JP2008196002A - Vapor-deposition mask, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理基板上にマスク蒸着を行うための蒸着マスク、および蒸着マスクの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a deposition mask for performing mask deposition on a substrate to be processed, and a method for manufacturing the deposition mask.
各種半導体装置や電気光学装置の製造工程では、マスク開口部を備えた蒸着マスクを被処理基板に重ね、この状態で真空蒸着法やスパッタ法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（以下、ＥＬという）装置の製造工程では、発光用の有機ＥＬ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ときに有機材料が水分や酸素に触れて劣化する。このため、有機機能層を形成するには、レジストマスクを必要としないマスク蒸着法が適している。 In the manufacturing process of various semiconductor devices and electro-optical devices, a vapor deposition mask having a mask opening may be stacked on a substrate to be processed, and vapor deposition such as vacuum vapor deposition or sputtering may be performed in this state. For example, in the manufacturing process of an organic electroluminescence (hereinafter referred to as EL) device as an electro-optical device, if a photolithography technique is used to form an organic EL material (organic functional layer) for light emission in a predetermined shape, patterning When the resist mask is removed with an etching solution or oxygen plasma, the organic material is exposed to moisture or oxygen and deteriorates. For this reason, in order to form an organic functional layer, the mask vapor deposition method which does not require a resist mask is suitable.
ここで、被処理基板が大きい場合には、蒸着マスクも大きく形成しなければならないが、このような蒸着マスクを製作する際、大型の１枚の板材にマスク開口部を形成するという方法を採用すると、蒸着マスクを高精度に製作することが非常に困難である。そこで、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、開口領域３２が形成された支持基板３０′の上面に対して、マスク開口部２２が形成されたシリコン製の複数のチップ２０を開口領域３２を覆うように接合した蒸着マスク１０′が提案されている（特許文献１参照）。
Here, when the substrate to be processed is large, the vapor deposition mask must be formed large, but when manufacturing such a vapor deposition mask, a method of forming a mask opening in one large plate is adopted. Then, it is very difficult to manufacture a vapor deposition mask with high accuracy. Therefore, as shown in FIGS. 8A and 8B, a plurality of
一方、マスク蒸着では、被処理基板と蒸着マスクとの間に隙間が生じていると、蒸着精度が低下してしまう。そこで、蒸着マスクを磁性体で形成し、蒸着マスクを磁石により吸着して被処理基板に密着させる方法が採用されている。但し、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、磁性体以外の材料で蒸着マスクを形成すると、磁石による吸着力を利用して蒸着マスクと被処理基板に密着させる方法を採用できなくなる。 On the other hand, in the mask vapor deposition, if a gap is generated between the substrate to be processed and the vapor deposition mask, the vapor deposition accuracy is lowered. Therefore, a method is adopted in which the vapor deposition mask is formed of a magnetic material, and the vapor deposition mask is adhered to the substrate to be processed by being attracted with a magnet. However, as shown in FIGS. 8A and 8B, when the vapor deposition mask is formed of a material other than the magnetic material, it is not possible to employ a method in which the vapor deposition mask and the substrate to be processed are brought into close contact with each other by using an attractive force of a magnet. .
そこで、被処理基板と蒸着マスクとを重ねた状態で被処理基板を蒸着マスクに向けて力学的に押圧し、被処理基板と蒸着マスクとの密着性を確保するという方法が提案されている（特許文献２参照）。
しかしながら、近年、被処理基板のさらなる大型化に伴って、蒸着マスクがさらに大型化すると、図８（ｃ）に示すように、蒸着マスク１０′の外周端部全体をホルダ部１３０で支持した際、蒸着マスク１０′の中央部分が自重により下方に撓んで被処理基板２００と蒸着マスク１０′との間に大きな隙間が発生するという問題点がある。このような問題は、被処理基板２００を錘などで押圧しても解消することは不可能である。
However, in recent years, when the deposition mask is further enlarged with the further increase in the size of the substrate to be processed, as shown in FIG. 8C, when the entire outer peripheral end of the
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、大型化した場合でも、自重による下方の撓みを解消することのできる蒸着マスクおよび蒸着マスクの製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vapor deposition mask and a vapor deposition mask manufacturing method capable of eliminating the downward deflection due to its own weight even when the size is increased.
上記課題を解決するために、本発明では、被処理基板上に蒸着するパターンに対応するマスク開口部が形成された蒸着マスクにおいて、第１の板材と、該第１の板材に対して前記被処理基板が配置される側とは反対側の下面側に接合された第２の板材とを備えた積層基板を有し、前記第１の板材と前記第２の板材とは熱膨張係数が異なることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, in a deposition mask in which a mask opening corresponding to a pattern to be deposited on a substrate to be processed is formed, the first plate member and the first plate member are covered with the substrate. A laminated substrate having a second plate bonded to the lower surface side opposite to the side on which the processing substrate is disposed, and the first plate and the second plate have different coefficients of thermal expansion; It is characterized by that.
本発明において、「積層基板は熱膨張係数が異なる第１の板材と第２の板材とを備えている」との構成は、積層基板が、熱膨張係数が異なる第１の板材と第２の板材のみを備えている構成の他、３枚以上の板材が接合されている場合においてそのうちの２枚の板材の熱膨張係数が相違する構成なども含む意味である。 In the present invention, the configuration that “the laminated substrate includes a first plate member and a second plate member having different thermal expansion coefficients” is the same as that of the first plate member and the second plate member having different thermal expansion coefficients. In addition to the configuration including only the plate material, it also includes a configuration in which the thermal expansion coefficients of the two plate materials are different when three or more plate materials are joined.
