JP2018197362A - 基板搬送機構、基板載置機構、成膜装置及びそれらの方法 - Google Patents

基板搬送機構、基板載置機構、成膜装置及びそれらの方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の搬送や載置において基板のたわみの影響を低減することができる技術を提供する。【解決手段】基板１０の下面を支持した第１支持部９０３が、複数の第２支持部３００よりも高い位置から複数の第２支持部３００の間を通過して第２支持部３００よりも低い位置へ相対移動することで、第２支持部３００が基板１０の下面を支持する状態とし、第２支持部３００に支持された基板１０の上面を押圧部３０２で押圧して、基板１０を第２支持部３００と押圧部３０２とで挟持する基板搬送機構において、基板１０の下面を第２支持部３００が支持する状態となってから押圧部３０２が基板１０の上面を押圧するまでの間、第１支持部９０３を複数の第２支持部３００の間に位置させ、押圧部３０２が基板１０の上面を押圧した後に、第１支持部９０３を第２支持部３００よりも低い位置へ相対移動させる。【選択図】図７

Description

本発明は、電子デバイスの表示パネルに用いられる基板の搬送装置、載置装置、成膜装置及びそれらの方法に関する。
近年、有機電子デバイスに用いられる表示パネルは、基板の薄型化が進む一方で、バルク生産の効率を上げるため、複数のパネル用に切り出すべく製作する基板一枚のサイズの大型化も進んでいる。そのような大型基板の成膜手法として、基板を、その外周部（周縁部）を挟持して持ち上げ、基板表面に薄膜の材料層を形成するためのマスク（載置体）上に載置し、マスクを介して材料の蒸着を行う手法が知られている（特許文献１）。
特開２００９−２７７６５５号公報
薄型化及び大型化された基板の製作では、基板の自重によるたわみの影響が大きい。すなわち、成膜領域を基板中央部に設ける関係上、基板を挟持できるのは基板の外周部に限られるため、外周部を挟持して持ち上げた際に、支えのない中央部がたわんでしまう。基板をマスク上に載置する際には、たわんで下方に突き出た中央部からマスクに接触するため、たわみの具合によって載置位置が変化してしまう場合がある。そのため、所望の載置位置に載置できるまで、マスク上に何度も置き直すアライメント工程が必要となる。基板のたわみ具合は、個々の基板でばらつきがあり、また、挟持機構による挟持の具合によっても、マスク上に載置した際の位置ズレの程度が変化する。
本発明の目的は、基板の搬送や載置において基板のたわみの影響を低減することができる技術を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の基板搬送機構は、
基板の下面を支持した第１支持部が、複数の第２支持部よりも高い位置から複数の前記第２支持部の間を通過して前記第２支持部よりも低い位置へ相対移動することで、前記第２支持部が前記基板の下面を支持する状態とし、前記第２支持部に支持された前記基板の上面を押圧部で押圧して、前記基板を前記第２支持部と前記押圧部とで挟持する基板搬送機構において、
前記第１支持部、前記第２支持部、前記押圧部の相対位置を制御する制御部は、前記下面を前記第２支持部が支持する状態となってから前記押圧部が前記上面を押圧するまでの間、前記第１支持部を複数の前記第２支持部の間に位置させ、前記押圧部が前記上面を押圧した後に、前記第１支持部を前記低い位置へ相対移動させることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の基板載置機構は、
上記基板搬送機構と、
前記基板を載置するための載置体と、
を有し、
前記制御部は、前記第２支持部及び前記押圧部と前記載置体との間の相対位置を制御して、前記第２支持部と前記押圧部によって挟持した前記基板を、前記載置体上に載置することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の成膜装置は、
前記載置体として、前記基板に成膜するための蒸着処理を施すためのマスクを有する、上記基板載置機構と、
前記マスクに載置された前記基板に対して前記マスクを介して蒸着物質を供給する供給源と、
前記基板載置機構と、前記供給源と、を収容するチャンバと、
を有することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の基板搬送方法は、
第１支持部で支持している基板を第２支持部と押圧部との間で挟持する状態とすべく、前記基板を搬送する基板搬送方法であって、
前記基板の下面を支持した前記第１支持部を、複数の前記第２支持部よりも高い位置から、複数の前記第２支持部の間の位置へ相対移動させる受渡工程と、
前記第１支持部が複数の前記第２支持部の間に位置している間に、前記押圧部を前記基板の上面を押圧させる挟持工程と、
前記基板が前記第２支持部と前記押圧部とで挟持されたら、前記第１支持部を前記第２支持部よりも低い位置へ相対移動させる退避工程と、
を含むことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の基板載置方法は、
上記基板搬送方法における各工程と、
前記挟持工程によって前記第２支持部と前記押圧部によって挟持した前記基板を、前記載置体上に載置する載置工程と、
を含むことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の成膜方法は、
上記基板載置方法における各工程と、
前記載置工程として、前記載置体としての、前記基板に成膜するための蒸着処理を施すためのマスク上に、前記基板を載置する載置工程と、
