CN101228289A - 真空蒸镀用校准装置 - Google Patents

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Abstract

一种真空蒸镀用校准装置，具有基片保持架(11)、连接用板(13)、位置调整装置(14)、伸缩式筒状遮断构件(15)及施力装置(16)；该基片保持架(11)在保持于真空容器(3)内的掩模的上方通过悬挂构件(12)保持，该悬挂构件(12)插通到形成于作为真空容器上壁面的安装用板(1a)的贯通孔(1b)；该连接用板(13)设于真空容器的外部，同时，连接于悬挂构件；该位置调整装置(14)使该连接用板移动，可调整蒸镀室(2)内的基片(5)相对掩模的位置；该伸缩式筒状遮断构件(15)外嵌于悬挂构件，同时，设于安装用板的贯通孔(1b)的外周与连接用板间，遮断真空侧与大气侧；该施力装置(16)产生与因筒状遮断构件的内侧处于真空状态而产生的作用于连接用板的推压力方向相反的力。

Description

真空蒸镀用校准装置
技术领域
本发明涉及一种真空蒸镀用校准装置。
背景技术
以前，当制造半导体基片等时，在真空容器内使半导体材料蒸发，同时，蒸镀到基片表面，形成预定的导体图形。
在形成该导体图形的场合，通常在基片的表面配置形成有导体图形的掩模，对涂覆于其表面的光刻胶进行曝光，从而形成导体图形(例如参照日本特开平5-159997号公报)。
发明内容
发明要解决的问题
可是，在真空容器内，需要相对掩模将基片配置于预定位置，设有用于进行该对位的校准装置。
虽然该校准装置配置于真空容器内，但在将对位精度高的校准装置配置于真空容器内的场合，需要使用由气体放出少的特种材料构成的部件和润滑剂，同时，需要散热对策等，所以，装置本身非常昂贵。
另一方面，为了避免这样的事态，可考虑将校准装置配置于真空容器的外部。
在将校准装置配置于真空容器的外部的场合，需要校准装置的基片保持构件在真空容器内的插入部分的真空维持机构，因此，需要特殊的密封机构或加工，装置仍然昂贵。
另外，对于基片保持构件在真空容器内的插入部分，有可能由真空力，换言之，接受大气压的大外力，产生应变，导致对位精度下降。
因此，为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种装置自身的制造成本廉价而且可维持高精度的对位的真空蒸镀用校准装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的真空蒸镀用校准装置对掩模进行该基片的对位，该掩模在按预定图形将蒸镀材料蒸镀到保持于真空容器内的基片的表面时使用；其中：具有基片保持架、连接用板、位置调整装置、伸缩式筒状遮断构件及施力装置；该基片保持架在保持于上述真空容器内的掩模的上方通过悬挂构件保持，该悬挂构件插通到形成于该真空容器的壁体的贯通孔；该连接用板设于上述真空容器的外方，而且连接于上述悬挂构件；该位置调整装置可使该连接用板移动而调整保持于基片保持架的蒸镀室内的基片相对掩模的位置；该伸缩式筒状遮断构件外嵌于上述悬挂构件，而且设于壁体的贯通孔的外周与上述连接用板之间，遮断真空侧与大气侧；该施力装置产生与上述筒状遮断构件的内侧处于真空状态所产生的作用于连接用板的推压力方向相反的力。
另外，上述位置调整装置构成为，使得通过悬挂构件和基片保持架保持于连接用板的基片可平行于掩模表面移动。
另外，在上述位置调整装置具有可在基片表面正交的轴心方向移动连接用板的功能。
另外，上述施力装置的施力可调整。
发明的效果
按照上述构成，当在预定真空下相对掩模进行基片的对位时，由于在真空容器的外部配置基片的位置调整装置，所以，不需要使用考虑了真空下的材料等，同时，也不需要特殊的密封机构等，因此，装置自身的制造成本变得低廉。
另外，由于具有可与在真空下由大气压产生的推压力对抗的力的施力装置，所以，可防止在位置调整装置作用多余的外力，因此，可高精度地维持基片相对掩模的对位。
附图说明
图1为示出设置了本发明实施形式1的校准装置的真空蒸镀装置的概略构成的截面图。
图2为该校准装置的基片保持架和基片的概略透视图。
图3为该校准装置的概略透视图。
