JP2000282219A - 有機膜真空蒸着用マスク再生方法及び装置 - Google Patents

有機膜真空蒸着用マスク再生方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機膜真空蒸着法においてマスクに付着した
有機膜を容易に除去することができる有機膜真空蒸着用
マスク再生方法を提供する。 【解決手段】 マスクを用いた有機膜真空蒸着により前
記マスクに付着した有機膜を除去するマスクの再生方法
において、前記マスクに付着した有機膜を加熱処理によ
り真空を破らずに除去する有機膜真空蒸着用マスク再生
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機膜真空蒸着用
マスク再生方法及び装置に関し、例えば有機ELディス
プレイなどマスク成膜が必要な有機膜の成膜に用いたマ
スクに付着した有機膜を除去するマスクの再生方法及び
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】有機ELのディスプレイなどの製作に
は、有機膜真空蒸着法によりマスクを用いたマスク成膜
技術によるパターニングが行われている。前記マスクに
有機膜が堆積してくると前記マスクの開口が目詰まりを
おこしたり、堆積した有機膜の影響でパターンずれが発
生し素子の不良の原因となる。これを、防止するために
一般的には、真空槽を大気に開放し、前記マスクを取り
出し堆積した有機膜の除去を行うか、新しいマスクに交
換することが行われている。有機膜の除去を行う方法
は、大気に取り出し、有機溶剤で有機膜を溶かす方法
や、ブラスト処理のような方法により有機膜を削り取る
のが一般的なマスクの再生方法である。
【0003】また、従来の真空処理装置における真空中
での堆積膜の除去方法は、例えば特開平8−31958
6号公報にあるように、図5に示すプラズマ用電極12
と対向アース電極13を有する真空槽5に、エッチング
ガス14を流しプラズマを発生させ、膜(残留生成物)
をエッチングする方法が行われている。
【0004】この方法は、一般的には、真空槽内にプラ
ズマ発生用の電極を持った、プラズマCVD装置、エッ
チング装置の膜除去、及び副成生物の除去に用いられ、
成膜材料を真空槽内に持つ、スパッタリング装置には用
いられない。これは、カソードにボンディングされたタ
ーゲット材料がエッチングされてしまうからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、有機E
Lディスプレイなどのマスク成膜において、マスクに付
着した膜を除去せずに成膜を続けると、パターンずれ不
良や前記マスクの目詰まりによるパターン不良が発生す
る。そこで、マスクのクリーニングまたは交換が必要に
なる。パターンの高精細化が進めば、マスクの目詰まり
は、顕著になる。
【0006】また、有機材料は吸湿性があり、材料の脱
ガスや脱水を充分に行わないと有機EL素子などは、寿
命が著しく低下することが知られている。マスクに付着
した有機膜を除去するために、真空槽を一旦大気に開放
すると、真空槽及び有機材料の水分除去など、成膜でき
る状態に復帰させるまでに非常に時間がかかり、生産効
率が低下してしまう。
【0007】また、前記マスクを交換した場合、前記マ
スクの位置合わせをその都度行う必要がある。この作業
は、数十μmから数μmの精度で位置合わせする必要が
あり、作業が煩雑であり、位置調整機構や位置合わせの
確認できるモニター機構を取り付けておく必要がある。
【0008】また、特開平8−319586号公報にあ
るようなプラズマを発生させ、真空中で膜を除去する方
法は、以下の理由で有機膜の真空蒸着には不向きであ
る。1.膜のエッチングのためだけにプラズマを発生さ
せるための電極、電源が必要となる。2.プラズマエッ
チングは、エッチングガスを使用するため排ガス処理装
置やガス供給装置などの設備が必要になる。ガス処理設
備は、既設の設備を使用できれば、問題ないが、新規に
設備しようとすれば、多額の費用が必要である。3.エ
ッチング電極、電源を有機膜蒸着装置内部に付加させよ
うとすると、電極シールドや、高周波用フィードスルー
など、内部の構造が非常に複雑になる。4.プラズマに
よるエッチングの問題点として、プラズマによって発生
