CN111690895A

CN111690895A - 成膜装置以及成膜系统

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Publication number: CN111690895A
Application number: CN201911115831.2A
Authority: CN
Inventors: 本田淳雄
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2039-11-15
Also published as: JP2020147830A; CN111690895B; KR20200110135A; JP7299725B2

Abstract

本发明涉及成膜装置以及成膜系统。寻求在真空腔的内部为大气压的状态和被减压后的状态下施加于腿部的载荷平衡的变化小且对准机构的动作精度高的成膜装置。成膜装置具有：能够对内部进行减压的真空腔和将所述真空腔的底面支承于地面的多个腿部，其特征在于，所述真空腔具有在投影于所述地面时投影形状为N边形的形状，所述成膜装置具有N+1个以上的所述多个腿部，所述多个腿部向所述地面投影的投影位置处于包含在所述真空腔的投影形状内的环形区域内。

Description

成膜装置以及成膜系统

技术领域

本发明涉及使用腿部设置于地面的成膜装置。尤其是，涉及具备能够对内部进行减压的真空腔的成膜装置。

背景技术

近年来，自发光型且视角、对比度、响应速度优异的有机EL元件被广泛地应用于以壁挂式电视为代表的各种显示装置。

通常，有机EL元件通过将基板送入成膜腔内并在基板上形成规定图案的有机膜的方法来制造。更详细地说，经过向被减压后的成膜腔内送入基板的工序、使基板与掩模高精度地对位(对准)的工序、成膜有机材料的工序、将已成膜的基板从成膜腔送出的工序等来制造。

为了实施该制造工序，成膜装置具备能够对内部进行减压的真空腔和附带设置于该真空腔的对准机构等。

由于具备作为耐大气压容器的真空腔的成膜装置是重量大的装置，因此，不是将真空腔的底面直接载置于地面，而是经由多个腿部设置于地面。

在专利文献1中，虽然不是成膜装置的领域，但在重量大的MRI装置中，记载有对装置的底面进行支承的能够弹性变形的支承腿。在俯视时具有圆形形状的MRI装置中，公开了为了对静磁场产生源因装置的底面振动而振动进行抑制而改良的支承腿。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-222431号公报

近年来，随着成膜装置处理的基板尺寸的大型化，成膜装置的真空腔存在大型化的倾向。若真空腔大型化而使底板、顶板、侧板的面积变大，则在对腔室内进行减压时，这些板材被大气压推压而较大地变形。

在此，列举图5(a)所示的成膜装置为一例进行说明。图5(a)是示意性地表示腔室内被减压前、即腔室内成为大气压的状态的成膜装置的剖视图。图中的附图标记1000是成膜装置，101是真空腔的顶板，102是真空腔的侧板，103是真空腔的底板，顶板101、侧板102以及底板103相互接合而形成气密容器。104是腔室内空间，115是蒸镀源。在腔室内空间104，在隔着掩模113与基板111相向的位置配置有蒸镀源115。基板111由基板支承部112支承，掩模113由掩模支承部114支承。基板支承部112和掩模支承部114在确保气密性的状态下贯穿顶板101而延伸至真空腔的外侧，并与对准机构117连接。对准机构117对基板支承部112以及/或者掩模支承部114的姿势进行调整来进行基板111和掩模113的对位。

在底板103的下表面固定有用于支承成膜装置1000的腿部106A～腿部106F，在腔室内成为大气压的状态下，腿部106A～腿部106F全部与地面118接地。腿部106A～腿部106F通过连结部件120连结，整体构成基座。

在图5(b)中示出成膜装置1000的仰视图，在真空腔的矩形的底面附设有作为结构加强件的肋144、作为排气装置的泵145等。腿部106A～腿部106F避开设置有肋144、真空泵的场所而配置。为了进行成膜，若驱动真空泵来对真空腔内进行减压，则真空腔的壁由于与大气压的压力差而变形。

图6是示意性地表示对真空腔内进行减压的状态下的成膜装置的形状的剖视图。若底板103被大气压推压而开始变形，则施加于各腿部的重量平衡发生变化，若底板的变形进一步变大，则腿部106A～腿部106F中的一部分腿部从地面118离开。