图4为该校准装置的截面图。
图5为该校准装置的平面内移动装置的平面图，(a)示出平面内移动装置的构成，(b)～(f)说明其动作。
图6为说明该校准装置的基片与掩模的对位动作的平面图。
图7为本发明实施形式2的校准装置的截面图。
图8为示出该实施形式2的校准装置的变型例的截面图。
图9为示出该实施形式2的校准装置的另一变型例的截面图。
图10为本发明实施形式3的校准装置的截面图。
图11为该实施形式3的校准装置的变型例的截面图。
图12为该实施形式3的校准装置的另一变型例的截面图。
具体实施方式
下面说明本发明实施形式的真空蒸镀用校准装置。
该真空蒸镀用校准装置例如设于用于制造有机EL显示器的显示部的真空蒸镀装置，当使用掩模按预定的图形将有机材料(蒸镀材料)蒸镀到玻璃基片的表面而获得导体图形时，用于保持掩模并相对玻璃基片进行该掩模的对位。
[实施形式1]
下面，根据图1～图6说明实施形式1的真空蒸镀用校准装置。
如图1所示那样，该校准装置1通过安装用板(壁体的一例)1a设于真空容器3的上壁3a，该真空容器3具有用于在真空下将有机材料蒸镀到玻璃基片的表面的蒸镀室2。也可不通过安装用板，而直接安装到沿真空容器的上面整体设置的上壁。
在上述真空容器3的蒸镀室2的下部配置蒸发源4，同时，在真空容器3的蒸镀室2的上方位置通过校准装置1保持玻璃基片(以下称基片)5，另外，在该基片5的下方，用于形成预定导体图形的掩模6通过其安装框7由掩模保持架8保持。在真空容器3的侧壁3b设有基片5和掩模6的送入送出用开口9，基片5和掩模6的送入和送出使用机械手(图中未示出)进行。
在上述校准装置1，如图2～图4所示那样，具有例如平面视图下呈矩形的基片保持架11、2根圆筒状的悬挂构件12、例如在平面视图下呈矩形的连接用板13、位置调整装置14、伸缩式筒状遮断构件(例如使用真空波纹管)15及施力装置16；该基片保持架11通过在板状的保持架主体11a设置可吸附基片5的片状的静电夹头11b而构成；该2根圆筒状的悬挂构件12在该基片保持架11的左右2个部位连接下端部，同时，上端部插通到形成于安装用板1a的贯通孔1b，突出到真空容器3的外部；该连接用板13设于真空容器3的外部，贯通连接到上述2根悬挂构件12的上端部，并且其上端开口部在上面开口；该位置调整装置14配置于上述安装用板1a的上面，通过使连接用板13移动，从而可调整保持于基片保持架11的蒸镀室2内的基片5相对掩模6的位置；该伸缩式筒状遮断构件15外嵌于上述各悬挂构件12，同时，设于安装用板1a的贯通孔1a的贯通孔1b的外周与上述连接用板13间，遮断真空侧与大气侧；该施力装置16产生(施加)与作用于连接用板13的推压力相反方向的力，该作用于连接用板13的推压力通过使该筒状遮断构件15的内侧为真空状态而产生。上述筒状遮断构件15与安装用板1a侧和连接用板13侧分别通过预定内径的下环状安装座17和上环状安装座18连接，由真空产生的力(由大气体产生的推压力)作用到筒状遮断构件15在设于安装用板1a侧的上环状安装座18的安装部开口面积(接触面积)。
上述位置调整装置14由平面内移动装置21和垂直移动装置22构成；该平面内移动装置21可在与掩模6的表面平行的平面内使连接用板13平行移动、回转(以板的中心为回转中心的回转)及旋转(以与板的中心不同的位置为中心的回转)；该垂直移动装置22可按与掩模6(或连接用板)正交的垂直方向(轴心方向)移动。
上述平面内移动装置21如图4和图5所示那样，由平面视图中呈矩形的支承板31、配置于该支承板31上的4角中的3个部位的驱动用支承机构32和配置于余下的1个部位的导向用支承机构33及通过设于这些各支承机构32、33的连接件34支承的移动板35构成；另外，该移动板35与连接用板13通过升降用导向机构36容许垂直方向的移动，同时，在水平面内的移动连动(随动)。
上述驱动用支承机构32为公知技术，如图5所示那样，在水平面内，即，在X-Y轴方向可通过线性导向机构37移动，同时，可由伺服电动机38沿一方的轴向(X轴或Y轴方向)强制移动，另外，导向用支承机构33可通过与上述同样的线性导向机构39在X-Y轴方向自由移动。