本発明において、蒸着マスクには、熱膨張係数が異なる第１の板材と第２の板材とが接合された積層基板を備えており、かかる積層基板は、温度変化に伴って、バイモルフ効果により中央部分が撓むことになる。例えば、前記第１の板材が前記第２の板材より熱膨張係数が大きい構成を採用した場合、前記積層基板は、常温から蒸着時の輻射熱により加熱される温度まで温度上昇した際にバイモルフ効果により中央部分が上方に撓むので、蒸着マスクの自重による撓みは、積層基板の熱変形により吸収される。これに対して、前記第１の板材が前記第２の板材より熱膨張係数が小さな構成を採用した場合、前記積層基板は、高温から蒸着時の輻射熱により加熱される温度まで温度低下した際にバイモルフ効果により中央部分が上方に撓むので、蒸着マスクの自重による撓みは、積層基板の熱変形により吸収される。それ故、蒸着時、蒸着マスクの中央部分が自重により下方に撓むことを防止することができるので、蒸着マスクの上面と被処理基板との密着性を高めることができ、蒸着マスクの上面と被処理基板との間に隙間が発生しない。それ故、蒸着精度を向上することができる。 In the present invention, the vapor deposition mask includes a laminated substrate in which a first plate member and a second plate member having different thermal expansion coefficients are joined, and the laminated substrate is centered by a bimorph effect as the temperature changes. The part will bend. For example, in the case where the first plate member adopts a configuration in which the thermal expansion coefficient is larger than that of the second plate member, the laminated substrate has a bimorph effect when the temperature rises from room temperature to a temperature heated by radiant heat during vapor deposition. Since the central portion bends upward, the deflection due to the weight of the vapor deposition mask is absorbed by the thermal deformation of the laminated substrate. On the other hand, when the first plate material adopts a configuration in which the thermal expansion coefficient is smaller than that of the second plate material, the temperature of the laminated substrate decreases from a high temperature to a temperature heated by radiant heat during vapor deposition. Since the central portion is bent upward by the bimorph effect, the bending due to the weight of the vapor deposition mask is absorbed by the thermal deformation of the laminated substrate. Therefore, at the time of vapor deposition, the central portion of the vapor deposition mask can be prevented from bending downward due to its own weight, so that the adhesion between the upper surface of the vapor deposition mask and the substrate to be processed can be improved. No gap is generated between the substrate to be processed. Therefore, the deposition accuracy can be improved.
本発明において、蒸着マスクが、複数の開口領域が形成された支持基板と、前記開口領域を覆うように当該支持基板の上面に接合されて前記被処理基板側に配置される複数のチップとを備え、当該複数のチップの各々に前記マスク開口部が形成された構成を有する場合、前記支持基板に前記積層基板を用いる。このような構成の蒸着マスクに本発明を適用すると、その効果が顕著である。すなわち、支持基板には複数の開口領域が形成されているので、その自重を支えるのは、開口領域の間に位置する梁部分のみであり、自重により中央部分が下方に撓みやすい。また、支持基板上には複数のチップが搭載されているので、その分、蒸着マスクは自重が大きい。それ故、支持基板上に複数のチップを接合した蒸着マスクでは特に、蒸着マスクの自重に起因する隙間が発生しやすいが、本発明を適用すれば、かかる隙間の発生を防止することができる。 In the present invention, the deposition mask includes a support substrate on which a plurality of opening regions are formed, and a plurality of chips that are bonded to the upper surface of the support substrate so as to cover the opening regions and are disposed on the substrate to be processed side. And the laminated substrate is used as the support substrate when the mask opening is formed in each of the plurality of chips. When the present invention is applied to the vapor deposition mask having such a configuration, the effect is remarkable. That is, since a plurality of opening regions are formed in the support substrate, only the beam portion positioned between the opening regions supports the weight of the supporting substrate, and the central portion is easily bent downward by the weight. Further, since a plurality of chips are mounted on the support substrate, the vapor deposition mask has a large weight. Therefore, in the vapor deposition mask in which a plurality of chips are bonded on the support substrate, a gap due to the weight of the vapor deposition mask is likely to be generated. However, if the present invention is applied, the generation of such a gap can be prevented.
本発明において、前記第１の板材が前記第２の板材より熱膨張係数が大きい構成を採用した場合、前記積層基板は、温度上昇した際に中央部分が上方に撓むことになる。このような構成の蒸着マスクの製造方法では、蒸着時の輻射熱により加熱される温度より低い温度、例えば、常温で、第１の板材に対して被処理基板が配置される側とは反対側の下面側に前記第１の板材より熱膨張係数の小さな第２の板材を接合して積層基板を形成し、当該積層基板を用いて蒸着マスクを製造する。このような方法によれば、常温で第１の板材と第２の板材とをフラットに接合して積層基板を形成すればよいので、製造しやすいという利点がある。 In the present invention, when the first plate member adopts a configuration in which the thermal expansion coefficient is larger than that of the second plate member, the center portion of the laminated substrate is bent upward when the temperature rises. In the manufacturing method of the vapor deposition mask having such a configuration, the temperature lower than the temperature heated by the radiant heat at the time of vapor deposition, for example, room temperature, the side opposite to the side on which the substrate to be processed is disposed with respect to the first plate material. A second substrate having a smaller thermal expansion coefficient than that of the first plate is bonded to the lower surface to form a laminated substrate, and a vapor deposition mask is manufactured using the laminated substrate. According to such a method, it is only necessary to form the laminated substrate by joining the first plate member and the second plate member flatly at room temperature.
