TW202117061A - 成膜裝置，電子裝置的製造裝置，成膜方法及電子裝置的製造方法 - Google Patents

成膜裝置，電子裝置的製造裝置，成膜方法及電子裝置的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明的課題是在於減低遮罩與基板的溫度差所造成的成膜精度的降低。 其解決手段為一種成膜裝置，係具備： 真空容器； 基板吸附手段，其係被設於真空容器內，具有用以吸附基板的吸附面； 遮罩支撐單元，其係被設在真空容器內，用以支撐遮罩； 對準手段，其係藉由使基板吸附手段與遮罩支撐單元之中至少一方移動於以和吸附面平行的第1方向、和吸附面平行且和第1方向交叉的第2方向、及和吸附面垂直的第3方向為軸的旋轉方向之中至少一個的方向，來進行基板與遮罩的對準動作；及 昇降機構，其係使基板吸附手段與遮罩支撐單元之中至少一方移動於第3方向；及 控制手段，其係在藉由對準手段來進行對準動作之前，藉由昇降機構，使被吸附於基板吸附手段的基板與藉由遮罩支撐單元所支撐的遮罩接觸。

Description

成膜裝置，電子裝置的製造裝置，成膜方法及電子裝置的製造方法
本發明是有關成膜裝置，電子裝置的製造裝置，成膜方法及電子裝置的製造方法。
有機EL顯示裝置(有機EL顯示器)是不僅智慧型手機、電視、汽車用顯示器，其應用領域也擴展至VR-HMD(Virtual Reality Head Mount Display)等，尤其被用在VR-HMD的顯示器，為了減低使用者的頭暈眼花，被要求以高精度形成像素圖案。 在有機EL顯示裝置的製造中，在形成構成有機EL顯示裝置的有機發光元件(有機EL元件；OLED)時，經由形成有像素圖案的遮罩來將從成膜裝置的成膜源放出的成膜材料成膜於基板，藉此形成有機物層或金屬層。此時，成膜源是通常使用蒸發源，蒸發源是將成膜材料加熱至高溫而使蒸發。
在如此的成膜裝置中，在成膜工程之前，利用分別設於基板與遮罩的對準標記來測定基板與遮罩的相對性位置，相對性位置偏移時，使基板及/或遮罩相對地移動而調整(對準)位置。 有機發光元件的有機物層或金屬層等的成膜精度是受基板與遮罩的對準的精度影響。在成膜工程之前或成膜工程的進行中，一旦基板與遮罩的相對性位置偏移，則成膜精度會降低。
(發明所欲解決的課題)
在成膜裝置中，被配置於蒸發源側的遮罩是容易受來自蒸發源的輻射熱的影響，有溫度上昇的情形。相較於此，基板是在與蒸發源之間配置遮罩而不僅受輻射熱的影響相對地少，且因為與吸附其背面的靜電吸盤接觸，所以被維持於相對地低的溫度。其結果，在基板與遮罩之間產生溫度差。 因此，在基板與遮罩各者的熱膨脹的程度產生差，影響對準的精度。亦即，因為相對地高溫的遮罩的熱膨脹，定義成膜圖案的遮罩的開口的大小會變化，或開口的位置會偏移。其結果，成膜精度低落，成膜工程的良品率降低。 本發明是以提供一種可減低遮罩與基板的溫度差所造成的成膜精度的降低之成膜裝置、電子裝置的製造裝置、成膜方法及使用彼的電子裝置的製造方法為目的。 (用以解決課題的手段)
本發明係一種成膜裝置，係具備： 真空容器； 基板吸附手段，其係被設於前述真空容器內，具有用以吸附基板的吸附面； 遮罩支撐單元，其係被設在前述真空容器內，用以支撐遮罩； 對準手段，其係藉由使前述基板吸附手段與前述遮罩支撐單元之中至少一方移動於以和前述吸附面平行的第1方向、和前述吸附面平行且和前述第1方向交叉的第2方向、及和前述吸附面垂直的第3方向為軸的旋轉方向之中至少一個的方向，來進行前述基板與前述遮罩的對準動作；及 昇降機構，其係使前述基板吸附手段與前述遮罩支撐單元之中至少一方移動於前述第3方向， 其特徵為具備控制手段，其係在藉由前述對準手段來進行前述對準動作之前，藉由前述昇降機構，使被吸附於前述基板吸附手段的基板與藉由前述遮罩支撐單元所支撐的遮罩接觸。 [發明的效果]
若根據本發明，則藉由在對準工程之前使遮罩與基板接觸，降低遮罩的溫度，可使成膜精度及成膜工程的良品率提升。
以下，一面參照圖面一面說明本發明的較佳的實施形態及實施例。但，以下的實施形態及實施例是舉例表示本發明的較佳的構成，本發明的範圍是不被限定於該等的構成。又，以下說明的裝置的硬體構成及軟體構成、處理流程、製造條件、尺寸、材質、形狀等是除非特限定性的記載，否則不是將本發明的範圍限定於該等的內容。
本發明是可使各種材料堆積於基板的表面來進行成膜的裝置，可適用於藉由真空蒸鍍來形成所望的圖案的薄膜(材料層)的裝置。 作為基板的材料是可選擇半導體(例如矽)、玻璃、高分子材料的薄膜、金屬等的任意的材料，基板是例如亦可為在矽晶圓或玻璃基板上層疊聚醯亞胺等的薄膜的基板。又，作為成膜材料也可選擇有機材料、金屬性材料(金屬、金屬氧化物等)等的任意的材料。
另外，本發明是可有效地適用在如加熱蒸發的真空蒸鍍裝置般具有蒸發源的成膜裝置，但不被限定於此，亦可適用在包含濺射裝置或CVD(ChemicalVaporDeposition)裝置的成膜裝置。本發明的技術，具體而言，可適用在半導體裝置、磁氣裝置、電子零件等的各種電子裝置或光學零件等的製造裝置。作為電子裝置的具體例，可舉發光元件或光電變換元件、觸控等。 本發明是尤其可理想適用在OLED等的有機發光元件或有機薄膜太陽電池等的有機光電變換元件的製造裝置。另外，本發明的電子裝置是也包含具備發光元件的顯示裝置(例如有機EL顯示裝置)或照明裝置(例如有機EL照明裝置)、具備光電變換元件的感測器(例如有機CMOS影像感測器)。
