JP2013237914A - Film deposition device and film deposition method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大型マスクを搬送する機構を必要とする装置、特に垂直姿勢でマスクを搬送し、有機EL成膜工程等において真空蒸着により成膜を行う成膜装置及び成膜方法に関する。 The present invention relates to an apparatus that requires a mechanism for transporting a large mask, and more particularly to a film forming apparatus and a film forming method for transporting a mask in a vertical posture and performing film formation by vacuum deposition in an organic EL film forming process or the like.
有機ELディスプレイは高精細、低消費電力などの特徴により、液晶パネルディスプレイに変わる新たな技術として注目されている。この有機ELディスプレイは真空蒸着によって有機EL膜をガラス基板上に成膜するが、大画面化や製造コスト低減のため、より大きなガラス基板(以下、単に基板という)への蒸着が可能な装置が求められている。また、基板の大型化に伴い、マスクも大型、高剛性が要求される。 Organic EL displays are attracting attention as a new technology that replaces liquid crystal panel displays due to features such as high definition and low power consumption. In this organic EL display, an organic EL film is formed on a glass substrate by vacuum deposition. However, an apparatus capable of vapor deposition on a larger glass substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) is required to increase the screen size and reduce the manufacturing cost. It has been demanded. In addition, with the increase in size of the substrate, the mask is also required to have a large size and high rigidity.
従来の小型基板の水平蒸着においては、マスクは成膜範囲外での水平ローラ搬送が行われ、極小型のものでは真空ロボットによる搬送が行われていた。しかし、大型基板を垂直状態で蒸着する際には、大型マスクを真空装置内での水平搬送から垂直姿勢に転換するのは現実的でないという理由から、垂直姿勢で搬送することになる。 In the conventional horizontal deposition of a small substrate, the mask is transported by a horizontal roller outside the film formation range, and in a very small mask, it is transported by a vacuum robot. However, when depositing a large substrate in a vertical state, the large mask is transported in a vertical posture because it is not practical to switch from horizontal transport in a vacuum apparatus to a vertical posture.
マスクの垂直搬送を行う場合、マスクの重量を受けるローラなどによるガイドと駆動機構をマスクの下側に設置し、マスクの上側は振れ止めとしての補助ガイドを設ける方法がある。補助ガイドとしては、マスクをローラで挟む方法(特許文献1)、VガイドあるいはVローラをマスクに設け、装置側のVローラあるいはVガイドで位置決めしながら搬送する方法(特許文献2)がある。 In the case of carrying the mask vertically, there is a method in which a guide and a driving mechanism using a roller for receiving the weight of the mask and the like are installed on the lower side of the mask, and an auxiliary guide as an anti-sway is provided on the upper side of the mask. As an auxiliary guide, there are a method in which a mask is sandwiched between rollers (Patent Document 1), and a method in which a V guide or V roller is provided on the mask and transported while positioning with the V roller or V guide on the apparatus side (Patent Document 2).
しかしながら、マスクの垂直搬送においては、マスクを上部で支持する機構からのパーティクル発生の懸念や搬送機構の複雑化といった課題が生じている。マスク上部支持機構から落下してくるパーティクルは成膜結果に影響を与え、歩留まりの低下につながる。また、機構の複雑化は成膜装置の高価格化、有機ELパネルのコスト高にもつながる。 However, in the vertical transfer of the mask, there are problems such as the concern about the generation of particles from the mechanism that supports the mask on the upper part and the complexity of the transfer mechanism. Particles falling from the mask upper support mechanism affect the film formation result, leading to a decrease in yield. Further, the complicated mechanism leads to an increase in the cost of the film forming apparatus and the cost of the organic EL panel.
特許文献1記載の方法ではマスクにローラが接触するため、パーティクルが発生する可能性が高く、カバーの設置も困難である。特許文献2記載の方法ではカバーの設置は前者に比べ容易であるが、マスクにVガイドあるいはVローラを設ける必要があり、マスク洗浄を考慮すると、機構の簡単化が望まれる。
In the method described in
本発明の第1の目的は、大型パネル製造装置において、パーティクルの影響を低減できるマスク搬入出機構を有し、高精度で成膜が可能な成膜装置又は成膜方法を提供することにある。 A first object of the present invention is to provide a film forming apparatus or a film forming method capable of forming a film with high accuracy, having a mask carry-in / out mechanism capable of reducing the influence of particles in a large panel manufacturing apparatus. .
本発明の第2の目的は、大型パネル製造装置において、機構の複雑化を抑えたマスク搬入出機構を有する成膜装置又は成膜方法を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a film forming apparatus or a film forming method having a mask carry-in / out mechanism in a large panel manufacturing apparatus that suppresses the complexity of the mechanism.
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
搬送するためにマスクの下部を保持するマスク下部固定部を備え、垂下されたアライメントベースに固定される前記マスクと、前記マスクと前記マスクに対面した基板とのアライメントを行い、蒸着材料を前記基板に蒸着する真空蒸着チャンバと、前記真空蒸着チャンバに隣接する隣接部を備え、前記マスクを前記真空蒸着チャンバに搬入出するためのマスク交換チャンバと、前記隣接部に設けられ、前記真空蒸着チャンバの真空を隔離する真空隔離手段と、前記真空隔離手段の両側に各々設けられ、前記マスクを搬送するための第1、第2の搬送レールと、前記真空隔離手段の両側に各々設けられ、前記マスク下部固定部を前記第1、第2の搬送レール上をそれぞれ移動させる第1、第2の搬送駆動部と、前記真空隔離手段の両側に各々設けられ、前記マスクの一端側を把持し移動する第1のマスク把持部と、前記第1のマスク把持部の把持動作を駆動する第1の把持部駆動部とを備える移動マスク把持部、一端を前記移動マスク把持部に支持され、前記第1のマスク把持部が移動する直動ガイド軸、および前記直動ガイド軸の他端側支持する直動ガイド軸支持部を備える第1、第2の搬入出ガイド機構と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has at least the following features.
