JP6448067B2 - Substrate mounting method, substrate mounting mechanism, film forming method, film forming apparatus, and electronic device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、基板上に成膜する際の基板載置方法、載置機構、成膜方法、成膜装置及び電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate mounting method, a mounting mechanism, a film forming method, a film forming apparatus, and an electronic device manufacturing method when forming a film on a substrate.
従来から、電子デバイスを製造するにあたっては、真空チャンバ内に搬送された基板の周縁部を複数の挟持具で挟持し、挟持された基板を降下させてマスク(載置体)の上に載置し、蒸着によって、基板上にマスクに形成された所定パターンの成膜を行うようになっている。
基板は成膜領域を基板中央部に設ける関係上、挟持具によって基板の周縁部(例えば一対の対向辺部)を挟持することになるために、基板中央部が自重で下方に撓んだ状態となり、基板を降下していくと、まず、撓んだ中央部がマスクに接触し、次いで中央部の周辺に向かって接触領域が拡大して全面的に接触することになる。
しかし、自重で撓んだ基板の中央部がマスクと接触した時点で、基板とマスクとの接触摩擦力によって自由な動きが妨げられ、基板に歪が生じる。この歪みにより、マスクと基板との間に隙間が生じ、マスクと基板との密着性が低下することで、膜ボケ等の原因となる。
特に、近年は、基板の大型化、薄型化が進んでおり、基板の自重による撓みの影響が大きくなっている。
Conventionally, in manufacturing an electronic device, a peripheral portion of a substrate transported into a vacuum chamber is sandwiched by a plurality of sandwiching tools, and the sandwiched substrate is lowered and placed on a mask (mounting body). Then, a predetermined pattern formed on the mask is formed on the substrate by vapor deposition.
Since the substrate has a film formation region in the central part of the substrate, the peripheral part of the substrate (for example, a pair of opposing side parts) is clamped by the clamping tool, so that the central part of the substrate is bent downward by its own weight. Then, when the substrate is lowered, first, the bent central portion comes into contact with the mask, and then the contact area expands toward the periphery of the central portion and comes into full contact.
However, when the central portion of the substrate bent by its own weight comes into contact with the mask, free movement is hindered by the contact frictional force between the substrate and the mask, and the substrate is distorted. Due to this distortion, a gap is generated between the mask and the substrate, and the adhesion between the mask and the substrate is lowered, which causes film blurring and the like.
In particular, in recent years, the substrate has become larger and thinner, and the influence of bending due to the weight of the substrate has increased.
このような基板とマスクの密着性を高める技術としては、たとえば、特許文献1に開示されるような技術が提案されている。
この特許文献1では、基板とマスクが密着するように、基板の上面をマスク側に加圧し、基板の曲がった形状に沿って変形可能な基板−マスク密着ユニットを設け、自重により基板の上面を加圧してマスクに密着させるように構成されている。
As a technique for improving the adhesion between the substrate and the mask, for example, a technique disclosed in
In this
しかしながら、特許文献1では、基板―マスク密着ユニットによって基板を加圧するだけなので、基板自体の歪みを除去することはできない。
本発明は、自重によって撓んだ状態の基板を載置体に載置する際に生じる基板の歪を除去することを目的とする。
However, in
An object of the present invention is to remove the distortion of a substrate that occurs when a substrate bent by its own weight is mounted on a mounting body.
上記目的を達成するために、本発明の基板載置方法は、
基板の周縁を支持する支持工程と、
支持された基板を載置体の上に載置する載置工程と、を有する基板載置方法であって、
前記載置工程は、
支持された基板の一端側を載置体に接触させ、その後、前記基板の他端側を前記載置体に接触させて基板を載置体に載置するもので、
前記支持工程は、前記基板の周縁を支持する複数の支持手段のうち、一部の支持手段で基板の一端を支持し、その他の支持手段で前記基板の他端を支持し、
前記載置工程では、前記一部の支持手段を前記その他の支持手段よりも先に降下させ、
前記その他の支持手段を後から降下させると共に、前記その他の支持手段が、支持している基板の支持位置が移動可能に基板を支持する構成で、
前記支持手段は、基板の周縁を挟持する挟持具であり、前記その他の支持手段を構成する挟持具が、挟持している基板の挟持位置が移動可能な挟力で基板を挟持することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the substrate mounting method of the present invention comprises:
A supporting step for supporting the periphery of the substrate;
A substrate placement method comprising placing a supported substrate on a placement body,
The previous placement process is
One end side of the supported substrate is brought into contact with the mounting body, and then the other end side of the substrate is brought into contact with the mounting body to place the substrate on the mounting body .
