JP2020015946A

JP2020015946A - マスクユニットの製造装置

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Publication number: JP2020015946A
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Inventors: 元嗣成谷; Mototsugu Narutani
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Filing date: 2018-07-25
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Abstract

【課題】マスクを高精度でアライメントし、フレームに固定するマスクユニットの製造方法および製造装置を提供することを目的の一つとする。【解決手段】マスクユニットの製造装置は、フレームを保持するフレーム保持ステージと、複数のリフトピンを備えるアライメントステージと、を有するステージと、ステージと対向して配置される基準板を保持する保持部と、ステージと基準板との間に配置され、マスクを保持するマスク保持ユニットと、基準板を通してステージの方向を撮像するカメラと、を備え、マスク保持ユニットは、マスクをフレーム側の面で保持し、マスク保持ユニットは、複数のリフトピンの動作により、アライメントステージ上で昇降し、複数のリフトピンは、マスク保持ユニットと接触可能な複数の第１リフトピンを含み、カメラは、マスクに形成された第１基準マーカーと、基準板に形成された第２基準マーカーとを撮像する。【選択図】図２

Description

本発明の一実施形態は、フレームにマスクを固定したマスクユニットの製造装置に関する。

表示装置は、各画素に発光素子が設けられ、個別に発光を制御することで画像を表示する。例えば発光素子として有機ＥＬ素子を用いる有機ＥＬ表示装置においては、各画素に有機ＥＬ素子が設けられ、有機ＥＬ素子は、アノード電極、およびカソード電極から成る一対の電極間に有機ＥＬ材料を含む層（以下、「有機ＥＬ層」という）を挟んだ構造を有している。有機ＥＬ層は、発光層、電子注入層、正孔注入層といった機能層から構成され、これらの有機材料の選択により様々な波長の色で発光させることが可能である。

低分子化合物を材料とする有機ＥＬ素子の薄膜の形成には、蒸着法が用いられる。蒸着法においては、蒸着材料をヒーターによって加熱・昇華し、基板の表面に蒸着させることで薄膜を形成する。このとき、多数の微細な開口パターンを備えたマスクを用いることで、マスクの開口を介して微細な薄膜パターンが形成される。

マスクは、剛性を備える枠状のフレームに固定されたマスクユニットとして用いられる。例えば、特許文献１には、極く薄く且つ剛性の異なる領域を備えたマスクを、複数のクランプで把持してテンションを掛けることによって、ゆがみやたるみが無い平坦な状態で枠状のフレームに固定する方法が開示されている。

特開２００６−２６５７１２号公報

本発明の一実施形態は、マスクを高精度でアライメントし、フレームに固定するマスクユニットの製造装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造装置は、マスクをフレームに固定するマスクユニットの製造装置であって、前記フレームを保持するフレーム保持ステージと、複数のリフトピンを備えるアライメントステージと、を有するステージと、前記ステージと対向して配置される基準板を保持する保持部と、前記ステージと前記基準板との間に配置され、前記マスクを保持するマスク保持ユニットと、前記基準板を通して前記ステージの方向を撮像するカメラと、を備え、前記マスク保持ユニットは、前記マスクを前記フレーム側の面で保持し、前記マスク保持ユニットは、前記複数のリフトピンの動作により、前記アライメントステージ上で昇降し、前記複数のリフトピンは、前記マスク保持ユニットと接触可能な複数の第１リフトピンを含み、前記カメラは、前記マスクに形成された第１基準マーカーと、前記基準板に形成された第２基準マーカーとを撮像する。

本発明の一実施形態に係るマスクユニットの概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造装置の概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造装置のステージの構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す図である。本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す図である。本発明の変形例に係るマスクユニットの製造装置のステージの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。

本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視において、ベース部材に対してタッチセンサが設けられる側を「上」又は「上方」といい、「上」又は「上方」から見た面を「上面」又は「上面側」というものとし、その逆を「下」、「下方」、「下面」又は「下面側」というものとする。

以下の説明において、図中にＤ１方向、Ｄ２方向、Ｄ３方向が示されるとき、Ｄ１方向とＤ２方向とは直交し、Ｄ１方向およびＤ２方向とＤ３方向とは直交する。

（第１実施形態）
＜マスクユニットの概略構成＞
図１に、本発明の一実施形態に係るマスクユニット１００の概略構成を示す。図１（Ａ）は、マスクユニット１００の平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

