JP7162631B2 - 基板キャリア、成膜装置、基板キャリアの搬送方法、及び成膜方法 - Google Patents
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Description
第1方向に沿って並ぶ複数の第1搬送回転体と、第2方向に沿って並ぶ複数の第2搬送回転体と、を備え、基板に成膜を行う成膜装置において、前記基板を保持しながら前記第1方向および前記第2方向に搬送される基板キャリアであって、
基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の第1方向に沿った第1の辺および第2の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第1方向に延設された一対の第1部材と、
前記板状部材の前記第1方向と交差する第2方向に沿った第3の辺および第4の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第2方向に延設される一対の第2部材と、を有し、
前記一対の第1部材は、前記第1搬送回転体によって支持され、
前記一対の第2部材は、前記第2搬送回転体によって支持され、
前記一対の第1部材が支持され、かつ、前記一対の第2部材は支持されない状態から、マスクの上に載置され、
前記基板の被成膜面を下方に向けてマスクの上に載置された状態で、成膜が行われる
ことを特徴とする。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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。
図1及び図2は、本発明の被案内部材としてのレールを適用した基板キャリア9の構成を示す斜視図である。基板キャリア9は、平面視矩形の平板状の構造体であり、矩形外周縁部をなす四辺のうちの対向二辺近傍における基板キャリア9の両側面にレール対(51a,51b)が設けられている。基板キャリア9は、基板キャリア9の搬送経路の両側に搬送方向に沿って複数配置された搬送回転体としての搬送ローラ15にレール対(51a,51b)が支持されることによって支持される。かかる支持構成により、上記搬送方向の基板キャリア9の移動が搬送ローラ15の回転によって案内される。図1及び図2は、基板キャリア9が搬送ローラ15によって矩形外周縁部をなす四辺のうちの対向二辺近傍を支持された状態を示しており、自重による変形により、両支持辺から離れる中央部(四辺のうち支持辺ではない対向二辺に沿った方向における中央部)が重力方向下方に落ち込むように変形した様子を示している。図1は、基板キャリア9を斜め上方から見たときの基板キャリア9の様子を示しており、図2は、基板キャリア9を斜め下方から見たときの基板キャリア9の様子を示しており、搬送ローラ15の図示を省略している。これらの図を用いて基板キャリア9の構成を説明する。
下を向いた状態で搬入されてくる。搬入後、不図示の反転機構によって基板5を保持した基板キャリア9が反転され、基板5の被成膜面が鉛直方向上を向いた状態となる。その後、基板5は被成膜面が鉛直方向上を向いた状態で基板分離室114から搬出される。
離室113において、基板5を保持した基板キャリア9はマスク6から分離される。マスク6から分離された基板キャリア9は基板分離室114へ搬送され、基板分離室114において、成膜が完了した基板5は基板キャリア9から分離され、循環搬送経路上から回収される。なお、基板分離室114では上述のとおり基板キャリア9の反転が行われる。一方、基板キャリア9から分離したマスク6は、そのまま直進して搬送室118を経由してマスク搬出室116へ搬送される。キャリア9には、基板投入室117において新たな基板5が投入、吸着される。基板投入室117でも、上述のとおり基板キャリア9の反転が行われる。基板キャリア9は、搬送室118および搬送室115を経て、再びアライメント室100へと搬送される。そして、アライメント室100において、投入室90から搬送されてきたマスク6上にアライメントされて載置される。なお、搬送室118には、搬送方向が互いに異なる(直交する)搬送ローラ対が上下二段に別けて設けられている。上記第1方向に複数並ぶ下段の搬送ローラ対は、マスク分離室113で分離されたマスク6がマスク分離室113からマスク搬送室116へ搬送する際に用いられる。上記第2方向に複数並ぶ上段の搬送ローラ対は、基板投入室117から搬入された基板キャリア9を搬送室115へ搬送する際に用いられる。
を用いることが好ましい。ニッケルを含む鉄合金の具体例としては、34質量%以上38質量%以下のニッケルを含むインバー材、30質量%以上34質量%以下のニッケルに加えてさらにコバルトを含むスーパーインバー材、38質量%以上54質量%以下のニッケルを含む低熱膨張Fe-Ni系めっき合金などを挙げることができる。
生じていない理想的な状態の基板5およびマスク6と略平行な平面を指す。例えば、デポアップやデポダウンなど、基板5とマスク6を水平に配置する構成においては、回転並進機構11は基板5を水平面内で移動させる。また、Zガイド18によってZ昇降スライダ10がZ昇降ベース13に対してZ方向に駆動する際には、駆動力が基板保持シャフト12(本実施形態では、4本の基板保持シャフト12a、12b、12c、12dを備える。なお、図8では、シャフト12dが基板5及びマスク6に隠れていて不図示である。)を介してキャリア支持部8に伝達される。そして、基板5のマスク6に対する距離を変化(離隔または接近)させる。すなわち、Z昇降ベース13、Z昇降ベース13およびZガイド18は位置合わせ手段の距離変化手段として機能する。
