CN111118444B - 静电卡盘系统、成膜装置、吸附方法、成膜方法及电子设备的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种静电卡盘系统、成膜装置、吸附方法、成膜方法及电子设备的制造方法,所述静电卡盘系统用于吸附被吸附体,其特征在于,包括设有至少一个切口部的静电卡盘板部,所述静电卡盘板部具有与所述切口部相邻的第一区域和比所述第一区域远离所述切口部配置的第二区域,所述静电卡盘板部的所述第一区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力大于所述静电卡盘板部的所述第二区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力。
Description
技术领域
本发明涉及静电卡盘系统、成膜装置、吸附方法、成膜方法及电子设备的制造方法。
背景技术
在有机EL显示装置(有机EL显示器)的制造中,在对构成有机EL显示装置的有机发光元件(有机EL元件;OLED)进行形成时,使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向基板蒸镀,由此形成有机物层或金属层。
在向上蒸镀方式(向上沉积)的成膜装置中,蒸镀源设置在成膜装置的真空容器的下部,基板配置在真空容器的上部,向基板的下表面蒸镀。在这样的向上蒸镀方式的成膜装置的真空容器内,基板由于仅其下表面的周边部由基板支架保持,因此基板因其自重而挠曲,这成为使蒸镀精度下降的一个主要原因。即使在向上蒸镀方式以外的方式的成膜装置中,也有可能产生由基板的自重引起的挠曲。
作为用于减少由基板的自重引起的挠曲的方法,正在研讨使用静电卡盘的技术。即,利用静电卡盘将基板的上表面遍及其整体地吸附,由此能够减少基板的挠曲。
在专利文献1(韩国专利公开公报2007-0010723号)中,提出了利用静电卡盘来吸附基板及掩模的技术。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】韩国专利公开公报2007-0010723号
然而,在专利文献1中,未公开在静电卡盘设置孔那样的切口部的结构及这样的结构中的静电卡盘的吸附力控制。
发明内容
本发明的目的在于即使在静电卡盘设有切口部的情况下也能将被吸附体良好地吸附于静电卡盘。
【课题的解决方案】
本发明的第一形态的静电卡盘系统用于吸附被吸附体,其特征在于,所述静电卡盘系统包括设有至少一个切口部的静电卡盘板部,所述静电卡盘板部具有与所述切口部相邻的第一区域和比所述第一区域远离所述切口部配置的第二区域,所述静电卡盘板部的所述第一区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力大于所述静电卡盘板部的所述第二区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力。
本发明的第二形态的静电卡盘系统用于吸附被吸附体,其特征在于,包括:静电卡盘板部,所述静电卡盘板部具有多个电极部,并设有至少一个切口部;及控制部,所述控制部控制向所述多个电极部的电压的施加,所述控制部以向所述多个电极部中的第一电极部施加的电压大于向第二电极部施加的电压的方式进行控制,所述第二电极部与所述第一电极部相比远离所述切口部。
本发明的第三形态的成膜装置用于在基板经由掩模进行成膜,其特征在于,所述成膜装置包括至少用于吸附所述基板的静电卡盘系统,所述静电卡盘系统是本发明的第一形态或第二形态的静电卡盘系统。
本发明的第四形态的吸附方法使包含设置有至少一个切口部的静电卡盘板部的静电卡盘吸附被吸附体,其特征在于,所述吸附方法包括使所述被吸附体吸附于所述静电卡盘的吸附步骤,在所述吸附步骤中,在与所述切口部相邻的第一区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力大于比所述第一区域远离所述切口部配置的第二区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力的状态下,使所述被吸附体吸附于所述静电卡盘。
本发明的第五形态的吸附方法使包含具有多个电极部并设置有至少一个切口部的静电卡盘板部的静电卡盘吸附被吸附体,其特征在于,所述吸附方法包括向所述多个电极部施加电压而使所述被吸附体吸附于所述静电卡盘的吸附步骤,在所述吸附步骤中,向所述多个电极部中的第一电极部施加比第二电极部大的电压,所述第二电极部与所述第一电极部相比远离所述切口部。
本发明的第六形态的成膜方法经由掩模在基板上成膜蒸镀材料,其特征在于,包括:向真空容器内送入掩模的步骤;向所述真空容器内送入基板的步骤;使包含设有至少一个切口部的静电卡盘板部的静电卡盘吸附所述基板的第一吸附步骤;隔着所述基板使所述静电卡盘吸附所述掩模的第二吸附步骤;及在所述静电卡盘吸附有所述基板及所述掩模的状态下,将所述蒸镀材料放出,经由所述掩模在所述基板上成膜所述蒸镀材料的步骤,在所述第一吸附步骤和所述第二吸附步骤中的至少一个吸附步骤中,在与所述切口部相邻的第一区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力大于比所述第一区域远离所述切口部配置的第二区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力的状态下,使所述被吸附体吸附于所述静电卡盘。