A mask lower part holding part that holds the lower part of the mask for transport is provided, the mask fixed to the suspended alignment base is aligned with the mask and the substrate facing the mask, and the vapor deposition material is transferred to the substrate. A vacuum deposition chamber for vapor deposition, an adjacent portion adjacent to the vacuum deposition chamber, a mask exchange chamber for carrying the mask into and out of the vacuum deposition chamber, and provided in the adjacent portion, A vacuum isolating means for isolating a vacuum; first and second transport rails for transporting the mask; provided on both sides of the vacuum isolating means; respectively provided on both sides of the vacuum isolating means; Lower fixing portions are provided on both sides of the first and second transport driving units for moving the first and second transport rails, respectively, and the vacuum isolation means. A movable mask gripping portion including a first mask gripping portion that grips and moves one end side of the mask, and a first gripping portion drive portion that drives a gripping operation of the first mask gripping portion. First and second linear guide shafts supported by the moving mask gripping portion and moved by the first mask gripping portion, and linear guide shaft support portions supported at the other end of the linear motion guide shaft. A carry-in / out guide mechanism.
また、本発明は、真空蒸着チャンバで垂直に保持された基板とマスクをアライメントし、前記基板に蒸着材料を蒸着する蒸着ステップと、前記真空蒸着チャンバとマスク交換チャンバとの隣接部に設けられた真空隔離弁を開放する開放ステップと、前記真空蒸着チャンバにおいて前記マスクの上部を第1のマスク把持で把持する把持ステップと、第1の搬送駆動部で前記マスクを、前記真空蒸着チャンバに設けられた第1の搬送レール上と前記マスク交換チャンバに設けられた第2の搬送レール上とを、前記マスク交換チャンバに設けられた第2のマスク把持部で把持できる位置まで移動させる第1移動ステップと、前記第2のマスク把持部で前記マスク把持し、その後前記第1のマスク把持部の把持を開放する把持部交換ステップと、その後、第2の搬送駆動部で前記マスクを、前記第1の搬送レールと前記第2の搬送レール上とを、前記マスクが前記マスク交換チャンバ内に入るまで移動させる第2移動ステップと、を有することを特徴とする。 In addition, the present invention is provided in a deposition step for aligning a substrate and a mask held vertically in a vacuum deposition chamber and depositing a deposition material on the substrate, and adjacent to the vacuum deposition chamber and the mask exchange chamber. An opening step of opening a vacuum isolation valve; a gripping step of gripping an upper portion of the mask by a first mask gripping in the vacuum deposition chamber; and the mask is provided in the vacuum deposition chamber by a first transport driving unit. A first moving step of moving the first transfer rail and the second transfer rail provided in the mask exchange chamber to a position where the second transfer piece can be held by the second mask holding unit provided in the mask exchange chamber. And a gripper replacement step of gripping the mask with the second mask gripper and then releasing the grip of the first mask gripper, and And a second moving step of moving the mask by the second transport driving unit on the first transport rail and the second transport rail until the mask enters the mask exchange chamber. It is characterized by that.
本発明によれば、大型パネル製造装置において、パーティクルの影響を低減できるマスク搬入出機構を有し、高精度で成膜が可能な成膜装置又は成膜方法を提供できる。
また、本発明によれば、大型パネル製造装置において、機構の複雑化を抑えたマスク搬入出機構を有する成膜装置又は成膜方法を提供できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the film-forming apparatus or film-forming method which has a mask carrying in / out mechanism which can reduce the influence of a particle in a large sized panel manufacturing apparatus, and can form into a film with high precision.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a film forming apparatus or a film forming method having a mask carry-in / out mechanism that suppresses the complexity of the mechanism in a large panel manufacturing apparatus.
本発明を実施するための形態を、成膜装置として有機ELデバイス製造装置を例に図面を用いて説明する。有機ELデバイス製造装置は、単に発行材料層(EL層)を形成し電極で挟むだけの構造ではなく、陽極の上に正孔注入層や輸送層、陰極の上に電子注入層や輸送層など様々な材料が薄膜としてなる多層構造を形成する。図1はその製造装置の一例を示したものである。 An embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings, taking an organic EL device manufacturing apparatus as an example of a film forming apparatus. The organic EL device manufacturing apparatus is not simply a structure in which an issuance material layer (EL layer) is formed and sandwiched between electrodes, but a hole injection layer or transport layer on the anode, an electron injection layer or transport layer on the cathode, etc. A multilayer structure in which various materials are formed as a thin film is formed. FIG. 1 shows an example of the manufacturing apparatus.
