WO2006090748A1 - 成膜装置のマスク位置合わせ機構および成膜装置 - Google Patents

成膜装置のマスク位置合わせ機構および成膜装置 Download PDF

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WO2006090748A1
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mask
film forming
clamp
forming apparatus
fitting
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English (en)
French (fr)
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Tatsuya Kataoka
Kenji Nagao
Kenichi Saito
Original Assignee
Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.
Vieetech Japan Co., Ltd.
Choshu Industry Company Limited
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation

Definitions

  • Mask alignment mechanism for film forming apparatus and film forming apparatus Mask alignment mechanism for film forming apparatus and film forming apparatus
  • the present invention relates to a mask alignment mechanism of a film forming apparatus and a film forming apparatus.
  • a vacuum vapor deposition device for producing an organic EL (Electroluminescence) element has a crucible for placing an organic material at the bottom, and the organic material is calorie-heated (sublimated) on the outer surface of the crucible.
  • a heater is provided.
  • the vacuum deposition apparatus is also provided with a chuck disposed facing the crucible and a substrate clamp that holds the edge of the glass substrate and holds the glass substrate on the bottom surface of the chuck.
  • the chuck is a flat plate for keeping the glass substrate flat, and the substrate clamp is provided with a lifting mechanism.
  • a mask for forming an organic EL element pattern on the glass substrate is provided between the chuck and the crucible. This mask is inserted into the vacuum deposition apparatus by the mask transport mechanism and simply placed on the mask clamp.
  • Patent Document 1 discloses a method for aligning a substrate frame and a mask in a method for manufacturing an organic EL element.
  • guide pins are provided in a substrate frame that holds a substrate, and guide holes into which guide pins are inserted are provided in a mask. By inserting holes, the substrate frame and mask are aligned.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-326075
  • a vacuum deposition apparatus aligns a mask and a glass substrate prior to depositing an organic material on the glass substrate.
  • the alignment mark provided on the mask and the alignment mark provided on the glass substrate are imaged by the camera, and the movement amount of the mask or the glass substrate is determined from the captured image, and the movement amount is determined by this. Based on mask or glass This is done by moving the substrate.
  • red, green, and blue light emitting portions must be arranged for each pixel (pixel) having a width of several tens of ⁇ m on a glass substrate.
  • the accuracy should be about ⁇ 5 to 3 m.
  • the camera has a narrow field of view in order to obtain a high resolution. Therefore, when the mask is greatly displaced from the vacuum evaporation system when the mask is placed on the mask clamp, the camera The mask alignment mark does not enter the field of view!
  • the glass substrate placed in the apparatus at every film forming process is not always mounted and held at the same position with respect to the apparatus, so that the mask and the glass substrate are aligned. If the process is repeated, the position of the mask with respect to the vacuum deposition apparatus is displaced, and the positioning operation of the mask and the glass substrate becomes difficult as described above.
  • An object of the present invention is to provide a mask alignment mechanism of a film forming apparatus that facilitates mask alignment.
  • the mask alignment mechanism of the film forming apparatus includes a mask clamp disposed in the film forming apparatus, and the film forming apparatus for placing the mask on the mask clamp
  • the mask positioning mechanism of the present invention wherein the mask clamp is provided with an extending portion that supports an edge portion of the mask, and a fitting provided on the extending portion and having a height lower than the thickness of the mask edge portion.
  • the mask has a fitting hole in the edge portion to be fitted with the fitting pin provided in the mask clamp.
  • the fitting hole of the mask is characterized in that it is provided at a corner of the mask that is opposite to the fitting hole.
  • fitting pin of the mask clamp has a tapered shape.
  • the mask alignment mechanism of the film forming apparatus is a mask alignment mechanism of the film forming apparatus when a mask clamp is disposed in the film forming apparatus and the mask is placed on the mask clamp.
  • a fitting portion that contacts the corner portion of the mask is provided on the mask clamp, and the fitting portion is a guide that follows the shape of the mask corner portion; Featuring an inner side to align.
  • the inner side surface of the fitting portion is provided with a taper in which an upper portion is widened outwardly of the mask and a lower portion thereof is narrowed inward of the mask. It is a feature.
  • the fitting portion is provided according to a corner portion of the mask which is opposite to the other.
  • a film forming apparatus includes an evaporation source of a film forming material, a chuck that is disposed opposite to the evaporation source and that mounts and holds the substrate, and the substrate that is mounted and held on the chuck.
  • the mask and the extending portion are characterized in that a fitting portion for positioning the mask and the extending portion is provided.
  • the fitting portion is a guide that follows the shape of the corner portion of the mask, and includes an inner side surface that contacts the mask.
  • the mask clamp is positioned and disposed with respect to the film forming apparatus, if the mask is placed on the mask clamp so that the fitting pin of the mask clamp and the fitting hole of the mask are fitted together, The mask can be positioned with respect to the film forming apparatus. As a result, the position of the mask becomes constant, so that the mask and the substrate can be easily aligned.
  • the fitting pin is formed to be lower than the height of the mask edge, it does not come into contact with the substrate or the chuck. As a result, even if a fitting pin is provided for alignment, the substrate can be brought into contact with the bottom surface of the chuck, and a film can be formed on the substrate.
  • the mask fitting holes are provided at the corners of the mask so as to be diagonal, they are provided in the mask clamp.
  • the fitting pins to be cut are also provided diagonally according to this. If the fitting hole and the fitting pin are arranged in this way, the mask can be displaced. It also serves as a simple alignment that can fix the position to be placed in a fixed position inside the film forming apparatus after the mask is transferred to the film forming apparatus by a robot or the like.
  • the mask clamp fitting pin is tapered, the mask fitting hole can be guided along the tapered side surface, and the mask clamp fitting pin and the mask fitting hole are securely fitted. Can be combined.