本実施形態に係るマスクユニット１００は、マスク１１０およびフレーム１２０を備える。マスク１１０は、マスクパターン部１１２を有する。マスクパターン部１１２は、複数の微細な開口パターン（成膜パターン）を有し、蒸着に用いることで、マスクパターン部１１２を介して微細な薄膜パターンが形成される。マスクパターン部１１２の形状、配列は任意であり、例えば、細長いスリット状の開口部を平行に並べたもの、矩形状の開口部を縦方向に並べると共に平行にも並べたもの等を挙げることができる。例えば、１枚の基板上に複数の表示パネルを製造する場合、マスク１１０は、複数の表示パネルに対応する位置のそれぞれにおいて、成膜パターンに応じたマスクパターン部１１２を有する。したがって、本実施形態に係るマスクユニット１００を用いることにより、複数の表示パネルに対し、一括して低分子化合物で構成される薄膜を形成することができる。本実施形態においてマスク１１０は、表示パネルに対応する位置の略全面に矩形のマスクパターン部１１２を有する。しかしながらこれに限定されず、マスクパターン部１１２は成膜パターンに応じた任意の形状をとることができる。マスク１１０は、例えば、ニッケル、ニッケル合金、インバー等の磁性金属で構成される厚さ３μｍ〜２０μｍの膜状の金属を用いることができる。マスク１１０は、熱膨張係数が小さく、熱による影響を受けにくいインバー特性を備えた金属膜（金属シート）がより好ましい。またマスク１１０は、厚さの異なる領域を備えてもよい。

本実施形態においてマスク１１０は矩形であり、４隅には第１基準マーク１１４が設けられている。これは、後述するマスクユニット１００を製造するときに、基準板とマスク１１０との間の位置合わせに用いるマスク側のアライメントマークである。また、蒸着時に蒸着対象となる基板とマスクユニット１００との間の位置合わせに用いることもできる。

マスク１１０は、固定点１１６においてフレーム１２０にスポット溶接などによって固定される。マスク１１０は外周部において複数の固定点１１６を有する。複数の固定点１１６は、少なくともマスク１１０の一辺と対向する一辺とに形成することが好ましい。複数の固定点１１６は、マスク１１０の４辺それぞれに形成することがさらに好ましい。フレーム１２０は、マスク１１０の外周部を保持する枠状の部材であって、熱膨張係数の小さい材料、例えばインバー等で構成される。フレーム１２０は少なくとも、マスク１１０の複数の表示パネルに対応する位置において開口１２２を有する。すなわち、平面視したときに、マスク１１０のマスクパターン部１１２は、フレーム１２０の開口１２２の内側に配置される。マスク１１０の外寸は、フレーム１２０の開口１２２の口径より大きく、フレーム１２０の外寸より小さい。本実施形態においては、１個のフレーム１２０に２枚のマスク１１０が配置されている。また、１枚のマスク当たり１２箇所の固定点１１６が形成されている。しかしながらこれに限定されず、マスク１１０および固定点１１６の数は任意の数に設定することができる。

図１（Ｂ）に示すように、マスク１１０は成膜対象物に対面する第１面１１０ａと、第１面１１０ａとは反対側のフレーム１２０と接触する第２面１１０ｂと、を有する。マスク１１０の第１面１１０ａは、略平坦であることが好ましい。一方で、マスク１１０の第２面１１０ｂは、凹凸構造を有していてもよい。マスク１１０の第２面１１０ｂが凹凸構造を有することで、マスク１１０のメンテナンス時に、洗浄によって付着物などを除去しやすくなる。

＜マスクユニットの製造装置＞
次に、マスクユニット１００の製造方法および製造装置について説明する。図２に、本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造装置２００の概略構成を示す。図２（Ａ）は、マスクユニットの製造装置２００の上面図である。図２（Ｂ）は、マスクユニットの製造装置２００の側面図である。

本実施形態に係るマスクユニットの製造装置２００は、ステージ２１０、マスク保持ユニット２２０、基準板２３０を支持する支持部２３４、カメラ２４０を備える。ステージ２１０は、Ｄ１―Ｄ２方向に平面を有する。ステージ２１０の面上にはマスク保持ユニット２２０が配置される。本実施形態においては、１個のステージ２１０に２個のマスク保持ユニット２２０が配置されている。しかしながらこれに限定されず、マスク保持ユニット２２０の数はマスク１１０の数に対応すればよい。平面視したときに、マスク保持ユニット２２０の面積はステージ２１０の面積よりも小さい。

