CN109722625B - 成膜装置、成膜方法以及电子器件制造方法 - Google Patents

成膜装置、成膜方法以及电子器件制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及成膜装置、成膜方法以及电子器件制造方法。成膜装置包括：真空腔，所述真空腔定义进行蒸镀工序的空间；基板保持单元，所述基板保持单元设置在所述真空腔内，用于保持并输送基板；冷却板，所述冷却板在所述真空腔内设置在所述基板保持单元的基板支承部上，用于冷却基板；对准台，所述对准台设置在所述真空腔的第一外部面上，用于使所述基板保持单元在第一方向以及与第一方向交叉的第二方向上移动或绕以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向旋转；以及冷却板第三方向驱动机构，所述冷却板第三方向驱动机构从所述对准台分离而独立地设置在所述真空腔的所述第一外部面上，用于在所述第三方向上驱动所述冷却板。

Description

成膜装置、成膜方法以及电子器件制造方法
技术领域
本发明涉及成膜装置、成膜方法以及电子器件制造方法，涉及具有使冷却板/磁铁板的驱动机构从对准台分离而独立的结构的成膜装置以及使用该成膜装置的成膜方法。
背景技术
最近，作为平板显示装置，有机EL显示装置受到关注。有机EL显示装置是自发光显示器，响应速度、视角、薄型化等特性比液晶面板显示器优异，对于监视器、电视、以智能手机为代表的各种便携式终端等而言，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。
有机EL显示装置的元件具有如下基本结构：在两个相对的电极(阴极电极、阳极电极)之间形成有进行发光的有机物层。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内经由形成有像素图案的掩模使蒸镀物质蒸镀到基板上来制造，为了将掩模上的像素图案高精度地转印于基板，必须在向基板进行蒸镀前使掩模和基板的相对位置精密地整齐排列。
因此，对搭载有保持基板的基板保持单元的对准台进行驱动，从而执行相对于掩模台上的掩模对基板保持单元上所保持的基板进行位置调整的对准工序。但是，在以往的对准台上，除基板保持单元的升降机构之外也一起搭载有冷却板/磁铁板的升降机构，因此，若为了相对于掩模台上的掩模的位置来调整基板保持单元上的基板的位置而使对准台在X方向或Y方向上移动或绕θ方向旋转，则不仅基板，而且冷却板/磁铁板也一起移动以及/或者旋转。
在利用输送机器人将基板送入到成膜装置内的过程中，基板在输送机器人的手上移动，输送机器人的手上的基板的位置有时会从确定的位置偏移。在该情况下，从输送机器人的手上接收到基板的基板保持单元上的基板的位置也会因由输送机器人带来的基板的输送误差而从确定的位置偏移。
因如上所述的由输送机器人带来的基板的输送误差而引起的基板相对于掩模的位置偏移，通过在XYθ方向上驱动与基板保持单元相连的对准台进行修正。例如，若因输送机器人的问题而导致基板以从确定的位置以Z轴为中心旋转了5°的状态放置在基板保持单元上(即，若基板保持单元上的基板和掩模台上的掩模以Z轴为中心偏移5°)，则通过使与基板保持单元相连的对准台向相反方向旋转5°，从而对基板相对于掩模台上的掩模的位置偏移进行修正。
但是，由于冷却板/磁铁板升降机构与基板保持单元升降机构一起设置在对准台上，因此，若为了进行基板的位置修正而使对准台向相反方向旋转5°，则冷却板/磁铁板也同样地向相反方向旋转5°。因此，虽然借助对准台的驱动能够消除由基板的输送误差带来的基板和掩模之间的位置偏移，但会残留冷却板/磁铁板和基板之间的位置偏移、冷却版/磁铁板和掩模之间的位置偏移。
如上所述的由输送机器人带来的基板的输送误差的程度按照输送机器人的输送动作而不同，因此，冷却板/磁铁板和基板之间的位置偏移、冷却板/磁铁板和掩模之间的位置偏移的程度会产生偏差。这会使成膜时接触的冷却板和基板之间的最终的定位精度恶化(这会给冷却板对基板的冷却作用带来偏差)，从而给借助磁铁板而紧贴的基板和掩模的紧贴状态带来偏差。
上述这样的、由基板的输送误差带来的冷却板/磁铁板和基板/掩模之间的位置偏移及其位置偏移量的偏差会导致成膜模糊、成膜位置偏移等产品不良或成品率降低等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供成膜装置、成膜方法以及电子器件制造方法，即便在产生由输送机器人带来的基板的输送误差的情况下，也可以防止产生冷却板/磁铁板和基板/掩模之间的位置偏移。
本发明的第一方案的成膜装置包括：真空腔，所述真空腔定义进行蒸镀工序的空间；基板保持单元，所述基板保持单元设置在所述真空腔内，用于保持并输送基板；冷却板，所述冷却板在所述真空腔内设置在所述基板保持单元的基板支承部上，用于冷却基板；对准台，所述对准台设置在所述真空腔的第一外部面上，用于使所述基板保持单元在第一方向以及与第一方向交叉的第二方向上移动或绕以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向旋转；以及冷却板第三方向驱动机构，所述冷却板第三方向驱动机构从所述对准台分离而独立地设置在所述真空腔的所述第一外部面上，用于在所述第三方向上驱动所述冷却板。
