(57)【要約】【課題】基板表面に対して薄膜化したマスクを高精度に配置させ、位置精度良好なパターン成膜を行うことが可能なパターン成膜装置および方法を提供する。【解決手段】基板Ｗを垂直に保持する基板保持手段３、マスクＭに垂直方向の張力を付加した状態で基板保持手段Ｍに保持される基板Ｗの一主面Ｗａ側にマスクＭを対向配置するマスク保持手段５、基板保持手段３に保持された基板Ｗとマスク保持手段５に保持されたマスクＭとの位置関係を検出する位置検出手段７、位置検出手段７で検出された位置関係に基づいて、基板ＷとマスクＭとが所定の位置関係となるように基板保持手段３を移動させるアライメント手段９を備えた。【選択図】　　　　図２
2004031181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口パターンを有するマスクを用いて基板の一主面上にパターン成膜を行う際に用いるパターン成膜装置であって、
基板を垂直に保持する基板保持手段と、
マスクに垂直方向の張力を付加した状態で前記基板保持手段に保持される基板の一主面側に当該マスクを対向配置するマスク保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板と前記マスク保持手段に保持されたマスクとの位置関係を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出された位置関係に基づいて、前記基板と前記マスクとが所定の位置関係となるように前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させるアライメント手段とを備えた
ことを特徴とするパターン成膜装置。
【請求項２】
請求項１記載のパターン成膜装置において、
前記マスク保持手段は、
マスクの端縁を保持して当該マスクをつり下げるつり下げ部材と、
前記つり下げ部材につり下げられたマスクの下端に取り付けられる重りとを備えた
ことを特徴とするパターン成膜装置。
【請求項３】
請求項２記載のパターン成膜装置において、
前記つり下げ部材と前記重りとは、これらに保持されたマスクを冷却するための冷却機構を備えている
ことを特徴とするパターン成膜装置。
【請求項４】
請求項２記載のパターン成膜装置において、
前記重りが磁性材料で構成されると共に、
前記つり下げ部材の下方には、前記重りとの間に制御自在に磁力を発生させる磁気制御手段が設けられている
ことを特徴とするパターン成膜装置。
【請求項５】
請求項１記載のパターン成膜装置において、
前記マスクが磁性材料で構成されると共に、
前記基板保持手段に保持された基板を介して前記マスク保持手段に保持されたマスクに当接される基板支持面を有し、当該基板支持面と当該マスクとの間に制御自在に磁力を発生させる磁気制御手段が設けられている
ことを特徴とするパターン成膜装置。
【請求項６】
開口パターンを有するマスクを用いて基板の一主面上にパターン成膜を行う方法であって、
垂直に配置された基板の一主面側に、垂直方向の張力が付加されたマスクを対向配置した状態で、当該基板とマスクとの位置合わせを行う工程と、
前記位置合わせされた状態を保って前記基板とマスクとを密着固定させる工程と、
前記マスクが密着固定された基板に対して成膜ガスを供給し、当該基板の一主面側に膜パターンを形成する工程とを行う
ことを特徴とするパターン成膜方法。
【請求項７】
請求項６記載のパターン成膜方法において、
前記位置合わせを行う工程では、前記マスクは、その下端に重りを付加した状態で前記基板の一主面側に対向してつり下げられる
ことを特徴とするパターン成膜方法。
【請求項８】
請求項７記載のパターン成膜方法において、
前記重りを磁性材料で形成し、当該重りにその下方から磁力を作用させることにより、前記マスクに付加される張力を制御する
ことを特徴とするパターン成膜方法。
【請求項９】
請求項６記載のパターン成膜方法において、
前記基板とマスクとを密着固定させる工程では、
前記基板の一主面にマスクを当接させた状態で、当該基板の他主面側に配置した磁気制御手段と磁性材料からなる前記マスクとの間に磁力を生じさせることによって当該マスクを前記基板の一主面側に密着させる