本发明的第七形态的成膜方法经由掩模在基板上成膜蒸镀材料,其特征在于,包括:向真空容器内送入掩模的步骤;向所述真空容器内送入基板的步骤;向包含设有至少一个切口部的静电卡盘板部的静电卡盘的多个电极部施加电压,使所述静电卡盘吸附所述基板的第一吸附步骤;向所述静电卡盘的所述多个电极部施加电压,使所述静电卡盘隔着所述基板吸附所述掩模的第二吸附步骤;及在所述静电卡盘吸附有所述基板及所述掩模的状态下,将所述蒸镀材料放出,经由所述掩模在所述基板上成膜所述蒸镀材料的步骤,在所述第一吸附步骤和所述第二吸附步骤中的至少一个吸附步骤中,向所述多个电极部中的第一电极部施加比第二电极部大的电压,所述第二电极部与所述第一电极部相比远离所述切口部。
本发明的第八形态的电子设备的制造方法的特征在于,使用本发明的第六或第七形态的成膜方法来制造电子设备。
【发明效果】
根据本发明,即使在静电卡盘设有切口部的情况下也能够将被吸附体良好地吸附于静电卡盘。
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是本发明的一实施方式的成膜装置的示意图。
图3a是本发明的一实施方式的静电卡盘系统的概念图。
图3b是本发明的一实施方式的静电卡盘系统的示意性的俯视图。
图4a是本发明的另一实施方式的静电卡盘系统的示意性的俯视图。
图4b及4c分别是沿着图4a的AB线剖切得到的静电卡盘的示意性的剖视图。
图5是表示电子设备的示意图。
【符号说明】
11:成膜装置
21:真空容器
22:基板支承单元
23:掩模支承单元
24:静电卡盘
30:静电卡盘系统
31:电压施加部
32:电压控制部
240:静电卡盘板部
240a:电极部
240b:电介质部
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的优选的实施方式及实施例。但是,以下的实施方式及实施例只不过例示性地表示本发明的优选结构,本发明的范围没有限定为这些结构。而且,以下的说明中的装置的硬件结构及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等只要没有特别特定的记载,就不旨在将本发明的范围仅限定于此。
本发明能够适用于使各种材料堆积于基板的表面而进行成膜的装置,能够优选适用于通过真空蒸镀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,基板也可以是例如在玻璃基板上层叠有聚酰亚胺等的膜的基板。而且,作为蒸镀材料,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。需要说明的是,除了以下说明中说明的真空蒸镀装置以外,在包含溅射装置或CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沉积)装置的成膜装置中也可以适用本发明。具体而言,本发明的技术能够适用于有机电子设备(例如,有机EL元件、薄膜太阳能电池)、光学构件等的制造装置。其中,通过使蒸镀材料蒸发而经由掩模向基板蒸镀来形成有机EL元件的有机EL元件的制造装置是本发明的优选适用例之一。
<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的结构的俯视图。
图1的制造装置例如在智能手机用的有机EL显示装置的显示面板的制造中使用。在智能手机用的显示面板的情况下,例如,在对第4、5代的基板(约700mm×约900mm)或第6代的全尺寸(约1500mm×约1850mm)或半切断尺寸(约1500mm×约925mm)的基板进行了用于形成有机EL元件的成膜之后,将该基板剪裁而制作成多个小尺寸的面板。
电子设备的制造装置通常包含多个群集装置1和将群集装置之间相连的中继装置。
群集装置1具备对基板S进行处理(例如成膜)的多个成膜装置11、将使用前后的掩模M收纳的多个掩模贮存装置12、以及在其中央配置的传送室13。如图1所示,传送室13与多个成膜装置11及掩模贮存装置12分别连接。
在传送室13内配置有对基板及掩模进行传送的传送机器人14。传送机器人14从配置于上游侧的中继装置的通路室15向成膜装置11传送基板S。而且,传送机器人14在成膜装置11与掩模贮存装置12之间传送掩模M。传送机器人14是例如具有在多关节臂安装有保持基板S或掩模M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由加热器加热而蒸发,经由掩模被蒸镀到基板上。由成膜装置11进行与传送机器人14的基板S的交接、基板S与掩模M的相对位置的调整(对准)、基板S向掩模M上的固定、成膜(蒸镀)等一连串的成膜工艺。
在成膜装置11的成膜工序中使用的新的掩模和使用过的掩模分为两个盒地收纳于掩模贮存装置12。传送机器人14将使用过的掩模从成膜装置11向掩模贮存装置12的盒传送,将掩模贮存装置12的其他盒中收纳的新的掩模向成膜装置11传送。
在群集装置1连结有在基板S的流动方向上将来自上游侧的基板S向该群集装置1传递的通路室15以及将在该群集装置1中成膜处理完成后的基板S向下游侧的其他的群集装置传送用的过渡室16。传送室13的传送机器人14从上游侧的通路室15接收基板S,向该群集装置1内的一个成膜装置11(例如,成膜装置11a)传送。而且,传送机器人14从多个成膜装置11中的一个(例如,成膜装置11b)接收该群集装置1中的成膜处理完成后的基板S,向在下游侧连结的过渡室16传送。