本发明的第二方案的成膜方法包括：将被送入到技术方案1～15中任一项所述的成膜装置的真空腔内的掩模载置于掩模保持单元的阶段；相对于冷却板，在第一方向、与所述第一方向交叉的第二方向以及以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向上，对载置于所述掩模保持单元的状态的掩模进行位置调整的掩模对准阶段；将调整位置后的掩模载置于被固定于所述真空腔的掩模台上的阶段；将基板送入到所述成膜装置的所述真空腔内并载置于基板保持单元的阶段；相对于在所述掩模台上载置的状态的掩模，在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上，对载置于所述基板保持单元的基板进行位置调整的基板对准阶段；将相对于在所述掩模台上载置的状态的掩模进行位置调整后的基板载置于掩模上的阶段；使冷却板以及磁铁板在所述第三方向上移动从而在基板上接触的阶段；通过掩模将蒸镀材料成膜在基板上的阶段；从成膜装置的真空腔送出基板的阶段；以及从真空腔送出已使用的掩模的阶段。
本发明的第三方案的电子器件制造方法使用本发明的第二方案的成膜方法来制造电子器件。
根据本发明，通过使冷却板/磁铁板升降机构从对准台分离而独立，即便在为了进行由输送机器人带来的基板的输送误差的修正而使对准台在XYθ方向上移动，冷却板以及磁铁板也不会在XYθ方向上移动。由此，可以防止因对准台的XYθ移动而产生冷却板/磁铁板和基板/掩模之间的相对位置偏移，可以减少由成膜不良引起的产品不良。
附图说明
图1是有机EL显示装置的生产线的一部分的示意图。
图2是成膜装置的示意图。
图3是表示本发明的对准台的结构的示意图。
图4(a)～(c)是用于说明掩模对准的示意图。
图5(a)、(b)是有机EL显示装置的整体图以及有机EL显示装置的元件的剖视图。
附图标记说明
10：基板
14：输送机器人
20：真空腔
21：基板保持单元
22：掩模保持单元
23：冷却板
24：磁铁板
25：掩模台
30：对准台
31：基板Z轴升降机构
32：冷却板Z轴升降机构
33：掩模Z轴升降机构
41：对准标记板
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式以及实施例进行说明。但是，以下的实施方式以及实施例仅仅例示性地示出本发明的优选结构，本发明的范围并不限定于这些结构。另外，以下说明中的、装置的硬件结构以及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等只要没有特别特定性的记载，其主旨并非将本发明的范围仅限定于此。
本发明可以优选应用于在基板的表面通过真空蒸镀而形成图案的薄膜(材料层)的装置。对于基板的材料而言，可以选择玻璃、高分子材料的薄膜、金属等任意材料，另外，作为蒸镀材料也可以选择有机材料、金属性材料(金属、金属氧化物等)等任意材料。本发明的技术具体而言能够应用于有机电子器件(例如，有机EL显示装置、薄膜太阳能电池)、光学部件等的制造装置。其中，在有机EL显示装置的制造装置中，为了使蒸镀材料蒸发而形成有机EL显示元件，是本发明的优选的应用例之一。
<电子器件生产线>
图1是示意性地表示电子器件的生产线的结构的一部分的俯视图。图1的生产线例如用于制造智能手机用的有机EL显示装置的显示面板。在智能手机用的显示面板的情况下，在例如尺寸约1800mm×约1500mm的基板上进行有机EL的成膜后，切割该基板来制作多个小尺寸的面板。
电子器件的生产线通常如图1所示具有多个成膜室11、12和输送室13。在输送室13内设置有保持并输送基板10的输送机器人14。输送机器人14例如是具有在多关节臂上安装有对基板进行保持的机械手的结构的机器人，进行基板10相对于各成膜室的送入/送出。
在各成膜室11、12分别设置有成膜装置(也称为蒸镀装置)。由成膜装置自动进行与输送机器人14之间的基板10的交接、基板10和掩模的相对位置的调整(对准)、基板10向掩模上的固定、成膜(蒸镀)等一系列的成膜处理。
以下，对成膜室的成膜装置的结构进行说明。
<成膜装置>
图2是概略地表示成膜装置2的结构的剖视图。在以下的说明中，使用将铅垂方向作为Z方向的XYZ正交坐标系。在假定在成膜时基板(S)与水平面(XY平面)平行地被固定时，将与基板(S)的短边平行的方向作为X方向，将与长边平行的方向作为Y方向。另外，绕Z轴的旋转角用θ表示。
成膜装置2具备定义进行成膜工序的空间的真空腔20。真空腔20的内部被维持为真空环境或者氮气等惰性气体环境。
在成膜装置2的真空腔20内的上部设置有：保持并输送基板的基板保持单元21、保持并输送掩模的掩模保持单元22、用于冷却基板的冷却板23、用于对金属材质的掩模施加磁力的磁铁板24、以及放置调整位置后的掩模的掩模台25等，在成膜装置的真空腔20内的下部设置有收纳蒸镀材料的蒸镀源26等。
基板保持单元21是保持并输送从输送室13的输送机器人14接收到的基板10的机构，也称为基板支架。
