(57)【要約】  本開示の実施形態は、シャドウマスクのための方法及び装置を提供する。一実施形態では、シャドウマスクが提供される。当該シャドウマスクは、金属材料から作製されたフレーム、及びフレームに連結された１つ又は複数のマスクパターンを備えている。１つ又は複数のマスクパターンは、約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属材料を含み、且つ、そこにおいて形成された複数の開口を有する。金属材料は、約５ミクロンから約５０ミクロンの厚さを有し、且つ、約１６０ミリメートルの長さにわたって、約＋／−３ミクロンの開口間のピッチ許容差を有する。【選択図】図２
2018526534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャドウマスクであって、
金属材料から作製されたフレーム、及び
前記フレームに連結された１つ又は複数のマスクパターンであって、前記１つ又は複数のマスクパターンが、約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属を含み、且つ、そこにおいて形成された複数の開口を有し、前記金属が、約５ミクロンから約５０ミクロンの厚さを有し、且つ、約１６０ミリメートルの長さにわたって、約＋／−３ミクロンの開口間のピッチ許容差を有する、１つ又は複数のマスクパターン
を備えているシャドウマスク。
【請求項２】
前記複数の開口のそれぞれが、約５ミクロンから約２０ミクロンの主要寸法を含む、請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項３】
前記複数の開口のそれぞれが、テーパ状の側壁を含む、請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項４】
前記複数の開口のそれぞれが、対応する開口によって形成されたサブピクセル活性領域よりも約４倍大きい開領域を含む、請求項３に記載のシャドウマスク。
【請求項５】
前記複数の開口のそれぞれが、湾曲した側壁を含む、請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項６】
前記複数の開口のそれぞれが、対応する開口によって形成されたサブピクセル活性領域よりも約４倍大きい開領域を含む、請求項５に記載のシャドウマスク。
【請求項７】
前記金属が、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びコバルト（Ｃｏ）の合金を含む、請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項８】
前記複数の開口のそれぞれが、電鋳された境界を含む、請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項９】
マスクパターンであって、
導電材料を含み、且つ、約７ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有するマンドレル、及び
前記導電材料の少なくとも一部を露出する複数の開口が形成された誘電材料であって、前記誘電材料が、体積のパターンを含み、前記体積のそれぞれが、約５ミクロンから約２０ミクロンの主要寸法を有する、誘電材料
を備えているマスクパターン。
【請求項１０】
前記誘電材料が、フォトレジスト材料を含む、請求項９に記載のマスクパターン。
【請求項１１】
前記誘電材料が、無機絶縁材料を含む、請求項９に記載のマスクパターン。
【請求項１２】
前記マンドレルが、第１の基板及び第２の基板を備えている、請求項９に記載のマスクパターン。
【請求項１３】
前記第１の基板が、ガラス材料又はガラスセラミック材料を含む、請求項１２に記載のマスクパターン。
【請求項１４】
前記第２の基板が、前記導電材料を含み、前記第２の基板が、前記第１の基板の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を含む、請求項１２に記載のマスクパターン。
【請求項１５】
前記第２の基板が、複数の金属層を含む、請求項１２に記載のマスクパターン。
【請求項１６】
前記金属層の厚さが、前記第１の基板の表面積に依存する、請求項１５に記載のマスクパターン。
【請求項１７】
前記体積が、電鋳プロセスにおいて境界を形成するために用いられる、請求項９に記載のマスクパターン。
【請求項１８】
シャドウマスクを形成する方法であって、
導電材料を含み、且つ、約７ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有するマンドレルを調製することと、
前記導電材料の少なくとも一部を露出する複数の開口が形成されたパターンで、前記マンドレルの上に誘電材料を堆積することであって、前記パターンが複数の体積を含み、前記体積のそれぞれが、約５ミクロンから約２０ミクロンの主要寸法を有する、誘電材料を堆積することと、
前記マンドレルを、約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属材料を含む電解槽の中に置くことと、
前記マンドレルの前記開口における複数の境界を電鋳することと
を含む方法。
【請求項１９】
前記誘電材料が、フォトレジスト材料を含む、請求項１８に記載のマスクパターン。
【請求項２０】
前記誘電材料が、無機絶縁材料を含む、請求項１８に記載のマスクパターン。
【請求項２１】
前記マンドレルが、上部に堆積された前記導電材料を有するガラス又はガラスセラミック材料を含む、請求項１８に記載のマスクパターン。
【請求項２２】
電鋳されたマスクであって、
金属層、及び前記金属層の一部を露出する開口が形成されたパターン領域を含むマンドレルを調製することであって、前記マンドレルが、約７ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する、マンドレルを調製することと、
前記マンドレルを電解槽に曝露することと、
前記開口において約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属材料を電鋳することと、
前記マンドレルを前記槽から取り除くことと、
前記マスクを前記マンドレルから分離することと
によって形成される、電鋳されたマスク。
【請求項２３】
前記マスクが、前記金属材料を含む複数の境界を有し、前記境界間のピッチ許容差は、約１６０ミリメートルの長さにわたって約＋／−３ミクロンである、請求項２２に記載の電鋳されたマスク。
【請求項２４】
パターン領域が、フォトリソグラフィによってパターニングされた誘電材料を含む、請求項２２に記載の電鋳されたマスク。
【請求項２５】
前記誘電材料が、フォトレジスト材料を含む、請求項２４に記載の電鋳されたマスク。
【請求項２６】
前記誘電材料が、無機絶縁材料を含む、請求項２４に記載の電鋳されたマスク。
【請求項２７】
前記マンドレルが、第１の基板及び第２の基板を備えている、請求項２２に記載の電鋳されたマスク。
【請求項２８】
前記第１の基板が、ガラス材料又はガラスセラミック材料を含む、請求項２７に記載の電鋳されたマスク。
【請求項２９】
前記第２の基板が、前記金属材料を含み、前記第２の基板が、前記第１の基板の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を含む、請求項２７に記載の電鋳されたマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、精細なパターン状のシャドウマスクを用いて、基板上に電子デバイスを形成することに関する。具体的には、本明細書で開示された実施形態は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造で用いられる、精細なパターン状の金属マスクのための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］テレビ画面、携帯電話のディスプレイ、コンピュータのモニタなどのフラットパネルディスプレイの製造においては、ＯＬＥＤが注目を浴びてきた。ＯＬＥＤは、特殊な種類の発光ダイオードであり、その中で発光層が特定の有機化合物の複数の薄膜を含む。ＯＬＥＤは、一般的な空間照明にも使用することができる。ＯＬＥＤディスプレイで可能な色、輝度、及び視野角の範囲は、従来のディスプレイの範囲よりも広い。なぜなら、ＯＬＥＤピクセルが、直接発光し、バックライトを必要としないからである。したがって、ＯＬＥＤディスプレイのエネルギー消費は、従来のディスプレイのエネルギー消費よりもかなり少ない。さらに、ＯＬＥＤは、フレキシブル基板に組み付けることができるので、ロールアップディスプレイや、さらに可撓性媒体に組み込まれたディスプレイなどといった、新しい応用の可能性が開かれる。
【０００３】
