DE60303861T2

DE60303861T2 - Maske zur Herstellung von Schichten und Verfahren zur Herstellung der Maske.

Info

Publication number: DE60303861T2
Application number: DE60303861T
Authority: DE
Inventors: Corporate Res. & Development Lab. Takashi Chuman; Corp. Res. & Development Lab. Yoshihiko Uchida; Corporate Res. & Development Lab. Hideo Satoh; Corporate Res. & Development Lab. Takuya Hata; Corp. Res. & Development Lab. Atsushi Yoshizawa
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2023-12-10
Also published as: US20040144317A1; EP1452620A1; EP1452620B1; DE60303861D1; JP2004225126A; US7189480B2

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maske, die verwendet wird, wenn eine dünne Schicht auf einem Substrat ausgebildet wird, und auf ein Verfahren zur Herstellung der Maske.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Dampfablagerung, Sputtern, CVD und ähnliche Verfahren werden verwendet, um dünne Schichten aus vielfältigen Arten von Material auszubilden. Die dünnen Schichten sind in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck mit einem bestimmten Muster oder einer bestimmten Ausgestaltung geformt. Wenn das Dampfablagerungsverfahren mit einer Maske durchgeführt wird, welche ein feines Öffnungsmuster aufweist, kann das Dampfablagerungsverfahren eine dünne Schicht mit einem gewünschten Muster herstellen.
In diesem Dampfablagerungsverfahren wird die Maske vor der Dampfablagerung fest auf einem Substrat angebracht. Das Material wird dann auf dem Substrat dampfabgelagert. Die Öffnung der Maske entscheidet (kontrolliert) den Bereich von Dampfablagerung, so dass ein gewünschtes Muster einer dünnen Schicht auf dem Substrat hergestellt wird. Die Maske wird beispielsweise durch Elektroformung vorbereitet.
Das Verfahren zur Herstellung der Maske durch Elektroformen wird beschrieben. Zunächst wird ein Plattierungssubstrat mit Photoresist darauf vorbereitet und ein feines Muster von Resist wird auf dem Substrat durch Photolithographie hergestellt (d.h. das Musterherstellungsverfahren). Im Ergebnis sind einige Bereiche auf dem Substrat mit dem Resist beschichtet und andere nicht. Dann wird ein Metall über die Bereiche ohne Resist auf dem Plattierungssubstrat elektroabgelagert (d.h. das Elektroformungsverfahren). Nach dem Elektroformen wird die abgelagerte metallische Schicht von dem Substrat entfernt (d.h. das Ablöse- bzw. Abschälverfahren). Die abgelöste Metallschicht wird die Maske, welche die Öffnung derselben Form aufweist wie das Resistmuster.
Auf diese Weise wird die Maske mit der Öffnung, welche eine gleichmäßige Breite aufweist, vorbereitet. Diese Technik ist in dem japanischen Patent Kokai Nr. 10-305670 offenbart.
Die Maske ist dünn, so dass die Maske leicht zu biegen ist. Insbesondere biegt sich die Maske, wenn die Maske größer wird. Wenn sich die Maske während des Schichtausbildungsverfahrens biegt, ändert die Öffnung der Maske ihre Form, so dass die resultierende Schicht nicht ein gewünschtes Muster aufweist.
Ferner ist aus US-A-3 241 519 eine gespannte und gekühlte Maske bekannt, welche die Grundlage für den Oberbegriff des anliegenden Anspruchs 1 bildet. Insbesondere umfasst diese bekannte Maske einen Rahmen, der ein Fenster bereitstellt und lineare Maskenstreifen, die an gegenüberliegenden Kanten des Rahmens angefügt sind.