掩模保持单元22是在将被送入到成膜装置2的真空腔20内的掩模载置于掩模台25上之前保持以及输送该掩模的机构。
在基板保持单元21之下设置有固定于真空腔20的框架状的掩模台25，在掩模台25上放置具有与将在基板10上形成的薄膜图案对应的开口图案的掩模251。尤其是，制造智能手机用的有机EL元件所使用的掩模是形成有微细的开口图案的金属制的掩模，也称为FMM(Fine Metal Mask：精细金属掩膜)。
冷却板23设置在基板保持单元21的支承部上方，在成膜时紧贴于基板10的与掩模251相反的一侧的面，是起到如下作用的板形部件：通过抑制成膜时的基板10的温度上升，从而抑制有机材料的变质、劣化。
在冷却板23之上设置有用于对金属制的掩模251施加磁力来防止掩模的挠曲并使掩模251和基板10紧贴的磁铁板24。磁铁板24可以由永磁铁或电磁铁构成，可以被划分为多个模块。另外，磁铁板24也可以与冷却板23一体地形成。
蒸镀源26包括：收纳在基板上成膜的蒸镀材料的坩埚(未图示)、用于对坩埚进行加热的加热器(未图示)、在来自蒸镀源的蒸发率变为恒定之前阻挡蒸镀材料向基板飞散的挡板(未图示)等。蒸镀源26可以是点(point)蒸镀源、线性(linear)蒸镀源、旋转蒸镀源等，可以根据用途具有多种多样的结构。
虽然图2中未图示，但成膜装置2包括用于测定蒸镀到了基板上的膜的厚度的膜厚监测器(未图示)以及膜厚计算单元(未图示)。
在成膜装置2的真空腔20的外部上表面设置有：用于使基板保持单元21、掩模保持单元22、冷却板23/磁铁板24等在铅垂方向(Z方向、第三方向)上升降的升降机构、以及为了进行基板相对于掩模的对准或掩模相对于冷却板/磁铁板的对准而与水平面平行地(在X方向、Y方向、θ方向上)使基板保持单元21以及/或者掩模保持单元22移动的驱动机构(对准台)等。
在本发明中，如参照图3在后面论述的那样，通过使用于使冷却板23以及磁铁板24在Z方向上升降的升降机构从用于使基板保持单元21在XYθ方向上移动的对准台分离/独立，即便在与对准台相连的基板保持单元21因对准台的XYθ移动而进行XYθ移动的情况下，冷却板/磁铁板升降机构也不进行XYθ移动而在XYθ方向上被固定。
另外，为了进行掩模和基板的对准，在本发明的成膜装置2也设置有透过设置于真空腔20的顶板的窗对形成于基板以及掩模的对准标记进行拍摄的对准用照相机(未图示)。
以下，说明在本发明的成膜装置中进行成膜处理的各阶段。
首先，若新的掩模被送入到成膜装置的真空腔20内而被载置于掩模保持单元22上，则进行相对于冷却板23的位置而调整放置于掩模保持单元22的掩模的位置的掩模对准工序。相对于冷却板23调整位置后的掩模利用掩模保持单元22下降并放置在掩模台25上。
利用输送室13的输送机器人14将基板送入到真空腔20内并放置于基板保持单元21。接着，进行基板对准工序，在该基板对准工序中进行基板10和掩模251的相对位置的测定以及调整。若完成基板对准工序，则基板保持单元21利用升降机构下降并将基板10放置在掩模251上，此后，冷却板23和磁铁板24利用升降机构下降，从而使基板10和掩模251紧贴。
在该状态下，蒸镀源26的挡板打开，从蒸镀源26的坩埚蒸发的蒸镀材料经过掩模的微细图案开口蒸镀到基板上。
若蒸镀到了基板上的蒸镀材料的膜厚达到规定的厚度，则蒸镀源26的挡板关闭，此后，输送机器人14将基板从真空腔20送出到输送室13。
针对规定张数的基板反复进行从基板送入起到基板送出为止的工序后，从成膜装置送出蒸镀材料堆积而不再能够继续使用的掩模，将新的掩模送入到成膜装置。
<对准台>
以下，参照图3对本发明的对准台30的结构进行说明。
在真空腔20的外部上表面(第一外部面)设置有：为了进行基板10相对于掩模的位置调整以及掩模相对于冷却板/磁铁板的位置调整而使基板保持单元21以及掩模保持单元22在XYθ方向上移动的对准台30；用于使基板保持单元21在Z轴方向上升降的基板Z轴升降机构(31、基板第三方向驱动机构)；用于使冷却板23以及/或者磁铁板24在Z轴方向上升降的冷却板Z轴升降机构(32、冷却板第三方向驱动机构)；以及用于使掩模251在Z轴方向上升降的掩模Z轴升降机构(33、掩模第三方向驱动机构)。
对准台30从固定在真空腔的外部上表面的对准台驱动用电机(301、第一电机)经过直线导向件(第一驱动力传递机构)受到朝向XYθ方向的驱动力。即，在真空腔外侧上表面固定地设置导轨(未图示)，在导轨上能够移动地设置线性块。在线性块上搭载有对准台基体板(302、第一基体板)。利用来自固定在真空腔的外侧上表面的对准台驱动用电机301的驱动力使线性块在XYθ方向上移动，从而可以使搭载在线性块上的对准台基体板302即对准台30整体在XYθ方向上移动。
用于使基板保持单元21升降的升降机构以及用于使掩模保持单元22升降的升降机构如后述那样搭载于对准台30，因此，随着对准台在XYθ方向上移动，基板保持单元21以及掩模保持单元22与所述基板保持单元21以及掩模保持单元22各自保持的基板以及掩模一起在XYθ方向上移动。