本実施形態における有機ELデバイス製造装置100は、大別して処理対象の基板6を搬入するロードクラスタ13、基板6を処理する4つのクラスタ(A〜D)、各クラスタ間又はクラスタとロードクラスタ13あるいは次工程(封止工程)との間に設置された5つの受渡室14から構成されている。本実施形態では、基板の蒸着面を上面にして搬送し、蒸着するときに基板を立てて蒸着する。
The organic EL
ロードクラスタ13は、前後に真空を維持するためにゲート弁10を有するロードロック室13Rとロードロック室13Rから基板を受取り、旋回して受渡室14aに基板6を搬入する搬送ロボット15Rからなる。各ロードロック室13R及び各受渡室14は前後にゲート弁10を有し、当該ゲート弁10の開閉を制御し真空を維持しながらロードクラスタ13あるいは次のクラスタ等へ基板を受渡する。
The
各クラスタ(A〜D)は、一台の搬送ロボット15を有する搬送チャンバ2と、搬送ロボット15から基板を受取り、所定の処理をする図面上で上下に配置された2つの処理チャンバ1(第1の添え字a〜dはクラスタを示し、第2の添え字u、dは上側下側を示す)を有する。搬送チャンバ2と処理チャンバ1の間にはゲート弁10を設けている。
Each cluster (A to D) includes a
図1の引出し図に示すように、本実施形態では蒸着処理する処理チャンバ1に隣接して、その隣接部に真空隔離弁、例えばゲート弁10Bを介してマスク交換チャンバ5を設けている。マスク交換チャンバ5は少なくともマスク交換時に処理チャンバ1と同じ真空度を維持できるチャンバである。例えば、図1の引出し図に示す、マスク交換チャンバ5bdは、真空蒸着チャンバ1adのLラインと真空蒸着チャンバ1bdのRラインのマスク81の交換を担当する。
As shown in the drawing of FIG. 1, in the present embodiment, a
処理チャンバ1の構成は処理内容によって異なるが、蒸着材料である発光材料を真空中で蒸着しEL層を形成する真空蒸着チャンバ1buを例にとって説明する。図2は、搬送チャンバ2bと真空蒸着チャンバ1buの構成の模式図と動作説明図である。図2における搬送ロボット15は、全体を上下に移動可能(矢印153参照)で、左右に旋回可能なリンク構造のアーム151を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド152を有する。
Although the configuration of the
本実施形態の処理の基本的な考え方は、図2に示すように、1台の真空蒸着チャンバに処理ラインを2つ設け、一方のライン(例えばRライン)で蒸着している間に、他方のLラインでは基板を搬出入し、基板6とマスク81とのアライメントをして蒸着する準備を完了させることである。この処理を交互に行なうことによって、基板に蒸着させずに無駄に蒸発している時間を減少させることができる。
As shown in FIG. 2, the basic concept of the processing of the present embodiment is that two processing lines are provided in one vacuum deposition chamber, while one of the lines (for example, R line) is deposited, the other In the L line, the substrate is carried in and out, the
上記を実現するために、真空蒸着チャンバ1buは、基板6とマスクの位置合せを行い、基板6の必要な部分に蒸着させるアライメント部8と、搬送ロボット15と基板の受渡しを行い、蒸着部7へ基板6を移動させる処理受渡部9とを右側Rラインと左側Lラインとに2系統設け、その2系統のライン間を移動し、発光材料を蒸発させて基板6に蒸着させる蒸着部7を有している。
In order to realize the above, the vacuum deposition chamber 1bu aligns the
そこで、まず、処理受渡部9を説明する。処理受渡部9は、搬送ロボット15の櫛歯状ハンド152と干渉することなく基板6を受渡し可能で、基板6を固定する手段94を有する櫛歯状ハンド91と、前記櫛歯状ハンド91を旋回させて基板6を直立させアライメント部8に移動させるハンド旋回駆動手段92を有する。基板6を固定する手段94としては、真空中であることを考慮して静電吸着や機械的クランプ等の手段を用いる。
First, the
蒸着部7は、蒸発源71をレール上に沿って上下方向に移動させる上下駆動手段76、蒸発源71をレール75上に沿って左右のアライメント部間を移動する左右駆動ベース78を有する。蒸発源71は内部に蒸着材料である発光材料を有し、前記蒸着材料を加熱制御(図示せず)することによって安定した蒸発速度が得られ、図2の引出し図に示すように、蒸発源71に並んだ複数の穴73から噴射する構造となっている。必要によっては、蒸着膜の特性を向上させるために添加剤も同時に加熱して蒸着する。この場合、蒸発源と一対若しくは複数の蒸発源と上下に平行に並べて蒸着する。
The
アライメント部の一実施形態を図3に示す。真空チャンバの壁やゲート弁を省略している。アライメント部8は、マスク81、マスク81を固定するアライメントベース82、アライメントを行なうためにアライメントベースを移動させるアアライメント駆動部83とアライメント従動部84、アライメントマークを検出するアライメント光学系85、マスクを、後述するマスク交換チャンバ5へ移動させる処理搬入出駆動機構86及び、これらを制御しデータ処理する図1に示す制御装置20(図1参照)を有する。
One embodiment of the alignment unit is shown in FIG. The wall of the vacuum chamber and the gate valve are omitted. The
次に、本実施形態におけるアライメント方法を簡単に説明する前に、図4に示す本実施形態で用いるマスク81の一例を説明する。マスク81は大別してマスク部81Mとマスク部を支持するフレーム81Fからなる。引出し図に示すように、マスク部81Mには基板6に蒸着する部分に対応した箇所に開口部81hを有する。本例では赤(R)、緑(G)、青(B)の発光材料を蒸着するマスクのうち赤に対応する開口部を示している。マスクの寸法は基板の大型化に伴い2000mm×2000mmにもなり、その重量も300kg超にも及ぶ。その窓の大きさは色によって異なるが平均して幅30μm、高さ150μm程度である。マスク81Mの厚さは50μm程度であり、今後さらに薄くなる傾向がある。また、マスク部と基板にはそれぞれ対応した位置にアライメントマーク81m、6mが複数設けられている。両者のアライメントマークが所定の位置関係になるように、基板またはマスクを動かしアライメントする。以下の説明する実施形態ではマスクを動かしてアライメントする例である。
Next, an example of the
以下、本実施形態におけるアライメント方法を簡単に説明する。アライメントベース82は、その四隅近くであって、上部に2ヶ所81a、81b、その2ヶ所のそれぞれの下に設けられた81c、81dの計4ヶ所の回転支持部により回転可能に支持されている。
Hereinafter, the alignment method in the present embodiment will be briefly described. The
図3に示す4箇所に設けられたアライメント光学系85により基板中心における基板6とマスク81の位置ズレ(ΔX、ΔZ、θ)を検出する。この結果に基づいて、アライメントベース82上部に設けた回転支持部81bを示すX方向、Z方向に、同じく上部に設けた回転支持部81aをZ方向に移動させて、前記位置ズレを解消しアライメントする。このとき、アライメントベース82の上記移動にともない、回転支持部81aはX方向に、アライメントベース82下部に設けた回転支持部81c、81dはX及びZ方向に従動的に移動する。回転支持部81bの駆動は、真空蒸着チャンバ1buの上部壁1T上に設けられた駆動モータを有するアライメント駆動部83R、回転支持部81aの駆動及び受動はアライメント駆動部83L、及び回転支持部81c、81dの従動は真空蒸着チャンバ1buの下部壁1Y下に設けられたアライメント従動部84R、84Lで行なう。
The positional deviations (ΔX, ΔZ, θ) between the
アライメントのための機構部83は、シール部を介して大気側に、具体的には真空蒸着チャンバ1buの上部壁1T上、あるいは下部壁IY下に設けている。また、真空蒸着チャンバ1bu内に設けなければならないアライメント光学系85のカメラ及び光源等は、大気部から真空側に突き出た凸部を設けて、その中に設けられている。
この結果、真空蒸着に悪影響を及ぼす粉塵等を真空内に持ち込まないようしており、また、このことによって保守性も向上できる。
なお、87、88は、以下説明するマスク搬入出機構30の構成要素である。
The
As a result, dust or the like that adversely affects vacuum deposition is prevented from being brought into the vacuum, and this also improves maintainability.