［０００３］現在のＯＬＥＤ製造では、有機材料を蒸発させることと、複数のパターニングされたシャドウマスクを用いて、基板上に金属を堆積させることとが必要とされている。蒸発及び／又は堆積の間の温度のゆえに、マスクの材料を低い熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料から作製することが必要である。低ＣＴＥにより、基板に対するマスクの運動が妨げられるか、又は最小限となる。したがって、マスクは、低ＣＴＥを有する金属材料から作製されてもよい。通常、マスクは、約２００ミクロン（μｍ）から約１ミリメートルの厚さを有する金属シートを所望の厚さ（例えば、約２０μｍから約５０μｍ）にローリングすることによって作製される。フォトレジストが、所望のパターンでローリングされた金属シート上に形成され、フォトリソグラフィプロセスで光に曝露される。次に、フォトリソグラフィプロセスで形成されたパターンを有するローリングされた金属シートは、化学的にエッチングされ、その中に精細な開口が形成される。
【０００４】
［０００４］しかしながら、従来のマスク形成プロセスは、限界がある。例えば、分解能要件が厳しくなるにつれて、エッチングを正確に行うことがより難しくなっている。さらに、収率を増大させ、且つ／又は、より大きなディスプレイを作製するために、基板の表面積が恒常的に増大しており、マスクは、基板を覆うのに十分な大きさではない場合がある。これは低ＣＴＥ材料のシートのサイズに限りがあるからであり、ローリングの後でさえも、十分な表面積を確保することができない。さらに、精細なパターンの分解能の増大は、より薄いシートを必要とする。しかしながら、３０μｍ未満の厚さのシートをローリングし、扱うことは難しい。
【０００５】
［０００５］したがって、改善された精細な金属シャドウマスク、及び精細な金属シャドウマスクを作製するための方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
［０００６］本開示の実施形態は、有機発光ダイオード製造用の精細なパターン状のシャドウマスクのための方法及び装置を提供する。
【０００７】
［０００７］一実施形態では、シャドウマスクが提供される。当該シャドウマスクは、金属材料から作製されたフレーム、及びフレームに連結された１つ又は複数のマスクパターンを備えている。１つ又は複数のマスクパターンは、約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属材料を含み、且つ、そこにおいて形成された複数の開口を有する。金属材料は、約５ミクロンから約５０ミクロンの厚さを有し、且つ、約１６０ミリメートルの長さにわたって、約＋／−３ミクロンの開口間のピッチ許容差を有する。
【０００８】
［０００８］別の実施形態では、マスクパターンが提供される。当該マスクパターンは、導電材料を含み、且つ、約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有するマンドレル、及び導電材料の少なくとも一部を露出する複数の開口が形成された誘電材料であって、当該誘電材料が、体積のパターンを含み、当該体積のそれぞれが、約５ミクロンから約２０ミクロンの主要寸法を有する、誘電材料を備えている。
【０００９】
［０００９］別の実施形態では、シャドウマスクを形成する方法が提供される。当該方法は、導電材料を含み、且つ、約７ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有するマンドレルを調製することと、導電材料の少なくとも一部を露出する複数の開口が形成されたパターンで、マンドレルの上に誘電材料を堆積することであって、当該パターンが複数の体積を含み、当該体積のそれぞれが、約５ミクロンから約２０ミクロンの主要寸法を有する、誘電材料を堆積することと、マンドレルを、約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属材料を含む電解槽の中に置くことと、マンドレルの開口における複数の境界を電鋳することとを含む。
【００１０】
［００１０］別の実施形態では、電鋳されたマスクが提供される。電鋳されたマスクは、金属層、及び金属層の一部を露出する開口が形成されたパターン領域を含むマンドレルを調製することであって、当該マンドレルが、約７ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する、マンドレルを調製することと、マンドレルを電解槽に曝露することと、開口において約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属材料を電鋳することと、マンドレルを電解槽から取り除くことと、マスクをマンドレルから分離することとによって形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
［００１１］本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって、得ることができる。そのうちの幾つかの実施形態は添付の図面で例示されている。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容し得るため、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
【００１２】
【図１】本明細書に記載された実施形態を用いて製造され得るＯＬＥＤデバイスの等角拡大図である。
【図２】精密な金属マスクの一実施形態の概略平面図である。
【図３】精密な金属マスクの一実施形態の形成方法を示す概略的な部分断面図である。
【図４】精密な金属マスクの形成方法の別の実施形態を示す概略的な部分断面図である。
【図５】精密な金属マスクの形成方法の別の実施形態を示す概略的な部分断面図である。
【図６】精密な金属マスクの別の実施形態の形成方法を示す概略的な部分断面図である。
【図７】精密な金属マスクの別の実施形態の形成方法を示す概略的な部分断面図である。
【図８】精密な金属マスクの別の実施形態の形成方法を示す概略的な部分断面図である。
【図９】基板上にＯＬＥＤデバイスを形成するための装置の一実施形態を概略的に示す。
【図１０】一実施形態に係る、製造システムの概略平面図である。
【００１３】
［００２２］理解を容易にするため、可能な場合、図に共通する同一の要素を指し示すために同一の参照番号が使用された。一実施形態の要素及び／又はプロセスステップは、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込むことができると考えられている。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［００２３］本開示の実施形態は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造においてシャドウマスクとして使用され得る精密な金属マスクのための方法及び装置を提供する。例えば、精密な金属マスクは、真空蒸発又は堆積プロセスで用いられるが、ここでは、複数の層の薄膜が基板上に堆積される。例えば、薄膜は、ＯＬＥＤを含む基板上で１つ又は複数のディスプレイの一部を形成し得る。薄膜は、ＯＬＥＤディスプレイの製造において用いられる有機材料によってもたらされ得る。基板は、ガラス、プラスチック、金属箔、又は電子デバイス形成に適したその他の材料から作製されてもよい。本明細書で開示された実施形態は、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．の関連組織であるＡＫＴ，Ｉｎｃ．から入手可能であるチャンバ及び／又はシステムにおいて実施可能であり得る。本明細書で開示された実施形態は、他の製造業者のチャンバ及び／又はシステムでも実施され得る。
【００１５】
［００２４］図１は、ＯＬＥＤデバイス１００の等角拡大図である。ＯＬＥＤデバイス１００は、基板１１５上に形成され得る。基板１１５は、ガラス、透明プラスチック、又は電子デバイス形成に適したその他の透明材料から作製されてもよい。幾つかのＯＬＥＤデバイスでは、基板１１５は、金属箔であってもよい。ＯＬＥＤデバイス１００は、２つの電極１２５と１３０との間に挟持された１つ又は複数の有機材料層１２０を含む。電極１２５は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、又は銀（Ａｇ）のような透明材料であってもよく、アノード又はカソードとして機能し得る。幾つかのＯＬＥＤデバイスでは、さらにトランジスタ（図示せず）が、電極１２５と基板１１５との間に配置され得る。電極１３０は、金属材料であってもよく、アノード又はカソードとして機能し得る。電極１２５及び１３０に電力を印加すると、有機材料層１２０において光が生成される。この光は、有機材料層１２０の対応するＲＧＢ膜から生成された、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）のうちの１つ又はこれらの組み合わせであり得る。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の有機膜は、それぞれ、ＯＬＥＤデバイス１００のサブピクセル活性領域（サブピクセル活性領域）１３５を含み得る。材料の種類又はカソードとアノードの位置は、ＯＬＥＤデバイスが用いられるディスプレイの種類に左右される。例えば、「上部照明」ディスプレイの場合、デバイスのカソード側を通して光が放出されるが、「底部照明」デバイスの場合、アノード側を通して光が放出され得る。