于是，载荷集中于持续接地的一部分腿部，由此腔室壁的变形方式进一步变化，或者载荷变得不均等而导致真空腔整体的姿势变化。这样的变化会对对准机构117的动作造成影响，对准精度有时会降低。对准机构117的动作精度受到顶板101的变形、真空腔的姿势变化的影响，但顶板101的变形量不仅取决于顶板受到的大气压，还依赖于底板103、侧板102的变形量。这是因为顶板101、底板103、侧板102相互气密接合而构成一体结构的真空腔。

另外，由于施加于地面118的载荷的分布发生变化，因此，地面变形，成膜装置1000的姿势变化，对准精度也可能会降低。

为了抑制在对真空腔内进行减压时施加于各腿部的载荷变得不均匀，也可以考虑增大真空腔的壁的厚度来抑制变形。但是，在该情况下，由于真空腔的重量增加，因此，需要更多的腿部，或者需要进一步增大地面的强度，实际的壁的厚度存在极限。

在将成膜装置设置于例如有机EL元件的制造工厂时，一边使真空腔的内部成为大气压状态来调整真空腔的位置和姿势，一边使用多个腿部固定于地面。若在设置时即真空腔的内部为大气压状态时施加于腿部的载荷平衡与在装置工作时即真空腔的内部被减压了时施加于腿部的载荷平衡之差大，则装置工作时的对准机构的动作精度变得不充分。这是因为，在对内部进行减压之前调整后的对准机构117的姿势在减压后较大地变化，图6所示的设置的偏移角θ变大，成为问题。

专利文献1中公开的支承腿是在俯视时具有圆形形状的MRI装置中抑制静磁场产生源因装置的底面振动而振动的支承腿，并不解决装置形状不同的成膜装置中的对准精度的降低。

发明内容

因此，寻求在真空腔的内部为大气压的状态和被减压后的状态下施加于腿部的载荷平衡的变化小且对准机构的动作精度高的成膜装置。

用于解决课题的方案

本发明的成膜装置具有：能够对内部进行减压的真空腔和将所述真空腔的底面支承于地面的多个腿部，其特征在于，所述真空腔具有在投影于所述地面时投影形状为N边形的形状，所述成膜装置具有N+1个以上的所述多个腿部，所述多个腿部向所述地面投影的投影位置处于包含在所述真空腔的投影形状内的环形区域内。

发明效果

本发明提供一种成膜装置，在真空腔的内部为大气压的状态和被减压后的状态下，施加于腿部的载荷平衡的变化小，对准机构的动作精度高。

附图说明

图1(a)是表示实施方式1的成膜装置的内部为大气压时的装置形态的示意性的剖视图，(b)是表示实施方式1的成膜装置的底面的图。

图2(a)是表示实施方式1的成膜装置的内部被减压后的状态下的装置形态的示意性的剖视图，(b)是表示内部被减压后的状态下的底面的形状变化的示意图。

图3(a)是在实施方式1的成膜装置中表示减压前后的施加于各腿部的载荷的图表，(b)是在以往的成膜装置中表示减压前后的施加于各腿部的载荷的图表。

图4是表示实施方式2的成膜系统的结构的示意图。

图5(a)是表示以往的成膜装置的内部为大气压时的装置形态的示意性的剖视图，(b)是表示以往的成膜装置的底面的图。

图6是表示以往的成膜装置的内部被减压后的状态下的装置形态的示意性的剖视图。

附图标记说明

10 真空腔

11 基板

12 基板支承体

13 掩模

14 掩模支承体

15 蒸镀源

17 对准机构

32 对准照相机

33 视窗

43 箱体

100 成膜装置

300 成膜系统

C0 环形区域

具体实施方式

参照附图对作为本发明的实施方式的成膜装置、成膜系统进行说明。另外，在以下的说明所参照的多个附图中，对功能相同的结构要素，只要没有特别标记，则标注相同的附图标记进行图示。

[实施方式1]

(成膜装置的基本结构)

图1(a)是表示实施方式1的成膜装置100的整体结构的示意性的剖视图，图1(b)是成膜装置100的仰视图。图1(a)与沿着图1(b)中所示的H-H线剖开的截面对应。成膜装置100例如被用作有机EL显示装置的制造所使用的成膜装置。

