專利名稱：掩模及其制造方法、電光學(xué)裝置的制造方法和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掩模、掩模的制造方法、電光學(xué)裝置的制造方法和電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為電光學(xué)裝置之一的有機(jī)EL(電致發(fā)光)屏由具有層疊了薄膜的結(jié)構(gòu)的自發(fā)光型高速響應(yīng)顯示元件構(gòu)成。因此，有機(jī)EL屏能夠構(gòu)成輕型動(dòng)態(tài)圖像性能優(yōu)良的顯示裝置，作為近年平板顯示(FPD)電視等的顯示屏，其非常引人注目。在Appl，Phys，Lett，Vol，51，No.12，p.p.913-914，(1987)中公開了有機(jī)EL屏的典型制造方法。即，通過使用光刻技術(shù)以希望形狀對(duì)ITO(氧化銦錫)等透明陽極圖案化，在該圖案上用真空蒸鍍裝置成膜有機(jī)材料進(jìn)行沉積，在其上蒸鍍構(gòu)成陰極的MgAg等低功函數(shù)的金屬陽極膜。最后，在惰性氣體氛圍中密封該發(fā)光元件，使得如此制造的發(fā)光元件不與濕氣或者氧氣等接觸。
有機(jī)EL元件通過改變發(fā)光材料，能夠改變發(fā)光顏色。例如，已經(jīng)提出通過使用薄的高精細(xì)的金屬掩模來在每個(gè)象素上形成紅、綠、藍(lán)發(fā)光單元的方法。該方法是通過用磁鐵將金屬掩模和玻璃基板粘結(jié)而隔著掩模進(jìn)行蒸鍍來制造鮮明的全彩色有機(jī)EL屏的方法(例如參考專利文獻(xiàn)1)。
作為使用掩模的蒸鍍方法，已經(jīng)提出了使用硅基板來制造蒸鍍掩模的方法。該方法是通過使用光刻技術(shù)和干式蝕刻技術(shù)等半導(dǎo)體制造技術(shù)來使硅基板自身做成掩模的方法。由于硅的膨脹系數(shù)幾乎與玻璃的相同，因此在硅的掩模和被成膜基板的玻璃基板之間不會(huì)因?yàn)闊崤蛎洰a(chǎn)生不吻合。而且，硅可提高加工精度(例如參考專利文獻(xiàn)2)。
但是，在上述專利文獻(xiàn)1記載的金屬掩模中，如果應(yīng)該與有機(jī)EL屏大畫面對(duì)應(yīng)的屏尺寸變大，則也必須形成使得用于該屏的金屬掩模變大，但存在高精度制作大(大面積)且薄的金屬掩模是非常困難之類的問題。與用于有機(jī)EL屏的玻璃基板相比，金屬掩模的熱膨脹系數(shù)非常大。因此，與玻璃基板相比，在蒸鍍時(shí)的熱輻射下，金屬掩模伸展大。因此，如果通過使用金屬掩模來制造大型的有機(jī)EL屏，則由熱膨脹引起的誤差的累積值變大，根據(jù)金屬掩模，其極限為最大制造20英寸的中小型屏大小。
在使用上述專利文獻(xiàn)2記載的硅基板的蒸鍍掩模中，由于使用晶體各向異性蝕刻來形成希望圖案的開口部分，因此在該開口部分中拐拐角部分分(角部位)幾乎形成完全的直角或者銳角。由此，在上述專利文獻(xiàn)2記載的蒸鍍掩模中，應(yīng)力非常容易集中于拐拐角部分分，存在一旦受力就簡單破裂之類的問題。因此，上述專利文獻(xiàn)2記載的硅基板蒸鍍掩模在實(shí)際設(shè)備制造現(xiàn)場中使用是困難的。
專利文獻(xiàn)1特開2001-273976號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2特開2001-185350號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)上述問題的發(fā)明，其目的在于提供一種由硅構(gòu)成的難于破損且機(jī)械強(qiáng)度高的掩模、掩模制造方法、電光學(xué)裝置制造方法以及電子設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠與被成膜區(qū)域的大型化對(duì)應(yīng)，并能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，可重復(fù)使用而角部位等不易破損的掩模、掩模制造方法、電光學(xué)裝置制造方法以及電子設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種掩模，由硅構(gòu)成，其特征在于，在貫通該硅的開口部分中的角部位(拐角部分)處具有圓角(R)。
根據(jù)本發(fā)明，由于通過硅構(gòu)成掩模，例如當(dāng)被成膜部件是玻璃基板時(shí)，能夠使該被成膜部件和掩模的熱膨脹系數(shù)接近，能夠降低因熱膨脹引起的成膜圖案的尺寸不均。本發(fā)明由于通過硅構(gòu)成掩模，其能夠簡便地使有關(guān)開口部分的加工精度提高。而且，本發(fā)明在由硅構(gòu)成的掩模之至少開口部分的角部位上具有圓角。換言之，去掉角部位(銳角部分或者直角部分)。因此，本發(fā)明能夠減緩應(yīng)力集中在相關(guān)角部位(拐角部分)上，能夠提供機(jī)械強(qiáng)度高的掩模。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠提供即使重復(fù)使用其角部位也不容易破損的、對(duì)于大量生產(chǎn)能夠與低成本對(duì)應(yīng)的掩模。
優(yōu)選，本發(fā)明的掩模被配置在被成膜部件和著物源(蒸鍍源)之間，當(dāng)在該被成膜部件上圖案形成薄膜時(shí)從該著物源射出物質(zhì)；所述開口部分，成為在進(jìn)行所述圖案形成時(shí)所述物質(zhì)穿通所述掩模的貫通孔。
根據(jù)本發(fā)明，例如在能夠以高精度尺寸形成蒸鍍圖案的同時(shí)，還能夠提供機(jī)械強(qiáng)度高的蒸鍍掩模。根據(jù)本發(fā)明，作為在濺射法或者CVD法等中使用的掩模，在能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案的同時(shí)，還能夠提供機(jī)械強(qiáng)度高的掩模。
