JP6008731B2

JP6008731B2 - 成膜装置

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Publication number: JP6008731B2
Application number: JP2012275613A
Authority: JP
Inventors: 博之田村; 正直藤塚; 悌二 ▲高▼橋; 孝史澁谷; 信朗塩入; 高橋　賢; 賢高橋; 内田　敬自; 敬自内田
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-12-18
Also published as: KR101968801B1; TW201430156A; JP2014118611A; TWI593817B; KR20150096438A; WO2014097879A1

Description

本発明は、成膜装置に関するものである。

近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに替わる表示装置として注目されている。

この有機ＥＬ表示装置は、基板に電極層と複数の有機発光層を積層形成し、更に封止層を被覆形成した構成であり、自発光で、ＬＣＤに比べて高速応答性に優れ、高視野角及び高コントラストを実現できるものである。

このような有機ＥＬデバイスは、一般に真空蒸着法により製造されており、真空槽内で基板と蒸着マスクとをアライメントして密着させ蒸着を行い、この蒸着マスクにより所望の成膜パターンの蒸着膜を基板に形成している。

また、有機ＥＬデバイスを安価に効率良く量産するための製造方法として、シート状のプラスチックフィルムを用いたフレキシブル基板に対しての成膜を、ロールツーロール方式により、フレキシブル基板を連続的に送りながら行う方法もある。

ところで、このような有機ＥＬデバイスの製造においては、基板の大型化に伴い、真空槽も大型化する必要がある。また、真空槽内部に蒸発源や搬送機構などが配設されるため、真空排気による真空槽壁面の撓みは最小限に留めなくてはならない。

よって、真空槽の大型化に伴い、真空槽の壁厚を厚くする必要があり、真空槽外壁に配設するリブに関しても、数を増やし、板厚を厚く、高さを高くしなければならず、成膜装置の重量化、高コスト化が問題となっている。

例えば、特許文献１では、被成膜基板を搬送しながら、下方に配設した蒸着源から噴出した蒸着材料を成膜する成膜装置が提案されている。ところが、このような構成では、蒸着源は真空容器底面、基板搬送ローラーは真空容器側面に支持されているため、基板搬送機構駆動時の負荷及び大気中でのセット時において基板と蒸着源との位置関係がずれることによる膜厚分布の悪化が生じるため、真空排気後の真空容器の撓みを上述したような手法で抑制しなければならず、真空容器の重量化が顕著となる。

また、特許文献２では、真空チャンバ内部の圧力状態に依存せずに、蒸発源の安定なスキャン動作が行える真空蒸着装置が提案されているが、基板及びマスクの支持位置は明記されておらず、真空チャンバ排気後の基板とマスクと蒸発源の位置関係が保てているか不明であり、基板とマスクを含む蒸発源の位置精度が厳しく要求される、基板とマスクとを離間した状態でスキャン成膜を行う方式においては、所望の位置に所望の成膜パターンを形成させることは困難である。

特開２００２−３４８６５９号公報特開２０１０−２４８５８４号公報

本発明は、上述のような問題点を解決したもので、基板の大型化に伴い真空槽が大型化しても、真空槽内の圧力変動に起因する壁面の変形が基板と成膜源との位置関係に影響を与えることがなく、両者の位置関係を良好に維持することができ、低コスト及び軽量で高精度な成膜が可能な成膜装置を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

