特開 2025-18300 成膜装置、マスク、成膜方法及び電子デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025018300

(43)【公開日】2025-02-06

(54)【発明の名称】成膜装置、マスク、成膜方法及び電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20250130BHJP

   H10K 71/16 20230101ALI20250130BHJP

   H10K 59/12 20230101ALI20250130BHJP

   C23C 16/04 20060101ALI20250130BHJP

【ＦＩ】

C23C14/04 A

H10K71/16

H10K59/12

C23C16/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023121888

(22)【出願日】2023-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】591065413

【氏名又は名称】キヤノントッキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長岡 健

(72)【発明者】

【氏名】市原 正浩

【テーマコード（参考）】

3K107

4K029

4K030

【Ｆターム（参考）】

3K107AA01

3K107BB01

3K107BB02

3K107CC33

3K107CC45

3K107FF15

3K107GG04

3K107GG33

3K107GG54

4K029AA06

4K029AA09

4K029AA24

4K029BA62

4K029BC07

4K029BD01

4K029CA01

4K029DA03

4K029DA10

4K029DA12

4K029DB06

4K029EA08

4K029HA02

4K029HA03

4K029HA04

4K029JA01

4K029JA06

4K029KA01

4K029KA09

4K030BB14

4K030CA04

4K030CA12

4K030DA05

4K030GA02

4K030GA12

4K030KA11

4K030LA18

(57)【要約】

【課題】マスクが剛性の低い部分を含む場合であっても、基板とマスクとの密着性を向上可能な技術を提供する。
【解決手段】マスクを介して基板に成膜する成膜装置であって、前記マスクは、所定のパターンが形成されたパターン部と、前記パターン部を支持するフレーム部と、前記パターン部に設けられた磁性体と、を有し、前記成膜装置は、前記基板を介して前記マスクと対向して配置され、前記磁性体を吸着する磁気吸着手段を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスクを介して基板に成膜する成膜装置であって、
前記マスクは、
所定のパターンが形成されたパターン部と、
前記パターン部を支持するフレーム部と、
前記パターン部に設けられた磁性体と、を有し、
前記成膜装置は
前記基板を介して前記マスクと対向して配置され、前記磁性体を吸着する磁気吸着手段を有する、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記パターン部は、
複数の開口部が形成されたパターン領域と、
前記パターン領域を囲う周縁領域と、を有し、
前記磁性体は、
前記パターン領域と前記周縁領域とのうち、前記周縁領域に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記周縁領域の第１の周縁部に第１の磁性体が設けられ、
第１の方向で、前記第１の周縁部に対向した前記周縁領域の第２の周縁部に第２の磁性体が設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記磁気吸着手段は、
前記第１の方向で前記第１の磁性体の外側に配置され、前記第１の磁性体を吸着する第１の吸着部と、
前記第１の方向で前記第２の磁性体の外側に配置され、前記第２の磁性体を吸着する第２の吸着部と、を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記磁気吸着手段は、
前記第１の吸着部と前記第２の吸着部との間に開口部を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記磁気吸着手段は、
マグネットであり、
前記開口部は、
前記マグネットの厚み方向に貫通した部分又は窪んだ部分である、
ことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。

【請求項7】

前記パターン部は、
前記マスクの平面視で矩形に形成され、
前記第１の周縁部及び前記第２の周縁部は、
前記矩形に形成されたパターン部の側辺に沿った部分であり、
前記第１の磁性体及び前記第２の磁性体は、
前記側辺に沿って設けられている、
ことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。

【請求項8】

前記マスクは、
複数の前記パターン部を有し、
前記フレーム部は、
前記複数の前記パターン部の各パターン部を囲む格子状、又はストライプ状に形成されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。

【請求項9】

前記磁性体は、
前記第１の方向と交差する第２の方向で、前記パターン部の第１の周縁部と第２の周縁部との間の第３の周縁部に第３の磁性体が設けられ、
前記第２の方向で、前記パターン部の第１の周縁部と第２の周縁部との間の前記第３の周縁部と対向する第４の周縁部に第４の磁性体が設けられ、
前記磁気吸着手段は、
前記第２の方向で、前記第３の磁性体の外側に配置され、前記第３の磁性体を吸着する第３の吸着部と、
前記第２の方向で、前記第４の磁性体の外側に配置され、前記第４の磁性体を吸着する第４の吸着部と、を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記パターン部は、
前記フレーム部よりも厚みの薄い部分である、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項11】

前記基板は、半導体ウエハである、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項12】

前記マスクは、非磁性体である、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項13】

前記マスクは、シリコン製である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の成膜装置。

【請求項14】

基板に蒸着物質を成膜する成膜手段を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項15】

基板に所定のパターンを成膜する成膜装置で用いられるマスクであって、
前記マスクは、
所定のパターンが形成されたパターン部と、
前記基板を介して配置された成膜装置の磁気吸着手段により吸着される前記パターン部に設けられた磁性体と、
前記パターン部を支持するフレーム部と、を有する、
ことを特徴とするマスク。

