JP2014098195A - 薄膜パターン形成方法及びアライメント装置並びに蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜パターンの形成位置精度を向上する。
【解決手段】蒸着マスクの両端部を支持して該蒸着マスクを基板の上方に対向配置し、蒸着マスクの上記支持された一端部を下降させて基板の一端部側に近づけた後、蒸着マスクの他端部を徐々に下降させて、蒸着マスクを基板の一端部側から他端部側まで順繰りに密接させ、蒸着マスクを基板の表面に平行な面内で移動させて蒸着マスクと基板とのアライメントを取り、基板の裏面側から蒸着マスクの磁性金属部材に静磁界を作用させて、磁力により蒸着マスクを基板表面に密着固定し、蒸着マスク側から蒸着して基板表面に開口パターンと形状寸法の同じ薄膜パターンを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の開口パターンを形成した樹脂製フィルムと該フィルムを支持する磁性金属部材とを密接させた複合型の蒸着マスクを使用して蒸着する薄膜パターン形成方法に関し、特に薄膜パターンの形成位置精度を向上し得る薄膜パターン形成方法及びアライメント装置並びに蒸着装置に係るものである。

従来の薄膜パターン形成方法は、貫通する複数の開口パターンを形成した金属板を金属フレームに溶接したメタルマスクを使用し、上記開口パターンを通して蒸着物質を基板に蒸着し、薄膜パターンを形成するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−０８７３３８号公報

しかし、このような従来の薄膜パターン形成方法においては、メタルマスクを使用していたので、金属板をエッチング処理して該金属板に貫通する複数の開口パターンを形成するメタルマスクでは、エッチングむらにより高精細な開口パターンの形成位置精度を高精度に確保するのが困難であった。特に、マスクの面積が大きくなるほどマスク全面に亘って均一な開口パターンを形成するのが困難であった。

また、上記メタルマスクは、開口パターンのピッチが崩れないように金属板にテンションをかけながらフレームに溶接していたので、マスクの面積が大きくなると加えるテンションも大きくなり、金属板が延びて開口パターンの位置がずれるおそれがあたった。したがって、例えば一辺の長さが数１０ｃｍ以上の大面積の有機ＥＬ表示パネルを製造することが難しかった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、薄膜パターンの形成位置精度を向上し得る薄膜パターン形成方法及びアライメント装置並びに蒸着装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明による薄膜パターン形成方法は、開口パターンを形成した樹脂製のフィルムと、前記開口パターンの少なくとも１つを内包する大きさの貫通孔を設けた磁性金属部材とを密接させた蒸着マスクを使用して行なう薄膜パターン形成方法であって、前記蒸着マスクの両端部を支持して該蒸着マスクを基板の上方に対向配置するステップと、前記蒸着マスクの前記支持された一端部を下降させて前記基板の一端部側に近づけた後、前記蒸着マスクの他端部を徐々に下降させて、前記蒸着マスクを前記基板の一端部側から他端部側まで順繰りに密接させるステップと、前記蒸着マスクを前記基板の表面に平行な面内で移動させて前記蒸着マスクと前記基板とのアライメントを取るステップと、前記基板の裏面側から前記蒸着マスクの前記磁性金属部材に静磁界を作用させて、磁力により前記蒸着マスクを前記基板表面に密着固定するステップと、前記蒸着マスク側から蒸着して前記基板表面に前記開口パターンと形状寸法の同じ薄膜パターンを形成するステップと、を含むものである。

また、第２の発明によるアライメント装置は、上記第１の発明による薄膜パターン形成方法に使用するアライメント装置であって、前記基板を保持する基板ホルダーと、前記基板ホルダーの上方に設けられ、前記蒸着マスクの両端部を支持すると共に、夫々個別に上下動及び前記基板ホルダーの上面に平行な面内を移動可能に形成されて前記基板と前記蒸着マスクとのアライメントを取るアライメント手段と、前記基板ホルダーに内蔵され、アライメントが取られて前記基板に密接された前記蒸着マスクの前記磁性金属部材に静磁界を作用させて、磁力により前記蒸着マスクを前記基板表面に密着固定する静磁界発生手段と、を備えて構成され、前記アライメント手段は、前記蒸着マスクの前記支持された一端部を下降させて前記基板の一端部側に近づけた後、前記蒸着マスクの他端部を徐々に下降させて、前記蒸着マスクを前記基板の一端部側から他端部側まで順繰りに密接させるものである。

