(57)【要約】  処理対象物の大判化の要求に対応して大重量となることでパターンの位置あわせ精度の低下の懸念があるマスクに対しても、高精度の一括パターン成膜を可能とする。  処理対象物３００及びマスク２００を固定して処理する処理装置１は、処理対象物３００及びマスク２００を載置する基台４００を備える。さらに、この装置は、基台４００上におけるマスク２００のマスク枠２００ａを固着する永久磁石を含む第２の固定手段１０１と、基台４００上におけるマスク２００のマスク膜状平面２００ｂを固着する永久磁石を含む第１の固定手段１０２とを備える。第２の固定手段１０１及び第１の固定手段１０２ａ，１０２ｂは、各永久磁石が基台４００を垂直方向に移動できる機構となっている。
2009084623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性マスク部材及び該磁性マスク部材の周囲を固定する磁性マスク枠を有するマスク機構を用いて処理対象物を処理する処理装置において、
前記磁性マスク部材を固定する、それぞれ独立に動作し得る複数の第１の固定手段と、
前記第１の固定手段とは独立に動作する手段であって前記磁性マスク枠を固定する第２の固定手段と、
を備えることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記複数の第１の固定手段は、独立に動作し得る複数のグループに分かれていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記磁性マスク部材は、前記処理対象物の処理面に密着固定する前には、該処理面との間で隙間を形成するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項４】
前記隙間は、５０μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記第１の固定手段及び第２の固定手段は、磁気力を発生する部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項６】
前記第２の固定手段は、前記磁性マスク枠を機械的に固定する機構を用いたことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項７】
前記第１の固定手段は、前記磁性マスク部材を固定させる際、前記処理対象物の中心部から開始して、周縁部に向かって終了するように、前記磁性マスク部材に対して磁力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項８】
請求項１に記載の処理装置を用いて処理対象物を処理する工程を有することを特徴とする電子放出素子ディスプレイの生産方法。
【請求項９】
請求項１に記載の処理装置を用いて処理対象物を処理する工程を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜等の処理を行う処理対象物にマスクを密着固定し、マスク被覆領域以外の面に所望のパターンを形成する処理装置、並びに、それらを用いた電子放出素子及び有機ＥＬディスプレイの生産方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置の製造装置の一例として、有機電界発光素子を代表とするフラットパネルディスプレイ用のガラス基板製造装置などがある。このようなディスプレイ用基板に関しては、基板上に所望のパターンを所望の精度で形成することにより、所望の機能を付与することが一般的である。【０００３】
パターン形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、フォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法などが知られているが、現在、ディスプレイに対してより高精細な表示能力が要求されている。したがって、より高精細なパターン形成精度がパターン形成装置に対して求められている。【０００４】
特許文献１に示されているように、真空蒸着法はスパッタリング法と並び、他手法と比較して高精度なパターンを低価格かつ高い信頼性で実現できる手法として知られている。【０００５】
特に、有機電界発光素子を表示素子として使用するディスプレイの製造においては、真空蒸着法が、フォトリソグラフィに代表されるウェットプロセスで起こりうる素子への水分ダメージが極めて少ないドライプロセスとして注目されている。【０００６】
真空蒸着によるパターン成膜を例にとると、予めパターン部に開口を有したマスクを処理対象物である基板の面に密着させた姿勢でマスク越しに材料を蒸着することにより、基板に所望のパターンを形成する。【０００７】
真空蒸着ではマスクの仕上がり精度がパターンの仕上がり精度に直接依存することになるため、微細なパターンを高精度にマスクに形成する手段の開発が求められる（例えば特許文献２参照）。【０００８】
微細パターンをマスクに形成するためには、マスク厚さを薄くする必要があると同時に、処理対象物との密着性やマスクとしてのパターン精度を確保するために、マスクに撓みやシワなどが発生しないような平坦性が求められる。【０００９】
その目的から、特許文献３に示された、厚さ５００μｍ以下の金属製マスクに対して張力をかけながら枠に固定する方法が知られている。【００１０】
金属製マスクは、張力をかけられてマスク外周縁で枠と溶接した構造であるため、マスクに常に張力が働くと同時に枠には常にその反力が働く。その結果マスクの平坦性は確保されるが、枠には高い剛性が求められる。【００１１】
その理由は、マスクにかかる張力に対する反力を枠の剛性で担保する必要があるためであり、仮に枠の剛性が弱い場合には反力により枠自体が変形してしまい、張力が緩和される結果、所定の精度を保つことができなくなるからである。【００１２】
以上より、微細なパターン精度のためには、マスク枠に対して高剛性が求められることになり、これは金属製マスクにとって重量増加を意味する。【００１３】
さらに、処理能力向上の要求に伴う多数個取りや、処理対象物サイズ自体の大判化に伴い、マスクは大型化してマスク重量はより重くなる。例えば５５インチサイズ（約１３００×８００ｍｍ）用の金属製マスクでは３００ｋｇの重量に及ぶものも存在する。【００１４】
マスクのサイズが大きくなり重量が重くなることは、成膜装置にとって、処理対象物とマスクとの位置合わせ機構やマスクを移動する機構の規模増大を招き、高精度を維持することが困難になる。【００１５】