【請求項16】

マスクを介して基板に成膜する成膜方法であって、
前記マスクは、
所定のパターンが形成されたパターン部と、
前記パターン部を支持するフレーム部と、
前記パターン部に設けられた磁性体と、を有し、
前記成膜方法は
前記基板を介して前記マスクと対向して配置され、前記磁性体を吸着する磁気吸着工程を有する、
ことを特徴とする成膜方法。

【請求項17】

請求項１に記載の成膜装置によって基板に成膜する成膜工程を含む、
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成膜装置、マスク、成膜方法及び電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板とマスクとのアライメントを行い、その後、マスクを介して基板に対して成膜を行う技術が知られている。成膜は、アライメントが行われた基板とマスクとを互いに密着した状態で行われる。基板とマスクとを密着させるために、磁力を利用した技術が知られている。例えば、基板をマスクとマグネットプレートとの間に配置してマスクとマグネットプレートとの間の磁力により基板とマスクとが密着する（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１７／２２２００９号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

基板にパターンを形成するためのマスクのパターン部は、パターン部を支持するフレーム部よりも剛性が低い場合がある。マスクが剛性の低い部分を含む場合、基板とマスクとの密着性が低下することがある。

【0005】

本発明は、マスクが剛性の低い部分を含む場合であっても、基板とマスクとの密着性を向上可能な技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、
マスクを介して基板に成膜する成膜装置であって、
前記マスクは、
所定のパターンが形成されたパターン部と、
前記パターン部を支持するフレーム部と、
前記パターン部に設けられた磁性体と、を有し、
前記成膜装置は
前記基板を介して前記マスクと対向して配置され、前記磁性体を吸着する磁気吸着手段を有する、
ことを特徴とする成膜装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、マスクが剛性の低い部分を含む場合であっても、基板とマスクとの密着性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】電子デバイスの製造ラインの一部の模式図。

【図2】本発明の一実施形態に係る成膜装置の概略図。

【図3】磁気吸着部、基板、マスクの斜視図。

【図4】（Ａ）は図３のＡ－Ａ線断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ方向矢視図。

【図5】図２の一部拡大図。

【図6】（Ａ）及び（Ｂ）は、図２の成膜装置の動作説明図。

【図7】（Ａ）及び（Ｂ）は、図２の成膜装置の動作説明図。

【図8】（Ａ）及び（Ｂ）は、図２の成膜装置の動作説明図。

【図9】（Ａ）及び（Ｂ）は、図２の成膜装置の動作説明図。

【図10】（Ａ）及び（Ｂ）は、図２の成膜装置の動作説明図。

【図11】（Ａ）～（Ｃ）は、磁性体の配置例を示す平面図。

【図12】マスクの斜視図及び一部拡大図。

【図13】磁気吸着部の構成例を示す図。

【図14】（Ａ）は有機ＥＬ表示装置の全体図、（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0010】

＜第一実施形態＞
＜電子デバイスの製造ライン＞
図１は、本発明の成膜装置が適用可能な電子デバイスの製造ライン１００の構成の一部を示す模式図である。各図において、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示す。図１の製造ラインは、例えば、有機ＥＬ表示装置の発光素子の製造に用いられる。製造ライン１００は、平面視で八角形の形状を有する搬送室１０２を備える。搬送室１０２には搬送路１０１ａから基板２が搬入され、また、成膜済みの基板２は搬送室１０２から搬送路１０１ｂへ搬出される。

【0011】

搬送室１０２の周囲には、基板２に対する成膜処理が行われる複数の成膜装置１が配置されている。各成膜装置１には搬送室１０３が隣接して配置されている。平面視で八角形の形状を有する搬送室１０３の周囲には、マスク３が収納される格納室１０４が配置されている。

【0012】

搬送室１０２には、基板２を搬送する搬送ユニット１０５が配置されている。本実施形態の搬送ユニット１０５は、水平多関節型のロボットであり、そのハンド部に基板２を水平姿勢で搭載して搬送する。搬送ユニット１０５は、搬送路１０１ａから搬入される基板２を成膜装置１へ搬送する搬入動作と、成膜装置１で成膜済みの基板２を成膜室１から搬送路１０１ｂへ搬送する搬出動作とを行う。

【0013】

各搬送室１０３には、マスク３を搬送する搬送ユニット１０６が配置されている。本実施形態の搬送ユニット１０６は、水平多関節型のロボットであり、そのハンド部にマスク３を水平姿勢で搭載して搬送する。搬送ユニット１０６は、格納室１０４から成膜装置１へマスク３を搬送する動作、成膜装置１から格納室１０４へマスク３を搬送する動作を行う。