In the supporting step, among a plurality of supporting means for supporting the peripheral edge of the substrate, one end of the substrate is supported by some supporting means, and the other end of the substrate is supported by other supporting means,
In the placing step, the part of the supporting means is lowered before the other supporting means,
The other supporting means is lowered later, and the other supporting means is configured to support the substrate so that the supporting position of the supporting substrate is movable.
The supporting means is a holding tool for holding the periphery of the substrate, and the holding tools constituting the other supporting means hold the substrate with a holding force that can move the holding position of the holding substrate. And
本発明の基板載置機構は、
基板を載置体の上に載置するための基板載置機構であって、
基板の周縁を支持するための複数の支持手段と、
前記複数の支持手段の昇降を行う昇降手段と、
更に、前記複数の支持手段が独立に可動であるように前記昇降手段を制御する制御手段と、を有し、
前記複数の支持手段のうち一部の支持手段で前記基板の一端を支持し、その他の支持手段で前記基板の他端を支持する構成で、
前記一部の支持手段とその他支持手段はそれぞれ基板を挟持する挟持具であり、
前記一部の支持手段の挟持具の挟力と、前記その他の支持手段の挟持具の挟力を、それぞれ独立に可変とする挟力可変手段を有することを特徴とする。
The substrate mounting mechanism of the present invention is
A substrate mounting mechanism for mounting a substrate on a mounting body,
A plurality of support means for supporting the periphery of the substrate;
Elevating means for elevating and lowering the plurality of support means;
Furthermore, have a, and a control means for said plurality of supporting means controls said elevating means for movement independently,
In the configuration in which one end of the substrate is supported by a part of the plurality of support units and the other end of the substrate is supported by the other support unit.
The part of the support means and the other support means are each a holding tool for holding the substrate,
It is characterized by having a clamping force variable means for independently varying the clamping force of the clamping tool of the part of the supporting means and the clamping force of the clamping tool of the other supporting means .
また、本発明の成膜方法は、基板上に所定パターンの成膜を行う成膜方法であって、
前記基板載置方法により、基板を載置体の上に載置した後、更に、前記基板と前記載置体との相対位置を調整する第2の位置調整工程を有し、
前記載置体は、前記基板上に所定パターンの成膜を行うために用いられる、所定パターンを有するマスクであり、前記第2の位置調整工程にて、前記基板と前記マスクとの相対位置の調整が行われた後に、前記基板上に所定パターンの成膜を行うことを特徴とする。
また、本発明の成膜装置は、基板上に所定パターンの成膜を行う成膜装置であって、
前記基板載置機構を有し、前記載置体は前記所定パターンを有するマスクを備えていることを特徴とする。
また、本発明の電子デバイスの製造方法は、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、上記した成膜方法により、基板上に有機膜又は金属膜が形成されることを特徴とする。
The film forming method of the present invention is a film forming method for forming a predetermined pattern on a substrate,
After the substrate is placed on the placement body by the substrate placement method, the substrate placement method further includes a second position adjustment step of adjusting a relative position between the substrate and the placement body,
The mounting body is a mask having a predetermined pattern, which is used to form a predetermined pattern on the substrate, and the relative position between the substrate and the mask in the second position adjustment step. A film having a predetermined pattern is formed on the substrate after the adjustment.
The film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus for forming a predetermined pattern on a substrate,
The substrate mounting mechanism is provided, and the mounting body includes a mask having the predetermined pattern.
The electronic device manufacturing method of the present invention is an electronic device manufacturing method having an organic film formed on a substrate, and an organic film or a metal film is formed on the substrate by the film forming method described above. It is characterized by that.
本発明によれば、基板の載置体への載置時に、載置体に対して基板が一端側から順次他端側に接触するので、基板に生じる歪が一端側から他端側に順次移り、他端側で歪を除去することができる。したがって、載置体に対する基板の歪によるズレは一定方向のズレになり、ズレ量(量、方向)に再現性が出てくるため、アライメント動作回数を減らすことができ、アライメントに要する時間も短縮することができる。 According to the present invention, when the substrate is placed on the mounting body, the substrate sequentially contacts the other end side from the one end side with respect to the mounting body. The distortion can be removed on the other end side. Therefore, the displacement due to the distortion of the substrate with respect to the mounting body becomes a displacement in a certain direction, and the amount of displacement (amount, direction) becomes reproducible, so the number of alignment operations can be reduced and the time required for alignment is also shortened. can do.