本発明において、前記第２の板材は前記第１の板材より熱膨張係数が大きい構成を採用した場合、前記積層基板は、温度上昇した際に中央部分が下方に撓むが、高温でフラットな状態にあれば、高温から蒸着時の輻射熱により加熱される温度まで変化した際に中央部分が上方に撓むことになる。このような構成の蒸着マスクの製造方法では、蒸着時の輻射熱により加熱される温度より高い温度、例えば、百数十℃の温度で、第１の板材に対して被処理基板が配置される側とは反対側の下面側に前記第１の板材より熱膨張係数の大きな第２の板材を接合して積層基板を形成し、当該積層基板を用いて製造する。このような方法によれば、高温で第１の板材と第２の板材とをフラットに接合して積層基板を形成すればよい。 In the present invention, when the second plate material adopts a configuration having a larger coefficient of thermal expansion than the first plate material, the laminated substrate is bent downward at the center when the temperature rises, but is flat at a high temperature. If it is in a state, when it changes from high temperature to the temperature heated by the radiant heat at the time of vapor deposition, a center part will bend upwards. In the manufacturing method of the vapor deposition mask having such a configuration, the side on which the substrate to be processed is arranged with respect to the first plate material at a temperature higher than the temperature heated by the radiant heat at the time of vapor deposition, for example, a temperature of hundreds of degrees C A laminated substrate is formed by bonding a second plate material having a thermal expansion coefficient larger than that of the first plate material to the lower surface side opposite to the first plate material, and is manufactured using the laminated substrate. According to such a method, the laminated substrate may be formed by joining the first plate member and the second plate member flatly at a high temperature.
本発明において、前記積層基板では、前記第１の板材と前記第２の板材とが互いに同一の平面形状を備えている構成を採用することができる。 In the present invention, the laminated substrate may employ a configuration in which the first plate member and the second plate member have the same planar shape.
本発明において、前記積層基板では、前記第２の板材が前記第１の板材より平面サイズが小さい構成を採用することもできる。 In the present invention, the multilayer substrate may employ a configuration in which the second plate member has a smaller plane size than the first plate member.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した蒸着マスクおよび蒸着マスクの製造方法を説明する。なお、以下の説明では、各実施の形態で共通の構成を説明した後、各実施の形態の特徴部分を説明する。以下の説明に用いる各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。また、以下の実施の形態では、本発明の蒸着マスクが使用される対象として有機ＥＬ装置を例示する。 Below, with reference to drawings, the vapor deposition mask which applied this invention and the manufacturing method of a vapor deposition mask are demonstrated. In the following description, after describing a common configuration in each embodiment, a characteristic part of each embodiment will be described. In each drawing used for the following description, the scale of each member is different in order to make each member a size that can be recognized on the drawing. Moreover, in the following embodiments, an organic EL device is illustrated as an object to which the vapor deposition mask of the present invention is used.
［共通の構成］
（有機ＥＬ装置の構成例）
図１は、本発明が適用される有機ＥＬ装置の要部断面図である。図１に示す有機ＥＬ装置１は、表示装置や、電子写真方式を利用したプリンタに使用されるラインヘッドとして用いられるものであり、複数の有機ＥＬ素子３を配列してなる発光素子群３Ａを備えている。有機ＥＬ装置１が、発光層７で発光した光を画素電極４側から出射するボトムエミッション方式の場合には、素子基板２側から発光光を取り出す。このため、素子基板２としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。また、素子基板２上には、画素電極４に電気的に接続された駆動用トランジスタ５ａ（薄膜トランジスタ）などを含む回路部５が、発光素子群３Ａの下層側に形成されており、その上層側に有機ＥＬ素子３が形成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極４と、この画素電極４からの正孔を注入／輸送する正孔注入輸送層６と、発光層７と、電子を注入／輸送する電子注入輸送層８と、陰極９とがこの順に積層された構造になっている。
