掩模及其制造方法、電光學裝置的制造方法和電子設備的制作方法

專利名稱：掩模及其制造方法、電光學裝置的制造方法和電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及掩模、掩模的制造方法、電光學裝置的制造方法和電子設備。
背景技術：
作為電光學裝置之一的有機EL(電致發光)屏由具有層疊了薄膜的結構的自發光型高速響應顯示元件構成。因此，有機EL屏能夠構成輕型動態圖像性能優良的顯示裝置，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EL屏的典型制造方法。即，通過使用光刻技術以希望形狀對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材料進行沉積，在其上蒸鍍構成陰極的MgAg等低功函數的金屬陽極膜。最后，在惰性氣體氛圍中密封該發光元件，使得如此制造的發光元件不與濕氣或者氧氣等接觸。
有機EL元件通過改變發光材料，能夠改變發光顏色。例如，已經提出通過使用薄的高精細的金屬掩模來在每個象素上形成紅、綠、藍發光單元的方法。該方法是通過用磁鐵將金屬掩模和玻璃基板粘結而隔著掩模進行蒸鍍來制造鮮明的全彩色有機EL屏的方法(例如參考專利文獻1)。
作為使用掩模的蒸鍍方法，已經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和干式蝕刻技術等半導體制造技術來使硅基板自身做成掩模的方法。由于硅的膨脹系數幾乎與玻璃的相同，因此在硅的掩模和被成膜基板的玻璃基板之間不會因為熱膨脹產生不吻合。而且，硅可提高加工精度(例如參考專利文獻2)。
但是，在上述專利文獻1記載的金屬掩模中，如果應該與有機EL屏大畫面對應的屏尺寸變大，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EL屏的玻璃基板相比，金屬掩模的熱膨脹系數非常大。因此，與玻璃基板相比，在蒸鍍時的熱輻射下，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EL屏，則由熱膨脹引起的誤差的累積值變大，根據金屬掩模，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2記載的蒸鍍掩模中，應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2記載的硅基板蒸鍍掩模在實際設備制造現場中使用是困難的。
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
本發明正是針對上述問題的發明，其目的在于提供一種由硅構成的難于破損且機械強度高的掩模、掩模制造方法、電光學裝置制造方法以及電子設備。
本發明的另一目的在于提供一種能夠與被成膜區域的大型化對應，并能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，可重復使用而角部位等不易破損的掩模、掩模制造方法、電光學裝置制造方法以及電子設備。
為了實現上述目的，本發明提供一種掩模，由硅構成，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)。
根據本發明，由于通過硅構成掩模，例如當被成膜部件是玻璃基板時，能夠使該被成膜部件和掩模的熱膨脹系數接近，能夠降低因熱膨脹引起的成膜圖案的尺寸不均。本發明由于通過硅構成掩模，其能夠簡便地使有關開口部分的加工精度提高。而且，本發明在由硅構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，本發明能夠減緩應力集中在相關角部位(拐角部分)上，能夠提供機械強度高的掩模。因此，根據本發明，能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠提供即使重復使用其角部位也不容易破損的、對于大量生產能夠與低成本對應的掩模。
優選，本發明的掩模被配置在被成膜部件和著物源(蒸鍍源)之間，當在該被成膜部件上圖案形成薄膜時從該著物源射出物質；所述開口部分，成為在進行所述圖案形成時所述物質穿通所述掩模的貫通孔。
根據本發明，例如在能夠以高精度尺寸形成蒸鍍圖案的同時，還能夠提供機械強度高的蒸鍍掩模。根據本發明，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，還能夠提供機械強度高的掩模。
對于本發明的掩模，優選所述圓角的半徑在0.5μm以上3μm以下。
根據本發明，在能夠以高精度尺寸形成蒸鍍圖案的同時，還能夠提供機械強度高的掩模。就是說，當所述角部位的圓角半徑比0.5μm還小時，試驗發現不能夠充分地減緩角部位的應力集中。當所述角部位的圓角半徑比3μm還大時，形成具有足夠尺寸精度的薄膜圖案變得困難。因此，本發明的掩模能夠兼顧薄膜圖案尺寸精度的提高和掩模機械強度的提高。
對于本發明的掩模，優選所述圓角呈現在所述開口部分的截面形狀以及平面形狀上。
根據本發明，對于由硅構成的掩模，能夠減緩所有方向上的應力集中，能夠更加提高由硅構成的掩模的機械強度。
為了實現上述目的，本發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，對作為掩模的構成部件的硅基板，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)。
根據本發明，由于在構成掩模的硅基板之至少開口部分的角部位設置了圓角(R)，因此能夠減緩應力集中在該角部位上。因此，根據本發明，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使用其角部位也不容易破損的掩模。
