JP7057334B2 - 基板保持ユニット、基板保持部材、基板保持装置、基板処理装置および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
保持面において基板を保持するための基板保持ユニットであって、
前記基板に粘着する粘着材料が設けられた粘着面を有する粘着部材と、
前記粘着部材に接続されたコイルバネと、
前記コイルバネの内周側に挿通され、前記粘着部材と連結された軸部と、を有し、
前記粘着部材の前記粘着面が前記保持面に対して傾動可能、かつ、進退可能となるように、前記粘着部材が前記コイルバネを介して基体に取り付けられ、
前記粘着部材は、前記軸部の径よりも大きい開口を有する底部と、上部に前記粘着面を有する筒状の壁部と、によって構成され、
前記軸部の一端に、前記開口の径よりも大きいボルトが取り付けられ、
前記軸部が前記開口を挿通することで前記粘着部材と連結される
ことを特徴とする基板保持ユニットである。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
基板保持部材に対して基板を保持させる基板保持装置であって、
前記基板保持部材は、
基板を保持する保持面を有する基体と、複数の基板保持ユニットと、を有し、
前記基板保持部材の前記複数の基板保持ユニットのそれぞれは、
軸部と、
前記軸部の第1端に連結され、前記基板に粘着する粘着材料が設けられた粘着面を有する粘着部材と、
前記軸部の前記第1端とは反対の第2端に連結されたストッパ部と、
前記粘着部材に接続された弾性部材と、を有し、
前記基板保持部材の前記基体は、開口の設けられた保持部を有し、
前記基板保持部材において、前記粘着部材と前記ストッパ部とが前記保持部を間に挟む位置に配置されるように、前記軸部が前記保持部の前記開口に挿通され、
前記基板保持部材において、前記粘着部材の前記粘着面が前記保持面に対して傾動可能、かつ、進退可能となるように、前記複数の基板保持ユニットのそれぞれが前記基体に取り付けられ、
前記基板保持装置は、
前記基板を、前記保持面と当接しない第1の位置と、前記基板と前記保持面が当接する第2の位置と、の間で移動させる基板移動手段と、
前記基板が前記第1の位置にあるときに前記粘着面を前記保持面より前記基板から離れた位置に移動し、前記基板移動手段が前記基板を前記第2の位置に移動させた後に前記粘着面を前記基板に当接させる粘着部材移動手段と、を有し、
前記基板保持装置の前記粘着部材移動手段は、電磁力により前記粘着面を移動させるための電磁コイルを有する
ことを特徴とする基板保持部材である。
装置や、基板を反転する工程がある装置に好ましく適用できる。
本願発明者らの検討によれば、基板保持装置によって平面状に設けられた粘着部材を用いて基板を安定的に保持するためには、基板と、粘着部材が設けられた粘着面が平行な状態で粘着保持を行うことが重要だと分かった。例えば平面状に粘着材料が設けられた粘着パッドを用いる場合、粘着材料と基板の間の当接面積が広いほど粘着力が大きくなる。一方、粘着面と基板の平行度が低下すると、当接面積が減少して保持力が低下するおそれがある。
図面を参照して、本実施形態の基板保持装置の構成について説明する。図1は基板保持装置の内部構成を説明するための図であり、図1(a)は基板保持部材の平面図、図1(b)は基板保持装置の側面断面図である。
基板保持部材100は、基板10を保持する面(以下、保持面110Xと称する)を有する基体を備えている。本実施例では、基体は、保持面110Xが平面で構成される平板状部材110と、平板状部材110を支持する枠体115とを備えている。この平板状部材110には、基板10を上下動させるためのピン240を、平板状部材110における保持面110Xから出没させるための貫通孔111が複数設けられている。また、基板保持部材100は、粘着力を利用して基板10を保持するための基板保持ユニット(粘着ユニット)120を複数備えている。基板保持ユニット120の構成と機能については後述する。また、平板状部材110には、基板保持ユニット120の構成部材(粘着パッド123等)を移動可能に構成する貫通孔112も複数設けられている。後述するように粘着部材駆動機構によって粘着パッド123を駆動することで、粘着パッド123を貫通孔112を介して保持面110Xから突出または没入させたり、粘着パッド123の粘着面を保持面110Xと面一(同一面)の状態にさせたりすることができる。
10と枠体115とで構成される例について説明するが、本発明はこれに限定はされない。すなわち、基体は平板状部材110および枠体115の少なくとも一方を備えていればよい。あるいは、基体は平面上の保持面110Xを有する構成であれば、他の任意の部材で構成することもできる。
