CN110578118A - 静电吸盘系统、成膜装置、吸附方法、成膜方法及电子设备的制造方法 - Google Patents

静电吸盘系统、成膜装置、吸附方法、成膜方法及电子设备的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的静电吸盘系统用于吸附被吸附体，其特征在于，包括：包括电极部的静电吸盘；用于向上述静电吸盘的上述电极部施加电位差的电位差施加部；以及用于控制由上述电位差施加部施加的电位差的电位差控制部，上述电位差控制部进行控制，使得用于使上述静电吸盘吸附第1被吸附体的第1电位差、比上述第1电位差小的第2电位差、以及用于经由上述第1被吸附体将第2被吸附体吸附于上述静电吸盘的第3电位差依次施加于上述电极部，上述第3电位差为上述第2电位差以上。

Description

静电吸盘系统、成膜装置、吸附方法、成膜方法及电子设备的 制造方法
技术领域
本发明涉及静电吸盘。
背景技术
在有机EL显示装置的制造中，将从成膜装置的蒸镀源蒸发的蒸镀材料经由形成有像素图案的掩模蒸镀在基板上，由此形成有机物层、金属层。
在上方向蒸镀方式的成膜装置中，蒸镀源设置于成膜装置的真空容器的下部，基板配置于真空容器的上部，蒸镀于基板的下表面。在这样的上方向蒸镀方式的成膜装置的真空容器内，基板的下表面被基板支架保持，由于基板的自重而导致的基板的挠曲成为降低蒸镀精度的主要原因。
作为用于降低由基板的自重引起的挠曲的方法，正在研究使用静电吸盘的技术。即，在基板保持架的支承部的上部设置静电吸盘，在使静电吸盘接近或接触基板的上表面的状态下对静电吸盘施加吸附电位差。这样，通过向基板的表面引导相反极性的电荷，基板的中央部被静电吸盘的静电引力拉拽，能够降低基板的挠曲。
在专利文献1(日本特表2016-539489号公报)中，提出了在利用静电吸盘保持基板的状态下吸附掩模的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2016-539489号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于使第1被吸附体和第2被吸附体双方良好地吸附于静电吸盘。
课题的解决方法
本发明的第1方式的静电吸盘系统是用于吸附被吸附体的静电吸盘系统，包括：包括电极部的静电吸盘、用于向上述静电吸盘的上述电极部施加电位差的电位差施加部、以及用于控制由上述电位差施加部施加的电位差的电位差控制部，上述电位差控制部进行控制，使得用于使上述静电吸盘吸附第1被吸附体的第1电位差、比上述第1电位差小的第2电位差、以及用于经由上述第1被吸附体向上述静电吸盘吸附第2被吸附体的第3电位差依次施加于上述电极部，其特征在于，上述第3电位差为上述第2电位差以上。
本发明的第2方式的成膜装置是用于在基板上经由掩模进行成膜的成膜装置，其特征在于，包括用于吸附作为第1被吸附体的基板和作为第2被吸附体的掩模的静电吸盘系统，上述静电吸盘系统是本发明的第1方式的静电吸盘系统。
本发明的第3方式的吸附方法是用于吸附被吸附体的方法，其特征在于，包括：向静电吸盘的电极部施加第1电位差而向静电吸盘吸附第1被吸附体的阶段；向上述电极部施加比上述第1电位差小的第2电位差的阶段；对上述电极部施加上述第2电位差以上的第3电位差，经由上述第1被吸附体向上述静电吸盘吸附上述第2被吸附体的阶段。
本发明的第4方式的成膜方法是在基板上经由掩模成膜蒸镀材料的方法，包括：向真空容器内搬入掩模的阶段；向真空容器内搬入基板的阶段；向静电吸盘的电极部施加第1电位差而在上述静电吸盘上吸附上述基板的阶段；向上述电极部施加比上述第1电位差小的第2电位差的阶段；向上述电极部施加上述第2电位差以上的第3电位差而在上述静电吸盘上经由上述基板吸附上述掩模的阶段；在上述静电吸盘上吸附上述基板和上述掩模的状态下使蒸镀材料蒸发并经由上述掩模在上述基板上成膜蒸镀材料的阶段。
本发明的第5方式的电子设备的制造方法的特征在于，使用本发明的第4方式的成膜方法来制造电子设备。
发明的效果
根据本发明，能够利用静电吸盘良好地吸附第1被吸附体和第2被吸附体这两者。
附图说明
图1是电子设备的制造装置的一部分的示意图。
图2是本发明的一个实施方式的成膜装置的示意图。
图3a～图3c是本发明的一个实施方式的静电吸盘系统的概念图以及示意图。
图4a-4d是表示基板以及掩模向静电吸盘的吸附、保持的顺序的示意图。
图5是表示施加于静电吸盘的电位差的变化的线图。
图6是表示电子设备的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式以及实施例进行说明。但是，以下的实施方式及实施例仅是例示性地表示本发明的优选的结构，本发明的范围并不限定于这些结构。另外，以下的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，在没有特别地记载的情况下，不意味着将本发明的范围仅限定于此。
本发明能够优选应用于通过真空蒸镀而在基板的表面形成所希望的图案的薄膜(材料层)的装置。作为基板的材料，可以选择玻璃、高分子材料的膜、金属等任意的材料，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)等任意的材料。本发明的技术具体可应用于有机电子设备(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，通过使蒸镀材料蒸发而经由掩模蒸镀在基板上，从而形成有机EL显示元件，因此是本发明的优选应用例之一。