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。
Hereinafter, preferred embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments and examples are merely illustrative of preferred configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these configurations. In the following description, the hardware configuration and software configuration of the apparatus, processing flow, manufacturing conditions, dimensions, materials, shapes, and the like limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. It is not intended.
The present invention relates to a film forming apparatus for forming a thin film on a substrate and a control method thereof, and more particularly, to a technique for highly accurate conveyance and position adjustment of a substrate. The present invention can be preferably applied to an apparatus for forming a thin film (material layer) having a desired pattern by vacuum deposition on the surface of a parallel plate substrate. Arbitrary materials such as glass, resin, and metal can be selected as the material of the substrate, and any material such as organic material and inorganic material (metal, metal oxide, etc.) can be selected as the vapor deposition material. Specifically, the technology of the present invention can be applied to manufacturing apparatuses such as organic electronic devices (for example, organic EL display devices, thin film solar cells), optical members, and the like. In particular, the organic EL display device manufacturing apparatus is required to further improve the substrate transport accuracy and the substrate / mask alignment accuracy by increasing the size of the substrate or increasing the definition of the display panel. This is one example.
<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、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。
<Manufacturing equipment and manufacturing process>
FIG. 1 is a top view schematically showing a part of the configuration of an electronic device manufacturing apparatus. The manufacturing apparatus of FIG. 1 is used, for example, for manufacturing a display panel of an organic EL display device for a smartphone. In the case of a display panel for a smartphone, for example, after forming an organic EL film on a substrate having a size of about 1800 mm × about 1500 mm and a thickness of about 0.5 mm, the substrate is diced to produce a plurality of small size panels. The
An electronic device manufacturing apparatus generally has a plurality of
Each of the
<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21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21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)。
<Deposition system>
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the film forming apparatus. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system in which the vertical direction is the Z direction is used. At the time of film formation, the substrate is fixed so as to be parallel to the horizontal plane (XY plane), and the short direction (direction parallel to the short side) of the substrate at this time is the X direction, and the long direction (direction parallel to the long side). ) In the Y direction. The rotation angle around the Z axis is represented by θ.
The film forming apparatus has a
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25
2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。
A
Reference numeral 2 denotes driving means for moving the
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210、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、「基板載置機構」、「基板搬送装置」などとも呼ばれる。
The film forming apparatus includes a
Note that the components related to holding, transporting, and alignment of the substrate 10 (
<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310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310(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310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、挟持機構を開放状態にする。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。
<Board holding unit>
The configuration of the
The
For example, the transfer of the
3 indicates a second alignment alignment mark attached to the four corners of the
<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。
<Example of Manufacturing Method of Electronic Device>
Next, an example of an electronic device manufacturing method using the film forming apparatus of the present embodiment will be described. Hereinafter, as an example of an electronic device, a configuration and a manufacturing method of an organic EL display device will be exemplified.
First, an organic EL display device to be manufactured will be described. 4A shows an overall view of the organic
As shown in FIG. 4A, in the
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62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。
FIG. 4B is a schematic partial cross-sectional view taken along the line AB of FIG. The
In order to form the organic EL layer in units of light emitting elements, a method of forming a film through a mask is used. In recent years, display devices have been improved in definition, and a mask having an opening width of several tens of μm is used for forming an organic EL layer. In the case of film formation using such a mask, if the mask receives heat from the evaporation source during film formation and is thermally deformed, the position of the mask and the substrate is shifted, and the pattern of the thin film formed on the substrate is desired. It will be formed out of position. Therefore, a film forming apparatus (vacuum evaporation apparatus) according to the present invention is suitably used for forming these organic EL layers.
Next, an example of a method for manufacturing an organic EL display device will be specifically described.
First, a circuit (not shown) for driving the organic EL display device and a
An acrylic resin is formed by spin coating on the
The
Next, the
Similarly to the formation of the
The substrate on which the
From when the
In the organic EL display device thus obtained, a light emitting layer is accurately formed for each light emitting element. Therefore, if the manufacturing method is used, it is possible to suppress the occurrence of defects in the organic EL display device due to the displacement of the light emitting layer.
