JP2013122923A - Vacuum evaporation apparatus - Google Patents

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JP2013122923A
JP2013122923A JP2013006037A JP2013006037A JP2013122923A JP 2013122923 A JP2013122923 A JP 2013122923A JP 2013006037 A JP2013006037 A JP 2013006037A JP 2013006037 A JP2013006037 A JP 2013006037A JP 2013122923 A JP2013122923 A JP 2013122923A
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JP
Japan
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vacuum
vacuum chamber
coupling
evaporation source
moving
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Application number
JP2013006037A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Matsuura
宏育 松浦
Kenji Yumiba
賢治 弓場
Masa Wakabayashi
雅 若林
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Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum evaporation apparatus including a driving mechanism which conducts stable scanning of an evaporation source without depending on the pressure state in a vacuum chamber, and achieving high reliability and high operation rate.SOLUTION: A vacuum evaporation apparatus includes: moving means including a moving mechanism 105 moving an evaporation source 2 along a substrate 4, coupling means 112 coupling the moving mechanism 105 to the evaporation source 2, and coupling drive means 111 driving the coupling means 112; a driving source 100 driving the moving means 113 and provided at the exterior of a vacuum chamber 1; and an airtight part 21 provided between the moving means and the driving source 100 and securing the airtightness of the vacuum chamber 1. The coupling drive means 111 has: a vacuum partition wall 110 which has a cavity having an atmosphere outside the vacuum chamber 1 therein, is elongated in the moving direction of the evaporation source 2, and is made of a nonmagnetic material; and magnetic coupling drive means 111 which is provided in the vacuum partition wall 110, magnetically couples to the coupling means, and moves the coupling means along the vacuum partition wall 110.

Description

本発明は、有機ELパネル、有機EL照明の製造を始め、真空チャンバ内部で移動機構
を持つ蒸着、CVDやスパッタ成膜を対象とし、特に大形基板に対して薄膜形成を行う真
空蒸着装置に係る。
The present invention is intended for vacuum evaporation apparatus for thin film formation on large substrates, especially for the manufacture of organic EL panels and organic EL lighting, as well as vapor deposition with a moving mechanism inside the vacuum chamber, CVD and sputter film formation. Related.

薄板の基板に対する薄膜形成工程で用いられる真空蒸着は、蒸着マスクを真空チャンバ
内に設け、搬送されて来た基板を蒸着マスクとアライメントした後に、高真空下において
材料を高温で気化させて基板に吹き付けることによって成膜するプロセスである。この成
膜では、基板を回転させて成膜する方法や棒状の蒸発源(リニアソース)を基板の長手方
向に対して垂直方向に基板又はリニアソースを動かして蒸着する方法などが提案されてき
た。大形基板を扱う際に、リニアソースを動かして走査しながら成膜する方式では、特許
文献1や特許文献2に示すように、リニアソースの駆動機構を真空チャンバ壁に取り付け
る方法が提案されてきた。
Vacuum deposition used in the thin film formation process for thin substrates is performed by providing a deposition mask in a vacuum chamber, aligning the transported substrate with the deposition mask, and then evaporating the material at a high temperature under high vacuum. This is a process of forming a film by spraying. In this film formation, a method of rotating a substrate and a method of depositing a rod-shaped evaporation source (linear source) by moving the substrate or a linear source in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate have been proposed. . In the method of forming a film while moving and scanning a linear source when handling a large substrate, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, a method of attaching a driving mechanism of a linear source to a vacuum chamber wall has been proposed. It was.

特許文献1では図11に示す様に、真空チャンバ1内の底面にボールねじ103やリニアガ
イド105を取り付け、真空チャンバ外部に設けた駆動源100からの動力によりボールねじを
回転させて蒸発源2に取り付けたナット104を動かすことにより、蒸発源の往復運動を実現
する例が示された。
In Patent Document 1, as shown in FIG. 11, a ball screw 103 and a linear guide 105 are attached to the bottom surface in the vacuum chamber 1, and the ball screw is rotated by power from a driving source 100 provided outside the vacuum chamber to evaporate the source 2. An example has been shown in which the reciprocating motion of the evaporation source is realized by moving the nut 104 attached to.

特許文献2では図13に示すように、真空チャンバ1外側面にプッシュロッド109を水平
移動させるためのリニアガイド105と駆動源を設け、真空シール102を介して真空チャンバ
の内側にプッシュロッドを出し入れできるようにしている。真空チャンバ内のプッシュロ
ッドには、ガイドローラが取り付けられ、真空チャンバ底面に設けたガイドレール105aに
沿って、プッシュロッドが往復する。蒸発源2はこのプッシュロッドの先端に取り付ける。これによって、真空チャンバの外部の駆動源100を走査し、真空チャンバ内部の蒸発源の往復運動を実現させていた。
In Patent Document 2, as shown in FIG. 13, a linear guide 105 and a drive source for horizontally moving the push rod 109 are provided on the outer surface of the vacuum chamber 1, and the push rod is taken in and out of the vacuum chamber via the vacuum seal 102. I can do it. A guide roller is attached to the push rod in the vacuum chamber, and the push rod reciprocates along a guide rail 105a provided on the bottom surface of the vacuum chamber. The evaporation source 2 is attached to the tip of this push rod. As a result, the drive source 100 outside the vacuum chamber is scanned to realize the reciprocating motion of the evaporation source inside the vacuum chamber.

特開2004‐349101号公報JP 2004-349101 A 特開2005‐256113号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-256113

真空蒸着のように10-3〜10-6Paオーダの真空度を保ち成膜するプロセス装置では、1辺
が1mを越えるガラス基板を扱う場合、真空チャンバ壁のたわみの影響も考慮する必要が
生じる。
基板サイズに合わせて単純に真空チャンバを大形化して行くと、真空チャンバ壁の変形
も無視できない大きさ(数mm〜10mm程度以上)になることが解った。特許文献1の方式を
図11と図12、特許文献2の方式を図13と図14に示す。図11と図12は真空チャ
ンバ内が大気圧の状態、図13と図14は真空チャンバ内を真空排気時の真空チャンバ壁
の変形による蒸発源の往復運動の駆動機構の影響を示したものである。
Process equipment that keeps the degree of vacuum on the order of 10 -3 to 10 -6 Pa, such as vacuum evaporation, needs to consider the influence of the deflection of the vacuum chamber wall when handling a glass substrate with a side exceeding 1 m. Arise.
It has been found that when the vacuum chamber is simply increased in size according to the substrate size, the deformation of the vacuum chamber wall becomes a size that cannot be ignored (several millimeters to 10 mm or more). The method of Patent Document 1 is shown in FIGS. 11 and 12, and the method of Patent Document 2 is shown in FIGS. 11 and 12 show the influence of the drive mechanism of the reciprocating motion of the evaporation source due to the deformation of the vacuum chamber wall when the vacuum chamber is evacuated in the vacuum chamber. is there.

両者は共にリニアガイドやボールねじなどの蒸発源移動機構を真空チャンバ壁基準に設
けている。このようにすると、真空排気時に真空チャンバ壁が変形することにより、蒸発
源移動機構の動きに拘束がかかり、いわゆる動きが渋くなる状態が生じる。この状態を放
置すると、駆動時の振動の発生やリニアガイドやボールねじに磨耗が生じやすくなる。さらにモータ等の駆動源にも負荷が掛かり、故障しやすくなり、稼働率の低下が懸念される
といった課題があった。
In both cases, an evaporation source moving mechanism such as a linear guide or a ball screw is provided on the basis of the vacuum chamber wall. If it does in this way, when a vacuum chamber wall will deform | transform at the time of evacuation, the movement of an evaporation source moving mechanism will be restrained, and the state in which what is called movement will become awkward will arise. If this state is left unattended, vibration during driving and wear of the linear guide and ball screw are likely to occur. Furthermore, there is a problem that a driving source such as a motor is also loaded, which is liable to break down, and there is a concern that the operating rate is lowered.

一般的に、この状態を避けるために、真空チャンバをたわませないように、真空チャン
バ壁の肉厚を増やす、若しくは真空チャンバ壁にリブを設けるなどの断面2次モーメントを向上させる対策が取られてきた。
In general, in order to avoid this state, measures are taken to increase the moment of inertia of the cross section, such as increasing the wall thickness of the vacuum chamber wall or providing ribs on the vacuum chamber wall so as not to bend the vacuum chamber. Has been.

大形の基板を処理する装置の場合、真空チャンバ壁を厚くして行けば真空チャンバのたわみを0.5mm以内に抑えることも可能であるが、製作は可能であっても装置重量が数100ト
ンにもなる可能性があり、パネル生産ラインに装置を搬送することが重量面で困難になる。また、リブを設けてチャンバ壁の剛性を向上させても、リブ間隔を狭く、リブ高さを大きくしなければ、対応できず、大きさの面で搬送に支障が生じる。
なお、図15、図16において上記で説明されていない符号は、本発明の実施形態で説
明したものと同一機能ものは同一のものを用いている。
In the case of an apparatus for processing large substrates, it is possible to keep the vacuum chamber deflection within 0.5 mm by increasing the thickness of the vacuum chamber wall, but the weight of the apparatus is several hundred tons even if it can be manufactured. In other words, it is difficult to transport the apparatus to the panel production line in terms of weight. Further, even if the ribs are provided to improve the rigidity of the chamber wall, the rib spacing cannot be reduced and the height of the ribs must be increased.
In FIGS. 15 and 16, the same reference numerals that are not described above are used for the same functions as those described in the embodiment of the present invention.

従って、本発明の目的は、上記に鑑みて、真空チャンバ内部の圧力状態に依存せずに、
蒸発源の安定したスキャン動作が行える駆動機構を備えた信頼性の高いまたは稼働率の高
い真空蒸着装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、真空チャンバ内部の圧力状態に依存せずに、安定した蒸着
が可能な真空蒸着装置を提供することである。
Therefore, in view of the above, the object of the present invention is not dependent on the pressure state inside the vacuum chamber,
It is an object of the present invention to provide a highly reliable or highly efficient vacuum deposition apparatus having a drive mechanism capable of performing a stable scanning operation of an evaporation source.
Another object of the present invention is to provide a vacuum deposition apparatus capable of stable deposition without depending on the pressure state inside the vacuum chamber.

さらに、本発明の他の目的は、従来の真空チャンバと比べて、軽量でまたは製作コスト
あるいは装置輸送コストの低減を図った真空蒸着装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、特に、1辺の長さが1mを超える大形基板に対して、上記
3つのうち少なくとも一つを達成できる真空蒸着装置を提供することである。
Furthermore, another object of the present invention is to provide a vacuum vapor deposition apparatus that is lighter in weight or less in manufacturing cost or equipment transportation cost than a conventional vacuum chamber.
Another object of the present invention is to provide a vacuum evaporation apparatus capable of achieving at least one of the above three, particularly for a large substrate having a side length exceeding 1 m.