3个驱动用支承机构32中的2个可在同一方向强制移动地配置，同时，余下的1个可按与上述2个的强制移动方向正交的方向强制移动地配置，通过驱动该3个中的预定(1个、2个或3个)的驱动用支承机构32中的伺服电动机38，从而可使移动板35朝X轴方向(参照图5(b))、Y轴方向(参照图5(c))、相对X轴和Y轴的倾斜方向(参照图5(d))、以移动板35的中心为回转轴的回转方向(参照图5(e))、以任意的支承机构32侧为中心旋转的方向(参照图5(f))移动，可使移动板35在水平面内朝任意的方向和按任意的回转角或旋转角移动。
上述升降用导向机构36如图3和图4所示那样，由在平面视图中呈矩形的安装用板41、4根导向轴42及4个导向筒43构成；该安装用板41一体地设于移动板35的上面；该4根导向轴42在该安装用板41的前后而且在左右位置立设；该4个导向筒43设于连接用板13侧，外嵌于各导向轴42，在上下方向自由移动地受到引导。在图面上，仅示出前部或后部的左右导向轴42和导向筒43。
作为垂直移动装置22，使用电动缸(由伺服电动机驱动)，该电动缸的出退用杆22a连接于上述安装用板41，通过使该出退用杆22a出退，从而通过连接用板13使基片保持架11升降，调整基片5相对掩模6的间隔。
上述施力装置16用于抵消(或减轻)作用于筒状遮断构件15内的端面侧的由大气压产生的推压力，该筒状遮断构件15内通过贯通孔1b连通于蒸镀室2而成为真空状态。
即，该施力装置16由在侧面视图中呈门形的安装用构架51、预定内径的下环状安装座53、预定内径的上环状安装座54及伸缩式筒状遮断构件(例如真空用波纹管)55构成；该安装用构架51跨过连接用板13地立设于安装用板1a；该下环状安装座53设于台座52的上面，该台座52设于上述连接用板13的左右位置；该上环状安装座54设于上述安装用构架51的水平部51a的下面；该伸缩式筒状遮断构件55连接在这些上下的环状安装座53、54间。这些左右的各筒状遮断构件55内通过形成于安装用构架51内的连通用孔56连通到真空容器3内，因此，该连通用孔56的基端侧通过形成于安装用板1a的连通孔1c连通到真空容器3内，同时，另一端侧在与设于安装用构架51的水平部51a的上环状安装座54对应的位置开口。
至少设于连接用板13的上面(实际上为台座52的上面)的下环状安装座53与设于其下面的上环状安装座18的开口面积相互之间相等。即，在连接用板13的上下面设置相同面积的真空接触部，由真空引起的推压力从连接用板13的上下面均匀地作用，所以，可防止在连接用板13作用多余的外力。
另外，如图4所示那样，作为上述悬挂构件12使用筒状的构架，同时，在基片保持架11设置连接到两悬挂构件12内的连通用孔12a的通道(为孔部)11c，从悬挂构件12的上端开口供给水等冷却流体，从而可冷却基片5，进行从这些连通用孔12a的上端向静电夹头11b的电配线。
另外，如图1和图3所示那样，为了相对保持于掩模保持架8的掩模6进行基片5的对位，即如图6所示那样，使设于基片5侧的点状的基片侧标记M2进入到设于掩模6的对角线上的角部的圆形掩模侧标记M1内地进行对位，在连接用板13侧设置CCD摄像装置57，当然，在安装用板1a侧设有观察孔58。各标记的形状如可容易识别图像，则也可为十字形等任何形状。
在上述构成中，说明在真空容器3内基片5相对掩模6的对位作业。
首先，如图1所示那样，从形成于真空容器3的侧壁3b的送入送出用开口9，使用机械手将基片5插入到由掩模保持架8保持的掩模6的上方，同时，由静电夹头11b保持基片5，然后，将机械手从真空容器3取出，关闭送入送出用开口9。
在该真空下，如上述那样，在连接用板13的上下面由筒状遮断构件15、15(正确地说是环状安装座18、53)设置相同面积的真空接触部，所以，在该连接用板13不作用由真空产生的多余的外力。
然后，相对由掩模保持架8保持于蒸镀室2内的掩模6，进行由上述基片保持架11保持的基片5的对位。
为了进行基片5相对该掩模6的对位，使用配置于对角线上的2台摄像装置57。
即，如图6所示那样，使设于基片5侧的点状的基片侧标记M2进入到设于掩模6侧的圆形的掩模侧标记M1内地驱动位置调整装置14的平面内移动装置21后，由垂直移动装置22移动基片5，使得几乎接触到掩模6的表面。
