专利名称：成膜装置以及成膜方法
技术领域：
本发明涉及一种成膜装置以及成膜方法，尤其是涉及适用于有机EL元件的制造的技术。
背景技术：
现在，有机EL元件的成膜装置中有群集(cluster)方式和直列(inline)方式的成膜装置。图10表示了群集方式的成膜装置101的结构的一例，图11表示了直列方式的成膜装置201的结构的一例。在群集方式的成膜装置101的情况下，如图10所示，是通过交接室102连结单片式的第一、第二成膜装置110、120而构成的，在各自的运送室111、121内设有运送机械臂131、132。在第一成膜装置110中，使用运送机械臂131将从第一成膜装置110的运入室112运入的基板100依次经由运送室111向各处理室113 117运入进行处理，之后将基板100向交接室102移送(附图标记118表示掩模存放室)。进而，在第二成膜装置120中，使用运送机械臂132将基板100依次经由运送室121运入各处理室122 125进行处理(附图标记127表示掩模存放室)，之后将基板100向运出室126移送。在上述的处理室113 117以及处理室122 125中，分别设有用于使掩模和基板100对位的校准机构以及蒸镀源(均未图示)，在各处理室113 117以及处理室122 125中，使基板100和掩模精密地对位后进行成膜。另ー方面，在直列方式的成膜装置201的情况下，如图11所示，通过运送机械臂231，将从运入室202经由前处理室203以及运送室204运入的基板200经由设在成膜区域210上的交接室211运入校准室212，进行基板200和掩模(带掩模的托板)230的对位。经由交接室211移送来的基板200在有机蒸镀室214、215中由未图示的辊运送掩模230和基板200，并且在基板200上连续的成膜出多个有机材料层。之后，在交接室216中将基板200与掩模230分离，通过运送机械臂232仅取出基板200，将基板200向电极成膜区域227的运送室222移送。在电极成膜区域227，经由运送室222将基板200依次运入各处理室223、224，在基板200上形成阴极电极，之后将基板200向运出室225移送(附图标记226表示掩模存放室)。在交接室216中与基板200分离的掩模230经由拐角室217、返程室218、拐角室219返回交接室211 (附图标记220表示掩模存放室，附图标记221表示使用后的掩模存放室)。在以往的上述两种方式中，尤其是在要与基板的大型化(G5以上)相对应、且缩短生产节拍的情况下存在以下的问题。首先，在群集方式的情况下，多个成膜室的每ー个都需要运送室以及运送机械臂，存在装置大型化的问题。而且，存在成膜室与成膜室之间的空间増大，占地面积(地面占有面积)増大的问题。进而，由于经由运送室而存在基板运送上花费时间，生产节拍的缩短困难的情况。另ー方面，直列方式是使多个基板通过同一个处理室，以同一个处理室连续地进行成膜出多个有机层的成膜处理，从而能够缩短在群集方式中成为问题的成膜时间的长度。但是，在以往的直列方式中，由于是将基板与掩模固定而ー边使其一体地移动ー边进行成膜，所以需要大量的掩模。
进而，在分涂RGB的器件制作的情况下，直列的回路需要三个，存在装置结构成为大規模的问题。专利文献I :特开2003-332052号公报，
专利文献2 :特开2009-224231号公报。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术的不良情况而创造的，其目的在于提供一种与基板的大型化相对应，并且生产节拍短、低成本的成膜装置以及成膜方法。为了解决上述问题，本发明的成膜装置具有成膜室，放置基板的基板保持框，能够从朝向上述基板方向的排放ロ向上述成膜室内排放成膜材料的蒸气的蒸镀源，以及使上述基板保持框沿着上述成膜室内通过与上述排放ロ对向的位置的基板运送路径移动的移动机构，通过上述蒸气在上述基板的表面上进行成膜，还具有配置在上述基板运送路径与上述排放ロ之间、放置具有多个贯通孔的掩模的掩模保持框，和使上述掩模保持框上的上述掩模相对于与上述掩模相面对的上述基板对位的对位装置，将放置上述基板的上述基板保持框运入上述成膜室内，并使其在与上述掩模保持框上的上述掩模相面对的位置静止，在使上述基板与上述掩模均相对于上述成膜室静止的状态下，在上述基板表面上进行了成膜后，保持将上述掩模留在上述成膜室内，将上述基板保持框向上述成膜室外运出。本发明的成膜装置中，具有配置在上述成膜室内、通过静电吸附保持上述基板的基板吸附板。本发明的成膜装置中，具有基板保持框升降装置，该基板保持框升降装置设有配置在上述成膜室内能够与上述基板保持框相面对的位置的接触部，和使上述接触部向上述基板方向移动地构成的接触部移动机构。本发明的成膜装置中，具有掩模升降装置和能够载置上述掩模的板状的掩模运送板，该掩模升降装置设有配置在上述成膜室内能够与上述掩模保持框上的上述掩模相面对的位置的腕部，和使上述腕部向上述基板方向移动地构成的腕部移动机构，上述运送机构使上述掩模运送板沿着上述基板运送路径移动，上述掩模升降装置使上述掩模从上述掩模保持框向上述掩模运送板移动。本发明的成膜装置中，具有基板吸附装置，该基板吸附装置设有基板吸附板，粘接部件，以及吸附装置移动机构，该基板吸附板的一面形成为平面状，设有静电吸附机构，形成有吸附板贯通孔，在上述成膜室内以上述基板运送路径为中央而配置在上述掩模保持框的相反ー侧，上述一面朝向上述基板运送路径，该粘接部件具有凸部和板部，该凸部的高度比上述基板吸附板的厚度高，并且直径比上述吸附板贯通孔小，前端固定有粘接剂层，该板部的一面突出设有上述凸部，在上述成膜室内以上述基板吸附板为中央而配置在上述基板输送路径的相反ー侧，上述凸部的前端穿过上述吸附板贯通孔从上述基板吸附板的上述一面突出，该吸附装置移动机构能够将上述基板吸附板与上述粘接部件分别向相对于上述基板吸附板的上述一面垂直的方向移动。