[基板載置機構]
次に、本発明の基板載置機構の構成について、図2、図3の装置構成と対応させて説明する。
以下の説明では、一方の長辺を挟持する挟持具である挟持機構310を第1挟持機構310L、他方の長辺を挟持する挟持具である挟持機構310を第2挟持機構310Rとして区別するものとする。
すなわち、本発明は、複数の支持手段である第1挟持機構310L及び第2挟持機構310Rと、第1挟持機構310L及び第2挟持機構310Rの昇降を行う基板Zアクチュエータ250及び基板Z補助アクチュエータ253(昇降手段)と、第1挟持機構310Lと第2挟持機構310Rの挟力を、それぞれ独立に可変とするクランプZアクチュエータ251(挟力可変手段)と、前記基板Zアクチュエータ250及び基板Z補助アクチュエータ253と、クランプZアクチュエータ251を所定タイミングで制御する制御部270(制御手段)と、によって構成される。
制御部270は、第1挟持機構310L,310Rが独立に可動であるように前記基板Zアクチュエータ250及び基板Z補助アクチュエータ253を制御する。すなわち、第1挟持機構310Lは、基板Zアクチュエータ250によって駆動され、第2挟持機構3
10Rは基板Z補助アクチュエータ253と基板Zアクチュエータ250の移動量を重畳して駆動される構成となっている。もっとも、駆動機構については、このような構成に限定されず、第1挟持機構310Lと第2挟持機構310Rを個別に独立して昇降させるようなアクチュエータ構成とすればよい。
また、制御部270は、第1挟持機構310Lの挟力と、第2挟持機構310Rの挟力を、それぞれ独立に可変とするように、前記クランプZアクチュエータ251を制御する。
制御部270は、さらに、基板10をマスク220上に載置する際に、第1の挟持機構310Lを、他方の第2の挟持機構310Rよりも先に降下させ、第2の挟持機構310Rが第1の挟持機構310Lの後から降下するように制御する。
[Substrate mounting mechanism]
Next, the configuration of the substrate mounting mechanism of the present invention will be described in correspondence with the apparatus configuration of FIGS.
In the following description, a
That is, according to the present invention, the
The
10R is configured to be driven by overlapping the movement amounts of the substrate Z
Further, the
Further, when placing the
[基板載置方法]
[実施形態1]
次に、図5を参照して、本発明の基板載置方法の実施形態1について説明する。
本発明の基板載置方法は、搬送されてきた基板10を挟持し、マスク220に載置する間における挟持方法であり、基板10を挟持する挟持工程(図5(A)、(B))と、挟持された基板10をマスク220の上に載置する載置工程(図5(C)、(D))とを有する。
載置工程では、支持された基板10の一端側をマスク220に接触させ、その後、基板10の他端側をマスク220に接触させて基板10をマスク220に載置する。
<挟持工程>
図5(A)は、搬送されてきた基板10を受け取った状態を示している。
すなわち、第1挟持機構310L及び第2挟持機構310Rが開いた状態で、不図示の搬送ロボットから基板10が受け渡された状態である。
この時点では、基板10の一端である一方の長辺は、第1挟持機構310Lの支持具300上に支持され、基板10の他端である他方の長辺が、第2挟持機構310Rの支持具300上に支持されている。第1挟持機構310L及び第2挟持機構310Rは、基板10の各長辺に沿って複数個ずつ配列されており、基板10の各長辺は、複数個の支持具300で支えられている。
なお、短辺側についても、複数個の支持具300によって支持されているが、挟持される部分ではなく、以下の説明では、長辺側についてのみ説明する。
図5(B)は、第1挟持機構310L及び第2挟持機構310Rによって、基板10の両側の長辺を挟持した状態を示している。この挟持動作は、第1挟持機構310Lと第2挟持機構310Rの各クランプZアクチュエータ251を駆動し、クランプ部材303を介して、複数個の押圧具302を支持具300に向けて移動させて所定の挟力で挟持する。この挟力は、基板10が、挟持位置からずれない大きさに設定される。
第1挟持機構310Lと第2挟持機構310Rによって、両側の長辺を挟持された基板10は、自重で撓み、基板10の中央が凹んだ形態に撓んでいる。
[Substrate mounting method]
[Embodiment 1]
Next, with reference to FIG. 5,
