(57)【要約】      （修正有）【課題】パターニングの精度を向上させるための真空蒸着用マスクユニット及びこれを備えた真空成膜装置を提供する。【解決手段】金属フレーム２と、金属フレームに固定され、開口パターンが形成されている金属箔４と、から構成され、金属フレームの内縁側に、金属箔を介して被成膜基板（基板１）を支持する基板受け部３を備え、基板受け部が、前記被成膜基板の中央部に向かって凹形状に傾いているテーパー形状であることを特徴とする、真空成膜用マスクユニットと、前記被成膜基板を前記真空成膜用マスクユニットに備える金属箔上に密着させるための基板押え機構６と、を備えることを特徴とする、真空成膜装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フレームと、
前記金属フレームに固定され、開口パターンが形成されている金属箔と、から構成され、
前記金属フレームの内縁側に、前記金属箔を介して被成膜基板を支持する基板受け部を備え、
前記基板受け部が、前記被成膜基板の中央部に向かって凹形状に傾いているテーパー形状であることを特徴とする、真空成膜用マスクユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の真空成膜用マスクユニットと、
被成膜基板を前記真空成膜用マスクユニットに備える金属箔上に密着させるための基板押え機構と、を備えることを特徴とする、真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空成膜用マスクユニット及びこれを備えた真空成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層や電極を、スパッタリングや蒸着等の真空成膜手法によって特定のパターンで形成する場合、具体的な手法として、成膜部位に対応する開口部を形成したシャドウマスクを用いたパターニング手法が広く一般に採用されている。
【０００３】
近年、素子の高精細化の要求を受けて、高精細パターンを精度良く形成できる真空成膜用マスクが必要となっている。
【０００４】
特許文献１では、厚さが数十μｍ〜百μｍという薄い金属箔をマスク箔として利用する方法が開示されている。この方法によれば、精細なストライプ状にパターニングされた薄膜の形成を実現することができる。
【０００５】
ただし、マスク箔単体では剛性が保てず開口パターン精度が保てないため、このマスク箔の四辺をテンションがかかっている状態で金属フレーム上に固定した上で、その端部を溶接することマスク箔を金属フレーム上に保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２３８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、真空成膜装置においては、薄膜を形成する基板を所定の開口パターンが形成されたマスク上に重ねて位置合わせ（アライメント）を行った後、蒸着源あるいはスパッタリングターゲットに対向した状態で固定してから成膜を行っている。しかし、基板をマスク上に載置する際に、基板自体の重みで、基板を載置する金属箔が基板と共にたわんでしまう。また金属箔を、テンションをかけて金属フレームに貼り付けたとしてもこのたわみは依然解消されない。
【０００８】
ここで金属箔はフレーム部で固定されているので、金属箔のたわみはフレーム部に近づくに従い緩和される傾向にある。しかし金属箔上に載置されている基板は金属箔よりも剛性が大きいため、フレーム部に近づくにつれて基板のたわみの方が金属箔のたわみよりも大きくなる。そうすると、基板が金属箔から離れる現象、いわゆる「浮き」が発生する。
【０００９】
ここで、フレームの内縁部まで基板が金属箔と密着して上記「浮き」が発生しなければ、蒸着の際に何ら問題は生じないが、フレームの内縁部よりも内側の位置から上記「浮き」が発生すると、金属箔と基板との間に隙間が生じる。そうすると、蒸着の際にマスクのパターン通りに材料を蒸着することができないため、色ボケや混色の原因となっていた。
【００１０】
また上記「浮き」を解消するために基板の中央部及び「浮き」が発生する部分をマグネット吸着させたり、基板に押圧させたりしたとしてもマグネット吸着や押圧されていない部分から新たな「浮き」が発生する。このため従来からある基板の固定方法では基板と金属箔との密着性を確保することが困難であった。
【００１１】
一方、近年ではパネル高精細化や基板サイズの大型化が進行しているため、基板と金属箔との密着性を確保する課題は、より顕在化すると考えられる。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、その目的は、パターニングの精度を向上させるための真空蒸着用マスクユニット及びこれを備えた真空成膜装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の真空成膜用マスクユニットは、金属フレームと、
前記金属フレームに固定され、開口パターンが形成されている金属箔と、から構成され、
前記金属フレームの内縁側に、前記金属箔を介して被成膜基板を支持する基板受け部を備え、