本发明的成膜装置中，在上述成膜室内配置有多个上述掩模保持框，各上述掩模保持框分别放置不同的上述掩模，上述对位装置使分别放置在各上述掩模保持框上的上述掩模相对于上述基板对位。本发明的成膜装置中，上述对位装置具有检测装置，掩模保持框移动旋转装置，掩模保持框升降装置，以及掩模保持框移动控制装置，该检测装置检测上述掩模所具有的掩模标识和上述基板所具有的基板标识，该保掩模保持框移动旋转装置在上述成膜室内使上述掩模保持框向与上述基板表面平行的方向移动，并且绕相对于上述基板表面垂直的旋转 轴线旋转，该掩模保持框升降装置使上述掩模保持框向相对于上述基板表面垂直的方向移动，该掩模保持框移动控制装置基于上述检测装置的检测结果决定上述掩模保持框移动旋转装置移动上述掩模保持框的朝向和移动量，以及旋转上述掩模保持框的朝向和旋转量。本发明的成膜装置中，上述蒸镀源的排放ロ能够在上述成膜室内向与上述基板的成膜面平行的方向移动。本发明的成膜装置中，上述基板吸附板含有聚酰亚胺、陶瓷、SiC、BN中的某ー种材质。本发明的成膜装置中，多个上述成膜室串联地连接。本发明的成膜方法对成膜室内进行真空排气，将放置基板的基板保持框运入上述成膜室内，使上述基板保持框在上述成膜室内沿着通过与蒸发源的排放ロ对向的位置的基板运送路径移动，使上述基板保持框上的上述基板与上述排放ロ相面对，从上述排放ロ向上述成膜室内排放成膜材料的蒸气，在通过上述蒸气在上述基板表面上成膜出薄膜后，将放置上述基板的上述基板保持框向上述成膜室外运出，在将放置上述基板的上述基板保持框运入上述成膜室内之前，预先将具有多个贯通孔的掩模放置在上述成膜室内设在上述排放ロ与上述基板运送路径之间的掩模保持框上，将上述基板保持框运入上述成膜室内，使上述基板保持框上的上述基板在与上述掩模保持框上的上述掩模相面对的位置静止，使上述掩模相对于上述基板对位，在使上述基板与上述掩模均相对于上述成膜室静止的状态下，从上述排放ロ排放上述蒸气，在上述基板表面上进行了成膜后，保持将上述掩模放置在上述成膜室内的上述掩模保持框上，将放置上述基板的上述基板保持框向上述成膜室外运出。本发明的成膜方法中，将放置上述基板的上述基板保持框运入上述成膜室内，使上述基板保持框在上述成膜室内一边与沿着上述基板运送路径设置的运送部件接触ー边移动，使上述基板保持框上的上述基板在与上述掩模保持框上的上述掩模相面对的位置静止，在使上述掩模相对于上述基板对位之前，预先使上述基板保持框与上述运送部件分离并在分离的位置静止，在完成了上述基板表面的成膜后，使上述基板保持框与上述运送部件相接触井向上述成膜室外运出。本发明的成膜方法中，在将上述基板保持框运出到上述成膜室外后，使上述掩模离开上述掩模保持框并向上述成膜室外运出，在将上述基板保持框运入上述成膜室内之前，将上述掩模运入上述成膜室内并放置在上述掩模保持框上。本发明的成膜方法中，在使上述基板保持框在上述基板的表面与上述掩模相面对的位置静止后、使上述掩模相对于上述基板对位之前，使一面形成为平板状且内部设有电极的基板吸附板的上述一面与上述基板的背面相面对，使前端固定有粘接剂层的粘接部件的上述前端穿过形成在上述基板吸附板上的吸附板贯通孔向朝向上述基板的背面的粘接方向移动，从上述基板吸附板的上述一面突出，与上述基板的背面接触并进行推压，使上述基板的背面经由上述粘接剂层粘接在上述粘接部件的上述前端，预先在上述基板吸附板的上述电极上外加直流电压，使上述粘接部件的上述前端向朝向与上述粘接方向相反的分离方向移动，ー边使上述粘接部件的上述前端进入上述吸附板贯通孔中ー边使粘接在上述粘接部件的上述前端的上述基板的背面与上述基板吸附板的上述一面相接触而使其静电吸附，预先使上述粘接剂层与上述基板的背面分离，使上述基板的背面持续静电吸附在上述基板吸附板的上述一面上，直至完成上述基板表面的成膜。本发明的成膜方法中，在使上述掩模相对于上述基板对位之前，预先将上述掩模表面与上述基板表面之间的间隔定为基准间隔，预先将上述掩模所具有的掩模标识与上述基板所具有的基板标识的相对位置关系定为基准位置关系，在使上述掩模相对于上述基板对位时，使上述掩模向相对于上述基板表面垂直的方向移动到上述掩模表面与上述基板表面之间的间隔成为基准间隔，检测上述掩模标识与上述基板标识，基于检测结果，预先使上述掩模向与上述基板表面平行的方向移动、并且使上述掩模绕相对于上述基板表面垂直的旋转轴线旋转到上述掩模标识与上述基板标识的相对位置关系成为上述基准位置关系，持续使上述基板与上述掩模双方相对于上述成膜室静止，直至完成上述基板表面的成膜。本发明的成膜方法中，ー边使上述排放ロ在上述成膜室内向与上述基板表面平行的方向移动ー边从上述排放ロ排放上述蒸气，在上述基板表面上进行成膜。与以往的群集方式的成膜装置相比，本发明的生产节拍要短。即使在使用不同的掩模图案的掩模的情况下，与以往的直列方式的成膜装置相比，装置尺寸要小，能够将装置价格控制得更低。由干与以往的直列方式相比使用的掩模的片数要少，所以成本也更低。
图I是本发明的成膜装置的大致结构 图2是本发明的成膜装置的成膜室的内部侧视 图3是使掩模运送板静止在与排放ロ相面对的位置时的第一成膜室的内部侧视 图4是使基板保持框静止在基板的成膜面与掩模相面对的位置时的第一成膜室的内部侧视 图5是使基板保持框从与排放ロ相面对的位置移动后的第一成膜室的内部侧视 图6是基板与基板保持框的俯视 图7是分别配置了第一、第二掩模保持框的各成膜室的内部侧视 图8是掩模与掩模保持框的俯视 图9是两个掩模与第一、第二掩模保持框的俯视图；图10是现有技术的群集方式的成膜装置的大致结构 图11是现有技术的直列方式的成膜装置的大致结构 图12是使基板与掩模对位后的第一成膜室的内部侧视图。附图标记说明