【0014】

＜成膜装置＞
図２は、本発明の一実施形態に係る成膜装置１の概略図である。成膜装置１は、基板２に蒸着物質を成膜する装置であり、マスク３を用いて所定のパターンの蒸着物質の薄膜を形成する。成膜装置１で成膜が行われる基板２の材質は、ガラス、樹脂、金属等の材料を適宜選択可能である。特に本実施形態では、基板２は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されたガラス基板や半導体素子が形成された半導体ウエハ（シリコンウエハ）である。

【0015】

蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの物質である。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。以下の説明においては成膜装置１が真空蒸着によって基板２に成膜を行う例について説明するが、本発明はこれに限定はされず、スパッタやＣＶＤ、ＡＬＤ等の各種成膜方法を適用可能である。

【0016】

成膜装置１は、箱型の真空チャンバ１０を有する。真空チャンバ１０の内部空間は、真空雰囲気か、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。本実施形態では、真空チャンバ１０は不図示の真空ポンプに接続されている。真空チャンバ１０の内部空間には、蒸着ユニット１７が配置されている。蒸着ユニット１７は、蒸着物資を上方に放出する蒸着源を備える。蒸着ユニット１７の上方には蒸着物質の放出の規制と規制解除を行うシャッタ１７ａが配置されている。シャッタ１７ａは不図示の開閉機構により開閉される。図２はシャッタ１７ａが閉状態の場合を示しており、蒸着ユニット１７による蒸着物質の放出が規制される。蒸着ユニット１７の上方には、また、防着板１０ｂが配置されている。防着板１０ｂは、真空チャンバ１０の内部空間の上部に配置される以下の構成に、蒸着物質が不必要に付着することを防止する。

【0017】

真空チャンバ１０の内部空間には、基板２を水平姿勢で支持する基板支持プレート１１が設けられている。本実施形態の場合、基板支持プレート１１は静電チャックであり、その下面に静電気力により基板２を吸着し、保持する。基板支持プレート１１上には冷却プレート１２が固定されている。冷却プレート１２は例えば水冷機構等を備えており、基板支持プレート１１を介して成膜時に基板２を冷却する。

【0018】

基板支持プレート１１と冷却プレート１２とは、支持部１３ａを介してＺ方向に変位可能に磁気吸着部１３に吊り下げられている。磁気吸着部１３は、磁力によってマスク３を引き寄せる部材である。磁気吸着部１３は、基板２を介してマスクと対向した位置に配置されている。成膜時に基板２は、磁気吸着部１３とマスク３との間に磁力によって挟まれるので、基板２とマスク３の密着性を向上することができる。

【0019】

成膜装置１は、成膜時にマスク３を支持するマスク支持ユニット１４を備える。マスク支持ユニット１４は、本実施形態の場合、搬送ユニット１２１と基板支持プレート１１との間の基板２の移載動作も行う。マスク支持ユニット１４は、Ｘ方向に離間した一対の支持部材１４ａを備える。各支持部材１４ａは対応するアクチュエータ１４ｂにより昇降される。本実施形態ではアクチュエータ１４ｂを支持部材１４ａ毎に設けたが、一対の支持部材１４ａを一つのアクチュエータ１４ｂで昇降してもよい。アクチュエータ１４ｂは例えば電動シリンダや、電動ボールねじ機構である。支持部材１４ａは、その下端部に爪部Ｆ１を備えている。基板２やマスク３は、その周縁部が爪部Ｆ１上に載置される。図２の例ではマスク３が爪部Ｆ１上に載置されている。一対の支持部材１４ａは同期的に昇降され、基板２やマスク３を昇降する。爪部Ｆ１はマスク３を解除可能に保持する機構を有していてもよい。

【0020】

成膜装置１は、基板２とマスク３とのアライメントを行うアライメントユニット１５を備える。アライメントユニット１５は、駆動機構１５０と、複数の計測ユニットＳＲとを備える。駆動機構１５０は、距離調整ユニット１５１と、支持軸１５２と、架台１５３と、位置調整ユニット１５４と、を備える。

【0021】

距離調整ユニット１５１は、支持軸１５２をＺ方向に昇降する機構であり、例えば、電動シリンダや、電動ボールねじ機構を備える。支持軸１５２の下端部には磁気吸着部１３が固定されており、支持軸１５２の昇降によって、磁気吸着部１３を介して基板支持プレート１１が昇降される。基板支持プレート１１を昇降することで、基板２とマスク３との距離を調整し、基板支持プレート１１に支持された基板２とマスク３とを基板２の厚み方向（Ｚ方向）に接近及び離隔（離間）させる。換言すれば、距離調整ユニット１５１は、基板２とマスク３とを重ね合わせる方向に接近させたり、その逆方向に離隔させたりする。なお、距離調整ユニット１５１によって調整する「距離」はいわゆる垂直距離（又は鉛直距離）であり、距離調整ユニット１５１は、基板２の垂直位置を調整するユニットであるとも言える。距離調整ユニット１５１は、架台１５３を介して位置調整ユニット１５４に搭載されている。

