CN111321385A - 基板载置方法、成膜方法、成膜装置及有机el面板的制造系统 - Google Patents

基板载置方法、成膜方法、成膜装置及有机el面板的制造系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供基板载置方法、成膜方法、成膜装置及有机EL面板的制造系统。基板载置方法包括：计测基板与掩模的位置偏移量的计测工序；在位置偏移量超过规定的阈值的情况下将基板移动到不与掩模接触的第二高度，以使基板与掩模的位置偏移量减少的方式移动基板的对准工序；在位置偏移量为规定的阈值以下的情况下将基板移动到不与掩模接触的第三高度，进而使基板支承部沿着第一基板支承部相对于第二基板支承部所在的方向移动的偏置动作工序；以使第二按压部的按压力小于第一按压部的按压力的方式变更第二按压部的按压力的按压变更工序；以及使基板下降而将基板载置到所述掩模之上的载置工序。

Description

基板载置方法、成膜方法、成膜装置及有机EL面板的制造系统
技术领域
本发明涉及将基板载置于掩模的基板载置方法、成膜方法、成膜装置及有机EL面板的制造系统。尤其是涉及在将基板与掩模的相对位置对准之后将基板载置到掩模上时抑制位置偏移的产生的技术。
背景技术
近年来，自发光型且视场角、对比度、响应速度优异的有机EL元件在以壁挂电视、移动设备为代表的各种设备的显示部中得以广泛应用。
有机EL元件的制造大多通过向减压后的腔室内搬入基板、将基板与掩模高精度地对准(对位)并隔着掩模开口来在基板上形成规定图案的有机膜这样的方法来进行。另外，在有机EL元件以外的电子设备的制造中，也进行将基板与掩模高精度地对准并隔着掩模来在基板上成膜的操作。
另一方面，在以有机EL元件为代表的电子设备的制造中，能够使用大面积且厚度小的玻璃基板，但对这样的基板在周边部进行支承时，基板会因自重而导致中央部发生挠曲变形。在将周边部被支承而发生了挠曲的基板在相对于掩模不擦蹭的高度处对准后要将基板载置于掩模来使基板与掩模密接时，挠曲了的基板在仿效于平坦的掩模时会移动或变形，会从对准了的位置关系偏移。即，会出现如下状况：基板向不特定的方向移动；在基板的主面上产生翘曲、波纹这样的变形。由于会因支承位置的微妙差异而导致基板的挠曲方式变化，因此在对准后将基板载置于掩模时产生的基板的移动、变形并不固定，难以进行高精度的对位。
因此，在专利文献1中公开了将对基板进行夹持的夹持件中的一部分夹持件的夹持力设定为能够独立于其他夹持件地变化的基板载置装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6393802号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1所公开的基板载置装置通过将一部分夹持件的夹持力设定为比其他夹持件的夹持力小，由此能够在使基板上产生的挠曲向夹持力小的夹持件的方向释放的同时将基板载置到掩模之上。根据该方法，能够减少在载置于掩模之上之后翘曲、波纹这样的变形残留在基板上的现象，并且，由于用夹持力大的夹持件来约束基板的单侧，因此能够防止基板整体向不可预料的方向移动。
但是，就该方法而言，在使基板的挠曲向夹持力小的夹持件的方向释放的过程中，基板在俯视观察下宛如以夹持力大的夹持件的位置为固定点而向夹持力小的夹持件的方向伸展一般地进行变形。即，相对于对准了的相对位置关系而言，在夹持力大的夹持件的附近几乎不发生位置偏移，但在用于消除基板的挠曲的变形累积的夹持力小的夹持件的附近会发生相对大的位置偏移。若是相对于掩模的位置偏移的大小根据基板内的部位而有所不同，则在位置偏移小的区域和位置偏移大的区域，制造出的电子设备的特性可能会变得不均匀。因此，还会产生需要再次重新对准的可能性。
因此，一直以来寻求如下的基板载置方法，该基板载置方法在将基板与掩模的相对位置对准之后将基板载置于掩模时，不仅能够抑制在基板上残留翘曲、波纹这样的变形，还能够抑制基板与掩模的位置偏移存在不均。
用于解决课题的方案
本发明的基板载置方法是使用基板支承部来使基板移动并将所述基板载置到掩模之上的方法，其中，所述基板支承部具备：第一基板支承部，其沿着所述基板的一边来支承所述基板；第二基板支承部，其沿着与所述一边对置的第二边来支承所述基板；第一按压部，其能够将所述基板朝向所述第一基板支承部按压；以及第二按压部，其能够将所述基板朝向所述第二基板支承部按压，所述基板载置方法的特征在于，包括：计测工序，在所述计测工序中，一边由所述第一按压部和所述第二按压部对被第一基板支承部和第二基板支承部支承着的所述基板进行按压，一边将所述基板移动到使所述基板的至少一部分与所述掩模接触的第一高度，拍摄设于所述基板的对准标记和设于所述掩模的对准标记来获取所述基板与所述掩模的相对位置信息，计测所述基板与所述掩模的位置偏移量；对准工序，在所述对准工序中，当在所述计测工序中计测到的所述位置偏移量超过规定的阈值时，将所述基板移动到使所述基板不与所述掩模接触的第二高度，基于在所述计测工序中获取到的相对位置信息，以使所述基板与所述掩模的位置偏移量减少的方式移动所述基板；偏置动作工序，在所述偏置动作工序中，当在所述计测工序中计测到的所述位置偏移量为规定的阈值以下时，将所述基板移动到使所述基板不与所述掩模接触的第三高度，进而使所述基板支承部沿着所述第一基板支承部相对于所述第二基板支承部所在的方向进行水平移动；按压变更工序，在所述偏置动作工序之后，在所述按压变更工序中，以使所述第二按压部的按压力小于所述第一按压部的按压力的方式变更所述第二按压部的按压力；以及载置工序，在所述载置工序中，保持着使所述第二按压部的按压力小于所述第一按压部的按压力的状态使所述基板下降而将所述基板载置到所述掩模之上。