I :成膜装置，11 :基板，Ila:基板标识，12 :基板保持框，15 、15ρ152 :掩模，15a、15&1、15a2 :掩模标识，16 :掩模运送板,24、25、26 :成膜室(第一、第二、第三成膜室),41、4122 4128、4131、4132 :真空槽，42 :蒸镀源，42c :排放ロ，43、43p432 :掩模保持框(第一、第二掩模保持框)，44a :掩模保持框移动旋转装置，44b :掩模保持框升降装置，45 :基板保持框升降装置，45a :接触部，45b :接触部移动机构，49、4922 4928、4931、4932 :真空排气装置，51 :运送机构，65 :掩模升降装置，65a :腕部，65c :腕部移动机构(腕部悬吊棒移动装置)，71 :掩模保持框移动控制装置，81 :基板吸附装置，81a :基板吸附板，81b :粘接部件，Slb1 :板部，81b2 凸部，81e :吸附装置移动机构，82 :吸附板贯通孔，83 :粘接剂层。
具体实施例方式以本发明的成膜装置的构造为在基板12上依次成膜出有机EL元件的发光层等有机薄膜的成膜装置为例进行说明。图I表示了成膜装置I的大致结构图。成膜装置I具有多个成膜室24、25、26。成膜装置I在此是具有三个成膜室24、25、26，以下将三个成膜室24、25、26分别称为第一、第二、第三成膜室，第一、第二、第三成膜室24、25、26以该顺序串联排列。在此，在第一成膜室24的邻近配置有第一交接室23，在第一交接室23的邻近分别配置有基板运入室22和掩模运入室31。而且,在第三成膜室26的邻近配置有第二交接室27，在第二交接室27的邻近分别配置有基板运出室28和掩模运出室32。各室22 28以及31、32分别各具有ー个真空槽4122 4128、4131、4132和ー个真空排气装置 4922 4828、4931、4932。各室22 28、31、32的真空排气装置4922 4928、4931、4932分别配置在该室的真空槽4122 4128、4131、4132的外侧，能够对该室的真空槽4122 4128、4131、4132内进行真空排气。在此，基板运入室22，第一交接室23，第一、第二、第三成膜室24、25、26，第二交接室27，以及基板运出室28的各真空槽4122 4128配置成在一直线上排列，相邻的各真空槽4122 4128内以相互面对的面气密地连接。掩模运入室31和掩模运出室32的各真空槽4131、4132分别配置在该直线的侧方，分别以与该直线平行的面与第一、第二交接室23、27的真空槽4123、4127相面对，掩模运入室31的真空槽4131与第一交接室23的真空槽4132以相互面对的面气密地连接，掩模运出室32的真空槽4132与第二交接室27的真空槽4127以相互面对的面气密地连接。当使横切各真空槽4122 4128内的ー个平面作为基准面时，在基准面上，按照各真空槽4122 4128分别设有辊方式的运送机构5122 5128。在各真空槽4122 4128内，运送机构5122 5128作为运送部件具有多组两个为ー组的圆筒状的棍51a、51b。一组中的两个棍51a、51b分别制成圆筒形的一端部相互对合。基板运入室22，第一交接室23，第一、第二、第三成膜室24、25、26，第二交接室27，、以及基板运出室28的辊51a、51b每组配置成沿着贯通各真空槽4122 4128的一条直线(以下称为基准线)排列成一列，一组中的两个辊51a、51b以该直线为中央而配置在互为相反一侦れ在运送机构5122 5128上连接有运送机构控制装置50，运送机构5122 5128当从运送机构控制装置50接收到控制信号时使各辊51a、51b绕各自的圆筒形的中心轴线旋转。在第一、第二交接室23、27中分别配置有升降机构52^52”第一交接室23的升降机构5 相对于该交接室23接收从掩模运入室31运入的掩模，第二交接室27的升降机构522相对于该交接室27交接向掩模运出室32运出的掩模。在掩模运入室31和掩模运出室32中配置有掩模运送用的掩模运送机构91^9“。接着，对各成膜室24 26的构造进行说明。
图2表不了各成膜室24 26的内部侧视图。由于各成膜室24 26的结构相同，动作也相同，因而以图2的一幅附图进行说明。而且，以附图标记41表示各成膜室24 26的真空槽4124 4126，以附图标记49表示真空排气装置4924 4926。各成膜室24-26分别具有蒸镀源42。蒸镀源42具有供给源42a和排放装置42b。在此，供给源42a配置在真空槽41的外侧，排放装置42b配置在真空槽41内，但也可以是双方均配置在真空槽41内。供给源42a和排放装置42b分别具有箱状的筐体42^,421^。在供给源42a的筐体42a3的内部，配置有配置固体或者液体的有机材料的坩埚42&1和对该有机材料进行加热的加热单元42a2。将作为成膜材料的有机材料配置在坩埚42&1中并进行加热而产生有机材料的蒸气。供给源42a的筐体42a3通过配管与排放装置42b的筐体421^相连，有机材料的蒸气从供给源42a向排放装置42b的筐体42bi供给。在排放装置42b的筐体42bi的一面上，相互平行地形成有多个细长的排放ロ 42c。排放装置42b的排放ロ 42c竖直地朝向基准面，有机材料的蒸气从排放ロ 42c朝向真空槽41内的基准面排放。在基准面与排放ロ 42c之间配置有“ ロ ”字形状的掩模保持框43，并且“ ロ ”字形状的开ロ部分与排放ロ 42c相面对。接着，对使用了该成膜装置I的成膜方法进行说明。在此，将水平面作为基准面，将相对于基准面竖直的方向称为竖直方向，排放ロ42c竖直地朝向上方。首先，參照图I预先对各室22 28、31、32的真空槽4122 4128、4131、4132内进行真空排气。以后持续真空排气而維持各真空槽4122 4128、4131、4132内的真空环境。通过各成膜室24 26的蒸镀源42的供给源42a预先产生有机材料的蒸气。但是，从排放ロ 42c还不开始蒸气的产生。将具有多个贯通孔、外周比掩模保持框43的内周大的板状的掩模载置在掩模运送板上，该掩模运送板比掩模的外周大、且宽度比运送机构5122 5128相互对合的辊51a、51b的间隔宽。