[Common configuration]
(Configuration example of organic EL device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of an organic EL device to which the present invention is applied. An organic EL device 1 shown in FIG. 1 is used as a line head used in a display device or an electrophotographic printer, and includes a light
（有機ＥＬ装置の製造方法）
このような有機ＥＬ装置１を製造するには、素子基板２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が、正孔注入輸送層６、発光層７、電子注入輸送層８などは、水分や酸素により劣化しやすい。このため、発光層７などの有機機能層を形成する際、さらには、陰極９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が水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、発光層７などの有機機能層を形成する際、さらには陰極９を形成する際には、マスク蒸着法を利用して、素子基板２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。このマスク蒸着法では、素子基板２、あるいは素子基板２を多数取りできる大型基板を被処理基板とし、その下面側の所定位置に蒸着マスクを重ねた状態で蒸着を行う。発光層７を形成する場合には、低分子有機ＥＬ材料を加熱、蒸発させ、蒸着マスクのマスク開口部を介して大型基板の下面に発光層７をストライプ状に形成する。正孔輸送層６、電子注入層８、陰極９などの形成も略同様に行う。
(Method for manufacturing organic EL device)
In order to manufacture such an organic EL device 1, each layer is formed on the
（マスク蒸着装置の構成例）
図２は、本発明を適用したマスク蒸着装置の概略構成図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すマスク蒸着装置１００は、蒸着室１１０内部の底面側に坩堝などの蒸着源１２０が配置されており、蒸着室１１０の内部において、蒸着源１２０の上方位置には被処理基板２００が被蒸着面２１０を下方に向けて水平に配置されている。被処理基板２００の下面側には、蒸着マスク１０が重ねて配置されている。蒸着マスク１０は、後述するように、複数のチップ２０が支持基板３０に保持された構造を有しており、チップ２０が被処理基板２００の下面（被蒸着面２１０）に当接している。本形態において、蒸着室１１０の内部には、蒸着マスク１０の下面の外周端部全体を支持する枠状のホルダ部１３０が構成されており、このホルダ部１３０によって、蒸着マスク１０および被処理基板２００が水平に保持されている。
(Configuration example of mask evaporation system)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a mask vapor deposition apparatus to which the present invention is applied. 2 (a) and 2 (b), a
蒸着室１１０には、被処理基板２００の上面（裏面２２０）の側には押圧具１８０が配置されることがあり、押圧具１８０は、被処理基板２００を下方（蒸着マスク１０の側）に押圧し、被処理基板２００と蒸着マスク１０とを密着させる。押圧具１８０は、例えば、図２（ａ）に示すように、複数の錘１８のみからなる構成を採用することができるとともに、図２（ｂ）に示すように、複数の錘１８が各々、変形自在な支持部材１８５によって共通のホルダ１８７に支持されている構成を採用することができる。これらの構成のうち、図２（ｂ）に示す構成の場合、複数の錘１８を一括して被処理基板２００の裏面２２０の側に配置した状態と被処理基板２００の裏面２２０の側から退避した状態に切り替えることができるので、被処理基板２００のローディング、アンローディングが容易であるという利点がある。これに対して、図２（ａ）に示す構成の場合、例えば、被処理基板２００を回転させながら、あるいは直線移動させながら蒸着するのに適している。なお、図２（ｂ）に示す構成の場合、支持部材１８５としては、ワイヤーなどの線状体の他、コイルバネなどを用いてもよい。いずれの場合も、複数の錘１８は各々、被処理基板２００の裏面２２０のうち、チップ２０と重なる領域の少なくとも一部を押圧するようになっている。
In the
［実施の形態１］
（蒸着マスクの全体構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る蒸着マスクの分解斜視図、および斜視図である。
[Embodiment 1]
(Overall configuration of the evaporation mask)
3A and 3B are respectively an exploded perspective view and a perspective view of the vapor deposition mask according to Embodiment 1 of the present invention.
図３（ａ）、（ｂ）に示す蒸着マスク１０は、ベース基板をなす矩形の支持基板３０に、複数のチップ２０を複数、取り付けた構成を有している。本形態では、チップ２０はシリコンからなるものとする。各チップ２０は各々、アライメントされて支持基板３０に陽極接合や接着剤などにより接合されている。
The
チップ２０には、蒸着パターンに対応する長孔形状の開口部２２が複数一定間隔で平行に設けられており、開口部２２の形成領域の周りに外枠部２５が形成されている。支持基板３０には、外枠部分３６および梁部３７、３８を残して、長方形の貫通穴からなる複数の開口領域３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のチップ２０は、支持基板３０の開口領域３２を塞ぐように支持基板３０上に固定されている。複数の開口領域３２はいずれも、長手方向（長方形において長辺が延びている方向）を同一の方向に向けて縦横に配列され、複数のチップ２０も、開口領域３２と同様、長手方向を同一の方向に向けて縦横に配列されている。
The
支持基板３０には、アライメントマーク４１を備えた基板４０も接合されている。アライメントマーク４１は、蒸着マスク１０を使用して蒸着を行うときに、蒸着マスク１０の位置合わせを行うためのものである。なお、チップ２０の外枠部２５にアライメントマーク４１を形成してもよい。
A
なお、蒸着マスク１０は、被処理基板に対する被蒸着領域と同一サイズを有している構成、および被蒸着領域よりも小さなサイズを有している構成のいずれであってもよい。後者の場合には、蒸着マスク１０を用いて被蒸着領域の所定領域に蒸着を行った後、蒸着マスク１０をずらしながら複数回、蒸着することにより、被蒸着領域全体への蒸着を行う。また、後者の場合、複数枚の蒸着マスク１０を用いて、被蒸着領域全体への蒸着を行ってもよい。