對于本發明的掩模制造方法，優選所述圓角形成工序，由對所述硅基板實施等方性蝕刻的處理所構成。
根據本發明，當由開口部分形成工序等在硅基板的開口部分上產生構成銳角或者直角的角部位時，對于這些角部位，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，就是在蝕刻對象物的所有方向上以同樣的速度進行蝕刻，是與特定方向蝕刻速度為快(慢)蝕刻的各向異性蝕刻相對的蝕刻。因此，根據本發明，能夠以高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠簡便地制造機械強度高的掩模。
對于本發明的掩模制造方法，優選所述等方性蝕刻采用將硅結晶氧化后的第1物質、和從該硅結晶除去被該第1物質氧化后的物質的第2物質進行。
根據本發明，通過將經過開口部分形成工序的硅基板浸漬在包括第一物質和第二物質的蝕刻液中，能夠簡便地進行各向同性蝕刻。就是說，通過用第一物質氧化被浸漬的硅基板的角部位以及用第二物質除去該氧化的物質。
對于本發明的掩模制造方法，優選所述等方性蝕刻采用包含硝酸和氟酸的蝕刻液進行。
根據本發明，對于硅基板的角部位，能夠由硝酸進行氧化，用氟酸除去該氧化的物質。因此，對于構成掩模的硅基板(開口部分或者整個硅基板)的角部位，本發明能夠簡便地使其具有圓角。
對于本發明的掩模制造方法，優選所述等方性蝕刻采用包含硝酸、氟酸和醋酸的蝕刻液進行。
根據本發明，對于硅基板的角部位，能夠由硝酸進行氧化，用氟酸除去該氧化的物質。而且，本發明能夠通過醋酸降低硅基板露出面的粗度。因此，根據本發明，通過可以對被成膜部件良好粘結，能夠以更高精度尺寸形成薄膜圖案，能夠簡便地制造機械強度高的掩模。
對于本發明的掩模制造方法，優選所述等方性蝕刻采用干式蝕刻進行。
根據本發明，對于構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。
對于本發明的掩模制造方法，優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行。
根據本發明，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。
對于本發明的掩模制造方法，優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行。
根據本發明，在由硅基板構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，也能夠使相關角部位具有圓角。換言之，能夠去掉由硅基板構成的掩模的角部位(銳角部分或者直角部分)。因此，根據本發明，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使用其角部位也不容易破損的掩模。
對于本發明的掩模制造方法，優選在重視采用掩模的圖案形成的形狀精度時，與不重視該形狀精度時相比，所述圓角的半徑要小；在重視掩模的機械上的耐久性時，與不重視該耐久性時相比，所述圓角的半徑要大。
根據本發明，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，能夠制造機械強度所要求的掩模(例如大畫面顯示器基板使用或者大量生產使用)。
為了實現上述目的，本發明提供一種電光學裝置的制造方法，其特征在于，在形成成為電光學裝置的構成層的薄膜圖案時，采用所述掩模。
根據本發明，例如能夠以低成本提供電光學裝置，其作為大畫面的各個象素之膜厚分布非常好，并能夠顯示均勻的高質量的圖像。
為了實現上述目的，本發明提供一種電子機器，其特征在于，采用所述掩模進行制造。
根據本發明，例如能夠以低成本提供電子設備，其能夠用大畫面顯示，并能夠顯示鮮艷均勻的大的圖像。根據本發明，能夠以低成本提供電子設備，其在大面積的整個基板上高精細精密地安裝由被形成圖案的薄膜構成的電子電路等。


圖1是表示有關本發明實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是表示有關本發明實施方式的掩模變形例的截面圖。
圖4是表示有關本發明實施方式的掩模R的大小與持久性之間關系的示意圖。
圖5是表示有關本發明實施方式的掩模制造方法的流程圖。
圖6是表示有關本發明實施方式應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是表示有關本發明實施方式的電光學裝置制造方法的模式截面圖。
圖14是表示有關本發明實施方式的發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EL裝置的模式截面圖。
圖16是表示有關本發明實施方式的電子設備的斜視圖。
圖中1、100、200-掩模，10-支撐基板，12-開口區域，20-芯片，20’-硅晶片，22、102、202-開口部分，101、201-硅基板，R-圓角。
具體實施例方式
下面，參考

本發明實施方式的掩模。
(掩模結構)圖1是表示有關本發明實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關于位置AA’的截面圖。本實施方式的掩模100能夠作為例如蒸鍍掩模使用。因此，當在被成膜部件上圖案形成薄膜時即蒸鍍時，掩模100被配置于蒸鍍源和被成膜部件之間。