以下，将掩模的两面中与掩模运送板相面对的面称为背面，将与其相反的面称为表面。接着，保持維持掩模运入室31的真空槽4131内的真空环境将掩模运送板运入该真空槽4132内并放置在掩模运送机构91^上。附图标记15表不掩模，附图标记16表不掩模运送板。在将掩模运入室31的掩模运送机构9し相对于第一交接室23伸长,将掩模运送板16放置在第一交接室23的升降机构5 上后，将掩模运送机构W1缩回(返回)，使掩模运送板16从掩模运入室31的真空槽4131内向第一交接室23的真空槽4132内移动。当使第一交接室23和第一成膜室24的辊51a、51b分别旋转,使掩模运送板16从第一交接室23的真空槽4123内移动到第一成膜室24的真空槽4124内后，在掩模运送板16与排放ロ 42c (參照图2)相面对时使辊51a、51b的旋转停止，使掩模运送板16在第一成膜室24的真空槽4124内静止。图3表不了在使掩模运送板I在与排放ロ 24c相面对的位置6静止时的第一成膜室24的内部侧视图。在将掩模运送板16作为中央时,掩模升降装置65配置在掩模保持框43的相反一侦1K掩模升降装置65具有棒状的腕部65a,腕部悬吊棒65b,以及腕部悬吊棒移动装置(腕 部移动机构)65c。腕部悬吊棒65b以中心轴线竖直地朝向掩模运送板16地配置在与掩模15相面对的位置的外侧。腕部悬吊棒65b的一端固定在腕部65a的一端,其朝向为相互的中心轴线垂直地交叉，腕部悬吊棒65b的另一端气密地贯通真空槽4124，并与配置在真空槽4124的外侧的悬吊棒移动装置65c相连。在腕部悬吊棒移动装置65c上连接有掩模升降控制装置66，腕部悬吊棒移动装置65c当从掩模升降控制装置66接收到控制信号时使腕部悬吊棒65b绕中心轴线旋转，并且使腕部悬吊棒65b向与中心轴线平行的方向移动。首先，当使腕部悬吊棒65b旋转成腕部65a不与掩模15的表面相面对后，使腕部悬吊棒65b朝向掩模运送板16移动,使腕部65a位于掩模15的侧方。使腕部悬吊棒65b旋转成腕部65a与掩模15的背面相面对，将掩模15放置在腕部65a上。接着，使掩模15以离开掩模运送板16的朝向移动，使掩模15与掩模运送板16分离。分别使第一成膜室24和第二成膜室25的辊51a、51b旋转，使空的掩模运送板16下从第一成膜室24的真空槽4124内向第二成膜室25的真空槽4125内移动。接着，使腕部悬吊棒65b朝向掩模保持框43移动，将腕部65a上的掩模15载置在掩模保持框43上。当使腕部悬吊棒65b旋转成腕部65a不与掩模15的背面相面对后，使腕部悬吊棒65b向离开掩模保持框43的方向移动而在开始的位置静止。这样将掩模15放置在掩模保持框43上。图8表不了掩模15与掩模保持框43的俯视图。关于移动到第二成膜室25的真空槽4125内的空的掩模运送板16，參照图1，当使掩模运送板16从第二成膜室25的真空槽4125内经由第三成膜室26的真空槽4126内而移动到第二交接室27的真空槽4127内后，在第二交接室27的真空槽4127内静止。使第二交接室27的升降机构522上升，将掩模运送板16放置在升降机构522上。在将掩模运出室32的掩模运送机构912相对于第二交接室27伸长而插入掩模运送板16与升降机构522之间后，使升降机构522下降。保持将掩模运送板16放置在掩模运送机构912上将掩模运送机构912缩回(返回)，使掩模运送板16从第二交接室27的真空槽4127内向掩模运出室32的真空槽4132内移动。使掩模运送板16在掩模运出室32的真空槽4132内静止。保持维持了掩模运出室32的真空槽4132内的真空环境，将掩模运送板16向真空槽4132的外侧运出。与上述的方法同样，分别预先将掩模15放置在第二、第三成膜室25、26的掩模保持框43上。图6表示了作为成膜对象的基板11和放置基板11的基板保持框12的俯视图。在基板11的表面(成膜面)上预定有多个成膜区域。基板保持框12形成为“ ロ”字形状，在“ ロ”字形状的开ロ设有梁12a。“ ロ”字形状的内周形成得比基板11的外周小，当将基板11载置在基板保持框12上时，基板11不会从“ ロ”字形状的开ロ落下。
基板保持框12的宽度形成得比运送机构5122 5128的相互对合的辊51a、51b的间隔宽。首先，将基板11在基板保持框12上载置成基板11的表面与相邻的成膜区域之间的部分与梁12a相面对。接着，參照图1，保持維持了基板运入室22的真空槽4122内的真空环境，将基板保持框12运入该真空槽4122内，使基板保持框12与运送机构51的辊51a、51b相接触。此时，基板保持框12上的基板11的表面与水平面平行。当分别使基板运入室22，第一交接室23，以及第一成膜室24的各辊51a、51b旋转，将基板保持框12从基板运入室22的真空槽4122内经由第一交接室23的真空槽4123内移动到第一成膜室24的真空槽4124内后，在放置在基板保持框12上的基板11的成膜面与掩模15相面对时，使辊51a、51b的旋转停止，使基板保持框12在第一成膜室24的真空槽4124内静止。图4表示了使基板保持框12在基板11的表面与掩模15相面对的位置静止时的第一成膜室24的内部侧视图。在掩模保持框43的外侧配置有基板保持框升降装置45。基板保持框升降装置45具有接触部45a和接触部移动机构45b。接触部45a在此是配置在能够与朝向基板保持框12的下方的面相面对的位置。在接触部移动机构45b上连接有接触部移动控制装置73，接触移动机构45b当从接触部移动控制装置73接收到控制信号时，使接触部45a在竖直方向上移动。首先，使接触部45a竖直向上地朝向基板保持框12移动而与基板保持框12相接触，经由接触部45a抬起基板保持框12，使基板保持框12与辊51a、51b分离并静止。通过使基板保持框12与运送机构51分离，能够防止运送机构51的振动传向基板保持框12。本发明的基板保持框升降装置45并不仅限于上述那样从下方对基板保持框12外加外力将其抬起的构造，既可以构成为将两个接触部45a配置在基板保持框12的侧方，横向夹住基板保持框12后将其抬起，也可以构成为将接触部45a配置在基板保持框12的上方，从上方悬吊基板保持框12。在将基板11作为中央时，基板吸附装置81配置在掩模15的相反ー侧。基板吸附装置81具有基板吸附板81a和板状的粘接部件81b。
