CN116770224A - 成膜装置以及电子器件的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够提高成膜精度的成膜装置以及电子器件的制造装置。成膜装置是具有真空容器(21)的成膜装置(11)，其特征在于，真空容器(21)具备：多个真空容器部(第1真空容器部(211)和第2真空容器部(212))；以及设置在多个真空容器部之间(第1真空容器部(211)与第2真空容器部(212)之间)的可伸缩构件(213)。

Description

成膜装置以及电子器件的制造装置
本发明申请是申请日为2019年11月25日、申请号为201911161941.2、发明名称为“成膜装置以及电子器件的制造装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于隔着掩模在基板上对成膜材料进行成膜的成膜装置以及包括该成膜装置的电子器件的制造装置。
背景技术
有机EL显示装置(有机EL显示器)的应用领域不仅涉及智能手机、电视机、汽车用显示器，还广泛涉及VR-HMD(Virtual Reality Head Mount Display：虚拟实境头戴式显示器)等。在这些装置中，期望高精度地形成像素图案。特别是VR HMD中使用的显示器为了防止用户的眩晕而要求以更高的精度形成像素图案。
在有机EL显示装置(有机EL显示器)的制造中，在形成构成有机EL显示装置的有机发光元件(有机EL元件；OLED)时，通过将从成膜装置的成膜源放出的成膜材料隔着形成有像素图案的掩模在基板上成膜，由此形成有机物层、金属层。
在这样的成膜装置中，成膜工序在维持真空气氛或氮气等非活性气体气氛的真空容器内进行。例如，在上方成膜方式(Depo-up)的成膜装置中，成膜源设置于真空容器的下部，基板及相对于基板定位的掩模配置于真空容器的上部。并且，从成膜源放出的成膜材料经由形成于掩模的开口而被蒸镀到基板的下表面，由此进行成膜。
在具有这样的成膜材料的飞散路径的成膜装置中，对成膜精度造成影响的主要原因之一是飞散的成膜材料通过掩模的开口而向基板入射的角度。例如，若增大成膜材料从成膜源通过掩模的开口而向基板入射的角度，即，若与基板的成膜面接近大致垂直地入射，则能够提高成膜精度。另一方面，若成膜材料向基板的入射角小，则相应地成膜精度降低。
作为增大成膜材料向基板的成膜面入射的角度的一种方法，考虑延长成膜源与基板之间的距离。
但是，若延长成膜源与基板之间的距离，则在上方成膜方式的装置的情况下，成膜装置的真空容器的高度相应地变高。若提高真空容器的高度，则设置于真空容器的上部侧的基板、掩模、以及对它们进行支承的各种构件容易受到来自真空泵、地面的振动的影响。这成为使基板相对于掩模的对准精度降低的主要原因，另外，在成膜工序的进行中，基板与掩模之间的位置关系变得不稳定，结果可能成为使成膜精度降低的主要原因。
专利文献1：日本特开2012-033468号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种能够提高成膜精度的成膜装置以及包括该成膜装置的电子器件的制造装置。
用于解决课题的技术方案
本发明为了解决上述课题而采用了以下的技术方案。
即，本发明的成膜装置是具有真空容器的成膜装置，其特征在于，
所述真空容器具备多个真空容器部和设置于所述多个真空容器部之间的可伸缩构件。
另外，本发明的电子器件的制造装置的特征在于，
该电子器件的制造装置具备：
所述成膜装置；
用于收纳掩模的掩模储存装置；以及
用于搬送基板或掩模的搬送装置。
发明的效果
根据本发明，能够提高成膜精度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的电子器件的制造装置的一部分的概略结构图。
图2是本发明的实施方式的成膜装置的示意性的剖视图。
图3是本发明的实施方式的磁悬浮载置台机构的概略结构图。
图4是本发明的实施方式的磁悬浮载置台机构的示意性的剖视图。
图5是本发明的实施方式的磁悬浮线性马达的概略结构图。
图6是本发明的实施方式的磁悬浮线性马达的概略结构图。
图7是本发明的实施方式的自重抵消机构的示意性的剖视图。
图8是表示本发明的变形例1的真空容器的示意性的剖视图。
图9是表示本发明的变形例2的真空容器的示意性的剖视图。
图10是表示本发明的变形例3的真空容器的示意性的剖视图。
附图标记说明
11、成膜装置；21、真空容器；22、磁悬浮载置台机构；23、掩模支承单元；24、基板吸附部件；211、第1真空容器部；212、第2真空容器部；213、可伸缩构件。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式及实施例进行说明。但是，以下的实施方式及实施例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，只要没有特别限定性的记载，就不旨在将本发明的范围限定于这些。
本发明能够应用于在基板的表面堆积各种材料而进行成膜的装置，能够较佳地应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，能够选择半导体(例如硅)、玻璃、高分子材料的膜、金属等任意的材料。作为基板，例如也能够采用在硅晶圆或玻璃基板上层叠聚酰亚胺等膜而成的基板。另外，作为成膜材料，能够选择有机材料、金属性材料(金属、金属氧化物等)等任意的材料。