上記目的を達成するために、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空チャンバを有す
る真空蒸着装置において、前記真空チャンバの内部に設けた剛体の第1基準部材、真空チ
ャンバの外部に設けた剛体の第2基準部材、及び一端を前記第1基準部材に固定し、前記
真空チャンバの壁に設けた貫通孔を通して他端を前記第2基準部材に固定された剛体の支
柱を複数具備するかご構造体と、前記貫通孔と前記第1基準部材あるいは前記第2基準部
材の前記固定部との間の支柱を覆い、前記真空チャンバの気密性を確保する第1気密部と、前記かご構造体を前記真空チャンバの所定位置に維持する維持手段と、前記真空チャンバ内部において前記蒸発源を移動させる前記かご構造体に設けられた移動手段と、前記移動手段を駆動する駆動源とを有することを第1の特徴とする。
In order to achieve the above object, in a vacuum deposition apparatus having a vacuum chamber for depositing a deposition material in an evaporation source on a substrate, a rigid first reference member provided inside the vacuum chamber and a rigid body provided outside the vacuum chamber A cage structure comprising a plurality of rigid reference posts, one end of which is fixed to the first reference member, and the other end is fixed to the second reference member through a through hole provided in the wall of the vacuum chamber. A first airtight portion that covers a body, a support between the through hole and the fixed portion of the first reference member or the second reference member, and ensures airtightness of the vacuum chamber; and the cage structure. Maintenance means for maintaining the vacuum chamber in a predetermined position, movement means provided in the cage structure for moving the evaporation source inside the vacuum chamber, and a drive source for driving the movement means This is the first feature.

また、上記目的を達成するために、第1の特徴に加え、前記維持手段は、前記第1又は
第2基準部材と前記真空チャンバの壁との間に設けられ、前記第1又は第2基準部材と前
記第1又は第2基準部材に対向する前記真空チャンバの壁との相対的な位置関係を保持す
る拘束手段または滑り対偶あるいは回転対偶のいずれか又はそれらの組合せによって構成
させるフローティング機構を有することを第2の特徴とする。
In order to achieve the above object, in addition to the first feature, the maintaining means is provided between the first or second reference member and a wall of the vacuum chamber, and the first or second reference is provided. A floating mechanism configured by a restraining means for maintaining a relative positional relationship between a member and a wall of the vacuum chamber facing the first or second reference member, or a sliding pair, a rotating pair, or a combination thereof; This is the second feature.

さらに、上記目的を達成するために、第2の特徴に加え、前記拘束手段は、前記第1又
は第2基準部材と前記真空チャンバの壁との間に設けられ、前記第1又は第2基準部材と
前記第1又は第2基準部材に対向する前記真空チャンバの壁との面方向のずれを拘束する
面方向拘束手段であることを第3の特徴とする。
また、上記目的を達成するために、第3の特徴に加え、前記面方向拘束は前記第1又は
第2基準部材と前記対向する前記真空チャンバの壁の少なくともどちらか一方に凸部を設
け、前記対応する凹部にはめ込む又は端部に突き当ててる手段であることを第4の特徴と
する。
In order to achieve the above object, in addition to the second feature, the restraining means is provided between the first or second reference member and a wall of the vacuum chamber, and the first or second reference member is provided. A third feature is a surface direction restraining means for restraining a displacement in a surface direction between the member and the wall of the vacuum chamber facing the first or second reference member.
In order to achieve the above object, in addition to the third feature, the surface direction constraint is provided with a protrusion on at least one of the first or second reference member and the wall of the vacuum chamber facing the first or second reference member, A fourth feature is that the means fits into the corresponding recess or abuts against the end.

さらに、上記目的を達成するために、第1の特徴に加え、前記駆動源を前記第2基準部
材に固定したことを第5の特徴とする。
また、上記目的を達成するために、第1の特徴に加え、前記蒸発源は、ノズルを有し、
内部に前記蒸着材料を収める容器であるるつぼと、前記るつぼを加熱する加熱手段を持ち、るつぼの加熱により前記蒸着材料を気化させて、前記るつぼに設けた前記ノズルから気化した前記蒸着材料を噴出させることを第6の特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, in addition to the first feature, a fifth feature is that the drive source is fixed to the second reference member.
In order to achieve the above object, in addition to the first feature, the evaporation source has a nozzle,
The crucible is a container for containing the vapor deposition material therein, and heating means for heating the crucible. The vapor deposition material is vaporized by heating the crucible, and the vaporized vapor deposition material is ejected from the nozzle provided in the crucible. This is a sixth feature.

さらに、上記目的を達成するために、第1の特徴に加え、前記駆動源は真空蒸着チャン
バ外部に設けられ、前記移動手段と前記駆動源の間に前記真空蒸着チャンバの気密性を確
保する第2気密部を持ち、前記第2気密部を介して前記駆動源の回転動力又は直動動力を
前記移動手段に伝達することを第7の特徴とする。
また、上記目的を達成するために、第1または第7の特徴に加え、前記移動手段は、前
記蒸発源を前記第1基準部材に平行に移動させる移動機構と、前記移動機構と前記蒸発源とを結合する結合手段と、前記結合手段を駆動する結合駆動手段とを有することを第8の
特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, in addition to the first feature, the driving source is provided outside the vacuum deposition chamber, and the airtightness of the vacuum deposition chamber is ensured between the moving means and the driving source. A seventh feature is that a second airtight portion is provided, and the rotational power or linear motion power of the drive source is transmitted to the moving means via the second airtight portion.
In order to achieve the above object, in addition to the first or seventh features, the moving means includes a moving mechanism for moving the evaporation source in parallel with the first reference member, the moving mechanism, and the evaporation source. An eighth feature is that it has coupling means for coupling the coupling means and coupling driving means for driving the coupling means.

さらに、上記目的を達成するために、第8の特徴に加え、前記移動機構は前記第1基準
部材に設けられたガイドレール及び前記ガイドレールを摺動する摺動子を有し、前記結合
手段は前記蒸発源、前記摺動子の少なくとも一方に固定されたナットであり、前記結合駆
動手段は前記ナットを移動させる螺子であることを第9の特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, in addition to the eighth feature, the moving mechanism includes a guide rail provided on the first reference member and a slider for sliding the guide rail, and the coupling means Is a nut fixed to at least one of the evaporation source and the slider, and the coupling drive means is a screw for moving the nut.

また、上記目的を達成するために、第8の特徴に加え、前記移動機構は前記第1基準部
材に設けられたガイドレール及び前記ガイドレールを摺動する摺動子を有し、前記結合手
段は前記蒸発源または前記摺動子あるいは前記蒸発源と前記摺動子固定する固定部であり、前記結合駆動手段は一端を前記結合手段に固定され、他端を移動可能な移動部に固定されたプッシュロッドであり、前記第2気密部は少なくとも前記移動部と前記真空蒸着チャンバの壁との間に設け、前記真空チャンバ外に設けられた前記プッシュロッドを駆動するプッシュロッド駆動手段を有すことを第10の特徴とする。
In order to achieve the above object, in addition to the eighth feature, the moving mechanism has a guide rail provided on the first reference member and a slider for sliding the guide rail, and the coupling means Is a fixing portion for fixing the evaporation source or the slider or the evaporation source and the slider, and the coupling driving means is fixed at one end to the coupling means and fixed at the other end to a movable portion. The second airtight part is provided between at least the moving part and the wall of the vacuum deposition chamber, and has a push rod driving means for driving the push rod provided outside the vacuum chamber. This is the tenth feature.

さらに、上記目的を達成するために、第8の特徴に加え、前記移動機構は前記第1基準
部材に設けられたガイドレール及び前記ガイドレールを摺動する摺動子を有し、前記結合
駆動手段は内部に前記真空蒸着チャンバ外の雰囲気を有する空洞を有した前記蒸発源の移
動方向に細長い非磁性体の真空隔壁と、前記真空隔壁内に設けられ、前記結合手段と磁気
的に結合し前記結合手段を前記真空隔壁に沿って移動させる磁気結合駆動手段を有することを第11の特徴とする。
In order to achieve the above object, in addition to the eighth feature, the moving mechanism includes a guide rail provided on the first reference member and a slider that slides the guide rail, and the coupling drive The means is provided inside the vacuum partition, which is elongated in the moving direction of the evaporation source and has a cavity having an atmosphere outside the vacuum deposition chamber inside, and is magnetically coupled to the coupling means. An eleventh feature includes magnetic coupling driving means for moving the coupling means along the vacuum partition.

また、上記目的を達成するために、蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空チャンバ
を有する真空蒸着装置において、前記蒸発源を前記基板に沿って移動させる移動機構、前
記移動機構と前記蒸発源とを結合する結合手段、前記結合手段を駆動する結合駆動手段を
具備する移動手段と、前記移動手段を駆動する前記真空チャンバの外部に設けられた駆動
源と、前記移動手段と前記駆動源の間に設けられ、前記真空チャンバの気密性を確保する
気密部とを有し、前記移動機構はガイドレール及び前記ガイドレールを摺動する摺動子を
有し、前記結合駆動手段は内部に前記真空チャンバ外の雰囲気を有する空洞を有し前記蒸
発源の移動方向に細長い非磁性体の真空隔壁と、前記真空隔壁内に設けられ、前記結合手
段と磁気的に結合し前記結合手段を前記真空隔壁に沿って移動させる磁気結合駆動手段を
有することを第12の特徴とする。
In order to achieve the above object, in a vacuum deposition apparatus having a vacuum chamber for depositing a deposition material in an evaporation source on a substrate, a moving mechanism for moving the evaporation source along the substrate, the moving mechanism, and the evaporation source A coupling means for coupling the coupling means, a moving means having a coupling driving means for driving the coupling means, a driving source provided outside the vacuum chamber for driving the moving means, the moving means and the driving source And an airtight portion that secures airtightness of the vacuum chamber, the moving mechanism includes a guide rail and a slider that slides on the guide rail, and the coupling driving means is disposed inside A vacuum partition made of a nonmagnetic material having a cavity having an atmosphere outside the vacuum chamber and elongated in the moving direction of the evaporation source; and provided in the vacuum partition and magnetically coupled to the coupling means and A and twelfth features by having a magnetic coupling driving means for moving along said vacuum partition wall.