そして、第３の発明による蒸着装置は、上記第２の発明によるアライメント装置を蒸着源に対向させて着脱可能に備えたものである。

本発明によれば、基板表面に対して、複数の開口パターンを形成した樹脂製フィルムと該フィルムを支持する磁性金属部材とを密接させた複合型の蒸着マスクを、その一端部側から他端部側に順繰りに密接させることにより、蒸着マスクにテンションをかけることなく蒸着マスクを基板表面に密接させることができる。したがって、複数の開口パターンの配列ピッチは維持され、薄膜パターンを位置精度よく形成することができる。

本発明による薄膜パターン形成方法の実施形態を示すフローチャートである。 本発明による薄膜パターン形成方法における基板上に蒸着マスクを密接させるまでの手順を示す説明図である。 本発明による薄膜パターン形成方法における基板上に蒸着マスクを密着固定させるまでの手順を示す説明図である。 本発明による薄膜パターン形成方法における蒸着工程を示す説明図である。 本発明による薄膜パターン形成方法における基板上から蒸着マスクを剥離するまでの手順を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による薄膜パターン形成方法の実施形態を示すフローチャートである。この薄膜パターン形成方法は、複数の開口パターンを形成した樹脂製フィルムと該フィルムを支持する磁性金属部材とを密接させた複合型の蒸着マスクを使用して蒸着し、薄膜パターンを形成するもので、蒸着マスクを基板の上方に対向配置するステップＳ１と、蒸着マスクを基板に密接させるステップＳ２と、蒸着マスクと基板とのアライメントをとるステップＳ３と、蒸着マスクを基板表面に密着固定するステップＳ４と、蒸着して薄膜パターンを形成するステップＳ５と、基板表面から蒸着マスクを剥離するステップＳ６と、を含むものである。

なお、ここでは、一例として基板が複数の有機ＥＬ表示パネルを一列に並べて配置すると共に、複数列備えた多面付け基板である場合について説明する。この場合、基板の各有機ＥＬ表示パネル列のパネルの並び方向両端部には、後述の単位蒸着マスクとアライメントをとるための基板側アライメントマークが設けられている。

また、使用する蒸着マスクは、開口パターンを形成した樹脂製のフィルムと、開口パターンの少なくとも１つを内包する大きさの貫通孔を設けた磁性金属部材とを密接させた複合型の蒸着マスクであり、上記基板の有機ＥＬ表示パネル列に対応させて形成された細長い短冊状の複数の単位蒸着マスクを有機ＥＬ表示パネル列と同数だけ並設したものである。そして、各単位蒸着マスクの長手方向の両端部には、夫々、基板に予め設けられた基板側アライメントマークに対応させてマスク側アライメントマークが形成されている。

先ず、ステップＳ１においては、蒸着マスクの両端部を支持して該蒸着マスクを基板の上方に対向配置する。詳細には、図２に示すように、基板３を保持する基板ホルダー２と、基板ホルダー２の上方に設けられ、蒸着マスク７の両端部を支持すると共に、夫々個別に上下動及び基板ホルダー２の上面に平行な面内を移動可能に形成されて基板３と蒸着マスク７とのアライメントを取るアライメント手段４Ａ，４Ｂと、基板ホルダー２に内蔵され、アライメントが取られて基板３に密接された蒸着マスク７の磁性金属部材に静磁界を作用させて、磁力により蒸着マスク７を基板３表面に密着固定する静磁界発生手段（例えば、永久磁石９）とを備えて構成されたアライメント装置１の上記基板ホルダー２上に、同図（ａ）に示すように基板３を載置する。次に、アライメント手段４Ａ，４Ｂの各支持部５（同図（ｂ）参照）により、各単位蒸着マスク６の両端部を支持した状態で、蒸着マスク７を上記基板３の上方に設置する。