＜電子裝置的製造裝置＞ 圖1是模式性地表示電子裝置的製造裝置的一部分的構成的平面圖。 圖1的製造裝置是例如被用在VR-HMD用的有機EL顯示裝置的顯示面板的製造。VR-HMD用的顯示面板時，例如，在預定的大小的矽晶圓進行有機EL元件的形成用的成膜之後，沿著元件形成區域之間的區域(劃線區域)切出該矽晶圓，製作複數的小尺寸的面板。 本實施形態的電子裝置的製造裝置是一般包含複數的群聚裝置1及連接群聚裝置1之間的中繼裝置。 群聚裝置1是具備： 進行對於基板W的處理(例如成膜)的成膜裝置11； 收納使用前後的遮罩M的遮罩存料裝置12；及 被配置於其中央的搬送室13(搬送裝置)。 搬送室13是如圖1所示般，與成膜裝置11及遮罩存料裝置12的各者連接。 在搬送室13內是配置有搬送基板W及遮罩M的搬送機器人(robot)14。搬送機器人14是例如具有在多關節臂(arm)安裝保持基板W或遮罩M的機械手(robot hand)的構造的機器人。
成膜裝置11是從蒸發源放出的成膜材料會經由遮罩M來成膜於基板W上。與搬送機器人14的基板W/遮罩M的交接、後述的本發明的均熱化工程、基板W與遮罩M的相對性位置的調整(對準)、遮罩M與基板W的固定、成膜等的一連串的成膜製程是藉由成膜裝置11來進行。 在用以製造有機EL顯示裝置的製造裝置中，成膜裝置11是可依據被成膜的材料的種類來分成有機膜的成膜裝置及金屬性膜的成膜裝置。有機膜的成膜裝置是藉由蒸鍍或濺射來將有機物的成膜材料成膜於基板W。金屬性膜的成膜裝置是藉由蒸鍍或濺射來將金屬性的成膜材料成膜於基板W。 在用以製造有機EL顯示裝置的製造裝置中，要將哪個成膜裝置配置於哪個位置是依被製造的有機EL元件的層疊構造而異，配置用以按照有機EL元件的層疊構造來予以成膜的複數的成膜裝置。 有機EL元件的情況，通常具有在形成陽極的基板W上依序層疊電洞注入層、電洞輸送層、發光層、電子輸送層、電子注入層、陰極的構造，以可依序將該等的層成膜的方式配置成膜裝置。
在遮罩存料裝置12是被使用在成膜裝置11的成膜工程的新的遮罩M及使用完了的遮罩M會分開收納於複數的盒。搬送機器人14是將使用完了的遮罩M從成膜裝置11搬送至遮罩存料裝置12的盒，將被收納於遮罩存料裝置12的其他的盒的新的遮罩M搬送至成膜裝置11。 被連結於複數的群聚裝置1之間的中繼裝置是包含在群聚裝置1之間搬送基板W的傳遞(pass)室15。 搬送室13的搬送機器人14是從上游側的傳遞室15接受基板W，而搬送至該群聚裝置1內的成膜裝置11的一個(例如成膜裝置11a)。又，搬送機器人14是從複數的成膜裝置11的一個(例如成膜裝置11e)接受在該群聚裝置1的成膜處理完了的基板W，而搬送至被連結至下游側的傳遞室15。
中繼裝置是除了傳遞室15以外，更可包含：用以吸收在上下游側的群聚裝置1的基板W的處理速度的差的緩衝室(未圖示)，及用以改變基板W的方向的旋轉室(未圖示)。例如，緩衝室是包含暫時性地收納複數的基板W的基板裝載部，旋轉室是包含用以使基板W旋轉180度的基板旋轉機構(例如旋轉平台或搬送機器人)。藉此，在上游側的群聚裝置及下游側的群聚裝置，基板W的方向會形成相同，基板處理變容易。 本發明之一實施形態的傳遞室15是亦可包含用以暫時性地收納複數的基板W的基板裝載部(未圖示)或基板旋轉機構。亦即，傳遞室15亦可兼作緩衝室或旋轉室的機能。 構成群聚裝置1的成膜裝置11、遮罩存料裝置12、搬送室13等是在有機發光元件的製造過程，被維持於高真空狀態。中繼裝置的傳遞室15是通常被維持於低真空狀態，但亦可因應所需被維持於高真空狀態。 構成有機EL元件的複數的層的成膜完了的基板W是被搬送至用以密封有機EL元件的密封裝置(未圖示)或用以將基板W切斷成預定的面板大小的切斷裝置(未圖示)等。
在本實施例中，參照圖1說明有關電子裝置的製造裝置的構成，但本發明是不被限定於此，亦可具有其他的種類的裝置或腔室，該等的裝置或腔室間的配置亦可改變。 例如，本發明之一實施形態的電子裝置製造裝置亦可不是圖1所示的群聚型，而為排線型(in-line type)。亦即，亦可具有將基板W與遮罩M搭載於載體，一邊通過排列成一列的複數的成膜裝置內，一邊進行成膜的構成。又，亦可具有組合群聚型與排線型的型的構造。例如，亦可至有機層的成膜為止是在群聚型的製造裝置進行，從電極層(陰極層)的成膜工程到密封工程及切斷工程等是在排線型的製造裝置進行。
以下，說明有關成膜裝置11的具體的構成。 ＜成膜裝置＞ 圖2是表示本發明之一實施形態的成膜裝置11的構成的模式圖。在以下的說明中，使用將鉛直方向設為Z方向，將水平面設為XY平面的XYZ正交座標系。又，以θX 來表示繞著X軸的旋轉角，以θY 來表示繞著Y軸的旋轉角，以θZ 來表示繞著Z軸的旋轉角。 圖2是表示藉由加熱成膜材料來使蒸發或昇華，經由遮罩M來成膜於基板W的成膜裝置11的一例。 成膜裝置11是包含： 被維持於真空環境或氮氣體等的惰性氣體環境的真空容器21； 被設在真空容器21內，用以將基板W的位置調整至X方向(第1方向)、Y方向(第2方向)及θZ 方向(旋轉方向)之中至少一個的方向的磁浮平台機構22(第1驅動機構)； 被設在真空容器21內，支撐遮罩M的遮罩支撐單元23； 被設在真空容器21內，吸附保持基板W的基板吸附手段24；及 被設在真空容器21內，收納成膜材料，予以加熱而放出的蒸發源25。
