JP4257497B2

JP4257497B2 - 真空蒸着方法及び真空蒸着装置、並びにこの真空蒸着方法により製造したｅｌパネル

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Publication number: JP4257497B2
Application number: JP2003049188A
Authority: JP
Inventors: 賢治弓場; 寛梅津
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: JP2004259598A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板の表面に真空蒸着によって所定のパターンの蒸着膜を形成するための真空蒸着方法及び真空蒸着装置に関するものであり、特にＲ，Ｇ，Ｂの各色で発色するＥＬ素子のドットパターンを形成したＥＬディスプレイ用パネルを製造するのに好適な真空蒸着方法及び真空蒸着装置と、さらに真空蒸着方法により製造したＥＬディスプレイ用パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、薄型で消費電力も少ないディスプレイ装置として、ガラス基板にＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）のドットパターンを形成したディスプレイ用パネル（以下、ＥＬパネルという）が開発され、実用化も始まっている。ＥＬパネルはＲ，Ｇ，Ｂの各色で発色するＥＬ素子のドットパターンをガラス基板の表面に密に形成するが、パターンの微細化、ガラス基板への固着強度等の観点から、パターン形成は真空蒸着方式で行なわれる。真空蒸着は、内部を真空状態にしたチャンバの下部位置に蒸着源を配置し、またこの蒸着源の上部位置には蒸着される基板を着脱可能に保持するホルダ部材を設けたものであり、蒸着源としては、加熱手段を備えた坩堝に蒸着物質を入れ、この坩堝を加熱することによって、蒸着物質を蒸発させて、ホルダ部材に保持された基板の下面に蒸着物質を付着させるようにしたものである。
【０００３】
ここで、ＥＬパネルを形成する場合において、基板はガラス基板であり、このガラス基板の蒸着膜形成面にマスク板を正確に密着させた状態にして装着しなければならない。このために、ホルダ部材をシートマグネットで形成して、このシートマグネットの磁力でガラス基板とそのマスク板をホルダ部材に引き付けるようにして保持する構成としたものは従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このように、マグネット吸着によって、ガラス基板及びマスク板をホルダ部材に相対位置決めした状態でガラス基板のパターン形成面を下方に向けて配置することによって、マスク板のパターンを有する蒸着物質がガラス基板の蒸着膜形成面に成膜される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１０５６２２号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガラス基板に蒸着膜を形成するに当っては、それぞれパターンを変えてＲ，Ｇ，Ｂの３色の蒸着を行なわなければならない。つまり、１枚のガラス基板に蒸着膜を形成する場合、３枚のマスク板を交換して使用しなければならないことになる。しかも、マスク板のガラス基板からの取り外しは蒸着膜が形成された後に行なわれることになる。従って、従来技術で説明したように、ホルダ部材にマスク板をシートマグネットで吸着させるようにした場合には、ホルダ部材を真空蒸着チャンバの内部から取り出さなければ、マスク板の交換を行うことができないことになり、１枚のＥＬパネルを製造するのに多大の時間と費用とが必要となるという問題点がある。また、マスク板を交換するに当っては、シートマグネットにより吸着されているマスク板を強制的に分離する必要があり、このマスク板を分離する際に、ガラス基板に形成した蒸着膜のパターンが損傷する可能性もある等といった不都合も生じる。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、マスク板を接合させたガラス基板からなるマスク接合基板をその支持部材に固定的に保持させて蒸着を行うに当って、マスク板への着脱を真空内で容易に、しかも確実に行え、しかも膜付けの精度が極めて高くなるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明の真空蒸着方法に関する第１の方法としては、真空蒸着によりガラス基板の表面に磁性金属材からなるマスク板を装着して、このマスク板に形成したマスクパターンが転写されるように蒸着膜を形成するものであって、それぞれマスク板の複数箇所に対して磁力の作用で着脱可能に吸着する磁力吸着手段を設けたマスク搭載部材及び基板支持部材を真空蒸着チャンバの外部に配置し、前記基板支持部材にはガラス基板を、その蒸着膜形成面を上方に向けて、磁力による吸着力を作用させない状態にして設置し、また前記マスク搭載部材はガラス基板の上方位置で、マスク板に吸着力を作用させた状態で相対位置合わせし、前記マスク搭載部材に支持させたマスク板と前記基板支持部材に支持させたガラス基板とを当接させて、前記基板支持部材によりガラス基板を介してマスク板に対して磁力による吸着力を作用させて、マスク板をガラス基板の蒸着膜形成面に密着させてマスク接合基板となし、前記マスク搭載部材からマスク板に対する磁力を解除させ、前記基板支持部材に支持されているマスク接合基板をマスク板が下方に向くように反転させて搬送部材に移載して、この搬送部材によりマスク接合基板を前記真空蒸着チャンバ内に搬入するようになし、前記真空蒸着チャンバ内に磁力吸着手段を有するホルダ部材を配置して、前記搬送部材から前記マスク接合基板のマスク板を磁力で吸着させて、このマスク接合基板を蒸着源に対面する位置に変位させ、この蒸着源からこのマスク板を介してガラス基板の蒸着膜形成面に所定パターンの蒸着物質を付着させることをその特徴とするものである。