在过渡室16与通路室15之间设置有改变基板的朝向的回旋室17。在回旋室17设有从过渡室16接收基板S而使基板S旋转180°并用于向通路室15传送的传送机器人18。由此,在上游侧的群集装置与下游侧的群集装置中,基板S的朝向相同,基板处理变得容易。
通路室15、过渡室16、回旋室17是将群集装置间连结的所谓中继装置,在群集装置的上游侧及/或下游侧设置的中继装置包含通路室、过渡室、回旋室中的至少1个。
成膜装置11、掩模贮存装置12、传送室13、过渡室16、回旋室17等在有机发光元件的制造过程中,维持为高真空状态。通路室15通常维持为低真空状态,但是根据需要也可以维持为高真空状态。
在本实施例中,参照图1,说明了电子设备的制造装置的结构,但是本发明没有限定于此,可以具有其他种类的装置或腔室,也可以改变这些装置或腔室间的配置。
以下,说明成膜装置11的具体的结构。
<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,使用将铅垂方向设为Z方向的XYZ正交坐标系。在成膜时将基板S固定成与水平面(XY平面)平行的情况下,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。而且,绕Z轴的旋转角由θ表示。
成膜装置11包括维持成真空气氛或氮气等非活性气体气氛的真空容器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、静电卡盘24、以及蒸镀源25。
基板支承单元22是接收在传送室13设置的传送机器人14传送来的基板S并保持的机构,也称为基板支架。
在基板支承单元22的下方设有掩模支承单元23。掩模支承单元23是接收在传送室13设置的传送机器人14传送来的掩模M并保持的机构,也称为掩模支架。
掩模M具有与形成在基板S上的薄膜图案对应的开口图案,载置在掩模支承单元23上。特别是为了制造智能手机用的有机EL元件而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,精细金属掩模)。
在基板支承单元22的上方设有通过静电引力用于吸附固定基板及/或掩模的静电卡盘24。即,关于静电卡盘24,在成膜前通过静电卡盘24吸附并保持基板S(第一被吸附体),根据实施方式的不同,也吸附并保持掩模M(第二被吸附体)。然后,例如,在静电卡盘24中保持有基板S(第一被吸附体)和掩模M(第二被吸附体)的状态下,进行成膜,在成膜完成之后解除静电卡盘24对于基板S(第一被吸附体)和掩模M(第二被吸附体)的保持。
静电卡盘24具有在电介质(例如,陶瓷材质)基体内埋设有金属电极等电气电路的结构。静电卡盘24可以是库仑力类型的静电卡盘,可以是约翰森-拉别克力类型的静电卡盘,也可以是梯度力类型的静电卡盘。静电卡盘24优选为梯度力类型的静电卡盘。通过静电卡盘24为梯度力类型的静电卡盘,即使在基板S为绝缘性基板的情况下,也能够通过静电卡盘24良好地吸附。在静电卡盘24为库仑力类型的静电卡盘的情况下,当向金属电极施加正(+)及负(-)的电位时,通过电介质基体在基板S等被吸附体感应出极性与金属电极相反的极化电荷,通过它们之间的静电引力将基板S吸附固定于静电卡盘24。
静电卡盘24可以通过一个板形成,也可以形成为具有多个副板。而且,在通过一个板形成的情况下,也可以在其内部包含多个电气电路,以便在一个板内控制成根据位置的不同而使静电引力不同。
在静电卡盘24以贯通板的方式形成有1个以上的切口部(例如,孔)。切口部例如可以是为了能观察到在基板S或掩模M上形成的对准标记的对准用的孔,也可以是用于确认静电卡盘24与基板S之间的吸附度或基板S与掩模M之间的吸附度的紧贴度确认用的孔。对准用的孔例如在矩形的静电卡盘板的对角线上的2个角部或全部4个角部分别设置。根据实施方式的不同,在相对的一对边(例如,短边)的中央也可以分别追加设置对准用的孔。紧贴度确认用的孔例如可以是以贯通静电卡盘板的中央部的方式开设,根据实施方式的不同,也可以设置在矩形的静电卡盘24的相对的一对边(例如,短边或长边)的中央部。但是,本发明没有限定于此,切口部可以在本发明的技术思想的范围内以其他的位置或个数进行设置。
在本实施方式中,如后所述,以与孔相邻的静电卡盘板的一区域(第一区域)与比第一区域远离孔的其他的区域(第二区域)相比每单位面积的静电引力大的方式构成静电卡盘24。在本实施方式中,以向静电卡盘24的多个电极部中的与孔H相邻的一电极部(第一电极部)施加与比第一电极部远离孔H的其他的电极部(第二电极部)相比大的电压的方式进行控制。
由此,第一区域(或第一电极部)将与第二区域(或第二电极部)相比相对强的每单位面积的吸附力施加于基板S或掩模M。因此,即使静电卡盘24的第一区域(或第一电极部)与孔相邻,也能够提高与第一区域(或第一电极部)对应的基板S或掩模M的部分(例如,4个角部及/或中央部)的向静电卡盘24的紧贴度。其结果是,即使在静电卡盘24的一部分的位置形成孔,基板S或掩模M也能够整体上良好地吸附于静电卡盘24。虽然在图2中未图示,但是可以设为通过在静电卡盘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)来抑制堆积在基板S上的有机材料的变质或劣化的结构。