本實施方式的掩模100由硅基板101構成。硅基板101具有例如面方位(100)。在硅基板101上設置了形成貫通孔的開口部分102。開口部分102是形成了在蒸鍍時從蒸鍍源出射的蒸鍍物質要穿越的貫通孔的部分。因此，開口部分102的開口區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的內側側面成為錐形形狀。優選在蒸鍍時將該錐形形狀開口部分102中小的開口側即硅基板101的面方位(100)的相反側面粘結到被成膜部件。這樣，即使當蒸鍍源和掩模100以及被成膜部件相對移動時，在掩模100中，能夠減少對蒸鍍物質構成陰影時和不構成陰影時所產生的部位，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，但本發明不限定于該結構，開口部分102的個數、形狀和配置能夠是任意的。
在本實施方式的掩模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的全部角部位不構成直角或者銳角，成為減緩應力集中的結構。這里，可以僅僅針對掩模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構。因此，即使從任意方向對掩模100施加應力，也成為能夠減緩應力集中的結構。
圖3是表示有關本發明實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構成。硅基板201具有例如面方位(110)。在硅基板201上設置了形成貫通孔的開口部分202。掩模200和掩模100的主要不同點是開口部分202內側側面的形狀。就是說，開口部分202的內側側面不具有錐形形狀，其相對掩模200的表面和背面幾乎垂直形成。
掩模200的其他結構與掩模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對于包括開口部分202的所有角部位構成減緩應力集中的結構。
現有技術中，由硅基板等構成的蒸鍍掩模(現有技術蒸鍍掩模)通常通過使用晶體的各向異性蝕刻來形成開口部分。由此，對于現有技術的蒸鍍掩模，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，在現有技術的蒸鍍掩模中，容易發生角部位的應力集中，從發生應力集中的部位傳播裂紋而產生破裂的情況是很多的。對于現有技術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生很多不良品。
根據本實施方式的掩模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力集中，能夠大幅度降低破損等的發生。
本實施方式的掩模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，對于本實施方式的掩模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來進行持久試驗的結果。就是說，各種掩模是實際重復進行掩模蒸鍍并試驗在該掩模上是否產生破損(傷痕)等。
例如，當是圓角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臺裝置的制造。另一方面，當是圓角R半徑為1.0μm以上的掩模100、200的情況下，即使進行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能夠用于大量生產的裝置制造中。
從這些持久性試驗結果可知，圓角R的半徑越大，掩模100、200的持久性越能提高，同時可知，優選圓角R的半徑為0.5μm以上。
但是，當圓角R的半徑大時，形成具有充分尺寸精度的蒸鍍圖案變得困難。這是因為如果圓角R的半徑大，在開口部分102、202的內部側面上所形成的突出(逆錐部)變大，相對蒸鍍物質變成陰影時以及不變成陰影時所發生的部位變大了等。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械強度的提高并存。
(掩模制造方法)
圖5是表示本發明實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，對作為掩模構成部件的硅基板，實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，準備規定形狀的硅晶片，通過對該硅晶片實施晶體各向異性蝕刻等來形成開口部分。盡管進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，對于包含開口部分的整個硅基板上的角部位，實施用于形成圓角(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現。具體地，將經過開口部分形成工序的硅基板在混合了氟酸(電子工業用，純度50％)100ml、硝酸(電子工業用，純度61％)2500ml和醋酸(電子工業用)1000ml的蝕刻液(溫度25℃)中浸漬1～3分鐘。只有通過這些，能夠良好地實現步驟S2。圓角R的半徑能夠通過蝕刻時間進行調節。
于是，通過本浸漬，硅基板的角部位由硝酸(第一物質)進行氧化，其氧化物能夠由氟酸(第二物質)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，根據本制造方法，能夠相對被成膜部件進行良好粘接，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械強度高的掩模。
