CN101484607A - 基板托盘和成膜设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基板托盘和成膜设备。所述基板托盘保持基板并被配置为与薄膜材料源相对，该基板托盘特征在于具有：保持构件，其保持基板并具有开口，从薄膜材料源发射的要被淀积于基板上的薄膜材料粒子穿过该开口；第一掩模，被配置在保持构件和基板之间并遮蔽穿过开口的薄膜材料粒子以使其不淀积于基板上，以在基板上形成具有预定形状的薄膜；和第二掩模，被配置在保持构件和第一掩模之间并且至少部分地覆盖第一掩模，以遮蔽薄膜材料粒子以使其不淀积于第一掩模上。

Description

基板托盘和成膜设备

技术领域

本发明涉及用于成膜设备中以保持基板的基板托盘，更具体地，涉及在形成用于等离子显示面板的保护膜时使用的基板托盘和包含基板托盘的成膜设备。

背景技术

对于作为平板壁挂电视的PDP(等离子显示面板)以及液晶面板的需求每年都在增加。随着面板尺寸的增加和面板性能的提高，已经对于成膜设备和成膜方法进行了研究以提高产量、生产率和其它生产力因素。

例如，形成用于PDP的MgO(氧化镁)保护膜的工艺采用图4A和图4B所示的基板托盘51以在成膜设备内运送基板。图4A是基板托盘51的分解透视图，图4B是表示掩模54和玻璃基板55被放在保持构件52上的状态的平面视图。基板托盘51包含：保持构件52，其被提供有具有预定形状的开口52a；和掩模54，其被提供有具有与要在玻璃基板55上形成的预定图案(例如，覆盖玻璃基板55的周缘部分以用作粘接密封部分或导线引出部分的图案)相同的形状的开口54a，并且其端部由保持构件52支撑。玻璃基板55通过被配置为与玻璃基板55紧密接触的掩模54被保持构件52支撑。

被放在保持构件52上的玻璃基板55被运送到成膜设备的淀积室内并被配置在淀积材料源之上以与其相对。在淀积室中，MgO薄膜材料粒子从在被例如来自等离子枪的等离子束加热时蒸发的淀积材料沿图4A所示的箭头方向散射。MgO薄膜材料粒子穿过掩模54的开口54a以淀积于玻璃基板55上，由此形成具有预定图案的薄膜。

上述的背景技术的例子包括例如专利文献1(日本专利特开No.2005-54244)。

发明内容

本发明要解决的问题

在上述的成膜设备中，在玻璃基板55上形成的膜还覆盖掩模54，并且，掩模54暴露于来自加热和淀积时的淀积材料源和容纳淀积材料源的熔沟(ring hearth)等的热辐射。因此出现以下的问题。

图5是表示已通过使用图4A和图4B所示的基板托盘在其上形成膜的掩模54的状态以及玻璃基板55上的成膜状态的视图。如图5所示，当膜被附着于掩模54上时，掩模54由于其在表面侧的柔性降低而硬化，并且，附着的膜的应力使掩模54畸变(翘曲)。玻璃基板55暴露于来自蒸发材料源和容纳蒸发材料源的熔沟等的热辐射，并因此挠曲。因此，挠曲的玻璃基板55和畸变的掩模54之间的粘接强度降低，以在它们之间形成间隙。如果以这种状态继续成膜，那么淀积材料粒子不希望地进入，并被淀积于原本应当被遮挡的区域上。这使得遮挡不完全。在得到的保护膜56中，端面57向原本应当被遮挡的区域内后退。因此，保护膜56具有与希望的图案不同的形状。

解决问题的手段

为了解决以上问题，作出本发明，并且，本发明的目的在于，防止在成膜过程中淀积材料到达应覆盖有掩模的部分，使得精确地在玻璃基板上形成具有预定图案的膜。

为了解决以上的问题，根据本发明，提供一种保持基板并被配置为与薄膜材料源相对的基板托盘，该基板托盘包括：保持构件，其保持基板并具有开口，从所述薄膜材料源发射的要被淀积于基板上的薄膜材料粒子穿过该开口；第一掩模，被配置在所述保持构件和基板之间并遮蔽穿过开口的薄膜材料粒子以使其不淀积于基板上，以在基板上形成具有预定形状的薄膜；和第二掩模，被配置在所述保持构件和所述第一掩模之间并且至少部分地覆盖所述第一掩模，以遮蔽薄膜材料粒子以使其不淀积于所述第一掩模上。