したがって、成膜装置に対して求められる課題として、重量の重いマスクに対しても高精度を維持しつつ簡便に取扱う手段が求められる。【００１６】
その上、真空蒸着法の成膜工程では一般的にフェイスダウン（デポアップ）と呼ばれる、処理対象物のパターン形成面を下向きにして蒸発源に対向する姿勢をとることが必要となる。【００１７】
また、処理対象物とマスクの位置合わせの工程は一定精度の平面度を有した基台の上に、マスクと処理対象物とを積載した状態で両者あるいはどちらか一方を微動させることにより実施されることが一般的である。【００１８】
上記の位置合わせから成膜までの工程を考慮すると、一旦位置合わせされたマスクと処理対象物とを、位置ずれが起ることなく、天地逆向き状態でも維持する手段が必要になる。【００１９】
以上より、処理対象物の大型化に対応した上で、かつ、高精度のパターン精度を確保するためには、大重量化したマスクを位置ずれが起ることなく把持固定することがマスク固定手段に対して要求される。さらに、同目的のために、マスク固定手段にはマスクと処理対象物の密着性を確保することも要求される。【００２０】
これを実現する従来技術として、特許文献４に示されるように、多数個取り装置などにおいて小サイズに分割した領域に対してマスク配置や蒸着工程を実施することにより、高精度位置合わせを確保しつつ同時にマスクの軽量化を図る手段が提案されている。【００２１】
図６に特許文献４に開示された技術の概略構成例を示す。この図に示される蒸着装置では、一つの基板ベース２１１に載置された基板の上に、同一パターンを有した複数のマスクの位置合わせがマスクアライメント機構部２１２によって実施される。各マスクの位置合わせ終了後、マスク及び基板が固着された基板ベース２１１が基板反転部２２０においてフェイスダウンの姿勢に反転される。この姿勢で、成膜部２３０において真空チャンバ室２４０内の蒸着源２３１により基板への蒸着が実施される。【００２２】
また、マスクや処理対象物の固定手段には、磁性体である金属性マスクを固定するために磁石が用いられてきたが、マスク重量増に伴い必要固着力が増加したことにより、マスクと処理対象物の接触によるキズや衝撃による位置ずれなどが発生する虞があった。【００２３】
このような磁石によるマスク固定時のキズや位置ずれの発生を防ぐ方法として、特許文献５にて、処理対象物及びマスクに平坦性の優れたシリコンなどの半導体材料を用いて、処理対象物及びマスクを固定する手段に静電チャックを使用することが提案されている。【００２４】
この技術を用いた蒸着装置の構成例を図７に示す。この蒸着装置では、カメラ３０３Ａ，３０３Ｂを用いてアライメントされた蒸着マスク３０２がガラス基板３２０に固着され、ガラス基板３２０が下向きに、即ちフェイスダウンの姿勢にされ、蒸着源であるるつぼ３６１に対向している。この技術においては、ステージ３０１に内蔵されている電極３０１Ａに電圧を印加することでステージ３０１を静電チャックとして機能させてガラス基板３２０を固定している。蒸着マスク３０２は平坦性の優れたシリコン材料で作製されており、別の構造であるホルダー３３０により保持されている。従って、上記の磁石固定するときのように、キズや衝撃による位置ずれがない。【００２５】
また、マスクにおける所望のパターン開口を有する部位であるマスク膜状平面（ｍｅｍｂｒａｎｅ）は張力を加えられたとしても微小な撓みが存在しており、処理対象物の持つ剛性と比べて平面度に差がある。【００２６】
このため、マスクと処理対象物とを接触させる際に密着性が低くシワなどが生じる結果、両者の接触面に隙間が生じた場合には、マスクの開口部以外の場所にも蒸着材料が回り込むことになって仕上りパターン精度の低下を招く。【００２７】
こうしたパターン精度低下は“成膜ぼけ”と呼ばれており、これを防ぐために、できる限りマスクと処理対象物との密着性を高める必要がある。【００２８】
これを実現する従来技術として、特許文献６に示されるように、マスクと処理対象物とを対向する片側端からもう片側端へと順番に固定することにより両者の密着面積を増加させる方法が提案されている。【００２９】
この方法によるマスク固定工程を図８に断面図で示す。この図に示すように、メタルマスク４０２と基板４０１を平行に配置した状態で、両者の密着性を確保するための板状マグネット４０３が、基板４０１におけるメタルマスク４０２とは反対側に配置される。そして、基板４０１に板状マグネット４０３を接触する際に基板４０１の片側端からもう片側端へと順番に接触させることにより、メタルマスク４０２にシワなどを生じさせることなく、メタルマスク４０２と基板４０１を密着させている。【００３０】
【特許文献１】特公平６−５１９０５号公報
【特許文献２】特開平１０−４１０６９号公報
【特許文献３】特許３５３９１２５号公報
【特許文献４】特開２００３−７３８０４号公報
【特許文献５】特開２００４−１８３０４４号公報
【特許文献６】特開２００４−１５２７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、特許文献４に示されるような、分割された処理領域ごとに配置された小サイズのマスクを使う分割蒸着法では、マスク位置合わせに時間がかかり装置タクトが増加するという問題がある。また、多数個取りのために多数の同一パターンが一括蒸着される基板についての大判化には容易に対応できない、という問題もある。【００３２】
また、特許文献５に開示された静電チャックで処理対象物を固定する手段に関しては、次のような問題がある。【００３３】
処理対象物がガラスである場合、絶縁体であるガラスは材料の体積抵抗率が高く、常温では十分な静電吸着力が発生しない。したがって、体積抵抗率を下げるために昇降温の手順や加熱機構の付加が成膜装置に必要となる。あるいは、ガラス上に導電性膜を塗布し静電吸着可能な性質を付加するという新たな工程が必要となる。【００３４】
このようにガラスを成膜対象とする場合、追加対策が必要となり、その結果、装置のタクトアップ及びコストアップを招くという新たな問題が生じていた。【００３５】
また、特許文献６に開示されたマスクと処理対象物の密着性を高める手順は、常に片側端から順に固定するため処理対象物のサイズが変更になった場合の自由度が限定されるという問題がある。【００３６】
特に処理対象物である基板の大判化に対応するにあたり、装置の設計自由度や拡張性が限定されるという問題が生じていた。【００３７】
