成膜装置以及成膜方法与流程

成膜装置以及成膜方法
1.本技术是名称为“处理体收纳装置、处理体收纳方法及蒸镀方法”、申请日为2018年12月20日、申请号为201811558926.7的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及成膜装置以及成膜方法。


背景技术：

3.最近，作为平板显示装置，有机el显示装置引人注目。有机el显示装置是自发光显示器，响应速度、视场角、薄型化等特性比液晶面板显示器优良，在以监视器、电视、智能手机为代表的各种便携终端等正在快速代替现有的液晶面板显示器。另外，其应用领域也扩展到了汽车用显示器等。
4.有机el显示装置的元件具有在2个相向的电极(阴极、阳极)之间形成引起发光的有机物层的基本结构。有机el显示器元件的有机物层和电极金属层通过在真空腔室内经由形成有像素图案的掩模而将蒸镀物质蒸镀到基板来制造。
5.随着反复进行针对基板的蒸镀(成膜)工序，蒸镀材料的残留物逐渐附着于掩模上，所以，在规定片数的基板的蒸镀结束后，需要将掩模更换成新的掩模。为了进行该掩模的更换，通常在成膜室的旁边设置有掩模储备装置，该掩模储备装置作为收纳用于蒸镀处理之前的新的掩模和使用完毕的掩模的收纳装置。用输送机器人来进行掩模相对于掩模储备装置的送入和送出。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于：通过改善多层式地收纳这样的掩模等处理体的处理体收纳装置的结构、以及用于相对于该收纳装置送出、送入处理体的方法，能够防止收纳装置内的处理体的污染、更容易地进行处理体的送出和送入、或者增加处理体的可收纳片数。
7.用于解决课题的手段
8.本发明的成膜装置具备：掩模储备装置；以及输送机器人，所述输送机器人从设置于所述掩模储备装置的掩模输送口输送掩模，所述成膜装置进行经由利用所述输送机器人输送的掩模将从蒸发源放出的蒸镀材料蒸镀到基板上的蒸镀处理，所述成膜装置的特征在于，所述掩模储备装置在其内部具备：第一盒，所述第一盒在上下具有多个用于支承在所述蒸镀处理中使用前的掩模的支承部；第二盒，所述第二盒设置在所述第一盒的下方，在上下具有多个用于支承在所述蒸镀处理中使用后的掩模的支承部；以及升降机构，所述升降机构使所述第一盒和所述第二盒一体地升降，在将在所述蒸镀处理中使用前的掩模从所述第一盒送出时，利用所述升降机构使所述第一盒和所述第二盒升降，以使从所述第一盒送出的掩模的支承部来到所述掩模输送口的高度，使由设置于所述第一盒的多个支承部中的配置在下方的支承部支承的掩模在先地按照从下方到上方的顺序送出掩模，在将在所述蒸镀处理中使用后的掩模送入所述第二盒时，利用所述升降机构使所述第一盒和所述第二盒升
降，以使向所述第二盒送入的掩模的支承部来到所述掩模输送口的高度，使设置于所述第二盒的多个支承部中的配置在上方的支承部在先地按照从上方到下方的顺序送入掩模。