さらに、上記目的を達成するために、第11または12の特徴に加え、前記磁気結合駆
動手段は前記真空隔壁方向に細長く、磁気を螺旋状に施した磁気螺子であり、前記結合手
段は前記真空隔壁の外側に真空隔壁に非接触で配置した磁気螺子用ナットであり、前記駆
動源は前記磁気螺子を駆動することを第13の特徴とする。
また、上記目的を達成するために、第13の特徴に加え、前記真空隔壁は、前記第1基
準部材に直接または間接的に固定され、一端が密閉され、他端が前記真空チャンバ外の雰
囲気に開放されていることを第14の特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, in addition to the eleventh or twelfth feature, the magnetic coupling driving means is a magnetic screw elongated in the direction of the vacuum partition wall and magnetized in a spiral shape, and the coupling means is the vacuum. According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a magnetic screw nut disposed outside the partition wall in a non-contact manner with the vacuum partition wall, wherein the drive source drives the magnetic screw.
In order to achieve the above object, in addition to the thirteenth feature, the vacuum partition is fixed directly or indirectly to the first reference member, one end is sealed, and the other end is an atmosphere outside the vacuum chamber. The fourteenth feature is that it is open to the outside.

さらに、上記目的を達成するために、第14の特徴に加え、前記真空隔壁の両端が開放
されていることを第15の特徴とする。
最後に、上記目的を達成するために、第11または第12の特徴に加え、前記磁気結合
駆動手段は前記真空隔壁内に設けたピストンであり、前記結合手段は前記真空隔壁の外側
に真空隔壁に非接触で配置したリングであり、前記ピストン、前記リングのうち一方が磁
石を持ち、他方が磁石に吸着する材料で形成されており、前記真空隔壁の両端に空圧配管
を接続し、前記空圧を制御して前記ピストンを移動させることを特徴とすることを第16
の特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, in addition to the fourteenth feature, the fifteenth feature is that both ends of the vacuum partition are open.
Finally, in order to achieve the above object, in addition to the eleventh or twelfth features, the magnetic coupling driving means is a piston provided in the vacuum partition, and the coupling means is disposed outside the vacuum partition. A ring arranged in a non-contact manner, wherein one of the piston and the ring has a magnet, and the other is formed of a material that adsorbs to the magnet, and pneumatic piping is connected to both ends of the vacuum partition wall, The sixteenth aspect is characterized in that the piston is moved by controlling air pressure.
It is characterized by.

なお、本発明における、剛体とは外力を受けても所望以上に形状が変化しないことを示
し、必ずしも、真空チャンバ壁よりも剛性が高いというわけではない。
In the present invention, the rigid body means that the shape does not change more than desired even when an external force is applied, and the rigidity is not necessarily higher than that of the vacuum chamber wall.

本発明によれば、真空チャンバ内部の圧力状態に依存せずに、蒸発源の安定したスキャ
ン動作が行える駆動機構を備えた信頼性の高いあるいは稼働率の高い真空蒸着装置を提供
することができる。
また、本発明によれば、真空チャンバ内部の圧力状態に依存せずに、安定した蒸着が可
能な真空蒸着装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a highly reliable or highly efficient vacuum deposition apparatus having a drive mechanism capable of performing a stable scan operation of an evaporation source without depending on the pressure state inside the vacuum chamber. .
Further, according to the present invention, it is possible to provide a vacuum deposition apparatus capable of stable deposition without depending on the pressure state inside the vacuum chamber.

さらに、本発明によれば、従来の真空チャンバと比べて、軽量でまたは製作コストあるいは装置輸送コストの低減を図った真空蒸着装置を提供することができる。
また、本発明によれば、特に、1辺の長さが1mを超える大形基板に対して、上記3つ
のうち少なくとも一つを達成できる真空蒸着装置を提供することができる。
また、本発明によれば、蒸発源移動機構のミスアライメントが生じにくくなるため、蒸
発源の移動時に振動よって蒸発源内部の液化した蒸着材料の液面がゆすられることに起因
した蒸着材料の気化速度の変動を抑制し、安定した蒸着プロセスを実現できる真空蒸着装
置を提供することができる。
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a vacuum vapor deposition apparatus that is lighter in weight or reduced in manufacturing cost or apparatus transport cost as compared with a conventional vacuum chamber.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a vacuum deposition apparatus that can achieve at least one of the above three, particularly for a large substrate having a side length exceeding 1 m.
Further, according to the present invention, since the misalignment of the evaporation source moving mechanism is less likely to occur, vaporization of the evaporation material due to the liquid level of the liquefied evaporation material inside the evaporation source being shaken by vibration during the movement of the evaporation source. It is possible to provide a vacuum vapor deposition apparatus capable of suppressing a fluctuation in speed and realizing a stable vapor deposition process.

本発明の真空蒸着装置における第1実施形態の第1の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Example of 1st Embodiment in the vacuum evaporation system of this invention. 図1に示した第1実施形態の第1の実施例において、真空チャンバ内部を排気した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which evacuated the inside of a vacuum chamber in the 1st Example of 1st Embodiment shown in FIG. 本発明の真空蒸着装置における第1実施形態の第2の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Example of 1st Embodiment in the vacuum evaporation system of this invention. 図3に示した第1実施形態の第2の実施例において、真空チャンバ内部を排気した状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the inside of the vacuum chamber is evacuated in the second example of the first embodiment shown in FIG. 3. 蒸着マスクを用いた成膜における蒸着マスクと基板のアライメントの1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the alignment of a vapor deposition mask and a board | substrate in the film-forming using a vapor deposition mask. 有機ELパネル製造における蒸着マスクを用いた有機膜の蒸着で、マスクと基板上の画素のアライメント状態を示す図である。It is a figure which shows the alignment state of a mask and the pixel on a board | substrate by vapor deposition of the organic film using the vapor deposition mask in organic electroluminescent panel manufacture. 本発明の真空蒸着装置における第2実施形態の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of 2nd Embodiment in the vacuum evaporation system of this invention. 本発明の真空蒸着装置における第3実施形態の第1の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Example of 3rd Embodiment in the vacuum evaporation system of this invention. 本発明の真空蒸着装置における第3実施形態の第2の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Example of 3rd Embodiment in the vacuum evaporation system of this invention. 本発明の真空蒸着装置における第3実施形態の第3の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd Example of 3rd Embodiment in the vacuum evaporation system of this invention. 従来方法による真空蒸着装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the vacuum evaporation system by a conventional method. 図11に示した従来方法による真空蒸着装置の例において、真空チャンバ内部を真空排気した状態を示す図である。In the example of the vacuum evaporation system by the conventional method shown in FIG. 11, it is a figure which shows the state which evacuated the inside of a vacuum chamber. 従来方法による他の真空蒸着装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the other vacuum evaporation system by the conventional method. 図13に示した従来方法による他の真空蒸着装置の例において、真空チャンバ内部を真空排気した状態を示す図である。FIG. 14 is a view showing a state in which the inside of the vacuum chamber is evacuated in an example of another vacuum deposition apparatus according to the conventional method shown in FIG. 13.

以下では、有機ELディスプレイパネル又は有機EL照明の真空蒸着プロセスを例に挙
げ、大形基板を対象とする真空蒸着装置に本発明を適用した実施形態について図面を用い
て説明する。
本発明における第1実施形態を図1〜4を用いて説明する。第1実施形態は、図11及
び図13に示した従来方式に対応したもので、従来方式にとの差を含めて第1実施形態を
説明をする。
図1と図3に本実施形態の実施例とその基本構成を示す。図1及び図3に示した真空蒸
着装置について真空チャンバ1内部を真空ポンプ(図示せず)によって排気した状態を図
2及び図4にそれぞれ示す。
Below, the vacuum evaporation process of an organic EL display panel or organic EL illumination will be taken as an example, and an embodiment in which the present invention is applied to a vacuum evaporation apparatus for a large substrate will be described with reference to the drawings.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The first embodiment corresponds to the conventional method shown in FIGS. 11 and 13, and the first embodiment will be described including the difference from the conventional method.
1 and 3 show an example of this embodiment and its basic configuration. FIG. 2 and FIG. 4 show a state in which the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated by a vacuum pump (not shown) in the vacuum deposition apparatus shown in FIG. 1 and FIG.

(第1実施形態の実施例1)
まず、図1、図を用いて第1の実施例を説明する。なお、図11は従来方式の基本構成
を示し、図12は図11に示した従来方式で真空排気をした状態を示す。
真空チャンバ1の内部を真空ポンプにより真空排気すると真空チャンバ壁1hは1kPaの負圧を受ける。真空チャンバ1が大型化すると、図2または図12に示すように真空チャンバ壁のたわみの問題が顕著になる。従来は一般的に真空チャンバ壁の厚みを増したり、リブを取り付けたり、などのチャンバ壁の剛性を向上させることによりチャンバ壁のたわみを押さえ、そこに取り付けられてきた機構部品への悪影響を排除しようとしてきた。しかし、これらの対策は、どれも真空チャンバの重量がかさむ方向での対処となるため、真空蒸着装置をユーザのもとへ搬送する際に、搬送可能な重量を超えるケースも生じ始めた。
(Example 1 of the first embodiment)
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 11 shows the basic configuration of the conventional system, and FIG. 12 shows a state in which the conventional system shown in FIG. 11 is evacuated.
When the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated by a vacuum pump, the vacuum chamber wall 1h receives a negative pressure of 1 kPa. When the size of the vacuum chamber 1 is increased, the problem of the deflection of the vacuum chamber wall becomes significant as shown in FIG. 2 or FIG. Conventionally, by increasing the rigidity of the chamber wall, such as increasing the thickness of the vacuum chamber wall or attaching ribs, it is possible to suppress the deflection of the chamber wall and eliminate the adverse effects on the mechanical parts attached to it. I've been trying. However, since all of these countermeasures are countermeasures in the direction in which the weight of the vacuum chamber is increased, when the vacuum deposition apparatus is transported to the user, a case that exceeds the transportable weight has started to occur.

例えば、大形基板に対して成膜する場合、棒状の蒸発源2(リニアソース)をその長手方
向に対して直角方向に動かして、成膜する場合がある。この時、図12に示すような従来
の方式では、真空チャンバ壁1hが変形すると蒸発源2を紙面左右方向に移動させるリニアガイド105やボール螺子103などで構成される各直動する移動機構の部材も真空チャンバ壁と共に変形する。真空チャンバ外部に設けた駆動源であるモータ100の回転動力を、磁性流体シール102を介して真空チャンバ1内のボール螺子103に伝達し蒸発源2を動かすが、図9のように変形した場合、結合駆動手段であるボール螺子103に対する結合手段であるナット104の動きや移動機構であるリニアガイド105におけるガイドレール105aと摺動子105bの動きが共に拘束され、いわゆる「動きが渋くなる」という現象が生じてしまう。
For example, when forming a film on a large substrate, the film may be formed by moving the rod-shaped evaporation source 2 (linear source) in a direction perpendicular to the longitudinal direction. At this time, in the conventional system as shown in FIG. 12, when the vacuum chamber wall 1h is deformed, each linearly moving moving mechanism composed of a linear guide 105, a ball screw 103, and the like that move the evaporation source 2 in the left-right direction on the paper surface. The member also deforms with the vacuum chamber wall. The rotational power of the motor 100, which is a drive source provided outside the vacuum chamber, is transmitted to the ball screw 103 in the vacuum chamber 1 via the magnetic fluid seal 102 to move the evaporation source 2, but when deformed as shown in FIG. The movement of the nut 104 as the coupling means with respect to the ball screw 103 as the coupling driving means and the movement of the guide rail 105a and the slider 105b in the linear guide 105 as the moving mechanism are both restrained, so-called "becomes less moving". The phenomenon will occur.