The substrate placing method of the present invention is a sandwiching method between sandwiching the transported
In the placement step, one end of the supported
<Clamping process>
FIG. 5A shows a state where the
That is, the
At this time, one long side that is one end of the
In addition, although the short side is also supported by the plurality of
FIG. 5B shows a state where the long sides on both sides of the
The
<載置工程>
図5(C)は、一方の長辺側に設けられた第1挟持機構310Lが先に下降する状態を示している。他方の第2挟持機構310Rも遅れて下降する。
この第1挟持機構310Lと第2挟持機構の降下するタイミング、降下にかかる時間、降下速度等は制御部270で制御する。
これにより、基板10は、中央位置ではなく、基板10の一方の端部側、すなわち、先に降下した第1挟持機構310L寄りの部分がマスク220に先に接触し、第2挟持機構310Rで挟持している他方の長辺側(他端側)に向けて順次接触していく。このため、基板10のひずみは、後からマスク220に接触する側、すなわち第2挟持機構310R側に寄せることができる。
そして、第2挟持機構310Rは、基板10がマスク220に接触後、挟力を弱めてか
ら、元の挟力に戻す。弱める挟力は、挟持している基板10の挟持位置が移動可能な大きさとする。より詳しくは、挟持位置が移動可能な挟力は、マスク220から基板10へ作用する力によって、挟持位置が移動可能な大きさの挟力である。
この結果、第2挟持機構310Rの支持具300と押圧具302との間で基板がずれて歪が解消される。
図5(D)は、基板10が完全にマスク220に密着した状態を示している。この状態では、第2挟持機構310Rの挟力は、第1挟持機構310Lと同様に、挟持位置がズレない程度の大きさに図らない程度の大きさに設定される。そして、カメラで基板とマスクのアライメントマークを撮影し、基板10とマスク220のアライメント調整を行う。アライメント調整については、後述する。
<Installation process>
FIG. 5C shows a state in which the
The
Thus, the
Then, after the
As a result, the substrate is displaced between the
FIG. 5D shows a state in which the
以上説明したように、本発明によれば、一方の第1挟持機構310Lを第2挟持機構310Rより先に降下させ、基板10の一端側(一方の長辺側)からマスク220に接触させることで、基板10に生じる歪を第2挟持機構310Rで挟持される長辺側に順次寄せているので、第2挟持機構310Rの挟力を弱めることで、確実に歪を除去することができる。また、歪を第2挟持機構310R側に寄せているので、基板10とマスク220とのズレが一定方向のズレになり、ズレ量(量、方向)に再現性が出てくる。その結果、アライメント動作回数も減らすことができる。
As described above, according to the present invention, one of the
[実施形態2]
次に、図6を参照して、本発明の基板載置方法の実施形態2について説明する。
この実施形態2では、第2挟持機構310Rの挟力を、挟持している基板10の挟持位置が移動可能な挟力とするタイミングを、基板10の下方に撓んだ部分がマスク220に接触する前から設定したものである。
挟持工程
図6(A)については、搬送されてきた基板10を受け取った状態を示しており、図5(A)と同じなので、説明は省略する。
図6(B)は、第1挟持機構310L及び第2挟持機構310Rによって、基板10の両側の長辺を挟持した状態を示している。この挟持動作は、第1挟持機構310Lと第2挟持機構310Rの各クランプZアクチュエータ251を駆動し、クランプ部材303を介して、複数個の押圧具302を支持具300に向けて移動させて所定の挟力で挟持する。
この実施形態2では、第1挟持機構310Lで挟持する挟力が、基板10が挟持位置から移動しない大きさに設定され、第2挟持機構310Rの挟力が、第1挟持機構310Lよりも弱い挟力で基板を挟持する。この弱い挟力は、基板10が挟持位置から移動する程度の大きさに設定される。
第1挟持機構310Lと第2挟持機構310Rによって、両側の長辺を挟持された基板10は、自重で撓み、基板10の中央が凹んだ形態に撓んでいる。
[Embodiment 2]
Next, with reference to FIG. 6, Embodiment 2 of the substrate mounting method of this invention is demonstrated.