另外，本发明不限于基于加热蒸发的真空蒸镀装置，也能够应用于溅射装置、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)装置等各种成膜装置。具体而言，本发明的技术能够应用于半导体器件、磁器件、电子零件等各种电子器件、光学零件等的制造装置。作为电子器件的具体例，可举出发光元件、光电转换元件、触摸面板等。本发明特别适用于OLED等有机发光元件、有机薄膜太阳能电池等有机光电转换元件的制造装置。此外，本发明中的电子器件还包括具备发光元件的显示装置(例如有机EL显示装置)、照明装置(例如有机EL照明装置)、具备光电转换元件的传感器(例如有机CMOS图像传感器)。
[电子器件的制造装置]
参照图1，对本实施方式的电子器件的制造装置的整体结构等进行说明。图1是表示本发明的实施方式的电子器件的制造装置的一部分的概略结构图，表示俯视观察电子器件的制造装置的一部分时的概略结构。
该制造装置例如用于进行VR HMD用的有机EL显示装置中的显示面板的制造。在VRHMD用的显示面板的情况下，例如，在进行了用于对规定的尺寸的硅晶圆进行有机EL元件的形成的成膜之后，沿着元件形成区域之间的区域(划线区域)切出硅晶圆，制作成多个小尺寸的面板。
本实施方式的电子器件的制造装置一般具备多个集群装置1和将集群装置1之间连接的中继装置。集群装置1具备进行针对基板W的处理(例如成膜)的成膜装置11、收纳使用前后的掩模M的掩模储存装置12、以及配置于该集群装置1的中央的搬送室13(搬送装置)。如图1所示，搬送室13分别与成膜装置11和掩模储存装置12连接。
在搬送室13内配置有搬送基板W以及掩模M的搬送机器人14。搬送机器人14例如是具有在多关节臂上安装有保持基板W或掩模M的机器人手的构造的机器人。
在成膜装置11中，从成膜源放出的成膜材料隔着掩模M在基板W上成膜。基于搬送机器人14的基板W、掩模M的交接动作、基板W与掩模M的相对的位置的调整(对准)动作、基板W向掩模上的固定以及成膜等一连串的成膜工艺由成膜装置11进行。
在有机EL显示装置的制造装置中，成膜装置11能够根据所成膜的材料的种类而分为有机膜用的成膜装置和金属膜用的成膜装置。有机膜用的成膜装置通过蒸镀或溅射在基板W上成膜有机物的成膜材料，金属膜的成膜装置通过蒸镀或溅射在基板W上成膜金属性的成膜材料。
在有机EL显示装置的制造装置中，将哪个成膜装置配置于哪个位置根据所制造的有机EL元件的层叠构造而不同，根据有机EL元件的层叠构造，配置用于对其进行成膜的多个成膜装置。
在有机EL元件的情况下，通常具有在形成有阳极的基板W上依次层叠空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层、阴极的结构，沿着基板的流动方向适当地配置成膜装置，以能够依次成膜这些层。
例如，在图1中被配置成，成膜装置11a对空穴注入层HIL和/或空穴输送层HTL进行成膜，成膜装置11b、11f对蓝色的发光层进行成膜，成膜装置11c对红色的发光层进行成膜，成膜装置11d、11e对绿色的发光层进行成膜，成膜装置11g对电子输送层ETL和/或电子注入层EIL进行成膜，成膜装置11h对阴极金属膜进行成膜。在原材料的特性上，蓝色的发光层和绿色的发光层的成膜速度比红色的发光层的成膜速度慢，因此，为了取得处理速度的平衡，用2个成膜装置分别对蓝色的发光层和绿色的发光层进行成膜。但是，本发明并不限定于此，也能够采用其他的配置构造。
在掩模储存装置12中，将成膜装置11在成膜工序中所使用的新的掩模和使用完的掩模分开收纳于两个盒。搬送机器人14将使用完的掩模从成膜装置11搬送到掩模储存装置12的盒，将收纳于掩模储存装置12的其他的盒的新的掩模搬送到成膜装置11。
连结多个集群装置1之间的中继装置还具备用于从某个集群装置1向其他的集群装置1搬送基板W的路径室15。
配置于搬送室13的搬送机器人14从上游侧的路径室15接受基板W，搬送到该集群装置1内的成膜装置11之一(例如成膜装置11a)。另外，搬送机器人14从多个成膜装置11之一(例如，成膜装置11e)接受在该集群装置1中完成了成膜处理的基板W，搬送到与下游侧连结的路径室15。
除了路径室15之外，中继装置还能够具备用于吸收上游侧的集群装置1与下游侧的集群装置1的基板W的处理速度之差的缓冲室(未图示)、以及用于改变基板W的方向的回旋室(未图示)。例如，在缓冲室具备暂时收纳多个基板W的基板装载部。另外，在回旋室具备用于使基板W回旋180度的基板回旋机构(例如旋转载置台或搬送机器人)。由此，能够使基板W的朝向在上游侧的集群装置和下游侧的集群装置中相同，能够使基板处理变得容易。
另外，也能够采用路径室15具备用于暂时收纳多个基板W的基板装载部(未图示)、基板回旋机构的结构。即，也能够使路径室15兼具缓冲室和回旋室的功能。
构成集群装置1的成膜装置11、掩模储存装置12、搬送室13等在有机发光元件的制造过程中被维持为高真空状态。中继装置的路径室15通常被维持在低真空状态，但也可以根据需要被维持在高真空状态。
完成了构成有机EL元件的多个层的成膜的基板W被搬送到用于密封有机EL元件的密封装置(未图示)、用于将基板切断成规定的面板尺寸的切断装置(未图示)等。