對(duì)于本發(fā)明的掩模，優(yōu)選所述圓角的半徑在0.5μm以上3μm以下。
根據(jù)本發(fā)明，在能夠以高精度尺寸形成蒸鍍圖案的同時(shí)，還能夠提供機(jī)械強(qiáng)度高的掩模。就是說，當(dāng)所述角部位的圓角半徑比0.5μm還小時(shí)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不能夠充分地減緩角部位的應(yīng)力集中。當(dāng)所述角部位的圓角半徑比3μm還大時(shí)，形成具有足夠尺寸精度的薄膜圖案變得困難。因此，本發(fā)明的掩模能夠兼顧薄膜圖案尺寸精度的提高和掩模機(jī)械強(qiáng)度的提高。
對(duì)于本發(fā)明的掩模，優(yōu)選所述圓角呈現(xiàn)在所述開口部分的截面形狀以及平面形狀上。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于由硅構(gòu)成的掩模，能夠減緩所有方向上的應(yīng)力集中，能夠更加提高由硅構(gòu)成的掩模的機(jī)械強(qiáng)度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種掩模的制造方法，其特征在于，具有開口部分形成工序，對(duì)作為掩模的構(gòu)成部件的硅基板，形成貫通該硅基板的開口部分；圓角形成工序，在所述開口部分的角部位(拐角部分)上形成圓角(R)。
根據(jù)本發(fā)明，由于在構(gòu)成掩模的硅基板之至少開口部分的角部位設(shè)置了圓角(R)，因此能夠減緩應(yīng)力集中在該角部位上。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠簡便地制造即使重復(fù)使用其角部位也不容易破損的掩模。
對(duì)于本發(fā)明的掩模制造方法，優(yōu)選所述圓角形成工序，由對(duì)所述硅基板實(shí)施等方性蝕刻的處理所構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)由開口部分形成工序等在硅基板的開口部分上產(chǎn)生構(gòu)成銳角或者直角的角部位時(shí)，對(duì)于這些角部位，通過各向同性蝕刻，能夠簡便并且以希望半徑形成圓角。這里，所謂各向同性蝕刻，就是在蝕刻對(duì)象物的所有方向上以同樣的速度進(jìn)行蝕刻，是與特定方向蝕刻速度為快(慢)蝕刻的各向異性蝕刻相對(duì)的蝕刻。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠簡便地制造機(jī)械強(qiáng)度高的掩模。
對(duì)于本發(fā)明的掩模制造方法，優(yōu)選所述等方性蝕刻采用將硅結(jié)晶氧化后的第1物質(zhì)、和從該硅結(jié)晶除去被該第1物質(zhì)氧化后的物質(zhì)的第2物質(zhì)進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，通過將經(jīng)過開口部分形成工序的硅基板浸漬在包括第一物質(zhì)和第二物質(zhì)的蝕刻液中，能夠簡便地進(jìn)行各向同性蝕刻。就是說，通過用第一物質(zhì)氧化被浸漬的硅基板的角部位以及用第二物質(zhì)除去該氧化的物質(zhì)。
對(duì)于本發(fā)明的掩模制造方法，優(yōu)選所述等方性蝕刻采用包含硝酸和氟酸的蝕刻液進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于硅基板的角部位，能夠由硝酸進(jìn)行氧化，用氟酸除去該氧化的物質(zhì)。因此，對(duì)于構(gòu)成掩模的硅基板(開口部分或者整個(gè)硅基板)的角部位，本發(fā)明能夠簡便地使其具有圓角。
對(duì)于本發(fā)明的掩模制造方法，優(yōu)選所述等方性蝕刻采用包含硝酸、氟酸和醋酸的蝕刻液進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于硅基板的角部位，能夠由硝酸進(jìn)行氧化，用氟酸除去該氧化的物質(zhì)。而且，本發(fā)明能夠通過醋酸降低硅基板露出面的粗度。因此，根據(jù)本發(fā)明，通過可以對(duì)被成膜部件良好粘結(jié)，能夠以更高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠簡便地制造機(jī)械強(qiáng)度高的掩模。
對(duì)于本發(fā)明的掩模制造方法，優(yōu)選所述等方性蝕刻采用干式蝕刻進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于構(gòu)成掩模的硅基板的角部位，能夠通過干式蝕刻使其簡便地具有圓角。
對(duì)于本發(fā)明的掩模制造方法，優(yōu)選所述干式蝕刻采用SF6類氣體、CF類氣體以及氯類氣體中的任一種氣體進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，SF6、CF和氯氣體的分子能夠在所有方向上撞擊硅基板的角部位，能夠使該角部位具有圓角。
對(duì)于本發(fā)明的掩模制造方法，優(yōu)選所述圓角形成工序，作為掩模的制造工序中的最后工序進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，在由硅基板構(gòu)成的掩模的制造過程中，即使在該硅基板上形成了角部位，通過該掩模制造過程中的最后階段，也能夠使相關(guān)角部位具有圓角。換言之，能夠去掉由硅基板構(gòu)成的掩模的角部位(銳角部分或者直角部分)。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠簡便地制造即使重復(fù)使用其角部位也不容易破損的掩模。