そこで本発明は、上記のような背景技術の有する課題を解決できる処理装置を提供することを目的とする。特に、使用するマスクが薄膜の磁性材料からなり、そのマスクの膜状平面に張力が加えられていることを前提とする技術の課題を解決するものである。【００３８】
また、本発明の目的の一例は、処理対象物の大判化の要求に対応して大重量となることでパターン精度低下の懸念があるマスクに対しても、高精度の一括パターン成膜を可能とすることにある。他の目的は、静電チャックなどの部品を使用することなく、マスク固定時のキズや位置ずれの発生を防ぐことができる装置及び方法を提供することにある。さらに他の目的は、処理対象物の大判化要求に対して容易に対応可能な拡張性の高い装置及びそれを使用したディスプレイの生産方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
本発明の一態様は、磁性マスク部材及び該磁性マスク部材の周囲を固定する磁性マスク枠を有するマスク機構を用いて処理対象物を処理する処理装置に係るものである。上記目的を達成するため、この処理装置は、前記磁性マスク部材を固定する、それぞれ独立に動作し得る複数の第１の固定手段と、前記第１の固定手段とは独立に動作する手段であって前記磁性マスク枠を固定する第２の固定手段と、を備えることを特徴とする。【００４０】
また本発明の他の態様は、上記態様の処理装置を用いて、処理対象物を処理する工程を有することを特徴とする電子放出素子及び有機ＥＬディスプレイの生産方法である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、処理対象物の大判化要求に対応させたマスクを使用しても、高精度の一括パターン成膜を可能にすると共に、処理対象物にキズを発生させないようにすることが出来る。また、処理対象物の大判化要求に対して容易に対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態である処理装置の梗概図である。
【図２】本発明の処理装置における、マスク位置合わせから蒸着準備に至るまでのマスク固定動作を示す図である。
【図３】本発明の処理装置を利用して生産する電子放出素子ディスプレイの構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の処理装置を利用して生産する有機ＥＬディスプレイの断面構造を示す梗概図である。
【図５】有機ＥＬディスプレイの発光部の一般的な製造方法を示す工程図である。
【図６】特許文献４に開示された成膜装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】特許文献５に開示された成膜装置の概略構成を示す正面図である。
【図８】特許文献６に開示された成膜装置において基板にマスクを固定するためのマグネットを配置する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      処理装置
１０１        第２の固定手段（永久磁石）
１０２      第１の固定手段（永久磁石）
１０２ａ    マスク膜状平面中央部の固定手段からなるグループ
１０２ｂ    マスク膜状平面周辺部の固定手段からなるグループ
１０３，１０３ａ，１０３ｂ    孔
１０４      第１の固定手段の駆動機構
１０５      制御手段
１０６      第２の固定手段の駆動機構
１０７      ゲートバルブ
１０８      排気管
１０９      排気手段
１１１      容器
２００      マスク
２００ａ    マスク枠
２００ｂ    マスク部材（マスク膜状平面）
３００      処理対象物（ガラス基板）
４００      基台
５０１      電子源基板
５０２      行配線
５０３      列配線
５０４      電子放出素子
５０７      第一のゲッタ
５１０      第二のゲッタ
５１１      補強板
５１２      枠
５１３      ガラス基板
５１４      蛍光膜
５１５      メタルパック
５１６      フェースプレート
６０１      ガラス基板
６０２      アノード
６０３      素子分離膜
６０４      ホールに係わる層
６０４ａ    ホール注入層
６０４ｂ    ホール輸送層
６０５      発光層
６０６      電子輸送層
６０７      電子注入層
６０８      カソード
６１０      マスク
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。ここでは処理の一例として蒸着処理を示すが、本発明に係る処理はこれに限らない。【００４５】
また本願は、使用するマスクが薄膜の磁性材料からなり、そのマスクの膜状平面に張力が加えられているものに関する発明である。【００４６】
図１は本発明に係わる処理装置の梗概図である。【００４７】
この図は後述するマスク固定動作後の状態を示しており、蒸着時はマスク固定装置を天地反転させ、マスク及び基板の処理面を下側に向けた姿勢で行われる。【００４８】
図中の１は処理装置、１０１はマスク枠２００ａの固定手段（第２の固定手段）、１０２はマスク部材（「マスク膜状平面」と記載することもある）２００ｂの固定手段（第１の固定手段）である。【００４９】
１０３ａ及び１０３ｂはそれぞれ第２の固定手段１０１及び第１の固定手段１０２が基台４００中を移動する孔である。【００５０】
本実施の形態においては、磁性材料から成るマスク２００に対して磁気力を及ぼす永久磁石を第２の固定手段１０１及び第１の固定手段１０２として採用している。【００５１】
ここで、第１の固定手段１０２と第２の固定手段１０１について詳しく説明すると、図１の処理装置は、第１の固定手段１０２を複数有し、それぞれが独立に動作可能である。【００５２】
また、図１の処理装置は、第２の固定手段１０１を複数有し、それぞれが独立に動作可能である。【００５３】
そして、第１の固定手段１０２は、第２の固定手段１０１の動作に左右されることなく、独立に動作可能であり、第２の固定手段１０１もまた、第１の固定手段１０２の動作に左右されることなく、独立に動作可能である。また、第１の固定手段１０２同士もそれぞれ独立に動作可能である。【００５４】
次に、第１の固定手段１０２と第２の固定手段１０１の動作を制御する制御手段について具体的に述べる。【００５５】