另外，本发明的成膜装置的特征在于，具备：第一基板支承部，其沿着基板的一边支承基板；第二基板支承部，其沿着与所述一边对置的第二边支承所述基板；第一按压部，其能够将所述基板朝向所述第一基板支承部按压；第二按压部，其能够将所述基板朝向所述第二基板支承部按压；掩模；摄像装置；成膜源；以及控制部，所述控制部执行如下处理：计测处理，在所述计测处理中，一边使所述第一按压部和所述第二按压部对被第一基板支承部和第二基板支承部支承着的所述基板进行按压，一边将所述基板移动到使所述基板的至少一部分与所述掩模接触的第一高度，使所述摄像装置拍摄设于所述基板的对准标记和设于所述掩模的对准标记来获取所述基板与所述掩模的相对位置信息，计测所述基板与所述掩模的位置偏移量；对准处理，在所述对准处理中，当在所述计测处理中计测到的所述位置偏移量超过规定的阈值时，将所述基板移动到使所述基板不与所述掩模接触的第二高度，基于在所述计测处理中获取到的相对位置信息，以使所述基板与所述掩模的位置偏移量减少的方式移动所述基板；偏置动作处理，在所述偏置动作处理中，当在所述计测处理中计测到的所述位置偏移量为规定的阈值以下时，将所述基板移动到使所述基板不与所述掩模接触的第三高度，进而使所述基板支承部沿着所述第一基板支承部相对于所述第二基板支承部所在的方向进行水平移动；按压变更处理，在所述偏置动作处理之后，在所述按压变更处理中，以使所述第二按压部的按压力小于所述第一按压部的按压力的方式变更所述第二按压部的按压力；载置处理，在所述载置处理中，保持着使所述第二按压部的按压力小于所述第一按压部的按压力的状态使所述基板下降而将所述基板载置到所述掩模之上；以及成膜处理，在所述载置处理之后，在所述成膜处理中，使成膜材料从所述成膜源朝向所述基板飞溅来进行成膜。
发明效果
本发明能够提供如下的基板载置方法：在将基板与掩模的相对位置对准之后将基板载置于掩模时，不仅能够抑制在基板上残留翘曲、波纹这样的变形，还能够抑制基板与掩模的位置偏移存在不均。
附图说明
图1是实施方式的成膜装置的示意性的剖视图。
图2是表示对准机构的一例的立体图。
图3是表示旋转平移机构的一例的立体图。
图4是表示基板保持部的一例的立体图。
图5中，(a)是表示基板以未夹紧状态载置于承接爪的状态的图，(b)是表示基板被承接爪和夹具夹持的夹紧状态的图。
图6中，(a)是表示基板由基板保持部保持的状态的俯视图，(b)是掩模的俯视图，(c)是表示摄像装置的视场内的掩模标记和基板标记的示意图。
图7是表示实施方式的基板载置方法的各工序的流程图。
图8中，(a)是表示步骤S101中的基板和掩模的状态的侧视图，(b)是表示步骤S102中的基板和掩模的状态的侧视图。
图9中，(a)是表示步骤S103中的基板和掩模的状态的侧视图，(b)是表示步骤S105中的基板和掩模的状态的侧视图。
图10中，(a)是表示步骤S106中的基板和掩模的状态的侧视图，(b)是表示步骤S109中的基板和掩模的状态的侧视图。
图11中，(a)是表示步骤S110中的基板和掩模的状态的侧视图，(b)是表示步骤S112中的基板和掩模的状态的侧视图。
图12中，(a)是表示步骤S113中的基板和掩模的状态的侧视图，(b)是表示步骤S114中的基板和掩模的状态的侧视图。
图13是实施方式的有机EL面板的制造系统的示意性的结构图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式涉及的基板载置方法、成膜方法、成膜装置及有机EL面板的制造系统等进行说明。需要说明的是，在以下的说明所参照的多个附图中，只要没有特别说明，则针对同一功能的构成要素标注同一符号来表示。另外，在同一附图内具有多个相同或对应的构件的情况下，在附图中附加a、b等后缀来表示，但在说明书中不需要进行区分的情况下，有时省略a、b等后缀来进行描述。
[实施方式1]
(成膜装置的结构)
图1是用于表示作为实施方式的成膜装置的一例的蒸镀装置的整体结构的示意性的剖视图。
成膜装置具备成膜腔室4、用于将基板5向成膜腔室4内搬入/搬出的闸阀15、保持基板5及掩模6a来进行相对对位的对准装置1以及收纳有成膜材料的成膜源(蒸镀源)7。在成膜腔室4的内部形成有用于供成膜材料从成膜源(蒸镀源)7朝向基板5飞溅的减压了的成膜空间2。
对准装置1搭载在成膜腔室4的上部隔壁(顶板)3上，具有基板保持部8、掩模保持部9和用于调整基板保持部8的位置的定位机构。定位机构包括向X方向、Y方向、θz方向(以Z轴为中心轴的旋转方向)进行驱动的旋转平移机构11、Z升降基座13以及沿着固定在Z升降基座13的侧面上的Z引导件18移动的Z升降滑块10。定位机构设置在成膜腔室4的外侧。通过将包括多个可动部的定位机构配置在成膜空间之外，能够抑制在成膜空间内产生灰尘。
在Z升降滑块10固定有基板保持轴12。基板保持轴12以穿过设置在成膜腔室4的上部隔壁3上的贯通孔16的方式跨成膜腔室4的外部和内部地设置。并且，在成膜空间2内，在基板保持轴12的下部设置有基板保持部8，能够保持作为被成膜物的基板5。
为了避免基板保持轴12与上部隔壁3发生干涉，将贯通孔16设计成相对于基板保持轴12的外径而言足够大。另外，基板保持轴12在穿过贯通孔16至固定到成膜腔室4的外侧的Z升降滑块10之间由固定于Z升降滑块10和上部隔壁3的波纹管40覆盖。即，基板保持轴12被与成膜腔室4连通的封闭的空间覆盖，因此能够将基板保持轴12整体保持为与成膜空间2相同的状态(例如真空状态)。波纹管40可以使用在Z方向及XY方向上具有柔软性的构件。能够使因对准装置1的动作而导致波纹管40发生位移时产生的阻力足够小，能够减少位置调整时的负载。
掩模保持部9在成膜腔室4的内部设置在上部隔壁3的成膜空间侧的面上，能够保持掩模。在有机EL面板的制造中使用的掩模设置成具有与成膜图案对应的开口的箔状的掩模6a在架设于高刚性的掩模框6b的状态下被固定这样的结构，因此，掩模保持部9能够以减少掩模6a的挠曲的状态保持掩模6a。