【００１６】
［００２５］図示されていないが、ＯＬＥＤデバイス１００は、１つ又は複数の孔注入層、並びに電極１２５及び１３０と有機材料層１２０との間に配置された１つ又は複数の電子搬送層をさらに含み得る。さらに、図示されていないが、ＯＬＥＤデバイス１００は、白光生成用の膜層を含んでもよい。白光生成用の膜層は、有機材料層１２０内の膜、及び／又はＯＬＥＤデバイス１００内で挟持されたフィルタであってもよい。ＯＬＥＤデバイス１００は、当該技術分野で知られているように、単一のピクセルを形成し得る。有機材料層１２０、白光生成（使用時）用の膜層、並びに電極１２５及び１３０は、本明細書に記載されているように、精密な金属マスクを使用して形成され得る。
【００１７】
［００２６］図２は、精細な金属マスク２００の一実施形態の概略平面図である。精細な金属マスク２００は、フレーム２１０に連結された複数のパターン領域２０５を含む。パターン領域２０５は、基板上の材料の堆積の制御に用いられる。例えば、パターン領域２０５は、図１で図示且つ説明されているように、ＯＬＥＤデバイス１００の形成において、有機材料及び／又は金属材料の蒸発を制御するように用いられ得る。パターン領域２０５は、堆積された材料が基板の望ましくない領域又は以前堆積された領域に付着することを遮断する一連の精細な開口２１５を有する。したがって、精細な開口２１５は、基板の特定の領域又は以前堆積された層の上に堆積をもたらす。精細な開口２１５は、円形、楕円形、又は長方形であってもよい。精細な開口２１５は、約５ミクロン（μｍ）から約２０μｍ、又はそれを越える主要寸法（例えば、直径又はその他の内寸）を含み得る。パターン領域２０５は、典型的に、およそ約５μｍから約１００μｍ（例えば、約１０μｍから約５０μｍ）の断面厚さを含む。パターン領域２０５は、溶接又はファスナ（図示せず）によってフレーム２１０に連結されてもよい。一実施例では、複数のパターン領域２０５が配置された単一のマスクシートは、伸張され、フレーム２１０に溶接されてもよい。別の実施例では、複数のストリップは、それぞれ、製造されるディスプレイに近似する幅を有する複数のパターン領域２０５を有するが、伸張され、フレーム２１０に溶接されてもよい。精細な金属マスク２００に安定性をもたらすために、フレーム２１０は、約１０ミリメートル（ｍｍ）以下の断面厚さを有し得る。
【００１８】
［００２７］パターン領域２０５、並びにフレーム２１０は、低い熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料から作製されてもよく、これにより、温度が変化する間に精細な開口２１５の動きに抗する。低ＣＴＥを有する材料の例としては、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、パナジウム（Ｖ）、これらの合金、及びこれらの組み合わせ、並びに、その他の低ＣＴＥ材料の中でもとりわけ、鉄（Ｆｅ）及びニッケル（Ｎｉ）の合金が挙げられる。低ＣＴＥ材料は、精細な金属マスク２００において寸法の安定性を維持し、堆積された材料が精密となる。本明細書に記載された低ＣＴＥ材料又は金属は、約１５ミクロン／メートル／摂氏度以下（例えば、約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下、約１３ミクロン／メートル／摂氏度以下）のＣＴＥであってもよい。
【００１９】
［００２８］図３Ａ〜図３Ｃは、精密な金属マスク３００の一実施形態の形成方法を示す概略的な部分断面図である。精密な金属マスク３００の一部分が、図３Ｃに示される。この方法は、精密な金属マスク３００の形成に使用されるマスクパターン３０２を含む。マスクパターン３０２は、有機フォトレジスト３１０でコーティングされたマンドレル３０５を含む。マンドレル３０５の厚さ３１２は、約０．１ミリメートル（ｍｍ）から約１０ｍｍであり得る。フォトレジスト３１０の厚さは、精密な金属マスク３００の所望の厚さよりも大きい。フォトレジスト３１０は、次いで、周知のフォトリソグラフィ技法を用いてパターニングされ得る。図３Ｂでは、フォトレジスト３１０が、光３２０に曝露されて、パターニングされたフォトレジスト３２５が設けられる。マスク（図示せず）が、フォトレジスト３１０の上に置かれ、精密な金属マスク３００の開口の所望のパターンが設けられ得る。フォトリソグラフィ技法による曝露及び現像の後、パターニングされたフォトレジスト３２５には、マンドレル３０５の部分が露出される複数の開口３３０が形成される。
【００２０】
［００２９］図３Ｃでは、上部に形成されたパターン状のフォトレジスト３１５を有するマスクパターン３０２は、電解槽（図示せず）の中に置かれる。この槽は、その中で溶解した低ＣＴＥ金属を有する材料を含む。低ＣＴＥを有する材料の例としては、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、パナジウム（Ｖ）、これらの合金、及びこれらの組み合わせ、並びに、その他の低ＣＴＥ材料の中でもとりわけ、鉄（Ｆｅ）及びニッケル（Ｎｉ）の合金、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びコバルト（Ｃｏ）の合金が挙げられる。Ｆｅ：Ｎｉ合金及びＦｅ：Ｎｉ：Ｃｏ合金の例としては、とりわけ、商標名ＩＮＶＡＲ（登録商標）（Ｆｅ：Ｎｉ  ３６）、ＳＵＰＥＲ  ＩＮＶＡＲ  ３２−５（登録商標）で流通している金属が含まれてもよい。電鋳技法では、槽の中のマンドレル３０５と低ＣＴＥ金属との間に電気バイアスが設けられる。次に、開口３３０が低ＣＴＥ金属で充填され、精密な金属マスク３００の境界３３５が形成される。境界３３５は、マンドレル３０５上で残存するフォトレジスト３１０を囲み、絶縁する。境界３３５の少なくとも一部は、図２の精細な金属マスク２００のパターン領域２０５の一部と類似するパターン領域３１８を含む。境界３３５は、精密な金属マスク３００と一体であり、精密な金属マスク３００をマンドレル３０５及び残存するフォトレジスト３１０から剥がしたり、さもなければ分離したりしてもよい。別の方法は、残存するフォトレジスト３１０を化学的且つ／又は物理的に取り除くことを含み得る。精密な金属マスク３００がマンドレル３０５から取り除かれると、図２で説明されているように、境界３３５間の体積３４５が精細な開口２１５を設けるようになる。境界３３５は、所望の高さ３４０で形成されてもよい。この高さは、図２の精細な金属マスク２００のパターン領域２０５の厚さである。幾つかの実施形態では、高さ３４０は、約５μｍから約１００μｍである。
【００２１】
［００３０］マンドレル３０５は、精密な金属マスク３００のＣＴＥより低いＣＴＥを有する金属材料（超低ＣＴＥ材料等）であってもよい。超低ＣＴＥは、約７ミクロン／メートル／摂氏度（μｍ／ｍ／℃）以下の膨張係数を有する材料と規定される。マンドレル３０５のさらなる材料は、ガラス、石英、及び溶融シリカであり得る。超低ＣＴＥ材料を用いることにより、精細な開口２１５の位置付け（例えば、精密な金属マスク３００の境界３３５の位置付け）の正確さを改善することができる。例えば、電解槽の中の微妙な温度変化が、マンドレル３０５を拡張させたり、収縮させたりする場合がある。一実施例では、ステンレス鋼が約１平方メートルの表面積を有するマンドレル３０５に対して使用された場合、温度が１．０摂氏度変化すると、位置が１４μｍ変化することになる。ステンレス鋼製マンドレルを用いる結果的なマスクは、パターン精度が落ちる。
【００２２】
［００３１］高解像度ディスプレイでは、パターン精度は、７μｍよりも低くあるべきであり、より具体的には、約５μｍよりも低くあるべきである。高解像度とは、約４００インチ毎画素（ｐｐｉ）より大きい画素密度（例えば、５００ｐｐｉから約８００ｐｐｉ、且つ最大約１０００ｐｐｉ）のディスプレイであると規定することができる。
【００２３】
［００３２］マンドレル３０５の他の特性には、厚み、導電率、表面仕上げ、及び平面度が含まれ得る。マンドレル３０５の断面厚さは、約０．１ｍｍから約１０ｍｍであり得る。マンドレル３０５は、約１００マイクロオーム−メートル（μΩ・ｍ）以下の抵抗率を有し得る。マンドレル３０５は、約１００ナノメートル（ｎｍ）を下回る平均表面粗度（Ｒａ）を有し得る。マンドレル３０５は、約５０μｍを下回る平面度公差を有し得る。
【００２４】
［００３３］図４Ａ−図４Ｂは、精密な金属マスク４００の形成方法の別の実施形態を示す概略的な部分断面図である。この方法は、精密な金属マスク４００の形成に使用されるマスクパターン４０２を含む。この方法は、図３Ａから図３Ｃで説明された形成方法と実質的に同じであるが、以下の例外がある。本実施形態によれば、マンドレル３０５は、コバルト（Ｃｏ）を含み得る。マンドレル３０５の仕様は、図３Ａから図３Ｃで説明された実施形態と類似し得るが、図３Ａから図３Ｃで説明されたようにマンドレル３０５をフォトレジストでコーティングする代わりに、マンドレル３０５は、マスクパターン４０２を形成するために堆積された誘電材料４０５でコーティングされる。
【００２５】