された反応ガスのラジカルによって蒸発源ルツボ内の有
機材料まで除去されてしまうことがある。有機膜蒸着方
法においては、前記マスクに付着した有機膜のみを除去
する必要がある。
【0009】本発明は、この様な従来技術の欠点を改善
するためになされたものであり、有機膜真空蒸着法にお
いて真空槽内の前記マスクに付着した有機膜を、真空槽
を大気圧に開放すること無しに、プラズマによるエッチ
ングを使用せずに容易に除去することができる有機膜真
空蒸着用マスク再生方法及び装置を提供することを目的
とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第一の発
明は、マスクを用いた有機膜真空蒸着により前記マスク
に付着した有機膜を除去するマスクの再生方法におい
て、前記マスクに付着した有機膜を加熱処理により真空
を破らずに除去する事を特徴とする有機膜真空蒸着用マ
スク再生方法である。
【0011】前記加熱処理は、マスクを有機膜の有機材
料の蒸発温度又は昇華温度以上に昇温し付着した有機膜
を除去する事を特徴とする。前記加熱処理は、輻射加熱
または伝導加熱できるヒーターを使用して、有機膜の有
機材料の蒸発温度又は昇華温度以上にマスクを昇温し付
着した有機膜を除去するのが好ましい。前記加熱処理
は、前記マスクに直接電流を流してジュール熱で有機膜
の有機材料の蒸発温度又は昇華温度以上に前記マスクを
昇温し付着した有機膜を除去するのが好ましい。前記加
熱処理は、誘導加熱により有機膜の有機材料の蒸発温度
又は昇華温度以上に前記マスクを昇温し付着した有機膜
を除去するのが好ましい。
【0012】本発明の第二の発明は、蒸発源、マスク、
真空槽および排気装置にて構成される有機膜真空蒸着装
置において、有機膜真空蒸着によりマスクに付着した有
機膜を加熱処理により真空を破らずに除去するマスク再
生手段を具備することを特徴とする有機膜真空蒸着装置
である。
【0013】前記マスク再生手段が、マスクを輻射加熱
または伝導加熱できるヒーター、該ヒーターの温度を制
御できる電源で構成され、前記マスクに付着した有機膜
の有機材料の蒸発温度又は昇華温度以上にマスクをヒー
ターにより昇温して付着した有機膜を除去する加熱手段
からなるのが好ましい。
【0014】前記マスク再生手段が、マスクに電流を流
すことができる配線、フィードスルー及び前記マスクの
温度を制御できる電源で構成され、前記マスクに付着し
た有機膜の有機材料の蒸発温度又は昇華温度以上にマス
クを電流のジュール熱により昇温して付着した有機膜を
除去する加熱手段からなるのが好ましい。
【0015】前記マスク再生手段が、誘導加熱するため
の誘導コイルおよび誘導加熱用高周波電源で構成され、
前記マスクに付着した有機膜の有機材料の蒸発温度又は
昇華温度以上にマスクを電磁誘導により昇温して付着し
た有機膜を除去する加熱手段からなるのが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機膜真空蒸着用マスク再生方法は、マスクを
用いた有機膜真空蒸着方法において、前記マスクに付着
した有機膜を、加熱処理により真空を破らずに除去する
事を特徴とする。
【0017】また、本発明の有機膜真空蒸着装置は、蒸
発源、マスク、真空槽、排気装置にて構成される有機膜
真空蒸着装置において、前記マスクを輻射加熱、また
は、伝導加熱できるヒーター、及び、前記ヒーターの温
度を制御できる電源で構成され、前記マスクに付着した
有機材料の蒸発温度又は昇華温度以上に前記マスクを輻
射加熱または伝導加熱できるヒーターにより昇温させる
ことができる事、あるいは前記マスクに電流を流すこ
とができる配線、フィードスルー、及び、前記マスクの
温度を制御できる電源で構成され、前記マスクに付着し
た有機材料の蒸発温度又は、昇華温度以上に前記マスク
に、電流を流しジュール熱により、前記マスクを昇温さ
せることができる事、または誘導加熱するための誘導
コイルおよび誘導加熱用高周波電源で構成され、前記マ
スクを電磁誘導により、材料の蒸発温度又は、昇華温度
以上に昇温させることができる事を特徴とする。
【0018】従来の問題点は、上記のように膜の除去を
行うために大気開放すると真空槽、及び有機材料の水分
除去など、成膜できる状態に復帰させるまでに非常に時
間がかかることであり、前記マスクの位置合わせに、複