對(duì)于本發(fā)明的掩模制造方法，優(yōu)選在重視采用掩模的圖案形成的形狀精度時(shí)，與不重視該形狀精度時(shí)相比，所述圓角的半徑要小；在重視掩模的機(jī)械上的耐久性時(shí)，與不重視該耐久性時(shí)相比，所述圓角的半徑要大。
根據(jù)本發(fā)明，由于角部位的圓角半徑小，能夠制造形成圖案精度要求高的掩模，由于角部位的圓角半徑大，能夠制造機(jī)械強(qiáng)度所要求的掩模(例如大畫面顯示器基板使用或者大量生產(chǎn)使用)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于，在形成成為電光學(xué)裝置的構(gòu)成層的薄膜圖案時(shí)，采用所述掩模。
根據(jù)本發(fā)明，例如能夠以低成本提供電光學(xué)裝置，其作為大畫面的各個(gè)象素之膜厚分布非常好，并能夠顯示均勻的高質(zhì)量的圖像。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電子機(jī)器，其特征在于，采用所述掩模進(jìn)行制造。
根據(jù)本發(fā)明，例如能夠以低成本提供電子設(shè)備，其能夠用大畫面顯示，并能夠顯示鮮艷均勻的大的圖像。根據(jù)本發(fā)明，能夠以低成本提供電子設(shè)備，其在大面積的整個(gè)基板上高精細(xì)精密地安裝由被形成圖案的薄膜構(gòu)成的電子電路等。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的掩模一例的截面圖。
圖2是上述掩模的平面圖。
圖3是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的掩模變形例的截面圖。
圖4是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的掩模R的大小與持久性之間關(guān)系的示意圖。
圖5是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的掩模制造方法的流程圖。
圖6是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式應(yīng)用例的掩模的模式斜視圖。
圖7是表示由上述掩模形成的象素圖案的排列例子的示意圖。
圖8是上述掩模主要部分的放大斜視圖。
圖9是表示使用上述掩模形成的蒸鍍圖案一例的平面圖。
圖10是表示使用上述掩模形成的蒸鍍圖案的一例的平面圖。
圖11是表示使用上述掩模形成的蒸鍍圖案的一例的平面圖。
圖12是表示上述掩模制造方法的模式截面圖。
圖13是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的電光學(xué)裝置制造方法的模式截面圖。
圖14是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)光材料成膜方法的模式截面圖。
圖15是表示由上述制造方法制造的有機(jī)EL裝置的模式截面圖。
圖16是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的電子設(shè)備的斜視圖。
圖中1、100、200-掩模，10-支撐基板，12-開口區(qū)域，20-芯片，20’-硅晶片，22、102、202-開口部分，101、201-硅基板，R-圓角。
具體實(shí)施例方式
下面，參考

本發(fā)明實(shí)施方式的掩模。
(掩模結(jié)構(gòu))圖1是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的掩模一例的截面圖。圖2是圖1所示掩模的平面圖。即，圖1是圖2的掩模100關(guān)于位置AA’的截面圖。本實(shí)施方式的掩模100能夠作為例如蒸鍍掩模使用。因此，當(dāng)在被成膜部件上圖案形成薄膜時(shí)即蒸鍍時(shí)，掩模100被配置于蒸鍍源和被成膜部件之間。
本實(shí)施方式的掩模100由硅基板101構(gòu)成。硅基板101具有例如面方位(100)。在硅基板101上設(shè)置了形成貫通孔的開口部分102。開口部分102是形成了在蒸鍍時(shí)從蒸鍍源出射的蒸鍍物質(zhì)要穿越的貫通孔的部分。因此，開口部分102的開口區(qū)域成為與在被成膜部件(玻璃基板等)上圖案形成的薄膜形狀幾乎相同的形狀。
開口部分102的內(nèi)側(cè)側(cè)面成為錐形形狀。優(yōu)選在蒸鍍時(shí)將該錐形形狀開口部分102中小的開口側(cè)即硅基板101的面方位(100)的相反側(cè)面粘結(jié)到被成膜部件。這樣，即使當(dāng)蒸鍍源和掩模100以及被成膜部件相對(duì)移動(dòng)時(shí)，在掩模100中，能夠減少對(duì)蒸鍍物質(zhì)構(gòu)成陰影時(shí)和不構(gòu)成陰影時(shí)所產(chǎn)生的部位，以及能夠以高精度尺寸和均勻膜厚來形成圖案。而且，在圖1和圖2所示掩模100中，開口部分102為6個(gè)，但本發(fā)明不限定于該結(jié)構(gòu)，開口部分102的個(gè)數(shù)、形狀和配置能夠是任意的。
在本實(shí)施方式的掩模100中，在硅基板101的全部拐角部分即角部位上形成了圓角R。換言之，包括硅基板101開口部分102的全部角部位不構(gòu)成直角或者銳角，成為減緩應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)。這里，可以僅僅針對(duì)掩模100開口部分102的角部位形成圓角R。如圖1和圖2所示，在硅基板101的截面形狀和平面形狀兩者均具有圓角R。對(duì)于硅基板101，從所有角度立體看，成為不存在形成直角或者銳角的拐角部分的結(jié)構(gòu)。因此，即使從任意方向?qū)ρ谀?00施加應(yīng)力，也成為能夠減緩應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)。