  • the mask can be aligned by bringing the inner surface of the guide into contact with the mask.
  • the guide so as to come into contact with the opposite corners of the mask, the mask and the guide come into contact with each other in at least two places, so that the mask can be aligned with certainty.
  • the inner surface of the guide is tapered, the mask can be easily brought into contact with the inner surface of the guide, and alignment can be performed easily.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a mask clamp.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a vacuum evaporation apparatus.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a fitting portion between a mask and a mask clamp.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of alignment between a glass substrate and a mask.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a modification of the fitting portion.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a camera installation position.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a mask clamp.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a vacuum deposition apparatus.
  • the vacuum deposition apparatus 10 includes an evaporation source 14 (sublimation source) of an organic material 12 (film formation material) at the bottom, and a chuck 16, a substrate clamp 18, a first mask clamp 20, and a second mask clamp 22 at the top. It is the structure provided with.
  • the evaporation source 14 of the organic material 12 includes a crucible 14a into which the organic material 12 is placed, and a heater 14b for heating and evaporating (sublimating) the organic material 12 is provided on the outer surface of the crucible 14a. It has been. Further, the chuck 16 provided on the upper portion of the vacuum evaporation apparatus 10 is disposed so as to face the crucible 14a, and is a flat plate disposed along the horizontal direction. The chuck 16 can be rotated horizontally by a rotation mechanism (not shown) provided on the outer upper portion of the vacuum evaporation apparatus 10.
  • the substrate clamp 18 is a saddle type in which the upper force of the vacuum vapor deposition apparatus 10 extends downward and the tip 18a is bent toward the chuck 16 side (the central side of the vapor deposition apparatus 10). Arranged along the 16 side edges.
  • the substrate clamp 18 is set so that the tip portions 18a have the same height (in the same plane) in order to support the edge portion of the glass substrate 24 by the tip portions 18a (bending portions). Further, the substrate clamp 18 can be moved up and down while maintaining the state in which the tip portions 18a are in the same plane by an elevating mechanism (not shown) provided on the outer upper portion of the vacuum deposition apparatus 10.
  • an elevating mechanism not shown
  • the first mask clamp 20 is a saddle type in which the upper force of the vacuum vapor deposition apparatus 10 extends downward and the tip 20a is bent toward the chuck 16 side (the central side of the vapor deposition apparatus 10). It is disposed along the side edges of the chuck 16 and the substrate clamp 18.
  • the first mask clamp 20 is set so that each tip 20a has the same height (in the same plane) in order to support the edge of the mask 26 by the tip 20a (bending portion). Further, the first mask clamp 20 can be moved up and down by an elevating mechanism (not shown) provided on the outer upper portion of the vacuum evaporation apparatus 10 while maintaining the state in which the tip portions 20a are in the same plane.
  • the substrate clamp 18 and the first mask clamp 20 can be rotated together with the chuck 16 by a rotation mechanism (not shown) provided on the outer upper portion of the vacuum deposition apparatus 10.
  • the mask 26 includes a mask film 26a provided with a plurality of opening patterns corresponding to each pixel of the organic EL element, and a frame-type mask frame 26b that holds the peripheral edge of the mask film 26a. .
  • the mask frame 26b is provided with a fitting hole 26c for positioning the mask 26.
  • the second mask clamp 22 is disposed between the chuck 16 and the evaporation source 14 so as to face the chuck 16, and the configuration thereof corresponds to the edge of the mask 26 and is on the side of the mask 26. It has an extended portion 22a extended from the side and a fitting pin 22b provided on the extended portion 22a. Specifically, the second mask clamp 22 is positioned with respect to the vacuum deposition apparatus 10 and includes an extending portion 22a that supports the edge of the mask 26 (mask frame 26b). The extended portion 22a is disposed at a position where the first mask clamp 20 is sandwiched along the side edge of the chuck 16, and the mask 26 extends along the distal end portion 20a of the first mask clamp 20 formed in a bowl shape.
  • the external force is also extended to the edge of the mask 26.
  • the extending portion 22a is provided with a fitting pin 22b to be fitted into the fitting hole 26c of the mask 26.
  • the height of the fitting pin 22b is lower than the thickness of the mask frame 26b.
  • the fitting pin 22b does not come into contact with the glass substrate 24 or the chuck 16.
  • the base end portions of the extending portions 22a arranged so as to sandwich one first mask clamp 20 from both sides are connected to each other by connecting portions 22d.
  • the extended portion 22a extends from the outside of the mask 26 so as to support each corner portion of the mask 26.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a fitting portion between the mask and the second mask clamp.
  • the fitting hole 26c provided in the mask 26 and the fitting pin 22b provided in the second mask clamp 22 should have a structure (fitting portion) in which these are fitted.
  • the fitting hole 26c of the mask 26 is inserted into the fitting pin 22b. It should be possible to insert. By making the fitting pin 22b of the second mask clamp 22 into a tapered shape, the fitting hole 26c of the mask 26 can be easily introduced along the tapered side surface, and the fitting of the second mask clamp 22 is ensured. The fitting pin 22b and the fitting hole 26c of the mask 26 can be fitted together.
  • the fitting pin 22b of the second mask clamp 22 is formed in a column shape, the fitting hole 26c of the mask 26 is made so that the fitting pin 22b can be inserted.
  • the fitting pin 22b of the second mask clamp 22 when the fitting pin 22b of the second mask clamp 22 is hemispherical, the fitting hole 26c of the mask 26 can be inserted into the fitting pin 22b. Good. Further, as shown in FIG. 3 (D), when the fitting pin 22b of the second mask clamp 22 is trapezoidal, the fitting hole 26c of the mask 26 may be inserted into the fitting pin 22b.
  • a fitting hole 27 is provided in the second mask clamp 22 as shown in FIG.
