掩模及其制造方法、掩模芯片及其制造方法以及電子設備的制作方法

專利名稱：掩模及其制造方法、掩模芯片及其制造方法以及電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及掩模、掩模芯片、掩模的制造方法、掩模芯片的制造方法以及電子設備。
背景技術：
有機EL(電致發光)面板，由具有層疊了薄膜的結構的自發光型的高速響應性顯示元件構成。因此，有機EL面板可輕松地構成對動畫進行良好顯示的裝置，近年來，作為平板顯示器(FPD)電視機等的顯示面板非常引人注目。Appl，Phys，Lett，Vol，51，No.12，p.p.913-914，(1987)中公開有一種作為有機EL面板的代表性的制造方法。即，采用光刻法技術將ITO(銦-錫氧化物)等透明陽極圖案形成為所希望的形狀，進而，在該圖案上由真空蒸鍍裝置成膜有機材料并進行層疊，在其上蒸鍍成為陰極的Mg Ag等低功函數的金屬陽極膜。最后，將如此形成的發光元件密閉密封于惰性氣體氣氛中，以避免該發光元件接觸濕氣或氧等。
而且，通過改變發光材料，有機EL面板可將發光顏色改變為各種各樣。例如，提出了一種使用薄且高精細的金屬掩模，按照每個像素來形成紅、綠、藍的發光元件的方法。該方法由磁鐵使金屬掩模與玻璃基板密接，通過透過掩模進行蒸鍍，從而制造出顏色鮮明的全色有機EL面板(例如，參照專利文獻1)。
但是，在上述專利文獻1所記載的金屬掩模中，若為了對應有機EL面板的大畫面化而增大面板尺寸，則也必須增大形成該面板用的金屬掩模，但是，存在著難以高精度地制作大(大面積)且薄的金屬掩模的問題。而且，金屬掩模的熱膨脹系數與有機EL面板用的玻璃基板相比是非常大的。因此，由于蒸鍍時的熱輻射，使得金屬掩模會比玻璃基板延展得大。由此，若使用金屬掩模來制造大型的有機EL面板，則由熱膨脹而引起的誤差的累積值會增大，使得金屬掩模充其量只能以制造20英寸的中小型面板為極限。
因此，提出了一種代替金屬掩模，使用硅基板制造蒸鍍掩模的方法。在該方法中，使用光刻(photolithography)技術及干蝕刻(dry etching)技術等半導體制造技術，將硅基板本身作為掩模。由于硅的熱膨脹系數與玻璃大致相同，所以，硅掩模與被成膜基板的玻璃基板之間不會產生由熱膨脹而引起的偏差。而且，硅的加工精度可提高(例如，參照專利文獻2)。近年來，直徑300毫米的硅晶片也已被生產，通過使用該硅晶片，也可制造對角10.5英寸左右的面板所對應的蒸鍍面板。
目前在一般的家庭內所使用的TV，漸漸以30～40英寸的大畫面作為主流。但是，當為了形成有機EL裝置的發光層等而采用由硅構成的蒸鍍掩模時，如上所述那樣，硅晶片的大小為直徑300毫米，在制造與大型畫面對應的蒸鍍掩模時存在極限。
專利文獻1特開2001-273976號公報專利文獻2特開2001-185350號公報發明內容本發明鑒于上述課題，其目的在于提供可在大型的被成膜基板上高精度地形成圖案的掩模、掩模芯片、掩模的制造方法、掩模芯片的制造方法及電子設備。
本發明為了解決上述課題，提供一種多個掩模芯片通過支承部件而被接合的掩模，形成有與在所述多個掩模芯片上形成的圖案對應的多個第1開口部分，在鄰接的所述掩模芯片互相對置的側面中的至少一方的所述側面上形成有缺口部分；在互相鄰接的所述掩模芯片被接合的接合部，形成由所述缺口部分構成的、包含與所形成的圖案對應的第2開口部分的間隙部；在互相鄰接的所述掩模芯片的至少一方，形成覆蓋所述第2開口部分以外的所述間隙部的遮蔽部。
根據本發明，由于由多個掩模芯片構成一個掩模，所以，可簡便地提供能夠形成比掩模芯片大的薄膜圖案(也包含多個薄膜圖案形成大面積的情況)的掩模。例如，能夠簡便地構成可形成成為大畫面顯示裝置的構成要素的大薄膜圖案的掩模。
但是，在使多個掩模芯片接合到支承部件而在大型基板上形成圖案時，存在蒸鍍粒子會侵入到互相鄰接的掩模芯片的接合部分的非圖案部分的問題。由此，會導致在掩模芯片接合部的一部分像素部會出現膜厚增厚的部分。因此，本申請的發明者考慮了設置有遮蔽掩模芯片接合部分的遮蔽部的掩模芯片。根據本發明，由于在互相鄰接的掩模芯片的接合部中的非圖案部分的間隙部上覆蓋有遮蔽部，所以，蒸鍍材料被遮蔽部遮蔽。一方面，蒸鍍材料通過接合部中的圖案部分的間隙部。由此，可防止蒸鍍材料侵入到接合部的非圖案部分，從而，蒸鍍材料不會在非圖案部分成膜。另一方面，接合部分的其它開口部分作為1圖案的開口部分而有效地發揮作用。因此，可確保所有像素的膜厚均一化，可實現更高精細的顯示裝置。
而且，本發明的掩模，優選所述遮蔽部與所述掩模芯片一體形成。
根據該構成，由于可通過加工掩模芯片的一部分而形成遮蔽部，所以，可實現工序的簡略化。并且，由于掩模成為連續的結構，所以，在掩模芯片與遮蔽部之間不存在接合部，從而，可提供強度高的掩模。