ことを特徴とするパターン成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパターン成膜装置およびパターン成膜方法に関し、特には、基板と別体で構成されたマスクを用いて基板の一主面側に膜パターンを形成するためのパターン成膜装置およびパターン成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代のフルカラー表示装置として、薄型、高輝度、高精細、低消費電力、さらには色再現性の広い有機ＥＬディスプレイが注目されている。この有機ＥＬディスプレイに用いられる有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に有機膜を挟持してなり、有機膜の材料選択によって各色に発光する素子が得られるため、ＲＧＢ各色に発光する有機ＥＬ素子を所定状態で配列形成することによって、フルカラー表示が可能な有機ＥＬディスプレイを構成することが可能である。
【０００３】
ところで、上述したような有機ＥＬディスプレイの優れた特徴を生かすためには、薄いガラス基板面に高精細な有機膜のＲＧＢ画素パターンを形成する必要がある。ところが、有機膜は溶剤に対する耐性が低いため、リソグラフィーによるパターン形成を行うことが困難である。このため、有機ＥＬディスプレイの製造においては、ガラス基板とは別体でマスクを形成し、このマスクをガラス基板面に密着配置させた状態で蒸着成膜を行う、いわゆるマスク蒸着法によってガラス基板上に有機膜をパターン形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マスク蒸着法においては、マスクの開口壁が蒸着材料の陰となって開口部の周辺領域の膜厚が薄くなり、画素内の膜厚分布が悪化する傾向にあるため、マスクを数百μｍ程度に薄膜化しなければならない。このため、マスクに「撓み」や「ゆがみ」さらには「うねり」が生じて平面性が劣化し易く、基板表面に密着配置させる際には、基板に対する位置合わせに誤差が生じやすくなり、各画素部分に対して位置精度良く有機膜のパターン形成を行うことが困難であった。
【０００５】
このようなマスクの平面性の劣化を防止する手法として、例えば特開２００２−６９６１９号公報および特開平１０−４１０６９号公報には、マスクをフレームに溶接固定することでその平面性を確保する方法が開示されている。しかしながら、このような方法では、マスク、フレーム、さらには溶接材の熱膨張係数の違いにより、蒸着時の加熱温度雰囲気中においてマスクにゆがみが生じるといった新たな問題が生じる。また、マスクは、蒸着にともなって汚れるため消耗品として使い捨てなければならず、低コストであることが求められる。しかし、フレーム溶接することで、そのコストが上昇することも問題となる。
【０００６】
さらに、特開平１０−２２３１３４号公報には、ガラス基板の下方においてマスクを面方向に伸張させる重りを付設することで、ガラス基板の表面にマスクを密着させる方法が開示されており、ガラス基板およびマスクが水平に配置されている状態が図示されている。しかしながら、このような方法では、成膜面（すなわちガラス基板）が大型化した場合、これにともなって大面積化したマスクの平面性を充分に確保するためには、マスクに対して過大な張力を付加する必要が生じてくる。このため、この張力によってマスクが変形し易くなるといった問題が生じてくる。
【０００７】
そこで本発明は、コストが上昇するフレーム溶接を用いることなく、かつマスクの変形を生じさせることなく、基板表面に対して薄膜化、さらには大面積化したマスクを高精度に配置させ、位置精度の良好なパターン成膜を行うことが可能なパターン成膜方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明は、開口パターンを有するマスクを用いて基板の一主面上にパターン成膜を行う際に用いるパターン成膜装置であり、基板を垂直に保持する基板保持手段と、マスクに垂直方向の張力を付加した状態で、この基板保持手段に保持される基板の一主面側に当該マスクを対向配置するマスク保持手段とを備えている。またさらに、基板保持手段に保持された基板と、マスク保持手段に保持されたマスクとの位置関係を検出する位置検出手段と、位置検出手段で検出された位置関係に基づいて、基板とマスクとが所定の位置関係となるように基板保持手段やマスク保持手段を移動させるアライメント手段を備えている。
【０００９】
