WO2006100867A1 - 成膜装置、成膜方法および有機el素子の製造方法 - Google Patents

成膜装置、成膜方法および有機el素子の製造方法 Download PDF

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WO2006100867A1
WO2006100867A1 PCT/JP2006/303187 JP2006303187W WO2006100867A1 WO 2006100867 A1 WO2006100867 A1 WO 2006100867A1 JP 2006303187 W JP2006303187 W JP 2006303187W WO 2006100867 A1 WO2006100867 A1 WO 2006100867A1
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substrate
magnet
film forming
magnetic force
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PCT/JP2006/303187
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Tatsuya Kataoka
Kenji Nagao
Kenichi Saito
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Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.
Vieetech Japan Co., Ltd.
Choshu Industry Company Limited
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Definitions

  • Film forming apparatus film forming method, and organic EL element manufacturing method
  • the present invention relates to a film forming apparatus, a film forming method, and an organic EL element manufacturing method.
  • a chuck for holding the substrate in a planar shape, a mask formed with a predetermined opening pattern and made of a magnetic material, and the mask as the substrate
  • a configuration having a magnet fixed on top There is a configuration having a magnet fixed on top.
  • the substrate is mounted and held on the surface of the chuck, and a mask is placed on the substrate. This mask is fixed on the substrate by the magnetic force of a magnet provided on the back surface of the chuck.
  • Patent Document 1 that discloses a thin film forming apparatus, the permanent magnet is moved away from the substrate when the mask is fixed on the substrate, and the permanent magnet is moved closer to the substrate after the mask is placed on the substrate.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-79349
  • a mask having a configuration in which the periphery of a mask film is fixed by a mask frame is generally used.
  • the mask film is a thin metal film made of a magnetic material having a predetermined opening pattern.
  • the mask frame has a hard frame structure that holds the periphery of the mask film.
  • An object of the present invention is to provide a film forming apparatus, a film forming method and a method for manufacturing an organic EL element, which can shorten the manufacturing time.
  • the second object is to provide a film forming apparatus, a film forming method, and a method for manufacturing an organic EL element that can prevent mask deformation.
  • a film forming apparatus capable of forming a thin film in accordance with a mask pattern by bonding a mask to a substrate and making the mask magnetic. And a magnet for bonding the mask to the substrate, the stroke of the magnet being restricted by a movement restricting means placed within a limit position where the attracting action to the mask reaches. It is characterized by that.
  • the magnet is provided in an area range corresponding to the planar size of the mask, and the magnetic force acting on the central portion of the mask is weaker than the magnetic force acting on the peripheral portion of the mask. It is characterized by
  • a plurality of the magnets are provided on the magnet arrangement plate.
  • a plurality of magnets may be arranged in a plane at lattice point positions on the plane.
  • the movement restricting means is provided in a chuck on which a substrate is mounted, and is capable of regulating the stroke of a magnet that comes in contact with and separates from the chuck.
  • the chuck and the mask can be configured to be rotatable in the horizontal direction. If the movement limiting means is constituted by a set screw, the structure can be made simpler.
  • a mask and a magnet are arranged at a position where the substrate is sandwiched, and the mask placed on the substrate is fixed by the magnetic force of the magnet, and is provided on the mask.
  • Maximum position where force is limited to the mask on the surface side of the substrate Stroke regulation within the range of the separation position, and moving the magnet within this stroke regulation range, while moving the magnet at the maximum separation position of the magnet, the mask is separated from the substrate and the substrate is replaced. It is characterized in that film formation is repeated.
  • the mask may be bonded to the substrate surface in advance of the substrate chucking, and after the chucking in this bonded state, the magnet may be moved closer to attract the mask to the substrate surface.
  • the present invention provides a film forming method in which a mask and a magnet are arranged at a position sandwiching the substrate, and a shape corresponding to an opening pattern provided in the mask is formed on the surface of the substrate, the substrate and the mask ,
  • a mask and a magnet are disposed at a position where the substrate is sandwiched, and the mask placed on the substrate is fixed by the magnetic force of the magnet.
  • a method of manufacturing an organic EL element in which a pixel pattern of an organic EL element corresponding to an opening pattern provided in a mask is formed on a surface of the substrate, wherein the magnet moves while restricting a moving amount of the magnet by a set screw. And a step of moving the mask in the direction of moving away from the substrate force. The step of moving the mask in the direction of moving away from the substrate.
  • the magnetic force of the magnet does not affect the mask and the mask moves. Sometimes it can be prevented from being stretched by magnetic force. As a result, the mask can be prevented from being deformed, so that the opening pattern provided in the mask is not deformed even if the mask is desorbed a plurality of times, and an accurate film formation pattern can be formed on the substrate.
  • the movement restriction means allows the movement amount of the magnet (magnet arrangement plate) to be applied to the chucked substrate.
  • the limit value for applying the attractive magnetic force to the bonded mask is regulated as the maximum stroke position. As a result, the mask can be removed and the substrate replaced while moving the magnet within the minimum stroke range, so the tact time can be greatly shortened. Therefore, the manufacturing time can be shortened.
  • the magnetic force of the magnet can be applied to the entire surface of the mask. Since the magnetic force of the magnet acting on the center of the mask is weaker than the magnetic force acting on the peripheral edge of the mask, if a certain gap is required between the substrate and the mask, such as during alignment, the magnetic force A uniform gap can be created between the substrate and the mask by acting uniformly on the strong peripheral portion and the central portion where the film rigidity is weak. Even if the thickness of the film, the thickness of the chuck, and the thickness of the substrate are different, it is possible to cope with this by adjusting the magnetic force with respect to the peripheral portion and the central portion. Furthermore, by arranging a plurality of magnets on the magnet arrangement plate, the magnetic force of the magnet acting on the central portion of the mask can be made weaker than the magnetic force acting on the peripheral portion of the mask.