另外，本發明的掩模，還優選所述掩模芯片的所述多個第1開口部分，形成為俯視是長方形狀，并且，所述第1開口部分的長邊方向的邊互相平行，而且，所述第1開口部分的短邊方向的邊在同一條線上，在所述掩模芯片的所述第1開口部分的短邊和與所述第1開口部分的所述短邊對置的所述掩模芯片的一邊之間，設置有用于貼附所述支承部件的貼附部；所述掩模芯片的所述遮蔽部與所述第1開口部分的長邊方向垂直，并且，從所述掩模芯片的所述貼附部的一端向鄰接的所述掩模芯片方向延伸。
根據該構成，一方的掩模芯片的遮蔽部形成為向鄰接的掩模芯片的接合部的非圖案部分延伸。因此，由于互相鄰接的掩模芯片的接合部中的非圖案部分的間隙部被遮蔽部覆蓋，所以，蒸鍍材料被遮蔽部遮蔽。
而且，本發明的掩模，還優選在所述掩模芯片的所述第1開口部分的短邊和與所述第1開口部分的所述短邊對置的所述掩模芯片的一邊之間形成收容部，用于收容在鄰接的所述掩模芯片的所述貼附部形成的所述遮蔽部。
根據該構成，即使在使多個掩模互相鄰接(靠近)而接合的情況，一方的掩模芯片的遮蔽部也可收容在鄰接的掩模芯片的收容部中。因此，掩模芯片的遮蔽部在接合時不會產生障礙，能夠使相互的掩模芯片彼此更加靠近而接合。
另外，本發明的掩模，還優選所述掩模芯片由硅構成。
根據該構成，由于掩模芯片由硅構成，所以，與金屬掩模等比較，其拉伸強度等機械強度提高。由此，可降低掩模的厚度，并且，可簡便地形成延伸量相對于拉伸力小的掩模。
并且，根據該構成，例如在被成膜基板為硅基板的情況下，可使該被成膜基板的熱膨脹率與掩模的熱膨脹率相同。因此，本發明可不受周圍溫度的影響而高精度地形成圖案。
本發明的掩模芯片，包括掩模芯片主體，其形成有與在被成膜基板形成的圖案對應的多個開口部分；缺口部分，其形狀與在所述掩模芯片主體的互相對置的側面的至少一方形成的所述開口部分對應；遮蔽部，其從所述掩模芯片主體的一方所述側面的端部伸出；和收容部，其收容設置在所述掩模芯片主體的另一方所述側面的端部的所述遮蔽部。
根據該構成，由于互相鄰接的掩模芯片的接合部中的非圖案部分的間隙部上覆蓋有遮蔽部，所以，蒸鍍材料被遮蔽部遮蔽。另一方面，蒸鍍材料通過接合部中的圖案部分間隙部。由此，可防止蒸鍍材料侵入到接合部的非圖案部分，從而，蒸鍍材料不會在非圖案部分成膜。因此，可確保所有像素的膜厚均一化，實現更高精細的顯示裝置。
本發明的掩模制造方法，其特征在于，包括在所述支承部件上形成用于使蒸鍍材料通過的多個開口部分的工序；在所述支承部件的配置所述掩模芯片的位置配置粘接材料的工序；在所述支承部件的配置有所述粘接材料的位置，配置一個所述掩模芯片的所述貼附部的工序；使其它所述掩模芯片的所述貼附部與所配置的所述一個掩模芯片鄰接，配置在所述支承部件的配置有所述粘接材料的位置的工序；和使所述其它掩模芯片向所述一個掩模芯片方向滑動，將所述其它掩模芯片的所述遮蔽部收容在所述一個掩模芯片的所述收容部的工序。
根據該方法，可不破壞掩模芯片的遮蔽部而使多個掩模芯片連續貼附到支承部件上。因此，可容易且高精度地制造一體化的大型掩模，并可在大型基板上形成圖案。
本發明的掩模芯片的制造方法，其特征在于，包括在面方位(110)的硅晶片的表面形成絕緣膜的工序；在形成所述圖案的區域及與掩模主體的外形形狀對應的區域的所述硅晶片的一面側的所述絕緣膜上，形成第一圖案的工序；在與包含形成在所述硅晶片的一面側的所述第一圖案的區域對置的所述硅晶片的另一面側的所述絕緣膜形成第二圖案的工序；在所述硅晶片的一面側的所述第一圖案上，以露出與所述掩模芯片主體的外形形狀對應的區域的所述硅晶片的方式，形成掩模圖案的工序；將所述掩模圖案作為掩模，蝕刻所述硅晶片的一面側，在所述硅晶片上形成貫通或未貫通到另一面側的溝槽圖案的工序；在去除所述掩模圖案之后，切割所述硅晶片，形成所述掩模芯片主體的外形形狀的工序；和將由所述硅晶片的一面側的所述絕緣膜構成的所述第一圖案，以及由所述硅晶片的另一面側的所述絕緣膜構成的所述第二圖案作為掩模，對所述硅晶片的一面側及另一面側進行晶體各向異性蝕刻，在所述掩模芯片主體形成多個開口部分和從所述掩模芯片主體伸出的遮蔽部的工序。
根據該方法，在形成多個開口部分的同時可形成從掩模芯片主體伸出的遮蔽部。換而言之，可不增加制造工序而形成遮蔽部。而且，由于遮蔽部是通過對與掩模芯片主體相同材料的硅晶片進行圖案形成而形成，所以，可形成與掩模芯片一體化的結構，從而，可提供強度高的掩模芯片。
本發明的電子設備，其特征在于，具備使用上述掩模而制造的電光學裝置。
根據該電子設備，例如可制造大畫面的電光學裝置，并且，可提供無顯示不均的高精細電子設備。
另外，在本發明中，所謂電光學裝置是除了通過電場使物質的折射率變化來使光的透射率變化的具有電光學效果的裝置以外，還包含將電能變換成光學能的裝置等的總稱。


