶縁膜１１、１２、１３、１５は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などから形成され、絶縁膜１４は、厚さが１．５〜２．０μｍの厚い感光性樹脂からなる平坦化膜として形成されている。絶縁膜１１は下地絶縁層であり、図示を省略するが、絶縁膜１１、１２、１３、１４の層間などを利用して、図１を参照して説明した薄膜トランジスタ３０ｂ、３０ｃ、保持容量７０、各種配線や各駆動回路が形成されている。また、絶縁膜１２、１３、１４、１５に形成されたコンタクトホールを利用して、異なる層間に形成された導電膜同士の電気的な接続が行なわれている。
【００２３】
本形態の有機エレクトロルミネッセンス装置１００は、トップエミッション型であり、矢印Ｌ１で示すように、支持基板１０ｄからみて有機エレクトロルミネッセンス素子８０が形成されている側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラス基板の他、アルミナなどのセラミックス、ステンレススチールなどといった不透明な基板を用いることができる。また、絶縁膜１３、１４の層間には、アルミニウム、銀、それらの合金からなる光反射層４１が形成されており、有機エレクトロルミネッセンス素子８０から支持基板１０ｄに向けて出射された光を光反射層４１で反射することにより、光を出射可能である。なお、有機エレクトロルミネッセンス装置１００をボトムエミッション型で構成した場合、支持基板１０ｄの側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラス基板などの透明基板が用いられる。
【００２４】
また、第１基板１０では、絶縁膜１５の上層にＩＴＯ膜などからなる第１電極層８１（陽極／画素電極）が島状に形成されており、第１電極層８１の上層には、発光領域を規定するための開口部を備えた感光性樹脂などからなる厚い隔壁５１が形成されている。
【００２５】
第１電極層８１の上層には、有機機能層８２および第２電極層８３（陰極）が積層されており、第１電極層８１、有機機能層８２および第２電極層８３によって、有機エレクトロルミネッセンス素子８０が形成されている。また、隔壁５１の上面には、第２電極層８３の下層に補助配線８３ａが形成されており、かかる補助配線８３ａは、第２電極層８３に接することにより、第２電極層８３の電気的抵抗を低減するとともに、第２電極層８３の電気的抵抗の場所によるばらつきを緩和している。本形態において、有機機能層８２は画素毎に形成され、第２電極層８３は、画素領域１０ａの全面にわたって形成されている。
【００２６】
有機機能層８２は、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体からなる正孔注入層、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）系正孔輸送層、アントラセン系ドーパントやルブレン系ドーパントを含むスチリルアミン系材料（ホスト）からなる発光層、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ3）からなる電子注入層をこの順に積層した構造を有しており、その上層にＭｇＡｇなどの薄膜金属からなる第２電極層８３が形成されている。また、有機機能層８２と第２電極層８３との間には、ＬｉＦからなる電子注入バッファ層が形成されることもある。これらの材料のうち、有機機能層８２を構成する各層、および電子注入バッファ層は、加熱ボート（坩堝）を用いた真空蒸着法で順次形成することができる。また、第２電極層８３などを構成する金属系材料については真空蒸着法により形成でき、第１電極層８１を構成するＩＴＯなどの酸化物材料についてはＥＣＲプラズマスパッタ法やプラズマガン方式イオンプレーティング法、マグネトロンスパッタ法などの高密度プラズマ蒸着法により形成することができる。
【００２７】
本形態の有機エレクトロルミネッセンス装置１００において、陰極として用いた第２電極層８３や、有機機能層８２は、水分により劣化しやすく、かかる劣化は、電子注入効果の劣化を惹き起こし、ダークスポットと呼ばれる非発光部分を発生させてしまう。そこで、本形態では、透光性の第２基板２０を封止基板として第１基板１０と貼り合せた構成と、第１基板１０に対して以下に説明する封止膜６０を形成した構成とを併用する。
【００２８】
まず、第１基板１０には、第２電極層８３の上層に画素領域１０ａよりも広い領域にわたって封止膜６０が形成されている。かかる封止膜６０として、本形態では、第２電極層８３上に積層されたシリコン化合物層からなる第１膜６１、この第１膜６１上に積層された樹脂層からなる第２膜６２、およびこの第２膜６２上に積層されたシリコン化合物からなる第３膜６３を備えた積層膜が用いられている。ここで、第１膜６１および第３膜６３は、高密度プラズマ源を用いた高密度プラズマ気相成長法、例えば、ブラズマガン方式イオンプレーティング、ＥＣＲプラズマスパッタなどを用いて蒸着されたシリコン窒化物（ＳｉＮx）やシリコン酸窒化物（ＳｉＯxＮy）などから構成されており、かかる薄膜は、低温で蒸着しても水分を確実に遮断する高密度ガスバリア層として機能する。また、第２膜６２は、樹脂層から構成されており、隔壁５１や配線などに起因する表面凹凸を平坦化して第１膜６１および第２膜６２にクラックが発生するのを防止する有機緩衝層として機能している。