步驟S2還能夠用通過干式蝕刻的各向同性蝕刻來實現。例如，通過使用SF6氣體、CF氣體和氯氣體當中的任意一種氣體，通過在硅基板上進行干式蝕刻來形成各向同性蝕刻。更具體地，將經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行蝕刻。即使這種干式蝕刻，其圓角R的半徑也能夠根據蝕刻時間進行調節。
優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行。如果這樣，在由硅基板構成的掩模制造過程(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，也能夠使相關的角部位上具有圓角。換言之，能夠簡便且不會失敗地將由硅基板構成的掩模的角部位(銳角部分或者直角部分)做成圓角。因此，根據本實施方式，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使用也不容易在角部位發生破損的掩模。
在本實施方式的掩模制造方法中，優選地，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，能夠制造高機械強度所要求的掩模(例如大畫面顯示器基板用或者大量生產用)。
(應用例)下面，參考圖6到圖16，說明本實施方式的應用例子。
圖6是表示本發明實施方式應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。本實施方式的掩模1是將圖1到圖3所示上述實施方式的掩模100、200作為構成要素的掩模。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具有在構成基體基板的支撐基板10上安裝了多個芯片20(掩模100、200)的結構。各個芯片20分別通過對準，粘結到支撐基板10上。支撐基板10上形成了掩模定位標記16。掩模定位標記16是在通過使用掩模1進行蒸鍍時用于進行該掩模1位置對準的標記。掩模定位標記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記16。
如圖6和圖8所示，由開口部分為長方形的貫通孔構成的開口區域12以多個平行且以一定間隔被設置在支撐基板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)以一定間隔被多個平行設置在芯片20上。芯片20的開口部分22是與構成圖7所示“縱向條紋”之象素配置的薄膜圖案相對應的形狀。因此，掩模1被用來形成縱向條紋的象素。
各個芯片20被配置使得堵塞支撐基板10的開口區域12，并且在開口區域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上構成矩陣。
優選支撐基板10的構成材料具有與芯片20構成材料的熱膨脹系數相同或者近似的熱膨脹系數。由于芯片20是硅，因此用具有與硅的熱膨脹系數相同或者相近熱膨脹系數的材料來構成支撐基板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致的“畸變”或者“彎曲”的發生。例如，相對硅的熱膨脹系數(30×10E-7/℃)，康寧(コ一ニング)公司制造的派瑞克斯(Pyrex注冊商標)玻璃的熱膨脹系數(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(38×10E-7/℃)、金屬材料中42合金的熱膨脹系數(50×10E-7/℃)以及因瓦(invar)合金材料的熱膨脹系數(12×10E-7/℃)等也接近于硅的熱膨脹系數。因此，作為支撐基板10的構成材料，能夠使用派瑞克斯(Pyrex注冊商標)玻璃、無堿玻璃即OA-10以及42合金等。
如圖8所示，芯片20構成為在長方形板上設置開口部分22的結構。由于本實施方式的掩模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個該象素的區域相當大小的細長的溝形狀。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應的形狀。芯片20占有的面積比由掩模1形成的薄膜圖案(例如構成有機EL屏的薄膜圖案)的面積還小。
構成本實施方式芯片20的硅具有面方位(110)。但是，也可以用具有面方位(100)的硅構成芯片20。芯片20中開口部分22長軸方向的側面具有面方位(111)。將這種開口部分22側面的面方位作為(111)能夠通過對具有面方位(110)的硅晶片實施晶體各向異性蝕刻而簡便地實現。通過對實施了上述晶體各向異性蝕刻的硅晶片實施各向同性蝕刻，可對在硅晶片20中包含開口部分22的所有角部位施加圓角R。
在各個芯片20上至少形成2處對準標記14。對準標記14被用于在將芯片20貼合到支撐基板10上時的位置對準。對準標記145通過光刻技術或者晶體各向異性蝕刻等形成。
各個芯片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開口區域12長軸方向正交。開口部分20的寬度假設與例如象素的子象素節距d1相同。堵塞同一開口區域12的芯片20即相鄰芯片20a、20b配置具有象素之子象素節距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域12長軸方向正交的方向也有間隔。通過多個芯片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，本實施方式的掩模1由于將多個芯片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成大畫面顯示屏的縱向條紋圖案的象素。而且，本實施方式的掩模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)的一個例子的平面圖。圖10是表示對于形成了圖9所示蒸鍍圖案的基板通過錯開掩模1而再次施加蒸鍍處理后的狀態的一個例子的平面圖。圖11是表示對于形成了圖10所示蒸鍍圖案的基板通過錯開掩模1而再次施加蒸鍍處理后的狀態的一個例子的平面圖。