The
本形態において、チップ２０は、面方位（１００）を有する単結晶シリコンや、面方位（１１０）を有する単結晶シリコン等をフォトリソグラフィ技術、ウエットエッチング、ドライエッチングなどを用いて、貫通溝からなる開口部２２を形成することにより、製造される。また、複数のチップ２０の各々において、外枠部２５にはアライメントマーク２４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２４は、支持基板３０にチップ２０を固定する際の位置合わせに使用される。アライメントマーク２４は、フォトリソグラフィ技術または結晶異方性エッチングなどにより形成される。
In this embodiment, the
支持基板３０には、支持基板３０にチップ２０を貼り合わせる際、チップ２０側のアライメントマーク２４と位置合わせされるアライメントマーク３４が開口領域３２の周りに形成されている。また、支持基板３０には、基板４０側のアライメントマーク４１と位置合わせされるアライメントマーク３３も形成されている。アライメントマーク３３、３４は、フォトリソグラフィ技術およびウエットエッチングにより、クロム（Ｃｒ膜）などの金属膜（薄膜）で形成することができる。また、アライメントマーク３３、３４は、支持基板３０に対して、レーザ照射や、ドライエッチングあるいはウエットエッングにより、凹部や貫通穴として形成することもできる。
An
（蒸着マスクの詳細構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る蒸着マスクに用いた支持基板の分解斜視図である。図３（ａ）、（ｂ）および図４に示すように、本形態の蒸着マスク１０においては、支持基板３０には、第１の板材３０Ａと、この第１の板材３０の下面（被処理基板が配置される側とは反対側の面）に接着剤などにより接合された第２の板材３０Ｂとからなる積層基板３０Ｃが用いられている。本形態において、支持基板３０は、例えば、外形寸法が４４０×５４０ｍｍであり、厚さが３ｍｍ程度である。
(Detailed configuration of the evaporation mask)
FIG. 4 is an exploded perspective view of the support substrate used in the vapor deposition mask according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIGS. 3A, 3 </ b> B, and 4, in the
本形態において、第１の板材３０Ａおよび第２の板材３０Ｂは、平面サイズが同一の矩形形状を有しており、第１の板材３０Ａには、外枠部分３６１および梁部３７１、３８１を残して、開口領域３２の上穴部分を構成する開口領域３２１が平行、かつ一定間隔で設けられている。また、第２の板材３０Ｂには、外枠部分３６２および梁部３７２、３８２を残して、開口領域３２の下穴部分を構成する開口領域３２２が平行、かつ一定間隔で設けられている。なお、図４には、第１の板材３０Ａの方にアライメントマーク３３、３４が形成されているが、アライメントマーク３３、３４を確認する方向や、第１の板材３０Ａおよび第２の板材３０Ｂを構成する材料の種類によっては、アライメントマーク３３、３４のうちの一方あるいは双方を第２の板材３０Ｂに形成してもよい。
In this embodiment, the
このような構成の支持基板３０において、本形態では、積層基板３０Ｃとして、第１の板材３０Ａが第２の板材３０Ｂより熱膨張係数が大きくなるように材料が選択されている。例えば、第１の板材３０Ａ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、石英などからなる透明基板が用いられている一方、第２の板材３０Ｂとしては、各種のインバー材のうち、第１の板材３０Ａを構成する材料よりも熱膨張係数が小さなものが用いられている。また、第２の板材３０Ｂとして、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英などからなる透明基板を用いる一方、第１の板材３０Ａの方に各種のインバー材や金属材料のうち、第２の板材３０Ｂを構成する材料よりも熱膨張係数が大きなものを用いてもよい。さらに、第１の板材３０Ａの方が第２の板材３０Ｂより熱膨張係数が大きくなれば、第１の板材３０Ａおよび第２の板材３０Ｂのいずれについても、インバー材や金属材料を用いてもよい。第１の板材３０Ａおよび第２の板材３０Ｂの熱膨張係数は好ましくは２桁位、相違していることが好ましい。
In the
（蒸着マスクの製造方法）
本形態の蒸着マスク１０を製造するには、まず、蒸着時の輻射熱により加熱される温度より低い温度条件下、例えば常温下で、第１の板材３０Ａと第２の板材３０Ｂとを接着剤などで接合して、フラットな支持基板３０（積層基板３０Ｃ）を形成した後、支持基板３０に、外枠部分３６および梁部３７、３８を残して開口領域３２を形成する。また、第１の板材３０Ａおよび第２の板材３０Ｂの各々に開口領域３２１、３２２を形成した後、蒸着時の輻射熱により加熱される温度より低い温度条件下、例えば常温下で、第１の板材３０Ａと第２の板材３０Ｂとを接着剤などで接合し、フラットな支持基板３０（積層基板３０Ｃ）を形成する。これらいずれの場合も、接着剤を用いる場合には、蒸着時、アウターガスが発生しないものを用いる。また、所定のタイミングでアライメントマーク３３、３４を形成する。
(Method for manufacturing vapor deposition mask)
In order to manufacture the
次に、例えば常温下で、支持基板３０（積層基板３０Ｃ）に対して複数のチップ２０を各々、接着剤などで接合する。この場合も、接着剤を用いる場合には、蒸着時、アウターガスが発生しないものを用いる。このようにして、蒸着マスク１０が完成する。
Next, for example, at a normal temperature, the plurality of
（本形態の主な効果）
図５を参照して本形態の主な効果を説明する。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本形態の蒸着マスク１０（支持基板３０／積層基板３０Ｃ）を常温においた状態の様子を模式的に示す説明図、成膜時に輻射熱により加熱されて蒸着マスク１０（支持基板３０／積層基板３０Ｃ）が撓んだ状態を模式的に示す説明図、および成膜時に蒸着マスク１０の上面に被処理基板が重なっている状態を模式的に示す説明図である。なお、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、支持基板や蒸着マスクの撓みを誇張して表わしてあるとともに、蒸着マスクのチップやチップに形成したマスク開口部の図示を省略してある。
(Main effects of this form)
The main effects of this embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 5A, 5B, and 5C are explanatory diagrams schematically showing a state in which the vapor deposition mask 10 (supporting