【０００９】
そして、ガラス基板の表面にＲ，Ｇ，Ｂの三原色で発光するＥＬ素子のドットパターンを順次真空蒸着により形成する方法としては、第１のマスクパターンを有する第１のマスク板をガラス基板の蒸着膜形成面に位置合わせした状態で、複数箇所に磁力吸着手段を設けた基板搭載手段上で、ガラス基板を介して第１のマスク板を磁力により吸着させて、この第１のマスク板をガラス基板の蒸着膜形成面にほぼ全面で密着させ、前記基板搭載手段を反転させることによって、第１のマスク板が下側になるようになし、ガラス基板の蒸着膜形成面とは反対側の面を搬送部材に当接させて、真空蒸着チャンバ内に搬送し、次いでこの搬送部材から磁力吸着手段を有するホルダ部材の下面に、第１のマスク板に磁力を作用させて、第１のマスク板とガラス基板とからなるマスク接合基板をホルダ部材により固定的に保持させて、第１の蒸着物質による蒸着を行う工程と、この第１の蒸着物質による蒸着終了後に、前記ホルダ部材に保持されているマスク接合基板を移載手段に受け取って、このホルダ部材による磁力の作用を解除して、反転手段でマスク接合基板を反転させて、マスク接合基板の第１のマスク板が上方に向くように配置させて、このマスク板を上方から取り外す工程と、前記第１の蒸着物質を蒸着したガラス基板の蒸着膜形成面を、複数箇所に磁力吸着手段を設けた基板搭載手段上に配置して、第２のマスクパターンを有する第２のマスク板を位置合わせし、ガラス基板と第２のマスク板との間を磁力により吸着させて、この第２のマスク板を蒸着膜形成面にほぼ全面で密着させ、前記基板搭載手段を反転させることによって、第２のマスク板が下側になるようになし、ガラス基板の蒸着膜形成面とは反対側の面を搬送部材に当接させて、真空蒸着チャンバ内に搬送し、次いでこの搬送部材から磁力吸着手段を有するホルダ部材の下面に、第２のマスク板に磁力を作用させて、第２のマスク板とガラス基板とからなるマスク接合基板をホルダ部材により固定的に保持させて、第２の蒸着物質による蒸着を行う工程と、この第２の蒸着物質による蒸着終了後に、前記ホルダ部材に保持されているマスク接合基板を移載手段に受け取って、このホルダ部材による磁力の作用を解除して、反転手段でマスク接合基板を反転させて、マスク接合基板の第２のマスク板が上方に向くように配置させて、このマスク板を上方から取り外す工程と、前記第１，第２の蒸着物質を蒸着したガラス基板の蒸着膜形成面を、複数箇所に磁力吸着手段を設けた基板搭載手段上に配置して、第３のマスクパターンを有する第３のマスク板を位置合わせし、ガラス基板と第３のマスク板との間を磁力により吸着させて、この第３のマスク板を蒸着膜形成面にほぼ全面で密着させ、前記基板搭載手段を反転させることによって、第３のマスク板が下側になるようになし、ガラス基板の蒸着膜形成面とは反対側の面を搬送部材に当接させて、真空蒸着チャンバ内に搬送し、次いでこの搬送部材から磁力吸着手段を有するホルダ部材の下面に、第３のマスク板に磁力を作用させて、第３のマスク板とガラス基板とからなるマスク接合基板をホルダ部材により固定的に保持させて、第３の蒸着物質による蒸着を行う工程とからなることを特徴とする。
【００１０】
さらに、真空蒸着によって、ガラス基板の表面に所定のパターンとなるように蒸着膜を形成する本発明の装置の構成としては、それぞれマスク板の複数箇所に対して磁力の作用で着脱可能に吸着する磁力吸着手段が設けられ、磁性金属材からなるマスク板を下面で磁力による吸着を行うマスク搭載部材と、ガラス基板を、その蒸着膜形成面を上に向けた状態で保持する基板支持部材とを備え、これらマスク搭載部材と基板支持部材との間で、マスク板とガラス基板とを位置合わせをして、前記基板支持部材の磁力吸着手段によってガラス基板を介してマスク板を吸着させ、前記マスク搭載部材による磁力を解除することによって、前記基板支持部材上でマスク板をガラス基板の蒸着膜形成面に密着させるマスク板搭載機構と、前記基板支持部材を反転可能な構成となし、マスク板をガラス基板に密着させたマスク接合基板に磁力による吸着力を作用させた状態で反転させたマスク板を当接させて保持し、このマスク接合基板を前記真空チャンバの外から内部に搬入する搬送部材と、前記真空チャンバ内に設けられ、磁力の作用で着脱可能に吸着する磁力吸着手段を有し、磁力による吸着力により前記搬送部材上のマスク接合基板をマスク板が下方に向く状態にして保持するホルダ部材とを備える構成としたことをその特徴とするものである。
【００１１】