在本实施例中，对如图1所示的电子器件的制造装置进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以具有其他的种类的装置、腔室，也能够采用这些装置、腔室间的配置不同的结构。
例如，本发明的电子器件制造装置不仅能够应用于图1所示那样的集群型，还能够应用于串联型。在串联型的电子器件制造装置的情况下，将基板W和掩模M搭载于载体，基板W和掩模M一边与载体一起在排成一列的多个成膜装置内通过，一边被进行成膜。另外，本发明的电子器件的制造装置也能够采用组合了集群型和串联型而成的构造。例如，也可以在有机层的成膜之前，由集群型的制造装置进行，从电极层(阴极层)的成膜工序起，由串联型的制造装置进行密封工序以及切断工序等。
[成膜装置]
参照图2，对本实施方式的成膜装置11进行更详细地说明。图2是本发明的实施方式的成膜装置的示意性的剖视图。在以下的说明中，使用以铅垂方向为Z方向、以水平面(成膜时的基板表面)为XY平面的XYZ直角坐标系。另外，用θX表示绕X轴的旋转角，用θY表示绕Y轴的旋转角，用θZ表示绕Z轴的旋转角。
图2表示通过加热使成膜材料蒸发或升华，并隔着掩模M在基板W上成膜的成膜装置11的一例。成膜装置11具备被维持在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内，用于至少在X方向、Y方向和θZ方向上调整基板W的位置的磁悬浮载置台机构22、设置在真空容器21内，支承掩模M的掩模支承单元23、设置在真空容器21内，吸附并保持基板W的基板吸附部件24、和收纳成膜材料，在成膜时将其粒子化并放出的成膜源25。另外，优选成膜装置11还具备用于通过磁力使掩模M紧贴于基板W侧的磁力施加部件26。
本实施方式的成膜装置11中的真空容器21具备多个真空容器部211、212(以下，为了方便，根据需要，有时也分别称为第1真空容器部211、第2真空容器部212)和设置在这些第1真空容器部211与第2真空容器部212之间的可伸缩构件213。在图2所示的例子中，真空容器21为具备两个真空容器部211、212的构造，但本发明并不限定于这样的构造。本发明中的真空容器也能够采用具备3个以上的真空容器部的结构。对于具备多个真空容器部的真空容器21的各种变形例，也在后面进行例示。
图2所示的真空容器21具备形成配置磁悬浮载置台机构22的第1内部空间的第1真空容器部211、和形成配置成膜源25的第2内部空间的第2真空容器部212。在第1真空容器部211，除了配置磁悬浮载置台机构22以外，还能够配置掩模支承单元23和基板吸附部件24。由第1真空容器部211形成的第1内部空间与由第2真空容器部212形成的第2内部空间连通，真空容器21的整个内部空间例如通过与第2真空容器部212连接的真空泵(未图示)维持为高真空状态。
另外，至少在第1真空容器部211与第2真空容器部212之间设置有可伸缩构件213。可伸缩构件213发挥减少来自与第2真空容器部212连结的真空泵的振动、来自设置有成膜装置11的地面或地板的振动通过第2真空容器部212传递到第1真空容器部211的情况的功能。作为可伸缩构件213，例如能够采用波纹管。但是，本发明并不限定于此，只要能够减少在第1真空容器部211与第2真空容器部212之间振动的传递，也可以采用其他的部件。
真空容器21还具备连结磁悬浮载置台机构22的基准板部。如图2所示，基准板部例如具备在被固定的状态下连结磁悬浮载置台机构22的基准板214和用于将基准板214支承为规定的高度的基准板支承部215。
如图2所示，优选在基准板214与第1真空容器部211之间进一步设置可伸缩构件213。由此，能够进一步减少外部振动经由基准板214传递到磁悬浮载置台机构22的情况。
并且，优选在基准板部的基准板支承部215与成膜装置11的设置台217之间设置减振单元216。减振单元216承担用于遮断或减少振动从设置有成膜装置11的地面或地板等通过成膜装置11的设置台217向基准板支承部215传递的作用。
关于本实施方式的减振单元216的结构，没有特别限定。例如，减振单元216既能够采用利用空气压或液压来吸收来自外部的振动的机构，也能够采用利用弹簧等那样的弹性部件来吸收振动的机构。
磁悬浮载置台机构22是用于调整基板W或基板吸附部件24的位置的对准载置台机构的一个例子。本实施方式的磁悬浮载置台机构22是用于通过磁悬浮线性马达来调整基板W或基板吸附部件24的位置的载置台机构，具备调整至少X方向、Y方向、θZ方向、优选X方向、Y方向、Z方向、θX方向、θY方向、θZ方向这6个方向上的基板W或基板吸附部件24的位置的功能。
磁悬浮载置台机构22具备作为固定台发挥功能的载置台基准板部221、作为可动台发挥功能的微动载置台板部222、以及用于使微动载置台板部222一边通过磁力悬浮一边相对于载置台基准板部221移动的磁悬浮单元223。
在图2所示的实施方式中，磁悬浮载置台机构22固定连接于作为真空容器21的一部分的基准板214，但本发明并不限定于此，磁悬浮载置台机构22也可以设置成固定于与真空容器21不同的构造物。例如，固定连接磁悬浮载置台机构22的基准板部是与真空容器21的顶部不同的构造物，能够与真空容器21分开地设置在真空容器21的内部或外部。
掩模支承单元23具备接受由设置于搬送室13的搬送机器人14搬送的掩模M并保持掩模的功能，也被称为掩模保持架。