動を制御部70で制御することにより、Z昇降ベース13のXYθz方向における位置を精密に制御することが可能となっている。
に計測されているので、マーク中心同士の相対的な位置を測定することが可能である。マーク中心座標は、撮像装置14の計測によって得られた画像に基づいて、不図示の画像処理装置を用いて求めることができる。なお、マスクマーク38および基板マーク37として四角形や丸形状のものを示したが、マークの形状はこれに限られるわけではない。例えば、×印や十字形などのように中心位置を算出しやすく対称性を有する形状を用いることが好ましい。
図9、図10を用いて、本実施形態の基板キャリア9と、本発明を適用するのに好適なレール形状、構成に関して説明する。図9は、本実施形態の実施例1に係る基板キャリア9aの構成を示す模式図であり、図10は、本実施形態の実施例2に係る基板キャリア9bの構成を示す模式図である。
る第2被案内部材としてのレール50と、を有している。これにより、実施例2の基板キャリア9bも、搬送時の発塵を抑制して成膜時の歩留まりの低下を抑制しつつ、第1方向および第2方向の両方に搬送可能である。一方、実施例2の基板キャリア9bは、第1被案内部材としてのレール51と、第2被案内部材としてのレール50と、が断面形状の異なるレールである点が、実施例1と異なる。すなわち、第1被案内部材としてのレール51は、図9に示す実施例1のレール52と同様の断面が「コ」字形状の剛性を重視した構成を有しているが、第2被案内部材としてのレール50は、図10(b)に示すように、断面が「L」字形状を有している。これにより、第2被案内部材としてのレール50の断面積は第1被案内部材としてのレール51の断面積よりも小さくなっており、レール51よりもレール50の方が、断面2次モーメントが小さくなっている。なお、実施例2においてレール51とレール50はどちらもステンレス製のレールである。
で搬送、成膜される。これにより成膜時の有機材料の回り込みを防ぐことができるので有機ELパネル生産の歩留まりが向上する効果がある。
ないようにすることが好ましい。一方、マスク6は上述のようにマスク箔6aが撓まないように剛性の高いマスクフレーム6bを用いているため、基板5と比較すると撓みにくい。従来は基板5およびマスク6の一辺の長さが高々1.5m程度であったためにマスク6の撓みは無視できる程度であったが、第8世代や第10世代などの一辺の長さが2mを大きく超えるような基板5およびマスク6を用いる場合にはマスク6の撓みも無視できなくなってくる。また、本実施形態のように、矩形状のマスク6および基板キャリア9を4辺全てではなく対向する一対の辺でしか支持しないような場合には、マスク6の撓みはますます大きくなる。すなわち、従来の思想通りに基板キャリア9を設計すると、マスク6のほうが基板キャリア9よりも撓みやすくなっていた。
。本実施形態では、キャリア自重撓み量dcとマスク自重撓み量dmとの関係がdc>dmとなるように、基板キャリア9のレール50、51の剛性の調整している。dc>dmとすることで、図10(a)に示すように、マスク6よりも基板キャリア9のほうが大きく撓むようになる。なお、基板5は基板キャリア9の保持面に沿って基板キャリアに保持されているため、基板5の撓み量もキャリア自重撓み量dcと同等と見なせる。
以下では、基板5を基板キャリア9にセットし、基板キャリア9上の基板5とマスク6とをアライメントし、基板キャリア9(基板5)をマスク6上に載置するまでの、蒸着装置の一連の動作を説明する。
ント装置1が備える位置合わせ機構を駆動する。すなわち、制御部70は、基板5の基板マーク37とマスク6のマスクマーク38とがより近接する位置関係になるように、基板5をXYθz方向に移動させて位置を調整する。
方向と直交する第2方向における両側の側面に、一対で第1方向に沿って(長手方向が第1方向と平行となるように)固定される。一方、第2レールは、基板キャリアにおいて基板を保持するための板状部材の側面のうち第2方向と直交する第1方向における両側の側面に、一対で第2方向に沿って(長手方向が第2方向と平行となるように)固定される。第1レールは、アライメント時においてキヤリア支持部によって支持される部分となり、第2レールは、アライメント時において基板キャリア及び基板の重量(自重)により撓み変形を生じる部分となる。第1レールと第2レールは、それぞれ同じ材料で構成された長尺のレール状部材であり、それぞれの長手に垂直な断面の形状を工夫したり、断面の面性の大きさを第2レールの方が小さくなるように構成することで、第2レールの長手に垂直な断面における断面二次モーメントを、第1レールのそれよりも小さくする、すなわち、第2レールを第1レールよりも撓みやすくする。こうすることで、基板キャリアのマスクに対するアライメント精度の向上を図ることが可能となる。
が効果的に抑制される。
<電子デバイスの製造方法>
上記の基板処理装置を用いて、電子デバイスを製造する方法について説明する。ここでは、電子デバイスの一例として、有機EL表示装置のようなディスプレイ装置などに用いられる有機EL素子の場合を例にして説明する。なお、本発明に係る電子デバイスはこれに限定はされず、薄膜太陽電池や有機CMOSイメージセンサであってもよい。本実施例においては、上記の成膜方法を用いて、基板5上に有機膜を形成する工程を有する。また、基板5上に有機膜を形成させた後に、金属膜または金属酸化物膜を形成する工程を有する。このような工程により得られる有機EL表示装置600の構造について、以下に説明する。