  • the glass substrate mounted and held on the chuck also rotates in a horizontal plane.
  • positioning board, a magnet, a mask, etc. rotate with these. Therefore, by rotating the chuck or the like during film formation, a film having a uniform thickness can be obtained within the substrate surface.
  • the magnetic force of the magnet will not affect the mask and the position of the mask and substrate will not shift.
  • the amount of movement of the magnet is regulated, so that the manufacturing time can be shortened, and the magnet is mounted on the substrate prior to moving the mask away from the substrate force. Since it is moved away from the force, the magnetic force of the magnet acting on the mask can be weakened, and deformation of the mask can be prevented.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a device upper mechanism.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a vacuum evaporation apparatus.
  • FIG. 3 is a schematic bottom view of a magnet mounting plate on which magnets are mounted.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of movement restriction means.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of alignment between a glass substrate and a mask.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram when the mask is put on the glass substrate.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an upper mechanism of a vacuum vapor deposition apparatus according to an embodiment.
  • Fig. 2 is an explanatory diagram of the vacuum evaporation system.
  • the vacuum deposition apparatus 10 has a schematic configuration in which an evaporation source 14 (supply source) of the organic material 12 is provided at the bottom and an apparatus upper mechanism 16 is provided at the upper part thereof.
  • the apparatus upper mechanism 16 includes a chuck 18, a magnet arrangement plate 20 having a magnet 22, a movement limiting means 24, a base plate clamp 26 and a mask clamp 28.
  • 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 that heats and evaporates (sublimates) the organic material 12 is provided on the outer surface of the crucible 14a. .
  • the chuck 18 provided on the upper portion of the vacuum vapor deposition apparatus 10 is disposed so as to face the crucible 14a and is a flat plate disposed along the horizontal direction. As a result, the chuck 18 can hold the glass substrate 32 in a flat shape at the portion facing the crucible 14a.
  • the chuck 18 can be horizontally rotated by a rotation mechanism (not shown) provided on the outer upper portion of the apparatus main body 30.
  • the magnet arrangement plate 20 is a flat plate and is arranged so as to be movable in a direction approaching and separating from the upper surface of the chuck 18, that is, the back surface of the glass substrate 32.
  • the magnet arrangement plate 20 is suspended by a support shaft 20 a penetrating the top plate portion of the device body 30.
  • a horizontal support portion 20b is connected to the upper end of the support shaft 20a.
  • An expansion / contraction means 34 is provided between the horizontal support portion 20b and the top plate portion of the apparatus body 30. 0 can be raised and lowered.
  • the expansion / contraction means 34 may be an actuator such as an air cylinder as long as it can be expanded and contracted vertically.
  • FIG. 3 is a schematic bottom view of a magnet mounting plate on which magnets are mounted.
  • the magnets 22 are arranged in the form of dots at lattice point positions on the plate surface of the magnet-arranged plate 20, and are attached within a range where the entire plane of the mask 36 can be adsorbed.
  • the magnetic force acting on the central portion of the mask 36 is set by considering the size of the magnet 22 and the magnitude of the magnetic force, the arrangement position of the magnet 22, the thickness of the glass substrate 32, the thickness and material of the chuck 18, and the like. It is weaker than the magnetic force acting on the edge of 36.
  • a plurality of magnets 22 are planarly arranged at the lattice point positions on the lower surface of the magnet arrangement plate 20, and a strong magnetic force is applied to the peripheral portion of the magnet arrangement plate 20!
  • a magnetite 22 is disposed, and a magnet 22 having a weak magnetic force is disposed at the center.
  • the magnet 22 can come into contact with the upper surface of the chuck 18 by the vertical movement of the magnet mounting plate 20.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of movement restriction means.
  • the movement restricting means 24 is provided with an extended portion 24a extending upward from the upper surface of the chuck 18 and a stagger function of the magnet mounting plate 20 provided at the upper end of the extended portion 24a with a step in the horizontal direction. And a limiting portion 24b.
  • the magnet arrangement plate 20 is provided with a hole portion 20c through which the extended portion 24a of the movement restricting means 24 can pass and a smaller size than the planar size of the restricting portion 24b.
  • the height of the restricting portion 24b that is, the movement restriction amount of the magnet mounting plate 20 can be appropriately set in consideration of the magnetic force of the magnet 22 acting on the mask 36, the moving time of the magnet mounting plate 20, and the like. Good. For example, it may be set within a range where the magnetizing action by the magnet 22 is set to a minimum distance that does not reach the mask 36 at a position where the rise of the magnet mounting plate 20 is stopped by the restricting portion 24b. As long as the attractive force is weakened, it is sufficient.
  • the substrate clamp 26 extends downward from the upper portion of the apparatus main body 30, and the tip end portion 26a is It is a saddle type that is bent toward the back 18 side (the center side of the apparatus main body 30), and a plurality of pieces are arranged along the side edge of the chuck 18.
  • the substrate clamp 26 is set so that the tip portions 26a have the same height (in the same plane) in order to support the edge portion of the glass substrate 32 with the tip portions 26a (folded portions). Further, the substrate clamp 26 can be moved up and down by an elevating mechanism (not shown) provided on the outer upper portion of the apparatus body 30 while maintaining the state in which the tip portions 26a are in the same plane. As the substrate clamp 26 is raised, the back surface of the glass substrate 32 can be brought into contact with the chuck 18 to be mounted and held in a flat shape.