成膜源１から射出した成膜材料が堆積することによって基板２上に薄膜が形成される真空槽３を有する成膜装置において、前記基板２若しくは前記成膜源１を搬送させる搬送機構を備え、この搬送機構は、移動部４と、この移動部４の移動をガイドするガイド部５とから成り、このガイド部５は、真空槽３の外部に設けられ前記真空槽３の壁面に設けた貫通孔６を貫通するガイド支柱７に支持される構成とし、このガイド支柱７若しくはガイド支柱７の設置部と前記貫通孔６の周囲の壁面とを伸縮部材８を介して気密状態で連結し、前記搬送機構により前記基板２を搬送する場合は、前記成膜源１が、真空槽３の外部に設けられ前記真空槽３の壁面に設けた貫通孔９を貫通するベース支柱10に支持されるベース部11に保持される構成とし、このベース支柱10若しくはベース支柱10の設置部と前記貫通孔９の周囲の壁面とを伸縮部材12を介して気密状態で連結して、前記搬送機構により前記成膜源１を搬送する場合は、前記基板２を保持する保持部が、真空槽３の外部に設けられ前記真空槽３の壁面に設けた貫通孔９を貫通するベース支柱10に支持されるベース部11に保持される構成とし、このベース支柱10若しくはベース支柱10の設置部と前記貫通孔９の周囲の壁面とを伸縮部材12を介して気密状態で連結して、前記搬送機構及び前記成膜源１若しくは前記基板２が前記真空槽３の減圧による壁面の変形の影響を受けずに前記成膜源１と前記基板２との位置関係が維持されるように構成し、前記ガイド部５は前記移動部４の移動方向に延設される構成であり、前記ガイド支柱７は前記移動部４の移動方向に沿って複数設けたことを特徴とする成膜装置。

成膜源１から射出した成膜材料を蒸着マスク20のマスク開口部を介して基板２上に堆積して基板２上に薄膜を形成する真空槽３を有する成膜装置において、前記基板２若しくは前記成膜源１を搬送させる搬送機構を備え、この搬送機構は、移動部４と、この移動部４の移動をガイドするガイド部５とから成り、このガイド部５は、真空槽３の外部に設けられ前記真空槽３の壁面に設けた貫通孔６を貫通するガイド支柱７に支持される構成とし、このガイド支柱７若しくはガイド支柱７の設置部と前記貫通孔６の周囲の壁面とを伸縮部材８を介して気密状態で連結し、前記搬送機構により前記基板２を搬送する場合は、前記成膜源１が、真空槽３の外部に設けられ前記真空槽３の壁面に設けた貫通孔９を貫通するベース支柱10に支持されるベース部11に保持される構成とし、このベース支柱10若しくはベース支柱10の設置部と前記貫通孔９の周囲の壁面とを伸縮部材12を介して気密状態で連結して、前記搬送機構により前記成膜源１を搬送する場合は、前記基板２を保持する保持部が、真空槽３の外部に設けられ前記真空槽３の壁面に設けた貫通孔９を貫通するベース支柱10に支持されるベース部11に保持される構成とし、このベース支柱10若しくはベース支柱10の設置部と前記貫通孔９の周囲の壁面とを伸縮部材12を介して気密状態で連結して、前記搬送機構及び前記成膜源１若しくは前記基板２が前記真空槽３の減圧による壁面の変形の影響を受けずに前記成膜源１と前記基板２との位置関係が維持されるように構成し、前記ガイド部５は前記移動部４の移動方向に延設される構成であり、前記ガイド支柱７は前記移動部４の移動方向に沿って複数設けたことを特徴とする成膜装置に係るものである。

また、前記搬送機構の前記基板２が保持される前記移動部４の移動をガイドする前記ガイド部５を、前記ガイド支柱７で支持する構成とし、前記成膜源１を保持する前記ベース部11を、前記ベース支柱10で支持する構成としたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

また、前記基板２と前記蒸着マスク20とを離間状態に配設し、この基板２を前記蒸着マスク20に対して相対移動自在に構成して、この相対移動により前記蒸着マスク20より広い範囲にこの蒸着マスク20により定められる成膜パターンの薄膜が基板２上に形成されるように構成したことを特徴とする請求項２，３のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

また、前記ガイド支柱７若しくは前記ベース支柱10を前記真空槽３の底部の外部に設置した架台13に立設して、前記ガイド支柱７が貫通する前記貫通孔６若しくは前記ベース支柱10が貫通する前記貫通孔９を前記真空槽３の底面に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