<电子设备的制造装置>
图1是示意性地表示电子设备的制造装置的一部分结构的俯视图。
图1的制造装置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4.5代的基板(约700mm×约900mm)或6代的全尺寸(约1500mm×约950mm)或半切割尺寸(约1500mm×约925mm)的基板上进行用于形成有机EL元件的成膜后，将该基板切割来制作成多个小尺寸的面板。
电子装置的制造装置通常包括多个机组装置1和连接机组装置之间的中继设备。
机组装置1具备进行对基板S的处理(例如成膜)的多个成膜装置11、收纳使用前后的掩模的多个掩模贮存装置12、以及配置于其中央的搬送室13。
在搬送室13内，在多个成膜装置11之间搬送基板S，在成膜装置11与掩模贮存装置12之间设置搬送掩模的搬送机器人14。搬送机器人14例如是在多关节手臂上安装有保持基板S的机器人手的结构的机器人。
在成膜装置11(也称为蒸镀装置)中，收纳于蒸镀源的蒸镀材料被加热器加热及蒸发，经由掩模蒸镀在基板上。通过成膜装置进行与搬送机器人14的基板S的交接、基板S与掩模的相对位置的调整(对准)、基板S向掩模上的固定、成膜(蒸镀)等一系列成膜工艺。
在掩模贮存装置12中，将成膜装置11中的成膜工序中使用的新的掩模和使用完的掩模分两个盒收纳。搬送机器人14将使用完的掩模从成膜装置11搬送至掩模贮存装置12的盒，将收纳于掩模贮存装置12的其他盒内的新的掩模搬送至成膜装置11。
在机组装置1上连结有通道室15和缓冲室16，该通道室15将在基板S的流动方向上来自上游侧的基板S向该机组装置1传递，该缓冲室16将在该机组装置1完成成膜处理的基板S向下游侧的其他的机组装置传递。搬送室13的搬送机器人14从上游侧的通道室15接受基板S，并搬送至该机组装置1内的成膜装置11的一个(例如成膜装置11a)。另外，搬送机器人14从多个成膜装置11的一个(例如成膜装置11b)接受该机组装置1中的成膜处理已完成的基板S，并搬送至连结于下游侧的缓冲室16。
在缓冲室16与通道室15之间设置有改变基板的朝向的回旋室17。在回旋室17设置有搬送机器人18，该搬送机器人18用于从缓冲室16接收基板S并使基板S旋转180°，并搬送至通道室15。由此，在上游侧的机组装置和下游侧的机组装置中，基板的朝向相同，基板处理变得容易。
通道室15、缓冲室16、回旋室17是将机组装置之间连结的所谓的中继装置，设置在机组装置的上游侧和/或下游侧的中继装置包括通道室、缓冲室、回旋室中的至少一个。
成膜装置11、掩模贮存装置12、搬送室13、缓冲室16、回旋室17等在有机EL显示面板的制造过程中维持为高真空状态。通道室15通常维持在低真空状态，但也可以根据需要维持在高真空状态。
在本实施例中，参照图1对电子设备的制造装置的结构进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以具有其他种类的装置、腔室，这些装置、腔室间的配置也可以改变。
以下，对成膜装置11的具体结构进行说明。
<成膜装置>
图2是表示成膜装置11的结构的示意图。在以下的说明中，使用以铅垂方向为Z方向的XYZ正交坐标系。在成膜时基板S以与水平面(XY平面)平行的方式进行固定的情况下，将基板S的宽度方向(与短边平行的方向)设为X方向，将长度方向(与长边平行的方向)设为Y方向。另外，用θ表示绕Z轴的旋转角。
成膜装置11包括：维持在真空气氛或氮气等惰性气体气氛中的真空容器21、设置在真空容器21的内部的基板支承单元22、掩模支承单元23、静电吸盘24、蒸镀源25。
基板支承单元22是对设置于搬送室13的搬送机器人14搬送来的基板S进行接受并保持的机构，也被称为基板保持架。
在基板支承单元22的下方设置有掩模支承单元23。掩模支承单元23是对设置于搬送室13的搬送机器人14搬送来的掩模M进行接受并保持的机构，也被称为掩模支架。
掩模M具有与在基板S上形成的薄膜图案对应的开口图案，并被载置在掩模支承单元23上。特别是用于制造智能手机用的有机EL元件的掩模是形成有微小的开口图案的金属制的掩模，也称为FMM(Fine Metal Mask)。
在基板支承单元22的上方设置有用于利用静电引力吸附并固定基板的静电吸盘24。静电吸盘24具有在电介质(例如，陶瓷材料)基体内埋设有金属电极等电路的构造。当对金属电极施加正(+)和负(-)的电位时，通过电介质基体在基板S等被吸附体上感应与金属电极相反极性的极化电荷，通过它们之间的静电引力将基板S吸附固定于静电吸盘24。静电吸盘24既可以由一个板形成，也可以形成为具有多个副板。另外，在由一个板形成的情况下，也可以在其内部包含多个电路，以在一个板中根据位置静电引力不同的方式进行控制。
在本实施方式中，如后所述，在成膜前利用静电吸盘24不仅吸附保持基板S(第1被吸附体)，还吸附保持掩模M(第2被吸附体)。然后，在利用静电吸盘24保持基板S(第1被吸附体)和掩模M(第2被吸附体)的状态下进行成膜。
在本实施例中，将配置于静电吸盘24的铅垂方向的下侧的基板S(第1被吸附体)吸附并保持于静电吸盘，之后，将以基板S(第1被吸附体)为中心配置于静电吸盘24的相反侧的掩模M(第2被吸附体)隔着基板S(第1被吸附体)地吸附并保持于静电吸盘24。
