JP2006233259A

JP2006233259A - 成膜装置における基板装着方法

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Publication number: JP2006233259A
Application number: JP2005047815A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Kataoka; 達哉片岡; Kenji Nagao; 兼次長尾; Kenichi Saito; 謙一斉藤
Original assignee: NIPPON BIITEC KK; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Choshu Industry Co Ltd
Current assignee: NIPPON BIITEC KK; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Choshu Industry Co Ltd
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: JP4609757B2; TWI316968B; KR20070087080A; KR100932140B1; TW200632117A; WO2006090749A1; CN101090996A; CN101090996B

Abstract

【課題】基板を平面に保って成膜を行える成膜装置における基板装着方法を提供する。
【解決手段】成膜装置における基板装着方法は、成膜装置に蒸発源と、この蒸発源に対向させたチャック１４とを設け、前記チャック１４に基板を装着保持させる成膜装置における基板装着方法であって、前記チャック１４と前記蒸発源との間に配置したマスク２８上にガラス基板２６を載せ、ガラス基板２６とともに前記マスク２８を前記チャック１４に近づけて、ガラス基板２６を前記チャック１４に接触させ、ガラス基板２６を保持する構成である。
【選択図】図３

Description

本発明は、成膜装置における基板装着方法に関するものである。

有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）素子を製造する真空蒸着装置（成膜装置）には、底部に有機材料を入れるるつぼが設けられており、るつぼの外面に有機材料を加熱・蒸発（昇華）させるヒーターが設けられている。また真空蒸着装置には、るつぼに対面して配置されたチャックと、ガラス基板の縁部と接触して、ガラス基板をチャックの底面に装着保持させる基板クランプとが設けられている。チャックは、ガラス基板を平面に維持するための平板であり、基板クランプには、昇降機構が設けられている。さらに真空蒸着装置には、有機ＥＬ素子のパターンをガラス基板に形成するためのマスクがチャックとるつぼの間に設けられている。

図６は真空蒸着装置にガラス基板を装着するときの説明図である。まずガラス基板２を基板搬送機構によりチャック１とマスク３との間に挿入して、基板クランプ４上に載せる（Ｓ１）。基板クランプ４は、ガラス基板２が載せられると上昇し、ガラス基板２をチャック１の底面に接触させる（Ｓ２）。これによりガラス基板２は、チャック１および基板クランプ４によって装着保持される。この後、マスク３が上昇して、ガラス基板２に被せられる（Ｓ３）。

なお特許文献１に開示された真空蒸着方法には、ガラス基板をホルダ部材に当接させる方法が記載されている。すなわち、この方法は、まずガラス基板を基板支持台に載置するとともに、マスク板をマスク板搭載手段の下面に保持し、ガラス基板とマスク板との位置合わせを行った後に、ガラス基板とマスク板とを接合する。次に、マスク板からマスク板搭載手段を離した後、基板支持台を１８０°反転させてマスク板が下面となるようする。そして搬送台をマスク板の下面に当接するように上昇させた後、基板支持台からガラス基板を離し、その後ガラス基板の上面をホルダ部材に当接させる。
特開２００４−２５９５９８号公報

ガラス基板の平面サイズは、例えば３７０ｍｍ×４７０ｍｍ程度であり、その厚さは０．５〜０．７ｍｍ程度ある。このようにガラス基板は、平面サイズが大きい割に厚さが薄くなっているので、ガラス基板の縁部を基板クランプで支えた状態でチャックに装着保持されると、ガラス基板の自重や、重力の影響により中央部に撓みが発生する。なお図６のＳ２において、矢印Ａで示す間隔が撓みを示している。

ところで、有機ＥＬ素子を製造する場合、ガラス基板には、数十μｍ幅の画素（ピクセル）毎に赤、緑および青の発光部を並べなくてはならず、各画素の位置精度は±５〜±３μｍ程度必要である。

したがって、ガラス基板の中央部に撓みが生じた状態で成膜を行うと、本来必要とする箇所にパターンを形成することができず、有機ＥＬ素子の製造に必要とされる位置精度を得ることができない。

本発明は、基板を平面に保って成膜を行える成膜装置における基板装着方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る成膜装置における基板装着方法は、また成膜装置に蒸発源と、この蒸発源に対向させたチャックとを設け、前記チャックに基板を装着保持させる成膜装置における基板装着方法であって、前記チャックと前記蒸発源との間に配置したマスクと、前記チャックとの間に前記基板を挿入し、前記基板を前記マスクに近づけて、前記基板を前記マスク上に載せ、前記基板とともに前記マスクを前記チャックに近づけて、前記基板を前記チャックに接触させ、前記基板を保持する、ことを特徴としている。