本形態の蒸着マスク１０には、熱膨張係数が異なる第１の板材３０Ａと第２の板材３０Ｂとが接合された積層基板３０Ｃを支持基板３０として用いており、かかる支持基板３０（積層基板３０Ｃ）は、温度変化に伴って、バイモルフ効果により中央部分が撓むことになる。すなわち、本形態では、図５（ａ）に示すように、常温において、蒸着マスク１０（支持基板３０／積層基板３０Ｃ）は、フラットな状態にあるが、第１の板材３０Ａが第２の板材３０Ｂより熱膨張係数が大きいので、蒸着時の輻射熱により加熱される温度まで温度上昇した際、図５（ｂ）に示すように、支持基板３０（積層基板３０Ｃ）は、バイモルフ効果により中央部分が上方に撓もうとする。従って、蒸着時、蒸着マスク１０の自重による下方への撓みは、支持基板３０（積層基板３０Ｃ）の熱変形により吸収される。それ故、図５（ｃ）に示すように、蒸着マスク１０の中央部分が自重により下方に撓むことを防止することができるので、蒸着マスク１０の上面（チップ２０の上面）と被処理基板２００との密着性を高めることができる。よって、蒸着マスク１０の上面と被処理基板２００との間に隙間が発生しないので、蒸着精度を向上することができる。
In the
特に本形態では、蒸着マスク１０が、複数の開口領域２５が形成された支持基板３０と、開口領域２５を覆うように支持基板３０の上面に接合された複数のチップ２０とを備えた構造を有しているため、支持基板３０において、蒸着マスク１０の自重を支えるのは、開口領域２５の間に位置する梁部分３７、３７のみであり、自重により中央部分が下方に撓みやすい。また、支持基板３０上には複数のチップ２０が搭載されているので、その分、蒸着マスク１０は自重が大きい。それ故、支持基板３０上に複数のチップ２０を接合した蒸着マスク１０では特に、蒸着マスク１０の自重に起因する隙間が発生しやすいが、本形態によれば、かかる隙間の発生を防止することができる。
Particularly in this embodiment, the
［実施の形態１の変形例］
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態１の変形例に係る蒸着マスクの分解斜視図、斜視図、および蒸着時に蒸着マスクの上に被処理基板を重ねた状態を示す説明図である。なお、本形態の蒸着マスクは、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Modification of Embodiment 1]
6 (a), 6 (b), and 6 (c) are respectively an exploded perspective view and a perspective view of a vapor deposition mask according to a modification of the first embodiment of the present invention, and a substrate to be processed on the vapor deposition mask during vapor deposition. It is explanatory drawing which shows the state piled up. In addition, since the basic composition of the vapor deposition mask of this form is the same as that of Embodiment 1, it attaches | subjects and shows the same code | symbol to a common part, and abbreviate | omits those description.
図６（ａ）、（ｂ）に示す蒸着マスク１０は、実施の形態１と同様、ベース基板をなす矩形の支持基板３０に、複数のチップ２０を複数、取り付けた構成を有している。チップ２０には、蒸着パターンに対応する長孔形状の開口部２２が複数一定間隔で平行に設けられている。支持基板３０には、外枠部分３６および梁部３７、３８を残して、長方形の貫通穴からなる複数の開口領域３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のチップ２０は、支持基板３０の開口領域３２を塞ぐように支持基板３０上に固定されている。複数の開口領域３２はいずれも、長手方向（長方形において長辺が延びている方向）を同一の方向に向けて縦横に配列され、複数のチップ２０も、開口領域３２と同様、長手方向を同一の方向に向けて縦横に配列されている。
The
このように構成した蒸着マスク１０において、本形態では、支持基板３０には、第１の板材３０Ａと、この第１の板材３０の下面（被処理基板が配置される側とは反対側の面）に接着剤などにより接合された第２の板材３０Ｂとからなる積層基板３０Ｃが用いられている。本形態において、支持基板３０は、例えば、外形寸法が４４０×５４０ｍｍであり、厚さが３ｍｍ程度である。
In the
ここで、第２の板材３０Ｂは、第１の板材３０Ａより平面サイズが小さい短冊形状を有しており、第１の板材３０Ａに形成された梁部３７、３８のうち、複数の開口領域３２および複数のチップ２０の短手方向に延びた梁部３８に沿うように接合されている。
Here, the 2nd board |
このような構成の支持基板３０においても、実施の形態１と同様、積層基板３０Ｃとして、第１の板材３０Ａは第２の板材３０Ｂより熱膨張係数が大きくなるように材料が選択されている。例えば、第１の板材３０Ａ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、石英などからなる透明基板が用いられている一方、第２の板材３０Ｂとしては、各種のインバー材のうち、第１の板材３０Ａを構成する材料よりも熱膨張係数が小さなものが用いられている。また、第２の板材３０Ｂとして、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英などからなる透明基板を用いる一方、第１の板材３０Ａの方に各種のインバー材や金属材料のうち、第２の板材３０Ｂを構成する材料よりも熱膨張係数が大きなものを用いてもよい。さらに、第１の板材３０Ａの方が第２の板材３０Ｂより熱膨張係数が大きくなれば、第１の板材３０Ａおよび第２の板材３０Ｂのいずれについても、インバー材や金属材料を用いてもよい。
Also in the
本形態の蒸着マスク１０を製造するには、第１の板材３０Ａに開口領域３２を形成した後、蒸着時の輻射熱により加熱される温度より低い温度条件下、例えば常温下で、第１の板材３０Ａと第２の板材３０Ｂとを接着剤などで接合し、フラットな支持基板３０（積層基板３０Ｃ）を形成する。次に、例えば常温下で、支持基板３０（積層基板３０Ｃ）に対して複数のチップ２０を各々、接着剤などで接合する。
In order to manufacture the
このように構成した蒸着マスク１０も、実施の形態１と同様、図５（ａ）に示すように、常温において、蒸着マスク１０（支持基板３０／積層基板３０Ｃ）は、フラットな状態にあるが、第１の板材３０Ａが第２の板材３０Ｂより熱膨張係数が大きいので、蒸着時の輻射熱により加熱される温度まで温度上昇した際、図５（ｂ）に示すように、蒸着マスク１０（支持基板３０）は、積層基板３０Ｃでのバイモルフ効果により中央部分が上方に撓む。従って、蒸着時、蒸着マスク１０の自重による下方への撓みは、支持基板３０（積層基板３０Ｃ）の熱変形により吸収され、蒸着マスク１０の中央部分が自重により下方に撓むことを防止することができる。それ故、図６（ｃ）に示すように、蒸着マスク１０の上面（チップ２０の上面）と被処理基板２００との密着性を高めることができるので、蒸着精度が向上するなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