図1(b)に示すように、基板保持部材100は、基板保持室R1(第1のチャンバ)を有している。基板保持室R1内は、典型的には真空雰囲気に維持されており、基板10やマスクを搬出入するための開口を備える。なお、本明細書における真空とは、通常の大気圧(1013hPa)より低い圧力の気体で満たされた空間の状態を意味する。そして、基板保持装置は、基板10を上下動させるためのピンユニット200(基板移動機構)と、電磁コイル360を有する電磁コイルユニット300(粘着部材駆動機構)と、基板保持部材100を支持(固定)する支持台400とを備えている。支持台400に基板保持部材100が支持された状態においては、基板保持部材100(平板状部材110)における保持面110Xは水平面と平行になるように構成されている。
備えられている。この構成であれば個別にピンの上下を調整可能である。ただし、一つの駆動機構によって、複数のピン240を同時に駆動させる構成を可能である。例えば、上記のボールねじ機構を採用する場合には、一つのナット部230に複数のピン240を設ければよい。
図2、図3は、基板保持ユニット120の模式的断面図であり、図1のAA線部分の断面を示す。個々の基板保持ユニット120は、断面L字形状の基板保持ユニット保持部150に保持される。この基板保持ユニット保持部150は、平板状部材110に固定される被固定部151と、基板保持ユニット120を保持する保持部152とを備えている。保持部152には貫通孔153が設けられている。なお、本実施例では基板保持ユニット保持部150が枠体115に固定される例を説明するが、これに限定はされず、基板保持ユニット保持部150は基体に固定されていればよい。
だと考えてもよく、支持フランジ部122と粘着パッド123を合わせて粘着部材だと考えてもよい。粘着パッド123は、粘着性を有し把持面(または粘着面)を有する粘着層と、粘着層を支持フランジ部122に接着するための接着層とが積層された構造を有していてもよい。
た状態で設けられる。なお、弾性体128の内周側の面と軸部121の外周面との間には隙間が設けられ、弾性体128と軸部121は接しないように構成されている。また、ストッパ部124は貫通孔153よりも大径に設定されることで、一体化された軸部121等が貫通孔153から抜け落ちてしまうことを防止している。以上のように、基板保持ユニット120は、弾性体128の他端のみが保持部152に固定されており、基板保持ユニット120を構成する他の部材は、基板保持ユニット120以外の構成部材には接しないように構成されている。このように構成することで、接触摩耗による異物(パーティクル)の発生を抑制することができる。なお、本実施例ではストッパ部124が、永久磁石125と隣接して配置され、永久磁石125の軸部121の軸方向における位置決め固定機能と、保持部152と突き当たることで一体化された軸部121等が貫通孔153から抜け落ちることを防止する機能(メカストッパ機能)との両方を有するが、この構成には限定はされない。すなわち、メカストッパ機能を有するストッパ部124とは別に、永久磁石125の位置決め固定機能を備えた部材を設けてもよい。
図5A~図5Cを参照して、本実施形態の、図4に例示したような基板保持ユニット120が基板10に粘着する様子を説明する。
図5Aは、ピン240が保持面110Xよりも上方で基板10を保持している様子を示す。すなわち、基板保持室R1に基板10が搬入される前に、ピンユニット200は複数のピン240それぞれの一端部がなす面が、保持面110XよりもZ方向で上方に来るように制御する。また制御部720は、電源710による電磁コイル360への通電を制御して、基板保持ユニット120の粘着パッド123を後退状態としておく。そして状態で基板保持室R1に基板10を搬入することで、図示された状態となる。図示状態では、基板10の高さは保持面110Xより上方であり、両者は当接しない。このときの基板の高さを第1の高さとする。
板10の傾動や浮きに追従して動く。そのため、本実施形態によれば、長時間にわたって安定的に基板10を保持することができる。
<<反転工程>>
図6(a)(b)は反転装置の全体の概略構成を断面的に示している。反転装置は、反転室R2を備えている。この反転室R2内は、真空雰囲気となるように構成されている。反転装置は、基板保持部材100を保持する保持部材610と、保持部材610に固定される回転軸620と、回転軸620を回転させるモータ630と、回転軸620を軸支する支持部材640とを備えている。
から搬出される。