本実施形態においてマスク保持ユニット２２０は、磁力によってマスク１１０の第１面１１０ａをマスク１１０のステージ２１０とは反対側（逆Ｄ３方向）から保持する。このためマスク保持ユニット２２０は、磁界発生部２２０ａおよび接触板２２０ｂを備える。本実施形態において、磁界発生部２２０ａは電磁石である。磁界発生部２２０ａが電磁石であることで、マスクに磁力を作用させる状態と、作用させない状態の少なくとも２つの状態を電気的又は機械的な方式により制御する機能を有する。しかしながらこれに限定されず、磁界発生部２２０ａとして電磁石の代わりに永久磁石を用いてもよい。マスク保持ユニット２２０は、マスク１１０をマスク保持ユニット２２０のステージ２１０側で保持する。したがってマスク保持ユニット２２０のマスク１１０と接触するステージ２１０側には接触板２２０ｂが配置される。接触板２２０ｂは、例えば、ステンレス、インバー等の厚さ１ｍｍ〜５０ｍｍの板状の材料を用いることができる。接触板２２０ｂは、熱膨張係数が小さい材料がより好ましい。接触板２２０ｂの熱膨張係数が小さい材料であることによって、マスクユニット１００の製造時に、経時的な温度変化によるマスク１１０とフレーム１２０のずれを抑制することができる。しかしながらこれに限定されず、接触板２２０ｂは、磁界発生部２２０ａの磁力を通し、略平坦であればよい。さらに接触板２２０ｂには、後述するマスク１１０とフレーム１２０との溶接を可能にするために固定点１１６の位置に開口２２２ｂが設けられている。本実施形態において、マスク保持ユニット２２０は磁界発生部２２０ａと接触板２２０ｂとで構成される例を示すが、この例に限定されず、接触板２２０ｂは省略されてもよい。また、磁界発生部２２０ａと接触板２２０ｂとが一体に成形されたものであってもよい。磁界発生部２２０ａおよび接触板２２０ｂを区別しないときはマスク保持ユニット２２０という。このように構成されることで、マスク保持ユニット２２０は、マスク１１０の第１面１１０ａを平坦に逆Ｄ３方向から保持することができる。

マスク保持ユニット２２０のステージ２１０とは反対側（Ｄ１―Ｄ２方向と直交するＤ３方向）には、基準板２３０を支持する支持部２３４が配置される。支持部２３４は、基準板２３０を着脱可能に支持する。基準板２３０は、マスクユニットの製造装置２００に予め設置されていてもよいし、マスクユニットの仕様に応じて支持部２３４に適宜設置されてもよい。平面視において、基準板２３０の面積は、マスク保持ユニット２２０の面積よりも大きい。基準板２３０には、マスク１１０の第１基準マーク１１４に対応する第２基準マーク２３２が設けられている。これは、後述するマスクユニット１００を製造するときに、基準板２３０とマスク１１０との間の位置合わせに用いる基準板２３０側のアライメントマークである。基準板２３０の第２基準マーク２３２は、マスク保持ユニット２２０に対応する位置よりＤ１方向および逆Ｄ１方向外側に配置される。すなわち、平面視したときに、基準板２３０の第２基準マーク２３２は、マスク保持ユニット２２０よりＤ１方向および逆Ｄ１方向外側に配置されている。本実施形態において基準板２３０の材料は厚さ４ｍｍ〜２０ｍｍの板状のガラスである。しかしながらこれに限定されず、基準板２３０は透過性を有すればよい。基準板２３０は熱膨張係数が小さい材料がより好ましい。基準板２３０の熱膨張係数が小さい材料であることによって、マスクユニット１００の製造時に、第２基準マーク２３２の経時的な温度変化によるずれを抑制することができる。

基準板２３０のステージ２１０とは反対側（Ｄ３方向）には、第２基準マーク２３２に対応する位置にカメラ２４０が配置される。カメラ２４０は、基準板２３０とマスク１１０との位置合わせの際に、基準板２３０を通して第２基準マーク２３２と第１基準マーク１１４との位置を撮像する。

次に、ステージ２１０の構成についてより詳しく説明する。図３に、本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造装置のステージの構成を示す。図３（Ａ）は、ステージ２１０の上面図である。図３（Ｂ）は、フレーム１２０を配置したステージ２１０の上面図である。

本実施形態に係るマスクユニットの製造装置２００のステージ２１０は、アライメントステージ２１０ａとフレーム保持ステージ２１０ｂとを備える。本実施形態においてステージ２１０は、２つの矩形のアライメントステージ２１０ａと、アライメントステージ２１０ａを囲む１つの枠状のフレーム保持ステージ２１０ｂと、を備える。しかしながらこれに限定されず、アライメントステージ２１０ａの数はマスク１１０の数に、フレーム保持ステージ２１０ｂの数はフレーム１２０の数に対応すればよい。

フレーム保持ステージ２１０ｂは、Ｄ１―Ｄ２方向に平面を有し、後述するフレーム１２０を保持する。フレーム１２０は、フレーム保持ステージ２１０ｂによってＤ１―Ｄ２面と平行にマスクユニットの製造装置２００に固定される。

２つのアライメントステージ２１０ａは、フレーム保持ステージ２１０ｂに対してＤ１−Ｄ２面方向（回転方向を含む）にそれぞれ独立して移動可能である。アライメントステージ２１０ａとフレーム保持ステージ２１０ｂとの間には間隙を有し、間隙の範囲内でアライメントステージ２１０ａはフレーム保持ステージ２１０ｂに対して移動可能である。