基板Z轴升降机构31是使基板保持单元21在Z轴方向上升降的机构，设置在对准台基体板302上。真空腔20内的基板保持单元21经过真空腔20的外部上表面与基板Z轴升降机构31相连。基板Z轴升降机构31包括：基板升降驱动用电机(311、第三电机)、以及用于将基板升降驱动用电机311的驱动力传递到基板保持单元21的作为基板升降驱动力传递机构(第三驱动力传递机构)的直线导向件312。在本实施方式中，作为基板升降驱动力传递机构而使用直线导向件312，但本发明并不限于此，也可以使用滚珠丝杠等。
冷却板Z轴升降机构32包括：用于在Z方向上驱动冷却板23以及/或者磁铁板24的冷却板升降驱动用电机(321、第二电机)、以及作为冷却板升降驱动力传递机构(第二驱动力传递机构)的滚珠丝杠322，该冷却板Z轴升降机构32设置于被固定在真空腔的外部上表面的冷却板Z轴升降机构基体板(323、第二基体板)上。在本实施方式中，作为冷却板升降驱动力传递机构而使用滚珠丝杠322，但本发明并不限于此，也可以使用直线导向件等。
这样，在本发明中，冷却板Z轴升降机构32并非像以往那样设置于对准台基体板302，而是从对准台30分离/独立地设置于在真空腔20的外部上表面固定的冷却板Z轴升降机构基体板323，因此，即便对准台30在XYθ方向上移动，冷却板Z轴升降机构32也不在XYθ方向上移动而在XYθ方向上被固定。在本说明书中，冷却板Z轴升降机构32从对准台30分离而独立地设置这种情况，在广义上指的是冷却板Z轴升降机构32不设置在对准台30上而不会从对准台30受到向XYθ方向移动用的驱动力，在狭义上指的是冷却板Z轴升降机构32不设置在对准台30上而以在XYθ方向上被固定在真空腔20的外部上表面的方式设置(即，在XYθ方向上不移动或旋转而被固定)。
掩模Z轴升降机构33是用于使掩模保持单元22在Z轴方向上升降的机构，搭载于对准台30。真空腔20内的掩模保持单元22经过真空腔20的外部上表面与掩模Z轴升降机构33相连。掩模Z轴升降机构33包括掩模升降驱动用电机(331、第四电机)和滚珠丝杠(332、第四驱动力传递机构)，在更换掩模时将已使用的掩模用输送机器人排出，并接收新的掩模，在经过掩模对准工序将掩模载置于掩模台25上之前发挥使掩模保持单元22升降的功能。
<掩模对准>
参照图4对掩模相对于冷却板23/磁铁板24的对准工序进行说明。
若达到掩模的更换时期，则掩模Z轴升降机构33在Z轴方向上驱动掩模保持单元22，使已使用的掩模从掩模台25上的蒸镀位置上升到输送机器人能够接收掩模的排出位置。输送机器人从掩模保持单元22接收已使用的掩模并排出到真空腔外，将新的掩模送入到真空腔内并将新的掩模交接到停留在排出位置的掩模保持单元22。
接着，如图4(a)以及图4(b)所示，使用设置于真空腔20的外部上表面的粗(rough)对准用照相机40，对在冷却板23的下表面或磁铁板24的上表面设置的对准标记板41的对准标记411和置于掩模保持单元22的掩模251的对准标记2511进行拍摄，从而测定它们之间的相对位置。本发明的对准标记板41如图4(c)所示具有“凸”字的平面形状，形成于对准标记板41的对准标记是圆形开口，但本发明并不限于此。
在根据对准标记的拍摄结果而判明冷却板23/磁铁板24和放置于掩模保持单元22的掩模251的相对位置在XYθ方向上偏移的情况下，利用对准台30使掩模保持单元22在XYθ方向上移动，从而相对于冷却板23/磁铁板24对掩模进行位置调整。此时，由于设置有冷却板23/磁铁板24的冷却板Z轴升降机构32从对准台30分离以及独立地设置，因此，使冷却板23/磁铁板24相对于掩模保持单元22所保持的掩模相对移动，从而可以调整它们的位置。
在将对准标记板41设置在磁铁板24的上表面的情况下，向磁铁板24的设置简单并且可以使设置位置准确。与此相比，为了将对准标记板41设置在冷却板23的下表面，必须将对准标记板41埋入冷却板23的下表面侧，因此，设置变得复杂，但由于可以与粗对准用照相机40的焦点对准的掩模251的对准标记2511更靠近地设置，因此，可以提高基于粗对准用照相机40的对准标记的识别精度。
若掩模对准完成，则利用掩模Z轴升降机构33使掩模保持单元22下降并使掩模251从排出位置下降至掩模台25上的蒸镀位置后，将掩模251载置于掩模台25上。
经过这样的掩模对准工序，可以相对调整掩模251和冷却板23/磁铁板24的位置。即，以往，冷却板Z轴升降机构32与用于使掩模保持单元22升降的掩模Z轴升降机构33一起搭载于对准台30上，因此，不能相对于冷却板23/磁铁板24对放置于掩模保持单元22的状态的掩模251相对地进行位置调整，但在本发明中，冷却板Z轴升降机构32从对准台30分离/独立地设置，因此，可以使放置于掩模保持单元22的状态的掩模251与冷却板23/磁铁板24相对地进行位置移动来进行调整。
<基板对准>
若基板10利用输送室13的输送机器人14送入到成膜装置2的真空腔20内并载置于在送入位置待命的基板保持单元21，则基板保持单元21利用基板Z轴升降机构31在Z轴方向上下降并移动到掩模上方的确定高度的测量位置。接着，利用粗对准用照相机以及精对准用照相机，拍摄基板的对准标记和放置于掩模台25的状态的掩模251的对准标记，从而测定基板和掩模的相对位置偏移。