前記マスクに載置された前記基板に対して前記マスクを介して蒸着物質を供給して前記蒸着処理を施す蒸着工程と、
を含むことを特徴とする。
本発明によれば、基板の搬送や載置において基板のたわみの影響を低減することができる。
電子デバイスの製造装置の一部の模式的上視図 成膜装置の模式的断面図 基板保持ユニットの斜視図 有機ＥＬ表示装置の説明図 搬送ロボットの模式図 基板搬送工程の説明図 基板搬送工程の説明図 成膜プロセスのフローチャート 比較例の基板搬送機構の説明図
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な
記載がないかぎりは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
本発明は、基板上に薄膜を形成する成膜装置及びその制御方法に関し、特に、基板の高精度な搬送および位置調整のための技術に関する。本発明は、平行平板の基板の表面に真空蒸着により所望のパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属などの任意の材料を選択でき、また、蒸着材料としても、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選択できる。本発明の技術は、具体的には、有機電子デバイス（例えば、有機ＥＬ表示装置、薄膜太陽電池）、光学部材などの製造装置に適用可能である。なかでも、有機ＥＬ表示装置の製造装置は、基板の大型化あるいは表示パネルの高精細化により基板の搬送精度及び基板とマスクのアライメント精度のさらなる向上が要求されているため、本発明の好ましい適用例の一つである。
［実施例１］
＜製造装置及び製造プロセス＞
図１は、電子デバイスの製造装置の構成の一部を模式的に示す上視図である。図１の製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば約１８００ｍｍ×約１５００ｍｍ、厚み約０．５ｍｍのサイズの基板に有機ＥＬの成膜を行った後、該基板をダイシングして複数の小サイズのパネルが作製される。
電子デバイスの製造装置は、一般に、図１に示すように、複数の成膜室１１１、１１２と、搬送室１１０とを有する。搬送室１１０内には、基板１０を保持し搬送する搬送ロボット１１９が設けられている。搬送ロボット１１９は、例えば、多関節アームに、基板を保持するロボットハンドが取り付けられた構造をもつロボットであり（詳細は後述する。）、各成膜室への基板１０の搬入／搬出を行う。
各成膜室１１１、１１２にはそれぞれ成膜装置（蒸着装置ともよぶ）が設けられている。搬送ロボット１１９との基板１０の受け渡し、基板１０とマスクの相対位置の調整（アライメント）、マスク上への基板１０の固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスは、成膜装置によって自動で行われる。各成膜室の成膜装置は、蒸着源の違いやマスクの違いなど細かい点で相違する部分はあるものの、基本的な構成（特に基板の搬送やアライメントに関わる構成）はほぼ共通している。以下、各成膜室の成膜装置の共通構成について説明する。
＜成膜装置＞
図２は、成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。成膜時に基板は水平面（ＸＹ平面）と平行となるよう固定されるものとし、このときの基板の短手方向（短辺に平行な方向）をＸ方向、長手方向（長辺に平行な方向）をＹ方向とする。またＺ軸まわりの回転角をθで表す。
成膜装置は、真空チャンバ２００を有する。真空チャンバ２００の内部は、真空雰囲気か、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。真空チャンバ２００の内部には、概略、基板保持ユニット２１０と、マスク２２０と、マスク台２２１と、冷却板２３０と、蒸着源２４０が設けられる。基板保持ユニット２１０は、搬送ロボット１１９から受け取った基板１０を保持・搬送する手段であり、基板ホルダとも呼ばれる。マスク２２０は、基板１０上に形成する薄膜パターンに対応する開口パターンをもつメタルマスクであり、枠状のマスク台２２１の上に固定されている。成膜時にはマスク２２０の上に基板１０が載置される。したがってマスク２２０は基板１０を載置する載置体としての役割も担
う。冷却板２３０は、成膜時に基板１０（のマスク２２０とは反対側の面）に密着し、基板１０の温度上昇を抑えることで有機材料の変質や劣化を抑制する部材である。冷却板２３０がマグネット板を兼ねていてもよい。マグネット板とは、磁力によってマスク２２０を引き付けることで、成膜時の基板１０とマスク２２０の密着性を高める部材である。蒸着源２４０は、蒸着材料、ヒータ、シャッタ、蒸発源の駆動機構、蒸発レートモニタなどから構成される（いずれも不図示）。
真空チャンバ２００の上（外側）には、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、冷却板Ｚアクチュエータ２５２、Ｘアクチュエータ（不図示）、Ｙアクチュエータ（不図示）、θアクチュエータ（不図示）が設けられている。これらのアクチュエータは、例えば、モータとボールねじ、モータとリニアガイドなどで構成される。基板Ｚアクチュエータ２５０は、基板保持ユニット２１０の全体を昇降（Ｚ方向移動）させるための駆動手段である。クランプＺアクチュエータ２５１は、基板保持ユニット２１０の挟持機構（後述）を開閉させるための駆動手段である。冷却板Ｚアクチュエータ２５２は、冷却板２３０を昇降させるための駆動手段である。Ｘアクチュエータ、Ｙアクチュエータ、θアクチュエータ（以下まとめて「ＸＹθアクチュエータ」と呼ぶ）は基板１０のアライメントのための駆動手段である。ＸＹθアクチュエータは、基板保持ユニット２１０及び冷却板２３０の全体を、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動、θ回転させる。なお、本実施形態では、マスク２２０を固定した状態で基板１０のＸ，Ｙ，θを調整する構成としたが、マスク２２０の位置を調整し、又は、基板１０とマスク２２０の両者の位置を調整することで、基板１０とマスク２２０のアライメントを行ってもよい。
