JP2009259565A - マスク洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルムとフレームからなるマスクを洗浄した場合に、熱膨張差によってマスクのフィルムにダメージやパターン開口の位置変化が生じるのを防ぐ。
【解決手段】マスク4を、冷却手段6を有するマスク搬送装置5によって第1、第2洗浄槽8、9、第1、第2リンス槽10、11に順次搬送する。各リンス槽10、11からマスク4を引き上げる際にマスク4のフィルム1を加熱する加熱手段7と、フレーム2を冷却する冷却手段6を備えることで、マスク4のフィルム1とフレーム2との間の熱膨張差に起因するフィルムダメージ等を防ぐ。
【選択図】図1
【解決手段】マスク4を、冷却手段6を有するマスク搬送装置5によって第1、第2洗浄槽8、9、第1、第2リンス槽10、11に順次搬送する。各リンス槽10、11からマスク4を引き上げる際にマスク4のフィルム1を加熱する加熱手段7と、フレーム2を冷却する冷却手段6を備えることで、マスク4のフィルム1とフレーム2との間の熱膨張差に起因するフィルムダメージ等を防ぐ。
【選択図】図1
Description
本発明は、有機EL素子等の製造工程で、マスク成膜に用いられるフィルムとフレームからなるマスクに付着した材料を除去するマスク洗浄装置に関するものである。
有機EL素子とは、陰極と陽極との間に流れる電流によって、両電極間にある有機化合物が発光する素子のことである。有機EL素子は自発光性であるために視認性が高いと同時に、薄型軽量化が可能であるため、特にモバイル用アクティブマトリクス型パネルへの応用展開が進められている。
有機EL素子の製造工程には、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の形成に用いられる有機材料や、補助電極の形成に用いられる金属材料を蒸着法によりパターン形成する蒸着工程がある。蒸着工程で使用するマスクとしては、蒸着中の温度上昇による熱膨張により生じるパターン位置変化を打ち消すために、所定のテンションをかけてパターン開口のあるフィルムを頑強なフレームに固定したテンションマスクが使用される。
有機EL素子の製造において、蒸着工程ではマスクに各種材料が付着する。さらに、繰り返し同一のマスクを使用することで材料がマスク上に堆積してゆき、蒸着の精度が低下する。精度の低下したマスクを廃棄して、未使用のマスクを使用する方法があるが、マスクは高価なためにコストが増大する。
それを回避するため、マスクを洗浄液等により洗浄処理し、マスクに付着した材料を除去してマスクを再生することにより、コストの増大を回避する方法が知られている(特許文献1参照)。
それを回避するため、マスクを洗浄液等により洗浄処理し、マスクに付着した材料を除去してマスクを再生することにより、コストの増大を回避する方法が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、有機EL素子は、表示装置の高精細化により小型化の要求が高まり、それによりマスクのパターンサイズの縮小、フィルムの厚みの低下、パターンの位置精度の高精度化が進行している。そのような、従来のマスクよりもより小さなパターン開口を持つ、より薄いフィルムを使用したマスクを、従来の洗浄装置で洗浄すると、マスクのフィルムにダメージやパターン開口の位置変化が生じる。このために、要求されるパターンの位置精度を維持した状態でマスクを再生することができない。
このようなマスクダメージ等が生じる理由は、以下のように推測される。
従来の洗浄装置で洗浄した場合、マスクを洗浄用の処理液で処理した後、処理槽から引き上げる際に、マスク表面から処理液が揮発し、その気化熱によりマスクのフィルムの温度が低下するが、フレームは熱容量が大きいため、温度の低下がほとんど生じない。
つまり、フィルムは温度低下により熱収縮し、フレームは処理液の温度のまま維持されるため、フィルムに過剰なテンションが生じ、マスクダメージ等が生じると推測される。
この状況は、従来のマスクよりも、より小さなパターン開口を持つ、より薄いフィルムを使用したマスクにおいて大きなダメージとパターン開口の位置変化を生じ、高いパターン位置精度が要求される場合に大きな課題となっていた。