掩模支承单元23至少能够沿铅垂方向升降地设置。由此，能够容易地调节基板W与掩模M之间的铅垂方向上的间隔。如本实施方式那样，在通过磁悬浮载置台机构22调整基板W的位置的情况下，优选构成为，对掩模M进行支承的掩模支承单元23能够通过马达(未图示)以及滚珠丝杠或者引导件(未图示)而机械地升降移动。
另外，关于掩模支承单元23，也能够采用能够沿水平方向(即XYθZ方向)移动的结构。在该情况下，即使在掩模M从对准用照相机的视场脱离的情况下，也能够迅速地使其移动到视场内。
掩模支承单元23还具备掩模拾取器231，该掩模拾取器231用于暂时接受由搬送机器人14搬入到真空容器21内的掩模M。掩模拾取器231构成为能够相对于掩模支承单元23的掩模支承面相对地升降。例如，如图2所示，通过掩模拾取器升降机构232，掩模拾取器231能够相对于掩模支承单元23的掩模支承面相对地升降。但是，本发明并不限定于此，只要掩模拾取器231与掩模支承单元23的掩模支承面能够相对地升降，也可以具有其他的结构。例如，掩模拾取器231也可以构成为固定于基准板214或磁悬浮载置台机构22的载置台基准板部221，取而代之，掩模支承单元23能够升降。或者，也能够采用掩模拾取器231以及掩模支承单元23这双方能够升降的结构。
从搬送机器人14的手接受到掩模M的掩模拾取器231相对于掩模支承单元23的掩模支承面相对地下降，使掩模M下降到掩模支承单元23的掩模支承面。相反，在搬出使用完的掩模M的情况下，将掩模M从掩模支承单元23的掩模支承面抬起，搬送机器人14的手接受掩模M。
掩模M具有与在基板W上形成的薄膜图案对应的开口图案，被掩模支承单元23支承。例如，作为用于制造VR-HMD用的有机EL显示面板的掩模M，利用作为形成有与有机EL元件的发光层的RGB像素图案对应的微细的开口图案的金属制掩模的精细金属掩模(FineMetal Mask)、和用于形成有机EL元件的通用层(空穴注入层、空穴输送层、电子输送层、电子注入层等)的开放掩模(open mask)。掩模M的开口图案由不使成膜材料的粒子通过的遮断图案来定义。
基板吸附部件24是用于保持基板W的基板保持部件的一个例子，具备吸附并保持作为被成膜体且被吸附体的基板W的功能。该基板吸附部件24固定于磁悬浮载置台机构22中的作为可动台的微动载置台板部222。
作为基板吸附部件24，例如能够采用具有在电介质或绝缘体(例如，陶瓷材质)的矩阵内埋设有金属电极等电路的结构的静电吸盘。
作为基板吸附部件24的静电吸盘能够采用在电极与吸附面之间夹设电阻相对高的电介质，利用电极与被吸附体之间的库仑力而进行吸附的库仑力类型的静电吸盘。另外，作为静电吸盘，也能够采用在电极与吸附面之间夹设电阻相对低的电介质，利用在电介质的吸附面与被吸附体之间产生的约翰逊·拉别克力进行吸附的约翰逊·拉别克力类型的静电吸盘。而且，作为静电吸盘，还能够采用通过不均匀电场来吸附被吸附体的梯度力类型的静电吸盘。
在被吸附体是导体或半导体(硅晶圆)的情况下，优选使用库仑力类型的静电吸盘或约翰逊·拉别克力类型的静电吸盘，在被吸附体是玻璃那样的绝缘体的情况下，优选使用梯度力类型的静电吸盘。
静电吸盘既可以由一个板形成，也可以形成为具有多个辅助板。另外，在由一个板形成的情况下，也优选构成为在其内部包含多个电路，且在一个板内，能够进行控制以根据位置不同而使静电引力不同。
此外，虽然在图2中未示出，但成膜装置11也可以进一步包括在基板吸附部件24吸附并保持由搬送机器人14搬入到真空容器21内的基板W之前，暂时保持基板W的基板支承单元。例如，基板支承单元能够与掩模支承单元23一体地设置。即，在掩模支承单元23中，通过在与支承掩模M的掩模支承面不同的位置设置支承基板W的基板支承面，能够构成基板支承单元。
另外，虽然在图2中未示出，但也可以在基板吸附部件24的吸附面的相反侧设置抑制基板W的温度上升的冷却部件(例如冷却板)。由此，能够抑制堆积在基板W上的有机材料的变质、劣化。
成膜源25具备收纳成膜于基板W的成膜材料的坩埚(未图示)、用于加热坩埚的加热器(未图示)、以及阻止成膜材料向基板飞散直到来自成膜源25的蒸发速率成为恒定为止的挡板(未图示)等。成膜源25根据用途能够采用点(point)成膜源、线状(linear)成膜源等多种结构。另外，成膜源25也能够采用具备收纳相互不同的成膜材料的多个坩埚的结构。在这样的结构中，为了不使真空容器21向大气开放就能够变更成膜材料，优选以能够移动到成膜位置的方式设置收纳不同的成膜材料的多个坩埚。
磁力施加部件26具备在成膜工序时利用磁力将掩模M向基板W侧吸引并使其紧贴的功能，构成为能够在铅垂方向上升降。例如，磁力施加部件26由电磁铁和/或永久磁铁构成。
另外，虽然图2中未示出，但优选成膜装置11具备用于测量蒸镀于基板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)，即，在基准板214上设置有用于使掩模拾取器231升降的掩模拾取升降机构232、以及用于使磁力施加部件26升降的磁力施加部件升降机构261等。也可以将用于使掩模支承单元23升降的掩模支承单元升降机构(未图示)设置在基准板214上，但本发明并不限定于此，例如，也可以将掩模支承单元升降机构(未图示)设置在第1真空容器部211的下部的大气侧。
本实施方式的成膜装置11还具备对准用照相机单元27，该对准用照相机单元27设置于真空容器21的上部外侧(大气侧)，用于对形成于基板W及掩模M的对准标记进行拍摄。