真空チャンバ２００の上（外側）には、基板１０及びマスク２２０のアライメントのために、基板１０及びマスク２２０それぞれの位置を測定するカメラ２６０、２６１が設けられている。カメラ２６０、２６１は、真空チャンバ２００に設けられた窓を通して、基板１０とマスク２２０を撮影する。その画像から基板１０上のアライメントマーク及びマスク２２０上のアライメントマークを認識することで、各々のＸＹ位置やＸＹ面内での相対ズレを計測することができる。短時間で高精度なアライメントを実現するために、大まかに位置合わせを行う第１アライメント（「ラフアライメント」とも称す）と、高精度に位置合わせを行う第２アライメント（「ファインアライメント」とも称す）の２段階のアライメントを実施することが好ましい。その場合、低解像だが広視野の第１アライメント用のカメラ２６０と狭視野だが高解像の第２アライメント用のカメラ２６１の２種類のカメラを用いるとよい。本実施形態では、基板１０及びマスク２２０それぞれについて、対向する一対の辺の２箇所に付されたアライメントマークを２台の第１アライメント用のカメラ２６０で測定し、基板１０及びマスク２２０の４隅に付されたアライメントマークを４台の第２アライメント用のカメラ２６１で測定する。
成膜装置は、制御部２７０を有する。制御部２７０は、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、冷却板Ｚアクチュエータ２５２、ＸＹθアクチュエータ、及びカメラ２６０、２６１の制御の他、基板１０の搬送及びアライメント、蒸着源の制御、成膜の制御などの機能を有する。制御部２７０は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御部２７０の機能は、メモリ又はストレージに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。コンピュータとしては、汎用のパーソナルコンピュータを用いてもよいし、組込型のコンピュータ又はＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてもよい。あるいは、制御部２７０の機能の一部又は全部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。なお、成膜装置ごとに制御部２７０が設けられていてもよいし、１つの制御部２７０が複数の成膜装置を制御してもよい。
なお、基板１０の保持・搬送及びアライメントに関わる構成部分（基板保持ユニット２
１０、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、ＸＹθアクチュエータ、カメラ２６０、２６１、制御部２７０など）は、「基板載置装置」、「基板挟持装置」、「基板搬送装置」などとも呼ばれる。
＜基板保持ユニット＞
図３を参照して基板保持ユニット２１０の構成を説明する。図３は基板保持ユニット２１０の斜視図である。
基板保持ユニット２１０は、挟持機構によって基板１０の周縁部を挟持することにより、基板１０を保持・搬送する手段である。具体的には、基板保持ユニット２１０は、基板１０の４辺それぞれを下から支持する複数の支持具３００が設けられた支持枠体３０１と、各支持具３００との間で基板１０を挟み込む複数の押圧具３０２が設けられたクランプ部材３０３とを有する。一対の支持具３００と押圧具３０２とで１つの挟持機構が構成される。図３の例では、基板１０の短辺に沿って３つの支持具３００が配置され、長辺に沿って６つの挟持機構（支持具３００と押圧具３０２のペア）が配置されており、長辺２辺を挟持する構成となっている。ただし挟持機構の構成は図３の例に限られず、処理対象となる基板のサイズや形状あるいは成膜条件などに合わせて、挟持機構の数や配置を適宜変更してもよい。なお、支持具３００は「受け爪」又は「フィンガ」とも呼ばれ、押圧具３０２は「クランプ」とも呼ばれる。
搬送ロボット１１９から基板保持ユニット２１０への基板１０の受け渡しは例えば次のように行われる。まず、クランプＺアクチュエータ２５１によりクランプ部材３０３を上昇させ、押圧具３０２を支持具３００から離間させることで、挟持機構を解放状態にする。搬送ロボット１１９によって支持具３００と押圧具３０２の間に基板１０を導入した後、クランプＺアクチュエータ２５１によってクランプ部材３０３を下降させ、押圧具３０２を所定の押圧力で支持具３００に押し当てる。これにより、押圧具３０２と支持具３００の間で基板１０が挟持される。この状態で基板Ｚアクチュエータ２５０により基板保持ユニット２１０を駆動することで、基板１０を昇降（Ｚ方向移動）させることができる。なお、クランプＺアクチュエータ２５１は基板保持ユニット２１０と共に上昇／下降するため、基板保持ユニット２１０が昇降しても挟持機構の状態は変化しない。
なお、図３の符号１０１は、基板１０の４隅に付された第２アライメント用のアライメントマークを示し、符号１０２は、基板１０の短辺中央に付された第１アライメント用のアライメントマークを示している。
＜電子デバイスの製造方法の実施例＞
次に、本実施形態の成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。
まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図４（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図４（ｂ）は１画素の断面構造を表している。
図４（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６０の表示領域６１には、発光素子を複数備える画素６２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域６１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本実施例にかかる有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、第３発光素子６２Ｂの組合せにより画素６２が構成されている。画素６２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組合せで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも１色以上であれば特に制限されるものではない。
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ｂ線における部分断面模式図である。画素６２は、基板６３上に、第１電極（陽極）６４と、正孔輸送層６５と、発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂのいずれかと、電子輸送層６７と、第２電極（陰極）６８と、を備える有機ＥＬ素子を有している。これらのうち、正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂ、電子輸送層６７が有機層に当たる。また、本実施形態では、発光層６６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。また、第１電極６４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層６５と電子輸送層６７と第２電極６８は、複数の発光素子６２Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂと共通で形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第１電極６４と第２電極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、第１電極６４間に絶縁層６９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層７０が設けられている。
有機ＥＬ層を発光素子単位に形成するためには、マスクを介して成膜する方法が用いられる。近年、表示装置の高精細化が進んでおり、有機ＥＬ層の形成には開口の幅が数十μｍのマスクが用いられる。このようなマスクを用いた成膜の場合、マスクが成膜中に蒸発源から受熱して熱変形するとマスクと基板との位置がずれてしまい、基板上に形成される薄膜のパターンが所望の位置からずれて形成されてしまう。そこで、これら有機ＥＬ層の成膜には本発明にかかる成膜装置（真空蒸着装置）が好適に用いられる。
次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。
まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）および第１電極６４が形成された基板６３を準備する。
第１電極６４が形成された基板６３の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第１電極６４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層６９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
絶縁層６９がパターニングされた基板６３を第１の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の第１電極６４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層６５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層６５は表示領域６１よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。
次に、正孔輸送層６５までが形成された基板６３を第２の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板６３の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層６６Ｒを成膜する。本例によれば、マスクと基板とを良好に重ね合わせることができ、高精度な成膜を行うことができる。
発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜装置により緑色を発する発光層６６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜装置により青色を発する発光層６６Ｂを成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域６１の全体に電子輸送層６７を成膜する。電子輸送層６７は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。