9.本发明的成膜方法是成膜装置中的成膜方法，所述成膜装置具备：掩模储备装置，所述掩模储备装置在内部具有第一盒、第二盒及升降机构，所述第一盒在上下具有多个用于支承在蒸镀处理中使用前的掩模的支承部，所述第二盒设置在所述第一盒的下方，在上下具有多个用于支承在所述蒸镀处理中使用后的掩模的支承部，所述升降机构使所述第一盒和所述第二盒一体地升降；以及输送机器人，所述输送机器人从设置于所述掩模储备装置的掩模输送口输送掩模，所述成膜方法的特征在于，具有：进行蒸镀处理的工序，在所述蒸镀处理中，经由从所述掩模输送口输送的掩模，将从蒸发源放出的蒸镀材料蒸镀到基板上；利用所述升降机构使所述第一盒和所述第二盒升降，以使从所述第一盒送出的掩模的支承部来到所述掩模输送口的高度，使由设置于所述第一盒的多个支承部中的配置在下方的支承部支承的掩模在先地按照从下方到上方的顺序送出在所述蒸镀处理中使用前的掩模的工序；以及利用所述升降机构使所述第一盒和所述第二盒升降，以使向所述第二盒送入的掩模的支承部来到所述掩模输送口的高度，使设置于所述第二盒的多个支承部中的配置在上方的支承部在先地按照从上方到下方的顺序送入在所述蒸镀处理中使用后的掩模的工序。
10.本发明的一方式的处理体收纳方法是收纳进行处理的多个处理体的处理体收纳方法，其特征在于，第一处理体收纳盒和第二处理体收纳盒能分别多层式地收纳所述多个处理体，将所述第一处理体收纳盒和第二处理体收纳盒分别上下配置地设置成，所述第一处理体收纳盒在上部而所述第二处理体收纳盒比所述第一处理体收纳盒靠下部，在所述第一处理体收纳盒中收纳所述多个处理体中的所述处理前的所述处理体，在所述第二处理体收纳盒中收纳所述多个处理体中的所述处理后的所述处理体。
11.本发明的另一方式的处理体送出方法，从能多层式地收纳处理前的多个处理体的处理体收纳盒送出多个处理体，其特征在于，按照从所述处理体收纳盒的最下层朝向上层的顺序送出所述多个处理体。
12.本发明的另一方式的处理体送入方法，将多个处理体送入能多层式地收纳处理后的多个处理体的处理体收纳盒，其特征在于，按照从所述处理体收纳盒的最上层朝向下层的顺序送入所述多个处理体。
13.本发明的另一方式的处理体送出送入方法，从多层式地收纳有多个处理前的处理体的第一处理体收纳盒送出所述处理前的处理体，将处理后的处理体送入第二处理体收纳盒，所述第二处理体收纳盒具有能多层式地收纳所述处理后的处理体的多个收纳部，其特征在于，从收纳于所述第一处理体收纳盒的最下层的处理体起依次送出收纳于所述第一处理体收纳盒的所述处理前的处理体，按照从所述第二处理体收纳盒的最上层朝向下层的顺序将所述处理后的处理体依次送入所述第二处理体收纳盒。
14.本发明的另一方式的蒸镀方法，在处理室内经由掩模使来自蒸发源的蒸发源材料堆积于基板的表面而进行成膜，其特征在于，将所述处理体送出送入方法中的所述处理体作为所述掩模，使用所述处理体对所述基板进行所述蒸发源的蒸镀。
15.本发明的另一方式的处理体收纳盒，能多层式地收纳多个处理体，其特征在于，所述处理体收纳盒包括在所述处理体收纳盒的两侧壁相向地设置多层并分别支承所述处理
体的多个支承部，从所述处理体收纳盒的底面到所述多个支承部中最下层的支承部的距离比各所述支承部之间的距离大。
16.本发明的另一方式的处理体收纳装置的特征在于，上下配置两个所述处理体收纳盒，所述处理体收纳装置还包括：载置上下配置的两个所述处理体收纳盒的工作台和使所述工作台升降的升降机构，在两个所述处理体收纳盒中的配置于上部的第一处理体收纳盒中收纳处理前的处理体，在两个所述处理体收纳盒中的配置于下部的第二处理体收纳盒中收纳处理后的处理体。
17.发明效果
18.根据本发明的处理体收纳装置和相对于该收纳装置的处理体送出、送入方法，能够防止收纳于收纳装置内的处理前的处理体的污染，或者能够更容易地进行处理体的送入、送出，或者也能够增加处理体的可收纳片数。
附图说明
19.图1是有机el显示装置的生产线的一部分的示意图。