对准用照相机单元27优选具备用于大致调整基板W与掩模M的相对的位置的粗略对准用照相机、和用于高精度地调整基板W与掩模M的相对的位置的精细对准用照相机。粗略对准用照相机的视场角相对较宽，分辨率低，精细对准用照相机是视场角相对较窄但具有高分辨率的照相机。
粗略对准用照相机和精细对准用照相机设置在与形成于基板W及掩模M的对准标记对应的位置。例如，在精细对准用照相机中，4个照相机分别设置于矩形的4个角部，在粗略对准用照相机中，2个照相机设置于矩形的相向的两个边的中央。但是，本发明并不限定于此，这些照相机的个数、配置位置只要根据基板W及掩模M的对准标记的位置适当设定即可。
如图2所示，本实施方式的成膜装置11的对准用照相机单元27以从真空容器21的上部大气侧穿透基准板214而进入真空容器21的内侧的方式设置。因此，对准用照相机单元27具备包围配置于大气侧的对准用照相机而进行密封的真空对应筒(未图示)。
这样，在本实施方式中，校准用照相机采用以经由真空对应筒进入真空容器21的内侧的方式设置的结构。由此，即使通过设置磁悬浮载置台机构22，基板W和掩模M配置于远离基准板214的位置，也能够使焦点与形成于基板W和掩模M的对准标记对合。此外，真空对应筒的下端的位置基于对准用照相机的焦点深度、和基板W以及掩模M与基准板214之间的距离来确定。
另外，虽然在图2中未示出，但由于在成膜工序中被密闭的真空容器21的内部较暗，因此为了利用进入到真空容器21的内侧的对准用照相机对对准标记进行拍摄，也可以设置从下方照射对准标记的照明光源。
成膜装置11具备控制部(未图示)。控制部具备基板W以及掩模M的搬送控制、基板W以及掩模M的对准控制、成膜源25的控制、成膜的控制等的作用以及功能。另外，控制部也能够具有控制对静电吸盘的电压施加的功能。
控制部例如能够由具有处理器、存储器、储存装置、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装置中的程序来实现控制部的功能。作为计算机，既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(programmablelogic controller：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，既可以针对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。
[磁悬浮载置台机构]
特别是，参照图3～图7，更详细地说明磁悬浮载置台机构22。如上所述，磁悬浮载置台机构22包括载置台基准板部221、微动载置台板部222和磁悬浮单元223。
载置台基准板部221是作为微动载置台板部222的移动的基准的构件，被设置成其位置被固定。例如，如图2所示，载置台基准板部221被设置成，与XY平面平行地固定于真空容器21的基准板214。但是，本发明并不限定于此，只要载置台基准板部221的位置能够固定，载置台基准板部221也可以不直接固定于基准板214，而固定于其他的部件(例如其他的基准框架)。
载置台基准板部221是作为微动载置台板部222的移动的基准的构件，因此，优选被设置成，利用可伸缩构件213及减振单元216等，免受来自真空泵或地面的振动那样的外部干扰的影响。
微动载置台板部222设置为能够相对于载置台基准板部221移动，在微动载置台板部222的主面(例如下表面)设置有静电吸盘这样的基板吸附部件24。因此，通过微动载置台板部222的移动，能够调整基板吸附部件24及吸附于该基板吸附部件24的基板W的位置。
磁悬浮单元223包括：用于产生使作为可动台的微动载置台板部222相对于作为固定台的载置台基准板部221移动的驱动力的磁悬浮线性马达31；用于测量微动载置台板部222的位置的位置测量部件；用于通过赋予使微动载置台板部222悬浮的悬浮力而抵消(抵偿)施加于微动载置台板部222的重力的自重抵消部件33；以及决定微动载置台板部222的原点位置的原点定位部件34。
磁悬浮线性马达31是产生用于使微动载置台板部222移动的驱动力的驱动源。在本实施方式中，设置有以下的三种磁悬浮线性马达。第1种是产生用于使微动载置台板部222沿X方向移动的驱动力的两个X方向磁悬浮线性马达311。第2种是产生用于使微动载置台板部222沿Y方向移动的驱动力的两个Y方向磁悬浮线性马达312。第3种是产生用于使微动载置台板部222沿Z方向移动的驱动力的三个Z方向磁悬浮线性马达313。
使用这些多个磁悬浮线性马达31，能够使微动载置台板部222在六个方向(X方向、Y方向、Z方向、θX方向、θY方向、θZ方向)上移动。
例如，关于向X方向、Y方向、Z方向的平移移动，只要将X方向磁悬浮线性马达311、Y方向磁悬浮线性马达312、以及Z方向磁悬浮线性马达313分别向相同方向驱动即可。
关于向θZ方向的旋转移动，只要调整两个X方向磁悬浮线性马达311和两个Y方向磁悬浮线性马达312的驱动方向即可。例如，若使X方向磁悬浮线性马达311a向+X方向驱动，使X方向磁悬浮线性马达311b向-X方向驱动，使Y方向磁悬浮线性马达312a向+Y方向驱动，使Y方向磁悬浮线性马达312b向-Y方向驱动，则能够使微动载置台板部222以Z轴为中心绕逆时针旋转移动。关于向θX方向以及θY方向的旋转移动，也同样地只要调整三个Z方向磁悬浮线性马达313各自的驱动方向即可。