  • a fitting pin 28 can also be provided.
  • the fitting pin 28 of the mask 26 may be tapered and the fitting hole 27 of the second mask clamp 22 may be inserted into the fitting pin 28.
  • the fitting pin 28 can be rectangular, hemispherical or trapezoidal.
  • the number of the fitting portions may be two or more and can be provided at any position. That is, the number of the fitting pin 22b (fitting hole 27) of the second mask clamp 22 and the fitting hole 26c (fitting pin 28) of the mask 26 should be two or more and provided at an arbitrary position. be able to.
  • the two fitting portions may be provided diagonally.
  • Such a mask 26 and the second mask clamp 22 constitute an alignment mechanism. Then, the alignment mechanism can align the mask 26 with respect to the vacuum deposition apparatus 10, and mechanically prevent the mask 26 from being misaligned.
  • the distal end portion 20a of the first mask clamp 20 is separated from the chuck 16, and the distal end portion 20a is in the same plane (the same height) as the extended portion 22a of the second mask clamp 22, or the extended portion It is lowered below part 22a.
  • the mask 26 is placed in the vacuum deposition apparatus 10 by a mask transport mechanism (not shown), moved downward along with the lowering operation of the mask transport mechanism, and placed on the second mask clamp 22.
  • the fitting hole 26c provided in the mask 26 and the fitting pin 22b provided in the second mask clamp 22 are fitted together, and the mask 26 is aligned with the vacuum deposition apparatus 10.
  • the glass substrate 24 is placed in the vacuum evaporation apparatus 10 by a substrate transport mechanism (not shown) and inserted between the chuck 16 and the mask 26. Then, the glass substrate 24 is moved downward along with the lowering operation of the substrate transport mechanism and placed on the substrate clamp 18. Thereafter, the first mask clamp 20 is raised to move the mask 26 upward, and the glass substrate 24 is placed on the mask 26. The first mask clamp 20 continues to be raised until the glass substrate 24 contacts the bottom surface (chuck surface) of the chuck 16. When the glass substrate 24 is placed on the mask 26, the glass substrate 24 becomes horizontal along the mask 26, and is kept in contact with the chuck 16 while maintaining this horizontal state.
  • the substrate clamp 18 is raised until it contacts the glass substrate 24.
  • the glass substrate 24 is mounted and held on the chuck 16 while maintaining the horizontal state by the substrate clamp 18.
  • the first mask clamp 20 is lowered and the mask 26 is moved downward.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of alignment between the glass substrate and the mask.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining the arrangement of the camera, the glass substrate, and the mask.
  • FIG. 4 (B) is an image taken by a camera and shows a case where a positional deviation has occurred.
  • FIG. 4 (C) is an image taken with a camera and shows a case where the positions are correct.
  • alignment marks 30 are provided on the glass substrate 24 in at least two places.
  • the alignment mark 30 provided on the glass substrate 24 is provided, for example, at a corner of the glass substrate 24 opposite to the opposite corner. It may be formed.
  • the shape of the alignment mark 30 provided on the glass substrate 24 may be, for example, a circle, a dot, or a cross.
  • the alignment mark 32 provided on the mask 26 may be provided at a position corresponding to the alignment mark 30 provided on the glass substrate 24. If the shape is a dot, a circle, a cross, or the like, Oh ,. If the alignment mark 30 of the glass substrate 24 is round, the alignment mark 32 of the mask 26 should be pointed. If the alignment mark 30 of the glass substrate 24 is pointed, the alignment of the mask 26
  • the mark 32 may be a circle with a different size or a different shape.
  • the vacuum deposition apparatus 10 may be provided with a camera 34 for imaging the alignment mark 30 provided on the glass substrate 24 and the alignment mark 32 provided on the mask 26 (Fig. 4). (See (A)). [0037] Then, while confirming the image captured by the camera 34, X (vertical) of the mask 26, so that the dot of the alignment mark 32 (30) is placed in the circle of the alignment mark 30 (32). When the Y (horizontal) and ⁇ (rotation) directions are adjusted, the alignment between the glass substrate 24 and the mask 26 is completed (see FIGS. 4B and 4C). When aligning the glass substrate 24 and the mask 26, the mask 26 is aligned with the vacuum deposition apparatus 10, so that the alignment mark 32 of the mask 26 surely enters the field of view of the camera 34.
  • the glass substrate 24 and the mask 26 are rotated, and the organic material 12 is heated and sublimated by the heater 14b to form a predetermined pattern on the glass substrate 24. Form. As a result, an organic EL element is manufactured.
  • the mask clamp 22 is positioned and disposed with respect to the vacuum vapor deposition apparatus 10, and therefore, the fitting pin 22b of the mask clamp 22 and If the mask 26 is placed on the second mask clamp 22 so that the fitting hole 26c of the mask 26 is fitted, the mask 26 can be positioned with respect to the vacuum deposition apparatus 10.
  • the position of the mask 26 can be made constant, and the positional deviation of the mask 26 with respect to the vacuum evaporation apparatus 10 can be eliminated. Therefore, the alignment mark 32 can be surely put in the narrow field of view of the camera 34, and the mask 26 and the glass substrate 24 can be positioned by one alignment operation, so that the operation time can be shortened and the production efficiency can be improved. be able to.
  • the mask 26 is placed on the second mask clamp 22 and the mask 26 is positioned with respect to the vacuum deposition apparatus 10 for each film formation, the mask 26 is displaced as the film is formed. There is no longer going on. Therefore, the positioning of the mask 26 and the glass substrate 24 can be easily performed even when the film formation is repeated.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a modification of the fitting portion.
  • FIG. 5 (A) is a perspective view and
  • FIG. 5 (B) is a plan view.
  • FIG. 5 shows one fitting portion.