In addition, 87 and 88 are components of the mask carry-in / out
次に、真空蒸着チャンバである処理チャンバ1とマスク交換チャンバ5との間を、マスク81を搬入出する本実施形態であるマスク搬入出機構30の概略構成とマスク搬入出の動作概念を、図5を用いて説明する。図5においては紛らわしさを避けるため、マスク搬入出搬送機構以外の部分は省略している。なお、動かない部分は常に実線で示している。
Next, a schematic configuration of the mask loading /
まず、マスク搬入出機構30の概略構成を説明する。マスク搬入出送機構は、処理チャンバ1に設けられた処理マスク搬入出機構31と、マスク交換チャンバ5に設けられた交換マスク搬入出機構32とを有する。処理マスク搬入出機構31と交換マスク搬入出機構32とは、若干の複数の相違点を除いて同一構造を有するので、まず、処理マスク搬入出機構31を説明する。
First, a schematic configuration of the mask carry-in / out
処理マスク搬入出機構31は、マスク81の上部に設けられたマスク搬入出をガイドする処理搬入出ガイド機構80と、マスク81の下部に設けられたマスク搬入出の際にマスク81を移動させる処理搬入出駆動機構86を有する。
The processing mask loading /
処理搬入出ガイド機構80は、アライメントベース82に固定され、マスク81の上部両端側を把持可能な一対の処理マスク把持部87、88を有する。一方の処理マスク把持部87は、マスク81を把持し、移動可能で左右に開閉可能な一種のクランプである処理マスク把持部87hを有する処理移動マスク把持部である。他方のマスク把持部88は、マスク81を把持し、移動せず開閉可能なマスク把持部88hを有する処理固定マスク把持部である。
また、処理搬入出ガイド機構80は、処理移動マスク把持部87と処理固定マスク把持部88とに接続され、マスク把持部87hが移動する2本の直動ガイド軸89を有する。
The process carry-in / out
Further, the process carry-in / out
処理搬入出駆動機構86は、アライメントベース82に固定された搬送レール82r上を、マスク81をアライメントベース82に沿って移動させ、マスク81を把持している処理マスク把持部87hを移動させる後述する機構を有する。
The processing carry-in / out driving
一方、交換マスク搬入出機構50は、処理搬入出ガイド機構80と処理搬入出駆動機構86とに対して、ゲート弁10Bの開口部10kを中心に面対称に設けられた交換搬入出ガイド機構50と交換搬入出駆動機構56とを有する。即ち、交換搬入出ガイド機構50は、交換移動マスク把持部57が開口部10kを挟んで遠い位置に、交換固定マスク把持部58が、開口部10kを挟んで近い位置に交換移動マスク把持部57が設けられている。また、交換マスク搬入出機構50は、処理搬入出ガイド機構80と同様に2本の直動ガイド軸59を有する。
さらに、また、交換搬入出ガイド機構50、交換搬入出駆動機構56及び搬送レール52rは、アライメントベース82と同形状を有するセットベース52に固定されている。
On the other hand, the exchange mask carry-in / out
Furthermore, the exchange carry-in / out
上記説明では、交換搬入出ガイド機構50を処理搬入出ガイド機構80と面対称に設けたが、処理搬入出ガイド機構80を右にシフトした状態に設けてもよい。また、交換搬入出駆動機構56も、必ずしも処理搬入出駆動機構86と面対称である必要がなく、図9で説明するように所定の条件を満足するように設ければよい。
In the above description, the exchange carry-in / out
次に、上述したマスク搬入出機構30によるマスク81の搬入出動作を図6を用いて説明する。図5は、左側の処理チャンバ1から右側のマスク交換チャンバ5へ搬出する状態推移を示している。実線は処理チャンバ1で搬送を開始した状態を、破線は開口部10kを跨いだ状態を、一点鎖線はマスク交換チャンバ5へ搬出が完了する少し前の状態を示す。
Next, the loading / unloading operation of the
まず、処理チャンバ1の真空度を維持するために、マスク交換チャンバ5を所定の真空状態にし、その後ゲート弁10Bを開く(S1)。処理移動マスク把持部87と処理固定マスク把持部88は、蒸着時にアライメントベース82に固定するためにマスク81を把持しているので、S1後時又はS1と併行して、処理固定マスク把持部88の把持を開放する(S2)。また同時に、マスク交換チャンバ5の交換移動マスク把持部57と交換固定マスク把持部58も開放する又は開放状態を確認し、交換移動マスク把持部57を交換固定マスク把持部58側に移動する(S3)。
First, in order to maintain the degree of vacuum in the
次に、処理搬入出駆動機構86を駆動し、交換移動マスク把持部57がマスク81を把持できる位置までマスク81を移動し、図5で破線で示した状態にする(S4)。そして、マスク81の駆動を交換搬入出駆動機構56に移行させるために、処理移動マスク把持部87の把持を解除すると共に、交換移動マスク把持部57でマスク81を把持する(S5)。その後、交換搬入出駆動機構56を駆動し、マスク81を一点鎖線に示す状態よりさらに右に移動させ、マスク交換チャンバ5に完全に搬出し、ゲート弁10Bを閉じる(S6)。その後、交換固定マスク把持部58でマスク81を把持する(S7)。S8の動作が、交換固定マスク把持部58の真空度を維持して行うことができれば、ゲート弁10Bを閉じる必要がない。
Next, the processing carry-in / out driving
次に、何らかの方法で、当該マスク81と新たなマスクと交換する(S8)。S1からS6の動作において、処理チャンバ1とマスク交換チャンバ5の立場を入れ替えて、新たなマスクを処理チャンバに搬入する(S9)。
Next, the
以上説明した本実施形態のマスク搬入出機構30によれば、マスク上部側の保持を一種のクランプである処理マスク把持部87で行うことによって、パーティクルの発生を抑えることができる。マスク上方からのパーティクルはガイドのみの為、従来のカバー取り付けによって対応可能である。この結果、高精度で成膜が可能な成膜装置又は成膜方法を提供できる。