  • the mask clamp 28 extends downward from the upper part of the apparatus main body 30, and has a hook-like shape in which the tip 28a is bent toward the chuck 18 side (the central side of the apparatus main body 30). And a plurality of them are arranged along the side edge of the substrate clamp 26.
  • the mask clamp 28 is set so that the tip portions 28a have the same height (in the same plane) in order to support the edge portion of the mask 36 by the tip portions 28a (folded portions). Further, the mask clamp 28 can be lifted and lowered by an elevating mechanism (not shown) provided on the outer upper portion of the apparatus body 30 while maintaining the state in which the tip portions 28a are in the same plane.
  • the mask 36 can be moved in a direction approaching and moving away from the surface of the glass substrate 32.
  • the mask 36 includes a mask film 36a in which a plurality of opening patterns corresponding to each pixel of the organic EL element are provided, and a frame-type mask frame 36b that holds the peripheral portion of the mask film 36a.
  • the substrate clamp 26 and the mask clamp 28 can be rotated together with the chuck 18 and the magnet arrangement plate 20 by a rotating mechanism (not shown) provided on the upper outer portion of the vacuum deposition apparatus 10. RU
  • the glass substrate 32 is placed inside the apparatus main body 30 by the substrate transfer mechanism and inserted between the chuck 18 and the mask 36. Then, the glass substrate 32 is moved downward along with the lowering operation of the substrate transport mechanism and placed on the substrate clamp 26. Thereafter, the mask 36 is moved upward by raising the mask clamp 28, and the mask 36 and the glass substrate 32 are brought into a bonded state. The mask clamp 28 continues to be raised until the glass substrate 32 contacts the bottom surface (chuck surface) of the chuck 18. When the glass substrate 32 is placed on the mask 36, the glass substrate 32 becomes horizontal along the mask 36, and is brought into contact with the chuck 18 while maintaining this horizontal state.
  • the substrate clamp 26 is raised until it contacts the glass substrate 32.
  • the glass substrate 32 is mounted and held on the chuck 18 while maintaining the horizontal state by the substrate clamp 26.
  • the mask clamp 28 is lowered, and the mask 36 is moved downward.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of alignment between the glass substrate and the mask.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the arrangement of the camera, the glass substrate, and the mask.
  • FIG. 5 (B) is an image taken by a camera and shows a case where a positional deviation has occurred.
  • Fig. 5 (C) is an image taken by a camera and shows a case where the positions are correct.
  • the glass substrate 32 is provided with alignment marks 40 in at least two places.
  • the alignment mark 40 provided on the glass substrate 32 is provided at, for example, the corners of the glass substrate 32 opposite to each other, and at the same time the electrode film of the organic EL element is formed on the glass substrate 32, the same material as this electrode is used. It may be formed.
  • the shape of the alignment mark 40 provided on the glass substrate 32 may be, for example, a circle, a dot, or a cross.
  • the alignment mark 42 provided on the mask 36 may be a dot, circle, cross, or the like as long as it is provided at a position corresponding to the alignment mark 40 provided on the glass substrate 32. I just need it. If the alignment mark 40 on the glass substrate 32 is rounded, the alignment mark 42 on the mask 36 should be pointed. If the alignment mark 40 on the glass substrate 32 is pointed, the alignment on the mask 36 Mark 42 should be rounded!
  • the vacuum deposition apparatus 10 may be provided with a camera 44 that images the alignment mark 40 provided on the glass substrate 32 and the alignment mark 42 provided on the mask 36 (FIG. 5). (See (A)). While confirming the image captured by the camera 44, the dot of the alignment mark 42 (40) is placed in the circle of the alignment mark 40 (42).
  • FIG. 6 is an explanatory view when the mask 36 is bonded to the glass substrate 32.
  • the mask clamp 28 is moved upward until the mask 36 contacts the glass substrate 32.
  • the mask 36 is put on the glass substrate 32.
  • the magnet arrangement plate 20 is moved downward to bring the magnet 22 into contact with the upper surface of the chuck 18.
  • the magnetic force of the magnet 22 acts on the mask 36, and the mask 36 is fixedly held.
  • the glass substrate 32, the mask 36, etc. are rotated, and the organic material 12 is heated and evaporated by the heater 14b to form a predetermined pattern on the glass substrate 32. To do. As a result, an organic EL element is manufactured.
  • the mask 36 is in contact with the lower surface of the chuck 18 through the glass substrate 32, and the magnet arrangement plate 20 (magnet 22) is in contact with the upper surface of the chuck 18, as in the embodiment shown in FIG. is doing.
  • the magnet arrangement plate 20 is moved upward.
  • the mask clamp 28 is lowered, and the mask 36 is moved downward.
  • the substrate clamp 26 is lowered and the glass substrate 32 is moved downward.
  • the substrate transport mechanism is inserted into the apparatus main body 30, and the glass substrate 32 is recovered.
  • the magnet arrangement plate 20 (magnet 22) is clamped by providing the expansion / contraction means 34 on the outer upper part of the apparatus body 30. Since the magnet can be moved in the direction approaching and moving away from the upper surface of the rack 18, the magnet 22 is lowered during deposition to hold the mask 36 fixed by magnetic force, and the magnet 22 is raised during non-deposition to affect the influence of the magnetic force.
  • the mask 36 can be prevented from being given. That is, the mask 36 can be detached without applying a load to the mask film 36a, and the mask film 36a does not stretch even if the desorption is performed a plurality of times. Accordingly, since the opening pattern of the mask 36 is not deformed, an accurate organic EL element pattern can be formed on the glass substrate 32.