基板10を保持した基板保持部材100は、反転室R2から搬出された後に、アライメント装置(アライメント室)に送られる。アライメント室においては、基板10に対して位置合わせ(アライメント)を行った状態で、基板10上にマスク20が保持される。なお、マスク20を保持する手法としては、永久磁石や電磁石、永電磁石等による磁気力を利用することもできるし、クランプなどの機械的な保持手段を採用することもできる。勿論、これらを併用することもできる。基板10に対して位置合わせを行った状態でマスク20を保持させるための装置に関しては、各種公知技術を適用すればよいので、その説明は省略する。
図7は成膜装置(本実施例においては蒸着装置)の全体の概略構成を断面的に示している。成膜装置は、成膜室(第2のチャンバ)R3を備えている。この成膜室R3内は、真空雰囲気となるように構成されている。また、成膜装置は、成膜源としての蒸発源30を備えている。
図8(a)(b)は基板剥離装置の全体の概略構成を断面的に示している。基板剥離装置は、基板剥離室R4を備えている。この基板剥離室R4内は、真空雰囲気となるように構成されている。基板剥離装置は、基板保持装置と同様に、基板10を上下動させるためのピンユニット200(基板移動機構)と、電磁コイルユニット300(第1の粘着部材駆動機構)と、基板保持部材100を支持する支持台500とを備えている。これらの構成自体については、上記の通りであるので、その説明は省略する。
よい。また、基板移動機構としては、基板保持工程の説明において述べたとおり、従来公知の他の機構を用いることができることは言うまでもない。
図9~図10を参照して、基板保持部材100の別の構成について説明する。実施形態1と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
図9(a)~図9(c)に示すように、本実施形態の支持フランジ部122は中央部に軸部121が挿通する穴が開けられた有底円筒容器状に構成されており、粘着パッド123の粘着材料が該円筒容器の壁の上部に配されて粘着面を構成している。挿通孔を介して軸部121をボルト129が固定することにより、基板保持部材100の上下が反転したときでも粘着パッド123が脱落することがない。
図10(a)は、基板10が略水平に保持面110Xに載置されたときの当接状態を示す。一方、図10(b)は、基板10が波打ったために保持面110Xに対してある角度を持って載置された様子を示す。図示のように、弾性体128により付勢された支持フランジ部122が基板10の傾きに応じて傾動可能な構成となっているために、粘着パッド123の粘着面と基板10が略平行に当接できる。
本実施形態では、有機ELディスプレイ等を製造するための電子デバイス製造装置に、上記各実施形態の成膜装置を適用する方法について説明する。図11は、電子デバイスの製造装置500の一部を模式的に示す平面図である。電子デバイスの製造装置500は、電子デバイス製造において、基板の前処理から成膜・封止までの工程を自動で行う。
なお、図示したような、搬送室の周囲に複数の処理室を配置したクラスタ型の構成に代えて、複数の処理室を工程順に配置したインライン型の構成を採用してもよい。インライン型の構成を採用する場合に、基板を保持する基板保持装置を搬送キャリアに設けておき、各処理室の間を移動させてもよい。その場合に、電子デバイス製造装置に搬入された基板を、被成膜面が上を向いた状態で搬送キャリアに保持させたのち、基板上にマスクをアライメントしながら設置してから、搬送キャリアを上下反転させてもよい。これにより被成膜面が下を向いた状態となった基板を搬送キャリアごと成膜室に搬入し、成膜材料を用いた成膜が行われる。
理室を設けてもよい。搬送室510には、基板10を保持し搬送する搬送ロボット519が設けられている。搬送ロボット519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、各処理室および測定室への基板の搬入と搬出を行う。
<有機電子デバイスの製造方法>
本実施形態では、蒸発源装置を備える成膜装置を用いた有機電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、有機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12(a)は有機EL表示装置60の全体図、図12(b)は一つの画素の断面構造を表している。
:QD)材料を用いた量子ドットカラーフィルタ(QD-CF)を用いることで、量子ドットカラーフィルタを用いない通常の有機EL表示装置よりも表示色域を広くすることができる。
は真空蒸着により成膜される。
Claims (14)
- 保持面において基板を保持するための基板保持ユニットであって、
前記基板に粘着する粘着材料が設けられた粘着面を有する粘着部材と、