成膜装置100具备作为气密容器的真空腔10，真空腔10的内部能够通过真空泵45(例如低温泵、涡轮分子泵)减压至例如10^-3Pa以下的压力区域。有时也将真空腔10的内部空间称为成膜室。从铅垂上方或下方观察内部未被减压的状态的真空腔10时的外形形状实质上为矩形(四边形)。在真空腔10的底面设置有四根作为结构加强件的肋44。其中的两根作为与真空腔10的矩形的长边平行的一对肋对44X而配置，另外两根作为与真空腔10的矩形的短边平行的一对肋对44Y而配置。肋对44X和肋对44Y在真空腔10的重心或结构中心附近交叉，在本实施方式的成膜装置100的情况下，箱体43的位置相当于结构中心。肋对44X和肋对44Y交叉，箱体43被交叉的四根肋44包围。

成膜装置100具备：用于对基板11进行支承的基板支承体12、用于对掩模13进行支承的掩模支承体14、以及用于使有机材料蒸发或升华的蒸镀源15。

掩模13是具有用于形成图案的开口的薄板形状的部件，尤其是面向大型基板，大多使用金属掩模，该金属掩模使用因瓦合金(invar)等那样刚性高且热膨胀率小的材料。掩模13被掩模支承体14从两侧(或4边)支承。

作为基板11，根据要制造的对象产品，适当选择玻璃基板或塑料基板等来使用。基板11被基板支承体12从两侧(或4边)支承。

基板支承体12以及掩模支承体14经由波纹管等真空密封部件16在确保气密性的状态下延伸至真空腔10外，并与对准机构17连结。

成膜装置100具备用于进行基板11与掩模13的对位的对准机构17。虽未图示详细情况，但对准机构17具备进行基板支承体12的微调的位置调整机构和掩模支承体的位置调整机构中的一方或双方。

另外，为了从真空腔10外对附带于基板11和掩模13的对准标记进行拍摄而设置有对准照相机32和视窗(viewport)33。视窗33是用于从外部拍摄真空腔10的内部的窗，由能够承受压力差的透明材料构成。对准照相机32配置于在进行对位时能够透过视窗33对附带于基板11以及掩模13的对准标记进行拍摄的位置。如图1(a)所示，基板11和掩模13的对位通过在基板11和掩模13离开的状态下调整基板11和掩模13各自所附带的对准标记的相对位置关系来进行。

成膜装置100具备蒸镀源15，在蒸镀源15的内部储存作为成膜材料的有机材料，有机材料被受到控制的加热器加热而以规定的速率蒸发或升华。在蒸镀源15的上表面，设置有用于将气化的有机材料朝向基板放出的开口部和根据需要能够进行开闭驱动以遮挡开口部的挡板。在蒸镀源15的下部，配置有用于导入用于驱动蒸镀源的电气配线、用于使冷却介质循环的配管等的箱体43。

当在基板11上成膜有机材料的情况下，基板11与蒸镀源15的相对位置既可以固定，也可以是相对移动的形态。另外，既可以相对于基板设置单一的蒸镀源，也可以排列多个蒸镀源。另外，虽未图示，但在成膜室内也可以配置用于对来自蒸镀源的蒸发速率进行管理或控制的速率管理传感器。

成膜装置100具备8根腿部41，各个腿部41在接地部42与地面118接地。如图1(b)所示，在俯视成膜装置100时，8根腿部41配置在作为成膜装置100的外形的矩形中包含的圆C的圆周上。圆C是单一的圆，其直径比作为成膜装置100的外形的矩形的短边短，圆周与矩形的任何边都不交叉。

为了说明该腿部的配置的优点，对将真空腔10的内部减压至成膜时的压力时产生的真空腔的变形进行说明。

图2(a)是示意性地表示将成膜装置100的真空腔10内减压至成膜时的压力的状态下的装置的形状的剖视图。图2(a)与图1(a)同样地是在沿着图1(b)的H-H线的位置剖开的截面。