このようなパターン成膜装置では、垂直に保持された基板の一主面側に、垂直方向の張力を付加した状態でマスクを対向配置するマスク保持手段を備えている。このため、薄膜化によって「ゆがみ」や「うねり」が生じて平面性が劣化したマスクが、その平面性が良好に補正された状態で基板の一主面側に対向配置される。また、この装置には、基板保持手段によって保持された基板と、上述したマスク保持手段によって保持されたマスクとの位置関係を検出する検出手段が設けられているため、平面性が補正されたマスクとこれに対向配置された基板との位置関係が検出され、これに基づいてマスクと基板との相対的な位置関係が補正されることになる。したがって、薄膜化によって平面性が劣化したマスクであっても、このマスクにフレームを固定する等の補強を施すことなく、その平面性を補正した状態でのアライメントを行うことが可能になる。しかも、基板およびマスクが垂直に配置されるため、大面積のマスクであっても、その平面性を補正するために最低限の張力を付加すれば良く、この張力によるマスクの変形を抑えることも可能である。
【００１０】
また本発明は、パターン成膜方法でもあり、次のような手順で行うことを特徴としている。先ず、垂直に配置された基板の一主面側に、垂直方向の張力が付加されたマスクを対向配置した状態で、当該基板とマスクとの位置合わせを行う。次に、位置合わせされた状態を保って、基板とマスクとを密着固定させる。その後、マスクが密着固定された基板に対して成膜ガスを供給し、当該基板の一主面側に膜パターンを形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパターン成膜装置およびパターン成膜方法の実施の形態を説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は本発明のパターン成膜装置を適用したＯＶＰＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　ｖａｐｏｒ　ｐｈａｓｅ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機気相堆積成膜）装置の全体構成を示す概略構成図であり、図２は、図１に示すパターン成膜装置の要部構成を説明するための構成図である。先ず、図２に基づいてパターン成膜装置の要部の構成を説明する。
【００１３】
図２に示すように、このパターン成膜装置の要部は、基板Ｗを保持する基板保持手段３、マスクＭを保持するマスク保持手段５、基板ＷとマスクＭとの位置関係を検出するための位置検出手段７、および基板ＷとマスクＭとの位置関係を補正するアライメント手段９によって構成されている。
【００１４】
このうち基板保持手段３は、基板Ｗを垂直に固定保持可能な基板支持面３ａを備えている。この基板保持手段３は、保持した基板Ｗをその一主面におけるｘ、ｙ，θ方向、さらには基板Ｗの厚み方向であるｚ方向に移動自在な駆動部３ｂを備えている。
【００１５】
また、この基板保持手段３の基板支持面３ａの裏面側には、例えば磁気制御手段４としての電磁石が内設されており、基板保持面１１ａ側における磁力の発生およびその制御が自在であることとする。尚、この磁気制御手段４は、ＯＮ−ＯＦＦさらには磁力の調整可能な電磁石で構成されることに限定されず、基板支持面３ａとの間隔が自在に調整されるように、基板保持手段３内において移動する構成であっても良い。
【００１６】
さらに、この基板保持手段３は、熱伝導性の高い金属からなり、これにより保持した基板Ｗの熱が外部に速やかに廃熱される構成とすることが好ましい。また、ここでの図示は省略したが、基板支持面３ａに保持された基板Ｗを冷却する冷却機構が備えられていることとする。この冷却機構は、例えば基板支持面３ａの裏面において冷媒を循環させることで、基板Ｗを冷却するものであっても良く、磁気制御手段４を介して基板支持面３ａのさらに裏面側に配置されていても良いし、磁気制御手段４と冷却機構とが、基板支持面３ａに対して平面視的に混在して配置されていても良い。
【００１７】
そして、マスク保持手段５は、マスクＭに垂直方向の張力を付加した状態で、基板保持手段３に保持される基板Ｗの一主面Ｗａ側にマスクＭを対向配置するものである。このマスク保持手段５は、マスクＭの端縁を保持してマスクＭをつり下げるつり下げ部材５ａと、つり下げられたマスクＭの下端に取り付けられる重り５ｂとを備えており、重り５ｂに働く重力によって、マスクＭに垂直方向の張力が付加される構成となっている。例えば図示した例では、つり下げ部材５ａおよび重り５ｂは、マスクＭの端縁を板状部材で狭持するクランプ状のものであり、マスクＭに対してねじ止めにて固定される。