アライメントステージ２１０ａは、複数の第１リフトピン２５０および複数の第２リフトピン２６０を備える。アライメントステージ２１０ａにおいて、複数の第１リフトピン２５０はＤ３方向に昇降したときに、フレーム１２０の外側に配置され、マスク保持ユニット２２０と接触することができる。複数の第１リフトピン２５０の接触板２２０ｂと接する先端には、接触板２２０ｂを安定に保持するため磁石などを配置してもよい。アライメントステージ２１０ａにおいて、複数の第２リフトピン２６０はＤ３方向に昇降したときに、フレーム１２０の開口１２２の内側に配置され、後述するマスク１１０と接触することができる。複数の第２リフトピン２６０のマスク１１０と接する先端には、マスク１１０を安定に保持するため磁石などを配置してもよい。このように構成されることで、マスク保持ユニット２２０およびマスク１１０は、アライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０と第２リフトピン２６０とによってフレーム１２０に対して平行（Ｄ１−Ｄ２面方向およびＤ３方向を軸とした回転方向）に移動可能である。複数の第１リフトピン２５０および複数の第２リフトピン２６０の位置および動さに関しては、後に詳しく説明する。

本実施形態におけるマスクユニット１００の製造装置によれば、アライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０と第２リフトピン２６０とを有することで、マスクを高精度でアライメントし、フレームに固定することができる。

＜マスクユニットの製造装置の動作とマスクユニットの製造方法＞
図４から図９に、本発明の一実施形態に係るマスクユニットの製造方法を示す。図４（Ａ）は、マスク保持ユニット２２０が上昇した状態におけるマスクユニットの製造装置２００の上面図である。図４（Ｂ）は、同状態におけるマスクユニットの製造装置２００の側面図である。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、ステージ２１０（アライメントステージ２１０ａ）は複数の第１リフトピン２５０を備える。第１リフトピン２５０は、アライメントステージ２１０ａからＤ３方向に上昇し、マスク保持ユニット２２０の接触板２２０ｂに接触する。さらに第１リフトピン２５０は、マスク保持ユニット２２０を上昇し、ステージ２１０とマスク保持ユニット２２０の間に空間を形成する。本実施形態において第１リフトピン２５０は、アライメントステージ２１０ａのＤ２方向の一端と、一端とは反対側の他端とのそれぞれに、Ｄ１方向に並んで配置される。複数の第１リフトピン２５０は、アライメントステージ２１０ａからＤ３方向に同期して昇降する。このように構成されることで、第１リフトピン２５０は、後述するフレーム１２０の外側に配置され、マスク保持ユニット２２０をＤ３方向にＤ１−Ｄ２面と平行に持ち上げることができる。

図５（Ａ）は、ステージ２１０の上にフレーム１２０が投入された状態におけるマスクユニットの製造装置２００の上面図である。図５（Ｂ）は、同状態におけるマスクユニットの製造装置２００の側面図である。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、フレーム１２０は、マスクユニットの製造装置２００のステージ２１０とマスク保持ユニット２２０の間に投入される。フレーム１２０は、ステージ２１０と複数の第１リフトピン２５０とマスク保持ユニット２２０とによって囲まれる空間に、Ｄ１方向から投入される。すなわち、Ｄ２方向にマスク保持ユニット２２０の接触板２２０ｂの外寸は、フレーム１２０の外寸より大きい。

フレーム１２０は、位置合わせ機構（図示せず）によって、フレーム１２０の開口１２２がマスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａに対応する位置に配置される。すなわち、平面視したときに、マスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａは、フレーム１２０の開口１２２に配置されている。平面視したときに、マスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａおよび接触板２２０ｂは、少なくとも後述するマスク１１０とフレーム１２０との溶接を可能にするために固定点１１６の位置を露出している。また、マスク保持ユニット２２０は、少なくともマスク１１０とフレーム１２０とが平面視で重畳する位置であって、固定点１１６を除く領域で、マスク１１０がフレーム１２０に密着するように押えられるよう、一部が開口１２２よりも大きいことが好ましい。投入されたフレーム１２０は、クランプまたは磁石などによってフレーム保持ステージ２１０ｂに固定される。