According to the mask carry-in / out
また、以上説明した本実施形態のマスク搬入出機構30によれば、処理搬入出ガイド機構80及び交換搬入出ガイド機構50で出搬入時のマスク81の振れを防止し、搬送レール52r、82rでマスク81を支えることによって、確実に、処理チャンバ1と交換チャンバ5との間でマスク81を搬入出できる。
さらに、以上説明した本実施形態のマスク搬入出機構によれば、マスク81を処理チャンバ1に搬入した状態が、即アライメントベース82に固定された状態になり、マスク81を改めてマスク81をアライメントベースに固定する機構が不要である。その結果、機構の複雑化を抑えたマスク搬入出機構を有する成膜装置又は成膜方法を提供できる。
Further, according to the mask carry-in / out
Furthermore, according to the mask carry-in / out mechanism of the present embodiment described above, the state in which the
次に、処理搬入出ガイド機構80及び交換搬入出ガイド機構50のより詳細な構成を説明する。なお、両機構は、共に対称性以外は同一構成を有するので、処理搬入出ガイド機構80を代表して説明する。
Next, more detailed configurations of the processing carry-in / out
図7は、図5に示す処理チャンバ1における処理搬入出ガイド機構80をより詳細に示した図である。図8は、図7に示すマスク把持部87hの開閉動作を伝達する処理開閉伝達部87gの構成を示す図である。
FIG. 7 is a view showing the processing carry-in / out
まず、処理搬入出ガイド機構80を構成する処理移動マスク把持部87を説明する。処理移動マスク把持部87は、開閉可能でマスク81を把持する処理マスク把持部87hと、把持体87hbを駆動する駆動手段を内蔵した処理開閉駆動部87dと、駆動手段の回転を前記一対の把持体に伝達する処理開閉伝達部87gとを有する。処理マスク把持部87hは、一対の把持体87Lh、87Rhを有し、その対向面には、真空中で使用可能な粘着性ゴム又は樹脂87hhを有している。処理開閉駆動部87dは、駆動手段として、例えばモータ87dmを有し、アライメントベース82に固定されている。
2本の直動ガイド軸89(89d、89g)のうち一方の直動ガイド軸89dは、モータ87dmの回転軸に直結支持している。直動ガイド軸89dと直動ガイドを構成する直動ベアリング89dbは、直動ガイド軸89dに対して周方向の回転がロックされた状態で、処理開閉伝達部87gに回転可能に取付られている。
他方の直動ガイド軸89gは、処理開閉駆動部87dに固定支持されている。直動ガイド軸89gと直動ガイドを構成する直動ベアリング89gbは、把持体87Lhの回転軸を支持するように、処理開閉伝達部87gに固定されている。
First, the process movement
Of the two linear motion guide shafts 89 (89d, 89g), one linear
The other linear
処理開閉伝達部87gは、図8に示すように、4個の歯車を有する。
駆動軸歯車87gdは、直動ベアリング89dbに固定されている。従って、モータ87dmの回転に伴い、直動ガイド軸89d、直動ベアリング89db及び駆動軸歯車87gdは、一体に回転し、処理移動マスク把持部87が移動しても、把持姿勢は維持できる。
左駆動軸歯車87gLは、駆動軸歯車87gdと契合し、その回転によって図面上左側の把持体87Lhを矢印L方向に回転する。右駆動軸歯車87gRは、回転方向調整歯車87gmを介して駆動軸歯車87gdと契合し、その回転によって図面上右側の把持体87Rhを矢印R方向に回転する。
The process opening /
The drive shaft gear 87gd is fixed to the linear motion bearing 89db. Accordingly, as the motor 87dm rotates, the linear
The left drive shaft gear 87gL engages with the drive shaft gear 87gd and rotates the gripping body 87Lh on the left side in the drawing in the direction of the arrow L by the rotation. The right drive shaft gear 87gR engages with the drive shaft gear 87gd via the rotation direction adjusting gear 87gm, and the rotation rotates the grip body 87Rh on the right side in the drawing in the direction of the rotation.
上述した処理移動マスク把持部87は、モータ87dmを駆動することによって、一対の把持体87Lh、87Rhでマスク81をしっかりと把持できる。そして、処理移動マスク把持部87は、マスク81を把持した状態で、処理マスク把持部87hと処理開閉伝達部87gとを一体にして、2本の直動ガイド軸89d、89g上を移動させることができる。
The processing movement
一方、処理固定マスク把持部88は、基本的には処理移動マスク把持部87と同一構造を有するが、違う点は次の3点である。
第1に、処理開閉伝達部88gは、処理開閉駆動部88dに固定されている。従って、処理マスク把持部88hは移動しない。
第2に、直動ガイド軸89dは、処理開閉駆動部88dに内蔵されたモータ88dmの駆動軸に接続されていなく、処理開閉伝達部88gに固定されたベアリング89daに回転可能に支持されている。
第3に、駆動軸歯車88gdの回転軸は、モータ88dmの駆動軸に接続されている。
On the other hand, the processing fixed
First, the process opening /
Secondly, the linear
Third, the rotation shaft of the drive shaft gear 88gd is connected to the drive shaft of the motor 88dm.