［００３４］誘電材料４０５は、他の適切な無機酸化物及び／又は窒化物の中でとりわけ、窒化ケイ素（例えば、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（例えば、ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ２Ｏ３）、又はこれらの混合物などの無機材料であり得る。誘電材料４０５は、化学気相堆積（ＣＶＤ）、スパッタリング、蒸発、又はその他の適切な真空堆積プロセスなどの真空プロセスによって堆積され得る。誘電材料４０５は、精密な金属マスク４００の所望の厚さより大きい厚さで堆積され得る。誘電材料４０５の厚さの例としては、約１００ｎｍより大きい場合がある。誘電材料４０５の少なくとも一部は、図２の精細な金属マスク２００のパターン領域２０５の一部と類似するパターン領域３１８を含む。次に、誘電材料４０５は、フォトレジスト（図示せず）でコーティングされ、フォトリソグラフィ技法によって光に曝露され得る。フォトレジストは、フォトリソグラフィプロセスによる精密な金属マスク４００の開口の所望のパターンにしたがって、マスク（図示せず）を用いてパターニングされ得る。
【００２６】
［００３５］図４Ａで示されるように、複数の開口４１０が誘電材料４０５において形成される。その後、上部に配置されたパターン状の誘電材料４０５を有するマンドレル３０５は、電解槽（図示せず）の中に置かれる。この槽は、その中で溶解した低ＣＴＥ金属を有する材料を含む。この材料は、図３Ｃに記載された実施形態で用いられた材料に類似する。槽の中のマンドレル３０５と低ＣＴＥ金属との間に電気バイアスが設けられる。次に、開口４１０が低ＣＴＥ金属で充填され、精密な金属マスク４００の境界３３５が形成される。境界３３５は、マンドレル３０５上で残存する誘電材料４０５を囲み、絶縁する。精密な金属マスク４００がマンドレル３０５から取り除かれると、図２で説明されているように、境界３３５間の体積３４５が精細な開口２１５を設けるようになる。別の方法は、残存するフォトレジスト４０５を化学的且つ／又は物理的に取り除くことを含み得る。境界３３５は、図３Ｃで記載された実施形態に類似する幅となるよう形成されてもよい。
【００２７】
［００３６］図５Ａ−図５Ｂは、精密な金属マスク５００の形成方法の別の実施形態を示す概略的な部分断面図である。この方法は、精密な金属マスク５００の形成に使用されるマスクパターン５０２を含む。この方法は、図３Ａから図３Ｃで説明された形成方法と実質的に同じであるが、以下の例外がある。この形成方法は、複層マンドレル５０５を用いる。複層マンドレル５０５は、第２の基板５１５に接合又は付着される第１の基板５１０を含み得る。第２の基板５１５は、第１の基板５１０に堆積されるか、又はさもなければ第１の基板５１０に付着する金属層５２０を含み得る。幾つかの実施形態では、第１の基板５１０は、低ＣＴＥを有するガラス材料又はガラスセラミック材料であってもよいが、金属層５２０は、第１の基板５１０のＣＴＥより大きなＣＴＥを有し得る。
【００２８】
［００３７］金属層５２０は、上述のマンドレル３０５として使用される金属を含んでもよく、他の金属の中でもとりわけ、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、並びにＮｉ、Ａｌをさらに含み得る。金属層５２０は、第１の基板５１０に膜として堆積され得る。金属層５２０は、約１０ｎｍから約７００ｎｍの厚さ５２２、又はそれを下回る厚さを有し得る。金属層５２０は、約１００オーム／スクエア（Ω／ｓｑ．）以下のシート抵抗を有し得る。金属層５２０は、約１００ｎｍを下回る平均表面粗度（Ｒａ）を有し得る。金属層５２０は、約５０μｍ未満の反り（ｗａｒｐｉｎｇ）となる膜応力を有しうる。金属層５２０は、ＣＶＤ、スパッタリング、蒸発、又はその他の適切な真空堆積プロセスなどの真空プロセスによって堆積され得る。
【００２９】
［００３８］第１の基板５１０は、超低ＣＴＥを有するガラス材料を含み得る。例として、他のガラスの中でとりわけ、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、石英、融解石英が含まれる。他の例として、ケイ酸チタニウムガラス材料又はガラスセラミック材料が含まれる。例として、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社の商標名ＵＬＥ（登録商標）で流通しているリチウムアルミニウムケイ素酸化物ガラスセラミック材料（ｌｉｔｈｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｉｄｅ  ｇｌａｓｓ  ｃｅｒａｍｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）又は超低膨張ガラスが含まれる。ガラスセラミック材料は、０℃から約５０℃の間の温度範囲で、約０．１・１０−６／℃以下のＣＴＥを有し得る。他の例としては、商標名ＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）で流通している、無機且つ非多孔性のリチウムアルミニウムケイ素酸化物ガラスセラミック材料が含まれる。超低膨張ガラスは、５℃から約３５℃の間の温度範囲で、約１・１０−６／℃以下のＣＴＥを有し得る。超低膨張ガラスの例として、ＵＬＥ（登録商標）、Ｃｏｒｎｉｎｇコード７９７２が含まれ得る。第１の基板５１０の厚さ５２４は、約０．１ｍｍから約１０ｍｍであり得る。第１の基板５１０は、約１００ｎｍを下回る平均表面粗度（Ｒａ）を有し得る。第１の基板５１０は、約５０μｍを下回る平面度公差を有し得る。
【００３０】
［００３９］第２の基板５１５は、複数の金属層を含み得る。一例では、第１の基板５１０と接合するＴｉ層、及びＴｉ層上に配置されたＣｕ層が含まれる。精密な金属マスク５００は、本実施例に係るＣｕ層上に直接形成され得る。別の実施例では、Ｃｕ層が第１のＴｉ層上に堆積された状態で、第１のＴｉ層が第１の基板５１０上で形成されてもよい。さらに、第２のＴｉ層がＣｕ層上に形成され得る。精密な金属マスク５００は、本実施例に係る第２のＴｉ層上に直接形成され得る。複層マンドレル５０５の導電特性を満たすためにＣｕ層が用いられてもよい。一般的に、約２００ｎｍから約１μｍの厚さを有するＣｕ層が適切な電気抵抗を設けることができる。しかしながら、適切な導電特性を設けるにしても、Ｃｕ層の厚さは第１の基板５１０の表面積に左右され得る。精密な金属マスク５００との付着特性を最適化するために、第２のＴｉ層が用いられてもよい。さらに、Ｃｕ層の代わりにより高い抵抗性を有する金属を使用することは、より厚さのある金属層を必要とする。
【００３１】
［００４０］一実施形態では、第１のＴｉ層の厚さは、約５ｎｍから約５０ｎｍであり得る。Ｃｕ層は、約３００ｎｍから約９００ｎｍの厚さを有し得る。第２のＴｉ層は、約１０ｎｍから約５０ｎｍの厚さを有し得る。
【００３２】
［００４１］マスクパターン５０２を形成するために、誘電材料４０５が第２の基板５１５の上にコーティングされ得る。誘電材料４０５は、図４Ａ及び図４Ｂで説明された誘電材料４０５又は図３Ａから図３Ｃで説明されたフォトレジスト３１０と同じであり得る。誘電材料４０５は、図４Ａ及び図４Ｂで説明された誘電材料４０５又は図３Ａから図３Ｃで説明されたフォトレジスト３１０と同じ厚さであり得る。誘電材料４０５は、図４Ａ及び図４Ｂで説明されたのと同じ方法で形成されてもよい。誘電材料４０５は、図４Ａ及び図４Ｂで説明されたのと同じ特性を有し得るが、以下の例外がある。誘電材料４０５は、約１０１０オーム−センチメートル（Ω・ｃｍ）以上の直流（ＤＣ）比抵抗を有し得る。誘電材料４０５のための材料の例としては、所望の抵抗率を有する他の誘電材料の中でもとりわけ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３が含まれる。
【００３３】
［００４２］図４Ａ及び図４Ｂで説明されたフォトリソグラフィプロセスの後、図５Ａで示されるように、複数の開口４１０が誘電材料４０５において形成される。その後、上部に配置されたパターン状の誘電材料４０５を有する複層マンドレル５０５は、電解槽（図示せず）の中に置かれる。この槽は、その中で溶解した低ＣＴＥ金属を有する材料を含む。この材料は、図３Ｃに記載された実施形態で用いられた材料に類似する。槽の中の複層マンドレル５０５と低ＣＴＥ金属との間に電気バイアスが設けられる。次に、開口４１０が低ＣＴＥ金属で充填され、精密な金属マスク５００の境界３３５が形成される。境界３３５は、複層マンドレル５０５上で残存する誘電材料４０５を囲み、絶縁する。精密な金属マスク５００が複層マンドレル５０５から取り除かれると、図２で説明されているように、境界３３５間の体積３４５が精細な開口２１５を設けるようになる。境界３３５は、図３Ｃで記載された実施形態に類似する高さまで形成されてもよい。
【００３４】