  • the movement amount of the magnet arrangement plate 20 can be limited to a predetermined range. That is, the lower limit of the moving amount is a position where the magnet 22 and the chuck 18 are in contact with each other, and the upper limit of the moving amount is that the magnetic force of the magnet 22 is a mass. It is a position that does not affect the position 36. Therefore, since the moving amount of the magnet mounting plate 20 can be minimized, the manufacturing time can be shortened and the production amount of the organic EL element can be improved.
  • the height of the restricting portion 24b of the movement restricting means 24 can be arbitrarily set, the amount of movement of the magnet arrangement plate 20 can be adjusted, and the magnetic force acting on the mask 36 can be freely adjusted. Can do.
  • the glass substrate 32 Before the glass substrate 32 is placed on the chuck surface, the glass substrate 32 is once mounted on the mask 36 below the glass substrate 32 and is directly clamped to the chuck surface together with the mask 36. It is possible to eliminate itching. In other words, even if a thin glass substrate 32 is used, the glass substrate 32 is maintained in a horizontal state and is held by the chuck 18 so that the central portion of the glass substrate 32 is prevented from squeezing downward due to its own weight or gravity. it can.
  • the magnet 22 has the size and arrangement pattern of the magnet 22 in the central portion of the magnet arrangement plate 20, and the size and arrangement of the magnet 22 in the peripheral portion.
  • the force is a configuration in which the magnetic force acting on the central portion of the mask 36 is weaker than that of the peripheral portion by changing the pattern, and is not limited to this form. That is, for example, by making all the magnets 22 the same size and changing the arrangement pattern of the magnets 22, the magnetic force acting on the central portion of the mask 36 can be made weaker than that of the peripheral portion. Further, by making the arrangement pattern of the magnets 22 the same and changing the size of the magnets 22, the magnetic force acting on the central part of the mask 36 can be made weaker than that of the peripheral part.
  • the alignment marks 40, 42 used for alignment between the mask 36 and the glass substrate 32 are limited to the force described as dots or circles as shown in FIG. None happen. That is, the alignment marks 40 and 42 may have a circle or a cross.
  • the camera 44 used for alignment between the mask 36 and the glass substrate 32 is not limited to this form as shown in FIG. Absent. That is, three or more cameras 44 may be provided. In this case, the alignment marks 40 and 42 may be provided at the corners of the glass substrate 32 and the mask 36.
  • the present invention is not limited to this form, and other film forming apparatuses such as a sputtering apparatus and a vapor phase growth apparatus may be used.
  • the substrate may be a substrate having a material force other than glass, not limited to the glass substrate 32! /.

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Abstract