【0022】

位置調整ユニット１５４は、基板支持プレート１１をＸ－Ｙ平面上で変位することにより、マスク３に対する基板２の相対位置を調整する。すなわち、位置調整ユニット１５０は、マスク３と基板２の水平位置を調整するユニットであるとも言える。位置調整ユニット８０は、基板支持プレート１１をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の軸周りの回転方向（θ方向）に変位することができる。本実施形態では、マスク３の位置を固定し、基板２を変位してこれらの相対位置を調整するが、マスク３を変位させて調整してもよく、或いは、基板２とマスク３の双方を変位させてもよい。

【0023】

位置調整ユニット１５４は、固定プレート１５４ａと、可動プレート１５４ｂとを備える。固定プレート１５４ａと、可動プレート１５４ｂは矩形の枠状のプレートであり、固定プレート１５４ａは真空チャンバ１０の上壁部１０ａ上に固定されている。固定プレート１５４ａと、可動プレート１５４ｂとの間には、固定プレート１５４ａに対して可動プレート１５４ｂをＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向の軸周りの回転方向に変位させるアクチュエータが設けられている。

【0024】

可動プレート１５４ｂ上には、フレーム状の架台１５３が搭載されており、架台１５３には距離調整ユニット１５１が支持されている。可動プレート８４ｂが変位すると、架台１５３及び距離調整ユニット１５１が一体的に変位する。これにより基板２をＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向の軸周りの回転方向に変位させることができる。上壁部１０ａには、支持軸１５２、支持部材１４ａ及び１４ｂが通過する開口部が形成されている。これらの開口部は不図示のシール部材（ベローズ等）によってシールされ、真空チャンバ１０内の気密性が維持される。

【0025】

計測ユニットＳＲは、基板２とマスク３の位置ずれを計測する。本実施形態の計測ユニットＳＲは画像を撮像する撮像装置（カメラ）である。計測ユニットＳＲは、上壁部２０に配置され、真空チャンバ１０内の画像を撮像可能である。基板２とマスク３にはそれぞれアライメントマーク（不図示）が形成されている。計測ユニットＳＲは、基板２とマスク３の各アライメントマークを撮影する。各アライメントマークの位置により基板２とマスク３との位置ずれ量を演算し、位置調整ユニット１５４によって位置ずれ量を解消するように基板２とマスク３との相対位置を調整する。

【0026】

制御装置１６は、成膜装置１の全体を制御する。制御装置１６は、処理部１６０、記憶部１６１、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）１６２及び通信部１６３を備える。処理部１６０は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部１６２に記憶されたプログラムを実行して成膜装置１を制御する。記憶部１６１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶デバイスであり、処理部１６０が実行するプログラムの他、各種の制御情報を記憶する。Ｉ／Ｏ１６２は、処理部１６０と外部デバイスとの間の信号を送受信するインタフェースである。通信部１６３は通信回線を介して上位装置又は他の制御装置等と通信を行う通信デバイスである。

【0027】

＜磁気吸着部、基板、マスクの構成例＞
図３は、本実施形態における磁気吸着部１３、基板２、マスク３の例を示す。磁気吸着部１３は、円形の磁石プレートである。なお、磁気吸着部１３は、例えば、電磁石などでもよい。磁気吸着部１３は、複数の開口部１３０を有する。本実施形態では、各開口部１３０は、磁気吸着部１３の厚み方向に貫通している。複数の開口部１３０は、後述するマスク３のフレーム部３１に対応した形状である。すなわち、本実施形態では、磁気吸着部１３は、格子状に形成されている。

【0028】

基板２は、円形のシリコンウエハであり、成膜等の後、複数のチップ２ａとして基板２から切り出される。図示の例ではチップ２ａ毎に、成膜装置１によって所定色（例えば赤、青又は緑）の複数の画素のマトリックス状のパターンが形成されることが想定されている。

【0029】

マスク３は、基板２と同様に円形の部材である。マスク３は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の非磁性材料からなる。シリコン製のマスク３を用いることで、半導体製造技術の応用により、開口部３０３を微細で精密に形成することができる。

【0030】

マスク３は、所定のパターンが形成されたパターン部３０と、パターン部３０を支持するフレーム部３１とを有する。マスク３には、複数のパターン部３０が形成されている。本実施形態では、フレーム部３１は、複数のパターン部３０の各パターン部３０を囲む格子状に形成されている。フレーム部３１は、例えば、上述した基板２から切り出されるチップ２ａの形状に基づいて所定の形状に形成されていてもよい。換言すると、フレーム部３１は、基板２のスクライブラインに合わせた形状であってもよい。

【0031】

マスク３について、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）も参照して説明する。図４（Ａ）は、図３のＡ－Ａ線断面図に相当する図である。図４（Ａ）に示すように、フレーム部３１は相対的に厚肉の厚肉部であり、パターン部３０は相対的に薄肉の薄肉部である。フレーム部３１は、パターン部３０よりも剛性が高い。これにより、マスク３の全体の剛性を大きく低下させることなく、パターン部３０を薄く形成することができる。