Ferner beschreibt EP-A-0 580 112 ein Herstellungsverfahren von gläsernen Optikelementen unter Verwendung einer Maske, wobei diese Maske ebenso einen Rahmen aufweist, welcher ein Fenster und lineare Abschirmelemente bereitstellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Maskenbaugruppe mit einem vorbestimmten Öffnungsmuster bereitgestellt, das zum Ausbilden einer dünnen Schicht mit demselben Muster auf einem Substrat verwendet wird. Die Maskenbaugruppe enthält einen Rahmen mit einem Fenster. Die Maskenbaugruppe enthält ebenso einen Maskenteil, der durch eine Kante (Rand) des Fensters getragen wird. Der Maskenteil enthält eine Mehrzahl von abschirmenden Abschnitten, welche voneinander beabstandet sind, um ein vorbestimmtes Öffnungsmuster auszubilden. Jeder Abschirmabschnitt weist eine Mehrzahl von parallelen linearen Elementen auf, die nebeneinander angeordnet sind.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Maskenbaugruppe bereitgestellt. Der Maskenaufbau weist ein vorbestimmtes Öffnungsmuster auf, das zum Ausbilden einer dünnen Schicht des gleichen Musters auf einem Substrat verwendet wird. Das Verfahren enthält das Bereitstellen eines Maskenteils, welcher eine Mehrzahl von linearen Elementen enthält, die nebeneinander angeordnet sind. Das Verfahren enthält ebenso das Entfernen von einem oder mehreren vorbestimmten linearen Elementen, um das vorbestimmte Öffnungsmuster auszubilden. Da beliebig bestimmt werden kann, welche(s) lineare(s) Element(e) entfernt werden soll, ist es möglich, die Öffnungen mit einem gewünschten Muster herzustellen.
Andere Aufgaben, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung. und den anliegenden Ansprüchen, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu betrachten sind, ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine Draufsicht einer Maskenbaugruppe dar, welche zur Schichtausbildung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
2 stellt eine Querschnittsansicht einer modifizierten Maskenbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
3 stellt eine Querschnittsansicht einer weiteren modifizierten Maskenbaugruppe dar;
4 stellt eine Querschnittsansicht einer noch weiteren modifizierten Maskenbaugruppe dar;
5A bis 5C sind ein Satz von Draufsichten zur Darstellung eines Verfahrens der Herstellung der Maskenbaugruppe, die in 1 gezeigt ist;
6A und 6B sind ein Satz von Querschnittsansichten zur Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung der in 3 gezeigten Maskenbaugruppe; und
7A bis 7D sind ein Satz von Querschnittsansichten zur Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung der in 4 gezeigten Maskenbaugruppe.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Eine Maskenbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Bezugnehmend auf 1 enthält eine Maskenbaugruppe 1, die zur Schichtausbildung verwendet wird, einen rechteckigen Rahmen 3 mit einem rechteckigen Fenster 2. Der Rahmen 3 ist eine feste Platte, die beispielsweise aus SUS430 (rostfreiem Stahl) hergestellt ist. Der Rahmen trägt einen Maskenabschnitt 4 auf der Kante des Fensters 2. Der Maskenabschnitt 4 ist fest an den Rahmen mittels eines Klebstoffs oder eines anderen Verbindungselements (nicht gezeigt) angefügt. Der Maskenabschnitt 4 überspannt das Fenster 2.
Der Maskenabschnitt 4 enthält eine Mehrzahl von Abschirm- (Masken-) Teilen 6. Jeder Abschirmteil 6 enthält eine Mehrzahl von parallelen linearen Elementen 5, die aneinander angeordnet sind. Das lineare Element 5 ist ein Kunststoffdraht mit einem Durchmesser von 10 μm. Es ist zu bemerken, dass drei lineare Elemente 5 einen einzelnen Abschirmteil 6 in 1 bilden, aber dies dient zur leichteren Darstellung. Tatsächlich enthält der Abschirmteil 6 mehr lineare Elemente 5. Enden der linearen Elemente 5 sind auf der Kante des Fensters 2 des Rahmens 3 angeord net.
Die Abschirmteile 6 sind voneinander beabstandet. Die Abschirmteile 6 und das Fenster 2 begrenzen in Kombination eine Mehrzahl von rechteckigen Öffnungen 7.
Die Maskenbaugruppe 1 wird zur Dampfablagerung (Schichtausbildung) verwendet. In einer Dampfablagerungsmaschine wird die Maskenbaugruppe 1 derart platziert, dass der Rahmen 3 auf ein Substrat quer über den Maskenabschnitt 4 weist. Ein Dampfablagerungsmaterial wird von der Rahmenseite zugeführt und passiert durch die Öffnungen 7, um das Substrat zu erreichen. Das Material wird dann zu einer dünnen Schicht mit einem bestimmten Muster, welches durch die Öffnungen 7 bestimmt wird, auf dem Substrat abgelagert. Ein solcher Dampfablagerungsvorgang kann beispielsweise eine Busleitung für organische elektrolumineszente Elemente und/oder andere Teile herstellen.
