(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜面に薄膜を所定パターンで形成するために使用され、前記パターンに対応させた開口部を有するマスクの製造方法において、
一方の面に絶縁膜と単結晶シリコン膜がこの順に形成されている基板を用い、この基板を、基板面内の少なくとも一部で厚さ方向全体に除去するとともに、この基板が除去された部分の単結晶シリコン膜に対して、異方性エッチングで貫通穴を前記開口部として形成することを特徴とするマスクの製造方法。
【請求項２】
単結晶シリコンからなり、被成膜面に薄膜を所定パターンで形成するために使用され、前記パターンに対応させた開口部を有し、
前記開口部の寸法は、マスクの厚さ方向所定位置である境界位置で前記パターンの寸法に対応し、前記境界位置から両マスク面に向けて前記パターンより大きくなり、
前記境界位置から各マスク面までの距離が異なり、
マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、前記開口部は、前記境界位置から各マスク面に向かって互いに逆向きに広がる傾斜状の２つの壁面を有し、少なくとも一方の前記壁面は、面方位が（１１１）であり、
前記開口部が形成された薄肉部分と、前記開口部が形成されていない厚肉部分とを有するマスクの製造方法において、
面方位が（１００）面である単結晶シリコン基板を厚さ方向にエッチングすることにより、一定厚さの薄肉部分を前記基板面内の一部に形成し、
前記薄肉部分の第１面に、前記開口部に対応させた貫通穴を有する第１の保護膜パターンを形成し、
前記薄肉部分の第２面に、前記開口部に対応させた凹部を有する第２の保護膜パターンを形成し、
この状態で、結晶方位依存性を利用した異方性ウエットエッチングを行うことにより、前記薄肉部分の前記開口部に対応させた位置に、貫通穴を、前記第１面での寸法が前記開口部の前記境界位置での寸法より大きく、且つ前記第２面での寸法が前記開口部の前記境界位置での寸法および前記凹部の寸法より小さくなるように形成し、
次いで、前記凹部の厚さ分が除去される条件でウエットエッチングを行うことにより、前記第２の保護膜パターンを前記凹部が貫通穴となった第３の保護膜パターンにするとともに、前記第１面には保護膜が存在する状態とし、
この状態で、結晶方位依存性を利用した異方性ウエットエッチングを行うことにより、前記第３の保護膜パターンの貫通穴から露出する前記薄肉部分を、前記境界位置での寸法が所定寸法となるまで行うことを特徴とするマスクの製造方法。
【請求項３】
有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層をなす薄膜パターンを真空蒸着で形成する際のマスクとして、請求項１または２に記載の製造方法で得られたマスクを用いることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被成膜面に薄膜パターンを直接形成するために使用されるマスクとその製造方法、このマスクを用いた有機エレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」と略称する。）装置の製造方法、この方法で製造された有機ＥＬ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶ディスプレイに替わる自発光型ディスプレイとして、有機ＥＬ素子（陽極と陰極との間に有機物からなる発光層を設けた構造の発光素子）を画素に対応させて備える有機ＥＬディスプレイの開発が加速度的に進んでいる。有機ＥＬ素子の発光層材料としては、低分子量の有機材料であるアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）等と、高分子量の有機材料であるポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）等がある。
【０００３】
例えば「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１２），２１  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９８７  ９１３頁」には、低分子量の有機材料からなる発光層を蒸着法で成膜することが記載されている。また、「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７１（１），７  Ｊｕｌｙ  １９９７  ３４頁〜」には、高分子量の有機材料からなる発光層を塗布法で成膜することが記載されている。
このうち低分子量の有機材料からなる発光層を蒸着法で成膜する際には、従来より、メタルマスク（形成する薄膜パターンに対応させた開口部を有するマスクであって、ステンレススチール等の金属製である。）を用いて、画素に対応させた薄膜パターンを被成膜面に直接形成することが行われている。すなわち、全面に薄膜を形成した後にフォトリソグラフィとエッチング工程によるパターニングを行うという方法ではなく、メタルマスクを用いて初めから薄膜をパターン状に成膜している。
【０００４】
しかしながら、このメタルマスクには以下のような問題点がある。
微細な薄膜パターンに対応させた開口部を形成するために板厚を薄くしたり、開口部同士の間隔を狭くしたりすると、取り扱い時にマスクが撓んだり変形し易くなる。撓むことを防止するために、成膜時にマスクに張力をかける必要があり、その際に開口部に変形が生じ易い。その結果、メタルマスクを正しい位置に配置しても、メタルマスクの開口部が被成膜面の薄膜パターンに対応した位置からずれる恐れがある。
【０００５】
また、メタルマスクは、金属板に、ウエットエッチング法、メッキ法、プレス加工、レーザ加工等で開口部を形成することによって作製されるが、開口部の加工精度は高くても±３μｍ程度であるため、高精細画素に対応できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、被成膜面にフォトリソグラフィ工程を行わずに直接薄膜パターンを形成する（すなわち、被成膜面に薄膜を所定パターンで形成する）ために使用されるマスクにおいて、板厚が薄く開口部同士の間隔が狭い場合でも取り扱い時に撓みや変形が生じ難く、成膜時に張力をかけなくても撓むことがなく、開口部の加工精度が高精細画素に対応できる程度に高い（例えば±１μｍ程度である）マスクを提供することを課題とする。
【０００７】
また、このマスクを用いて有機ＥＬ素子の構成層（発光層等）をなす薄膜パターンを形成することにより、高精細画素の有機ＥＬ表示体を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層をなす薄膜パターンを真空蒸着法で形成するために使用され、前記薄膜パターンに対応させた開口部を有するマスクにおいて、単結晶シリコンからなり、結晶方位依存性を利用した異方性ウエットエッチングで形成された貫通穴を、前記開口部として有するマスクを提供する。
【０００９】
本発明は、また、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層をなす薄膜パターンを真空蒸着法で形成するために使用され、前記薄膜パターンに対応させた開口部を有するマスクにおいて、単結晶シリコンからなり、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、壁面の面方位が（１１１）である貫通穴を前記開口部として有するマスクを提供する。
本発明は、また、被成膜面に薄膜を所定パターンで形成するために使用され、前記パターンに対応させた開口部を有するマスクにおいて、単結晶シリコンからなり、前記開口部の寸法は、マスクの厚さ方向所定位置である境界位置で前記パターンの寸法に対応し、前記境界位置から両マスク面に向けて前記パターンより大きくなり、前記境界位置から各マスク面までの距離が異なることを特徴とするマスクを提供する。
本発明は、また、上記マスクにおいて、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、前記開口部は、前記境界位置から各マスク面に向かって互いに逆向きに広がる傾斜状の２つの壁面を有し、少なくとも一方の前記壁面は、面方位が（１１１）であることを特徴とするマスクを提供する。
【００１０】
本発明は、また、上記マスクにおいて、前記開口部が形成された薄肉部分と、前記開口部が形成されていない厚肉部分とを有することを特徴とするマスクを提供する。このマスクの製造方法としては、以下の▲１▼〜▲４▼を特徴とする方法を採用することが好ましい。
▲１▼面方位が（１００）面である単結晶シリコン基板を厚さ方向にエッチングすることにより、一定厚さの薄肉部分を前記基板面内の一部に形成し、前記薄肉部分の第１面に、前記開口部に対応させた貫通穴を有する第１の保護膜パターンを形成し、前記薄肉部分の第２面に、前記開口部に対応させた凹部を有する第２の保護膜パターンを形成する。
▲２▼この状態で、結晶方位依存性を利用した異方性ウエットエッチングを行うことにより、前記薄肉部分の前記開口部に対応させた位置に、貫通穴を、前記第１面での寸法が前記開口部の前記境界位置での寸法より大きく、且つ前記第２面での寸法が前記開口部の前記境界位置での寸法および前記凹部の寸法より小さくなるように形成する。