图3所示的磁悬浮线性马达31的数量、配置是例示性的，本发明并不限定于此，只要能够使微动载置台板部222向所希望的方向移动，其个数、配置就能够采用其他的结构。
另外，通过采用磁悬浮载置台机构22来代替使用机械的马达和滚珠丝杠或线性引导件的对准载置台，能够进一步提高基板W的位置调整的精度。
另外，与机械的载置台机构不同，磁悬浮载置台机构22能够减少因颗粒而引起的污染、因润滑剂的蒸发而引起的污染的可能性，能够将磁悬浮载置台机构22设置在真空容器21内。由此，基板W的保持部件(基板吸附部件24)与载置台机构之间的距离变小，因此，能够降低载置台机构的驱动时的摆动、外部干扰对基板吸附部件24造成的影响。
图5是表示Z方向磁悬浮线性马达313的构造的示意性的剖视图，图6是表示X方向磁悬浮线性马达311或Y方向磁悬浮线性马达312的构造的示意性的剖视图。
磁悬浮线性马达31具备设置于载置台基准板部221的固定件314和设置于微动载置台板部222的可动件315。另外，只要在载置台基准板部221以及微动载置台板部222中的一方设置固定件314，在另一方设置可动件315即可。因此，也能够采用在载置台基准板部221设置有可动件315、在微动载置台板部222设置有固定件314的结构。
如图所示，磁悬浮线性马达31的固定件314具备磁场产生部件、例如供电流流动的线圈3141，可动件315具备磁性体、例如永久磁铁3151。
磁悬浮线性马达31利用通过在固定件314的线圈3141中流动电流而产生的磁场，对可动件315的永久磁铁3151施加驱动力。磁悬浮线性马达31通过调整在固定件314中流动的电流的方向，能够调整施加于作为可动件315的永久磁铁3151的力的方向。
例如，如图5(b)所示，若使在固定件314的线圈3141中流动的电流的方向为在纸面上逆时针旋转，则在图5(a)中，N极被向线圈3141的左侧(-X侧)引导，S极被向右侧(+X侧)引导。由此，可动件315在下方(-Z)方向上受力，向下方移动。相反，若使在线圈3141中流动的电流的方向为顺时针旋转，则可动件315在上方(+Z)方向上移动。
同样地，图6所示的X方向磁悬浮线性马达311或Y方向磁悬浮线性马达312也能够通过控制在固定件314的线圈3141中流动的电流的方向，使可动件315分别沿X方向、Y方向移动。
本实施方式的磁悬浮单元223的位置测量部件是用于测量微动载置台板部222的位置的部件，具备激光干涉仪32、和以与之相向的方式设置于微动载置台板部222的反射部324。作为反射部324，例如能够采用平面镜。
激光干涉仪32将测量光束向设置于微动载置台板部222的反射部324照射，通过检测其反射光束，测量反射部324的位置(微动载置台板部222的位置)。更具体而言，激光干涉仪32能够基于测量光束的反射光与参照光束的反射光的干涉光来测量微动载置台板部222的位置。
本实施方式的磁悬浮单元223的位置测量部件具备用于测量微动载置台板部222的X方向上的位置的X方向位置测量部、用于测量Y方向上的位置的Y方向位置测量部、以及用于测量Z方向上的位置的Z方向位置测量部。
如图3所示，作为本实施方式的位置测量部件的激光干涉仪32使用用于检测微动载置台板部222的X轴方向的位置的两个X方向激光干涉仪321、用于检测微动载置台板部222的Y轴方向的位置的一个Y方向激光干涉仪322、以及用于检测微动载置台板部222的Z轴方向的位置的三个Z方向激光干涉仪323。
在微动载置台板部222，以与激光干涉仪32相向的方式设置有使来自这些激光干涉仪32的测量光束反射的反射部324。例如，反射部324使用以与X方向激光干涉仪321相向的方式设置的X方向反射部3241、以与Y方向激光干涉仪322相向的方式设置的Y方向反射部3242、和以与Z方向激光干涉仪323相向的方式设置的Z方向反射部3243。
X方向位置测量部具备X方向激光干涉仪321和X方向反射部3241，Y方向位置测量部具备Y方向激光干涉仪322和Y方向反射部3242，Z方向位置测量部具备Z方向激光干涉仪323和Z方向反射部3243。
根据这样的位置测量部件的结构，能够以6个自由度(degree of freedom)精密地测量微动载置台板部222的位置。即，通过X方向激光干涉仪321、Y方向激光干涉仪322以及Z方向激光干涉仪323，能够测量微动载置台板部222的X方向位置、Y方向位置以及Z方向位置。另外，通过设置多个X方向激光干涉仪321，也能够测量以Z轴为中心的旋转(θZ)方向的位置。另外，通过设置多个Z方向激光干涉仪323，也能够测量以X轴和/或Y轴为中心的旋转方向(θX或θY)的位置(即，微动载置台板部222的倾斜角度)。
本实施方式的成膜装置11的控制部基于由激光干涉仪32测量出的微动载置台板部222(或者设置于其的基板吸附部件24)的位置信息，控制磁悬浮线性马达31。例如，成膜装置11的控制部使微动载置台板部222或基板吸附部件24移动到通过由激光干涉仪32测量出的微动载置台板部222或基板吸附部件24的位置和由对准用照相机单元27测量出的基板W与掩模M之间的相对的位置偏移量而决定的定位目标位置。由此，能够以纳米单位高精度地控制微动载置台板部222或基板吸附部件24的位置。
