JP5994088B2 - Vapor deposition equipment - Google Patents
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Description
本発明は、基板を一方向に搬送しながら基板よりも面積の小さい蒸着マスクを使用して薄膜パターンを蒸着形成する蒸着装置に関し、特に移動中の基板に対する薄膜パターンの形成位置精度を向上し得るようにした蒸着装置に係るものである。 The present invention relates to a vapor deposition apparatus that deposits and forms a thin film pattern using a vapor deposition mask having a smaller area than the substrate while transporting the substrate in one direction, and in particular, can improve the formation position accuracy of the thin film pattern with respect to the moving substrate. The present invention relates to the vapor deposition apparatus.
従来の蒸着装置は、基板と蒸着マスクとを対向させ、蒸着源から、蒸着マスクに設けられた開口パターンを通して基板の表面に蒸着材料を蒸着し、薄膜パターンの形成を行なうものであり、蒸着マスクの面積が基板の面積より小さく、基板を蒸着マスクに対して一方向に相対的に移動させながら蒸着を行なうようになっていた（例えば、特許文献１参照）。 A conventional vapor deposition apparatus is a device in which a substrate and a vapor deposition mask are made to face each other, a vapor deposition material is vapor-deposited on the surface of the substrate from an vapor deposition source through an opening pattern provided in the vapor deposition mask, and a thin film pattern is formed. Is smaller than the area of the substrate, and vapor deposition is performed while moving the substrate relative to the vapor deposition mask in one direction (see, for example, Patent Document 1).
しかし、このような従来の蒸着装置においては、基板と蒸着マスクとのアライメントを行なうアライメント手段が備えられていないので、基板を保持して搬送させる搬送手段の機械精度により、搬送中に基板がピッチング及びヨーイングした場合、この基板の動きに蒸着マスクを追従させることができなかった。したがって、基板の表面に蒸着形成される薄膜パターンの位置精度を向上することができなかった。 However, in such a conventional vapor deposition apparatus, since the alignment means for aligning the substrate and the vapor deposition mask is not provided, the substrate is pitched during conveyance by the mechanical accuracy of the conveyance means for holding and conveying the substrate. And when yawing, the deposition mask could not follow the movement of the substrate. Therefore, the positional accuracy of the thin film pattern deposited on the surface of the substrate cannot be improved.
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、移動中の基板に対する薄膜パターンの形成位置精度を向上し得るようにした蒸着装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vapor deposition apparatus that can cope with such problems and improve the accuracy of the formation position of a thin film pattern with respect to a moving substrate.
上記目的を達成するために、本発明による蒸着装置は、基板を一方向に搬送する搬送手段と、前記基板を保持する基板ホルダーと、前記基板に対向して配置され、前記基板の面積よりも小さい面積の蒸着マスクと、蒸着材料を蒸発させて前記蒸着マスクに設けられた複数の開口パターンを介して前記基板の表面に蒸着し薄膜パターンを形成させる蒸着源と、を備えた蒸着装置であって、前記蒸着マスクは、前記基板の搬送方向と交差する方向の少なくとも一方端側の縁部領域に、一定形状の開口部を設けてアライメントマークを形成してなり、前記搬送方向と交差する方向に複数の受光エレメントを一直線に並べて備え、前記蒸着マスクのアライメントマークと、該アライメントマークに対応して前記搬送方向と交差する方向の少なくとも一方端側の前記基板の縁部領域に設けられた前記搬送方向に平行な細線状の追従マークとを同時に撮影して両マークの位置関係を検出可能にした撮像手段と、前記撮像手段で撮影して検出された前記両マークの位置関係に基づいて、前記基板の搬送中常時、前記基板と前記蒸着マスクとを前記蒸着マスクの面に平行な面内で相対的に移動させて前記基板と前記蒸着マスクとの位置ずれを補正するアライメント手段と、を備えており、前記基板ホルダーは、基板の保持面が上向き状態で前記基板の授受を行い、前記保持面が下向き状態で保持された前記基板を前記蒸着マスクと対向させるように一端部が回動可能に前記搬送手段に支持されているものである。 In order to achieve the above object, a vapor deposition apparatus according to the present invention includes a transport unit that transports a substrate in one direction, a substrate holder that holds the substrate, and a substrate that is opposed to the substrate. A vapor deposition apparatus comprising: a vapor deposition mask having a small area; and a vapor deposition source that vaporizes a vapor deposition material and deposits the vapor deposition material on the surface of the substrate through a plurality of opening patterns provided in the vapor deposition mask to form a thin film pattern. The vapor deposition mask is formed by providing an opening having a certain shape in an edge region on at least one end side in a direction intersecting the transport direction of the substrate to form an alignment mark, and intersecting the transport direction. A plurality of light receiving elements arranged in a straight line, and at least one of an alignment mark of the vapor deposition mask and a direction crossing the transport direction corresponding to the alignment mark. An image pickup means capable of detecting the positional relationship between the two marks by simultaneously shooting a thin line-shaped follow-up mark parallel to the transport direction provided in an edge region of the substrate on the end side, and shooting with the image pickup means Based on the positional relationship between the two marks detected in the above, the substrate and the vapor deposition mask are moved relative to each other in a plane parallel to the surface of the vapor deposition mask at all times during the transfer of the substrate. An alignment unit that corrects misalignment with the vapor deposition mask, and the substrate holder transfers the substrate with the substrate holding surface facing upward, and the substrate is held with the holding surface facing downward One end portion is rotatably supported by the conveying means so as to face the vapor deposition mask .