Similarly to the first embodiment, the
［実施の形態２］
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態２に係る蒸着マスク（支持基板／積層基板）を高温においた状態の様子を模式的に示す説明図、成膜時に輻射熱により加熱された蒸着マスク（支持基板／積層基板）を模式的に示す説明図、蒸着マスク（支持基板／積層基板）を常温においた状態の様子を模式的に示す説明図、および成膜時に蒸着マスクの上面に被処理基板が重なっている状態を模式的に示す説明図である。なお、本形態の蒸着マスクは、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D each schematically show a state in which the vapor deposition mask (support substrate / laminated substrate) according to
図７（ａ）〜（ｄ）に示す蒸着マスク１０も、実施の形態１において図１などを参照して説明したように、ベース基板をなす矩形の支持基板３０に、複数のチップ２０を複数、取り付けた構成を有している。
The
かかる構成の蒸着マスク１０を構成するにあたって、実施の形態１では、支持基板３０として、被処理基板２００が配置される上面側の第１の板材３０Ａの熱膨張係数が大きく、下面側の第２の板材３０Ｂの熱膨張係数が小さい積層基板３０Ｃを用いたが、本形態では、実施の形態１とは反対に、支持基板３０として、被処理基板２００が配置される上面側の第１の板材３０Ｄの熱膨張係数が小さく、下面側の第２の板材３０Ｅの熱膨張係数が大きな積層基板３０Ｆを用いている。
In configuring the
このような蒸着マスク１０を製造するには、まず、図７（ａ）に示すように、蒸着時の輻射熱により加熱される温度より高い温度条件下で、第１の板材３０Ｄと第２の板材３０Ｅとを接着剤などで接合して、フラットな支持基板３０（積層基板３０Ｆ）を形成した後、この支持基板３０（積層基板３０Ｆ）を用いて蒸着マスク１０を製造する。
In order to manufacture such a
ここで、第１の板材３０Ｄは、第２の板材３０Ｂより熱膨張係数が小さいので、図７（ｃ）に示すように、蒸着マスク１０が常温になると、支持基板３０（積層基板３０Ｆ）は、温度変化に伴って、バイモルフ効果により中央部分が上方に撓むことになる。また、常温から蒸着時の輻射熱により加熱される温度まで温度上昇した際、図７（ｂ）に示すように、蒸着マスク１０（支持基板３０）は、常温と比較すると、積層基板３０Ｆでのバイモルフ効果により中央部分が下方にやや撓むことになるが、それでも、蒸着マスク１０（支持基板３０）は、中央部分が上方に撓んだ形状である。従って、蒸着時、蒸着マスク１０の自重による下方への撓みは、支持基板３０（積層基板３０Ｆ）の熱変形により吸収され、蒸着マスク１０の中央部分が自重により下方に撓むことを防止することができる。それ故、図７（ｄ）に示すように、蒸着マスク１０の上面（チップ２０の上面）と被処理基板２００との密着性を高めることができ、蒸着マスク１０の上面と被処理基板２００との間に隙間が発生しない。それ故、蒸着精度を向上することができるなどの効果を奏する。
Here, since the
［実施の形態２の変形例］
図示を省略するが、実施の形態２においても、図６を参照して説明した実施の形態１の変形例のように、第２の板材が第１の板材より平面サイズが小さく、例えば、第１の板材に形成された梁部に沿うように接合されている構成を採用してもよい。
[Modification of Embodiment 2]
Although illustration is omitted, also in the second embodiment, as in the modification of the first embodiment described with reference to FIG. 6, the second plate material has a smaller planar size than the first plate material. You may employ | adopt the structure joined so that the beam part formed in the board | plate material of 1 may be followed.
［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、製造時、支持基板３０（積層基板３０Ｃ、３０Ｆ）がフラットな構成であったが、実施の形態１において、常温においても、支持基板３０（積層基板３０Ｃ）の中央部分がやや上方に撓んでいる構成や、常温においては、支持基板３０（積層基板３０Ｃ）の中央部分がやや下方に撓んでいる構成を採用してもよい。また、実施の形態１において、高温においては、支持基板３０（積層基板３０Ｃ）の中央部分がやや下方に撓んでおり、蒸着時の輻射熱で支持基板３０（積層基板３０Ｃ）がフラットになる構成を採用してもよい。このような撓み量は、第１の板材および第２の板材の材質や厚さにより任意に調整することができる。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the support substrate 30 (laminated substrates 30C and 30F) has a flat configuration at the time of manufacture. However, in the first embodiment, the central portion of the support substrate 30 (laminated substrate 30C) is also at room temperature. A configuration in which the center portion of the support substrate 30 (laminated substrate 30C) is bent slightly downward may be employed at a normal temperature. Further, in the first embodiment, at a high temperature, the center portion of the support substrate 30 (laminated substrate 30C) is bent slightly downward, and the support substrate 30 (laminated substrate 30C) is flattened by radiant heat during vapor deposition. It may be adopted. Such a deflection amount can be arbitrarily adjusted by the material and thickness of the first plate member and the second plate member.