自重抵消部件33是用于抵消(抵偿)微动载置台板部222的重量的部件。例如，如图4(c)和图7所示，自重抵消部件33利用设置于载置台基准板部221侧的第1磁铁部331与设置于微动载置台板部222侧的第2磁铁部332之间的排斥力或吸引力，在与重力相反的方向上产生与施加于微动载置台板部222的重力相当的大小的悬浮力。
第1磁铁部331和第2磁铁部332能够由电磁铁或永久磁铁构成。在图4(c)及图7所示的第1磁铁部331和第2磁铁部332中，以右下斜线表示阴影的部分和以右上斜线表示阴影的部分分别表示不同的磁极(S极或N极)。
例如，如图4(c)所示，通过将设置于载置台基准板部221侧的第1磁铁部331和设置于微动载置台板部222侧的第2磁铁部332配置成相反极性的磁极相向，设置于载置台基准板部221侧的第1磁铁部331向上方吸引设置于微动载置台板部222侧的第2磁铁部332，能够抵消施加于微动载置台板部222的重力。
或者，也能够通过设置于载置台基准板部221侧的第1磁铁部331与设置于微动载置台板部222侧的第2磁铁部332之间的排斥力来抵消微动载置台板部222的重力。
例如，如图7所示，也可以如下设置，即，将第1磁铁部331和第2磁铁部332配置成相同极性的磁极相向，并且使在Z方向上延伸的间隔件333夹设在微动载置台板部222与第2磁铁部332之间，使第2磁铁部332的下端(端部)比第1磁铁部331的下端(端部)高。即，以设置于微动载置台板部222侧的第2磁铁部332的下端比设置于载置台基准板部221侧的第1磁铁部331的下端高的方式(即，距离微动载置台板部222更远的方式)形成间隔件333的Z方向的长度。
通过图7所示的结构，设置在微动载置台板部222侧的第2磁铁部332通过设置在载置台基准板部221侧的第1磁铁部331向上方受到排斥力，能够抵消施加于微动载置台板部222的重力。
为了能够更稳定地支承微动载置台板部222，如图3所示，自重抵消部件33优选在XY平面内设置于至少三个位置。例如，优选以围绕微动载置台板部222的重心对称的方式设置。
这样，通过采用自重抵消部件33，能够降低磁悬浮线性马达31的负载，抑制磁悬浮线性马达31的发热量。由此，能够抑制成膜于基板W的有机材料发生热变性。
本实施方式的磁悬浮单元223的原点定位部件34是决定微动载置台板部222的原点位置的部件，能够由包括三角锥状的凹部341和半球状的凸部342在内的运动耦合器(kinematic coupling)构成。
例如，如图4(b)所示，在载置台基准板部221侧设置三角锥状的凹部341，在微动载置台板部222侧设置半球状的凸部342。并且，当半球状的凸部342插入三角锥状的凹部341时，凸部342以3个支点与凹部341的内表面接触，微动载置台板部222的位置被确定。
如图3所示，通过在包括X方向和Y方向在内的平面上在绕微动载置台板部222的中心的周围等间隔(例如120°间隔)地设置三个这样的运动耦合器式的原点定位部件34，能够确定微动载置台板部222的中心位置。即，利用激光干涉仪32测量使微动载置台板部222接近载置台基准板部221而三个原点定位部件的凸部342落座于凹部341内时的微动载置台板部222的位置，并将其作为原点位置。
这样，根据本实施方式的成膜装置11，通过不使用机械的驱动机构而使用磁悬浮驱动机构(磁悬浮线性马达)，能够将载置台及其驱动机构配置在成膜装置11的真空容器21内。由此，能够有效地降低由外部干扰引起的振动的影响。另外，能够减少由机械的驱动引起的振动，其结果是，能够提高基板的位置调整的精度。并且，通过采用包括激光干涉仪32的位置测量部件、自重抵消部件33以及由运动耦合器构成的原点定位部件34，能够进一步提高基板的位置调整的精度。
但是，在本发明中，对于进行基板W以及基板吸附部件24的位置调整的机构，不限于磁悬浮载置台机构22，能够采用各种公知技术。
[真空容器的构造]
参照图8～图10，对采用与图2所示的真空容器21不同的结构的真空容器的具体例进行说明。为了在硅晶圆那样的基板W上高精度地成膜微细图案，优选增大成膜材料从成膜源25经由掩模M向基板W入射时的入射角度(即，接近大致垂直地向基板W的成膜面入射)。因此，优选延长从成膜源25到基板W的距离。在延长该距离的情况下，用于调整基板W的位置的对准载置台机构设置在相对较高的位置，因此容易受到来自真空泵或地面的振动这样的外部干扰的影响。由此，对准载置台机构对基板W的位置调整的精度降低，基板W相对于掩模M的对准精度也降低，结果可能成为使成膜精度降低的主要原因。
因此，在本实施方式的成膜装置11中，作为真空容器21的构造，采用了以下说明的结构。即，在本实施方式的成膜装置11中，采用将真空容器21分为多个容器部(例如，第1真空容器部211和第2真空容器部212)，在多个容器部间设置可伸缩构件213的结构。由此，能够减少外部振动向设置有磁悬浮载置台机构22的第1真空容器部211传递。此外，在图8～图10中示出了真空容器21由两个真空容器部211、212构成的变形例，但本发明并不限定于此，也能够采用真空容器21具备三个以上的真空容器部的结构。
另外，如上所述，在成膜装置11中，为了遮断或减少来自外部的振动向基准板部传递，优选在基准板部与成膜装置11的设置台217之间设置减振单元216。另外，基准板部既可以构成构成真空容器21的腔室壁的一部分，也可以是与腔室壁不同的构造物。
图8是本发明的变形例1的真空容器的示意性的剖视图，图9是本发明的变形例2的真空容器的示意性的剖视图，图10是本发明的变形例3的真空容器的示意性的剖视图。