【００２９】
次に、本形態では、第１基板１０と第２基板２０との間には、画素領域１０ａよりも広い領域にわたって透光性のシール材層９２が形成されており、かかるシール材層９２によって、第１基板１０と第２基板２０とが貼り合わされている。シール材層９２は、画素領域１０ａ、および画素領域１０ａの近傍領域のみに形成されており、画素領域１０ａから離れた周辺領域１０ｃには形成されていない。このようなシール材層９２は、熱によって硬化するエポキシ系接着剤が用いられている。また、周辺領域１０ｃには、周辺シール材層９１が形成されており、かかる周辺シール材層９１には、紫外線によって硬化するエポキシ材料が用いられている。周辺シール材層９１を構成する樹脂材料は、シール材層９２を構成する樹脂材料に比較して、未硬化状態での粘度が高い。従って、第１基板１０および第２基板２０の周辺領域１０ｃに沿って未硬化の周辺シール材層９１を塗布するとともに、その内側に未硬化のシール材層９２を塗布した後、第１基板１０と第２基板２０とを重ね合わせれば、周辺シール材層９１を基板間で展開させることができる。従って、その後、紫外線照射および加熱を行なえば、周辺シール材層９１およびシール材層９２を硬化させ、基板同士を貼り合せることができる。
【００３０】
（マスク蒸着装置の構成）
図４を参照して、本発明を適用した蒸着用マスク部材、マスク蒸着方法およびマスク蒸着装置を説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用したマスク蒸着装置の蒸着室の構成を示す説明図、被処理基板周辺の構成を拡大して示す説明図、蒸着用マスク部材に対する冷却方法を示す説明図、および蒸着用マスク部材に対する別の冷却方法を示す説明図である。
【００３１】
図１〜図３を参照して説明した有機エレクトロルミネッセンス装置１００を製造するには、第１基板１０に対して蒸着工程、レジストマスクを用いてのパターニング工程などといった半導体プロセスを利用して各層が形成される。但し、有機機能層８２（正孔注入層、発光層、電子注入層）などは水分や酸素により劣化しやすいため、有機機能層８２を形成する際、さらには、補助配線８３ａを形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能層８２などが水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、有機機能層８２を形成する際、さらには、補助配線８３ａを形成する際、以下に説明する蒸着用マスク部材を用いてのマスク蒸着法によって、第１基板１０に所定形状の薄膜を形成し、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。なお、第１基板１０を形成するにあたっては、単品サイズの基板に以下の工程を施す方法の他、第１基板１０を多数取りできる大型基板に以下の工程を施した後、単品サイズの第１基板１０に切断する方法が採用されるが、以下の説明では、サイズを問わず、第１基板１０と称して説明する。
【００３２】
図４（ａ）に示すマスク蒸着装置２００は、図３に示す有機機能層８２を構成する各層や補助陰極線などを形成するための装置であり、蒸着室２２０には、蒸着材料が収納された加熱ボート２８０（坩堝）を備えている。かかる蒸着室２２０でマスク蒸着を行なう際、第１基板１０は、金属製のホルダ４００に支持された蒸着用マスク部材３１０に被成膜面が接するように重ねられた状態で蒸着室２２０に配置される。この状態で、第１基板１０は、図４（ｂ）に示すように、蒸着用マスク部材３１０においてマスクチップ３２０が固着されている面側に重なっている。
【００３３】
（蒸着用マスク部材の全体構成）
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した蒸着用マスク部材全体の基本的構成を示す斜視図、および蒸着用マスク部材の一部を拡大してマスクチップの基本的構成を示す説明図である。なお、図５（ａ）、（ｂ）では、マスクチップやマスク開口部の形状などを模式化して示し、その数も少なく表してある。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）、（ｂ）に示す蒸着用マスク部材３１０は、ベース基板をなす矩形の支持基板３３０に、矩形のマスクチップ３２０（基板）を複数、取り付けた構成を有している。本形態では、マスクチップ３２０は単結晶シリコン基板からなるものとする。各マスクチップ３２０は各々、アライメントされて支持基板３３０に陽極接合や紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。
【００３５】
マスクチップ３２０には、蒸着パターンに対応する長孔形状のマスク開口部３２２が複数一定間隔で平行に並列した状態で形成されており、マスク開口部３２２の各間には梁部３２７が形成されている。また、マスクチップ３２０において、マスク開口部３２２の形成領域の周りには外枠部３２５が形成されており、かかる外枠部３２５が支持基板３３０に接合されている。
【００３６】
