專利名稱：掩模的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了在被成膜面上直接形成薄膜圖形而使用的掩模及其制造方法、使用該掩模的有機電致發(fā)光(以下簡稱“EL”)裝置的制造方法、用該方法制造的有機EL裝置。
背景技術(shù)：
近年來，作為代替液晶顯示器的自發(fā)光型顯示器、對應(yīng)于像素備有有機EL元件(將由設(shè)置在陽極和陰極之間的有機物而構(gòu)成的發(fā)光層的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件)的有機EL顯示器的開發(fā)正在加速進展。作為有機EL元件的發(fā)光層材料，有作為低分子量的有機材料的鋁喹啉酚絡(luò)合物(Alq3)等、以及作為高分子量的有機材料的聚對亞苯基亞乙烯基(PPV)等。
例如在“Appl.Phys.Lett.51(12)，21 September 1987 913頁”中，記載了采用蒸鍍法形成由低分子量的有機材料構(gòu)成的發(fā)光層。另外，在“Appl.Phys.Lett.71(1)，7 July 1997 34頁～”中，記載了采用涂敷法形成由高分子量的有機材料構(gòu)成的發(fā)光層。
其中，在采用蒸鍍法形成由低分子量的有機材料構(gòu)成的發(fā)光層時，迄今是這樣進行的使用金屬掩模(是一種具有對應(yīng)于所形成的薄膜圖形的開口部的掩模，是用不銹鋼等金屬制成的)，在被成膜面上直接形成對應(yīng)于像素的薄膜圖形。即，不采用在全部表面上形成了薄膜后進行光刻和刻蝕工序中的構(gòu)圖的方法，而是使用金屬掩模從一開始就使薄膜形成圖形狀。
可是，該金屬掩模存在以下問題。
為了形成對應(yīng)于微細的薄膜圖形的開口部，如果板的厚度薄、或者開口部之間的間隔狹窄，則處理時掩模容易彎曲而變形。為了防止彎曲，成膜時需要對掩模施加張力，這時開口部容易發(fā)生變形。其結(jié)果是，即使將金屬掩模配置在準(zhǔn)確的位置上，金屬掩模的開口部也有可能偏離與被成膜面上的薄膜圖形對應(yīng)的位置。
另外，雖然通過采用濕法刻蝕、鍍覆法、壓力加工、激光加工等方法在金屬板上形成開口部，制作金屬掩模，但即使開口部的加工精度高，也僅為±3微米左右，所以無法與高精細像素對應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是著眼于這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的，課題在于提供一種為了不進行光刻工序而直接在被成膜面上形成薄膜圖形(即，在被成膜面上按照規(guī)定的圖形形成薄膜)所使用的掩模，該掩模即使在板的厚度薄的開口部之間的間隔狹窄的情況下處理時也不容易產(chǎn)生彎曲或變形，成膜時即使不加張力也不會彎曲，開口部的加工精度之高達到了能對應(yīng)于高精細像素的程度(例如±1微米左右)。
另外，課題在于通過使用該掩模形成構(gòu)成有機EL元件的結(jié)構(gòu)層(發(fā)光層等)的薄膜圖形，提供一種高精細像素的有機EL顯示體。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種掩模的制造方法，該掩模用于在被成膜面上按照規(guī)定圖形形成薄膜，具有對應(yīng)于上述圖形的開口部，該掩模由單晶硅構(gòu)成，上述開口部的尺寸在掩模的厚度方向規(guī)定位置即邊界位置處對應(yīng)于上述圖形的尺寸，從上述邊界位置朝向兩個掩模面比上述圖形增大，從上述邊界位置到各掩模面的距離不同，掩模面是單晶硅的(100)面，上述開口部有從上述邊界位置朝向各掩模面互相向相反的方向擴展的呈傾斜狀的兩個壁面，上述壁面中的至少一個的面取向是(111)，具有形成了上述開口部的厚度薄的部分，以及不形成上述開口部的厚的部分，具有形成了開口部的厚度薄的部分、以及不形成上述開口部的厚的部分，該掩模的制造方法的特征在于通過沿厚度方向刻蝕面取向為面的單晶硅襯底，在上述襯底的面內(nèi)的一部分上形成厚度恒定的厚度薄的部分，在上述厚度薄的部分的第一面上形成具有對應(yīng)于上述開口部的貫通孔的第一保護膜圖形，在上述厚度薄的部分的第二面上形成具有對應(yīng)于上述開口部的凹部的第二保護膜圖形，在該狀態(tài)下，通過進行利用了晶向依賴性的各向異性濕法刻蝕，在對應(yīng)于上述厚度薄的部分的上述開口部的位置形成貫通孔，以便在上述第一面處的尺寸比在上述開口部的上述邊界位置處的尺寸大，而且在上述第二面處的尺寸比在上述開口部的上述邊界位置處的尺寸及上述凹部的尺寸小，其次，在除去上述凹部的厚度部分的條件下，通過進行濕法刻蝕，在上述凹部成為貫通孔的第三保護膜圖形上構(gòu)成上述第二保護膜圖形，同時形成保護膜存在于上述第一面上的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，通過進行利用了晶向依賴性的各向異性濕法刻蝕，使從上述第三保護膜圖形上的貫通孔露出的上述厚度薄的部分在上述邊界位置處的尺寸達到規(guī)定尺寸為止。
本發(fā)明還提供一種為了采用真空蒸鍍法形成構(gòu)成有機電致發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)層的薄膜圖形而使用的、具有對應(yīng)于上述薄膜圖形的開口部的掩模，該掩模由單晶硅構(gòu)成，具有掩模面是單晶硅的(100)面、壁面的面取向為(111)的貫通孔作為上述開口部。
本發(fā)明還提供一種為了在被成膜面上按照規(guī)定的圖形形成薄膜而使用的、具有對應(yīng)于上述圖形的開口部的掩模，其特征在于該掩模由單晶硅構(gòu)成，上述開口部的尺寸在掩模的厚度方向規(guī)定位置即邊界位置處對應(yīng)于上述圖形的尺寸，從上述邊界位置朝向兩個掩模面比上述圖形大，從上述邊界位置到各掩模面的距離不同。
本發(fā)明還提供一種上述掩模，其特征在于掩模面是單晶硅的(100)面，上述開口部有從上述邊界位置朝向各掩模面互相向相反的方向擴展的呈傾斜狀的兩個壁面，上述壁面中的至少一個的面取向是(111)。
本發(fā)明還提供一種上述掩模，其特征在于具有形成了上述開口部的厚度薄的部分、以及不形成上述開口部的厚的部分。作為該掩模的制造方法，最好采用具有以下①～④的特征的方法。
①通過沿厚度方向刻蝕面取向為(100)的面的單晶硅襯底，在上述襯底面內(nèi)的一部分上形成厚度恒定的薄的部分，在上述厚度薄的部分的第一面上形成具有對應(yīng)于上述開口部的貫通孔的第一保護膜圖形，在上述厚度薄的部分的第二面上形成具有對應(yīng)于上述開口部的凹部的第二保護膜圖形。
②在該狀態(tài)下，通過進行利用了晶向依賴性的各向異性濕法刻蝕，在對應(yīng)于上述厚度薄的部分的上述開口部的位置形成貫通孔，以便上述第一面的尺寸比上述開口部的上述邊界位置的尺寸大，而且上述第二面的尺寸比上述開口部的上述邊界位置的尺寸及上述凹部的尺寸小。
③其次，在去除上述凹部的厚度部分的條件下，通過進行濕法刻蝕，在上述凹部成為貫通孔的第三保護膜圖形上構(gòu)成上述第二保護膜圖形，同時形成保護膜存在于上述第一面上的狀態(tài)。
④在該狀態(tài)下，通過進行利用了晶向依賴性的各向異性濕法刻蝕，使從上述第三保護膜圖形上的貫通孔露出的上述厚度薄的部分在上述邊界位置處的尺寸達到規(guī)定尺寸為止。