図６（Ａ）は、フレーム１２０とマスク保持ユニット２２０との間にマスク１１０が搬入された状態におけるマスクユニットの製造装置２００の上面図である。図６（Ｂ）は、同状態におけるマスクユニットの製造装置２００の側面図である。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、マスク１１０は、フレーム保持ステージ２１０ｂに保持されるフレーム１２０とマスク保持ユニット２２０の間に投入される。マスク１１０は、フレーム１２０と複数の第１リフトピン２５０とマスク保持ユニット２２０とによって囲まれる空間に、Ｄ１方向から投入される。すなわち、Ｄ２方向にマスク保持ユニット２２０の接触板２２０ｂの外寸は、マスク１１０の外寸より大きい。平面視したときに、マスク１１０は、フレーム１２０の開口１２２を覆うように配置される。マスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａの面積は、マスク１１０の面積より小さい。また、マスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａの外寸は、マスク１１０の外寸より小さい。マスク１１０のマスクパターン部１１２は、マスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａに対応する位置に配置される。すなわち、平面視したときに、マスク１１０のマスクパターン部１１２は、マスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａの位置に配置される。また、Ｄ１方向にマスク保持ユニット２２０の接触板２２０ｂの外寸は、マスク１１０の外寸より小さくてもよい。平面視したときに、マスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａおよび接触板２２０ｂは、少なくとも後述するマスク１１０とフレーム１２０との溶接を可能にするために固定点１１６の位置を露出している。

マスク１１０の第１基準マーク１１４は、マスク保持ユニット２２０に対応する位置よりＤ１方向および逆Ｄ１方向の外側に配置される。すなわち、平面視したときに、マスク保持ユニット２２０の磁界発生部２２０ａおよび接触板２２０ｂは、少なくともマスク１１０の第１基準マーク１１４を露出している。

図７（Ａ）は、マスク保持ユニット２２０がマスク１１０を吸着できる位置まで下降した状態におけるマスクユニットの製造装置２００の上面図である。図７（Ｂ）は、同状態におけるマスクユニットの製造装置２００の側面図である。

搬入されたマスク１１０は、マスク保持ユニット２２０に保持される。図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、第１リフトピン２５０の下降によって、マスク保持ユニット２２０は逆Ｄ３方向に下降する。ここでマスク保持ユニット２２０の接触板２２０ｂは、マスク１１０の第１面１１０ａと接触する。すなわち、マスク１１０は、接触板２２０ｂのステージ２１０側に接触する。マスク保持ユニット２２０は、磁界発生部２２０ａの磁力によって、接触板２２０ｂを介してマスク１１０を第１面１１０ａ側（逆Ｄ３方向）から保持する。このため、接触板２２０ｂとマスク１１０の第１面１１０ａとは略平坦であることが好ましい。このように構成されることで、マスク保持ユニット２２０はマスク１１０を略平坦に保持することができる。マスク１１０を平坦化するためにテンションを加える必要がないことから、テンションに起因するマスク１１０のゆがみなどの問題を低減することができる。またマスク１１０をＤ１―Ｄ２方向に把持する必要がないことから、省スペース化と複数のマスクのタイリングが可能となる。

図８（Ａ）は、マスク保持ユニット２２０がマスク１１０を吸着して上昇した状態におけるマスクユニットの製造装置２００の上面図である。図８（Ｂ）は、同状態におけるマスクユニットの製造装置２００の側面図である。

図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、第１リフトピン２５０は、アライメントステージ２１０ａからＤ３方向に上昇し、マスク保持ユニット２２０を上昇する。さらに、ステージ２１０（アライメントステージ２１０ａ）は複数の第２リフトピン２６０を備える。第２リフトピン２６０は、アライメントステージ２１０ａからＤ３方向に上昇し、マスク１１０に接触する。さらに第２リフトピン２６０は、マスク１１０を上昇し、ステージ２１０とマスク１１０の間に空間を形成する。第２リフトピン２６０は、マスク１１０に接触するため、マスク１１０のマスクパターン部１１２に対応する位置以外の領域に配置される。第２リフトピン２６０は、マスク１１０の表示パネルに対応する位置以外の領域に配置されるのが好ましい。本実施形態において第２リフトピン２６０は、複数の第１リフトピン２５０の間に配置される。第２リフトピン２６０は、フレーム１２０の開口１２２に配置される。複数の第１リフトピン２５０と複数の第２リフトピン２６０とは、アライメントステージ２１０ａからＤ３方向に同期して昇降する。

さらに第１リフトピン２５０は、フレーム１２０の外側でＤ１−Ｄ２面方向に移動することができる。第２リフトピン２６０は、フレーム１２０の開口１２２の内側でＤ１−Ｄ２面方向に移動することができる。複数の第１リフトピン２５０と複数の第２リフトピン２６０は、アライメントステージ２１０ａごとＤ１−Ｄ２面方向に同期して移動する。このように構成されることで、アライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０と第２リフトピン２６０は、マスク保持ユニット２２０とマスク１１０とを一体にＤ１−Ｄ２面方向もしくはＤ３方向を軸とした回転方向に移動させることができる。