 成膜装置は、成膜材料の供給源と、前記成膜材料の膜が形成される基板とを備えた成膜装置であって、前記基板の表面に対して接近および離反する方向に移動可能にして、前記基板の表面側に配設されたマスク36と、前記基板の裏面に対して接近および離反する方向に移動可能にして、前記基板の裏面側に配設された磁石22と、前記磁石22の移動を所定範囲内に制限する移動制限手段24と、を備えた構成である。

Description

成膜装置、成膜方法および有機 EL素子の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は成膜装置、成膜方法および有機 EL素子の製造方法に関するものである 背景技術
[0002] 基板上に所定のパターンを形成するための成膜装置には、基板を平面状に保持 するチャックと、所定の開口パターンが形成され、磁性材料からなるマスクと、このマ スクを基板上に固定する磁石とを備えた構成のものがある。そして成膜時には、基板 がチャックの表面に装着保持され、この基板の上にマスクが被せられる。このマスクは 、チャックの裏面に設けられた磁石の磁力により、基板上に固定される。
[0003] そして薄膜形成装置について開示された特許文献 1には、マスクを基板上に固定 するときに永久磁石を基板カゝら遠ざけておき、マスクを基板に被せた後に永久磁石 を基板に近づけることで、マスクの位置ズレを防いで、パターユング不良の発生を防 ぐことが記載されている。
特許文献 1:特開 2004— 79349号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] マスクは、マスクフィルムの周辺をマスクフレームで固定した構成のものが一般的に 使用される。マスクフィルムは、所定の開口パターンが形成された磁性材料からなる 薄い金属系のフィルム状のものである。また、マスクフレームは、マスクフィルムの周 囲を保持する硬い枠型構造である。このようなマスクを成膜後に基板カゝら離す場合、 マスクフィルムが磁石の磁力によって基板側に引き付けられて橈んでしまう問題点が あった。すなわち、磁石の磁力に逆らってマスクを基板力 無理に離すことになり、脱 着を数回行うとマスクフィルムが伸びきつてしまい、開口パターンも同様に歪んで変形 してしまう。開口パターンが変形してしまうと、基板上に正確な成膜パターンを得るこ とができない問題点があった。 [0005] また仮に、マスクを基板カゝら離すときに、磁石を基板カゝら遠ざけてマスクに作用する 磁力の影響を弱めたとしても、磁石を無制限に移動させると、この移動に時間がかか るという問題点がある。特に、有機 EL (Electroluminescence)素子の製造には、生 産量を向上させるために製造時間の短縮が要求されているので、磁石を無制限に移 動させると、それだけ製造時間が力かるという問題点がある。
[0006] 本発明は、製造時間の短縮を図る成膜装置、成膜方法および有機 EL素子の製造 方法を提供することを目的とする。第 2には、マスク変形の防止を図ることができる成 膜装置、成膜方法および有機 EL素子の製造方法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
[0007] 上記目的を達成するために、本発明に係る成膜装置は、基板にマスクを接合して マスクパターンに応じた薄膜を形成可能とした成膜装置にぉ ヽて、前記マスクを磁性 体により形成しておき、当該マスクを前記基板に対して接合させる磁石を有し、前記 磁石は前記マスクへの吸着作用が及ぶ限界位置以内に置かれた移動制限手段とに よってストローク規制されて 、ることを特徴として 、る。
[0008] また前記磁石は、前記マスクの平面サイズに対応した面積範囲に設けられ、前記マ スクの中央部に作用する磁力を前記マスクの周縁部に作用する磁力に比べて弱くし てなることを特徴として 、る。
また前記磁石は、磁石配設板に複数設けられたことを特徴としている。この場合、 複数の磁石を平面上における格子点位置に平面配列させるようにすればよい。
[0009] また、前記移動制限手段は基板が装着されるチャックに設けられ、前記チャックに 対して接離される磁石をストローク規制できるようにしている。この場合、前記チャック および前記マスクは、水平方向に回転可能にした構成にできる。前記移動制限手段 は、止めネジによって構成すれば、より簡易な構造にできる。
[0010] また本発明に係る成膜方法は、基板を挟み込む位置にマスクと磁石とを配置して、 前記基板に被せられた前記マスクを前記磁石の磁力で固定し、前記マスクに設けら れた開口パターンに応じた形状を前記基板の表面に形成する成膜方法であって、チ ャックされた基板の裏面側にて前記磁石を接離移動可能としておくとともに、前記磁 石は磁力による吸着力が前記基板の表面側のマスクに及ぶ限界となる位置を最大 離隔位置とする範囲内にストローク規制しておき、このストローク規制された範囲で磁 石を移動させつつ、磁石の最大離隔位置のときにマスクを基板カゝら離反させて基板 交換をなすことを繰り返して成膜を行わせることを特徴としている。この場合、前記マ スクは基板のチヤッキングに先立って予め基板面に接合され、この接合状態でチヤッ クした後、前記磁石を接近移動させてマスクを基板面に吸着させるようにすればよい
[0011] また基板を挟み込む位置にマスクと磁石とを配置し、前記マスクに設けられた開口 ノターンに応じた形状を前記基板の表面に形成する成膜方法であって、前記基板と 前記マスクとを位置合わせした後、前記マスクを前記基板に被せる工程と、前記基板 カゝら離れた位置に配置された前記磁石を前記基板に近づけて、前記磁石の磁力で 前記マスクを固定する工程と、前記基板の表面に膜を形成する工程と、前記磁石を 前記基板力 遠ざ力る方向へ移動させる工程と、前記マスクを前記基板力 遠ざ力る 方向へ移動させる工程と、を備えたことを特徴としている。
[0012] また本発明に係る有機 EL素子の製造方法は、基板を挟み込む位置にマスクと磁 石とを配置して、前記基板に被せられた前記マスクを前記磁石の磁力で固定し、前 記マスクに設けられた開口パターンに応じた有機 EL素子の画素パターンを前記基 板の表面に形成する有機 EL素子の製造方法であって、止めネジにより前記磁石の 移動量を規制しつつ、前記磁石を前記基板から遠ざかる方向へ移動させる工程と、 前記マスクを前記基板力 遠ざ力る方向へ移動させる工程と、を備えたことを特徴と している。
発明の効果
[0013] これによりマスクを基板力も離反する方向に移動させるのに先だって、磁石を基板 力 離反する方向に移動させておけば、磁石の磁力がマスクに影響を及ぼすことが なくなり、マスクが移動するときに磁力によって引き伸ばされることを防止できる。した 力 Sつてマスクの変形を防止できるので、マスクの脱着を複数回行ってもマスクに設け られた開口パターンが変形することはなぐ基板に正確な成膜パターンを形成するこ とがでさる。
[0014] また移動制限手段により、磁石 (磁石配設板)の移動量をチヤッキングされた基板に 接合されているマスクへ磁力による吸着力を作用させる限界値を最大ストローク位置 として規制している。これにより最小ストローク範囲で磁石を移動させながらマスクの 取り外し、基板の交換を行うことができるので、タクトタイムを大幅に短くすることができ る。したがって、製造時間を短縮することができる。