虽然在图2中未图示，但也可以通过在静电吸盘24的吸附面的相反侧设置抑制基板S的温度上升的冷却机构(例如冷却板)，来抑制有机材料的变质或劣化。
另外，虽然在图2中未图示，但静电吸盘24也可以兼作磁铁板。磁铁板是通过磁力吸引掩模M从而提高成膜时的基板S与掩模M的密合性的部件。
蒸镀源25包括用于收纳在基板上成膜的蒸镀材料的坩埚(未图示)、用于加热坩埚的加热器(未图示)、用于阻止蒸镀材料向基板飞散直到来自蒸镀源的蒸发速率恒定的挡板(未图示)等。蒸镀源25能够根据点(point)蒸镀源或线形(linear)蒸镀源等用途而具有多种结构。
虽然在图2中未图示，但成膜装置11包括用于测定蒸镀于基板的膜的厚度的膜厚监视器(未图示)及膜厚计算单元(未图示)。
在真空容器21的上部外侧(大气侧)设置有基板Z促动器26、掩模Z促动器27、静电吸盘Z促动器28、位置调整机构29等。这些促动器和位置调整机构例如由马达和滚珠丝杠、或者马达和线性引导件等构成。基板Z促动器26是用于使基板支承单元22升降(Z方向移动)的驱动机构。掩模Z促动器27是用于使掩模支承单元23升降(Z方向移动)的驱动机构。静电吸盘Z促动器28是用于使静电吸盘24升降(Z方向移动)的驱动机构。
位置调整机构29是用于静电吸盘24的对准的驱动机构。位置调整机构29使静电吸盘24整体相对于基板支承单元22以及掩模支承单元23沿X方向移动、Y方向移动、θ旋转。另外，在本实施方式中，也可以通过在X、Y、θ方向上对静电吸盘24进行位置调整，来进行调整基板S和掩模M两者的位置的对准。
在真空容器21的外侧上表面，除了上述的驱动机构以外，也可以隔着设置于真空容器21的上表面的透明窗设置用于拍摄形成于基板S以及掩模M的对准标记的对准用相机20。在本实施例中，对准用相机20也可以设置在与矩形的基板S、掩模M以及静电吸盘24的对角线对应的位置或者与矩形的4个角部相对应的位置。
设置于本实施方式的成膜装置11的对准用相机20是用于高精度地调整基板S与掩模M的相对位置的精细对准用相机，其视场角窄但为具有高分辨率的相机。成膜装置11除了精细对准用相机20以外，还可以具有视场角相对较宽但低分辨率的粗对准用相机。
另外，位置调整机构29基于由对准用相机20取得的基板S(第1被吸附体)以及掩模M(第2被吸附体)的位置信息，进行使基板S(第1被吸附体)和掩模M(第2被吸附体)相对地移动而进行调整位置的对准。
成膜装置11具备控制部(未图示)。控制部具有基板S的搬送及对准、蒸镀源的控制、成膜的控制等功能。控制部例如能够由具有处理器、存储器、储存器、I/O等的计算机构成。在这种情况下，通过处理器执行存储在存储器或储存器中的程序来实现控制部的功能。作为计算机，可以使用通用的个人计算机，也可以使用嵌入式计算机或PLC(可编程逻辑控制器)。或者，控制部的功能的一部分或全部也可以由ASIC或FPGA这样的电路构成。另外，也可以按照每个成膜装置设置控制部，也可以构成为一个控制部控制多个成膜装置。
<静电吸盘系统>
参照图3a～图3c对本实施方式的静电吸盘系统30进行说明。图3a是本实施方式的静电吸盘系统30的概念性的框图，图3b是静电吸盘24的示意性的剖视图，图3c是静电吸盘24的示意性的俯视图。
如图3a所示，本实施方式的静电吸盘系统30包括静电吸盘24、电位差施加部31和电位差控制部32。
电位差施加部31对静电吸盘24的电极部施加用于产生静电引力的电位差。
电位差控制部32根据成膜装置11的成膜工序的进行，控制从电位差施加部31施加于电极部的电位差的大小、电位差的施加开始时刻、电位差的维持时间、电位差的施加顺序等。电位差控制部32例如能够按每个副电极部独立地控制向静电吸盘24的电极部所包含的多个副电极部241至249的电位差施加。在本实施方式中，电位差控制部32与成膜装置11的控制部独立地实现，但本发明并不限定于此，也可以统一为成膜装置11的控制部。
静电吸盘24包括在与基板S之间产生静电吸附力的电极部，电极部能够包含多个副电极部241至249。例如，如图3a所示，本实施方式的静电吸盘24包括沿着静电吸盘24的长度方向(Y方向)和/或静电吸盘24的宽度方向(X方向)被分割的多个副电极部241～249。
各个副电极部包括为了产生静电吸附力而被施加正(第1极性)以及负(第2极性)的电位的电极对33。例如，各个电极对33包括被施加正电位的第1电极331和被施加负电位的第2电极332。
如图3c所示，第1电极331及第2电极332分别具有梳子形。例如，第1电极331以及第2电极332分别包括多个梳齿部和与多个梳齿部连结的基部。各电极331、332的基部向梳齿部供给电位，多个梳齿部在与基板S之间产生静电吸附力。在一个副电极部中，第1电极331的各梳齿部以与第2电极332的各梳齿部相对的方式交替配置。
与施加于第1电极331以及第2电极332的电位对应地，作为被吸附体的基板S通过静电感应或者电介质极化而带电并被静电吸盘24吸附，但通过使第1电极331的梳齿部以及第2电极332的梳齿部变细，且使间隔变窄，能够对作为绝缘体的基板也产生足够强的吸附力。
即，通过第1电极331的梳齿部以及第2电极332的梳齿部形成较大的不均匀的电场，能够利用由此产生的梯度力强力地吸附绝缘性基板。梳齿部的间隔越窄，电场强度的梯度越大，吸附力也越大。由于梳齿部之间的电场的梯度大，所以为了不产生绝缘破坏，优选使用高电阻材料作为埋设静电吸盘24的电极部的电介质基体。