需要说明的是，在图1的成膜装置中，掩模保持部9固定于成膜腔室4，仅基板保持部8是可动的，但实施方式的成膜装置并不局限于该结构，例如也可以将基板保持部8和掩模保持部9这两方以能够驱动的方式构成。
对准装置1、基板保持部8、成膜源(蒸镀源)7的一系列的动作由控制部50来控制。控制部50例如可以通过具有处理器、内存、存储器、I/O等的计算机来构成。这种情况下，控制部50的功能通过处理器执行存储于内存或存储器的程序来实现。作为计算机，可以使用通用的个人计算机，也可以使用组装型的计算机或PLC(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)。或者，还可以将控制部50的功能的一部分或全部由ASIC、FPGA这样的电路构成。需要说明的是，可以按成膜装置来设置控制部50，也可以是一个控制部50控制多个成膜装置。
接着，参照图2来说明对准装置1的定位机构的详细情况。
图2是表示对准机构的一方案的立体图。将Z升降滑块10沿着铅垂Z方向引导的引导件包括多根Z引导件18a～18d并被固定在Z升降基座13的侧面。在Z升降滑块中央配设有用于传递驱动力的滚珠丝杠20，从固定于Z升降基座13的电动机19传递来的动力经由滚珠丝杠20向Z升降滑块10传递。
电动机19中内置有未图示的旋转编码器，能够根据编码器的转速来间接地计测Z升降滑块10的Z方向位置。通过用外部控制器来控制电动机19的驱动，由此能够进行Z升降滑块10的Z方向上的精密的定位。需要说明的是，Z升降滑块10的升降机构并不限定于滚珠丝杠20和旋转编码器，也可以采用线性电动机与线性编码器的组合等任意的机构。
图3是表示对准装置1的旋转平移机构11的一方案的立体图。在对准装置1中，Z升降滑块10及Z升降基座13配设在旋转平移机构11上，能够利用旋转平移机构11对Z升降基座13和Z升降滑块10的整体向X、Y、θz各方向进行驱动。
旋转平移机构11具有多个驱动单元21a～21d。在图3的结构中，驱动单元21a～21d分别配置在基座的四角，将配置在相邻的角部的驱动单元以绕Z轴旋转了90度的朝向配置。
各驱动单元21具备用于产生驱动力的电机41。各驱动单元21还具备在经由滚珠丝杠42传递来的电机41的力的作用下向第一方向滑动的第一引导件22及向XY平面上与第一方向正交的第二方向滑动的第二引导件23。各驱动单元21还具备能够绕Z轴旋转的旋转轴承24。例如，就驱动单元21c而言，具有向X方向滑动的第一引导件22、向与X方向正交的Y方向滑动的第二引导件23以及旋转轴承24，电机41的力经由滚珠丝杠42向第一引导件22传递。
电机41中内置有未图示的旋转编码器，能够计测第一引导件22的位移量。在各驱动单元21中，通过用控制部50来控制电机41的驱动，由此能够精密地控制Z升降基座13在X、Y、θz各方向上的位置。
例如，在使Z升降基座13向+X方向移动的情况下，可以在驱动单元21b和驱动单元21c中分别由电机41产生向+X方向滑动的力并向Z升降基座13传递该力。另外，在使Z升降基座13向+Y方向移动的情况下，可以在驱动单元21a和驱动单元21d中分别由电机41产生向+Y方向滑动的力并向Z升降基座13传递该力。
在使Z升降基座13进行+θz旋转(顺指针地进行θz旋转)的情况下，可以使用配置在对角的驱动单元21c和驱动单元21b来产生为了绕Z轴进行+θz旋转而所需的力，并向Z升降基座13传递该力。或者，可以使用驱动单元21a和驱动单元21d向Z升降基座13传递旋转所必需的力。
接着，使用图4及图5对本发明涉及的基板保持部8的详细结构进行说明。图4是从对准装置1侧观察将矩形的基板5沿着彼此对置的两边(这里指长边)保持的状态下的基板保持部8整体的立体图。图5中，(a)、(b)是将基板保持部8中的用于保持基板的部分放大的侧视图，(a)示出了在仅是载置着基板的状态下进行保持的状态，(b)示出了在夹持着基板的两侧的状态下进行保持的状态。需要说明的是，在图5的(a)及(b)中，虽然看上去在基板5上没有产生因自重而导致的挠曲，但这仅是为了便于图示，实际上两端被支承的基板会因自重等的影响而发生变形。
如图4所示，基板保持部8具备固定于基板保持轴12a和基板保持轴12b的下部的保持基座25a、固定于基板保持轴12c和基板保持轴12d的下部的保持基座25b。保持基座25a通过基板保持轴12a和基板保持轴12b来控制位置，保持基座25b通过基板保持轴12c和基板保持轴12d来控制位置。另外，保持基座25a、保持基座25b是具有与基板的长边同等的长度的板状构件，沿着基板的长边设置有多个承接爪26。进而，基板保持部8具有与承接爪26对置且借助驱动轴34来控制位置的多个夹具27。通过控制多个夹具27相对于多个承接爪26的位置来将基板5的彼此对置的两边的缘部(端部)夹入以进行夹持，由此能够固定基板的位置。
需要说明的是，如图1所示，在掩模框6b上挖出有用于避免将基板5载置于掩模6a时掩模框6b与承接爪26发生干涉的多个槽。若是将槽与承接爪26的间隙设定为几毫米这种程度，则即便在载置基板5后承接爪26进一步下降，也能够避免掩模框6b与承接爪26彼此碰撞。
用于控制保持基座25的位置的基板保持轴12a～基板保持轴12d可以一起进行控制。或者，也可以是将基板保持轴12a和基板保持轴12b分为一组且将基板保持轴12c和基板保持轴12d分为一组来分别进行控制的结构。夹具27可以由分别独立设置的驱动机构来进行上下驱动，但在这里，说明的是按每个保持基座25将多个夹具27设为一个单元并按每个单元来由驱动机构进行驱动的示例。包括多个夹具27的夹具单元28固定于夹具滑块32，由配设在基板保持部8的保持基座25与保持部上板35之间的线性衬套39将夹具滑块32沿着Z方向进行引导。夹具滑块32经由贯通上部隔壁3的驱动轴34而固定于Z升降滑块10。在经由驱动轴34传递来的由电动缸36产生的力的作用下能够对夹具滑块32沿着Z方向进行驱动。