  • the fitting portion is a substantially L-shaped guide 40 in plan view, and is provided on the extended portion 22 a of the second mask clamp 22. This guide 40 corresponds to the position of the corner of the mask 26 when the mask 26 is placed on the mask clamp 22. Is provided.
  • the inside of the guide 40 (L-shape) and the corner of the mask 26 follow.
  • the inside of the guide 40 is formed in a step shape, and the mask 26 is placed on the upper surface of the step portion 42.
  • Such a guide 40 may be disposed on the second mask clamp 22 so as to be diagonal, similarly to the fitting portion shown in FIG. In FIG. 5 (A), the notch of the guide 40 is a right angle, but it may be tapered as shown in FIG. 5 (C).
  • the taper is provided on the surface (inner side surface) of the guide 40 that contacts the mask 26.
  • the taper is formed such that the upper part of the inner side surface of the guide 40 is widened toward the outside of the mask 26 and the lower part of the side surface is narrowed toward the inside of the mask 26.
  • the corner of the mask 26 is set along the inner corner of the guide 40.
  • the mask 26 can be placed on the second mask clamp 22 by being positioned with respect to the apparatus.
  • the vacuum evaporation apparatus 10 is used as the film forming apparatus, and the organic EL element is manufactured by the vacuum evaporation apparatus 10.
  • the film forming apparatus may be a sputtering apparatus, for example.
  • the substrate is not limited to the glass substrate 24.
  • the mask alignment mechanism of the film forming apparatus can be applied when alignment between the mask and the substrate is necessary.
  • the force is a form in which two cameras 34 for aligning the glass substrate 24 and the mask 26 are provided.
  • the present invention is not limited to this. That is, three cameras 34 can be provided as shown in FIG. 6 (A), and four cameras 34 can be provided as shown in FIG. 6 (B).
  • the present invention can be used in a film forming apparatus for forming a film on a substrate. Further, the present invention can be used for alignment of a substrate and a mask when a substrate is covered with a mask and a film having the same shape as the opening pattern provided in the mask is formed on the substrate.

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Abstract

　成膜装置のマスク位置合わせ機構は、成膜装置内にマスククランプ２２を配設し、前記マスククランプ２２に前記マスク２６を載せるときの成膜装置のマスク２６位置合わせ機構であって、前記マスククランプ２２は、前記マスク２６の縁部に対応して前記マスク２６の側方から延設された延設部２２ａと、前記延設部２２ａに設けられた嵌合ピン２２ｂとを有し、前記マスク２６は、その前記縁部に前記マスククランプ２２の前記嵌合ピン２２ｂと嵌め合わされる嵌合穴２６ｃを備えた構成である。

Description

明 細 書
成膜装置のマスク位置合わせ機構および成膜装置
技術分野
[0001] 本発明は、成膜装置のマスク位置合わせ機構および成膜装置に関するものである 背景技術
[0002] 有機 EL (Electroluminescence)素子を製造する真空蒸着装置 (成膜装置）には 、底部に有機材料を入れるるつぼが設けられており、るつぼの外面に有機材料をカロ 熱'蒸発 (昇華)させるヒーターが設けられている。また真空蒸着装置には、るつぼに 対面して配置されたチャックと、ガラス基板の縁部を抱えて、このガラス基板をチヤッ クの底面に装着保持させる基板クランプとが設けられている。チャックは、ガラス基板 を平面状に維持するための平板であり、基板クランプには、昇降機構が設けられてい る。さら〖こ、真空蒸着装置には、有機 EL素子のパターンをガラス基板に形成するた めのマスクがチャックとるつぼの間に設けられている。このマスクは、マスク搬送機構 により真空蒸着装置の内部へ挿入され、マスククランプ上に単に載置されている。