[0015] また磁石はマスクの平面サイズに対応した面積範囲に設けられているので、マスク の全面に磁石の磁力を作用させることができる。そしてマスクの中央部に作用する磁 石の磁力をマスクの周縁部に作用する磁力に比べて弱くしているので、ァライメント 時など基板とマスクに一定の隙間が必要な場合、磁力をフィルム剛性の強 、周辺部 、フィルム剛性の弱い中央部に均等に作用させることにより、一定の隙間を基板とマ スク間に作ることができる。またフィルムの厚み、チャックの厚み、基板の厚みが異な る場合であっても、周辺部、中央部に対して磁力を調整することにより対応させること が可能となる。さらに磁石を磁石配設板に複数配設することで、マスクの中央部に作 用する磁石の磁力をマスクの周縁部に作用する磁力に比べて弱くすることができる。
[0016] またチャックを回転可能にすると、このチャックに装着保持されているガラス基板も 水平面内で回転する。そして、これらと共に磁石配設板ゃ磁石、マスク等も回転する 。したがって成膜時にチャック等を回転させることにより、基板面内で厚さの均一な膜 を得ることができる。
またマスクを基板に被せるときも、磁石を基板力も遠ざ力る方向に移動させておけ ば、磁石の磁力がマスクに影響を及ぼすことがなくなり、マスクと基板との位置がずれ ることはない。
[0017] また有機 EL素子の製造方法においては、磁石の移動量が規制されているので製 造時間を短縮することができ、またマスクを基板力も遠ざける方向へ移動させるのに 先だって、磁石を基板力 遠ざける方向に移動させているので、マスクに作用する磁 石の磁力を弱めることができ、マスクの変形を防止できる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]装置上部機構の説明図である。
[図 2]真空蒸着装置の説明図である。
[図 3]磁石を配設した磁石配設板の概略底面図である。 [図 4]移動制限手段の説明図である。
[図 5]ガラス基板とマスクとの位置合わせの説明図である。
[図 6]マスクがガラス基板に被せられたときの説明図である。
符号の説明
[0019] 10 真空蒸着装置、 18 チャック、 20 磁石配設板、 22 磁 石、 24 移動制限手段、 32 ガラス基板、 34 伸縮手段、 36……
…マスク。
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、成膜方法および有機 EL素子の製造方法の最良 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。
[0021] 図 1は実施形態に係る真空蒸着装置の上部機構の説明図である。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の蒸発源 14 (供 給源)を備えるとともに、その上部に装置上部機構 16を備えた概略構成である。装置 上部機構 16は、チャック 18、磁石 22を備えた磁石配設板 20、移動制限手段 24、基 板クランプ 26およびマスククランプ 28を備えた構成である。
[0022] 有機材料 12の蒸発源 14は、有機材料 12が入れられるルツボ 14aを備えており、ル ッボ 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 18は、ルツボ 14a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。これによりチャック 18 は、ルツボ 14aとの対面部にてガラス基板 32を平面状に保持することが可能になつ ている。チャック 18は、装置本体 30の外側上部に設けられた回転機構 (不図示)によ つて水平回転可能となって 、る。
[0023] 磁石配設板 20は平板であり、チャック 18の上面、すなわちガラス基板 32の裏面に 接近および離反する方向に移動可能に配設されている。磁石配設板 20は、装置本 体 30の天板部を貫通する支持シャフト 20aによって吊下げられている。この支持シャ フト 20aの上端には水平支持部 20bが接続されて 、る。水平支持部 20bと装置本体 30の天板部との間には、伸縮手段 34が設けられ、伸縮動作によって、磁石配設版 2 0を昇降できるようにしている。なお伸縮手段 34は、上下に伸縮可能なものであれば よぐ例えばエアシリンダ等のァクチユエータであればよい。
[0024] この磁石配設板 20の下面には、円盤型の磁石 22を平面上に並べて配設されてい る。図 3は磁石を配設した磁石配設板の概略底面図である。この磁石 22は磁石配設 板 20の板面における格子点位置に点状配置したもので、マスク 36の平面全体を吸 着できる範囲に取り付けられている。そして磁石 22の大きさや磁力の大きさ、磁石 22 の配置位置、ガラス基板 32の厚み、チャック 18の厚みや材質等を考慮'設定するこ とにより、マスク 36の中央部に作用する磁力をマスク 36の周縁部に作用する磁力に 比べて弱くしている。具体的な一例としては、複数の磁石 22が磁石配設板 20の下面 に格子点位置に平面的に配設されており、磁石配設板 20の周縁部に磁力の強!ヽ磁 石 22を配設するとともに、中央部に磁力の弱い磁石 22を配設した構成である。なお 磁石 22は、磁石配設板 20の上下移動により、チャック 18の上面に接触することが可 能である。
[0025] またチャック 18の上面には、磁石配設板 20の上方移動を所定範囲内に制限する 移動制限手段 24が設けられている。この移動制限手段 24は、例えば止めネジであ ればよい。図 4は移動制限手段の説明図である。移動制限手段 24は、チャック 18の 上面から上方へ向力つて伸びる延設部 24aと、この延設部 24aの上端に設けられ水 平方向に段差を付けて磁石配設板 20のストツバ機能をなす制限部 24bとから構成さ れている。また磁石配設板 20には、移動制限手段 24の延設部 24aが揷通可能であ るとともに、制限部 24bの平面サイズよりも小さな孔部 20cが設けられている。これに より磁石配設板 20は、孔部 20cよりも大きな制限部 24bによって、この制限部 24bより も上方への移動することができなくなる。なお制限部 24bの高さ、すなわち磁石配設 板 20の移動制限量は、マスク 36に作用する磁石 22の磁力や、磁石配設板 20の移 動時間等を考慮して、適宜設定すればよい。例えば、制限部 24bにより磁石配設板 2 0の上昇が止められた位置で、磁石 22による磁着作用がマスク 36に及ばない最小 限距離となるように設定すればよぐその範囲内であって吸着力が弱まる範囲であれ ばよい。