▲３▼次いで、前記凹部の厚さ分が除去される条件でウエットエッチングを行うことにより、前記第２の保護膜パターンを前記凹部が貫通穴となった第３の保護膜パターンにするとともに、前記第１面には保護膜が存在する状態とする。
▲４▼この状態で、結晶方位依存性を利用した異方性ウエットエッチングを行うことにより、前記第３の保護膜パターンの貫通穴から露出する前記薄肉部分を、前記境界位置での寸法が所定寸法となるまで行う。
【００１１】
本発明は、また、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層をなす薄膜パターンを真空蒸着法で形成するために使用され、前記薄膜パターンに対応させた開口部を有するマスクの製造方法において、面方位が（１００）である単結晶シリコン基板を用い、結晶方位依存性を利用した異方性ウエットエッチングにより、壁面の面方位が（１１１）である貫通穴を前記開口部として形成することを特徴とするマスクの製造方法を提供する。
【００１２】
この方法においては、単結晶シリコン基板を厚さ方向にエッチングすることにより、一定厚さの薄肉部分を前記基板面内の一部に形成した後、この薄肉部分に、結晶方位依存性を利用した異方性ウエットエッチングで貫通穴を形成することが好ましい。
本発明はまた、被成膜面に薄膜を所定パターンで形成するために使用され、前記パターンに対応させた開口部を有するマスクの製造方法において、一方の面に絶縁膜と単結晶シリコン膜がこの順に形成されている基板を用い、この基板を、基板面内の少なくとも一部で厚さ方向全体に除去するとともに、この基板が除去された部分の単結晶シリコン膜に対して、異方性エッチングで貫通穴を前記開口部として形成することを特徴とするマスクの製造方法を提供する。
【００１３】
本発明はまた、有機ＥＬ素子の構成層をなす薄膜パターンを真空蒸着で形成する際のマスクとして、本発明のマスク、或いは本発明のマスク製造方法で得られたマスクを用いることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。
本発明はまた、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法で製造された有機ＥＬ装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
［マスク製造方法の第１実施形態］
図１を用いて、本発明のマスクおよびその製造方法の第１実施形態について説明する。
先ず、図１（ａ）に示すように、面方位が（１００）であるシリコンウエハ（単結晶シリコン基板）１を用意し、このウエハ１の表面全体にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜２を形成する。次に、ウエハ１の一方の面（ここでは上面）側のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部に対応させた形状（例えば長方形や正方形、ここでは正方形）の開口２１を形成して、この開口２１の部分のウエハ１表面を露出させる。この開口２１の形成はフォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程により行う。図１（ｂ）はこの状態を示す。
【００１５】
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２１の部分のシリコンが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。その結果、４つの壁面１１ａの面方位が（１１１）である貫通穴１１が、ウエハ１の開口２１の部分に形成される。
図１（ｃ）はこの状態を示す。図１（ｄ）はこの貫通穴１１をウエハ１の上面側（開口２１のある面側）から見た平面図であって、図１（ｃ）は図１（ｄ）のＡ−Ａ線断面図に対応する。
【００１６】
両図に示すように、貫通穴１１の４つの壁面１１ａが、シリコンの結晶方位（１１１）に沿って、ウエハ１面の（１００）に対して５４．７４°の角度（θ＝５４．７４°）で斜めに、対向する壁面１１ａ同士の間隔がウエハ上面から下面に向かって小さくなるように（テーパ状に）形成される。すなわち、貫通穴１１は、シリコン酸化膜２の開口２１の正方形を底面とする四角錐の頂点側の部分を、底面と平行な面で切断した形状に形成される。
【００１７】
その結果、貫通穴１１のウエハ上面側の開口１１ｂは、シリコン酸化膜２の開口２１と略同じ寸法の正方形となり、ウエハ下面側の開口１１ｃは、ウエハ上面側の開口１１ｂよりも小さい寸法の正方形となる。
次に、このウエハ１をフッ酸系エッチング液へ浸漬することにより、シリコン酸化膜２を除去する。図１（ｅ）はこの状態を示す。
次に、このウエハ１の貫通穴１１の壁面１１ａを含む全ての表面に、均一な厚さでシリコン酸化膜３を形成する。このシリコン酸化膜３の形成は熱酸化により行う。図１（ｆ）はこの状態を示す。
【００１８】
このようにして、単結晶シリコンからなり、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、壁面の面方位が（１１１）である貫通穴１１を開口部として有するマスクが得られる。このマスクは単結晶シリコンで形成されているため、板厚が薄く開口部同士の間隔が狭い場合でも、取り扱い時に撓みや変形が生じ難く、成膜時に張力をかけなくても撓むことがなく、開口部の加工精度は高精細画素に対応できる程度に高くすることができる。
【００１９】
また、この方法によれば貫通穴１１がテーパ状に形成されるため、このマスクを貫通穴１１の開口面積の小さい側（ウエハ下面側の開口１１ｃ側）を被成膜面側に配置して使用することにより、成膜された薄膜パターンの膜厚がパターンの周縁部分で薄くなることが防止できる。
上述の配置でこのマスクを使用するためには、面積が小さい側の開口１１ｃの寸法を、薄膜パターンに対応させた寸法で形成する必要がある。この開口１１ｃの寸法は、シリコン酸化膜２の開口２１の寸法とウエハ１の厚さとによって決まるため、ウエハ１の厚さを考慮して、形成する薄膜パターンに開口１１ｃの寸法が対応するように、シリコン酸化膜２の開口２１の寸法を設定する必要がある。
【００２０】
なお、シリコン酸化膜３はマスクの保護を目的として形成されており、シリコン酸化膜３がない図１（ｅ）の状態でもマスクとして使用できる。この場合には、シリコン酸化膜２の開口２１の寸法を、形成する薄膜パターンと貫通穴１１の開口１１ｃの寸法が一致するように設定して作製すればよい。
［マスク製造方法の第２実施形態］
図２および３を用いて、本発明のマスクおよびその製造方法の第２実施形態について説明する。
【００２１】
先ず、図２（ａ）に示すように、面方位が（１００）で厚さが第１実施形態と同じであるシリコンウエハ（単結晶シリコン基板）１を用意し、このウエハ１の表面全体にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜２を形成する。次に、ウエハ１の一方の面（ここでは下面）側のシリコン酸化膜２に開口２２を形成して、ウエハ１の下面の周縁部分以外を露出させる。この開口２２の形成はフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により行う。図２（ｂ）はこの状態を示す。
【００２２】
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２２の部分のシリコンが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。その結果、壁面１２ａの面方位が（１１１）である凹部１２がウエハ１の開口２２の部分に形成され、ウエハ１の開口２２の部分が一定厚さ（例えば厚さ２０μｍ）の薄肉部分１３となる。また、ウエハ１の下面側の周縁部分は凸部１４となる。図２（ｃ）はこの状態を示す。
【００２３】
なお、ウエハ１の水酸化カリウム水溶液への浸漬時間は、薄肉部分１３の設定厚さに応じてウエハ１の厚さを考慮して設定する。また、この凹部１２の壁面１２ａも、第１実施形態の貫通穴１１の壁面１１ａと同様に、シリコンの結晶方位（１１１）に沿って、ウエハ１面の（１００）に対して５４．７４°の角度で斜めに形成される。ただし、この場合には、対向する壁面１１ａ同士の間隔がウエハ下面から上面に向かって小さくなるように（テーパ状に）形成される。
【００２４】
次に、凹部１２の壁面１２ａと底面１２ｂの表面に、熱酸化によりシリコン酸化膜２ａを形成する。図２（ｄ）はこの状態を示す。
次に、薄肉部分１３の上面（凹部１２が形成された面とは反対側の面）側のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部に対応させた正方形の開口２１を形成して、この開口２１の部分のウエハ１表面を露出させる。この開口２１の形成はフォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程により行う。図３（ａ）はこの状態を示す。
【００２５】