ステップＳ２においては、図２（ｂ）に示すように、複数の単位蒸着マスク６のアライメント手段４Ａにより支持された一端部（同図において左端部）を下降させて基板３の一端部側に近づけた後、複数の単位蒸着マスク６のアライメント手段４Ｂにより支持された他端部（同図において右端部）を徐々に下降させて、複数の単位蒸着マスク６を基板３の一端部側から他端部側まで順繰りに密接させる。

ステップＳ３においては、図３（ａ）に示すように、複数の単位蒸着マスク６が基板３上の対応する有機ＥＬ表示パネル８の列上に密接されると、別に設けた図示省略の顕微鏡により基板３に予め設けられた基板側アライメントマーク及び単位蒸着マスク６に予め設けられたマスク側アライメントマークとを同一視野内に捕らえて、対応する基板側アライメントマークとマスク側アライメントマークとが一定の位置関係となるように（例えば両マークの中心位置が合致するように）、アライメント手段４Ａ，４Ｂの各支持部５を夫々個別に基板ホルダー２の上面に平行な面内を二次元方向に微動し、基板３と蒸着マスク７とのアライメントを取る。

ステップＳ４においては、図３（ｂ）に示すように、アライメント装置１の静磁界発生手段としての永久磁石９を、矢印で示すように下方の待機位置から上昇させて各単位蒸着マスク６の磁性金属部材に対して静磁界を作用させ、同図（ｃ）に示すように磁力により磁性金属部材を吸着して各単位蒸着マスク６を基板３表面に密着固定する。

ステップＳ５においては、蒸着マスク７と基板３とを密着固定して保持したアライメント装置１を蒸着装置のチャンバー内に設置する。この場合、蒸着装置は、蒸着マスク７面を蒸着源に対向させた状態で、蒸着源の上方にアライメント装置１を着脱可能に保持できるように構成されており、その他の部分は、従来の蒸着装置と同様の構成となっている。

アライメント装置１が蒸着装置のチャンバー内に設置されると、チャンバーが閉じられ、真空ポンプが起動されると共にゲートバルブが開かれてチャンバー内の真空引きが実行される。そして、チャンバー内の真空度が目標値に達すると、蒸着源が過熱されて蒸着材料（例えば、有機ＥＬ材料）が蒸発され、図４に示すように基板３に対する蒸着が実行される。なお、図４は、蒸着装置の上下を反転して示しており、同図の上側が蒸着装置の下側、即ち蒸着源側に対応する。

蒸発した蒸着材料は、基板３に向かって飛翔し、蒸着マスク７に設けられた開口パターンを通過して基板３の各有機ＥＬ表示パネル８上の対応するアノード電極上に被着する。こうして、アノード電極上には、薄膜パターンとしての対応色の有機ＥＬ層が形成される。なお、有機ＥＬ層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等、一般的な積層構造をとるように順次成膜されたものであるが、ここでは、説明の便宜からまとめて有機ＥＬ層の形成という。

蒸着が終了すると、蒸着装置のゲートバルブが閉じられると共に、リークバルブが開かれてチャンバー内の真空が破られる。そして、チャンバーが開かれ、内部からアライメント装置１が取り出される。

ステップＳ６においては、図５（ａ）に示すような蒸着マスク７と基板３とを密着固定した状態から、同図（ｂ）に示すように、矢印方向に永久磁石９を下降させて、蒸着マスク７の磁性金属部材を永久磁石９の磁力の影響下から解放する。そして、同図（ｃ）に示すように、例えば右側のアライメント手段４Ｂを上昇させ、基板３表面から蒸着マスク７を右端部側から左端部側にかけて順次剥離する。これにより、基板３の各有機ＥＬ表示パネル８の各アノード電極上には対応色の有機ＥＬ層が形成される。

なお、上記実施形態においては、基板３が同一面内に複数の有機ＥＬ表示パネル８を配置した多面付け基板であり、蒸着マスク７が複数の単位蒸着マスク６を並設したものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、基板３は面内に１つの有機ＥＬ表示パネル８が配置されたものであり、蒸着マスク７は上記１つの有機ＥＬ表示パネル８に対応させて形成されたものであってもよい。