圖1是示意地表示掩模的立體圖；圖2是表示由圖1所示的掩模形成的像素圖案的排列例的圖；
圖3是圖1所示的掩模芯片的放大圖；圖4(a)是掩模芯片的俯視圖，(b)是(a)所示的掩模芯片的剖面圖；圖5是表示掩模芯片制造工序的剖面圖；圖6是表示成為支承部件的玻璃基板的制造工序的立體圖；圖7是表示將掩模芯片貼附于玻璃基板的工序的剖面圖；圖8是表示使用本發明的掩模制造有機EL裝置的工序的剖面圖；圖9是表示使用掩模而形成的蒸鍍圖案的俯視圖；圖10是表示使用掩模而形成的蒸鍍圖案的俯視圖；圖11是表示使用掩模而形成的蒸鍍圖案的俯視圖；圖12是示意地表示薄型大畫面電視機的立體圖。
圖中10-玻璃基板(支承部件)，20-掩模芯片，22-開口部分(第1開口部分)，22a-開口部分(第2開口部分)，22b-間隙部，22c、22f-缺口部分，26-遮蔽部，28-收容部，30-貼附部，32-氧化硅膜(絕緣膜)，34-抗蝕劑，40-硅晶片，42-粘接材料。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。另外，在以下說明所使用的各附圖中，為了將各構件形成為可辨別的大小，適當變更了各構件的比例尺。而且，本實施方式中，在圖1中坐標系采用x-y-z右手系直角坐標系，設Y-Z平面平行于紙面，X平面垂直于Y-Z平面。
(掩模的結構)圖1是示意地表示掩模的立體圖。圖2是表示由圖1所示的掩模形成的像素圖案的排列例的圖。
掩模1包括多個掩模芯片20、和用于貼附多個掩模芯片20的玻璃基板10(支承部件)。
掩模芯片20由硅構成，如圖1所示，以固定間隔平行地設置有多個長孔形狀的開口部分22(第1開口部分)。掩模芯片20的開口部分22，是與構成圖2所示的“縱條紋”的像素配置的薄膜圖案對應的形狀。因此，掩模1用于形成縱條紋的像素。由于本實施方式的掩模1用于形成圖2所示的“縱條紋”的像素，所以，掩模芯片20的開口部分22例如成為大小相當于在縱向包含大約40個該像素的區域的細長溝槽形狀。即，掩模芯片20的開口部分22，成為與形成在被成膜面的薄膜圖案的至少一部分的形狀對應的形狀。另外，掩模芯片也可由金屬材料形成。
而且，構成本實施方式的掩模芯片20的硅具有面方位(110)。但是，也可由具有面方位(100)的硅構成掩模芯片20。并且，掩模芯片20中的開口部分22的長邊方向的側面具有面方位(111)。這樣，使開口部分22側面的面方位為(111)，可以通過對具有面方位(110)的硅晶片進行晶體各向異性蝕刻而簡便地實現。
在玻璃基板10上，如圖1所示，平行且以固定間隔設置有多個開口部分由長方形的貫通孔構成的開口區域12。在玻璃基板10上形成有掩模定位標記16。掩模定位標記16用于在使用掩模1進行蒸鍍等時，進行該掩模1的定位。掩模定位標記16例如可由金屬膜形成。
玻璃基板10的構成材料，優選采用具有與掩模芯片20的構成材料的熱膨脹系數相同或接近的熱膨脹系數的材料。由于掩模芯片20由硅構成，所以，由具有與硅的熱膨脹系數相同或接近的熱膨脹系數的材料構成玻璃基板10。這樣，可抑制由玻璃基板10與掩模芯片20的熱膨脹量不同而產生“應變”或“撓曲”。例如，Corning(コ一ニング)公司生產的pyrex(パイレツクス)(注冊商標)玻璃的熱膨脹系數(30×10-7/℃)相對于硅的熱膨脹系數(30×10-7/℃)為近似相同值。作為無堿玻璃的日本電氣玻璃公司生產的OA-10的熱膨脹系數(38×10-7/℃)、在金屬材料中42號合金的熱膨脹系數(50×10-7/℃)及鎳鐵合金(invar)材料的熱膨脹系數(12×10-7/℃)等都與硅的熱膨脹系數接近。因此，作為玻璃基板10的構成材料，可采用pyrex(パイレツクス)(注冊商標)玻璃、無堿玻璃的OA-10及42合金等。
并且，各掩模芯片20配置成堵塞玻璃基板10的開口區域12，并且，在開口區域12的長邊方向和與掩模芯片20的開口部分22的長邊方向垂直的方向，在玻璃基板10上構成行列。開口部分22的寬度例如與像素的子像素間距d1相同。而且，作為堵塞同一開口區域12的掩模芯片20，即相鄰的掩模芯片20A、20B，配置為僅具有像素的子像素間距的間隔。該掩模芯片20A、20B之間的間隙，與掩模芯片20的開口部分22發揮同樣的作用，作為用于形成所希望形狀的薄膜圖案的掩模1的開口部分而發揮作用。而且，相鄰的掩模芯片20之間，配置成在與開口區域12的長邊方向正交的方向上也具有間隔。并且，多個掩模芯片20分別具有間隔，在玻璃基板10上，如圖1所示那樣配置成行列。
這樣，由于本實施方式的掩模1，將多個掩模芯片20安裝于玻璃基板10，所以，可形成比掩模芯片20大的薄膜圖案，例如可形成構成大畫面顯示面板的縱條紋圖案的像素。
(掩模芯片的結構)下面，對本實施方式的掩模芯片的結構進行說明。