【0032】

パターン部３０には、磁性体３２が形成されている。磁性体３２は、磁性材料の薄膜でもよい。磁性材料は、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などでもよい。パターン部３０に磁性体３２が形成されていることで、マスク３が非磁性体であるシリコン製であっても、磁気吸着部１３の磁力によって、成膜時にマスク３と基板２とを密着させることができる。また、上述したようにパターン部３０は、相対的に薄肉の薄肉部でもある。パターン部３０は、換言すると、フレーム部よりも剛性が低い部分でもある。マスク３の剛性の低い部分は、弛みやすく、マスク３と基板２との密着性が低下しやすい部分でもある。したがって、パターン部３０に磁性体３２を設けることで、基板２とマスク３との密着性を向上させることができる。基板２とマスク３との密着性を高めることで、開口部３０３を通過する蒸着物質を、基板１０１の目的とする部位に的確に成膜することができる。

【0033】

なお、本実施形態では、磁性体３２は、マスク３の下面Ｓ２側に設けられている例を示したが、これに限らない。磁性体３２は、例えば、マスク３の上面Ｓ１側に設けられていてもよい。あるいは、磁性体３２は、マスク３の下面Ｓ２側及び上面Ｓ１側の両方に設けられていてもよい。マスク３の下面Ｓ２とは、マスク３の蒸着ユニット１７側の面であり、マスク３の基板２側とは反対側の面でもある。マスク３の上面Ｓ１は、マスク３の基板２側の面である。

【0034】

図４（Ｂ）は、本実施形態におけるパターン部３０の平面視図を示す。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ方向矢視図に相当し、複数のパターン部３０の各パターン部３０の一例を示す図でもある。図４（Ｂ）に示すように、パターン部３０は、マスク３の平面視で矩形に形成されている。パターン部３０は、パターン領域３００と、パターン領域３００を囲う周縁領域３０１とを含む。パターン領域３００には、基板２に蒸着される蒸着物質が通過する複数の開口部（貫通孔）３０３が形成されている。開口部３０３の配置によって基板２上の成膜パターンが規定される。複数の開口部３０３は、マトリックス状のパターンを形成している。パターン領域３００は、換言すると、複数の開口部３０３が集合している部分でもある。

【0035】

本実施形態では、周縁領域３０１のうち、Ｘ方向の周縁部３０１ａに磁性体３２ａが設けられている。磁性体３２ａは、周縁部３０１ａに沿って形成されている。また、この周縁部３０１ａに対向した周縁部３０１ｂにも磁性体３２ｂが設けられている。磁性体３２ｂは、周縁部３０１ｂに沿って形成されている。周縁部３０１ａ及び３０１ｂは、換言すると、パターン部３０の側辺部分でもある。周縁領域３０１の対向する２か所に磁性体３２を設けることで、後述する図５のように磁気吸着部１３により、パターン部３０に張力をかけることができる。したがって、マスク３がパターン部３０のように剛性の低い部分を有する場合であってもマスク３と基板２との密着性を更に高めることができる。

【0036】

図５を参照して、磁気吸着部１３の磁力により、マスク３を基板２と密着させる場合について説明する。図５は、図２の一部拡大図でもある。図５は、基板２が基板支持プレート１１に支持されており、マスク３が磁気吸着部１３の磁力によって基板２に密着される際の状況を示している。本実施形態では、上述したように磁気吸着部１３は、フレーム部３１の形状に対応した開口部１３０を有する。すなわち、磁気吸着部１３は、マスク３の周縁領域３０１に設けられた磁性体３２ａと磁性体３２ｂとの間に開口部１３０を有しているとも言える。磁気吸着部１３は、磁性体３２ａの外側に配置され、磁性体３２ａを吸着する吸着部分１３０ａと、磁性体３２ｂの外側に配置され、磁性体３２ｂを吸着する吸着部分１３０ｂと、を含む。これにより、パターン部３０の周縁領域３０１に設けられた磁性体３０ａ及び磁性体３０ｂは、例えば、磁気吸着部１３の磁力により、図中に示す矢印の方向（Ｄ１、Ｄ２）に引き寄せられる。このように、磁気吸着部１３がパターン部３０の形状に対応した開口部１３０を有することで、磁気吸着部１３は、パターン部３０に張力をかけながら基板２とマスク３を密着させることができる。

【0037】

＜制御例＞
制御ユニット９の処理部９０が実行する成膜装置１の制御例について説明する。図６（Ａ）～図１０（Ｂ）は成膜装置１の動作説明図であり、基板２の搬入から、成膜し、搬出するまでの例を示す。