[0003] ところで有機 EL素子の製造方法において、基板枠とマスクとを位置合わせすること について開示されたものとして特許文献 1がある。この特許文献 1に開示された方法 は、基板を保持する基板枠にガイドピンが設けられるとともに、マスクにガイドピンが 挿入されるガイド穴が設けられており、基板枠のガイドピンにマスクのガイド穴を挿入 することで、基板枠とマスクとの位置合わせを行うものである。
特許文献 1：特開 2001— 326075号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 真空蒸着装置は、有機材料をガラス基板に成膜するのに先だって、マスクとガラス 基板の位置合わせを行う。この位置合わせは、マスクに設けられたァライメントマーク と、ガラス基板に設けられたァライメントマークとをカメラで撮像し、撮像した画像から マスクまたはガラス基板の移動量を決定し、この移動量に基づ 、てマスクまたはガラ ス基板を移動させることにより、行っている。
[0005] ところで有機 EL素子を製造する場合、ガラス基板には、数十 μ m幅の画素 (ピクセ ル)毎に赤、緑および青の発光部を並べなくてはならず、各画素の位置精度は ± 5 〜士 3 m程度必要である。このためカメラは、高分解能を得るために視野が狭くな つて 、るので、マスクをマスククランプ上に載置したときに真空蒸着装置に対してマス クの位置が大きくずれて 、ると、カメラの視野にマスクのァライメントマークが入らな!/ヽ 虞がある。
[0006] またマスクのァライメントマークがカメラの視野に入っていたとしても、マスクの位置 ズレしている量が大きければ、 1回の作業で位置決めを終えない場合がある。したが つて複数回のァライメント作業が必要になるので作業時間が多くかかり、生産効率が 悪くなる。
[0007] さらに真空蒸着装置では、成膜処理の度にこの装置内に入れられるガラス基板は この装置に対して常に同一の位置で装着保持されることがないので、マスクとガラス 基板の位置合わせを繰り返し行うと、真空蒸着装置に対するマスクの位置がずれてし ま 、、マスクとガラス基板の位置決め作業を前述したように行 、難くなる。
[0008] 本発明は、マスクの位置合わせを容易にする成膜装置のマスク位置合わせ機構を 提供することを目的とする。
またマスク位置合わせ機構を備えた成膜装置を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0009] 上記目的を達成するために、本発明に係る成膜装置のマスク位置合わせ機構は、 成膜装置内にマスククランプを配設し、前記マスククランプに前記マスクを載せるとき の成膜装置のマスク位置合わせ機構であって、前記マスククランプは、前記マスクの 縁部を支える延設部と、前記延設部上に設けられ、前記マスク縁部の厚さより低い高 さを備えた嵌合ピンとを有し、前記マスクは、前記マスククランプに設けられた前記嵌 合ピンと嵌め合わされる嵌合穴を前記縁部に備えた、ことを特徴として 、る。
[0010] また前記マスクの前記嵌合穴は、前記マスクの対角する角部に設けられたことを特 徴としている。
また前記マスククランプの前記嵌合ピンは、テーパー形状であることを特徴として ヽ る。
[0011] また本発明に係る成膜装置のマスク位置合わせ機構は、成膜装置内にマスククラ ンプを配設し、前記マスククランプに前記マスクを載せるときの成膜装置のマスク位置 合わせ機構であって、前記マスクの角部に接触する嵌合部を前記マスククランプ上 に設け、前記嵌合部は、前記マスク角部の形状に倣うガイドであり、前記マスク角部 が接触して前記マスクを位置合わせする内側の側面を備えたことを特徴として 、る。
[0012] そして前記嵌合部における内側の側面には、その上部が前記マスクの外方に向け て広くなり、その下部が前記マスクの内方に向けて狭くなつたテーパーが設けられた ことを特徴としている。
また前記嵌合部は、前記マスクの対角する角部に応じて設けられたことを特徴とし ている。
[0013] また本発明に係る成膜装置は、成膜材料の蒸発源と、前記蒸発源に対向して配設 され、基板を装着保持するチャックと、前記チャックに装着保持された前記基板に被 せられるマスクと、前記蒸発源と前記チャックとの間に配設され、前記マスクの縁部に 対応して前記マスクの側方から延設された延設部を備えたマスククランプとを有し、前 記マスクおよび前記延設部には、前記マスクと前記延設部との位置決めをなす嵌合 部を設けた、ことを特徴としている。
この場合、前記嵌合部は、前記マスクの角部の形状に倣うガイドであり、前記マスク に接触する内側の側面を備えたことを特徴として ヽる。
発明の効果
[0014] マスククランプは成膜装置に対して位置決めされて配設されているので、このマスク クランプの嵌合ピンとマスクの嵌合穴とが嵌め合わされるようにマスクをマスククランプ に載せれば、マスクを成膜装置に対して位置決めすることができる。これによりマスク の位置が一定となるので、マスクと基板との位置合わせを容易に行うことができる。
[0015] そして嵌合ピンは、マスク縁部の高さよりも低く形成されて ヽるので、基板やチャック に接触することがない。これにより位置合わせのために嵌合ピンを設けたとしても、チ ャックの底面に基板を接触させることができ、基板上に膜を形成することができる。
[0016] またマスクの嵌合穴を、対角するようにマスクの角部に設けると、マスククランプに設 けられる嵌合ピンも、これに合わせて対角に設けられる。このように嵌合穴および嵌 合ピンを配置すると、マスクの位置ズレを無くすことができる。マスクをロボット等にて 成膜装置に搬送した後、成膜装置内部に一定したポジションに置く位置を固定でき る簡易ァライメントも兼ねて 、る。またマスククランプの嵌合ピンをテーパー形状にす ると、このテーパー形状の側面に沿ってマスクの嵌合穴を導くことができ、確実にマス ククランプの嵌合ピンとマスクの嵌合穴とを嵌め合わせすることができる。
[0017] なおマスククランプに嵌合穴を設け、マスクに嵌合ピンを設けることもできる。