まず、第１の固定手段１０２と第２の固定手段１０１は、それぞれが独立に動作可能なサーボモータ、パルスモータ、空気の圧力を利用した空圧駆動機構等の駆動機構１０４，１０６に繋がれている。【００５６】
その上、第１の固定手段１０２の駆動機構１０４及び第２の固定手段１０１の駆動機構１０６はそれぞれ第１の固定手段１０２と第２の固定手段１０１の駆動を制御する制御手段１０５に繋がれている。【００５７】
さらに、前記制御手段１０５により、第１の固定手段１０２の駆動機構１０４及び第２の固定手段１０１の駆動機構１０６は、以下のように制御される。【００５８】
まず、第１の固定手段１０２に繋がれている個々の駆動機構１０４は、それぞれ独立に制御可能である。また、一以上の駆動機構１０４が同期をとって動作するように制御することもできる。【００５９】
一方、第２の固定手段１０１に繋がれている個々の駆動機構１０６も、それぞれ独立に制御可能である。【００６０】
そして、第１の固定手段１０２に繋がれている個々の駆動機構１０４は、駆動機構１０６の動作に左右されることなく、独立に制御可能である。【００６１】
第２の固定手段１０１に繋がれている個々の駆動機構１０６もまた、駆動機構１０４の動作に左右されることなく、独立に制御可能である。【００６２】
以上の制御方法により、前述のように、第１の固定手段１０２と第２の固定手段１０１の動作させることが可能となる。【００６３】
尚、必ずしも、マスク枠２００ａとマスク膜状平面２００ｂを駆動する駆動機構１０４及び駆動機構１０６を同一の制御手段１０５で制御する必要はなく、別個の制御手段で制御しても良い。【００６４】
孔１０３ａ及び孔１０３ｂについて言及すると、孔１０３ａ及び孔１０３ｂは、該穴が設けられている基台４００を貫通していても良いし、所定の厚さを残し一端が封止されていても良い。【００６５】
上記以外の部材１０７〜１０９、１１１の説明は以下のとおりである。【００６６】
１０７は、処理装置１の容器１１１の内部と排気手段１０９との連通又は遮断をする為のゲートバルブである。１０８は排気管である。【００６７】
１０９は、処理装置１の容器１１１の内部を排気するターボモレキュラーポンプ、メカニカルブースターポンプ又はクライオポンプ等の排気手段である。【００６８】
図１に示す処理装置において、基板などの処理対象物３００は、図示しない搬送系により基台４００上に搬送されて来る。搬送されて来た処理対象物３００は、図示しない処理対象物受け渡し手段により、基台４００上に載置される。更に、同一蒸着室の別所又は処理装置の別室に保管されていたマスク２００が図示しないマスク搬送手段により基台４００上に搬送されて来る。そして、基台４００上に、処理対象物３００の上方にマスク２００が配置された状態となる。【００６９】
その後、後述するマスク固定動作を経て、図１に示すように基台４００上の処理対象物３００の上にマスク２００が固定される。マスク機構であるマスク２００は高剛性のマスク枠２００ａおよび、薄いマスク部材（以下、マスク膜状平面と記す。）２００ｂより構成されている。【００７０】
マスク２００は金属製であり、鉄系などの磁性材料を使用する必要がある。特に蒸着時における輻射入熱による熱膨張を小さくするためにはインバー材のような鉄ニッケル合金などの低熱膨張材料が使用される。【００７１】
磁性マスク部材であるマスク膜状平面２００ｂにはエッチングなどの方法により所望のパターンである微小な開口が形成されている。パターン精度の高精細化に伴いその厚みを薄くすることが求められ、５０ミクロン以下の厚みに金属膜を加工することが可能である。【００７２】
マスク膜状平面２００ｂは、それに張力を加えられた状態で、磁性マスク枠であるマスク枠２００ａにその周縁部が溶接などの手段により固定されている。【００７３】
マスク枠２００ａはマスク膜状平面２００ｂに加えられた張力による反力によって発生する変形が下記に記載するように所要の値以下になるような剛性を持つことが求められる。ここで、マスク膜状平面２００ｂの平坦性維持に必要な張力は、マスク材料の物性（弾性係数）とマスク自体が蒸着時に受ける熱変形から決まり、単位長さ当たり約２．９Ｎ／ｍ（０．３ｋｇｆ／ｍ）が必要になる。この値を計算条件として有限要素法により解析すると、５５インチサイズのマスク枠（内寸１３５０ｍｍ×８２０ｍｍ）の変形が５０μｍ以内に収まるために必要な枠の断面形状は、１２５ｍｍ×６０ｍｍの断面が必要となり、重量は２８０ｋｇとなる。つまり、上記のような剛性を持たせるとマスク２００全体の重量は大きくなり、基板サイズ１３００ｍｍ×８００ｍｍ程度に使用するマスクにおいては重量３００ｋｇに及ぶ。【００７４】
上記のようなマスク２００及び処理対象物３００を固定する処理装置は、マスク２００及び処理対象物３００を載置する基台４００を備える。この基台４００には第１の固定手段１０２と、第２の固定手段１０１とを備えている。第２の固定手段１０１は、基台４００のマスク載置面にマスク２００のマスク枠２００ａを固着する。第１の固定手段１０２はマスク膜状平面２００ｂを基台４００の載置面に固定する。更に詳しく説明すると、第２の固定手段１０１及び第１の固定手段１０２は、夫々、固着力発生手段としての磁石を基台４００の貫通穴を通してマスク２００及び処理対象物３００の載置面に対して遠近動作させられる機構となっている。また、本例の処理装置は、基台４００上の処理対象物３００の処理面が鉛直方向に対して上向き及び下向きに、さらには前記処理面に垂直な方向に基台４００を移動することが可能な移動機構を備える。【００７５】
次に、本発明の処理装置におけるマスク固定動作を説明する。【００７６】
図２は本発明の処理装置における、マスク位置合わせから蒸着準備に至るまでの様子を示す図である。【００７７】
ここで、図２に示す装置において、第１の固定手段は、独立に動作し得る２つのグループ１０２ａ，１０２ｂに分かれており、グループ１０２ａに属する第１の固定手段同士は同期動作し、グループ１０２ａに属する第１の固定手段同士も同期動作する。より詳しくは、グループ１０２ａは、マスク膜状平面中央部を固定する複数の第１の固定手段からなり、グループ１０２ｂは、マスク膜状平面周辺部を固定する複数の第１の固定手段からなる。そして、グループ１０２ａに属する第１の固定手段同士は連結されており、同期動作する構成となっている。また、グループ１０２ｂに属する第１の固定手段同士も連結されており、同期動作する構成となっている。尚、同一のグループに属する第１の固定手段同士は、同期動作できる構成となっていればよく、必ずしも連結する必要はない。【００７８】