また、前記搬送機構に前記移動部４を移動させるリニアモータを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

また、前記移動部４は、前記真空槽３内において大気で満たされた収容部14と、この収容部14と真空槽３の外部の大気圧空間とを連通し、電力供給用配線及び冷却用配管を前記収容部14へ導入する中空導入部が形成された関節部15と、前記基板２を吸着して保持する吸着部16とを備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

また、前記基板２を前記ガイド部５に対して位置合わせする基板アライメント機構を備え、この基板アライメント機構は、前記収容部14に配設され前記吸着部16を移動させる基板移動手段29と、前記ガイド部５に対して平行に配設され基準マークが設けられる基準マーク表示部17と、前記基準マークと前記基板２に設けられた基板マークとを撮像する撮像手段と、この撮像結果に基づいて基板移動手段29を作動させる作動手段と、前記撮像手段を収容する撮像手段収容部18とを有することを特徴とする請求項７記載の成膜装置に係るものである。

また、前記撮像手段及び前記基準マーク表示部17は、前記ガイド部５若しくは前記ガイド支柱７のいずれか一方に配設され、前記真空槽３とは機械的に独立して設けられていることを特徴とする請求項８記載の成膜装置に係るものである。

また、前記成膜源１を前記基板２に対して位置合わせする成膜源アライメント機構19を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

また、前記成膜材料を有機材料としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の成膜装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、基板の大型化に伴い真空槽が大型化しても、真空槽の圧力変動に起因する壁面の変形が基板と成膜源との位置関係に影響を与えることがなく、両者の位置関係を良好に維持することができ、低コスト及び軽量で高精度な成膜が可能な成膜装置となる。

特に有機ＥＬデバイスの製造にあたり、基板の大型化に対応でき、有機層の蒸着も精度良く行え、高精度の蒸着が実現できる有機ＥＬデバイス製造用の成膜装置となる。

また、請求項２〜４記載の発明においては、基板と蒸着マスクの位置を高精度に維持する必要があり、一層本発明の作用・効果が良好に発揮された成膜装置となる。

また、請求項５記載の発明においては、簡易な構成で容易に実現できる一層実用性に優れた成膜装置となる。

また、請求項６記載の発明においては、駆動源にリニアモータを用いることで、位置決め精度が高く、搬送ストロークを長くすることができる。

また、請求項７記載の発明においては、移動部に収容部、関節部及び吸着部を備えることで、基板を吸着しながら搬送する際、電力供給用配線及び冷却用配管を、随時関節部を介して大気側から吸着部へ供給できるので、基板の温度が上昇することなく成膜装置を稼動させ続けることができる。

また、請求項８記載の発明においては、基板をガイドに対して平行に位置合わせすることができるので、基板搬送時に所望の成膜パターン幅より蒸着パターン幅が大きくなることを防ぐことができる。

また、請求項９記載の発明においては、撮像手段及び基準マーク表示部が、真空槽とは機械的に独立して配設されることで、真空槽が真空排気することにより変形しても、基板の位置合わせに影響がでない。

また、請求項１０記載の発明においては、成膜源を逐次高精度に基板に対して位置合わせすることが可能となり、基板全面にわたり所望の位置に所望の成膜パターンを形成することができる。

また、請求項１１記載の発明においては、有機材料の成膜装置となり、一層実用性に優れる。

本実施例の概略説明側面図である。本実施例の要部の概略説明側面図である。本実施例の成膜源の概略説明側面図である。本実施例の要部の概略説明正面図である。本実施例の搬送機構の概略説明平面図である。本実施例の移動部の概略説明正面図である。本実施例の搬送機構の概略説明正面図である。本実施例の撮像手段の概略説明正面図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