圖3是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式變形例的掩模的截面圖。本變形例的掩模200由硅基板201構(gòu)成。硅基板201具有例如面方位(110)。在硅基板201上設(shè)置了形成貫通孔的開口部分202。掩模200和掩模100的主要不同點(diǎn)是開口部分202內(nèi)側(cè)側(cè)面的形狀。就是說，開口部分202的內(nèi)側(cè)側(cè)面不具有錐形形狀，其相對(duì)掩模200的表面和背面幾乎垂直形成。
掩模200的其他結(jié)構(gòu)與掩模100相同。就是說，掩模200在硅基板201的所有拐角部分即角部位上形成為圓角R。因此，掩模200對(duì)于包括開口部分202的所有角部位構(gòu)成減緩應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)中，由硅基板等構(gòu)成的蒸鍍掩模(現(xiàn)有技術(shù)蒸鍍掩模)通常通過使用晶體的各向異性蝕刻來形成開口部分。由此，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的蒸鍍掩模，其開口部分等的角部位形成為直角，而不能夠帶有圓角R。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的蒸鍍掩模中，容易發(fā)生角部位的應(yīng)力集中，從發(fā)生應(yīng)力集中的部位傳播裂紋而產(chǎn)生破裂的情況是很多的。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)蒸鍍掩模的開口部分，其與被成膜部件(基板)連接的部分以54.7度的角度如銳利的刀那樣成尖，由于該部分給基板造成傷痕也有可能產(chǎn)生很多不良品。
根據(jù)本實(shí)施方式的掩模100、200，由于包括開口部分102、202的所有角部位帶有圓角R，因此能夠減緩在包括開口部分102、202的所有角部位上的應(yīng)力集中，能夠大幅度降低破損等的發(fā)生。
本實(shí)施方式的掩模100、200由于在開口部分102、202上也帶有圓角R，因此對(duì)于與被成膜部件連接的部分不存在如上述銳利刀那樣尖的部分。因此，對(duì)于本實(shí)施方式的掩模100、200，由于能夠在被成膜部件上不造成傷痕的情況下進(jìn)行掩模蒸鍍， 因此能夠提高成品率。
下面，描述圓角R的大小。
圖4是表示圓角R的大小和掩模100、200的持久性之間關(guān)系的示意圖。圖4表示通過制作圓角R半徑為從0.01μm到10.0μm之不同階段的10種掩模100、200來進(jìn)行持久試驗(yàn)的結(jié)果。就是說，各種掩模是實(shí)際重復(fù)進(jìn)行掩模蒸鍍并試驗(yàn)在該掩模上是否產(chǎn)生破損(傷痕)等。
例如，當(dāng)是圓角R半徑為0.01μm之掩模100、200的情況下，通過一次掩模蒸鍍就破損了。當(dāng)是圓角R半徑為0.5μm之掩模100、200的情況下，通過100次掩模蒸鍍才產(chǎn)生破損。因此，圓角R半徑為0.5μm的掩模100、200能夠用于例如100臺(tái)裝置的制造。另一方面，當(dāng)是圓角R半徑為1.0μm以上的掩模100、200的情況下，即使進(jìn)行1000次以上的掩模蒸鍍也沒有損傷。因此，圓角R半徑為1.0μm以上的掩模100、200能夠用于大量生產(chǎn)的裝置制造中。
從這些持久性試驗(yàn)結(jié)果可知，圓角R的半徑越大，掩模100、200的持久性越能提高，同時(shí)可知，優(yōu)選圓角R的半徑為0.5μm以上。
但是，當(dāng)圓角R的半徑大時(shí)，形成具有充分尺寸精度的蒸鍍圖案變得困難。這是因?yàn)槿绻麍A角R的半徑大，在開口部分102、202的內(nèi)部側(cè)面上所形成的突出(逆錐部)變大，相對(duì)蒸鍍物質(zhì)變成陰影時(shí)以及不變成陰影時(shí)所發(fā)生的部位變大了等。因此，例如，通過將圓角R的半徑做成3μm以下，能夠在某種程度上形成具有充分尺寸精度的蒸鍍圖案。
由此，本實(shí)施方式的掩模100、200通過將圓角R的半徑做成0.5μm以上以及3μm以下，能夠足以使蒸鍍圖案尺寸精度的提高以及掩模機(jī)械強(qiáng)度的提高并存。
(掩模制造方法)
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式掩模制造方法的流程圖。通過使用本掩模制造方法，能夠制造從圖1到圖3所示掩模100、200。下面，具體說明本掩模的制造方法。
首先，對(duì)作為掩模構(gòu)成部件的硅基板，實(shí)施用于形成貫通該硅基板之開口部分的開口部分形成工序(步驟S1)。
例如，作為步驟S1，準(zhǔn)備規(guī)定形狀的硅晶片，通過對(duì)該硅晶片實(shí)施晶體各向異性蝕刻等來形成開口部分。盡管進(jìn)行晶體各向異性蝕刻之后能夠尺寸上高精度地形成開口部分，但該開口部分的角部位(拐角部分)成直角或者如刀那樣的銳角尖。
接著，對(duì)于包含開口部分的整個(gè)硅基板上的角部位，實(shí)施用于形成圓角(R)的圓角形成工序(步驟S2)。
步驟S2能夠通過例如各向同性蝕刻簡便且良好地實(shí)現(xiàn)。具體地，將經(jīng)過開口部分形成工序的硅基板在混合了氟酸(電子工業(yè)用，純度50％)100ml、硝酸(電子工業(yè)用，純度61％)2500ml和醋酸(電子工業(yè)用)1000ml的蝕刻液(溫度25℃)中浸漬1～3分鐘。只有通過這些，能夠良好地實(shí)現(xiàn)步驟S2。圓角R的半徑能夠通過蝕刻時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。