また嵌合部をガイドとした場合、このガイドの内側面とマスクとを接触させることにより 、マスクの位置合わせをすることができる。そしてマスクの対角する角部と接触するよ うにガイドを設けることにより、少なくとも 2箇所でマスクとガイドが接触することになる ので、確実にマスクの位置合わせをすることができる。またガイドの内側面をテーパ 一形状にすると、ガイドの内側面にマスクを接触させやすくなり、位置合わせを容易 に行うことができる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]マスククランプの概略平面図である。
[図 2]真空蒸着装置の説明図である。
[図 3]マスクとマスククランプとの嵌合部の説明図である。
[図 4]ガラス基板とマスクとの位置合わせの説明図である。
[図 5]嵌合部の変形例を示す説明図である。
[図 6]カメラの配設位置を説明する図である。
符号の説明
[0019] 10 真空蒸着装置、 16 チャック、 18 基板クランプ、 20
マスククランプ、 22 マスククランプ、 22a 延設部、 22b 嵌合ピン、
24 ガラス基板、 26 マスク、 26c 嵌合穴。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下に、本発明に係る成膜装置のマスク位置合わせ機構および成膜装置の最良 の実施形態について説明する。なお本実施形態では、成膜装置として真空蒸着装 置を用い、この真空蒸着装置で有機 EL素子を製造する形態について説明する。図 1はマスククランプの概略平面図である。図 2は真空蒸着装置の説明図である。真空 蒸着装置 10は、その底部に有機材料 12 (成膜材料)の蒸発源 14 (昇華源)を備える とともに、その上部にチャック 16、基板クランプ 18、第 1マスククランプ 20、第 2マスク クランプ 22を備えた構成である。
[0021] 具体的には、有機材料 12の蒸発源 14は、有機材料 12が入れられるるつぼ 14aを 備えており、るつぼ 14aの外面に有機材料 12を加熱'蒸発 (昇華）させるヒーター 14b が設けられている。また真空蒸着装置 10の上部に設けられたチャック 16は、るつぼ 1 4aに対面して配設されており、水平方向に沿って配置された平板である。そしてチヤ ック 16は、真空蒸着装置 10の外側上部に設けられた回転機構 (不図示）によって水 平回転可能となっている。
[0022] 基板クランプ 18は、真空蒸着装置 10の上部力も下方に向力つて延び、先端部 18a がチャック 16側 (蒸着装置 10の中央側）に向けて折り曲げられた鉤型であり、チヤッ ク 16の側縁に沿って配設されている。この基板クランプ 18は、その先端部 18a (折曲 げ部)でガラス基板 24の縁部を支えるために、各先端部 18aが同じ高さ（同一面内） になるように設定されている。また基板クランプ 18は、真空蒸着装置 10の外側上部 に設けられた昇降機構 (不図示）によって、各先端部 18aが同一面内にある状態を維 持しつつ昇降可能になっている。そして基板クランプ 18が上昇することによって、こ の基板クランプ 18に載せられて ヽるガラス基板 24をチャック 16に接触させて、平面 状に装着保持させることが可能になっている。
[0023] 第 1マスククランプ 20は、真空蒸着装置 10の上部力も下方に向力つて延び、先端 部 20aがチャック 16側 (蒸着装置 10の中央側）に向けて折り曲げられた鉤型であり、 チャック 16や基板クランプ 18の側縁に沿って配設されている。この第 1マスククランプ 20は、その先端部 20a (折曲げ部）でマスク 26の縁部を支えるために、各先端部 20a が同じ高さ（同一面内）になるように設定されている。また第 1マスククランプ 20は、真 空蒸着装置 10の外側上部に設けられた昇降機構 (不図示）によって、各先端部 20a が同一面内にある状態を維持しつつ昇降可能になっている。そして基板クランプ 18 および第 1マスククランプ 20は、真空蒸着装置 10の外側上部に設けられた回転機構 (不図示）によって、チャック 16とともに回転することが可能になっている。 [0024] マスク 26は、有機 EL素子の各画素に対応する開口パターンが複数設けられたマ スクフィルム 26aと、マスクフィルム 26aの周縁部を保持する枠型のマスクフレーム 26 bとを備えている。そしてマスクフレーム 26bには、マスク 26の位置決めを行う為の嵌 合穴 26cが設けられている。
[0025] 第 2マスククランプ 22は、チャック 16と蒸発源 14との間において、チャック 16に対面 するよう配設されており、その構成はマスク 26の縁部に対応して前記マスク 26の側 方から延設された延設部 22aと、この延設部 22aに設けられた嵌合ピン 22bとを有す るものである。具体的には、第 2マスククランプ 22は、真空蒸着装置 10に対して位置 決めして配設されており、マスク 26の縁部（マスクフレーム 26b)を支える延設部 22a を備えている。この延設部 22aは、チャック 16の側縁に沿って第 1マスククランプ 20を 挟み込む位置に配設され、且つ鉤型に形成された第 1マスククランプ 20の先端部 20 aに沿ってマスク 26の外側力もマスク 26の縁部まで延ばされている。この延設部 22a には、マスク 26の嵌合穴 26cと嵌め合わされる嵌合ピン 22bが設けられている。この 嵌合ピン 22bの高さは、マスクフレーム 26bの厚さよりも低くなつている。これにより嵌 合ピン 22bは、ガラス基板 24やチャック 16と接触することがない。また一方の第 1マス ククランプ 20を両側から挟み込むように配設された各延設部 22aの基端部はそれぞ れ接続部 22dで接続されている。なお図 1に示す形態では、延設部 22aは、マスク 2 6の各角部を支えるようにマスク 26の外側から延設されている。
[0026] 図 3はマスクと第 2マスククランプとの嵌合部の説明図である。マスク 26に設けられ た嵌合穴 26cと、第 2マスククランプ 22に設けられた嵌合ピン 22bとは、これらが嵌め 合わされる構造 (嵌合部）であればょ ヽ。