本發明之一實施形態的成膜裝置11是更可包含用以藉由磁氣力來使遮罩M緊貼於基板W側的磁力施加手段26。 本發明之一實施形態的成膜裝置11的真空容器21是包含：配置有磁浮平台機構22的第1真空容器部211，及配置有蒸發源25的第2真空容器部212。真空容器21是例如藉由被連接至第2真空容器部212的真空泵(未圖示)來將其內部空間維持於高真空狀態。 在此，根據為了減低外部振動傳至磁浮平台機構22，而將真空容器21分成複數的真空容器部211，212的構造，來說明本發明的實施例。但，本發明是不被限定於此，在以真空容器21為單一的真空容器部所構成的成膜裝置也可同樣地適用。
如圖2所示般，真空容器21被分成2個的真空容器部211、212時，至少在第1真空容器部211與第2真空容器部212之間是設置有可伸縮構件213。可伸縮構件213是在於減低來自被連結至第2真空容器部212的真空泵的振動或來自設有成膜裝置11的地板或樓層的振動通過第2真空容器部212而傳至第1真空容器部211。可伸縮構件213是例如為波紋管，但本發明是不被限定於此，亦可使用在第1真空容器部211與第2真空容器部212之間可減低振動的傳達的其他的構件。 如此，本發明之一實施形態的成膜裝置11是可減低外部振動傳至設置磁浮平台機構22的第1真空容器部211。
真空容器21是更包含：固定連結磁浮平台機構22的基準板214，及用以將基準板214支撐於預定的高度的基準板支撐部215。若根據本發明之一實施例，則如圖2所示般，亦可在基準板214與第1真空容器部211之間更設置可伸縮構件213。藉此，可更減低外部振動經由基準板214來傳至磁浮平台機構22。 雖未圖示，但真空容器21是以突出至真空容器21的內側之方式，可更包含被設置於基準板214亦即真空容器21的上部容器壁的真空對應筒。此情況，後述的對準攝影機單元27的對準攝影機是被配置為被插入至真空對應筒的大氣側。 在基準板支撐部215與成膜裝置11的設置架台217之間是設置有用以減低振動從地板或樓層通過設置架台217來傳至基準板支撐部215的除振單元216。
磁浮平台機構22是用以根據在對準攝影機單元27所測定的基板W與遮罩M的相對性位置，來調整基板W與遮罩M的相對性位置(對準動作)的對準平台機構(對準手段)的一例。亦即，磁浮平台機構22是用以藉由磁浮線性馬達來調整基板W或基板吸附手段24的位置的平台機構，至少可調整X方向、Y方向、θZ 方向的基板W或基板吸附手段24的位置。 磁浮平台機構22是包含：作為固定台機能的平台基準板部221、作為可動台機能的微動平台板部222，及用以使微動平台板部222對於平台基準板部221磁浮及移動的磁浮單元223。 磁浮平台機構22是利用自重補償磁石(未圖示)來提供對應於作用在微動平台板部222的重力之大小的浮上力。藉此，在使微動平台板部222浮上的狀態下，利用磁浮線性馬達(未圖示)，可使微動平台板部222移動於X方向、Y方向及θZ 方向之中至少一個的方向。此時，微動平台板部222的位置是可利用雷射干涉儀(未圖示)來測定，被測定的位置資訊是用以控制磁浮線性馬達的驅動。
圖2是表示使用磁浮平台機構22作為對準平台機構的實施例，但本發明是不被限定於此，例如，亦可使用包含被設置在真空容器21的外部的XYθz致動器(actuator)等的機械性的對準平台機構。 遮罩支撐單元23是接受被設在搬送室13的搬送機器人14所搬送來的遮罩M而保持的手段，亦被稱為遮罩夾具。 遮罩支撐單元23是被設置成至少可昇降於鉛直方向(Z方向、第3方向)。藉此，可容易調節基板W與遮罩M之間的鉛直方向的間隔。如本發明之一實施例般，藉由磁浮平台機構22來調整基板W的位置時，藉由包含馬達(未圖示)及滾珠螺桿/導件(未圖示)等的昇降機構來機械性地昇降驅動支撐遮罩M的遮罩支撐單元23為理想。
又，若根據本發明之一實施例，則遮罩支撐單元23是亦可設置成可移動於水平方向(亦即XYθZ 方向)。藉此，即使遮罩M偏離對準攝影機單元27的對準攝影機的視野時，也可迅速地使移動至視野內。 遮罩支撐單元23是更包含：用以暫時性地接受藉由搬送機器人14來搬入至真空容器21內的遮罩M的遮罩拾取器231。 遮罩拾取器231是被構成為可對於遮罩支撐單元23的遮罩支撐面相對地昇降。例如圖2所示般，可構成為遮罩拾取器231能藉由遮罩拾取器昇降機構232來對於遮罩支撐單元23的遮罩支撐面相對地昇降。但，本發明是不被限定於此，只要遮罩拾取器231與遮罩支撐單元23的遮罩支撐面可相對性地昇降，亦可具有其他的構成。
從搬送機器人14的手接受遮罩M的遮罩拾取器231是對於遮罩支撐單元23的遮罩支撐面相對地下降，使遮罩M下降至遮罩支撐單元23。相反的，搬出使用完了的遮罩M時，從遮罩支撐單元23的遮罩支撐面舉起遮罩M，使搬送機器人14的手可接受遮罩M。 遮罩M是具有對應於被形成於基板W上的薄膜圖案的開口圖案，藉由遮罩支撐單元23來支撐。例如，為了製造VR-HMD用的有機EL顯示面板而被使用的遮罩M是包含：形成有對應於有機EL元件的發光層的RGB像素圖案的微細的開口圖案的金屬製遮罩的精細金屬遮罩(Fine Metal Mask)，及為了形成有機EL元件的共通層(電洞注入層、電洞輸送層、電子輸送層、電子注入層等)而被使用的開放遮罩(open mask)。