電子輸送層６７までが形成された基板をスパッタリング装置に移動し、第２電極６８を成膜し、その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層７０を成膜して、有機ＥＬ表示装置６０が完成する。
絶縁層６９がパターニングされた基板６３を成膜装置に搬入してから保護層７０の成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機ＥＬ材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。
このようにして得られた有機ＥＬ表示装置は、発光素子ごとに発光層が精度よく形成される。従って、上記製造方法を用いれば、発光層の位置ずれに起因する有機ＥＬ表示装置の不良の発生を抑制することができる。
＜基板搬送機構（基板搬送方法）＞
図５〜図９を参照して、本実施例の特徴的構成について説明する。本実施例は、搬送ロボット１１９が基板１０を各成膜室１１１、１１２の成膜装置における真空チャンバ２００内部の基板保持ユニット２１０へ受け渡す際の、基板１０の受け渡し方に特徴を有する。より具体的には、搬送ロボット１１９が担持する基板１０を、基板保持ユニット２１０の支持具３００と押圧具３０２の間に導入し、押圧具３０２と支持具３００とで挟持する状態とするまでの、基板１０の受け渡し方である。
（ロボットアームの構成）
図５を参照して、搬送ロボット１１９の構成について説明する。図５（ａ）は、搬送ロボット１１９の模式的平面図である。図５（ｂ）は、搬送ロボット１１９の模式的側面図である。なお、ここで説明する搬送ロボットの構成（ロボットアーム、ロボットハンドの構成）はあくまで一例であり、かかる構成に限定されるものではない。
搬送ロボット１１９は、概略、基板１０を担持するためのロボットハンド９０と、ロボットハンド９０をＸＹＺ直交座標の任意の位置へ自在に移動させるためのロボットアーム９１と、からなる。
ロボットアーム９１は、搬送室１１０の設置面に固定設置されるベース９１０と、ベース９１０に対してジョイント９２０、９２１、９２２を介して順次連結されたアーム９１１、９１２、９１３と、とを有する。第１アーム９１１は、ベース９１０に対し、第１ジョイント９２０を介して、設置面に垂直な方向（Ｚ方向）に延びる回転軸を中心に回転可能に連結されている。第２アーム９１２は、第１アーム９１１に対して第２ジョイント９２１を介して、第３アーム９１３に対して第３ジョイント９２２を介して、それぞれ、設置面に垂直な方向（Ｚ方向）に延びる回転軸を中心に回転可能に連結されている。第３アーム９１３の先端には、ロボットハンド９０が連結されている。各アーム９１１〜９１３の回転の組み合わせにより、ロボットハンド９０の水平位置（ＸＹ座標）を任意に変位させることができる。
また、第１アーム９１１は、ベース９１０に対して、ジョイント９２０に沿った方向に昇降移動可能に構成されている（図中矢印Ｚ１方向）。第１アーム９１１の昇降によって第２アーム９１２及び第３アーム９１３も昇降することで、ロボットハンド９０の高さを変化させ、基板１０の高さを変化させることができる（図中矢印Ｚ２方向）。
ロボットハンド９０は、第３アーム９１３の先端から延びるスパインロッド９０１と、スパインロッド９０１の両側面からそれぞれスパインロッド９０１に対して直交する方向に延びる複数のリブロッド９０２と、を有している。リブロッド９０２の上面には、基板１０の下面を支持するためのパッド９０３（第１支持部）が複数設けられている。パッド９０３は、基板表面を傷つけずに支持できるようにシリコーンゴム等の弾性部材で構成され、基板１０のたわみを考慮した配置で複数設けられている。
（基板の受け渡し）
図６〜図８を参照して、搬送ロボット１１９から基板保持ユニット２１０への基板１０の受け渡しについて説明する。ここで、基板１０をロボットハンド９０から基板保持ユニ
ット２１０へ受け渡すべく、ロボットハンド９０（パッド９０３）と基板保持ユニット２１０（支持具３００、押圧具３０２）との相対位置を制御する構成、すなわち、搬送ロボット１１９（ロボットアーム９１）や制御部２７０などが、本発明の制御部に相当する。
基板１０の受け渡しは、概略、基板１０を支持しているロボットハンド９０（パッド９０３）を、支持具３００よりも高い位置から低い位置へ相対移動させて、基板１０を支持する構成がロボットハンド９０から支持具３００へ切り替わるようにすることで行われる。なお、本実施例では、静止した基板保持ユニット２１０に対してロボットハンド９０が移動することによって両者の相対位置を変化させる構成となっているが、かかる構成に限定されない。すなわち、ロボットハンド９０は移動せず基板保持ユニット２１０が移動することによって、あるいは両者ともに移動することによって、両者の相対位置を変化させる（相対移動する）構成としてもよい。
図６は、基板の受け渡しの様子を時系列で示した模式的平面図である。図６（ａ）は、基板１０の搬入前、図６（ｂ）は、基板１０の搬入後、挟持機構による基板１０の挟持前、図６（ｃ）は、基板１０を挟持機構で挟持した後、のそれぞれの様子を示している。
図７は、基板の受け渡しの様子を順次時系列で示した模式的側面である。図７（ａ）は、ロボットハンド９０が基板保持ユニット２１０の内部にアクセスした直後（基板１０を支持具３００に受け渡す前）の様子を示している（第１相対位置）。図７（ｂ）は、搬送ロボット９０が、パッド９０３が隣接する支持具３００の間に位置する高さまで下降し、下降動作を一時停止した状態を示している（第２相対位置）。図７（ｃ）は、押圧具３０２が下降して基板１０の上面を押圧し、支持具３００との間で基板１０を挟持した状態を示している（第３相対位置）。図７（ｄ）は、ロボットハンド９０（パッド９０３）が基板１０を支持する位置から離れた（退避した）状態を示している（第４相対位置）。