本発明は、薄いフィルムを用いたマスクを洗浄する場合であっても、マスクダメージやパターン開口の位置変化がなく、要求されるパターンの位置精度を維持した状態でマスクを再生することのできるマスク洗浄装置を提供することを目的とするものである。
本発明のマスク洗浄装置は、パターン開口を有するフィルムとフレームからなるマスクを洗浄するマスク洗浄装置であって、前記マスクを洗浄するための処理液を収容する処理槽と、前記マスクを前記処理槽に搬送し、前記処理液から引き上げるためのマスク搬送装置と、前記処理槽から前記マスクを引き上げる際に、前記フィルムと前記フレームの温度差を低減するように前記フィルムを加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする。
小さなパターン開口を持つ薄いフィルムを使用したマスクを洗浄する場合であっても、処理槽からマスクを引き上げる際にフィルムを加熱し、フレームとの温度差を低減することで、フィルムに過剰なテンションが生じるのを防ぐ。
これによって、マスクダメージや変形がなく、要求されるパターンの位置精度を維持した状態でマスクを再生することができる。
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1(a)は、マスク成膜用のテンションマスクの一例を示すもので、フィルム1は金属のフレーム2に保持される。フィルム1は所定のパターン開口3が形成された金属薄膜からなり、その外周をフレーム2にテンションをかけた状態で固定されている。このように構成されたマスク4を、図1(b)に示すマスク洗浄装置によって洗浄する。
この洗浄装置は、マスク搬送装置5、マスク搬送装置5に設けられた冷却手段6、加熱手段7、第1洗浄槽8、第2洗浄槽9、第1リンス槽10、第2リンス槽11、乾燥槽12、乾燥槽12を減圧するためのポンプ13等を有する。
マスク4はマスク搬送装置5に保持され、処理槽である第1洗浄槽8、第2洗浄槽9、それぞれ開口部に加熱手段7を配置した処理槽である第1リンス槽10及び第2リンス槽11で処理され、乾燥槽12で減圧乾燥される。
第1洗浄槽8、第2洗浄槽9に収容される洗浄液(処理液)としては有機溶剤を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。特に、石油系溶剤、炭化水素系溶剤、グリコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコールエステル系溶剤、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキサノン、N,N−ジメチルホルムアミド、1、4−ジオキサンを使用するのが好ましい。
有機溶剤の沸点は100℃から250℃であることが好ましい。沸点が100℃を越えるような有機溶剤を使用する場合には、洗浄槽からマスクを引き上げる際、洗浄液の蒸発によるフィルムの温度低下は顕著ではないため、第1洗浄槽8、第2洗浄槽9ではフィルムを加熱しなくてもよい。しかし、沸点が250℃を超えるような溶剤は蒸留再生のコストが増大する為に好ましくない。洗浄液の液温は30℃から60℃の範囲が好ましい。液温が高いほど洗浄能力は高くなるが、フレームの冷却が困難になる。液温が低い場合は洗浄能力が低下し、洗浄に必要な時間が長くなる。
第1リンス槽10、第2リンス槽11に収容されるリンス液(処理液)としてはアルコール系溶剤、ハイドロフルオロカーボン系溶剤、ハイドロフルオロエーテル系溶剤を挙げることができる。しかしながら、これらに限定されるものではなく、乾燥の速い溶剤であればよい。上記のリンス液は蒸発速度が速く、マスク4をリンス槽10、11から引き上げる際、気化熱によりマスク4のフィルム1の温度が急激に低下するため、加熱手段7によりフィルム温度の低下を抑制し、フレーム2とフィルム1の温度差を低減する。リンス液の液温は20℃から40℃の範囲であることが好ましい。液温が高い場合、フレームの冷却が困難になる。液温が低い場合は、リンス液に溶解した材料が析出し、再汚染されることがある。
洗浄槽、リンス槽の槽数は各2槽に限定されるものではなく、1槽であっても3槽以上あってもよい。槽数が多いほど洗浄度は向上するが、装置が大型化しコストが上昇する。