支持基板３３０には、複数の長方形の貫通穴３３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のマスクチップ３２０は、支持基板３３０の貫通穴３３２を塞ぐように支持基板３３０上に固定されている。支持基板３３０には、アライメントマーク３３９が形成されており、アライメントマーク３３９は、蒸着用マスク部材３１０を使用して蒸着などを行うときに、蒸着用マスク部材３１０の位置合わせを行うためのものである。なお、マスクチップ３２０の外枠部３２５にアライメントマーク３３９を形成してもよい。
【００３７】
複数のマスクチップ３２０の各々において、外枠部３２５の下面にはアライメントマーク３２４が少なくとも２ヶ所形成されている。これらのアライメントマーク３２４と、複数の貫通穴３３２の外周に一定間隔に形成されたアライメントマーク３３４とを重ね合わせることにより、支持基板３３０に対するマスクチップ３２０の位置合わせを行うことができる。アライメントマーク３２４、３３４は、フォトリソグラフィ技術またはエッチングなどにより形成される。
【００３８】
本形態において、マスクチップ３２０は、面方位（１１０）を有する単結晶シリコン基板からなり、この単結晶シリコン基板にフォトリソグラフィ技術やエッチング技術などを用いて、貫通溝からなるマスク開口部３２２を形成することにより製造される。
【００３９】
支持基板３３０の構成材料は、マスクチップ３２０の構成材料の熱膨張係数と同一又は近い熱膨張係数を有するものが好ましい。マスクチップ３２０はシリコン基板であるので、シリコンの熱膨張係数と同等の熱膨張係数をもつ材料で支持基板３３０を構成する。このようにすることにより、支持基板３３０とマスクチップ３２０との熱膨張量の違いによる「歪み」や「撓み」の発生を抑えることができる。本形態では、支持基板３３０としては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英ガラスなどからなる透明基板が用いられている。
【００４０】
このように構成した蒸着用マスク部材３１０において、本形態では、支持基板３３０においてマスクチップ３２０が固着されている方の基板面には、マスクチップ３２０が固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップ３４０が固着されている。本形態では、支持基板３３０においてマスクチップ３２０が固着されている領域で挟まれた梁部３３８に熱伝達促進用チップ３４０が固着されており、熱伝達促進用チップ３４０が固着された梁部３３８には貫通穴３３２は形成されていない。また、熱伝達促進用チップ３４０は、開口部が形成されていない平板である。
【００４１】
ここで、マスクチップ３２０と熱伝達促進用チップ３４０とは、厚さおよび材質が同じであり、熱伝達促進用チップ３４０もシリコン基板からなる。また、熱伝達促進用チップ３４０は、マスクチップ３２０と同様、陽極接合や紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。
【００４２】
（マスク蒸着法、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法）
かかる蒸着用マスク部材３１０を用いて、第１基板１０にマスク蒸着を行う場合には、図４（ｂ）に示すように、第１基板１０の下面（被蒸着面／第１基板１０の両面のうち第１面１０ｅ側）に蒸着用マスク部材３１０を重ねる。その結果、第１基板１０の下面には蒸着用マスク部材３１０のマスクチップ３２０の上面が当接する。また、第１基板１０の下面には熱伝達促進用チップ３４０の上面も当接する。この状態で真空蒸着を行うと、坩堝から供給された蒸着分子や蒸着原子は、マスクチップ３２０のマスク開口部３２２を介して第１基板１０の下面に堆積する。
【００４３】
なお、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス装置１００において、有機機能層８２は、複数の画素１００ａに跨ってストライプ状に形成される場合があり、このような場合や、補助配線８３ａを形成するには、第１基板１０の所定領域に蒸着を行った後、蒸着用マスク部材３１０をずらしながら複数回、蒸着することにより、被蒸着領域全体にわたってストライプ状の薄膜を形成する。
【００４４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、第１基板１０に蒸着用マスク部材３１０を重ねた状態で蒸着源から第１基板１０に蒸着材料流を供給して、マスク開口部３２２を介して第１基板１０に蒸着を行なう。ここで、蒸着用マスク部材３１０の支持基板３３０には、マスクチップ３２０が固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップ３４０が固着されているため、熱伝達促進用チップ３４０が形成されている分だけ、蒸着用マスク部材３１０と第１基板１０との接触面積が広い。このため、蒸着源側からの輻射熱によって蒸着用マスク部材３１０が加熱された際、かかる熱は、マスクチップ３２０を介して第１基板１０に伝達されるとともに、熱伝達促進用チップ３４０を介しても第１基板１０に伝達されるので、蒸着用マスク部材３１０と第１基板１０との間に温度差が発生しにくい。このため、蒸着用マスク部材３１０と第１基板１０とでは熱膨張の度合いが同等であるため、第１基板１０に対するマスク開口部３２２の位置精度が低下することがないので、蒸着パターンの位置精度が高い。