好ましくは、前記蒸着マスクには、前記搬送方向と平行な両端縁部領域に夫々前記アライメントマークが設けられ、前記基板には、前記搬送方向に平行な両端縁部領域に夫々前記追従マークが設けられ、前記各アライメントマーク及び前記各追従マークを撮影可能に１対の前記撮像手段を備え、前記アライメント手段は、前記各撮像手段で検出された前記アライメントマークと前記追従マークとの間の距離が互いに合致するように、前記基板と前記蒸着マスクとを相対的に前記搬送方向と交差する方向に移動し、同方向の位置ずれを補正するようにするのが望ましい。 Preferably, the deposition mask is provided with the alignment marks in both end edge regions parallel to the transport direction, and the substrate is provided with the follow-up marks in both end edge regions parallel to the transport direction. And a pair of the imaging means so that the alignment marks and the tracking marks can be photographed. The alignment means has a distance between the alignment marks detected by the imaging means and the tracking marks. It is desirable that the substrate and the vapor deposition mask are moved relative to each other in a direction crossing the transport direction so as to match each other, thereby correcting the positional deviation in the same direction.
より好ましくは、前記各追従マークには、夫々一定間隔で交差する細線状の複数の角度調整用マークが設けられており、前記アライメント手段は、前記各撮像手段で撮影して検出された前記搬送方向両端に対応して位置する前記角度調整用マーク間の位置ずれ量に基づいて前記蒸着マスクと前記基板とを相対的に回動させ、回転方向の位置ずれを補正するようにするのが望ましい。 More preferably, each of the following marks is provided with a plurality of thin line-shaped angle adjustment marks that intersect at regular intervals, and the alignment unit is configured to capture the transport detected by the imaging unit. It is desirable to relatively rotate the vapor deposition mask and the substrate based on the amount of positional deviation between the angle adjustment marks located corresponding to both ends in the direction so as to correct the positional deviation in the rotational direction. .
この場合、前記アライメントマークは、前記搬送方向に平行な２本の細線状開口部と、該２本の細線状開口部間にて前記搬送方向と斜めに交差する１本の斜線状開口部とを組み合わせた形態をなしているのが望ましい。 In this case, the alignment mark includes two fine line-shaped openings parallel to the conveyance direction, and one oblique line-shaped opening that obliquely intersects the conveyance direction between the two fine line-shaped openings. It is desirable to have a combined form.
さらに、前記基板は、透明な基板であり、前記撮像手段は、前記透明な基板を透過して前記追従マーク及び前記アライメントマークを撮影可能に配置されているのが望ましい。 Furthermore, it is preferable that the substrate is a transparent substrate, and the imaging unit is disposed so as to be able to photograph the tracking mark and the alignment mark through the transparent substrate.
そして、前記蒸着マスクと前記蒸着源との間に、前記蒸着マスクの前記アライメントマークの形成位置よりも内側にて前記複数の開口パターンを形成した中央領域の周縁部と、前記蒸着源の周縁部とをつなぐ筒状のフードをさらに設けるのが望ましい。 And a peripheral portion of a central region in which the plurality of opening patterns are formed inside a position where the alignment mark of the vapor deposition mask is formed between the vapor deposition mask and the vapor deposition source, and a peripheral portion of the vapor deposition source It is desirable to further provide a cylindrical hood connecting the two.
本発明の蒸着装置によれば、撮像手段により撮影して得られた蒸着マスクに設けたアライメントマークと基板に設けた細線状の追従マークとの間の位置ずれ情報に基づいて基板又は蒸着マスクの位置を随時調整するようにしているので、搬送手段の機械精度により、搬送中に基板がピッチング及びヨーイングしても、基板の動きに蒸着マスクを追従させて蒸着することができる。したがって、移動中の基板に対しても薄膜パターンの形成位置精度を向上することができる。 According to the vapor deposition apparatus of the present invention, based on the positional deviation information between the alignment mark provided on the vapor deposition mask obtained by imaging by the imaging means and the thin line-shaped following mark provided on the substrate, the substrate or the vapor deposition mask is detected. Since the position is adjusted as needed, even if the substrate is pitched and yawed during transport, the deposition mask can follow the movement of the substrate for deposition due to the mechanical accuracy of the transport means. Therefore, it is possible to improve the formation position accuracy of the thin film pattern even with respect to the moving substrate.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による蒸着装置の実施形態の要部を示す正面図であり、図２は図１の左側面図である。この蒸着装置は、基板を一方向に搬送しながら基板よりも面積の小さい蒸着マスクを使用して薄膜パターンを蒸着形成するもので、真空室内に、搬送手段１と、基板ホルダー２と、蒸着マスク３と、蒸着源４と、撮像手段５と、アライメント手段６とを備えて構成されている。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view showing a main part of an embodiment of a vapor deposition apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a left side view of FIG. This vapor deposition apparatus deposits and forms a thin film pattern using a vapor deposition mask having a smaller area than the substrate while conveying the substrate in one direction. In the vacuum chamber, the conveyance means 1, the substrate holder 2, and the vapor deposition mask are formed. 3, a vapor deposition source 4, an imaging unit 5, and an alignment unit 6.
上記搬送手段１は、基板７を図１に示す矢印Ａ方向に一定速度で搬送するもので、後述の基板ホルダー２を支持して矢印Ａ方向に移動させる例えばリニアモータアクチュエータであり、レール８と可動部９とを備えて構成されている。そして、真空室内に往路及び復路を備えた閉ループに形成され、蒸着が終了した基板ホルダー２をスタート位置まで戻すことができるようになっている。 The transport means 1 transports the substrate 7 at a constant speed in the direction of arrow A shown in FIG. 1 and is, for example, a linear motor actuator that supports a substrate holder 2 to be described later and moves it in the direction of arrow A. The movable part 9 is provided. And it forms in the closed loop which provided the outward path and the return path in the vacuum chamber, and can return the substrate holder 2 which vapor-deposited to the start position.