在本实施例中，说明了静电吸盘24的副电极部241至249的各电极331、332具有梳子形的情况，但本发明并不限定于此，只要能够在与基板S之间产生静电引力，可以具有多种形状。
本实施方式的静电吸盘24具有与多个副电极部对应的多个吸附部。例如，如图3c所示，本实施例的静电吸盘24具有与九个副电极部241至249对应的九个吸附部，但并不限定于此，为了更细致地控制基板S的吸附，也可以具有其他个数的吸附部。
吸附部以在静电吸盘24的长度方向(Y轴方向)和宽度方向(X轴方向)上分割的方式设置，但并不限定于此，也可以仅在静电吸盘24的长度方向或宽度方向上分割。多个吸附部物理上可以通过一个板具有多个电极部而实现，也可以通过物理分割的多个板分别具有一个或一个以上的电极部而实现。例如，在图3c所示的实施例中，多个吸附部分别可以以分别对应于多个副电极部的每一个的方式具体实现，也可以以一个吸附部包含多个副电极部的方式具体实现。
即，通过控制电位差控制部32对副电极部241至249的电位差的施加的控制，如后所述，能够使配置于与基板S的吸附行进方向(X方向)交叉的方向(Y方向)的3个副电极部241、244、247构成一个吸附部。即，三个副电极部241、244、247分别能够独立地进行电位差控制，但通过以对这三个电极部241、244、247同时施加电位差的方式进行控制，从而能够使这三个电极部241、244、247作为一个吸附部而发挥功能。只要能够对多个吸附部分别独立地进行基板的吸附，其具体的物理结构及电路结构可以改变。
<基于静电吸盘系统的吸附方法以及电位差的控制>
以下，参照图4a～图4d及图5，对将基板S及掩模M吸附于静电吸盘24的工序及电位差的控制进行说明。
图4a图示了将基板S吸附于静电吸盘24的工序。
在本实施方式中，如图4a所示，基板S不同时吸附于静电吸盘24的下表面的整个面，而是沿着静电吸盘24的第1边(短边)从一端朝向另一端依次进行吸附。但是，本发明并不限定于此，例如也可以从静电吸盘24的对角线上的一个角向与其相对的其他角进行基板的吸附。
为了使基板S沿着静电吸盘24的第1边依次被吸附，可以控制对多个副电极部241至249施加用于基板吸附的第1电位差的顺序，也可以在多个副电极部同时施加第1电位差，使支承基板S的基板支承单元22的支承部的结构、支承力不同。
图4a表示通过对静电吸盘24的多个副电极部241至249施加的电位差的控制，使基板S依次吸附于静电吸盘24的实施方式。在此，以沿着静电吸盘24的长边方向(Y方向)配置的3个副电极部241、244、247构成第1吸附部41，静电吸盘24的中央部的3个副电极部242、245、248构成第2吸附部42，剩余3个副电极部243、246、249构成第3吸附部43为前提进行说明。
首先，如图4a所示，将基板S搬入成膜装置11的真空容器21内，并载置于基板支承单元22的支承部。
接着，静电吸盘24下降，朝向载置在基板支承单元22的支承部上的基板S移动。
当静电吸盘24与基板S充分接近或接触时，电位差控制部32进行控制，使得沿着静电吸盘24的第1边(短边)从第1吸附部41朝向第3吸附部43依次施加第1电位差(△V1)。
即，如图4a所示，首先对第1吸附部41施加第1电位差，接着，对第2吸附部42施加第1电位差，最终对第3吸附部43施加第1电位差。
为了使基板S可靠地吸附在静电吸盘24上，将第1电位差(△V1)设定为足够大的电位差。
由此，基板S向静电吸盘24的吸附从基板S的与第1吸附部41对应的一侧经由基板S的中央部，向第3吸附部43侧行进(即，在X方向上进行基板S的吸附)，基板S在基板中央部不残留褶皱，平坦地被静电吸盘24吸附。
在本实施方式中，说明了在静电吸盘24与基板S充分接近或接触的状态下施加第1电位差(△V1)，但也可以在静电吸盘24开始向基板S下降之前或者在下降的中途施加第1电位差(△V1)。
在基板S向静电吸盘24的吸附工序完成后的规定的时刻，如图4b所示，电位差控制部32将施加于静电吸盘24的电极部的电位差从第1电位差(△V1)降低到比第1电位差(△V1)小的第2电位差(△V2)。
第2电位差(△V2)是用于将基板S维持在被静电吸盘24吸附的状态的吸附维持电位差，是比使基板S吸附于静电吸盘24时施加的第1电位差(△V1)低的电位差。当施加于静电吸盘24的电位差下降到第2电位差(△V2)时，与此相对应地在基板S上感应的极化电荷量也如图4b所示那样，与施加了第1电位差(△V1)的情况相比减少，但在基板S一旦被第1电位差(△V1)吸附于静电吸盘24之后，即使施加比第1电位差低的第2电位差(△V2)，也能够维持基板的吸附状态。
这样，通过将施加于静电吸盘24的电极部的电位差降低为第2电位差(△V2)，能够缩短从静电吸盘24分离基板所花费的时间。
即，在欲将基板S从静电吸盘24分离时，即使将施加于静电吸盘24的电极部的电位差设为零(0)，静电吸盘24与基板S之间的静电引力也不会立即消失，静电吸盘24与基板S的界面上感应的电荷消失需要相当的时间(根据情况，为数分钟左右)。特别是，在使基板S吸附于静电吸盘24时，通常为了可靠地进行其吸附，以比使静电吸盘24吸附基板所需的最小静电引力(Fth)大足够多的静电引力起作用的方式设定第1电位差(例如，图5所示的△Vmax)，但从这样的第1电位差到成为能够分离基板的状态为止需要相当的时间。
在本实施例中，为了防止由于从这样的静电吸盘24分离基板S所花费的时间而导致整体的工序时间(Tact)增加，在基板S吸附于静电吸盘24之后，在规定的时刻，将施加于静电吸盘24的电位差降低为第2电位差。