前記基板受け部が、前記被成膜基板の中央部に向かって凹形状に傾いているテーパー形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の真空成膜用マスクユニット及びこれを用いた成膜装置は、基板（被成膜基板）にかかるたわみに対応するように、金属フレームの内縁側に、基板の中央部に向かって凹形状に傾いているテーパー形状である基板受け部を備えている。こうすることで金属箔を基板のたわみに対応するように変形させることが可能になる。このため、基板の全面において、基板と金属箔との密着が実現できる。
【００１５】
よって本発明によれば、パターニングの精度を向上させるための真空蒸着用マスクユニット及びこれを備えた真空成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の真空成膜用マスクユニットを備えた真空成膜装置の実施形態の例を示す断面模式図である。
【図２】比較例で使用した真空成膜用マスクユニットを備えた真空成膜装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の真空成膜用マスクユニットは、金属フレームと、この金属フレームに固定され、開口パターンが形成されている金属箔と、から構成される。また金属フレームの内縁側には、金属箔を介して被成膜基板を支持する基板受け部が設けられており、この基板受け部は、被成膜基板の中央部に向かって凹形状に傾いているテーパー形状を有している。
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の真空成膜用マスク及び真空成膜装置について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の真空成膜用マスクを備えた真空成膜装置の実施形態の例を示す断面模式図である。尚、本発明の真空成膜装置は、真空チャンバ内において真空蒸着を行う装置であるが、図１においては、説明の都合上真空チャンバは省略している。
【００２０】
図１の真空成膜装置１０は、成膜手段７としての蒸着源と、真空成膜用マスク１１と、基板押え機構６とを備えている。
【００２１】
まず本発明の真空成膜用マスクについて説明する。
【００２２】
図１の真空成膜装置１０の構成部材である真空成膜用マスク１１は、金属フレーム２と、基板受け部３と、金属箔４とから構成される部材である。図１に示すように、薄膜が形成される被成膜基板（基板１）は、真空成膜用マスク１１を構成する金属箔４上に載置されるが、この基板１の一部、具体的には、基板１の辺部及び角部は、金属箔４を介して、この金属膜４の直下にある基板受け部３に支持されている。
【００２３】
基板受け部３は、金属フレーム２の内縁部を切削加工することにより形成される。ここで、基板受け部３が有するテーパーは、基板１と金属箔４との間に生じ得る浮きを軽減できるものであれば、その形状は特に限定されるものではない。尚、テーパーの形状は金属フレーム２の内縁部の切削加工によって決まるが、テーパーの具体的な形状として、切削面が平面となる形状（断面円錐形状）や切削面が曲面となる形状が挙げられる。また基板受け部３が有するテーパーのテーパー角（金属フレーム２の上面とテーパー端部の頂点を結んだ直線とでなす角度）は、０度よりも大きく０．５度以下の範囲が好ましい。０度よりも大きく１．０×１０-3度以下の範囲がより好ましい。
【００２４】
ところでテーパー形状を有する基板受け部３を設けることにより、金属フレーム２の内縁部において、金属フレーム２と金属箔４との間に遊びに相当する空間が形成される。ここで、基板受け部３が設けられている位置に基板１を載置すると、基板１及び金属箔４が当該「遊びに相当する空間」に入り込む。そうすると、基板受け部３における金属フレーム２と基板１との相対距離が小さくなるため、基板受け部３における浮きはほとんど生じないか、生じたとしてもμｍ未満単位という小さいものとなる。
【００２５】
真空成膜用マスク１１を構成する金属箔４は、図１に示されるように、金属フレーム２の外縁部、具体的には、図１に示される溶接部５で溶接を行うことで金属フレーム２上面に固定されている。また金属箔４は、所望のパターンで薄膜を形成することが可能になるように、所定の領域に開口パターンが形成されている。
【００２６】
次に、基板押え機構について説明する。基板押え機構は、被成膜基板（基板１）を真空成膜用マスクユニットに備える金属箔上（金属箔４上）に密着させるために設けられている。
【００２７】
図１の真空成膜装置の構成部材である基板押え機構６は、定盤等の平滑板（不図示）上に、基板１を押圧するための複数のピン６ａを備えている。このピン６ａは、少なくとも基板１の中央部、辺部及び角部に対応する位置に、一定の間隔を持って設けられる。ただし基板１と金属箔４との密着性を考慮して、基板の中央部に対応する位置にあるピンを省略してもよい。基板押え機構６は、成膜時には、図１（ｂ）に示すように、ピン６ａによって金属フレーム領域において押圧を加える。このとき、基板受け部３が被成膜基板の中央部に向かって凹形状に傾いているテーパー形状を有している。そのため、基板押え機構６で基板１を押圧等すると、基板受け部３が有するテーパー形状に基板１のたわみが吸収されると共に、基板１の全面を金属箔４と密着させることが可能となる。