当基片5相对掩模6的对位完成时，由蒸发源4的加热，相应于掩模6的图形将有机材料(蒸镀材料)附着于基片5的表面，形成预定的导体图形。
当形成预定的导体图形时，由机械手从送入送出用开口9取出基片5后，将新的基片5插入到真空容器3内，保持于基片保持架11，然后，如上述那样进行对位，形成导体图形即可。
这样，在预定的真空下进行基片5相对掩模6的对位时，由于将基片5的位置调整装置14配置于真空容器3的外部，所以，可使装置自身的构成廉价。
另外，当形成用于将该校准装置1的基片5的悬挂构件12引导至真空容器3的外部的贯通孔1b时，由于在用于将该贯通孔1b与大气侧遮断的筒状遮断构件15在连接用板13的安装部分的相反侧连接筒状遮断构件55(环状安装座18的开口面积)，该筒状遮断构件55具有与该筒状遮断构件15相同的截面积并连通到真空容器3的真空下，即具有可对抗在真空下由大气压产生的推压力的施力装置16，所以，可防止在校准装置1作用多余的外力，因此，不在装置产生应变，可按高精度进行基片相对掩模的对位。
详细地说，可获得下述那样的效果。
1.由于在真空容器3的外部(大气压下)配置使基片5在水平面内移动的平面内移动装置21和在垂直方向移动的垂直移动装置22，所以，不需要特殊的真空用机械部件、电动机的冷却装置，所以，可提供廉价而且高精度的校准装置。
2.由于在真空容器3的外部(大气压下)配置各移动装置21、22，同时，具有可施加与在真空下作用的推压力对抗的力的施力装置16，所以，可减轻由真空产生的作用于各移动装置21、22的力，因此，移动装置的电动机等驱动设备可使用容量小的驱动设备，所以，可获得更廉价的构成。
3.另外，由于在真空容器3的外部(大气压下)配置各移动装置21、22，同时，具有可施加能够与在真空下作用的推压力对抗的力的施力装置16，所以，可抑制在装置自身产生应变，同时，可防止基片5的对位用的摄像装置57的视场偏移，因此，可进行高精度的对位。
4.由于用静电夹头11b保持基片5，所以，可维持基片5的平面度，因此，可将与掩模6的距离减小得非常小，所以，可进行更高精度的对位。
5.另外，由于由静电夹头11b保持基片5，所以，可维持基片5的平面度，按均匀的面压使基片5接触于掩模6，因此，可进行高精度的对位。
6.由于形成用于支承基片保持架11的悬挂构件12和连通于保持架主体11a内的连通用孔12a和通道11c，同时，使这些连通用孔12a和通道11c内处于大气压下，从而不妨碍校准即可容易地进行基片保持架11的冷却，同时，在静电夹头11b的电配线也容易进行。这是因为，当使用真空用软管等供给冷却流体时，需要由金属制波纹管等覆盖软管，为此，软管侧的刚性高，成为需要数微米左右的精度的校准的妨碍因素。
[实施形式2]
下面，根据图7说明实施形式2的真空蒸镀用校准装置。
在上述实施形式1中，作为施力装置16，说明了利用真空容器3内的真空(真空力)的装置，但在本实施形式2中，利用弹簧力。
实施形式1与实施形式2不同之处为该施力装置的部分，所以，在本实施形式2中，着眼于该部分进行说明，其它构成构件采用与实施形式1相同的编号进行说明(在后述的实施形式3中也同样)。
即，如图7所示那样，在设于连接用板13的左右的台座52与安装用构架51之间，作为可发挥与由真空产生的推压力同等的拉力的施力装置，例如设置螺旋弹簧61。
按照作为该施力装置的螺旋弹簧61，则与在安装用构架51内形成真空用的连通用孔56的场合相比，由于其构成简单，所以，可提供更廉价的校准装置。
另外，如图8所示那样，即使在使用空气弹簧71代替螺旋弹簧的场合，也可获得与上述实施形式2同样的效果。
另外，也可如图9所示那样，使用平衡重81代替螺旋弹簧。
即，一端部连接于平衡重81的索体(例如线、绳等)82的另一端部通过配置于安装用构架51的水平部51a的多个(例如2个)导向用滑轮83连接到与设于连接用板13的各端部侧的台座52连接。
当然，上述平衡重81的合计重量可对抗由真空产生的推压力。
该构成也可获得与上述实施形式2同样的效果。
[实施形式3]
下面，根据图10说明实施形式3的真空蒸镀用校准装置。
在上述实施形式1中，说明了利用真空容器3内的真空(真空力)作为施力装置16的场合，但在本实施形式3中，使用气动缸。