上記搬送手段１に一端部２ａが回動可能に支持されて基板ホルダー２が設けられている。この基板ホルダー２は、平坦な吸着面２ｂに基板７の裏面を静電吸着して保持するものであり、吸着面２ｂに直流電圧が印加可能に構成されている。そして、図示省略の載荷位置（loading position）において、図３（ａ）に示すように、吸着面２ｂが上を向くように矢印Ｂ方向に回動し、搬入ロボットによって真空室内に搬入された基板７を吸着面２ｂに受けて静電吸着した後、同図（ｂ）に示すように矢印Ｃ方向に反転して吸着面２ｂが下を向くように回動し、基板７を後述の蒸着マスク３に対して対向させるようになっている。また、図示省略の除荷位置（unloading position）においては、吸着面２ｂが上を向くように回動した後、基板７の静電吸着を解除して、搬出ロボットにより蒸着が終了した基板７を真空室外に搬出できるようになっている。なお、図３（ａ）において符号１０は、基板７の周縁領域に設けられた後述の追従マーク１２と矢印Ａで示す基板搬送方向（以下「Ｘ方向」という）とが平行となるように基板７を予め位置合わせするための二次元カメラであり、Ｘ軸に平行に２台が並べて配置されている。 A substrate holder 2 is provided with one end 2a rotatably supported by the transport means 1. The substrate holder 2 is configured to electrostatically attract and hold the back surface of the substrate 7 on a flat suction surface 2b, and is configured to be able to apply a DC voltage to the suction surface 2b. Then, at a loading position (not shown), as shown in FIG. 3A, the substrate is rotated in the direction of arrow B so that the suction surface 2b faces upward, and is loaded into the vacuum chamber by the loading robot. 7 is received by the adsorption surface 2b and electrostatically adsorbed, and then reversed in the direction of arrow C and rotated so that the adsorption surface 2b faces downward as shown in FIG. 3 to face each other. In addition, in the unloading position (not shown), after rotating so that the suction surface 2b faces upward, the electrostatic suction of the substrate 7 is released, and the substrate 7 on which the deposition is finished by the carry-out robot is removed. It can be carried out of the vacuum chamber. In FIG. 3A, reference numeral 10 denotes a substrate such that a follow-up mark 12 (described later) provided in the peripheral region of the substrate 7 and a substrate transport direction (hereinafter referred to as “X direction”) indicated by an arrow A are parallel to each other. 7 is a two-dimensional camera for aligning in advance, and two cameras are arranged in parallel to the X axis.
ここで使用する基板７は、図４に示すように、透明基板の表面にて中央領域７ａに、蒸着形成しようとする薄膜パターンに対応したストライプ状の複数のパターン形成領域１１が予め設定されており、上記ストライプ状のパターン形成領域１１の長軸に平行な両端縁部領域７ｂには、夫々、上記パターン形成領域１１の長軸に平行に例えば黒色レジストにより線状の追従マーク１２が互いに一定距離はなれて平行にパターン形成されている。さらに、各追従マーク１２には、夫々一定間隔で交差する短い線状の複数の角度調整用マーク１３が同じく例えば黒色レジストによりパターン形成されている。そして、基板７は、上記基板ホルダー２に上記追従マーク１２が矢印Ａで示す基板７搬送方向に平行となるように保持される。 As shown in FIG. 4, the substrate 7 used here has a plurality of stripe-shaped pattern formation regions 11 corresponding to the thin film pattern to be vapor-deposited in the central region 7a on the surface of the transparent substrate. Further, in both end edge regions 7b parallel to the major axis of the stripe-shaped pattern forming region 11, linear tracking marks 12 are fixed to each other by a black resist, for example, parallel to the major axis of the pattern forming region 11. Patterns are formed in parallel at a distance. Further, each tracking mark 12 is formed with a pattern of a plurality of short linear angle adjustment marks 13 that intersect at regular intervals, for example, with a black resist. The substrate 7 is held by the substrate holder 2 so that the follow-up mark 12 is parallel to the substrate 7 conveyance direction indicated by the arrow A.
上記基板ホルダー２と対向するように蒸着マスク３が設けられている。この蒸着マスク３は、基板７上に蒸着形成しようとする薄膜パターンのパターン形成領域１１外の部分を遮蔽するためのもので、図５に示すように、基板７の面積よりも小さい面積を有する金属板の中央領域３ａに、上記薄膜パターンに対応して貫通する複数の開口パターン１４を薄膜パターンの配列ピッチと同じ配列ピッチで並べて形成したものである。より詳細には、蒸着マスク３は、Ｘ方向の長さが基板７の同方向の長さよりも短く、基板搬送方向と交差する方向（以下「Ｙ方向」という）の長さが基板７の同方向の長さと同じかそれよりも長い短冊形状をなしている。そして、Ｙ方向の両端縁部領域３ｂに、一定形状の開口部を設けて１対のアライメントマーク１５が形成されている。なお、蒸着マスクは、熱膨張係数が１０×１０−６／℃以下の金属材料を使用するのが望ましく、好ましくは、熱膨張係数が２×１０−６／℃以下のインバー又は１×１０−６／℃以下のスーパーインバーが望ましい。 A vapor deposition mask 3 is provided so as to face the substrate holder 2. This deposition mask 3 is for shielding a portion outside the pattern formation region 11 of the thin film pattern to be deposited on the substrate 7, and has an area smaller than the area of the substrate 7 as shown in FIG. In the central region 3a of the metal plate, a plurality of opening patterns 14 penetrating in correspondence with the thin film pattern are arranged at the same arrangement pitch as the arrangement pitch of the thin film pattern. More specifically, the vapor deposition mask 3 has a length in the X direction that is shorter than the length in the same direction of the substrate 7, and a length in a direction intersecting with the substrate transport direction (hereinafter referred to as “Y direction”). It has a strip shape that is the same as or longer than the direction length. A pair of alignment marks 15 is formed by providing openings having a fixed shape in both end edge regions 3b in the Y direction. Incidentally, the vapor deposition mask is desirably a thermal expansion coefficient using a 10 × 10 -6 / ℃ less metallic material, preferably, the thermal expansion coefficient of 2 × 10 -6 / ℃ less Invar or 1 × 10 - A super invar of 6 / ° C or lower is desirable.