さらに、上記実施の形態では、積層基板３０Ｃ、３０Ｆを支持基板３０として用い、その上面にチップ２０を接合した構成を採用したが、積層基板３０Ｃ、３０Ｆ自身に、蒸着するパターンに対応するマスク開口部が形成されている蒸着マスクを構成してもよい。
Furthermore, in the said embodiment, although the laminated substrate 30C, 30F was used as the
［その他の実施の形態］
上記形態では、支持基板３０（積層基板３０Ｃ、３０Ｆ）を２枚の板材で構成したが、２枚よりも多い板材で支持基板３０（積層基板３０Ｃ、３０Ｆ）を構成してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the support substrate 30 (laminated substrates 30C and 30F) is composed of two plates, but the support substrate 30 (laminated substrates 30C and 30F) may be composed of more than two plates.
１・・有機ＥＬ装置、２・・素子基板、３・・有機ＥＬ素子、７・・発光層、１０・・蒸着マスク、２０・・チップ、２２・・マスク開口部、３０・・支持基板、３０Ａ、３０Ｄ・・第１の板材、３０Ｂ、３０Ｅ・・第２の板材、３０Ｃ、３０Ｆ・・積層基板、３２・・開口領域、１００・・マスク蒸着装置、１１０・・蒸着室、１２０・・蒸着源、１３０・・ホルダ部、１８０・・押圧具、２００・・被処理基板 1 .... Organic EL device, 2 .... Element substrate, 3 .... Organic EL element, 7 .... Light emitting layer, 10 .... Evaporation mask, 20 .... Chip, 22 .... Mask opening, 30 ... Support substrate, 30A, 30D ... first plate material, 30B, 30E ... second plate material, 30C, 30F ... laminated substrate, 32 ... opening area, 100 ... mask evaporation device, 110 ... vapor deposition chamber, 120 ... Deposition source, 130 .. Holder part, 180 .. Pressing tool, 200 .. Substrate to be processed
Claims (8)
第１の板材と、該第１の板材に対して前記被処理基板が配置される側とは反対側の下面側に接合された第２の板材とを備えた積層基板を有し、
前記第１の板材と前記第２の板材とは熱膨張係数が異なることを特徴とする蒸着マスク。 In a deposition mask in which a mask opening corresponding to a pattern to be deposited on a substrate to be processed is formed,
A laminated substrate comprising a first plate member and a second plate member bonded to the lower surface side opposite to the side on which the substrate to be processed is disposed with respect to the first plate member;
The vapor deposition mask, wherein the first plate member and the second plate member have different coefficients of thermal expansion.
前記支持基板は、前記積層基板からなることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスク。 Each of the plurality of chips includes a support substrate in which a plurality of opening regions are formed, and a plurality of chips that are bonded to the upper surface of the support substrate so as to cover the opening regions and are arranged on the substrate to be processed side. The mask opening is formed in
The vapor deposition mask according to claim 1, wherein the support substrate is made of the laminated substrate.
前記積層基板は、温度上昇した際に中央部分が上方に撓むことを特徴とする請求項１または２に記載の蒸着マスク。 The first plate member has a larger coefficient of thermal expansion than the second plate member,
The vapor deposition mask according to claim 1, wherein a central portion of the laminated substrate is bent upward when the temperature rises.
前記積層基板は、温度上昇した際に中央部分が下方に撓むことを特徴とする請求項１または２に記載の蒸着マスク。 The second plate has a larger coefficient of thermal expansion than the first plate,
The vapor deposition mask according to claim 1, wherein a central portion of the laminated substrate is bent downward when the temperature rises.
蒸着時の輻射熱により加熱される温度より低い温度で、第１の板材に対して被処理基板が配置される側とは反対側の下面側に前記第１の板材より熱膨張係数の小さな第２の板材を接合して積層基板を形成し、
当該積層基板を用いて製造することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。 In the method of manufacturing a deposition mask in which a mask opening corresponding to a pattern to be deposited on a substrate to be processed is formed,
A second lower thermal expansion coefficient than the first plate material on the lower surface side opposite to the side on which the substrate to be processed is disposed with respect to the first plate material at a temperature lower than the temperature heated by the radiant heat during vapor deposition. To form a laminated substrate
A method for producing a vapor deposition mask, comprising producing the laminated substrate.
蒸着時の輻射熱により加熱される温度より高い温度で、第１の板材に対して被処理基板が配置される側とは反対側の下面側に前記第１の板材より熱膨張係数の大きな第２の板材を接合して積層基板を形成し、
当該積層基板を用いて製造することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。 In the method of manufacturing a deposition mask in which a mask opening corresponding to a pattern to be deposited on a substrate to be processed is formed,
A second material having a higher thermal expansion coefficient than the first plate material on the lower surface side opposite to the side on which the substrate to be processed is disposed with respect to the first plate material at a temperature higher than the temperature heated by the radiant heat during vapor deposition. To form a laminated substrate
A method for producing a vapor deposition mask, comprising producing the laminated substrate.
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