蒸镀源25包括收纳向基板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成为恒定之前阻止蒸镀材料向基板飞散的挡板(未图示)等。蒸镀源25可以为点(point)蒸镀源或线状(linear)蒸镀源等,根据用途而具有多样的结构。
虽然在图2中未图示,但是成膜装置11包括用于测定在基板上蒸镀的膜的厚度的膜厚监视器(未图示)及膜厚算出单元(未图示)。
在真空容器21的上部外侧(大气侧)设有基板Z促动器26、掩模Z促动器27、静电卡盘Z促动器28、以及位置调整机构29等。上述的促动器和位置调整机构例如由电动机和滚珠丝杠、或者电动机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。静电卡盘Z促动器28是用于使静电卡盘24升降(Z方向移动)的驱动机构。
位置调整机构29是静电卡盘24的对准用的驱动机构。位置调整机构29使静电卡盘24整体相对于基板支承单元22及掩模支承单元23进行X方向移动、Y方向移动、θ旋转。需要说明的是,在本实施方式中,在吸附有基板S的状态下,通过将静电卡盘24沿X、Y、θ方向进行位置调整来进行调整基板S与掩模M的相对位置的对准。
在真空容器21的外侧上表面,除了上述的驱动机构之外,也可以设置经由在真空容器21的上表面设置的透明窗以及在静电卡盘24设置的对准用的孔而用于拍摄在基板S及掩模M上形成的对准标记的对准用相机20。在本实施例中,对准用相机20可以设置在与矩形的基板S、掩模M及静电卡盘24的对角线对应的位置或者与矩形的4个角部对应的位置。
在本实施方式的成膜装置11设置的对准用相机20是为了高精度地调整基板S与掩模M的相对位置而使用的精对准用相机,是虽然其视场角窄但是具有高析像度的相机。成膜装置11除了精对准用相机20之外,也可以具有视场角相对宽且低析像度的粗对准用相机。
需要说明的是,位置调整机构29基于通过对准用相机20取得的基板S(第一被吸附体)及掩模M(第二被吸附体)的位置信息,进行使基板S(第一被吸附体)与掩模M(第二被吸附体)相对移动地调整位置的对准。
虽然在附图中未示出,但是在真空容器21的外侧上表面,可以设置经由在真空容器21的上表面设置的透明窗和在静电卡盘24开设的紧贴度确认用的孔H而用于确认基板S及/或掩模M的紧贴度的紧贴度确认用相机。紧贴度确认用相机可以设置在与开设有紧贴度确认用的孔H的静电卡盘24的中央部对应的位置,但是也可以设置在基板S及/或掩模M中的需要紧贴度的确认的其他的场所,例如与静电卡盘24的长边或短边的中央部对应的位置。
成膜装置11具备控制部40。控制部具有基板S的传送及对准、蒸镀源25的控制、成膜的控制等功能。控制部40还可以具有控制向静电卡盘24施加电压的功能,即后述的图3a的电压控制部32的功能。
控制部40可以由例如具有处理器、存储器、储存器(storage)、I/O等的计算机构成。在该情况下,控制部40的功能通过处理器执行在存储器或储存器中保存的程序来实现。作为计算机,可以使用通用的个人计算机,也可以使用嵌入式的计算机或PLC(programmable logic controller,可编程序逻辑控制器)。或者,可以由ASIC或FPGA那样的电路构成控制部40的功能的一部分或全部。而且,可以按照每个成膜装置来设置控制部,也可以是一个控制部控制多个成膜装置。
<静电卡盘系统及吸附方法>
参照图3a、图3b、图4a~图4c,说明本实施方式的静电卡盘系统30及吸附方法。
图3a是本实施方式的静电卡盘系统30的概念性的框图,图3b是静电卡盘24的示意性的俯视图。而且,图4a是用于说明本发明的一实施方式的静电卡盘24的结构的示意性的俯视图,图4b及4c分别是沿图4a的AB线剖切得到的静电卡盘的示意性的剖视图。
如图3a所示,本实施方式的静电卡盘系统30包括静电卡盘24、电压施加部31、电压控制部32。
电压施加部31向静电卡盘24的电极部施加用于使其产生静电引力的电压。
电压控制部32根据静电卡盘系统30的吸附工序或成膜装置11的成膜工序的进行,控制从电压施加部31向电极部施加的电压的大小、电压的施加开始时点、电压的维持时间、电压的施加顺序等。电压控制部32例如能够将向静电卡盘24的电极部包含的多个副电极部241~249的电压施加按照各副电极部独立地进行控制。在本实施方式中,电压控制部32与成膜装置11的控制部40另行地实现,但是本发明没有限定于此,可以合并于成膜装置11的控制部40。
静电卡盘24包括在电介质(例如,陶瓷的材质)的基体内埋设有金属电极等电气电路的结构的静电卡盘板部240。
静电卡盘板部240包括电极部240a和电介质部240b。电极部240a通过电压施加部31的电压的施加而使吸附面产生用于吸附被吸附体(例如,基板S、掩模M)的吸附力。并且,电介质部240b由1个以上的电介质物质形成,至少夹设在电极部240a与所述吸附面之间。静电卡盘板部240可以具有与基板S的形状对应的形状,例如,矩形的形状。
静电卡盘板部240以沿垂直方向贯通1个以上的孔H的方式形成。在孔H贯通的部分未形成电极部。孔H可以是什么也未填充的空的空间,也可以根据实施方式的不同而在孔H中填满透明的绝缘性物质。孔H可以包含例如在静电卡盘24的4个角部设置的对准用孔及/或在静电卡盘24的中央部设置的紧贴度确认用的孔。