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。
光層66R、66G、66Bは真空蒸着により成膜される。
Claims (22)
- 第1方向に沿って並ぶ複数の第1搬送回転体と、第2方向に沿って並ぶ複数の第2搬送回転体と、を備え、基板に成膜を行う成膜装置において、前記基板を保持しながら前記第1方向および前記第2方向に搬送される基板キャリアであって、
基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の第1方向に沿った第1の辺および第2の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第1方向に延設された一対の第1部材と、
前記板状部材の前記第1方向と交差する第2方向に沿った第3の辺および第4の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第2方向に延設される一対の第2部材と、を有し、
前記一対の第1部材は、前記第1搬送回転体によって支持され、
前記一対の第2部材は、前記第2搬送回転体によって支持され、
前記一対の第1部材が支持され、かつ、前記一対の第2部材は支持されない状態から、マスクの上に載置され、
前記基板の被成膜面を下方に向けてマスクの上に載置された状態で、成膜が行われる
ことを特徴とする基板キャリア。 - 前記第1部材のヤング率、及び前記第2部材のヤング率が、前記板状部材のヤング率より高い
ことを特徴とする請求項1に記載の基板キャリア。 - 前記板状部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成され、
前記第1部材、及び前記第2部材は、ステンレスで構成される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の基板キャリア。 - 前記第2部材の前記第2方向と直交する断面における断面二次モーメントは、前記第1部材の前記第1方向と直交する断面における断面二次モーメントよりも小さい
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の基板キャリア - 前記第1部材、及び前記第2部材は、それぞれ同じ材料で構成され、
前記第2部材の前記第2方向と直交する断面の面積は、前記第1部材の前記第1方向と直交する断面の面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の基板キャリア。 - 前記第1部材、及び前記第2部材は、表面がDLCコートにより被膜されている、または、表面が焼き入れ処理されている
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の基板キャリア。 - 前記マスクの上に載置される際に、前記マスクに対し、前記基板キャリアにおいて下方に最も突出した撓みの最も大きい部分から接触し始めるように、前記第2部材の前記第2方向と直交する断面における断面二次モーメントの大きさが設定される
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の基板キャリア。 - 前記第1方向に垂直な断面で見たときの、前記一対の第1部材が支持され、かつ、前記一対の第2部材は支持されない状態における前記基板キャリアの撓み量dcは、前記第1方向に垂直な断面で見たときの、前記マスクの撓み量dmより大きい
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の基板キャリア。 - 基板を保持する基板キャリアと、
前記基板キャリアに保持された前記基板の成膜面に対し、マスクを介して成膜を行うための成膜手段と、
第1方向に沿って並ぶ複数の第1搬送回転体と、
前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ複数の第2搬送回転体と、を備える成膜装置であって、
前記基板キャリアは、
基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の前記第1方向に沿った第1の辺および第2の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第1方向に延設された一対の第1部材と、
前記板状部材の前記第2方向に沿った第3の辺および第4の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第2方向に延設される一対の第2部材と、を有し、
前記複数の第1搬送回転体は、前記一対の第1部材を支持して、前記基板キャリアを前記第1方向に搬送し、
前記複数の第2搬送回転体は、前記一対の第2部材を支持して、前記基板キャリアを前記第2方向に搬送し、
前記複数の第1搬送回転体、及び前記複数の第2搬送回転体は、それぞれ、前記基板を保持しない状態の前記基板キャリアを搬送する
ことを特徴とする成膜装置。 - 前記第1部材のヤング率、及び前記第2部材のヤング率が、前記板状部材のヤング率より高い
ことを特徴とする請求項9に記載の成膜装置。 - 前記板状部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成され、
前記第1部材、及び前記第2部材は、ステンレスで構成される
ことを特徴とする請求項9または10に記載の成膜装置。 - 基板を保持する基板キャリアと、
前記基板キャリアに保持された前記基板の成膜面に対し、マスクを介して成膜を行うための成膜手段と、