在将基板送入到成膜装置2的真空腔20内的过程中，若因由输送机器人14带来的输送误差而导致基板偏移地放置于基板保持单元21，则会产生基板和放置于掩模台25的掩模251之间的相对位置偏移。在该情况下，使与基板保持单元21相连的对准台30在XYθ方向上移动，从而调整基板10和掩模251的相对位置。即便如上所述为了相对于掩模台25上的掩模251对基板进行位置调整而使对准台30在XYθ方向上移动，在本发明中，由于冷却板Z轴升降机构32从对准台30分离而独立地固定在真空腔20的外部上表面，因此，冷却板Z轴升降机构32也不会在XYθ方向上移动，可以维持掩模对准完成时的冷却板23/磁铁板24和掩模251之间的调整位置后的状态。
另外，在因由输送机器人14带来的基板的输送误差而导致基板10在相对于冷却板23相对偏移的位置处载置于基板保持单元21上的情况下，通过相对于掩模台25上的掩模251对基板10进行位置调整，从而通过掩模对准工序，掩模台25上的掩模251和已调整位置的冷却板23都可以对基板10进行位置调整。
若基板相对于掩模的对准完成，则基板保持单元21利用基板Z轴升降机构31下降到掩模上并将基板放在掩模上。
接着，借助冷却板Z轴升降机构32的驱动，冷却板23以及磁铁板24下降并放置在基板10的上表面上。此时，借助磁铁板24的磁力，金属性的掩模251受到引力，由此，基板和掩模成为紧贴状态。
根据本发明，尽管存在由输送机器人14带来的基板的输送误差，但由于冷却板23和基板的位置相互被调整，因此，仍可以使由冷却板23带来的基板的冷却作用极大化。另外，即便在产生由输送机器人14带来的基板的输送误差的情况下，也可以使输送误差的偏差最小化，因此，可以使冷却板和基板的相对位置修正用的偏置(offset)稳定化。另外，由于磁铁板24和掩模251的相对位置也被调整，因此，在利用来自磁铁板24的磁力使基板和掩模紧贴时，可以减小该紧贴状态的偏差。其结果是，可以有效地减少成膜不良。
<电子器件的制造方法>
接着，对使用本实施方式的成膜装置的电子器件的制造方法的一例进行说明。以下，作为电子器件的例子而例示有机EL显示装置的结构以及制造方法。
首先，说明制造的有机EL显示装置。图5(a)是有机EL显示装置60的整体图，图5(b)表示一个像素的截面结构。
如图5(a)所示，在有机EL显示装置60的显示区域61呈矩阵状地配置有多个像素62，所述像素62具备多个发光元件。发光元件的每一个具有具备被一对电极夹着的有机层的结构，详细情况在后面说明。需要说明的是，在此所说的像素指的是在显示区域61中可以进行所希望的颜色显示的最小单位。在本实施例的有机EL显示装置的情况下，由示出彼此不同的发光的第一发光元件62R、第二发光元件62G、第三发光元件62B的组合来构成像素62。像素62大多由红色发光元件、绿色发光元件以及蓝色发光元件的组合来构成，但也可以是黄色发光元件、青色发光元件以及白色发光元件的组合，只要是至少一种颜色以上即可，并未特别限定。
图5(b)是图5(a)的A-B线处的局部剖面示意图。像素62具有有机EL元件，该有机EL元件在基板63上具备第一电极(阳极)64、空穴输送层65、发光层66R、66G、66B的任意方、电子输送层67以及第二电极(阴极)68。其中，空穴输送层65、发光层66R、66G、66B、电子输送层67相当于有机层。另外，在本实施方式中，发光层66R是发出红色光的有机EL层，发光层66G是发出绿色光的有机EL层，发光层66B是发出蓝色光的有机EL层。发光层66R、66G、66B形成为与分别发出红色光、绿色光、蓝色光的发光元件(也有时记为有机EL元件)对应的图案。另外，第一电极64按照每个发光元件分离地形成。空穴输送层65、电子输送层67以及第二电极68既可以与多个发光元件62R、62G、62B共用而形成，也可以按照每个发光元件形成。需要说明的是，为了防止第一电极64和第二电极68因异物而短路，在第一电极64之间设置有绝缘层69。并且，由于有机EL层会因水分、氧而劣化，因此，设置有用于保护有机EL元件免受水分、氧侵蚀的保护层70。
在图5(b)中，空穴输送层65、电子输送层67用一层示出，但根据有机EL显示元件的结构，也可以由包括空穴阻挡层、电子阻挡层在内的多层形成。另外，在第一电极64和空穴输送层65之间，也可以形成能够顺畅地进行空穴从第一电极64向空穴输送层65的注入并且具有能带结构的空穴注入层。同样地，在第二电极68和电子输送层67之间也可以形成电子注入层。
接着，对有机EL显示装置的制造方法的例子进行具体说明。
首先，准备形成有用于驱动有机EL显示装置的电路(未图示)以及第一电极64的基板63。
在形成有第一电极64的基板63之上利用旋涂而形成丙烯酸树脂，并利用光刻法以在形成有第一电极64的部分形成开口的方式对丙烯酸树脂进行构图而形成绝缘层69。该开口部相当于发光元件实际发光的发光区域。
将构图有绝缘层69的基板63送入到第一有机材料成膜装置，利用基板保持单元保持基板，在显示区域的第一电极64之上，作为共用的层而成膜空穴输送层65。空穴输送层65通过真空蒸镀而成膜。实际上，由于空穴输送层65形成为比显示区域61大的尺寸，因此，不需要高精细的掩模。