【００１８】
尚、つり下げ部材５ａおよび重り５ｂは、マスクＭの全面に対して垂直方向に向かう張力が付加される構成であれば、このような構成に限定されることはない。例えば、図３に示すように、重り５ｂを２本の円柱状に形成してこの間にマスクＭを狭持させ、マスクＭに対して重り５ｂを線接触させる構成であっても良い。これにより、重り５ｂの表面の平坦性がマスクＭの平坦性に及ぼす影響が抑えられる。さらには、図４に示すように、つり下げ部材５ａおよび重り５ｂをマスクＭに対して点接触させる構成であれば、重り５ｂの表面の平坦性がマスクＭの平坦性に及ぼす影響を完全に無視することができる。この場合、つり下げ部材５ａによるマスクＭのつり下げポイントと、マスクＭにおける重り５ｂのつり下げポイントとが複数設けられる場合、マスクＭをつり下げた状態で、上下のつり下げポイントが垂直方向においてずれていることが好ましい。
【００１９】
ここで再び図２に戻り、これらのつり下げ部材５ａと重り５ｂとは、これらに保持されたマスクＭを冷却するための冷却機構として、ペルチェ素子が設けられていることが好ましい。
【００２０】
ここで例えば、後に説明するパターン成膜時において、成膜ガスが３００℃のＮ２キャリアガスによって１０ｓｌｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ　ｌｉｔｅｒ／ｍｉｎｕｔｅｓ：標準状態での１分あたりの流量）でマスクＭに供給されるとした場合、マスクＭに供給される熱量ｃは、ｃ＝（成膜ガス密度ρ×成膜ガス流量Ｖ×成膜ガス比熱Ｃ０×成膜ガス温度）となる。そこで、下記の各値を上記の式に代入する。
●成膜ガス密度をＮ２密度で代表してρ＝１．２５ｋｇ／ｍ３
●成膜ガス流量Ｖ＝０．０１ｍ３／ｍｉｎ
●成膜ガス比熱をＮ２比熱で代表してＣ０＝１．０３４ｋＪ／ｋ・ｋｇ
●成膜ガス温度＝３００℃
この結果、マスクＭに供給される熱量ｃは、ｃ＝３．８７５５ｋＪ／分＝６４．６Ｗとなる。このため、成膜時におけるマスクＭの熱膨張を防止するためには、これと同程度以上の冷却能力を有するペルチェ素子を設ければ良く、例えば３３Ｗ素子を２個用いれば良いことになる。
【００２１】
さらに、重り５ｂは磁性材料で構成されていても良い。この場合、マスク保持手段５の下方には、重り５ｂとの間の磁力の調整が自在な磁気制御手段６（例えば電磁石）を設けることとする。尚、この磁気制御手段６は、マスク保持手段５におけるつり下げ部材５ａの直下に配置されることとする。
【００２２】
そして、位置検出手段７は、基板保持手段３に保持された基板Ｗとマスク保持手段５に保持されたマスクＭとの位置関係を検出するためのものであり、例えばＣＣＤカメラ７ａとこれに接続された演算部７ｂとからなる。このうちＣＣＤカメラ７ａは、マスク保持手段５に保持されたマスクＭ側から、マスクＭと基板保持手段３に保持された基板Ｗとを重ね合わせた映像が取り込まれるように配置される。また、演算部７ｂは、マスクＭおよび基板Ｗのアライメントマーク形成位置にＣＣＤカメラ７ａを移動すると共に、このＣＣＤカメラ７ａの位置と撮影されたアライメントマークの重ね合わせ画像とからマスクＭに対する基板Ｗの位置ずれを算出する。
【００２３】
そして、アライメント手段９は、位置検出手段７で検出された位置関係に基づいて、基板ＷとマスクＭとが所定の位置関係となるように基板保持手段３のｘ、ｙ、θ方向の移動値を算出し、算出された値に基づいて基板保持手段３に設けられた駆動部３ｂによる基板保持手段３の駆動を制御する制御部９ａを備えている。したがって、この制御部９ａと、基板保持手段３の駆動部３ｂとでアライメント手段９が構成されることになる。
【００２４】
尚、アライメント手段９は、基板保持手段３に保持された基板Ｗと、マスク保持手段５に保持されたマスクＭとの相対的な位置関係を補正できれば良い。このため、位置検出手段７で検出された位置関係に基づいて、基板保持手段３またはマスク保持手段５の少なくとも一方を移動する構成であればよい。ただし、マスク保持手段５を移動させる構成である場合、マスク保持手段５のつり下げ部材５ａには、これをｘ，ｙ，θ方向さらに必要に応じてｚ方向に移動自在な駆動部が備えられていることとする。
【００２５】
次に、図１に基づいて、上述した要部構成が配置されるパターン成膜装置の全体構成を説明する。