また、洗浄槽の開口部に加熱手段を設けてもよい。洗浄槽において低沸点で乾燥し易い洗浄液を使用する場合は、洗浄槽でリンスを兼ねることができ、リンス槽をなくすことができる。リンス槽をなくすことにより装置コストは低下するが、すすぎ不良により洗浄度が低下する場合がある。
乾燥槽12での乾燥方式としては、真空乾燥または減圧乾燥が挙げられるがこれに限定されるものではない。乾燥温度は20℃から60℃が好ましい。乾燥温度が高いほど乾燥速度は速くなるが、フレームの冷却が困難になる。乾燥温度が低い場合は乾燥速度が遅くなり、乾燥に必要な時間が長くなる。
乾燥槽12の替わりに、図2に示すように、蒸気洗浄槽14を使用してもよい。冷却管15を備えた蒸気洗浄槽14内にヒーター16で蒸気を発生させ、その蒸気をマスク4上で凝縮液化させ、それによりマスク4の洗浄を行う。マスクが蒸気から熱を受け取り沸点近くの温度になると、凝縮が少量となり、そこで取り出すことで乾燥状態になる。蒸気洗浄槽14は蒸気の余分な流失を防止するため、蒸気を凝縮させ回収するための冷却管15を設ける。蒸気洗浄は上述した乾燥方式のため、蒸気洗浄中はフレームの冷却手段6を使用していない状態で行わなければならない。冷却手段6を使用すると、蒸気の凝縮が冷却されたフレームで起き続けるために完全に乾燥できない。
加熱手段7としては熱線によって加熱する手段が挙げられる。より具体的には赤外線ランプ、ハロゲンランプ、カーボンランプ、赤外線発光ダイオード、セラミックヒータ、赤外線照射電気ヒーターが挙げられるがそれらに限定されるものではなく、熱線(赤外線や遠赤外線等)の波長を照射する加熱手段が使用できる。
あるいは、誘導加熱によって加熱する手段を用いてもよい。誘導加熱は、コイルに交流電流を流したときに生じる渦電流により被加熱物を加熱する方法であり、加熱精度が良好である。
加熱手段はフィルムが均一に加熱されるよう配置し、複数個の加熱手段を並べて配置することもできる。
また、フィルムの温度を測定する装置と加熱手段を連携させることで、より精密な加熱制御が可能となる。フィルムの温度を測定する方法としては放射温度計による非接触での測定が好ましい。熱電対のような接触式温度計の場合は、フィルムの熱容量が小さいため正確に測定できず、また、フィルム自身が薄いためにダメージを受ける。
加熱手段によるフィルムの加熱温度は、洗浄装置内の気温±10℃以内が好ましい。
図1及び図2の洗浄装置は冷却手段を備え、冷却手段によりマスクのフレームを所定の温度に冷却する。
冷却手段としてはマスク搬送装置のフレームに接する部分を冷却することにより熱伝導で冷却する手段が挙げられる。
フレームに接する部分の冷却方法としては冷却媒体を循環させる方法、ペルチェ素子により冷却する方法が挙げられる。
また、マスクのフレーム内に冷却水が循環できるような構造のフレームを用い、フレーム内に冷却媒体を循環させてもよい。
冷却手段によるフレームの冷却温度は洗浄装置内の気温±10℃以内が好ましい。
図1(b)に示すように、マスク4は、冷却手段6を有するマスク搬送装置5に保持され、第1洗浄槽8、第2洗浄槽9、第1リンス槽10、第2リンス槽11で処理され、乾燥槽12で乾燥される。
第1洗浄槽8、第2洗浄槽9では沸点180℃から207℃の石油系溶剤を40℃の液温で洗浄液として使用した。
第1リンス槽10、第2リンス槽11ではイソプロピルアルコールを30℃の液温でリンス液として使用した。
乾燥槽12では30℃で真空乾燥を行った。
洗浄装置内の気温は25℃±2℃であった。
加熱手段7として赤外線ランプを使用し、マスク4を引き上げる際にフィルム温度が20℃以下にならないように加熱し、フレーム2とフィルム1の温度差を低減した。
冷却手段6として冷却水循環器を使用し、マスク搬送装置に20℃の冷却水を循環させてフレーム2を冷却した。
上記の条件において洗浄したマスクの外観検査及びパターン開口位置測定を行ったが、外観のダメージはなく、パターン開口の位置変化量は測定下限以下であった。
図2に示すように、マスク4は、冷却手段6を有するマスク搬送装置5に保持され、第1洗浄槽8、第2洗浄槽9、第1リンス槽10、第2リンス槽11で処理され、蒸気乾燥槽14で乾燥される。
第1洗浄槽8、第2洗浄槽9ではN−メチル−2−ピロリドンを40℃の液温で洗浄液として使用した。