［００４３］図６Ａ及び図６Ｂは、精密な金属マスク６００の別の実施形態の形成方法を示す概略的な部分断面図である。精密な金属マスク６００の一部分が、図６Ｂに示される。精密な金属マスク６００は、図６Ａで示されたマスクパターン６０２を使用して形成され得る。マスクパターン６０２は、図３Ａから図４Ｂに記載されたマンドレル３０５、又は、図５Ａ及び図５Ｂに記載された複層マンドレル５０５であり得るマンドレル６０５を含む。本明細書で他の図面で説明されているように、誘電材料６１０がマンドレル６０５上に堆積される。誘電材料６１０は、一実施形態において、図３Ａから図３Ｃで説明されたフォトレジスト３１０であってもよい。他の実施形態では、誘電材料６１０は、図４Ａから図５Ｂで説明且つ例示された誘電材料４０５であってもよい。誘電材料６１０は、図３Ａから図３Ｃに記載されたフォトレジスト３１０、又は、図４Ａ及び図４Ｂに記載された誘電材料４０５と同じ厚さであり得る。誘電材料４０５は、図３Ａから図４Ｂで説明されたのと同じ方法でパターニング且つ／又は形成されてもよい。
【００３５】
［００４４］本明細書で説明されたフォトリソグラフィプロセスの後、複数の開口６１５が誘電材料６１０において形成される。本実施形態では、開口６１５は、テーパ状の側壁６２０を含む。その後、マスクパターン６０２が電解槽（図示せず）の中に置かれる。この槽は、その中で溶解した低ＣＴＥ金属を有する材料を含む。この材料は、図３Ｃに記載された実施形態で用いられた材料に類似する。槽の中のマンドレル６０５と低ＣＴＥ金属との間に電気バイアスが設けられる。次に、開口６１５が低ＣＴＥ金属で充填され、精密な金属マスク６００の境界６２５が形成される。境界６２５は、マンドレル６０５上で残存する誘電材料６１０を囲み、絶縁する。精密な金属マスク６００がマンドレル６０５から取り除かれると、図２で説明されているように、境界６２５間の体積６３０が精細な開口２１５を設けるようになる。境界６２５は、図３Ｃに記載された境界３３５に類似する高さまで形成されてもよい。精密な金属マスク６００は、第１の側面６３５及びそれに対向する第２の側面６４０を含み得る。図１のＯＬＥＤデバイス１００のサブピクセル活性領域１３５の形成の間、第２の側面６４０が基板に対して置かれてもよい。
【００３６】
［００４５］図７Ａ及び図７Ｂは、精密な金属マスク７００の別の実施形態の形成方法を示す概略的な部分断面図である。精密な金属マスク７００の一部分が、図７Ｂに示される。精密な金属マスク７００は、図７Ａで示されたマスクパターン７０２を使用して形成され得る。マスクパターン７０２は、図３Ａから図４Ｂに記載されたマンドレル３０５、又は、図５Ａ及び図５Ｂに記載された複層マンドレル５０５であり得るマンドレル７０５を含む。本明細書で他の図面で説明されているように、誘電材料７１０がマンドレル７０５上に堆積される。誘電材料７１０は、一実施形態において、図３Ａから図３Ｃで説明されたフォトレジスト３１０であってもよい。他の実施形態では、誘電材料７１０は、図４Ａから図５Ｂで説明且つ例示された誘電材料４０５であってもよい。誘電材料７１０は、図３Ａから図３Ｃに記載されたフォトレジスト３１０、又は、図４Ａ及び図４Ｂに記載された誘電材料４０５と同じ厚さであり得る。誘電材料４０５は、図３Ａから図４Ｂで説明されたのと同じ方法でパターニング且つ／又は形成されてもよい。
【００３７】
［００４６］本明細書で説明されたフォトリソグラフィプロセスの後、複数の開口７１５が誘電材料７１０において形成される。本実施形態では、開口７１５は、テーパ状の側壁７２０を含む。その後、マスクパターン７０２が電解槽（図示せず）の中に置かれる。この槽は、その中で溶解した低ＣＴＥ金属を有する材料を含む。この材料は、図３Ｃに記載された実施形態で用いられた材料に類似する。槽の中のマンドレル７０５と低ＣＴＥ金属との間に電気バイアスが設けられる。次に、開口７１５が低ＣＴＥ金属で充填され、精密な金属マスク７００の境界７２５が形成される。境界７２５は、マンドレル７０５上で残存する誘電材料７１０を囲み、絶縁する。精密な金属マスク７００がマンドレル７０５から取り除かれると、図２で説明されているように、境界７２５間の体積７３０が精細な開口２１５を設けるようになる。境界７２５は、図３Ｃに記載された境界３３５に類似する高さまで形成されてもよい。精密な金属マスク７００は、境界７２５が順テーパ又は逆テーパを画定し得るように、第１の側面７３５及びそれに対向する第２の側面７４０を含み得る。図１のＯＬＥＤデバイス１００のサブピクセル活性領域１３５の形成の間、第１の側面７３５が基板に対して置かれてもよい。
【００３８】
［００４７］図６に示す精密な金属マスク６００及び図７に示す精密な金属マスク７００は、それぞれ、誘電材料のそれぞれのテーパ状の側壁の角度を反映する直線状の側壁を有する境界６２５及び７２５を含むが、境界は、湾曲した側壁を有するように形成されてもよい。幾つかの実施形態では、境界６２５及び７２５のテーパ角度は、特定の角度で有機材料をシャドーイングすることにより、堆積の均一性をさらにもたらす。シャドーイング効果を説明するため、境界６２６間で形成された体積６３０及び境界７２５間で形成された体積７３０は、図１のＯＬＥＤデバイス１００のサブピクセル活性領域１３５より著しく大きい場合がある。一実施形態では、精細な開口となる体積６３０及び７３０は、サブピクセル活性領域の表面積より約４倍大きい開領域を画定する。幾つかの実施形態では、境界６２５及び７２５は、サブピクセル活性領域１３５よりも、各側面で通常１２μｍ大きい。一例として、４７０ｐｐｉのサブピクセル活性領域１３５は、約６μｍ×約３６μｍの長さ×幅を含んでもよく、精細な開口は、約１８μｍ×約４８μｍとなり得る。しかしながら、あるサブピクセルの有機材料を別のサブピクセルの上に堆積してはならない（赤の上に青又は緑を、緑又は青の上に赤をおいてはならない等）ため、開口の大きさが限られている。
【００３９】
［００４８］図８は、精密な金属マスク８００の別の実施形態の形成方法を示す概略的な部分断面図である。精密な金属マスク８００は、マスクパターン８０２を使用して形成され得る。マスクパターン８０２は、本明細書に記載された任意のマンドレルであり得るマンドレル８０５を含む。図７Ａで説明されているように、誘電材料７１０がマンドレル８０５上に堆積される。本明細書で説明されたフォトリソグラフィプロセスの後、複数の開口８１０が誘電材料７１０において形成される。本実施形態では、開口８１０は、湾曲状の側壁８１５を含む。その後、マスクパターン８０２が電解槽（図示せず）の中に置かれる。この槽は、その中で溶解した低ＣＴＥ金属を有する材料を含む。この材料は、図３Ｃに記載された実施形態で用いられた材料に類似する。槽の中のマンドレル８０５と低ＣＴＥ金属との間に電気バイアスが設けられる。次に、開口８１０が低ＣＴＥ金属で充填され、精密な金属マスク８００の境界８２０が形成される。境界８２０は、マンドレル８０５上で残存する誘電材料７１０を囲み、絶縁する。精密な金属マスク８００がマンドレル８０５から取り除かれると、図２で説明されているように、境界８２０間の体積８２５が精細な開口２１５を設けるようになる。境界８２０は、図３Ｃに記載された境界３３５に類似する高さまで形成されてもよい。精密な金属マスク８００は、境界８２０が順テーパ又は逆テーパを画定し得るように、第１の側面８３０及びそれに対向する第２の側面８３５を含み得る。図１のＯＬＥＤデバイス１００のサブピクセル活性領域１３５の形成の間、第１の側面８３０が基板に対して置かれてもよい。代替的に、図１のＯＬＥＤデバイス１００のサブピクセル活性領域１３５の形成の間、第２の側面８３５が基板に対して置かれてもよい。
【００４０】
［００４９］図９は、基板９０５上にＯＬＥＤデバイスを形成するための装置９００の一実施形態を概略的に示す。装置９００は、基板９０５が実質的に垂直な配向で支持される堆積チャンバ９１０を含む。基板９０５は、堆積源９２０に隣接するキャリア９１５によって支持され得る。精細な金属マスク９２５は、基板９０５と接触させられ、堆積源９２０と基板９０５との間に位置付けされる。精細な金属マスク９２５は、本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００のうちの任意の１つであってもよい。精細な金属マスク９２５は、伸張され、ファスナ（図示せず）、溶接、又はその他の適切な接合方法によってフレーム９３０に連結され得る。堆積源９２０は、一実施形態では、基板９０５の正確な領域に蒸着する有機材料であってもよい。有機材料は、本明細書に記載された形成方法に従って、境界９４０間の、精細な金属マスク９２５において形成された精密な開口９３５を通して堆積される。本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、１つ又は複数のパターンの精密な開口９３５を有する単一シートを含み得る。代替的に、本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、そこにおいて形成された１つ又は複数のパターンの精密な開口９３５を有する一連のシートであり得、様々なサイズの基板を収容するために、伸張され、フレーム９３０に連結される。
【００４１】
［００５０］図１０は、一実施形態に係る、製造システム１０００の概略平面図である。システム１０００は、電子デバイス、特に有機材料を中に含む電子デバイスの製造に使用され得る。例えば、デバイスは、光電子デバイス、特にディスプレイなどの、電子デバイス又は半導体デバイスであり得る。
【００４２】