また、以上の説明においては、蒸着マスク７が有機ＥＬ表示パネル８の製造に使用されるものである場合について述べたが、本発明はこれに限られず、蒸着マスク７は基板３上に複数の薄膜パターンを蒸着形成するために使用するものであれば、例えばカラーフィルタ基板等如何なる成膜用途にも適用することができる。

１…アライメント装置
２…基板ホルダー
３…基板
４Ａ，４Ｂ…アライメント手段
６…単位蒸着マスク
７…蒸着マスク
８…有機ＥＬ表示パネル
９…永久磁石（静磁界発生手段）

Claims (7)

1. 開口パターンを形成した樹脂製のフィルムと、前記開口パターンの少なくとも１つを内包する大きさの貫通孔を設けた磁性金属部材とを密接させた蒸着マスクを使用して行なう薄膜パターン形成方法であって、
   前記蒸着マスクの両端部を支持して該蒸着マスクを基板の上方に対向配置するステップと、
   前記蒸着マスクの前記支持された一端部を下降させて前記基板の一端部側に近づけた後、前記蒸着マスクの他端部を徐々に下降させて、前記蒸着マスクを前記基板の一端部側から他端部側まで順繰りに密接させるステップと、
   前記蒸着マスクを前記基板の表面に平行な面内で移動させて前記蒸着マスクと前記基板とのアライメントを取るステップと、
   前記基板の裏面側から前記蒸着マスクの前記磁性金属部材に静磁界を作用させて、磁力により前記蒸着マスクを前記基板表面に密着固定するステップと、
   前記蒸着マスク側から蒸着して前記基板表面に前記開口パターンと形状寸法の同じ薄膜パターンを形成するステップと、
   を含むことを特徴とする薄膜パターン形成方法。
2. 前記基板は有機ＥＬ表示パネルであり、前記蒸着マスクの開口パターンは前記有機ＥＬパネルに形成される有機ＥＬ層に対応していることを特徴とする請求項１記載の薄膜パターン形成方法。
3. 前記基板は複数の有機ＥＬ表示パネルを一列に並べて配置すると共に、複数列備えた多面付け基板であり、前記蒸着マスクは一列分の前記有機ＥＬパネルに対応して形成された単位蒸着マスクを複数併設したものであることを特徴とする請求項２記載の薄膜パターン形成方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜パターン形成方法に使用するアライメント装置であって、
   前記基板を保持する基板ホルダーと、
   前記基板ホルダーの上方に設けられ、前記蒸着マスクの両端部を支持すると共に、夫々個別に上下動及び前記基板ホルダーの上面に平行な面内を移動可能に形成されて前記基板と前記蒸着マスクとのアライメントを取るアライメント手段と、
   前記基板ホルダーに内蔵され、アライメントが取られて前記基板に密接された前記蒸着マスクの前記磁性金属部材に静磁界を作用させて、磁力により前記蒸着マスクを前記基板表面に密着固定する静磁界発生手段と、
   を備えて構成され、
   前記アライメント手段は、前記蒸着マスクの前記支持された一端部を下降させて前記基板の一端部側に近づけた後、前記蒸着マスクの他端部を徐々に下降させて、前記蒸着マスクを前記基板の一端部側から他端部側まで順繰りに密接させることを特徴とするアライメント装置。
5. 前記基板が、複数の有機ＥＬ表示パネルを一列に並べて配置すると共に複数列備えた多面付け基板であり、前記蒸着マスクが一列分の前記有機ＥＬパネルに対応して形成された単位蒸着マスクであるとき、前記アライメント手段は、複数の前記単位蒸着マスクの両端部を支持して上下動し、前記複数の単位蒸着マスクを夫々個別に前記基板ホルダーの上面に平行な面内を移動可能に形成されたことを特徴とする請求項４記載のアライメント装置。
6. 前記静磁界発生手段は、前記基板ホルダーに上下動可能に内臓された永久磁石であり、上昇時に前記蒸着マスクの前記磁性金属部材に対して静磁界を作用させ得るようにしたことを特徴とする請求項４又は５記載のアライメント装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載のアライメント装置を蒸着源に対向させて着脱可能に備えた蒸着装置。