基板吸附手段24是用以保持基板W的基板保持單元的一例。基板吸附手段24是吸附保持被設置於搬送室13的搬送機器人14所搬送而來的作為被成膜體的基板W，被設置於磁浮平台機構22的可動台的微動平台板部222。 基板吸附手段24是例如具有在介電質/絕緣體(例如陶瓷材質)矩陣內埋設金屬電極等的電路的構造之靜電吸盤。如此的靜電吸盤是相較於基板W，熱容量大，因此吸附於靜電吸盤的基板W是相較於遮罩M，即使受來自蒸發源25的輻射熱影響，溫度的上昇也會相對性地被抑制(例如室溫)。因此，如後述般，藉由在對準工程(對準動作)之前使基板W與遮罩M接觸或緊貼，可降低遮罩M的溫度。
作為基板吸附手段24的靜電吸盤是可為相對地電阻高的介電質介於電極與吸附面之間，藉由電極與被吸附體之間的庫倫力來進行吸附的庫倫力型的靜電吸盤，或亦可為相對地電阻低的介電質介於電極與吸附面之間，藉由在介電質的吸附面與被吸附體之間產生的約翰遜·拉別克力來進行吸附的約翰遜·拉別克力型的靜電吸盤，或亦可為藉由不均一電場來吸附被吸附體的梯度力型的靜電吸盤。 當被吸附體為導體或半導體(矽晶圓)時，使用庫倫力型的靜電吸盤或約翰遜·拉別克力型的靜電吸盤為理想，當被吸附體為玻璃之類的絕緣體時，使用梯度力型的靜電吸盤為理想。
靜電吸盤是可用一個的板形成，或亦可被形成為具有可獨立地控制吸附力的複數的副板。又，以一個的板形成時，亦可設為在其內部具有複數的電極部，可在一個的板內按每個電極部獨立地控制吸附力。 成膜裝置11是亦可更設置：在基板吸附手段24吸附保持藉由搬送機器人14來搬入至真空容器21內的基板W之前暫時性地保持基板W的基板支撐單元。例如，基板支撐單元是亦可被設置為在遮罩支撐單元23具有另設的基板支撐面，亦可設置為藉由遮罩支撐單元23的昇降來昇降。
又，亦可在基板吸附手段24一體或別體設置用以冷卻基板吸附手段24的冷卻手段，亦即抑制基板W的溫度上昇的冷卻手段。作為前者的例子，例如，亦可在靜電吸盤設置冷媒流路，藉由流動冷媒，靜電吸盤亦兼具作為冷卻手段的任務。作為後者的例子，亦可在靜電吸盤的基板吸附面的相反側追加設置另外的冷卻板。 藉由如此基板吸附手段24兼具作為冷卻手段的任務，或另外設置冷卻手段，可抑制基板W的溫度的上昇。藉此，亦可抑制被堆積於基板W上的有機材料的變質或劣化。特別是藉由設置冷卻手段，在使基板W與遮罩M接觸或緊貼時，可使高溫狀態的遮罩M更有效率地冷卻。
蒸發源25是包含：收納有被成膜於基板W的成膜材料的坩鍋(未圖示)、用以加熱坩鍋的加熱器(未圖示)、來自蒸發源25的蒸發速率形成一定為止阻擋成膜材料飛散至基板W的擋門(未圖示)等。蒸發源25是點(point)蒸發源或線狀(linear)蒸發源等，可按照用途具有多樣的構成。 蒸發源25是亦可包含收納彼此相異的成膜材料的複數的坩鍋。在如此的構成中，亦可將收納不同的成膜材料的複數的坩鍋設置成可移動至成膜位置，而使能夠不將真空容器21大氣開放來變更成膜材料。
磁力施加手段26是用以藉由磁力來將遮罩M吸引至基板W側而緊貼的手段。亦即，磁力施加手段26是為了均熱化而在對準工程之前及/或對準工程的完了後，且成膜工程的開始前，以磁氣力來吸引遮罩M而使緊貼於基板W。 如此的磁力施加手段26是用以將遮罩M吸引至基板W側而使緊貼的遮罩緊貼手段的一例，本發明是不被限定於此。例如，遮罩M是亦可使用基板吸附手段24的靜電吸盤來吸引至基板W側。此情況，基板吸附手段亦可同時作為遮罩緊貼手段機能。 如此的磁力施加手段26是可昇降地設置於鉛直方向。此情況，在吸引遮罩M時，使磁力施加手段26下降至遮罩M側，相反的，在分離被吸引的遮罩M時，使磁力施加手段26從遮罩M側上昇。與此不同，藉由將被施加於磁力施加手段26的電壓予以ON/OFF，亦可控制磁力的發生。如此的磁力施加手段26是例如磁力施加手段26可用電磁石及/或永久磁石來構成。
成膜裝置11是亦可包含用以測定被蒸鍍於基板W的膜的厚度的膜厚監視器(未圖示)及膜厚算出單元(未圖示)。 在真空容器21的上部外側(大氣側)，亦即在基準板214上是設置有用以使遮罩拾取器231昇降的遮罩拾取器昇降機構232、用以使磁力施加手段26昇降的磁力施加手段昇降機構261等。 而且，亦可將用以使遮罩支撐單元23昇降的遮罩支撐單元昇降機構(未圖示，第2驅動機構)設置在基準板214上，但本發明並非被限定於此，例如，亦可將遮罩支撐單元昇降機構(未圖示)設置於第1真空容器部211的下部的大氣側。又，亦可將用以使基板吸附手段24那樣的基板保持單元昇降的基板保持單元昇降機構(未圖示)設置於真空容器21的上部外側。又，一個的昇降機構(未圖示)亦可使遮罩支撐單元23及基板吸附手段24之中的至少一方昇降。
本發明之一實施例的成膜裝置11是更包含對準攝影機單元27，該對準攝影機單元27是包含用以攝取被形成於基板W及遮罩M的對準標記，測定基板W與遮罩M的相對性位置的對準攝影機。 對準攝影機是包含：視野角廣，解像度相對地低的粗略對準攝影機(第1對準攝影機)，及視野角窄，解像度相對地高的精細對準攝影機(第2對準攝影機)。粗略對準攝影機與精細對準攝影機是以能夠攝取被設在基板W與遮罩M的粗略對準標記及精細對準標記之方式，分別被設置在對應於粗略對準標記的位置(第1位置)的位置及對應於精細對準標記的位置(第2位置)的位置。粗略對準標記的位置與精細對準標記的位置是亦可為彼此相異。