［００５１］本明細書に記載された実施形態は、特に、例えば、大面積基板上でのディスプレイ製造に関する。製造システム１０００内の基板は、静電引力、又はそれらの組み合わせによって、製造システム１０００全体にわたって、１つ又は複数の基板をその端部で支持することができるキャリア上で移動することができる。幾つかの実施形態によれば、大面積基板、或いは、１つ又は複数の基板を支持するキャリア、例えば、大面積キャリアは、少なくとも０．１７４ｍ２のサイズを有し得る。典型的には、キャリアのサイズは、約０．６平方メートルから約８平方メートル、より典型的には、約２平方メートルから約９平方メートル、又は最大１２平方メートルであってもよい。典型的には、基板が支持されている長方形エリアは、本明細書に記載された実施形態に係る保持構成部、装置、及び方法の対象であるが、このエリアは、本明細書に記載された大面積基板のためのサイズを有するキャリアである。例えば、単一の大面積基板の面積に対応するであろう大面積キャリアは、約１．４平方メートルの基板（１．１ｍ×１．３ｍ）に対応するＧＥＮ５、約４．２９平方メートルの基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に対応するＧＥＮ７．５、約５．７平方メートルの基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ８．５、又は約８．７平方メートルの基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ１０であり得る。ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２などのさらに次の世代及びそれに相当する基板領域を同様に実装することができる。本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、適宜寸法形成され得る。
【００４３】
［００５２］典型的な実施形態では、基板は、材料堆積に適した任意の材料から作製され得る。例えば、基板は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、或いは、堆積プロセスによってコーティングされ得る任意の他の材料又は材料の組合せからなる群から選択された材料から作製されてもよい。
【００４４】
［００５３］図１０に示される製造システム１０００は、水平基板ハンドリングチャンバ１００４に接続されているロードロックチャンバ１００２を含む。上述の大面積基板のような基板９０５（破線で図示）は、基板ハンドリングチャンバ１００４から真空スイングモジュール１００８へと移送することができる。真空スイングモジュール１００８は、基板９０５を水平位置でキャリア９１５上にロードする。水平位置でキャリア上に基板をロードした後、真空スイングモジュール１００８は、垂直又は本質的に垂直な配向で基板９０５が設けられたキャリアを回転させる。基板９０５が設けられたキャリア９１５は、次いで、垂直配向で第１の移送チャンバ１０１２Ａ及び少なくとも１つの後続の移送チャンバ（１０１２Ｂ−１０１２Ｆ）を通して移送される。１つ又は複数の堆積装置１０１４が、移送チャンバに接続されてもよい。さらに、他の基板処理チャンバ又は他の真空チャンバを移送チャンバのうちの１つ又は複数に接続することができる。基板９０５の処理後、基板９０５が設けられたキャリアは、垂直配向で移送チャンバ１０１２Ｆから出口真空スイングモジュール１０１６へと移送される。出口真空スイングモジュール１０１６は、基板９０５が設けられたキャリアを垂直配向から水平配向に回転させる。その後、基板９０５を出口水平ガラスハンドリングチャンバ１０１８へとアンロードすることができる。処理された基板９０５は、例えば、製造されたデバイスが、薄膜被包チャンバ１０２２Ａ又は１０２２Ｂのうちの１つの中で被包された後、ロードロックチャンバ１０２０を通して処理システム１０００からアンロードされ得る。
【００４５】
［００５４］図１０では、第１の移送チャンバ１０１２Ａ、第２の移送チャンバ１０１２Ｂ、第３の移送チャンバ１０１２Ｃ、第４の移送チャンバ１０１２Ｄ、第５の移送チャンバ１０１２Ｅ、及び第６の移送チャンバ１０１２Ｆが設けられている。本明細書に記載された実施形態によると、少なくとも２つの移送チャンバが製造システム１０００内に含まれる。幾つかの実施形態では、２つから８つの移送チャンバが製造システム１０００内に含まれ得る。それぞれが堆積チャンバ１０２４を有し、それぞれが移送チャンバの１つに例示的に連結されている幾つかの堆積装置（例えば、図１０の９つの堆積装置１０１４）が設けられている。幾つかの実施形態によれば、堆積装置の堆積チャンバのうちの１つ又は複数は、ゲートバルブ１０２６を介して移送チャンバに接続される。
【００４６】
［００５５］少なくとも一部の堆積チャンバ１０２４は、本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００（図示せず）のうちの１つ又は複数を含む。堆積チャンバ１０２４は、それぞれ、膜層を少なくとも１つの基板９０５上に堆積する堆積源９２０（１つしか示されていない）をさらに含み得る。幾つかの実施形態では、堆積源９２０は、蒸発モジュール及びるつぼを備えている。さらなる実施形態では、堆積源９２０は、対応するキャリア（図示せず）上で支持されている２つの基板９０５に膜を堆積するため、矢印によって示された方向に移動することができる。対応するパターニングされたマスクが堆積源９２０と各基板９０５との間にある状態で、基板９０５が垂直配向又は実質的に垂直な配向にある際に、堆積が基板９０５上で行なわれる。パターニングされたマスクは、それぞれ、上述のように少なくとも第１の開口を含む。以上で詳細に説明されたように、第１の開口は、パターニングされたマスクのパターン領域外に膜層の部分を堆積するために用いることができる。
【００４７】
［００５６］基板を対応するパターニングされたマスクと位置合わせするため、位置合わせユニット１０２８を堆積チャンバ１０２４において設けることができる。さらに別の実施形態によれば、真空保守チャンバ１０３０を、例えば、ゲートバルブ１０３２を介して、堆積チャンバ１０２４に接続することができる。真空保守チャンバ１０３０は、製造システム１０００内の堆積源の保守を可能にする。
【００４８】
［００５７］図１０に示されるように、１つ又は複数の移送チャンバ１０１２Ａ−１０１２Ｆが、ラインに沿って設けられ、インライン搬送システムが設けられる。幾つかの実施形態によれば、デュアル軌道搬送システムが設けられる。デュアル軌道搬送システムは、移送チャンバ１０１２Ａ−１０１２Ｆのそれぞれの中に第１の軌道１０３４及び第２の軌道１０３６を含む。デュアル軌道搬送システムは、第１の軌道１０３４及び第２の軌道１０３６のうちの少なくとも１つに沿って、基板を支持するキャリア９１５を移送するように用いられてもよい。
【００４９】
［００５８］さらに別の実施形態によれば、移送チャンバ１０１２Ａ−１０１２Ｆのうちの１つ又は複数が、真空回転モジュールとして設けられる。第１の軌道１０３４及び第２の軌道１０３６は、少なくとも９０度、例えば、９０度、１８０度、又は３６０度、回転させることができる。キャリア９１５などのキャリアは、軌道１０３４及び１０３６上で直線状に移動する。軌道上のキャリアは、堆積装置１０１４の堆積チャンバ１０２４のうちの１つ、又は以下に記載の他の真空チャンバのうちの１つの中へと移送される位置で回転させられる場合がある。移送チャンバ１０１２Ａ−１０１２Ｆは、垂直配向のキャリア及び／又は基板を回転させるように構成されており、例えば、移送チャンバの中の軌道は、垂直回転軸の周りで回転する。これは、図１０の移送チャンバ１０１２Ａ−１０１２Ｆにおける矢印で示されている。
【００５０】
［００５９］幾つかの実施形態では、移送チャンバは、１０ｍＢｂａｒを下回る圧力下での基板の回転のための真空回転モジュールである。さらに別の実施形態では、２つ以上の移送チャンバ（１０１２Ａ−１０１２Ｆ）の中に別の軌道が設けられ、キャリア戻り軌道１０４０が設けられる。典型的な実施形態によれば、キャリア戻り軌道１０４０は、第１の軌道１０３４と第２の軌道１０３６との間に設けられ得る。キャリア戻り軌道１０４０は、真空条件下で、より離れた出口真空スイングモジュール１０１６から真空スイングモジュール１００８まで空のキャリアを戻すことを可能にする。真空条件下で、及び任意選択的に、制御された不活性雰囲気（例えば、Ａｒ、Ｎ２、又はそれらの組み合わせ）下で、キャリアを戻すことにより、キャリアが周囲空気に露出されることが減る。したがって、湿気との接触を低減又は回避することができる。したがって、製造システム１０００内でのデバイス製造中にのキャリアのガス放出を低減することができる。これにより、製造されたデバイスの品質を改善することができ、且つ／又は、キャリアは、長期間にわたって洗浄されることなく、作動することができる。
【００５１】