【００２６】
このパターン成膜装置１は、基板Ｗに対してパターン成膜が施されるアライメント成膜室１１を備えている。このアライメント成膜室１１には、ここでの図示を省略した排気システムが備えられており、内部が所定の圧力にコントロールされる。そして、このアライメント成膜室１１内に、上述したマスク保持手段５、磁気制御手段６、および位置検出手段７のＣＣＤカメラ７ａが配置されている。
【００２７】
また、このアライメント成膜室１１には、ゲートバルブ１３を介して基板交換室１５が接続されている。この基板交換室１５にも、ここでの図示を省略した排気システムが備えられており、内部が所定の圧力にコントロールされる。そして、この基板交換室１５内に、上述した基板保持手段３が配置されている。尚、この基板保持手段３は、基板交換室１５内とアライメント成膜室１１内との間において、例えばｚ方向の移動によって行き来が自在であることとする。
【００２８】
さらに、このパターン成膜装置１は、アライメント成膜室１１内に成膜ガスを供給するためのガス供給手段２０が備えられている。このガス供給手段２０は、複数の供給管ライン２１を有しており、これらの供給端はアライメント成膜室１１内に挿入されている。この供給管ライン２１の供給端は、マスク保持手段５に保持させたマスクＭの表面各部に対して、均等に成膜ガスが噴き付けられるように配置されていることとする。尚、各供給管ライン２１には、それぞれ流量調整機構２１ａが設けられており、これによってもマスクＭの表面各部に対する成膜ガスの供給量（噴き付け量）が調整される構成となっている。
【００２９】
これらの供給管ライン２１の他端は、成膜原料が貯蔵された原料容器２３内に挿入されている。そして、この原料容器２３内には、キャリアガス供給手段２５となるガスボンベに接続された供給管２７が挿入されている。この供給管２７にはバルブ２７ａが設けられており、原料容器２３内へのキャリアガスの供給が自在であることとする。尚、原料容器２３内には、パターン成膜する材料に応じて、有機材料、無機材料などの各種の材料が貯蔵されることとする。
【００３０】
そして、このような構成のパターン成膜装置１においては、加熱機構２９が配置され、これによって原料容器２３および供給管ライン２１が所定の高温（１００℃〜４００℃）に温度制御される。これにより、原料容器２３内において加熱されて気化（昇華）した成膜原料（有機材料）が、供給管２７から導入されたキャリアガスと共に、加熱された状態を保って（すなわちガス状態を保って）アライメント成膜室１１内に供給される構成となっている。
【００３１】
次に、上述したパターン成膜装置１を用いたパターン成膜方法の実施の形態を図５に基づき、図１および図２を参照しつつ説明する。
【００３２】
先ず、図５（１）に示すように、マスクＭの端部に重り５ｂを固定する。この際、マスクＭに重りＭを固定しやすいように、マスクＭにねじ５ｂ’による固定用のねじ穴ｈを予め形成しておくこととする。尚、ねじ止めした後には、このねに５ｂ’も重り５ｂの一部となることは言うまでもない。
【００３３】
次に、図５（２）に示すように、重り５ｂが固定されたマスクＭの他端をパターン成膜装置のアライメント成膜室１１（図１参照）に設置されたつり下げ部材５ａに固定する。これにより、垂直方向の張力が付加された状態のマスクＭが、パターン成膜装置内に設置されることになる。このように、マスクＭをアライメント成膜室１１内につり下げた状態において、ゲートバルブ１３を閉じてアライメント成膜室１１内を所定の減圧状態に排気しておく。
【００３４】
一方、図５（３）に示すように、基板Ｗを基板保持手段３の基板支持面３ａに固定保持させる。この作業は、パターン成膜装置の基板交換室１５内（図１参照）にて行われる。そして、基板保持手段３に設けられた冷却機構によって、保持した基板Ｗを室温程度に冷却保持すると共に、基板交換室１５内を排気する。
【００３５】
その後、基板交換室１５内の圧力がアライメント成膜室１１内の圧力と同程度にまで低下したところで、ゲートバルブ１３を開く（図１参照）。そして、図５（４）に示すように、基板保持手段３をｚ方向に駆動させることで、基板交換室１５内からアライメント成膜室１１内に基板保持手段３を移動させ（図１参照）、基板Ｗの一主面Ｗａ側にマスク保持手段５に保持されたマスクＭを所定間隔で対向配置させる。また、必要に応じて、マスク保持手段５の下方に配置した磁気制御手段６によって、重り５ｂと磁気制御手段６との間に磁力を生じさせ、重り５ｂでは不足している張力を磁力によって付加し、マスクＭの平面性を確保する。
