JPWO2011081046A1 - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents

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Abstract

基板の大型化に対応し、かつタクトタイムが短く、かつ低コストの成膜装置及び成膜方法を提供する。基板１１を載せる基板保持枠１２を真空排気された真空槽４１内に搬入し、基板保持枠１２上の基板１１が基板搬送路と蒸着源４２の放出口４２ｃとの間に配置されたマスク保持枠４３上のマスク１５と対面する位置で静止させ、基板保持枠１２を搬送機構５１の搬送部材から離間させ、基板１１の裏面を基板吸着板８１ｂ表面に静電吸着して保持させる。次いでマスク１５を基板１１に対して位置合わせし、基板１１とマスク１５をいずれも真空槽４１に対して静止させた状態で、放出口４２ｃから成膜材料の蒸気を放出させ、蒸気により基板１１表面に成膜する。成膜後、マスク１５を真空槽４１内のマスク保持枠４３に載せたまま、基板１１を載せる基板保持枠１２を真空槽４１外に搬出する。

Description

本発明は、成膜装置及び成膜方法であって、特に有機ＥＬ素子の製造に適用するものに関する。
現在、有機ＥＬ素子の成膜装置には、クラスター方式のものとインライン方式のものがある。図１０はクラスター方式の成膜装置１０１の構成の一例を示し、図１１はインライン方式の成膜装置２０１の構成の一例を示している。
クラスター方式の成膜装置１０１の場合は、図１０に示すように、枚葉式の第一、第二の成膜装置１１０、１２０を受け渡し室１０２により連結して構成されるもので、それぞれの搬送室内１１１、１２１内には、搬送ロボット１３１、１３２が設けられている。
第一の成膜装置１１０の搬入室１１２から搬入された基板１００を、第一の成膜装置１１０において、搬送ロボット１３１を用い、順次、搬送室１１１を介して各処理室１１３〜１１７に搬入して処理を行い、その後、基板１００を受け渡し室１０２へ移送する（符号１１８はマスクストック室を示す）。
さらに、第二の成膜装置１２０において、搬送ロボット１３２を用い、基板１００を、順次、搬送室１２１を介して各処理室１２２〜１２５に搬入して処理を行い（符号１２７はマスクストック室を示す）、その後、基板１００を搬出室１２６に移送する。
上述した処理室１１３〜１１７並びに処理室１２２〜１２５には、それぞれマスクと基板１００を位置合わせするためのアライメント機構及び蒸着源（いずれも不図示）が設けられており、各処理室１１３〜１１７並びに処理室１２２〜１２５では、基板１００とマスクを精密に位置合わせした後に成膜を行う。
一方、インライン方式の成膜装置２０１の場合は、図１１に示すように、搬送ロボット２３１により、搬入室２０２から前処理室２０３及び搬送室２０４を介して搬入された基板２００を、成膜領域２１０に設けられた受け渡し室２１１を介してアライメント室２１２に搬入し、基板２００とマスク（マスク付きパレット）２３０の位置合わせを行う。
受け渡し室２１１を介して移送された基板２００は、有機蒸着室２１４、２１５において、不図示のローラーによってマスク２３０及び基板２００を搬送しつつ、基板２００上に複数の有機材料層を連続的に成膜する。
その後、受け渡し室２１６において、基板２００とマスク２３０を分離し、搬送ロボット２３２によって基板２００のみを取り出し、電極成膜領域２２７の搬送室２２２に基板２００を移送する。
電極成膜領域２２７では、搬送室２２２を介して各処理室２２３、２２４に基板２００を順次搬入して、基板２００上にカソード電極を形成し、その後、基板２００を搬出室２２５に移送する（符号２２６はマスクストック室を示す）。
受け渡し室２１６で基板２００と分離されたマスク２３０は、コーナー室２１７、リターン室２１８、コーナー室２１９を経由させて受け渡し室２１１に戻す（符号２２０はマスクストック室、符号２２１は使用済みマスクストック室を示す）。
従来の上記二種類の方式で、特に基板の大型化（Ｇ５以上）に対応し、かつタクトタイムを短縮しようとする場合、以下のような問題点がある。
まず、クラスター方式の場合には、複数の成膜室毎に搬送室および搬送ロボットが必要となり、装置が大型化するという問題がある。また、成膜室と成膜室との間の空間が大きくなり、フットプリント（占有床面積）が大きくなるという問題がある。さらに、搬送室を経由するため基板搬送に時間が掛かり、タクトタイムの短縮が困難な場合があった。
一方、インライン方式は、同一の処理室に複数の基板を通過させ、複数の有機層を同一の処理室で連続的に成膜処理を行うことで、クラスター方式で問題となる成膜時間の長さを短縮することができる。
しかしながら、従来のインライン方式では、基板とマスクを固定して、一体として移動させながら成膜するため、大量のマスクが必要であった。
さらにＲＧＢ塗り分けデバイス作製の場合には、インラインのループが三つ必要になり、装置構成が大規模になってしまうという問題がある。
特開２００３−３３２０５２号公報 特開２００９−２２４２３１号公報
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、基板の大型化に対応し、かつタクトタイムが短く、かつ低コストの成膜装置及び成膜方法を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は、成膜室と、基板を載せる基板保持枠と、前記基板方向に向けられた放出口から前記成膜室内に成膜材料の蒸気を放出可能な蒸着源と、前記基板保持枠を前記成膜室内の前記放出口と対向する位置を通る基板搬送路に沿って移動させる搬送機構と、を有し、前記蒸気により前記基板表面に成膜する成膜装置であって、前記基板搬送路と前記放出口との間に配置され、複数の貫通孔を有するマスクを載せるマスク保持枠と、前記マスク保持枠上の前記マスクを、前記マスクと対面する前記基板に対して位置合わせする位置合わせ装置と、を有し、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記基板と前記マスクをいずれも前記成膜室に対して静止させた状態で、前記基板表面に成膜したのち、前記マスクを前記成膜室内に残したまま、前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜室内に配置され、前記基板を静電吸着により保持する基板吸着板を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜室内で前記基板保持枠と対面可能な位置に配置された接触部と、前記接触部を前記基板方向に移動させるように構成された接触部移動機構とが設けられた基板保持枠昇降装置を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜室内で前記マスク保持枠上の前記マスクと対面可能な位置に配置された腕部と、前記腕部を前記基板方向に移動させるように構成された腕部移動機構とが設けられたマスク昇降装置と、前記マスクを載置可能な板状のマスク搬送板と、を有し、前記搬送機構は前記マスク搬送板を前記基板搬送路に沿って移動させ、前記マスク昇降装置は前記マスクを前記マスク保持枠から前記マスク搬送板に移動させる成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、一面が平面状に形成され、静電吸着機構が設けられ、吸着板貫通孔が形成され、前記成膜室内で前記基板搬送路を中央にして前記マスク保持枠の反対側に前記一面が前記基板搬送路の方を向くように配置された基板吸着板と、前記基板吸着板の厚みより背が高く、かつ前記吸着板貫通孔よりも径が小さく、先端に接着剤層が固定された凸部と、前記凸部が一面に突設され、前記成膜室内で前記基板吸着板を中央にして前記基板搬送路の反対側に、前記凸部の先端が前記吸着板貫通孔を通って前記基板吸着板の前記一面から突出するように配置された板部とを有する接着部材と、前記基板吸着板と前記接着部材をそれぞれ前記基板吸着板の前記一面に対して垂直な方向に移動可能に構成された吸着装置移動機構とが設けられた基板吸着装置を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜室内には前記マスク保持枠が複数個配置され、各前記マスク保持枠はそれぞれ異なる前記マスクを載せるように構成され、前記位置合わせ装置は、各前記マスク保持枠にそれぞれ載せられた前記マスクを前記基板に対して位置合わせするように構成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