図８は、上述した、搬送ロボット１１９によって基板１０を基板保持ユニット２１０へ搬送する基板搬送フローを含めた、成膜プロセスのフローチャートである。
まず、制御部２７０は、搬送ロボット１１９（ロボットアーム９１）を操作して、基板１０を担持したロボットハンド９０を真空チャンバ２００の内部に導入する（図８、Ｓ１０１）。図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）に示すように、ロボットハンド９０は、基板保持ユニット２１０に対して、支持具３００（第２支持部）と押圧具３０２（押圧部）の間の所定の高さ、すなわち支持具３００よりも上方、押圧具３０２（押圧部）よりも下方の高さに挿入される。基板１０は、ロボットハンド９０のパッド９０３のみで支持された状態である。
次に、制御部２７０は、受渡工程として、搬送ロボット１１９を操作して、ロボットハンド９０の下降を開始する（図８、Ｓ１０２）。そして、図７（ｂ）に示すように、ロボットハンド９０は、パッド９０３の基板支持面（上面）が、支持具３００の基板支持面（上面）と略同じ高さとなる位置まで下降し、その位置で停止する（図８、Ｓ１０３）。これにより、基板１０は、パッド９０３と支持具３００の両支持部によって支持される状態となる。この支持状態により、パッド９０３のみで支持されていたときに発生していた基板１０のたわみが解消あるいは低減される。
次に、制御部２７０は、挟持工程として、押圧具３０２の昇降機構（クランプＺアクチュエータ２５１）を制御して、押圧具３０２を基板１０上面を押圧する位置まで下降させる（図８、Ｓ１０４）。図６（ｃ）、図７（ｃ）に示すように、非押圧位置にあった押圧具３０２が押圧位置まで下降し、パッド９０３と支持具３００の両支持部に支持されている基板１０の上面を支持具３００との間で挟むように押圧する。これにより、基板１０は、支持具３００と押圧具３０２とからなる挟持機構により基板保持ユニット２１０に対して挟持された状態となる。このように、パッド９０３と支持具３００の両支持部で支持し
た状態で基板１０を挟持することにより、たわみのない、あるいはたわみの少ない状態で基板１０を挟持することができる。
次に、制御部２７０は、退避工程として、搬送ロボット１１９を操作して、ロボットハンド９０の下降動作を再開し（図８、Ｓ１０５）、所定の高さまで下降したら真空チャンバ２００から退室させる（図８、Ｓ１０６）。図７（ｄ）に示すように、ロボットハンド９０はパッド９０３が支持具３００よりも低い位置すなわち基板１０を支持しない位置まで下降して、基板１０の受け渡しが終了し、真空チャンバ２００から退室する。その後、載置工程として、上述した成膜プロセスにおけるアライメント工程が開始される（図８、Ｓ１０７）。すなわち、基板１０に成膜するための蒸着処理を施すためのマスク２２０上に基板１０を載置する載置工程を、マスク２２０上面（基板載置面）に対する基板１０の載置位置が所定の載置位置となるまで繰り返す。アライメント工程が終了すると、基板１０に対して蒸着源２４０（供給源）からマスク２２０を介して蒸着物質を供給して蒸着処理を施す蒸着工程等が開始される（図８、Ｓ１０８）。以後の工程は上述した通りである。
＜本実施例の優れた点＞
本実施例は、上述したように、支持具３００と押圧具３０２とで基板１０を挟持する際に、ロボットハンド９０（パッド９０３）による基板１０の支持状態を維持することを特徴とする。かかる特徴による効果を、比較例と対比して説明する。図９は、比較例の基板搬送機構（基板搬送方法）を説明する模式図である。図９（ａ）は、基板１０がロボットハンド９０から支持具３００へ受け渡された後であって、押圧具３０２が押圧位置まで下降していない状態（非挟持状態）、図９（ｂ）は、押圧具３０２が押圧位置まで下降した状態（挟持状態）をそれぞれ示している。
比較例は、ロボットハンド９０の基板受渡動作において、ロボットハンド９０を支持具３００に対して、支持具３００よりも高い位置から低い位置へ相対移動させる際に、ロボットハンド９０の下降動作を止めない構成となっている。したがって、図９（ａ）に示すように、基板１０がロボットハンド９０（パッド９０３）から支持具３００へ受け渡された後、押圧具３０２が押圧位置まで下降する前において、基板１０が支持具３００のみで支持される状態が生じる。そのため、隣接する支持具３００間において基板１０がたわみを生じる場合がある。この状態のまま押圧具３０２が基板１０上面を押圧して基板１０を支持具３００との間で挟持すると、図９（ｂ）に示すように、基板１０はたわみが生じた状態で挟持されることとなる。このようなたわみ状態で挟持を行うと、うまく挟持できない場合が生じたり、挟持の具合にばらつきが生じてしまう。また、上記のようなたわみが生じたままの挟持状態において、以後のアライメント工程へ進むと、アライメント工程における最初の載置動作（第１アライメント）における載置位置のばらつきが大きくなってしまうおそれがある。その結果、アライメント工程における載置動作の繰り返し回数が増えてしまう可能性がある。
これに対し、本実施例によれば、基板１０が支持具３００と押圧具３０２とで挟持される状態となるまで、ロボットハンド９０が基板を支持した状態を維持することで、図７（ｄ）に示すように、たわみのない、あるいは少ない状態で基板１０を挟持することができる。挟持動作を安定して行うことができ、また挟持状態のばらつきを少なくすることができる。ロボットハンド９０の動作を一時停止するため基板搬送工程におけるタクトタイムは増えることになるが、その後のアライメント工程において、第１アライメントにおける基板１０のマスク２２０に対する載置位置のばらつきが抑制されることになる。したがって、基板載置工程及びその後の蒸着工程等を含めた成膜プロセス全体のタクトタイムは低減されることになる。