20.图2的(a)、(b)是概略地表示成膜室的结构的图。
21.图3的(a)、(b)是表示本发明的处理体收纳装置(掩模储备装置)的主视图。
22.图4是表示本发明的处理体收纳装置(掩模储备装置)的侧剖视图。
23.图5的(a)、(b)是用于说明本发明的处理体(掩模)送出方法的图。
24.图6的(a)、(b)是用于说明本发明的处理体(掩模)送入方法的图。
25.附图标记说明
26.1：成膜组
27.11：成膜室
28.12：掩模储备装置
29.13：输送室
30.14：输送机器人
31.15：路径室
32.16：缓冲室
33.17：回旋室
34.100：蒸发源单元
35.110：蒸发源
36.s：基板
37.111：基板保持件
38.m：掩模
39.112：掩模保持件
40.116：电源
41.113：膜厚仪
42.114：膜厚监视器
43.115：旋转移动部
44.210：上层盒
45.211：下层盒
46.212：工作台
47.213：支承部
48.214：导轨
49.215：导块
具体实施方式
50.以下，参照附图，对本发明的优选实施方式和实施例进行说明。其中，以下的实施方式和实施例例示地表示本发明的优选结构，本发明的范围不限于这些结构。另外，在以下的说明中，装置的硬件结构和软件结构、处理的流程、制造条件、大小、材质、形状等若没有特定的记载，则并非意欲将本发明的范围限定于此。
51.《电子器件生产线》
52.图1是示意性地图示电子器件的生产线的结构的一部分的俯视图。
53.图1的生产线例如用于智能手机用的有机el显示装置的显示面板的制造。在智能手机用的显示面板的情况下，例如在全尺寸(大约1500mm
×
大约1850mm)或半切割尺寸(大约1500mm
×
大约925mm)的基板上进行了有机el的成膜后，切下该基板来制作多个小尺寸的面板。
54.有机el显示装置的生产线的成膜组1一般如图1所示，具有对基板s进行处理(例如成膜)的多个成膜室11、收纳使用前后的掩模m的多个掩模储备装置12、以及配置于其中央的输送室13。
55.在输送室13内设置有在多个成膜室11之间输送基板s并在成膜室11与掩模储备装置12之间输送掩模m的输送机器人14。输送机器人14例如是具有在多关节臂安装有保持基板s或掩模m的机械手的结构的机器人。
56.在基板s的流向上将来自上游侧的基板s传递到成膜组1的路径室15和用于将在该成膜组1中完成了成膜处理的基板s传递到下游侧的其它成膜组的缓冲室16与成膜组1连结。输送室13的输送机器人14从上游侧的路径室15接收基板s并将其输送到该成膜组1内的成膜室11之一(例如成膜室11a)。另外，输送机器人14从多个成膜室11之一(例如成膜室11b)接收完成了该成膜组1中的成膜处理的基板s并将其输送到在下游侧连结的缓冲室16。在缓冲室16与路径室15之间，设有改变基板s的方向的回旋室17。由此，在上游侧成膜组和下游侧成膜组，基板的方向相同，从而容易进行基板处理。缓冲室16、回旋室17、路径室15是连结成膜组之间的所谓的中继装置，设置于成膜组的上游侧和/或下游侧的中继装置包括缓冲室、回旋室、路径室中的至少1个。成膜室11、掩模储备装置12、输送室13、缓冲室16、回旋室17等各腔室在有机el显示面板的制造过程中被维持高真空状态。