另外，在图8～图10中，为了使真空容器21的构造更加明确，省略了设置在真空容器内的各种结构。此外，关于设置于真空容器21的内部的各种结构，参照图2等已经进行了说明。
(变形例1)
图8所示的变形例1的真空容器21a在基准板214与第1真空容器部211直接连结，在基准板214与第1真空容器部211之间未设置可伸缩构件这一点上与图2所示的真空容器21不同。若采用这样的真空容器21a，则通过成膜装置11的设置台217传递的振动被减振单元216减少，通过第2真空容器部212传递至第1真空容器部211的振动被可伸缩构件213减少，并且能够进一步简化真空容器21a的结构。
(变形例2)
在图9所示的变形例2的真空容器21b中，没有设置与腔室壁相区别的不同的基准板部，减振单元216设置在第1真空容器部211的下部腔室壁与成膜装置的设置台217之间。在采用这样的结构的情况下，从成膜装置11的外部通过设置台217传递到第1真空容器部211的腔室壁的振动被减振单元216减少，通过第2真空容器部212传递到第1真空容器部211的振动被可伸缩构件213减少。另外，在变形例2的真空容器21b的情况下，第1真空容器部211的上部腔室壁作为固定连结磁悬浮载置台机构22的基准板214发挥功能。而且，在该变形例的情况下，由于没有不同的基准板部，因此能够进一步简化真空容器21b的结构。
(变形例3)
图10所示的变形例3的真空容器21c在第1真空容器部211的上部腔室壁作为基准板214而发挥功能这一点上，与变形例2的真空容器21b类似。但是，在变形例3的真空容器21c的情况下，在减振单元216设置在从第1真空容器部211的侧部腔室壁突出的不同的构造物(例如，基准板支承部215)与设置台217之间这一点上，结构与变形例2的真空容器21b不同。
在该变形例3的真空容器21c中，减振单元216配置在减振单元216的支承点至少比第1真空容器部211的腔室壁的底面高的位置。
而且，减振单元216优选被设置成，在与构成成膜装置11的结构部中的、由减振单元216支承的结构部的重心相同的高度(实质上相同的高度)的位置支承该结构部。例如，减振单元216优选被设置成，在与多个真空容器部211、212中的、配置有磁悬浮载置台机构22的第1真空容器部211的重心相同的高度(实质上相同的高度)的位置支承第1真空容器部211。
根据这样的结构，相对于设置有磁悬浮载置台机构22的第1真空容器部211，能够通过由外部振动等引起的力矩力有效地抑制第1真空容器部211振动(摆动)。因此，能够降低第1真空容器部212的上部腔室壁和固定于该上部腔室壁的磁悬浮载置台机构22的外部干扰所产生的影响。
另外，虽未特别图示，但也优选采用减振单元216被设置成在与真空容器21的重心的高度相同的高度的位置支承真空容器21的结构。通过采用这样的结构，能够有效地抑制真空容器21的振动，能够降低磁悬浮载置台机构22的外部干扰所产生的影响。

Claims (9)

1.一种成膜装置，其特征在于，
该成膜装置具备：
真空容器；
基板保持部件，设置在所述真空容器内，用于使用通过静电力吸附基板的静电吸盘对所述基板进行保持；
掩模保持部件，设置在所述真空容器内，用于对掩模进行保持；
对准部件，为了调整所述基板与所述掩模的相对的位置，调整所述基板保持部件和所述掩模保持部件中的至少一方的位置；
支承板部，与所述真空容器的至少一部分分离地配置，支承所述掩模保持部件；以及
减振单元，用于减少振动向所述支承板部传递，
所述对准部件具有用于使所述基板保持部件悬浮的磁悬浮载置台，
所述对准部件通过改变所述磁悬浮载置台的位置而进行对准。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
该成膜装置包括能够伸缩的连接构件，该连接构件连接所述支承板部与所述真空容器的所述至少一部分。
3.根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，
所述支承板部规定配置所述基板保持部件和所述掩模保持部件的真空空间作为所述真空容器的一部分。
4.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述支承板部作为与所述真空容器不同的构造体，配置在所述真空容器的外部。
5.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述减振单元设置在所述支承板部与所述成膜装置的设置架台之间。
6.根据权利要求5所述的成膜装置，其特征在于，
所述减振单元被设置成，在比所述真空容器的底面高的位置支承所述支承板部。
7.根据权利要求5所述的成膜装置，其特征在于，
所述减振单元被设置成，在所述真空容器的重心的高度支承所述支承板部。
8.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述磁悬浮载置台机构包括自重补偿部件。
9.一种电子器件的制造装置，其特征在于，
该电子器件的制造装置包括：
权利要求1～8中任一项所述的成膜装置；
用于收纳掩模的掩模储存装置；以及
用于搬送基板或掩模的搬送装置。
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