当夹具27下降而到达下端时，夹具27与载置到承接爪26上的基板5的表面抵接，在承接爪26的夹持面与夹具27的夹持面之间固定有基板5，成为图5的(b)的状态。为了由夹具27施加一定的载荷来保持基板5，在夹具27的上部配设有用于产生保持力(载荷)的弹簧29。需要说明的是，在夹具27与弹簧29之间存在杆31，由此将夹具27沿着Z方向进行引导。弹簧29通过由载荷调整螺钉30来改变间距L而能够调整全长。因此，根据弹簧29的压入量的不同，经由杆31而产生在夹具27上的压入力(对基板的按压力)也得以自如地调整。
接着，对用于同时地计测基板5和掩模6a的位置、即各自的对准标记的位置的摄像装置进行说明。在图1中，在上部隔壁3的外侧的面上配设有用于获取掩模6上的对准标记(掩模标记)及基板5上的对准标记(基板标记)的位置的作为位置获取机构的摄像装置14。在上部隔壁3的位于相机光轴上的部位设置有贯通孔及玻璃窗17，从而能够由摄像装置14对配置在成膜腔室4的内部的对准标记的位置进行计测，进而，在摄像装置14的内部或附近设置有未图示的照明设备，通过向基板及掩模的对准标记附近照射光而能够进行准确的标记像的计测。
参照图6的(a)～(c)来说明使用摄像装置14计测基板标记37和掩模标记38的位置的方法。
图6的(a)是从上方观察保持于基板保持部8的状态下的基板5的图。在基板5上的四角形成有能够由摄像装置14来计测的基板标记37a～基板标记37d。利用四个摄像装置14对上述的基板标记37a～基板标记37d同时进行计测，根据各基板标记的中心位置即四点的位置关系来算出基板5的平移量、旋转量，由此能够获取基板的位置信息。
图6的(b)是从上面观察掩模6的图。在箔状的掩模6a的四角形成有能够由摄像装置来计测的掩模标记38a～掩模标记38d。利用四个摄像装置14a～摄像装置14d对上述的掩模标记38a～掩模标记38d同时进行计测，根据各掩模标记的中心位置即四点的位置关系来算出掩模6的平移量、旋转量等，从而能够获取掩模的位置信息。
图6的(c)是示意性地示出利用摄像装置14来计测四组掩模标记38及基板标记37中的一组时的视场43的图。在该示例中，在摄像装置14的视场43内能够同时地计测到基板标记37和掩模标记38，因此能够测定标记中心彼此的相对的位置。标记中心的坐标可以基于通过摄像装置14的计测而得到的图像并使用未图示的图像处理装置来求解。需要说明的是，作为掩模标记38及基板标记37，示出了□、○，但标记的形状并不局限于此，例如也可以使用×、+字等这样的容易算出中心位置的具有对象性的形状。
在要求精度高的对准的情况下，可以使用具有几微米级的高分辨率的高倍率CCD相机来作为摄像装置14。就这样的高倍率CCD相机而言，视场的直径为几毫米那么窄，因此若是将基板5载置于承接爪26时的位置偏移大，则基板标记37从视场偏离，导致无法进行计测。因此，作为摄像装置14，优选与高倍率CCD相机一起并设视场广的低倍率CCD相机。可以在以使掩模标记38和基板标记37同时落入高倍率CCD相机的视场的方式使用低倍率CCD相机进行大致的对准之后，使用高倍率CCD相机高精度地进行掩模标记38和基板标记37的位置计测。
需要说明的是，摄像装置并不局限于CCD相机，例如也可以是具备CMOS传感器作为摄像元件的数码相机。另外，也可以不独立地并设高倍率相机和低倍率相机，而是通过使用能够更换高倍率镜头与低倍率镜头的相机、变焦镜头，从而能够利用单一的相机来进行高倍率和低倍率的计测。
能够根据由摄像装置14获取到的掩模6的位置信息及基板5的位置信息来获取掩模6与基板5的相对位置信息。将该相对位置信息反馈给对准装置的控制部50来控制升降滑块10、旋转平移机构11、基板保持部8各自的驱动量。通过使用高倍率CCD相机来作为摄像装置14，由此能够以误差几微米内的精度调整掩模6与基板5的相对位置。
(基板载置方法)
以下，对将基板安置于基板保持部、将基板与掩模对准(对位)并将基板载置到掩模上为止的成膜装置的一系列的动作进行说明。
图7是表示实施方式的成膜装置的动作序列的流程图。另外，图8～图12是用于表示图7的流程图的各步骤中的基板和掩模的状态的示意图。
首先，在步骤S101中，从图1所示的闸阀15将搭载于未图示的机械手的基板5向成膜腔室4内搬入。然后，如图8的(a)所示，基板5成为载置到基板保持部的两侧的承接爪26上的状态。作为第一基板支承部的承接爪26a沿着基板的一边对基板进行支承，作为第二基板支承部的承接爪26b沿着与所述一边对置的第二边对基板进行支承。
在该工序中，为了充分地确保机械手的动作空间，将承接爪26的上表面与掩模6a相隔的距离(H1)设定为足够大。载置到承接爪26上的基板5会因为自重而挠曲，但是由于将H1设定得大，因此基板5不会与掩模6a接触(D1＞0)。
接着，在步骤S102中，如图8的(b)所示，驱动与承接爪26对置配置的夹具27来夹紧(夹持)基板5。具体而言，从图4所示的电动缸36产生的力经由驱动轴34向夹具滑块32传递而对夹具滑块32沿着Z方向进行驱动。于是，安装于夹具滑块32的夹具单元28下降而与基板5接触，将基板5夹入到夹具单元28与承接爪26之间并夹紧。夹具27a是能够将基板朝向作为第一基板支承部的承接爪26a按压的第一按压部，夹具27b是能够将基板朝向作为第二基板支承部的承接爪26b按压的第二按压部。
接着，在步骤S103中，如图9的(a)所示，使基板5下降而将基板5安置在用低倍率CCD相机进行拍摄的高度。即，使承接爪26下降而将承接爪26的上表面与掩模6a的距离变更为更小的H2(H1＞H2)。该位置设定在不会使因自重而挠曲的基板5与掩模6a接触的高度(D1＞D2＞0)。