本發(fā)明還提供一種為了采用真空蒸鍍法形成構(gòu)成有機電致發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)層的薄膜圖形而使用的、具有對應(yīng)于上述薄膜圖形的開口部的掩模的制造方法，其特征在于使用面取向為(100)的單晶硅襯底，通過利用與晶向有依賴性的各向異性濕法刻蝕，形成壁面的面取向為(111)的貫通孔作為上述開口部。
在該方法中，最好通過對單晶硅襯底沿厚度方向進行刻蝕，在上述襯底面內(nèi)的一部分上形成了厚度恒定的薄的部分后，在該厚度薄的部分上采取利用了與晶向有依賴性的各向異性濕法刻蝕，形成貫通孔。
本發(fā)明還提供一種為了在被成膜面上形成規(guī)定圖形而使用的、具有對應(yīng)于上述圖形的開口部的掩模的制造方法，其特征在于使用在一個面上依次形成絕緣膜和單晶硅膜的襯底，在該襯底面內(nèi)的至少一部分沿厚度方向?qū)⑵淙砍?，同時對該襯底被除去的部分的單晶硅膜進行各向異性刻蝕，形成貫通孔作為上述開口部。
本發(fā)明還提供一種有機EL裝置的制造方法，其特征在于作為采用真空蒸鍍法形成構(gòu)成有機EL元件的結(jié)構(gòu)層的薄膜圖形時的掩模，使用本發(fā)明的掩模、或采用本發(fā)明的掩模制造方法獲得的掩模。
本發(fā)明還提供一種采用本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法制造的有機EL裝置。


圖1是說明相當(dāng)于本發(fā)明的第一實施例的掩模及其制造方法的圖。
圖2是說明相當(dāng)于本發(fā)明的第二實施例的掩模及其制造方法的圖。
圖3是說明相當(dāng)于本發(fā)明的第二實施例的掩模及其制造方法的圖。
圖4是說明相當(dāng)于本發(fā)明的第三實施例的掩模及其制造方法的圖。
圖5是說明相當(dāng)于本發(fā)明的第四實施例的掩模及其制造方法的圖。
圖6是說明相當(dāng)于本發(fā)明的第五實施例的掩模及其制造方法的圖。
圖7是說明相當(dāng)于本發(fā)明的第六實施例的掩模及其制造方法的圖。
圖8是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的一個實施例的圖。
圖9是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的一個實施例的圖。
圖10是表示在本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法中，使用有效地利用制造掩模時形成的凸?fàn)钪苓叢孔鳛檠谀１３植慷灰惑w化了的掩模的例的剖面圖。
圖11是表示在本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法中，使用有效地利用制造掩模時形成的凸?fàn)钪苓叢孔鳛檠谀１３植慷灰惑w化了的掩模的例子的剖面圖。
圖12是表示相當(dāng)于本發(fā)明的第七實施例的掩模的圖，(a)是平面圖，(b)是沿(a)中的B-B線的剖面圖。
圖13是表示制造第七實施例的掩模的第一種方法的說明圖。
圖14是表示制造第七實施例的掩模的第二種方法的說明圖。
圖15是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第三實施例的剖面圖。
圖16是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第三實施例的剖面圖。
圖17是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第三實施例的剖面圖。
圖18是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第四實施例的剖面圖。
圖19是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第四實施例的剖面圖。
圖20是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第四實施例的剖面圖。
圖21是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第四實施例的剖面圖。
圖22是說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第四實施例的剖面圖。
圖23是表示相當(dāng)于應(yīng)用了有機EL裝置的電子裝置之一例的個人計算機的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖24是表示相當(dāng)于應(yīng)用了有機EL裝置的電子裝置之一例的移動電話的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
具體實施例方式
以下，說明本發(fā)明的實施例。
現(xiàn)用圖1說明本發(fā)明的掩模及其制造方法的第一實施例。
首先，如圖1(a)所示，準(zhǔn)備面取向為(100)的硅晶片(單晶硅襯底)1，利用CVD法在該晶片1的整個表面上形成氧化硅膜2。其次，在晶片1的一個面(這里為上表面)一側(cè)的氧化硅膜2上形成對應(yīng)于掩模的開口部的形狀(例如矩形或正方形，這里為正方形)的開口21，使該開口21部分的晶片1的表面露出。利用光刻工序和干法刻蝕工序形成該開口21。圖1(b)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，開口21部分的硅利用晶向的依賴性而被進行各向異性濕法刻蝕。其結(jié)果是，在晶片1的開口21部分上形成4個壁面11a的面取向為(111)的貫通孔11。
圖1(c)示出了該狀態(tài)。圖1(d)是從晶片1的上表面一側(cè)(開口21的某面一側(cè))看到的該貫通孔11的平面圖，圖1(c)對應(yīng)于圖1(d)中的A-A線剖面圖。
如兩圖所示，貫通孔11的4個壁面11a沿硅的晶向(111)，相對于晶片1的面(100)傾斜54.74°的角度(θ＝54.74°)，相對的壁面11a之間的間隔被形成為從晶片的上表面向下表面漸次縮小(呈錐狀)。即，貫通孔11呈這樣的形狀用與底面平行的面將以氧化硅膜2的開口21的正方形為底面的四棱錐的頂點一側(cè)的部分切斷后的形狀。
其結(jié)果是，貫通孔11在晶片上表面一側(cè)的開口11b形成與氧化硅膜2的開口21的尺寸大致相同的正方形，晶片下表面一側(cè)的開口11c形成比晶片上表面一側(cè)的開口11b的尺寸小的正方形。
其次，通過將該晶片1浸漬在氫氟酸類刻蝕液中，除去氧化硅膜2。將該狀態(tài)示于圖1(e)。
其次，在該晶片1的包括貫通孔11的壁面11a的全部表面上形成厚度均勻的氧化硅膜3。采用熱氧化法形成該氧化硅膜3。將該狀態(tài)示于圖1(f)。
這樣處理后，能獲得由單晶硅構(gòu)成的掩模，該掩模面是單晶硅的(100)面，具有壁面的面取向為(111)的貫通孔11作為開口部。由于該掩模是由單晶硅形成的，所以即使在板的厚度薄的開口部之間的間隔狹窄的情況下，進行處理時也不容易發(fā)生彎曲或變形，成膜時即使不施加張力也不會彎曲，開口部的加工精度能提高到能對應(yīng)于高精細像素的程度。
另外，如果采用該方法，由于貫通孔11呈錐狀，所以通過將貫通孔11的開口面積小的一側(cè)(晶片下表面?zhèn)鹊拈_口11c一側(cè))配置在被成膜面一側(cè)上使用該掩模，能防止所形成的薄膜圖形的厚度在圖形的周邊部分變薄。
為了在上述的配置下使用該掩模，有必要按照對應(yīng)于薄膜圖形的尺寸形成面積小的一側(cè)的開口11c的尺寸。由于該開口11c的尺寸由氧化硅膜2的開口21的尺寸和晶片1的厚度決定，所以有必要考慮晶片1的厚度，設(shè)定氧化硅膜2的開口21的尺寸，以便開口11c的尺寸對應(yīng)于所形成的薄膜圖形。