本実施例では、図1及び図2に示すように、真空チャンバ1内部と外部に跨り「かご構
造体」20を設ける。かご構造体は真空チャンバ内外に、剛体の板で第1基準部材である内
部ベースプレート8と、剛体の板で第2基準部材である外部ベースプレート16と支柱23と
からなる。支柱23は真空チャンバ壁1hに設けた穴を通り、内部ベースプレート8と外部ベースプレート16とを剛体接続する。真空チャンバ1内の気密を保つため、支柱23の外側を
囲むようにベローズ21を設け、ベローズ21の端面を真空チャンバ1外壁と外部ベースプレート16と密着させる。同様な機能を持たせるのに、ベローズ21の端面を真空チャンバ1と
内部ベースプレート8に密着させても良い。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a “car structure” 20 is provided across the inside and the outside of the vacuum chamber 1. The cage structure includes an internal base plate 8 as a first reference member, which is a rigid plate, and an external base plate 16 which is a second reference member as a second reference member, and a column 23 inside and outside the vacuum chamber. The column 23 passes through a hole provided in the vacuum chamber wall 1h, and rigidly connects the internal base plate 8 and the external base plate 16. In order to keep the inside of the vacuum chamber 1 airtight, a bellows 21 is provided so as to surround the outside of the column 23, and the end surface of the bellows 21 is brought into close contact with the outer wall of the vacuum chamber 1 and the external base plate 16. In order to provide a similar function, the end surface of the bellows 21 may be brought into close contact with the vacuum chamber 1 and the internal base plate 8.

真空排気すると、かご構造体20は真空チャンバ内部に引きこまれるように力が働く。こ
の力をフローティング機構(維持手段)9a,9bを介して真空チャンバ壁1hの紙面での下壁
1hdに受け持たせる。図1において、このフローティング機構9a,9bは真空チャンバ壁1
hdに対して直角方向の力を真空チャンバ壁に伝達するが、それと直交方向の成分の力や回
転方向の逃がすように球面の受け9aa、9baと真空チャンバ壁1hdの直交方向に滑るリニ
アガイド9bbで構成した。単にフローティングさせるとかご構造体20の位置が定まらないのでフローティング機構9aに示すように、一部にリニアガイドを設けず回転方向の力の
み逃がす構造9aaとした。
When the evacuation is performed, force is applied so that the car structure 20 is drawn into the vacuum chamber. This force is applied to the lower wall of the vacuum chamber wall 1h through the floating mechanisms (maintenance means) 9a, 9b.
Let 1hd handle it. In FIG. 1, the floating mechanisms 9a and 9b are shown as a vacuum chamber wall 1
A linear guide 9bb that slides in a direction perpendicular to the spherical receptacles 9aa and 9ba and the vacuum chamber wall 1hd so that force in a direction perpendicular to hd is transmitted to the vacuum chamber wall, but force in the direction perpendicular to it and the direction of rotation escape. Consists of. Since the position of the car structure 20 is not fixed if it is simply floated, a structure 9aa is provided, in which only a force in the rotational direction is released without providing a linear guide as shown in the floating mechanism 9a.

図1では紙面左側に、位置決め用のフローティング機構9aを設けたが、外部ベースプ
レート16の中央部に設けても良い。支柱23が真空チャンバ1の穴と擦れ合い、動きの妨げ
になら無ければ良い。
また、図1では維持手段として滑り対偶と回転対偶を有するフローティング機構9を設
けたが、発塵の問題が無ければ、例えば、位置決めピン等でかご構造体20と真空チャンバ
壁1hdの相対的な位置関係を保持する拘束手段でフローティング機構を構成してもよいし、拘束手段と滑り対偶や回転対偶を組合せたフローティング機構を構成してもよい。
In FIG. 1, the positioning floating mechanism 9 a is provided on the left side of the drawing, but it may be provided in the center of the external base plate 16. It is only necessary that the column 23 rubs against the hole in the vacuum chamber 1 and does not hinder the movement.
In FIG. 1, the floating mechanism 9 having a sliding pair and a rotating pair is provided as a maintaining means. However, if there is no problem of dust generation, for example, a relative position between the car structure 20 and the vacuum chamber wall 1hd with a positioning pin or the like. The floating mechanism may be configured by restraining means that maintains the positional relationship, or a floating mechanism may be configured by combining the restraining means and a sliding pair or a rotating pair.

他の拘束手段の例としては、真空チャンバ壁1hdと外部ベースプレート16また内部ベー
スプレート8の間に設け、外部ベースプレート16また内部ベースプレート8とその外部ベースプレート16また内部ベースプレート8に対向する真空チャンバ壁1hdとの面方向のすれを拘束する面方拘束手段がある。具体的な例としては、外部ベースプレート16また内部
ベースプレート8と真空チャンバの壁の少なくともどちらか一方に凸部を設け、前記対応
する凹部にはめ込む又は端部に突き当ててる構成としても良い。
Examples of other restraining means include a vacuum chamber wall 1 hd provided between the vacuum chamber wall 1 hd and the external base plate 16 or the internal base plate 8, and the vacuum chamber wall 1 hd facing the external base plate 16 or the internal base plate 8 and the external base plate 16 or the internal base plate 8. There is a surface restraining means for restraining the slip in the surface direction. As a specific example, a convex portion may be provided on at least one of the outer base plate 16 or the inner base plate 8 and the wall of the vacuum chamber, and may be fitted into the corresponding concave portion or abutted against the end portion.

フローティング機構9は内外のベースプレート8,16に十分剛性があるのであれば、3個
以上、できるだけ間隔を広げて配置すれば特に問題ない。ベースプレート8,16の剛性があまり大きく取れない場合は、支柱23の近傍若しくは延長線上にフローティング機構9を設
けることが望ましい。
蒸発源2を駆動するためのリニアガイド105やボール螺子103は、内部ベースプレート8上
に設置することによって、真空チャンバの変形に無関係に、その位置関係及び形状を保持
できる。また、真空装置では駆動源のモータ100を冷却の都合から真空チャンバ1の外部に
設置する。このモータ100を本実施例では外部ベースプレート16に固定することにより、
駆動される側とモータの位置関係は保持される。モータ100の動力を真空チャンバ1内に
伝達するのに磁性流体シール102を介して真空チャンバ1内部に伝達する。磁性流体シー
ル102が図2に示すように真空チャンバ壁1hの変形で傾く場合モータ100と磁性流体シール
102の間及び、磁性流体シール102とボール螺子103の間に、軸間の変位や角度誤差を吸収
するカップリング101を設けることで、スムーズな動力の伝達が可能になる。
If the inner and outer base plates 8 and 16 have sufficient rigidity, there is no particular problem if three or more floating mechanisms 9 are arranged with a gap as wide as possible. If the rigidity of the base plates 8 and 16 is not so large, it is desirable to provide the floating mechanism 9 in the vicinity of the support 23 or on the extension line.
By installing the linear guide 105 and the ball screw 103 for driving the evaporation source 2 on the internal base plate 8, the positional relationship and shape can be maintained regardless of the deformation of the vacuum chamber. Further, in the vacuum apparatus, the drive motor 100 is installed outside the vacuum chamber 1 for the sake of cooling. By fixing the motor 100 to the external base plate 16 in this embodiment,
The positional relationship between the driven side and the motor is maintained. The power of the motor 100 is transmitted to the inside of the vacuum chamber 1 through the magnetic fluid seal 102 to transmit the power of the motor 100 into the vacuum chamber 1. When the magnetic fluid seal 102 tilts due to deformation of the vacuum chamber wall 1h as shown in FIG. 2, the motor 100 and the magnetic fluid seal
By providing the coupling 101 that absorbs the displacement and angle error between the shafts and between the magnetic fluid seal 102 and the ball screw 103, it is possible to transmit power smoothly.

以上に示した構造を採用することにより、図1及び図2において、蒸発源2移動手段に
より蒸発源2を紙面左右に揺動させ、紙面上部にある蒸着マスク5と基板4に蒸気を吹き付
け、基板4の所定の画素に対して、蒸着膜を形成する。
By adopting the structure shown above, in FIG. 1 and FIG. 2, the evaporation source 2 is swung left and right by the evaporation source 2 moving means, and the vapor is blown to the vapor deposition mask 5 and the substrate 4 at the upper part of the paper surface. A vapor deposition film is formed on a predetermined pixel of the substrate 4.

(第1実施形態の実施例2)
次に、第1実施形態の第2の実施例を図3、図4を用いて説明する。第2の実施例は、
基本的には第1の実施例と同じであるが、フローティング機構9の設置位置が異なる。第
1の実施例では、フローティング機構9が真空チャンバ1の外側にある例を示したが、本実
施例では、図3のように真空チャンバ1の内側にフローティング機構9を設ける。この場合、真空排気すると、図4に示すような状態になり、図2同様に真空チャンバ1壁は変形するが、かご構造体及びそのベースプレート8,16に取り付けた機構の変形は生じない。
(Example 2 of the first embodiment)
Next, a second example of the first embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment is
Although basically the same as the first embodiment, the installation position of the floating mechanism 9 is different. In the first embodiment, an example in which the floating mechanism 9 is located outside the vacuum chamber 1 is shown. However, in this embodiment, the floating mechanism 9 is provided inside the vacuum chamber 1 as shown in FIG. In this case, when the vacuum is exhausted, the state shown in FIG. 4 is obtained, and the wall of the vacuum chamber 1 is deformed as in FIG. 2, but the cage structure and the mechanisms attached to the base plates 8 and 16 are not deformed.

上述したように、本実施形態によれば、ボール螺子やリニアガイドを取り付け、真空チ
ャンバ外部に設けた駆動源からの動力によりボールねじを回転させて蒸発源2を動かし蒸
着する際において、真空チャンバの内外に跨り、大気圧との差圧を受けない剛体で構成したかご構造体と真空排気時にかご構造体に生じる真空チャンバ内部に引込む力を真空チャンバ壁に持たせる機構を設けることで、真空チャンバ内部の圧力状態に依存せず、蒸着に必要な構成部材のたわみ、位置や姿勢の大幅な変化を抑制することができた。
As described above, according to the present embodiment, the ball chamber or the linear guide is attached, and when the evaporation source 2 is moved by vapor deposition by rotating the ball screw by the power from the driving source provided outside the vacuum chamber, the vacuum chamber is used. By providing a cage structure composed of a rigid body that straddles the inside and outside of the chamber and does not receive a differential pressure from the atmospheric pressure, and a mechanism that causes the vacuum chamber wall to have a force to be drawn into the vacuum chamber generated in the cage structure during vacuum evacuation. Regardless of the pressure state inside the chamber, it was possible to suppress a significant change in the deflection, position and posture of the components necessary for vapor deposition.