在图4b所示的实施例中，示出了将施加于静电吸盘24的第1吸附部41～第3吸附部43的电位差同时降低为第2电位差，但本发明并不限定于此，也可以使按吸附部降低到第2电位差的时刻、施加的第2电位差的大小分别不同。例如，也可以从第1吸附部41朝向第3吸附部43依次降低为第2电位差。
这样，在施加于静电吸盘24的电极部的电位差下降到第2电位差后，对吸附于静电吸盘24的基板S和载置在掩模支承单元23上的掩模M的相对位置进行调整(对准)。在本实施例中，对在施加于静电吸盘24的电极部的电位差下降至第2电位差之后进行基板S与掩模M之间的相对位置调整(对准)的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以在对静电吸盘24的电极部施加第1电位差的状态下进行对准工序。
接着，如图4c所示，通过对静电吸盘24的电极部施加第3电位差(△V3)，从而经由基板S吸附掩模M。即，使掩模M吸附于吸附于静电吸盘24的基板S的下表面。
因此，首先，利用静电吸盘Z促动器28使吸附有基板S的静电吸盘24朝向掩模M下降。
如果吸附于静电吸盘24的基板S的下表面与掩模M充分接近或接触，则电位差控制部32进行控制，使得电位差施加部31对静电吸盘24的电极部施加第3电位差(△V3)。
第3电位差(△V3)大于第2电位差(△V2)，优选为隔着基板S能够通过静电感应使掩模M带电的程度的大小。由此，掩模M能够隔着基板S而吸附于静电吸盘24。但是，本发明不限于此，第3电位差(△V3)也可以具有与第2电位差(△V2)相同的大小。即使第3电位差(△V3)具有与第2电位差(△V2)相同的大小，如上所述，由于通过静电吸盘24的下降而使静电吸盘24或基板S与掩模M之间的相对距离缩小，即使施加于静电吸盘24的电极部的电位差的大小不变大，也能够通过在基板上静电感应的极化电荷而在掩模M上也产生静电感应，能够得到掩模M能够隔着基板吸附于静电吸盘24的程度的吸附力。
第3电位差(△V3)也可以比第1电位差(△V1)小，也可以考虑到工序时间(Tact)的缩短而设为与第1电位差(△V1)同等程度的大小。
在图4c所示的掩模吸附工序中，电位差控制部32不是在静电吸盘24整体上同时施加第3电位差(△V3)，而是沿着第1边从第1吸附部41朝向第3吸附部43依次施加，从而掩模M不残留褶皱地吸附于基板S的下表面。
即，如图4c所示，以如下方式进行控制：首先对第1吸附部41施加第3电位差，接着，对第2吸附部42施加第3电位差，对第3吸附部43最终施加第3电位差。
由此，掩模M向静电吸盘24的吸附从掩模M的与第1吸附部41对应的一侧经由掩模M的中央部向第3吸附部43侧行进(即，在X方向上进行掩模M的吸附)，掩模M不在掩模M的中央部残留褶皱地平坦地吸附于静电吸盘24。
在本实施方式中，说明了在静电吸盘24接近或接触掩模M的状态下施加第3电位差(△V3)，但也可以在静电吸盘24开始朝向掩模M下降之前或者在下降的中途施加第3电位差(△V3)。
在掩模M向静电吸盘24的吸附工序完成后的规定的时刻，如图4d所示，电位差控制部32将施加于静电吸盘24的电极部的电位差从第3电位差(△V3)降低到比第3电位差(△V3)小的第4电位差(△V4)。
第4电位差(△V4)是用于维持隔着基板S吸附于静电吸盘24的掩模M的吸附状态的吸附维持电位差，是比使掩模M吸附于静电吸盘24时的第3电位差(△V3)低的电位差。当施加于静电吸盘24的电位差下降至第4电位差(△V4)时，与此相对应地，在掩模M上感应的极化电荷量也如图4d所示那样与施加了第3电位差(△V3)的情况相比减少，但是，在掩模M一旦通过第3电位差(△V3)吸附于静电吸盘24以后，即使施加比第3电位差(△V3)低的第4电位差(△V4)，也能够维持掩模的吸附状态。
这样，通过将施加于静电吸盘24的电极部的电位差降低为第4电位差(△V4)，能够减少将基板从静电吸盘24分离所花费的时间。
即，在要从静电吸盘24分离掩模M时，即使将施加于静电吸盘24的电极部的电位差设为零(0)，静电吸盘24与掩模M之间的静电引力也不会立即消失，在基板S与掩模M的界面感应的电荷消失需要相当的时间(根据情况，为数分钟左右)。特别是，在使掩模M吸附于静电吸盘24时，通常为了可靠地进行其吸附、缩短吸附所花费的时间，施加充分大的电位差，但从这样的第3电位差到成为能够分离掩模的状态需要相当的时间。
在本实施例中，为了防止由于从这样的静电吸盘24分离掩模M所花费的时间而使整体的工序时间(Tact)增加，在掩模M吸附于静电吸盘24之后，在规定的时刻，将施加于静电吸盘24的电位差降低为第4电位差。
在图4d所示的实施例中，将施加于静电吸盘24的第1吸附部41～第3吸附部43的电位差同时降低为第4电位差，但本发明并不限定于此，也可以使各吸附部降低至第4电位差的时刻、所施加的第4电位差的大小分别不同。例如，也可以从第1吸附部41朝向第3吸附部43依次降低第4电位差。
这样，在掩模M隔着基板S吸附于静电吸盘24的状态下，进行从蒸镀源25蒸发的蒸镀材料经由掩模M在基板S上成膜的成膜工序。在本实施例中，说明了利用静电吸盘24的静电吸附力保持掩模M，但本发明并不限定于此，通过利用设置于静电吸盘24的上部的磁铁板对金属制的掩模M施加磁力，能够更可靠地使掩模M紧贴于基板S。
以下，参照图5，对在利用静电吸盘24吸附保持基板S及掩模M的过程中，对静电吸盘24的电极部或副电极部施加的电位差的控制进行说明。