図２（ａ）は、処理対象物３００である基板にマスクを位置合わせするときの様子を示す。処理対象物３００が処理面を上向きの状態で基台４００上に設置され、処理対象物３００を上から覆うようにマスク２００が基台４００に載置されている。このマスク２００は例えば上記の基板サイズ１３００ｍｍ×８００ｍｍ用の大判マスクであり、マスク膜状平面２００ｂはシワや撓みの無いように固定されている。しかしながら、マスク膜状平面２００ｂはその周囲のみにてマスク枠２００ａと固定されているため、マスク膜状平面２００ｂは図２のように自重で多少伸びている。【００７９】
本実施形態において処理対象物３００に所定のパターンを精度良く形成するために、図２（ａ）の状態においてマスク２００と処理対象物３００の相対位置を、基台４００の平面上で所定の精度の範囲内に決める必要がある。【００８０】
この位置合わせ時には不図示の位置決め機構によりマスク２００と処理対象物３００の両方もしくはどちらか一方を動かすことで所定の位置に配置できる。【００８１】
マスク２００と処理対象物３００の相対移動の際に、両面が接触している場合、処理対象物３００にキズを与える可能性があるため、図２（ａ）のように両者の間に一定の隙間を維持して両者が接触しないようにすることでこれを防止している。【００８２】
但し、この隙間が大きいと、次の手順においてマスク膜状平面２００ｂと処理対象物３００を密着固定する際に位置ズレを起こす要因になるため、できるだけ微小であることが望ましい。具体的には隙間の上限が５０μｍ以下となることが望ましい。【００８３】
図２（ｂ）は、マスクの位置合わせ終了後にマスク枠２００ａに対する第２の固定手段１０１のみを独立動作し、基台４００にマスク枠２００ａを磁気力で固着させた状態を示している。第２の固定手段１０１は、不図示の外部駆動機構により、固着力発生手段としての永久磁石を基台４００のマスク載置面に対して垂直方向に駆動することにより磁気固着力を制御している。【００８４】
本実施形態では、マスク枠２００ａに対する固着力発生手段として永久磁石を用いているが、クランプを用いて機械的に固定する機械式固定手段や、電磁石などを用いてもよい。【００８５】
図２（ｂ）の状態ではマスク枠２００ａのみが基台４００と固定されており、マスク膜状平面２００ｂと処理対象物３００との間は所定の隙間を有しているため、この固着動作による位置ズレは発生しない。【００８６】
図２（ｃ）は、マスク枠２００ａと基台４００を固定した後に、処理対象物３００の中央と、マスク膜状平面２００ｂの中央部同士を接触させた状態を示す。【００８７】
このとき、マスク膜状平面２００ｂの中央部に対応する固定手段からなるグループ１０２ａのみを独立動作し、マスク膜状平面２００ｂの中央部を磁気力により弾性変形させることで、処理対象物３００とマスク膜状平面２００ｂの中央部同士が接触する。【００８８】
グループ１０２ａに属する固定手段は、不図示の外部駆動機構により、固着力発生手段としての永久磁石を基台４００のマスク載置面に対して垂直方向に駆動することにより磁気固着力を制御している。【００８９】
本実施形態では、マスク膜状平面２００ｂの中央部に対する固着力発生手段として永久磁石を用いているが、これに限らず、永久磁石以外のもので固着力を発生できるものならば構わない。【００９０】
さらに、マスク膜状平面２００ｂの中央部を最初に処理対象物３００に接触させることで、面全体を固着する場合に発生するマスク膜状平面部のシワや位置ズレを起こすことなく、処理面との良好な密着性を確保することが可能となる。【００９１】
図２（ｄ）は、処理対象物３００の中央と、マスク膜状平面２００ｂの中央部同士が接触した後に、両者を完全に面接触させた状態を示す。このとき、マスク膜状平面２００ｂの周辺部に対応する固定手段からなるグループ１０２ｂのみを独立動作し、マスク膜状平面２００ｂ全体を処理対象物３００の処理面方向へ弾性変形させることで、両者が完全に面接触する。【００９２】
また、上記グループ１０２ａ及び１０２ｂに属する固定手段において固着力発生手段に磁石を用いた場合、その磁石は、処理対象物３００の処理面にマスク膜状平面２００ｂを固着する磁気固着力が均一に発揮されるような配置としている。具体的には処理面と対向する面内に均等に磁石を配置することで実現できる。【００９３】
本実施形態では、不図示の外部駆動機構により、固着力発生手段としての永久磁石をマスク載置面に対して垂直方向に駆動することにより、マスクに対する磁気固着力を制御している。しかしながら、固着力発生手段の駆動機構を設けずに、マスク膜状平面に対する固着力をマスク膜状平面内のエリアごとに変化させられるように固定手段を構成することでも、上記のマスク固定動作を実現できる。【００９４】
したがって、固着力を制御する方法は、図２に示されている駆動式によらず、固着力をマスク膜状平面２００ｂの中心部と周縁において変化させることが可能であればその手法は問わない。このため、磁石の種類に関して、永久磁石に限定されず、電気的に磁力制御が可能な電磁石を用いてもよい。【００９５】
図２（ａ）〜（ｄ）に示した一連の動作が終了したときには、マスク膜状平面２００ｂと処理対象物３００の処理面とは磁気固着力により密着した状態となっている。このとき、処理対象物３００がマスク膜状平面２００ｂと基台４００に挟まれることで把持固定されている。【００９６】
これにより、処理対象物３００がガラス基板などの非磁性体であった場合でも基台４００に固定する機能を実現できる。【００９７】
ガラス基板はフラットパネルディスプレイ用の基板として広く使用されており、こうした用途に対して背景技術の処理装置では静電チャックなどの機器を基台４００上に設置することでガラス基板の固定機能を確保していた。これに対し、本発明によれば、上記のようにマスク膜状平面２００ｂを基台４００側に固着する力で処理対象物３００を把持固定できるので、静電チャックを使用しないで非磁性体の処理対象物３００の固定を実現でき、装置コスト低減に大きく寄与する。【００９８】
また、図２の（ａ）から（ｄ）を参照して説明したマスク固定手順は容易にプログラム化することができるため、装置の運転プログラムに記述することで自動化することは容易であり、装置の省力化に大きく寄与する。【００９９】