作為用于構成形成該蒸鍍圖案的被成膜部件的基板54，例如能夠使用構成有機EL裝置之構成要素的玻璃基板等透明基板。此時的蒸鍍圖案假設為構成例如有機EL裝置中的紅色發光層60的條紋圖案。因此，發光層60的寬度變成象素的子象素節距d1。
但是，在圖9所示的蒸鍍圖案中，沒有形成有機EL裝置紅色象素中的多行(例如40行×5)象素。因此，相對基板54，將掩模1在縱方向(Y軸方向)上僅僅錯開例如40個象素來進行再次蒸鍍處理，圖案形成如圖10所示的紅色發光層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，僅僅形成紅色發光層60，60’，沒有形成綠色和藍色發光層。因此，對于圖10所示狀態的基板54，通過將掩模1在橫方向(X軸方向)僅僅錯開子象素節距來將綠色發光材料形成圖案，形成了如圖11所示那樣的綠色發光層62。接著，通過將掩模1在橫方向(X軸方向)僅僅錯開子象素節距來將藍色發光材料形成圖案，形成了如圖11所示那樣的藍色發光層64。
由此，能夠簡便、高精度且低成本地形成用于構成能夠進行彩色顯示的大畫面板的薄膜圖案。在上述實施方式中，盡管通過一邊錯開同一掩模1一邊進行多次蒸鍍處理來形成用于構成一個大畫面板的薄膜圖案，但也可以通過預先做成多種掩模1并交互使用這多種掩模1來形成用于構成一個大畫面板的薄膜圖案。
圖12是表示本實施方式掩模制造方法的模式截面圖。即，圖12表示構成上述掩模1主要部分的硅晶片20的制造方法。
首先，準備面方位(110)的硅晶片20’，在該硅晶片20’的整個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構成的耐蝕刻掩模材料可以是在使用堿水溶液所進行的晶體各向異性蝕刻中具有持久性的膜。因此，相關的耐蝕刻掩模材料可以是通過CVD法設置的氮化硅膜，可以是通過濺射法設置的Au或者Pt膜等，不特別局限于氧化硅膜。
接著，對于上述硅晶片20’一個面上的氧化硅膜71，通過使用光刻技術形成圖案而形成與上述開口部分22之開口形狀(截面形狀)對應形狀的溝圖案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，可以在硅晶片20’上形成對準標記14。
與上述溝圖案72的形成同時，對于硅晶片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相對應部分的大的區域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。
對于氧化硅膜71，在通過光刻技術而進行的圖案形成中，使用例如緩沖的氟酸溶液。
接著，對于圖12(b)所示狀態的硅晶片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的部分能夠從一個面和另一個面兩邊被除去，在形成用于構成開口部分22的貫通溝的同時，還使包括開口部分22的區域厚度d2變小。通過該晶體各向異性蝕刻，還蝕刻硅晶片20’區域73側的角部分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間，能夠管理角部分74的錐形形狀和包括開口部分22的區域厚度d2。因此，即使掩模1和蒸鍍源之間的相對位置關系變動，也能夠制造出掩模1陰影區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。因此，在圖12(d)工序之后，通過實施圖5所示圓角形成工序來完成作為掩模1構成要素的芯片20。即，在圖12(d)工序之后，對芯片20實施規定時間的各向同性蝕刻。
根據本實施方式的制造方法，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使用也不容易使角部位破損的芯片20。
(電光學裝置制造方法)圖13是表示本發明實施方式的電光學裝置制造方法的模式截面圖。
本實施方式中，作為電光學裝置之一，舉出有機EL裝置進行說明。在圖13所示的掩模50(與上述掩模1相當)上，形成了磁性體膜52。磁性體膜52能夠由鐵、鈷、鎳等強磁性材料形成。或者，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合來形成磁性體膜52。掩模50的其他細節與上述掩模1是相同的。
在本實施方式中，使用掩模50將發光材料成膜在基板(成膜對象部件)54上。基板54是用于形成多個有機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。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EL裝置制造上所使用的發光材料之成膜方法的模式截面圖。發光材料例如是有機材料，作為小分子有機材料有鋁喹啉絡合物(quinolinol-aluminum complex，Alq3)，作為高分子有機材料有聚對笨撐乙烯(para-phenylene vinylen，PPV)。發光材料的成膜能夠通過蒸鍍實現。例如，如圖14(A)所示，通過介入掩模50，一邊使紅色發光材料形成圖案，一邊成膜，從而形成紅色發光層60。然后，如圖14(B)所示，通過錯開掩模50，一邊使綠色發光材料形成圖案，一邊成膜，從而形成綠色發光層62。然后，如圖14(C)所示，通過再次錯開掩模50，一邊使藍色發光材料形成圖案，一邊成膜，從而形成藍色發光層64。