その結果、本実施形態によれば、駆動源とボール螺子等の駆動機構とのミスアライメン
トが生じなくなるため、蒸発源の移動手段の構成要素であるリニアガイドやボール螺子等の直動運動を安定して確実に行える、信頼性の高い真空蒸着装置を提供できる。
また、本実施形態によれば、駆動源とボール螺子等の駆動機構とのミスアライメントが
生じなくなるため、駆動源及び移動手段の直動機構のメンテナンス頻度や交換頻度を長く
稼働率の高い真空蒸着装置を提供することができる。
As a result, according to the present embodiment, misalignment between the drive source and the drive mechanism such as the ball screw does not occur, so that the linear motion that is a component of the evaporation source moving means and the linear motion of the ball screw is stabilized. Thus, it is possible to provide a highly reliable vacuum deposition apparatus that can be reliably performed.
Further, according to the present embodiment, since the misalignment between the drive source and the drive mechanism such as the ball screw does not occur, the vacuum evaporation with a long operation frequency and the high operation rate of the linear motion mechanism of the drive source and the moving means is long. An apparatus can be provided.

また、本実施形態によれば、機構の変形やミスアライメントが発生しないため、蒸発源
の移動で振動の発生が従来方式に比べ大幅に低減され、蒸発源内部の液化した蒸着材料の
液面がゆすられることもなく、蒸着材料の気化速度が安定し、成膜レートを一定に保つことができ、安定した蒸着が可能となった。
In addition, according to the present embodiment, since deformation of the mechanism and misalignment do not occur, the generation of vibration due to the movement of the evaporation source is significantly reduced compared to the conventional method, and the liquid level of the liquefied vapor deposition material inside the evaporation source is reduced. Without being shaken, the vaporization rate of the vapor deposition material was stabilized, the film formation rate was kept constant, and stable vapor deposition was possible.

さらに、本実施形態によれば、真空チャンバは圧力容器と剛体としての機能を持たせな
ければならなかったが、真空チャンバは圧力容器としての機能のみを持たせればよい。従
って、真空排気時に真空チャンバ壁が弾性変形内でたわむことを前提できるため、従来の
真空チャンバと比べて、真空チャンバの肉厚を減らし、リブなどの補強材を小形にでき、
真空蒸着装置の軽量化、製作コストや装置輸送コストの低減を図ることができる。
特に、これらの効果は、1辺の長さが1mを超える大形基板に対して蒸着する真空蒸着
装置においてその効果は顕著である。
Furthermore, according to the present embodiment, the vacuum chamber has to have a function as a pressure vessel and a rigid body, but the vacuum chamber only needs to have a function as a pressure vessel. Therefore, since it can be assumed that the vacuum chamber wall bends within the elastic deformation during evacuation, the thickness of the vacuum chamber can be reduced compared to the conventional vacuum chamber, and the reinforcing material such as ribs can be made compact,
It is possible to reduce the weight of the vacuum evaporation apparatus and to reduce the manufacturing cost and the equipment transportation cost.
In particular, these effects are significant in a vacuum deposition apparatus that deposits on a large substrate having a side length exceeding 1 m.

次に、第2実施形態を説明する前に、図5及び図6を用いて、有機ELパネル製造における有機層の蒸着を例に挙げてマスク成膜を説明する。
図5に本発明の各実施形態で用いるアライメント方法を説明する。基板4はエッチング
又は、パターンによるアライメントマーク25が設けられている。また、基板4のアライメ
ントマーク25に対応する蒸着マスク5位置にアライメントマーク26が設けられている。
蒸着マスク5上のアライメントマーク26は、電鋳またはエッチングによりマスク開口パ
ターン31形成時に同時に形成した穴パターンやレーザ又はサンドブラストなどによる掘り
こみによるパターンである。基板4と蒸着マスク5を近接又は密着させた状態で、それぞれのアライメントマーク25,26をカメラ11で同時に捉え、それぞれ得られた像29、28で構成
するアライメント画像27に対して画像処理を施して相対的なずれ量を割り出し、基板4又
はマスク5のいずれかを動かして修正を行うものである。なお、24は撮像時の光軸である。
Next, before describing the second embodiment, mask film formation will be described with reference to FIGS. 5 and 6 by taking the vapor deposition of an organic layer in the manufacture of an organic EL panel as an example.
FIG. 5 illustrates an alignment method used in each embodiment of the present invention. The substrate 4 is provided with an alignment mark 25 by etching or pattern. An alignment mark 26 is provided at the position of the vapor deposition mask 5 corresponding to the alignment mark 25 of the substrate 4.
The alignment mark 26 on the vapor deposition mask 5 is a hole pattern formed simultaneously with the formation of the mask opening pattern 31 by electroforming or etching, or a pattern formed by digging with a laser or sandblast. While the substrate 4 and the vapor deposition mask 5 are close to or in close contact with each other, the respective alignment marks 25 and 26 are simultaneously captured by the camera 11, and image processing is performed on the alignment images 27 formed by the obtained images 29 and 28, respectively. Thus, the relative shift amount is determined, and correction is performed by moving either the substrate 4 or the mask 5. Reference numeral 24 denotes an optical axis at the time of imaging.

図6に蒸着中のマスクと基板の関係を示す。基板4と蒸着マスク5のアライメントが完了
し、所定の画素37に対して蒸着マスク5の開口部38合わせられ、蒸発源2(紙面上方,図示
せず)が揺動して成膜されて行く。ディスプレイの製作では、蒸着マスク5の開口部38を
通して、蒸発源2で気化した蒸着材料を所定の画素37に対して堆積して行き、有機膜42を
形成する。パターン精度の高い蒸着マスク5を用いることで、画素毎に赤,緑,青の発光
材料を塗り分けることも可能である。
有機膜を積層した後、アルミニウム,銀,ITO,IZOなどの導電性膜39の画素電極
40を設けることで発光可能な素子が基板4上に形成される。なお、41は画素電極40の周りには他の画素電極と隔絶するバンクである。
なお、本各実施形態では、チャンバ変形により基板4とかご構造体及び蒸発源2の位置又
は姿勢に微小な変化を生じる可能性はあるが、基板と蒸発源の位置関係が数mm変化しても、蒸発源2のスキャンする方向が若干ずれても、これらは成膜自体に及ぼす影響は無い。
FIG. 6 shows the relationship between the mask and the substrate during vapor deposition. The alignment of the substrate 4 and the vapor deposition mask 5 is completed, the opening 38 of the vapor deposition mask 5 is aligned with a predetermined pixel 37, and the evaporation source 2 (above the paper surface, not shown) swings to form a film. . In the production of the display, the vapor deposition material vaporized by the evaporation source 2 is deposited on the predetermined pixel 37 through the opening 38 of the vapor deposition mask 5 to form the organic film 42. By using the vapor deposition mask 5 with high pattern accuracy, it is also possible to paint red, green and blue light emitting materials for each pixel.
After laminating the organic film, the pixel electrode of the conductive film 39 made of aluminum, silver, ITO, IZO or the like
By providing 40, an element capable of emitting light is formed on the substrate 4. Reference numeral 41 denotes a bank that is isolated from other pixel electrodes around the pixel electrode 40.
In each of the embodiments, there is a possibility that a slight change may occur in the position or posture of the substrate 4 and the cage structure and the evaporation source 2 due to the chamber deformation, but the positional relationship between the substrate and the evaporation source changes by several mm. However, even if the scanning direction of the evaporation source 2 is slightly shifted, these do not affect the film formation itself.

上述したアライメント方法を用いた第1実施形態によれば、蒸発源2の移動機構を構成するボール螺子103やリニアガイド105などの部材の変形に起因する振動を排除できるため、
蒸発源に振動を与えず円滑に動かすことが可能となる。特に、液化した後に気化する溶融
系の蒸着材料では、材料を収納するるつぼ内の材料液面の大きな変動が無いため、安定し
た気化、ひいては安定した成膜レ−トで成膜処理可能となる。
According to the first embodiment using the alignment method described above, vibrations caused by deformation of members such as the ball screw 103 and the linear guide 105 constituting the moving mechanism of the evaporation source 2 can be eliminated.
The evaporation source can be moved smoothly without giving vibration. In particular, in the case of a melt-type vapor deposition material that vaporizes after liquefaction, there is no large fluctuation in the material liquid level in the crucible containing the material, so that it is possible to perform film formation processing with stable vaporization and, consequently, with a stable film formation rate. .

次に、図13、図14に示した従来技術に対応した本発明の第2実施形態の実施例を図
7を用いて説明する。
図1に示す実施例1では真空チャンバ1内にボール螺子103を用いて蒸発源2を移動させ
る方法を示した。ボール螺子103を動力伝達機構として使用する場合、潤滑剤として揮発
性が低く粘度が高い真空対応の固体潤滑剤・潤滑液又はグリースが用いられる。一般的に
長尺のボール螺子には、ボールの転動面に固体潤滑剤を施すものが入手し難い。そのため、真空対応の潤滑液又はグリースを用いる方法が主流である。しかし、蒸発源2のスキャン速度が高速の場合、ボール螺子103の回転も高速になる。ボール螺子に付着する潤滑液やグリースに働く遠心力は、ボール螺子103の径に比例し、ボール螺子103の回転速度の2乗に比例するため、蒸発源2は高速駆動させる場合、真空潤滑剤の飛散防止対策が必要となる。これに対して図7に示す実施例3のように真空チャンバ1を貫通するプッシュロッド109で蒸発源を押し引きすれば、このような問題が回避できる。
Next, an example of the second embodiment of the present invention corresponding to the prior art shown in FIGS. 13 and 14 will be described with reference to FIG.
In the first embodiment shown in FIG. 1, a method of moving the evaporation source 2 into the vacuum chamber 1 using the ball screw 103 is shown. When the ball screw 103 is used as a power transmission mechanism, a vacuum-compatible solid lubricant / lubricant or grease having a low volatility and a high viscosity is used as the lubricant. In general, it is difficult to obtain a long ball screw in which a solid lubricant is applied to the rolling surface of the ball. Therefore, the method using a vacuum-compatible lubricating liquid or grease is the mainstream. However, when the scanning speed of the evaporation source 2 is high, the rotation of the ball screw 103 is also high. The centrifugal force acting on the lubricant and grease adhering to the ball screw is proportional to the diameter of the ball screw 103 and proportional to the square of the rotational speed of the ball screw 103. Therefore, when the evaporation source 2 is driven at high speed, a vacuum lubricant It is necessary to take measures to prevent scattering. On the other hand, such a problem can be avoided if the evaporation source is pushed and pulled by the push rod 109 penetrating the vacuum chamber 1 as in the third embodiment shown in FIG.