接着，在步骤S104中，利用低倍率CCD相机对基板5上设置的基板标记37进行拍摄。控制部50基于拍摄到的图像来获取基板5的位置信息。
在接着步骤S104执行的步骤S105中，使基板5下降到图9的(b)所示的位置而安置在对准动作高度(第二高度)，基于在步骤S104中获取到的位置信息来调整基板5的位置。
就基板5的高度来说的话，将承接爪26的上表面与掩模6a相隔的距离变更为比步骤S104时小的H3(H2＞H3)。此时，承接爪26的位置设定在不会使因自重而挠曲的基板5与掩模6a接触的高度(D1＞D2＞D3＞0)。
需要说明的是，根据情况不同，也可以以相同的高度执行步骤S105和步骤S104，这种情况下，H2＝H3、D2＝D3＞0。
在接着步骤S104执行的对准动作中，控制部50基于在步骤S104中获取到的基板5的位置信息来驱动对准装置1所具备的定位机构。即，控制部50以使基板5的基板标记37落入高倍率CCD相机的视场内的方式调整基板5的位置。以使掩模标记38落入高倍率CCD相机的视场内(优选视场中心)的方式预先调整了掩模6a与高倍率CCD相机的相对位置。因此，通过接着步骤S104执行的步骤S105的对准动作，能够调整为基板标记37和掩模标记38这两方都落入高倍率CCD相机的视场内。需要说明的是，在对准动作中，虽然使基板5向X、Y、θz各方向移动，但如前所述是使因自重而挠曲的基板5在不会与掩模6a接触的高度上移动，因此基板5的表面或者已经形成的膜图案不会与掩模擦蹭而发生破损。
接着，在步骤S106中，如图的10的(a)所示，使基板5下降而将基板5安置在用高倍率CCD相机进行拍摄的高度。即，一边用夹具27a和夹具27b按压基板一边使承接爪26下降，将承接爪26的上表面与掩模6a的距离变更为更小的H4(第一高度)(H3＞H4)。
由于是使用景深浅的高倍率CCD相机来对焦于基板标记37和掩模标记38这两方地进行拍摄，因此使基板5接近掩模6a直至基板5的至少一部分(挠曲的部分)与掩模6a接触。
接着，在步骤S107中，利用高倍率CCD相机对基板5的基板标记37和掩模6a的掩模标记38同时地进行拍摄。控制部50基于拍摄到的图像来获取基板5与掩模6的相对位置信息。这里所说的相对位置信息具体而言是指与基板标记37和掩模标记38的中心位置彼此的距离及位置偏移的方向相关的信息。步骤S107是获取基板与掩模的相对位置信息并计测基板与掩模的位置偏移量的计测工序(计测处理)。
接着，在步骤S108中，控制部50判定在步骤S107中计测到的基板5与掩模6的位置偏移量是否为规定的阈值以下。规定的阈值预先按照如下条件来设定：若是在该阈值内，则在执行了步骤S109至步骤S114时，基板5与掩模6的位置偏移量会控制在即便进行成膜也不会妨碍的范围内。阈值按照误差几微米内的级别设定以能够达成所要求的基板5与掩模6的对位精度。
在步骤S108中判定为基板5与掩模6a的位置偏移量超过规定的阈值的情况下(在步骤S108中为否)，返回步骤S105来执行对准动作，进而继续执行步骤S106以后的处理。
在步骤S108的判定为否的情况下执行的步骤S105中，使基板5上升到图9的(b)所示的位置而将基板5安置在对准动作高度(第二高度)，基于在步骤S107中获取到的相对位置信息来调整基板5的位置。
就基板5的高度来说的话，将承接爪26的上表面与掩模6a相隔的距离变更为比步骤S106时大的H3(H3＞H4)。此时，承接爪26的位置设定在不会使因自重而挠曲的基板5与掩模6a接触的高度(D3＞0)。
在步骤S108的判定为否的情况下执行的对准动作中，控制部50基于在步骤S107中获取到的基板5与掩模6的相对位置信息来驱动对准装置1所具备的定位机构。即，控制部50以使基板5的基板标记37与掩模6a的掩模标记38成为更接近的位置关系的方式使基板5向X、Y、θz各方向移动来调整位置。
在对准动作中，虽然使基板5向X、Y、θz各方向移动，但如前所述是使因自重而挠曲的基板5在不会与掩模6a接触的高度上移动，因此基板5的表面或者已经形成的膜图案不会与掩模擦蹭而发生破损。
步骤S105是以使基板与掩模的位置偏移量减少的方式使基板移动的对准工序(对准处理)。
在步骤S108中判定为基板5与掩模6的位置偏移量为规定的阈值以下的情况下(在步骤S108中为是)，移向步骤S109，如图10的(b)所示，使基板5上升至作为第三高度的偏置动作高度。
偏置动作高度是指在后述的步骤S110中使基板5水平移动时不会使因自重而挠曲的基板5与掩模6a接触的高度。控制部50将承接爪26的上表面与掩模6a相隔的距离变更为比步骤S106中的用高倍率CCD相机进行拍摄的高度大的H5(H5＞H4)。此时，承接爪26的位置设定在不会使因自重而挠曲的基板5与掩模6a接触的高度(D4＞0)。需要说明的是，若是将H5设得过大，则垂直方向的移动距离变大，这会成为在偏置动作后使基板5与掩模6a密接时的位置偏移的主要原因，因此偏置动作高度设定为比步骤S103中的用低倍率CCD相机进行拍摄的高度小(H2＞H5)。
接着，在步骤S110中，如图11的(a)所示，驱动对准装置1所具备的定位机构来进行使基板5沿着水平方向移动的偏置动作。如前所述，由于在步骤S109中调整了基板5的高度，因此在使基板5沿着水平方向移动时，不会出现挠曲的基板5与掩模6a接触而导致基板5的表面或者已经形成的膜图案与掩模6a接触而破损的状况。
偏置动作中的移动方向OSD是从由承接爪支承的基板5的一边朝向由承接爪支承的基板5的另一边的方向。若以夹持着基板且在水平方向上对置配置的承接爪为基准来说，移动方向OSD是从一方的承接爪26b朝向另一方的承接爪26a的方向。
偏置动作中的偏置量、即图11的(a)所示的移动距离OS1是考虑到之后将基板载置于掩模时产生的基板的变形来设定的。