第1リンス槽10、第2リンス槽11ではハイドロフルオロエーテルを30℃の液温でリンス液として使用した。
蒸気乾燥槽14ではハイドロフルオロカーボンによる蒸気乾燥により乾燥を行った。蒸気乾燥中は冷却手段6の動作を停止した。
洗浄装置内の気温は25℃±2℃であった。
加熱手段7として誘導加熱を使用し、マスク4を引き上げる際にフィルム温度が20℃以下にならないように加熱した。
冷却手段6としてペルチェ冷却を使用し、蒸気乾燥時以外は、マスク搬送装置のフレームに接する部分を20℃に冷却することにより、フレームを冷却した。
上記の条件において洗浄したマスクの外観検査及びパターン開口位置測定を行ったが、外観のダメージはなく、パターン開口の位置変化量は測定下限以下であった。
図3に示すように、マスク4は、冷却手段を持たないマスク搬送装置5に保持され、それぞれ開口部に加熱手段7を有する第1洗浄槽8、第2洗浄槽9、第3洗浄槽17で処理され、乾燥槽12で乾燥される。
第1洗浄槽8、第2洗浄槽9、第3洗浄槽17では沸点50℃から80℃の石油系溶剤を40℃の液温で洗浄液として使用した。
乾燥槽12では30℃で真空乾燥を行った。
洗浄装置内の気温は25℃±2℃であった。
加熱手段7として赤外線ランプを使用し、マスク4を引き上げる際にフィルム温度が20℃以下にならないように加熱した。
上記の条件において洗浄したマスクの外観検査及びパターン開口位置測定を行ったが、外観のダメージはなく、パターン開口の位置変化量は測定下限以下であった。
図4に示すように、マスク4は、冷却手段6を有するマスク搬送装置5に保持され、加熱手段を持たない第1洗浄槽8、第2洗浄槽9、第3洗浄槽17で処理され、冷却管15及びヒーター16を備えた蒸気乾燥槽14で乾燥される。
第1洗浄槽8、第2洗浄槽9、第3洗浄槽17ではシクロヘキサノンを50℃の液温で洗浄液として使用した。
蒸気乾燥槽14ではハイドロフルオロカーボンによる蒸気乾燥により乾燥を行った。蒸気乾燥中は冷却手段6の動作を停止した。
洗浄装置内の気温は25℃±2℃であった。
冷却手段6として冷却水循環器を使用し、蒸気乾燥時以外はマスク搬送装置に20℃の冷却水を循環させ、フレームを冷却した。
上記の条件において洗浄したマスクの外観検査及びパターン開口位置測定を行ったが、外観のダメージはなく、パターン開口の位置変化量は測定下限以下であった。
(比較例1)
比較のために、実施例1の加熱手段7と冷却手段6の動作を停止してマスク洗浄を行った。リンス槽から引き上げられるフィルムとフレームの表面温度を、放射温度計を用いて計測したところ、フィルムの表面温度は7℃、フレームの表面温度は30℃であった。洗浄したマスクを外観検査、パターン開口位置測定を行ったところ、フィルムにシワが入っており、パターン開口位置変化量は許容量を越えていた。
比較のために、実施例1の加熱手段7と冷却手段6の動作を停止してマスク洗浄を行った。リンス槽から引き上げられるフィルムとフレームの表面温度を、放射温度計を用いて計測したところ、フィルムの表面温度は7℃、フレームの表面温度は30℃であった。洗浄したマスクを外観検査、パターン開口位置測定を行ったところ、フィルムにシワが入っており、パターン開口位置変化量は許容量を越えていた。
(比較例2)
比較のために、実施例3の加熱手段7の動作を停止してマスク洗浄を行った。洗浄槽から引き上げられるフィルムとフレームの表面温度を、放射温度計を用いて計測したところ、フィルムの表面温度は13℃、フレームの表面温度は40℃であった。洗浄したマスクを外観検査、パターン開口位置測定を行ったところ、外観のダメージはなかったが、パターン開口位置変化量は許容量を越えていた。
比較のために、実施例3の加熱手段7の動作を停止してマスク洗浄を行った。洗浄槽から引き上げられるフィルムとフレームの表面温度を、放射温度計を用いて計測したところ、フィルムの表面温度は13℃、フレームの表面温度は40℃であった。洗浄したマスクを外観検査、パターン開口位置測定を行ったところ、外観のダメージはなかったが、パターン開口位置変化量は許容量を越えていた。
(比較例3)
比較のために、実施例4の冷却手段6の動作を停止してマスク洗浄を行った。洗浄槽から引き上げられるフィルムとフレームの表面温度を、放射温度計を用いて計測したところ、フィルムの表面温度は26℃、フレームの表面温度は50℃であった。洗浄したマスクを外観検査、パターン開口位置測定を行ったところ、フィルムにシワが入っており、パターン開口位置変化量は許容量を越えていた。