以上のようにして基台４００上での処理対象物３００及びマスク２００の位置決めと固定が完了すると、固定手段１０１，１０２を持つ基台４００を処理面が下向きになるように不図示の移動機構により天地反転させられる。そして、固定手段１０１，１０２を持つ基台４００は、処理面が下向き（フェイスダウン）の状態で、不図示の真空チャンバー内の蒸着源の上方に配置され、マスク２００越しに処理面に成膜材料が所望のパターンで成膜される。【０１００】
処理対象物３００の回収は、不図示の移動機構により基台４００を転地反転させる。続いて、マスク２００を不図示のマスク搬送手段により同一蒸着室内の別所又は処理装置の別室に移す。更に、不図示の処理対象物受け渡し手段により処理対象物３００を搬送系が受け取り、所定の位置に搬出することにより処理対象物３００の回収を行う。【０１０１】
なお、本実施形態は真空蒸着装置に関する適用例であるが、本発明に係るマスク固定の手法はスパッタリング法でも適用可能であり成膜方式にはよらない。【０１０２】
次に、本発明の好ましい態様について説明する。【０１０３】
処理対象物が大判化した上で高精度のパターン精度を確保するためには、マスク固定手段に対して、大重量化したマスクを固定することと、マスクと処理対象物の密着性を担保すること、という２つの大きく異なる設計が要求される。【０１０４】
そこで、マスク重量の大部分を占めるマスク枠の固定及び固定解除と、処理対象物との密着性が必要なマスク膜状平面の固定及び固定解除とをそれぞれ個別の固定手段で行えるようにした。この事により、マスク位置合わせ動作時にマスク膜状平面を処理面に密着固定しないでマスク位置合わせ動作が可能となる。その結果、マスクと処理対象物の接触によるキズや衝撃による位置ズレを発生させないような動作が可能となる。【０１０５】
これにより、正確にマスクを位置合わせした状態を維持して成膜を実施することができる。さらに、特許文献４に開示された技術のように精度を担保できる範囲に処理領域を分割することなく、マスクの位置合わせや、成膜が可能となり、処理対象物の大判化にも対応可能な高精度の成膜処理が可能となる。【０１０６】
また本発明では、マスク枠を処理対象物と直接接触しないように配置することが好ましい。この事により、マスクの位置合わせ後にマスク枠のみを基台に固着した際においても、処理対象物とマスクの間に隙間を設けることができ、衝撃による位置ズレや接触キズを発生させないような動作が可能となる。このため、正確にマスクを位置合わせした状態を維持して成膜を実施することができる。【０１０７】
また、マスク枠に対する固定手段１０１において、マスク枠２００ａの固着力発生手段が、基台のマスク載置面に対して垂直方向にマスク全体の重力以上の固着力を発揮することが好ましい。さらに、処理対象物の処理面が傾いているときは、マスク載置面に平行方向のマスク枠の摩擦力がマスク全体の重力のマスク載置面に平行な成分以上であるように、マスク枠の固着力発生手段の固着力を設定することが好ましい。このように、マスク重量の大部分を占めるマスク枠に対する固着力を、マスク全体の重力だけでなくマスク移動時に生じる載置面との摩擦力も考慮して決める。この事により、成膜時のフェイスダウンの姿勢においても正確にマスクを位置合わせした状態を維持し、かつ、マスクの移動や脱落などを生じないようにすることが可能となる。【０１０８】
また、マスク膜状平面に対する固定手段１０２において、マスク膜状平面の固着力発生手段が、基台に対して垂直方向に、マスク膜状平面とこれが接する処理対象物の重力の和以上の固着力を発揮することが好ましい。さらに、処理対象物の処理面が傾いているときは、次のような摩擦力を発揮するようにマスク枠の固着力発生手段の固着力を設定することが好ましい。すなわち、基台と処理対象物の間の摩擦力が処理対象物の重力とマスク膜状平面の重力の和の基台に平行な成分以上であり、かつ、処理対象物とマスク膜状平面の間の摩擦力がマスク膜状平面の重力の、処理対象物の処理面に平行な成分以上であるように設定する。【０１０９】
このように、マスク膜状平面に対する固着力を、マスク膜状平面及び処理対象物の重力だけでなくマスク移動時に生じるマスク膜状平面と処理対象物との摩擦力も考慮して決める。この事により、成膜実施時にフェイスダウンの姿勢にする移動において、処理対象物とマスクとの密着性及び静止状態を保つことが可能となる。このため、マスクの位置ズレが発生することが無くなり、正確にマスクを位置合わせした状態を維持して成膜を行うことができる。また、蒸着中のフェイスダウンの姿勢においても、処理対象物とマスクの密着性を維持すると同時に処理対象物の脱落などを生じないため、正確にマスクを位置合わせした状態を維持して成膜することができる。【０１１０】
さらに、処理対象物自体をマスク膜状平面を介して基台上に固定することになるため、処理対象物を固定する機構に静電チャックを使用すること無く、同じ効果及び機能が得られる。この結果、マスク固定手段の簡素化による処理装置のコストダウン及び、マスク固定の準備時間短縮による装置のタクトアップが可能となり、高生産性の装置が実現できる。【０１１１】
また、マスク膜状平面に対する固定手段において、マスク膜状平面を固着するための磁気がマスクと処理対象物との接触面上で均一な磁力分布となるように配置されていることが好ましい。この事により、処理対象物とマスクとの密着性を向上させ、処理面に対しマスク膜状平面をズレやシワなどが生じないように接触させることができる。このため、処理対象物とマスクとの密着性が良好な状態を維持して成膜することができる。【０１１２】
また、マスクと処理対象物との位置合わせの期間中、マスク膜状平面と処理対象物の処理面との間に一定の微小隙間を有するようにマスクを固定することが好ましい。この事により、マスクおよび処理対象物の相対移動中にマスクと処理対象物とが接触することなく、マスク位置合わせのための平面移動を行うことが可能となる。この結果、マスク位置合わせ時に処理対象物に対して衝撃による位置ズレや接触キズが生じることを防止することができる。【０１１３】
また、マスク膜状平面の固定において、処理対象物の中心部から開始して、周縁部に向かって終了するように、マスク膜状平面に対して固着力を作用させることが好ましい。【０１１４】
マスク膜状平面は、張力を加えられているとはいうものの自重により多少伸びており（図２参照）、この伸び変形は加工精度や平面度などの複合的な誤差要素を含むため、制御できない。よって、マスク膜状平面の任意の小領域や部位から処理対象物へ接触を開始した場合には、処理対象物の処理面に倣うようにマスク膜状平面が良好に密着するとは限らない。【０１１５】