57.参照图2，对成膜室11的结构和在成膜室11进行的蒸镀工序进行说明。如图2的(a)所示，成膜室11包括相对于基板s使蒸镀物质蒸发并释放的蒸发源单元100。蒸发源单元100包括蒸发源110，该蒸发源110由收容蒸镀物质的收容部和用于加热蒸镀物质并使之蒸发的加热部等构成。蒸发源110具有如下结构：具有朝向基板s的蒸镀面释放蒸镀材料的多个释放孔或喷嘴，但不限于此，只要与基板s、掩模m的图案、蒸镀物质的种类等相匹配地适当选定即可，例如可以采用点(point)蒸发源、线形(linear)蒸发源、将具有用于释放蒸镀材料
的多个释放孔的扩散室连接于小型的蒸镀物质收容部而成的结构的蒸发源等。另外，成膜室11如图2的(b)所示，可以还包括膜厚监视器114、膜厚仪113、电源116、基板保持件111、掩模保持件112等其它结构部件。膜厚监视器114监视从蒸发源110释放的蒸镀材料的蒸发率(rate)。膜厚仪113接收来自膜厚监视器114的输入信号来计测膜厚。电源116控制设置于蒸发源110的加热装置。基板保持件111能够保持基板s并使基板s相对于掩模m、蒸发源相对地移动。掩模保持件112能够保持掩模m并使掩模m相对于基板s、蒸发源110相对地移动。图示的成膜室11是所谓的“双工作台”结构的成膜室，即，向一个腔室内送入2个基板s，在对其中的一个基板s进行蒸镀期间(例如a侧工作台)，相对于其它基板s(例如b侧工作台)进行掩模m与基板s之间的整齐排列(对准)，但成膜室也可以是送入一个基板并在对准、蒸镀后送出的“单工作台”结构。
58.成膜室11内的蒸镀工序经由以下那样的过程来进行。将作为蒸镀对象的基板s和形成有蒸镀图案的掩模m分别利用前述的输送机器人14送入成膜室11内，并分别配置于基板保持件111和掩模保持件112上。然后，利用形成于掩模m的对准标记和形成于基板s的对准标记来进行掩模m和基板s的对准。掩模m和基板s的对准可以通过移动控制基板保持件111而使基板移动来进行，也可以通过移动控制掩模保持件112而使掩模移动来进行。在对准结束后，打开蒸发源110的遮板，一边使与蒸发源110相连的旋转移动部115动作，一边沿着掩模m的图案在基板s上蒸镀成膜材料。此时，石英谐振器等膜厚监视器114计测蒸发率并利用膜厚仪113换算成膜厚。持续进行蒸镀直到利用膜厚仪113换算成的膜厚成为目标膜厚。在利用膜厚仪113换算成的膜厚达到目标膜厚时，关闭蒸发源110的遮板并结束蒸镀。
59.《处理体收纳装置和相对于该收纳装置的处理体送出送入方法》
60.以下，以掩模储备腔室12为例对能够在这样的有机el显示装置的生产线使用的、本发明的处理体收纳装置的结构和相对于该收纳装置的处理体送出送入方法进行说明。
61.图3是表示本发明的掩模储备装置12的主视图，图4是掩模储备装置12的侧剖视图。掩模储备装置12是收纳对基板s进行蒸镀工序时使用的掩模m的装置。
62.在掩模m上形成有规定的蒸镀图案，从蒸发源蒸发的蒸镀材料经由该掩模m的蒸镀图案而被蒸镀到作为被蒸镀体的基板s上。随着反复进行蒸镀(成膜)工序，蒸镀材料的残留物逐渐附着于掩模m上，该蒸镀残留物可能成为掩模上的蒸镀图案的精度下降的原因。因此，掩模m在对规定片数的基板s进行蒸镀后需要更换成新的掩模。
63.为了进行该掩模m的更换，掩模储备装置12起到作为收纳用于蒸镀处理之前的新的掩模和使用完毕的掩模的收纳装置的作用。也就是说，将使用完毕的掩模利用前述的输送室13的输送机器人14从成膜室11输送到掩模储备装置12内而收纳，将新的掩模从掩模储备装置12送出并载置于成膜室11内的掩模保持件。