第１リフトピン２５０はマスク保持ユニット２２０と接し、第２リフトピン２６０はマスク１１０に接する。このため第１リフトピン２５０および第２リフトピン２６０の上昇時に、第１リフトピン２５０の先端は第２リフトピン２６０の先端よりＤ３方向にマスク１１０の厚みだけ高い。すなわち、アライメントステージ２１０ａに対する第１リフトピン２５０の昇降範囲は、アライメントステージ２１０ａに対する第２リフトピン２６０の昇降範囲より大きい。上述したアライメントステージ２１０ａからＤ３方向に同期して昇降するとき、およびＤ１−Ｄ２面方向に同期して移動するとき、第１リフトピン２５０および第２リフトピン２６０は、この高さの違いを維持する。このように構成されることで、アライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０と第２リフトピン２６０は、マスク保持ユニット２２０とマスク１１０とを一体にＤ３方向およびＤ１−Ｄ２面方向もしくはＤ３方向を軸とした回転方向にフレーム１２０（Ｄ１−Ｄ２面方向）と平行に移動させることができる。また、マスク保持ユニット２２０と第２リフトピン２６０は、マスク１１０を略平坦に維持することができる。

カメラ２４０は、基準板２３０とマスク１１０との位置合わせのために、第２基準マーク２３２と第１基準マーク１１４との位置を撮像する。アライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０と第２リフトピン２６０とが、マスク保持ユニット２２０とマスク１１０とをＤ１−Ｄ２面方向に移動させることで、基準板２３０の第２基準マーク２３２とマスク１１０の第１基準マーク１１４との位置合わせを行う。ここで、アライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０と第２リフトピン２６０とはアライメント手段として機能することができる。このように構成されることで、カメラ２４０とアライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０と第２リフトピン２６０とは、第２基準マーク２３２と第１基準マーク１１４との位置合わせを高精度に行うことができる。

図９（Ａ）は、マスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を下降し、マスク１１０をフレーム１２０に溶接するマスクユニットの製造装置２００の上面図である。図９（Ｂ）は、マスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を下降し、マスク１１０をフレーム１２０に溶接するマスクユニットの製造装置２００の側面図である。

図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、第２基準マーク２３２と第１基準マーク１１４との位置が合ったところで、第１リフトピン２５０および第２リフトピン２６０はアライメントステージ２１０ａの逆Ｄ３方向に下降し、マスク保持ユニット２２０およびマスク１１０を下降する。複数の第１リフトピン２５０と複数の第２リフトピン２６０は、アライメントステージ２１０ａの逆Ｄ３方向に同期して下降する。このように構成されることで、第１リフトピン２５０と第２リフトピン２６０は、マスク保持ユニット２２０とマスク１１０とを一体に逆Ｄ３方向にＤ１−Ｄ２面と平行に降ろすことができる。また、マスク保持ユニット２２０と第２リフトピン２６０は、マスク１１０を略平坦に維持することができる。

アライメントされたマスク１１０は、溶接機２７０によってフレーム１２０に固定される。マスク１１０は、固定点１１６において溶接機２７０のレーザなどによってフレーム１２０にスポット溶接される。Ｄ２方向にマスク保持ユニット２２０の接触板２２０ｂの外寸は、フレーム１２０の外寸より大きい。このため、接触板２２０ｂの開口２２２ｂを介してマスク１１０とフレーム１２０との溶接を行ってもよい。フレーム１２０に溶接されたマスク１１０は、その後、マスクユニットの製造装置２００から取り外すことで、蒸着などに用いることができるマスクユニット１００として提供される。

本実施形態におけるマスクユニット１００の製造方法によれば、マスク保持ユニット２２０によってマスク１１０をステージ２１０とは反対側から略平坦に保持することで、マスクをより高精度でアライメントし、フレームに固定することができる。

（第２実施形態）
本実施形態に係るマスクユニットの構成は、第１実施形態に係るマスクユニットの構成と同じである。本実施形態に係るマスクユニットの製造方法は、複数の第１リフトピン２５０と複数の第２リフトピン２６０とでマスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を上昇する（図８参照）代わりに、複数の第１リフトピン２５０でマスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を上昇する（図１０参照）こと以外、第１実施形態に係るマスクユニットの製造方法と同じである。第１実施形態と同じである説明は省略し、ここでは第１実施形態に係るマスクユニットの製造方法と相違する部分について説明する。

＜マスクユニットの製造装置の動作とマスクユニットの製造方法＞
図１０（Ａ）は、マスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を上昇したマスクユニットの製造装置２００の上面図である。図１０（Ｂ）は、マスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を上昇したマスクユニットの製造装置２００の側面図である。

図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、第１リフトピン２５０は、アライメントステージ２１０ａからＤ３方向に上昇し、マスク保持ユニット２２０の接触板２２０ｂに接触する。第１リフトピン２５０は、マスク保持ユニット２２０を上昇する。本実施形態においてマスク保持ユニット２２０は、磁界発生部２２０ａの磁力によって、第２リフトピン２６０の支持がなくてもマスク１１０を第１面１１０ａ側から保持する。すなわち、マスク１１０はマスク保持ユニット２２０と一体に、第１リフトピン２５０のアライメントステージ２１０ａからの上昇に伴い上昇する。