另外，以保護掩模為目的形成氧化硅膜3，在沒有氧化硅膜3的圖1(e)的狀態(tài)下也能作為掩模使用。在此情況下，使氧化硅膜2的開口21的尺寸與所形成的薄膜圖形和貫通孔11的開口11c的尺寸一致地進行設(shè)定制作即可。
現(xiàn)用圖2及圖3說明本發(fā)明的掩模及其制造方法的第二實施例。
首先，如圖2(a)所示，準(zhǔn)備面取向為(100)、厚度與第一實施例相同的硅晶片(單晶硅襯底)1，利用CVD法在該晶片1的整個表面上形成氧化硅膜2。其次，在晶片1的一個面(這里為下表面)一側(cè)的氧化硅膜2上形成開口22，使晶片1的下表面的周邊部分以外露出。利用光刻工序和刻蝕工序形成該開口22。圖2(b)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，開口22部分的硅利用晶向的依賴性而被進行各向異性濕法刻蝕。其結(jié)果是，在晶片1的開口22部分上形成壁面12a的面取向為(111)的凹部12，晶片1的開口22部分構(gòu)成厚度恒定(例如厚20微米)的薄的部分13。另外，晶片1的下表面一側(cè)的周邊部分構(gòu)成凸部14。圖2(c)示出了該狀態(tài)。
另外，根據(jù)厚度薄的部分13的設(shè)定厚度，考慮晶片1的厚度，設(shè)定晶片1在氫氧化鉀水溶液中浸漬的時間。另外，該凹部12的壁面12a也與第一實施例的貫通孔11的壁面11a相同，沿硅的晶向(111)相對于晶片1的面(100)傾斜54.74°的角度。但是，在此情況下，相對的壁面11a之間的間隔被形成為從晶片的下表面向上表面漸次縮小(呈錐狀)。
其次，在凹部12的壁面12a和底面12b的表面上，采用熱氧化法形成氧化硅膜2a。圖2(d)示出了該狀態(tài)。
其次，在厚度薄的部分13的上表面(與形成了凹部12的面相反一側(cè)的面)一側(cè)的氧化硅膜2上形成對應(yīng)于掩模的開口部的正方形的開口21，使該開口21部分的晶片1的表面露出。利用光刻工序和干法刻蝕工序形成該開口21。圖3(a)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，開口21部分的硅利用晶向的依賴性而被進行各向異性濕法刻蝕。其結(jié)果是，在晶片1的開口21部分上形成4個壁面11a的面取向為(111)的貫通孔11。圖3(b)示出了該狀態(tài)。
與第一實施例相同，該貫通孔11的4個壁面11a沿硅的晶向(111)相對于晶片1的面(100)傾斜54.74°的角度，相對的壁面11a之間的間隔被形成為從晶片的上表面向下表面漸次縮小(呈錐狀)。
其結(jié)果是，貫通孔11在厚度薄的部分13的上表面一側(cè)的開口形成與氧化硅膜2的開口21的尺寸大致相同的正方形，厚度薄的部分13的下表面一側(cè)的開口形成比上表面一側(cè)的開口的尺寸小的正方形。
其次，通過將該晶片1浸漬在氫氟酸類刻蝕液中，除去氧化硅膜2。圖3(c)示出了該狀態(tài)。
其次，在該晶片1的包括貫通孔11的壁面11a和凹部12的包括底面的全部表面上形成厚度均勻的氧化硅膜3。采用熱氧化法形成該氧化硅膜3。圖3(d)示出了該狀態(tài)。
這樣處理后，能獲得由單晶硅構(gòu)成的掩模，掩模面是單晶硅的(100)面，具有壁面的面取向為(111)的貫通孔11作為開口部，在掩模面中央的厚度薄的部分13上形成貫通孔11，能獲得在周邊部有朝向貫通孔11的開口面積小的一側(cè)突出的凸部14的掩模。
由于該掩模是由單晶硅形成的，所以即使在板的厚度薄的開口部之間的間隔狹窄的情況下，進行處理時也不容易發(fā)生彎曲或變形，成膜時即使不施加張力也不會彎曲，能將開口部的加工精度提高到能對應(yīng)于高精細像素的程度。
另外，在該方法中，由于貫通孔11呈錐狀，所以通過將貫通孔11的開口面積小的一側(cè)配置在被成膜面一側(cè)上使用該掩模，能防止所形成的薄膜圖形的厚度在圖形的周邊部分變薄。
為了在上述的配置下使用該掩模，有必要按照對應(yīng)于薄膜圖形的尺寸形成貫通孔11的面積小的一側(cè)的開口的尺寸。由于該開口的尺寸由氧化硅膜2的開口21的尺寸和厚度薄的部分13的厚度決定，所以有必要考厚度薄的部分13的厚度，設(shè)定氧化硅膜2的開口21的尺寸，以便貫通孔11的面積小的一側(cè)的開口的尺寸對應(yīng)于所形成的薄膜圖形。
另外，該掩模也與第一實施例的掩模相同，即使在沒有氧化硅膜3的圖3(c)的狀態(tài)下也能使用。另外，在去除了凸部14的狀態(tài)下也能作為掩模使用，通過以適當(dāng)?shù)暮穸刃纬赏共?4，或者使凸部14的形狀形成為能保持成膜的襯底的形狀，能有效地利用凸部14。在去除凸部14后作成掩模的情況下，該凸部14在制作掩模時具有作為支撐部的功能。
另外，在該實施例的方法中，由于在厚度薄的部分13上形成貫通孔11，通過使厚度薄的部分13形成得薄，能形成對應(yīng)于微細的薄膜圖形的開口部。因此，在使用市售的厚度為500微米左右的硅晶片的情況下，也能容易地形成對應(yīng)于微細的薄膜圖形的開口部。
現(xiàn)用圖4說明本發(fā)明的掩模及其制造方法的第三實施例。
首先，準(zhǔn)備在單晶硅襯底51上依次形成了氧化硅膜(絕緣膜)52和單晶硅膜53的SOI(Silicon On Insulator，在絕緣體上的硅)襯底5。
作為該SOI襯底5，能容易地獲得以各種厚度形成了單晶硅膜53的襯底，例如，使用單晶硅襯底51的厚度為500微米、氧化硅膜52的厚度為1微米、單晶硅膜53的厚度為20微米的襯底。其次，采用CVD法在該SOI襯底5的整個表面上形成氧化硅膜2。圖4(a)示出了該狀態(tài)。
其次，通過進行光刻工序和干法刻蝕工序，在單晶硅膜53一側(cè)的氧化硅膜2上形成對應(yīng)于掩模的開口部的多個正方形的開口21，同時在硅襯底51一側(cè)的氧化硅膜2上形成使周邊部分以外露出的一個開口22。圖4(b)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該SOI襯底5按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，兩個開口21、22部分的硅利用晶向的依賴性而被進行各向異性濕法刻蝕。SOI襯底5的浸漬時間為單晶硅襯底51沿厚度方向的全體被刻蝕、在單晶硅襯底51上形成貫通孔51a所需要的足夠的時間。
其結(jié)果是，在單晶硅襯底51的開口22部分上形成壁面511a的面取向為(111)的錐狀的貫通孔511，在單晶硅膜53的各開口21部分上形成壁面531a的面取向為(111)的錐狀貫通孔531。另外，單晶硅襯底51的周邊部分作為凸部512保留下來。圖4(c)示出了該狀態(tài)。
另外，由于將單晶硅膜53的氧化硅膜52一側(cè)配置在被成膜面一側(cè)上使用該掩模，所以有必要使氧化硅膜52一側(cè)的開口尺寸對應(yīng)于所形成的薄膜圖形。由于該開口的尺寸由氧化硅膜2的開口21的尺寸和單晶硅膜53的厚度決定，所以有必要考慮單晶硅膜53的厚度，設(shè)定氧化硅膜2的開口21的尺寸，以便氧化硅膜52一側(cè)的開口的尺寸對應(yīng)于所形成的薄膜圖形。
其次，通過將該SOI襯底5浸漬在氫氟酸類刻蝕液中，將氧化硅膜2、以及氧化硅膜52的貫通孔511一側(cè)露出的部分除去。圖4(d)示出了該狀態(tài)。
其次，在該狀態(tài)的SOI襯底5的包括貫通孔511、531的壁面511a、531a的全部表面上形成厚度均勻的氧化硅膜3。采用熱氧化法形成該氧化硅膜3。圖4(e)示出了該狀態(tài)。