成膜裝置11是具備控制部28。控制部28是具有：基板W/遮罩M的搬送的控制、基板W與遮罩M之間的距離的控制、遮罩M往基板W的緊貼的控制、對準的控制、往基板吸附手段24的電壓施加的控制、成膜的控制等，整體性地控制成膜裝置11的動作的機能。有關在本發明的成膜方法中的控制部28的控制是參照圖3~圖5後述。 控制部28是例如可藉由持有處理器、記憶體、存儲器、I/O等的電腦所構成。此情況，控制部28的機能是藉由處理器實行被儲存於記憶體或存儲器的程式來實現。電腦是可使用泛用的個人電腦，或亦可使用嵌入型的電腦或PLC(programmable logic controller)。或，亦可以ASIC或FPGA之類的電路來構成控制部28的機能的一部分或全部。又，亦可按每個成膜裝置設置控制部，或亦可構成為一個的控制部控制複數的成膜裝置。
＜成膜製程＞ 以下，參照圖3~圖5說明有關在圖2所示的本實施形態的成膜裝置11的成膜方法。 在本發明的成膜方法中，實施基板W與遮罩M的對準(位置調整)工程之前，實施使基板W與遮罩M接觸或緊貼而均熱化的均熱化工程。 在此，所謂「接觸」是意思遮罩M與基板W十分/非常接近，基板W的至少一部分會接觸於遮罩M的至少一部分的狀態。另一方面，「緊貼」是意思從遮罩M與基板W接觸的狀態，藉由磁力施加手段26之類的遮罩緊貼手段，遮罩M與基板W更相對地被拉近的狀態等，兩者無間隙接觸的狀態。
如前述般，遮罩M是容易受到來自蒸發源25的輻射熱的影響而溫度上昇，但基板W是被吸附於基板吸附手段24而溫度的上昇會被抑制，或藉由冷卻手段來冷卻。此情況，有因遮罩M的熱膨脹而在遮罩M的開口圖案產生變形，或產生開口圖案及/或對準標記的位移，而對準的精度及成膜精度降低的情形。但，若根據本發明，則藉由在對準工程之前使基板W與遮罩M接觸或緊貼，實施均熱化工程或冷卻工程，可抑制遮罩M的熱膨脹所造成的對準精度及成膜精度的降低。 特別是本發明的實施例之均熱化工程或冷卻工程是在實施對準工程之前，只使基板W與遮罩M接觸或緊貼來進行，因此在成膜裝置11可不追加別的構成要素，原封不動使用既存的成膜裝置11。 但，本發明是不被限定於此，亦可與均熱化工程一起在遮罩支撐單元23追加設置預定的冷卻手段等，藉此使遮罩M追加性地冷卻。
當對準工程分成第1對準(粗略對準)及第2對準(精細對準)來進行時，本發明的均熱化工程是亦可在實施第1對準之前實行，或在實施第2對準之前實行。或，依實施例，均熱化工程是亦可在實施第1對準之前及實施第2對準之前實行。
圖3是表示本發明的第1實施例的成膜方法的流程圖，圖4是模式性地表示圖3的成膜方法的一部分的工程的圖面。圖3及圖4所圖示的實施例是使遮罩M與基板W接觸或緊貼而冷卻遮罩M的均熱化工程在基板W與遮罩M的對準工程之前亦即粗略對準工程之前實行。
首先，在遮罩M被支撐於遮罩支撐單元23的狀態下，藉由搬送室13的搬送機器人14來將基板W搬入至真空容器21內(S101)。 控制部28是對基板吸附手段24施加基板吸附電壓，使藉由搬送機器人14搬入至真空容器21內的基板W吸附於基板吸附手段24(S102)。圖4(a)是表示遮罩M被支撐於遮罩支撐單元23，基板W被吸附於基板吸附手段24的狀態。 在使基板W吸附於基板吸附手段24時，可使基板W的全面同時吸附於基板吸附手段24的吸附面全體，或亦可從基板吸附手段24的複數的區域之中一區域朝向其他的區域逐漸使基板W吸附。
其次，為了基板W與遮罩M的均熱化，使遮罩M與基板W接觸或緊貼(S103、圖4(b)及(c))。 為此，控制部28是驅動遮罩支撐單元昇降機構，使基板吸附手段24與遮罩支撐單元23相對地接近(圖4(b))。此時，可使基板吸附手段24與遮罩支撐單元23相對地接近(例如使遮罩支撐單元23上昇)至藉由遮罩支撐單元23所支撐的遮罩M會形成與吸附於基板吸附手段24的基板W接觸的距離為止。由於基板W與遮罩M會接觸，因此從相對地高溫的遮罩M往相對地低溫的基板W進行熱傳達。圖4(b)是表示在基板W藉由基板吸附手段24來吸附的狀態下，接觸於遮罩M的狀態，但在本發明中接觸是不被限定於此，例如，亦可基板W離開基板吸附手段24而被載置於遮罩M上來與遮罩M接觸。
而且，亦可追加實施從遮罩M與基板W接觸的狀態，使遮罩M緊貼於基板W的工程。為此，控制部28是驅動磁力施加手段昇降機構261，而使磁力施加手段26下降至基板吸附手段24側。藉此，遮罩M會藉由來自磁力施加手段26的磁力而被拉近，緊貼於基板W(圖4(c))。藉由接觸於基板W的遮罩M被緊貼於基板W，從遮罩M往基板W的熱傳達會更迅速且有效率地進行。 此時，基板W與遮罩M是在預定的時間的期間維持接觸或緊貼的狀態，使來自遮罩M的熱傳達充分地進行為理想。在此，預定的時間是按照基板W與遮罩M的材質等來設成數秒~數十秒為理想。若接觸或緊貼的時間過短，則無法充分地取得遮罩M與基板W的均熱化效果，若過長，則全體的工程時間增加，生產性低落。但，本發明是不被限定於此數字範圍，只要可取得均熱化或冷卻的效果，抑制全體的工程時間的增加，其他的數字範圍也可以。 預定的時間經過後，控制部28是驅動磁力施加手段昇降機構261，使磁力施加手段26從基板吸附手段24上昇。其結果，遮罩M與基板W會從緊貼的狀態解除。