成膜源１から射出した成膜材料は、例えば蒸着マスク20のマスク開口部を介して基板２上に堆積して、この蒸着マスク20により定められた成膜パターンの薄膜が基板２上に形成される。この際、例えば、基板２と蒸着マスク20とを離間状態に配設し、この基板２を、蒸着マスク20との離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この基板２を相対移動させることにより、蒸着マスク自体より広い範囲にこの蒸着マスク20により定められる成膜パターンの薄膜が基板２上に形成することができる。

また、本発明は、基板２を搬送させる搬送機構及び成膜源１（または成膜源１を搬送させる搬送機構及び基板２）の両方を、真空槽３の外部に設けた支柱７，10で支持し、真空槽３内の圧力状態に影響を受けない構成とすることで、基板２と成膜源１の位置関係が変わることなく、高精度に搬送成膜することができる。

即ち、大気圧空間で基板２、蒸着マスク20及び成膜源１の位置関係を調整し、真空槽３内を成膜環境である真空状態とすることに伴う圧力変動により真空槽３の壁面が変形したとしても、搬送機構及び成膜源１が真空槽３の壁面でなく、真空槽３の外部に設けられる支柱、例えば高剛性の架台13に立設される支柱７，10で支持されているため、搬送機構及び成膜源１が、真空槽３の壁面の変形の影響を受けることがなく、従って、基板２と成膜源１との基板２の被成膜面と直交する方向の間隔が上記変形に起因して変化することがなく、基板２及び成膜源１の位置関係を維持できることになる。

よって、本発明によれば、真空槽３の壁面の変形を防止するために、壁面を厚くしたりリブを多数設けたりする必要なく、即ち、真空槽３を大型化及び重量化させることなく、減圧による真空槽３の壁面の変形に起因する基板２及び成膜源１の位置関係の変化を防止することが可能となる。

また、搬送機構の移動部４を移動させる駆動源として、例えばリニアモータを用いることで、高精度の基板搬送が可能となる。

また、例えば、前記移動部４は、前記真空槽３内において大気で満たされた収容部14と、この収容部14と真空槽３の外部の大気圧空間とを連通し、電力供給用配線及び冷却用配管を前記収容部14へ導入する中空導入部が形成された関節部15と、前記基板２を吸着する吸着部16とを備えた構成とすることで、基板アライメント、電力供給機構、冷却機構及び基板着脱機構を備えた高機能な移動部４とすることが可能となる。

また、吸着部16に吸着した基板２は、吸着後の基板２はガイド部５に対して平行に位置合わせしなければならないため、例えば、ガイド部５に平行に位置出しされた基準マーク表示部17上に形成された基準マークを、基板２の搬送方向に配設し、撮像手段で基準マークと基板２上に形成された基板マークとを撮影し、位置ずれを適宜補正するように構成すると良い。この際、撮像手段は、例えば、大気圧空間である撮像手段収容部18内に収容し、撮像手段収容部18の壁部に設ける窓越しに撮影するようにする。

また、撮像手段収容部18及び基準マーク表示部17は、例えば、ガイド部５若しくはガイド支柱７のいずれか一方に配設することで、真空槽３の変形の影響を受けることがなく、大気中で調整された撮像手段及び基準マーク表示部17の位置が、真空中でも変化しない構成となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、成膜源１から気化した成膜材料（例えば、有機ＥＬデバイス製造のための有機材料）を蒸着マスク20のマスク開口部を介して基板２上に堆積して、この蒸着マスク20により定められた成膜パターンの薄膜が基板２上に形成されるように構成し、基板２と蒸着マスク20とを離間状態に配設し、この基板２を蒸着マスク20との離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この相対移動により蒸着マスク20より広い範囲にこの蒸着マスク20により定められる成膜パターンの薄膜が基板２上に形成されるように構成した成膜装置における問題点を解決したものである。