基板吸附板81a的一面(以下称为表面)形成为平面状，在与基板保持框12相面对时，在与梁12a相面对的位置形成有吸附板贯通孔82。吸附板贯通孔82的形状并不仅限于包围周围的形状，也可以是在周围的局部具有开ロ的缺ロ形状。在基板吸附板81b的背面竖直地固定有棒状的板悬吊棒81d。粘接部件81a具有板部Slb1和凸部Slb2。凸部Slb1形成为高度比基板吸附板81a的厚度高、直径比吸附板贯通孔82小，突出设置在使板部Slb1的一面(以下称为表面)与基板吸附板81a的背面相面对时与吸附板贯通孔82相面对的位置。在板部Slb1上与板悬吊棒81d的端部相面对的位置形成有比板悬吊棒Sld的直径大的开ロ，管状的部件悬吊管Sle竖直地固定成与板部Slb1背面的开ロ连通。部件悬吊管Sle的直径形成得比板悬吊棒81d的直径大，板悬吊棒Sld的一端插入部件悬吊管81e中，板悬吊棒81d的中心轴线与部件悬吊管81e的中心轴线相互平行。
在基板吸附装置81构成为在一边维持板悬吊棒81d的一端插入部件悬吊管Sle中的状态ー边使基板吸附板81a与粘接部件81b相对接近地移动时，粘接部件81b的凸部Slb2的前端从基板吸附板81a的背面穿过吸附板贯通孔82而从基板吸附板81a的背面突出。基板吸附装置81在真空槽4124内配置成板悬吊棒81d与部件悬吊管81e的中心轴线竖直地朝向基板11表面，基板吸附板81a的表面与基板11的背面相面对，吸附板贯通孔82经由基板11与基板保持框12的梁12a相面对。板悬吊棒Sld的一端与部件悬吊管Sle的一端分别气密地贯通真空槽4124，并与配置在真空槽4124的外侧的吸附装置移动机构81c相连。在吸附装置移动机构81c上连接有吸附装置移动控制装置67，在吸附装置移动机构81c从吸附装置移动控制装置67接收到控制信号吋，使板悬吊棒81d和部件悬吊管Sle在与各自的中心轴线平行的方向上移动。基板吸附板81a含有聚酰亚胺、陶瓷、SiC, BN中某ー种物材质，在内部设有电极而构成静电吸附机构，配置在真空槽41的外侧的电源装置68与电极电连接。基板吸附板81a构成为在电极上从电源装置68外加了规定的直流电压时，在与吸附对象物之间产生静电形成的引力。在粘接部件81b的凸部8Ib2的前端固定有粘接剂层83。基板保持框12上的基板11以与梁12a相面对的部分支撑在梁12a上而保持了平面性，但在离开梁12a的部分则因重力而变形成向下方鼓出。在后述的掩模15与基板11对位的エ序之前需要预先消除基板11的变形。首先，使基板吸附板81a朝向基板11移动，在表面与基板11相接触的位置或者以很小的间隙分离的位置静止。使粘接部件81b的凸部Slb2的前端向朝向基板11的背面的粘接方向移动，使凸部Slb2前端的粘接剂层83与基板11的背面接触并进行推压，使基板11的背面经由粘接剂层83粘接在粘接部件81的凸部81b2的前端。使粘接部件81的凸部81b2的前端向朝向与上述粘接方向相反的分离方向移动，一边使凸部Slb2的前端进入吸附板贯通孔82中一边使粘接在凸部Slb2的前端的基板11的背面与基板吸附板81a的表面相接触。在基板吸附板81a的电极上外加规定的直流电压，在与基板11之间产生静电引力。基板11的背面通过静电吸附机构而静电吸附在基板吸附板81a的表面上。通过将基板11的背面以面静电吸附在基板吸附板81a的表面上，以后能够将基板11维持在平面的状态。使凸部Slb2的前端向上述分离方向移动，消除粘接剂层83形成的与基板11背面的粘接，使粘接剂层83与基板11的背面分离。在掩模保持框43上连接有掩模保持框移动装置44。掩模保持框移动装置44在此具有掩模保持框移动旋转装置44a和掩模保持框升降装置44b。掩模保持框移动旋转装置44a与掩模保持框43相连，掩模保持框升降装置44b与掩模保持框移动旋转装置44a相连。
掩模保持框移动旋转装置44a构成为在从配置在真空槽41的外侧的掩模保持框移动控制装置71接收到控制信号时，使掩模保持框43分别向与基准面平行并相互交叉的两个方向移动，并且绕相对于基准面垂直的旋转轴线旋转。掩模保持框升降装置44b构成为在从掩模保持框移动控制装置71接收到控制信号时，使掩模保持框43与掩模保持框移动旋转装置44a —起向相对于基准面垂直的方向移动。在掩模保持框移动控制装置71上连接有检测掩模15与基板11的相对位置关系的检测装置。在此，在基板11上预先形成有基板标识Ila (參照图6)，在掩模15上预先形成有掩模标识15a (參照图8)。掩模15上的掩模标识15a形成在掩模15的各贯通孔分别与基板11的对应的成膜区域重合时与基板标识Ila重合的位置。在此，检测装置是摄像装置62，以基板作为中央配置在掩模15的相反ー侧，镜头垂直地朝向基板11。基板保持框12上基板标识Ila的周围形成有缺ロ(參照图6),摄像装置62能够分别拍摄基板11所具有的基板标识11a，和经由基板保持框12的缺ロ部分的透明的基板11拍摄掩模15所具有的掩模标识15a。本发明的摄像装置62并不仅限于上述构造，也可以在基板11的上方和掩模15的下方分别配置摄像装置62，分别由不同的摄像装置62拍摄基板标识Ila和掩模标识15a。掩模保持框移动控制装置71根据摄像装置62的拍摄结果测定将掩模标识15a正投影到基准面上的投影掩模标识，和将基板标识Ila正投影到基准面上的投影基板标识的相对位置关系，以投影掩模标识与投影基板标识相一致的方式决定掩模保持框移动旋转装置44a移动掩模保持框43的朝向和移动量，以及旋转掩模保持框43的朝向和旋转量。