【００４５】
また、マスクチップ３２０と熱伝達促進用チップ３４０とは、厚さが等しいため、支持基板３３０に熱伝達促進用チップ３４０を固着しても、マスクチップ３２０および熱伝達促進用チップ３４０の双方が第１基板１０に確実に接する。しかも、マスクチップ３２０および熱伝達促進用チップ３４０は、シリコン基板であり、支持基板３３０は、ガラス基板であるため、マスクチップ３２０、熱伝達促進用チップ３４０、および支持基板３４０の熱膨張係数を同等とすることができるので、蒸着用マスク部材３１０が温度上昇しても、蒸着用マスク部材３１０が変形しないという利点がある。
【００４６】
（冷却工程）
上記マスク蒸着を行なう際、支持基板３３０での蓄熱が大きい場合には、蒸着用マスク部材３１０を用いて第１基板１０に蒸着を行なった後、同じ蒸着用マスク部材３１０を用いて次の蒸着を行なう間に、蒸着室２２０の外部で蒸着用マスク部材３１０に対する冷却工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、蒸着中に支持基板３３０での蓄熱が大きい場合でも、蒸着用マスク部材３１０の温度を常に一定にして蒸着を開始することができる。従って、いずれの第１基板１０にも同等の条件で蒸着を行なうことができる。
【００４７】
かかる冷却工程としては、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、蒸着用マスク部材３１０のマスクチップ３２０または／および支持基板３３０に冷却部材３６０を接触させることが好ましい。このように構成すると、蒸着用マスク部材３１０の温度を短時間のうちに低下させることができる。ここで、図４（ｃ）に示す方法は、蒸着用マスク部材３１０においてマスクチップ３２０が位置する側に冷却部材３６０として、ダミーの基板、冷却ブロック、冷却用のチラーなどを接触させる方法であり、図４（ｄ）に示す方法は、蒸着用マスク部材３１０において支持基板３３０が位置する側に冷却部材３６０として、ダミーの基板、冷却ブロック、冷却用のチラーなどを接触させる方法である。
【００４８】
［その他の実施の形態］
本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記形態では、単結晶シリコン基板にマスク開口部３２２を形成した例を説明したが、その他のシリコン基板、さらにはシリコン以外の基板にマスク開口部３２２を形成した蒸着用マスク部材３１０に本発明を適用してもよい。
【００４９】
また、上記形態については、真空蒸着法に用いる蒸着用マスク部材を説明したが、スパッタ蒸着法やイオンプレーティング法などの蒸着法、さらにはＣＶＤ法に用いる蒸着用マスク部材に本発明を適用することができる。また、近年、イオンプレーティング法についてはプラズマを利用したプラズマコーティングが提案されており、かかる蒸着法に用いる蒸着用マスク部材に対しても、本発明を適用することができる。
【００５０】
さらに、上記形態では、有機エレクトロルミネッセンス装置１００のストライプ状の薄膜を形成するための蒸着用マスク部材に本発明を適用したが、ストライプ状以外の薄膜をマスク蒸着する際や、液晶装置その他の電気光学装置や半導体装置の製造工程において薄膜をマスク蒸着する際に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス装置の平面的な構成を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。
【図３】図１に示す有機エレクトロルミネッセンス装置の断面構成を模式的に示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用したマスク蒸着装置の蒸着室の構成を示す説明図、被処理基板周辺の構成を拡大して示す説明図、蒸着用マスク部材に対する冷却方法を示す説明図、および蒸着用マスク部材に対する別の冷却方法を示す説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した蒸着用マスク部材全体の基本的構成を示す斜視図、および蒸着用マスク部材の一部を拡大してマスクチップの基本的構成を示す説明図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、従来の蒸着用マスク部材の説明図、およびマスク蒸着法の説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０・・第１基板（被処理基板）、８０・・有機エレクトロルミネッセンス素子、１００・・有機エレクトロルミネッセンス装置、２００・・マスク蒸着装置、２２０・・蒸着室、３１０・・蒸着用マスク部材、３２０・・マスクチップ、３２２・・マスク開口部、３３０・・支持基板、３３２・・支持基板の貫通穴、３４０・・熱伝達促進用チップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着パターンを規定するマスク開口部が形成されたマスクチップと、該マスクチップが一方の基板面に固着された支持基板とを備え、当該支持基板において前記マスクチップの前記マスク開口部の形成領域と重なる領域に貫通穴が形成された蒸着用マスク部材において、