雑な位置合わせ機構及びモニター機構が必要なことであ
る。
【0019】また、従来のような、真空中での膜除去に
は、エッチングガスと、プラズマ電源、電極、排ガス処
理設備など多額な投資が必要なこと、プラズマによって
発生された反応ガスのラジカルによって蒸発源ルツボ内
の有機材料まで除去されてしまう問題がある。
【0020】本発明では、上記の方法により、真空槽内
の前記マスクに付着した膜を、大気圧に開放すること無
しに、プラズマによるエッチングを使用せずに、有機膜
を除去することができた。
【0021】有機膜は、真空中で比較的低い(約300
℃以下)温度で蒸発又は昇華することから、前記マスク
に付着した材料の蒸発温度又は昇華温度より前記マスク
を高温に加熱することで膜を除去することができる。こ
の加熱機構により、前記マスクに付着した有機膜は、蒸
発し、蒸発した材料は、防着板などの温度の低い部分に
再付着する。
【0022】また、この方法によれば、蒸発源ルツボの
直上に輻射熱防止用のシャッターがあれば蒸発源ルツボ
内の有機材料が、昇温され蒸発してしまうことは無い。
メンテナンス時の前記マスク交換がないため、前記マス
ク位置合わせは最初にセットするときに行えば良く、有
機膜の除去後のパターニングの再現性が良好であること
が確認することができた。
【0023】前記マスク加熱方法として、次の3つの手
段が挙げられる。 1.輻射加熱または伝導加熱できるヒーターにより前記
マスクを加熱する。 2.前記マスクに直接電流を流し、ジュール熱で加熱す
る。 3.誘導加熱コイルと、高周波電源により電磁誘導によ
り前記マスクを加熱する。
【0024】本発明において用いられる有機膜として
は、例えばトリアリールアミン系化合物、フタロシアニ
ン系化合物、キノリン系化合物の金属錯体、スチルベン
系化合物、オキサジアゾール系化合物、縮合芳香族環、
ヘテロ環系化合物等の膜が挙げられるが、もちろんこれ
らに限定されるものではない。
【0025】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。
【0026】実施例1 図1は本発明の有機膜真空蒸着用マスク再生方法の一実
施態様を示す概略図である。同図1は、ヒーターを用い
てマスクに付着した膜を除去する方法を示した図であ
る。1は基板及び基板ホルダー、2は基板に有機材料を
パターニング蒸着するためのマスク、3は成膜時間を管
理するためのシャッター、4は成膜材料を蒸発させるた
めの蒸発源、5は蒸着可能な圧力を維持するための真空
槽、6は不要な部分に着膜することを防ぐ防着板、7は
ヒーター用の温度制御可能な電源、8はマスクに着膜し
た材料を除去するための加熱ヒーター(今回はシースヒ
ーターを使用した)を示す。
【0027】実験方法及び結果を以下に示す。真空槽5
内圧力をl×10-4Pa以下に排気した後、蒸発源4
(クヌーセンセル)を約250℃にコントロールする。
水晶式膜厚モニターにより蒸着速度が安定すること(約
0.2nm/s)を確認し、シャッター3を開き成膜を
開始する。水晶式膜厚モニターで0.3μmの膜厚が着
膜したことを確認しシャッター3を閉める。この膜厚の
成膜を10回行い、成膜されたパターンの測定を行っ
た。
【0028】マスクに、付着した総膜厚は約3μmであ
る。テスト用マスクパターンを図2に示す。穴は50μ
m角、穴間隔は30μmのパターニングがされている。
1回目の成膜では、49μm〜50μmの誤差範囲で成
膜ができたのに対し、10回成膜後は、46μm〜49
μmの誤差になった。
【0029】ここで、真空中でマスクを300℃に加熱
し、10分保持し、膜の除去を行い、常温になるのを待
ち再度成膜を行った。パターンを測定した結果は、49
μm〜50μmの誤差範囲に収まった。この結果より、
マスクに付着した膜は、マスクを加熱することにより除
去されたと判断できる。
【0030】実施例2 図3は本発明の有機膜真空蒸着用マスク再生方法の他の
実施態様を示す概略図である。同図3は、マスクに直接
電流を流し、ジュール熱でマスクを加熱し、マスクに付
着した膜を除去する方法を示した図である。1は基板及
び基板ホルダー、2は基板に有機材料をパターニング蒸
着するためのマスク、3は成膜時間を管理するためのシ
ャッター、4は成膜材料を蒸発させるための蒸発源、5
は蒸着可能な圧力を維持するための真空槽、6は不要な