さらにまた、ガラス基板の表面にＲ，Ｇ，Ｂの三原色で発光するＥＬ素子のドットパターンを順次真空蒸着により形成する装置の構成は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の蒸着源を設置し、かつこれら各蒸着源が順次臨む位置の上部位置にマスク板を下方に向けてガラス基板を当接させた状態で、このマスク板を磁力の作用で吸着し、かつ磁力の作用を解除することにより脱着可能なホルダ部材を配置した真空蒸着チャンバと、それぞれマスク板の複数箇所に対して磁力の作用で着脱可能に吸着する磁力吸着手段と、この磁力吸着手段によりマスク板に対する磁力の作用を解除する脱着手段とを備えたマスク搭載部材及び基板支持部材が設けられ、前記基板支持部材はガラス基板を、その蒸着膜形成面を上方に向けて、磁力による吸着力を作用させない状態にして設置し、また前記マスク搭載部材はガラス基板の上方位置で、マスク板を磁力による吸着力を作用させた状態で対向配設して、ガラス基板の蒸着膜形成面にマスク板を位置合わせする位置合わせ手段を設けたマスク接合ステージと、前記マスク接合ステージと前記真空蒸着チャンバとの間に配置され、前記基板支持部材に反転手段を設けて、この反転手段によりマスク板を密着させたガラス基板からなるマスク接合基板を反転させて、反転後のマスク接合基板を前記真空チャンバ内に搬入する搬送部材を有する蒸着前反転ステージと、前記真空蒸着チャンバから取り出された真空蒸着終了後のマスク接合基板を磁力により吸着して反転させる反転させる部材が位置する蒸着後反転ステージと、前記マスク接合ステージには、新たなガラス基板を導入し、成膜後のガラス基板を搬出する基板導入・導出部と、新たなマスク板を供給し、使用済みのマスク板を排出するマスク板供給・排出部とを設ける構成としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の一形態について説明する。まず、図１に真空蒸着装置の全体構成図を示す。同図において、１は真空蒸着チャンバ、２はマスク交換チャンバ、３は蒸着前反転チャンバ、４は蒸着後反転チャンバをそれぞれ示す。そして、真空蒸着チャンバ１と蒸着前反転チャンバ３及び蒸着後反転チャンバ４との間は、それぞれシャッタ５，６を介して接続されており、またマスク交換チャンバ２と蒸着前反転チャンバ３及び蒸着後反転チャンバ４との間も、同様に、シャッタ７，８を介して接続されている。
【００１３】
マスク交換チャンバ２には、基板搬入・搬出部２ａとマスク板導入・排出部２ｂとが設けられている。基板搬入・搬出部２ａの外部にはガラス基板１０のストッカ部１１が配置されると共に、搬送コンベア１２が設けられている。従って、ストッカ部１１からガラス基板１０を１枚ずつ（若しくは複数枚同時に）マスク交換チャンバ２内に導入され、また膜付けが完了したガラス基板１０は、搬送コンベア１２に載置されて、次の工程に送り込まれるようになっている。ここで、ガラス基板１０には３種類の蒸着パターンによる成膜が行なわれるようになっており、このためにマスク板導入・排出部２ｂには３種類のマスク板１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ（以下において、マスク板の種類を特定しない場合には、符号１３を用いる）が設けられている。
【００１４】
マスク板１３は、磁性金属材、例えばステンレス等の部材で構成される。そして、図２(ａ)及び（ｂ）に示したように、マスク板１３には多数のドットパターンの打ち抜き部１４が形成されており、真空蒸着時にはこの打ち抜き部１４のパターンがガラス基板１０に転写される。この場合において、ドットパターンの転写精度を高めるには、マスク板１３の厚みをできるだけ薄くする必要がある。マスク板１３は極めて薄い金属板から構成されることから、このマスク板１３の外周部には保形性を持たせるために金属製の補強枠１５が取り付けられている。
【００１５】
マスク交換チャンバ２にガラス基板１０が導入されると、これら３種類のマスク板１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのいずれか１枚が接合されて、マスク接合基板となし、このマスク接合基板は蒸着前反転チャンバ３を経て真空蒸着チャンバ１において、このマスクパターンが転写されるように成膜が行われて、蒸着後反転チャンバ４からマスク交換チャンバ２に移行させて、マスク板の交換（例えばマスク板１３Ｒから１３Ｇに）が行われる。その後に、再び蒸着前反転チャンバ３から真空蒸着チャンバ１に送り込まれて、２種類目のマスクパターンによる成膜が行われ、蒸着後反転チャンバ４を経てマスク交換チャンバ２に戻った後、３種類目のマスク板（例えばマスク板１３Ｂ）と交換されて、前述と同様の動作を繰り返すことにより、ガラス基板１０に対する膜付けが全て完了し、基板導入・導出部２ａから搬出され、新たなガラス基板１０が搬入される。なお、ガラス基板１０のマスク交換チャンバ２への導入及び導出と、マスク板の搬入及び排出とは、それぞれの部位に設けたロボット（図示せず）により行われる。
【００１６】
従って、マスク交換チャンバ２では、ガラス基板１０の搬入及びその位置決め、マスク板１３とのアライメント、マスク板１３のガラス基板１０への接合等の作業が行なわれる。また、マスク交換チャンバ２に蒸着後反転チャンバ４からガラス基板１０が移行したときには、まず蒸着後のマスク板１３を取り外す作業が行われる。なお、マスク板の取り外しと、新たなマスク板の装着とを別のチャンバで行うようにすることもできる。
【００１７】
マスク交換チャンバ２には、図３に示したように、ガラス基板１０とマスク板１３との接合時の支持部材としての基板支持台２０と、マスク板１３を供給するマスク板搭載手段２１と、テレビカメラ２２とが設けられている。ガラス基板１０がマスク交換チャンバ２内に搬入されると、基板支持台２０上に載置される。なお、この基板支持台２０には、ガラス基板１０の位置決め手段を設けておくのが望ましい。マスク板搭載手段２１は、その下面にマスク板１３を保持して、テレビカメラ２２からマスク板１３及びガラス基板１０に設けたアライメントマーク等を基準として、相互に位置ずれがある場合には、マスク板搭載手段２１のＸ，Ｙ，θ方向の位置調整を行うようにしている。なお、テレビカメラ２２によってマスク板１３のアライメントマークとガラス基板１０のアライメントマークとを同時に視野に入れるために、マスク板搭載手段２１には、テレビカメラ２２の視野と一致する部位には通し孔２１ａが設けられている。