そこで本発明ではマスク膜状平面を処理対象物の中心部から周縁部へと順番に接触させ、これにより、処理対象物に対してマスクにシワやズレなどを発生させることなく良好な密着性を確保している。【０１１６】
また、特許文献６に示されるようにマスクを処理対象物の一端から順番に固着する方法と比較すると、本発明のマスク固定手順はマスクや処理対象物のサイズが大きくなった場合に対する拡張が容易である。【０１１７】
この理由は、マスク膜状平面を処理対象物の中央から周縁に向かって中心対称に密着させることができるので、仮にマスクにシワが発生した場合にそのマスクのシワを処理対象物の周縁外に移動させる距離が常に最短になるからである。すなわち、マスク固定時のシワは、一度ズレが生じたマスクが処理対象物に倣って変形できずにズレが残留した結果発生するものと推定される。仮に一度ズレが発生したとしてもそのまま処理対象物の端部まで変形が移動すればシワは残らない。しかし、シワ発生箇所から処理対象物の周縁までの距離が長ければ長いほどシワ等の変形が残る可能性が高い。したがって、マスクを処理対象物の一端から順番に固着する従来方法では、マスクに発生したシワ等の変形箇所を処理対象物の周縁外に移動させる距離が一方向に長くなる虞がある。つまり、従来方法では、シワ等の無い良好なマスク密着状態を、マスクや処理対象物のサイズが大きくなった場合にも維持することは困難である。【０１１８】
これに対し、本発明のマスク固定手順によれば、シワ等の変形を逃がす距離が最短にできるため、更なる処理対象物の大判化に対しても容易に拡張することが可能となる。【０１１９】
また、マスクと処理対象物とを中心から周縁に順番に固着させる手段については、マスクの固着力を制御することで容易に可能である。具体的には、マスク膜状平面に対しての永久磁石の遠近動作や、マスク膜状平面に対応する領域内での固着力を変化させることが可能な配置もしくは電磁石によるＯＮ／ＯＦＦ制御など、装置の特性に合わせた方式が適用できる。【０１２０】
また、マスクと処理対象物との位置合わせ後のマスク固定手順として、マスク枠を固定した後に続いてマスク膜状平面の固定を実施することが好ましく、このマスク膜状平面の固定手順として、処理対象物の中心から周縁に順番に接触させることが好ましい。【０１２１】
本発明において、固定手段の必要固着力は被固定物の重量に比例するためマスク枠の必要固着力はマスク膜状平面と比較して著しく大きい。【０１２２】
必要固着力の大きいマスク枠を第一に固定し、それに続いてマスク膜状平面を固着することにより、マスクが位置ズレを起こすことなくマスク膜状平面の弾性変形のみで処理対象物を固定し、保持することが可能になる。【０１２３】
これにより、マスクと処理対象物の接触によるキズや衝撃による位置ズレを起こすことなく成膜を実施することができる。【０１２４】
本発明に係る固定手段の動作手順は、処理装置の運転制御シーケンスにおいて容易に実現することが可能である。プログラムなどにより自動化することで更に運転は容易になり、装置の信頼性を更に向上することができる。【０１２５】
以下、上記処理装置の適用例を示す。【０１２６】
まず、電子放出素子ディスプレイへの適用例を示す。【０１２７】
図３は、本発明に係わる処理装置を利用して生産する画像表示装置の一つである電子放出素子ディスプレイの斜視図である。【０１２８】
５０１は電子源基板、５０２は行配線、５０３は列配線、５０４は電子放出素子、５０７は第一のゲッタ、５１０は第二のゲッタである。【０１２９】
５１１は補強板、５１２は枠、５１３はガラス基板、５１４は蛍光膜、５１５はメタルバック、Ｄｏｘ１〜Ｄｏｘｍは列選択端子、Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎは行選択端子を表す。尚、５１３、５１４、５１５はフェースプレート５１６を構成する。【０１３０】
本表示装置は、行配線５０２及び列配線５０３が平面的に交差する所に、電子放出素子５０４が配置されている。そして、選択された列配線５０２及び行配線５０３に所定の電圧を印加するとその平面的に交差する部位に位置する電子放出素子５０４から電子が放出され、電子は正の高電圧が印加されているフェースプレート５１６に向かって加速される。電子はメタルバック５１５に衝突しそれに接する蛍光膜５１４を励起し、発光する。【０１３１】
ここで、フェースプレート５１６、枠５１２及びガラス基板５１３で囲まれた空間は真空に維持される。そして、その空間を画像表示装置の耐用期間に亘って真空状態に維持するために、内部にゲッタ材が配されている。ゲッタ材には、蒸発型ゲッタと非蒸発型ゲッタがあり、適宜使い分けられている。蒸発ゲッタとしては、Ｂａ，Ｌｉ，Ａｌ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｈ，Ｍｏ，Ｖなどの金属単体あるいはこれらの金属の合金が知られている。一方、非蒸発ゲッタとしては、Ｚｒ、Ｔｉなどの金属単体、あるいはこれらの合金が知られている。いずれも金属で、電導体である。【０１３２】
図３の例においては、第一のゲッタ５０７は列配線５０３上に形成されている。第一ゲッタ５０７の形成方法は、行配線５０３以下の部位が作成された電子源基板５０１を、本発明の処理装置のホルダー上に載置する。そして、行配線５０３の形状を有するメタルマスクを、位置合わせをして電子源基板５０１上に位置させる。その後、真空蒸着法、スパッタリング法又は化学気相成長法等により第一のゲッタ５０７を成膜する。厚さは２μｍ程度である。【０１３３】
この第一のゲッタの作成においては、最終的に電子放出素子５０４となる導電体膜が既に形成されているので、前述の第一のゲッタ５０７が導電膜と電気的に導通しないように作製することが肝要である。その際許容される位置合わせ誤差は、±３μｍ程度である。【０１３４】
一方、画像表示装置は今後益々大型且つ高精細になっていき、その結果許容される位置合わせ誤差は益々小さくなっていくと考えられる。【０１３５】
従って、本発明のような大型で重量のあるマスクを精度良く位置合わせ出来る処理装置は、電子放出素子ディスプレイの製造の用途に特に適している。【０１３６】
次に、有機発光ディスプレイ（以降、「有機ＥＬディスプレイ」と称することとする）への適用例を示す。【０１３７】
図４は、本発明に係わる処理装置を利用して生産することが特に適している画像表示装置の一つである有機ＥＬディスプレイの構造の梗概図である。【０１３８】