根据本发明的基板托盘，第二掩模具有与第一掩模的形状相同的形状。

根据本发明的基板托盘，第二掩模包含多个构件。

根据本发明的基板托盘，第二掩模由与第一掩模的材料相同的材料制成。

根据本发明的基板托盘，第二掩模由与第一掩模的材料不同的材料制成。

根据本发明的成膜设备包括：容纳薄膜材料源的淀积室；保持基板的基板托盘；和用于运送所述基板托盘的运送装置，所述运送装置将所述基板托盘放在与所述薄膜材料源相对的位置处，以在基板上形成薄膜，其中，所述基板托盘包含：保持构件，其保持基板并具有开口，从所述薄膜材料源发射的薄膜材料粒子穿过该开口；第一掩模，被配置在所述保持构件和基板之间并遮蔽穿过开口的薄膜材料粒子以使其不淀积于基板上，以在基板上形成具有预定形状的薄膜；和第二掩模，被配置在所述保持构件和所述第一掩模之间并且至少部分地覆盖所述第一掩模，以遮蔽薄膜材料粒子以使其不淀积于所述第一掩模上。

根据本发明，在保持构件和第一掩模之间配置第二掩模。第二掩模至少部分覆盖第一掩模以抑制第一掩模上的成膜。这防止第一掩模的硬化和畸变。即使玻璃基板(基板)由于热辐射而挠曲，也维持粘接强度。并且，防止淀积材料到达玻璃基板的要覆盖有第一掩模的部分。因此，可以在玻璃基板上形成具有预定图案的膜。

从结合附图给出的以下的说明，本发明的其它特征和优点将十分明显，在这些附图中，相似的附图标记始终表示相同或相似的部分。

附图说明

被包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的实施例，并与说明一起用于解释本发明的原理。

图1是表示根据本发明的实施例的成膜设备的内部配置的视图；

图2A是根据本发明的实施例的基板托盘的分解透视图；

图2B是当托盘、第二掩模、第一掩模和玻璃基板以所列次序被重叠作为根据本发明的实施例的基板托盘的配置时的平面视图；

图3A是表示根据本发明的实施例的基板托盘的配置的截面视图，并表示通过使用基板托盘和成膜设备在玻璃基板上形成保护膜之后的状态；

图3B是表示通过使用根据本发明的另一实施例的基板托盘在玻璃基板上形成保护膜之后的状态的视图；

图3C是表示通过使用根据本发明的另一实施例的基板托盘在玻璃基板上形成保护膜之后的状态的视图；

图4A是常规的基板托盘的分解透视图；

图4B是当保持构件、掩模和玻璃基板以所列次序被重叠作为常规的基板托盘的配置时的平面视图；

图5是表示通过使用常规的基板托盘在其上形成了膜的掩模的状态和玻璃基板上的成膜状态的截面视图。

具体实施方式

将参照图1、图2A、图2B、图3A和图3B以及图3C详细说明本发明的实施例。

图1是表示成膜设备40的内部配置的示图，该成膜设备40连续传送保持玻璃基板5的基板托盘1以连续形成例如用于PDP的保护膜。在成膜设备40中，基板托盘加载室10和基板托盘卸载室12分别通过闸阀16和17与淀积室11的两侧连接。基板托盘加载室10具有平台13，在该平台13上，玻璃基板5通过闸阀15被放在基板托盘1上。基板托盘卸载室12具有平台14，利用该平台，通过闸阀18从基板托盘1取出玻璃基板5。

沿与平台13、基板托盘加载室10、淀积室11、基板托盘卸载室12和平台14连通的基板托盘1的轨道配置一般用于运送托盘的运送辊(运送装置)30。基板托盘加载室10、淀积室11和基板托盘卸载室12分别通过阀19、20和21与排出设备22、23和24连接，使得它们被控制为预定的真空度。

在淀积室11中，在运送辊30下面配置存储淀积材料源(薄膜材料源)(例如，MgO)28的熔沟27。在淀积室11中配置等离子枪25，该等离子枪25用等离子束26照射淀积材料源28以加热和蒸发淀积材料源28，由此产生淀积材料粒子(薄膜材料粒子)。作为等离子枪25的替代，可采用电子枪。

图2A是表示本发明的基板托盘1的配置的分解透视图，图2B是当保持构件2、第二掩模3、第一掩模4和玻璃基板5以所列次序被重叠时的平面视图。如图2A所示，根据本实施例的基板托盘1包含保持玻璃基板5的保持构件2以及依次被配置在保持构件2和玻璃基板5之间的第二掩模3和第一掩模4。在成膜过程中，基板托盘1被配置在淀积材料源28之上以与其相对。保持构件2具有开口2a，该开口2a具有与玻璃基板5的形状对应的预定形状。当被等离子束26照射时从熔沟27上的淀积材料源28蒸发并向玻璃基板5行进的淀积材料粒子穿过开口2a。淀积材料粒子沿图2A所示的箭头29的方向散射。保持构件2由具有例如约3mm到10mm的厚度的SUS板或Ti板等形成。