上述した処理固定マスク把持部88では、処理マスク把持部87hと処理開閉伝達部87gを移動させることなく、モータ87dmを駆動することによって、単にマスク81を把持又は解除させることができる。
In the processing fixed
その結果、処理固定マスク把持部88は、基板6に蒸着するときは、処理移動マスク把持部87と共に、マスク81を把持し、マスク81の交換時には、マスク81の把持を解除し、マスク81の搬入出を可能にすることができる。
As a result, the process fixed
なお、マスク交換チャンバ5では、処理する必要がないので、交換搬入出ガイド機構50の交換固定マスク把持部57は、処理固定マスク把持部88のように必ずしも把持機能を有する必要がない。従って、その場合は、交換固定マスク把持部57は、2本の直動ガイド軸89d、89gを回転可能に支持する機構、直動ガイド軸支持部であればよい。
In addition, since it is not necessary to perform processing in the
また、基板蒸着時にマスク81を保持する機能を、処理搬入出ガイド機構80に求めなければ、処理固定マスク把持部88も把持機能を有する必要がなく、前述した直動ガイド軸支持部であればよい。その場合は、処理搬入出ガイド機構80を、真空蒸着チャンバ内の他の構造部に固定してもよいし、また、真空蒸着チャンバ内に、マスク81の上部側を保持するマスク上部側固定手段を設ける必要がある。マスク上部側固定手段としては、他のクランプ装置や電磁石を用いる手段等が考えられる。
Further, if the processing carry-in / out
さらに、上記説明では、直動ガイド軸と直動ベアリングとして、所謂リニアガイドを用いたがボールスプラインでもよい。 Further, in the above description, a so-called linear guide is used as the linear motion guide shaft and the linear motion bearing, but a ball spline may be used.
以上説明した実施形態によれば、把持体に真空内で使用可能なゴム、または樹脂を使用することでパーティクルの発生を抑えることができる。その結果、高精度で成膜が可能な成膜装置又は成膜方法を提供できる。
また、以上説明した実施形態によれば、把持体に真空内で使用可能なゴム、または樹脂を使用することで、確実にマスク81を把持することができる。
According to the embodiment described above, generation of particles can be suppressed by using rubber or resin that can be used in a vacuum for the gripping body. As a result, a film forming apparatus or a film forming method capable of forming a film with high accuracy can be provided.
Moreover, according to embodiment described above, the
次に、処理搬出駆動機構86及び交換搬入出駆動機構56のより詳細な構成及び動作を図9を用いて説明する。
Next, more detailed configurations and operations of the processing carry-out
図1の引出し図に示すように、本実施形態では蒸着処理する処理チャンバ1に隣接してゲート弁10Bを介してマスク交換チャンバ5を設けている。マスク交換チャンバ5は少なくともマスク交換時に処理チャンバ1と同じ真空度を維持できるチャンバである。以下の説明では、図1の引出し図に示す、真空蒸着チャンバ1adのLラインと真空蒸着チャンバ1bdのRラインのマスク81の交換を担当するマスク交換チャンバ5bdを例にとって説明する。
なお、真空蒸着チャンバ1adと真空蒸着チャンバ1bdのL、Rラインの呼び方は、図2に示す真空蒸着チャンバ1buのラインの呼び方とは上下反対になるので図上では逆になる。
As shown in the drawing of FIG. 1, in this embodiment, a
Note that the L and R lines of the vacuum vapor deposition chamber 1ad and the vacuum vapor deposition chamber 1bd are opposite to each other in the figure because they are opposite to those of the vacuum vapor deposition chamber 1bu shown in FIG.
ゲート弁10bの両側には、処理搬出駆動機構86及び交換搬入出駆動機構56がある。各搬出駆動機構は、基本的には同じ構造を有しているので、図9においては煩雑さを避けるために符号を両機構に分散して記している。
On both sides of the gate valve 10b, there are a process carry-out
両搬出駆動機構(56、86)は、マスク搬送駆動手段(交換搬送駆動部:56B、処理搬送駆動部:86B)と、マスク下部に設けられたマスク81を搬送する複数のローラで形成あれた搬送レール(52r、82r)と、マスク下部に設けられ、マスクを載置固定して一体になって移動するマスク下部固定部81kとを有する
マスク下部固定部81kは、その底部側に、後述するピニオン(小歯車:56g、86g)が噛み合うラック81rを有する。二つのマスク搬送部の駆動歯車であるピニオンの間隔はマスク81の横長LSより短い間隔LDになるように配置されている。従って、LS>LDであるから、少なくとも一方のピニオンがラック81rと噛み合うので、前記2つのピニオンを協調して制御することでマスクを前後進させることができる。
また、マスク下部固定部81kは、引出し図に示すように、ラック側とは反対側のベースにピニオンと協調してマスク81を挟みながら搬送させる複数のローラ56drが設けられている。さらに、前記マスク下部固定部81kには、マスク81を前記マスク下部固定部81kに着脱可能に且つ確実に固定するために、マスク下部に設けた三角錐状の突起物が納まる三角錐状の凹部(図示せず)が複数設けてある。
Both carry-out drive mechanisms (56, 86) were formed by mask transport drive means (exchange transport drive unit: 56B, processing transport drive unit: 86B) and a plurality of rollers that transport the
In addition, as shown in the drawing, the mask
搬送レール(52r、82r)は、ラック81rがあってもマスクをスムーズに搬送できるように、引出し図に示すようにH型の形状を有する。また、前記搬送レール82r、52rは、真空蒸着に悪影響を及ぼすガスを低減するために、ローグリースベアリングを使用している。
The conveyance rails (52r, 82r) have an H shape as shown in the drawing so that the mask can be smoothly conveyed even if the
処理搬送駆動部86Bは、図9に示すように、大気側であるチャンバ1の下部壁1Y下に設けたチャンバ搬送駆動モータ86m、マスク81のラック81rに噛み合うピニオン86g及び真空シールするシール部86sを有する。また、処理搬送駆動部86Bは、回転軸を90度変換するための2つの傘歯車86k1,86k2、歯車支持体86h及び真空シールするシール部86sを有する。
上記実施形態では、搬送レール52r、82rとしてローラ状のものを用いたが、直動ガイドレールを用いてよい。
As shown in FIG. 9, the process
In the above embodiment, roller-shaped rails are used as the
上記実施形態では処理チャンバ搬送駆動部86Bのシール部86sを搬送駆動モータ86mと傘歯車86k1の間に設けたが、処理チャンバ1の下壁1Yから突出た筒状体に傘歯車収納部を設け、傘歯車収納部とピニオンの間に真空シール例えば磁性流体シールを設けてもよい。この場合は、その機構の多くが、アライメント機構部83と同様にシール部を介して大気側に設けられており、真空蒸着に悪影響及ぼす粉塵等を真空内に持ち込まないようにできる。
交換搬入出駆動機構56も処理搬出駆動機構86と同様な構成を有している。