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２１の部分のシリコンが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。その結果、４つの壁面１１ａの面方位が（１１１）である貫通穴１１が、ウエハ１の開口２１の部分に形成される。図３（ｂ）はこの状態を示す。
この貫通穴１１の４つの壁面１１ａは、第１実施形態と同様に、シリコンの結晶方位（１１１）に沿って、ウエハ１面の（１００）に対して５４．７４°の角度で斜めに、対向する壁面１１ａ同士の間隔がウエハ上面から下面に向かって小さくなるように（テーパ状に）形成される。
【００２６】
その結果、貫通穴１１の薄肉部分１３の上面側の開口は、シリコン酸化膜２の開口２１と略同じ寸法の正方形となり、薄肉部分１３の下面側の開口は、上面側の開口よりも小さい寸法の正方形となる。
次に、このウエハ１をフッ酸系エッチング液へ浸漬することにより、シリコン酸化膜２を除去する。図３（ｃ）はこの状態を示す。
次に、このウエハ１の貫通穴１１の壁面１１ａと凹部１２の底面を含む全ての表面に、均一な厚さでシリコン酸化膜３を形成する。このシリコン酸化膜３の形成は熱酸化により行う。図３（ｄ）はこの状態を示す。
【００２７】
このようにして、単結晶シリコンからなり、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、壁面の面方位が（１１１）である貫通穴１１を開口部として有し、マスク面中央の薄肉部分１３に貫通穴１１が形成され、貫通穴１１の開口面積が小さい側に突出する凸部１４を周縁部に有するマスクが得られる。
このマスクは単結晶シリコンで形成されているため、板厚が薄く開口部同士の間隔が狭い場合でも、取り扱い時に撓みや変形が生じ難く、成膜時に張力をかけなくても撓むことがなく、開口部の加工精度を高精細画素に対応できる程度に高くすることができる。
【００２８】
また、この方法では貫通穴１１がテーパ状に形成されるため、このマスクを貫通穴１１の開口面積の小さい側を被成膜面側に配置して使用することにより、成膜された薄膜パターンの膜厚がパターンの周縁部分で薄くなることが防止できる。
上述の配置でこのマスクを使用するためには、貫通穴１１の面積が小さい側の開口の寸法を、薄膜パターンに対応させた寸法で形成する必要がある。この開口の寸法は、シリコン酸化膜２の開口２１の寸法と薄肉部分１３の厚さとによって決まるため、薄肉部分１３の厚さを考慮して、形成する薄膜パターンに貫通穴１１の面積が小さい側の開口の寸法が対応するように、シリコン酸化膜２の開口２１の寸法を設定する必要がある。
【００２９】
なお、このマスクも、第１実施形態のマスクと同様に、シリコン酸化膜３がない図３（ｃ）の状態でも使用できる。また、凸部１４を除去した状態でマスクとして使用することもできるし、凸部１４を適切な厚さに形成したり、凸部１４の形状を成膜される基板を保持できる形状とすることにより、凸部１４を有効利用することもできる。凸部１４を除去してマスクとする場合でも、この凸部１４はマスクの作製時に支持部として機能する。
【００３０】
また、この実施形態の方法では、薄肉部分１３に貫通穴１１を形成するため、薄膜部分１３を薄く形成することにより、微細な薄膜パターンに対応させた開口部を形成することができる。これにより、市販されている厚さ５００μｍ程度のシリコンウエハを使用した場合でも、微細な薄膜パターンに対応させた開口部を容易に形成することができる。
［マスク製造方法の第３実施形態］
図４を用いて、本発明のマスクおよびその製造方法の第３実施形態について説明する。
【００３１】
先ず、単結晶シリコン基板５１上に、シリコン酸化膜（絶縁膜）５２と単結晶シリコン膜５３がこの順に形成されているＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板５を用意する。
このＳＯＩ基板５としては、単結晶シリコン膜５３が各種厚さで形成されているものが容易に入手可能であり、例えば、単結晶シリコン基板５１の厚さが５００μｍであり、シリコン酸化膜５２の厚さが１μｍであり、単結晶シリコン膜５３の厚さが２０μｍであるものを使用する。次に、このＳＯＩ基板５の表面全体に、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜２を形成する。図４（ａ）はこの状態を示す。
【００３２】
次に、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程を行うことにより、単結晶シリコン膜５３側のシリコン酸化膜２にマスクの開口部に対応させた複数の正方形の開口２１を形成するとともに、シリコン基板５１側のシリコン酸化膜２に、周縁部分以外を露出する一つの開口２２を形成する。図４（ｂ）はこの状態を示す。
次に、このＳＯＩ基板５を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、両方の開口２１，２２の部分のシリコンが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。ＳＯＩ基板５の浸漬時間は、単結晶シリコン基板５１が厚さ方向全体でエッチングされて、単結晶シリコン基板５１に貫通穴５１ａが形成されるのに十分な時間とする。
【００３３】
その結果、単結晶シリコン基板５１の開口２２の部分に、壁面５１１ａの面方位が（１１１）であるテーパ状の貫通穴５１１が形成され、単結晶シリコン膜５３の各開口２１の部分に、壁面５３１ａの面方位が（１１１）であるテーパ状の貫通穴５３１が形成される。また、単結晶シリコン基板５１の周縁部分は凸部５１２として残る。図４（ｃ）はこの状態を示す。
また、このマスクを、単結晶シリコン膜５３のシリコン酸化膜５２側を被成膜面側に配置して使用するためには、シリコン酸化膜５２側の開口の寸法を、形成する薄膜パターンに対応させる必要がある。この開口の寸法は、シリコン酸化膜２の開口２１の寸法と単結晶シリコン膜５３の厚さとによって決まるため、単結晶シリコン膜５３の厚さを考慮して、形成する薄膜パターンにシリコン酸化膜５２側の開口の寸法が対応するように、シリコン酸化膜２の開口２１の寸法を設定する必要がある。
【００３４】
次に、このＳＯＩ基板５をフッ酸系エッチング液へ浸漬することにより、シリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜５２の貫通穴５１１側で露出している部分を除去する。図４（ｄ）はこの状態を示す。
次に、この状態のＳＯＩ基板５の貫通穴５１１，５３１の壁面５１１ａ，５３１ａを含む全ての表面に、均一な厚さでシリコン酸化膜３を形成する。このシリコン酸化膜３の形成は熱酸化により行う。図４（ｅ）はこの状態を示す。
【００３５】
このようにして、単結晶シリコンからなり、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、壁面の面方位が（１１１）である貫通穴５３１を開口部として有し、マスク面中央の薄肉部分（単結晶シリコン基板５１が除去された部分）に貫通穴５３１が形成され、貫通穴５３１の開口面積が小さい側に突出する凸部５１２を周縁部に有するマスクが得られる。
このマスクは単結晶シリコンで形成されているため、板厚が薄く開口部同士の間隔が狭い場合でも、取り扱い時に撓みや変形が生じ難く、成膜時に張力をかけなくても撓むことがなく、開口部の加工精度を高精細画素に対応できる程度に高くすることができる。
【００３６】
また、開口部をなす貫通穴５３１がテーパ状に形成されているため、このマスクを貫通穴５３１の開口面積の小さい側を被成膜面側に配置して使用することにより、成膜された薄膜パターンの膜厚がパターンの周縁部分で薄くなることが防止できる。
なお、このマスクも、第１実施形態のマスクと同様に、シリコン酸化膜３がない図４（ｄ）の状態でも使用できる。また、凸部５１２を除去した状態でマスクとして使用することもできるし、凸部５１２を適切な厚さに形成したり、凸部５１２の形状を成膜される基板を保持できる形状とすることにより、この凸部５１２を有効利用することもできる。凸部５１２を除去してマスクとする場合でも、この凸部５１２はマスクの作製時に支持部として機能する。
【００３７】
また、この実施形態の方法では、ＳＯＩ基板５の単結晶シリコン膜５３に、薄膜パターンに対応させた開口部をなす貫通穴５３１を形成するため、膜厚の薄い単結晶シリコン膜５３を有するＳＯＩ基板５を用いることで、微細な薄膜パターンに対応させた開口部を形成することが容易にできる。
［マスク製造方法の第４実施形態］
図５を用いて、本発明のマスクおよびその製造方法の第４実施形態について説明する。
【００３８】
先ず、第３実施形態と同様に、単結晶シリコン基板５１上に、シリコン酸化膜（絶縁膜）５２と単結晶シリコン膜５３がこの順に形成されているＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板５を用意して、このＳＯＩ基板５の表面全体にシリコン酸化膜２を形成する。図５（ａ）はこの状態を示す。