即，如图10所示那样，在设于连接用板13左右的台座52与安装用构架51间配置气动缸91，另外，该气动缸91例如使用单杆式的气动缸，同时，在其杆侧缸室92的空气供给口93，通过在途中具有压力调整器94的空气配管95连接空气供给泵96。
因此，在使蒸镀室2内处于真空下时使空气供给泵96动作，在气动缸91产生可与由真空产生的推压力对抗的拉力即可。
在该场合，获得与实施形式1同样的效果，另外，通过对供给到气动缸91的气压进行调整，从而可调整能够与推压力对抗的拉力的大小。
另外，在本实施形式3中，为了朝上方对连接用板13施力，由配置于该连接用板13的上方的气动缸91进行，但也可如图11所示那样，在连接用板13与安装用板1a间配置气动缸91，从下方朝上方对连接用板13施力。
按照该构成，不需要安装用构架和台座，可实现装置的紧凑化、轻量化及制作成本的降低。
另外，在作为实施形式3的变型例示于图11的校准装置中，为了将基片保持于基片保持架，使用静电夹头，但也可如图12所示那样，用具有爪101的基片保持架102保持基片5。当然，爪101保持基片5周围4个部位(设于不在基片产生应变的那样的位置，根据需要，设于6个部位或8个部位)地设置多个。
在掩模保持架103侧，使得当将基片5载置于掩模6上时爪101不接触于掩模保持架103地形成凹部103a。
另外，作为图12所示位置调整装置14的升降用导向机构，采用由线性导向轴111和外嵌于该线性导向轴111的一侧方受到引导的移动构件112构成的线性导向机构，代替在实施形式1(图4)中说明的4根导向轴42和由该各导向轴42引导的4个导向筒43。在掩模保持架103的支柱部103b内形成水等冷却流体的通道103c。
按照该构成，不使用静电夹头即可将基片5保持于蒸镀室2内。
图10～图12所示气动缸91配置在连接用板13的台座52与安装用构架51间或连接用板13与安装用板1a间，但为了连接用板13至少可朝水平方向移动，在气动缸91的两端部安装有万向接头。另外，在图11和图12中，将作为气动缸91的下侧的缸主体固定于安装用板1a侧，同时，将转动用滚珠(滚珠轴承)配置于作为上侧的杆部的前端，仅是从下侧对连接用板13进行支承。
可是，虽然上述各实施形式的平面内移动装置21由配置于3个部位的驱动用支承机构32和配置于1个部位的导向用支承机构33构成，但也可全部由驱动用支承机构32构成。
另外，在上述各实施形式中，对作为将有机EL材料蒸镀于玻璃基片的真空蒸镀装置的校准装置进行了说明，但当然作为真空蒸镀的对象不限于该有机EL材料，例如只要为当制造半导体装置时在真空容器内使用掩模在基片上形成导体图形的装置，则也可适用到任何的真空蒸镀装置。
产业上利用的可能性
本发明由于由廉价的构成相对配置于真空容器内的掩模进行作为被蒸镀构件的玻璃基片的对位，所以，例如最适合形成有机EL显示器等的显示部。

Claims (4)

1.一种真空蒸镀用校准装置，对掩模进行基片的对位，该掩模在按预定图形将蒸镀材料蒸镀到保持于真空容器内的该基片的表面时使用；其特征在于：具有基片保持架、连接用板、位置调整装置、伸缩式筒状遮断构件及施力装置；
该基片保持架在保持于上述真空容器内的掩模的上方通过悬挂构件保持，该悬挂构件插通到形成于该真空容器的壁体的贯通孔；
该连接用板设于上述真空容器的外方，而且连接于上述悬挂构件；
该位置调整装置可使该连接用板移动而调整保持于基片保持架的蒸镀室内的基片相对掩模的位置；
该伸缩式筒状遮断构件外嵌于上述悬挂构件，而且设于壁体的贯通孔的外周与上述连接用板之间，遮断真空侧与大气侧；
该施力装置产生与上述筒状遮断构件的内侧处于真空状态所产生的作用于连接用板的推压力方向相反的力。
2.根据权利要求1所述的真空蒸镀用校准装置，其特征在于：位置调整装置构成为，使通过悬挂构件和基片保持架保持于连接用板的基片可平行于掩模表面进行移动。
3.根据权利要求2所述的真空蒸镀用校准装置，其特征在于：在位置调整装置具有可在与基片表面正交的轴心方向移动连接用板的功能。
4.根据权利要求1所述的真空蒸镀用校准装置，其特征在于：构成为可调整施力装置的力。
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