在本实施方式中，如后所述，在将一方的夹具27b设为未夹紧状态且将另一方的夹具27a设为夹紧状态的情况下使基板5下降而载置到掩模6a上，挠曲了的基板在与掩模接触后会仿效着掩模平面逐渐地变形而变为平坦。此时，就基板5而言，处于夹紧状态的夹具27a侧的部分被固定，处于未夹紧状态的夹具27b侧的部分是可动的，因此在俯视观察下基板以将夹具27a和承接爪26a的夹持位置作为固定点而向夹具27b的方向延伸的方式变形。
在将基板从挠曲变为平坦时的俯视观察下的向未夹紧侧的延伸量设为BPE时，偏置动作的移动距离OS1设为基板的延伸量BPE的一半为好(OS1＝BPE/2)。
例如，若基板的延伸量BPE为40μm，则偏置动作的移动距离OS1设为20μm为好。
但是，有时难以严格地使基板以延伸量BPE的一半的距离移动，因此，在载置工序中，使基板在承接爪26b侧的第二边相对于承接爪26b在俯视观察下偏移的距离的0.4倍以上且0.6倍以下的范围内移动即可。
基板的延伸量BPE可以预先使用对准装置1进行实验并使用高倍率CCD相机等进行计测来存储于控制部50。或者，也可以通过计测基板5的挠曲量并基于该挠曲量来模拟求解延伸量BPE而将其存储于控制部50等方法来求解。
如上所述，步骤S110是使基板支承部沿着作为第一基板支承部的承接爪26a相对于作为第二基板支承部的承接爪26b所在的方向(OSD)进行水平移动的偏置动作工序(偏置动作处理)。
在完成偏置动作后，移向步骤S111，使基板5下降而接近掩模6a。
然后，在步骤S112中，如图11的(b)所示，在承接爪26的上表面与掩模6a的距离成为H6时，将位于与偏置动作时的移动方向OSD相反的一侧的夹具27b设为未夹紧状态，解除基板5的单侧的夹持。设为未夹紧状态的动作是在步骤S109中的偏置动作高度(H5)与步骤S106中的用高倍率CCD相机进行拍摄的高度(H4)之间的高度进行(H5＞H6＞H4)。优选的是，在下降中的基板5马上要与掩模6a接触之前将夹具27b设为未夹紧状态。
步骤S112是以使作为第二按压部的夹具27b的按压力比作为第一按压部的夹具27a的按压力小的方式变更夹具27b的按压力的按压变更工序(按压变更处理)。在本实施方式中，在按压变更工序中，使作为第二按压部的夹具27b从基板离开而将夹具27b的按压力设为零。
随着使基板下降，如图12的(a)所示，由承接爪26a和夹具27a仅夹持着单侧的基板5为了仿效掩模6a的上表面而一边朝向夹具27b侧(图中的MOV的方向)移动一边消除着挠曲。在未夹紧侧，基板5与承接爪26b处于接近线接触的状态，因此摩擦力小，基板5在承接爪26b上进行偏移移动。即，在夹紧着的夹具单元28a侧，基板5被固定在承接爪26a上，在未夹紧侧(夹具单元28b侧)，基板以在俯视观察下延伸的方式在承接爪26b上进行偏移移动。
如在步骤S110中所说明的那样，在本实施方式中，预先将基板5以移动距离OS1向夹具27a侧偏置配置，其中，移动距离OS1约是基板从挠曲变为平坦时的俯视观察下的向未夹紧侧的延伸量BPE的一半。因此，若以掩模6a为基准，则挠曲得以平坦化时产生的俯视观察下的基板5的延伸向夹具27a侧和夹具27b侧各分配约一半。因而，根据本实施方式，能够抑制基板与掩模的位置偏移存在不均。
进而，在步骤S113中，使基板5下降至基板5与掩模6a的间隙为零的位置、即H＝0的位置，将基板5载置到掩模6a上(载置工序、载置处理)。
然后，在步骤S114中，如图12的(b)所示，将夹具27a也设为未夹紧状态，使承接爪26下降至比掩模6的上表面低的位置，将基板5从夹具的夹持状态解脱出来。基板5不残留翘曲、波纹这样的变形地载置到掩模6a的上表面。
在完成基板5向掩模6a上的载置后，在步骤S115中，用高倍率CCD相机对基板标记37及掩模标记38进行拍摄来获取基板5与掩模6的相对位置情报。
接着，在步骤S116中，控制部50基于在步骤S115中获取到的基板5与掩模6的相对位置信息来判定基板5与掩模6的位置偏移量是否为规定的阈值以下。规定的阈值预先按照如下条件来设定：若在该阈值内，则即便进行成膜也不会妨碍的范围内。
在步骤S116中判定为基板5与掩模6a的位置偏移量超过规定的阈值的情况下(在步骤S116中为否)，在步骤S117中使承接爪26上升至基板5的高度并用两侧的夹具27夹持基板。需要说明的是，上述的否定性的判定例如会在步骤S109～步骤S114的期间因外部振动而产生了位置偏移等情况下出现。
然后，返回步骤S105来执行对准动作。在步骤S116的判定为否的情况下执行的步骤S105中，使基板5上升至图9的(b)所示的位置而将基板5安置在对准动作高度(对位动作高度)，基于在步骤S115中获取到的相对位置信息来调整基板5的位置。
之后，继续执行步骤S106以后的处理。
另一方面，在步骤S116中判定为基板5与掩模6a的位置偏移量为规定的阈值以下的情况下(在步骤S116中为是)，完成对准序列(结束)。
由于基板已经被安置在适于供收纳在成膜源(蒸镀源)7中的成膜材料从成膜源朝向基板5飞溅来形成图案的位置上，因此进行使成膜材料从成膜源朝向基板飞溅来成膜的成膜处理(在图7中未图示)。
根据本实施方式，在将基板与掩模的相对位置对准之后将基板载置于掩模时，不仅能够抑制在基板上残留翘曲、波纹这样的变形，还能够抑制基板与掩模的位置偏移存在不均。
[实施方式2]
对作为实施方式1的变形例的实施方式2进行说明。实施方式2与实施方式1的不同之处在于图7所示的对准序列的流程图中的步骤S112的动作。
在实施方式1的步骤S112中，如图11的(b)所示，使位于与偏置动作时的移动方向OSD相反的一侧的夹具27b从基板5离开而设为按压力为零的未夹紧状态。