【００１８】
ここで、マスク交換チャンバ２の内部は真空状態としている。そして、マスク板１３はマスク板搭載手段２１の下側に保持されることから、その保持力は磁力によるものとする。このために、マスク板搭載手段２１には磁力吸着部材２３が装着されている。また、基板支持台２０は、後述するように反転する部材であり、この反転時にマスク板１３に磁力による吸着力を発揮させる必要があるので、やはり磁力吸着部材２３が装着される。さらに、真空蒸着を実行する際に、マスク接合基板１６はホルダ部材５０の下面に保持されるので、磁力吸着部材２３が設けられる。
【００１９】
そこで、磁力吸着部材２３の具体的な一例を図４に示す。図中において、３０は磁石であり、この磁石３０は永久磁石であって、台板３１（マスク板搭載手段２１，基板支持台２０及び後述するホルダ部材５０）に設けた凹部３２内に装着されている。磁石３０には凹部３２を覆う覆い板３３との間にばね３４が介装されており、このばね３４の作用により最下降位置に保持されている。従って、この位置では台板３１の表面３１ａにまで磁力による吸着力が及ぶ吸着可能状態になり、磁性金属材からなるマスク板１３を間にガラス基板１０を介さず、またはガラス基板１０を介して保持できる。そして、磁石３０には作動ロッド３５が連結して設けられており、この作動ロッド３５は台板３１を貫通して外部に導出されている。
【００２０】
作動ロッド３５の先端部には解除板３６が連結して設けられている。この解除板３６を引っ張ると、磁石３０はばね３４の付勢力に抗して台板３１の表面３１ａから離間する方向に変位して、ガラス基板１０を分離できる脱着状態となる。その結果、マスク板１３に対する磁力による吸着力が解除されて、マスク板１３が脱着することになる。このために、磁石３０の駆動部材３７が設けられている。この駆動部材３７は、駆動ロッド３８の先端に解除板３６を抱持可能な引き手３９を連結したものから構成される。図４において、右側の状態では台板３１の表面３１ａにマスク板１３を吸着できる吸着可能状態となり、また左側に示したように、駆動部材３７により磁石３０を引き上げると、磁石３０によるマスク板１３への吸着力が解除される脱着状態となる。
【００２１】
以上の磁力吸着部材２３は、マスク板搭載手段２１及び基板支持台２０を構成する各台板３１に縦横に複数設けられている。従って、マスク板１３をマスク板搭載手段２１に保持させる際には、台板３１のほぼ中央に位置する磁力吸着部材２３でマスク板１３を吸着し、次いで順次周辺部の磁力吸着部材２３による吸着力を作用させることによって、マスク板１３はその全面にわたってマスク板搭載手段２１の台板３１に密着する。
【００２２】
このようにして、マスク板搭載手段２１の台板３１にマスク板１３を当接させて、磁力吸着部材２３の作用によりマスク板１３を保持し、テレビカメラ２２によってガラス基板１０に対してアライメントした上で、マスク板１３側若しくはガラス基板１０側の位置補正を行うようにする。そして、マスク板搭載手段２１を下降させることによって、マスク板１３をガラス基板１０に当接させる。ここで、マスク板搭載手段２１はマスク板１３のほぼ全面にわたって当接していることから、マスク板搭載手段２１によってマスク板１３をガラス基板１０に押圧することによって、マスク板１３はガラス基板１０に対して全面的に密着することになる。
【００２３】
ここで、極めて薄いマスク板１３をガラス基板１０に完全に密着させるのは、ガラス基板１０にマスク板１３のドットパターンを形成する上で極めて重要である。もし、マスク板１３が部分的にガラス基板１０から浮いていると、このマスク板１３の打ち抜き部１４を通過した蒸着物質が周辺に拡散することになり、シャープなドットパターンを形成することができないからである。
【００２４】
マスク板１３がガラス基板１０に実質的に完全に密着すると、マスク板搭載手段２１側の磁力吸着部材２３によるマスク板１３への磁力の作用を解除する脱着状態とする。磁力吸着部材２３は磁石３０を有するものであり、この磁石３０をマスク板１３から遠ざけることにより、マスク板１３への磁力の作用が失われる。一方、基板支持台２０側の磁力吸着部材２３は、マスク板１３がガラス基板１０に密着するまでは脱着状態に保持し、マスク板１３がガラス基板１０と密着して基板支持台２０上に載置された後、マスク板搭載手段２１側の磁気吸着部材２３を脱着状態とする前若しくは脱着後に基板支持台２０側の磁力吸着部材２３によってマスク板１３に磁力による吸着作用を発揮させる吸着可能状態とする。これによって、マスク板１３をガラス基板１０に接合したマスク接合基板１６が基板支持台２０に確実に固定されることになる。
【００２５】
次に、基板支持台２０は、シャッタ７を介して蒸着前反転チャンバ３内に送り込まれる。図５に示したように、蒸着前反転チャンバ３内には移載手段が設けられている。この移載手段は搬送台４０を有し、この搬送台４０は、図示しない駆動手段によって、蒸着前反転チャンバ３と真空蒸着チャンバ１との間を往復移動可能であると共に、昇降可能なものとなっている。マスク接合基板１６を保持している基板支持台２０がこの蒸着前反転チャンバ３内に導入されると、１８０°反転することになる。その結果、マスク接合基板１６が下側に向いて、マスク板１３が下面となる。そこで、搬送台４０をこのマスク板１３に当接する位置まで上昇させる。この状態で、磁石３０を吸着可能状態から脱着状態に変位させて、基板支持台２０における磁力吸着部材２３によるマスク板１３への磁力の作用を解除することによって、マスク接合基板１６は自重の作用により搬送台４０上に移行する。そして、必要に応じて、搬送台４０にはクランプ部材を設けておき、搬送台４０にマスク接合基板１６が載置された状態で、このクランプ部材によりマスク板１３の周囲に設けた補強枠１５をクランプ保持させるのが望ましい。