６０１はガラス基板、６０２はアノード、６０４はホールに係わる層、６０５は発光層、６０６は電子輸送層、６０７は電子注入層、６０８はカソードである。尚、ホールに係わる層６０４はホール注入層６０４ａとホール輸送層６０４ｂより成っている。【０１３９】
動作は、アノード６０２とカソード６０８間に電圧が印加されると、アノード６０２によりホールがホール注入層６０４ａに注入される。一方カソード６０８より電子が電子注入層６０７に注入される。注入されたホール及び電子は、ホール注入層６０４ａ及びホール輸送層６０４ｂ、並びに電子注入層６０７及び電子輸送層６０６をそれぞれ移動して発光層６０５に達する。発光層６０５に達したホール及び電子は再結合して発光する。【０１４０】
発光層６０５の材料を適宜選択することにより、光の三原色である赤、緑及び青の光を発光させることが可能で、その結果、フルカラーの画像表示装置を実現することが出来る。【０１４１】
次に、上述の発光部の作製について図５を使用して説明する。図５においては、赤Ｒ，緑Ｇ及び青Ｂを発光する部位よりなる一ピクセルについて説明する。図５は、有機ＥＬディスプレイの発光部の一般的な製造方法を示す工程図である。まず、前工程で（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ部、以降ＴＦＴと略記する）及び配線部が作り込まれ、その後平坦化の為の成膜処理がなされているガラス基板等の基板６０１上に反射率の高い導電膜を形成する。その導電膜を所定の形状にパターニングすることによりアノード電極６０２を形成する。次にアノード電極６０２上の赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂを発光する部位を囲むようにして絶縁性の高い材料からなる素子分離膜６０３を形成する。【０１４２】
これにより隣接する発光部分Ｒ，Ｇ、Ｂの間は素子分離膜６０３により仕切られる。次いで、アノード電極６０２上にホールに係わる層６０４（実際はホール注入層６０４ａ及びホール輸送層６０４ｂよりなる）、発光層６０５、電子輸送層６０６、電子注入層６０７を蒸着法により順次作製する。電子注入層６０７上に透明性導電膜からなるカソード電極６０８を積層することで、基板６０１上には有機ＥＬディスプレイの発光部が形成される。【０１４３】
最後に、基板上の上記発光部を透湿性の低い材料からなる図示しない封止層で覆う。【０１４４】
ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各発光層６０５を蒸着法で作製する際には、（Ｃ）で示すようにマスク６１０で覆う。（Ｃ）においては、赤Ｒの発光部を作製している場合を表している。【０１４５】
従って、緑Ｇ及び青Ｂの発光部はマスクで覆われており、緑Ｇ及び青Ｂの部位に赤Ｒの発光材料が混入しないようにしている。このようなマスクの使用法は、緑Ｇ及び青Ｂの部位に対しても同様に行う。【０１４６】
ここで、例えば、対角５．２インチで３２０×２４０ピクセルのフルカラー有機ＥＬディスプレイの場合、ピクセルピッチは０．３３ｍｍ（３３０μｍ）であり、サブピクセルピッチは０．１１ｍｍ（１１０μｍ）である。このような場合、マスクのアライメント精度としては、数ミクロン以下とすることが要求される。【０１４７】
また、ホール輸送層６０４ｂ、発光層６０５、電子輸送層６０６及び電子注入層６０７の作製においても、各有機材料の混入を防止する為別チャンバーで行われ、且つそれぞれの専用のマスクが使用される。【０１４８】
従って、それらの成膜プロセスでもマスクを同一の位置に高精度にアライメントする必要がある。【０１４９】
従って、マスクアライメントが精度高く且つ迅速に行えることは、有機ＥＬディスプレイの生産性及び歩留まりの向上を図る上で必須条件である。【０１５０】
また、今後益々大型の表示画面のディスプレイに対する常用が高まると考えられ、その際には重い大型のマスクを精度良く且つ迅速にアライメント出来ることに対する要求が益々大きくなることが予想される。【０１５１】
従って、本発明のような大型で重いマスクを精度良く且つ迅速にアライメントできるような処理装置は、有機ＥＬディスプレイの製造の用途に特に適している。
【図１】
2009084623.tif 000003
【図２】
2009084623.tif 000004
【図３】
2009084623.tif 000005
【図４】
2009084623.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009084623.tif 000009
【図８】
2009084623.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月21日(2009.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を真空に排気し得る容器、
該容器内に位置する磁性マスク部材及び該磁性マスク部材の周囲を固定する磁性マスク枠を有するマスク機構、
該容器内に位置する処理対象物を一方の面に載置する為の基台、
該基台に係わる前記一方の面の反対側の他方の面より前記一方の面に載置された前記マスク機構の磁性マスク部材に向かって第一の磁石を移動させる移動手段、
前記基台に係わる前記他方の面より前記一方の面に載置された前記マスク機構の磁性マスク枠に向かって第二の磁石を移動させる移動手段を有する処理装置であって、
前記第二の磁石を前記他方の面より前記一方の面に載置された前記磁性マスク枠に向かって移動させ、その後に前記第一の磁石を前記他方の面より前記一方の面に向かって移動をさせ、その際に前記第一の磁石の移動を前記処理対象物の中心部から開始して前記処理対象物の周縁部で終了するように２つの前記移動手段を制御する制御手段を有することを特徴とする処理装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
請求項１に記載の処理装置を用いて処理対象物を処理する工程を有することを特徴とする電子放出素子ディスプレイの生産方法。
【請求項９】
請求項１に記載の処理装置を用いて処理対象物を処理する工程を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの生産方法。
【国際調査報告】
2009084623.tif 000011
2009084623.tif 000012