64.如图3所示，本发明的掩模储备装置12构成为包括：收纳掩模m的盒210、211、载置盒210、211的工作台212、以及用于使工作台212升降的升降机构。
65.盒包括：用于收纳用于蒸镀处理之前的新的掩模的上层盒210、以及用于收纳从成膜室11送出的使用完毕的掩模的下层盒211。上层盒210和下层盒211构成为可分别收纳多个掩模m的多层(在图示的例子中为4层)结构。也就是说，上层盒210和下层盒211在盒的两侧壁沿上下设置多层能够支承掩模m的两端的支承部213，前述的输送机器人14的机械手进入这些支承部213层之间的空间来进行掩模m向盒的送入(或者，掩模m从盒的送出)。
66.图3的(b)放大表示上层盒210和下层盒211的多层结构，如图所示，在上层盒210和下层盒211，最下层的高度(从盒底面到最下层支承部为止的高度：h1)形成为比其它层的高度(各支承部之间的高度：h2)高。这样的层高度之差是反映本发明的掩模送入、送出方法的一个特征的结构，对其技术意义的详细情况后述。
67.上层盒210和下层盒211载置于工作台212上，工作台212利用与之相邻的升降机构朝向设置于掩模储备装置12的大致中央高度的位置的掩模输送口(参照图4)升降。
68.升降机构包括：设置于掩模储备装置12的两侧的导轨214、分别连结于工作台212的两端并沿着导轨214上下移动的导块215、以及提供沿着导轨214的上下移动的驱动力的滚珠丝杠和电机(未图示)。也就是说，成为如下结构：在滚珠丝杠由电机驱动而旋转时，与其旋转方向相应地，载置有盒210、211的工作台212沿着连结于滚珠丝杠的导轨214在掩模储备装置12内升降。
69.参照图5和图6，对与载置有该盒210、211的工作台212的升降连动的本发明的掩模m的送入和送出方法的详细情况进行说明。
70.图5是用于说明本发明的掩模送出方法、即将用于蒸镀处理之前的新的掩模m从掩模储备装置12送出的方法的图。
71.如前述那样，用于蒸镀处理之前的新的掩模收纳于上层盒210，用于蒸镀处理之后的掩模收纳于下层盒211，图5的(a)表示在下层盒211空着的状态下最初从上层盒210送出新的掩模m时的样子。如图所示，在新的掩模的最初送出时，从收纳于上层盒210的多个新的掩模中最下层的掩模开始送出。也就是说，在使工作台212下降而位于上层盒210的最下层的掩模m来到处于掩模储备腔室12的大致中央高度位置的掩模输送口的状态下，使输送机器人14的机械手进入，接收最下层的掩模并将其送出。
72.接着，在更换掩模时，即在从成膜室11将用于蒸镀处理之后的掩模送入掩模储备腔室12的下层盒211后(对用于蒸镀处理之后的掩模的送入过程，在后面论述)、从上层盒210再次送出用于蒸镀处理之前的新的掩模时，使工作台212下降成上层盒210比图5的(a)所示的状态进一步下降了一层的状态(即，被收纳于从上层盒210的最下层起第二层的掩模位于掩模输送口的状态)，然后使机械手进入并将掩模送出。由此，送出从上层盒210的最下层起第二层的掩模。
73.每当更换掩模时，依次进行这样的过程，图5的(b)表示最后送出收纳于上层盒210的新的掩模中最上层的掩模m时的样子。如图所示，此时，工作台212下降到掩模储备装置12的底面附近，在收纳于上层盒210的最上层的掩模m位于掩模输送口的状态下，机械手进入并送出该掩模。