［００６０］図１０は、第１のプリトリートメントチャンバ１０４２及び第２のプリトリートメントチャンバ１０４４をさらに示す。ロボット（図示せず）又は別の適切な基板ハンドリングシステムを基板ハンドリングチャンバ１００４の中に設けることができる。ロボット又は他の基板ハンドリングシステムは、基板９０５をロードロックチャンバ１００２から基板ハンドリングチャンバ１００４にロードし、基板９０５をプリトリートメントチャンバ（１０４２、１０４４）のうちの１つは複数の中に移送することができる。例えば、プリトリートメントチャンバは、基板のプラズマ事前処理、基板の洗浄、基板のＵＶ及び／又はオゾン処理、基板のイオン源処理、基板のＲＦ又はマイクロ波プラズマ処理、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択された事前処理ツールを含み得る。基板の事前処理後に、ロボット又は他のハンドリングシステムは、基板を、プリトリートメントチャンバから、基板ハンドリングチャンバ１００４を介して、真空スイングモジュール１００８の中へと移送する。基板のロードのために、且つ／又は、大気条件下で基板ハンドリングチャンバ１００４内の基板の取扱いのために、ロードロックチャンバ１００２の排気を可能にするよう、基板ハンドリングチャンバ１００４と真空スイングモジュール１００８との間にゲートバルブ１０２６が設けられる。したがって、基板ハンドリングチャンバ１００４、並びに必要であれば、ロードロックチャンバ１００２、第１のプリトリートメントチャンバ１０４２、及び第２のプリトリートメントチャンバ１０４４のうちの１つ又は複数は、ゲートバルブ１０２６が開放されて基板が真空スイングモジュール１００８の中へと移送される前に、排気することができる。したがって、基板のロード、トリートメント、及び処理は、基板が真空スイングモジュール１００８の中にロードされる前に、大気条件下で行われてもよい。
【００５２】
［００６１］本明細書に記載された実施形態によれば、基板が真空スイングモジュール１００８の中にロードされる前に行われ得る、基板のロード、トリートメント、及び処理は、基板が水平に配向されているか、又は実質的にに水平に配向されている間に行われる。図１０に示され、且つ本明細書に記載されたさらに別の実施形態に係る製造システム１０００では、水平配向の基板の取扱い、垂直配向の基板の回転、垂直配向の基板上への材料堆積、材料堆積後の水平配向の基板の回転、及び水平配向の基板のアンロードが組み合わされている。
【００５３】
［００６２］図１０に示された製造システム１０００だけではなく、本明細書に記載された他の製造システムもまた、少なくとも１つの薄膜被包チャンバを含む。図１０は、第１の薄膜被包チャンバ１０２２Ａ、及び第２の薄膜被包チャンバ１０２２Ｂを示す。１つ又は複数の薄膜被包チャンバは、被包装置を含み、堆積した層及び／又は処理された層、特にＯＬＥＤ材料は、処理された基板と別の基板との間で被包（すなわち、それらの間で挟持）され、それにより、堆積した材料及び／又は処理された材料は、周囲空気及び／又は大気条件への露出から保護される。典型的には、２つの基板、例えば、ガラス基板の間に材料を挟むことによって薄膜被包を実現することができる。しかしながら、代替的には、ガラス板、ポリマー板、又は金属板での積層、或いは、カバーガラスのレーザー溶融などの他の被包方法を、薄膜被包チャンバの１つに設けられた被包装置によって適用することができる。具体的には、ＯＬＥＤ材料層は、周囲空気並びに／又は酸素及び湿気への露出を被ることがある。したがって、例えば、図１０で示された製造システム１０００は、出口ロードロックチャンバ１０２０を介して処理された基板をアンロードする前に、薄膜を被包することができる。
【００５４】
［００６３］さらに別の実施形態によれば、製造システムは、キャリアバッファ１０４８を含み得る。例えば、キャリアバッファ１０４８を、真空スイングモジュール１００８に接続された第１の移送チャンバ１０２１Ａ、及び／又は、最後の移送チャンバ、すなわち、第６の移送チャンバ１０１２Ｆに接続することができる。例えば、キャリアバッファは、真空スイングモジュールのうちの１つに接続される移送チャンバのうちの１つに連結され得る。基板が真空スイングモジュールの中でロード且つアンロードされるので、キャリアバッファ１０４８は、真空スイングモジュールに近接するよう設けられると有利である。キャリアバッファ１０４８は、１つ又は複数（例えば、５から３０個）のキャリアにストレージをもたらすよう構成される。例えば、洗浄などの保守のために別のキャリアを交換する必要がある場合、製造システム１０００の動作中にバッファの中のキャリアを使用することができる。
【００５５】
［００６４］さらに別の実施形態によれば、製造システムは、マスク棚１０５０、すなわち、マスクバッファをさらに含み得る。マスク棚１０５０は、交換用のパターニングされたマスク及び／又はマスクのためのストレージをもたらすように構成される。これらのマスクは、特定の堆積工程のために保管する必要がある。製造システム１０００を操作する方法によれば、マスクは、第１の軌道１０３４及び第２の軌道１０３６を有するデュアル軌道搬送装置を介して、マスク棚１０５０から堆積装置１０１４へと移送させることができる。したがって、堆積装置１０２４を排気せず、移送チャンバ１０１２Ａ−１０１２Ｆを排気せず、且つ／又はマスクを大気条件に曝露させずに、堆積装置の中のマスクを、洗浄などの保守、或いは、堆積パターンの変化のいずれかのために交換することができる。
【００５６】
［００６５］図１０は、マスク洗浄チャンバ１０５２をさらに示す。マスク洗浄チャンバ１０５２は、ゲートバルブ１０２６を介して、マスク棚１０５０に接続される。したがって、真空気密密閉を、マスク棚１０５０とマスク洗浄用のマスク洗浄チャンバ１０５２との間に設けることができる。種々の実施形態によれば、本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、プラズマ洗浄ツールなどの洗浄ツールによって、製造システム１０００内で洗浄することができる。プラズマ洗浄ツールをマスク洗浄チャンバ１０５２の中に設けることができる。追加的に又は代替的に、図１０に示されるように、別のゲートバルブ１０５４をマスク洗浄チャンバ１０５２に設けることができる。したがって、マスクを製造システム１０００からアンロードすることができ、排気する必要があるのはマスク洗浄チャンバ１０５２のみである。製造システムからマスクをアンロードすることによって、製造システムがフルに動作している間に、外部でマスク洗浄を行うことができる。図１０は、マスク棚１０５０に隣接するマスク洗浄チャンバ１０５２を示す。対応する又は類似する洗浄チャンバ（図示されず）をキャリアバッファ１０４８に隣接するようさらに設けてもよい。洗浄チャンバをキャリアバッファ１０４８に隣接するよう設けることによって、キャリアを、製造システム１０００内部で洗浄することができ、又は、洗浄チャンバに接続されたゲートバルブを通して製造システムからアンロードすることができる。
【００５７】
［００６６］本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００の実施形態は、高解像度ディスプレイの製造に用いることができる。本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、一実施形態によれば、約７５０ｍｍ×６５０ｍｍのサイズを含み得る。このサイズの精密な金属マスクは、２次元に伸張された完全なシート（７５０ｍｍ×６５０ｍｍ）であってもよい。代替的に、このサイズの精密な金属マスクは、７５０ｍｍ×６５０ｍｍの領域を覆うために一次元に伸張された一連の断片であってもよい。より大きな精密な金属マスクのサイズには、約９２０ｍｍ×約７３０ｍｍ、ＧＥＮ６のハーフカット（約１５００ｍｍ×約９００ｍｍ）、ＧＥＮ６（約１５００ｍｍ×約１８００ｍｍ）、ＧＥＮ８．５（約２２００ｍｍ×約２５００ｍｍ）、及びＧＥＮ１０（約２８００ｍｍ×約３２００ｍｍ）が含まれる。少なくともより小さなサイズでは、本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００の精細な開口間のピッチ許容差は、１６０ｍｍの長さごとに約＋／−３μｍであり得る。
【００５８】
［００６７］本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００の製造において電鋳技法を用いることは、従来の形成プロセスに対して実質的に有利である。従来のマスクにおける標準的な開口サイズは、約＋／−２μｍから５μｍの偏差があり得、これは、マスク内の精細な開口を形成する際の化学エッチング処理の変動による。これに対して、本明細書に記載されたマスクパターン３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、又は８０２は、フォトリソグラフィ技法によって形成される。したがって、精細な開口のサイズの差異は、約０．２μｍを下回る。このことは、解像度の増加と共に利点をもたらす。したがって、本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、（フォトリソグラフィ技法のより優れた制御に起因して）より均一な開口サイズを有し得る。本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、マスク間の均一性が非常に一貫している場合がある。均一性は、開口サイズについてのみではなく、ピッチの正確さについても改善することができ、他の特性も改善することができる。
【００５９】