這樣處理后，能獲得由單晶硅構(gòu)成的掩模，該掩模面是單晶硅的(100)面，具有壁面的面取向為(111)的貫通孔531作為開口部，在掩模面中央的厚度薄的部分(單晶硅襯底51被除去的部分)上形成貫通孔531，在周邊部有朝向貫通孔531的開口面積小的一側(cè)突出的凸部512。
由于該掩模是由單晶硅形成的，所以即使在板的厚度薄的開口部之間的間隔狹窄的情況下，進行處理時也不容易發(fā)生彎曲或變形，成膜時即使不施加張力也不會彎曲，能將開口部的加工精度提高到能對應(yīng)于高精細像素的程度。
另外，由于構(gòu)成開口部的貫通孔531呈錐狀，所以通過將貫通孔531的開口面積小的一側(cè)配置在被成膜面一側(cè)上使用該掩模，能防止所形成的薄膜圖形的厚度在圖形的周邊部分變薄。
另外，該掩模也與第一實施例的掩模相同，即使在沒有氧化硅膜3的圖4(d)的狀態(tài)下也能使用。另外，在去除了凸部512的狀態(tài)下也能作為掩模使用，通過以適當(dāng)?shù)暮穸刃纬赏共?12，或者使凸部512的形狀成為能保持成膜的襯底的形狀，就能有效地利用該凸部512。在去除凸部512后作為掩模的情況下，該凸部512在制作掩模時具有作為支撐部的功能。
另外，在該實施例的方法中，由于在SOI襯底5的單晶硅膜53上形成構(gòu)成對應(yīng)于薄膜圖形的開口部的貫通孔531，所以通過使用厚度薄的具有單晶硅膜53的SOI襯底5，能容易地形成對應(yīng)于微細的薄膜圖形的開口部。
現(xiàn)用圖5說明本發(fā)明的掩模及其制造方法的第四實施例。
首先，與第三實施例相同，準(zhǔn)備在單晶硅襯底51上依次形成了氧化硅膜(絕緣膜)52和單晶硅膜53的SOI襯底5，在該SOI襯底5的整個表面上形成氧化硅膜2。圖5(a)示出了該狀態(tài)。
其次，通過進行光刻工序和干法刻蝕工序，在單晶硅襯底51一側(cè)的氧化硅膜2上形成使周邊部分以外露出的一個開口22。其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，對單晶硅襯底51的開口21部分的硅沿厚度方向的全體進行各向異性濕法刻蝕，在單晶硅襯底51上形成壁面511a的面取向為(111)的貫通孔511。另外，單晶硅襯底51的周邊部分作為凸部512保留下來。圖5(b)示出了該狀態(tài)。
其次，通過進行光刻工序和干法刻蝕工序，在單晶硅膜53一側(cè)的氧化硅膜2上形成對應(yīng)于掩模的開口部的多個正方形的開口21。圖5(c)示出了該狀態(tài)。
其次，在該狀態(tài)下將SOI襯底5放入ICP-RIE(InductivelyCoupled Plasma Reactive Ion Etching感應(yīng)耦合等離子體反應(yīng)性離子刻蝕)裝置中，在規(guī)定的條件下對開口21部分的硅進行刻蝕。因此，單晶硅膜53的開口21部分被進行各向異性干法刻蝕，在該部分形成貫通孔532。該貫通孔532的斷面沿深度方向的全體形成為與氧化硅膜2的開口21尺寸相同的正方形。圖5(d)示出了該狀態(tài)。
另外，在該實施例的情況下，使氧化硅膜2的開口21的正方形的尺寸為對應(yīng)于所形成的薄膜圖形的正方形的尺寸即可。另外，在該方法的情況下，也能容易地對應(yīng)于薄膜圖形的形狀為正方形和矩形以外的任意的形狀的情況。
其次，通過對該SOI襯底5進行與第三實施例相同的處理，將氧化硅膜2、以及氧化硅膜52的貫通孔511一側(cè)露出的部分除去。圖5(e)示出了該狀態(tài)。
其次，采用與第三實施例相同的方法，在該狀態(tài)的SOI襯底5的包括貫通孔511的壁面511a及貫通孔532的壁面的全部表面上形成厚度均勻的氧化硅膜3。圖5(e)示出了該狀態(tài)。
這樣處理后，能獲得由單晶硅構(gòu)成的掩模，該掩模有沿厚度方向尺寸不變的貫通孔532作為開口部，周邊部構(gòu)成凸部512。
由于該掩模是由單晶硅形成的，所以即使在板的厚度薄的開口部之間的間隔狹窄的情況下，進行處理時也不容易發(fā)生彎曲或變形，成膜時即使不施加張力也不會彎曲，能將開口部的加工精度提高到能對應(yīng)于高精細像素的程度。
另外，由于在SOI襯底5的單晶硅膜53上形成對應(yīng)于薄膜圖形的構(gòu)成開口部的貫通孔531，所以通過使用具有膜的厚度薄的單晶硅膜53的SOI襯底5，能容易地形成對應(yīng)于微細的薄膜圖形的開口部。另外，與第三實施例相同，能有效地利用凸部512。
另外，在該實施例的方法中，由于用干法刻蝕形成構(gòu)成開口部的貫通孔532，所以也能容易地對應(yīng)于薄膜圖形的形狀為正方形和矩形以外的任意的形狀的情況。
另外，即使在沒有氧化硅膜3的圖5(e)的狀態(tài)下也能使用該掩模。在此情況下，通過與所形成的薄膜圖形一致地制作氧化硅膜2的開口21，能容易地形成與所形成的薄膜圖形一致的貫通孔532作為掩模的開口部。

現(xiàn)用圖6說明本發(fā)明的掩模及其制造方法的第五實施例。
該實施例的方法與第二實施例的方法相同，首先，通過進行圖2中的(a)～(d)的工序，形成圖6(a)所示的狀態(tài)。其次，在形成了厚度薄的部分13的凹部12的表面一側(cè)的氧化硅膜2上，形成對應(yīng)于掩模的開口部的正方形的開口21。圖6(b)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，開口21部分的硅利用晶向的依賴性進行各向異性濕法刻蝕。其結(jié)果是，在晶片1的開口21部分上形成壁面11a的面取向為(111)的錐狀貫通孔11。圖6(c)示出了該狀態(tài)。
其次，對該晶片1，通過進行與第二實施例相同的處理，將氧化硅膜2除去。圖6(d)示出了該狀態(tài)。其次，采用與第二實施例相同的方法，在處于該狀態(tài)的晶片1的貫通孔11的包括壁面11a及凹部12的底面的全部表面上，以均勻的厚度形成氧化硅膜3。圖6(e)示出了該狀態(tài)。
如果采用該實施例，則能獲得只有一點與第二實施例的結(jié)構(gòu)不同的掩模，該不同點在于凸部14在貫通孔11的開口面積大的一側(cè)突出。
能用SOI襯底制作與該實施例的結(jié)構(gòu)相似的掩模。在此情況下，例如采用與第三實施例相同的SOI襯底5，首先在單晶硅襯底51上通過各向異性濕法刻蝕進行了使凸部512保留在周邊部上的工序后，在氧化硅膜52上形成開口21，通過各向異性濕法刻蝕，將貫通孔531設(shè)置在該開口21部分的單晶硅膜53上。
現(xiàn)用圖7說明本發(fā)明的掩模及其制造方法的第六實施例。
在該實施例的方法中，與第一實施例的方法相同，在晶片1的整個表面上形成了氧化硅膜2之后，在上表面一側(cè)的氧化硅膜2上形成對應(yīng)于掩模的開口部的正方形的開口21。圖7(a)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，利用晶向的依賴性對開口21部分的硅進行各向異性濕法刻蝕。這里，這樣設(shè)定晶片1在氫氧化鉀水溶液中的浸漬時間使刻蝕深度沿晶片1的厚度方向達到規(guī)定位置(例如，殘存的厚度為總厚度的1/20的位置)。因此，不是第一實施例那樣的貫通孔11，而是在晶片1的開口21部分上形成壁面16a的面取向為(111)的錐狀的凹部16。而且，在凹部16的下部留有硅10。圖7(b)示出了該狀態(tài)。