首先，为了使基板S吸附于静电吸盘24，在规定的时刻(t1)对静电吸盘24的电极部或者副电极部施加第1电位差(△V1)。
第1电位差(△V1)具有能够得到足以使基板S吸附于静电吸盘24的静电吸附力的大小，为了缩短从对静电吸盘24的电极部或副电极部施加第1电位差至在基板S上产生极化电荷为止所花费的时间，优选为尽可能大的电位差。例如，也可以施加能够通过电位差施加部31施加的最大电位差(△Vmax)。
接着，通过施加的第1电位差在基板S感应极化电荷，在基板S以充分的静电吸附力吸附于静电吸盘24之后(t＝t2)，将施加于静电吸盘24的电极部或副电极部的电位差降低为第2电位差(△V2)。第2电位差(△V2)只要是能够维持基板S吸附于静电吸盘24的状态的最低的电位差(△Vmin)即可。
接着，为了隔着基板S使掩模M吸附于静电吸盘24，将施加于静电吸盘24的电极部或副电极部的电位差提高为第3电位差(△V3)(t＝t3)。第3电位差(△V3)是用于使掩模M隔着基板S吸附于静电吸盘24的电位差，因此优选具有第2电位差(△V2)以上的大小，考虑到工序时间，更优选为电位差施加部31能够施加的最大电位差(△Vmax)。
在本实施方式中，为了缩短在成膜工序后将基板S以及掩模M从静电吸盘24分离所花费的时间，不将施加于静电吸盘24的电极部或者副电极部的电位差维持在第3电位差(△V3)，而是降低到更小的第4电位差(△V4)(t＝t4)。但是，为了维持掩模M隔着基板S吸附于静电吸盘24的状态，第4电位差(△V4)优选为维持仅基板S被静电吸盘24吸附的状态所需的第2电位差(△V2)以上的电位差。
在成膜工序结束后(t5)，为了将掩模M从静电吸盘24分离，首先，将施加于静电吸盘24的电极部的电位差降低为能够维持仅基板S的吸附状态的电位差(△Vmin)(第5电位差)。
由此，掩模(M)分离后，向静电吸盘24的电极部施加的电位差降低为零(0)(即，断开)，施加相反极性的电位差(t＝t6)。由此，在基板S上感应的极化电荷被除去，基板S能够从静电吸盘24分离。
在用于将基板S和掩模M从静电吸盘24分离的其他实施例中，在成膜工序完成之后，省略降低为第5电位差的阶段，同时将基板S和掩模M从静电吸盘24分离。因此，将电位差施加部31设为断开，或者对静电吸盘24的电极部或者副电极部施加相反极性的电位差。由此，基板S和掩模M同时从静电吸盘24分离，以后，使用另外的机构分离基板和掩模。
<成膜工艺>
以下，对采用本实施方式的静电吸盘的电位差控制的成膜方法进行说明。
在掩模M载置于真空容器21内的掩模支承单元23的状态下，通过搬送室13的搬送机器人14将基板搬入成膜装置11的真空容器21内。
进入真空容器21内的搬送机器人14的手下降，将基板S载置于基板支承单元22的支承部上。
接着，静电吸盘24朝向基板S下降，在充分接近或接触到基板S之后，对静电吸盘24施加第1电位差(△V1)，吸附基板S。
在本发明的一个实施方式中，为了最大限度地确保将基板从静电吸盘24分离所需的时间，在基板向静电吸盘24的吸附完成之后，将施加于静电吸盘24的电位差从第1电位差(△V1)降低至第2电位差(△V2)。即使将施加于静电吸盘24的电位差降低至第2电位差(△V2)，到通过第1电位差(△V1)在基板上感应的极化电荷放电为止需要时间，因此能够在以后的工序中维持静电吸盘24对基板的吸附力。
在基板S吸附于静电吸盘24的状态下，为了测算基板S相对于掩模M的相对位置，使基板S朝向掩模M下降。在本发明的其它的实施方式中，在吸附于静电吸盘24的基板的下降的过程中，为了切实地防止基板从静电吸盘24脱落，在基板的下降过程结束后(即，在后述的对准工序开始之前)，将施加于静电吸盘24的电位差下降到第2电位差(△V2)。
当基板S下降到测算位置时，利用对准用相机20对形成在基板S和掩模M上的对准标记进行拍摄，测算基板与掩模的相对的位置偏移。在本发明的其他实施方式中，为了进一步提高基板与掩模的相对位置的测算工序的精度，在用于对准的测算工序完成之后(对准工序中)，将施加于静电吸盘24的电位差降低为第2电位差。即，通过拍摄在静电吸盘24上利用第1电位差(△V1)强力地吸附基板的状态(更平坦地维持基板的状态)下的基板和掩模的对准标记，能够提高测算工序的精度。
作为测算的结果，如果判明基板相对于掩模的相对位置偏移超过阈值，则使被静电吸盘24吸附的状态的基板S在水平方向(XYθ方向)上移动，将基板相对于掩模进行位置调整(对准)。在本发明的其他实施方式中，在完成这样的位置调整的工序之后，将施加于静电吸盘24的电位差降低至第2电位差(△V2)。由此，能够在整个对准工序(相对的位置测算或位置调整)中进一步提高精度。
在对准工序之后，使掩模M隔着基板S吸附于静电吸盘24。因此，向静电吸盘24的电极部或副电极部施加具有第2电位差以上的大小的第3电位差(△V3)。
在完成这样的掩模M的吸附工序之后，将施加于静电吸盘24的电极部或副电极部的电位差降低为能够维持基板和掩模被吸附在静电吸盘24上的状态的电位差即第4电位差。由此，能够缩短在成膜工序完成后将基板S以及掩模M从静电吸盘24分离所花费的时间。
接着，打开蒸镀源25的挡板，将蒸镀材料经由掩模蒸镀在基板S上。
蒸镀到所希望的厚度后，将施加于静电吸盘24的电极部或副电极部的电位差降低为第5电位差而分离掩模M，在仅基板吸附于静电吸盘24的状态下，利用静电吸盘Z促动器28使基板上升。