また、本実施例によれば、ロボットハンド９０の下降動作を停止して、基板１０をパッド９０３と支持具３００の両支持部で支持する静止状態を形成することで、パッド９０３のみで支持していたときに生じていた基板１０のたわみを解消することが可能となる。
なお、本実施例では、ロボットハンド９０の下降動作を一旦停止させる構成としているが、かかる構成に限定されない。例えば、ロボットハンド９０の下降速度を減速して、押圧部３０３が基板１０上面を押圧する状態となるまでパッド９０３が基板１０下面を支える（たわみを抑える）状態を維持できるような低速度で下降動作を継続するようにしてもよい。
１０…基板、３００…支持具（第２支持部）、３０２…押圧具（押圧部）、９０…ロボットハンド、９０２…リブロッド（第１支持部）、９０３…パッド（第１支持部）
上記目的を達成するため、本発明の基板搬送機構は、
基板の下面を支持した第１支持部が、複数の第２支持部の間に位置するように、前記第１支持部および前記第２支持部が相対移動することで、前記第２支持部が前記基板の下面を支持する状態とし、前記第２支持部に支持された前記基板の上面を押圧部で押圧して、前記基板を前記第２支持部と前記押圧部とで挟持する基板搬送機構において、
前記第１支持部と前記第２支持部と前記押圧部との相対位置を制御する制御部は、前記下面を前記第２支持部が支持する状態となってから前記押圧部が前記上面を押圧するまでの間、前記第１支持部を複数の前記第２支持部の間に位置させ、前記押圧部が前記上面を押圧した後に、前記第１支持部を前記下面から離す制御を行うことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の基板載置機構は、
上記基板搬送機構と、
前記基板を載置するための載置体と、
を有し、
前記制御部は、前記第２支持部及び前記押圧部と前記載置体との間の相対位置を制御し
て、前記第２支持部と前記押圧部によって挟持した前記基板を、前記載置体上に載置することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の成膜装置は、
前記載置体として、前記基板に成膜するための蒸着処理を施すためのマスクを有する、上記基板載置機構と、
前記マスクに載置された前記基板に対して前記マスクを介して蒸着物質を供給する供給源と、
前記基板載置機構と、前記供給源と、を収容するチャンバと、
を有することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の基板搬送方法は、
基板搬送方法であって、
基板の下面を支持した第１支持部が、複数の第２支持部の間に位置するように、前記第１支持部および前記第２支持部を相対移動させる受渡工程と、
前記第１支持部が複数の前記第２支持部の間に位置している間に、前記基板を前記第２支持部と押圧部との間で挟持する状態とすべく前記押圧部で前記基板の上面を押圧させる挟持工程と、
前記基板が前記第２支持部と前記押圧部とで挟持されたら、前記第１支持部を前記下面から離す退避工程と、
を含むことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の基板載置方法は、
上記基板搬送方法における各工程と、
前記挟持工程によって前記第２支持部と前記押圧部によって挟持した前記基板を、載置体上に載置する載置工程と、
を含むことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の成膜方法は、
上記基板載置方法における各工程と、
前記載置工程として、前記載置体としての、前記基板に成膜するための蒸着処理を施すためのマスク上に、前記基板を載置する載置工程と、
前記マスクに載置された前記基板に対して前記マスクを介して蒸着物質を供給して前記蒸着処理を施す蒸着工程と、
を含むことを特徴とする。

Claims (20)

  1. 基板の下面を支持した第１支持部が、複数の第２支持部よりも高い位置から複数の前記第２支持部の間を通過して前記第２支持部よりも低い位置へ相対移動することで、前記第２支持部が前記基板の下面を支持する状態とし、前記第２支持部に支持された前記基板の上面を押圧部で押圧して、前記基板を前記第２支持部と前記押圧部とで挟持する基板搬送機構において、
    前記第１支持部、前記第２支持部、前記押圧部の相対位置を制御する制御部は、前記下面を前記第２支持部が支持する状態となってから前記押圧部が前記上面を押圧するまでの間、前記第１支持部を複数の前記第２支持部の間に位置させ、前記押圧部が前記上面を押圧した後に、前記第１支持部を前記低い位置へ相対移動させることを特徴とする基板搬送機構。
  2. 前記下面を前記第２支持部が支持する状態となってから前記押圧部が前記上面を押圧するまでの間、前記下面を前記第１支持部と前記第２支持部とで支持することを特徴とする請求項１に記載の基板搬送機構。
  3. 前記下面を前記第２支持部が支持する状態となってから前記押圧部が前記上面を押圧するまでの間、前記第１支持部における前記基板の支持面と、前記第２支持部における前記基板の支持面とが、略同じ高さに位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送機構。
  4. 前記制御部は、前記第１支持部の前記相対移動を、前記第１支持部が複数の前記第２支持部の間に位置するときに一時停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板搬送機構。