其次，在凹部16的壁面及底面上形成氧化硅膜2b，同時在下表面(與開口21相反一側(cè)的表面)一側(cè)的氧化硅膜2上形成開口23。該開口23是比開口21的尺寸小的正方形，使其中心一致地配置在對應(yīng)于各開口21的位置上。圖7(c)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該狀態(tài)下的晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，開口23部分的硅10沿著面取向(111)進行各向異性濕法刻蝕，直至到達氧化硅膜2b為止。因此，在晶片1的開口23部分上形成壁面17a的面取向為(111)的錐狀的孔17。該孔17對壁面的傾斜方向與凹部16相反。圖7(d)示出了該狀態(tài)。
其次，進行與第一實施例相同的處理，通過除去硅薄膜2、2b，使孔17和凹部16連通，形成構(gòu)成掩模的開口部的貫通孔18。圖7(e)示出了該狀態(tài)。
這里，由于將晶片下表面一側(cè)(貫通孔18的孔17一側(cè))配置在被成膜面一側(cè)上使用該掩模，所以有必要使形成孔17時的開口23的尺寸對應(yīng)于所形成的薄膜圖形。另外，最好這樣設(shè)定開口23的尺寸使孔17在凹部16一側(cè)的開口面與凹部16的底面相同。
其次，采用與第一實施例相同的方法，在該晶片1的包括貫通孔18的壁面的全部表面上以均勻的厚度形成氧化硅膜3。圖7(f)示出了該狀態(tài)。
這樣處理后，能獲得由單晶硅構(gòu)成的掩模，該掩模面是單晶硅的(100)面，具有壁面的面取向為(111)的貫通孔18作為開口部。另外，該掩模面與貫通孔18在覆膜形成表面一側(cè)的開口端構(gòu)成的角度α呈鈍角。
因此，該掩模具有與第一實施例的掩模相同的效果，同時具有貫通孔18在覆膜形成表面一側(cè)的周邊部不容易破損的效果。
另外，即使在沒有氧化硅膜3的圖7(e)的狀態(tài)下也能使用該掩模作為掩模。
現(xiàn)用圖8說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第一實施例。
這里，以全色的有源矩陣型有機EL顯示體為例，說明作為制作該顯示體時的一道工序進行的、采用真空蒸鍍法在每個R、G、B上形成構(gòu)成像素的有機EL元件的發(fā)光層的工序。另外，在該工序之前進行以下工序在玻璃基板上形成每個像素的晶體管和電容、以及它們的布線或驅(qū)動電路等的工序；在每個像素上形成透明電極的工序；以及根據(jù)需要在各透明電極上形成空穴輸運/注入層的工序。
將采用迄今眾所周知的方法進行了這些工序后的玻璃基板6安裝在真空蒸鍍裝置的襯底支架7上，通過掩模保持構(gòu)件8將掩模9設(shè)置在襯底支架7上。
在該顯示體上沿著平行于玻璃基板的一邊的線，以與R、G、B、R、G、B...等間隔地配置全部像素。與此相對應(yīng)，在該掩模9上以R、G、B為一組，按照各組的間隔形成與組數(shù)相同數(shù)量的開口部91。
作為該掩模9，使用由單晶硅構(gòu)成的掩模，該掩模面是單晶硅的(100)面，具有壁面的面取向為(111)的錐狀的貫通孔作為開口部91。即，例如是使用采取上述的各實施例(第四實施例除外)的方法制作的掩模，用周邊部上有凸部的掩模在將該凸部除去后的狀態(tài)下使用。
掩模保持構(gòu)件8是以規(guī)定的寬度覆蓋玻璃基板6上的薄膜形成區(qū)域的外側(cè)的框體，其厚度為所形成的薄膜的厚度再加上薄膜表面與掩模面之間的間隙的尺寸(例如2微米)之和的厚度。使開口部91的開口面積小的面在玻璃基板一側(cè)(被成膜面一側(cè))上將掩模9設(shè)置在該掩模保持構(gòu)件8上。
首先，在該狀態(tài)下，使開口部91對準(zhǔn)R的位置，利用由R(紅)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板6上R的位置上形成紅色發(fā)光層61。圖8(a)示出了該狀態(tài)。
其次，沿橫向?qū)⒃撗谀?移動一個像素的距離，使開口部91對準(zhǔn)與R相鄰的G的位置，利用由G(綠)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板6上G的位置上形成綠色發(fā)光層62。圖8(b)示出了該狀態(tài)。
其次，沿橫向?qū)⒃撗谀?移動一個像素的距離，使開口部91對準(zhǔn)與G相鄰的B的位置，利用由B(藍)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板6上B的位置上形成藍色發(fā)光層63。圖8(c)示出了該狀態(tài)。
在該發(fā)光層成膜工序之后，通過采用迄今眾所周知的方法進行陰極層的形成工序，能獲得全色的有源矩陣型有機EL顯示體。
如果采用該實施例的方法，則由于使用由單晶硅形成的掩模9，采用能對應(yīng)于高精細像素的加工精度形成掩模9的開口部91，所以能容易地獲得高精細像素的全色有源矩陣型有機EL顯示體。
另外，在上述的配置中使用具有錐狀的貫通孔作為開口部91的掩模9，所以能防止薄膜厚度在各發(fā)光層的圖形周邊部分變薄。因此，能提高各像素面內(nèi)的發(fā)光的均勻性。
現(xiàn)用圖9說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第二實施例。
在該實施例中，對RGB各色像素使用不同的掩模9A、9B、9C。即，在R用的掩模9A上只在R的位置形成開口部91A，在G用的掩模9B上只在G的位置形成開口部91B，在B用的掩模9C上只在B的位置形成開口部91C。這些掩模9A、9B、9C只是開口部91A～91C在掩模面內(nèi)的形成位置不同，基本上與圖8中的掩模9相同。
另外，在該實施例中，使用放入玻璃基板6的呈箱狀形成的基板支架71。該基板支架71形成為箱的深度比玻璃基板6的厚度深，在箱的開口端面上設(shè)有臺階面作為掩模保持面72。該掩模保持面72在這樣的位置形成在設(shè)置了掩模時，玻璃基板6的上表面和掩模的下表面的間隔為所形成的薄膜的厚度再加上薄膜表面與掩模表面之間的間隙的尺寸(例如18微米)之和的尺寸的位置。
首先，將玻璃基板6放入該基板支架71內(nèi)，將R用的掩模9A置于掩模保持面72上。在該狀態(tài)下，采用由R(紅)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板6上R的位置上形成紅色發(fā)光層61。圖9(a)示出了該狀態(tài)。
其次，將該掩模9A取出后，將G用的掩模9B置于掩模保持面72上。在該狀態(tài)下，采用由G(綠)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板6上G的位置上形成綠色發(fā)光層62。圖9(b)示出了該狀態(tài)。
其次，將該掩模9B取出后，將B用的掩模9C置于掩模保持面72上。采用由B(藍)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板6上B的位置上形成藍色發(fā)光層63。圖9(c)示出了該狀態(tài)。
如果采用該實施例的方法，則能獲得與使用圖8中的掩模9的情況相同的效果，同時不是移動一個掩模形成RGB全部顏色的像素，由于對RGB各色像素使用不同的掩模9A～9C，所以具有制造工序比使用圖8中的掩模9的情況更簡便的效果。
另外，對單晶硅襯底或?qū)OI襯底上的單晶硅薄膜采用各向異性刻蝕法形成了開口部的掩模，由于其開口部的加工精度非常高，所以能將不同的掩模之間的開口部的尺寸誤差減小到可以忽視的程度。因此，即使對各色像素使用不同的掩模，顏色不同的像素之間獲得的薄膜圖形的大小也不會產(chǎn)生成為問題的差異。