[0027] 具体例としては、図 3 (A)に示すように、第 2マスククランプ 22の嵌合ピン 22bをテ 一パー状にした場合は、マスク 26の嵌合穴 26cを嵌合ピン 22bの挿入可能なものに すればよい。第 2マスククランプ 22の嵌合ピン 22bをテーパー形状にすることにより、 テーパー形状の側面に沿ってマスク 26の嵌合穴 26cを容易に導き入れることができ 、確実に第 2マスククランプ 22の嵌合ピン 22bとマスク 26の嵌合穴 26cとを嵌め合わ せすることができる。また図 3 (B)に示すように、第 2マスククランプ 22の嵌合ピン 22b を柱状にした場合は、マスク 26の嵌合穴 26cを嵌合ピン 22bの挿入可能なものにす ればよい。次に図 3 (C)に示すように、第 2マスククランプ 22の嵌合ピン 22bを半球状 にした場合は、マスク 26の嵌合穴 26cを嵌合ピン 22bの挿入可能なものにすればよ い。さらに図 3 (D)に示すように、第 2マスククランプ 22の嵌合ピン 22bを台形にした 場合は、マスク 26の嵌合穴 26cを嵌合ピン 22bの挿入可能なものにすればよい。
[0028] また図 3 (A)〜（D)の嵌合部の形態とは逆に、図 3 (E)に示すように第 2マスククラン プ 22に嵌合穴 27を設け、マスク 26に嵌合ピン 28を設けることもできる。一例としては 、マスク 26の嵌合ピン 28をテーパー形状にし、第 2マスククランプ 22の嵌合穴 27を 嵌合ピン 28の挿入可能なものにすればよい。同様に、嵌合ピン 28を長方形、半球状 、台形にすることも可能である。なお嵌合部は、その数を 2つ以上設ければよぐまた 任意の位置に設けることができる。すなわち第 2マスククランプ 22の嵌合ピン 22b (嵌 合穴 27)およびマスク 26の嵌合穴 26c (嵌合ピン 28)は、その数を 2つ以上設ければ よぐまた任意の位置に設けることができる。より好ましくは、図 1に示すように、 2つの 嵌合部を対角するように設ければよい。このようなマスク 26および第 2マスククランプ 2 2によって位置合わせ機構が構成される。そして位置合わせ機構により、真空蒸着装 置 10に対するマスク 26の位置合わせを行うことができ、機械的にマスク 26の位置ズ レを防止することが可能になる。
[0029] 次に、真空蒸着装置 10に対するマスク 26の位置合わせ方法およびガラス基板 24 の装着方法について説明する。まず第 1マスククランプ 20の先端部 20aはチャック 16 から離れており、この先端部 20aが第 2マスククランプ 22の延設部 22aと同一面（同じ 高さ）になっている力、または延設部 22aよりも下方に下げられている。そしてマスク 2 6は、マスク搬送機構 (不図示）によって真空蒸着装置 10内に入れられ、前記マスク 搬送機構の下降動作とともに下方へ移動されて、第 2マスククランプ 22上に載せられ る。このとき、マスク 26に設けられた嵌合穴 26cと第 2マスククランプ 22に設けられた 嵌合ピン 22bとが嵌め合わされて、マスク 26は真空蒸着装置 10に対して位置合わせ される。
[0030] 次にガラス基板 24は、基板搬送機構 (不図示）によって真空蒸着装置 10内に入れ られ、チャック 16とマスク 26との間に挿入される。そしてガラス基板 24は、前記基板 搬送機構の下降動作とともに下方へ移動されて、基板クランプ 18上に載せられる。 [0031] この後、第 1マスククランプ 20を上昇させることによりマスク 26を上方に移動させ、マ スク 26上にガラス基板 24を載せる。そして第 1マスククランプ 20は、ガラス基板 24が チャック 16の底面 (チャック面）に接触するまで上昇され続ける。なおガラス基板 24は 、マスク 26上に載置されるとマスク 26に沿って水平になり、この水平状態を維持しつ つチャック 16に当接される。
[0032] この後、基板クランプ 18をガラス基板 24に接触するまで上昇させる。これによりガラ ス基板 24は、基板クランプ 18により水平状態を維持しつつチャック 16に装着保持さ れる。そして第 1マスククランプ 20を下降させて、マスク 26を下方に移動させる。
[0033] この後、ガラス基板 24に設けられたァライメントマークと、マスク 26に設けられたァラ ィメントマークとを用いて、ガラス基板 24とマスク 26との位置合わせが行われる。図 4 はガラス基板とマスクとの位置合わせの説明図である。そして図 4 (A)はカメラ、ガラ ス基板およびマスクの配置を説明する図である。また図 4 (B)はカメラで撮像された画 像であって、位置ズレが生じている場合を示す図である。さらに図 4 (C)はカメラで撮 像された画像であって、位置が合って 、る場合を示す図である。
[0034] 具体的には、ガラス基板 24には、少なくとも 2箇所にァライメントマーク 30が設けら れている。ガラス基板 24に設けられたァライメントマーク 30は、例えばガラス基板 24 の対角する角部に設けられ、ガラス基板 24に有機 EL素子の電極膜を形成するのと 同時に、この電極と同じ材料で形成されればよい。そしてガラス基板 24に設けられる ァライメントマーク 30の形状は、例えば丸や点もしくは十字形等であればよい。
[0035] またマスク 26に設けられたァライメントマーク 32は、ガラス基板 24に設けられた ァライメントマーク 30に対応した位置に設けられればよぐその形状は点や丸もしくは 十字形等であればょ 、。なおガラス基板 24のァライメントマーク 30を丸とした場合は 、マスク 26のァライメントマーク 32を点にすればよぐガラス基板 24のァライメントマ一 ク 30を点とした場合は、マスク 26のァライメントマーク 32を大きさの異なる丸もしくは 異なる形状にすればよい。
[0036] さらに真空蒸着装置 10には、ガラス基板 24に設けられたァライメントマーク 30と、 マスク 26に設けられたァライメントマーク 32とを撮像するカメラ 34を設けておけばよ い（図 4 (A)参照)。 [0037] そしてカメラ 34で撮像された画像を確認しつつ、ァライメントマーク 30 (32)の円の 中に、ァライメントマーク 32 (30)の点が入るようにマスク 26の X(縦）， Y (横）、 Θ (回 転)方向を調整すれば、ガラス基板 24とマスク 26との位置合わせが終了する（図 4 (B ) , (C)参照)。なおガラス基板 24とマスク 26との位置合わせ時は、マスク 26が真空 蒸着装置 10に対して位置合わせされているので、マスク 26のァライメントマーク 32が 確実にカメラ 34の視野内に入る。
[0038] このようなガラス基板 24の装着工程を経た後、ガラス基板 24やマスク 26を回転させ るとともに、ヒーター 14bによって有機材料 12を加熱'昇華させて、ガラス基板 24上に 所定のパターンを形成する。これにより有機 EL素子が製造される。