【００２８】
この基板押え機構６に備わっているピン６ａは、平滑板に固定されていてもよいが、基板１のたわみにより正確に対応させる目的で、バネ等の弾性部材を用いて上下方向に揺動できる形式であってもよい。
【００２９】
また基板押え機構６は、上述したピン６ａに限定されるものではない。マグネットを用いて磁性体フレームを吸着する方式も採用することができる。
【００３０】
ところで、基板１と金属箔４との間で発生する「浮き」がある状態で基板押え機構６による基板の押圧を行う際に、その「浮き」が小さいものであれば、基板１のたわみが矯正され基板１と金属箔４との密着性を確保することができる。しかし、この「浮き」が数十μｍの大きさの場合、押圧をした箇所においては基板１のたわみが矯正されるが、押圧したときに生じる押圧に対する反発力によって押圧をしていない箇所に新たなたわみが生じる。このためこの力（反発力）が生じないために、テーパー形状の基板受け部３を設けて金属フレーム２の内縁部において発生し得る基板と金属箔との「浮き」を小さくする必要がある。
【００３１】
次に、成膜手段について説明する。
【００３２】
図１の真空成膜装置の構成部材である成膜手段７は、蒸着源やスパッタリングターゲット等を備える装置であり、成膜手段７に備わっている部材・装置については公知のものを使用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、本発明は、本実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
図１の真空成膜装置１０で蒸着膜を形成する場合は、まず、アラインメント処理を行った基板１（奥行３６０ｍｍ、幅４６０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス基板）を、図１（ａ）に示すように、金属箔４上に載置する。このとき、基板１は自重によるたわみのために、金属箔４上で緩やかな弧を描いた形状となる。このため基板１を支持する基板受け部３上において、基板１と金属箔４との間には隙間（浮き）が生じている。尚、この「浮き」は、基板１の角部において一番大きくなっている。
【００３５】
一方、金属フレーム２の内縁に設けられている基板受け部３は、テーパー角が基板１の中心方向に４．４×１０-5度傾いた断面円錐形状となるように、金属フレーム２の内縁を切削加工して設けられている。
【００３６】
次に、図１（ｂ）に示すように、基板押え機構６により基板１を押圧し、基板１を金属箔４上に固定する。ここで基板１を押圧すると、基板１と金属箔４とが基板受け部３に押し込まれそれぞれ変形する。そうすると、基板１の自重による穏やかな弧を描いたたわみを生かしつつ基板１のたわみが基板受け部３に吸収される。このため、基板の全面が金属箔４に密着させることが可能になる。
【００３７】
このようにして基板を固定した後で真空蒸着を行ったところ、基板上に成膜された蒸着膜パターンには、パターン形状の不良や、パターニング精度の悪化は見られなかった。
【００３８】
［比較例］
金属フレーム２に基板受け部を設けていない真空成膜用マスクを用いて実施例と同様に真空成膜を行った。尚、この比較例で使用した真空成膜装置２０は、図１の真空成膜装置１０と同様の構成であるが、説明の都合上、その一部を省略する場合がある。
【００３９】
本比較例において、図２（ａ）に示されるように金属箔４上に基板１を載置すると、基板１は自重によるたわみのために、金属箔４上で緩やかな弧を描いた形状となる。このとき、基板の辺部（図２（ａ）のＡ−Ａ断面）では、基板１は、自重でたわんでいるものの金属フレーム２の内縁に至るまで金属箔４と密着している（図２（ｂ））。一方、基板の角部（図２（ａ）のＢ−Ｂ断面）では、金属フレーム２の内縁よりも内側、具体的には、図２（ｃ）中のＣの部分において基板１が金属箔４から離れて「浮き」が生じている。尚、本比較例においてこの「浮き」は４０μｍ〜５０μｍである。
【００４０】
ここで、基板１を押圧しないで（図２（ｂ）、（ｃ）の状態で）真空成膜を行うと、特に、「浮き」が生じている部分において成膜パターン形状、精度が不良であることが観察された。
【００４１】
ここで、上記「浮き」を解消するために基板１の角部を基板押え機構６により金属フレーム２に押圧した。そうすると、基板１は、押圧した部分において金属フレーム２と密着したものの、基板１を押圧していない箇所、具体的には図２（ｄ）中Ｄの部分において、基板１の剛性に起因する新たな浮き上がり（５０μｍ〜６０μｍ）が発生した。この状態で真空成膜を行うと、特に、図２（ｄ）中のＤの部分において、成膜パターン形状、精度が不良であることが観察された。この結果、基板に押圧を加えるだけでは、金属箔と基板との密着性を向上させることは困難であることが判った。
【符号の説明】
【００４２】
１：基板、２：金属フレーム、３：基板受け部、４：金属箔、５：溶接部、６：基板押え機構、７：蒸着源、１０（２０）：真空成膜装置、１１：真空成膜用マスク
【図１】
2012052155.tif 000003
【図２】
2012052155.tif 000004