第1方向に沿って並ぶ複数の第1搬送回転体と、
前記第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ複数の第2搬送回転体と、を備える成膜装置であって、
前記基板キャリアは、
基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の前記第1方向に沿った第1の辺および第2の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第1方向に延設された一対の第1部材と、
前記板状部材の前記第2方向に沿った第3の辺および第4の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第2方向に延設される一対の第2部材と、を有し、
前記複数の第1搬送回転体は、前記一対の第1部材を支持して、前記基板キャリアを前記第1方向に搬送し、
前記複数の第2搬送回転体は、前記一対の第2部材を支持して、前記基板キャリアを前記第2方向に搬送し、
成膜装置は、さらに、前記一対の第1部材が支持され、かつ、前記一対の第2部材は支持されない状態で、前記基板キャリアを支持する支持手段を備え、
前記支持手段は、前記状態から、前記基板の被成膜面を下方に向けて前記マスクの上に載置された載置状態になるように、前記基板キャリアを前記マスクに対して相対的に移動させ、
前記基板キャリアが前記載置状態の時に、前記成膜手段が前記被成膜面に対して成膜を行う
ことを特徴とする成膜装置。 - 前記第2部材の前記第2方向と直交する断面における断面二次モーメントは、前記第1部材の前記第1方向と直交する断面における断面二次モーメントよりも小さい
ことを特徴とする請求項12に記載の成膜装置 - 前記第1部材、及び前記第2部材は、それぞれ同じ材料で構成され、
前記第2部材の前記第2方向と直交する断面の面積は、前記第1部材の前記第1方向と直交する断面の面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項12または13に記載の成膜装置。 - 前記マスクの上に載置される際に、前記マスクに対し、前記基板キャリアにおいて下方に最も突出した撓みの最も大きい部分から接触し始めるように、前記第2部材の前記第2方向と直交する断面における断面二次モーメントの大きさが設定される
ことを特徴とする請求項12~14のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 前記第1方向に垂直な断面で見たときの、前記一対の第1部材が支持され、かつ、前記一対の第2部材は支持されない状態における前記基板キャリアの撓み量dcは、前記第1方向に垂直な断面で見たときの、前記マスクの撓み量dmより大きい
ことを特徴とする請求項12~15のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 前記第1部材、及び前記第2部材は、表面がDLCコートにより被膜されている、または、表面が焼き入れ処理されている
ことを特徴とする請求項9~16のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の第1方向に沿った第1の辺および第2の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第1方向に延設された一対の第1部材と、
前記板状部材の前記第1方向と交差する第2方向に沿った第3の辺および第4の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第2方向に延設される一対の第2部材と、を備える基板キャリアを、成膜装置において搬送する搬送方法であって、
前記第1方向に沿って並ぶ複数の第1搬送回転体によって、前記一対の第1部材を支持して、前記基板キャリアを前記第1方向に搬送する工程と、
前記第2方向に沿って並ぶ複数の第2搬送回転体によって、前記一対の第2部材を支持して、前記基板キャリアを前記第2方向に搬送する工程と、
前記一対の第1部材が支持され、かつ、前記一対の第2部材は支持されない状態の前記基板キャリアを、前記基板の被成膜面が下方を向くように、マスクの上に載置する載置工程と、を有する
ことを特徴とする基板キャリアの搬送方法。 - 前記第2部材の前記第2方向と直交する断面における断面二次モーメントは、前記第1部材の前記第1方向と直交する断面における断面二次モーメントよりも小さい
ことを特徴とする請求項18に記載の基板キャリアの搬送方法。 - 前記第2部材の前記第2方向と直交する断面の面積は、前記第1部材の前記第1方向と直交する断面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項18に記載の基板キャリアの搬送方法。
- 前記載置工程において、前記マスクに対し、前記基板キャリアにおいて下方に最も突出した撓みの最も大きい部分から接触し始めるように、前記基板キャリアを前記マスクの上に載置する
ことを特徴とする請求項18に記載の基板キャリアの搬送方法。 - 請求項18に記載の基板キャリアの搬送方法を用いて、前記基板を保持した前記基板キャリアを前記マスクに載置する工程と、
前記基板キャリア、及び前記マスクを前記第1方向に搬送しながら、前記基板の被成膜面に前記マスクを介して成膜を行う成膜工程と、を備える
ことを特徴とする成膜方法。
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