即ち、上記構成の成膜装置においては、基板２、蒸着マスク20及び成膜源１の位置関係が極めて高精度に要求されるため、図１に図示したように、搬送機構の基板２が保持される移動部４の移動をガイドするガイド部５と、成膜源１を保持するベース部11とを、夫々真空槽３の外部に設けたガイド支柱７及びベース支柱10で支持する構成とすることで、大気圧空間で基板２、蒸着マスク20及び成膜源１の位置関係を調整し、真空槽３内を成膜環境である真空状態とすることに伴う圧力変動により真空槽３の壁面が変形したとしても、基板２及び成膜源１の位置関係が変わることなく、高精度に基板を搬送することができるようにしたものである。

各部を具体的に説明する。

ガイド部５は、図５，６に図示したように、移動部４の下面側に設けられるガイドブロック22及びこのガイドブロック22が被嵌されるガイドレール23から成る直線ガイドと、前記ガイドレール23が配設される一対のガイドベース24とで構成されている。

本実施例では、図２に図示したように、前記ガイドベース24を支持するガイド支柱７を、真空槽３の底部の外部の床面に設置した鋼材等の高剛性部材で構成される架台13に立設して、真空槽３の底面に設けた貫通孔６を貫通するように設けている。

また、このガイド支柱７と前記貫通孔６の周囲の壁面とを、ガイド支柱７を覆うように設けた伸縮部材８（ベローズ８）により気密状態で連結している。具体的には、ガイド支柱７の径大部７ａの下面とこれと対向する貫通孔６の周囲の壁面とをベローズ８により気密状態で連結している。なお、ガイド支柱７でなく、ガイド支柱７の設置部である架台13と貫通孔６の周囲の壁面とをベローズ８により連結する構成としても良い。

従って、真空槽３内を真空排気することによって真空槽３の外壁が変形しても、ベローズ８の伸縮で当該変形を吸収することで、ガイド支柱７並びにガイドベース24の位置が変わらず、高精度に基板２を搬送することが可能となる。

成膜源１は、図３に図示したように、ホスト材料発生源１ａ及びドーパント材料発生源１ｂを含み、蒸着マスク20を付設したマスクフレーム21が配設されるベース部11（ベースプレート11）に支持されている。このベースプレート11を支持するベース支柱10は、真空槽３の底部の外部の床面に設置した前記架台13上の成膜源アライメント機構19に立設して、真空槽３の底面に設けた貫通孔９を貫通するように設けている。

また、ベース支柱10と前記貫通孔９の周囲の壁面とを、ベース支柱10を覆うように設けた伸縮部材12（ベローズ12）を用いて気密状態で連結している。具体的には、ベース支柱10の径大部10ａの上面とこれと対向する貫通孔９の周囲の壁面とをベローズ12により気密状態で連結している。なお、ベース支柱10でなく、ベース支柱10の設置部である成膜源アライメント機構19と貫通孔９の周囲の壁面とをベローズ12により連結する構成としても良い。

従って、真空槽３内を真空排気することによって真空槽３の外壁が変形しても、ベローズ12の伸縮で当該変形を吸収することで、ベース支柱10並びにベースプレート11の位置が変わらず、搬送時の基板２に対して成膜源１と、蒸着マスク20を付設したマスクフレーム21を逐次高精度に位置合わせすることが可能となる。

また、搬送機構及び成膜源１を支持する前記架台13は、真空槽３も同時に支持している。具体的には、図４に示すように真空槽３と架台13とを、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重を受けることができる球面軸受25で連結し、真空排気による真空槽３の変形の影響が前記架台13に出ないようにしている。

また、搬送機構の駆動源にはリニアモータを用いている。従って、位置決め精度、等速度安定性、清浄性及びメンテナンス性が高い搬送機構となり、大型基板２を搬送させる際に必要なストロークも制約なく長くすることができる。さらに、真空槽３外部に設けた駆動モータの回転動力を、磁性流体シールを介して真空槽３内のボールネジに伝達させ回転させる場合は、真空槽３の内部と外部で連結されているため、真空槽３の外壁が変形する影響を受けるが、リニアモータは駆動源が真空槽３内部に配設されていて、真空槽３の外壁変形の影響を受けない構造とすることができる。