74.如上所述，根据本发明，将用于蒸镀处理之前的新的掩模和用于蒸镀处理之后的掩模分别收纳于掩模储备装置12内的不同的盒、更具体地说将新的掩模收纳于上层盒210而将用于蒸镀处理之后的盒收纳于下层盒211，将上述结构作为一个特征。由此，即使附着于用于蒸镀处理之后的掩模的蒸镀残留物从掩模落下，也能够防止由该落下物所导致的用于蒸镀处理之前的新的掩模的污染。
75.另外，根据本发明，针对上层盒210和下层盒211，分别将用于收纳掩模的最下层的高度(从盒底面到最下层支承部为止的高度：h1)形成为比其它层的高度(各支承部之间的高度：h2)高，并且，在从上层盒210送出用于蒸镀处理之前的掩模时，通过升降机构的依次
升降而从收纳于最下层的掩模起依次送出。由此，在最初送出用于蒸镀处理之前的掩模时，接收掩模的机械手从充分确保进入空间的最下层进入，所以，能够最大限度地避免在机械手的进入时机械手与掩模的碰撞干涉。由此，也能够防止机械手与掩模之间的碰撞时可能产生的颗粒等所导致的掩模的污染。
76.另一方面，从第二个掩模送出时起，在收纳于其下的掩模已经送出后进行送出动作，所以，与该掩模的空出空间相应地，能够更宽地确保机械手的进入空间，从而能更有效地防止机械手进入时的碰撞干涉。而且，如上所述从第二个掩模送出时起，能有效地确保机械手的进入空间，所以，即使将位于盒最下层之上的各层的高度h2形成为比最下层的高度h1低，也不会妨碍掩模送出，由此，与此相应地也能够增加可收纳于盒内的掩模片数。
77.图6是用于说明本发明的掩模送入方法、即将用于蒸镀处理之后的掩模m送入掩模储备装置12内的方法的图。
78.如前述那样，用于蒸镀处理之后的掩模收纳于下层盒211。图6的(a)是表示将用于蒸镀处理之后的掩模m最初送入下层盒211时的样子的图，图6的(b)是表示将用于蒸镀处理之后的掩模最后送入下层盒211时的样子的图。
79.向下层盒211送入掩模按照与前述的从上层盒210送出掩模相反的顺序进行。也就是说，在用于蒸镀处理之后的掩模的最初送入时，使工作台212上升到下层盒211的最上层的掩模收纳空间来到掩模储备装置12的大致中央高度的掩模输送口的位置，将掩模送入，以便从下层盒211的最上层的收纳空间起进行收纳(图6的(a))。
80.接着，每当追加送入用于蒸镀处理之后的掩模时，一边使工作台212比最初掩模的送入时一层层地上升，一边朝向下层盒211的最下层依次送入，最后，在最后的掩模的送入时，使工作台212最大限度地上升而将掩模送入到下层盒211的最下层的位置(图6的(b))。
81.这样，根据本发明，在将用于蒸镀处理之后的掩模送入下层盒211时，从最上层向下方依次送入、收纳，所以，与前述的掩模送出同样地，在掩模送入时也能够在充分确保了机械手的进入空间的状态下进行送入动作，从而能够最大限度地避免机械手与掩模之间的碰撞干涉。另外，该机械手进入空间只要确保能够防止向下层盒211的最下层位置送入掩模时的干涉的空间就足够了，所以，即使位于下层盒211的最下层之上的各层的高度h2形成为比最下层的高度h1低，也不会妨碍掩模送入，由此，与此相应地能够增加可收纳于盒内的掩模的片数。
82.以上，对用于实施本发明的方式具体地进行了说明，但本发明的主旨不限于这些记载，应基于权利要求保护的范围宽泛地解释。另外，不言而喻的是，基于这些记载的、各种变更、改变等也包含在本发明的主旨内。
83.例如，在以上的说明中，以本发明适用于掩模储备装置12的例子为主进行了说明，但也能够将本发明的收纳装置的结构和送出送入方法适用于将处理前的处理体和处理后的处理体(例如成膜前的基板和成膜结束后的基板等)一起多层式地收纳的任意的处理体收纳装置。