［００６８］本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、高い精度で図１に示すＯＬＥＤデバイス１００サブピクセル活性領域１３５を形成するように使用され得る。例えば、ＯＬＥＤデバイス１００の有機材料層１２０の各ＲＧＢ層の均一性は、約９５％を上回るほど高く、例えば、９８％を上回る。本明細書に記載された精細な金属マスク２００、３００、４００、５００、６００、７００、又は８００は、これらの精度許容差を満たす。
【００６０】
［００６９］上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態を考案してもよい。したがって、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2018526534.tif 000003
【図２】
2018526534.tif 000004
【図３Ａ−３Ｃ】
2018526534.tif 000005
【図４Ａ】
2018526534.tif 000006
【図４Ｂ】
2018526534.tif 000007
【図５Ａ】
2018526534.tif 000008
【図５Ｂ】
2018526534.tif 000009
【図６Ａ−６Ｂ】
2018526534.tif 000010
【図７Ａ−７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
2018526534.tif 000013
【図１０】
2018526534.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月4日(2018.4.4)
【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】
シャドウマスクであって、
金属材料から作製されたフレーム、及び
前記フレームに連結された１つ又は複数のマスクパターンであって、前記１つ又は複数のマスクパターンが、約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属を含み、且つ、そこにおいて形成された複数の開口を有し、前記金属が、約５ミクロンから約５０ミクロンの厚さを有し、且つ、約１６０ミリメートルの長さにわたって、約＋／−３ミクロンの開口間のピッチ許容差を有する、１つ又は複数のマスクパターン
を備えているシャドウマスク。
【請求項２】
前記複数の開口のそれぞれが、約５ミクロンから約２０ミクロンの主要寸法を含む、請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項３】
前記複数の開口のそれぞれが、テーパ状の側壁を含む、請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項４】
前記複数の開口のそれぞれが、対応する開口によって形成されたサブピクセル活性領域よりも約４倍大きい開領域を含む、請求項３に記載のシャドウマスク。
【請求項５】
前記複数の開口のそれぞれが、湾曲した側壁を含む、請求項１に記載のシャドウマスク。
【請求項６】
前記複数の開口のそれぞれが、対応する開口によって形成されたサブピクセル活性領域よりも約４倍大きい開領域を含む、請求項５に記載のシャドウマスク。
【請求項７】
マスクパターンであって、
導電材料を含み、且つ、約７ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有するマンドレル、及び
前記導電材料の少なくとも一部を露出する複数の開口が形成された誘電材料であって、前記誘電材料が、体積のパターンを含み、前記体積のそれぞれが、約５ミクロンから約２０ミクロンの主要寸法を有する、誘電材料
を備えているマスクパターン。
【請求項８】
前記誘電材料が、フォトレジスト材料を含むか、又は、前記誘電材料が、無機絶縁材料を含む、請求項７に記載のマスクパターン。
【請求項９】
前記マンドレルが、第１の基板及び第２の基板を備えている、請求項７に記載のマスクパターン。
【請求項１０】
前記第２の基板が、前記導電材料を含み、前記第２の基板が、前記第１の基板の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を含む、請求項９に記載のマスクパターン。
【請求項１１】
前記第２の基板が、複数の金属層を含み、前記金属層の厚さが、前記第１の基板の表面積に依存する、請求項９に記載のマスクパターン。
【請求項１２】
電鋳されたマスクであって、
金属層、及び前記金属層の一部を露出する開口が形成されたパターン領域を含むマンドレルを調製することであって、前記マンドレルが、約７ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する、マンドレルを調製することと、
前記マンドレルを電解槽に曝露することと、
前記開口において約１４ミクロン／メートル／摂氏度以下の熱膨張係数を有する金属材料を電鋳することと、
前記マンドレルを前記槽から取り除くことと、
前記マスクを前記マンドレルから分離することと
によって形成される、電鋳されたマスク。
【請求項１３】
前記電鋳されたマスクが、前記金属材料を含む複数の境界を有し、前記境界間のピッチ許容差は、約１６０ミリメートルの長さにわたって約＋／−３ミクロンである、請求項１２に記載の電鋳されたマスク。
【請求項１４】
パターン領域が、フォトリソグラフィによってパターニングされた誘電材料を含む、請求項１２に記載の電鋳されたマスク。
【請求項１５】
前記誘電材料が、フォトレジスト材料を含み、又は、前記誘電材料が、無機絶縁材料を含む、請求項１４に記載の電鋳されたマスク。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
［００２９］図３Ｃでは、上部に形成されたパターン状のフォトレジスト３１５を有するマスクパターン３０２は、電解槽（図示せず）の中に置かれる。この槽は、その中で溶解した低ＣＴＥ金属を有する材料を含む。低ＣＴＥを有する材料の例としては、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、パナジウム（Ｖ）、これらの合金、及びこれらの組み合わせ、並びに、その他の低ＣＴＥ材料の中でもとりわけ、鉄（Ｆｅ）及びニッケル（Ｎｉ）の合金、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びコバルト（Ｃｏ）の合金が挙げられる。Ｆｅ：Ｎｉ合金及びＦｅ：Ｎｉ：Ｃｏ合金の例としては、とりわけ、商標名ＩＮＶＡＲ（登録商標）（Ｆｅ：Ｎｉ  ３６）、ＳＵＰＥＲ  ＩＮＶＡＲ  ３２−５（登録商標）で流通している金属が含まれてもよい。他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、１つ又は複数のマスクパターンの金属は、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びコバルト（Ｃｏ）の合金を含んでもよい。電鋳技法では、槽の中のマンドレル３０５と低ＣＴＥ金属との間に電気バイアスが設けられる。次に、開口３３０が低ＣＴＥ金属で充填され、精密な金属マスク３００の境界３３５が形成される。境界３３５は、マンドレル３０５上で残存するフォトレジスト３１０を囲み、絶縁する。境界３３５の少なくとも一部は、図２の精細な金属マスク２００のパターン領域２０５の一部と類似するパターン領域３１８を含む。境界３３５は、精密な金属マスク３００と一体であり、精密な金属マスク３００をマンドレル３０５及び残存するフォトレジスト３１０から剥がしたり、さもなければ分離したりしてもよい。別の方法は、残存するフォトレジスト３１０を化学的且つ／又は物理的に取り除くことを含み得る。精密な金属マスク３００がマンドレル３０５から取り除かれると、図２で説明されているように、境界３３５間の体積３４５が精細な開口２１５を設けるようになる。境界３３５は、所望の高さ３４０で形成されてもよい。この高さは、図２の精細な金属マスク２００のパターン領域２０５の厚さである。幾つかの実施形態では、高さ３４０は、約５μｍから約１００μｍである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
［００３６］図５Ａ−図５Ｂは、精密な金属マスク５００の形成方法の別の実施形態を示す概略的な部分断面図である。この方法は、精密な金属マスク５００の形成に使用されるマスクパターン５０２を含む。この方法は、図３Ａから図３Ｃで説明された形成方法と実質的に同じであるが、以下の例外がある。この形成方法は、複層マンドレル５０５を用いる。複層マンドレル５０５は、第２の基板５１５に接合又は付着される第１の基板５１０を含み得る。第２の基板５１５は、第１の基板５１０に堆積されるか、又はさもなければ第１の基板５１０に付着する金属層５２０を含み得る。幾つかの実施形態では、第１の基板５１０は、例えば、低ＣＴＥを有するガラス材料又はガラスセラミック材料であってもよいが、金属層５２０は、第１の基板５１０のＣＴＥより大きなＣＴＥを有し得る。
【国際調査報告】
2018526534.tif 000015
2018526534.tif 000016