相对于此，在实施方式2中，在步骤S112中，不进行使夹具27b从基板5离开而将按压力设为零的操作，而是使夹具27b以比夹具27a小的力来夹持基板5。具体而言，调整图5的(b)所示的作为夹具单元28b的构成部件的载荷调整螺钉30b来设成是不会使基板5滑落这种程度的夹紧力。通过该调整，在步骤S113中将基板载置到掩模之上时，能够获得与实施方式1的未夹紧状态同样的效果。即，基板5在夹紧着的一侧(这里是指夹具单元28a侧)不滑动地固定在承接爪26a上，并且基板5会以夹紧侧为起点而向夹紧力弱的状态的夹具单元28b侧偏移。即，在夹紧力弱的夹紧侧，在基板5与承接爪26之间产生的摩擦力极其小，比夹紧侧的夹具单元28a的摩擦力小，因此基板5会在夹具单元28b的承接爪26b上偏移。
在本实施方式中，在步骤S110中，也是预先将基板5以移动距离OS1向夹具27a侧偏置，其中，移动距离OS1约是基板从挠曲变为平坦时的俯视观察下的向夹具27b侧的延伸量BPE的一半。因此，若是以掩模6a为基准，则挠曲得以平坦化时产生的俯视观察下的基板5的延伸向夹具27a侧和夹具27b侧各分配约一半。因而，在本实施方式中，也是不仅能够抑制在基板上残留翘曲、波纹这样的变形，还能够抑制基板与掩模的位置偏移存在不均。
[实施方式3]
接着，对用于实施本发明的制造系统进行说明。图13是用于实施本发明的制造系统的示意性的结构图，例示出用于制造有机EL面板的制造系统300。
制造系统300具备多台成膜装置100、搬运室1101、搬运室1102、搬运室1103、基板供给室1105、掩模贮存室1106、交接室1107、玻璃供给室1108、贴合室1109、取出室1110等。成膜装置100能够在有机EL面板的发光层、空穴注入层、空穴输送层、电子输送层、电极层等不同的功能层的成膜中使用，因此存在成膜材料、掩模等按成膜装置而不同的情况。各成膜装置100具备用于调整基板与掩模的相对位置的对准装置，能够实施实施方式1或实施方式2中说明的基板载置方法。各成膜装置100能够实施在利用本发明的基板载置方法将基板安置于掩模之后隔着掩模在基板上形成成膜图案的成膜方法。各成膜装置100可以如实施方式1或实施方式2所说明的那样是一个成膜腔室具备一个对准装置的装置，也可以是一个成膜腔室具备两个以上的对准装置的装置。在具备两个对准装置的情况下，可以在一方的对准装置侧进行向基板的蒸镀的期间，在另一方的对准装置侧进行蒸镀完的基板的搬出和未蒸镀的基板的搬入并对搬入了的基板进行对准动作。
从外部向基板供给室1105供给基板。在搬运室1101、搬运室1102、搬运室1103配置有作为搬运机构的机械手1120。由机械手1120进行各室间的基板的搬运。在本实施方式的制造系统300所具备的多台成膜装置100中，至少一台成膜装置100具备有机材料的蒸镀源。制造系统300所包括的多个成膜装置100可以是用彼此相同的材料进行成膜的装置，也可以是用不同的材料进行成膜的装置。例如，可以在各成膜装置中蒸镀发光色彼此不同的有机材料。在制造系统300中，向从基板供给室1105供给来的基板蒸镀有机材料或者形成金属材料等无机材料的膜，从而制造有机EL面板。
利用机械手1120来相对于掩模贮存室1106搬运掩模，其中，掩模通过膜堆积而成且用于各成膜装置100。可以通过回收搬运到掩模贮存室1106中的掩模而对掩模进行清洗。另外，也可以预先在掩模贮存室1106中收纳清洗完的掩模并利用机械手1120将该掩模安置于成膜装置100。
从外部向玻璃供给室1108供给密封用的玻璃材料。在贴合室1109中，向成膜后的基板贴合密封用的玻璃材料来制造有机EL面板。制造好的有机EL面板被从取出室1110取出。
本制造系统所包括的成膜装置如实施方式1及实施方式2所说明的那样，在将基板与掩模的相对位置对准之后使基板向一方的基板保持部侧偏置移动，之后减小另一方的基板保持部的保持力而将基板载置到掩模之上。
因此，在本制造系统所包括的成膜装置中，不仅能够抑制在成膜时的基板上残留翘曲、波纹这样的变形，还能够抑制基板与掩模的位置偏移存在不均。能够提供具备可提高对准动作的精度且稳定地再现从而减少了在成膜前执行的对准动作次数的成膜装置的成膜系统。
在对准动作极其稳定且高速化的本制造系统中，能够对大面积的基板高精度且高速地进行成膜，因此能够以高的成品率且高的生产能力制造高画质的有机EL面板。
这样，本发明能够在用于制造有机EL元件的制造系统中优选地实施，但也可以在用于制造这以外的设备的制造系统中实施。在制造电子设备等时，能够减少对准所需的时间，缩短节拍时间，从而提高生产率。
[其他的实施方式]
需要说明的是，本发明并不限定于以上所说明的实施方式，可以在本发明的技术思想的范畴内进行各种变形。
例如，用于支承基板的基板支承部、用于支承掩模的掩模支承部或者对准用相机的配置、个数并不局限于上述的实施方式的示例。可以根据基板的大小、重量、掩模的大小、重量、对准标记的数目、布置位置等来适当变更。
符号说明
1…对准装置 2…成膜空间 3…上部隔壁(顶板) 4…成膜腔室 5…基板 6a…掩模 6b…掩模框 7…成膜源(蒸镀源) 8…基板保持部 9…掩模保持部 10…Z升降滑块11…旋转平移机构 12、12a～12d…基板保持轴 13…Z升降基座 14…摄像装置 17…玻璃窗 18、18a～18d…Z引导件 19…电机 20…滚珠丝杠 21、21a～21d…驱动单元 22…第一引导件 23…第二引导件 24…旋转轴承 25a、25b…保持基座 26、26a、26b…承接爪 27、27a、27b…夹具 28、28a、28b…夹具单元 29…弹簧 30…载荷调整螺钉 31…杆 32、32a、32b…夹具滑块 34…驱动轴 35…保持部上板 36…电动缸 37、37a～37d…基板标记 38、38a～38d…掩模标记 40…波纹管 41…电机 42…滚珠丝杠 43…视场 50…控制部 100…成膜装置 300…制造系统 1101～1103…搬运室 1105…基板供给室 1106…掩模贮存室1107…交接室 1108…玻璃供给室 1109…贴合室 1110…取出室 1120…机械手