次に、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程を行うことにより、単結晶シリコン基板５１側のシリコン酸化膜２に、周縁部分以外を露出する一つの開口２２を形成する。次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、単結晶シリコン基板５１の開口２１の部分のシリコンを厚さ方向全体で異方性ウエットエッチングし、単結晶シリコン基板５１に壁面５１１ａの面方位が（１１１）である貫通穴５１１を形成する。また、単結晶シリコン基板５１の周縁部分は凸部５１２として残る。図５（ｂ）はこの状態を示す。
【００３９】
次に、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程を行うことにより、単結晶シリコン膜５３側のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部に対応させた複数の正方形の開口２１を形成する。図５（ｃ）はこの状態を示す。
次に、この状態でＳＯＩ基板５をＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching ：誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング）装置に入れて、所定の条件で開口２１の部分のシリコンをエッチングする。これにより、単結晶シリコン膜５３の開口２１の部分が異方性ドライエッチングされて、この部分に貫通穴５３２が形成される。この貫通穴５３２の断面は、深さ方向全体で、シリコン酸化膜２の開口２１と同じ寸法の正方形となる。図５（ｄ）はこの状態を示す。
【００４０】
なお、この実施形態の場合には、シリコン酸化膜２の開口２１の正方形の寸法を、形成する薄膜パターンの正方形に対応させた寸法にすればよい。また、この方法の場合には、薄膜パターンの形状が正方形や長方形以外の任意の形状である場合にも容易に対応できる。
次に、このＳＯＩ基板５に対して第３実施形態と同じ処理を行うことにより、シリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜５２の貫通穴５１１側で露出している部分を除去する。図５（ｅ）はこの状態を示す。
【００４１】
次に、この状態のＳＯＩ基板５の、貫通穴５１１の壁面５１１ａおよび貫通穴５３２の壁面を含む全ての表面に、第３実施形態と同じ方法で均一な厚さでシリコン酸化膜３を形成する。図５（ｅ）はこの状態を示す。
このようにして、単結晶シリコンからなり、厚さ方向に寸法変化がない貫通穴５３２を開口部として有し、周縁部が凸部５１２となっているマスクが得られる。
【００４２】
このマスクは単結晶シリコンで形成されているため、板厚が薄く開口部同士の間隔が狭い場合でも、取り扱い時に撓みや変形が生じ難く、成膜時に張力をかけなくても撓むことがなく、開口部の加工精度を高精細画素に対応できる程度に高くすることができる。
また、ＳＯＩ基板５の単結晶シリコン膜５３に、薄膜パターンに対応させた開口部をなす貫通穴５３１を形成するため、膜厚の薄い単結晶シリコン膜５３を有するＳＯＩ基板５を用いることで、微細な薄膜パターンに対応させた開口部を形成することが容易にできる。また、第３実施形態のマスクと同様に、凸部５１２を有効利用することができる。
【００４３】
また、この実施形態の方法では、開口部をなす貫通穴５３２をドライエッチングで形成するため、薄膜パターンの形状が正方形や長方形以外の形状である場合にも容易に対応できる。
なお、このマスクも、シリコン酸化膜３がない図５（ｅ）の状態でも使用できる。この場合には、シリコン酸化膜２の開口２１を、形成する薄膜パターンと一致させて作製することにより、形成する薄膜パターンと一致する貫通穴５３２がマスクの開口部として容易に形成される。
［マスク製造方法の第５実施形態］
図６を用いて、本発明のマスクおよびその製造方法の第５実施形態について説明する。
【００４４】
この実施形態の方法は第２実施形態の方法と同様に、先ず、図２の（ａ）〜（ｄ）の工程を行うことにより、図６（ａ）の状態とする。次に、薄肉部分１３の凹部１２が形成された面側のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部に対応させた正方形の開口２１を形成する。図６（ｂ）はこの状態を示す。
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２１の部分のシリコンが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。その結果、壁面１１ａの面方位が（１１１）であるテーパ状の貫通穴１１が、ウエハ１の開口２１の部分に形成される。図６（ｃ）はこの状態を示す。
【００４５】
次に、このウエハ１に対して、第２実施形態と同じ処理を行うことにより、シリコン酸化膜２を除去する。図６（ｄ）はこの状態を示す。次に、この状態のウエハ１の貫通穴１１の壁面１１ａおよび凹部１２の底面を含む全ての表面に、第２実施形態と同じ方法で均一な厚さでシリコン酸化膜３を形成する。図６（ｅ）はこの状態を示す。
この実施形態によれば、貫通穴１１の開口面積が大きい側に凸部１４が突出している点のみが第２実施形態と異なる構造のマスクが得られる。
【００４６】
この実施形態と似た構造のマスクを、ＳＯＩ基板を用いて作製することもできる。その場合には、例えば第３実施形態と同じＳＯＩ基板５を用いて、先ず単結晶シリコン基板５１に異方性ウエットエッチングで周縁部に凸部５１２を残す工程を行った後に、シリコン酸化膜５２に開口２１を開け、この開口２１の部分の単結晶シリコン膜５３に異方性ウエットエッチングで貫通穴５３１を設ける。
［マスク製造方法の第６実施形態］
図７を用いて、本発明のマスクおよびその製造方法の第６実施形態について説明する。
【００４７】
この実施形態の方法では、第１実施形態の方法と同様に、ウエハ１の表面全体にシリコン酸化膜２を形成した後、上面側のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部に対応させた正方形の開口２１を形成する。図７（ａ）はこの状態を示す。
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２１の部分のシリコンを、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングする。ここで、ウエハ１の水酸化カリウム水溶液への浸漬時間を、エッチング深さがウエハ１の厚さ方向所定位置（例えば、残存厚が全体厚さの１／２０となる位置）となるように設定する。これにより、第１実施形態のような貫通穴１１ではなく、壁面１６ａの面方位が（１１１）であるテーパ状の凹部１６が、ウエハ１の開口２１の部分に形成される。そして、凹部１６の下部にシリコン１０が残る。図７（ｂ）はこの状態を示す。
【００４８】
次に、凹部１６の壁面および底面にシリコン酸化膜２ｂを形成するとともに、下面（開口２１とは反対側の面）側のシリコン酸化膜２に開口２３を形成する。この開口２３は、開口２１よりも寸法が小さい正方形であって、各開口２１に対応する位置に中心を合わせて配置する。図７（ｃ）はこの状態を示す。
次に、この状態のウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２３の部分のシリコン１０は、シリコン酸化膜２ｂに至るまで、面方位（１１１）に沿って異方性ウエットエッチングされる。これにより、ウエハ１の開口２３の部分に、壁面１７ａの面方位が（１１１）であるテーパ状の穴１７が形成される。この穴１７は、壁面の傾斜の向きが凹部１６と反対になる。図７（ｄ）はこの状態を示す。
【００４９】
次に、第１実施形態と同じ処理を行ってシリコン薄膜２，２ｂを除去することにより、穴１７と凹部１６とを連通させて、マスクの開口部をなす貫通穴１８を形成する。図７（ｅ）はこの状態を示す。
ここで、このマスクを、ウエハ下面側（貫通穴１８の穴１７側）を被成膜面側に配置して使用するためには、穴１７を形成する際の開口２３の寸法を、形成する薄膜パターンに対応させる必要がある。また、穴１７の凹部１６側の開口面が凹部１６の底面と同じになるように、開口２３の寸法を設定することが好ましい。
【００５０】
次に、第１実施形態と同じ方法により、このウエハ１の貫通穴１８の壁面を含む全ての表面に、均一な厚さでシリコン酸化膜３を形成する。図７（ｆ）はこの状態を示す。
このようにして、単結晶シリコンからなり、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、壁面の面方位が（１１１）である貫通穴１８を開口部として有するマスクが得られる。また、このマスクは、貫通穴１８の被膜形成面側の開口端とマスク面との角度αが鈍角になっている。
【００５１】
したがって、このマスクは、第１実施形態のマスクと同じ効果を有するとともに、貫通穴１８の被膜形成面側の周縁部が破損し難くなる効果を有する。
なお、このマスクも、シリコン酸化膜３がない図７（ｅ）状態でもマスクとして使用できる。
［有機ＥＬ装置の製造方法の実施形態］
図８を用いて、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第１実施形態について説明する。
【００５２】