如图3a及图3b所图示,电极部240a可以包含多个副电极部241~249。例如,本实施方式的电极部240a可以包含沿着静电卡盘板部240的长度方向(Y方向)及/或静电卡盘板部240a的宽度方向(X方向)分割的多个副电极部241~249。图3b示出多个副电极部241~249在静电卡盘板部240的整面以电极密度均匀的方式设置的情况,但是也可以根据与孔H是否相邻而按各区域(各吸附部)以电极密度不同的方式设置。
各个副电极部包括为了产生静电吸附力而被施加正(第一极性)及负(第二极性)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一电极331和被施加负电位的第二电极332。
如图3b图示,第一电极331及第二电极332分别具有梳形形状。例如,第一电极331及第二电极332分别包含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,多个梳齿部使其与被吸附体之间产生静电吸附力。在一个副电极部中,第一电极331的各梳齿部以与第二电极332的各梳齿部相对的方式交替配置。这样,通过将各电极331、332的各梳齿部设为相对且相互装入的结构,能够缩窄被施加不同的电位的电极间的间隔,形成大的不均匀电场,能够通过梯度力吸附基板S。
在本实施例中,说明了静电卡盘24的副电极部241~249的各电极331、332具有梳形形状的情况,但是本发明没有限定于此,只要能够与被吸附体之间产生静电引力,就可以具有多样的形状。
本实施方式的静电卡盘24具有与多个副电极部对应的多个吸附部。例如,如图3b图示,本实施例的静电卡盘24具有与9个副电极部241~249对应的9个吸附部141~149,但是没有限定于此,为了更精细地控制基板S及/或掩模M的吸附,可以具有其他个数的吸附部。
吸附部以沿静电卡盘24的长度方向(Y轴方向)及宽度方向(X轴方向)分割的方式设置,但是没有限定于此,也可以仅沿静电卡盘24的长度方向或宽度方向分割。多个吸附部可以通过在物理上的一个板具有多个电极部来实现,也可以通过在物理上分割的多个板分别具有一个或其以上的电极部来实现。
在图3b所示的实施例中,可以是以多个吸附部的每一个分别对应于多个副电极部的每一个的方式实现,也可以是以一个吸附部包含多个副电极部的方式实现。
例如,通过电压控制部32控制向副电极部241~249的电压的施加,如后所述,能够使沿着与基板S的吸附进行方向(X方向)交叉的方向(Y方向)配置的3个副电极部241、244、247构成一个吸附部。即,3个副电极部241、244、247虽然能够分别独立地进行电压控制,但是可以通过以向这3个电极部241、244、247同时施加电压的方式进行控制而使这3个电极部241、244、247作为一个吸附部发挥功能。只要多个吸附部能够分别独立地进行基板的吸附即可,其具体的物理结构及电气电路结构可变化。
根据本发明的实施方式,静电卡盘板部240构成为,与孔H相邻的第一区域101、101a、101b处的基板S的每单位面积的静电引力大于第一区域101、101a、101b以外的区域、即比第一区域101、101a、101b远离孔H的第二区域102处的每单位面积的静电引力。由此,由于在第一区域101、101a、101b施加相对大的每单位面积的静电引力,因此能够补偿因在静电卡盘板部240开设孔H而在相应部分例如基板的4个角部及/或中央部减弱的基板S的吸附力。因此,与静电卡盘板部240的第一区域101、101a、101b对应的角部或中央部处的紧贴度相对提高,基板S能整体上良好地吸附于静电卡盘24。
构成为静电卡盘板部240的第一区域101、101a、101b处的静电引力大于第二区域102处的静电引力的一个方法是,以向构成静电卡盘板部240的电极部240a施加的电压按各区域(即,按各吸附部)不同的方式进行控制。
例如,在静电卡盘板部240具有按各区域分割的多个电极部的情况下,可以向与孔H相邻的第一电极部施加与比第一电极部远离孔H的第二电极部相比相对高的电压。
即,根据本发明的一实施例,电压控制部32进行控制,以使得向与孔H相邻的5个副电极部241、243、245、247、249或与之对应的吸附部141、143、145、147、149施加的电压的大小大于向与其相比远离孔H的4个副电极部242、244、246、248或与之对应的吸附部142、144、146、148施加的电压的大小。
这样,通过向与孔H相邻的区域所对应的电极部施加与比其远离孔H的其他的区域所对应的电极部相比相对大的电压,从而与吸附部142、144、146、148所对应的4个副电极部242、244、246、248相比,能够通过吸附部141、143、145、147、149所对应的5个副电极部241、243、245、247、249产生相对大的每单位面积的静电引力。由此,能够补偿由于孔H的存在而吸附力减弱的部分,能够将与孔H相邻的吸附部和比其远离孔H的其他的吸附部的吸附力控制成实质上相同。
构成为静电卡盘板部240的第一区域101、101a、101b处的每单位面积的静电引力大于第二区域102处的每单位面积的静电引力的另一个方法是,由电气特性按区域的不同而不同的物质构成静电卡盘板部240的电极部240a及/或电介质部240b,或者虽然为同一物质但是构成为电气特性表现得不同。例如,可以使构成电极部240a的电极的密度按区域的不同而不同,或者可以使构成电介质部240b的电介质的种类或厚度等按区域的不同而不同。以下,参照图4a~图4c对其进行具体说明。