Claims (12)

1.一种基板载置方法，其是使用基板支承部使基板移动并将所述基板载置到掩模之上的方法，其中，
所述基板支承部具备：
第一基板支承部，其沿着所述基板的一边来支承所述基板；
第二基板支承部，其沿着与所述一边对置的第二边来支承所述基板；
第一按压部，其能够将所述基板朝向所述第一基板支承部按压；以及
第二按压部，其能够将所述基板朝向所述第二基板支承部按压，
所述基板载置方法的特征在于，包括：
计测工序，在所述计测工序中，一边由所述第一按压部和所述第二按压部对被第一基板支承部和第二基板支承部支承着的所述基板进行按压，一边将所述基板移动到使所述基板的至少一部分与所述掩模接触的第一高度，拍摄设于所述基板的对准标记和设于所述掩模的对准标记来获取所述基板与所述掩模的相对位置信息，计测所述基板与所述掩模的位置偏移量；
对准工序，在所述对准工序中，当在所述计测工序中计测到的所述位置偏移量超过规定的阈值时，将所述基板移动到使所述基板不与所述掩模接触的第二高度，基于在所述计测工序中获取到的相对位置信息，以使所述基板与所述掩模的位置偏移量减少的方式移动所述基板；
偏置动作工序，在所述偏置动作工序中，当在所述计测工序中计测到的所述位置偏移量为规定的阈值以下时，将所述基板移动到使所述基板不与所述掩模接触的第三高度，进而使所述基板支承部沿着所述第一基板支承部相对于所述第二基板支承部所在的方向进行水平移动；
按压变更工序，在所述偏置动作工序之后，在所述按压变更工序中，以使所述第二按压部的按压力小于所述第一按压部的按压力的方式变更所述第二按压部的按压力；以及
载置工序，在所述载置工序中，保持着使所述第二按压部的按压力小于所述第一按压部的按压力的状态使所述基板下降而将所述基板载置到所述掩模之上。
2.根据权利要求1所述的基板载置方法，其特征在于，
在所述按压变更工序中，在所述基板位于所述第三高度与所述第一高度之间时变更所述第二按压部的按压力。
3.根据权利要求1或2所述的基板载置方法，其特征在于，
在所述载置工序中，所述基板的所述一边相对于所述第一基板支承部固定，随着使所述基板下降，所述第二边相对于所述第二基板支承部在俯视观察下偏移。
4.根据权利要求3所述的基板载置方法，其特征在于，
在所述偏置动作工序中使所述基板水平移动的距离为在所述载置工序中所述第二边相对于所述第二基板支承部在俯视观察下偏移的距离的0.4倍以上且0.6倍以下。
5.根据权利要求1或2所述的基板载置方法，其特征在于，
在所述按压变更工序中，使所述第二按压部从所述基板离开而将所述第二按压部的按压力设为零。
6.一种成膜方法，其特征在于，
在通过权利要求1～5中任一项所述的基板载置方法将所述基板载置于所述掩模之后，对所述基板进行成膜。
7.一种成膜装置，其特征在于，具备：
第一基板支承部，其沿着基板的一边支承基板；
第二基板支承部，其沿着与所述一边对置的第二边支承所述基板；
第一按压部，其能够将所述基板朝向所述第一基板支承部按压；
第二按压部，其能够将所述基板朝向所述第二基板支承部按压；
掩模；
摄像装置；
成膜源；以及
控制部，
所述控制部执行如下处理：
计测处理，在所述计测处理中，一边使所述第一按压部和所述第二按压部对被第一基板支承部和第二基板支承部支承着的所述基板进行按压，一边将所述基板移动到使所述基板的至少一部分与所述掩模接触的第一高度，使所述摄像装置拍摄设于所述基板的对准标记和设于所述掩模的对准标记来获取所述基板与所述掩模的相对位置信息，计测所述基板与所述掩模的位置偏移量；
对准处理，在所述对准处理中，当在所述计测处理中计测到的所述位置偏移量超过规定的阈值时，将所述基板移动到使所述基板不与所述掩模接触的第二高度，基于在所述计测处理中获取到的相对位置信息，以使所述基板与所述掩模的位置偏移量减少的方式移动所述基板；
偏置动作处理，在所述偏置动作处理中，当在所述计测处理中计测到的所述位置偏移量为规定的阈值以下时，将所述基板移动到使所述基板不与所述掩模接触的第三高度，进而使所述基板支承部沿着所述第一基板支承部相对于所述第二基板支承部所在的方向进行水平移动；
按压变更处理，在所述偏置动作处理之后，在所述按压变更处理中，以使所述第二按压部的按压力小于所述第一按压部的按压力的方式变更所述第二按压部的按压力；
载置处理，在所述载置处理中，保持着使所述第二按压部的按压力小于所述第一按压部的按压力的状态使所述基板下降而将所述基板载置到所述掩模之上；以及
成膜处理，在所述载置处理之后，在所述成膜处理中，使成膜材料从所述成膜源朝向所述基板飞溅来进行成膜。
8.根据权利要求7所述的成膜装置，其特征在于，
在所述按压变更处理中，在所述基板位于所述第三高度与所述第一高度之间时变更所述第二按压部的按压力。
9.根据权利要求7或8所述的成膜装置，其特征在于，
在所述载置处理中，所述基板的所述一边相对于所述第一基板支承部固定，随着使所述基板下降，所述第二边相对于所述第二基板支承部在俯视观察下偏移。
10.根据权利要求9所述的成膜装置，其特征在于，
在所述偏置动作处理中使所述基板水平移动的距离为在所述载置处理中所述第二边相对于所述第二基板支承部在俯视观察下偏移的距离的0.4倍以上且0.6倍以下。
11.根据权利要求7或8所述的成膜装置，其特征在于，
在所述按压变更处理中，使所述第二按压部从所述基板离开而将所述第二按压部的按压力设为零。
12.一种有机EL面板的制造系统，其特征在于，
具备多个权利要求7～11中任一项所述的成膜装置，
至少一台所述成膜装置在所述成膜处理中将有机材料从所述成膜源向所述基板蒸镀。
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