圖3是放大了圖1所示的掩模的掩模芯片(圖1中A區域)的概略立體圖，圖4(a)是表示掩模芯片的概略構成的俯視圖，圖4(b)是(a)所示的掩模芯片的剖面圖。另外，在圖3及圖4(a)、(b)中，僅說明互相鄰接的掩模芯片20A、掩模芯片20B，省略了對作為支承部件的玻璃基板10的說明。而且，將圖3及圖4所示的掩模芯片的平面側作為蒸鍍面側。
掩模芯片20A、20B如圖3所示，形成為具有規定的厚度，并俯視為矩形狀。在各掩模芯片20A、20B中，與形成在后述的有機EL基板的發光層等圖案對應的多個開口部分22在掩模芯片的厚度方向貫通形成。所述掩模芯片20A、20B的多個開口部分22形成為俯視是長方形狀，并且開口部分22的長邊方向的長度相等，而且，開口部分22的短邊方向排列在同一線上。
如圖3、圖4(a)所示，掩模芯片20A的掩模芯片20B側的側面20a平坦地形成，在其相反側的側面20b上形成有上述開口部分20的一方長邊側被開放的形狀的缺口部分20c。同樣，掩模芯片20B的掩模芯片20A側的側面20e上形成有開口部分20的一方長邊側被開放的形狀的缺口部分20f，相反側的側面20d平坦地形成。即，如圖3所示，若使掩模芯片20A與掩模芯片20B接合，則在接合部形成掩模芯片20A的側面20a的平坦面；和掩模芯片20B的側面20e的缺口部分20f，即具有與上述開口部分20同樣功能的寬度為d2的開口部分20a(第2開口部分)。該開口部分20a如圖3、圖4(a)所示，形狀、面積與上述開口部分20近似相同，并與其它開口部分20間隔相同距離排列。而且，在本實施方式中，掩模芯片20A、20B具有若干個間隙部d2’，與玻璃基板10貼合。該寬度d2’的間隙部20b在圖案的形成中成為無用的開口部分。
而且，在掩模芯片20A、20B的蒸鍍面側的開口部分22的短邊和與之對置的掩模芯片20的邊之間(圖3中上側及下側的非開口部分形成區域)，形成有用于將掩模芯片20A、20B貼附到玻璃基板10的貼附部30。貼附部30成為比形成有開口部分的平面突出的階差部。在貼附部30的上面30b，形成有用于與玻璃基板10進行定位的對準標記24。對準標記24例如通過將鉻等圖案形成為俯視為矩形狀而形成。
在貼附部30的掩模芯片20B側的一端部(圖3、圖4(a)中右側)，形成從貼附部30的側面30a向掩模芯片20B方向(近似垂直于開口部分22的長邊方向)延伸的遮蔽部26。遮蔽部26的上面26a在貼附部30的上面30a的延長面上延伸，遮蔽部26的寬度與貼附部30的短邊方向的長度相等。而且，遮蔽部26的下部26b如圖4(b)所示，通過蝕刻等而被形成缺口，相對上述間隙部22b形成為房檐狀。該房檐狀的遮蔽部26的厚度T1，是不與后述的收容部28的平面28a接觸的厚度，遮蔽部26延伸方向的直線長度L1，是不與后述的收容部28的側面28b接觸的長度。在本實施方式中，遮蔽部26與貼附部30通過加工相同材料而形成，成為一體化結構。這樣，掩模芯片20A的遮蔽部26成為可遮掩形成于掩模芯片20A、20B的接合部的非圖案部分的間隙部22b。在掩模芯片20A上也形成有上述的遮蔽部26。
在掩模芯片20B的貼附部30的另一端部(圖中左側)，設置有用于收容上述掩模芯片20A的遮蔽部26的收容部28。收容部28通過對貼附部30的另一端部進行蝕刻等成為缺口而形成，收容部28的平面28a與開口部分形成區域成為相同平面。收容部28的平面28a的長度L2、側面的厚度T2及寬度W2等，與如上所述的遮蔽部26的厚度T1、直線長度L1、寬度W1對應而形成。在掩模芯片20B上也形成有這種收容部28。
如以上說明那樣，在本實施方式中，按圖1所示的各掩模芯片20的每一個形成一對遮蔽部26和收容部28。由此，若使相鄰的一方掩模芯片20A與另一方掩模芯片20B接合，則一方的掩模芯片20A的遮蔽部26收容在另一方的掩模芯片20B的收容部28，從而，能夠連續排列掩模芯片20。
根據本實施方式，由于遮蔽部26被互相鄰接的掩模芯片20A、20B的接合部中的非圖案部分的間隙部22b覆蓋，所以，蒸鍍材料由遮蔽部26而被遮蔽。由此，可防止蒸鍍材料侵入到接合部的非圖案部分，從而蒸鍍材料不會在非圖案部分成膜。因此，可確保所有像素的膜厚的均一化，從而可實現更高精細的顯示裝置。
而且，根據本實施方式，由于通過加工掩模芯片20的一部分可形成遮蔽部26，所以，可實現工序的簡略化。并且，由于掩模芯片20成為連續的結構，所以，在掩模芯片20與遮蔽部26之間不存在接合部，從而，可提供強度高的掩模1。
進而，根據本實施方式，即使在使多個掩模1互相鄰接(靠近)而接合的情況，掩模芯片20A的遮蔽部26也可收容在鄰接的掩模芯片20B的收容部28中。因此，掩模芯片20A的遮蔽部26在接合時不會成為障礙，能夠使相鄰的掩模芯片20A、20B彼此靠近而接合。