記位置合わせ装置は、前記マスクの有するマスクマークと前記基板の有する基板マークを検出する検出装置と、前記成膜室内で前記マスク保持枠を前記基板表面に平行な方向に移動させ、かつ前記基板表面に対して垂直な回転軸線の周りに回転させるマスク保持枠移動回転装置と、前記マスク保持枠を前記基板表面に対して垂直な方向に移動させるマスク保持枠昇降装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記マスク保持枠移動回転装置による前記マスク保持枠の移動の向きと移動の量と、前記マスク保持枠の回転の向きと回転の量とを決定するマスク保持枠移動制御装置と、を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記蒸着源の前記放出口は前記成膜室内で前記基板の成膜面に平行な方向に移動可能に構成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記基板吸着板はポリイミドと、セラミックと、ＳｉＣと、ＢＮのうちいずれか１種類の材質を含有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、複数の前記成膜室が直列に接続されている成膜装置である。
本発明は、成膜室内を真空排気し、前記成膜室内に基板を載せる基板保持枠を搬入し、前記基板保持枠を前記成膜室内で蒸発源の放出口と対向する位置を通る基板搬送路に沿って移動させ、前記基板保持枠上の前記基板を前記放出口と対面させ、前記放出口から前記成膜室内に成膜材料の蒸気を放出させ、前記蒸気により前記基板表面に薄膜を成膜したのち、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜方法であって、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入する前に、前記成膜室内で前記放出口と前記基板搬送路との間に設置されたマスク保持枠に複数の貫通孔を有するマスクを載せておき、前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、前記基板保持枠上の前記基板が前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記マスクを前記基板に対して位置合わせし、前記基板と前記マスクをいずれも前記成膜室に対して静止させた状態で、前記放出口から前記蒸気を放出させ、前記基板表面に成膜したのち、前記マスクを前記成膜室内の前記マスク保持枠に載せたまま、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、前記基板保持枠を前記成膜室内で前記基板搬送路に沿って設けられた搬送部材と接触させながら移動させ、前記基板保持枠上の前記基板が前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、前記基板保持枠を前記搬送部材から離間させ、離間した位置で静止させておき、前記基板表面の成膜を終えたのち、前記基板保持枠を前記搬送部材に接触させ、前記成膜室外に搬出する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出したのち、前記マスクを前記マスク保持枠から離して前記成膜室外に搬出し、前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入する前に、前記マスクを前記成膜室内に搬入し、前記マスク保持枠に載せる成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記基板保持枠を前記基板の表面が前記マスクと対面する位置で静止させたのち、前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、一面が平面状に形成され、内部に電極が設けられた基板吸着板の前記一面を前記基板の裏面と対面させ、先端に接着剤層が固定された接着部材の前記先端を、前記基板吸着板に形成された吸着板貫通孔を通して前記基板の裏面に向かう接着方向に移動させ、前記基板吸着板の前記一面から突出させ、前記基板の裏面に接触させ、押圧して、前記基板の裏面を前記接着剤層を介して前記接着部材の前記先端に接着させ、前記基板吸着板の前記電極に直流電圧を印加しておき、前記接着部材の前記先端を前記接着方向とは逆向きの離間方向に移動させ、前記接着部材の前記先端を前記吸着板貫通孔に進入させながら、前記接着部材の前記先端に接着された前記基板の裏面を前記基板吸着板の前記一面に接触させ、静電吸着させ、前記接着剤層を前記基板の裏面から離間させておき、前記基板表面の成膜を終えるまでは、前記基板の裏面を前記基板吸着板の前記一面に静電吸着させ続ける成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、前記マスク表面と前記基板表面との間の間隔を基準間隔としてあらかじめ定めておき、前記マスクの有するマスクマークと前記基板の有する基板マークとの相対位置関係を基準位置関係としてあらかじめ定めておき、前記マスクを前記基板に対して位置合わせするときには、前記マスク表面と前記基板表面との間の間隔が基準間隔になるように前記マスクを前記基板表面に対して垂直な方向に移動させ、前記マスクマークと前記基板マークを検出し、検出結果に基づいて、前記マスクマークと前記基板マークとの相対位置関係が前記基準位置関係になるように前記マスクを前記基板表面に平行な方向に移動させ、かつ前記マスクを前記基板表面に対して垂直な回転軸線の周りに回転させておき、前記基板表面の成膜を終えるまでは、前記基板と前記マスクの両方を前記成膜室に対して静止させ続ける成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記放出口を前記成膜室内で前記基板表面に平行な方向に移動させながら、前記放出口から前記蒸気を放出させ、前記基板表面に成膜する成膜方法である。
タクトタイムが従来のクラスター方式の成膜装置に比べて短い。
異なるマスクパターンのマスクを使用する場合でも、従来のインライン方式の成膜装置に比べて、装置サイズが小さく、装置価格を低く抑えることができる。
従来のインライン方式に比べて使用するマスクの枚数が少ないので、低コストである。
本発明である成膜装置の概略構成図 本発明である成膜装置の成膜室の内部側面図 マスク搬送板を放出口と対面する位置に静止させたときの第一の成膜室の内部側面図 基板保持枠を基板の成膜面がマスクと対面する位置に静止させたときの第一の成膜室の内部側面図 基板保持枠を放出口と対面する位置から移動させたあとの第一の成膜室の内部側面図 基板と基板保持枠の平面図 第一、第二のマスク保持枠がそれぞれ配置された各成膜室の内部側面図 マスクとマスク保持枠の平面図 二つのマスクと第一、第二のマスク保持枠の平面図 従来技術であるクラスター方式の成膜装置の概略構成図 従来技術であるインライン方式の成膜装置の概略構成図 基板とマスクを位置合わせしたあとの第一の成膜室の内部側面図
本発明である成膜装置の構造を、有機ＥＬ素子の発光層等の有機薄膜を基板１２上に順に成膜する成膜装置を例に説明する。図１は成膜装置１の概略構成図を示している。
成膜装置１は、複数の成膜室２４、２５、２６を有している。
成膜装置１はここでは三つの成膜室２４、２５、２６を有し、以下では三つの成膜室２４、２５、２６をそれぞれ第一、第二、第三の成膜室と呼ぶ。第一、第二、第三の成膜室２４、２５、２６はこの順に直列に並べられている。
ここでは、第一の成膜室２４の隣には第一の受渡室２３が配置され、第一の受渡室２３の隣には基板搬入室２２とマスク搬入室３１がそれぞれ配置されている。また第三の成膜室２６の隣には第二の受渡室２７が配置され、第二の受渡室２７の隣には基板搬出室２８とマスク搬出室３２がそれぞれ配置されている。
各室２２〜２８並びに３１、３２はそれぞれ真空槽４１22〜４１28、４１31、４１32と真空排気装置４９22〜４９28、４９31、４９32を一つずつ有している。
各室２２〜２８、３１、３２の真空排気装置４９22〜４９28、４９31、４９32はそれぞれ当該室の真空槽４１22〜４１28、４１31、４１32の外側に配置され、当該室の真空槽４１22〜４１28、４１31、４１32内を真空排気可能に構成されている。