In the second embodiment, when the clamping force of the
Clamping Step FIG. 6A shows a state in which the
FIG. 6B shows a state in which the long sides on both sides of the
In the second embodiment, the clamping force to be clamped by the
The
図6(C)では、実施形態1と同様に、一方の長辺側に設けられた第1挟持機構310Lが先に下降する状態を示している。他方の第2挟持機構310Rも遅れて下降する。この第2挟持機構310Rは、第1挟持機構310Lより弱い挟力で基板を挟持した状態で降下させる。
この第1挟持機構310Lと第2挟持機構の降下するタイミング、降下にかかる時間、降下速度等は制御部270で制御する。
これにより、基板10は、中央位置ではなく、先に降下した第1挟持機構310L寄りの部分がマスク220に先に接触し、第2挟持機構310Rで挟持している他方の長辺側に向けて順次接触していく。
よって基板10は、マスク220に長辺側の一方から他方にかけ順次接触していく、このため基板10の歪は、後からマスク220に接触する他方側に寄せることができる。寄
せられた基板10の歪は、弱い挟力の第2挟持機構310Rの押圧具302と支持具300の間で基板10がずれることで解消される。
図6(D)は、基板10が完全にマスク220に密着した状態を示している。この状態では、第2挟持機構310Rの挟力は、第1挟持機構310Lと同様に、挟持位置がズレない程度の大きさに図らない程度の大きさに設定される。そして、カメラで基板とマスクのアライメントマークを撮影し、基板10とマスク220のアライメント調整を行う。アライメント調整については、後述する。
強い挟力の第1挟持機構310Lに対して、弱い挟力の第2挟持機構310Rを追従して降下することで、基板10の載置時に発生する基板10のひずみを意図的にズラして解消することで、ズレ量(量、方向)に再現性が出てくる。結果、アライメント動作回数も減る。
なお、上記各実施形態では、基板10の一端を他端を支持する支持手段として第1挟持機構310Lと第2挟持機構310Rによって挟持する構成となっているが、挟持しないで、たとえば、支持具300で支持するだけの構成としてもよい。この場合でも、支持された基板10の一端側をマスク220に接触させ、その後、基板10の他端側をマスク220に接触させることができる。 また、上記各実施形態では、基板10の一端と他端として、対向する長辺部を支持しているが、短辺側としてもよいことはもちろんである。
FIG. 6C shows a state in which the
The
Thus, the
Therefore, the
FIG. 6D shows a state where the
The
In each of the above embodiments, one end of the
[アライメント調整]
次に、アライメント調整について説明する。
アライメント調整は、第1アライメントと第2アライメントを有する。
第1アライメントは、基板10をマスク220に載置する載置工程前に行われる。
第1アライメントは、大まかな位置合わせを行うアライメント処理であり、「ラフアライメント」とも称される。第1アライメントは、たとえば、図5(C)、図6(C)の段階で行われる。
すなわち、カメラ260によって基板10に設けられた基板アライメントマークとマスク220に設けられたマスクアライメントマーク(不図示)を認識し、各々のXY位置やXY面内での相対ズレを計測し、位置合わせを行う。第1アライメントに用いるカメラ260は、大まかな位置合わせができるように、低解像だが広視野なカメラである。位置合わせの際には、基板10(基板保持ユニット210)の位置を調整してもよいし、マスク220の位置を調整してもよいし、基板10とマスク220の両者の位置を調整してもよい。
[Alignment adjustment]
Next, alignment adjustment will be described.
The alignment adjustment has a first alignment and a second alignment.
The first alignment is performed before the placing process of placing the
The first alignment is an alignment process for performing rough alignment, and is also referred to as “rough alignment”. The first alignment is performed, for example, at the stage of FIGS. 5C and 6C.
That is, the
図7(A)から図7(E)は第2アライメントを説明する図である。
第2アライメントは、高精度な位置合わせを行うアライメント処理であり、「ファインアライメント」とも称される。まず、図7(A)に示すように、カメラ261によって基板10に設けられた基板アライメントマーク101とマスク220に設けられたマスクアライメントマーク(不図示)を認識し、各々のXY位置やXY面内での相対ズレを計測する。カメラ261は、高精度な位置合わせができるように、狭視野だが高解像なカメラである。計測されたズレが閾値を超える場合には、位置合わせ処理が行われる。以下では、計測されたズレが閾値を超える場合について説明する。
FIG. 7A to FIG. 7E are diagrams for explaining the second alignment.