上記１対のアライメントマーク１５は、詳細には、夫々、図５に示すように、Ｘ方向に平行な２本の細線状開口部１５ａと、該２本の細線状開口部１５ａ間にてＸ方向と斜めに交差する１本の斜線状開口部１５ｂとを組み合わせたＮ字状の形をなしている。 Specifically, as shown in FIG. 5, the pair of alignment marks 15 has two fine line-shaped openings 15a parallel to the X direction, and a gap between the two fine line-shaped openings 15a. It has an N-shape formed by combining one oblique opening 15b that obliquely intersects the direction.
上記蒸着マスク３の下方には、該蒸着マスク３に対向して蒸着源４が設けられている。この蒸着源４は、基板７に形成しようとする薄膜パターンの蒸着材料を蒸発させるものであり、蒸着マスク３の長軸方向（Ｙ方向）に長細い、上側を開口した箱状のルツボ１６と、ルツボ１６に収納された蒸着材料を加熱して蒸発させるヒータ１７と、ルツボ１６の開口を開閉するシャッタ１８とを備えて構成されている。なお、本実施形態においては、シャッタ１８を蒸着マスク３の下面に近接対向して配置した場合について示しているが、ルツボ１６の開口に近接対向させて設けてもよい。 A vapor deposition source 4 is provided below the vapor deposition mask 3 so as to face the vapor deposition mask 3. The vapor deposition source 4 evaporates a vapor deposition material of a thin film pattern to be formed on the substrate 7, and is a box-like crucible 16 that is long in the major axis direction (Y direction) of the vapor deposition mask 3 and has an upper opening. The heater 17 for heating and evaporating the vapor deposition material stored in the crucible 16 and the shutter 18 for opening and closing the opening of the crucible 16 are provided. In the present embodiment, the case where the shutter 18 is arranged close to and opposed to the lower surface of the vapor deposition mask 3 is shown, but the shutter 18 may be provided close to and opposed to the opening of the crucible 16.
そして、蒸着マスク３と蒸着源４との間には、図２に示すように、蒸着マスク３のアライメントマーク１５の形成位置よりも内側にて複数の開口パターン１４を形成した中央領域３ａの周縁部と、ルツボ１６の開口周縁部とをつなぐ筒状のフード１９が設けられ、蒸着材料が上記中央領域３ａ外の周辺領域に飛散し、蒸着マスク３のアライメントマーク１５を介して基板７に付着するのを防止している。 And between the vapor deposition mask 3 and the vapor deposition source 4, as shown in FIG. 2, the periphery of the center area | region 3a in which the several opening pattern 14 was formed inside the formation position of the alignment mark 15 of the vapor deposition mask 3 And a cylindrical hood 19 that connects the peripheral edge of the crucible 16 and the peripheral edge of the crucible 16, the vapor deposition material scatters to the peripheral region outside the central region 3 a and adheres to the substrate 7 through the alignment mark 15 of the vapor deposition mask 3. Is prevented.
上記蒸着マスク３の両端縁部領域３ａの上方には、夫々撮像手段５が設けられている。この撮像手段５は、基板７のＸ軸に平行な両端縁部領域７ｂを透過して基板７の表面に設けられた追従マーク１２及び角度調整用マーク１３と、蒸着マスク３に設けられたアライメントマーク１５とを同時に撮影するものであり、Ｙ方向に複数の受光エレメントを一直線に並べて備えたラインカメラである。なお、撮像手段５の撮影領域を照明可能に図示省略の落射照明が設けられている。 The imaging means 5 is provided above the both-ends edge part area | region 3a of the said vapor deposition mask 3, respectively. The image pickup means 5 has an alignment mark provided on the vapor deposition mask 3 and a tracking mark 12 and an angle adjustment mark 13 provided on the surface of the substrate 7 through both end edge regions 7 b parallel to the X axis of the substrate 7. This is a line camera that photographs the mark 15 at the same time and has a plurality of light receiving elements arranged in a straight line in the Y direction. An epi-illumination (not shown) is provided so as to illuminate the imaging region of the imaging means 5.