另外，在圖8及圖9所示的實施例的方法中，在使用按照第二、三、五實施例的方法形成的掩模的情況下，能在將周邊部的凸部14、512去除后的狀態(tài)下使用。可是，如第二及第三實施例的掩模所示，在貫通孔11、531的開口面積小的一側(cè)的表面上有凸部14、512的情況下，由于在朝向掩模的被成膜面一側(cè)的表面(掩模背面)上形成凸部14、512，所以還能有效地利用該凸部。將該例示于圖10及圖11中。
圖10中的例子是通過將掩模背面的周邊部的凸部刻蝕成與圖8中的掩模保持構(gòu)件8相同的形狀，來使掩模保持部92與掩模9一體化的例子。
圖11中的例子是通過刻蝕而在掩模背面的周邊部的凸部9上形成了能保持玻璃基板6的臺階面(基板保持面)93的例。在該例中，將玻璃基板6配置在掩模9的上側(cè)(將玻璃基板6置于掩模9的基板保持面93a上)，從掩模9的下表面一側(cè)形成薄膜，所以需要呈框狀的掩模保持構(gòu)件75，用來將掩模9保持在蒸鍍裝置內(nèi)的規(guī)定位置并覆蓋掩模9的下表面的周邊部。
現(xiàn)用圖12說明本發(fā)明的掩模的第七實施例。
圖12(a)是表示該實施例的掩模的平面圖，圖12(b)是圖12(a)中的B-B線的剖面圖。
該掩模在掩模面中央有形成開口部110的厚度薄的部分13，在掩模面周邊部有不形成開口部110的凸部(厚的部分)14。開口部110是垂直于掩模面將厚度薄的部分13貫通的貫通孔。開口部110的尺寸沿掩模的厚度方向從規(guī)定位置(邊界位置)C開始向各掩模面擴大。開口部110的與掩模面平行的剖面形狀沿掩模的厚度方向的全體呈正方形。
即，開口部110是連通凸部14一側(cè)的第一錐孔111和相反一側(cè)的第二錐孔112的貫通孔，第一錐孔111和第二錐孔112的傾斜方向相反。邊界位置C處的開口部110的尺寸W0與所形成的薄膜圖形的尺寸相同，第一錐孔111在掩模面上的尺寸W1及第二錐孔112在掩模面上的尺寸W2都比邊界位置C處的尺寸W0大。
第一錐孔111由4個傾斜狀壁面111a形成，這些壁面111a相對于掩模面呈銳角θ1(例如54.74°)。第二錐孔112由4個傾斜狀壁面112a形成，這些壁面112a相對于掩模面呈銳角θ2(例如70°)。因此，掩模的開口部分13a、13b的角度(壁面111a、112a和掩模面的角度，厚度薄的部分13一側(cè)的角度)在兩個掩模面上呈鈍角(α1＞90°且α2＞90°)。
從邊界位置C到凸部14一側(cè)的掩模面的距離t1(第一錐孔111的深度)和從邊界位置C到與凸部14相反一側(cè)的掩模面的距離t2(第二錐孔112的深度)不同。由于該掩模將與凸部14相反一側(cè)的掩模面作為被成膜面一側(cè)使用，所以設(shè)定距離t2(第二錐孔112的深度)比距離t1小。開口部110的被成膜面一側(cè)部分的深度(這里為距離t2)越淺，所形成的薄膜圖形的尺寸精度越高。
現(xiàn)對該第七實施例的掩模和圖6(d)所示的第五實施例中獲得的掩模進行比較。
第五實施例的掩模的開口部分的角度(壁面11a和掩模面的角度，厚度薄的部分13一側(cè)的角度)在凹部12一側(cè)的表面上呈鈍角，但在相反一側(cè)的表面上呈銳角。
如果將銳角面一側(cè)(開口面積小的一側(cè))作為被成膜面使用該掩模，則能防止所形成的薄膜圖形的厚度在圖形的周邊部分變薄，能以良好的尺寸精度形成薄膜圖形，但使用時呈銳角的開口部分13c容易出現(xiàn)缺陷。如果將鈍角面一側(cè)(開口面積大的一側(cè))作為被成膜面使用該掩模，則由于開口部分13d呈鈍角，所以使用時不容易產(chǎn)生缺陷，但只要不能使厚度薄的部分13的厚度做得非常薄，薄膜圖形的尺寸精度就會下降。如果使厚度薄的部分13的厚度做得極端地薄，則機械強度下降，開口部11有可能發(fā)生變形。
與此不同，在第七實施例的掩模中，由于掩模的開口部分13a、13b的角度在兩個掩模面上都呈鈍角，所以通過將第二錐孔112一側(cè)的表面(從邊界位置C到掩模表面的距離短的一方的掩模面)作為被成膜面使用，使用時開口部分13b不容易產(chǎn)生缺陷。另外，由于開口部110由第一錐孔111和第二錐孔112構(gòu)成，所以即使使第二錐孔112的深度t2極端地淺，也能使厚度薄的部分13的厚度增厚。因此，既能確保厚度薄的部分13的機械強度，又能以良好的尺寸精度形成薄膜圖形，能防止使用時開口部分出現(xiàn)缺陷。
該掩模例如能用以下的方法制造?，F(xiàn)用圖13說明其第一種方法。
首先，與第二實施例的方法相同，通過進行圖2中的(a)～(d)的工序，成為圖13(a)所示的狀態(tài)。
其次，在厚度薄的部分13的第一面(形成了凹部12的面)上的氧化硅膜2上，按照與第一錐孔111在掩模面上的尺寸W1一致的尺寸、以貫通的狀態(tài)形成對應(yīng)于掩模的開口部110的正方形的開口211。圖13(b)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，利用晶向的依賴性對開口211部分的硅進行各向異性濕法刻蝕。其結(jié)果是，在晶片1的開口211部分上形成壁面111a的面取向為(111)的錐狀的貫通孔(第一錐孔)111。圖13(c)示出了該狀態(tài)。
其次，在厚度薄的部分13的第二面(與第一面相反一側(cè)的面)上的氧化硅膜2上，按照與第二錐孔112在掩模面上的尺寸W2(＞W(wǎng)0)一致的尺寸、以貫通的狀態(tài)形成對應(yīng)于掩模的開口部110的正方形的開口212。圖13(d)示出了該狀態(tài)。
這里，第一錐孔111在第一面上的尺寸W1是根據(jù)厚度厚的部分13的厚度設(shè)定的，以便邊界位置C處的開口部110的尺寸W0與所形成的薄膜圖形的尺寸一致，所以在圖13(c)的狀態(tài)下，第一錐孔111在第二面上的尺寸W3比邊界位置C處的尺寸W0減小。因此，在圖13(d)的狀態(tài)下，薄膜部分13的角部13e形成從第二面的氧化硅膜2的開口212露出的狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，利用晶向的依賴性對從開口212露出的薄膜部分13的角部13e進行各向異性濕法刻蝕。其結(jié)果是，以與第一錐孔111連通的狀態(tài)形成由沿單晶硅的面取向的壁面112a構(gòu)成的第二錐孔112。圖13(e)示出了該狀態(tài)。
另外，在該方法中，有必要嚴(yán)格地控制浸漬時間，以便在邊界位置停止刻蝕。另外，用該方法形成的壁面112a的面取向不限于(111)。
其次，通過對該晶片1進行與第二實施例相同的處理，將氧化硅膜2除去。圖13(f)示出了該狀態(tài)。
用該方法獲得的掩模是由單晶硅構(gòu)成的圖12所示形狀的掩模，掩模面是單晶硅的(100)面，開口部110有從邊界位置C開始向掩模的各表面互相相反的方向擴展的傾斜狀的兩個壁面111a、112a，至少第一錐孔111的壁面111a的面取向為(111)。
現(xiàn)用圖14說明制造第七實施例的掩模的第二種方法。
首先，與第二實施例的方法相同，通過進行圖2中的(a)～(d)的工序，形成圖14(a)所示的狀態(tài)。
其次，在厚度薄的部分13的第一面(形成了凹部12的面)上的氧化硅膜2上，按照與第一錐孔111在掩模面上的尺寸W1一致的尺寸、以貫通的狀態(tài)形成對應(yīng)于掩模的開口部110的正方形的開口211。另外，在厚度薄的部分13的第二面(與第一面相反一側(cè)的面)上的氧化硅膜2上，按照與第二錐孔112在掩模表面上的尺寸W2(＞W(wǎng)0)一致的尺寸形成對應(yīng)于掩模的開口部110的正方形的凹部221。