また成膜装置に蒸発源と、この蒸発源に対向させたチャックとを設け、前記チャックに基板を装着保持させる成膜装置における基板装着方法であって、前記チャックと前記蒸発源との間に配置したマスクと、前記チャックとの間に前記基板を挿入し、前記マスクを前記基板に近づけて、前記マスク上に前記基板を載せ、前記基板とともに前記マスクを前記チャックに近づけて、前記基板を前記チャックに接触させ、前記基板を保持する、ことを特徴としている。

また成膜装置に蒸発源と、この蒸発源に対向させたチャックとを設け、前記チャックに基板を装着保持させる成膜装置における基板装着方法であって、前記チャックと前記蒸発源との間に配置したマスク上に前記基板を載せ、前記基板とともに前記マスクを前記チャックに近づけて、前記基板を前記チャックに接触させ、前記基板を保持する、ことを特徴としている。

基板は、マスク上に載せられると、マスク表面に沿って水平（平面）となる。そして基板が載せられているマスクをチャックに近づけて、基板をチャックに接触させると、基板は水平状態を維持しつつチャックに接触される。基板の水平を維持した状態で、基板を基板クランプによって装着保持すれば、基板の水平状態を維持してチャックに固定することができる。したがって、この後マスクが基板から離れたとしても、基板は水平状態を維持し続けることができ、基板の中央部に撓みが発生することがない。

この後、基板とマスクとの位置合わせを行って蒸発源から有機材料を蒸発させると、マスクに設けられた開口パターンに応じた形状を基板に形成することができる。したがって基板上に精度良くパターンを形成することができる。

以下に、本発明に係る成膜装置における基板装着方法の最良の実施形態について説明する。なお本実施形態では、成膜装置として真空蒸着装置を用い、この真空蒸着装置で有機ＥＬ素子を製造する形態について説明する。図１は真空蒸着装置の説明図である。図２はチャック、基板クランプおよびマスククランプの配置を説明する概略底面図である。真空蒸着装置１０は、その底部に有機材料２０の蒸発源１２（昇華源）を備えるとともに、その上部にチャック１４、基板クランプ１６およびマスククランプ１８を備えた構成である。

具体的には、有機材料２０の蒸発源１２は、有機材料２０が入れられるるつぼ２２を備えており、るつぼ２２の外面に有機材料２０を加熱・蒸発（昇華）させるヒーター２４が設けられている。また真空蒸着装置１０の上部に設けられたチャック１４は、るつぼ２２に対面して配設されており、水平方向に沿って配置された平板である。そしてチャック１４は、真空蒸着装置１０の外側上部に設けられた回転機構（不図示）によって水平回転可能となっている。

基板クランプ１６は、真空蒸着装置１０の上部から下方に向かって延び、先端部１６ａがチャック１４側（蒸着装置の中央側）に向けて折り曲げられた鉤型であり、チャック１４の側縁に沿って複数個が配設されている。この基板クランプ１６は、その先端部１６ａ（折曲げ部）でガラス基板２６の縁部を支えるために、各先端部１６ａが同じ高さ（同一面内）になるように設定されている。また基板クランプ１６は、真空蒸着装置１０の外側上部に設けられた昇降機構（不図示）によって、各先端部１６ａが同一面内にある状態を維持しつつ昇降可能になっている。そして基板クランプ１６が上昇することによって、ガラス基板２６をチャック１４に接触させて、平面状に装着保持させることが可能になっている。

マスククランプ１８は、真空蒸着装置１０の上部から下方に向かって延び、先端部１８ａがチャック１４側（蒸着装置の中央側）に向けて折り曲げられた鉤型であり、チャック１４や基板クランプ１６の側縁に沿って複数個が配設されている。このマスククランプ１８は、その先端部１８ａ（折曲げ部）でマスク２８の縁部を支えるために、各先端部１８ａが同じ高さ（同一面内）になるように設定されている。またマスククランプ１８は、真空蒸着装置１０の外側上部に設けられた昇降機構（不図示）によって、各先端部１８ａが同一面内にある状態を維持しつつ昇降可能になっている。なおマスク２８は、有機ＥＬ素子の各画素に対応する開口パターンが複数設けられたマスクフィルム２８ａと、マスクフィルム２８ａの周縁部を保持する枠型のマスクフレーム２８ｂとを備えている。