[0026] 基板クランプ 26は、装置本体 30の上部から下方に向力つて延び、先端部 26aがチ ャック 18側(装置本体 30の中央側)に向けて折り曲げられた鉤型であり、チャック 18 の側縁に沿って複数個が配設されている。この基板クランプ 26は、その先端部 26a ( 折曲げ部)でガラス基板 32の縁部を支えるために、各先端部 26a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 26は、装置本体 30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 26a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 26が上昇することによって、ガラス 基板 32の裏面をチャック 18に接触させて、平面状に装着保持させることが可能にな つている。
[0027] マスククランプ 28は、装置本体 30の上部から下方に向力つて延び、先端部 28aが チャック 18側(装置本体 30の中央側)に向けて折り曲げられた鉤型であり、チャック 1 8や基板クランプ 26の側縁に沿って複数個が配設されて 、る。このマスククランプ 28 は、その先端部 28a (折曲げ部)でマスク 36の縁部を支えるために、各先端部 28aが 同じ高さ(同一面内)になるように設定されている。またマスククランプ 28は、装置本 体 30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 28a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。これによりマスク 36をガラス基板 32の表面に対して接近および離反する方向に移動することが可能になる。なおマス ク 36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 36aと、マスクフィルム 36aの周縁部を保持する枠型のマスクフレーム 36bとを備 えている。
[0028] そして基板クランプ 26およびマスククランプ 28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 18および磁石配設板 20等とともに 回転することが可能になって 、る。
[0029] 次に、有機 EL素子の製造方法 (成膜方法)につ ヽて説明する。まずガラス基板 32 は、基板搬送機構によって装置本体 30の内部に入れられ、チャック 18とマスク 36と の間に挿入される。そしてガラス基板 32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 26上に載せられる。この後、マスククランプ 28を上 昇させることによりマスク 36を上方に移動させ、マスク 36とガラス基板 32とを接合状 態にする。 [0030] そしてマスククランプ 28は、ガラス基板 32がチャック 18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 32は、マスク 36上に載せられるとマスク 36 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 18に当接される。
[0031] この後、基板クランプ 26をガラス基板 32に接触するまで上昇させる。これによりガラ ス基板 32は、基板クランプ 26により水平状態を維持しつつチャック 18に装着保持さ れる。そしてマスククランプ 28を下降させて、マスク 36を下方に移動させる。
[0032] この後、ガラス基板 32に設けられたァライメントマークと、マスク 36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 32とマスク 36との位置合わせが行われる。図 5 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 5 (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 5 (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〖こ図 5 (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。
[0033] 具体的には、ガラス基板 32には、少なくとも 2箇所にァライメントマーク 40が設けら れている。ガラス基板 32に設けられたァライメントマーク 40は、例えばガラス基板 32 の対角する角部に設けられ、ガラス基板 32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 32に設けられる ァライメントマーク 40の形状は、例えば丸や点、十字形等であればよい。
[0034] またマスク 36に設けられたァライメントマーク 42は、ガラス基板 32に設けられたァラ ィメントマーク 40に対応した位置に設けられればよぐその形状は点や丸、十字形等 であればよい。なおガラス基板 32のァライメントマーク 40を丸とした場合は、マスク 36 のァライメントマーク 42を点にすればよぐガラス基板 32のァライメントマーク 40を点 とした場合は、マスク 36のァライメントマーク 42を丸にすればよ!、。
[0035] さらに真空蒸着装置 10には、ガラス基板 32に設けられたァライメントマーク 40と、 マスク 36に設けられたァライメントマーク 42とを撮像するカメラ 44を設けておけばよ い(図 5 (A)参照)。そしてカメラ 44で撮像された画像を確認しつつ、ァライメントマー ク 40 (42)の丸の中に、ァライメントマーク 42 (40)の点が入るよう
にマスク 36の X(縦), Y (横)、 Θ (回転)方向を調整すれば、ガラス基板 32とマスク 3 6との位置合わせが終了する(図 5 (B) , (C)参照)。 [0036] この後、マスク 36および磁石配設板 20を移動させる。図 6はマスク 36がガラス基板 32に接合したときの説明図である。マスク 36とガラス基板 32との位置合わせが終了 すると、マスク 36がガラス基板 32に接触するまでマスククランプ 28を上方に移動させ る。これにより、マスク 36がガラス基板 32に被せられる。次に、伸縮手段 34を縮める ことにより磁石配設板 20を下方に移動させて、磁石 22をチャック 18の上面に接触さ せる。これにより磁石 22の磁力がマスク 36に作用して、マスク 36を固定保持する。
[0037] このようなマスク 36の装着工程を経た後、ガラス基板 32やマスク 36等を回転させる とともに、ヒーター 14bによって有機材料 12を加熱'蒸発させて、ガラス基板 32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。
[0038] 次に、蒸着終了後の工程について説明する。蒸着終了が終了すると、図 6に示す 形態と同様に、マスク 36はガラス基板 32を介してチャック 18の下面に接触しており、 磁石配設板 20 (磁石 22)はチャック 18の上面に接触している。そしてマスク 36の脱 着工程では、まず磁石配設板 20を上方に移動させる。この後、マスククランプ 28を下 降させて、マスク 36を下方に移動させる。そして基板クランプ 26を下降させて、ガラス 基板 32を下方に移動させる。この後、前記基板搬送機構が装置本体 30の内部に入 れられ、ガラス基板 32を回収する。