ここでは、フルカラーのアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体を例にとって、この表示体を作製する際の一工程として行われる、画素をなす有機ＥＬ素子の発光層をＲ、Ｇ、Ｂ毎に真空蒸着法で形成する工程について説明する。なお、この工程の前には、ガラス基板上に、各画素毎のトランジスタと容量およびこれらの配線や駆動回路等を形成する工程、各画素毎に透明電極を形成する工程、各透明電極上に必要に応じて正孔輸送／注入層を形成する工程が行われる。
【００５３】
これらの各工程が従来より公知の方法で行われた後のガラス基板６を、真空蒸着装置の基板ホルダ７上に取り付け、その上に、マスク保持部材８を介してマスク９を設置する。
この表示体では、ガラス基板の一辺に平行な線に沿って、全ての画素を、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ・・・・と等間隔に配置する。これに対応させて、このマスク９には、Ｒ、Ｇ、Ｂを一組として各組ごとの間隔で組数と同じ数の開口部９１が形成されている。
【００５４】
このマスク９として、単結晶シリコンからなり、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、壁面の面方位が（１１１）であるテーパ状の貫通穴を開口部９１として有するマスクを使用する。すなわち、例えば、前述の各実施形態（第４実施形態を除く）の方法で作製されたマスクであって、周縁部に凸部を有するマスクではこの凸部を除去した状態で使用する。
マスク保持部材８は、ガラス基板６の薄膜形成領域の外側を所定幅で覆う枠体であって、その厚さは、形成する薄膜の厚さに膜表面とマスク面との隙間分の寸法（例えば２μｍ）を加えた厚さである。このマスク保持部材８の上に、開口部９１の開口面積が小さい方の面をガラス基板側（被成膜面側）にしてマスク９を設置する。
【００５５】
先ず、この状態で、開口部９１をＲの位置に合わせて、Ｒ（赤）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板６のＲの位置に赤色発光層６１が成膜される。図８（ａ）はこの状態を示す。
次に、このマスク９を画素一つ分だけ横方向に移動して、開口部９１をＲの隣のＧの位置に合わせて、Ｇ（緑）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板６のＧの位置に緑色発光層６２が成膜される。図８（ｂ）はこの状態を示す。
【００５６】
次に、このマスク９を画素一つ分だけ横方向に移動して、開口部９１をＧの隣のＢの位置に合わせて、Ｂ（青）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板６のＢの位置に青色発光層６３が成膜される。図８（ｃ）はこの状態を示す。
この発光層成膜工程の後に、陰極層の形成工程等の工程を従来より公知の方法で行うことによって、フルカラーのアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体が得られる。
【００５７】
この実施形態の方法によれば、単結晶シリコンで形成されているマスク９を使用することにより、マスク９の開口部９１が高精細画素に対応できる加工精度で形成されるため、高精細画素のフルカラーアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体を容易に得ることができる。
また、開口部９１としてテーパ状の貫通穴を有するマスク９を上述の配置で使用しているため、膜厚が各発光層のパターン周縁部分で薄くなることが防止される。これにより、各画素の面内での発光均一性を高くすることができる。
【００５８】
図９を用いて、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第２実施形態について説明する。
この実施形態では、ＲＧＢの各色の画素毎に異なるマスク９Ａ，９Ｂ，９Ｃを使用する。すなわち、Ｒ用のマスク９ＡにはＲの位置にのみ開口部９１Ａが形成され、Ｇ用のマスク９ＢにはＧの位置にのみ開口部９１Ｂが形成され、Ｂ用のマスク９ＣにはＢの位置にのみ開口部９１Ｃが形成されている。これらのマスク９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、開口部９１Ａ〜９１Ｃのマスク面内での形成位置が異なるだけで、基本的には図８のマスク９と同じである。
【００５９】
また、この実施形態では、ガラス基板６を入れる箱状に形成された基板ホルダ７１を使用している。この基板ホルダ７１は、箱の深さがガラス基板６の厚さよりも深く形成され、箱の開口端面に段差面が、マスク保持面７２として設けられている。このマスク保持面７２は、マスクを設置したときに、ガラス基板６の上面とマスクの下面との間隔が、形成する薄膜の厚さに膜表面とマスク面との隙間分の寸法（例えば１８μｍ）を加えた寸法となる位置に形成されている。
【００６０】
先ず、この基板ホルダ７１内にガラス基板６を入れて、マスク保持面７２にＲ用のマスク９Ａを載せる。この状態で、Ｒ（赤）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板６のＲの位置に赤色発光層６１が成膜される。図９（ａ）はこの状態を示す。
次に、このマスク９Ａを外した後に、マスク保持面７２にＧ用のマスク９Ｂを載せる。この状態で、Ｇ（緑）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板６のＧの位置に緑色発光層６２が成膜される。図９（ｂ）はこの状態を示す。
【００６１】
次に、このマスク９Ｂを外した後に、マスク保持面７２にＢ用のマスク９Ｃを載せる。Ｂ（青）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板６のＢの位置に青色発光層６３が成膜される。図９（ｃ）はこの状態を示す。
この実施形態の方法によれば、図８のマスク９を用いた場合と同じ効果が得られるとともに、一つのマスクを移動させてＲＧＢの全色の画素を形成するのではなく、ＲＧＢの各色の画素毎に異なるマスク９Ａ〜９Ｃを使用するため、図８のマスク９を用いた場合よりも製造工程が簡便になるという効果を有する。
【００６２】
また、単結晶シリコン基板またはＳＯＩ基板の単結晶シリコン薄膜に対して異方性エッチングにより開口部が形成されたマスクは、開口部の加工精度が非常に高いため、異なるマスク間の開口部の寸法誤差を無視できるほどに小さくすることができる。そのため、各色の画素毎に異なるマスクを使用しても、色の異なる画素間で得られる薄膜パターンの大きさに、問題となるような差が生じない。
なお、図８および９の実施形態の方法においては、第２，３，５実施形態の方法で形成されたマスクを用いる場合に、周縁部の凸部１４，５１２を除去した状態で使用している。しかしながら、第２および第３実施形態のマスクのように、貫通穴１１，５３１の開口面積が小さい側の面に凸部１４，５１２を有する場合には、凸部１４，５１２がマスクの被成膜面側に向ける面（マスク裏面）に形成されているため、この凸部を有効利用することもできる。その例を図１０および１１に示す。
【００６３】
図１０の例は、マスク裏面の周縁部の凸部を、図８のマスク保持部材８と同じ形状にエッチングすることにより、マスク保持部９２をマスク９に一体化した例である。
図１１の例は、マスク裏面の周縁部の凸部９に、ガラス基板６を保持できる段差面（基板保持面）９３ａをエッチングで形成した例である。この例では、マスク９の上側にガラス基板６を配置して（マスク９の基板保持面９３ａにガラス基板６を載せて）、マスク９の下面側から成膜を行うため、マスク９を蒸着装置内の所定位置に保持してマスク９の下面の周縁部を覆う枠状のマスク保持部材７５が必要となる。
［第７実施形態］
図１２を用いて、本発明のマスクの第７実施形態について説明する。
【００６４】
図１２（ａ）はこの実施形態のマスクを示す平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
このマスクは、開口部１１０が形成されている薄肉部分１３をマスク面中央に有し、開口部１１０が形成されていない凸部（厚肉部）１４をマスク面周縁部に有する。開口部１１０は、薄肉部分１３をマスク面に垂直に貫通する貫通穴である。開口部１１０の寸法は、マスクの厚さ方向で所定位置（境界位置）Ｃから各マスク面に向けて大きくなっている。開口部１１０のマスク面と平行な断面形状は、マスクの厚さ方向全体で正方形である。
【００６５】
すなわち、開口部１１０は、凸部１４側の第１テーパ穴１１１と反対側の第２テーパ穴１１２とが連通している貫通穴であって、第１テーパ穴１１１と第２テーパ穴１１２の傾斜の向きは逆向きになっている。境界位置Ｃでの開口部１１０の寸法Ｗ０は形成する薄膜パターンの寸法と同じにしてあり、第１テーパ穴１１１のマスク面での寸法Ｗ１および第２テーパ穴のマスク面での寸法Ｗ２は、境界位置Ｃでの寸法Ｗ０より大きい。
【００６６】