そして基板クランプ１６およびマスククランプ１８は、真空蒸着装置１０の外側上部に設けられた回転機構（不図示）によって、チャック１４とともに回転することが可能になっている。

次に、ガラス基板２６の装着方法について説明する。図３はガラス基板の装着工程の説明図である。なおマスククランプ１８上には、予めマスク２８が配設されている。まずガラス基板２６は、基板搬送機構（不図示）によって真空蒸着装置１０内に入れられ、チャック１４とマスク２８との間に挿入される。そしてガラス基板２６は、前記基板搬送機構の下降動作とともに下方へ移動されて、基板クランプ１６上に載せられる（Ｓ１００）。

この後、マスククランプ１８を上昇させることによりマスク２８を上方に移動させ、マスク２８上にガラス基板２６を載せる（Ｓ１１０）。そしてマスククランプ１８は、ガラス基板２６がチャック１４の底面（チャック面）に接触するまで上昇され続ける（Ｓ１２０）。なおガラス基板２６は、マスク２８上に載置されるとマスク２８に沿って水平になり、この水平状態を維持しつつチャック１４に当接される。なおガラス基板２６は、真空蒸着装置１０内に挿入されたらマスク２８上に載せられてもよく、また基板クランプ１６上に載せられた後、基板クランプ１６を下降させてマスク２８上に基板を載せてもよい。

この後、基板クランプ１６をガラス基板２６に接触するまで上昇させる（Ｓ１３０）。これによりガラス基板２６は、基板クランプ１６により水平状態を維持しつつチャック１４に装着保持される。そしてマスククランプ１８を下降させて、マスク２８を下方に移動させる（Ｓ１４０）。

この後、ガラス基板２６に設けられたアライメントマークと、マスク２８に設けられたアライメントマークとを用いて、ガラス基板２６とマスク２８との位置合わせが行われる。図４はガラス基板とマスクとの位置合わせの説明図である。そして図４（Ａ）はカメラ、ガラス基板およびマスクの配置を説明する図である。また図４（Ｂ）はカメラで撮像された画像であって、位置ズレが生じている場合を示す図である。さらに図４（Ｃ）はカメラで撮像された画像であって、位置が合っている場合を示す図である。

具体的には、ガラス基板２６には、少なくとも２箇所にアライメントマーク３２が設けられている。ガラス基板２６に設けられたアライメントマーク３２は、例えばガラス基板２６の対角する角部に設けられ、ガラス基板２６に有機ＥＬ素子の電極膜を形成するのと同時に、この電極と同じ材料で形成されればよい。そしてガラス基板２６に設けられるアライメントマーク３２の形状は、例えば丸や点若しくは十字形等であればよい。

またマスク２８に設けられたアライメントマーク３４は、ガラス基板２６に設けられたアライメントマーク３２に対応した位置に設けられればよく、その形状は点や丸若しくは十字形等であればよい。なおガラス基板２６のアライメントマーク３２を丸とした場合は、マスク２８のアライメントマーク３４を点にすればよく、ガラス基板２６のアライメントマーク３２を点とした場合は、マスク２８のアライメントマーク３４を大きさの異なる丸若しくは異なる形状にすればよい。

さらに真空蒸着装置１０には、ガラス基板２６に設けられたアライメントマーク３２と、マスク２８に設けられたアライメントマーク３４とを撮像するカメラ３０を設けておけばよい（図４（Ａ）参照）。

そしてカメラ３０で撮像された画像を確認しつつ、円形状のアライメントマーク３２（３４）の中に、点形状のアライメントマーク３４（３２）が入るようにマスク２８のＸ（縦），Ｙ（横）、θ（回転）方向を調整すれば、ガラス基板２６とマスク２８との位置合わせが終了する（図４（Ｂ），（Ｃ）参照）。

このようなガラス基板２６の装着工程を経た後、ガラス基板２６やマスク２８を回転させるとともに、ヒーター２４によって有機材料２０を加熱・昇華させて、ガラス基板２６上に所定のパターンを形成する。これにより有機ＥＬ素子が製造される。