部分に着膜することを防ぐ防着板、7はマスク加熱のた
めのスライダック電源を示す。9は電流を真空槽内に導
入するためのフィードスルーを示す。10は真空槽内配
線を示す。
【0031】実施例1と同様の実験を行った。その実験
方法及び結果を以下に示す。真空槽内圧力をl×10-4
Pa以下に排気した後、蒸発源(クヌーセンセル)を約
250℃にコントロールする。水晶式膜厚モニターによ
り蒸着速度が安定すること(約0.2nm/s)を確認
し、シャッターを開き成膜を開始する。水晶式膜厚モニ
ターで0.3μmの膜厚が着膜したことを確認しシャッ
ターを閉める。この膜厚の成膜を10回行い、成膜され
たパターンの測定を行った。
【0032】テスト用マスクパターンは実施例1と同じ
物を使用した。1回目の成膜では、49μm〜50μm
の誤差範囲で成膜ができたのに対し、10回成膜後は、
46μm〜49μmの誤差になった。ここで、真空中で
マスクを300℃になるようにスライダック電源の電圧
を設定し加熱、10分保持し、膜の除去を行い、常温に
なるのを待ち再度成膜を行った。パターンを測定した結
果は、実施例1と同様に49μm〜50μmの誤差範囲
に収まった。この結果より、マスクに付着した膜は、マ
スクを加熱することにより除去されたと判断できる。
【0033】実施例3 図4は本発明の有機膜真空蒸着用マスク再生方法の他の
実施態様を示す概略図である。同図4は、マスク加熱方
法として、誘導加熱を用いてマスクに付着した膜を除去
する方法を示した図である。7は誘導加熱用高周波電源
を示し、今回は10kHzの周波数の電源を使用した。
9は真空槽内に高周波を導入するためのフィードスル
ー、10は真空槽内配線、11はマスクを誘導加熱する
ための誘導加熱コイルを示す。誘導コイルは、放電防止
のための絶縁処理(セラミックコ―ティング)がなされ
ている。
【0034】実施例1と同様の実験を行った。その実験
方法及び結果を以下に示す。真空槽内圧力をl×10-4
Pa以下に排気した後、蒸発源を(クヌーセンセル)を
約250℃にコントロールする。水晶式膜厚モニターに
より蒸着速度が安定すること(約0.2nm/s)を確
認し、シャッターを開き成膜を開始する。水晶式膜厚モ
ニターで0.3μmの膜厚が着膜したことを確認しシャ
ッターを閉める。この膜厚の成膜を10回行い、成膜さ
れたパターンの測定を行った。
【0035】テスト用マスクパターンは実施例1と同じ
物を使用した。1回目の成膜では、49μm〜50μm
の誤差範囲で成膜ができたのに対し、10回成膜後は、
46μm〜49μmの誤差になった。ここで、真空中で
マスクを300℃になるように高周波電源の出力を設定
し加熱、10分保持し、膜の除去を行い、常温になるの
を待ち再度成膜を行った。パターンを測定した結果は、
実施例1及び2と同様に49μm〜50μmの誤差範囲
に収まった。この結果より、マスクに付着した膜は、マ
スクを加熱することにより除去されたと判断できる。
【0036】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば以下
に示す効果が得られる。 1)成膜後、容易に有機膜を除去でき、毎回クリーニン
グ可能になるため、実施例に示したように再現性の良い
パターニング精度が得られる。 2)真空槽を大気開放するサイクルが延びる。材料の投
入サイクルで真空槽を大気開放すれば良く、少なくとも
クリーニング機構がないときに比べ2〜3倍以上(材料
の投入量や膜厚によって異なる)に延びる。
【0037】真空槽を、一度大気に開放した後、成膜で
きる状態(真空の圧力、水の分圧など)に戻すまで、真
空排気で1時間、ベーキング3時間、ベーキング後の真
空排気に5時間、合計9時間を要している。この時間を
必要とする回数が減少するため生産効率が向上する。
【0038】3)マスクをメンテナンス時に取り外さな
いため、マスクの位置調整は、最初にセットする時のみ
であリマスクの位置調整機構が必要なくなる。マスク位
置調整機構は、方法、形状により価格は異なるが大幅の
コストダウンとなる。 4)マスク交換時の、マスク位置調整に要する時間は、
1回あたり約4時間必要であるが、この時間が不要とな
る。 5)マスクに付着した有機膜のみ除去できる。プラズマ
エッチングのように、蒸発源ルツボに内の材料まで除去
してしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機膜真空蒸着用マスク再生方法の一
実施態様を示す概略図である。
【図2】本発明の実施例1に使用したテストマスクを示
す説明図である。
【図3】本発明の有機膜真空蒸着用マスク再生方法の他
の実施態様を示す概略図である。
【図4】本発明の有機膜真空蒸着用マスク再生方法の他
の実施態様を示す概略図である。
【図5】従来の真空処理装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 基板および基板ホルダー 2 マスク 3 シャッター 4 蒸発源 5 真空槽 6 防着板 7 電源 8 加熱ヒーター 9 フィードスルー 10 真空内配線 11 誘導加熱コイル 12 プラズマ用電極 13 対向アース電極 14 排気装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 和則 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 4K029 BA62 DA09 HA01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスクを用いた有機膜真空蒸着により前
    記マスクに付着した有機膜を除去するマスクの再生方法
    において、前記マスクに付着した有機膜を加熱処理によ
    り真空を破らずに除去する事を特徴とする有機膜真空蒸
    着用マスク再生方法。
  2. 【請求項2】 前記加熱処理が、マスクを有機膜の有機
    材料の蒸発温度又は昇華温度以上に昇温し付着した有機
    膜を除去する事を特徴とする請求項1に記載の有機膜真
    空蒸着用マスク再生方法。
  3. 【請求項3】 前記加熱処理が、輻射加熱または伝導加
    熱できるヒーターを使用して、有機膜の有機材料の蒸発
    温度又は昇華温度以上にマスクを昇温し付着した有機膜
    を除去する事を特徴とする請求項1または2に記載の有
    機膜真空蒸着用マスク再生方法。
  4. 【請求項4】 前記加熱処理が、前記マスクに直接電流
    を流してジュール熱で有機膜の有機材料の蒸発温度又は
    昇華温度以上に前記マスクを昇温し付着した有機膜を除
    去する事を特徴とする請求項1または2に記載の有機膜
    真空蒸着用マスク再生方法。
  5. 【請求項5】 前記加熱処理が、誘導加熱により有機膜
    の有機材料の蒸発温度又は昇華温度以上に前記マスクを
    昇温し付着した有機膜を除去する事を特徴とする請求項
    1または2に記載の有機膜真空蒸着用マスク再生方法。
  6. 【請求項6】 蒸発源、マスク、真空槽および排気装置
    にて構成される有機膜真空蒸着装置において、有機膜真
    空蒸着によりマスクに付着した有機膜を加熱処理により
    真空を破らずに除去するマスク再生手段を具備すること
    を特徴とする有機膜真空蒸着装置。
  7. 【請求項7】 前記マスク再生手段が、マスクを輻射加
    熱または伝導加熱できるヒーター、該ヒーターの温度を
    制御できる電源で構成され、前記マスクに付着した有機
    膜の有機材料の蒸発温度又は昇華温度以上にマスクをヒ
    ーターにより昇温して付着した有機膜を除去する加熱手
    段からなる請求項6に記載の有機膜真空蒸着装置。
  8. 【請求項8】 前記マスク再生手段が、マスクに電流を
    流すことができる配線、フィードスルー及び前記マスク
    の温度を制御できる電源で構成され、前記マスクに付着
    した有機膜の有機材料の蒸発温度又は昇華温度以上にマ
    スクを電流のジュール熱により昇温して付着した有機膜
    を除去する加熱手段からなる請求項6に記載の有機膜真
    空蒸着装置。
  9. 【請求項9】 前記マスク再生手段が、誘導加熱するた
    めの誘導コイルおよび誘導加熱用高周波電源で構成さ
    れ、前記マスクに付着した有機膜の有機材料の蒸発温度
    又は昇華温度以上にマスクを電磁誘導により昇温して付
    着した有機膜を除去する加熱手段からなる請求項6に記
    載の有機膜真空蒸着装置。
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