ここでは基板搬入室２２と、第一の受渡室２３と、第一、第二、第三の成膜室２４、２５、２６と、第二の受渡室２７と、基板搬出室２８の各真空槽４１22〜４１28は一直線上に一列に並んで配置され、隣り合う各真空槽４１22〜４１28内は互いに対面する面で気密に接続されている。マスク搬入室３１とマスク搬出室３２の各真空槽４１31、４１32はそれぞれ当該直線の側方に配置され、それぞれ第一、第二の受渡室２３、２７の真空槽４１23、４１27と当該直線に平行な面で互いに対面するようにされ、マスク搬入室３１の真空槽４１31と第一の受渡室２３の真空槽４１23は互いに対面する面で気密に接続され、マスク搬出室３２の真空槽４１32と第二の受渡室２７の真空槽４１27は互いに対面する面で気密に接続されている。
各真空槽４１22〜４１28内を横切る一の平面を基準面とすると、基準面上にはここではローラー方式の搬送機構５１22〜５１28が各真空槽４１22〜４１28ごとにそれぞれ設けられている。
各真空槽４１22〜４１28内で搬送機構５１22〜５１28は搬送部材として二つで一組の円筒状のローラー５１ａ、５１ｂを複数組有している。一組中の二つのローラー５１ａ、５１ｂはそれぞれ円筒形の一端部が互いに向かい合うようにされている。
基板搬入室２２と、第一の受渡室２３と、第一、第二、第三の成膜室２４、２５、２６と、第二の受渡室２７と、基板搬出室２８のローラー５１ａ、５１ｂは組ごとに基準面上で各真空槽４１22〜４１28を貫通する一の直線（以下基準線と呼ぶ）に沿って一列に並んで配置され、一組中の二つのローラー５１ａ、５１ｂは当該直線を中央にして互いに反対側に配置されいる。
搬送機構５１22〜５１28には搬送機構制御装置５０が接続され、搬送機構５１22〜５１28は搬送機構制御装置５０から制御信号を受けると各ローラー５１ａ、５１ｂをそれぞれの円筒形の中心軸線の周りに回転させるように構成されている。
第一、第二の受渡室２３、２７にはそれぞれ昇降機構５２1、５２2が配置されている。第一の受渡室２３の昇降機構５２1は当該受渡室２３に対して、マスク搬入室３１から搬入されるマスクを受け取るように構成され、第二の受渡室２７の昇降機構５２2は当該受渡室２７に対して、マスク搬出室３２に搬出されるマスクを受け渡しするように構成されている。
マスク搬入室３１とマスク搬出室３２には、マスク搬送用のマスク搬送機構９１1、９１2が配置されている。
次に、各成膜室２４〜２６の構造を説明する。
図２は各成膜室２４〜２６の内部側面図を示している。各成膜室２４〜２６の構成は同一であり、動作も同一であるから、図２の一枚の図面で説明する。また各成膜室２４〜２６の真空槽４１24〜４１26を符号４１で示し、真空排気装置４９24〜４９26を符号４９で示す。
各成膜室２４〜２６はそれぞれ蒸着源４２を有している。
蒸着源４２は供給源４２ａと放出装置４２ｂを有している。ここでは供給源４２ａは真空槽４１の外側に配置され、放出装置４２ｂは真空槽４１内に配置されているが、両方とも真空槽４１内に配置されていてもよい。
供給源４２ａと放出装置４２ｂはそれぞれ箱状の筺体４２ａ3、４２ｂ1を有している。
供給源４２ａの筺体４２ａ3の内部には、固体又は液体の有機材料が配置されるるつぼ４２ａ1と、この有機材料を加熱する加熱手段４２ａ2とが配置されている。るつぼ４２ａ1に成膜材料である有機材料を配置し、加熱して、有機材料の蒸気を発生させるように構成されている。
供給源４２ａの筺体４２ａ3は配管によって放出装置４２ｂの筺体４２ｂ1に接続されており、供給源４２ａから有機材料の蒸気が放出装置４２ｂの筺体４２ｂ1に供給される。
放出装置４２ｂの筺体４２ｂ1の一面には複数の細長い放出口４２ｃが互いに平行に形成されている。
放出装置４２ｂの放出口４２ｃは基準面に対して鉛直に向けられており、放出口４２ｃからは有機材料の蒸気が真空槽４１内の基準面に向けて放出されるように構成されている。
基準面と放出口４２ｃとの間には「ロ」字形状のマスク保持枠４３が、「ロ」字形状の開口部分が放出口４２ｃと対面するように配置されている。
次にこの成膜装置１を使用した成膜方法を説明する。
ここでは水平面を基準面とし、基準面に対して鉛直な方向を鉛直方向と呼び、放出口４２ｃは鉛直上方に向けられているとする。
まず、図１を参照し、各室２２〜２８、３１、３２の真空槽４１22〜４１28、４１31、４１32内を真空排気しておく。以後、真空排気を続けて各真空槽４１22〜４１28、４１31、４１32の真空雰囲気を維持する。
各成膜室２４〜２６の蒸着源４２の供給源４２ａで有機材料の蒸気を発生させておく。ただし、放出口４２ｃからはまだ蒸気の発生を開始させないようにする。
複数の貫通孔を有し、外周がマスク保持枠４３の内周よりも大きい板状のマスクを、マスクの外周よりも大きくかつ搬送機構５１22〜５１28の互いに向かい合うローラー５１ａ、５１ｂの間隔よりも幅の広いマスク搬送板上に載置する。以下マスクの二面のうちマスク搬送板と対面する方の面を裏面、その反対の面を表面と呼ぶ。次いで、マスク搬入室３１の真空槽４１31内の真空雰囲気を維持したまま、マスク搬送板を当該真空槽４１32内に搬入し、マスク搬送機構９１1に載せる。符号１５はマスクを示し、符号１６はマスク搬送板を示している。
第一の受渡室２３に対してマスク搬入室３１のマスク搬送機構９１1を伸ばし、マスク搬送板１６を第一の受渡室２３の昇降機構上５２1に載せたのち、マスク搬送機構９１1を縮め（戻し）、マスク搬送板１６をマスク搬入室３１の真空槽４１31内から第一の受渡室２３の真空槽４１23内に移動させる。
第一の受渡室２３と第一の成膜室２４のローラー５１ａ、５１ｂをそれぞれ回転させ、マスク搬送板１６を第一の受渡室２３の真空槽４１23内から第一の成膜室２４の真空槽４１24内に移動させたのち、マスク搬送板１６が放出口４２ｃ（図２参照）と対面するときに、ローラー５１ａ、５１ｂの回転を停止させ、マスク搬送板１６を第一の成膜室２４の真空槽４１24内で静止させる。
図３はマスク搬送板１６を放出口４２ｃと対面する位置に静止させたときの第一の成膜室２４の内部側面図を示している。
マスク搬送板１６を中央にしたときにマスク保持枠４３の反対側にはマスク昇降装置６５が配置されている。マスク昇降装置６５は棒状の腕部６５ａと腕部吊り下げ棒６５ｂと腕部吊り下げ棒移動装置（腕部移動機構）６５ｃを有している。
腕部吊り下げ棒６５ｂはマスク１５と対面する位置の外側に、中心軸線をマスク搬送板１６に対して鉛直に向けて配置されている。
腕部吊り下げ棒６５ｂの一端は腕部６５ａの一端に互いの中心軸線が垂直に交差する向きで固定され、腕部吊り下げ棒６５ｂの他端は真空槽４１24を気密に貫通し、真空槽４１24の外側に配置された吊り下げ棒移動装置６５ｃに接続されている。
腕部吊り下げ棒移動装置６５ｃにはマスク昇降制御装置６６が接続され、腕部吊り下げ棒移動装置６５ｃはマスク昇降制御装置６６から制御信号を受けると、腕部吊り下げ棒６５ｂを中心軸線の周りに回転させ、かつ腕部吊り下げ棒６５ｂを中心軸線に平行な方向に移動させるように構成されている。
まず、腕部６５ａがマスク１５の表面と対面しないように腕部吊り下げ棒６５ｂを回転させたのち、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク搬送板１６に向かって移動させ、腕部６５ａをマスク１５の側方に位置させる。腕部６５ａがマスク１５の裏面と対面するように腕部吊り下げ棒６５ｂを回転させて、腕部６５ａ上にマスク１５を載せる。次いで、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク搬送板１６から離れる向きで移動させ、マスク１５をマスク搬送板１６から離間させる。
第一の成膜室２４と第二の成膜室２５のローラー５１ａ、５１ｂをそれぞれ回転させ、空のマスク搬送板１６を第一の成膜室２４の真空槽４１24内から第二の成膜室２５の真空槽４１25内に移動させる。
次いで腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク保持枠４３に向かって移動させ、腕部６５ａ上のマスク１５をマスク保持枠４３に載置する。腕部６５ａがマスク１５の裏面と対面しないように腕部吊り下げ棒６５ｂを回転させたのち、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク保持枠４３から離れる方向に移動させ、始めの位置で静止させる。
このようにして、マスク保持枠４３にマスク１５を載せる。図８はマスク１５とマスク保持枠４３の平面図を示している。
第二の成膜室２５の真空槽４１25内に移動させた空のマスク搬送板１６に関しては、図１を参照し、マスク搬送板１６を第二の成膜室２５の真空槽４１25内から第三の成膜室２６の真空槽４１26内を経由して第二の受渡室２７の真空槽４１27内に移動させたのち、第二の受渡室２７の真空槽４１27内で静止させる。