さらに第１リフトピン２５０は、フレーム１２０の外側でＤ１−Ｄ２面方向に移動することができる。複数の第１リフトピン２５０は、アライメントステージ２１０ａごとＤ１−Ｄ２面方向に同期して移動する。アライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０は、マスク保持ユニット２２０とマスク１１０とを一体にＤ１−Ｄ２面方向に移動させることができる。

このように構成されることで、アライメントステージ２１０ａと第１リフトピン２５０は、マスク保持ユニット２２０とマスク１１０とを一体にＤ３方向およびＤ１−Ｄ２面方向もしくはＤ３方向を軸とした回転方向に平行に移動させることができる。

以上説明した本実施形態のマスクユニット１００の製造方法によれば、例えば、マスク１１０の第２面１１０ｂが凹凸構造を有していても、マスクを高精度でアライメントし、フレームに固定することを実現することができる。

（第３実施形態）
本実施形態に係るマスクユニットの構成は、第１実施形態に係るマスクユニットの構成と同じである。本実施形態に係るマスクユニットの製造方法は、複数の第１リフトピン２５０と複数の第２リフトピン２６０とでマスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を上昇する（図８参照）代わりに、複数の第２リフトピン２６０でマスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を上昇する（図１１参照）こと以外、第１実施形態に係るマスクユニットの製造方法と同じである。第１実施形態と同じである説明は省略し、ここでは第１実施形態に係るマスクユニットの製造方法と相違する部分について説明する。

＜マスクユニットの製造装置の動作とマスクユニットの製造方法＞
図１１（Ａ）は、マスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を上昇したマスクユニットの製造装置２００の上面図である。図１１（Ｂ）は、マスク１１０およびマスク保持ユニット２２０を上昇したマスクユニットの製造装置２００の側面図である。

図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、第２リフトピン２６０は、アライメントステージ２１０ａからＤ３方向に上昇し、マスク１１０に接触する。第２リフトピン２６０は、マスク１１０を上昇する。本実施形態において、マスク保持ユニット２２０は、第１リフトピン２５０の支持がなくても、マスク１１０を介して第２リフトピン２６０によって支持される。すなわち、マスク保持ユニット２２０はマスク１１０と一体に、第２リフトピン２６０のアライメントステージ２１０ａからの上昇に伴い上昇する。

さらに第２リフトピン２６０は、フレーム１２０の開口１２２の内側でＤ１−Ｄ２面方向に移動することができる。複数の第２リフトピン２６０は、アライメントステージ２１０ａごとＤ１−Ｄ２面方向に同期して移動する。アライメントステージ２１０ａと第２リフトピン２６０は、磁界発生部２２０ａの十分な磁力によってマスク保持ユニット２２０とマスク１１０とを一体にＤ１−Ｄ２面方向に移動させることができる。

このように構成されることで、アライメントステージ２１０ａと第２リフトピン２６０は、マスク保持ユニット２２０とマスク１１０とを一体にＤ３方向およびＤ１−Ｄ２面方向もしくはＤ３方向を軸とした回転方向に平行に移動させることができる。

以上説明した本実施形態のマスクユニット１００の製造方法によれば、マスクを高精度でアライメントし、フレームに固定することを実現することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の一実施形態は、以下のように様々な形態に変形することもできる。

（変形例１）
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、第１実施形態から第３実施形態において、アライメントステージ２１０ａは矩形であり、フレーム保持ステージ２１０ｂはアライメントステージ２１０ａを囲むように枠状である。このためフレーム１２０の一部は、アライメントステージ２１０ａとも接触する。しかしながらこれに限定されず、アライメントステージ２１０ａは、複数の第１リフトピン２５０をフレーム１２０の外側に、複数の第２リフトピン２６０をフレーム１２０の開口１２２に配置できればよい。フレーム保持ステージ２１０ｂはフレーム１２０を安定に保持できればよい。例えば、図１２は、本発明の変形例に係るステージ２１０の上面図である。図１２に示すように、アライメントステージ２１０ａは複数の第１リフトピン２５０を含む形に突出していてもよい。フレーム保持ステージ２１０ｂは複数の第１リフトピン２５０を避けるように陥入していてもよく、不連続であってもよい。このように配置されることで、フレーム保持ステージ２１０ｂがフレーム１２０を保持する領域をより大きくすることができる。