前記支持基板の前記一方の基板面には、前記マスクチップが固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップが固着されていることを特徴とする蒸着用マスク部材。
【請求項２】
前記マスクチップと前記熱伝達促進用チップとは、厚さが等しいことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク部材。
【請求項３】
前記マスクチップおよび前記熱伝達促進用チップは、シリコン基板であり、
前記支持基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸着用マスク部材。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の蒸着用マスク部材を用いたマスク蒸着方法であって、
前記蒸着用マスク部材において、前記マスクチップが固着されている側を被処理基板に重ねた状態で蒸着源から前記被処理基板に蒸着材料流を供給して、前記マスク開口部を介して前記被処理基板に蒸着を行なうことを特徴とするマスク蒸着方法。
【請求項５】
前記蒸着用マスク部材を用いて前記被処理基板に蒸着を行なった後、当該蒸着用マスク部材を用いて次の蒸着を行なう間に前記蒸着用マスク部材に対する冷却工程を行なうことを特徴とする請求項４に記載のマスク蒸着方法。
【請求項６】
前記冷却工程では、前記蒸着用マスク部材の前記マスクチップまたは／および前記支持基板に冷却部材を接触させることを特徴とする請求項５に記載のマスク蒸着方法。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか一項に記載のマスク蒸着方法を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記被処理基板は、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される素子基板であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項１】
蒸着パターンを規定するマスク開口部が形成されたマスクチップと、該マスクチップが一方の基板面に固着された支持基板とを備え、当該支持基板において前記マスクチップの前記マスク開口部の形成領域と重なる領域に貫通穴が形成された蒸着用マスク部材において、
前記支持基板の前記一方の基板面には、前記マスクチップが固着された領域以外の領域に熱伝達促進用チップが固着されていることを特徴とする蒸着用マスク部材。
【請求項２】
前記マスクチップと前記熱伝達促進用チップとは、厚さが等しいことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク部材。
【請求項３】
前記マスクチップおよび前記熱伝達促進用チップは、シリコン基板であり、
前記支持基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸着用マスク部材。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の蒸着用マスク部材を用いたマスク蒸着方法であって、
前記蒸着用マスク部材において、前記マスクチップが固着されている側を被処理基板に重ねた状態で蒸着源から前記被処理基板に蒸着材料流を供給して、前記マスク開口部を介して前記被処理基板に蒸着を行なうことを特徴とするマスク蒸着方法。
【請求項５】
前記蒸着用マスク部材を用いて前記被処理基板に蒸着を行なった後、当該蒸着用マスク部材を用いて次の蒸着を行なう間に前記蒸着用マスク部材に対する冷却工程を行なうことを特徴とする請求項４に記載のマスク蒸着方法。
【請求項６】
前記冷却工程では、前記蒸着用マスク部材の前記マスクチップまたは／および前記支持基板に冷却部材を接触させることを特徴とする請求項５に記載のマスク蒸着方法。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか一項に記載のマスク蒸着方法を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記被処理基板は、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される素子基板であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２１５６２５（Ｐ２００９−２１５６２５Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２２２６（Ｐ２００８−６２２２６）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【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２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]