首先,如图4b概念性地所示,静电卡盘板240的电介质部240b可以根据区域而由不同的电介质物质形成,也可以虽然为同一电介质物质但是其厚度不同。更具体而言,在前者的情况下,静电卡盘板240的构成第一区域101、101a、101b的电介质物质与构成第二区域102的电介质物质相比可以减小电阻率,及/或可以增大介电常数。在后者的情况下,静电卡盘板240的第一区域101、101a、101b处的电介质部240b的厚度可以小于第二区域102处的电介质部240b的厚度。在此,“电介质部240b的厚度”是指该区域101、101a、101b、102处电极部的下表面与静电卡盘24的吸附面之间的距离。
根据这样的实施方式,即使与区域无关地向电极部240a的电极施加同一电压,第一区域101、101a、101b的电极部也能够感生出比第二区域102的电极部大的每单位面积的静电引力。不过,在图4b图示的实施方式中,以电极部240a的结构(例如,电极密度等)没有区域的差异的情况为前提,但是本发明没有限定于此。
并且,如图4c概念性所示,静电卡盘板部240的构成电极部240a的电极可以设置成根据区域而电极密度不同。更具体而言,以在静电卡盘板部240的第一区域101、101a、101b具有比第二区域102高的电极密度的方式设置电极。例如,如图3b所示,在板部240的电极部240a由分别具有梳形形状的一对电极构成的情况下,通过使第一区域101、101a、101b处的梳齿部间的间隔比第二区域102处的梳齿部间的间隔窄,能够使第一区域101、101a、101b的电极密度比第二区域102的电极密度大。
根据这样的本发明的实施方式,即使与区域无关地向电极部240a的电极施加相同的电压,电极密度相对高的第一区域101、101a、101b的电极部也能够感生出比第二区域102的电极部大的每单位面积的静电引力。不过,在图4c所示的实施方式中,以电介质部240b的结构(例如,电介质的电阻率或介电常数等)没有区域的差异的情况为前提,但是本发明没有限定于此。例如,不仅电极密度按各区域不同,而且电介质的电阻率或介电常数也可以按各区域而不同。
<成膜工艺>
以下,说明采用了本实施方式的吸附方法的成膜方法。
在真空容器21内的掩模支承单元23支承有掩模M的状态下,通过传送室13的传送机器人14向成膜装置11的真空容器21内送入基板。
进入到真空容器21内的传送机器人14的手下降,将基板S载置到基板支承单元22的支承部上。
接下来,静电卡盘24朝向基板S下降,与基板S充分接近或接触之后,向静电卡盘24施加规定的电压,吸附基板S。
在本发明的一实施方式中,在静电卡盘24的静电卡盘板部240开设有至少一个孔,例如,在静电卡盘板240的角部分别开设有对准用的孔H,在静电卡盘板240的中央部开设有紧贴度确认用的孔H。并且,在吸附基板S时,向与孔H相邻的吸附部施加大于比其远离孔H的吸附部的电压。
在本发明的另一实施方式中,虽然与孔H无关地对静电卡盘24的吸附部施加相同电压,但是与孔H相邻的吸附部或区域的电极部的电极密度或电介质部的电阻率或介电常数与并不与孔H相邻的吸附部或区域不同。
当静电卡盘24完成基板S的吸附时,可以执行确认基板S是否良好地吸附于静电卡盘24的吸附度的确认过程。例如,为了确认吸附度,利用吸附度确认用相机(未图示)经由吸附度确认用的孔H来拍摄基板S,确认基板S相对于静电卡盘24的紧贴度。
在静电卡盘24吸附有基板S的状态下,为了计测基板S相对于掩模M的相对位置偏离,而使基板S朝向掩模M下降。当基板S下降至计测位置时,利用对准用相机20通过对准用的孔H来拍摄在基板S和掩模M上形成的对准标记,从而计测基板与掩模的相对位置偏离。
如果计测的结果是判明基板相对于掩模的相对位置偏离超过阈值,则使吸附于静电卡盘24的状态下的基板S沿水平方向(XYθ方向)移动,将基板相对于掩模进行位置调整(对准)。
在对准工序之后,向静电卡盘24的电极部或副电极部施加规定的电压,使掩模M隔着基板S吸附于静电卡盘24。此时,可以采用与吸附基板S时同样的结构。
接下来,打开蒸镀源25的挡板,将蒸镀材料经由掩模向基板S蒸镀。
在蒸镀成所希望的厚度之后,降低向静电卡盘24的电极部或副电极部施加的电压,将掩模M分离,在静电卡盘24仅吸附有基板的状态下,通过静电卡盘Z促动器28使静电卡盘24上升。
接下来,传送机器人14的手进入成膜装置11的真空容器21内,向静电卡盘24的电极部或副电极部施加零(0)或反极性的电压,基板从静电卡盘24分离。然后,将蒸镀完成的基板通过传送机器人14从真空容器21送出。
需要说明的是,在上述的说明中,成膜装置11设为以基板S的成膜面朝向铅垂方向下方的状态进行成膜的所谓向上蒸镀方式(向上沉积)的结构,但是没有限定于此,也可以是基板S以垂直竖立的状态配置于真空容器21的侧面侧,在基板S的成膜面与重力方向平行的状态下进行成膜的结构。
<电子设备的制造方法>
接下来,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而例示有机EL显示装置的结构及制造方法。