比較のために、実施例4の冷却手段6の動作を停止してマスク洗浄を行った。洗浄槽から引き上げられるフィルムとフレームの表面温度を、放射温度計を用いて計測したところ、フィルムの表面温度は26℃、フレームの表面温度は50℃であった。洗浄したマスクを外観検査、パターン開口位置測定を行ったところ、フィルムにシワが入っており、パターン開口位置変化量は許容量を越えていた。
1 フィルム
2 フレーム
3 パターン開口
4 マスク
5 マスク搬送装置
6 冷却手段
7 加熱手段
8 第1洗浄槽
9 第2洗浄槽
10 第1リンス槽
11 第2リンス槽
12 乾燥槽
13 ポンプ
14 蒸気乾燥槽
15 冷却管
16 ヒーター
17 第3洗浄槽
2 フレーム
3 パターン開口
4 マスク
5 マスク搬送装置
6 冷却手段
7 加熱手段
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9 第2洗浄槽
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12 乾燥槽
13 ポンプ
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15 冷却管
16 ヒーター
17 第3洗浄槽
Claims (6)
- パターン開口を有するフィルムとフレームからなるマスクを洗浄するマスク洗浄装置であって、
前記マスクを洗浄するための処理液を収容する処理槽と、
前記マスクを前記処理槽に搬送し、前記処理液から引き上げるためのマスク搬送装置と、
前記処理槽から前記マスクを引き上げる際に、前記フィルムと前記フレームの温度差を低減するように前記フィルムを加熱する加熱手段と、を有することを特徴とするマスク洗浄装置。 - 前記加熱手段は、前記処理槽の開口部に配置された、熱線によって前記フィルムを加熱する手段であることを特徴とする請求項1記載のマスク洗浄装置。
- 前記加熱手段は、前記処理槽の開口部に配置された、誘導加熱によって前記フィルムを加熱する手段であることを特徴とする請求項1記載のマスク洗浄装置。
- パターン開口を有するフィルムとフレームからなるマスクを洗浄するマスク洗浄装置であって、
前記マスクを洗浄するための処理液を収容する処理槽と、
前記マスクを前記処理槽に搬送し、前記処理液から引き上げるためのマスク搬送装置と、
前記処理槽から前記マスクを引き上げる際に、前記フィルムと前記フレームの温度差を低減するように前記フレームを冷却する冷却手段と、を有することを特徴とするマスク洗浄装置。 - パターン開口を有するフィルムとフレームからなるマスクを洗浄するマスク洗浄装置であって、
前記マスクを洗浄するための処理液を収容する処理槽と、
前記マスクを前記処理槽に搬送し、引き上げるためのマスク搬送装置と、
前記処理槽から前記マスクを引き上げる際に、前記フィルムと前記フレームの温度差を低減するように前記フィルムを加熱する加熱手段と、
前記マスクの前記フレームを冷却する冷却手段と、を有することを特徴とするマスク洗浄装置。 - 前記冷却手段が、前記マスク搬送装置に設けられ、前記マスク搬送装置からの熱伝導によって前記フレームを冷却することを特徴とする請求項4又は5記載の洗浄装置。
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Cited By (1)
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WO2019003605A1 (ja) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | Agc株式会社 | 真空蒸着用のマスクの洗浄方法及びリンス組成物 |
-
2008
- 2008-04-16 JP JP2008106571A patent/JP2009259565A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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