(掩模芯片的制造方法)圖5(a)～(h)是表示掩模芯片制造工序的剖面圖。另外，對成為支承部件的玻璃基板10的制造工序將在后面敘述。
首先，準備板厚為400μm的兩面被鏡面磨削的面方位(110)的4英寸硅晶片40。然后，如圖5(a)所示，通過熱氧化法在硅晶片40的表面形成作為耐蝕刻掩模材料的氧化硅膜32(SiO2)。詳細而言，將硅晶片40放置于1000℃～1100℃的氧與水蒸氣的氣氛中，使硅與氧結合，從而，在硅晶片40的表面形成例如膜厚為1.8μm的氧化硅膜32。另外，形成于硅晶片40的整個表面的膜，只要是在使用后述的強堿水溶液進行的硅晶片40的晶體各向異性蝕刻中具有耐久性的膜即可。因此，作為耐蝕刻掩模材料，可以在硅晶片40的整個表面形成由CVD法形成的氮化硅膜(Si3N4)、碳化硅膜(SiC)，由濺射法形成的Au或Pt膜等。
接著，在硅晶片40的一面40a上涂敷抗蝕劑，通過光刻處理，以與圖案對應的區域22g以及形成遮蔽部26的區域26a(與掩模芯片主體的外形形狀對應的區域)的硅露出的方式對抗蝕劑進行圖案形成。接著，將上述抗蝕劑作為掩模，蝕刻硅晶片40的一面40a的氧化硅膜32。由此，如圖5(b)所示，在形成圖案的區域22g及形成遮蔽部的區域26a中形成了由露出了硅的多個溝槽構成的溝槽圖案(第一圖案)。這里，以硅的(111)方位與上述溝槽圖案的長邊方向成直角的方式形成溝槽圖案。而且，也可以在形成上述溝槽圖案的同時，在硅晶片40上形成對準標記。
另外，如圖5(b)所示，與上述方法同樣，蝕刻與硅晶片40的一面40a的溝槽圖案對應的區域相對置的硅晶片40的另一面40b的區域22h的氧化硅膜32。由此，在硅晶片40的另一面40b上形成露出了硅晶片40的溝槽圖案(第二圖案)。同時，還蝕刻與掩模芯片20的外周對應的區域22i的氧化硅膜32。這樣，在硅晶片40的另一面40b的氧化硅膜32上形成開口部分的理由是，為了通過后面的工序減小硅晶片40的厚度。由此，掩模芯片20變薄，在蒸鍍時蒸鍍粒子容易在傾斜方向通過開口部分22，使得成膜后的薄膜厚度均一化。
然后，在硅晶片40的一面40a上涂敷抗蝕劑，如圖5(c)所示，以抗蝕劑34殘留在氧化硅膜32上及露出了硅的遮蔽部形成區域26a上的方式，對抗蝕劑進行圖案形成。該工序為了避免在后面的晶體各向異性蝕刻時，相對晶片表面具有35°傾斜的(111)結晶面從溝部兩端突出使得蝕刻形狀變形，而有意地在硅晶片上形成溝部。
接著，如圖5(d)所示，將硅晶片40的一面40a的上述圖案形成后的抗蝕劑34作為掩模，使用DEEP-RIE進行干蝕刻處理。由此，未被抗蝕劑覆蓋的硅晶片40被蝕刻，形成未貫通硅晶片40的溝槽圖案22j。進而，也蝕刻與掩模芯片20的外周對應的區域22k的氧化硅膜32。另外，還可使該溝槽貫通硅晶片。而且，作為干蝕刻也可使用ICP(Induct ivelyCoupled Plasma)。
接著，如圖5(e)所示，在硅晶片40上形成溝槽圖案22j后，通過電弧(arcing)去除形成在氧化硅膜32以及遮蔽部形成區域26a上的抗蝕劑。由此，硅晶片40的一面40a的遮蔽部形成區域26a露出。
然后，如圖5(f)所示，將硅晶片40切割(單片化)成圖3所示的硅芯片的外形尺寸。在后述的濕蝕刻(wet etching)工序之前進行切割的理由在于，掩模芯片的一部分通過濕蝕刻而被薄型化，因此，由晶片的翹曲等會引起操作性變差。并且，是為了在由薄型化而引發的硅晶片40的龜裂等而引起的破損之前來完成切割。
接著，如圖5(g)所示，對硅晶片40的兩面進行晶體各向異性濕蝕刻處理。具體而言，使硅晶片40在例如加熱到80℃的35重量％的氫氧化鉀水溶液中浸漬規定時間。于是，未被氧化硅膜32覆蓋的硅晶片40的一面40a及另一面40B根據晶體取向依存性而被各向異性蝕刻。通過該蝕刻，硅晶片40被薄型化為板厚d3，形成了貫通硅晶片40的開口部分22。而且，硅晶片40的另一面40b的開口部分22的角部36被蝕刻成為斜面形狀。進而，如圖5(g)所示，硅晶片40的遮蔽部形成區域26a也被蝕刻，形成從硅晶片40的端部伸出的房檐狀遮蔽部26。另外，通過控制上述晶體各向異性蝕刻的蝕刻時間，可管理角部36的斜面形狀及包含開口部分22的區域的厚度d3。因此，即使掩模1與蒸鍍源的相對位置關系變動，也可制造掩模1的影子區域不變化的良好掩模。
最后，如圖5(h)所示，將硅晶片40浸漬到氟酸類蝕刻液中，去除形成于硅晶片40表面的氧化硅膜32。這樣，可獲得具有遮蔽部26的掩模芯片20。
根據本實施方式，可在形成多個開口部分22的同時，形成從掩模芯片20伸出的遮蔽部26。換而言之，可不增加制造工序而形成遮蔽部26。而且，由于遮蔽部26是通過對與掩模芯片主體相同材料的硅晶片進行圖案形成而形成的，所以，可成為與掩模芯片20一體化的結構，從而，能夠提供強度高的掩模芯片20。