[0039] このような真空蒸着装置 10および有機 EL素子の製造方法 (成膜方法)では、装置 本体 30の外側上部に伸縮手段 34を設けることにより、磁石配設板 20 (磁石 22)をチ ャック 18の上面に対して接近および離反する方向に移動可能にしたので、蒸着時に 磁石 22を下降させて磁力によってマスク 36を固定保持し、蒸着時以外では磁石 22 を上昇させて磁力の影響をマスク 36に与えないようにできる。すなわちマスクフィルム 36aに負荷をかけずにマスク 36を脱着することができ、脱着を複数回行ってもマスク フィルム 36aが伸びることがない。したがってマスク 36の開口パターンが変形すること がないので、ガラス基板 32上に正確な有機 EL素子のパターンを形成することができ る。
[0040] またチャック 18の上面に磁石配設板 20の移動制限手段 24を設けたので、磁石配 設板 20の移動量を所定範囲に制限することができる。すなわち移動量の下限は、磁 石 22とチャック 18とが接触する位置であり、移動量の上限は、磁石 22の磁力がマス ク 36に影響を与えな 、位置である。したがって磁石配設板 20の移動量を最小限に 抑えることができるので製造時間を短縮することができ、有機 EL素子の生産量を向 上させることができる。
[0041] また移動制限手段 24の制限部 24bの高さを任意に設定できるので、磁石配設板 2 0の移動量を調整することができ、マスク 36に作用させる磁力を自在に調整すること ができる。
[0042] またガラス基板 32は、チャック面に設置される前に、ガラス基板 32の下方にあるマ スク 36に一度載せられ、そのままマスク 36ごとチャック面にクランプされるので、基板 クランプ 26時の橈みを無くすことができる。すなわち厚さの薄いガラス基板 32を用い ても、ガラス基板 32は水平状態を維持してチャック 18に装着保持されるので、ガラス 基板 32の中央部が自重や重力によって下方に橈むことを防止できる。
[0043] なお上述した実施形態では、磁石 22は、図 3に示すように、磁石配設板 20の中央 部における磁石 22の大きさおよび配置パターンと、周縁部における磁石 22の大きさ および配置パターンとを変えて、マスク 36の中央部に作用する磁力を周縁部に比べ て弱くなるようにした構成である力 この形態に限定されることはない。すなわち、例え ば、磁石 22の大きさを全て同じにし、磁石 22の配置パターンを変えることにより、マス ク 36の中央部に作用する磁力を周縁部に比べて弱くすることもできる。また磁石 22 の配置パターンを同じにし、磁石 22の大きさを変えることにより、マスク 36の中央部 に作用する磁力を周縁部に比べて弱くすることもできる。
[0044] また上述した実施形態では、マスク 36とガラス基板 32との位置合わせに用いられる ァライメントマーク 40, 42は、図 5に示すように、点や丸として説明した力 この形態に 限定されることはない。すなわちァライメントマーク 40, 42は、丸や十文字とした構成 であってもよい。
[0045] また上述した実施形態では、マスク 36とガラス基板 32との位置合わせに用いられる カメラ 44は、図 5に示すように、 2つ用いた形態である力 この形態に限定されること はない。すなわちカメラ 44は、 3つ以上設けてもよい。この場合、ァライメントマーク 40 , 42は、ガラス基板 32やマスク 36の角部に設けておけばよい。
[0046] また上述した実施形態では、成膜装置として真空蒸着装置 10を用いた形態を説明 したが、この形態に限定されることはなぐスパッタ装置や気相成長装置等の他の成 膜装置であってもよい。また基板は、ガラス基板 32に限定されることはなぐガラス以 外の材料力もなる基板であってもよ!/、。
産業上の利用可能性
有機 EL基板等へのパターン形成技術に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板にマスクを接合してマスクパターンに応じた薄膜を形成可能とした成膜装置に おいて、
前記マスクを磁性体により形成しておき、
当該マスクを前記基板に対して接合させる磁石を有し,
前記磁石は前記マスクへの吸着作用が及ぶ限界位置以内に置かれた移動制限手 段とによってストローク規制されている、
ことを特徴とする成膜装置。
[2] 前記磁石は、前記マスクの中央部に作用する磁力を前記マスクの周縁部に作用す る磁力に比べて弱くしてなることを特徴とする請求項 1に記載の成膜装置。
[3] 前記磁石は、複数の磁石からなり、これを平面上における格子点位置に平面配列 させてな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。
[4] 前記移動制限手段は基板が装着されるチャックに設けられ、前記チャックに対して 接離される磁石をストローク規制できるようにしてなる、
ことを特徴とする請求項 1に記載の成膜装置。
[5] 前記移動制限手段は、止めネジであることを特徴とする請求項 1な 、し 4の 、ずれ 力 1に記載の成膜装置。
[6] 基板を挟み込む位置にマスクと磁石とを配置して、前記基板に被せられた前記マス クを前記磁石の磁力で固定し、前記マスクに設けられた開口パターンに応じた形状 を前記基板の表面に形成する成膜方法にぉ ヽて、
チャックされた基板の裏面側にて前記磁石を接離移動可能としておくとともに、前 記磁石は磁力による吸着力が前記基板の表面側のマスクに及ぶ限界となる位置を 最大離隔位置とする範囲内にストローク規制しておき、
このストローク規制された範囲で磁石を移動させつつ、磁石の最大離隔位置のとき にマスクを基板カゝら離反させて基板交換をなすことを繰り返して成膜を行わせること を特徴とする成膜方法。
[7] 前記マスクは基板のチヤッキングに先立って予め基板面に接合され、この接合状態 でチャックした後、前記磁石を接近移動させてマスクを基板面に吸着させることを特 徴とする請求項 6に記載の成膜方法。
[8] 基板を挟み込む位置にマスクと磁石とを配置し、前記マスクに設けられた開ロパタ ーンに応じた形状を前記基板の表面に形成する成膜方法であって、
前記基板と前記マスクとを位置合わせした後、前記マスクを前記基板に被せる工程 と、
前記基板カゝら離れた位置に配置された前記磁石を前記基板に近づけて、前記磁 石の磁力で前記マスクを固定する工程と、
前記基板の表面に膜を形成する工程と、
前記磁石を前記基板力ゝら遠ざカゝる方向へ移動させる工程と、
前記マスクを前記基板力 遠ざ力る方向へ移動させる工程と、
を備えたことを特徴とする成膜方法。
[9] 基板を挟み込む位置にマスクと磁石とを配置して、前記基板に被せられた前記マス クを前記磁石の磁力で固定し、前記マスクに設けられた開口パターンに応じた有機 E
L素子の画素パターンを前記基板の表面に形成する有機 EL素子の製造方法であつ て、
止めネジにより前記磁石の移動量を規制しつつ、前記磁石を前記基板から遠ざか る方向へ移動させる工程と、
前記マスクを前記基板力 遠ざ力る方向へ移動させる工程と、
を備えたことを特徴とする有機 EL素子の製造方法。
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