前記粘着部材に接続されたコイルバネと、
前記コイルバネの内周側に挿通され、前記粘着部材と連結された軸部と、を有し、
前記粘着部材の前記粘着面が前記保持面に対して傾動可能、かつ、進退可能となるように、前記粘着部材が前記コイルバネを介して基体に取り付けられ、
前記粘着部材は、前記軸部の径よりも大きい開口を有する底部と、上部に前記粘着面を有する筒状の壁部と、によって構成され、
前記軸部の一端に、前記開口の径よりも大きいボルトが取り付けられ、
前記軸部が前記開口を挿通することで前記粘着部材と連結される
ことを特徴とする基板保持ユニット。 - 前記粘着部材は前記軸部に固定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の基板保持ユニット。 - 前記粘着部材は前記軸部に傾動可能に連結されている
ことを特徴とする請求項1に記載の基板保持ユニット。 - 前記コイルバネは、前記粘着部材の前記粘着面を前記基板側へと付勢することで、前記粘着面が前記保持面から突出する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の基板保持ユニット。 - 前記軸部の前記粘着部材とは反対側の一端に取り付けられた磁石を有する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の基板保持ユニット。 - 前記保持面を有する基体と、複数の基板保持ユニットと、を有する基板保持部材であって、
前記複数の基板保持ユニットの各々は、請求項1から5のいずれか一項に記載の基板保
持ユニットであり、
前記複数の基板保持ユニットそれぞれの前記粘着面が前記基板に粘着することにより前記基板を保持する
ことを特徴とする基板保持部材。 - 基板保持部材に対して基板を保持させる基板保持装置であって、
前記基板保持部材は、
基板を保持する保持面を有する基体と、複数の基板保持ユニットと、を有し、
前記基板保持部材の前記複数の基板保持ユニットのそれぞれは、
軸部と、
前記軸部の第1端に連結され、前記基板に粘着する粘着材料が設けられた粘着面を有する粘着部材と、
前記軸部の前記第1端とは反対の第2端に連結されたストッパ部と、
前記粘着部材に接続された弾性部材と、を有し、
前記基板保持部材の前記基体は、開口の設けられた保持部を有し、
前記基板保持部材において、前記粘着部材と前記ストッパ部とが前記保持部を間に挟む位置に配置されるように、前記軸部が前記保持部の前記開口に挿通され、
前記基板保持部材において、前記粘着部材の前記粘着面が前記保持面に対して傾動可能、かつ、進退可能となるように、前記複数の基板保持ユニットのそれぞれが前記基体に取り付けられ、
前記基板保持装置は、
前記基板を、前記保持面と当接しない第1の位置と、前記基板と前記保持面が当接する第2の位置と、の間で移動させる基板移動手段と、
前記基板が前記第1の位置にあるときに前記粘着面を前記保持面より前記基板から離れた位置に移動し、前記基板移動手段が前記基板を前記第2の位置に移動させた後に前記粘着面を前記基板に当接させる粘着部材移動手段と、を有し、
前記基板保持装置の前記粘着部材移動手段は、電磁力により前記粘着面を移動させるための電磁コイルを有する
ことを特徴とする基板保持装置。 - 前記複数の基板保持ユニットのそれぞれは、前記粘着部材に接続された弾性部材を介して前記保持部に取り付けられている
ことを特徴とする請求項7に記載の基板保持装置。 - 前記粘着部材の前記粘着面が前記保持面から突出するように、前記弾性部材が前記粘着部材を前記基板側へと付勢する
ことを特徴とする請求項8に記載の基板保持装置。 - 前記ストッパ部の径は、前記開口の径より大きい
ことを特徴とする請求項7から9のいずれか一項に記載の基板保持装置。 - 前記粘着部材移動手段は、基板保持ユニットに対して非接触で前記粘着面を移動させることを特徴とする請求項7から10のいずれか一項に記載の基板保持装置。
- 前記基板を保持している前記基板保持部材を反転する反転手段を備える
ことを特徴とする請求項7から11のいずれか一項に記載の基板保持装置。 - 請求項7から12のいずれか一項に記載の基板保持装置と、
前記基板保持装置によって前記基板保持部材に保持された基板上に成膜を施す成膜装置と、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項13に記載の基板処理装置によって前記基板に処理を行うことにより電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造方法。
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