即，在厚度薄的部分13的第一面上形成有對應(yīng)于掩模的開口部110的貫通孔211的第一保護膜圖形210，在厚度薄的部分13的第二面上形成有對應(yīng)于掩模的開口部110的凹部221的第二保護膜圖形220。圖14(b)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，利用晶向的依賴性對從開口211部分的硅進行各向異性濕法刻蝕。其結(jié)果是，在晶片1的開口211部分上形成壁面111a的面取向為(111)的錐狀的貫通孔(第一錐孔)111。圖14(c)示出了該狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，將氧化硅膜2除去相當(dāng)于凹部221的底部221a的厚度部分。因此，如圖14(d)所示，第二保護膜圖形220成為凹部221變成了貫通孔222的第三保護膜圖形230。另外，第一保護膜圖形210以厚度均勻而只是底部221a的厚度變薄的狀態(tài)保留下來。即，這樣設(shè)定所形成的氧化硅膜2的厚度，以便在該時刻在第一面上存在氧化硅膜2。
這里，由于根據(jù)厚度厚的部分13的厚度設(shè)定第一錐孔111在第一面上的尺寸W1，以便在邊界位置C處的開口部110的尺寸W0與所形成的薄膜圖形的尺寸一致，所以在圖14(c)所示的狀態(tài)下，第一錐孔111在第二面上的尺寸W3變得比邊界位置C處的尺寸W0小。因此，在圖14(d)所示的狀態(tài)下，薄膜部分13的角部13e形成從第三保護膜圖形230的貫通孔(第二面上的氧化硅膜2的開口)222露出的狀態(tài)。
其次，通過將該晶片1按規(guī)定的時間浸漬在氫氧化鉀水溶液中，利用晶向的依賴性對從開口222露出的薄膜部分13的角部13e進行各向異性濕法刻蝕。其結(jié)果是，以與第一錐孔111連通的狀態(tài)形成由沿單晶硅的面取向的壁面112a構(gòu)成的第二錐孔112。圖14(e)示出了該狀態(tài)。
另外，在該方法中，有必要嚴(yán)格地控制浸漬時間，以便在邊界位置停止刻蝕。另外，用該方法形成的壁面112a的面取向不限于(111)。
其次，通過對該晶片1進行與第二實施例相同的處理，將氧化硅膜2除去。圖14(f)示出了該狀態(tài)。
用該方法獲得的掩模與用第一種方法獲得的掩模相同，是由單晶硅構(gòu)成的圖12所示形狀的掩模，掩模面是單晶硅的(100)面，開口部110有從邊界位置C開始向掩模的各個面互相相反的方向擴展的傾斜狀的兩個壁面111a、112a，至少第一錐孔111的壁面111a的面取向為(111)。
如對第一種方法和第二種方法進行比較，則在第一種方法中，在對厚度薄的部分13開通貫通孔111之后進行第二面的氧化硅膜2的構(gòu)圖，與此不同，在第二種方法中，在對厚度薄的部分13開通貫通孔111之前進行第二面的氧化硅膜2的構(gòu)圖。如果在開通了貫通孔111之后進行氧化硅膜2的構(gòu)圖，則在光刻工序中容易造成破損。因此，第二種方法比第一種方法的生產(chǎn)率得到提高。
另外，在第一種方法和第二種方法中，在下述的工序中進行氧化硅膜2的構(gòu)圖例如使用正型抗蝕劑的光刻工序；以及使用緩沖氫氟酸溶液(BHF例如將質(zhì)量比為50％的HF水溶液和質(zhì)量比為45％的NH4F水溶液按照體積比1∶6混合后的溶液)的濕法刻蝕工序。
現(xiàn)用圖15～17說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第三實施例。
這里，以全色的有源矩陣型有機EL顯示體為例，說明作為制作該顯示體時的一道工序進行的、采用真空蒸鍍法在每個R、G、B上形成構(gòu)成像素的有機EL元件的發(fā)光層的工序。
首先，在玻璃基板301上形成了每個像素的晶體管302和電容、以及它們的布線或驅(qū)動電路等之后，對每個像素形成第一電極303，在第一電極303以外的部分形成第一絕緣層304。其次，通過掩模保持構(gòu)件8將掩模90設(shè)置在該狀態(tài)的玻璃基板301上。
在該顯示體上沿著平行于玻璃基板的一邊的線，以與R、G、B、R、G、B...等間隔地配置全部像素。與此相對應(yīng)，在該掩模90上以R、G、B為一組，按照各組的間隔形成與組數(shù)相同數(shù)量的開口部110。作為該掩模90，使第二錐孔112一側(cè)朝向玻璃基板301一側(cè)，使用上述第七實施例的掩模(由單晶硅構(gòu)成、開口部110由第一錐孔111和第二錐孔112構(gòu)成的掩模)。
在該狀態(tài)下，首先，使開口部110對準(zhǔn)R的位置，利用由R(紅)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板301上R的位置的第一電極303上形成紅色發(fā)光層61。圖15示出了該狀態(tài)。例如按照以下的結(jié)構(gòu)形成紅色發(fā)光層61。首先，作為空穴注入層形成了m-MTDATA后，作為空穴輸運層形成α-NPD。另外，在作為發(fā)光層形成了BSB-BCN后，形成Alq3作為電子輸運層。
其次，沿橫向?qū)⒃撗谀?0移動一個像素的距離，使開口部110對準(zhǔn)與R相鄰的G的位置，利用由G(綠)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板301上G的位置的第一電極303上形成綠色發(fā)光層62。例如按照以下的結(jié)構(gòu)形成綠色發(fā)光層62。首先，作為空穴注入層形成了m-MTDATA后，作為空穴輸運層形成α-NPD。此外，形成Alq3作為兼作電子輸運層的發(fā)光層。
其次，沿橫向?qū)⒃撗谀?0移動一個像素的距離，使開口部110對準(zhǔn)與G相鄰的B的位置，利用由B(藍)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板301上B的位置的第一電極303上形成藍色發(fā)光層63。圖16示出了該狀態(tài)。例如按照以下的結(jié)構(gòu)形成藍色發(fā)光層63。首先，作為空穴注入層形成了m-MTDATA后，作為空穴輸運層形成α-NPD。另外，作為兼作空穴阻擋層的發(fā)光層形成了浴銅靈(Bathocuproine2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲繞啉)后，形成Alq3作為發(fā)光層。
其次，利用真空蒸鍍法，在該狀態(tài)的玻璃基板301上形成第二電極層305。圖17示出了該狀態(tài)。其次，根據(jù)需要，在第二電極層305上進行密封。
如果采用該實施例的方法，則由于使用由單晶硅形成的掩模90，采用能對應(yīng)于高精細像素的加工精度形成掩模90的開口部110，所以能容易地獲得高精細像素的全色有源矩陣型有機EL顯示體。
另外，由于在上述的配置中使用開口部110由第一錐孔111和第二錐孔112構(gòu)成的掩模90，所以能防止膜厚在各發(fā)光層的圖形周邊部分變薄。因此，能提高各像素面內(nèi)發(fā)光的均勻性。另外，能確保掩模的強度，能防止使用時在開口部分出現(xiàn)缺陷。
現(xiàn)用圖18～22說明本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法的第四實施例。
在該實施例中，首先，在玻璃基板301上形成了每個像素的晶體管302和電容、以及它們的布線或驅(qū)動電路等之后，對每個像素形成第一電極303，在第一電極303上形成第一絕緣層304。其次，對該第一絕緣層304進行構(gòu)圖，在各第一電極303的位置上形成像素形成開口部304a。圖18示出了該狀態(tài)。