第二の受渡室２７の昇降機構５２2を上昇させ、昇降機構５２2上にマスク搬送板１６を載せる。
第二の受渡室２７に対してマスク搬出室３２のマスク搬送機構９１2を伸ばし、マスク搬送板１６と昇降機構５２2の間に挿入したのち、昇降機構５２2を下降させる。マスク搬送機構９１2にマスク搬送板１６を載せたまま、マスク搬送機構９１2を縮め（戻し）、マスク搬送板１６を第二の受渡室２７の真空槽４１27内からマスク搬出室３２の真空槽４１32内に移動させる。マスク搬送板１６をマスク搬出室３２の真空槽４１32内で静止させる。マスク搬出室３２の真空槽４１32内の真空雰囲気を維持したまま、マスク搬送板１６を真空槽４１32の外側に搬出する。
上述の方法と同様にして、第二、第三の成膜室２５、２６のマスク保持枠４３にそれぞれマスク１５を載せておく。
図６は成膜対象である基板１１と基板１１を載せる基板保持枠１２の平面図を示している。基板１１表面（成膜面）には複数の成膜領域があらかじめ定められている。
基板保持枠１２は「ロ」字形状に形成され、「ロ」字形状の開口には梁１２ａが設けられている。「ロ」字形状の内周は基板１１の外周よりも小さく形成され、基板保持枠１２に基板１１を載置したとき、基板１１は「ロ」字形状の開口から落下しないようになっている。
基板保持枠１２の幅は搬送機構５１22〜５１28の互いに向かい合うローラー５１ａ、５１ｂの間隔よりも広く形成されている。
まず、基板１１表面の隣り合う成膜領域の間の部分が梁１２ａと対面するように、基板１１を基板保持枠１２に載置する。
次いで、図１を参照し、基板搬入室２２の真空槽４１22内の真空雰囲気を維持したまま、基板保持枠１２を当該真空槽４１22内に搬入し、基板保持枠１２を搬送機構５１のローラー５１ａ、５１ｂに接触させる。このとき、基板保持枠１２上の基板１１表面は水平面に平行になっている。
基板搬入室２２と、第一の受渡室２３と、第一の成膜室２４の各ローラー５１ａ、５１ｂをそれぞれ回転させ、基板保持枠１２を基板搬入室２２の真空槽４１22内から第一の受渡室２３の真空槽４１23内を経由して第一の成膜室２４の真空槽４１24内に移動させたのち、基板保持枠１２に載せられた基板１１の成膜面がマスク１５と対面するときに、ローラー５１ａ、５１ｂの回転を停止させ、基板保持枠１２を第一の成膜室２４の真空槽４１24内で静止させる。
図４は基板保持枠１２を基板１１の表面がマスク１５と対面する位置に静止させたときの第一の成膜室２４の内部側面図を示している。
マスク保持枠４３の外側には基板保持枠昇降装置４５が配置されている。
基板保持枠昇降装置４５は接触部４５ａと接触部移動機構４５ｂを有している。
接触部４５ａはここでは基板保持枠１２の下方を向いた面と対面可能な位置に配置されている。
接触部移動機構４５ｂには接触部移動制御装置７３が接続され、接触部移動機構４５ｂは接触部移動制御装置７３から制御信号を受けると、接触部４５ａを鉛直方向に移動させるように構成されている。
まず、接触部４５ａを基板保持枠１２に向かって鉛直上方に移動させ、基板保持枠１２に接触させ、接触部４５ａを介して基板保持枠１２を持ち上げ、基板保持枠１２をローラー５１ａ、５１ｂから離間させて静止させる。
基板保持枠１２を搬送機構５１から離間させることで、搬送機構５１の振動が基板保持枠１２に伝わることを防止できる。
本発明の基板保持枠昇降装置４５は上述のように基板保持枠１２に下方から外力を印加して持ち上げる構造に限定されず、二つの接触部４５ａを基板保持枠１２の側方に配置し、基板保持枠１２を横から挟んだのち持ち上げるように構成してもよいし、接触部４５ａを基板保持枠１２の上方に配置し、基板保持枠１２を上方から吊り上げるように構成してもよい。
基板１１を中央にしたときにマスク１５の反対側には基板吸着装置８１が配置されている。基板吸着装置８１は基板吸着板８１ａと板状の接着部材８１ｂを有している。
基板吸着板８１ａの一面（以下表面と呼ぶ）は平面状に形成され、基板保持枠１２と対面させたとき、梁１２ａと対面する位置に吸着板貫通孔８２が形成されている。吸着板貫通孔８２の形状は周囲を囲まれた形状に限定されず、周囲の一部に開口を有する切り欠き形状でもよい。
基板吸着板８１ａの裏面には棒状の板吊り下げ棒８１ｄが鉛直に固定されている。
接着部材８１ｂは板部８１ｂ1と凸部８１ｂ2を有している。凸８１ｂ2部は、基板吸着板８１ａの厚みよりも背が高く、吸着板貫通孔８２よりも径が小さく形成され、板部８１ｂ1の一面（以下表面と呼ぶ）を基板吸着板８１ａの裏面と対面させたときに吸着板貫通孔８２と対面する位置に突設されている。板部８１ｂ1には板吊り下げ棒８１ｄの端部と対面する位置に板吊り下げ棒８１ｄの径よりも大きい開口が形成され、板部８１ｂ1の裏面の開口には管状の部材吊り下げ管８１ｅが連通するように鉛直に固定されている。
部材吊り下げ管８１ｅの径は板吊り下げ棒８１ｄの径よりも大きく形成され、板吊り下げ棒８１ｄの一端は部材吊り下げ管８１ｅに挿入され、板吊り下げ棒８１ｄの中心軸線と部材吊り下げ管８１ｅの中心軸線は互いに平行にされている。
基板吸着装置８１は、板吊り下げ棒８１ｄの一端が部材吊り下げ管８１ｅに挿入された状態を維持しながら、基板吸着板８１ａと接着部材８１ｂを相対的に近づけるように移動させると、接着部材８１ｂの凸部８１ｂ2の先端が基板吸着板８１ａの裏面から吸着板貫通孔８２を通って、基板吸着板８１ａの表面に突出するように構成されている。
基板吸着装置８１は真空槽４１24内で、板吊り下げ棒８１ｄと部材吊り下げ管８１ｅの中心軸線が基板１１表面に対して鉛直に向けられ、基板吸着板８１ａの表面が基板１１の裏面と対面し、吸着板貫通孔８２が基板１１を介して基板保持枠１２の梁１２ａと対面するように配置されている。
板吊り下げ棒８１ｄの一端と部材吊り下げ管８１ｅの一端はそれぞれ真空槽４１24を気密に貫通し、真空槽４１24の外側に配置された吸着装置移動機構８１ｃに接続されている。
吸着装置移動機構８１ｃには吸着装置移動制御装置６７が接続され、吸着装置移動機構８１ｃは吸着装置移動制御装置６７から制御信号を受けると、板吊り下げ棒８１ｄと部材吊り下げ管８１ｅをそれぞれの中心軸線に平行な方向に移動させるように構成されている。
基板吸着板８１ａはポリイミドと、セラミックと、ＳｉＣと、ＢＮのうちいずれか１種類の材質を含有し、内部に電極が設けられて静電吸着機構を構成し、電極には真空槽４１の外側に配置された電源装置６８が電気的に接続されている。基板吸着板８１ａは、電極に電源装置６８から所定の直流電圧を印加されると、吸着対象物との間に静電気力による引力を生じさせるように構成されている。
接着部材８１ｂの凸部８１ｂ2の先端には接着剤層８３が固定されている。
基板保持枠１２上の基板１１は、梁１２ａと対面する部分では梁１２ａに支持されて平面性を保たれているが、梁１２ａから離れた部分では重力によって下方に膨らむように変形されている。後述するマスク１５と基板１１の位置合わせの工程の前に基板１１の変形を解消しておく必要がある。
まず、基板吸着板８１ａを基板１１に向かって移動させ、表面が基板１１と接触する位置又はごくわずかな隙間を持って離間した位置で静止させる。
接着部材８１ｂの凸部８１ｂ2の先端を基板１１の裏面に向かう接着方向に移動させ、凸部８１ｂ2先端の接着剤層８３を基板１１の裏面に接触させ、押圧して、基板１１の裏面を接着剤層８３を介して接着部材８１ｂの凸部８１ｂ2の先端に接着させる。
接着部材８１ｂの凸部８１ｂ2の先端を上記接着方向とは逆向きの離間方向に移動させ、凸部８１ｂ2の先端を吸着板貫通孔８２に進入させながら、凸部８１ｂ2の先端に接着された基板１１の裏面を基板吸着板８１ａの表面に接触させる。基板吸着板８１ａの電極に所定の直流電圧を印加して、基板１１との間に静電引力を生じさせる。基板１１の裏面は静電吸着機構により基板吸着板８１ａの表面に静電吸着される。
基板１１の裏面を基板吸着板８１ａの表面に面で静電吸着することで、以後基板１１を平面の状態に維持できる。
凸部８１ｂ2の先端を上記離間方向に移動させ、接着剤層８３による基板１１裏面との接着を解消させ、接着剤層８３を基板１１の裏面から離間させる。
マスク保持枠４３にはマスク保持枠移動装置４４が接続されている。
マスク保持枠移動装置４４はここではマスク保持枠移動回転装置４４ａと、マスク保持枠昇降装置４４ｂとを有している。マスク保持枠移動回転装置４４ａはマスク保持枠４３に接続され、マスク保持枠昇降装置４４ｂはマスク保持枠移動回転装置４４ａに接続されている。
マスク保持枠移動回転装置４４ａは、真空槽４１の外側に配置されたマスク保持枠移動制御装置７１から制御信号を受けると、マスク保持枠４３を基準面に平行な互いに交差する二方向にそれぞれ移動させ、かつ基準面に対して垂直な回転軸線の周りに回転させるように構成されている。