Es ist zu bemerken, dass die linearen Elemente 5 in der Dickenrichtung auf dem Rahmen 3 oder der Maskenbaugruppe 1 (d.h. der Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt von 1) gestapelt werden können, so dass der Maskenteil einen Mehrschichtaufbau aufweist. Ein Beispiel einer Maskenbaugruppe mit einem Mehrschichtmaskenteil ist in 2 dargestellt. In 2 weisen die linearen Elemente 5 (5U, 5L) jedes Abschirmteils 6A einen Zweischichtaufbau auf. Die untere Schicht wird als die "erste Schicht" bezeichnet und die obere Schicht wird als die "zweite Schicht" bezeichnet. Die linearen Elemente 5L der unteren Schicht sind direkt auf dem Rahmen 3 platziert, und die linearen Elemente 5U der oberen Schicht sind auf die unteren linearen Elemente 5L gegeben. In 2 befindet sich jedes untere lineare Element 5L unterhalb der Verbindungslinie von zwei benachbarten oberen linearen Elementen 5U. Da jedes untere lineare Element 5L einen Spalt zwischen den zugehörigen zwei oberen linearen Elementen 5U abdichtet, tritt das zugeführte Dampfablagerungsmaterial, wie durch den nicht schraffierten Pfeil angezeigt, nicht durch die Spalten zwischen den oberen linearen Elementen 5U. Das Dampfablagerungsmaterial fließt nur durch die Öffnungen 7. Der Mehr schichtmaskenabschnitt 4A enthält eine Mehrzahl von Mehrschichtabschirmteilen 6A, um die modifizierte Maskenbaugruppe 1A festzulegen.
Bezugnehmend auf 3 wird eine andere Maskenbaugruppe 1B dargestellt. Die Maskenbaugruppe 1B enthält eine Mehrzahl von modifizierten Abschirmteilen 6B. Jeder Abschirmteil 6B enthält eine Beschichtungsschicht, welche die linearen Elemente 5 bedeckt. Die Beschichtungsschicht 8 dichtet einen Spalt zwischen allen zwei benachbarten linearen Elementen 5. Somit tritt das Dampfablagerungsmaterial (nicht schraffierter Pfeil) nicht durch die Spalten der linearen Elemente 5. Der entstehende Maskenabschnitt ist bei 4B bezeichnet.
Anstelle der Beschichtungsschicht 8 kann ein geeigneter Film angewandt werden. Wie in 4 gezeigt ist, kann ein Film 9 über die linearen Elemente jedes Abschirmteils 6C angefügt werden. Der entstehende Maskenabschnitt wird bei 4C bezeichnet, und die resultierende Maskenbaugruppe wird bei 1C bezeichnet.
Nun wird ein Verfahren zur Herstellung der Maskenbaugruppe beschrieben.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 5 der Rahmen 3 mit dem Fenster 2 vorbereitet. Dann werden die linearen Elemente 5 auf dem Rahmen 3 dahingehend vorgesehen, das Fenster 2 vollständig zu schließen, wie bei 4' in 5B gezeigt ist.
Die parallelen linearen Elemente 5 sind nahe beieinander angeordnet und fest an dem Rahmen 3 durch einen Klebstoff oder einen anderen geeigneten Verbinder angefügt. Das Anordnen und Anfügen der linearen Elemente 5 kann gleichzeitig oder aufeinander folgend durchgeführt werden. Alternativ kann das Anordnen einer bestimmten Anzahl von linearen Elementen 5 gefolgt durch einen Anfügevorgang wiederholt werden, bis die linearen Elemente 5 das gesamte Fenster 2 des Rahmens 3 schließen.
Spannung wird auf die linearen Elemente ausgeübt, wenn die linearen Elemente 5 an dem Rahmen 3 angefügt werden. Die linearen Elemente 5 (oder der Maskenabschnitt 4'), welche das Fenster 2 umspannen, biegen sich daher nicht oder werden daher nicht lose.
Nachdem der Maskenabschnitt 4' an dem Rahmen 3 befestigt ist, wird zumindest ein lineares Element 5 entfernt, um die Öffnung(en) 7 auszubilden, wie in 5C gezeigt ist. Die Breite jeder Öffnung 7 wird durch die Anzahl der entfernten linearen Elemente 5 und dem Durchmesser von jedem linearen Element bestimmt. Demgemäß ist es möglich, die Größe (Breite) jeder Öffnung 7 beliebig zu bestimmen. Es ist ebenso möglich, den Ort jeder Öffnung 7 beliebig zu bestimmen.