【0038】

図６（Ａ）は基板２を真空チャンバ１０内に搬入した状態を示す。基板２は搬送ロボット１０５により基板支持プレート１１の下方に搬送される。基板支持プレート１１の下面の基板吸着面１１ａは水平である。次にマスク支持ユニット１４によって搬送ロボット１０５から基板支持プレート１１へ基板２を移載する。図６（Ｂ）は、その動作を示している。支持部材１４ａを上昇することにより、基板２の周縁が爪部Ｆ１に載置され、基板２は搬送ロボット１０５から上昇し、かつ、基板支持プレート１１の基板吸着面１１ａに押し付けられる。基板支持プレート１１の静電チャックを作動して基板２を吸着し、保持する。

【0039】

続いてマスク３を真空チャンバ１０内に搬入する。図７（Ａ）は、マスク３を真空チャンバ１０内に搬入した状態を示す。マスク３は、搬送ロボット１０６によって格納室１０４から真空チャンバ１０内に搬入される。マスク３は、基板２の真下に位置する。次に、マスク３を搬送ロボット１０６からマスク支持ユニット１４に移載し、アライメント位置に位置させる。図７（Ｂ）は、その動作を示している。支持部材１４ａを上昇することにより、マスク３の周縁が爪部Ｆ１に載置され、マスク３は搬送ロボット１０６から上昇する。マスク３は支持部材１４ａに支持された状態となり、かつ、更に上昇することでアライメント位置に位置する。本実施形態ではマスク３を上昇してアライメント位置に位置させるが、基板２を降下して基板２をアライメント位置に位置させる構成でもよい。

【0040】

次にアライメント動作を行う。図８（Ａ）に示すように計測ユニットＳＲにより、基板２のアライメントマークとマスク３のアライメントマークの相対位置が計測される。計測結果（基板２とマスク３の位置ずれ量）が許容範囲内であればアライメント動作を終了する。計測結果が許容範囲外であれば、計測結果に基づいて位置ずれ量を許容範囲内に収めるための制御量（基板２の変位量）が設定される。

【0041】

「位置ずれ量」とは、位置ずれの距離と方向（Ｘ、Ｙ、θ）で定義される。設定された制御量に基づいて、図８（Ｂ）に示すように位置調整ユニット８０が作動される。これにより、基板支持プレート１１がＸ－Ｙ平面上で変位され、マスク３に対する基板２の相対位置が調整される。

【0042】

計測結果が許容範囲内であるか否かの判定は、例えば、アライメントマーク間の距離をそれぞれ算出し、その距離の平均値や二乗和を、予め設定された閾値と比較することで行うことができる。

【0043】

相対位置の調整後、再度、計測ユニットＳＲにより、基板２のアライメントマークとマスク３のアライメントマークの相対位置が計測される。計測結果が許容範囲内であればアライメント動作を終了する。計測結果が許容範囲外であれば、マスク３に対する基板２の相対位置が再度調整される。以降、計測結果が許容範囲内となるまで、計測と相対位置調整が繰り返される。

【0044】

次に、成膜動作を行う。まず、基板２をマスク３と重ね合わせる。図９（Ａ）はその動作を示している。基板支持プレート１１を降下させると、基板２はマスク３上に載置され、基板２は基板２の被処理面の全体がマスク３と接触する。磁気吸着部１３が冷却プレート１２上に当接し、上から順に磁気吸着部１３、冷却プレート１２、基板支持プレート１１、基板２及びマスク３が密着した状態になる。磁気吸着部１３の磁力によりマスク３を引き寄せ、マスク３と基板２とを全体的に密着させることができる。マスク３のパターン部３０には、磁性体３２（図４及び図５参照）が形成されているため、磁気吸着力を得られる。このように本実施形態によれば、マスク３が剛性の低い部分を有する場合であっても、基板２とマスク３との密着性を向上することができる。パターン部３０の周縁領域３０１に設けられた磁性体３２が、開口部１３０を有する磁気吸着部１３に引き寄せられる（図５参照）。すなわち、パターン部３０に張力が働くことで、基板２とマスク３との密着性をさらに高めることができる。また、このようにパターン部３０に張力をかけることで、フレーム部３１に張力をかける場合と比べて、パターン部３０の変形や破損を防ぐこともできる。また、このようにパターン部３０に磁性体３２が設けられていることで、マスク３が非磁性体であっても、基板２とマスク３を密着させることもできる。

【0045】

以上により成膜の準備が整い、次に図９（Ｂ）に示すように、シャッタ１７ａを開状態とし、蒸着ユニット１７から蒸着物質を放出する。蒸着物質はマスク３を介して基板２に蒸着される。

【0046】

こうした成膜が完了すると、マスク３及び基板２をそれぞれ搬出する動作を行う。図１０（Ａ）はマスク３を搬出する動作を示している。まず、磁気吸着部１３を上昇し、基板２とマスク３とが離間される。搬送ロボット１０６のハンド部をマスク３の下方に進入させた後、マスク支持ユニット１４の支持部材１４ａを降下して、マスク３を支持部材１４ａから搬送ロボット１０６へ移載する。搬送ロボット１０６は、マスク３を格納室１０４へ搬送する。