通过将例如具有相同的形状的四个长板状构件配置成格子状以形成大致矩形的开口4a，形成第一掩模4。第一掩模4可采用保证掩模所需要的机械强度和对于基板的柔性的任何任意金属材料，并可由例如铝、镍、钨、铜、钛、钼、钽或铁，或它们的合金或它们的氧化物制成。从例如机械强度和抗畸变性的观点看，第一掩模4的厚度优选为0.15mm或更小。

通过以与第一掩模4类似的方式将例如由与第一掩模4相同的材料制成并具有与其相同的形状的四个长板状构件配置成格子状，形成第二掩模3，并且，该第二掩模3包含具有与第一掩模4的开口4a相同的形状的开口3a。第一掩模4和第二掩模3在保持构件2和玻璃基板5之间重叠，使得开口4a和3a相互一致，以使得第二掩模3位于保持构件2侧并且第一掩模4位于玻璃基板5侧。例如，螺丝将两个掩模3和4固定到保持构件2。掩模3和4可以以一体化的状态或分开地被固定，只要它们的粘接强度得到保证。穿过保持构件2的开口2a的淀积材料粒子29穿过开口3a和4a，以到达玻璃基板5。重叠状态的两个掩模3和4的厚度优选为0.3mm或更小。如果第一掩模4在该厚度范围内比第二掩模3薄，那么，由于薄的第一掩模4可具有柔性而厚的第二掩模3增加对于热辐射的遮光性能，从而更易于保护第一掩模4，因此这是更优选的。两个掩模3和4中的每一个可具有任意的形状，只要它可覆盖玻璃基板5的应被遮蔽的部分并可具有例如在板状构件的中心具有开口的正方形框状形状。当要在膜淀积之后切割玻璃基板5以形成两个玻璃板时，可以使用在中心桥接的掩模。

将说明使用根据本实施例的基板托盘1和成膜设备40的成膜过程的例子。

首先，在平台13上，将玻璃基板5(例如，1.5m平方和2.8mm厚)放在其中附着有第一掩模4和第二掩模3的基板托盘1上。随后，打开闸阀15，并且基板托盘1在运送辊30上被运送到基板托盘加载室10。关闭闸阀15，基板托盘加载室10的内部被排空到例如约10Pa，并且，加热器(未示出)将玻璃基板5加热到预定的温度。然后，打开闸阀16，并且，将基板托盘1移至淀积室11。

淀积室11的内部被排空到预定的真空度，并且，配置在基板托盘1的下侧的加热器(未示出)将玻璃基板5加热到预定的温度。在以预定的流速将氧气引入淀积室11的同时，等离子枪25被驱动为利用等离子束26照射熔沟27中的蒸发材料源28，由此加热蒸发材料源28。从淀积材料源28蒸发的蒸发材料粒子29穿过保持构件2的开口2a、第二掩模3的开口3a和第一掩模4的开口4a以到达玻璃基板5，以在其表面上高速生长MgO膜6。当形成具有希望的厚度的MgO膜6时，停止等离子枪25的驱动和氧气的引入，由此结束淀积。

在淀积之后，基板托盘1从淀积室11被发送到基板托盘卸载室12(保持闸阀17关闭)并被冷却到预定的温度。然后，闸阀18被打开，并且，基板托盘1被卸载到平台14上。当结束这一系列的处理操作时，从中去除玻璃基板5的基板托盘1返回平台13。然后将未处理的玻璃基板5放在基板托盘1上。玻璃基板5被重新运送到基板托盘加载室10，并且，以与上述过程相同的方式在玻璃基板5上形成MgO膜6。

将参照附图详细说明根据本发明的实施例。图3A是表示根据以上过程在玻璃基板5上形成MgO膜(保护膜)6之后的状态的视图。如图3A所示，不仅在玻璃基板5上而且在第二掩模3上淀积MgO膜6。因此，第二掩模3的表面侧失去柔性并变硬，并且由于MgO膜6的应力而畸变。与此相对，由于在第二掩模3上重叠第一掩模4，因此淀积材料粒子29几乎不到达第一掩模4，并且MgO膜6几乎不覆盖第一掩模4的表面。由于第二掩模3可遮蔽来自淀积材料源28和熔沟27的热辐射，因此第一掩模4几乎不受热辐射影响。因此，第一掩模4不硬化，而是保持其在开始成膜过程之前具有的形状和柔性，由此保证与玻璃基板5的粘接强度。这允许形成具有预定图案的精确遮蔽。

图3B涉及作为第二掩模3的替代使用由分别具有比第一掩模4的宽度窄的宽度的长板状构件制成的第二掩模31的情况，并且是表示根据以上过程在玻璃基板5上形成MgO膜6之后的状态的视图。如图3B所示，由于第二掩模31具有较窄的宽度，因此MgO膜6还覆盖第一掩模4的一部分。但是，如果仅部分地形成MgO膜6，那么第一掩模4很难整体变硬。即使第一掩模4部分地变硬，它也由于膜应力部分地缓和而不翘曲。因此，可充分保证对于玻璃基板5的粘接强度，并且，可以精确地在玻璃基板5上形成具有预定图案的MgO膜6。