于是，通過本浸漬，硅基板的角部位由硝酸(第一物質(zhì))進(jìn)行氧化，其氧化物能夠由氟酸(第二物質(zhì))除去。而且，通過本浸漬，能夠通過醋酸降低硅基板露出面的粗度。因此，根據(jù)本制造方法，能夠相對(duì)被成膜部件進(jìn)行良好粘接，能夠以更高尺寸精度形成薄膜圖案，以及能夠簡便地制造機(jī)械強(qiáng)度高的掩模。
步驟S2還能夠用通過干式蝕刻的各向同性蝕刻來實(shí)現(xiàn)。例如，通過使用SF6氣體、CF氣體和氯氣體當(dāng)中的任意一種氣體，通過在硅基板上進(jìn)行干式蝕刻來形成各向同性蝕刻。更具體地，將經(jīng)過開口部分形成工序的硅基板放入等離子體蝕刻器中，一邊流過SF6氣體一邊用等離子體進(jìn)行蝕刻。即使這種干式蝕刻，其圓角R的半徑也能夠根據(jù)蝕刻時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。
優(yōu)選上述圓角形成工序S2在掩模制造工序中作為最后工序進(jìn)行。如果這樣，在由硅基板構(gòu)成的掩模制造過程(開口部分形成工序S1等)中，即使在該硅基板上形成了角部位，通過在該掩模制造過程中的最后階段，也能夠使相關(guān)的角部位上具有圓角。換言之，能夠簡便且不會(huì)失敗地將由硅基板構(gòu)成的掩模的角部位(銳角部分或者直角部分)做成圓角。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠簡便地制造即使重復(fù)使用也不容易在角部位發(fā)生破損的掩模。
在本實(shí)施方式的掩模制造方法中，優(yōu)選地，與不重視形狀精度的情況相比，重視使用掩模形成圖案之形狀精度的情況要使圓角R的半徑更小，與不重視持久性的情況相比，重視掩模機(jī)械持久性的情況要使圓角R的半徑更大。如果這樣，通過減小角部位圓角半徑，能夠制造高圖案形成精度所要求的掩模。由于角部位圓角半徑大，能夠制造高機(jī)械強(qiáng)度所要求的掩模(例如大畫面顯示器基板用或者大量生產(chǎn)用)。
(應(yīng)用例)下面，參考圖6到圖16，說明本實(shí)施方式的應(yīng)用例子。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式應(yīng)用例的掩模的模式斜視圖。圖7是表示由圖6所示掩模形成的象素圖案排列例子的示意圖。圖8是圖6所示掩模主要部分的放大斜視圖。本實(shí)施方式的掩模1是將圖1到圖3所示上述實(shí)施方式的掩模100、200作為構(gòu)成要素的掩模。就是說，作為掩模1中的芯片20，使用掩模100、200。本實(shí)施方式的掩模1能夠用作為例如蒸鍍掩模。
掩模1具有在構(gòu)成基體基板的支撐基板10上安裝了多個(gè)芯片20(掩模100、200)的結(jié)構(gòu)。各個(gè)芯片20分別通過對(duì)準(zhǔn)，粘結(jié)到支撐基板10上。支撐基板10上形成了掩模定位標(biāo)記16。掩模定位標(biāo)記16是在通過使用掩模1進(jìn)行蒸鍍時(shí)用于進(jìn)行該掩模1位置對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)記。掩模定位標(biāo)記16能夠由例如金屬膜形成。在芯片20上可以形成掩模定位標(biāo)記16。
如圖6和圖8所示，由開口部分為長方形的貫通孔構(gòu)成的開口區(qū)域12以多個(gè)平行且以一定間隔被設(shè)置在支撐基板10上。如圖8所示，長孔形狀的開口部分22(與開口部分102、202相當(dāng))以一定間隔被多個(gè)平行設(shè)置在芯片20上。芯片20的開口部分22是與構(gòu)成圖7所示“縱向條紋”之象素配置的薄膜圖案相對(duì)應(yīng)的形狀。因此，掩模1被用來形成縱向條紋的象素。
各個(gè)芯片20被配置使得堵塞支撐基板10的開口區(qū)域12，并且在開口區(qū)域12長軸方向和芯片20開口部分22長軸方向正交的方向上，使得在支撐基板10上構(gòu)成矩陣。
優(yōu)選支撐基板10的構(gòu)成材料具有與芯片20構(gòu)成材料的熱膨脹系數(shù)相同或者近似的熱膨脹系數(shù)。由于芯片20是硅，因此用具有與硅的熱膨脹系數(shù)相同或者相近熱膨脹系數(shù)的材料來構(gòu)成支撐基板10。通過這樣，能夠抑制因支撐基板10和芯片20之間熱膨脹量的差異導(dǎo)致的“畸變”或者“彎曲”的發(fā)生。例如，相對(duì)硅的熱膨脹系數(shù)(30×10E-7/℃)，康寧(コ一ニング)公司制造的派瑞克斯(Pyrex注冊商標(biāo))玻璃的熱膨脹系數(shù)(30×10E-7/℃)是幾乎相同的值。無堿玻璃即日本電氣玻璃公司制造的OA-10的熱膨脹系數(shù)(38×10E-7/℃)、金屬材料中42合金的熱膨脹系數(shù)(50×10E-7/℃)以及因瓦(invar)合金材料的熱膨脹系數(shù)(12×10E-7/℃)等也接近于硅的熱膨脹系數(shù)。因此，作為支撐基板10的構(gòu)成材料，能夠使用派瑞克斯(Pyrex注冊商標(biāo))玻璃、無堿玻璃即OA-10以及42合金等。
如圖8所示，芯片20構(gòu)成為在長方形板上設(shè)置開口部分22的結(jié)構(gòu)。由于本實(shí)施方式的掩模1是用于形成圖7所示“縱向條紋”象素的掩模，因此芯片20的開口部分22成為例如與在縱向上大致包含40個(gè)該象素的區(qū)域相當(dāng)大小的細(xì)長的溝形狀。就是說，芯片20的開口部分22成為與被成膜面上所形成的薄膜圖案的至少一部分形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。芯片20占有的面積比由掩模1形成的薄膜圖案(例如構(gòu)成有機(jī)EL屏的薄膜圖案)的面積還小。