接着，将形成至空穴输送层65的基板63送入到第二有机材料成膜装置，利用基板保持单元进行保持。进行基板和掩模的对准，将基板载置于掩模之上，在基板63的配置发出红色光的元件的部分，成膜发出红色光的发光层66R。
根据本发明，通过使用于使成膜装置的冷却板/磁铁板升降的冷却板Z轴升降机构32从对准台30分离/独立，即便在为了消除由输送机器人14带来的输送误差而驱动对准台30来进行位置修正的情况下，也可以有效地调整冷却板/磁铁板、基板、掩模之间的相对位置，由此，可以有效地减少成膜不良。
与发光层66R的成膜同样地，利用第三有机材料成膜装置来成膜发出绿色光的发光层66G，并且利用第四有机材料成膜装置来成膜发出蓝色光的发光层66B。在发光层66R、66G、66B的成膜完成后，利用第五成膜装置在整个显示区域61成膜电子输送层67。电子输送层67作为共用的层而形成于三种颜色的发光层66R、66G、66B。
使形成至电子输送层67的基板移动至金属性蒸镀材料成膜装置来成膜第二电极68。
此后，移动至等离子体CVD装置来成膜保护层70，从而完成有机EL显示装置60。
从将构图有绝缘层69的基板63送入到成膜装置起直至保护层70的成膜完成为止，若暴露在包含水分、氧在内的环境中，则由有机EL材料制成的发光层可能会因水分、氧而劣化。因此，在本例中，成膜装置之间的基板的送入送出在真空环境或惰性气体环境下进行。
上述实施例示出本发明的一例，本发明并不限定于上述实施例的结构，可以在其技术思想的范围内适当变形。

Claims (38)

1.一种成膜装置，用于通过掩模将蒸镀材料成膜于基板，其中，所述成膜装置包括：
真空腔，所述真空腔定义进行蒸镀工序的空间；
基板保持单元，所述基板保持单元设置在所述真空腔内，用于保持并输送基板；
冷却板，所述冷却板在所述真空腔内设置在所述基板保持单元的基板支承部上，用于冷却基板；
对准台，所述对准台设置在所述真空腔的第一外部面上，用于使所述基板保持单元在第一方向以及与第一方向交叉的第二方向上移动或绕以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向旋转；以及
冷却板第三方向驱动机构，所述冷却板第三方向驱动机构从所述对准台分离而独立地设置在所述真空腔的所述第一外部面上，使所述冷却板在所述第三方向上移动，并且不在所述第一方向、所述第二方向和所述旋转方向上移动。
2.如权利要求1所述的成膜装置，其中，
所述冷却板第三方向驱动机构以在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上被固定的方式设置在所述真空腔的所述第一外部面上。
3.如权利要求1所述的成膜装置，其中，
所述对准台包括第一基体板，所述第一基体板以在所述第一方向以及所述第二方向上能够移动且能够绕所述旋转方向旋转的方式设置在所述真空腔的所述第一外部面上。
4.如权利要求2所述的成膜装置，其中，
所述冷却板第三方向驱动机构包括第二基体板，所述第二基体板以在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上被固定的方式设置在所述真空腔的所述第一外部面上。
5.如权利要求3所述的成膜装置，其中，
所述成膜装置还包括基板第三方向驱动机构，所述基板第三方向驱动机构设置在所述第一基体板上，用于在所述第三方向上驱动所述基板保持单元。
6.如权利要求3所述的成膜装置，其中，
所述成膜装置还包括掩模保持单元和掩模第三方向驱动机构，所述掩模保持单元用于保持并输送掩模，所述掩模第三方向驱动机构设置在所述第一基体板上，用于在所述第三方向上驱动所述掩模保持单元。
7.如权利要求6所述的成膜装置，其中，
所述冷却板第三方向驱动机构在所述第三方向上将用于对掩模施加磁力的磁铁板与所述冷却板一起驱动。
8.如权利要求7所述的成膜装置，其中，
在所述冷却板的下部设置对准标记板，所述对准标记板形成有用于所述冷却板和所述掩模保持单元所保持的掩模在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上的位置调整的对准标记。
9.如权利要求8所述的成膜装置，其中，
形成于所述对准标记板的所述对准标记是形成于所述对准标记板的开口。
10.如权利要求7所述的成膜装置，其中，
在所述磁铁板的上部设置对准标记板，所述对准标记板用于所述磁铁板和所述掩模保持单元所保持的掩模在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上的位置调整。
11.如权利要求10所述的成膜装置，其中，
形成于所述对准标记板的所述对准标记是形成于所述对准标记板的开口。
12.如权利要求3所述的成膜装置，其中，
所述成膜装置还包括：固定在所述真空腔的所述第一外部面上的第一电机、以及将来自所述第一电机的驱动力传递到所述第一基体板的第一驱动力传递机构。
13.如权利要求4所述的成膜装置，其中，
所述冷却板第三方向驱动机构还包括：产生用于在所述第三方向上驱动冷却板的驱动力的第二电机、以及用于将来自所述第二电机的驱动力传递到冷却板的第二驱动力传递机构。