In the above embodiment, the seal portion 86s of the processing chamber
The exchange carry-in / out
マスク81がアライメントベース82の所望の位置にセットされたかどうかは、本実施形態では、アライメント光学系85を利用する。図4に示すようにアライメントは基板6及びマスク81に設けたアライメントマーク6m、81mが重なるように制御する。そこで、両アライメントマーク6m、81mがアライメント光学系85のカメラに共に撮像されればセットされたと判断する。勿論、マスク上部固定部82uの端部にスイッチ等のセンサを設けてもよい。
In this embodiment, the alignment
本実施形態によれば、真空蒸着チャンバなどの処理チャンバ1とマスク交換チャンバ5に間にあるゲート弁10Bの両側に、マスクに保持するマスク下部固定部をローラで支持する簡単な機構で、確実にマスクを移動でき、搬入後、ゲート弁10Bを閉じることで真空蒸着チャンバなどの処理チャンバ1をマスク交換チャンバ5から完全に分離できる。
According to the present embodiment, a simple mechanism for supporting the mask lower fixing portion held by the mask with the rollers on both sides of the
1:処理チャンバ(真空蒸着チャンバ) 2:搬送チャンバ
5:マスク交換チャンバ 6:基板
7:蒸着部 8:アライメント部
10、10B:ゲート弁 20:制御装置
30:マスク搬入出機構 31:処理マスク搬入出機構
32:交換マスク搬入出機構 50:交換搬入出ガイド機構
52:セットベース 52r:搬送レール
56:交換搬入出駆動機構 56B:交換搬送駆動部
57:交換移動マスク把持部 57d、58d:交換開閉駆動部
57h、58h:交換マスク把持部 57g、58g:交換開閉伝達部
58:交換固定マスク把持部 59:直動ガイド軸
71:蒸着源 80:処理搬入出ガイド機構
81:マスク 81k:マスク下部固定部
82:アライメントベース 82r:搬送レール
86:処理搬入出駆動機構 86B:処理搬送駆動部
87:処理移動マスク把持部 87hh:粘着性ゴム又は樹脂
87d、88d:処理開閉駆動部 87h、88h:処理マスク把持部
87g、88g:処理開閉伝達部 88:処理固定マスク把持部
89:直動ガイド軸 100:有機ELデバイス製造装置
1: Processing chamber (vacuum deposition chamber) 2: Transfer chamber 5: Mask exchange chamber 6: Substrate 7: Deposition unit 8:
32: Replacement mask loading / unloading mechanism 50: Replacement loading / unloading guide mechanism 52:
Claims (10)
前記マスクと前記マスクに対面した基板とのアライメントを行い、蒸着材料を前記基板に蒸着する真空蒸着チャンバと、
前記真空蒸着チャンバに隣接する隣接部を備え、前記マスクを前記真空蒸着チャンバに搬入出するためのマスク交換チャンバと、
前記隣接部に設けられ、前記真空蒸着チャンバの真空を隔離する真空隔離手段と、
前記真空隔離手段の両側に各々設けられ、前記マスクを搬送するための第1、第2の搬送レールと、
前記真空隔離手段の両側に各々設けられ、前記マスク下部固定部を前記第1、第2の搬送レール上をそれぞれ移動させる第1、第2の搬送駆動部と、
前記真空隔離手段の両側に各々設けられ、前記マスクの一端側を把持し移動する第1のマスク把持部と、前記第1のマスク把持部の把持動作を駆動する第1の把持部駆動部とを備える移動マスク把持部、一端を前記移動マスク把持部に支持され、前記第1のマスク把持部が移動する直動ガイド軸、および前記直動ガイド軸の他端側支持する直動ガイド軸支持部を備える第1、第2の搬入出ガイド機構と、
を有することを特徴とする成膜装置。 A mask lower part fixing part for holding the lower part of the mask for transport, and the mask fixed to the suspended alignment base;
A vacuum deposition chamber for performing alignment between the mask and the substrate facing the mask, and depositing a deposition material on the substrate;
A mask exchange chamber comprising an adjacent portion adjacent to the vacuum deposition chamber, and a mask exchange chamber for carrying the mask into and out of the vacuum deposition chamber;
A vacuum isolating means provided in the adjacent portion for isolating the vacuum of the vacuum deposition chamber;
First and second transport rails respectively provided on both sides of the vacuum isolation means for transporting the mask;
First and second transport driving portions respectively provided on both sides of the vacuum isolation means for moving the mask lower fixing portion on the first and second transport rails;
A first mask gripping part that is provided on both sides of the vacuum isolation means and grips and moves one end of the mask; and a first gripping part drive part that drives a gripping operation of the first mask gripping part; A moving mask gripping portion, a linear motion guide shaft supported at one end by the moving mask gripping portion and moved by the first mask gripping portion, and a linear motion guide shaft support supported at the other end side of the linear motion guide shaft First and second loading / unloading guide mechanisms comprising a portion;
A film forming apparatus comprising:
前記第1の搬入出ガイド機構は、前記前記移動マスク把持部及び前記直動ガイド軸支持部を介して前記アライメントベースに固定され、
前記第2の搬入出ガイド機構は、前記前記移動マスク把持部及び前記直動ガイド軸支持部を介して、前記マスク交換チャンバに設けられた前記アライメントベースに対応するセットベースに固定されていることを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 1,
The first carry-in / out guide mechanism is fixed to the alignment base via the moving mask gripping part and the linear motion guide shaft support part,
The second carry-in / out guide mechanism is fixed to a set base corresponding to the alignment base provided in the mask exchange chamber via the movable mask gripping part and the linear guide shaft support part. A film forming apparatus characterized by the above.