上記蒸着マスク３をマスクの面に平行なＸＹ平面内を微動及び回動可能にアライメント手段６が設けられている。このアライメント手段６は、撮像手段５で撮影して検出されたアライメントマーク１５及び追従マーク１２の位置関係に基づいて、基板７の搬送中常時、蒸着マスク３をＸＹ平面内にてＹ方向に移動させて基板７と蒸着マスク３との位置ずれを補正すると共に、撮像手段５で撮影して検出された、Ｙ方向両端に互いに対応して位置する角度調整用マーク１３間の位置ずれ量に基づいて蒸着マスク３を回動させ、該基板７の角度ずれを補正するもので、図５に矢印ｕ，ｖ，ｗで示す蒸着マスク３の短辺の両端位置の作用点及び長辺の中心位置の作用点に対して蒸着マスク３の面に平行な力を加えるアクチュエータを備えている。この場合、矢印ｕ，ｖの作用点に対する各押し込み量又は引き出し量を調整することにより、蒸着マスク３をＸＹ平面内をＹ方向に移動させたり回動させたりすることができ、矢印ｗの作用点に対する押し込み量又は引き出し量を調整することにより、蒸着マスク３をＸ方向に移動することができる。また、アライメント手段６は、蒸着マスク３の中央領域３ａに対応して貫通する開口部を形成し、蒸着マスク３を基板７面に対して１００μｍ程度のギャップを介して近接対向させて保持する蒸着マスク３のマスクホルダーの役目も果たしている。 An alignment means 6 is provided so that the vapor deposition mask 3 can be finely moved and rotated in an XY plane parallel to the mask surface. This alignment means 6 moves the deposition mask 3 in the Y direction within the XY plane at all times during the transfer of the substrate 7 based on the positional relationship between the alignment mark 15 and the tracking mark 12 detected by photographing with the imaging means 5. Thus, the positional deviation between the substrate 7 and the vapor deposition mask 3 is corrected, and based on the positional deviation amount between the angle adjustment marks 13 corresponding to both ends in the Y direction, detected by photographing with the imaging means 5. The deposition mask 3 is rotated to correct the angular deviation of the substrate 7, and the action points and the center positions of the long sides of the deposition mask 3 indicated by arrows u, v, and w in FIG. There is provided an actuator for applying a force parallel to the surface of the vapor deposition mask 3 to the point of action of In this case, the deposition mask 3 can be moved or rotated in the Y direction within the XY plane by adjusting the pushing amount or the drawing amount with respect to the action points of the arrows u and v. The action of the arrow w The deposition mask 3 can be moved in the X direction by adjusting the pushing amount or the drawing amount with respect to the point. The alignment means 6 forms an opening penetrating the central area 3a of the vapor deposition mask 3 and holds the vapor deposition mask 3 in close proximity to the surface of the substrate 7 through a gap of about 100 μm. It also plays the role of mask holder for mask 3.
次に、このように構成された蒸着装置の動作について説明する。
初期状態においては、基板ホルダー２は、図３（ａ）に示すように、載荷位置で吸着面２ｂを上向きにして基板７が搬入されるまで待機している。
Next, operation | movement of the vapor deposition apparatus comprised in this way is demonstrated.
In the initial state, as shown in FIG. 3A, the substrate holder 2 stands by until the substrate 7 is loaded with the suction surface 2b facing upward at the loading position.
続いて、基板７が搬入ロボットによって搬入されて基板ホルダー２の吸着面２ｂ上に位置づけられる。この状態で基板７の縁部領域７ｂに設けられた追従マーク１２がＸ軸に平行に並べられた２台の２次元カメラ１０により撮像され、両カメラで検出された追従マーク１２が１直線につながるように基板７の角度が調整される。それが終了すると、基板ホルダー２の吸着面２ｂに直流電圧が印加され、基板７はその裏面が基板ホルダー２の吸着面２ｂに静電吸着されて基板ホルダー２に保持される。 Subsequently, the substrate 7 is loaded by the loading robot and positioned on the suction surface 2 b of the substrate holder 2. In this state, the follow-up marks 12 provided on the edge region 7b of the substrate 7 are imaged by two two-dimensional cameras 10 arranged in parallel to the X axis, and the follow-up marks 12 detected by both cameras are linear. The angle of the substrate 7 is adjusted so as to be connected. When this is finished, a DC voltage is applied to the suction surface 2 b of the substrate holder 2, and the back surface of the substrate 7 is electrostatically attracted to the suction surface 2 b of the substrate holder 2 and is held by the substrate holder 2.
次いで、基板ホルダー２は、図３（ｂ）に示すように、搬送手段１に支持された一端部２ａ側を中心に１８０度回動して基板７の表面を下向きにする。同時に、搬送手段１が起動して基板７の搬送が開始される。 Next, as shown in FIG. 3 (b), the substrate holder 2 is rotated 180 degrees around the one end 2 a supported by the transport means 1 so that the surface of the substrate 7 faces downward. At the same time, the transfer means 1 is activated and the transfer of the substrate 7 is started.
基板７が搬送手段１の往路を搬送されて撮像手段５の下側に達すると、撮像手段５により、基板７のＸ方向に平行な両端縁部領域７ｂを透過して基板７の表面に設けられた追従マーク１２及び角度調整用マーク１３と蒸着マスク３に設けられたアライメントマーク１５とが同時に撮影される。 When the substrate 7 is transported along the forward path of the transport unit 1 and reaches the lower side of the image capturing unit 5, the image capturing unit 5 transmits both end edge regions 7 b parallel to the X direction of the substrate 7 to be provided on the surface of the substrate 7. The follow mark 12 and the angle adjustment mark 13 and the alignment mark 15 provided on the vapor deposition mask 3 are photographed simultaneously.
ここで、基板７と蒸着マスク３との位置合わせについて説明する。
ラインカメラからなる撮像手段５を使用して落射照明により基板７の追従マーク１２及び角度調整用マーク１３並びに蒸着マスク３のアライメントマーク１５を撮影すると、黒色パターンからなる追従マーク１２及び角度調整用マーク１３は、図６（ａ）に示すように夫々一つの黒点及び黒い細線として検出される。なお、同図（ａ）は、角度調整用マーク１３を検出した状態を示す。また、アライメントマーク１５は、開口部により形成されているため、同図（ａ）に示すように照明光が透過して３つの黒点として検出され、アライメントマーク１５の周辺は照明光が反射されて明部として検出される。さらに、各マークの検出結果を時間経過で示すと同図（ｂ）に示すようにアライメントマーク１５は３本の平行な黒い直線として表わされ、追従マーク１２は黒い直線として、角度調整用マーク１３は追従マーク１２の黒い直線に一定間隔で交差する黒い細線として表わされる。
Here, the alignment between the substrate 7 and the vapor deposition mask 3 will be described.