14.如权利要求5所述的成膜装置，其中，
所述基板第三方向驱动机构还包括：产生用于在所述第三方向上驱动所述基板保持单元的驱动力的第三电机、以及用于将来自所述第三电机的驱动力传递到所述基板保持单元的第三驱动力传递机构。
15.如权利要求6所述的成膜装置，其中，
所述掩模第三方向驱动机构包括：产生用于在所述第三方向上驱动所述掩模保持单元的驱动力的第四电机、以及将来自所述第四电机的驱动力传递到所述掩模保持单元的第四驱动力传递机构。
16.一种成膜方法，用于通过掩模将蒸镀材料蒸镀到基板上，其中，所述成膜方法包括：
将被送入到权利要求1～15中任一项所述的成膜装置的真空腔内的掩模载置于掩模保持单元的阶段；
相对于在第一方向、与所述第一方向交叉的第二方向以及以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向上不移动并且能够在所述第三方向上移动的冷却板，在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上，对载置于所述掩模保持单元的状态的掩模进行位置调整的掩模对准阶段；
将调整位置后的掩模载置于被固定于所述真空腔的掩模台上的阶段；
将基板送入到所述成膜装置的所述真空腔内并载置于基板保持单元的阶段；
相对于在所述掩模台上载置的状态的掩模，在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上，对载置于所述基板保持单元的基板进行位置调整的基板对准阶段；
将相对于在所述掩模台上载置的状态的掩模进行位置调整后的基板载置于掩模上的阶段；
使冷却板以及磁铁板在所述第三方向上移动从而在基板上接触的阶段；
通过掩模将蒸镀材料成膜在基板上的阶段；
从成膜装置的真空腔送出基板的阶段；以及
从真空腔送出已使用的掩模的阶段。
17.如权利要求16所述的成膜方法，其中，
在所述掩模对准阶段，通过使成膜装置的对准台相对于搭载有冷却板的冷却板第三方向驱动机构在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上相对移动或旋转，从而相对于冷却板对载置于与所述对准台相连的所述掩模保持单元的掩模进行位置调整。
18.如权利要求17所述的成膜方法，其中，
所述掩模对准阶段包括如下阶段：对在所述冷却板的下部或所述磁铁板的上部设置的对准标记板上的对准标记和掩模的对准标记进行拍摄，从而测定冷却板和载置于所述掩模保持单元的掩模之间的相对位置偏移、或磁铁板和载置于掩模保持单元的掩模之间的相对位置偏移。
19.一种电子器件制造方法，其中，使用权利要求16～18中任一项所述的成膜方法来制造电子器件。
20.一种成膜装置，用于通过掩模将蒸镀材料成膜于基板，其中，所述成膜装置包括：
真空腔，所述真空腔定义进行蒸镀工序的空间；
掩模保持单元，所述掩模保持单元设置在所述真空腔内，用于保持并输送掩模；
对准台，所述对准台用于使所述掩模保持单元在第一方向以及与第一方向交叉的第二方向上移动或绕以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向旋转；以及
第三方向驱动机构，所述第三方向驱动机构从所述对准台分离而独立地设置，使为了对保持于基板保持单元的基板进行冷却而设置在所述真空腔内的冷却板、或者使为了从所述基板的成膜面的相反侧对掩模施加磁力而设置在所述真空腔内的磁力施加构件在所述第三方向上移动，并且不在所述第一方向、所述第二方向和所述旋转方向上移动，所述基板保持单元用于保持并输送所述基板。
21.如权利要求20所述的成膜装置，其中，
所述第三方向驱动机构相对于所述真空腔以在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上被固定的方式设置。
22.如权利要求20所述的成膜装置，其中，
所述对准台包括第一基体板，所述第一基体板以在所述第一方向以及所述第二方向上能够移动且能够绕所述旋转方向旋转的方式设置在所述真空腔的第一外部面上。
23.如权利要求22所述的成膜装置，其中，
所述第三方向驱动机构包括第二基体板，所述第二基体板以在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上被固定的方式设置在所述真空腔的第一外部面上。
24.如权利要求23所述的成膜装置，其中，
所述成膜装置还包括掩模第三方向驱动机构，所述掩模第三方向驱动机构设置在所述第一基体板上，用于在所述第三方向上驱动所述掩模保持单元。
25.如权利要求22所述的成膜装置，其中，
所述第三方向驱动机构包括冷却板第三方向驱动机构和基板第三方向驱动机构，所述冷却板第三方向驱动机构用于在所述第三方向上驱动所述冷却板，所述基板第三方向驱动机构设置在所述第一基体板上，用于在所述第三方向上驱动所述基板保持单元。
26.如权利要求25所述的成膜装置，其中，
所述第三方向驱动机构在所述第三方向上将用于冷却基板的冷却板与所述磁力施加构件一起驱动。
27.如权利要求22所述的成膜装置，其中，