【００３６】
この状態において、基板ＷとマスクＭのアライメントマーク形成位置にＣＣＤカメラ７ａを移動させ、このＣＣＤカメラ７ａによって基板ＷとマスクＭの各部に形成されたアライメントマークを撮像する。ここで、マスクＭには、開口形状のアライメントパターンが形成されており、基板Ｗの一主面Ｗａには、マスクＭのアライメントパターン形成位置と対応する位置に、凹凸形状のアライメントパターンが形成されていることとする。このため、ＣＣＤカメラ７ａでは、マスクＭのアライメントパターンと基板Ｗのアライメントパターンとが重ね合わされた状態が撮像され、演算手段７ｂによってこの重ね合わせの位置関係が検出されることになる。
【００３７】
そして、検出された重ね合わせ状態に基づいて基板保持手段３をｘ，ｙ，θ方向に移動させ、マスクＭと基板Ｗとが所定の重なり状態となるように位置合わせする。
【００３８】
尚、この際、マスク保持手段５のつり下げ部５ａ（図２参照）をｘ，ｙ，θ方向に移動させて位置合わせを行う場合には、つり下げ部５ａの駆動によってマスクＭが揺れるため、基板Ｗの一主面Ｗａ側の損傷を抑えるために、基板ＷとマスクＭとの間隔をいったん離した状態で大まかな位置合わせを行い、再度、マスクＭと基板Ｗとを接近させて高精度な位置合わせを行うようにすることが望ましい。ただし、基板ＷとマスクＭとの間隔を変化させる場合には、磁気制御手段６における磁力の発生をＯＦＦの状態として行うこととする。尚、つり下げ部５ａの駆動によるマスクＭの揺れは、マスク保持手段５の下方に配置した磁気制御手段６によって、重り５ｂと磁気制御手段６との間に磁力を生じさせていれば、最小限に抑えられるため、一段階での位置合わせも可能である。
【００３９】
以上のようにして、マスクＭと基板Ｗと位置合わせを行った後、図５（５）に示すように、基板保持手段３をゆっくりとｚ方向（図２参照）に移動させて、マスク保持手段５に保持させたマスクＭに基板Ｗを当接させる。この際、基板ＷによってマスクＭを多少押し圧する状態にすることが好ましい。そして、この状態で、基板保持手段３に内設した磁気制御手段４（図２参照）をＯＮの状態とする。これにより、マスクＭと磁気制御手段４との間に磁力を発生させ、この磁力によってマスクＭを基板Ｗの一主面に対して密着させた状態とする。尚、磁気制御手段４が、基板支持面３ａとの間隔が自在に調整されるように、基板保持手段３内において移動する構成で有る場合、マスクＭに基板Ｗを当接させた後に、磁気制御手段４を基板支持面３ａに接近させることで、マスクＭと磁気制御手段４との間に磁力を発生させ、この磁力によってマスクＭを基板Ｗの一主面に対して密着させた状態とする。
【００４０】
尚、上述したように、マスクＭと基板Ｗとの位置合わせの際に、マスク保持手段５のつり下げ部５ａ（図２参照）をｘ，ｙ，θ方向に移動させる場合には、つり下げ部５ａの駆動によってマスクＭが揺れるため、基板Ｗの一主面Ｗａの損傷を防止するため、マスクＭが静止した後に、マスクＭを基板Ｗに対して密着させる工程を行うこととする。尚、マスク保持手段５の直下に磁気制御手段６が配置されている場合、これと重り５ｂとの間で働く磁力によって、マスクＭがより速く静止状態となる。
【００４１】
このような状態で、パターン成膜装置の各供給管ライン２１から、成膜ガスＧを供給し（図１参照）、基板Ｗの一主面Ｗａ上において成膜ガスＧを急速冷却することで膜パターンを形成する。この際、供給管ライン２１に対して、基板保持手段３を回転運動させるかまたはスライド運動させることで、基板Ｗの一主面側に対しての成膜ガスＧの供給状態を均一化させるようにしても良い。この場合、基板保持手段３の駆動に一致させてマスク保持手段５のつり下げ部材も駆動させることとする。
【００４２】
尚、フルカラー表示の有機ＥＬディスプレイ製造における有機膜や電極膜の形成に、上述したパターン成膜方法を適用する場合、以上の図５（１）〜図５（５）を用いて説明した工程をＲＧＢ各色毎に３回繰り返し行うこととする。
【００４３】
以上説明したパターン成膜装置およびこれを用いたパターン成膜方法では、マスクＭをつり下げて重り５ｂによって垂直方向に張力を付加するため、薄膜化によって「ゆがみ」や「うねり」が生じて平面性が劣化したマスクＭであっても、その平面性が良好に補正される。そして、基板保持手段３によって保持された基板Ｗと、このように平面性が良好に補正されたマスクＭとの位置関係が検出手段７によって検出され、検出された位置関係に基づいてマスクＭと基板Ｗとの相対的な位置関係が補正されることになる。