マスク保持枠昇降装置４４ｂは、マスク保持枠移動制御装置７１から制御信号を受けると、マスク保持枠移動回転装置４４ａと一緒にマスク保持枠４３を基準面に対して垂直な方向に移動させるように構成されている。
マスク保持枠移動制御装置７１には、マスク１５と基板１１の相対位置関係を検出する検出装置が接続されている。
ここでは、基板１１には基板マーク１１ａがあらかじめ形成され（図６参照）、マスク１５にはマスクマーク１５ａがあらかじめ形成されている（図８参照）。マスク１５上のマスクマーク１５ａは、マスク１５の各貫通孔と基板１１の対応する成膜領域とをそれぞれ重ねたときに、基板マーク１１ａと重なる位置に形成されている。
ここでは、検出装置は撮像装置６２であり、基板１１を中央にしてマスク１５の反対側にレンズを基板１１に対して垂直に向けて配置されている。基板保持枠１２のうち基板マーク１１ａの周囲には切り欠きが形成され（図６参照）、撮像装置６２は基板１１の有する基板マーク１１ａと、基板保持枠１２の切り欠き部分の透明な基板１１を介して、マスク１５の有するマスクマーク１５ａとをそれぞれ撮像可能に構成されている。
本発明の撮像装置６２は上記構造に限定されず、基板１１の上方とマスク１５の下方にそれぞれ撮像装置６２が配置され、基板マーク１１ａとマスクマーク１５ａをそれぞれ異なる撮像装置６２で撮像するように構成してもよい。
マスク保持枠移動制御装置７１は撮像装置６２の撮像結果から、マスクマーク１５ａを基準面に正射影した射影マスクマークと、基板マーク１１ａを基準面に正射影した射影基板マークとの相対位置関係を測定し、射影マスクマークと射影基板マークが一致するように、マスク保持枠移動回転装置４４ａによるマスク保持枠４３の移動の向きと移動の量と、マスク保持枠４３の回転の向きと回転の量とを決定するように構成されている。
またマスク保持枠移動制御装置７１は、マスク１５の高さと基板１１の高さをあらかじめ分かっており、基板１１表面とマスク１５表面との間の間隔が所定の距離（ゼロでもよい）になるように、マスク保持枠昇降装置４４ｂによるマスク保持枠４３の移動の向きと移動の量とを決定するように構成されている。
マスク保持枠４３上のマスク１５を、当該マスク１５と対面する基板１１に対して位置合わせする装置を位置合わせ装置と呼ぶと、ここではマスク保持枠移動装置４４と、検出装置と、マスク保持枠移動制御装置７１で位置合わせ装置が構成されている。
まず、マスク１５表面と基板１１表面との間の間隔が所定の距離になるように、マスク保持枠４３を基準面に対して垂直な方向に移動させる。マスク１５表面と基板１１表面との間の間隔は、間隔が開きすぎると基板１１表面に輪郭がぼやけた薄膜が成膜されるため、５０μｍ〜０μｍ（密着）が望ましい。
次いで、撮像装置６２で基板マーク１１ａとマスクマーク１５ａをそれぞれ撮像し、撮像結果に基づいて射影マスクマークと射影基板マークが一致するようにマスク保持枠４３を基準面に平行な方向に移動させ、かつマスク保持枠４３を基準面に鉛直な回転軸線の周りに回転させる。
図１２は基板１１とマスク１５を上記のように位置合わせしたあとの第一の成膜室２４の内部側面図を示している。
次いで、基板１１とマスク１５をいずれも静止させた状態で、放出口４２ｃから成膜材料の蒸気を放出させると、蒸気はマスク１５の各貫通孔を通って、基板１１の所定の成膜領域にそれぞれ到達し、各成膜領域に成膜材料の薄膜が成膜される。
基板１１上に所定の時間成膜したのち、放出口４２ｃから蒸気の放出を停止させる。
マスク保持枠４３を基板保持枠１２から離れる方向に移動させ、マスク表面１５を基板１１表面から離間させる。
基板吸着板８１ａの静電吸着機構への直流電源の印加を停止して基板１１の静電吸着を解除し、基板１１を基板保持枠１２上に載置させる。基板吸着板８１ａと接着部材８１ｂを基板１１から離れる方向に移動させ、始めの位置に静止させる。
基板保持枠昇降装置４５の接触部４５ａを基板保持枠１２と一緒に下方に移動させ、基板保持枠１２をローラー５１ａ、５１ｂに接触させる。接触部４５ａを更に下方に移動させ、基板保持枠１２から離間させる。
図１を参照し、第一の成膜室２４と、第二の成膜室２５のローラー５１ａ、５１ｂをそれぞれ回転させ、マスク１５を第一の成膜室２４の真空槽４１24内に残したまま、基板保持枠１２を第一の成膜室２４の真空槽４１24内から第二の成膜室２５の真空槽４１25内に移動させる。
同様にして、第二、第三の成膜室２５、２６の真空槽４１25、４１26内でそれぞれ基板１１上に成膜を行う。
第一の成膜室２４で成膜を終えた基板１１（第一の基板）をマスク１５を第一の成膜室２４に残したまま第二の成膜室２５に搬送するのと同時に、第一の成膜室２４で成膜する前の基板１１（第二の基板）を第一の成膜室２４に搬入することで、第一の基板を第二の成膜室２５で成膜するのと同時に、第二の基板を第一の成膜室２４で成膜することができる。複数の基板をそれぞれ異なる成膜室で同時に成膜することで、複数枚の基板の成膜に要する時間を短縮できる。
第三の成膜室２６での基板１１の成膜を終えたのち、第三の成膜室２６と、第二の受渡室２７と、基板搬出室２８のローラー５１ａ、５１ｂをそれぞれ回転させ、基板保持枠１２を第三の成膜室２６の真空槽４１26内から第二の受渡室２７の真空槽４１27内を経由して基板搬出室２８の真空槽４１28内に移動させたのち、ローラー５１ａ、５１ｂの回転を停止させ、基板保持枠１２を基板搬出室２８の真空槽４１28内に静止させる。基板搬出室２８の真空槽４１28内の真空雰囲気を維持したまま、基板保持枠１２を真空槽４１28の外側に搬出する。
このようにして、第一、第二、第三の成膜室２４、２５、２６で成膜された基板１１を得ることができる。
図５は基板保持枠１２を放出口４２ｃと対面する位置から移動させたあとの第一の成膜室２４の内部側面図を示している。
所定の枚数の基板１１を上述の方法で成膜したのちマスク１５を交換する場合には、図５を参照し、後述するように空のマスク搬送板１６を真空槽４１24内に搬入する前に、腕部６５ａがマスク１５表面と対面しないように腕部吊り下げ棒６５ｂを回転させたのち、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク保持枠４３に向かって移動させ、腕部６５ａをマスク１５の側方に位置させる。次いで腕部６５ａがマスク１５の裏面と対面するように腕部吊り下げ棒６５ｂを回転させて、腕部６５ａ上にマスク１５を載せる。次いで、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク保持枠４３から離れる向きで移動させ、マスク１５をマスク保持枠４３から離間させる。後述するように空のマスク搬送板１６を静止する位置を中央にしてマスク保持枠４３の反対側にマスク１５を移動させ、静止させておく。
次いで、図１を参照し、マスク搬入室３１の真空槽４１31内の真空雰囲気を維持したまま、空のマスク搬送板１６を当該真空槽４１31内に搬入し、マスク搬送板１６をマスク搬送機構９１1に載せる。
第一の受渡室２３に対してマスク搬入室３１のマスク搬送機構９１1を伸ばし、マスク搬送板１６を第一の受渡室２３の昇降機構５２1上に載せたのち、マスク搬送機構９１1を縮め（戻し）、マスク搬送板１６をマスク搬入室３１の真空槽４１31内から第一の受渡室２３の真空槽４１23内に移動させる。
第一の受渡室２３と第一の成膜室２４のローラー５１ａ、５１ｂをそれぞれ回転させ、マスク搬送板１６を第一の受渡室２３の真空槽４１23内から第一の成膜室２４の真空槽４１24内に移動させたのち、マスク搬送板１６が放出口４２ｃ（図５参照）と対面したときに、ローラー５１ａ、５１ｂの回転を停止させ、マスク搬送板１６を第一の成膜室２４の真空槽４１24内で静止させる。
図５を参照し、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク搬送板１６に向かって移動させ、腕部６５ａ上のマスク１５をマスク搬送板１６に載置する。腕部６５ａがマスク１５の裏面と対面しないように腕部吊り下げ棒６５ｂを回転させたのち、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク搬送板１６から離れる方向に移動させ、始めの位置で静止させる。
このようにして、マスク搬送板１６にマスク１５を載せる。
次いで、図１を参照し、マスク搬送板１６を第一の成膜室２４の真空槽４１24内から第二、第三の成膜室２５、２６の真空槽４１25、４１26内を順に経由して第二の受渡室２７の真空槽４１27内に移動させたのち、第二の受渡室２７の真空槽４１27内で静止させる。