所述成膜装置还包括：固定在所述真空腔的所述第一外部面上的第一电机、以及将来自所述第一电机的驱动力传递到所述第一基体板的第一驱动力传递机构。
28.如权利要求23所述的成膜装置，其中，
所述第三方向驱动机构还包括：产生用于在所述第三方向上驱动所述磁力施加构件的驱动力的第二电机、以及用于将来自所述第二电机的驱动力传递到磁力施加构件的第二驱动力传递机构。
29.如权利要求25所述的成膜装置，其中，
所述基板第三方向驱动机构还包括：产生用于在所述第三方向上驱动所述基板保持单元的驱动力的第三电机、以及用于将来自所述第三电机的驱动力传递到所述基板保持单元的第三驱动力传递机构。
30.如权利要求24所述的成膜装置，其中，
所述掩模第三方向驱动机构包括：产生用于在所述第三方向上驱动所述掩模保持单元的驱动力的第四电机、以及将来自所述第四电机的驱动力传递到所述掩模保持单元的第四驱动力传递机构。
31.一种成膜装置，用于通过掩模将蒸镀材料成膜于基板，其中，所述成膜装置包括：
真空腔，所述真空腔定义进行蒸镀工序的空间；
掩模保持单元，所述掩模保持单元设置在所述真空腔内，用于保持并输送掩模；
紧贴构件，所述紧贴构件配置在所述真空腔内，用于从所述基板的成膜面的相反侧使所述基板与所述掩模紧贴；
对准台，所述对准台用于使所述掩模保持单元在第一方向以及与第一方向交叉的第二方向上移动或绕以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向旋转；以及
紧贴构件第三方向驱动机构，所述紧贴构件第三方向驱动机构从所述对准台分离而独立地设置，使所述紧贴构件在所述第三方向上移动，并且不在所述第一方向、所述第二方向和所述旋转方向上移动。
32.如权利要求31所述的成膜装置，其中，
所述紧贴构件第三方向驱动机构相对于所述真空腔以在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上被固定的方式设置。
33.一种成膜方法，用于通过掩模将蒸镀材料蒸镀到基板上，其中，所述成膜方法包括：
将被送入到权利要求20～30中任一项所述的成膜装置的真空腔内的掩模载置于掩模保持单元的阶段；
相对于磁力施加构件，在第一方向、与所述第一方向交叉的第二方向以及以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向上，对载置于所述掩模保持单元的状态的掩模进行位置调整的掩模对准阶段；
将调整位置后的掩模载置于被固定于所述真空腔的掩模台上的阶段；
将基板送入到所述成膜装置的所述真空腔内并载置于基板保持单元的阶段；
相对于在所述掩模台上载置的状态的掩模，在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上，对载置于所述基板保持单元的基板进行位置调整的基板对准阶段；
将相对于在所述掩模台上载置的状态的掩模进行位置调整后的基板载置于掩模上的阶段；
使磁力施加构件以及冷却板在所述第三方向上移动而与基板接触的阶段；以及
通过掩模将蒸镀材料成膜在基板上的阶段。
34.如权利要求33所述的成膜方法，其中，
在所述掩模对准阶段，通过使成膜装置的对准台相对于搭载有磁力施加构件的磁力施加构件第三方向驱动机构在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上相对移动或旋转，从而相对于磁力施加构件对载置于与所述对准台相连的所述掩模保持单元的掩模进行位置调整。
35.如权利要求34所述的成膜方法，其中，
所述掩模对准阶段包括如下阶段：对在所述磁力施加构件的下部或所述冷却板的上部设置的对准标记板上的对准标记和掩模的对准标记进行拍摄，从而测定磁力施加构件和载置于所述掩模保持单元的掩模之间的相对位置偏移、或磁铁板和载置于掩模保持单元的掩模之间的相对位置偏移。
36.一种成膜方法，用于通过掩模将蒸镀材料蒸镀到基板上，其中，所述成膜方法包括：
将被送入到权利要求31或32所述的成膜装置的真空腔内的掩模载置于掩模保持单元的阶段；
相对于紧贴构件，在第一方向、与所述第一方向交叉的第二方向以及以与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向为轴的旋转方向上，对载置于所述掩模保持单元的状态的掩模进行位置调整的掩模对准阶段；
将调整位置后的掩模载置于被固定于所述真空腔的掩模台上的阶段；
将基板送入到所述成膜装置的所述真空腔内并载置于基板保持单元的阶段；
相对于在所述掩模台上载置的状态的掩模，在所述第一方向、所述第二方向以及所述旋转方向上，对载置于所述基板保持单元的基板进行位置调整的基板对准阶段；
将相对于在所述掩模台上载置的状态的掩模进行位置调整后的基板载置于掩模上的阶段；
使紧贴构件在所述第三方向上移动而与基板接触的阶段；以及
通过掩模将蒸镀材料成膜在基板上的阶段。
37.一种电子器件制造方法，其中，使用权利要求33所述的成膜方法来制造电子器件。
38.一种电子器件制造方法，其中，使用权利要求36所述的成膜方法来制造电子器件。
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