具体的には、基板２を保持し基板２と共に移動する移動部４は、図５，６に示すようにガイドベース24上に配設された前記直線ガイドに沿って移動し、ガイドベース24の内側面側に取り付けられたプレート26上に配設された複数の磁石27と、移動部４側に取り付けられたコイルユニット28との間で推力を発生させるようにしている。

さらに、図６，７に示すように、移動部４は真空槽３内において大気圧空間である収容部14と、この収容部14と真空槽３の外部の大気圧空間とを連通し、電力供給用配線及び冷却用配管を前記収容部14へ導入する中空導入部が形成された関節部15と、前記基板２を吸着して保持する吸着部16とを備えている。

吸着部16は、平坦に形成されたステージベース30に静電チャック31を複数分割して配設してあり、静電チャック31表面に基板２を吸着させるように構成している。また、収容部14の底面の貫通孔34を貫通してステージベース30を支持する支柱32を設けている。また、ステージベース30と収容部14の貫通孔34の周囲の壁面とを、この支柱32を覆うように設けた伸縮部材33（ベローズ33）により気密状態で連結し、大気と真空を気密状態で維持するようにしている。なお、支柱32と貫通孔34の周囲の壁面とをベローズ33で連結する構成としても良い。

また、基板アライメント機構はサーボモータを有しており、真空環境下に配設できないため、通常は真空槽３の外側（デポダウンの場合は真空槽３上面）の大気圧下に配設していて、真空槽３の変形影響がアライメント精度に影響しないように剛性を高くしている。しかし、本実施例においては、収容部14内に、基板アライメント機構の前記支柱32を動かしステージベース30を移動させる基板移動手段29を備えることで、真空槽３の変形影響が基板アライメント精度に影響を及ぼすことがないので、真空槽３を高剛性にする必要がなく、軽量化することができる。

また、収容部14は、大気と真空の圧力差による変形が基板アライメント機構に影響しないように高剛性な構造にする必要があるが、真空槽３と比較して体積が小さく、例えばアルミなどの軽量部材で製作することができるため、装置全体では軽量かつ低コストであり、大型化・重量化を招くことなく高剛性な構造にすることができる。

また、収容部14内の基板アライメント機構用のモータ、リニアモータのコイルユニット及び静電チャック31への電力供給は、真空槽３外の大気空間にある電源から配線を関節部15の中空導入部に通して行っている。具体的には、関節部15は、収容部14の移動に追従する中空構造としたリンク機構を用いており、この中空部分を中空導入部としている。同様に、冷却が必要なモータ、コイルユニット及びステージベース30には、真空槽３外の大気空間からエアー若しくは水冷配管を関節部15の中空導入部を通して配設している。

また、関節部15は、真空槽３の外壁と収容部14を連結しており、真空槽３が真空排気により撓むと、関節部15の駆動動作及び気密性に影響があり、さらに、収容部14にも荷重がかかり、基板２の高精度搬送にも影響があるため、真空槽３と関節部15の間に伸縮部材35（ベローズ35）を配設して、真空槽３の変形の影響を緩和している。具体的には、真空槽３の貫通孔36の周囲の壁面と関節部15の一端部とをベローズ35により気密状態で連結している。なお、関節部15の他端部と収容部14との間にベローズ35を配設するようにしてもよい。

吸着部16に吸着した基板２は、直線ガイドに対して平行に配設されていないと、基板２と蒸着マスク20とが相対移動しながら成膜される直線パターンが基板２上の所望の位置に成膜されないため、吸着後の基板２は直線ガイドに対して位置合わせしなければならない。

そこで、本実施例においては、基板２をガイド部５に対して位置合わせする基板アライメント機構を備えている。この基板アライメント機構は、前記収容部14に配設され前記吸着部16を移動させる基板移動手段29と、前記ガイド部５に対して平行に配設された透明部39に基準マークが設けられる基準マーク表示部17と、前記基準マークと前記基板２に設けられた基板マークとを撮像する撮像手段と、この撮像結果に基づいて基板移動手段29を作動させる作動手段と、前記撮像手段を収容する撮像手段収容部18とを有している。