[0039] このような成膜装置のマスク 26位置合わせ機構によれば、マスククランプ 22は真空 蒸着装置 10に対して位置決めされて配設されているので、このマスククランプ 22の 嵌合ピン 22bとマスク 26の嵌合穴 26cとが嵌め合わされるようにマスク 26を第 2マスク クランプ 22に載せれば、マスク 26を真空蒸着装置 10に対して位置決めすることがで きる。この位置決めによってマスク 26の位置を一定にすることができ、真空蒸着装置 10に対するマスク 26の位置ズレを無くすことができる。したがってカメラ 34の狭い視 野内に確実にァライメントマーク 32を入れることができ、またマスク 26とガラス基板 24 とを 1回のァライメント作業で位置決めできるので、作業時間を短縮でき、生産効率を 向上させることができる。
[0040] また成膜毎にマスク 26を第 2マスククランプ 22に載置して、マスク 26を真空蒸着装 置 10に対して位置決めさせれば、マスク 26が成膜処理を行うにつれて位置ズレして いく事がなくなる。したがって成膜を繰り返し行っても、マスク 26とガラス基板 24との 位置決めを容易に行うことができる。
[0041] なお本実施形態では、嵌合部として嵌合ピン 22b (28)および嵌合穴 26c (27)を用 いた形態について説明したが、嵌合部はこの形態に限定されることはない。図 5は嵌 合部の変形例を示す説明図である。図 5 (A)は斜視図であり、図 5 (B)は平面図であ る。なお図 5では、 1つの嵌合部を示している。嵌合部は、平面視略 L字型のガイド 4 0であり、第 2マスククランプ 22の延設部 22aの上に設けられている。このガイド 40は 、マスククランプ 22の上にマスク 26が載せられたときの、マスク 26角部の位置に対応 して設けられている。すなわち第 2マスククランプ 22上にマスク 26が載せられたときに 、ガイド 40 (L字）の内側とマスク 26の角部とが倣うようになっている。そしてガイド 40 の内側は階段状に形成されており、この階段部 42の上面にマスク 26が載せられる。 なお、このようなガイド 40は、図 1に示す嵌合部と同様に、対角するように第 2マスクク ランプ 22に配設されればよい。図 5 (A)では、ガイド 40の切り込みが直角であるが、 図 5 (C)のようにテーパーを付けてもよい。このテーパーは、ガイド 40においてマスク 26を接する面（内側の側面）に設けられている。そしてテーパーは、ガイド 40におけ る内側の側面の上部がマスク 26の外方に向けて広くなり、この側面の下部がマスク 2 6の内方に向けて狭くなつて形成されている。
[0042] このようなガイド 40 (嵌合部）では、マスク 26が第 2マスククランプ 22の上に載せられ るときに、マスク 26の角部がガイド 40の内側の角部に沿うようにすれば、装置に対し て位置決めされてマスク 26を第 2マスククランプ 22上に載せることができる。
[0043] また本実施形態では、成膜装置として真空蒸着装置 10を用い、この真空蒸着装置 10で有機 EL素子を製造する形態について説明したが、この形態に限定されることは ない。したがって成膜装置は、例えばスパッタ装置等であってもよい。また基板はガラ ス基板 24に限定されるとはない。さらに成膜装置のマスク位置合わせ機構は、マスク と基板との位置合わせが必要なときに適用することができる。
[0044] なお上述した実施形態では、ガラス基板 24とマスク 26との位置合わせを行うカメラ 34が 2つ設けられた形態である力 これに限定されることはない。すなわちカメラ 34 は、図 6 (A)に示すように 3個設けることもでき、図 6 (B)に示すように 4個設けることも できる。
産業上の利用可能性
[0045] 本発明は、基板に膜を形成するときの成膜装置に利用できる。また本発明は、基板 にマスクを被せて、このマスクに設けられた開口パターンと同じ形状の膜を基板に形 成するときの基板とマスクの位置合わせに利用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 成膜装置内にマスククランプを配設し、前記マスククランプに前記マスクを載せると きの成膜装置のマスク位置合わせ機構であって、
前記マスククランプは、前記マスクの縁部を支える延設部と、前記延設部上に設け られ、前記マスク縁部の厚さより低 ヽ高さを備えた嵌合ピンとを有し、
前記マスクは、前記マスククランプに設けられた前記嵌合ピンと嵌め合わされる嵌 合穴を前記縁部に備えた、
ことを特徴とする成膜装置のマスク位置合わせ機構。
[2] 前記マスクの前記嵌合穴は、前記マスクの対角する角部に設けられたことを特徴と する請求項 1に記載の成膜装置のマスク位置合わせ機構。
[3] 前記マスククランプの前記嵌合ピンは、テーパー形状であることを特徴とする請求 項 1または 2に記載の成膜装置のマスク位置合わせ機構。
[4] 成膜装置内にマスククランプを配設し、前記マスククランプに前記マスクを載せると きの成膜装置のマスク位置合わせ機構であって、
前記マスクの角部に接触する嵌合部を前記マスククランプ上に設け、
前記嵌合部は、前記マスク角部の形状に倣うガイドであり、前記マスク角部が接触 して前記マスクを位置合わせする内側の側面を備えた、
ことを特徴とする成膜装置のマスク位置合わせ機構。
[5] 前記嵌合部における内側の側面には、その上部が前記マスクの外方に向けて広く なり、その下部が前記マスクの内方に向けて狭くなつたテーパーが設けられたことを 特徴とする請求項 4に記載の成膜装置のマスク位置合わせ機構。
[6] 前記嵌合部は、前記マスクの対角する角部に応じて設けられたことを特徴とする請 求項 4または 5に記載の成膜装置のマスク位置合わせ機構。
[7] 成膜材料の蒸発源と、
前記蒸発源に対向して配設され、基板を装着保持するチャックと、
前記チャックに装着保持された前記基板に被せられるマスクと、
前記蒸発源と前記チャックとの間に配設され、前記マスクの縁部に対応して前記マ スクの側方力 延設された延設部を備えたマスククランプとを有し、 前記マスクおよび前記延設部には、前記マスクと前記延設部との位置決めをなす 嵌合部を設けた、
ことを特徴とする成膜装置。
前記嵌合部は、前記マスクの角部の形状に倣うガイドであり、前記マスクに接触す る内側の側面を備えたことを特徴とする請求項 7に記載の成膜装置。
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