【００２６】
移載手段を構成する搬送台４０に移載されたマスク接合基板１６はゲート５を通って真空蒸着チャンバ１内に搬入される。真空蒸着チャンバ１内には、図６に示したように、蒸着時におけるマスク接合基板１６の支持部材としてのホルダ部材５０が設けられている。そこで、マスク接合基板１６を載置した搬送台４０を上昇させて、このマスク接合基板１６をホルダ部材５０の下面に当接させる。搬送台４０上のマスク接合基板１６は、ガラス基板１０が上部側に位置しているので、ホルダ部材５０にはガラス基板１０が当接する。
【００２７】
ホルダ部材５０にも磁力吸着部材２３が設けられており、搬送台４０によって、マスク接合基板１６のガラス基板１０がホルダ部材５０に当接するまでは、磁力吸着部材２３の磁石３０は脱着状態に保持し、ガラス基板１６が完全に当接した後に、磁力吸着部材２３の磁石３０を吸着可能状態に変位させる。これによって、マスク接合基板１６は、ガラス基板１０がホルダ部材５０に当接し、このガラス基板１０の下面に密着したマスク板１３が磁力吸着部材２３の作用でホルダ部材５０に吸着された状態に保持される。なお、このホルダ部材５０には、マスク板１３の補強枠１５をクランプするクランプ部材を装着して、このホルダ部材５０に保持させたマスク接合基板１６をより安定的に保持することができる。
【００２８】
図１に示したように、真空蒸着チャンバ１には３つの蒸着ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが設けられており、いずれかの蒸着ユニットが真空蒸着チャンバ１におけるホルダ部材５０の下部位置にまで変位する。ここで各蒸着ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、それぞれ異なる蒸着物質５１を収容させた坩堝５２と、この坩堝５２を加熱するヒータ５３とから構成され、ヒータ５３によって坩堝５２内の蒸着物質５１を加熱することにより、この蒸着物質５１が蒸発することになる結果、ホルダ部材５０の下面に保持させたマスク接合基板１６に付着する。
【００２９】
ここで、ホルダ部材５０に保持されているマスク接合基板１６を構成するマスク板１３はガラス基板１０に全面的に密着しているので、蒸着物質の転写精度が極めて良好となり、高精度な膜付けを行うことができる。即ち、ドットパターンが不揃いになったり、周辺部がぼやけたりするおそれはない。しかも、ガラス基板１０とマスク板１３とは相互にアライメントされた後には、マスク接合基板１６として常に密着状態に保持されて、実質的に一体物となるので、マスク板１３の厚みを極めて薄いものとすることができ、マスク板１３の転写精度をより高くすることができる。
【００３０】
真空蒸着チャンバ１内でガラス基板１０に対する蒸着膜の形成がなされると、蒸着後反転チャンバ４側から移載手段がこの真空蒸着チャンバ１内におけるホルダ部材５０の下部位置に配置されて、この移載手段を上昇させて、蒸着終了後のマスク接合基板１６のマスク板１３と当接させる。そして、ホルダ部材５０の磁力吸着手段２３によるマスク接合基板１６を脱着することによって、マスク接合基板１６を移載手段に移載し、この移載手段を蒸着後反転チャンバ４に移行させる。従って、移載手段にはマスク接合基板１６は、ガラス基板１０が上を向いた状態となっている。
【００３１】
そこで、蒸着後反転チャンバ４内に設けた基板支持台２０（または独自の基板反転台）をガラス基板１０の上に当接させて、磁力吸着部材２３を作動させることによって、ガラス基板１０を介してマスク板１３を磁力により吸着させる。そして、基板支持台２０を移載手段から離間させて、１８０°反転させる。これによって、マスク板１３が上を向く。そこで、基板支持台２０をマスク交換チャンバ２に移行させる。そして、マスク板搭載手段２１若しくは別途設けたマスク板取外し手段によりマスク板１３を吸着させ、基板支持台２０の磁力吸着部材２３を脱着状態とする。これによって、マスク板１３を取り外すことができる。しかも、このマスク板１３の取外し時には、それを真直ぐ持ち上げるようにすれば良いことから、ガラス基板１０に既に形成されたドットパターンからなる蒸着膜が損傷する等の不都合を生じることはない。
【００３２】
以上のようにして、１色のドットパターンがガラス基板１０に形成されるが、次にマスク板搭載手段２１によって、異なるマスク板１３をガラス基板１０上に接合させ、前述と同様の方法でこのガラス基板１０にドットパターンからなる蒸着膜を形成し、さらにもう一度同じ動作を繰り返すことによって、ガラス基板１０に３種類のドットパターンからなる膜付けが行われる。例えば、最初にマスク板１３Ｒを装着した場合には、真空蒸着チャンバ１では蒸着ユニット１Ｒによる膜付けを行い、次いでマスク板１３Ｇに交換して、真空蒸着チャンバ１で蒸着する際には、蒸着ユニット１Ｇによる膜付けを行う。さらに、マスク板１３Ｂに交換した後には、真空蒸着チャンバ１内では蒸着ユニット１Ｂによる真空蒸着を行う。
【００３３】