The second alignment is an alignment process that performs highly accurate alignment, and is also referred to as “fine alignment”. First, as shown in FIG. 7A, the camera alignment of the
計測されたズレが閾値を超える場合には、図7(B)に示すように、基板Zアクチュエータ250を駆動して、基板10を上昇させてマスク220から離す。
図7(C)では、カメラ261によって計測されたズレに基づいてXYθアクチュエータを駆動して、位置合わせを行う。位置合わせの際には、基板10(基板保持ユニット210)の位置を調整してもよいし、マスク220の位置を調整してもよいし、基板10とマスク220の両者の位置を調整してもよい。
その後、図7(D)に示すように再び基板10を下降させて、基板10をマスク220上に載置する。そして、図7(E)に示すように、カメラ261によって基板10および
マスク220のアライメントマークの撮影を行い、ズレを計測する。計測されたズレが閾値を超える場合には、上述した位置合わせ処理が繰り返される。
ズレがしきい値以内になった場合には、図2で示した、冷却板Zアクチュエータを駆動して、冷却板230を下降させて基板10に密着させる。本実施形態では、冷却板130はマグネット板を兼ねており、磁力によってマスク220を引き付けることで、基板10とマスク220の密着性を高める。
If the measured deviation exceeds the threshold value, the
In FIG. 7C, alignment is performed by driving the XYθ actuator based on the deviation measured by the
After that, as shown in FIG. 7D, the
When the deviation is within the threshold value, the cooling plate Z actuator shown in FIG. 2 is driven, and the
冷却板(マグネット版)の下降が完了したら、図7(B)に示すように、クランプ部材303を上昇させて、基板10の長辺部の挟持を解除(アンクランプ)する。その後、図7(C)に示すように、基板保持ユニット210を下降させる。
以上の工程により、マスク220上への基板10の載置処理が完了し、成膜装置による成膜処理(蒸着処理)が行われる。
本実施形態によれば、基板保持ユニット210によって基板10を保持する際に、一方の長辺を先に降下させて、基板10の第1挟持機構寄りの部分を先に接触させ、その接触部を基点にして第2挟持機構側を解放して挟持位置をずらしているので、基点と力の方向性が定まるので、アライメントの調整について、ずれ方向が一定の方向となるので、アライメントの回数が少なくて済み、これにより、アライメントを高精度かつ短時間で完了することができる。さらには、基板への成膜処理を高精度かつ短時間に完了することができる。
なお、上記各実施例の基板載置方法は、第1アライメントの前、第1アライメントと第2アライメントの間、第2アライメントの後、いずれの場面においても適用できる。
When the lowering of the cooling plate (magnet plate) is completed, as shown in FIG. 7B, the
Through the above steps, the placement process of the
According to the present embodiment, when the
In addition, the board | substrate mounting method of said each Example is applicable in any scene before 1st alignment, between 1st alignment and 2nd alignment, and after 2nd alignment.
10 基板
220 マスク(載置体)
250 基板Zアクチュエータ(昇降手段)
253 基板Z補助アクチュエータ(昇降手段)
251 クランプZアクチュエータ(挟力可変手段)
270 制御部(制御手段)
310 挟持機構(支持手段、挟持具)
300 支持具、302 押圧具、303 クランプ部材
310L 第1挟持機構(支持手段、挟持具)
310R 第2挟持機構(支持手段、挟持具)
60 有機EL表示装置
10
250 Substrate Z actuator (lifting means)
253 Substrate Z auxiliary actuator (lifting means)
251 Clamp Z actuator (Clamping force variable means)
270 Control unit (control means)
310 clamping mechanism (support means, clamping tool)
300 Supporting Tool, 302 Pressing Tool, 303
310R second clamping mechanism (supporting means, clamping tool)
60 Organic EL display device
Claims (21)
支持された基板を載置体の上に載置する載置工程と、を有する基板載置方法であって、
前記載置工程は、
支持された基板の一端側を載置体に接触させ、その後、前記基板の他端側を前記載置体に接触させて基板を載置体に載置するもので、
前記支持工程は、前記基板の周縁を支持する複数の支持手段のうち、一部の支持手段で基板の一端を支持し、その他の支持手段で前記基板の他端を支持し、
前記載置工程では、前記一部の支持手段を前記その他の支持手段よりも先に降下させ、
前記その他の支持手段を後から降下させると共に、前記その他の支持手段が、支持している基板の支持位置が移動可能に基板を支持する構成で、
前記支持手段は、基板の周縁を挟持する挟持具であり、前記その他の支持手段を構成する挟持具が、挟持している基板の挟持位置が移動可能な挟力で基板を挟持することを特徴とする基板載置方法。 A supporting step for supporting the periphery of the substrate;
A substrate placement method comprising placing a supported substrate on a placement body,
The previous placement process is
One end side of the supported substrate is brought into contact with the mounting body, and then the other end side of the substrate is brought into contact with the mounting body to place the substrate on the mounting body .