而且，由于本制造方法對具有面方位(110)的硅晶片40，以開口部分22的長邊方向與(111)方位成直角的方式進行晶體各向異性蝕刻，所以，開口部分22的長邊方向的側面成為(111)方位面。由此，在該晶體各向異性蝕刻中，可將開口部分22的深度方向與開口部分22的長邊方向的側面的蝕刻比設為例如1比1000，從而，可高精度地控制開口部分22的寬度尺寸。
(玻璃基板的制造方法)下面，對作為掩模芯片的支承部件而使用的玻璃基板的加工方法進行說明。
圖6(a)～(c)是表示玻璃基板10的加工工序的立體圖。
首先，如圖6(a)所示，準備添加有鈉的pyrex(パイレツクス)(注冊商標)玻璃或OA-10等無堿玻璃10’，并將該玻璃切割成作為蒸鍍掩模使用的外形形狀尺寸。
下面，如圖6(b)所示，在切割成規定形狀的玻璃基板10上形成用于使蒸鍍材料通過的俯視為長方形狀的貫通孔。作為形成貫通孔的方法，若玻璃基板10為pyrex(パイレツクス)(注冊商標)玻璃或OA-10等無堿玻璃，則通過噴射(blast)法切削形成貫通孔。作為其它方法，存在一種將光刻技術與利用氟酸實施的濕蝕刻進行組合，在玻璃基板10上形成貫通孔的方法。另外，當玻璃基板10由42號合金等金屬材料構成時，可由光刻技術與濕蝕刻形成開口區域12，也可通過焊接組合多種金屬材料來進行制造，還可通過切削加工或鑄造來制造。
然后，如圖6(c)所示，為了將各掩模芯片規則并正確地貼附于玻璃基板10，在玻璃基板10上形成對準標記14。作為對準標記14的形成方法，首先，在玻璃基板10上通過濺射法成膜Cr膜。然后，通過旋涂法在Cr上涂敷抗蝕劑，并進行曝光、顯影處理。接著，將圖案形成為規定形狀的抗蝕劑作為掩模，通過對Cr膜進行濕蝕刻，形成對準標記14。另外，也可將由激光等形成的標記作為對準標記14。通過以上說明的工序，形成了貼附掩模芯片的玻璃基板10。
(掩模的制造方法)下面，對將通過上述方法制造的多個掩模芯片貼附到玻璃基板的方法進行說明。
首先，圖7(a)～(c)是表示將多個掩模芯片貼附到玻璃基板10的工序的剖面圖。
如圖7(a)所示，首先，在與掩模芯片20的貼附部30對應的位置的玻璃基板10上，通過分配器(dispenser)等配置粘接材料42。作為粘接材料42，例如可使用紫外線固化型聚酰亞胺樹脂、丙稀酸性樹脂。
然后，如圖7(b)所示，例如在圖1中右側的端部貼附掩模芯片20A。此時，使掩模芯片20A的對準標記與玻璃基板10的對準標記14相互定位，將其配置到玻璃基板10上的粘接材料42上。
接著，如圖7(c)所示，使掩模芯片20B定位在與玻璃基板10上的掩模芯片20A鄰接的位置。然后，以不使掩模芯片20B的遮蔽部26與掩模芯片20A接觸的方式，使掩模芯片20B的貼附部30與玻璃基板10上的粘接材料42接觸。接著，如圖7(c)所示，使掩模芯片20B向掩模芯片20A方向滑動(slide)，將掩模芯片20B的遮蔽部26收容到掩模芯片20A的收容部28。通過重復這種動作而將多個掩模芯片20貼附到玻璃基板10上。最后，在結束了將全部的掩模芯片貼附到玻璃基板10之后，對玻璃基板10照射紫外線，使粘接材料42固化，從而，使得掩模芯片固定在玻璃基板10上。這樣，通過將多個掩模芯片20貼附到玻璃基板10上而制造了掩模。
根據本實施方式，可不破壞從掩模芯片20伸出的遮蔽部26而使多個掩模芯片20連續貼附到玻璃基板10上。因此，可容易且高精度地制造一體化的大型掩模1，并可在大型基板上形成圖案。
另外，作為與上述方法不同的方法，在圖7中，首先，將掩模芯片20B配置于玻璃基板10上，接著，使掩模芯片20A與掩模芯片20B鄰接配置。然后，以掩模芯片20B的遮蔽部26收容在掩模芯片20A的收容部28的方式，使掩模芯片20A下降，通過粘接材料42將掩模芯片20A貼附到玻璃基板10上。重復這種動作，將多個掩模芯片20貼附到玻璃基板10上，來制造掩模1。
根據該方法，可起到與上述的方法同樣的作用效果，并且，由于能夠不使掩模芯片20滑動而直接將掩模芯片20A的遮蔽部26嵌入到掩模芯片20B的收容部28，所以，可實現制造工序的簡略化。
(電光學裝置的制造方法)下面，對本實施方式所涉及的電光學裝置的一例，即有源矩陣型有機EL裝置的制造方法進行說明。在以下的說明中，對使用上述的掩模1將發光材料(發光層)成膜于構成有機EL裝置的透明基板(被蒸鍍基板)的方法進行說明，并省略其它有機EL裝置的制造方法。
圖8(a)～(c)是表示本實施方式所涉及的有機EL裝置制造工序的剖面圖。
首先，如圖8(a)所示，在由玻璃等透明材料構成的被蒸鍍基板54上，形成例如以ITO等為材料的透明電極56，接著，在透明電極56上形成空穴輸送層58。