構(gòu)成本實(shí)施方式芯片20的硅具有面方位(110)。但是，也可以用具有面方位(100)的硅構(gòu)成芯片20。芯片20中開口部分22長軸方向的側(cè)面具有面方位(111)。將這種開口部分22側(cè)面的面方位作為(111)能夠通過對(duì)具有面方位(110)的硅晶片實(shí)施晶體各向異性蝕刻而簡便地實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)實(shí)施了上述晶體各向異性蝕刻的硅晶片實(shí)施各向同性蝕刻，可對(duì)在硅晶片20中包含開口部分22的所有角部位施加圓角R。
在各個(gè)芯片20上至少形成2處對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記14。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記14被用于在將芯片20貼合到支撐基板10上時(shí)的位置對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記145通過光刻技術(shù)或者晶體各向異性蝕刻等形成。
各個(gè)芯片20被粘貼在支撐基板10上，使得芯片20中開口部分20長軸方向和支撐基板10開口區(qū)域12長軸方向正交。開口部分20的寬度假設(shè)與例如象素的子象素節(jié)距d1相同。堵塞同一開口區(qū)域12的芯片20即相鄰芯片20a、20b配置具有象素之子象素節(jié)距d1的間隔。該芯片20a和20b之間的間隙起與芯片20開口部分20同樣的功能，用作為形成希望形狀薄膜圖案之掩模1開口部分的作用。相鄰芯片20之間被配置為在與開口區(qū)域12長軸方向正交的方向也有間隔。通過多個(gè)芯片20分別具有間隔，使得在支撐基板10上配置成如圖6所示那樣的矩陣。
這樣，本實(shí)施方式的掩模1由于將多個(gè)芯片20安裝在支撐基板10上，因此能夠形成比芯片20更大的薄膜圖案，以及能夠形成例如構(gòu)成大畫面顯示屏的縱向條紋圖案的象素。而且，本實(shí)施方式的掩模1由于在硅晶片20中的包括開口部分22的所有角部位施加了圓角R，因此持久性提高了，并且能夠避免在被成膜部件上帶有傷痕。
圖9是表示使用圖6和圖8所示掩模形成的蒸鍍圖案(薄膜圖案)的一個(gè)例子的平面圖。圖10是表示對(duì)于形成了圖9所示蒸鍍圖案的基板通過錯(cuò)開掩模1而再次施加蒸鍍處理后的狀態(tài)的一個(gè)例子的平面圖。圖11是表示對(duì)于形成了圖10所示蒸鍍圖案的基板通過錯(cuò)開掩模1而再次施加蒸鍍處理后的狀態(tài)的一個(gè)例子的平面圖。
作為用于構(gòu)成形成該蒸鍍圖案的被成膜部件的基板54，例如能夠使用構(gòu)成有機(jī)EL裝置之構(gòu)成要素的玻璃基板等透明基板。此時(shí)的蒸鍍圖案假設(shè)為構(gòu)成例如有機(jī)EL裝置中的紅色發(fā)光層60的條紋圖案。因此，發(fā)光層60的寬度變成象素的子象素節(jié)距d1。
但是，在圖9所示的蒸鍍圖案中，沒有形成有機(jī)EL裝置紅色象素中的多行(例如40行×5)象素。因此，相對(duì)基板54，將掩模1在縱方向(Y軸方向)上僅僅錯(cuò)開例如40個(gè)象素來進(jìn)行再次蒸鍍處理，圖案形成如圖10所示的紅色發(fā)光層60’。通過這樣做，能夠簡便地形成具有大縱向條紋圖案的大畫面板的薄膜圖案。
在圖10所示蒸鍍圖案中，僅僅形成紅色發(fā)光層60，60’，沒有形成綠色和藍(lán)色發(fā)光層。因此，對(duì)于圖10所示狀態(tài)的基板54，通過將掩模1在橫方向(X軸方向)僅僅錯(cuò)開子象素節(jié)距來將綠色發(fā)光材料形成圖案，形成了如圖11所示那樣的綠色發(fā)光層62。接著，通過將掩模1在橫方向(X軸方向)僅僅錯(cuò)開子象素節(jié)距來將藍(lán)色發(fā)光材料形成圖案，形成了如圖11所示那樣的藍(lán)色發(fā)光層64。
由此，能夠簡便、高精度且低成本地形成用于構(gòu)成能夠進(jìn)行彩色顯示的大畫面板的薄膜圖案。在上述實(shí)施方式中，盡管通過一邊錯(cuò)開同一掩模1一邊進(jìn)行多次蒸鍍處理來形成用于構(gòu)成一個(gè)大畫面板的薄膜圖案，但也可以通過預(yù)先做成多種掩模1并交互使用這多種掩模1來形成用于構(gòu)成一個(gè)大畫面板的薄膜圖案。
圖12是表示本實(shí)施方式掩模制造方法的模式截面圖。即，圖12表示構(gòu)成上述掩模1主要部分的硅晶片20的制造方法。
首先，準(zhǔn)備面方位(110)的硅晶片20’，在該硅晶片20’的整個(gè)露出面上通過熱氧化法形成厚度為1μm的耐蝕刻掩模材料即氧化硅膜71(參考圖12(a))。
在后工序中，由該氧化硅膜71構(gòu)成的耐蝕刻掩模材料可以是在使用堿水溶液所進(jìn)行的晶體各向異性蝕刻中具有持久性的膜。因此，相關(guān)的耐蝕刻掩模材料可以是通過CVD法設(shè)置的氮化硅膜，可以是通過濺射法設(shè)置的Au或者Pt膜等，不特別局限于氧化硅膜。
接著，對(duì)于上述硅晶片20’一個(gè)面上的氧化硅膜71，通過使用光刻技術(shù)形成圖案而形成與上述開口部分22之開口形狀(截面形狀)對(duì)應(yīng)形狀的溝圖案72。這里，形成該溝圖案72使得硅(111)方位和溝圖案72長軸方向變成直角(參考圖12(b))。
與上述溝圖案72的形成同時(shí)，可以在硅晶片20’上形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記14。
與上述溝圖案72的形成同時(shí)，對(duì)于硅晶片20’另一面上的氧化硅膜71，通過上述光刻工序除去包含與上述開口部分22相對(duì)應(yīng)部分的大的區(qū)域73(參考圖12(b))。
這樣，除去硅晶片20’另一面上氧化硅膜71中的區(qū)域73是為了通過后工序使硅晶片20’中包含開口部分22的區(qū)域厚度d2變小。就是說，是為了通過使由硅晶片20’形成的芯片20變薄以及通過蒸鍍時(shí)蒸鍍粒子容易以傾斜方向通過開口部分22從而使被成膜的薄膜厚度均勻。