其次，在該第一絕緣層304上用比發(fā)光層形成厚度大得多的厚度形成第二絕緣層306，該第二絕緣層306在各第一電極303的位置備有比像素形成開口部304a大的開口部306a。圖19示出了該狀態(tài)。其次，與第二絕緣層306相接觸地將掩模900設(shè)置在該狀態(tài)的玻璃基板301上。
在該顯示體上沿著平行于玻璃基板的一邊的線，以與R、G、B、R、G、B...等間隔地配置全部像素。與此相對應(yīng)，在該掩模900上以R、G、B為一組，按照各組的間隔形成與組數(shù)相同數(shù)量的開口部901。
作為該掩模900，使用由單晶硅構(gòu)成、掩模面是單晶硅的(100)面、將壁面的面取向為(111)的錐狀的貫通孔作為開口部901的掩模。即，例如是用上述的各實施例(第四實施例除外)的方法制作的掩模，用周邊部有凸部的掩模在將該凸部除去的狀態(tài)下使用。使該開口部901的開口面積大的一方的面在玻璃基板一側(cè)，設(shè)置掩模900。
在該狀態(tài)下，首先，使開口部901對準(zhǔn)R的位置，利用由R(紅)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍。因此，在玻璃基板301上R的位置的第一電極303上形成紅色發(fā)光層61。其次，沿橫向?qū)⒃撗谀?00移動一個像素的距離后，利用由G(綠)用的發(fā)光層材料構(gòu)成的靶進行真空蒸鍍，形成綠色發(fā)光層62，再以同樣的方法形成藍色發(fā)光層63。用比第一絕緣層304厚的厚度在各電極303上形成各發(fā)光層61～63。圖21示出了該狀態(tài)。
其次，利用真空蒸鍍法在該狀態(tài)的玻璃基板301上形成第二電極層305。圖22示出了該狀態(tài)。其次，根據(jù)需要，在第二電極層305上進行密封。
在該方法中，由像素形成開口部304a的精度決定像素的尺寸精度，所以即使使開口部901的鈍角一側(cè)(開口面積大的一方)的面在玻璃基板一側(cè)配置掩模900，像素的尺寸精度也不會降低。因此，為了防止開口部分產(chǎn)生缺陷，在上述配置中即使使用掩模900也沒有問題。
另外，在上述的實施例中，雖然使用氫氧化鉀水溶液對單晶硅進行各向異性濕法刻蝕，但除了氫氧化鉀水溶液以外，也能使用四甲基氫氧化銨水溶液、乙二胺鄰苯二酚水溶液等堿性溶液。另外，所使用的堿性溶液的濃度在氫氧化鉀水溶液的情況下，例如質(zhì)量比為2～40％，最好質(zhì)量比為10～30％。
特別是在制造有源矩陣型的有機EL裝置時使用的掩模的情況下，為了防止金屬鉀元素造成的污染，最好使用四甲基氫氧化銨水溶液(例如濃度為質(zhì)量比20～30％，溫度在80℃以上)。
另外，在上述的實施例中，雖然使用本發(fā)明的掩模作為真空蒸鍍用掩模，但在用其他成膜方法(例如濺射、離子鍍覆等)直接形成薄膜圖形的情況下，也能使用本發(fā)明的掩模。
有機EL裝置能適用于例如便攜型個人計算機、移動電話、數(shù)碼相機等各種電子裝置。
圖23是表示便攜型個人計算機的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
在圖23中，個人計算機100由備有鍵盤102的主機部104、以及由有機EL裝置構(gòu)成的顯示單元106構(gòu)成。
圖24是移動電話的斜視圖。在圖24中，移動電話200除了多個操作按鈕以外，還備有受話口204、送話口206、以及由有機EL裝置構(gòu)成的顯示面板208。
另外，作為將有機EL裝置用作顯示部等能適用的電子裝置除了圖23中的個人計算機、圖23中的移動電話、以及數(shù)碼相機以外，還能舉出電視機、取景器型或監(jiān)視器直視型的磁帶錄像機、車輛導(dǎo)行裝置、尋呼機、電子筆記本、臺式計算器、文字處理器、工作站、電視電話、POS終端、以及備有觸摸面板的裝置等。
如上所述，如果采用本發(fā)明的掩模，則即使在板的厚度薄的開口部之間的間隔狹窄的情況下，處理時也不容易發(fā)生彎曲或變形，成膜時即使不施加張力也不會彎曲，能將開口部的加工精度提高到能對應(yīng)于高精細像素的程度。因此，如果使用該掩模，可采用能對應(yīng)于高精細像素的精度形成構(gòu)成有機EL元件的像素的薄膜圖形。
如果采用本發(fā)明的掩模制造方法，則即使在板的厚度薄的開口部之間的間隔狹窄的情況下，處理時也不容易發(fā)生彎曲或變形，成膜時即使不施加張力也不會彎曲，能以開口部的加工精度能對應(yīng)于高精細像素的程度獲得高級的掩模。
如果采用本發(fā)明的有機EL裝置的制造方法，則由于能用真空蒸鍍法高精度地形成構(gòu)成有機EL元件的結(jié)構(gòu)層的薄膜圖形，所以能獲得高精細像素的全色有源矩陣型有機EL顯示體等。
如果采用本發(fā)明的有機EL裝置，則能提供高精細像素的全色有源矩陣型有機EL顯示體等。
權(quán)利要求
1.一種掩模的制造方法，該掩模用于在被成膜面上按照規(guī)定圖形形成薄膜，具有對應(yīng)于上述圖形的開口部，該掩模由單晶硅構(gòu)成，上述開口部的尺寸在掩模的厚度方向規(guī)定位置即邊界位置處對應(yīng)于上述圖形的尺寸，從上述邊界位置朝向兩個掩模面比上述圖形增大，從上述邊界位置到各掩模面的距離不同，具有形成了上述開口部的厚度薄的部分，以及不形成上述開口部的厚的部分，具有形成了開口部的厚度薄的部分、以及不形成上述開口部的厚的部分，該掩模的制造方法的特征在于通過沿厚度方向刻蝕面取向為(100)面的單晶硅襯底，在上述襯底的面內(nèi)的一部分上形成厚度恒定的厚度薄的部分，在上述厚度薄的部分的第一面上形成具有對應(yīng)于上述開口部的貫通孔的第一保護膜圖形，在上述厚度薄的部分的第二面上形成具有對應(yīng)于上述開口部的凹部的第二保護膜圖形，在該狀態(tài)下，通過進行利用了晶向依賴性的各向異性濕法刻蝕，在對應(yīng)于上述厚度薄的部分的上述開口部的位置形成貫通孔，以便在上述第一面處的尺寸比在上述開口部的上述邊界位置處的尺寸大，而且在上述第二面處的尺寸比在上述開口部的上述邊界位置處的尺寸及上述凹部的尺寸小，其次，在除去上述凹部的厚度部分的條件下，通過進行濕法刻蝕，在上述凹部成為貫通孔的第三保護膜圖形上構(gòu)成上述第二保護膜圖形，同時形成保護膜存在于上述第一面上的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，通過進行利用了晶向依賴性的各向異性濕法刻蝕，使從上述第三保護膜圖形上的貫通孔露出的上述厚度薄的部分在上述邊界位置處的尺寸達到規(guī)定尺寸為止。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，提供一種對構(gòu)成有機EL元件的像素的薄膜圖形能以對應(yīng)于高精細像素的精度成膜的掩模。根據(jù)本發(fā)明的一種掩模，用于在被成膜面上按照規(guī)定圖形形成薄膜，具有對應(yīng)于上述圖形的開口部，其特征在于該掩模由單晶硅構(gòu)成，上述開口部的尺寸在掩模的厚度方向規(guī)定位置即邊界位置處對應(yīng)于上述圖形的尺寸，從上述邊界位置朝向兩個掩模面比上述圖形增大，從上述邊界位置到各掩模面的距離不同。
文檔編號H01L21/336GK1642374SQ200510009200
公開日2005年7月20日 申請日期2002年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月26日
發(fā)明者跡部光朗, 紙透真一, 黑澤龍一, 四谷真一 申請人:精工愛普生株式會社