具体的には、直線ガイドに平行に位置出しされた基準マーク表示部17上に形成された基準マークを、基板２の搬送方向に対して少なくとも二つ以上配設し、例えばＣＣＤカメラ37などの撮像手段で基準マークと基板２上に形成された基板マークとを撮影する。この時、撮像手段は真空中に直接配設できないため、大気圧空間である撮像手段収容部18内に収容し、撮像手段収容部18の窓38越しに撮影する。

吸着した基板２の基板マークが、基準マークに対して所定の位置関係になるように、基板移動手段29により吸着部16を移動させて位置合わせを行うことで、基板２が傾くことなく直線ガイドに対して平行に搬送される。

また、撮像手段収容部18及び基準マーク表示部17は、ガイドベース24若しくはガイド支柱７の少なくとも一方に配設されることで、真空槽３からは機械的に独立し、真空槽３の変形の影響を受けることがなく、大気中で調整された撮像手段及び基準マーク表示部17の位置が、真空中でも変化しないように構成することで、アライメント精度が悪くなることを防いでいる。本実施例においては、ガイドベース24に配設する構成としている。

また、本実施例では、搬送機構により基板２を搬送する場合について説明したが、搬送機構により成膜源１を搬送する場合も同様である。また、本実施例では、蒸着マスク20を用いる場合について説明したが、蒸着マスクを用いない場合も同様である。

また、本実施例では、支柱７，10を架台13に立設した構成としているが、剛性を確保できるのであれば、架台13を設けずに、成膜装置を設置する床面等に直接支柱７，10を設ける構成としても良い。

また、本実施例では、基板２はガラス基板２に限らず、フレキシブル基板２（例えば、シート状のプラスチックフィルム）を送りながら成膜する場合も同様に高精度に成膜することが可能である。

また、本実施例は、真空蒸着に限らず、真空槽３を持つＣＶＤやスパッタ装置などにも広く適用することが可能である。

１成膜源
２基板
３真空槽
４移動部
５ガイド部
６貫通孔
７ガイド支柱
８伸縮部材
９貫通孔
10 ベース支柱
11 ベース部
12 伸縮部材
13 架台
14 収容部
15 関節部
16 吸着部
17 基準マーク表示部
18 撮像手段収容部
19 成膜源アライメント機構
20 蒸着マスク
29 基板移動手段