このような真空蒸着装置１０におけるガラス基板２６装着方法では、ガラス基板２６は、チャック１４面に設置される前に、ガラス基板２６の下方にあるマスク２８に一度載せられ、そのままマスク２８ごとチャック面にクランプされるので、基板クランプ１６時の撓みを無くすことができる。すなわち厚さの薄いガラス基板２６を用いても、ガラス基板２６は水平状態を維持してチャック１４に装着保持されるので、ガラス基板２６の中央部が自重や重力によって下方に撓むことがない。したがってガラス基板２６上に精度良く各画素を形成することができる。

なお本実施形態のガラス基板２６の装着方法は、チャック１４と蒸発源１２との間に配置したマスク２８と、チャック１４との間にガラス基板２６を挿入し、ガラス基板２６をマスク２８に近づけて、ガラス基板２６をマスク２８上に載せ、ガラス基板２６とともにマスク２８をチャック１４に近づけて、ガラス基板２６をチャック１４に接触させ、ガラス基板２６を保持する構成であるが、この形態に限定されることはない。すなわち、まずチャック１４と蒸発源１２との間に配置したマスク２８と、チャック１４との間にガラス基板２６を挿入する。次に、マスク２８をガラス基板２６に近づけて、マスク２８上にガラス基板２６を載せる。そしてガラス基板２６とともにマスク２８をチャック１４に近づけて、ガラス基板２６をチャック１４に接触させ、ガラス基板２６を保持する装着方法であってもよい。またガラス基板２６の装着方法は、チャック１４と蒸発源１２との間に配置したマスク２８上にガラス基板２６を載せ、ガラス基板２６とともにマスク２８をチャック１４に近づけて、ガラス基板２６をチャック１４に接触させ、ガラス基板２６を保持する構成であってもよい。

なお本実施形態では、図４に示すように、ガラス基板２６とマスク２８との位置合わせを行うカメラ３０が２つ設けられた形態であるが、これに限定されることはない。すなわちカメラ３０は、図５（Ａ）に示すように３個設けることもでき、図５（Ｂ）に示すように４個設けることもできる。

また本実施形態では、成膜装置として真空蒸着装置１０を用い、この真空蒸着装置１０で有機ＥＬ素子を製造する形態について説明したが、この形態に限定されることはない。すなわち成膜装置における基板装着方法は、成膜装置内で基板を水平（平面）に保って成膜を行う必要がある場合に適用することができる。したがって成膜装置は、真空蒸着装置以外の他の成膜装置、例えばスパッタ装置等であってもよい。また基板は、ガラス基板に限定されることはない。

真空蒸着装置の説明図である。チャック、基板クランプおよびマスククランプの配置を説明する概略底面図である。ガラス基板の装着工程の説明図である。ガラス基板とマスクとの位置合わせの説明図である。カメラの配設位置を説明する図である。真空蒸着装置にガラス基板を装着するときの説明図である。

符号の説明

１０………真空蒸着装置、１４………チャック、１６………基板クランプ、１８………マスククランプ、２６………ガラス基板、２８………マスク、３０………カメラ。

Claims

成膜装置に蒸発源と、この蒸発源に対向させたチャックとを設け、前記チャックに基板を装着保持させる成膜装置における基板装着方法であって、
前記チャックと前記蒸発源との間に配置したマスクと、前記チャックとの間に前記基板を挿入し、
前記基板を前記マスクに近づけて、前記基板を前記マスク上に載せ、
前記基板とともに前記マスクを前記チャックに近づけて、前記基板を前記チャックに接触させ、
前記基板を保持する、
ことを特徴とする成膜装置における基板装着方法。
成膜装置に蒸発源と、この蒸発源に対向させたチャックとを設け、前記チャックに基板を装着保持させる成膜装置における基板装着方法であって、
前記チャックと前記蒸発源との間に配置したマスクと、前記チャックとの間に前記基板を挿入し、
前記マスクを前記基板に近づけて、前記マスク上に前記基板を載せ、
前記基板とともに前記マスクを前記チャックに近づけて、前記基板を前記チャックに接触させ、
前記基板を保持する、
ことを特徴とする成膜装置における基板装着方法。
成膜装置に蒸発源と、この蒸発源に対向させたチャックとを設け、前記チャックに基板を装着保持させる成膜装置における基板装着方法であって、
前記チャックと前記蒸発源との間に配置したマスク上に前記基板を載せ、
前記基板とともに前記マスクを前記チャックに近づけて、前記基板を前記チャックに接触させ、
前記基板を保持する、
ことを特徴とする成膜装置における基板装着方法。