其次，為了基板W與遮罩M的相對性位置的調整，實施第1對準(粗略對準)(S104、圖4(d))。為此，首先，控制部28是使基板吸附手段24與遮罩支撐單元23相對地分離(例如使遮罩支撐單元23下降)至被吸附於基板吸附手段24的基板W與藉由遮罩支撐單元23所支撐的遮罩M之間的距離形成預先被設定的粗略對準計測距離為止。 一旦基板W與遮罩M之間的距離形成預定的粗略對準計測距離，則藉由粗略對準攝影機來攝取基板W及遮罩M的對準標記，控制部28測定XYθZ 方向的基板W與遮罩M的相對性位置，根據此來算出該等之間的相對性位置偏移量。
控制部28是根據：藉由雷射干涉儀所測定的微動平台板部222(或基板吸附手段24)的位置，及藉由粗略對準攝影機所算出的相對性位置偏移量，來算出微動平台板部222(或基板吸附手段24)的移動目標位置的座標。 根據移動目標位置的座標，邊以雷射干涉儀測定微動平台板部222的位置，邊藉由磁浮線性馬達，在XYθZ 方向，將微動平台板部222(或基板吸附手段24)驅動至移動目標位置，藉此調整基板W與遮罩M的相對性位置。本實施例的粗略對準是說明了藉由磁浮線性馬達來使微動平台板部222移動，但亦可按照基板W與遮罩M之間的位置偏移量的大小，藉由機械性對準平台機構來使遮罩支撐單元23移動於XYθZ 方向，進行粗略對準。
一旦粗略對準完了，則為了基板W與遮罩M的相對性位置的更精密的調整，而實施第2對準(精細對準)(S105，圖4(e))。為此，控制部28是首先藉由遮罩支撐單元昇降機構來使遮罩支撐單元23上昇，使遮罩M對於基板W來到精細對準計測位置。然後，一旦遮罩M對於基板W來到精細對準計測位置，則以精細對準攝影機來設於基板W及遮罩M的對準標記，控制部28測定XYθZ 方向的基板W與遮罩M的相對性位置偏移量。 若精細對準計測位置的基板W與遮罩M之間的相對性位置偏移量比預定的臨界值大，則使遮罩M再度下降，使基板W與遮罩M分離後，控制部28是根據：藉由雷射干涉儀32所測定的微動平台板部222的位置，及基板W與遮罩M的相對性位置偏移量，來算出微動平台板部222的移動目標位置。
根據被算出的移動目標位置，邊以雷射干涉儀測定微動平台板部222的位置，邊藉由磁浮線性馬達，在XYθZ 方向，將微動平台板部222驅動至移動目標位置，藉此調整基板W與遮罩M的相對性位置。 將如此的過程重複至基板W與遮罩M的相對性位置偏移量形成比預定的臨界值小為止。
然後，若基板W與遮罩M的相對性位置偏移量比預定的臨界值小，則實施成膜工程(S106，圖4(f))。為此，控制部28是首先使遮罩支撐單元23上昇，而使被吸附於基板吸附手段24的基板W的成膜面會形成與遮罩M的上面接觸的蒸鍍位置。然後，控制部28是一旦基板W與遮罩M到達接觸的蒸鍍位置，則使磁力施加手段昇降機構261下降，隔著基板W吸引遮罩M，藉此使基板W與遮罩M緊貼。 在此過程，為了確認是否發生基板W與遮罩M的XYθZ 方向的位移，而使用精細對準攝影機，進行基板W與遮罩M的相對性位置的計測，當被計測的相對性位置的偏離量為預定的臨界值以上時，使基板W與遮罩M再度分離(例如使遮罩支撐單元23下降)至預定的距離之後，調整基板W與遮罩M之間的相對性位置，重複相同的過程。
在基板W與遮罩M位於蒸鍍位置的狀態下，若基板W遮罩M的相對性位置偏移量比預定的臨界值小，則開始成膜工程。此時，控制部28是開啟蒸發源25的擋門，使蒸發後的成膜材料經由遮罩M來成膜於基板W。 所望的厚度蒸鍍之後，使磁力施加手段26上昇而分離遮罩M，使遮罩支撐單元23下降。
其次，搬送機器人14的手會進入至成膜裝置11的真空容器21內，在基板吸附手段24的電極部施加零(0)或逆極性的基板分離電壓，將基板W從基板吸附手段24分離。藉由搬送機器人14來將被分離的基板W從真空容器21搬出。 圖5是表示本發明的第2實施例的成膜方法的流程圖。在圖5所圖示的實施例是使遮罩M與基板W接觸或緊貼而使遮罩M冷卻的均熱化工程會被實施於粗略對準工程與精細對準工程之間的點與第1實施例不同。以下是以和第1實施例不同的點為中心說明有關第2實施例。
若參照圖5，則在遮罩M被支撐於真空容器21內的遮罩支撐單元23的狀態下，藉由搬送室13的搬送機器人14來將基板W搬入至真空容器21內(S201)。 然後，控制部28是對基板吸附手段24的電極部施加基板吸附電壓而使基板W吸附(S202)。 其次，為了基板W與遮罩M的相對性位置的調整，實施第1對準(粗略對準)(S203)。因此，首先，控制部28是使基板吸附手段24與遮罩支撐單元23相對地接近(例如將遮罩支撐單元23上昇)至基板W與遮罩M之間的距離形成被預先設定的粗略對準的計測距離為止。然後，以粗略對準攝影機來測定基板W與遮罩M的相對性位置，根據此，算出該等之間的相對性位置偏移量之後，將微動平台板部222或基板吸附手段24驅動至移動目標位置。