第１テーパ穴１１１は４つの傾斜状壁面１１１ａで形成され、これらの壁面１１１ａはマスク面に対して鋭角θ１（例えば５４．７４°）で形成されている。第２テーパ穴１１２は４つの傾斜状壁面１１２ａで形成され、これらの壁面１１２ａはマスク面に対して鋭角θ２（例えば７０°）で形成されている。これにより、マスクの開口部分１３ａ，１３ｂの角度（壁面１１１ａ，１１２ａとマスク面との角度であって、薄肉部分１３側の角度）は、両マスク面で鈍角になっている（α１＞９０°且つα２＞９０°）。
【００６７】
境界位置Ｃから凸部１４側のマスク面までの距離ｔ１（第１テーパ穴１１１の深さ）と、境界位置Ｃから凸部１４と反対側のマスク面までの距離ｔ２（第２テーパ穴１１２の深さ）とは異なる。このマスクは凸部１４と反対側のマスク面を被成膜面側として使用するため、距離ｔ２（第２テーパ穴１１２の深さ）を距離ｔ１より小さく設定してある。開口部１１０の被成膜面側の部分の深さ（ここでは距離ｔ２）が浅いほど、形成する薄膜パターンの寸法精度が高くなる。
【００６８】
この第７実施形態のマスクと、図６（ｄ）に示す第５実施形態で得られたマスクとを比較する。
第５実施形態のマスクの開口部分の角度（壁面１１ａとマスク面との角度であって、薄肉部分１３側の角度）は、凹部１２側の面では鈍角であるが、反対の面では鋭角である。
このマスクを、鋭角面側（開口面積が小さい側）を被成膜面として使用すると、成膜された薄膜パターンの膜厚がパターンの周縁部分で薄くなることが防止できて、薄膜パターンを寸法精度良く形成できるが、使用時に鋭角の開口部分１３ｃが欠け易くなる。このマスクを鈍角面側（開口面積が大きい側）を被成膜面として使用すると、開口部分１３ｄが鈍角であるため使用時に欠け難くはなるが、薄肉部分１３の厚さを極端に薄くしない限り、薄膜パターンの寸法精度は低下する。薄肉部分１３の厚さを極端に薄くすると、機械的強度が低下して開口部１１に変形が生じる恐れがある。
【００６９】
これに対して、第７実施形態のマスクでは、マスクの開口部分１３ａ，１３ｂの角度が両マスク面で鈍角になっているため、第２テーパ穴１１２側の面（境界位置Ｃからマスク面までの距離が短い方のマスク面）を被成膜面として使用することにより、使用時に開口部分１３ｂは欠け難い。また、開口部１１０が第１テーパ穴１１１と第２テーパ穴１１２とからなるため、第２テーパ穴１１２の深さｔ２を極端に薄くしても、薄肉部分１３の厚さを厚くすることができる。これにより、薄肉部分１３の機械的強度を確保しながら、薄膜パターンを寸法精度良く形成でき、使用時に開口部分が欠けることも防止できる。
【００７０】
このマスクは例えば以下の方法で製造することができる。その第１の方法を図１３を用いて説明する。
先ず、第２実施形態の方法と同様に、図２の（ａ）〜（ｄ）の工程を行うことにより、図１３（ａ）の状態とする。
次に、薄肉部分１３の第１面（凹部１２が形成された面）のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部１１０に対応させた正方形の開口２１１を貫通状態で、第１テーパ穴１１１のマスク面での寸法Ｗ１に合わせた寸法で形成する。図１３（ｂ）はこの状態を示す。
【００７１】
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２１１の部分のシリコンが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。その結果、壁面１１１ａの面方位が（１１１）であるテーパ状の貫通穴（第１テーパ穴）１１１が、ウエハ１の開口２１１の部分に形成される。図１３（ｃ）はこの状態を示す。
次に、薄肉部分１３の第２面（第１面の反対側の面）のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部１１０に対応させた正方形の開口２１２を貫通状態で、第２テーパ穴１１２のマスク面での寸法Ｗ２（＞Ｗ０）に合わせた寸法で形成する。図１３（ｄ）はこの状態を示す。
【００７２】
ここで、第１テーパ穴１１１の第１面での寸法Ｗ１は、境界位置Ｃでの開口部１１０の寸法Ｗ０が形成する薄膜パターンの寸法と一致するように、厚肉部分１３の厚さに応じて設定されるため、図１３（ｃ）の状態で、第１テーパ穴１１１の第２面での寸法Ｗ３は境界位置Ｃでの寸法Ｗ０より小さくなる。したがって、図１３（ｄ）の状態で、第２面のシリコン酸化膜２の開口２１２から、薄膜部分１３の角部１３ｅが露出した状態となる。
【００７３】
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２１２から露出している薄膜部分１３の角部１３ｅが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。その結果、シリコン単結晶の面方位に沿った壁面１１２ａからなる第２テーパ穴１１２が、第１テーパ穴１１１と連通した状態で形成される。図１３（ｅ）はこの状態を示す。
なお、この方法においては、エッチングが境界位置Ｃで止まるように浸漬時間を厳密に制御する必要がある。また、この方法で形成される壁面１１２ａの面方位は（１１１）であるとは限らない。
【００７４】
次に、このウエハ１に対して、第２実施形態と同じ処理を行うことにより、シリコン酸化膜２を除去する。図１３（ｆ）はこの状態を示す。
この方法で得られたマスクは、単結晶シリコンからなる図１２に示す形状のマスクであって、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、開口部１１０は、境界位置Ｃからマスク各面に向かって互いに逆向きに広がる傾斜状の２つの壁面１１１ａ，１１２ａを有し、少なくとも第１テーパ穴１１１の壁面１１１ａの面方位は（１１１）である。
【００７５】
第７実施形態のマスクを製造する第２の方法を図１４を用いて説明する。
先ず、第２実施形態の方法と同様に、図２の（ａ）〜（ｄ）の工程を行うことにより、図１４（ａ）の状態とする。
次に、薄肉部分１３の第１面（凹部１２が形成された面）のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部１１０に対応させた正方形の開口２１１を貫通状態で、第１テーパ穴１１１のマスク面での寸法Ｗ１に合わせた寸法で形成する。また、薄膜部分１３の第２面（第１面の反対側の面）のシリコン酸化膜２に、マスクの開口部１１０に対応させた正方形の凹部２２１を、第２テーパ穴１１２のマスク面での寸法Ｗ２（＞Ｗ０）に合わせた寸法で形成する。
【００７６】
すなわち、薄肉部分１３の第１面には、マスクの開口部１１０に対応させた貫通穴２１１を有する第１の保護膜パターン２１０を形成し、薄肉部分１３の第２面には、マスクの開口部１１０に対応させた凹部２２１を有する第２の保護膜パターン２２０を形成する。図１４（ｂ）はこの状態を示す。
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２１１の部分のシリコンが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。その結果、壁面１１１ａの面方位が（１１１）であるテーパ状の貫通穴（第１テーパ穴）１１１が、ウエハ１の開口２１１の部分に形成される。図１４（ｃ）はこの状態を示す。
【００７７】
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、シリコン酸化膜２を凹部２２１の底部２２１ａの厚さ分だけ除去する。これにより、第２の保護膜パターン２２０は、図１４（ｄ）に示すように、凹部２２１が貫通穴２２２となった第３の保護膜パターン２３０となる。また、第１の保護膜パターン２１０は、厚さが一様に底部２２１ａの厚さ分だけ薄くなった状態で残存する。すなわち、この時点で第１面にシリコン酸化膜２が存在するように、形成するシリコン酸化膜２の膜厚を設定する。
【００７８】
ここで、第１テーパ穴１１１の第１面での寸法Ｗ１は、境界位置Ｃでの開口部１１０の寸法Ｗ０が形成する薄膜パターンの寸法と一致するように、厚肉部分１３の厚さに応じて設定されるため、図１４（ｃ）の状態で、第１テーパ穴１１１の第２面での寸法Ｗ３は境界位置Ｃでの寸法Ｗ０より小さくなる。したがって、図１４（ｄ）の状態で、第３の保護膜パターン２３０の貫通穴（第２面のシリコン酸化膜２の開口）２２２から、薄膜部分１３の角部１３ｅが露出した状態となる。
【００７９】
次に、このウエハ１を水酸化カリウム水溶液に所定時間浸漬することにより、開口２２２から露出している薄膜部分１３の角部１３ｅが、結晶方位依存性によって異方性ウエットエッチングされる。その結果、シリコン単結晶の面方位に沿った壁面１１２ａからなる第２テーパ穴１１２が、第１テーパ穴１１１と連通した状態で形成される。図１４（ｅ）はこの状態を示す。
なお、この方法においては、エッチングが境界位置Ｃで止まるように浸漬時間を厳密に制御する必要がある。また、この方法で形成される壁面１１２ａの面方位は（１１１）であるとは限らない。
【００８０】
次に、このウエハ１に対して、第２実施形態と同じ処理を行うことにより、シリコン酸化膜２を除去する。図１４（ｆ）はこの状態を示す。
この方法で得られたマスクは、第１の方法で得られたマスクと同じ単結晶シリコンからなる図１２に示す形状のマスクであって、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、開口部１１０は、境界位置Ｃからマスク各面に向かって互いに逆向きに広がる傾斜状の２つの壁面１１１ａ，１１２ａを有し、少なくとも第１テーパ穴１１１の壁面１１１ａの面方位は（１１１）である。