When the tracking mark 12 and the angle adjustment mark 13 on the substrate 7 and the alignment mark 15 on the vapor deposition mask 3 are photographed by epi-illumination using the imaging means 5 consisting of a line camera, the tracking mark 12 and the angle adjustment mark made of a black pattern are taken. As shown in FIG. 6A, 13 is detected as one black dot and black thin line, respectively. FIG. 4A shows a state where the angle adjustment mark 13 is detected. Further, since the alignment mark 15 is formed by an opening, the illumination light is transmitted and detected as three black spots as shown in FIG. 4A, and the illumination light is reflected around the alignment mark 15. It is detected as a bright part. Further, when the detection result of each mark is shown over time, the alignment mark 15 is represented as three parallel black straight lines, and the follow-up mark 12 is represented as a black straight line, as shown in FIG. Reference numeral 13 denotes a black thin line that intersects the black straight line of the tracking mark 12 at a predetermined interval.
初期状態においては、撮像手段５の撮影画像に基づいて検出されたアライメントマーク１５の３つの黒点間の距離Ｌ１，Ｌ２（図６（ａ）参照）が蒸着マスク３のＸ方向の中心軸に対して左右２つのアライメントマーク１５で共に合致するように、アライメント手段６を駆動して蒸着マスク３の図５に矢印ｕ，ｖ，ｗで示す作用点に力が作用され、蒸着マスク３が移動されて上記２つのアライメントマーク１５の中心を結ぶ中心線と撮像手段５の長手中心軸とが合致されている。 In the initial state, the distances L1 and L2 (see FIG. 6A) between the three black dots of the alignment mark 15 detected based on the captured image of the imaging means 5 are relative to the central axis of the vapor deposition mask 3 in the X direction. Then, the alignment means 6 is driven so that the two alignment marks 15 on the left and right coincide with each other, a force is applied to the point of action indicated by arrows u, v, and w in FIG. 5 of the vapor deposition mask 3, and the vapor deposition mask 3 is moved. Thus, the center line connecting the centers of the two alignment marks 15 and the longitudinal center axis of the imaging means 5 are matched.
蒸着が開始されると、撮像手段５の撮影画像に基づいて検出されたアライメントマーク１５の３つの黒点うち、真中の黒点と追従マーク１２の黒点との間の距離Ｌ３，Ｌ４が計測される。この場合、上記距離Ｌ３，Ｌ４が異なるときには、アライメント手段６を駆動して該距離Ｌ３，Ｌ４が合致するように蒸着マスク３の図５に矢印ｕ，ｖで示す作用点に同じ大きさの力が作用され、基板７のＹ方向への位置ずれが補正される。 When vapor deposition is started, among the three black spots of the alignment mark 15 detected based on the image taken by the imaging means 5, distances L3 and L4 between the middle black spot and the black spot of the tracking mark 12 are measured. In this case, when the distances L3 and L4 are different, the force of the same magnitude is applied to the point of action indicated by arrows u and v in FIG. 5 of the vapor deposition mask 3 so that the alignment means 6 is driven to match the distances L3 and L4. Is applied, and the positional deviation of the substrate 7 in the Y direction is corrected.
また、撮像手段５の撮影画像に基づいて検出される、基板７のＸ方向の中心線を挟んで左右に互いに対応して位置する角度調整用マーク１３の検出時刻ｔ１，ｔ２が図７に示すように異なる場合には、基板７がＸ方向に対して角度θだけ傾いていることを示す。したがって、このときには、左右二つの角度調整用マーク１３の検出時間差（ｔ２−ｔ１）と基板７の搬送速度から、２つの角度調整用マーク１３のＸ方向の距離Ｌ５を演算し、該距離Ｌ５と予めメモリに保存された左右の追従マーク１２間の距離Ｌ６とに基づいてθ＝ｓｉｎ−１（Ｌ５／Ｌ６）を演算して基板７の傾き角度θを求める。そして、蒸着マスク３の図５に矢印ｕ，ｖで示す作用点に対して互いに異なる大きさの力を作用し、蒸着マスク３を回転して蒸着マスク３のＸ方向に対する傾き角度が基板７の傾き角度θに合わされる。これにより、基板７と蒸着マスク３との間の相対的な回転方向の位置ずれが補正される。 FIG. 7 shows detection times t1 and t2 of the angle adjustment marks 13 which are detected on the basis of the captured image of the imaging means 5 and which are positioned corresponding to the left and right with the center line in the X direction of the substrate 7 interposed therebetween. In such a case, the substrate 7 is inclined by an angle θ with respect to the X direction. Therefore, at this time, the distance L5 in the X direction between the two angle adjustment marks 13 is calculated from the difference between the detection times (t2−t1) of the two left and right angle adjustment marks 13 and the conveyance speed of the substrate 7, and the distance L5 is calculated. The inclination angle θ of the substrate 7 is obtained by calculating θ = sin −1 (L5 / L6) based on the distance L6 between the left and right tracking marks 12 stored in advance in the memory. Then, forces of different magnitudes are applied to the action points indicated by arrows u and v in FIG. 5 of the vapor deposition mask 3, and the vapor deposition mask 3 is rotated so that the inclination angle of the vapor deposition mask 3 with respect to the X direction is It is adjusted to the tilt angle θ. Thereby, the position shift of the relative rotation direction between the board | substrate 7 and the vapor deposition mask 3 is correct | amended.