一旦粗略對準完了，則為了基板W與遮罩M的均熱化，而使遮罩M與基板W接觸或緊貼(S204)。此時，控制部28是驅動遮罩支撐單元昇降機構，使遮罩支撐單元23上昇，而使遮罩M接觸於基板W。然後，亦可因應所需，追加實施從遮罩M與基板W接觸的狀態，使遮罩M緊貼於基板W的過程。此時，基板W與遮罩M是預定的時間的期間維持接觸或緊貼的狀態，而使從遮罩M往基板W的熱傳達充分地進行為理想。 其次，為了基板W與遮罩M的相對性位置的更精密的調整，實施第2對準(精細對準)(S205)。為此，控制部28是首先藉由遮罩支撐單元昇降機構來使遮罩支撐單元23下降，而使遮罩M對於基板W來到精細對準計測位置。然後，以精細對準攝影機來攝取基板W與遮罩M的對準標記，測定在XYθZ 方向的相對性位置偏移量之後，根據此，將微動平台板部222驅動至移動目標位置，藉此調整基板W與遮罩M的相對性位置。
然後，基板W與遮罩M的相對性位置偏移量比預定的臨界值小，則實施成膜工程(S206)。為此，控制部28是開啟蒸發源25的擋門，使蒸發後的成膜材料經由遮罩M來成膜於基板W。 成膜材料被成膜於基板W至所望的厚度之後，搬送機器人14的手會進入至成膜裝置11的真空容器21內，對基板吸附手段24的電極部施加零(0)或逆極性的基板分離電壓，從基板吸附手段24分離基板W。藉由搬送機器人14從真空容器21搬出被分離的基板W。 另外，在上述的說明中，成膜裝置11是基板W的成膜面在鉛直方向朝向下方的狀態下進行成膜，所謂的向上蒸鍍方式(Deposition Up)的構成，但本發明是不被限定於此，亦可為基板W被垂直地立於真空容器21的側面側的狀態下配置，在基板W的成膜面與重力方向平行的狀態下進行成膜。
＜電子裝置的製造方法＞ 其次，說明有關使用本實施形態的成膜裝置的電子裝置的製造方法的一例。以下，舉有機EL顯示裝置的構成及製造方法為例，作為電子裝置的例子。 首先，說明有關製造的有機EL顯示裝置。圖6(a)是表示有機EL顯示裝置60的全體圖，圖6(b)是表示1像素的剖面構造。
如圖6(a)所示般，在有機EL顯示裝置60的顯示區域61是具備複數個發光元件的像素62會矩陣狀地配置複數個。詳細在後說明，發光元件的各者是具有具備被夾於一對的電極的有機層的構造。另外，在此所謂的像素是意指在顯示區域61中可顯示所望的顏色的最小單位。本實施例的有機EL顯示裝置的情況，藉由顯示彼此相異的發光的第1發光元件62R、第2發光元件62G、第3發光元件62B的組合來構成像素62。大多像素62是以紅色發光元件、綠色發光元件及藍色發光元件的組合所構成，但亦可為黃色發光元件、綠藍色發光元件及白色發光元件的組合，並無特別限制，只要至少1色以上。
圖6(b)是圖6(a)的A-B線的部分剖面模式圖。像素62是在基板63上具有有機EL元件，該有機EL元件是具備陽極64、電洞輸送層65、發光層66R、66G、66B的任一個、電子輸送層67及陰極68。該等之中，電洞輸送層65、發光層66R、66G、66B、電子輸送層67相當於有機層。並且，在本實施形態中，發光層66R是發出紅色的有機EL層、發光層66G是發出綠色的有機EL層、發光層66B是發出藍色的有機EL層。發光層66R、66G、66B是分別被形成對應於發出紅色、綠色、藍色的發光元件(也有記載成有機EL元件的情況)的圖案。又，陽極64是按每個發光元件分離形成。電洞輸送層65、電子輸送層67及陰極68是可複數的發光元件62R、62G、62B共通形成，或亦可按每個發光元件形成。另外，為了防止陽極64及陰極68因為異物而短路，而在陽極64間設有絕緣層69。進一步，有機EL層因為水分或氧而劣化，所以設有用以自水分或氧保護有機EL元件的保護層70。
在圖6(b)中，電洞輸送層65或電子輸送層67以一個的層表示，但亦可依照有機EL顯示元件的構造，以包含電洞區塊層或電子區塊層的複數的層來形成。並且，在陽極64與電洞輸送層65之間是亦可形成具有可使從陽極64往電洞輸送層65的電洞的注入順暢地進行的能帶構造的電洞注入層。同樣，在陰極68與電子輸送層67之間也可形成電子注入層。
其次，具體說明有關有機EL顯示裝置的製造方法的例子。 首先，準備形成有用以驅動有機EL顯示裝置的電路(未圖示)及陽極64的基板63。 在形成有陽極64的基板63上以旋轉塗佈來形成丙烯樹脂，藉由光刻法，以在形成有陽極64的部分形成開口的方式，使丙烯樹脂圖案化而形成絕緣層69。此開口部相當於發光元件實際發光的發光區域。 將絕緣層69圖案化的基板63搬入至第1有機材料成膜裝置，以靜電吸盤來保持基板63，將電洞輸送層65成膜為在顯示區域的陽極64上共通的層。電洞輸送層65是藉由真空蒸鍍來成膜。實際電洞輸送層65是被形成比顯示區域61更大的大小，因此不需要高精細的遮罩。
其次，將被形成至電洞輸送層65的基板63搬入至第2有機材料成膜裝置，以靜電吸盤來保持。進行基板63與遮罩的對準，在基板63的配置發出紅色的元件的部分，將發出紅色的發光層66R成膜。 與發光層66R的成膜同樣，藉由第3有機材料成膜裝置來將發出綠色的發光層66G成膜，進一步藉由第4有機材料成膜裝置來將發出藍色的發光層66B成膜。發光層66R、66G、66B的成膜完了後，藉由第5有機材料成膜裝置在顯示區域61的全體將電子輸送層67成膜。電子輸送層67被形成為在3色的發光層66R、66G、66B共通的層。 使被形成至電子輸送層67的基板63移動至金屬性蒸鍍材料成膜裝置而將陰極68成膜。金屬性蒸鍍材料成膜裝置是亦可為蒸發加熱方式的成膜裝置，或亦可為濺射方式的成膜裝置。