(第2実施形態の実施例)
第2実施形態の本実施例は、図7に示すように、真空チャンバ内外に1枚ずつ剛体の板
である内部ベースプレート(第1基準部材)8及び外部ベースプレート(第2基準部材)16と支
柱23により構成されるかご構造体及びかご構造体20に作用する真空チャンバ内部に引込む
力を受けるフローティング機構9などの機構は第1実施形態と同様に有している。以下、
第2実施形態の特徴部を中心に説明する。
(Example of the second embodiment)
In this example of the second embodiment, as shown in FIG. 7, an internal base plate (first reference member) 8 and an external base plate (second reference member) 16 which are rigid plates one by one inside and outside the vacuum chamber, and a support column The car structure constituted by 23 and the mechanism such as the floating mechanism 9 receiving the force drawn into the vacuum chamber acting on the car structure 20 are provided as in the first embodiment. Less than,
The description will focus on the features of the second embodiment.

本実施例では、結合駆動手段であるプッシュロッド109の周りをベローズ21で囲み、真空チャンバ1とプッシュロッドの終端の間に移動プレート107を設け、ベローズ21の両端
を真空チャンバ壁1h及び移動プレートに固定する。プッシュロッド109は、一端を蒸発源
2に固定し結合手段の役目をする固定部106に、他端を移動プレート107に接続されている。移動プレートが受ける差圧を軽減させるため、外部ベースプレート16に固定する固定プレート108を設け、移動プレートと固定プレートの間をベローズ21bで気密を保持した状態でつなぐ。この時、ベローズ21,21aで囲われている移動プレート107の部分の内側に貫通穴115を設けることにより、移動プレート107の受ける差圧を軽減させることができる。図7では外部ベースプレート16上に、プッシュロッド109の駆動機構10を設けている。図7では結合駆動手段であるボール螺子103を用いて移動プレート107を押し引きしてプッシュロ
ッド109を動かしている。この駆動機構の駆動方式はボール螺子を用いるのに限定する必
要は無く、リニアモータを直接プッシュロッド109に取り付けても良く、またラック・ピ
ニオンを用いてプッシュロッド109を駆動しても良く、大気中で、プッシュロッドの往復
直進運動が実現できれば、いずれの方法を取っても構わない。
In this embodiment, the push rod 109 which is a coupling driving means is surrounded by a bellows 21, a moving plate 107 is provided between the vacuum chamber 1 and the end of the push rod, and both ends of the bellows 21 are connected to the vacuum chamber wall 1h and the moving plate. Secure to. The push rod 109 has one end fixed to the evaporation source 2 and connected to a fixed portion 106 that serves as a coupling means, and the other end connected to the moving plate 107. In order to reduce the differential pressure applied to the moving plate, a fixed plate 108 is provided to be fixed to the external base plate 16, and the movable plate and the fixed plate are connected with the bellows 21b in an airtight state. At this time, by providing the through hole 115 inside the portion of the moving plate 107 surrounded by the bellows 21 and 21a, the differential pressure received by the moving plate 107 can be reduced. In FIG. 7, the drive mechanism 10 for the push rod 109 is provided on the external base plate 16. In FIG. 7, the push rod 109 is moved by pushing and pulling the moving plate 107 using a ball screw 103 which is a coupling driving means. The drive system of this drive mechanism need not be limited to using a ball screw, a linear motor may be directly attached to the push rod 109, or the push rod 109 may be driven using a rack and pinion. In any case, any method may be adopted as long as the push rod can reciprocate linearly.

上述したように、第2実施形態によれば、真空チャンバ1を貫通するプッシュロッド10
9で蒸発源を押し引きし蒸着する際において、真空チャンバの内外に跨り、大気圧との差
圧を受けない剛体で構成したかご構造体と真空排気時にかご構造体に生じる真空チャンバ
内部に引込む力を真空チャンバ壁に持たせる機構を設けることで、真空チャンバ内部の圧
力状態に依存せず、蒸着に必要な構成部材のたわみ、位置や姿勢の大幅な変化を抑制する
ことができた。
As described above, according to the second embodiment, the push rod 10 penetrating the vacuum chamber 1 is used.
When vapor deposition is performed by pushing and pulling the evaporation source in step 9, the cage structure is composed of a rigid body that does not receive the differential pressure from the atmospheric pressure across the inside and outside of the vacuum chamber, and is drawn into the vacuum chamber that is generated in the cage structure during evacuation. By providing a mechanism for imparting force to the vacuum chamber wall, it was possible to suppress significant changes in the deflection, position, and orientation of the components necessary for vapor deposition without depending on the pressure state inside the vacuum chamber.

その結果、第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、駆動源とプッシュロッド等
の駆動機構とのミスアライメントが生じなくなるため、装置信頼性が向上する。このため、蒸発源駆動機構のメンテナンス頻度を低減できるので、蒸着装置の稼働率を向上させることができる。また、蒸着源駆動機構を動作させている時の振動も小さくなるため、蒸着材料の気化の変動が小さくなるので、長期に亘り安定した蒸着プロセスが可能な真空蒸着装置を提供できる。
As a result, according to the second embodiment, as in the first embodiment, misalignment between the drive source and the drive mechanism such as a push rod does not occur, so that the device reliability is improved. For this reason, since the maintenance frequency of an evaporation source drive mechanism can be reduced, the operation rate of a vapor deposition apparatus can be improved. In addition, since the vibration when operating the evaporation source driving mechanism is reduced, the fluctuation of vaporization of the evaporation material is reduced, so that a vacuum evaporation apparatus capable of a stable evaporation process over a long period of time can be provided.

また、従来の真空チャンバでは圧力容器と剛体としての機能を持たせなければならなか
ったが、第2実施形態によれば真空チャンバは圧力容器としての機能のみを持たせればよい。従って、真空排気時に真空チャンバ壁が弾性変形内でたわむことを前提できるため、従来の真空チャンバと比べて、真空チャンバの肉厚を減らし、リブなどの補強材を小形にでき、真空蒸着装置の軽量化、製作コストや装置輸送コストの低減を図ることができる。
Further, in the conventional vacuum chamber, the function as a pressure vessel and a rigid body had to be provided, but according to the second embodiment, the vacuum chamber need only have a function as a pressure vessel. Therefore, since it can be assumed that the vacuum chamber wall bends within the elastic deformation during evacuation, the thickness of the vacuum chamber can be reduced and the reinforcing material such as ribs can be made smaller compared to the conventional vacuum chamber. The weight can be reduced, and the manufacturing cost and the equipment transportation cost can be reduced.

さらに、第2実施形態によれば、蒸発源をプッシュロッドの押し引きで駆動し、螺子またはボール螺子を動力伝達機構に必要な真空グリース等の使用していないので、真空グリース等の周囲に飛散による成膜上の汚染を回避でき、信頼性の高い真空蒸着装置を提供できる。   Further, according to the second embodiment, the evaporation source is driven by pushing and pulling the push rod, and the screw or the ball screw is not used for the vacuum grease or the like necessary for the power transmission mechanism. Therefore, it is possible to provide a highly reliable vacuum deposition apparatus that can avoid contamination on the film formation due to the above.

最後に、結合駆動手段として真空チャンバ1内でボール螺子103やプッシュロッド109に
よる直接駆動を用いず、真空チャンバ1内に基板4に並行に設けた真空隔壁110内に設け
た磁気結合駆動手段により磁気的に結合手段と結合し、非接触で蒸発源2を間接駆動する
第3実施形態を図8乃至図10を用いて説明する。
第3実施形態でも、図8乃至図10に示すように、真空チャンバ内外に1枚ずつ剛体の
板である内部ベースプレート8及び図10に外部ベースプレート16と支柱23により構成されるかご構造体及びかご構造体20に作用する真空チャンバ内部に引込む力を受けるフロー
ティング機構9などの機構は第1実施形態と同様に有している。以下、第3実施形態の特
徴部を中心に説明する。
Finally, the coupling drive means does not use direct drive by the ball screw 103 or the push rod 109 in the vacuum chamber 1 but by magnetic coupling drive means provided in the vacuum partition 110 provided in parallel to the substrate 4 in the vacuum chamber 1. A third embodiment in which the evaporation source 2 is indirectly driven in a non-contact manner by magnetically coupling with the coupling means will be described with reference to FIGS.
Also in the third embodiment, as shown in FIG. 8 to FIG. 10, a car structure and a car constituted by an internal base plate 8 which is a rigid plate one by one inside and outside the vacuum chamber, and FIG. The mechanism such as the floating mechanism 9 that receives the force drawn into the vacuum chamber acting on the structure 20 has the same mechanism as in the first embodiment. Hereinafter, the characteristic part of the third embodiment will be mainly described.

(第3実施形態の実施例1、2)
まず、本実施形態は共に円筒状の薄い非磁性材の真空隔壁110の中に磁気結合駆動手段
である磁気螺子111を挿入し、真空隔壁110の外側には真空隔壁110に非接触で配置した結
合手段である磁気螺子用ナット112を設け、磁気螺子用ナットにより蒸発源2を移動させ
る実施例1及び2を図8及び図9を用いて説明する。
(Examples 1 and 2 of the third embodiment)
First, in the present embodiment, a magnetic screw 111 as magnetic coupling driving means is inserted into a vacuum partition 110 made of a thin cylindrical nonmagnetic material, and arranged outside the vacuum partition 110 in a non-contact manner. Embodiments 1 and 2 in which a magnetic screw nut 112 as a coupling means is provided and the evaporation source 2 is moved by the magnetic screw nut will be described with reference to FIGS.

ステンレス鋼などの非磁性材料の真空隔壁110を真空チャンバ1に穴をあけ挿入する。図
8では穴を1個所、図9では対向するチャンバ壁に1個所ずつあけている。真空隔壁110は
内部ベースプレート8上に移動機構であるリニアガイド105と並行に固定する。真空隔壁11
0内部には、真空隔壁110と並行に磁気螺子111を設け、回転可能な状態にする。真空隔壁1
10の大気側は開放され、その端部には真空隔壁110内部へ通じる穴を持ったフランジ114を
設ける。真空チャンバ1内の気密性を確保するため、フランジ114と真空チャンバ1との間
にベローズ21を設置する。磁気螺子111を回転させるモータ100は図8のように外部ベース
プレート16に設置するか、若しくは図9のようにフランジ114に固定してもどちらでも構
わない。
A vacuum partition 110 made of a nonmagnetic material such as stainless steel is drilled into the vacuum chamber 1 and inserted. In FIG. 8, one hole is made, and in FIG. 9, one hole is made in the opposite chamber wall. The vacuum partition 110 is fixed on the internal base plate 8 in parallel with the linear guide 105 as a moving mechanism. Vacuum bulkhead 11
Inside 0, a magnetic screw 111 is provided in parallel with the vacuum partition wall 110 so as to be rotatable. Vacuum bulkhead 1
The atmosphere side of 10 is opened, and a flange 114 having a hole leading to the inside of the vacuum partition 110 is provided at an end thereof. A bellows 21 is installed between the flange 114 and the vacuum chamber 1 in order to ensure airtightness in the vacuum chamber 1. The motor 100 for rotating the magnetic screw 111 may be installed on the external base plate 16 as shown in FIG. 8, or may be fixed to the flange 114 as shown in FIG.