Wenn die linearen Elemente 5 gestapelt sind, werden die Vorgänge von 5B und 5C wiederholt. Wenn zum Beispiel die in 2 gezeigte Maske hergestellt wird, wird die untere Schicht der linearen Elemente 5L auf den Rahmen 3 gelegt, einige der unteren linearen Elemente 5L entfernt und dann die obere Schicht von linearen Elementen 5U über die unteren linearen Elemente 5L gelegt, und einige der oberen linearen Elemente 5U werden entfernt, um die Öffnungen 7 auszubilden.
Es ist zu bemerken, dass, wie in 3 gezeigt ist, Beschichtungsschichten 8 über den linearen Elementen 5 vorgesehen werden können, um Spalte von benachbarten linearen Elementen abzudichten, dies vor oder nach dem Vorgang von 5C. Die Beschichtungsschichten 8 können durch Dampfablagerung eines Kunststoffs auf den linearen Elementen 5 ausgebildet werden. Dies wird unter Bezugnahme auf 6A und 6B beschrieben.
Wenn die vorbestimmten linearen Elemente entfernt sind und die Öffnungen 7 wie in 6A ausgebildet sind, werden die Beschichtungsschichten 8 über den verbleibenden linearen Elementen 5 ausgebildet, wie in 6B gezeigt ist. Dies ist ein Beispiel, wenn die Beschichtungsschichten 8 nach dem Vorgang von 5C ausgebildet werden.
Alternativ werden, falls die Ausbildung der Beschichtungsschicht vor dem Vorgang von 5C durchgeführt wird (d.h. wenn die Beschichtungsschichten 8 über alle der linearen Elemente 5 ausgebildet werden) die Beschichtungsschichten 8, die auf die unnötigen linearen Elemente 5 aufgetragen wurden, zusammen mit den unnötigen linearen Elementen 5 entfernt, wenn die unnötigen linearen Elemente 5 entfernt werden.
Es ist auch zu bemerken, dass, wie in 4 gezeigt ist, Filme 9 über den linearen Elementen 5 vorgesehen werden können, um Spalte von benachbarten linearen Elementen abzudichten. Die Filme 9 können an die linearen Elemente 5 durch einen Klebstoff angefügt werden. Dies wird unter Bezugnahme auf 7A bis 7D beschrieben.
Zunächst werden die linearen Elemente 5 Seite an Seite angeordnet, wie in 7A gezeigt ist. Dann wird der Film 9 auf die linearen Elemente 5 aufgetragen, wie in 7B gezeigt ist. Der Film 9 ist beispielsweise eine metallische Folie und ist an die linearen Elemente 5 durch einen geeigneten Klebstoff angefügt.
Anschließend werden die linearen Elemente zusammen mit dem Film 9 fest auf dem Rahmen 3 befestigt, wie in 7C gezeigt ist. Dann werden vorbestimmte lineare Elemente 5 entfernt, um die Öffnungen 7 auszubilden, wie in 7D gezeigt ist. Wenn die unnötigen linearen Elemente 5 entfernt sind, wird der zugehörige Film ebenso entfernt. Demzufolge ist die Maske 1C vorbereitet.
Es ist zu bemerken, dass die linearen Elemente 5 in der vorstehenden Beschreibung im Querschnitt kreisförmig sind, aber dass die vorliegende Erfindung nicht in dieser Hinsicht beschränkt ist. Zum Beispiel kann das lineare Element 5 in der Querschnittsform polygonal sein.
Es müssen nicht alle der linearen Elemente 5 aus einem einzelnen Material hergestellt sein. Zum Beispiel können, falls die linearen Elemente 5 in "unnötige" oder "zu entfernende" Elemente und in "nötige" oder "verbleibende" Elemente kategorisiert werden, können die "zu entfernenden" Elemente aus einem säurekorrosiven Material hergestellt werden und die "verbleibenden" Elemente können aus einem säurebeständigen Material hergestellt werden. Die "zu entfernenden" Elemente sind die linearen Elemente, welche in dem Vorgang von 5C entfernt werden, um die Öffnungen 7 auszubilden. Der Rahmen 3 kann ebenso aus dem säurebeständigen Material hergestellt werden. In diesem Fall kann der Vorgang von 5C zum Entfernen der unnötigen linearen Elemente durch Tauchen aller der linearen Elemente zusammen mit dem Rahmen 3 (5B) in ein Säurebecken (nicht gezeigt) durchgeführt werden.