對(duì)于氧化硅膜71，在通過光刻技術(shù)而進(jìn)行的圖案形成中，使用例如緩沖的氟酸溶液。
接著，對(duì)于圖12(b)所示狀態(tài)的硅晶片20’，使用加熱到80℃的35重量％的氫氧化鉀水溶液來進(jìn)行晶體各向異性蝕刻。通過該晶體各向異性蝕刻，硅晶片20’中未覆蓋氧化硅膜71的部分能夠從一個(gè)面和另一個(gè)面兩邊被除去，在形成用于構(gòu)成開口部分22的貫通溝的同時(shí)，還使包括開口部分22的區(qū)域厚度d2變小。通過該晶體各向異性蝕刻，還蝕刻硅晶片20’區(qū)域73側(cè)的角部分74，從而成為錐形形狀(參考圖12(c))。
通過控制上述晶體各向異性蝕刻的蝕刻時(shí)間，能夠管理角部分74的錐形形狀和包括開口部分22的區(qū)域厚度d2。因此，即使掩模1和蒸鍍源之間的相對(duì)位置關(guān)系變動(dòng)，也能夠制造出掩模1陰影區(qū)域沒有變化的良好的掩模。
接著，通過除去在硅晶片20’上所形成的氧化硅膜71來形成具有開口部分22的芯片20(參考圖12(d))。
在該氧化硅膜71的除去中，例如使用緩沖氟酸溶液。
圖12(a)到圖12(d)所示工序與圖5所示開口部分形成工序S1相當(dāng)。因此，在圖12(d)工序之后，通過實(shí)施圖5所示圓角形成工序來完成作為掩模1構(gòu)成要素的芯片20。即，在圖12(d)工序之后，對(duì)芯片20實(shí)施規(guī)定時(shí)間的各向同性蝕刻。
根據(jù)本實(shí)施方式的制造方法，由于使用晶體各向異性蝕刻來形成芯片20的開口部分22，因此能夠高精度地加工開口部分22的形狀。由于在所述晶體各向異性蝕刻之后通過施加各向同性蝕刻來在芯片20的所有角部位上賦予圓角R，因此能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，以及能夠簡便地制造出即使重復(fù)使用也不容易使角部位破損的芯片20。
(電光學(xué)裝置制造方法)圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式的電光學(xué)裝置制造方法的模式截面圖。
本實(shí)施方式中，作為電光學(xué)裝置之一，舉出有機(jī)EL裝置進(jìn)行說明。在圖13所示的掩模50(與上述掩模1相當(dāng))上，形成了磁性體膜52。磁性體膜52能夠由鐵、鈷、鎳等強(qiáng)磁性材料形成?；蛘?，可以由Ni、Co、Fe或者包括Fe成分的不銹鋼合金等磁性金屬材料或者磁性金屬材料和非磁性金屬材料的結(jié)合來形成磁性體膜52。掩模50的其他細(xì)節(jié)與上述掩模1是相同的。
在本實(shí)施方式中，使用掩模50將發(fā)光材料成膜在基板(成膜對(duì)象部件)54上?；?4是用于形成多個(gè)有機(jī)EL裝置的基板，是諸如玻璃基板的透明基板。如圖14(A)所示，在基板54上形成了電極(例如由ITO等構(gòu)成的透明電極)56和空穴傳輸層58。也可以形成電子傳輸層。
如圖13所示，配置掩模50使得芯片20位于基板54一側(cè)。在基板54的背后配置了磁鐵48，其吸引在掩模50(芯片20)上所形成的磁性體膜52。
圖14(A)～圖14(C)是說明有機(jī)EL裝置制造上所使用的發(fā)光材料之成膜方法的模式截面圖。發(fā)光材料例如是有機(jī)材料，作為小分子有機(jī)材料有鋁喹啉絡(luò)合物(quinolinol-aluminum complex，Alq3)，作為高分子有機(jī)材料有聚對(duì)笨撐乙烯(para-phenylene vinylen，PPV)。發(fā)光材料的成膜能夠通過蒸鍍實(shí)現(xiàn)。例如，如圖14(A)所示，通過介入掩模50，一邊使紅色發(fā)光材料形成圖案，一邊成膜，從而形成紅色發(fā)光層60。然后，如圖14(B)所示，通過錯(cuò)開掩模50，一邊使綠色發(fā)光材料形成圖案，一邊成膜，從而形成綠色發(fā)光層62。然后，如圖14(C)所示，通過再次錯(cuò)開掩模50，一邊使藍(lán)色發(fā)光材料形成圖案，一邊成膜，從而形成藍(lán)色發(fā)光層64。
本實(shí)施方式中，用于構(gòu)成屏的芯片20被部分地粘結(jié)到支撐基板10上。因此，芯片20的自由度提高了，發(fā)生翹曲、彎曲變得困難，機(jī)械強(qiáng)度提高了，選擇蒸鍍的再現(xiàn)性提高了，生產(chǎn)率提高了。在本實(shí)施方式的掩模50中，在支撐基板10上形成了多個(gè)開口區(qū)域12，通過與各個(gè)開口區(qū)域?qū)?yīng)來定位芯片20。多個(gè)芯片20與一個(gè)有機(jī)EL裝置對(duì)應(yīng)。就是說，通過使用掩模50，能夠高精度低成本地制造大畫面的有機(jī)EL裝置。
圖15是表示經(jīng)過上述發(fā)光材料的成膜方法所制造的有機(jī)EL裝置的大概構(gòu)成的模式截面圖。有機(jī)EL裝置具有基板54、電極56、空穴傳輸層58、發(fā)光層60、62、64等。在發(fā)光層60、62、64上形成了電極66。電極66例如是陰極電極。本實(shí)施方式的有機(jī)EL裝置優(yōu)選使用作為顯示裝置(顯示器)，在發(fā)光層60、62、64中，其圖案偏離少，膜厚分布非常均勻，能夠成為均勻鮮艷的大畫面顯示裝置，而且能夠低成本提供。
(電子設(shè)備)
下面說明通過使用上述實(shí)施方式的掩模所制造的電子設(shè)備。