【0047】

続いて成膜済みの基板２を搬出する。マスク支持ユニット１４の支持部材１４ａを上昇して、基板２を爪部Ｆ１によって下側から支持する。基板２に対する基板支持ユニット３の吸着を解除して基板２が支持部材１４ａに移載される。搬送ロボット１０５のハンド部を基板２の下方に進入させた後、図１０（Ｂ）に示すようにマスク支持ユニット１４の支持部材１４ａを降下して、基板２を支持部材１４ａから搬送ロボット１０５へ移載する。搬送ロボット１０５は、基板２を搬送路１０１ｂへ搬送する。以上により基板２の搬入から、成膜し、搬出するまでの動作が完了する。

【0048】

＜第二実施形態＞
第１実施形態では、磁性体３２は、パターン部３０の周縁領域のＸ方向において対向している周縁部３０１ａ及び周縁部３０１ｂに設けられた例を示した。パターン部３０に設けられる磁性体３２の配置は、これに限られない。図１１（Ａ）～（Ｃ）は、磁性体の配置例を示す図である。図１１（Ａ）～（Ｃ）は、パターン部３０の平面視図でもある。

【0049】

図１１（Ａ）は、パターン領域３００を囲う周縁領域３０１において、Ｙ方向の周縁部３０１ｃに磁性体３２ｃが設けられ、周縁部３０１ｃに対向する周縁部３０１ｄに磁性体３２ｄが設けられた例を示す。このように、周縁領域３０１において、磁性体３２が配置される方向は、Ｘ方向又はＹ方向のどちらであってもよい。

【0050】

図１１（Ｂ）は、各周縁部３２ａ～３２ｄに磁性体３２が設けられている例を示す。パターン部３０の周縁領域３０１において、Ｘ方向の周縁部３０１ａに磁性体３２ａが設けられ、周縁部３０１ａと対向する周縁部３０１ｂに磁性体３２ｂが設けられている。さらに、Ｘ方向と交差するＹ方向の周縁部３０１ｃに磁性体３２ｃが設けられ、周縁部３０１ｃと対向する周縁部３０１ｄに磁性体３２ｄが設けられている。このように、パターン領域３００を囲う４方向に磁性体３２を設けることで、パターン部３０に働く張力を高めることができる。磁性体３２は、例えば、図１１（Ｃ）に示すように、パターン領域３００の外周を囲うように周縁領域３０１に設けられていてよい。このように磁性体３２を周縁領域３０１に設けても、パターン部３０に働く張力を高めることができる。

【0051】

なお、第１実施形態及び本実施形態では、磁性体３２が、パターン領域３００に沿って直線状に形成されている例を示したが、これに限らない。磁性体３２は、例えば、湾曲した形状で周縁領域３０１に設けられてもよい。また、磁性体３２の幅や厚みは、適宜設計可能である。また、磁性体３２が設けられる位置は、適宜設計可能である。周縁領域３０１において、磁性体３２が設けられる位置は、例えば、パターン領域３００の形状やパターン部３０の形状、フレーム部３１の形状などに基づいて決められていてもよい。磁性体３２が設けられる位置は、例えば、パターン部３０の大きさ（面積）によって決められてもよい。あるいは、パターン部３０のアスペクト比などに基づいて決められてもよい。

【0052】

＜第三実施形態＞
第１実施形態では、複数のパターン部３０の各パターン部３０を囲む格子状にフレーム部３１が形成されている例を説明した。マスク３のパターン部３０及びフレーム部３１の形状は、これに限られない。図１２は、パターン部３０’を囲うフレーム部３１’がストライプ状に形成されている例を示す。また、図１２は、パターン部３０’の拡大した図も示す。

【0053】

図１２に示すように、フレーム部３１’の形状は、ストライプ状に形成されていてもよい。また、パターン部３０’は、周縁領域３０１’のＹ方向の周縁部３０１ｃ’に磁性体３２ｃ’が設けられており、周縁部３０１ｃ’に対向するに周縁部３０１ｄ’に磁性体３２ｄ’が設けられている。なお、上述したように、磁性体３２は、Ｘ方向に対向する周縁部３０１ａ’及び周縁部３０１ｂ’に設けられてもよい。パターン領域３００を囲うように、磁性体３２が設けられていてもよい。このような、フレーム部３１’及びパターン部３０’のマスク３であっても、マスク３と基板２との密着性を高めることができる。

【0054】

＜第四実施形態＞
第１実施形態では、磁気吸着部１３に形成された複数の開口部１３０が、貫通している例を説明した。磁気吸着部１３の複数の開口部１３０は、これに限られない。図１３に示すように、磁気吸着部１３の開口部１３０’は、凹部であってもよい。凹部は、磁気吸着部１３の厚み方向に窪んだ部分である。このような磁気吸着部１３の形状であっても、磁気吸着部１３は、磁力によりマスク３に形成された磁性体３２を吸着し、パターン部３０に張力をかけることができる。