Wenn die linearen Elemente 5 und der Rahmen 3 sich beim Erwärmen deformieren, können die linearen Elemente 5 an dem Rahmen 3 durch Heizen geschmolzen und befestigt werden. In diesem Fall ist kein Fixierungsmittel wie ein Klebstoff nötig, um die linearen Elemente 5 auf dem Rahmen 3 zu verbinden.
Die Form und der Ort des Fensters 2 und die Form des Rahmens 3 sind nicht auf die dargestellten und beschriebenen beschränkt. Zum Beispiel kann das Fenster 2 jede zweckmäßige polygonale Form haben.

Claims

Maskenbaugruppe (1) mit einem vorbestimmten Öffnungsmuster (7), welche zum Ausbilden einer dünnen Schicht mit demselben Muster auf einem Substrat verwendet wird, umfassend: einen Rahmen (3) mit einem Fenster (2), wobei das Fenster eine Kante aufweist; und einen maskierenden Teil (4), welcher durch die Kante des Fensters (2) getragen wird, wobei der maskierende Teil (4) eine Mehrzahl von Abschirmabschnitten (6) enthält, welche voneinander beabstandet sind, um das vorbestimmte Öffnungsmuster (7) auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass jeder aus der Mehrzahl von Abschirmabschnitten (6) eine Mehrzahl von parallelen, linearen Elementen (5) enthält, welche aneinander angeordnet sind.
Maskenbaugruppe gemäß Anspruch 1, wobei jeder aus der Mehrzahl von Abschirmabschnitten (6) einen Mehrschichtaufbau aufweist, welcher durch die Mehrzahl von linearen Elementen (5) gebildet wird, welche in einer Mehrzahl von Schichten angeordnet sind.
Maskenbaugruppeneinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das vorbestimmte Öffnungsmuster durch Entfernen von einem oder mehreren vorbestimmten Elementen (5) hergestellt wird.
Maskenbaugruppe gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder aus der Mehrzahl von Abschirmabschnitten (6) ein Beschichtungselement (8) aufweist, um das zumindest eine lineare Element (5) zu bedecken.
Maskenbaugruppe gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder aus der Mehrzahl von Abschirmabschnitten (6) ein Filmelement (9) aufweist, um das zumindest eine lineare Element (5) zu bedecken.
Maskenbaugruppe gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jedes von dem zumindest einem linearen Element (5) aus säurebeständigem Material hergestellt ist.
Maskenbaugruppe gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jedes von dem zumindest einem linearen Element (5) ein Harzdraht ist.
Maskenbaugruppe gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Mehrschichtaufbau eine obere Schicht und eine untere Schicht enthält, und die linearen Elemente (5) der unteren Schicht zu Dichtungsspalten zwischen den linearen Elementen der oberen Schicht angeordnet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Maskenbaugruppe (1), wobei die Maskenbaugruppe ein vorbestimmtes Öffnungsmuster (7) aufweist, welches zum Ausbilden einer dünnen Schicht desselben Musters auf einem Substrat verwendet wird, umfassend: Bereitstellen eines maskierenden Teils (6), welcher eine Mehrzahl von linearen Elementen (5) enthält, welche nebeneinander angeordnet sind, und Entfernen von zumindest einem linearen Element aus der Mehrzahl von linearen Elementen, um das vorbestimmte Öffnungsmuster auszubilden.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Schritt des Bereitstellens eines maskierenden Teils (6) und der Schritt des Entfernens des zumindest einen vorbestimmten linearen Elements (5) zumindest zweimal wiederholt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend das Vorsehen einer Beschichtung (8) über der Mehrzahl von linearen Elementen (5).
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, ferner enthaltend das Vorsehen eines Films (9) über der Mehrzahl von linearen Elementen (5).
Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Mehrzahl von linearen Elementen (5) aus einem säurebeständigen Material mit Ausnahme des zumindest einen vorbestimmten linearen Elements hergestellt sind.
Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 13, wobei jedes der Mehrzahl von linearen Elementen (5) ein Harzdraht ist.
Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das zumindest eine vorbestimmte lineare Element (5) aus einem säurekorrosiven Material hergestellt ist, und der Schritt des Entfernens des zumindest einen vorbestimmten linearen Elements das Versenken der Mehrzahl von linearen Elementen in ein Säurebecken enthält.
Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 15, ferner enthaltend das Anfügen der Mehrzahl von linearen Elementen (5) auf einen Rahmen (3).
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei der Schritt des Anfügens der Mehrzahl von linearen Elementen (5) durchgeführt wird, während eine Spannung auf die Mehrzahl von linearen Elementen ausgeübt wird.