然后，如8(a)所示，將形成有上述透明電極56及空穴輸送層58的被蒸鍍基板54搬送到構成蒸鍍裝置的真空容器(chamber)內部，并固定于容器內部的上方。然后，在將掩模1定位于蒸鍍被蒸鍍基板54的發光材料(發光層R)的位置后，使掩模1密接配置到被蒸鍍基板54。
接著，減壓真空容器內部使其達到真空狀態。然后，加熱設置在真空容器內部下方的坩鍋發光材料，使其蒸發，通過掩模1將紅色的發光材料成膜于被蒸鍍基板54上。由此，在被蒸鍍基板54的規定區域形成紅色的發光層60。發光材料例如為有機材料，作為低分子有機材料使用8-羥基喹啉鋁絡合物(Alq3)等。
接著，如圖8(b)所示，使掩模1從蒸鍍有紅色發光層60的位置移動到蒸鍍發光材料(發光層G)的位置。然后，根據蒸鍍法，通過掩模1成膜綠色發光材料，形成綠色發光層62。
同樣，如圖8(c)所示，使掩模1從蒸鍍有綠色發光層62的位置移動到蒸鍍發光材料(發光層B)的位置。然后，根據蒸鍍法，通過掩模1成膜藍色發光材料，形成藍色發光層64。這樣，通過使用本實施方式的掩模1，可在構成有機EL裝置的被蒸鍍基板54上形成規定圖案的發光層60、62、64。
圖9是表示使用上述的掩模1而形成的蒸鍍圖案(薄膜圖案)的一例的俯視圖。圖10是表示對形成有圖9所示的蒸鍍圖案的基板，使掩模1偏移而實施了再次蒸鍍處理的狀態的一例的俯視圖。圖11是表示對形成有圖10所示的蒸鍍圖案的基板，使掩模1偏移而實施了再次蒸鍍處理的狀態的一例的俯視圖。
作為構成形成有該蒸鍍圖案的被成膜構件的基板54，例如可采用構成有機EL裝置的構成要素的玻璃基板等透明基板。該情況下的蒸鍍圖案為構成上述有機EL裝置中的紅色發光層60的條紋圖案。因此，發光層60的寬度成為像素的子像素間距d1。
但是，在圖9所示的蒸鍍圖案中，未形成有機EL裝置的紅色像素中的多行(例如40行×5)像素。因此，使掩模1相對基板54在縱向(Y軸方向)例如僅偏移40個像素的距離，進行再次蒸鍍處理，如圖10所示，圖案形成紅色發光層60’進行。通過這樣處理，可簡便地形成具有大的縱條紋圖案的大畫面面板的薄膜圖案。
在圖10所示的蒸鍍圖案中，僅形成有紅色發光層60、60’，未形成綠色及藍色發光層。因此，使掩模1相對圖10所示的狀態的基板54在橫向(X軸方向)僅偏移子像素間距，圖案形成綠色發光材料，由此，如圖11所示，形成了綠色發光層62。然后，通過使掩模1在橫向(X軸方向)僅偏移子像素間距，圖案形成藍色發光材料，如圖11所示，形成了藍色發光層64。
由此，能夠簡便且高精度地形成可彩色顯示并構成大畫面面板的薄膜圖案。而且，在上述實施方式中，通過使同一個掩模1偏移并多次進行蒸鍍處理，形成了構成一個大畫面面板的薄膜圖案，但也可以預先制成多種掩模1，通過交互使用該多種掩模1來形成構成一個大畫面面板的薄膜圖案。并且，在本實施方式中，形成了覆蓋成為鄰接的掩模芯片的非圖案部分，即間隙部22b(參照圖3)的遮蔽部26。由此，形成在掩模芯片20的缺口部分作為形成一個圖案的開口部分22a而發揮作用，可規則地形成與開口部分22同樣的圖案。
(電子設備)下面，對本發明電子設備的一例進行說明。
圖12是具備上述有機EL裝置的薄型大畫面電視機(電子設備)1200的立體構成圖。該圖所示的薄型大畫面電視機1200，以由上述實施方式的有機EL裝置構成的顯示部1201、框體1202和揚聲器等聲音輸出部1203為主體而構成。
根據本實施方式，通過使用上述的掩模，可制造大畫面的薄型大畫面電視機，并且，可提供無顯示不均的高精細電子設備。
另外，本實施方式的有機EL裝置，除上述薄型大畫面電視機以外還可適用于各種電子設備。例如可適用于液晶投影儀、多媒體對應的個人電腦(PC)及工程師工作站(EWS)、尋呼機、文字處理機、錄像器型或監視器直視型磁帶錄像機、電子記事本、電子臺式計算機、汽車導航裝置、POS終端、具備觸摸面板的裝置等電子設備。
另外，本發明的技術范圍，并非限定于上述的實施方式，還包含在不脫離本發明的宗旨的范圍內，對上述的實施方式施加各種變更的實施方式。
例如，在上述實施方式中，將掩模芯片20的遮蔽部26與掩模芯片20形成為一體，但也可將遮蔽部26與掩模芯片20分別形成而構成掩模芯片20。換而言之，作為遮蔽部26，也可以通過利用粘接材料貼附形成為屋檐狀的部件，使其從掩模芯片20的端部伸出而形成。
另外，上述實施方式中，在圖1中，在與掩模芯片20A鄰接的掩模芯片20B的對置面20a的兩端部形成遮蔽部26、26，在另一側的對置面20d的兩端部形成收容部28、28。對此，也可在掩模芯片20A的對置面20a的一端部形成遮蔽部26，在另一端形成收容部28，并且，在掩模芯片20A的對置面20b的一端部形成遮蔽部26，在另一端形成收容部28。根據這種結構，也可遮蔽掩模芯片20、20的接合部的間隙部22b。
并且，在上述實施方式中，將本實施方式的掩模1用于有機EL裝置的制造中，但也可適用于如在大型基板上形成圖案的其它電光學裝置。