首先,说明制造的有机EL显示装置。图5(a)表示有机EL显示装置60的整体图,图5(b)表示1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,将具备多个发光元件的像素62呈矩阵状地配置多个。发光元件分别具有具备由一对电极夹持的有机层的结构,详情在后文进行说明。需要说明的是,在此所说的像素是指在显示区域61能够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,通过表现出互不相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多由红色发光元件、绿色发光元件、蓝色发光元件的组合构成,但也可以是黄色发光元件、青绿色发光元件、白色发光元件的组合,只要为至少1个颜色以上即可,没有特别限制。
图5(b)是图5(a)的A-B线处的局部剖视示意图。像素62在基板63上具有有机EL元件,该有机EL元件具备阳极64、空穴传输层65、发光层66R、66G、66B的任一个、电子传输层67、以及阴极68。在它们之中,空穴传输层65、发光层66R、66G、66B、电子传输层67相当于有机层。而且,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。而且,阳极64按照各发光元件而分离形成。空穴传输层65、电子传输层67以及阴极68可以与多个发光元件62R、62G、62B共用地形成,也可以按照各发光元件形成。需要说明的是,为了防止阳极64与阴极68因杂质发生短路而在阳极64间设置有绝缘层69。此外,由于有机EL层因水分或氧而劣化,因此设置有用于保护有机EL元件免于遭受水分或氧的保护层70。
在图5(b)中,空穴传输层65或电子传输层67由一个层表示,但是根据有机EL显示元件的结构,也可以由包含空穴阻挡层或电子阻挡层的多个层形成。而且,在阳极64与空穴传输层65之间也可以形成空穴注入层,该空穴注入层具有能够使空穴从阳极64向空穴传输层65的注入顺畅地进行的能带结构。同样,在阴极68与电子传输层67之间也可以形成电子注入层。
接下来,具体说明有机EL显示装置的制造方法的例子。
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制图来形成绝缘层69。该开口部相当于发光元件实际发光的发光区域。
将制图有绝缘层69的基板63向第一有机材料成膜装置送入,利用静电卡盘保持基板,将空穴传输层65在显示区域的阳极64上成膜为共用的层。空穴传输层65通过真空蒸镀来成膜。实际上空穴传输层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。
接下来,将连空穴传输层65都形成了的基板63向第二有机材料成膜装置送入,利用静电卡盘进行保持。进行基板与掩模的对准,通过静电卡盘隔着基板保持掩模,在基板63的配置发出红色的元件的部分成膜出发出红色的发光层66R。
与发光层66R的成膜同样地,通过第三有机材料成膜装置成膜出发出绿色的发光层66G,而且通过第四有机材料成膜装置成膜出发出蓝色的发光层66B。在发光层66R、66G、66B的成膜完成之后,通过第五成膜装置在显示区域61的整体成膜出电子传输层67。电子传输层67在3色的发光层66R、66G、66B形成为共用的层。
使连电子传输层67都形成了的基板在金属性蒸镀材料成膜装置中移动而成膜出阴极68。
根据本发明,即使在静电卡盘如对准用的孔或吸附度确认用的孔那样设置切口部的情况下,也能够遍及静电卡盘整体地将吸附力维持成实质上相同。
然后向等离子体CVD装置移动基板而成膜出保护层70,有机EL显示装置60完成。
从将制图有绝缘层69的基板63向成膜装置送入至保护层70的成膜完成为止,如果暴露在包含水分或氧的气氛中,则由有机EL材料构成的发光层可能因水分或氧而劣化。因此,在本例中,在真空气氛或非活性气体气氛下进行成膜装置间的基板的送入送出。
上述实施例表现了本发明的一例,本发明没有限定为上述实施例的结构,在其技术思想的范围内可以适当变形。
Claims (19)
1.一种静电卡盘系统,所述静电卡盘系统用于吸附被吸附体,其特征在于,
所述静电卡盘系统包括设有至少一个切口部的静电卡盘板部,
所述静电卡盘板部在所述静电卡盘板部的吸附面具有与在矩形的所述静电卡盘板部的角部设置的所述至少一个切口部相邻的第一区域和比所述第一区域远离所述至少一个切口部的第二区域,
所述静电卡盘板部的所述第一区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力大于所述静电卡盘板部的所述第二区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述静电卡盘板部的在所述第一区域设置的第一电极部的电极密度大于在所述第二区域设置的第二电极部的电极密度。
3.根据权利要求2所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述第一电极部及所述第二电极部各自分别具有以相互的梳齿部交替啮合的方式相向配置的一对梳齿电极,
所述第一电极部的所述梳齿部间的间隔比所述第二电极部的所述梳齿部间的间隔窄。
4.根据权利要求1所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述静电卡盘板部包括电极部和至少夹设在所述电极部与所述被吸附体的吸附面之间的电介质部,
所述第一区域处的所述电介质部的厚度小于所述第二区域处的所述电介质部的厚度。