なお、基板７のＹ方向への位置ずれ補正及び基板７と蒸着マスク３との間の回転方向の位置ずれ補正は、蒸着実行中常時行われ、ピッチング及びヨーイングしながら移動する基板７に対して蒸着マスク３を追従させることができる。したがって、薄膜パターンを位置精度よく形成することができる。 The positional deviation correction in the Y direction of the substrate 7 and the positional deviation correction in the rotational direction between the substrate 7 and the vapor deposition mask 3 are always performed during the vapor deposition, and the substrate 7 moves while pitching and yawing. The vapor deposition mask 3 can be made to follow. Therefore, the thin film pattern can be formed with high positional accuracy.
基板７が搬送されて蒸着マスク３の上方に達すると、蒸着源４のシャッタ１８が一定時間開かれ、ルツボ１６から蒸発した蒸着材料が蒸着マスク３の開口パターン１４を介して基板７上に付着する。こうして、基板７を搬送しながら基板７全面に渡って蒸着が行われ、基板７上のパターン形成領域１１にストライプ状の薄膜パターンが形成される。 When the substrate 7 is conveyed and reaches above the vapor deposition mask 3, the shutter 18 of the vapor deposition source 4 is opened for a certain time, and the vapor deposition material evaporated from the crucible 16 adheres to the substrate 7 through the opening pattern 14 of the vapor deposition mask 3. To do. Thus, vapor deposition is performed over the entire surface of the substrate 7 while transporting the substrate 7, and a striped thin film pattern is formed in the pattern formation region 11 on the substrate 7.
蒸着が終了した基板７は、搬送手段１によってさらに後方まで搬送され、除荷位置において停止する。そして、この除荷位置において、基板ホルダー２が図３（ａ）に示すように搬送手段１側の一端部２ａを中心に矢印Ｂ方向に１８０度回動して基板７を上向きにし、この状態で吸着面２ｂに対する直流電圧の印加が解除される。その後、搬出ロボットによって基板７は、真空室外に搬出される。 The substrate 7 on which vapor deposition has been completed is transported further rearward by the transport means 1 and stops at the unloading position. At this unloading position, the substrate holder 2 is rotated 180 degrees in the direction of arrow B around the one end 2a on the conveying means 1 side as shown in FIG. Thus, the application of the DC voltage to the suction surface 2b is released. Thereafter, the substrate 7 is carried out of the vacuum chamber by the carry-out robot.
基板７が搬出されて空となった基板ホルダー２は、図３（ｂ）に示すように搬送手段１側の一端部２ａを中心に矢印Ｃ方向に回動して吸着面２ｂを下向きにした状態で搬送手段１の復路を通ってスタート位置まで戻され、再び、初期状態に戻る。 As shown in FIG. 3 (b), the substrate holder 2, which has been emptied after the substrate 7 is unloaded, is rotated in the direction of arrow C around the one end portion 2a on the conveying means 1 side so that the suction surface 2b faces downward. In this state, it returns to the start position through the return path of the conveying means 1 and returns to the initial state again.
なお、搬送手段１に複数の基板ホルダー２を備えて随時搬送できるように構成すれば、複数の基板７を連続的に搬送しながら蒸着をすることができ、蒸着工程のタクトを短縮することができる。 If the transport means 1 includes a plurality of substrate holders 2 and can be transported at any time, it is possible to perform deposition while continuously transporting the plurality of substrates 7, thereby shortening the tact time of the deposition process. it can.
また、上記実施形態においては、アライメントマーク１５及び追従マーク１２が夫々１対設けられている場合について説明したが、本発明はこれに限られず、アライメントマーク１５及び追従マーク１２は、Ｘ方向に平行な一方側の縁部領域に互いに対応して１つ設けられていてもよい。この場合、１台の撮像手段５によりアライメントマーク１５と追従マーク１２とを撮影し、両マークが一定の位置関係を有するようにアライメント手段６により蒸着マスク３をＹ方向に移動させればよい。これにより、Ｙ方向に振れながら搬送される基板７に対して蒸着マスク３を位置合わせすることができる。 In the above-described embodiment, the case where the alignment mark 15 and the tracking mark 12 are provided as a pair has been described. However, the present invention is not limited to this, and the alignment mark 15 and the tracking mark 12 are parallel to the X direction. One edge region may be provided corresponding to each other. In this case, the alignment mark 15 and the tracking mark 12 may be photographed by a single image pickup means 5 and the vapor deposition mask 3 may be moved in the Y direction by the alignment means 6 so that both marks have a certain positional relationship. Thereby, the vapor deposition mask 3 can be aligned with respect to the board | substrate 7 conveyed, swinging in a Y direction.
さらに、上記実施形態においては、基板７と蒸着マスク３との位置合わせを蒸着マスク３側を移動させて行う場合について説明したが、本発明はこれに限られず、基板ホルダー２側を移動させてもよい。この場合、アライメント手段６は、基板ホルダー２側に備えられ、蒸着マスク３は別に設けた蒸着マスクのマスクホルダーに固定的に保持される。 Further, in the above embodiment, the case where the alignment between the substrate 7 and the vapor deposition mask 3 is performed by moving the vapor deposition mask 3 side has been described, but the present invention is not limited to this, and the substrate holder 2 side is moved. Also good. In this case, the alignment means 6 is provided on the substrate holder 2 side, and the vapor deposition mask 3 is fixedly held by a mask holder of the vapor deposition mask provided separately.
そして、上記実施形態においては、蒸着源４が一つの場合について説明したが、本発明はこれに限られず、一つの真空室内に複数種の蒸着源４及び対応する蒸着マスク３を基板７の搬送方向に並べて備えてもよい。これより、同一基板７上に１回の蒸着工程で複数種の薄膜パターンを形成することができる。 In the above embodiment, the case where there is one vapor deposition source 4 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of types of vapor deposition sources 4 and corresponding vapor deposition masks 3 are transferred to the substrate 7 in one vacuum chamber. You may arrange in the direction. Thus, a plurality of types of thin film patterns can be formed on the same substrate 7 by a single vapor deposition process.