【００４４】
したがって、薄膜化によって平面性が劣化したマスクＭであっても、このマスクＭにフレームを固定する等の補強を施すことなく、その平面性を補正した状態でアライメントを行うことが可能になる。しかも、基板ＷおよびマスクＭが垂直に配置されているため、これらを水平に配置することによって生じる撓みを考慮する必要はなく、大面積のマスクＭであっても、その平面性を補正するために最低限の張力を付加すれば良い。このため、この張力によるマスクＭの変形を抑えることも可能である。
【００４５】
この結果、基板Ｗの一主面Ｗａに対して、薄膜化および大面積化したマスクＭを高精度に位置合わせし、位置精度の良好なパターン成膜を行うことが可能になる。
【００４６】
また、基板支持面３ａ側に磁気制御手段４を設けたことで、マスクＭを基板Ｗ側に磁力によって密着させることが可能になる。このため、マスクＭと基板Ｗとの間の部分的な「浮き」が防止され、形成される膜パターンの位置精度を確保することが可能になる。
【００４７】
しかも、上述したパターン成膜装置において、マスク保持手段５に冷却機構を設けた場合、マスクＭに対して加熱された成膜ガスＧが供給されたとしても、マスクＭを冷却状態に保つことが可能であるため、マスクＭが熱膨張することで冷却状態にある基板Ｗとの間にずれを生じることを防止できる。これにより、成膜時におけるマスクＭと基板Ｗとのずれを防止し、形成される膜パターンの位置精度を確保することが可能になる。
【００４８】
マスク保持手段５の下に磁気制御手段６を設けたことで、重り５ａと磁気制御手段６との間に磁力を作用させることが可能になるため、アライメント時におけるマスクＭの揺れを防止することができる。これにより、アライメントの精度を確保することができる。しかも、磁力の調整によってマスクＭに付加される垂直方向の張力を調整できる。このため、重り５ｂを軽めに設定し、不足分を磁力によって補うことが可能であるため、様々な形態のマスクＭに対して重り５ｂの汎用性を確保できると共に、重り５ｂによってマスクＭに過大な張力が付加されることも防止できる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
図６には、パターン成膜装置の要部の他の構成例を示した。この図に示すパターン成膜装置の要部と、図２を用いて説明したパターン成膜装置の要部との異なるところは、基板保持手段３０の構成と、この基板保持手段３０とは別に成膜ステージ３２が設けられている点にある。そして、他の構成、すなわちマスク保持手段５、磁気制御手段６、位置検出手段７、アライメント手段９は同様の構成であることとする。
【００５０】
すなわち、基板保持手段３０は、基板Ｗの端部をクランプしてつり下げることで、基板Ｗの一主面Ｗａを垂直に保持する構成となっている。この基板保持手段３０にも、保持した基板Ｗをその一主面におけるｘ、ｙ，θ方向、さらには基板Ｗの厚み方向であるｚ方向に移動自在な駆動部３０ａが備えられている。
【００５１】
そして、成膜ステージ３２は、基板保持手段３０に保持された基板Ｗの他主面Ｗｂ側に対向させて配置され、基板Ｗをその他主面側から垂直に指示する基板支持面３２ａを備えている。この成膜ステージ３２は、基板保持手段３０に保持された基板Ｗの他主面Ｗｂに向かってｚ方向に基板支持面３２ａを移動自在に構成されている。そして、この成膜ステージ３２の基板支持面３２ａの裏面側に、磁気制御手段４が内設され、基板支持面３２ａ側における磁力の発生が自在であることとする。また、この成膜ステージ３２は、第１実施形態で図２を用いて説明した基板保持手段（３）と同様の材質で構成され、同様の冷却機構が設けられていることとする。
【００５２】
尚、ここでの図示は省略したが、このような構成の要部を備えたパターン成膜装置においては、例えば図１における基板交換室１５とアライメント成膜室１１との間で、基板保持手段３０と成膜ステージ３２とが、移動自在に配置された構成となる。
【００５３】