第二の受渡室２７の昇降機構５２2を上昇させ、昇降機構５２2上にマスク搬送板１６を載せる。
第二の受渡室２７に対してマスク搬出室３２のマスク搬送機構９１2を伸ばし、マスク搬送板１６と昇降機構５２2の間に挿入したのち、昇降機構５２2を下降させる。マスク搬送機構９１2にマスク搬送板１６を載せたまま、マスク搬送機構９１2を縮め（戻し）、マスク搬送板１６を第二の受渡室２７の真空槽４１27内からマスク搬出室３２の真空槽４１32内に移動させる。マスク搬送板１６をマスク搬出室３２の真空槽４１32内で静止させる。マスク搬出室３２の真空槽４１32内の真空雰囲気を維持したまま、マスク搬送板１６を真空槽４１32の外側に搬出する。
次いで、新しいマスク１５を上述した方法により、第一の成膜室２４の真空槽４１24内に搬入し、マスク保持枠４３上に載置する。このようにしてマスク１５の交換を行う。
第二、第三の成膜室２５、２６のマスク１５も同様にして交換できる。
本発明のマスクを載せるマスク保持枠は、上述のような「ロ」字形状のマスク保持枠４３（図８参照）に限定されず、図９に示すように、「ロ」字形状の互いに対面する二辺がそれぞれ分割された二つの「コ」字形状の第一、第二のマスク保持枠４３1、４３2で構成されていてもよい。第一、第二のマスク保持枠４３1、４３2は互いの「コ」字形状の両端がそれぞれ向かい合うようにされている。
この場合、マスクをマスク保持枠上に載置するには、二枚のマスク１５1、１５2を一枚のマスク搬送板１６上に載置して搬送し、真空槽４１内で「コ」字形状の第一、第二のマスク保持枠４３1、４３2にそれぞれ一枚ずつ載置させる。符号１５ａ1、１５ａ2は各マスクにそれぞれ形成されたマスクマークを示している。
第一、第二のマスク保持枠４３1、４３2にはそれぞれ別個に移動させる第一、第二のマスク保持枠移動装置４４1、４４2が接続されている。
図７は「コ」字形状の第一、第二のマスク保持枠４３1、４３2がそれぞれ配置された各成膜室２４〜２６の内部側面図を示している。
第一、第二のマスク保持枠４３1、４３2をそれぞれ第一、第二のマスク保持枠移動装置４４1、４４2の第一、第二のマスク保持枠移動回転装置４４ａ1、４４ａ2と第一、第二のマスク保持枠昇降装置４４ｂ1、４４ｂ2で移動及び回転させることで、基板保持枠１２上の一枚の基板１１に対して二枚のマスク１５1、１５2をそれぞれ独自に位置合わせできる。位置合わせしたのち、基板１１と二枚のマスク１５1、１５2をいずれも静止させた状態で、基板１１の成膜を行う。成膜後は、二枚のマスク１５1、１５2を真空槽４１内に残したまま、基板１１を隣の成膜室に搬出する。
この場合には、基板１１の半分の大きさのマスク１５1、１５2を使用して基板１１の成膜ができるので、基板の大型化にあわせて大型のマスクを用意する必要がなく、基板の大型化に容易に対応できる。
本発明の蒸着源４２の放出装置４２ｂは各成膜室２４〜２６の真空槽４１24〜４１26内で、基準面に平行な方向に移動可能に構成されていてもよい。成膜中には、基板１１とマスク１５（あるいは１５1、１５2）をいずれも静止させた状態で、放出装置４２ｂを移動させながら放出口４２ｃから蒸気を放出させ、基板１１表面に成膜をする。この場合には、基板の大型化にあわせて大型の放出装置４２ｂを用意する必要がなく、基板の大型化に容易に対応できる。
本発明の搬送機構５１22〜５１28は上記のようなローラー方式に限定されず、各真空槽４１22〜４１28内で対象物を搬送できるならばベルトコンベア方式やリニアモーター方式等でもよい。
本発明の成膜装置１は上述のように水平面を基準面とし、放出口を鉛直上方に向け、放出口の上方にマスクと基板を順にそれぞれ水平に配置する構造に限定されず、放出口を鉛直下方に向け、放出口の下方にマスクと基板を順にそれぞれ水平に配置するように構成してもよいし、水平面に対して鉛直に交差する一面を基準面とし、放出口を水平側方に向け、放出口の側方をマスクと基板を順にそれぞれ基準面に平行に立てた状態で配置するように構成してもよい。
１……成膜装置
１１……基板
１１ａ……基板マーク
１２……基板保持枠
１５、１５1、１５2……マスク
１５ａ、１５ａ1、１５ａ2……マスクマーク
１６……マスク搬送板
２４、２５、２６……成膜室（第一、第二、第三の成膜室）
４１、４１22〜４１28、４１31、４１32……真空槽
４２……蒸着源
４２ｃ……放出口
４３、４３1、４３2……マスク保持枠（第一、第二のマスク保持枠）
４４ａ……マスク保持枠移動回転装置
４４ｂ……マスク保持枠昇降装置
４５……基板保持枠昇降装置
４５ａ……接触部
４５ｂ……接触部移動機構
４９、４９22〜４９28、４９31、４９32……真空排気装置
５１……搬送機構
６５……マスク昇降装置
６５ａ……腕部
６５ｃ……腕部移動機構（腕部吊り下げ棒移動装置）
７１……マスク保持枠移動制御装置
８１……基板吸着装置
８１ａ……基板吸着板
８１ｂ……接着部材
８１ｂ1……板部
８１ｂ2……凸部
８１ｅ……吸着装置移動機構
８２……吸着板貫通孔
８３……接着剤層
上記課題を解決するために本発明は、成膜室と、基板を載せる基板保持枠と、前記基板の方向に向けられた放出口から前記成膜室内に成膜材料の蒸気を放出可能な蒸着源と、前記基板保持枠を前記成膜室内の前記放出口と対向する位置を通る基板搬送路に沿って移動させる搬送機構と、を有し、前記蒸気により前記基板表面に成膜する成膜装置であって、前記基板搬送路と前記放出口との間に配置され、複数の貫通孔を有するマスクを載せるマスク保持枠と、前記マスク保持枠上の前記マスクを、前記マスクと対面する前記基板に対して位置合わせする位置合わせ装置と、を有し、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記基板と前記マスクをいずれも前記成膜室に対して静止させた状態で、前記基板表面に成膜したのち、前記マスクを前記成膜室内に残したまま、前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜室内に配置され、前記基板を静電吸着により保持する基板吸着板を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜室内で前記基板保持枠と対面可能な位置に配置された接触部と、前記接触部を前記基板方向に移動させるように構成された接触部移動機構とが設けられた基板保持枠昇降装置を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜室内で前記マスク保持枠上の前記マスクと対面可能な位置に配置された腕部と、前記腕部を前記基板方向に移動させるように構成された腕部移動機構とが設けられたマスク昇降装置と、前記マスクを載置可能な板状のマスク搬送板と、を有し、前記搬送機構は前記マスク搬送板を前記基板搬送路に沿って移動させ、前記マスク昇降装置は前記マスクを前記マスク保持枠から前記マスク搬送板に移動させる成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、一面が平面状に形成され、静電吸着機構が設けられ、吸着板貫通孔が形成され、前記成膜室内で前記基板搬送路を中央にして前記マスク保持枠の反対側に前記一面が前記基板搬送路の方を向くように配置された基板吸着板と、前記基板吸着板の厚みより背が高く、かつ前記吸着板貫通孔よりも径が小さく、先端に接着剤層が固定された凸部と、前記凸部が一面に突設され、前記成膜室内で前記基板吸着板を中央にして前記基板搬送路の反対側に、前記凸部の先端が前記吸着板貫通孔を通って前記基板吸着板の前記一面から突出するように配置された板部とを有する接着部材と、前記基板吸着板と前記接着部材をそれぞれ前記基板吸着板の前記一面に対して垂直な方向に移動可能に構成された吸着装置移動機構とが設けられた基板吸着装置を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜室内には前記マスク保持枠が複数個配置され、各前記マスク保持枠はそれぞれ異なる前記マスクを載せるように構成され、前記位置合わせ装置は、各前記マスク保持枠にそれぞれ載せられた前記マスクを前記基板に対して位置合わせするように構成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記位置合わせ装置は、前記マスクの有するマスクマークと前記基板の有する基板マークを検出する検出装置と、前記成膜室内で前記マスク保持枠を前記基板表面に平行な方向に移動させ、かつ前記基板表面に対して垂直な回転軸線の周りに回転させるマスク保持枠移動回転装置と、前記マスク保持枠を前記基板表面に対して垂直な方向に移動させるマスク保持枠昇降装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記マスク保持枠移動回転装置による前記マスク保持枠の移動の向きと移動の量と、前記マスク保持枠の回転の向きと回転の量とを決定するマスク保持枠移動制御装置と、を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記蒸着源の前記放出口は前記成膜室内で前記基板の成膜面に平行な方向に移動可能に構成された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記基板吸着板はポリイミドと、セラミックと、ＳｉＣと、ＢＮのうちいずれか１種類の材質を含有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、複数の前記成膜室が直列に接続されている成膜装置である。