図8のように、真空隔壁110が真空チャンバ1を貫通しない場合、真空隔壁110とかご構
造体20は紙面左方向に差圧が掛かるが、図9のように真空隔壁110が真空チャンバ1を貫通
するように設けることで、真空隔壁110に働いていた紙面横方向への力がキャンセルでき
る。真空隔壁の径が大きい場合は図9のような構成が好ましい。
図8及び図9の両者は真空隔壁110の端部では、フランジ114を真空チャンバ1の外側と
しているが、真空隔壁の長さを短縮して真空チャンバ1の内側にフランジ114を設けてもよい。この場合もベローズ21が真空チャンバの内側に入り込む形で、フランジ114と真空チ
ャンバ1の間に設ければ同じ効果が得られる。
If the vacuum partition 110 does not penetrate the vacuum chamber 1 as shown in FIG. 8, a differential pressure is applied to the vacuum partition 110 and the cage structure 20 in the left direction of the drawing. However, the vacuum partition 110 passes through the vacuum chamber 1 as shown in FIG. By providing it so as to penetrate, the force in the horizontal direction of the paper that has worked on the vacuum partition 110 can be canceled. When the diameter of the vacuum partition is large, the configuration as shown in FIG. 9 is preferable.
8 and 9, the flange 114 is provided outside the vacuum chamber 1 at the end of the vacuum partition 110. However, the flange 114 may be provided inside the vacuum chamber 1 by shortening the length of the vacuum partition. . In this case as well, the same effect can be obtained if the bellows 21 is provided between the flange 114 and the vacuum chamber 1 so as to enter the inside of the vacuum chamber.

真空隔壁110の外側には真空隔壁110に非接触で配置した磁気螺子用ナット112を設ける。磁気螺子用ナット112とリニアガイドの摺動子105b及び蒸発源2を連結する部材を設ける
ことにより、真空チャンバ1の外部に設けたモータ100を回転させ、真空隔壁を挟んで動力
を伝達し、蒸発源2を往復直進運動させることが可能となる。
A magnetic screw nut 112 disposed in a non-contact manner on the vacuum partition 110 is provided outside the vacuum partition 110. By providing a member for connecting the magnetic screw nut 112 and the linear guide slider 105b and the evaporation source 2, the motor 100 provided outside the vacuum chamber 1 is rotated, and the power is transmitted across the vacuum partition, It is possible to move the evaporation source 2 back and forth.

以上説明したように、本実施例1または2によれば、筒状の真空隔壁で磁気螺子を覆い、真空隔壁の外側に非接触で磁気螺子のナットを設けることにより、磁気螺子の回転により蒸発源を動かす際にグリースを真空チャンバ内に飛散させることを防止することができる。
また、以上説明した本実施例1または2によれば、第1及び第2実施形態に比べて、真
空チャンバ外部に配設する蒸発源2の移動駆動機構を小形化できる。
As described above, according to the first or second embodiment, the magnetic screw is covered with the cylindrical vacuum partition, and the nut of the magnetic screw is provided in a non-contact manner outside the vacuum partition, thereby evaporating by rotation of the magnetic screw. It is possible to prevent grease from splashing into the vacuum chamber when the source is moved.
Further, according to the first or second embodiment described above, the moving drive mechanism of the evaporation source 2 disposed outside the vacuum chamber can be reduced in size as compared with the first and second embodiments.

(第3実施形態の実施例3)
次に、第3実施形態の実施例3を説明する。実施例1及び2は、磁気螺子111を蒸発源2
の移動の動力伝達機構としたが、磁気螺子111を使用せずに空圧を用い簡単な機構・制御
系で蒸発源2を往復移動させる例を図10に示す。
本実施例3では真空隔壁110をシリンダとし、その中に磁気結合駆動手段であるピスト
ン117を仕込み、前記ピストン117で非接触で蒸発源2を移動させる。真空隔壁110の外部には真空隔壁110と非接触状態になるように設けられる結合手段であるリング118を設ける。このリング118とピストン117はどちらかに磁石を持ち、もう一方の部材を磁石に吸着する鉄,ニッケル,コバルトなどの材料で形成し、真空隔壁110を挟んで両者が磁力で結合するようにする。リング117はブロック119に固定され、またブロック119はリニアガイド105と蒸発源2とも接続する。
(Example 3 of the third embodiment)
Next, Example 3 of the third embodiment will be described. In the first and second embodiments, the magnetic screw 111 is connected to the evaporation source 2.
FIG. 10 shows an example in which the evaporation source 2 is reciprocated by a simple mechanism / control system using air pressure without using the magnetic screw 111.
In the third embodiment, the vacuum partition 110 is a cylinder, and a piston 117 serving as magnetic coupling driving means is charged therein, and the evaporation source 2 is moved in a non-contact manner by the piston 117. A ring 118 which is a coupling means provided to be in a non-contact state with the vacuum partition 110 is provided outside the vacuum partition 110. The ring 118 and the piston 117 have a magnet on one side, and the other member is formed of a material such as iron, nickel, or cobalt that is attracted to the magnet, and both are coupled by a magnetic force with the vacuum partition 110 interposed therebetween. . The ring 117 is fixed to the block 119, and the block 119 is also connected to the linear guide 105 and the evaporation source 2.

真空隔壁110の両端には空圧配管120を設ける。ピストン117の移動は空圧配管120への圧
空の導入・排気を制御して行う。圧空はポンプとタンクよりなる空圧源121より供給する。空圧源121の圧空は電磁弁122によって、真空隔壁110よりなるシリンダに、対して供給
・排気の制御を行う。図14では複動形の空圧回路を形成した例を示しており、真空隔壁
110に接続する片側の空圧配管に圧空を接続する時、もう片側では排気を行う。電磁弁122
と真空隔壁110よりなるシリンダへ接続するそれぞれの空圧配管120においては、ピストン
の移動速度を調整するスピードコントローラ123を設ける。このスピードコントローラ123
は排気側の空気の流れのみで効果を発揮し、空気の流れを絞って抵抗を持たせる、いわゆる排気絞りによってピストン117の移動速度を調整することで、滑らかに動かすことができる。ピストン117がストローク端に来たところで、ブロック119は、ダンパ機能を持つストッパ124と突き当たり、停止する。
Pneumatic pipes 120 are provided at both ends of the vacuum partition 110. The movement of the piston 117 is performed by controlling the introduction / exhaust of compressed air to the pneumatic piping 120. The compressed air is supplied from an air pressure source 121 including a pump and a tank. The pneumatic pressure of the pneumatic pressure source 121 is controlled by the electromagnetic valve 122 to supply / exhaust the cylinder consisting of the vacuum partition 110. FIG. 14 shows an example in which a double-acting pneumatic circuit is formed.
When connecting compressed air to the pneumatic piping on one side connected to 110, exhaust on the other side. Solenoid valve 122
In each pneumatic pipe 120 connected to the cylinder formed of the vacuum partition 110, a speed controller 123 for adjusting the moving speed of the piston is provided. This speed controller 123
Is effective only by the flow of air on the exhaust side, and can be smoothly moved by adjusting the moving speed of the piston 117 with a so-called exhaust throttle that restricts the flow of air to provide resistance. When the piston 117 comes to the stroke end, the block 119 abuts against the stopper 124 having a damper function and stops.

図10では真空隔壁110の外部にストッパ124設けた例を示すが、真空隔壁110の内部に
設けてピストン117を停止させても良い。ストローク単に来たことをセンサ125で検知し、
電磁弁を切換えて、移動方向を逆方向に動かす。センサ125は真空環境化で使用できるも
のか、真空チャンバ外部に設置して内部をモニタできるもの、真空隔壁110に設けるもの
など、いずれであっても良く、部が光学的なセンサ、静電容量型センサ、磁力センサ、リ
ミットスイッチなど検出方式は問わない。
Although FIG. 10 shows an example in which the stopper 124 is provided outside the vacuum partition 110, the piston 117 may be stopped inside the vacuum partition 110. The sensor 125 detects that the stroke has just come,
Change the direction of movement by switching the solenoid valve. The sensor 125 can be used in a vacuum environment, can be installed outside the vacuum chamber and monitored inside, or can be installed in the vacuum bulkhead 110. Any detection method such as a mold sensor, a magnetic sensor, or a limit switch may be used.

蒸発源2の速度を頻繁に変更する場合や、加減速を細かく指定する場合や、複数の停止
個所を設定するような場合では、圧空で駆動するのではなく、モータ駆動にした方が単純
化できる場合がある。その場合は、例えば、リニアモータを真空隔壁110内部に設け、ピ
ストン117をリニアモータで動かせば良い。
When changing the speed of the evaporation source 2 frequently, when accelerating / decelerating in detail, or when setting multiple stop points, it is simpler to drive by motor rather than driven by compressed air There are cases where it is possible. In that case, for example, a linear motor may be provided inside the vacuum partition 110 and the piston 117 may be moved by the linear motor.

以上説明した実施例3によれば、実施例1及び2と同様に、筒状の真空隔壁でピストン
を覆い、真空隔壁の外側に非接触でリングを設けることにより、グリースを使用すること
がないので、安定した蒸着が可能である。
また、以上説明した実施例3によれば、蒸発源の速度がほぼ一定の場合で特に有効で、機
構・制御系を単純に構成することができる。
また、本第3実施形態によれば、蒸発源の移動方法に起因する以外の効果については、
第1、第2実施形態同様な効果を奏することができる。
According to the third embodiment described above, as in the first and second embodiments, the piston is covered with a cylindrical vacuum partition and a ring is provided in a non-contact manner outside the vacuum partition, so that no grease is used. Therefore, stable vapor deposition is possible.
Further, according to the third embodiment described above, it is particularly effective when the speed of the evaporation source is substantially constant, and the mechanism / control system can be simply configured.
In addition, according to the third embodiment, for effects other than those caused by the evaporation source moving method,
The same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

上記説明した本発明の第1及び第3実施形態において、基板、マスクの姿勢、即ち蒸発
源姿勢については限定して説明をしていない。基板、マスクの姿勢としては、水平或いは
垂直があり、蒸発源を重力方向に動かす場合、水平方向(重力方向と直角方向)に動かす
場合又はそれ以外の姿勢で蒸発源を動かす場合があるが、本発明は、蒸発源を移動方向や
かご構造体の姿勢に影響なく再現できる。
In the first and third embodiments of the present invention described above, the orientation of the substrate and the mask, that is, the evaporation source orientation is not limited. There are horizontal and vertical postures of the substrate and the mask. When the evaporation source is moved in the direction of gravity, the evaporation source may be moved in the horizontal direction (perpendicular to the direction of gravity) or in other postures. The present invention can reproduce the evaporation source without affecting the moving direction and the attitude of the car structure.