このような要部を有するパターン成膜装置であっても、第１実施形態で説明したと同様の手順でパターン成膜を行うことが可能である。この場合、図５を用いて説明したパターン成膜工程で、基板保持手段３を基板保持手段３０と読み替えることとする。ただし、図５（４）を用いて説明した工程においてマスクＭと基板Ｗとの位置合わせが終了した後、図５（５）を用いて説明した工程でパターン成膜を開始する前には、図６を参照して次の様にして基板ＷとマスクＭとを密着させることとする。
【００５４】
先ず、基板保持手段３０をさらにｚ方向に移動させ、マスク保持手段５に保持させたマスクＭに基板Ｗを当接させた状態とすると共に、成膜ステージ３２をｚ方向に移動させ基板Ｗの他主面Ｗｂに基板支持面３２ａを当接させる。そして、この状態で、成膜ステージ３２に内設した磁気制御手段４をＯＮの状態とする。これにより、マスクＭと磁気制御手段４との間に磁力を発生させ、この磁力によってマスクＭを基板Ｗの一主面に対して密着させた状態とする。
【００５５】
以上説明した第２実施形態のパターン成膜装置およびパターン成膜方法であっても、マスクＭをつり下げて重り５ｂで張力を付加した状態で、マスクＭと基板Ｗとの位置合わせが行われる。このため、第１実施形態と同様に、基板Ｗの一主面Ｗａに対して、薄膜化および大面積化したマスクＭを高精度に位置合わせし、位置精度の良好なパターン成膜を行うことが可能になる。
【００５６】
また、成膜ステージ３２の基板支持面３２ａ側に磁気制御手段４を設けたことで、マスクＭを基板Ｗ側に磁力によって密着させることも可能であり、マスクＭと基板Ｗとの間の部分的な「浮き」を防止して、形成される膜パターンの位置精度を確保することが可能になる。
【００５７】
以上説明した各第１実施形態および第２実施形態においては、ＯＶＰＤ装置およびＯＶＰＤ法に本発明を適用した場合を説明した。しかし本発明のパターン成膜装置およびパターン成膜方法は、ＯＶＰＤ装置およびＯＶＰＤ法への適用に限定されることはなく、例えば、真空蒸着法への適用も可能である。この場合、垂直に配置された基板ＷおよびマスクＭに対して原料ガスが供給されるように、蒸着原料のるつぼから発生させた原料蒸気（つまり成膜ガス）の供給方向に指向性を与えるような原料容器を用いることが好ましい。またこのような原料容器を用い、垂直に配置された基板に対して所定角度（２０°〜６０°）から原料蒸気を供給し、回転原料容器（原料蒸気の供給方向）に回転運動を与えて画素の膜厚分布を良好にすることが好ましい。これにより、基板およびマスクを回転させた場合のマスクずれを防止できる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、垂直方向に張力を付加したマスクを基板の一主面側に対向配置した状態で、基板とマスクとの位置合わせを行う構成としたことで、薄膜化によって「ゆがみ」や「うねり」が生じて平面性が劣化したマスクであっても、最低限の張力の付加によってマスクの平面性を良好に補正した状態で、当該マスクと基板との相対的な位置関係の補正を行うことが可能になる。したがって、コストが上昇するフレーム溶接を用いることなく、かつ大面積のマスクに過剰な張力を付加してこれを変形させることを防止した状態で、基板表面に対して薄膜化したマスクを高精度に配置させ、位置精度の良好なパターン成膜を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるパターン成膜装置の全体構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態のパターン成膜装置の要部構成を説明するための構成図である。
【図３】マスク保持手段を構成する重りの一例を示す断面図である。
【図４】マスク保持手段の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明のパターン成膜装置を用いたパターン成膜方法を説明する図である。
【図６】第２実施形態のパターン成膜装置の要部構成を説明するための構成図である。
【符号の説明】
３，３０…基板保持手段、３ａ，３２ａ…基板支持面、３ｂ，３０ｂ、（９）…駆動手段（アライメント手段）、４，６…磁気制御手段、５…マスク保持手段、５ａ…つり下げ部材、５ｂ…重り、７…位置検出手段、９ａ、（９）…制御手段（アライメント手段）、Ｇ…成膜ガス、Ｗ…基板、Ｗａ…一主面、Ｗｂ…他主面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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