前記第1の搬入出ガイド機構は、前記前記移動マスク把持部及び前記直動ガイド軸支持部を介して前記真空蒸着チャンバの構造部に固定され、
前記真空蒸着チャンバに前記アライメントベースに前記マスクを固定するマスク上部側固定手段を有することを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 1,
The first carry-in / out guide mechanism is fixed to the structure of the vacuum deposition chamber via the moving mask gripping part and the linear guide shaft support part,
A film forming apparatus comprising mask upper side fixing means for fixing the mask to the alignment base in the vacuum deposition chamber.
前記直動ガイド軸支持部は、前記マスクの他端側を把持する第2のマスク把持部と、前記第2のマスク把持部の把持動作を駆動する第2の把持部駆動部とを備え、
前記第2のマスク把持部を固定し、前記直動ガイド軸の他端側支持する固定マスク把持部であることを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus in any one of Claims 1 thru | or 3,
The linear motion guide shaft support portion includes a second mask gripping portion that grips the other end side of the mask, and a second gripping portion drive portion that drives a gripping operation of the second mask gripping portion,
A film forming apparatus, comprising: a fixed mask holding portion that fixes the second mask holding portion and supports the other end side of the linear guide shaft.
前記第1のマスク把持部及び前記第2の把持部の前記マスクを把持する把持部分に、ゴム又は樹脂を設けたことを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus in any one of Claims 1 thru | or 4,
A film forming apparatus, wherein rubber or resin is provided on a gripping portion for gripping the mask of the first mask gripping portion and the second gripping portion.
前記直動駆動軸は第1及び第2の直動駆動軸を備え、
前記第1の把持部駆動部は、前記第1の直動駆動を周方向の回転をロックする直動ベアリングを備え、前記第1の把持部駆動部の回転駆動軸は、前記第1の直動駆動軸に接続されており、
前記第1のマスク把持部は2つの把持体が回転開閉動作するクランプであり、前記2つの把持体のうち一片の把持体の回転軸が前記第2の直動ガイド軸を周方向に回転可能に移動し、
前記移動マスク把持部は、前記回転駆動軸の回転を2つの前記把持体の開閉動作に伝達する開閉伝達部を有することを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus in any one of Claims 1 thru | or 5,
The linear motion drive shaft includes first and second linear motion drive shafts;
The first gripper drive unit includes a linear motion bearing that locks the rotation of the first linear motion drive in the circumferential direction, and the rotational drive shaft of the first gripper drive unit is configured to move the first linear drive. Connected to the dynamic drive shaft,
The first mask gripping part is a clamp in which two gripping bodies rotate and open and close, and the rotation axis of one gripping body of the two gripping bodies can rotate the second linear motion guide shaft in the circumferential direction. Go to
The film forming apparatus, wherein the moving mask gripping unit includes an opening / closing transmission unit that transmits the rotation of the rotation drive shaft to the opening / closing operation of the two gripping bodies.
前記直動ガイド軸と前記直動ベリングは、ボールスプラインで構成されること特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 6.
The film forming apparatus, wherein the linear motion guide shaft and the linear motion belling are configured by ball splines.
前記真空蒸着チャンバとマスク交換チャンバとの隣接部に設けられた真空隔離弁を開放する開放ステップと、
前記真空蒸着チャンバにおいて前記マスクの上部を第1のマスク把持で把持する把持ステップと、
第1の搬送駆動部で前記マスクを、前記真空蒸着チャンバに設けられた第1の搬送レール上と前記マスク交換チャンバに設けられた第2の搬送レール上とを、前記マスク交換チャンバに設けられた第2のマスク把持部で把持できる位置まで移動させる第1移動ステップと、
前記第2のマスク把持部で前記マスク把持し、その後前記第1のマスク把持部の把持を開放する把持部交換ステップと、
その後、第2の搬送駆動部で前記マスクを、前記第1の搬送レールと前記第2の搬送レール上とを、前記マスクが前記マスク交換チャンバ内に入るまで移動させる第2移動ステップと、
を有することを特徴とする成膜方法。 A deposition step of aligning a substrate and a mask held vertically in a vacuum deposition chamber and depositing a deposition material on the substrate;
An opening step of opening a vacuum isolation valve provided adjacent to the vacuum deposition chamber and the mask exchange chamber;
A gripping step of gripping an upper portion of the mask by a first mask gripping in the vacuum deposition chamber;
In the mask exchange chamber, the mask is provided by the first transfer driving unit on the first transfer rail provided in the vacuum deposition chamber and on the second transfer rail provided in the mask exchange chamber. A first movement step for moving to a position that can be gripped by the second mask gripping portion;
A gripper replacement step of gripping the mask with the second mask gripper and then releasing the grip of the first mask gripper;
Then, a second moving step of moving the mask by the second transport driving unit on the first transport rail and the second transport rail until the mask enters the mask exchange chamber;
A film forming method comprising:
前記第1のマスク把持部及び前記第2のマスク把持部は、前記マスクの上部両端側をそれぞれ把持する2つの把持部を有することを特徴とする成膜方法。 The film forming method according to claim 8.
The film forming method, wherein each of the first mask holding part and the second mask holding part has two holding parts for holding both upper end sides of the mask.
前記第2移動ステップ後、前記真空隔離弁を閉じるステップを有することを特徴とする成膜方法。 The film forming method according to claim 8.
A film forming method comprising the step of closing the vacuum isolation valve after the second moving step.
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