權利要求
1.一種掩模，是多個掩模芯片通過支承部件而被接合的掩模，形成有與在所述多個掩模芯片上形成的圖案對應的多個第1開口部分，在鄰接的所述掩模芯片的互相對置的側面中的至少一方的所述側面形成有缺口部分，在互相鄰接的所述掩模芯片被接合的接合部，形成有由所述缺口部分構成的間隙部，該間隙部包含與所形成的圖案對應的第2開口部分，在互相鄰接的所述掩模芯片的至少一方，形成覆蓋所述第2開口部分以外的所述間隙部的遮蔽部。
2.根據權利要求1所述的掩模，其特征在于，所述遮蔽部與所述掩模芯片一體形成。
3.根據權利要求1或2所述的掩模，其特征在于，所述掩模芯片的所述多個第1開口部分形成為俯視是長方形狀，并且形成為，所述第1開口部分的長邊方向的邊互相平行，而所述第1開口部分的短邊方向的邊在同一條線上，在所述掩模芯片的所述第1開口部分的短邊和與所述第1開口部分的所述短邊對置的所述掩模芯片的一邊之間，設置有用于貼附所述支承部件的貼附部，所述掩模芯片的所述遮蔽部與所述第1開口部分的長邊方向垂直，并且，從所述掩模芯片的所述貼附部的一端向鄰接的所述掩模芯片方向延伸。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的掩模，其特征在于，在所述掩模芯片的所述第1開口部分的短邊和與所述第1開口部分的所述短邊對置的所述掩模芯片的一邊之間形成有收容部，用于收容在鄰接的所述掩模芯片的所述貼附部形成的所述遮蔽部。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的掩模，其特征在于，所述掩模芯片由硅構成。
6.一種掩模芯片，其包括掩模芯片主體，其形成有與形成在被成膜基板上的圖案對應的多個開口部分；缺口部分，其形狀與在所述掩模芯片主體的互相對置的側面的至少一方形成的所述開口部分對應；遮蔽部，其從所述掩模芯片主體的一方所述側面的端部伸出；和收容部，其收容設置在所述掩模芯片主體的另一方所述側面的端部的所述遮蔽部。
7.一種掩模的制造方法，將權利要求1～5中任一項所記載的所述掩模芯片貼附在支承部件而形成掩模，該制造方法包括在所述支承部件上形成用于使蒸鍍材料通過的多個開口部分的工序；在所述支承部件的配置所述掩模芯片的位置上配置粘接材料的工序；在所述支承部件的配置有所述粘接材料的位置上，配置一個所述掩模芯片的所述貼附部的工序；使其它所述掩模芯片的所述貼附部與所配置的所述一個掩模芯片鄰接，配置在所述支承部件的配置有所述粘接材料的位置的工序；和使所述其它掩模芯片向所述一個掩模芯片方向滑動，將所述其它掩模芯片的所述遮蔽部收容到所述一個掩模芯片的所述收容部的工序。
8.一種掩模芯片的制造方法，用于在被成膜基板上形成規定圖案，包括在面方位(110)的硅晶片的表面形成絕緣膜的工序；在形成所述圖案的區域以及與掩模芯片主體的外形形狀對應的區域的所述硅晶片的一面側的所述絕緣膜上形成第一圖案的工序；在與包含形成在所述硅晶片的一面側的所述第一圖案的區域對置的所述硅晶片的另一面側的所述絕緣膜形成第二圖案的工序；在所述硅晶片的一面側的所述第一圖案上，以露出與所述掩模芯片主體的外形形狀對應的區域的所述硅晶片的方式，形成掩模圖案的工序；將所述掩模圖案作為掩模，蝕刻所述硅晶片的一面側，在所述硅晶片上形成貫通或未貫通到另一面側的溝槽圖案的工序；在去除所述掩模圖案之后，切割所述硅晶片，將其形成為所述掩模芯片主體的外形形狀的工序；和將由所述硅晶片一面側的所述絕緣膜構成的所述第一圖案以及由所述硅晶片另一面側的所述絕緣膜構成的所述第二圖案作為掩模，對所述硅晶片的一面側及另一面側進行晶體各向異性蝕刻，在所述掩模芯片主體形成多個開口部分和從所述掩模芯片主體伸出的遮蔽部的工序。
9.一種電子設備，其具備使用權利要求1～5中任一項所述的掩模而制造的電光學裝置。
全文摘要
本發明提供一種可在大型的被成膜基板上高精度形成圖案的掩模。本發明的掩模是多個掩模芯片(20)通過支承部件(10)而被接合的掩模(1)，形成有與在多個掩模芯片(20)上形成的圖案對應的多個第1開口部分(22)；在鄰接的掩模芯片(20、20)的互相對置的側面中的至少一方的側面上形成有缺口部分(20f)；在互相鄰接的掩模芯片(20)被接合的接合部，形成由缺口部分(20f)構成的、包含與所形成的圖案對應的第2開口部分(22a)的間隙部；在互相鄰接的掩模芯片(20)的至少一方，形成覆蓋第2開口部分(22a)以外的間隙部(22b)的遮蔽部(26)。
文檔編號H01L21/02GK1901138SQ20061010565
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月18日 優先權日2005年7月20日
發明者四谷真一, 桑原貴之, 小枝周史 申請人:精工愛普生株式會社