而且，掩模保持框移动控制装置71预先知道掩模15的高度和基板11的高度，以基板11的背面和掩模15的表面之间的间隔为规定的距离(也可以为零)的方式决定掩模保持框升降装置44b移动掩模保持框43的朝向和移动量。若将使掩模保持框43上的掩模15相对于与该掩模15相面对的基板11对位的装置称为对位装置，则在此是由掩模保持框移动装置44，检测装置，以及掩模保持框移动控制装置71构成对位装置。首先，使掩模保持框43向相对于基准面垂直的方向移动到掩模15的表面与基板11的表面之间的间隔为规定的距离。掩模15的表面与基板11的表面之间的间隔由于间隔过大则将在基板11的表面成膜出轮廓不清晰的薄膜而优选是50 μ m O μ m (紧贴)。接着，用摄像装置62分别拍摄基标识Ila和掩模标识15a，基于拍摄结果，使掩模保持框43向与基准面平行的方向移动、并且使掩模保持框43绕与基准面垂直的旋转轴线旋转到投影掩模标识和投影基板标识相一致。图12表示了将基板11与掩模15如上所述对位后的第一成膜室24的内部侧视图。接着，当在使基板11和掩模15均静止的状态下从排放ロ 42c排放成膜材料的蒸气时，蒸气穿过掩模15的各贯通孔而分别到达基板11的规定的成膜区域，在各成膜区域成膜出成膜材料的薄膜。在基板11上成膜了规定的时间后，使蒸气从排放ロ 42c的排放停止。使掩模保持框43向离开基板保持框12的方向移动,使掩模表面15与基板11表面分离。 停止直流电源向基板吸附板81a的静电吸附机构上的外加，解除基板11的静电吸附，使基板11载置在基板保持框12上。使基板吸附板81a和粘接部件81b向离开基板11的方向移动，并在开始的位置静止。使基板保持框升降装置45的接触部45a与基板保持框12—起向下方移动，使基板保持框12与辊51a、51b相接触。使接触部45a进ー步向下方移动而与基板保持框12分离。參照图1，分别使第一成膜室24和第二成膜室25的辊51a、51b旋转，保持掩模15留在第一成膜室24的真空槽4124内，使基板保持框12从第一成膜室24的真空槽4124内朝向第二成膜室25的真空槽4125内移动。同样，在第二、第三成膜室25、26的真空槽4125、4126内分别在基板11上进行成膜。保持掩模15留在第一成膜室24中而将由第一成膜室24完成了成膜的基板11(第一基板)向第二成膜室24运送，同时将由第一成膜室24进行成膜之前的基板11 (第二基板)向第一成膜室24运入,从而能够在由第二成膜室25对第一基板进行成膜的同时由第一成膜室24对第二基板进行成膜。通过分别由不同的成膜室同时对多个基板进行成膜，能够缩短多片基板成膜所需要的时间。在完成了第三成膜室26的基板11的成膜后，分别使第三成膜室26，第二交接室27，以及基板运出室28的辊51a、51b旋转，使基板保持框12从第三成膜室26的真空槽4126内经由第二交接室27的真空槽4127内移动到基板运出室28的真空槽4128内后，使辊51a、51b的旋转停止，使基板保持框12在基板运出室28的真空槽4128内静止。保持維持基板运出室28的真空槽4128内的真空环境，将基板保持框12向真空槽4128的外侧运出。这样，能够得到由第一、第二、第三成膜室24、25、26成膜后的基板11。图5表示了使基板保持框12从与排放ロ 42c相面对的位置移动后的第一成膜室24的内部侧视图。在以上述的方法对规定片数的基板11进行了成膜后更换掩模15的情况下，參照图5，在如后所述将空的掩模运送板16运入真空槽4124内之前，使腕部悬吊棒65b旋转成腕部65a不与掩模15的表面相面对后，使腕部悬吊棒65b朝向掩模保持框43移动，使腕部65a位于掩模15的侧方。接着，使腕部悬吊棒65b旋转成腕部65a与掩模15的背面相面对，将掩模15放置在腕部65a上。接着,使腕部悬吊棒65b以离开掩模保持框43的朝向移动，使掩模15与掩模保持框43分离。如后所述，将使空的掩模运送板16静止的位置为中央，使掩模15预先向成为与掩模保持框43相反ー侧的方向移动并静止。接着，參照图1，保持维持掩模运入室31的真空槽4131内的真空环境，将空的掩模运送板16运入该真空槽4131内，将掩模运送板16放置在掩模运送机构上。当将掩模运入室31的掩模运送机构9^相对于第一交接室23伸长，将掩模运送板16放置在第一交接室23的升降机构5 上后，将掩模运送机构W1缩回(返回)，使掩模运送板16从掩模运入室31的真空槽4131内向第一交接室23的真空槽4123内移动。在分别使第一交接室23和第一成膜室24的辊51a、51b旋转,将掩模运送板16从第一交接室23的真空槽4123内移动到第一成膜室24的真空槽4124内后，当掩模运送板16与排放ロ 42c (參照图5)相面对时，使辊51a、51b的旋转停止，使掩模运送板16在第一成膜室24的真空槽4124内静止。 參照图5,使腕部悬吊棒65b朝向掩模运送板16移动,将腕部65a上的掩模15载置在掩模运送板16上。在使腕部悬吊棒65b旋转成腕部65a不与掩模15的背面相面对后，使腕部悬吊棒65b向离开掩模运送板16的方向移动，在开始的位置静止。这样，将掩模15放置在掩模运送板16上。接着，參照图1，在使掩模运送板16从第一成膜室24的真空槽4124内依次经由第ニ、第三成膜室25、26的真空槽4125、4126移动到第二交接室27的真空槽4127内后，在第二交接室27的真空槽4127内静止。使第二交接室27的升降机构522上升，将掩模运送板16放置在升降机构522上。当将掩模运出室32的掩模运送机构912相对于第二交接室27伸长而插入掩模运送板16与升降机构522之间后，使升降机构522下降。保持将掩模运送板16放置在掩模运送机构912上，将掩模运送机构912缩回(返回)，使掩模运送板16从第二交接室27的真空槽4127内向掩模运出室32的真空槽4132内移动。使掩模运送板16在掩模运出室32的真空槽4132内静止。