图3C涉及作为第二掩模3的替代，排列分别具有更窄的宽度的两个第二掩模32的情况，并且是表示根据以上过程在玻璃基板5上形成MgO膜6之后的状态的视图。如图3C所示，由于第二掩模32具有较窄的宽度，因此MgO膜6还覆盖第一掩模4的一部分。但是，如果仅部分地形成MgO膜6，那么第一掩模4上的膜应力得到部分地缓和。即使第一掩模4部分地变硬，也可保证对于玻璃基板5的粘接强度，并且，可以精确地在玻璃基板5上形成具有预定图案的遮挡。

第二掩模的形状不限于图3A、图3B和图3C所示的那些，相反，可具有任意的形状，只要即使当在第一掩模4上形成膜时也可抑制第一掩模4的硬化和畸变即可。

如上所述，根据本实施例的基板托盘1和使用该基板托盘1的成膜设备40除了包含保持玻璃基板5的保持构件2和第一掩模4外，还包含至少部分地覆盖第一掩模4的第二掩模3，该第一掩模4遮蔽薄膜材料粒子以使其不淀积于玻璃基板(基板)5上，使得玻璃基板5上的薄膜具有预定形状(图案)。通过该配置，第二掩模3至少部分地覆盖第一掩模4以抑制第一掩模4上的成膜。这防止第一掩模4的硬化和畸变并因此维持第一掩模4的柔性。因此，即便当玻璃基板5由于热辐射而挠曲时，第一掩模4也可与其紧密接触而与其一致。第二掩模3还可防止淀积材料到达玻璃基板5的覆盖有第一掩模4的部分。结果，可以精确地在玻璃基板5上形成具有预定图案的膜。虽然由通过淀积在玻璃基板5上形成保护膜例示这些实施例，但是本发明可类似地应用于使用等离子枪等的淀积以外的成膜的情况，或形成保护膜以外的薄膜的情况。

虽然参照以上的实施例说明了本发明，但应注意，本发明不限于以上的实施例，并且，以改进为目标，或者在本发明的精神和范围内，可以作出各种改进和变化。在以上的实施例中，已经说明了包含两个掩模即第一掩模和第二掩模的基板托盘。作为替代方案，基板托盘可包含进一步完全或部分覆盖第二掩模的第三掩模。只要掩模具有多层结构就够了。

本发明不限于以上的实施例，并且，在不背离本发明的精神和范围的条件下，可以作出各种变化和修改。因此，为了使公众获悉本发明，附上以下的权利要求。

本申请基于并要求来自在2006年7月7日提交的在先的日本专利申请No.2006-188522的优先权的益处，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (6)

1.一种保持基板并被配置为与薄膜材料源相对的基板托盘，包括：

保持构件，其保持基板并具有开口，从所述薄膜材料源发射的要被淀积于基板上的薄膜材料粒子穿过该开口；

第一掩模，被配置在所述保持构件和基板之间并遮蔽穿过开口的薄膜材料粒子以使其不淀积于基板上，以在基板上形成具有预定形状的薄膜；和

第二掩模，被配置在所述保持构件和所述第一掩模之间并且至少部分地覆盖所述第一掩模，以遮蔽薄膜材料粒子以使其不淀积于所述第一掩模上。

2.根据权利要求1的基板托盘，其中，所述第二掩模具有与所述第一掩模的形状相同的形状。

3.根据权利要求1或2的基板托盘，其中，所述第二掩模包含多个构件。

4.根据权利要求1或2的基板托盘，其中，所述第二掩模由与所述第一掩模的材料相同的材料制成。

5.根据权利要求1或2的基板托盘，其中，所述第二掩模由与所述第一掩模的材料不同的材料制成。

6.一种成膜设备，包括：

容纳薄膜材料源的淀积室；

保持基板的基板托盘；和

用于运送所述基板托盘的运送装置，所述运送装置将所述基板托盘放在与所述薄膜材料源相对的位置处，以在基板上形成薄膜，

其中，所述基板托盘包含：

保持构件，其保持基板并具有开口，从所述薄膜材料源发射的薄膜材料粒子穿过该开口；

第一掩模，被配置在所述保持构件和基板之间并遮蔽穿过开口的薄膜材料粒子以使其不淀积于基板上，以在基板上形成具有预定形状的薄膜；和

第二掩模，被配置在所述保持构件和所述第一掩模之间并且至少部分地覆盖所述第一掩模，以遮蔽薄膜材料粒子以使其不淀积于所述第一掩模上。

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