本発明は、成膜室内を真空排気し、前記成膜室内に基板を載せる基板保持枠を搬入し、前記基板保持枠を前記成膜室内で蒸発源の放出口と対向する位置を通る基板搬送路に沿って移動させ、前記基板保持枠上の前記基板を前記放出口と対面させ、前記放出口から前記成膜室内に成膜材料の蒸気を放出させ、前記蒸気により前記基板表面に薄膜を成膜したのち、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜方法であって、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入する前に、前記成膜室内で前記放出口と前記基板搬送路との間に設置されたマスク保持枠に複数の貫通孔を有するマスクを載せておき、前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、前記基板保持枠上の前記基板が前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記マスクを前記基板に対して位置合わせし、前記基板と前記マスクをいずれも前記成膜室に対して静止させた状態で、前記放出口から前記蒸気を放出させ、前記基板表面に成膜したのち、前記マスクを前記成膜室内の前記マスク保持枠に載せたまま、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、前記基板保持枠を前記成膜室内で前記基板搬送路に沿って設けられた搬送部材と接触させながら移動させ、前記基板保持枠上の前記基板を前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、前記基板保持枠を前記搬送部材から離間させ、離間した位置で静止させておき、前記基板表面の成膜を終えたのち、前記基板保持枠を前記搬送部材に接触させ、前記成膜室外に搬出する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出したのち、前記マスクを前記マスク保持枠から離して前記成膜室外に搬出し、前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入する前に、前記マスクを前記成膜室内に搬入し、前記マスク保持枠に載せる成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記基板保持枠を前記基板の表面が前記マスクと対面する位置で静止させたのち、前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、一面が平面状に形成され、内部に電極が設けられた基板吸着板の前記一面を前記基板の裏面と対面させ、先端に接着剤層が固定された接着部材の前記先端を、前記基板吸着板に形成された吸着板貫通孔を通して前記基板の裏面に向かう接着方向に移動させ、前記基板吸着板の前記一面から突出させ、前記基板の裏面に接触させ、押圧して、前記基板の裏面を前記接着剤層を介して前記接着部材の前記先端に接着させ、前記基板吸着板の前記電極に直流電圧を印加しておき、前記接着部材の前記先端が接着される方向とは逆向きの離間方向に移動させ、前記接着部材の前記先端を前記吸着板貫通孔に進入させながら、前記接着部材の前記先端に接着された前記基板の裏面を前記基板吸着板の前記一面に接触させ、静電吸着させ、前記接着剤層を前記基板の裏面から離間させておき、前記基板表面の成膜を終えるまでは、前記基板の裏面を前記基板吸着板の前記一面に静電吸着させ続ける成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、前記マスク表面と前記基板表面との間の間隔を基準間隔としてあらかじめ定めておき、前記マスクの有するマスクマークと前記基板の有する基板マークとの相対位置関係を基準位置関係としてあらかじめ定めておき、前記マスクを前記基板に対して位置合わせするときには、前記マスク表面と前記基板表面との間の間隔が基準間隔になるように前記マスクを前記基板表面に対して垂直な方向に移動させ、前記マスクマークと前記基板マークを検出し、検出結果に基づいて、前記マスクマークと前記基板マークとの相対位置関係が前記基準位置関係になるように前記マスクを前記基板表面に平行な方向に移動させ、かつ前記マスクを前記基板表面に対して垂直な回転軸線の周りに回転させておき、前記基板表面の成膜を終えるまでは、前記基板と前記マスクの両方を前記成膜室に対して静止させ続ける成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記放出口を前記成膜室内で前記基板表面に平行な方向に移動させながら、前記放出口から前記蒸気を放出させ、前記基板表面に成膜する成膜方法である。
またマスク保持枠移動制御装置７１は、マスク１５の高さと基板１１の高さとをあらかじめ分かっており、基板１１表面とマスク１５表面との間の間隔が所定の距離（ゼロでもよい）になるように、マスク保持枠昇降装置４４ｂによるマスク保持枠４３の移動の向きと移動の量とを決定するように構成されている。
所定の枚数の基板１１を上述の方法で成膜したのちマスク１５を交換する場合には、図５を参照し、後述するように空のマスク搬送板１６を真空槽４１24内に搬入する前に、腕部６５ａがマスク１５表面と対面しないように腕部吊り下げ棒６５ｂを回転させたのち、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク保持枠４３に向かって移動させ、腕部６５ａをマスク１５の側方に位置させる。次いで腕部６５ａがマスク１５の裏面と対面するように腕部吊り下げ棒６５ｂを回転させて、腕部６５ａ上にマスク１５を載せる。次いで、腕部吊り下げ棒６５ｂをマスク保持枠４３から離れる向きで移動させ、マスク１５をマスク保持枠４３から離間させる。後述するように空のマスク搬送板１６を静止させる位置を中央にしてマスク保持枠４３とは反対側になる方へマスク１５を移動させ、静止させておく。

Claims (16)

  1. 成膜室と、
    基板を載せる基板保持枠と、
    前記基板方向に向けられた放出口から前記成膜室内に成膜材料の蒸気を放出可能な蒸着源と、
    前記基板保持枠を前記成膜室内の前記放出口と対向する位置を通る基板搬送路に沿って移動させる搬送機構と、
    を有し、前記蒸気により前記基板表面に成膜する成膜装置であって、
    前記基板搬送路と前記放出口との間に配置され、複数の貫通孔を有するマスクを載せるマスク保持枠と、
    前記マスク保持枠上の前記マスクを、前記マスクと対面する前記基板に対して位置合わせする位置合わせ装置と、
    を有し、
    前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記基板と前記マスクをいずれも前記成膜室に対して静止させた状態で、前記基板表面に成膜したのち、前記マスクを前記成膜室内に残したまま、前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜装置。
  2. 前記成膜室内に配置され、前記基板を静電吸着により保持する基板吸着板を有する請求項１記載の成膜装置。
  3. 前記成膜室内で前記基板保持枠と対面可能な位置に配置された接触部と、前記接触部を前記基板方向に移動させるように構成された接触部移動機構とが設けられた基板保持枠昇降装置を有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の成膜装置。