（変形例２）
第１実施形態から第３実施形態においてマスク保持ユニット２２０は、磁力によってマスク１１０の第１面１１０ａを保持する構成とした。しかしながらこれに限定されず、マスク保持ユニット２２０は、真空吸着力によってマスク１１０の第１面１１０ａを保持する構成としてもよい。この場合、マスク保持ユニット２２０は、真空吸着機および接触板を備えてもよい。接触板は、吸着孔を備え、略平坦であればよい。このように構成することで本変形例に係るマスクユニット１００の製造方法は、マスクを高精度でアライメントし、フレームに固定することを実現することができる。

１００：マスクユニット、１１０：マスク、１１０ａ：第１面、１１０ｂ：第２面、１１２：マスクパターン部、１１４：第１基準マーク、１１６：固定点、１２０：フレーム、１２２：開口、２００：マスクユニットの製造装置、２１０：ステージ、２１０ａ：アライメントステージ、２１０ｂ：フレーム保持ステージ、２２０：マスク保持ユニット、２２０ａ：磁界発生部、２２０ｂ：接触板、２２２ｂ：開口、２３０：基準板、２３２：第２基準マーク、２３４：支持部、２４０：カメラ、２５０：第１リフトピン、２６０：第２リフトピン、２７０：溶接機

Claims

マスクをフレームに固定するマスクユニットの製造装置であって、
前記フレームを保持するフレーム保持ステージと、複数のリフトピンを備えるアライメントステージと、を有するステージと、
前記ステージと対向して配置される基準板を保持する保持部と、
前記ステージと前記基準板との間に配置され、前記マスクを保持するマスク保持ユニットと、
前記基準板を通して前記ステージの方向を撮像するカメラと、
を備え、
前記マスク保持ユニットは、前記マスクを前記フレーム側の面で保持し、
前記マスク保持ユニットは、前記複数のリフトピンの動作により、前記アライメントステージ上で昇降し、
前記複数のリフトピンは、前記マスク保持ユニットと接触可能な複数の第１リフトピンを含み、
前記カメラは、前記マスクに形成された第１基準マーカーと、前記基準板に形成された第２基準マーカーとを撮像する、
マスクユニットの製造装置。
前記複数の第１リフトピンは、前記フレームの外側に配置され、前記アライメントステージに対して昇降し、前記マスク保持ユニットを前記アライメントステージ上で昇降させる、請求項１に記載のマスクユニットの製造装置。
前記複数の第１リフトピンは互いに同期して昇降する、請求項１または２に記載のマスクユニットの製造装置。
前記複数のリフトピンは、前記マスクと接触可能な複数の第２リフトピンをさらに含む、請求項１乃至３の何れか１項に記載のマスクユニットの製造装置。
前記フレームは開口を有し、
前記複数の第２リフトピンは、前記フレームの開口の内側に配置され、前記アライメントステージに対して昇降し、前記マスクを前記アライメントステージ上で昇降させる、請求項４に記載のマスクユニットの製造装置。
前記複数の第２リフトピンは互いに同期して昇降する、請求項４または５に記載のマスクユニットの製造装置。
前記アライメントステージに対する前記複数の第１リフトピンの昇降範囲は、前記複数の第２リフトピンの昇降範囲より大きい、請求項４乃至６の何れか１項に記載のマスクユニットの製造装置。
前記フレーム保持ステージと前記アライメントステージは間隙をもって配置され、
前記アライメントステージは前記間隙を移動する、請求項１乃至７の何れか１項に記載のマスクユニットの製造装置。
前記マスク保持ユニットは、磁力によって前記マスクを保持する、請求項１乃至８の何れか１項に記載のマスクユニットの製造装置。
前記マスク保持ユニットは、電磁石を備える、請求項１乃至９の何れか１項に記載のマスクユニットの製造装置。
前記電磁石の面積は前記マスクの面積より小さい、請求項１０に記載のマスクユニットの製造装置。
前記マスク保持ユニットは、前記マスクと前記電磁石との間に接触板をさらに備える、請求項１０または１１に記載のマスクユニットの製造装置。
前記接触板は、前記マスクと接する面が平坦である、請求項１２に記載のマスクユニットの製造装置。
前記マスクは、前記マスク保持ユニットと接する面が平坦である、請求項１乃至１３の何れか１項に記載のマスクユニットの製造装置。
前記ステージが、前記アライメントステージを複数有し、
前記マスク保持ユニットが、前記ステージと前記基準板との間に複数配置され、前記マスクを複数保持する、請求項１乃至１４の何れか１項に記載のマスクユニットの製造装置。
前記フレーム保持ステージと前記複数のアライメントステージとは間隙をもって配置され、
前記複数のアライメントステージは、それぞれ独立して前記間隙を移動する、請求項１５に記載のマスクユニットの製造装置。
前記フレームと前記マスクを溶接する溶接機をさらに備える請求項１乃至１６の何れか１項に記載のマスクユニットの製造装置。