5.根据权利要求1所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述静电卡盘板部包括电极部和至少夹设在所述电极部与所述被吸附体的吸附面之间的电介质部,
所述第一区域处的所述电介质部的电阻率小于所述第二区域处的所述电介质部的电阻率。
6.根据权利要求1所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述静电卡盘板部包括电极部和至少夹设在所述电极部与所述被吸附体的吸附面之间的电介质部,
所述第一区域处的所述电介质部的介电常数大于所述第二区域处的所述电介质部的介电常数。
7.根据权利要求1所述的静电卡盘系统,其特征在于,
在所述至少一个切口部未设置电极部,所述切口部包含对准用的切口部和所述被吸附体的紧贴度确认用的切口部中的一个以上。
8.根据权利要求1所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述至少一个切口部是贯通所述静电卡盘板部的贯通孔。
9.根据权利要求8所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述贯通孔是为了能观察到在基板及掩模中的至少一方上形成的对准标记的对准用的孔,或者是用于确认所述静电卡盘板部与所述基板之间的吸附度或所述基板与所述掩模之间的吸附度的孔。
10.根据权利要求1所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述至少一个切口部设置在所述静电卡盘板部的中央部。
11.根据权利要求1所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述静电卡盘板部具有多个电极部,
所述静电卡盘系统还包括控制部,所述控制部控制向所述多个电极部的电压的施加,
所述控制部以向所述多个电极部中的第一电极部施加的电压大于向第二电极部施加的电压的方式进行控制,所述第二电极部与所述第一电极部相比远离所述至少一个切口部。
12.根据权利要求11所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述多个电极部的每一个分别具有一对电极,
所述控制部以向所述第一电极部的一对电极之间施加的电压大于向所述第二电极部的一对电极之间施加的电压的方式进行控制。
13.根据权利要求11所述的静电卡盘系统,其特征在于,
所述控制部控制向第一电极部和所述第二电极部分别施加的电压,以使所述第一电极部对所述被吸附体的吸附力与所述第二电极部对所述被吸附体的吸附力实质上成为相同。
14.一种成膜装置,所述成膜装置用于经由掩模在基板上进行成膜,其特征在于,
所述成膜装置包括至少用于吸附所述基板的静电卡盘系统,
所述静电卡盘系统是权利要求1~13中任一项所述的静电卡盘系统。
15.一种吸附方法,所述吸附方法使包含设置有至少一个切口部的静电卡盘板部的静电卡盘吸附被吸附体,其特征在于,
所述吸附方法包括使所述被吸附体吸附于所述静电卡盘的吸附步骤,
在所述吸附步骤中,在所述静电卡盘板部的吸附面中与在矩形的所述静电卡盘板部的角部设置的所述至少一个切口部相邻的第一区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力大于比所述第一区域远离所述至少一个切口部的第二区域处的对于所述被吸附体的每单位面积的静电引力的状态下,使所述被吸附体吸附于所述静电卡盘。
16.根据权利要求15所述的吸附方法,其特征在于,
所述静电卡盘板部具有多个电极部,
在所述吸附步骤中,向所述多个电极部中的第一电极部施加比第二电极部大的电压而使所述被吸附体吸附于所述静电卡盘,所述第二电极部与所述第一电极部相比远离所述至少一个切口部。
17.一种成膜方法,所述成膜方法经由掩模在基板上成膜蒸镀材料,其特征在于,包括:
向真空容器内送入掩模的步骤;
向所述真空容器内送入基板的步骤;
使包含设有至少一个切口部的静电卡盘板部的静电卡盘吸附所述基板的第一吸附步骤;
隔着所述基板使所述静电卡盘吸附所述掩模的第二吸附步骤;及
在所述静电卡盘吸附有所述基板及所述掩模的状态下,将所述蒸镀材料放出,经由所述掩模在所述基板上成膜所述蒸镀材料的步骤,
在所述第一吸附步骤和所述第二吸附步骤中的至少一个吸附步骤中,在所述静电卡盘板部的吸附面中与在矩形的所述静电卡盘板部的角部设置的所述至少一个切口部相邻的第一区域处的对于所述基板或所述掩模的每单位面积的静电引力大于比所述第一区域远离所述至少一个切口部的第二区域处的对于所述基板或所述掩模的每单位面积的静电引力的状态下,使所述基板或所述掩模吸附于所述静电卡盘。
18.根据权利要求17所述的成膜方法,其特征在于,
所述静电卡盘具有多个电极部,
在所述第一吸附步骤中,向所述静电卡盘的所述多个电极部施加电压,使所述静电卡盘吸附所述基板,
在所述第二吸附步骤中,向所述静电卡盘的所述多个电极部施加电压,使所述静电卡盘隔着所述基板吸附所述掩模,
在所述第一吸附步骤和所述第二吸附步骤中的至少一个吸附步骤中,向所述多个电极部中的第一电极部施加比第二电极部大的电压,所述第二电极部与所述第一电极部相比远离所述至少一个切口部。
19.一种电子设备的制造方法,其特征在于,使用权利要求17或18所述的成膜方法来制造电子设备。
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