【0055】

＜第五実施形態＞
次に、電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。

【0056】

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１４（Ａ）は有機ＥＬ表示装置５０の全体図、図１４（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。

【0057】

図１４（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５０の表示領域５１には、発光素子を複数備える画素５２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。

【0058】

なお、ここでいう画素とは、表示領域５１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。カラー有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子５２Ｒ、第２発光素子５２Ｇ、第３発光素子５２Ｂの複数の画素（全体の画素と区別するため副画素と呼ぶ）の組み合わせにより画素５２が構成されている。画素５２は、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素５２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素５２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよい。

【0059】

図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２は、基板５３上に、第１の電極（陽極）５４と、正孔輸送層５５と、赤色層５６Ｒ・緑色層５６Ｇ・青色層５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、第２の電極（陰極）５８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層５５、赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ、電子輸送層５７が有機層に当たる。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。

【0060】

また、第１の電極５４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５５と電子輸送層５７と第２の電極５８は、複数の発光素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図１４（Ｂ）に示すように正孔輸送層５５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層５７と第２の電極５８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。

【0061】

なお、近接した第１の電極５４の間でのショートを防ぐために、第１の電極５４間に絶縁層５９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層６０が設けられている。

【0062】

図１４（Ｂ）では正孔輸送層５５や電子輸送層５７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第１の電極５４と正孔輸送層５５との間には第１の電極５４から正孔輸送層５５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成してもよい。同様に、第２の電極５８と電子輸送層５７の間にも電子注入層を形成してもよい。

【0063】

赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。例えば、赤色層５６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。

【0064】

なお、ここでは赤色層５６Ｒの例を示したが、緑色層５６Ｇや青色層５６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。

【0065】

次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。ここでは、赤色層５６Ｒが下側層５６Ｒ１と上側層５６Ｒ２の２層からなり、緑色層５６Ｇと青色層５６Ｂは単一の発光層からなる場合を想定する。成膜装置１が配置される６つの成膜室を想定する。

【0066】

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第１の電極５４が形成された基板５３を準備する。なお、基板５３の材質は特に限定はされず、ガラス、プラスチック、金属などで構成することができる。本実施形態においては、基板５３として、ガラス基板上にポリイミドのフィルムが積層された基板を用いる。

【0067】

第１の電極５４が形成された基板５３の上にアクリル又はポリイミド等の樹脂層をバーコートやスピンコートでコートし、樹脂層をリソグラフィ法により、第１の電極５４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層５９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。なお、本実施形態では、絶縁層５９の形成までは大型基板に対して処理が行われ、絶縁層５９の形成後に、基板５３を分割する分割工程が実行される。

【0068】

絶縁層５９がパターニングされた基板５３を第１の成膜室に搬入し、正孔輸送層５５を、表示領域の第１の電極５４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層５５は、最終的に１つ１つの有機ＥＬ表示装置のパネル部分となる表示領域５１ごとに開口が形成されたマスクを用いて成膜される。

【0069】

次に、正孔輸送層５５までが形成された基板５３を第２の成膜室に搬入する。基板５３とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、正孔輸送層５５の上の、基板５３の赤色を発する素子を配置する部分（赤色の副画素を形成する領域）に、赤色層５６Ｒを成膜する。ここで、第２の成膜室で用いるマスクは、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板５３上における複数の領域のうち、赤色の副画素となる複数の領域にのみ開口が形成された高精細マスクである。これにより、赤色発光層を含む赤色層５６Ｒは、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの赤色の副画素となる領域のみに成膜される。換言すれば、赤色層５６Ｒは、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの青色の副画素となる領域や緑色の副画素となる領域には成膜されずに、赤色の副画素となる領域に選択的に成膜される。

【0070】

赤色層５６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜室において緑色層５６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜室において青色層５６Ｂを成膜する。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜室において表示領域５１の全体に電子輸送層５７を成膜する。電子輸送層５７は、３色の層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂに共通の層として形成される。

【0071】

電子輸送層５７までが形成された基板を第６の成膜室に移動し、第２の電極５８を成膜する。本実施形態では、第１の成膜室～第６の成膜室では真空蒸着によって各層の成膜を行う。しかし、本発明はこれに限定はされず、例えば第６の成膜室における第２の電極５８の成膜はスパッタによって成膜するようにしてもよい。その後、第２の電極５８までが形成された基板を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層６０を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置５０が完成する。なお、ここでは保護層６０をＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。

【0072】

ここで、第１の成膜室～第６の成膜室での成膜は、形成されるそれぞれの層のパターンに対応した開口が形成されたマスクを用いて成膜される。成膜の際には、基板５３とマスクとの相対的な位置調整（アライメント）を行った後に、マスクの上に基板５３を載置して成膜が行われる。

【0073】

＜他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0074】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0075】

１ 成膜装置、２ 基板、３ マスク、１３ 磁気吸着部、３０ パターン部、３１ フレーム部、３２ 磁性体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】