圖16(a)是表示便攜式電話一個(gè)例子的斜視圖。圖16(a)中，標(biāo)記600表示便攜式電話機(jī)主體，標(biāo)記601表示由通過使用上述實(shí)施方式的掩模所形成的電光學(xué)裝置構(gòu)成的顯示部。圖16(b)是表示文字處理機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等便攜式信息處理裝置一個(gè)例子的斜視圖。圖16(b)中，標(biāo)記700表示信息處理裝置，標(biāo)記701表示鍵盤等輸入部分，標(biāo)記702表示由通過使用上述實(shí)施方式的掩模所形成的電光學(xué)裝置構(gòu)成的顯示部分，標(biāo)記703表示信息處理裝置主體。圖16(c)是表示手表電子設(shè)備一個(gè)例子的斜視圖。圖16(c)中，標(biāo)記800表示手表主體，標(biāo)記801表示由通過使用上述實(shí)施方式的掩模所形成的電光學(xué)裝置構(gòu)成的顯示部分。
圖16所示電子設(shè)備能夠用大畫面顯示，能夠高質(zhì)量顯示鮮艷均勻且大的圖像，而且能夠低成本制造。
本發(fā)明的技術(shù)范圍不局限于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變化。實(shí)施方式中舉出的具體材料和層結(jié)構(gòu)等只不過是一個(gè)例子，其能夠進(jìn)行合適的變更。例如，在上述實(shí)施方式中，盡管將掩模1、100、200用作為蒸鍍掩模，但本發(fā)明不局限于此，也能夠?qū)⒀谀?、100、200用作為濺射法或者CVD法等中的掩模。
權(quán)利要求
1.一種掩模，由硅構(gòu)成，其特征在于，在貫通該硅的開口部分中的角部位處具有圓角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其特征在于，所述掩模被配置在被成膜部件和著物源之間，當(dāng)在該被成膜部件上圖案形成薄膜時(shí)從該著物源射出物質(zhì)；所述開口部分，成為在進(jìn)行所述圖案形成時(shí)所述物質(zhì)穿通所述掩模的貫通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掩模，其特征在于，所述圓角的半徑在0.5μm以上3μm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的掩模，其特征在于，所述圓角呈現(xiàn)在所述開口部分的截面形狀以及平面形狀上。
5.一種掩模的制造方法，其特征在于，具有開口部分形成工序，對(duì)作為掩模的構(gòu)成部件的硅基板，形成貫通該硅基板的開口部分；圓角形成工序，在所述開口部分的角部位上形成圓角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掩模的制造方法，其特征在于，所述圓角形成工序，由對(duì)所述硅基板實(shí)施等方性蝕刻的處理所構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模的制造方法，其特征在于，所述等方性蝕刻采用將硅結(jié)晶氧化后的第1物質(zhì)、和從該硅結(jié)晶除去被該第1物質(zhì)氧化后的物質(zhì)的第2物質(zhì)進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模的制造方法，其特征在于，所述等方性蝕刻采用包含硝酸和氟酸的蝕刻液進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模的制造方法，其特征在于，所述等方性蝕刻采用包含硝酸、氟酸和醋酸的蝕刻液進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模的制造方法，其特征在于，所述等方性蝕刻采用干式蝕刻進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的掩模的制造方法，其特征在于，所述干式蝕刻采用SF6類氣體、CF類氣體以及氯類氣體中的任一種氣體進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求5～11中任一項(xiàng)所述的掩模的制造方法，其特征在于，所述圓角形成工序，作為掩模的制造工序中的最后工序進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求5～12中任一項(xiàng)所述的掩模的制造方法，其特征在于，在重視采用掩模的圖案形成的形狀精度時(shí)，與不重視該形狀精度時(shí)相比，所述圓角的半徑要??；在重視掩模的機(jī)械上的耐久性時(shí)，與不重視該耐久性時(shí)相比，所述圓角的半徑要大。
14.一種電光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于，在形成成為電光學(xué)裝置的構(gòu)成層的薄膜圖案時(shí)，采用權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的掩模，或者采用由權(quán)利要求5～13中任一項(xiàng)所述的掩模的制造方法所制造的掩模。
15.一種電子機(jī)器，其特征在于，采用權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的掩模，或者采用由權(quán)利要求5～13中任一項(xiàng)所述的掩模的制造方法所制造的掩模進(jìn)行制造。
全文摘要
提供一種掩模(100)，由硅構(gòu)成，其特征在于，在貫通該硅的開口部分(102)中的角部位處具有圓角。這樣，難于破損且機(jī)械強(qiáng)度高。本發(fā)明還提供掩模制造方法、電光學(xué)裝置制造方法和電子設(shè)備。
文檔編號(hào)H05B33/10GK1678145SQ200510062950
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者四谷真一 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社