  4. 前記成膜室内で前記マスク保持枠上の前記マスクと対面可能な位置に配置された腕部と、前記腕部を前記基板方向に移動させるように構成された腕部移動機構とが設けられたマスク昇降装置と、
    前記マスクを載置可能な板状のマスク搬送板と、
    を有し、
    前記搬送機構は前記マスク搬送板を前記基板搬送路に沿って移動させ、前記マスク昇降装置は前記マスクを前記マスク保持枠から前記マスク搬送板に移動させる請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜装置。
  5. 一面が平面状に形成され、静電吸着機構が設けられ、吸着板貫通孔が形成され、前記成膜室内で前記基板搬送路を中央にして前記マスク保持枠の反対側に前記一面が前記基板搬送路の方を向くように配置された基板吸着板と、
    前記基板吸着板の厚みより背が高く、かつ前記吸着板貫通孔よりも径が小さく、先端に接着剤層が固定された凸部と、前記凸部が一面に突設され、前記成膜室内で前記基板吸着板を中央にして前記基板搬送路の反対側に、前記凸部の先端が前記吸着板貫通孔を通って前記基板吸着板の前記一面から突出するように配置された板部とを有する接着部材と、
    前記基板吸着板と前記接着部材をそれぞれ前記基板吸着板の前記一面に対して垂直な方向に移動可能に構成された吸着装置移動機構と
    が設けられた基板吸着装置を有する請求項１記載の成膜装置。
  6. 前記成膜室内には前記マスク保持枠が複数個配置され、
    各前記マスク保持枠はそれぞれ異なる前記マスクを載せるように構成され、
    前記位置合わせ装置は、各前記マスク保持枠にそれぞれ載せられた前記マスクを前記基板に対して位置合わせするように構成された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の成膜装置。
  7. 前記位置合わせ装置は、
    前記マスクの有するマスクマークと前記基板の有する基板マークを検出する検出装置と、
    前記成膜室内で前記マスク保持枠を前記基板表面に平行な方向に移動させ、かつ前記基板表面に対して垂直な回転軸線の周りに回転させるマスク保持枠移動回転装置と、前記マスク保持枠を前記基板表面に対して垂直な方向に移動させるマスク保持枠昇降装置と、
    前記検出装置の検出結果に基づいて、前記マスク保持枠移動回転装置による前記マスク保持枠の移動の向きと移動の量と、前記マスク保持枠の回転の向きと回転の量とを決定するマスク保持枠移動制御装置と、
    を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の成膜装置。
  8. 前記蒸着源の前記放出口は前記成膜室内で前記基板の成膜面に平行な方向に移動可能に構成された請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の成膜装置。
  9. 前記基板吸着板はポリイミドと、セラミックと、ＳｉＣと、ＢＮのうちいずれか１種類の材質を含有する請求項２若しくは請求項５のいずれか１項記載の成膜装置。
  10. 複数の前記成膜室が直列に接続されている請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の成膜装置。
  11. 成膜室内を真空排気し、前記成膜室内に基板を載せる基板保持枠を搬入し、前記基板保持枠を前記成膜室内で蒸発源の放出口と対向する位置を通る基板搬送路に沿って移動させ、前記基板保持枠上の前記基板を前記放出口と対面させ、前記放出口から前記成膜室内に成膜材料の蒸気を放出させ、前記蒸気により前記基板表面に薄膜を成膜したのち、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜方法であって、
    前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入する前に、前記成膜室内で前記放出口と前記基板搬送路との間に設置されたマスク保持枠に複数の貫通孔を有するマスクを載せておき、
    前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、前記基板保持枠上の前記基板が前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記マスクを前記基板に対して位置合わせし、前記基板と前記マスクをいずれも前記成膜室に対して静止させた状態で、前記放出口から前記蒸気を放出させ、前記基板表面に成膜したのち、前記マスクを前記成膜室内の前記マスク保持枠に載せたまま、前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出する成膜方法。
  12. 前記基板を載せる前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入し、
    前記基板保持枠を前記成膜室内で前記基板搬送路に沿って設けられた搬送部材と接触させながら移動させ、前記基板保持枠上の前記基板が前記マスク保持枠上の前記マスクと対面する位置で静止させ、前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、前記基板保持枠を前記搬送部材から離間させ、離間した位置で静止させておき、
    前記基板表面の成膜を終えたのち、前記基板保持枠を前記搬送部材に接触させ、前記成膜室外に搬出する請求項１１記載の成膜方法。
  13. 前記基板保持枠を前記成膜室外に搬出したのち、前記マスクを前記マスク保持枠から離して前記成膜室外に搬出し、
    前記基板保持枠を前記成膜室内に搬入する前に、前記マスクを前記成膜室内に搬入し、前記マスク保持枠に載せる請求項１１又は請求項１２のいずれか１項記載の成膜方法。
  14. 前記基板保持枠を前記基板の表面が前記マスクと対面する位置で静止させたのち、前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、
    一面が平面状に形成され、内部に電極が設けられた基板吸着板の前記一面を前記基板の裏面と対面させ、
    先端に接着剤層が固定された接着部材の前記先端を、前記基板吸着板に形成された吸着板貫通孔を通して前記基板の裏面に向かう接着方向に移動させ、前記基板吸着板の前記一面から突出させ、前記基板の裏面に接触させ、押圧して、前記基板の裏面を前記接着剤層を介して前記接着部材の前記先端に接着させ、
    前記基板吸着板の前記電極に直流電圧を印加しておき、
    前記接着部材の前記先端を前記接着方向とは逆向きの離間方向に移動させ、前記接着部材の前記先端を前記吸着板貫通孔に進入させながら、前記接着部材の前記先端に接着された前記基板の裏面を前記基板吸着板の前記一面に接触させ、静電吸着させ、前記接着剤層を前記基板の裏面から離間させておき、
    前記基板表面の成膜を終えるまでは、前記基板の裏面を前記基板吸着板の前記一面に静電吸着させ続ける請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項記載の成膜方法。
  15. 前記マスクを前記基板に対して位置合わせする前に、前記マスク表面と前記基板表面との間の間隔を基準間隔としてあらかじめ定めておき、前記マスクの有するマスクマークと前記基板の有する基板マークとの相対位置関係を基準位置関係としてあらかじめ定めておき、
    前記マスクを前記基板に対して位置合わせするときには、
    前記マスク表面と前記基板表面との間の間隔が基準間隔になるように前記マスクを前記基板表面に対して垂直な方向に移動させ、
    前記マスクマークと前記基板マークを検出し、
    検出結果に基づいて、前記マスクマークと前記基板マークとの相対位置関係が前記基準位置関係になるように前記マスクを前記基板表面に平行な方向に移動させ、かつ前記マスクを前記基板表面に対して垂直な回転軸線の周りに回転させておき、
    前記基板表面の成膜を終えるまでは、前記基板と前記マスクの両方を前記成膜室に対して静止させ続ける請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項記載の成膜方法。
  16. 前記放出口を前記成膜室内で前記基板表面に平行な方向に移動させながら、前記放出口から前記蒸気を放出させ、前記基板表面に成膜する請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項記載の成膜方法。
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