本實施方式中，用于構成屏的芯片20被部分地粘結到支撐基板10上。因此，芯片20的自由度提高了，發生翹曲、彎曲變得困難，機械強度提高了，選擇蒸鍍的再現性提高了，生產率提高了。在本實施方式的掩模50中，在支撐基板10上形成了多個開口區域12，通過與各個開口區域對應來定位芯片20。多個芯片20與一個有機EL裝置對應。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EL裝置。
圖15是表示經過上述發光材料的成膜方法所制造的有機EL裝置的大概構成的模式截面圖。有機EL裝置具有基板54、電極56、空穴傳輸層58、發光層60、62、64等。在發光層60、62、64上形成了電極66。電極66例如是陰極電極。本實施方式的有機EL裝置優選使用作為顯示裝置(顯示器)，在發光層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。
(電子設備)
下面說明通過使用上述實施方式的掩模所制造的電子設備。
圖16(a)是表示便攜式電話一個例子的斜視圖。圖16(a)中，標記600表示便攜式電話機主體，標記601表示由通過使用上述實施方式的掩模所形成的電光學裝置構成的顯示部。圖16(b)是表示文字處理機、個人計算機等便攜式信息處理裝置一個例子的斜視圖。圖16(b)中，標記700表示信息處理裝置，標記701表示鍵盤等輸入部分，標記702表示由通過使用上述實施方式的掩模所形成的電光學裝置構成的顯示部分，標記703表示信息處理裝置主體。圖16(c)是表示手表電子設備一個例子的斜視圖。圖16(c)中，標記800表示手表主體，標記801表示由通過使用上述實施方式的掩模所形成的電光學裝置構成的顯示部分。
圖16所示電子設備能夠用大畫面顯示，能夠高質量顯示鮮艷均勻且大的圖像，而且能夠低成本制造。
本發明的技術范圍不局限于上述實施方式，在不脫離本發明精神的范圍內，能夠進行各種變化。實施方式中舉出的具體材料和層結構等只不過是一個例子，其能夠進行合適的變更。例如，在上述實施方式中，盡管將掩模1、100、200用作為蒸鍍掩模，但本發明不局限于此，也能夠將掩模1、100、200用作為濺射法或者CVD法等中的掩模。
權利要求
1.一種掩模，由硅構成，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.根據權利要求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，當在該被成膜部件上圖案形成薄膜時從該著物源射出物質；所述開口部分，成為在進行所述圖案形成時所述物質穿通所述掩模的貫通孔。
3.根據權利要求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.根據權利要求1～3中任一項所述的掩模，其特征在于，所述圓角呈現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，對作為掩模的構成部件的硅基板，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.根據權利要求5所述的掩模的制造方法，其特征在于，所述圓角形成工序，由對所述硅基板實施等方性蝕刻的處理所構成。
7.根據權利要求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晶氧化后的第1物質、和從該硅結晶除去被該第1物質氧化后的物質的第2物質進行。
8.根據權利要求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行。
9.根據權利要求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行。
10.根據權利要求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行。
11.根據權利要求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行。
12.根據權利要求5～11中任一項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行。
13.根據權利要求5～12中任一項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，與不重視該形狀精度時相比，所述圓角的半徑要小；在重視掩模的機械上的耐久性時，與不重視該耐久性時相比，所述圓角的半徑要大。
14.一種電光學裝置的制造方法，其特征在于，在形成成為電光學裝置的構成層的薄膜圖案時，采用權利要求1～4中任一項所述的掩模，或者采用由權利要求5～13中任一項所述的掩模的制造方法所制造的掩模。
15.一種電子機器，其特征在于，采用權利要求1～4中任一項所述的掩模，或者采用由權利要求5～13中任一項所述的掩模的制造方法所制造的掩模進行制造。
全文摘要
提供一種掩模(100)，由硅構成，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，難于破損且機械強度高。本發明還提供掩模制造方法、電光學裝置制造方法和電子設備。
文檔編號H05B33/10GK1678145SQ200510062950
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月31日 優先權日2004年3月31日
發明者四谷真一 申請人:精工愛普生株式會社