以上説明した上記第1乃至第3実施形態によれば、真空チャンバの内外に跨り、大気圧
との差圧を受けない剛体で構成したかご構造体を設けたことで、かご構造体は面として大
気圧との差圧を受けることが回避でき、また、フローティング機構等によりかご構造体が
真空チャンバの内側に引き込まれようとする力受け持たせることが可能となった。この結
果、かご構造体は、真空チャンバの変形に影響を受けることなく、構成する部材のたわみ
を抑え、大幅な位置や姿勢の変化も同時におさえることができた。従って、蒸発源の移動
駆動機構成が真空排気前後で円滑な動きを保ち続けることが可能となり、信頼性あるいは
稼働率の高い真空蒸着装置を提供できる。
According to the first to third embodiments described above, the cage structure is formed as a plane by providing the cage structure that is formed of a rigid body that does not receive a differential pressure from the atmospheric pressure, straddling the inside and outside of the vacuum chamber. It is possible to avoid receiving a differential pressure from the atmospheric pressure, and it is possible to provide a force to pull the cage structure into the vacuum chamber by a floating mechanism or the like. As a result, the cage structure was not affected by the deformation of the vacuum chamber, and it was possible to suppress the deflection of the constituent members and to suppress a significant change in position and posture at the same time. Therefore, the moving drive configuration of the evaporation source can keep a smooth movement before and after evacuation, and a vacuum deposition apparatus with high reliability or high operating rate can be provided.

また、以上説明した上記第1乃至第3実施形態によれば、真空チャンバは圧力容器と剛
体としての機能を持たせなければならなかったが、真空チャンバは圧力容器としての機能
のみを持たせればよい。従って、真空排気時に真空チャンバ壁が弾性変形内でたわむことを前提できるため、従来の真空チャンバと比べて、真空チャンバの肉厚を減らし、リブなどの補強材を小形にでき、軽量化、製作コストや装置輸送コストの低減を図れた真空蒸着装置を提供できる。
Further, according to the first to third embodiments described above, the vacuum chamber has to have a function as a pressure vessel and a rigid body, but if the vacuum chamber has only a function as a pressure vessel. Good. Therefore, it can be assumed that the vacuum chamber wall bends within elastic deformation during evacuation. Therefore, compared with conventional vacuum chambers, the thickness of the vacuum chamber can be reduced, and reinforcing materials such as ribs can be made smaller, lighter and manufactured. It is possible to provide a vacuum deposition apparatus that can reduce costs and apparatus transportation costs.

さらに、以上説明した上記第1乃至第3実施形態によれば、機構の変形やミスアライメ
ントが発生しないため、蒸発源の移動で振動の発生が従来方式に比べ大幅に低減され、蒸
発源内部の液化した蒸着材料の液面がゆすられることもない。従って、蒸着材料の気化速
度が安定し、成膜レートを一定に保つことができるので、安定した蒸着プロセスが可能な
信頼性の高い真空蒸着装置を提供できる。
Furthermore, according to the first to third embodiments described above, since the mechanism is not deformed or misaligned, the generation of vibration due to the movement of the evaporation source is greatly reduced compared to the conventional method, and the inside of the evaporation source is reduced. The liquid level of the liquefied vapor deposition material is not shaken. Therefore, the vaporization rate of the vapor deposition material is stabilized and the film formation rate can be kept constant, so that a highly reliable vacuum vapor deposition apparatus capable of a stable vapor deposition process can be provided.

本発明は、大形基板を取り扱う薄膜形成工程において、真空蒸着に限らず、真空チャン
バ内部で移動機構を持つCVD装置やスパッタ装置など広く適用することが可能である。
実施例に示した有機ELディスプレイや有機EL照明に限らず、半導体、太陽電池、包装
容器などへの成膜やコーティングに応用することができる。
The present invention can be widely applied not only to vacuum deposition but also to a CVD apparatus or a sputtering apparatus having a moving mechanism inside a vacuum chamber in a thin film forming process for handling a large substrate.
The present invention is not limited to the organic EL display and organic EL illumination shown in the embodiments, and can be applied to film formation and coating on semiconductors, solar cells, packaging containers, and the like.

1…真空チャンバ 2…蒸発源 4…基板
5…マスク 8…内部ベースプレート
9…フローティング機構 10…駆動機構 11…カメラ
16…外部ベースプレート 20…かご構造体 21…ベローズ
23…支柱 24…光軸
25…基板側アライメントマーク 26…マスク側アライメントマーク
27…アライメント画像 28…基板側アライメントマーク像
29…マスク側アライメントマーク像 31…マスク開口パターン
37…画素 38…マスク開口部 40…画素電極
41…バンク 42…蒸着膜 100…モータ
101…カップリング 102…磁性流体シール 103…螺子
104…ナット 105…リニアガイド 106…固定部
107…移動プレート 108…固定プレート 109…プッシュロッド
110…真空隔壁 111…磁気螺子 112…ナット
113…軸受け 114…フランジ 115…貫通穴
117…ピストン 118…リング 119…ブロック
120…空圧配管 121…空圧源 122…電磁弁
123…スピードコントローラ 124…ストッパ 125…センサ。
1 ... Vacuum chamber 2 ... Evaporation source 4 ... Substrate
5 ... Mask 8 ... Internal base plate
9 ... Floating mechanism 10 ... Drive mechanism 11 ... Camera
16 ... External base plate 20 ... Cage structure 21 ... Bellows
23 ... post 24 ... optical axis
25… Substrate side alignment mark 26… Mask side alignment mark
27… Alignment image 28… Substrate side alignment mark image
29 ... Mask side alignment mark image 31 ... Mask opening pattern
37 ... Pixel 38 ... Mask opening 40 ... Pixel electrode
41 ... Bank 42 ... Deposited film 100 ... Motor
101 ... Coupling 102 ... Magnetic fluid seal 103 ... Screw
104 ... Nut 105 ... Linear guide 106 ... Fixing part
107 ... moving plate 108 ... fixed plate 109 ... push rod
110 ... Vacuum partition 111 ... Magnetic screw 112 ... Nut
113 ... Bearing 114 ... Flange 115 ... Through hole
117 ... Piston 118 ... Ring 119 ... Block
120 ... Pneumatic piping 121 ... Pneumatic source 122 ... Solenoid valve
123 ... Speed controller 124 ... Stopper 125 ... Sensor.

Claims (5)

蒸発源内の蒸着材料を基板に蒸着する真空チャンバを有する真空蒸着装置において、
前記蒸発源を前記基板に沿って移動させる移動機構、前記移動機構と前記蒸発源とを結合
する結合手段、前記結合手段を駆動する結合駆動手段を具備する移動手段と、前記移動手
段を駆動する前記真空チャンバの外部に設けられた駆動源と、前記移動手段と前記駆動源
の間に設けられ、前記真空チャンバの気密性を確保する気密部とを有し、前記移動機構は
ガイドレール及び前記ガイドレールを摺動する摺動子を有し、前記結合駆動手段は内部に
前記真空チャンバ外の雰囲気を有する空洞を有し前記蒸発源の移動方向に細長い非磁性体
の真空隔壁と、前記真空隔壁内に設けられ、前記結合手段と磁気的に結合し前記結合手段
を前記真空隔壁に沿って移動させる磁気結合駆動手段を有することを特徴とする真空蒸着
装置。
In a vacuum deposition apparatus having a vacuum chamber for depositing a deposition material in an evaporation source on a substrate,
A moving mechanism that moves the evaporation source along the substrate, a coupling means that couples the moving mechanism and the evaporation source, a coupling means that drives the coupling means, and a driving means that drives the coupling means A driving source provided outside the vacuum chamber; and an airtight portion provided between the moving means and the driving source to ensure airtightness of the vacuum chamber. The moving mechanism includes a guide rail and the A slider that slides on the guide rail, and the coupling driving means has a cavity having an atmosphere outside the vacuum chamber inside and is elongated in the moving direction of the evaporation source, and the vacuum partition A vacuum deposition apparatus, comprising: a magnetic coupling driving unit provided in a partition wall, wherein the coupling unit is magnetically coupled to the coupling unit and moves the coupling unit along the vacuum partition wall.
前記磁気結合駆動手段は前記真空隔壁方向に細長く、磁気を螺旋状に施した磁気螺子で
あり、前記結合手段は前記真空隔壁の外側に真空隔壁に非接触で配置した磁気螺子用ナッ
トであり、前記駆動源は前記磁気螺子を駆動することを特徴とする請求項1に記載の真空蒸着装置。
The magnetic coupling driving means is a magnetic screw that is elongated in the direction of the vacuum bulkhead and magnetized in a spiral manner, and the coupling means is a nut for a magnetic screw that is disposed outside the vacuum bulkhead in a non-contact manner with the vacuum bulkhead, The vacuum evaporation apparatus according to claim 1, wherein the driving source drives the magnetic screw.
前記真空隔壁は、前記第1基準部材に直接または間接的に固定され、一端が密閉され、
他端が前記真空チャンバ外の雰囲気に開放されていることを特徴とする請求項2に記載
の真空蒸着装置。
The vacuum partition is fixed directly or indirectly to the first reference member, and one end is sealed,
The vacuum deposition apparatus according to claim 2, wherein the other end is opened to an atmosphere outside the vacuum chamber.
前記真空隔壁の両端が開放されていることを特徴とする請求項3に記載の真空蒸着装
置。
The vacuum deposition apparatus according to claim 3, wherein both ends of the vacuum partition are open.
前記磁気結合駆動手段は前記真空隔壁内に設けたピストンであり、前記結合手段は前記
真空隔壁の外側に真空隔壁に非接触で配置したリングであり、前記ピストン、前記リング
のうち一方が磁石を持ち、他方が磁石に吸着する材料で形成されており、前記真空隔壁の
両端に空圧配管を接続し、前記空圧を制御して前記ピストンを移動させることを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の真空蒸着装置。
The magnetic coupling driving means is a piston provided in the vacuum partition, and the coupling means is a ring arranged outside the vacuum partition without contacting the vacuum partition, and one of the piston and the ring is a magnet. And the other is formed of a material that is adsorbed to the magnet, and pneumatic piping is connected to both ends of the vacuum partition, and the piston is moved by controlling the pneumatic pressure. The vacuum evaporation system according to claim 1.
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