【００８１】
第１の方法と第２の方法を比較すると、第２面のシリコン酸化膜２へのパターニングを、第１の方法では薄肉部分１３に貫通穴１１１を開けた後に行っているのに対して、第２の方法では薄肉部分１３に貫通穴１１１を開ける前に行っている。シリコン酸化膜２へのパターニングを貫通穴１１１を開けた後に行うと、フォトリソグラフィ工程で破損しやすくなる。そのため、第１の方法よりも第２の方法の方が生産性が高くなる。
【００８２】
なお、第１の方法と第２の方法で、シリコン酸化膜２のパターニングは、例えば、ポジ型レジストを用いたフォトリソグラフィ工程と、緩衝ふっ酸溶液（ＢＨＦ：例えば、５０質量％のＨＦ水溶液と４５質量％のＮＨ4 Ｆ水溶液とを体積比で１：６に混合した溶液）を用いたウエットエッチング工程とで行う。
［有機ＥＬ装置の製造方法の第３実施形態］
図１５〜１７を用いて、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第３実施形態について説明する。
【００８３】
ここでは、フルカラーのアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体を例にとって、この表示体を作製する際の一工程として行われる、画素をなす有機ＥＬ素子の発光層をＲ、Ｇ、Ｂ毎に真空蒸着法で形成する工程について説明する。
先ず、ガラス基板３０１上に、各画素毎のトランジスタ３０２と容量およびこれらの配線や駆動回路等を形成した後、各画素毎に第１電極３０３を形成し、第１電極３０３以外の部分に第１絶縁層３０４を形成する。次に、この状態のガラス基板３０１上に、マスク保持部材８を介してマスク９０を設置する。
【００８４】
この表示体では、ガラス基板の一辺に平行な線に沿って、全ての画素を、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ・・・・と等間隔に配置する。これに対応させて、このマスク９０には、Ｒ、Ｇ、Ｂを一組として各組ごとの間隔で組数と同じ数の開口部１１０が形成されている。このマスク９０として、前記第７実施形態のマスク（単結晶シリコンからなり、開口部１１０が第１テーパ穴１１１と第２テーパ穴１１２とからなるマスク）を、第２テーパ穴１１２側をガラス基板３０１側に向けて使用する。
【００８５】
この状態で、先ず、開口部１１０をＲの位置に合わせて、Ｒ（赤）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板３０１のＲの位置の第１電極３０３に赤色発光層６１が成膜される。図１５はこの状態を示す。赤色発光層６１の成膜は例えば以下の構成で行われる。先ず、正孔注入層としてｍ−ＭＴＤＡＴＡを成膜した後に、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを成膜する。さらに、発光層として、ＢＳＢ−ＢＣＮを成膜した後、電子輸送層としてＡｌｑ３を成膜する。
【００８６】
次に、このマスク９０を画素一つ分だけ横方向に移動して、開口部１１０をＲの隣のＧの位置に合わせて、Ｇ（緑）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板３０１のＧの位置の第１電極３０３に緑色発光層６２が成膜される。緑色発光層６２の成膜は例えば以下の構成で行われる。先ず、正孔注入層としてｍ−ＭＴＤＡＴＡを成膜した後に、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを成膜する。さらに、電子輸送層を兼ねる発光層としてＡｌｑ３を成膜する。
【００８７】
次に、このマスク９を画素一つ分だけ横方向に移動して、開口部９１をＧの隣のＢの位置に合わせて、Ｂ（青）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板３０１のＢの位置の第１電極３０３に青色発光層６３が成膜される。図１６はこの状態を示す。青色発光層６３の成膜は例えば以下の構成で行われる。先ず、正孔注入層としてｍ−ＭＴＤＡＴＡを成膜した後に、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを成膜する。さらに、正孔ブロック層を兼ねる発光層としてバソクプロイン（Bathocuproine:2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline ）を成膜した後、発光層としてＡｌｑ３を成膜する。
【００８８】
次に、この状態のガラス基板３０１に真空蒸着法により第２電極層３０５を形成する。図１７はこの状態を示す。次に、必要に応じて、第２電極層３０５の上を封止する。
この実施形態の方法によれば、単結晶シリコンで形成されているマスク９０を使用することにより、マスク９０の開口部１１０が高精細画素に対応できる加工精度で形成されるため、高精細画素のフルカラーアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体を容易に得ることができる。
【００８９】
また、開口部１１０が第１テーパ穴１１１と第２テーパ穴１１２とからなるマスク９０を、上述の配置で使用しているため、膜厚が各発光層のパターン周縁部分で薄くなることが防止される。これにより、各画素の面内での発光均一性を高くすることができる。また、マスクの強度が確保され、使用時に開口部分が欠けることも防止できる。
［有機ＥＬ装置の製造方法の第４実施形態］
図１８〜２２を用いて、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第４実施形態について説明する。
【００９０】
この実施形態では、先ず、ガラス基板３０１上に、各画素毎のトランジスタ３０２と容量およびこれらの配線や駆動回路等を形成した後、各画素毎に第１電極３０３を形成し、その上に第１絶縁層３０４を形成する。次に、この第１絶縁層３０４をパターニングして、各第１電極３０３の位置に、画素形成開口部３０４ａを形成する。図１８はこの状態を示す。
次に、この第１絶縁層３０４の上に、画素形成開口部３０４ａより大きな開口部３０６ａを各第１電極３０３の位置に備えた第２絶縁層３０６を、発光層形成厚さよりも十分に大きな厚さで形成する。図１９はこの状態を示す。次に、この状態のガラス基板３０１上に、第２絶縁層３０６に接触させてマスク９００を設置する。
【００９１】
この表示体では、ガラス基板の一辺に平行な線に沿って、全ての画素を、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ・・・・と等間隔に配置する。これに対応させて、このマスク９００には、Ｒ、Ｇ、Ｂを一組として各組ごとの間隔で組数と同じ数の開口部９０１が形成されている。
このマスク９００として、単結晶シリコンからなり、マスク面が単結晶シリコンの（１００）面であり、壁面の面方位が（１１１）であるテーパ状の貫通穴を開口部９０１として有するマスクを使用する。すなわち、例えば、前述の各実施形態（第４実施形態を除く）の方法で作製されたマスクであって、周縁部に凸部を有するマスクではこの凸部を除去した状態で使用する。この開口部９０１の開口面積が大きい方の面をガラス基板側にして、マスク９００を設置する。
【００９２】
この状態で、先ず、開口部９０１をＲの位置に合わせて、Ｒ（赤）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行う。これにより、ガラス基板３０１のＲの位置の第１電極３０３に赤色発光層６１が成膜される。次に、このマスク９００を画素一つ分だけ横方向に移動した後にＧ（緑）用の発光層材料からなるターゲットを用いて真空蒸着を行って緑色発光層６２を、さらに同様にして青色発光層６３を形成する。各発光層６１〜６３は、各電極３０３上に第１絶縁層３０４より厚い膜厚で形成する。図２１はこの状態を示す。
【００９３】
次に、この状態のガラス基板３０１に真空蒸着法により第２電極層３０５を形成する。図２２はこの状態を示す。次に、必要に応じて、第２電極層３０５の上を封止する。
この方法では、画素の寸法精度は画素形成開口部３０４ａの精度によって決まるため、開口部９０１の鈍角側（開口面積が大きい方）の面をガラス基板側にしてマスク９００を配置しても、画素の寸法精度は低下しない。したがって、開口部分が欠けることを防止するために、マスク９００を前記配置で使用しても問題がない。
【００９４】
なお、前述の実施形態では、水酸化カリウム水溶液を使用して単結晶シリコンを異方性ウエットエッチングしているが、水酸化カリウム水溶液以外にもテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液、エチレンジアミン−ピロカテコール水溶液等のアルカリ溶液を使用することができる。また、使用するアルカリ溶液の濃度は、水酸化カリウム水溶液の場合で例えば２〜４０質量％、好ましくは１０〜３０質量％とする。
【００９５】