接着，搬送机器人14的手进入成膜装置11的真空容器21内，对静电吸盘24的电极部或者副电极部施加零(0)或相反极性的电位差(t6)，静电吸盘24从基板分离而上升。然后，通过搬送机器人14将蒸镀已完成的基板从真空容器21搬出。
<电子设备的制造方法>
接着，说明使用了本实施方式的成膜装置的电子设备的制造方法的一例。以下，作为电子设备的例子，例示有机EL显示装置的结构及制造方法。
首先，对制造的有机EL显示装置进行说明。图6(a)表示有机EL显示装置60的整体图，图6(b)表示1个像素的截面构造。
如图6(a)所示，在有机EL显示装置60的显示区域61矩阵状地配置有多个具备多个发光元件的像素62。详细内容在后面进行说明，发光元件分别具有具备被一对电极夹着的有机层的构造。另外，这里所说的像素是指在显示区域61中能够进行所希望的颜色的显示的最小单位。在本实施例的有机EL显示装置的情况下，由表示相互不同的发光的第1发光元件62R、第2发光元件62G、第3发光元件62B的组合构成像素62。像素62大多由红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件的组合构成，但也可以是黄色发光元件、青色发光元件和白色发光元件的组合，只要是至少1色以上就没有特别限制。
图6(b)是图6(a)的A-B线的局部剖面示意图。像素62在基板63上具有具备阳极64、空穴输送层65、发光层66R、66G、66B中的任一个、电子输送层67、阴极68的有机EL元件。其中，空穴输送层65、发光层66R、66G、66B、电子输送层67与有机层接触。另外，在本实施方式中，发光层66R是发出红色的有机EL层，发光层66G是发出绿色的有机EL层，发光层66B是发出蓝色的有机EL层。发光层66R、66G、66B分别形成为与发出红色、绿色、蓝色的发光元件(有时也记述为有机EL元件)对应的图案。另外，阳极64按每个发光元件分离地形成。空穴输送层65、电子输送层67和阴极68可以与多个发光元件62R、62G、62B共通地形成，也可以按每个发光元件形成。另外，为了防止阳极64和阴极68因异物而短路，在阳极64之间设置有绝缘层69。另外，有机EL层由于水分或氧而劣化，因此设置有用于保护有机EL元件免受水分或氧影响的保护层70。
在图6(b)中，空穴输送层65和电子输送层67由一层表示，但根据有机EL显示元件的结构，也可以由包含空穴阻挡层、电子阻挡层的多个层形成。另外，还可以在阳极64与空穴输送层65之间形成能够顺利地从阳极64向空穴输送层65注入空穴的具有能带结构的空穴注入层。同样地，在阴极68与电子输送层67之间也能够形成电子注入层。
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)及阳极64的基板63。
在形成有阳极64的基板63上通过旋涂形成丙烯酸树脂，将丙烯酸树脂通过光刻法，以在形成有阳极64的部分形成开口的方式进行图案化而形成绝缘层69。该开口部相当于发光元件实际发光的发光区域。
将绝缘层69图案化了的基板63搬入第1有机材料成膜装置，利用基板支承单元及静电吸盘保持基板，将空穴输送层65作为在显示区域的阳极64上共通的层成膜。空穴输送层65通过真空蒸镀而成膜。实际上，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搬入到第2有机材料成膜装置，利用基板支承单元和静电吸盘进行保持。进行基板与掩模的对准，将基板载置在掩模上，在基板63的配置发出红色的元件的部分成膜发出红色的发光层66R。
与发光层66R的成膜同样地，利用第3有机材料成膜装置形成发出绿色的发光层66G，进而利用第4有机材料成膜装置成膜发出蓝色的发光层66B。在发光层66R、66G、66B的成膜完成之后，利用第5成膜装置在显示区域61的整体上成膜电子输送层67。电子输送层67形成为3色发光层66R、66G、66B共用的层。
利用金属性蒸镀材料成膜装置使形成至电子输送层67的基板移动而成膜阴极68。
根据本发明，在使基板和掩模吸附于静电吸盘24之后，通过在规定的时刻预先降低施加于静电吸盘24的电位差，能够缩短从静电吸盘24分离基板和/或掩模所花费的时间，减少工序时间。
然后，移动到等离子体CVD装置而成膜保护层70，完成有机EL显示装置60。
在将绝缘层69图案化了的基板63搬入成膜装置之后直至保护层70的成膜结束为止，若暴露在含有水分或氧的气氛中，则有可能由有机EL材料构成的发光层因水分或氧而劣化。因此，在本例中，成膜装置间的基板的搬入搬出在真空气氛或惰性气体气氛下进行。
上述实施例是本发明的一个例子，但本发明并不限定于上述实施例的结构，也可以在其技术思想的范围内适当地变形。
附图标记说明
1：机组装置
11：成膜装置
12：掩模贮存装置
13：搬送室
14：搬送机器人
20：对准用相机
21：真空容器
22：基板支承单元
23：掩模支承单元
24：静电吸盘
25：蒸镀源
28：静电吸盘Z促动器
29：位置调整机构
30：静电吸盘系统
31：电位差施加部
32：电位差控制部
33：电极对
41～43：第1吸附部～第3吸附部
241～249：副电极部
331：第1电极
332：第2电极

Claims (26)

1.一种静电吸盘系统，用于吸附被吸附体，其特征在于，包括：
包括电极部的静电吸盘；
用于向上述静电吸盘的上述电极部施加电位差的电位差施加部；以及
用于控制由上述电位差施加部施加的电位差的电位差控制部，