以上の一連の動作を行うに当って、マスク交換チャンバ２へのガラス基板１０の搬入、各々のマスク板１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの導入及び排出、蒸着後のガラス基板１０の排出時にのみ装置の内外を通じさせるだけで済む。しかも、マスク交換チャンバ２と真空蒸着チャンバ１との間には、蒸着前反転チャンバ３及び蒸着後反転チャンバ４が介在しており、それぞれの間にシャッタ５〜８が設けられているので、真空蒸着チャンバ１の内部の真空圧が低下するのを極力抑制することができ、１色の膜付け毎に真空蒸着チャンバを開放する必要がない。
【００３４】
さらに、基板支持台２０、移載手段を構成する搬送台４０、ホルダ部材５０の面積を大きくし、かつこれら基板支持台２０及びホルダ部材５０に装着される磁力吸着部材２３の数を多くすれば、大判のガラス基板に対して、極めて薄いマスク板を確実に全面密着させているので、大判のガラス基板への蒸着膜の膜付けを行うのに極めて有利なものとなる。
【００３５】
ここで、前述した実施の形態においては、マスク接合基板１６を基板支持台２０から搬送台４０に移載して、この搬送台４０を真空蒸着チャンバ１内にまで搬送させて、この真空蒸着チャンバ１内に設けたホルダ部材５０に保持させるように構成している。そして、搬送台４０では、マスク接合基板１６は、ガラス基板１０が上を向いた状態となっているので、このガラス基板１０は自由状態となる。ただし、マスク板１３がガラス基板１０に密着しているので、搬送台４０によってマスク接合基板１６が搬送される間にガラス基板１０とマスク板１３との間で相対位置ずれが生じるおそれはない。
【００３６】
しかしながら、ガラス基板１０とマスク板１３との接合状態を確実に保持させて、ガラス基板１０とマスク板１３との間のずれを完全に規制するには、ガラス基板１０とマスク板１３とを位置合わせして接合させた後、真空蒸着が終了するまで磁力による吸着状態を維持させるようにする。つまり、ガラス基板１０とマスク板１３との接合時の支持部材と、蒸着時の支持部材とを別部材で構成し、その間に搬送台４０を介在させて、この搬送台４０ではマスク接合基板１６に対して吸着力を作用させない状態が生じないようにする方が、ガラス基板１０とマスク板１３との相対位置ずれ防止機能を発揮させる上でより望ましい。このためには、図８及び図９に示したように、搬送支持台２０と同様に、磁力吸着部材２３を縦横に複数箇所設けた支持ブロック６０を支持部材として、この支持ブロック６０によりマスク接合基板１６を吸着させて、蒸着前反転チャンバ３において反転させ、さらに真空蒸着チャンバ１内に搬入して、この真空蒸着チャンバ１内に設けた支軸（図示せず）に装架させる構成とする。
【００３７】
そして、蒸着前反転チャンバ３内には移載用ロボット６１が設けられており、この移載用ロボット６１は、支持ブロック６０の側部等をクランプ保持するハンドリング手段６２を有し、このハンドリング手段６２はロボット本体６３に設けた回動軸６３ａに取り付けられている。従って、回動軸６３ａを反転、つまり１８０°往復若しくは一方向に回動させることによって、支持ブロック６０を、そのマスク接合基板１６の吸着面６０ａが上を向いた状態と、下を向いた状態とに変位させるようにしている。そして、支持ブロック６０のマスク交換チャンバ２から蒸着前反転チャンバ３への移行は、移載用ロボット６１により行うか、または別の搬送手段により行うことができる。
【００３８】
支持ブロック６０を反転させた後、つまりこの支持ブロック６０に設けた磁力吸着部材２３によって吸着保持されたマスク接合基板１６が下を向いた状態で、移載用ロボット６１のハンドリング手段６２により真空蒸着チャンバ１内に搬入される。そして、この真空蒸着チャンバ１内に設けた支軸に係脱可能に係合させ、その後に移載用ロボット６１は蒸着前反転チャンバ３内に戻される。また、この移載ロボット６１と同様の機構が蒸着後反転チャンバ４内にも設けられており、支持ブロック６０に吸着保持させたマスク接合基板１６に対して真空蒸着が終了した後には、蒸着後反転チャンバ４側の移載用ロボットによって支持ブロック６０と共に蒸着後反転チャンバ４内に移載させて、支持ブロック６０の反転及びマスク板１３の取外しが行われる。
【００３９】
以上のように構成することによって、支持ブロック６０上にガラス基板１０を載置して、その上からマスク搭載手段２１によりマスク板１３がこのガラス基板１０に対して位置合わせした状態で接合された後に、真空蒸着が終了するまでは、支持ブロック６０に設けた磁力吸着部材２３の作用で固定的に保持されるので、真空蒸着チャンバ１内において、支軸に装架されて真空蒸着が終了するまでの間に、ガラス基板１０とマスク板１３とが相対的な位置ずれを起こすことは全くなくなる。従って、ガラス基板１０への蒸着物質の転写精度は極めて高くなり、より高精度で安定した膜付けを行うことができる。
【００４０】
そして、マスク接合基板１６は支持ブロック６０により吸着保持されているが、支持ブロック６０は反転させられること等から、より強力に保持するためには、例えば図９に示したように、マスク板１３の周囲に設けた補強枠１５をクランプ部材６４によってクランプ保持させるようにする。このクランプ部材６４は、支持ブロック６０の側面に設けたブラケット６５に回動自在に連結したクランプレバー６６を有し、このクランプレバー６６は捩りコイルばね（図示せず）等により、補強枠１５を押圧する方向に付勢されている。その結果、支持ブロック６０のマスク接合基板１６の吸着面６０ａにはガラス基板１０の厚みに相当する受け枠６７を設けておき、補強枠１５は従ってこの受け枠６７に圧接されることになる。また、クランプレバー６６には、その回動中心を挟んで補強枠１５への当接面とは反対側には解除レバー６８が設けられており、この解除レバー６８を押動すると、クランプレバー６６は支持ブロック６０に設けた受け枠６７から離間したクランプ解除状態になる。