特に、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置を製造する際に使用するマスクでは、アルカリ金属元素による汚染を防止するために、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液（例えば濃度２０〜３０質量％、温度８０℃以上）を使用することが好ましい。
また、前述の実施形態では、本発明のマスクを真空蒸着用マスクとして使用しているが、本発明のマスクは、他の成膜方法（例えばスパッタリング、イオンプレーティング等）で薄膜パターンを直接形成する場合にも使用可能である。
【００９６】
有機ＥＬ装置は、例えば、モバイル型のパーソナルコンピュータ、携帯電話、ディジタルスチルカメラ等の各種電子機器に適用することができる。
図２３はモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
図２３において、パーソナルコンピュータ１００は、キーボード１０２を備えた本体部１０４と、有機ＥＬ装置からなる表示ユニット１０６とから構成されている。
【００９７】
図２４は、携帯電話の斜視図である。図２４において、携帯電話２００は、複数の操作ボタン２０２の他、受話口２０４、送話口２０６と共に、有機ＥＬ装置からなる表示パネル２０８を備えている。
なお、有機ＥＬ装置を表示部等として適用できる電子機器としては、図２３のパーソナルコンピュータ、図２４の携帯電話、およびディジタルスチルカメラの他にも、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、およびタッチパネルを備えた機器等を挙げることができる。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のマスクによれば、板厚が薄く開口部同士の間隔が狭い場合でも取り扱い時に撓みや変形が生じ難く、成膜時に張力をかけなくても撓むことがなく、開口部の加工精度を高精細画素に対応できる程度に高くできる。したがって、このマスクを用いれば、有機ＥＬ素子の画素をなす薄膜パターンを、高精細画素に対応できる精度で成膜することができる。
【００９９】
本発明のマスク製造方法によれば、厚が薄く開口部同士の間隔が狭い場合でも取り扱い時に撓みや変形が生じ難く、成膜時に張力をかけなくても撓むことがなく、開口部の加工精度が高精細画素に対応できる程度に高いマスクを得ることができる。
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、有機ＥＬ素子の構成層をなす薄膜パターンを真空蒸着法で高精度に形成することができるため、高精細画素のフルカラーアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体等を得ることができる。
【０１００】
本発明の有機ＥＬ装置によれば、高精細画素のフルカラーアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に相当するマスクおよびその製造方法について説明する図である。
【図２】本発明の第２実施形態に相当するマスクおよびその製造方法について説明する図である。
【図３】本発明の第２実施形態に相当するマスクおよびその製造方法について説明する図である。
【図４】本発明の第３実施形態に相当するマスクおよびその製造方法について説明する図である。
【図５】本発明の第４実施形態に相当するマスクおよびその製造方法について説明する図である。
【図６】本発明の第５実施形態に相当するマスクおよびその製造方法について説明する図である。
【図７】本発明の第６実施形態に相当するマスクおよびその製造方法について説明する図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の一実施形態を説明する図である。
【図９】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の一実施形態を説明する図である。
【図１０】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法において、マスク製造時に形成される凸状周縁部を有効利用し、マスク保持部として一体化されたマスクを用いた例を示す断面図である。
【図１１】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法において、マスク製造時に形成される凸状周縁部を有効利用し、基板保持部として一体化されたマスクを用いた例を示す断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に相当するマスクを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】第７実施形態のマスクを製造する第１の方法を示す説明図である。
【図１４】第７実施形態のマスクを製造する第２の方法を示す説明図である。
【図１５】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第３実施形態を説明する断面図である。
【図１６】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第３実施形態を説明する断面図である。
【図１７】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第３実施形態を説明する断面図である。
【図１８】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第４実施形態を説明する断面図である。
【図１９】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第４実施形態を説明する断面図である。
【図２０】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第４実施形態を説明する断面図である。
【図２１】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第４実施形態を説明する断面図である。
【図２２】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第４実施形態を説明する断面図である。
【図２３】有機ＥＬ装置を適用した電子機器の一例に相当するパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図２４】有機ＥＬ装置を適用した電子機器の一例に相当する携帯電話の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  シリコンウエハ（単結晶シリコン基板）
１１  貫通穴
１１ａ  貫通穴の壁面
１１ｂ  貫通穴のウエハ上面側の開口
１１ｃ  貫通穴のウエハ下面側の開口
１１０  開口部
１１１  第１テーパ穴
１１２  第２テーパ穴
１１１ａ  第１テーパ穴の壁面
１１２ａ  第２テーパ穴の壁面
１２  凹部
１２ａ  凹部の壁面
１３  薄肉部分
１３ｅ  露出部分（薄肉部分の角部）
１４  凸部
１６  凹部
１６ａ  凹部の壁面
１７  穴
１７ａ  穴の壁面
１８  貫通孔
２  シリコン酸化膜
２Ａ  シリコン酸化膜
２１  シリコン酸化膜の開口
２２  シリコン酸化膜の開口
２３  シリコン酸化膜の開口
２１０  第１の保護膜パターン
２１１  シリコン酸化膜の開口
２１２  シリコン酸化膜の開口
２２０  第２の保護膜パターン
２３０  第３の保護膜パターン
３  シリコン酸化膜
５  ＳＯＩ基板
５１  単結晶シリコン基板
５１１  貫通穴
５１１ａ  貫通穴の壁面
５１２  凸部
５２  シリコン酸化膜（絶縁膜）
５３  単結晶シリコン膜
５３１  貫通穴
５３１ａ  貫通穴の壁面
５３２  貫通穴
６  ガラス基板
６１  赤色発光層
６２  緑色発光層
６３  青色発光層
７  基板ホルダ
７１  基板ホルダ
７２  マスク保持面
７５  マスク保持部材
８  マスク保持部材
９  マスク
９Ａ  Ｒ用のマスク
９Ｂ  Ｇ用のマスク
９Ｃ  Ｂ用のマスク
９０  マスク
９１  開口部
９１Ａ  開口部
９１Ｂ  開口部
９１Ｃ  開口部
９２  マスク保持部
９３  マスク裏面の凸部
９３ａ  基板保持面
９００  マスク
９０１  開口部
１００  パーソナルコンピュータ
１０２  キーボード
１０４  本体部
１０６  表示ユニット
２００  携帯電話
２０２  操作ボタン
２０４  受話口
２０６  送話口
２０８  表示パネル
３０１  ガラス基板
３０２  トランジスタ
３０３  第１電極
３０４  第１絶縁層
３０４ａ  画素形成開口部
３０５  第２電極
３０６  第２絶縁層
３０６ａ  第２絶縁層の開口部
【図１】
0004092914.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0004092914.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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