另外，图2(b)是示意性表示图2(a)的状态下的真空腔10的底面的变形的图。在图2(b)中，为了表示变形的分布，将变形(位移)的程度大致相等的部分涂成相同种类的纹理而分开，成为一种等高带显示。

若将真空腔10内减压至成膜时的压力，则在底面，越是远离矩形的边的位置、即靠近重心或结构中心的位置，越大幅位移。即，如图2(b)所示，处于重心或结构中心的箱体43的附近最大地位移，随着朝向外周部而位移变小。

当在真空腔的内部从大气压状态变化为减压状态时利用线将真空腔的底面的位移量相等的部位连结时，形成以箱体43的位置为中心的闭环。该闭环在靠近成膜装置100的重心或结构中心的位置处为接近椭圆的形状，其长径与真空腔10的短边平行。但是，随着从重心或结构中心离开，闭环从椭圆接近正圆，在进一步离开时，成为接近以真空腔10的长边方向为长径的椭圆的形状。而且，在从重心进一步离开时，变形(位移)的程度相等的部分不形成闭环而成为独立的弧的形状。

在本实施方式中，在将变形(位移)的程度相等的部分连结而成的闭环接近正圆的区域、即将长径与短径之比为0.8以上且1.0以下的闭环集合而成的环形区域C0内，配置有8根腿部41。配置有腿部41的区域是肋对44X与肋对44Y交叉的区域的外侧，是变形(位移)的程度相等的部分成为独立的弧的区域的内侧。在将从铅垂上方或下方观察真空腔10时的外形形状设为N边形时，腿部可以在环形区域C0内设置N+1个以上。这是为了避免各腿部以及设置有各腿部的地面(接地部分)的载荷变得过大。

即，将真空腔10投影于地面118时的投影形状为N边形，成膜装置100具有N+1个以上的腿部41，腿部41向地面118投影的投影位置处于包含在真空腔10的投影形状内的环形区域C0内。

通过这样配置腿部41，从而如图2(a)所示，即便在对真空腔10内进行减压的情况下，各腿部也与地面118接地，与减压前相比，施加于各腿部的载荷的变化小。这是因为各腿部配置在底面的变形(位移)的程度大致相等的环形区域内。因此，在减压前进行动作调整而设置的对准机构17的姿势在减压后变化也极小，设置的偏移角θ微小。

对于图2(a)所示的本实施方式的成膜装置和图6所示的以往的成膜装置，研究了减压前后的施加于各腿部的载荷的变化。图3(a)是对施加于本实施方式的成膜装置的各腿部的载荷在减压前后进行比较的图表，图3(b)是对施加于以往的成膜装置的各腿部的载荷在减压前后进行比较的图表。如图1(b)、图5(b)所示，各个成膜装置的腿部配置在俯视时为上下对称的结构，因此，在图3(a)、图3(b)中，在图表中仅表示配置在上半部分的腿部，配置在下半部分的腿部的图表被省略。

由图3(a)的图表可知，施加于本实施方式的成膜装置的各腿部的载荷在真空腔内为大气压时与被减压了时的差小。而且，在被减压了时，全部的腿部也接地，每个腿部的载荷的偏差小。

相比之下，在以往的成膜装置中，由图3(b)的图表可知，施加于各腿的载荷在真空腔内为大气压时和被减压了时的差大。而且，在被减压了时，一部分腿部从地面抬起而使得地面载荷成为零，载荷集中于接地的一部分腿部。根据该结果可知，在以往的成膜装置中，真空腔的变形度大，成膜装置的载荷集中在地面的局部。

本实施方式的成膜装置与以往的成膜装置相比，相对于在减压前进行动作调整而设置的对准机构的姿势的减压时的姿势变化被抑制，可以较高地维持对准动作的精度。另外，与设置以往的成膜装置的情况相比，可以减轻由载荷的局部集中引起的地面的变形。

[实施方式2]

接着，对实施本发明的成膜系统进行说明。图4是实施本发明的成膜系统的示意性的结构图，例示出制造有机EL面板的成膜系统300。

成膜系统300具备多个成膜装置100，还具备输送室1101、输送室1102、输送室1103、基板供给室1105、掩模储备室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可以用于有机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，因此，有时成膜材料、掩模等按每个成膜装置而不同。