In the supporting step, among a plurality of supporting means for supporting the peripheral edge of the substrate, one end of the substrate is supported by some supporting means, and the other end of the substrate is supported by other supporting means,
In the placing step, the part of the supporting means is lowered before the other supporting means,
The other supporting means is lowered later, and the other supporting means is configured to support the substrate so that the supporting position of the supporting substrate is movable.
The supporting means is a holding tool for holding the periphery of the substrate, and the holding tools constituting the other supporting means hold the substrate with a holding force that can move the holding position of the holding substrate. based on plate mounting置方method shall be the.
挟力で基板を挟持することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基板載置方法。 In the placing step, after the substrate is placed on the placing body, the sandwiching position where the sandwiching tool of the some supporting means and the sandwiching tool of the other supporting means sandwich the substrate. There substrate mounting置方method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that for holding the substrate in a lockable clamping force.
基板の周縁を支持するための複数の支持手段と、
前記複数の支持手段の昇降を行う昇降手段と、
更に、前記複数の支持手段が独立に可動であるように前記昇降手段を制御する制御手段と、を有し、
前記複数の支持手段のうち一部の支持手段で前記基板の一端を支持し、その他の支持手段で前記基板の他端を支持する構成で、
前記一部の支持手段とその他支持手段はそれぞれ基板を挟持する挟持具であり、
前記一部の支持手段の挟持具の挟力と、前記その他の支持手段の挟持具の挟力を、それぞれ独立に可変とする挟力可変手段を有することを特徴とする基板載置機構。 A substrate mounting mechanism for mounting a substrate on a mounting body,
A plurality of support means for supporting the periphery of the substrate;
Elevating means for elevating and lowering the plurality of support means;
Furthermore, have a, and a control means for said plurality of supporting means controls said elevating means for movement independently,
In the configuration in which one end of the substrate is supported by a part of the plurality of support units and the other end of the substrate is supported by the other support unit.
The part of the support means and the other support means are each a holding tool for holding the substrate,
A substrate mounting mechanism , comprising: a clamping force variable means for independently varying a clamping force of the clamping tool of the part of the supporting means and a clamping force of the clamping tool of the other supporting means .
前記請求項1乃至7のいずれか一項に記載の基板載置方法により、基板を載置体の上に載置した後、更に、前記基板と前記載置体との相対位置を調整する第2の位置調整工程を有し、
前記載置体は、前記基板上に所定パターンの成膜を行うために用いられる、所定パターンを有するマスクであり、前記第2の位置調整工程にて、前記基板と前記マスクとの相対位置の調整が行われた後に、前記基板上に所定パターンの成膜を行うことを特徴とする成膜方法。 A film forming method for forming a predetermined pattern on a substrate,
After the substrate is placed on the placement body by the substrate placement method according to any one of claims 1 to 7 , the relative position between the substrate and the placement body is further adjusted. 2 position adjustment steps,
The mounting body is a mask having a predetermined pattern, which is used to form a predetermined pattern on the substrate, and the relative position between the substrate and the mask in the second position adjustment step. A film forming method characterized in that a film having a predetermined pattern is formed on the substrate after adjustment.
請求項8乃至16のいずれか一項に記載の基板載置機構を有し、前記載置体は前記所定パターンを有するマスクを備えていることを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus for forming a predetermined pattern on a substrate,
Has a substrate mounting mechanism according to any one of claims 8 to 16, pre-described mounting body is film forming apparatus characterized in that it comprises a mask having a predetermined pattern.
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。 A method of manufacturing an electronic device having an organic film formed on a substrate,
The method of manufacturing an electronic device, wherein the organic film is formed by the film forming method according to claim 17 .
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。 A method of manufacturing an electronic device having a metal film formed on a substrate,
The method for manufacturing an electronic device, wherein the metal film is formed by the film forming method according to claim 17 .
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