上述电位差控制部进行控制，使得用于使上述静电吸盘吸附第1被吸附体的第1电位差、比上述第1电位差小的第2电位差、以及用于经由上述第1被吸附体将第2被吸附体吸附于上述静电吸盘的第3电位差依次施加于上述电极部，
上述第3电位差为上述第2电位差以上。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘系统，其特征在于，上述第3电位差为上述第1电位差以下。
3.根据权利要求1所述的静电吸盘系统，其特征在于，上述电位差控制部以在施加上述第3电位差以后将第4电位差施加于上述电极部的方式进行控制。
4.根据权利要求3所述的静电吸盘系统，其特征在于，上述第4电位差比上述第3电位差小。
5.根据权利要求4所述的静电吸盘系统，其特征在于，上述第4电位差为上述第2电位差以上。
6.根据权利要求1所述的静电吸盘系统，其特征在于，上述电极部包括沿着上述静电吸盘的第1边被分割的多个副电极部。
7.根据权利要求6所述的静电吸盘系统，其特征在于，上述电位差控制部进行控制，以便在上述多个副电极部上，从一端的副电极部沿着上述第1边向另一端的副电极部依次施加上述第1电位差。
8.根据权利要求6所述的静电吸盘系统，其特征在于，上述电位差控制部进行控制，以便在上述多个副电极部上，从一端的副电极部沿着上述第1边向另一端的副电极部依次施加上述第3电位差。
9.根据权利要求1所述的静电吸盘系统，其特征在于，上述电极部包括被施加第1极性的电位的梳子状的第1电极、和被施加与上述第1极性相反极性的电位的梳子状的第2电极，梳子状的上述第1电极的梳齿部与梳子状的上述第2电极的梳齿部交替地配置。
10.一种成膜装置，用于在基板上经由掩模进行成膜，其特征在于，
包括用于吸附作为第1被吸附体的基板和作为第2被吸附体的掩模的静电吸盘系统，
上述静电吸盘系统是根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的静电吸盘系统。
11.一种吸附方法，用于吸附被吸附体，其特征在于，包括：
向静电吸盘的电极部施加第1电位差而将第1被吸附体吸附于静电吸盘的阶段；
对上述电极部施加比上述第1电位差小的第2电位差的阶段；以及
在上述电极部施加上述第2电位差以上的第3电位差，经由上述第1被吸附体将上述第2被吸附体吸附于上述静电吸盘的阶段。
12.根据权利要求11所述的吸附方法，其特征在于，上述第3电位差为上述第1电位差以下。
13.根据权利要求11所述的吸附方法，其特征在于，在施加上述第2电位差的阶段与吸附上述第2被吸附体的阶段之间，还包括为了使上述第1被吸附体和上述第2被吸附体之间的距离缩小而使上述第1被吸附体或上述第2被吸附体相对移动的阶段。
14.根据权利要求11所述的吸附方法，其特征在于，还包括：在吸附上述第2被吸附体的阶段以后，向上述电极部施加比上述第3电位差小的第4电位差的阶段。
15.根据权利要求14所述的吸附方法，其特征在于，上述第4电位差为上述第2电位差以上。
16.根据权利要求11所述的吸附方法，其特征在于，在吸附上述第1被吸附体的阶段，在沿着上述静电吸盘的第1边被分割的多个副电极部，从一端的副电极部沿着上述第1边向另一端的副电极部依次施加上述第1电位差。
17.根据权利要求11所述的吸附方法，其特征在于，在吸附上述第2被吸附体的阶段，在沿着上述静电吸盘的第1边分割的多个副电极部，从一端的副电极部沿着上述第1边向另一端的副电极部依次施加上述第3电位差。
18.一种成膜方法，在基板上经由掩模成膜蒸镀材料，其特征在于，包括：
向真空容器内搬入掩模的阶段；
向真空容器内搬入基板的阶段；
向静电吸盘的电极部施加第1电位差而将上述基板吸附于静电吸盘的阶段；
向上述电极部施加比上述第1电位差小的第2电位差的阶段；
向上述电极部施加上述第2电位差以上的第3电位差而在上述静电吸盘上经由上述基板吸附上述掩模的阶段；以及
在上述基板和上述掩模吸附于上述静电吸盘的状态下使蒸镀材料蒸发并经由上述掩模在上述基板上成膜蒸镀材料的阶段。
19.根据权利要求18所述的成膜方法，其特征在于，上述第3电位差为上述第1电位差以下。
20.根据权利要求18所述的成膜方法，其特征在于，在吸附上述基板的阶段和吸附上述掩模的阶段之间，还包括调整上述基板与上述掩模的相对位置的阶段。
21.根据权利要求18所述的成膜方法，其特征在于，在施加上述第2电位差的阶段和吸附上述掩模的阶段之间，还包括为了使上述基板与上述掩模间的距离缩短而使上述基板或上述掩模相对移动的阶段。
22.根据权利要求18所述的成膜方法，其特征在于，在吸附上述掩模的阶段以后，还包括向上述电极部施加比上述第3电位差小的第4电位差的阶段。
23.根据权利要求22所述的成膜方法，其特征在于，上述第4电位差为上述第2电位差以上。
24.根据权利要求18所述的成膜方法，其特征在于，在吸附上述基板的阶段，在沿着上述静电吸盘的第1边被分割的多个副电极部，从一端的副电极部沿着上述第1边向另一端的副电极部依次施加上述第1电位差。
25.根据权利要求18所述的成膜方法，其特征在于，在吸附上述掩模的阶段，在沿着上述静电吸盘的第1边被分割的多个副电极部，从一端的副电极部沿着上述第1边向另一端的副电极部依次施加上述第3电位差。
26.一种电子设备的制造方法，其特征在于，使用权利要求18至权利要求25项中的任一项所述的成膜方法来制造电子设备。
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