【００４１】
ここで、クランプレバー６６を解除するのは、マスク板１３をガラス基板１０に接合させたり、取り外したりする際であり、このときには支持ブロック６０の吸着面６０ａが上を向いているときである。従って、クランプ解除を行うのは、上方から押動ロッド６９によって解除レバー６８を押圧することになるので、図９に仮想線で示したように解除レバー６８を昇降駆動するように構成する。そして、クランプ解除を行った状態でマスク板１３をガラス基板１０に接合させることから、押動ロッド６９はマスク板搭載手段２１と一体に設けるようにしても良い。
【００４２】
なお、マスク接合基板を反転させるために、蒸着前及び蒸着後反転チャンバを設けるように構成したが、ロボットを用いて真空蒸着チャンバ内で支持ブロックを反転させることも可能である。この場合には、ロボットは真空蒸着チャンバとマスク交換チャンバとの間に往復移動させるように構成すれば良い。従って、このように構成した場合には、蒸着前及び蒸着後反転チャンバを設ける必要がなくなる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マスク板を接合させたガラス基板を支持部材に固定的に保持させて蒸着を行うに当って、サイズの大きなガラス基板であっても、マスク板への着脱を真空内で容易に、しかも確実に行え、しかも接合時にはガラス基板とマスク板とを全面で密着させることができ、膜付けの精度が極めて高くなる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す真空蒸着装置の概略構成図である。
【図２】マスク板の断面図である。
【図３】マスク板とガラス基板とのアライメント機構の構成説明図である。
【図４】磁力吸着部材の構成説明図である。
【図５】反転支持台の作動説明図である。
【図６】ホルダ部材によりマスク接合基板を装着した状態を示す構成説明図である。
【図７】真空蒸着を行っている状態を示す作用説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示すものであって、マスク接合基板を反転及び真空蒸着チャンバへの移載を行う移載ロボットの構成説明図である。
【図９】支持ブロックによるマスク接合基板のクランプ機構の構成説明図である。
【符号の説明】
１真空蒸着チャンバ２マスク交換チャンバ
３蒸着前反転チャンバ４蒸着後反転チャンバ
１０ガラス基板１３マスク板
１６マスク接合基板２０基板支持台
２１マスク板搭載手段２３磁力吸着部材
３０磁石３１台板
６０支持ブロック６１移載用ロボット

Claims

真空蒸着によりガラス基板の表面に磁性金属材からなるマスク板を装着して、このマスク板に形成したマスクパターンが転写されるように蒸着膜を形成する真空蒸着方法であって、
それぞれマスク板の複数箇所に対して磁力の作用で着脱可能に吸着する磁力吸着手段を設けたマスク搭載部材及び基板支持部材を真空蒸着チャンバの外部に配置し、前記基板支持部材にはガラス基板を、その蒸着膜形成面を上方に向けて、磁力による吸着力を作用させない状態にして設置し、また前記マスク搭載部材はガラス基板の上方位置で、マスク板に吸着力を作用させた状態で相対位置合わせし、
前記マスク搭載部材に支持させたマスク板と前記基板支持部材に支持させたガラス基板とを当接させて、前記基板支持部材によりガラス基板を介してマスク板に対して磁力による吸着力を作用させて、マスク板をガラス基板の蒸着膜形成面に密着させてマスク接合基板となし、前記マスク搭載部材からマスク板に対する磁力を解除させ、
前記基板支持部材に支持されているマスク接合基板をマスク板が下方に向くように反転させて搬送部材に移載して、この搬送部材によりマスク接合基板を前記真空蒸着チャンバ内に搬入するようになし、
前記真空蒸着チャンバ内に磁力吸着手段を有するホルダ部材を配置して、前記搬送部材から前記マスク接合基板のマスク板を磁力で吸着させて、このマスク接合基板を蒸着源に対面する位置に変位させ、この蒸着源からこのマスク板を介してガラス基板の蒸着膜形成面に所定パターンの蒸着物質を付着させる
ことを特徴とする真空蒸着方法。
マスク板は補強枠を有するものであり、前記マスク接合基板を反転させる前の段階で、この補強枠を前記基板支持部材にクランプさせることを特徴とする請求項１記載の真空蒸着方法。
ガラス基板の表面にＲ，Ｇ，Ｂの三原色で発光するＥＬ素子のドットパターンを順次真空蒸着により形成する方法であって、
第１のマスクパターンを有する第１のマスク板をガラス基板の蒸着膜形成面に位置合わせした状態で、複数箇所に磁力吸着手段を設けた基板搭載手段上で、ガラス基板を介して第１のマスク板を磁力により吸着させて、この第１のマスク板をガラス基板の蒸着膜形成面にほぼ全面で密着させ、前記基板搭載手段を反転させることによって、第１のマスク板が下側になるようになし、ガラス基板の蒸着膜形成面とは反対側の面を搬送部材に当接させて、真空蒸着チャンバ内に搬送し、次いでこの搬送部材から磁力吸着手段を有するホルダ部材の下面に、第１のマスク板に磁力を作用させて、第１のマスク板とガラス基板とからなるマスク接合基板をホルダ部材により固定的に保持させて、第１の蒸着物質による蒸着を行う工程と、