保持维持掩模运出室32的真空槽4132内的真空环境，将掩模运送板16向真空槽4132的外侧运出。接着，通过上述的方法将新的掩模15运入第一成膜室24的真空槽4124内并载置在掩模保持框43上。这样进行掩模15的更换。第二、第三成膜室25、26的掩模15也能够同样地更换。本发明的放置掩模的掩模保持框并不仅限于上述那样的“ ロ ”字形状的掩模保持框43 (參照图8)，也可以如图9所示，由“ ロ”字形状的相互面对的两边分别分开成两个的“コ”形状的第一、第二掩模保持框43p432构成。第一、第二掩模保持框43p432制成相互的“コ”形状的两端分别对合。在这种情况下，要将掩模载置在掩模保持框上，是将两片掩模15ρ152载置在一片掩模运送板16上进行运送，在真空槽41内分别一片一片地载置在“コ”形状的第一、第二掩模保持框43p432上。附图标记ISa1USa2表不了分别形成在各掩模上的掩模标识。在第一、第二掩模保持框43p432上分别连接有各自移动的第一、第二掩模保持框移动装置44^44^图7表示了分别配置有“コ”形状的第一、第二掩模保持框43p432的各成膜室24 26的内部侧视图。
通过分别由第一、第二掩模保持框移动装置44p442的第一、第二掩模保持框移动旋转装置44ai、44a2，和第一、第二掩模保持框升降装置44bi、44b2使第一、第二掩模保持框43p432移动以及旋转，能够使两片掩模45ρ152分别独自地相对于基板保持框12上的一片基板11对位。对位后，在使基板11与两片掩模15ρ152均静止的状态下进行基板11的成膜。成膜后，保持两片掩模15ρ152留在真空槽41内，将基板11向相邻的成膜室运出。在这种情况下，由于能够使用基板11的一半大小的掩模15^15；^—行基板11的成膜，所以无需与基板的大型化相匹配地准备大型的掩模，容易与基板的大型化相对应。本发明的蒸镀源42的排放装置42b也可以构成为能够在各成膜室24 26的真空槽4124 4126内向与基准面平行的方向移动。在成膜中，在使基板11与掩模15 (或者15ρ152)均静止的状态下，一边使排放装置42b移动ー边从排放ロ 42c排放蒸气，在基板11表面上进行成膜。在这种情况下，无需与基板的大型化相匹配地准备大型的排放装置42b，能够容易地与基板的大型化相对应。
本发明的运送机构5122 5128并不仅限于上述那样的辊方式，只要是能够在各真空槽4122 4128内运送对象物，则可以是皮带输送机方式或线性马达方式等。本发明的成膜装置I并不仅限于上述那样将水平面作为基准面，使排放ロ竖直朝向上方，将掩模与基板分别依次水平地配置在排放ロ的上方的构造，即可以构成为使排放ロ竖直地朝向下方，将掩模与基板分别依次水平地配置在排放ロ的下方，也可以构成为将相对于水平面竖直交叉的一面作为基准面，使排放ロ朝向水平侧方，将掩模与基板分别以与基准面平行地直立的状态依次配置在排放ロ的侧方。
权利要求
1.一种成膜装置，具有成膜室，放置基板的基板保持框，能够从朝向上述基板方向的排放ロ向上述成膜室内排放成膜材料的蒸气的蒸镀源，以及使上述基板保持框沿着上述成膜室内通过与上述排放ロ对向的位置的基板运送路径移动的移动机构，通过上述蒸气在上述基板表面上进行成膜，其特征在干， 还具有配置在上述基板运送路径与上述排放ロ之间、放置具有多个贯通孔的掩模的掩模保持框，和使上述掩模保持框上的上述掩模相对于与上述掩模相面对的上述基板对位的对位装置， 将放置上述基板的上述基板保持框运入上述成膜室内，并使其在与上述掩模保持框上的上述掩模相面对的位置静止，在使上述基板与上述掩模均相对于上述成膜室静止的状态下，在上述基板表面上进行了成膜后，保持将上述掩模留在上述成膜室内，将上述基板保持框向上述成膜室外运出。
2.如权利要求I所述的成膜装置，其特征在于，具有配置在上述成膜室内、通过静电吸附保持上述基板的基板吸附板。
3.如权利要求I或2所述的成膜装置，其特征在干，具有基板保持框升降装置，该基板保持框升降装置设有配置在上述成膜室内能够与上述基板保持框相面对的位置的接触部，和使上述接触部向上述基板方向移动地构成的接触部移动机构。
4.如权利要求I至3中任一项所述的成膜装置，其特征在干， 具有掩模升降装置和能够载置上述掩模的板状的掩模运送板，该掩模升降装置设有配置在上述成膜室内能够与上述掩模保持框上的上述掩模相面对的位置的腕部，和使上述腕部向上述基板方向移动地构成的腕部移动机构， 上述运送机构使上述掩模运送板沿着上述基板运送路径移动，上述掩模升降装置使上述掩模从上述掩模保持框向上述掩模运送板移动。
5.如权利要求I所述的成膜装置，其特征在干， 具有基板吸附装置，该基板吸附装置设有基板吸附板，粘接部件，以及吸附装置移动机构， 该基板吸附板的一面形成为平面状，设有静电吸附机构，形成有吸附板贯通孔，在上述成膜室内以上述基板运送路径为中央而配置在上述掩模保持框的相反ー侧，上述一面朝向上述基板运送路径， 该粘接部件具有凸部和板部，该凸部的高度比上述基板吸附板的厚度高，并且直径比上述吸附板贯通孔小，前端固定有粘接剂层，该板部的一面突出设有上述凸部，在上述成膜室内以上述基板吸附板为中央而配置在上述基板输送路径的相反ー侧，上述凸部的前端穿过上述吸附板贯通孔从上述基板吸附板的上述一面突出， 该吸附装置移动机构能够将上述基板吸附板与上述粘接部件分别向相对于上述基板吸附板的上述一面垂直的方向移动。
6.如权利要求I至4中任一项所述的成膜装置，其特征在干， 在上述成膜室内配置有多个上述掩模保持框， 各上述掩模保持框分别放置不同的上述掩模， 上述对位装置使分别放置在各上述掩模保持框上的上述掩模相对于上述基板对位。