  5. 前記制御部は、前記相対位置を、
    前記第１支持部が前記第２支持部よりも高い位置にあり、前記押圧部が前記基板を押圧しない非押圧位置にある第１相対位置と、
    前記第１支持部が複数の前記第２支持部との間に位置し、前記押圧部が前記非押圧位置にある第２相対位置と、
    前記第１支持部が複数の前記第２支持部との間に位置し、前記押圧部が前記基板を押圧する押圧位置にある第３相対位置と、
    前記第１支持部が前記第２支持部よりも低い位置にあり、前記押圧部が前記押圧位置にある第４相対位置と、
    に順次変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板搬送機構。
  6. 前記低い位置は、前記第１支持部が前記基板の下面を支持しない位置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板搬送機構。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板搬送機構と、
    前記基板を載置するための載置体と、
    を有し、
    前記制御部は、前記第２支持部及び前記押圧部と前記載置体との間の相対位置を制御して、前記第２支持部と前記押圧部によって挟持した前記基板を、前記載置体上に載置することを特徴とする基板載置機構。
  8. 前記制御部は、前記第２支持部と前記押圧部によって挟持した前記基板を、前記載置体において前記基板が載置される載置面に対して垂直な方向に相対移動させて、前記載置面に載置する載置動作を、前記載置面に対する前記基板の載置位置が所定の載置位置となる
    まで繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の基板載置機構。
  9. 前記載置体として、前記基板に成膜するための蒸着処理を施すためのマスクを有する、請求項７または８に記載の基板載置機構と、
    前記マスクに載置された前記基板に対して前記マスクを介して蒸着物質を供給する供給源と、
    前記基板載置機構と、前記供給源と、を収容するチャンバと、
    を有することを特徴とする成膜装置。
  10. 第１支持部で支持している基板を第２支持部と押圧部との間で挟持する状態とすべく、前記基板を搬送する基板搬送方法であって、
    前記基板の下面を支持した前記第１支持部を、複数の前記第２支持部よりも高い位置から、複数の前記第２支持部の間の位置へ相対移動させる受渡工程と、
    前記第１支持部が複数の前記第２支持部の間に位置している間に、前記押圧部を前記基板の上面を押圧させる挟持工程と、
    前記基板が前記第２支持部と前記押圧部とで挟持されたら、前記第１支持部を前記第２支持部よりも低い位置へ相対移動させる退避工程と、
    を含むことを特徴とする基板搬送方法。
  11. 前記受渡工程において、前記基板の下面を前記第１支持部と前記第２支持部とで支持する状態とすることを特徴とする請求項１０に記載の基板搬送方法。
  12. 前記受渡工程において、前記第１支持部における前記基板の支持面と、前記第２支持部における前記基板の支持面とを、略同じ高さにすることを特徴とする請求項１０または１１に記載の基板搬送方法。
  13. 前記挟持工程において、前記第１支持部と前記第２支持部の相対位置を変化させないことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の基板搬送方法。
  14. 前記低い位置は、前記第１支持部が前記基板の下面を支持しない位置であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の基板搬送方法。
  15. 請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の基板搬送方法における各工程と、
    前記挟持工程によって前記第２支持部と前記押圧部によって挟持した前記基板を、前記載置体上に載置する載置工程と、
    を含むことを特徴とする基板載置方法。
  16. 前記載置工程において、前記第２支持部と前記押圧部によって挟持した前記基板を、前記載置体において前記基板が載置される載置面に対して垂直な方向に相対移動させて、前記載置面に載置する載置動作を、前記載置面に対する前記基板の載置位置が所定の載置位置となるまで繰り返すことを特徴とする請求項１５に記載の基板載置方法。
  17. 請求項１５または１６に記載の基板載置方法における各工程と、
    前記載置工程として、前記載置体としての、前記基板に成膜するための蒸着処理を施すためのマスク上に、前記基板を載置する載置工程と、
    前記マスクに載置された前記基板に対して前記マスクを介して蒸着物質を供給して前記蒸着処理を施す蒸着工程と、
    を含むことを特徴とする成膜方法。
  18. 基板上に形成された有機膜を有する電子デバイスの製造方法であって、
    請求項１７に記載の成膜方法により前記有機膜が形成されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  19. 基板上に形成された金属膜を有する電子デバイスの製造方法であって、
    請求項１７に記載の成膜方法により前記金属膜が形成されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  20. 前記電子デバイスが、有機ＥＬ表示装置の表示パネルであることを特徴とする請求項１８または１９に記載の電子デバイスの製造方法。
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