この第１の蒸着物質による蒸着終了後に、前記ホルダ部材に保持されているマスク接合基板を移載手段に受け取って、このホルダ部材による磁力の作用を解除して、反転手段でマスク接合基板を反転させて、マスク接合基板の第１のマスク板が上方に向くように配置させて、このマスク板を上方から取り外す工程と、
前記第１の蒸着物質を蒸着したガラス基板の蒸着膜形成面を、複数箇所に磁力吸着手段を設けた基板搭載手段上に配置して、第２のマスクパターンを有する第２のマスク板を位置合わせし、ガラス基板と第２のマスク板との間を磁力により吸着させて、この第２のマスク板を蒸着膜形成面にほぼ全面で密着させ、前記基板搭載手段を反転させることによって、第２のマスク板が下側になるようになし、ガラス基板の蒸着膜形成面とは反対側の面を搬送部材に当接させて、真空蒸着チャンバ内に搬送し、次いでこの搬送部材から磁力吸着手段を有するホルダ部材の下面に、第２のマスク板に磁力を作用させて、第２のマスク板とガラス基板とからなるマスク接合基板をホルダ部材により固定的に保持させて、第２の蒸着物質による蒸着を行う工程と、
この第２の蒸着物質による蒸着終了後に、前記ホルダ部材に保持されているマスク接合基板を移載手段に受け取って、このホルダ部材による磁力の作用を解除して、反転手段でマスク接合基板を反転させて、マスク接合基板の第２のマスク板が上方に向くように配置させて、このマスク板を上方から取り外す工程と、
前記第１，第２の蒸着物質を蒸着したガラス基板の蒸着膜形成面を、複数箇所に磁力吸着手段を設けた基板搭載手段上に配置して、第３のマスクパターンを有する第３のマスク板を位置合わせし、ガラス基板と第３のマスク板との間を磁力により吸着させて、この第３のマスク板を蒸着膜形成面にほぼ全面で密着させ、前記基板搭載手段を反転させることによって、第３のマスク板が下側になるようになし、ガラス基板の蒸着膜形成面とは反対側の面を搬送部材に当接させて、真空蒸着チャンバ内に搬送し、次いでこの搬送部材から磁力吸着手段を有するホルダ部材の下面に、第３のマスク板に磁力を作用させて、第３のマスク板とガラス基板とからなるマスク接合基板をホルダ部材により固定的に保持させて、第３の蒸着物質による蒸着を行う工程と
からなる真空蒸着方法。
真空蒸着によって、ガラス基板の表面に所定のパターンとなるように蒸着膜を形成する装置において、
それぞれマスク板の複数箇所に対して磁力の作用で着脱可能に吸着する磁力吸着手段が設けられ、磁性金属材からなるマスク板を下面で磁力による吸着を行うマスク搭載部材と、ガラス基板を、その蒸着膜形成面を上に向けた状態で保持する基板支持部材とを備え、これらマスク搭載部材と基板支持部材との間で、マスク板とガラス基板とを位置合わせをして、前記基板支持部材の磁力吸着手段によってガラス基板を介してマスク板を吸着させ、前記マスク搭載部材による磁力を解除することによって、前記基板支持部材上でマスク板をガラス基板の蒸着膜形成面に密着させるマスク板搭載機構と、
前記基板支持部材を反転可能な構成となし、マスク板をガラス基板に密着させたマスク接合基板に磁力による吸着力を作用させた状態で反転させたマスク板を当接させて保持し、このマスク接合基板を前記真空チャンバの外から内部に搬入する搬送部材と、
前記真空チャンバ内に設けられ、磁力の作用で着脱可能に吸着する磁力吸着手段を有し、磁力による吸着力により前記搬送部材上のマスク接合基板をマスク板が下方に向く状態にして保持するホルダ部材と
を備える構成としたことを特徴とする真空蒸着装置。
前記磁力吸着手段は前記支持部材の前記マスク接合基板への搭載面に近接・離間する磁石で構成したことを特徴とする請求項４記載の真空蒸着装置。
ガラス基板の表面にＲ，Ｇ，Ｂの三原色で発光するＥＬ素子のドットパターンを順次真空蒸着により形成する装置であって、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の蒸着源を設置し、かつこれら各蒸着源が順次臨む位置の上部位置にマスク板を下方に向けてガラス基板を当接させた状態で、このマスク板を磁力の作用で吸着し、かつ磁力の作用を解除することにより脱着可能なホルダ部材を配置した真空蒸着チャンバと、
それぞれマスク板の複数箇所に対して磁力の作用で着脱可能に吸着する磁力吸着手段と、この磁力吸着手段によりマスク板に対する磁力の作用を解除する脱着手段とを備えたマスク搭載部材及び基板支持部材が設けられ、前記基板支持部材はガラス基板を、その蒸着膜形成面を上方に向けて、磁力による吸着力を作用させない状態にして設置し、また前記マスク搭載部材はガラス基板の上方位置で、マスク板を磁力による吸着力を作用させた状態で対向配設して、ガラス基板の蒸着膜形成面にマスク板を位置合わせする位置合わせ手段を設けたマスク接合ステージと、
前記マスク接合ステージと前記真空蒸着チャンバとの間に配置され、前記基板支持部材に反転手段を設けて、この反転手段によりマスク板を密着させたガラス基板からなるマスク接合基板を反転させて、反転後のマスク接合基板を前記真空チャンバ内に搬入する搬送部材を有する蒸着前反転ステージと、
前記真空蒸着チャンバから取り出された真空蒸着終了後のマスク接合基板を磁力により吸着して反転させる反転させる部材が位置する蒸着後反転ステージと、
前記マスク接合ステージには、新たなガラス基板を導入し、成膜後のガラス基板を搬出する基板導入・導出部と、新たなマスク板を供給し、使用済みのマスク板を排出するマスク板供給・排出部とを設ける
構成としたことを特徴とする真空蒸着装置。
請求項１乃至請求項３の蒸着方法によって、順次Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に発色するＥＬ素子のドットパターンを形成したＥＬディスプレイ用パネル。