若根據本發明，則在將絕緣層69、電洞輸送層65、發光層66R、66G、66B、電子輸送層67及/或陰極68成膜的工程中，藉由使遮罩M與基板W接觸或緊貼等的均熱化工程來使遮罩M冷卻之後，實施基板W與遮罩M的對準。藉此，即使遮罩M藉由來自蒸發源25的輻射熱而被加熱膨脹，也會藉由均熱化工程在對準工程之前被冷卻，因此可抑制基板W與遮罩M的對準精度的降低，可抑制成膜精度降低。 然後，將基板W移動至電漿CVD裝置而將保護層70成膜，完成有機EL顯示裝置60。
將絕緣層69被圖案化的基板63搬入至成膜裝置之後到保護層70的成膜完了為止，若暴露於含水分或氧的環境，則由有機EL材料所成的發光層恐有因為水分或氧而劣化之虞。因此，在本實施例中，成膜裝置間的基板63的搬入搬出是在真空環境或惰性氣體環境下進行。 前述實施例是本發明的一例，本發明是不被限定於前述實施例的構成，亦可在其技術思想的範圍內適當地變形。
11:成膜裝置 21:真空容器 22:磁浮平台機構 23:遮罩支撐單元 24:基板吸附手段 25:蒸發源 26:磁力施加手段 27:對準攝影機單元 28:控制部
[圖1]是電子裝置的製造裝置的一部分的模式圖。 [圖2]是本發明之一實施形態的成膜裝置的模式圖。 [圖3]是表示本發明之一實施形態的成膜方法的流程圖。 [圖4]是模式性地表示圖3的成膜方法的一部分工程的模式圖。 [圖5]是表示本發明的其他的實施形態的成膜方法的流程圖。 [圖6]是表示藉由本發明的成膜方法所製造的電子裝置的模式圖。

Claims (16)

  1. 一種成膜裝置，係具備： 真空容器； 基板吸附手段，其係被設於前述真空容器內，具有用以吸附基板的吸附面； 遮罩支撐單元，其係被設在前述真空容器內，用以支撐遮罩； 對準手段，其係藉由使前述基板吸附手段與前述遮罩支撐單元之中至少一方移動於以和前述吸附面平行的第1方向、和前述吸附面平行且和前述第1方向交叉的第2方向、及和前述吸附面垂直的第3方向為軸的旋轉方向之中至少一個的方向，來進行前述基板與前述遮罩的對準動作；及 昇降機構，其係使前述基板吸附手段與前述遮罩支撐單元之中至少一方移動於前述第3方向， 其特徵為具備控制手段，其係在藉由前述對準手段來進行前述對準動作之前，藉由前述昇降機構，使被吸附於前述基板吸附手段的基板與藉由前述遮罩支撐單元所支撐的遮罩接觸。
  2. 如請求項1記載的成膜裝置，其中，更具備遮罩緊貼手段，其係被設置在前述吸附面的相反側，施加將藉由前述遮罩支撐單元所支撐的遮罩拉近至前述基板吸附手段側的力， 前述控制手段，係使被吸附於前述基板吸附手段的基板與藉由前述遮罩支撐單元所支撐的遮罩接觸之後，藉由前述遮罩緊貼手段來使前述遮罩緊貼於前述基板。
  3. 如請求項1或2記載的成膜裝置，其中，前述控制手段，係使前述基板與前述遮罩在預定的時間的期間接觸。
  4. 如請求項1或2記載的成膜裝置，其中，前述基板吸附手段，係具有靜電吸盤。
  5. 如請求項1或2記載的成膜裝置，其中，更具備用以冷卻前述基板吸附手段的冷卻手段。
  6. 如請求項1或2記載的成膜裝置，其中，更具備： 第1對準攝影機，其係攝取被吸附於前述基板吸附手段的基板及藉由前述遮罩支撐單元所支撐的遮罩的第1位置；及 第2對準攝影機，其係攝取與前述第1位置不同的第2位置，比前述第1對準攝影機更高解像度， 前述控制手段，係在藉由前述第2對準攝影機來進行前述對準動作之前，藉由前述昇降機構來使被吸附於前述基板吸附手段的基板與藉由前述遮罩支撐單元所支撐的遮罩接觸。
  7. 如請求項6記載的成膜裝置，其中，前述控制手段，係在藉由前述第1對準攝影機來進行前述對準動作之前，藉由前述昇降機構來使被吸附於前述基板吸附手段的基板與藉由前述遮罩支撐單元所支撐的遮罩接觸。
  8. 一種電子裝置的製造裝置，其特徵為具備： 如請求項1~7中的任一項記載的成膜裝置； 用以收納遮罩的遮罩存料裝置；及 用以搬送基板及遮罩的搬送裝置。
  9. 一種成膜方法，係包含： 對準工程，其係藉由使基板與遮罩移動於以和基板面平行的第1方向、和前述基板面平行且和前述第1方向交叉的第2方向、及和前述基板面垂直的第3方向為軸的旋轉方向之中至少一個的方向，來進行前述基板與前述遮罩的對準動作；及 成膜工程，其係在前述對準工程之後，經由前述遮罩來對前述基板進行成膜， 其特徵為具有接觸工程，其係在前述對準工程之前，使前述基板與前述遮罩相對地移動於前述第3方向而使接觸。
  10. 如請求項9記載的成膜方法，其中，更具有緊貼工程，其係在前述接觸工程與前述對準工程之間，使前述遮罩與前述基板緊貼。
  11. 如請求項9或10記載的成膜方法，其中，在前述接觸工程中，使前述基板與前述遮罩在預定的時間的期間接觸。
  12. 如請求項9或10記載的成膜方法，其中，更具有吸附工程，其係在前述接觸工程之前，藉由靜電吸盤來吸附前述基板。
  13. 如請求項12記載的成膜方法，其中，更具有冷卻工程，其係藉由冷卻手段來冷卻前述靜電吸盤。
  14. 如請求項9或10記載的成膜方法，其中，前述對準工程，係具有：第1對準工程、及在前述第1對準工程之後進行的第2對準工程， 在前述第2對準工程之前進行前述接觸工程。
  15. 如請求項14記載的成膜方法，其中，在前述第1對準工程之前進行前述接觸工程。
  16. 一種電子裝置的製造方法，其特徵為：利用請求項9~15中的任一項所記載的成膜方法來製造電子裝置。
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