7.如权利要求I至4中任一项所述的成膜装置，其特征在干，上述对位装置具有检测装置，掩模保持框移动旋转装置，掩模保持框升降装置，以及掩模保持框移动控制装置， 该检测装置检测上述掩模所具有的掩模标识和上述基板所具有的基板标识， 该保掩模保持框移动旋转装置在上述成膜室内使上述掩模保持框向与上述基板表面平行的方向移动，并且绕相对于上述基板表面垂直的旋转轴线旋转， 该掩模保持框升降装置使上述掩模保持框向相对于上述基板表面垂直的方向移动， 该掩模保持框移动控制装置基于上述检测装置的检测结果决定上述掩模保持框移动旋转装置移动上述掩模保持框的朝向和移动量，以及旋转上述掩模保持框的朝向和旋转量。
8.如权利要求I至6中任一项所述的成膜装置，其特征在于，上述蒸镀源的排放口能够在上述成膜室内向与上述基板的成膜面平行的方向移动。
9.如权利要求2或5所述的成膜装置，其特征在于，上述基板吸附板含有聚酰亚胺、陶瓷、SiC、BN中的某一种材质。
10.如权利要求I至9中任一项所述的成膜装置，其特征在于，多个上述成膜室串联地连接。
11.一种成膜方法，对成膜室内进行真空排气，将放置基板的基板保持框运入上述成膜室内，使上述基板保持框在上述成膜室内沿着通过与蒸发源的排放口对向的位置的基板运送路径移动，使上述基板保持框上的上述基板与上述排放口相面对，从上述排放口向上述成膜室内排放成膜材料的蒸气，在通过上述蒸气在上述基板表面上成膜出薄膜后，将放置上述基板的上述基板保持框向上述成膜室外运出，其特征在于， 在将放置上述基板的上述基板保持框运入上述成膜室内之前，预先将具有多个贯通孔的掩模放置在上述成膜室内设在上述排放口与上述基板运送路径之间的掩模保持框上， 将上述基板保持框运入上述成膜室内，使上述基板保持框上的上述基板在与上述掩模保持框上的上述掩模相面对的位置静止，使上述掩模相对于上述基板对位，在使上述基板与上述掩模均相对于上述成膜室静止的状态下，从上述排放口排放上述蒸气，在上述基板表面上进行了成膜后，保持将上述掩模放置在上述成膜室内的上述掩模保持框上，将放置上述基板的上述基板保持框向上述成膜室外运出。
12.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于， 将放置上述基板的上述基板保持框运入上述成膜室内， 使上述基板保持框在上述成膜室内一边与沿着上述基板运送路径设置的运送部件接触一边移动，使上述基板保持框上的上述基板在与上述掩模保持框上的上述掩模相面对的位置静止，在使上述掩模相对于上述基板对位之前，预先使上述基板保持框与上述运送部件分离并在分离的位置静止， 在完成了上述基板表面的成膜后，使上述基板保持框与上述运送部件相接触并向上述成膜室外运出。
13.如权利要求11或12所述的成膜方法，其特征在于， 在将上述基板保持框运出到上述成膜室外后，使上述掩模离开上述掩模保持框并向上述成膜室外运出， 在将上述基板保持框运入上述成膜室内之前，将上述掩模运入上述成膜室内并放置在上述掩模保持框上。
14.如权利要求11至13中任一项所述的成膜方法，其特征在干， 在使上述基板保持框在上述基板的表面与上述掩模相面对的位置静止后、使上述掩模相对于上述基板对位之前，使一面形成为平板状且内部设有电极的基板吸附板的上述一面与上述基板的背面相面对， 使前端固定有粘接剂层的粘接部件的上述前端穿过形成在上述基板吸附板上的吸附板贯通孔向朝向上述基板的背面的粘接方向移动，从上述基板吸附板的上述一面突出，与上述基板的背面接触并进行推压，使上述基板的背面经由上述粘接剂层粘接在上述粘接部件的上述前端， 预先在上述基板吸附板的上述电极上外加直流电压， 使上述粘接部件的上述前端向朝向与上述粘接方向相反的分离方向移动，ー边使上述粘接部件的上述前端进入上述吸附板贯通孔中ー边使粘接在上述粘接部件的上述前端的上述基板的背面与上述基板吸附板的上述一面相接触而使其静电吸附，预先使上述粘接剂层与上述基板的背面分离， 使上述基板的背面持续静电吸附在上述基板吸附板的上述一面上，直至完成上述基板表面的成膜。
15.如权利要求11至14中任一项所述的成膜方法，其特征在干， 在使上述掩模相对于上述基板对位之前，预先将上述掩模表面与上述基板表面之间的间隔定为基准间隔，预先将上述掩模所具有的掩模标识与上述基板所具有的基板标识的相对位置关系定为基准位置关系， 在使上述掩模相对于上述基板对位时，使上述掩模向相对于上述基板表面垂直的方向移动到上述掩模表面与上述基板表面之间的间隔成为基准间隔， 检测上述掩模标识与上述基板标识， 基于检测结果，预先使上述掩模向与上述基板表面平行的方向移动、并且使上述掩模绕相对于上述基板表面垂直的旋转轴线旋转到上述掩模标识与上述基板标识的相对位置关系成为上述基准位置关系， 持续使上述基板与上述掩模双方相对于上述成膜室静止，直至完成上述基板表面的成膜。
16.如权利要求11至15中任一项所述的成膜方法,其特征在于,ー边使上述排放ロ在上述成膜室内向与上述基板表面平行的方向移动ー边从上述排放ロ排放上述蒸气，在上述基板表面上进行成膜。
全文摘要
提供一种能够与基板的大型化相对应，并且生产节拍短、低成本的成膜装置以及成膜方法。将放置基板(11)的基板保持框(12)运入真空排气后的真空槽(41)内，使基板保持框(12)上的基板(11)在与配置在基板运送路径和蒸镀源(42)的排放口(42c)之间的掩模保持框(43)上的掩模(15)相面对的位置静止，使基板保持框(12)离开运送机构(51)的运送部件，使基板(11)的背面静电吸附在基板吸附板(81b)表面上而保持。接着，使掩模(15)相对于基板(11)对位，在使基板(11)与掩模(15)均相对于真空槽(41)静止的状态下从排放口(42c)排放成膜材料的蒸气，通过蒸气在基板(11)表面上进行成膜。成膜后，保持将掩模(15)放置在真空槽(41)内的掩模保持框(43)上，将放置基板(11)的基板保持框(12)向真空槽(41)外运出。
文档编号C23C14/24GK102686764SQ201080059579
公开日2012年9月19日 申请日期2010年12月20日 优先权日2009年12月28日
发明者深尾万里, 菊地博 申请人:株式会社爱发科