１…搬送手段
２…基板ホルダー
２ａ…一端部
２ｂ…保持面
３…蒸着マスク
４…蒸着源
５…撮像手段
６…アライメント手段
７…基板
１２…追従マーク
１３…角度調整用マーク
１４…開口パターン
１５…アライメントマーク
１５ａ…細線状開口部
１５ｂ…斜線状開口部
1 ... Conveying means
2 ... Board holder
2a ... one end
2b ... Holding surface 3 ... Deposition mask 4 ... Deposition source 5 ... Imaging means 6 ... Alignment means 7 ... Substrate 12 ... Follow-up mark 13 ... Angle adjustment mark 14 ... Opening pattern 15 ... Alignment mark 15a ... Fine line-shaped opening 15b ... Diagonal line Opening
Claims (6)
前記蒸着マスクは、前記基板の搬送方向と交差する方向の少なくとも一方端側の縁部領域に、一定形状の開口部を設けてアライメントマークを形成してなり、
前記搬送方向と交差する方向に複数の受光エレメントを一直線に並べて備え、前記蒸着マスクのアライメントマークと、該アライメントマークに対応して前記搬送方向と交差する方向の少なくとも一方端側の前記基板の縁部領域に設けられた前記搬送方向に平行な細線状の追従マークとを同時に撮影して両マークの位置関係を検出可能にした撮像手段と、
前記撮像手段で撮影して検出された前記両マークの位置関係に基づいて、前記基板の搬送中常時、前記基板と前記蒸着マスクとを前記蒸着マスクの面に平行な面内で相対的に移動させて前記基板と前記蒸着マスクとの位置ずれを補正するアライメント手段と、
を備えており、
前記基板ホルダーは、基板の保持面が上向き状態で前記基板の授受を行い、前記保持面が下向き状態で保持された前記基板を前記蒸着マスクと対向させるように一端部が回動可能に前記搬送手段に支持されていることを特徴とする蒸着装置。 Conveying means for conveying the substrate in one direction, a substrate holder for holding the substrate , a vapor deposition mask disposed opposite to the substrate and having an area smaller than the area of the substrate, and vapor deposition material by evaporating the vapor deposition A deposition source comprising: a deposition source configured to deposit a thin film pattern on the surface of the substrate through a plurality of opening patterns provided in a mask;
The vapor deposition mask is formed by forming an alignment mark by providing an opening of a certain shape in an edge region on at least one end side in a direction intersecting the transport direction of the substrate,
A plurality of light receiving elements are arranged in a straight line in a direction crossing the transport direction, the alignment mark of the vapor deposition mask, and the edge of the substrate on at least one end side in the direction crossing the transport direction corresponding to the alignment mark An imaging means capable of simultaneously capturing a thin line-shaped follow-up mark parallel to the transport direction provided in the partial area and detecting the positional relationship between the two marks;
Based on the positional relationship between the two marks detected by photographing with the imaging means, the substrate and the vapor deposition mask are moved relatively in a plane parallel to the surface of the vapor deposition mask at all times during transport of the substrate. Alignment means for correcting a positional deviation between the substrate and the vapor deposition mask,
Equipped with a,
The substrate holder transfers the substrate with the holding surface of the substrate facing up, and the one end of the substrate holder is rotatable so that the substrate held with the holding surface facing down faces the vapor deposition mask. A vapor deposition apparatus supported by the means .
前記基板には、前記搬送方向に平行な両端縁部領域に夫々前記追従マークが設けられ、
前記各アライメントマーク及び前記各追従マークを撮影可能に１対の前記撮像手段を備え、
前記アライメント手段は、前記各撮像手段で検出された前記アライメントマークと前記追従マークとの間の距離が互いに合致するように、前記基板と前記蒸着マスクとを相対的に前記搬送方向と交差する方向に移動し、同方向の位置ずれを補正する、
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。 The vapor deposition mask is provided with the alignment marks in both end edge regions parallel to the transport direction, respectively.
The substrate is provided with the following marks in both end edge regions parallel to the transport direction,
A pair of the imaging means so that the alignment marks and the tracking marks can be photographed;
The alignment means is a direction that relatively intersects the transport direction with the substrate and the vapor deposition mask so that the distance between the alignment mark and the follow-up mark detected by each imaging means matches each other. To correct misalignment in the same direction,
The vapor deposition apparatus according to claim 1.
前記アライメント手段は、前記各撮像手段で撮影して検出された前記搬送方向両端に対応して位置する前記角度調整用マーク間の位置ずれ量に基づいて前記蒸着マスクと前記基板とを相対的に回動させ、回転方向の位置ずれを補正する、
ことを特徴とする請求項２記載の蒸着装置。 Each follow-up mark is provided with a plurality of fine line-shaped angle adjustment marks that intersect at regular intervals,
The alignment means relatively positions the vapor deposition mask and the substrate based on a positional deviation amount between the angle adjustment marks located corresponding to both ends in the transport direction detected by photographing with the imaging means. Rotate to correct misalignment in the rotation direction,
The vapor deposition apparatus according to claim 2.
前記撮像手段は、前記透明な基板を透過して前記追従マーク及び前記アライメントマークを撮影可能に配置された、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸着装置。 The substrate is a transparent substrate;
The imaging means is arranged to be able to photograph the tracking mark and the alignment mark through the transparent substrate,
The vapor deposition apparatus of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
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