各成膜装置100在将真空腔的外形设为N边形时，具备在实施方式1中已说明的配置在环形区域的N+1个以上的腿部，真空腔的减压前后的载荷的变化被抑制，可以发挥高对准精度。各成膜装置100在将基板设置于掩模后，可以实施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既可以是一个成膜腔具备一个对准装置的装置，也可以是一个成膜腔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，可以在一个对准装置侧对基板进行蒸镀期间，在另一个对准装置侧进行已蒸镀的基板的送出和未蒸镀的基板的送入，对送入的基板进行对准动作。这样，当在真空腔内设置多个对准装置来提高成膜的生产率的情况下，能够以蒸镀源可以在对准装置间巡回的方式设置移动机构。

从外部向基板供给室1105供给基板。在输送室1101、输送室1102、输送室1103配置有作为输送机构的机械手1120。通过机械手1120进行各室之间的基板的输送。本实施方式的成膜系统300具备的多台成膜装置100中的至少一台具备有机材料的蒸镀源。成膜系统300所包含的多个成膜装置100既可以是相互成膜同一材料的装置，也可以是成膜不同的材料的装置。例如，在各成膜装置中，也可以蒸镀互不相同的发光色的有机材料。在成膜系统300中，在从基板供给室1105供给的基板上蒸镀有机材料，或者形成金属材料等无机材料的膜，从而制造有机EL面板。

在各成膜装置100中使用的结果是堆积了有机材料的掩模，由机械手1120输送到掩模储备室1106。可以回收被输送到掩模储备室1106的掩模并对掩模进行清洗。另外，也可以在掩模储备室1106中收纳已清洗的掩模，通过机械手1120将其设置于成膜装置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，通过在成膜后的基板上贴合密封用的玻璃材料来制造有机EL面板。制成的有机EL面板从取出室1110被取出。

本成膜系统所包含的成膜装置如在实施方式1中已说明的那样，即便在减压时存在腔室壁面的变形，相对于在减压前进行动作调整而设置的对准机构的姿势的减压时的姿势变化也被抑制。因此，可以较高地维持对准动作的精度。另外，可以减轻由载荷的局部集中引起的地面的变形。

根据能够以高对准精度进行成膜的本成膜系统，由于能够在大面积基板上高精度且稳定地成膜，因此，能够以高成品率制造高图像品质的有机EL面板。

[其他实施方式]

本发明并不限于已说明的实施方式，可以在本发明的技术思想内进行多种变形。

例如，在图1(a)所示的成膜装置中，将掩模13配置在基板11的铅垂方向下侧而使基板11的被成膜面朝下，但只要能够在基板11的被成膜面上形成成膜图案，基板和掩模的配置并不限于该例子。例如，也可以在将基板11和掩模13沿着铅垂方向纵向放置地配置的状态下成膜，或者也可以将蒸镀源配置在铅垂方向上侧而使基板11的被成膜面朝上。

另外，本发明可以在形成有机EL元件的有机膜的成膜装置中适当地实施，但也可以用于除此之外的用途的成膜装置。

Claims

1.一种成膜装置，具有：能够对内部进行减压的真空腔和将所述真空腔的底面支承于地面的多个腿部，其特征在于，

所述真空腔具有在投影于所述地面时投影形状为N边形的形状，

所述成膜装置具有N+1个以上的所述多个腿部，

所述多个腿部向所述地面投影的投影位置处于包含在所述真空腔的投影形状内的环形区域内。

2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

在所述环形区域内，在真空腔的内部从大气压状态变化为减压状态时，将所述真空腔的底面的位移量相等的部位连结的线形成闭环。

3.如权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，

所述环形区域是将长径与短径之比为0.8以上且1.0以下的所述闭环集合而成的区域。

4.如权利要求1～3中任一项所述的成膜装置，其特征在于，

所述成膜装置具备能够使有机材料蒸发的蒸镀源和进行掩模与基板的对位的对准机构。

5.如权利要求4所述的成膜装置，其特征在于，

所述蒸镀源是形成构成有机EL元件的有机膜的蒸镀源。

6.一种成膜系统，其特征在于，具备多个权利要求1～5中任一项所述的成膜装置。