Claims

成膜源から射出した成膜材料が堆積することによって基板上に薄膜が形成される真空槽を有する成膜装置において、前記基板若しくは前記成膜源を搬送させる搬送機構を備え、この搬送機構は、移動部と、この移動部の移動をガイドするガイド部とから成り、このガイド部は、真空槽の外部に設けられ前記真空槽の壁面に設けた貫通孔を貫通するガイド支柱に支持される構成とし、このガイド支柱若しくはガイド支柱の設置部と前記貫通孔の周囲の壁面とを伸縮部材を介して気密状態で連結し、前記搬送機構により前記基板を搬送する場合は、前記成膜源が、真空槽の外部に設けられ前記真空槽の壁面に設けた貫通孔を貫通するベース支柱に支持されるベース部に保持される構成とし、このベース支柱若しくはベース支柱の設置部と前記貫通孔の周囲の壁面とを伸縮部材を介して気密状態で連結して、前記搬送機構により前記成膜源を搬送する場合は、前記基板を保持する保持部が、真空槽の外部に設けられ前記真空槽の壁面に設けた貫通孔を貫通するベース支柱に支持されるベース部に保持される構成とし、このベース支柱若しくはベース支柱の設置部と前記貫通孔の周囲の壁面とを伸縮部材を介して気密状態で連結して、前記搬送機構及び前記成膜源若しくは前記基板が前記真空槽の減圧による壁面の変形の影響を受けずに前記成膜源と前記基板との位置関係が維持されるように構成し、前記ガイド部は前記移動部の移動方向に延設される構成であり、前記ガイド支柱は前記移動部の移動方向に沿って複数設けたことを特徴とする成膜装置。
成膜源から射出した成膜材料を蒸着マスクのマスク開口部を介して基板上に堆積して基板上に薄膜を形成する真空槽を有する成膜装置において、前記基板若しくは前記成膜源を搬送させる搬送機構を備え、この搬送機構は、移動部と、この移動部の移動をガイドするガイド部とから成り、このガイド部は、真空槽の外部に設けられ前記真空槽の壁面に設けた貫通孔を貫通するガイド支柱に支持される構成とし、このガイド支柱若しくはガイド支柱の設置部と前記貫通孔の周囲の壁面とを伸縮部材を介して気密状態で連結し、前記搬送機構により前記基板を搬送する場合は、前記成膜源が、真空槽の外部に設けられ前記真空槽の壁面に設けた貫通孔を貫通するベース支柱に支持されるベース部に保持される構成とし、このベース支柱若しくはベース支柱の設置部と前記貫通孔の周囲の壁面とを伸縮部材を介して気密状態で連結して、前記搬送機構により前記成膜源を搬送する場合は、前記基板を保持する保持部が、真空槽の外部に設けられ前記真空槽の壁面に設けた貫通孔を貫通するベース支柱に支持されるベース部に保持される構成とし、このベース支柱若しくはベース支柱の設置部と前記貫通孔の周囲の壁面とを伸縮部材を介して気密状態で連結して、前記搬送機構及び前記成膜源若しくは前記基板が前記真空槽の減圧による壁面の変形の影響を受けずに前記成膜源と前記基板との位置関係が維持されるように構成し、前記ガイド部は前記移動部の移動方向に延設される構成であり、前記ガイド支柱は前記移動部の移動方向に沿って複数設けたことを特徴とする成膜装置。
前記搬送機構の前記基板が保持される前記移動部の移動をガイドする前記ガイド部を、前記ガイド支柱で支持する構成とし、前記成膜源を保持する前記ベース部を、前記ベース支柱で支持する構成としたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記基板と前記蒸着マスクとを離間状態に配設し、この基板を前記蒸着マスクに対して相対移動自在に構成して、この相対移動により前記蒸着マスクより広い範囲にこの蒸着マスクにより定められる成膜パターンの薄膜が基板上に形成されるように構成したことを特徴とする請求項２，３のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記ガイド支柱若しくは前記ベース支柱を前記真空槽の底部の外部に設置した架台に立設して、前記ガイド支柱が貫通する前記貫通孔若しくは前記ベース支柱が貫通する前記貫通孔を前記真空槽の底面に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記搬送機構に前記移動部を移動させるリニアモータを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記移動部は、前記真空槽内において大気で満たされた収容部と、この収容部と真空槽の外部の大気圧空間とを連通し、電力供給用配線及び冷却用配管を前記収容部へ導入する中空導入部が形成された関節部と、前記基板を吸着して保持する吸着部とを備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記基板を前記ガイド部に対して位置合わせする基板アライメント機構を備え、この基板アライメント機構は、前記収容部に配設され前記吸着部を移動させる基板移動手段と、前記ガイド部に対して平行に配設され基準マークが設けられる基準マーク表示部と、前記基準マークと前記基板に設けられた基板マークとを撮像する撮像手段と、この撮像結果に基づいて基板移動手段を作動させる作動手段と、前記撮像手段を収容する撮像手段収容部とを有することを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
前記撮像手段及び前記基準マーク表示部は、前記ガイド部若しくは前記ガイド支柱のいずれか一方に配設され、前記真空槽とは機械的に独立して設けられていることを特徴とする請求項８記載の成膜装置。
前記成膜源を前記基板に対して位置合わせする成膜源アライメント機構を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記成膜材料を有機材料としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の成膜装置。