静电吸盘系统、成膜装置和方法、吸附方法及电子器件的制造方法

文档序号:1516952 发布日期:2020-02-11 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 静电吸盘系统、成膜装置和方法、吸附方法及电子器件的制造方法 (Electrostatic chuck system, film forming apparatus and method, adsorption method, and method for manufacturing electronic device ) 是由 柏仓一史 石井博 于 2019-04-09 设计创作,主要内容包括:本发明提供静电吸盘系统、成膜装置和方法、吸附方法及电子器件的制造方法。静电吸盘系统用于吸附被吸附体,其特征在于,包括:静电吸盘,具有电极部和吸附所述被吸附体的吸附面;电位差施加部,对所述电极部施加电位差;磁力产生部,被配置在所述静电吸盘的所述吸附面的相反侧;以及驱动机构,使所述磁力产生部在包含与所述静电吸盘的所述吸附面平行的第1方向在内的方向上移动。(The invention provides an electrostatic chuck system, a film forming apparatus and method, an adsorption method, and a method for manufacturing an electronic device. The electrostatic chuck system is used for adsorbing an adsorbed body, and is characterized by comprising: an electrostatic chuck having an electrode portion and an adsorption surface that adsorbs the adherend; a potential difference application unit that applies a potential difference to the electrode unit; a magnetic force generating unit disposed on the opposite side of the suction surface of the electrostatic chuck; and a drive mechanism that moves the magnetic force generation unit in a direction including a 1 st direction parallel to the suction surface of the electrostatic chuck.)

静电吸盘系统、成膜装置和方法、吸附方法及电子器件的制造 方法

技术领域

本发明涉及静电吸盘系统、成膜装置和方法、吸附方法及电子器件的制造方法。

背景技术

在有机EL显示装置(有机EL显示器)的制造中,在形成构成有机EL显示装置的有机发光元件(有机EL元件;OLED)时,使从成膜装置的蒸镀源蒸发了的蒸镀材料经由形成有像素图案的掩模蒸镀到基板上,由此形成有机物层或金属层。

在向上蒸镀方式(向上淀积)的成膜装置中,蒸镀源设置于成膜装置的真空容器的下部,基板配置于真空容器的上部,向基板的下表面蒸镀。因为在这样的向上蒸镀方式的成膜装置的真空容器内,仅基板的下表面的周边部由基板保持架保持,所以基板因其自重而挠曲,这成为使蒸镀精度下降的一个主要原因。在向上蒸镀方式以外的方式的成膜装置中,也有可能因基板的自重而产生挠曲。

作为用于降低由基板的自重引起的挠曲的方法,正在研究使用静电吸盘的技术。即,通过利用静电吸盘对基板的整个上表面进行吸附,能够降低基板的挠曲。

在专利文献1(韩国专利公开公报2007-0010723号)中,提出了利用静电吸盘吸附基板及掩模的技术。

专利文献1:韩国专利公开公报2007-0010723号

可是,在现有技术中,在利用静电吸盘隔着基板吸附掩模的情况下,存在吸附后的掩模上残留有褶皱的问题。

发明内容

本发明的目的在于将第1被吸附体和第2被吸附体这双方良好地吸附于静电吸盘。

用于解决课题的技术方案

本发明的第1方式的静电吸盘系统是用于吸附被吸附体的静电吸盘系统,其特征在于,该静电吸盘系统包括:静电吸盘,具有电极部和吸附所述被吸附体的吸附面;电位差施加部,对所述电极部施加电位差;磁力产生部,被配置在所述静电吸盘的所述吸附面的相反侧;以及驱动机构,使所述磁力产生部在包含与所述静电吸盘的所述吸附面平行的第1方向在内的方向上移动。

本发明的第2方式的成膜装置是用于隔着掩模对基板进行成膜的成膜装置,其特征在于,该成膜装置包括用于吸附作为第1被吸附体的基板和作为第2被吸附体的掩模的静电吸盘系统,所述静电吸盘系统是基于本发明的第1方式的静电吸盘系统。

本发明的第3方式的吸附方法是用于吸附被吸附体的方法,其特征在于,该吸附方法包括:第1吸附阶段,对静电吸盘的电极部施加第1电位差来吸附第1被吸附体;吸引阶段,隔着所述第1被吸附体,利用来自磁力产生部的磁力来吸引第2被吸附体的至少一部分;以及第2吸附阶段,一边对所述电极部施加与所述第1电位差相同或不同的第2电位差,一边使所述磁力产生部在包含与所述静电吸盘的吸附面平行的方向在内的方向上移动,使所述静电吸盘隔着所述第1被吸附体吸附所述第2被吸附体。

本发明的第4方式的成膜方法是隔着掩模对基板成膜蒸镀材料的成膜方法,其特征在于,该成膜方法包括:向真空容器内搬入掩模的阶段;向所述真空容器内搬入基板的阶段;第1吸附阶段,对静电吸盘的电极部施加第1电位差而将所述基板吸附于静电吸盘;吸引阶段,隔着所述基板,利用来自磁力产生部的磁力来吸引所述掩模的至少一部分;第2吸附阶段,一边对所述电极部施加与所述第1电位差相同或不同的第2电位差,一边使所述磁力产生部在包含与所述静电吸盘的吸附面平行的方向在内的方向上移动,使所述静电吸盘隔着所述基板吸附所述掩模;以及在所述基板和所述掩模被吸附于所述静电吸盘的状态下,使蒸镀材料蒸发,隔着所述掩模对所述基板成膜蒸镀材料的阶段。

本发明的第5方式的电子器件的制造方法的特征在于,使用本发明的第4方式的成膜方法来制造电子器件。

发明的效果

根据本发明,能够利用静电吸盘良好地吸附第1被吸附体和第2被吸附体这双方而不残留褶皱。

附图说明

图1是电子器件的制造装置的一部分的示意图。

图2是本发明的一个实施方式的成膜装置的示意图。

图3a~图3d是本发明的一个实施方式的静电吸盘系统的概念图以及示意图。

图4a~图4c是表示基板和掩模向静电吸盘的吸附方法的示意图。

图5是表示电子器件的示意图。

附图标记说明

24:静电吸盘

30:静电吸盘系统

31:电位差施加部

32:电位差控制部

33:磁力产生部

35:磁力产生部驱动机构

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的优选的实施方式以及实施例进行说明。但是,以下的实施方式及实施例仅是例示性地表示本发明的优选的结构,本发明的范围并不限定于这些结构。另外,以下的说明中的装置的硬件结构以及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等,只要没有特别地特定记载,本发明的范围就不仅限定于它们。

本发明能够应用于使各种材料堆积在基板的表面而进行成膜的装置,能够优选应用于通过真空蒸镀形成所希望的图案的薄膜(材料层)的装置。作为基板的材料,能够选择玻璃、高分子材料的膜、金属等任意的材料,基板例如可以是在玻璃基板上层叠有聚酰亚胺等膜的基板。另外,作为蒸镀材料,也可以选择有机材料、金属性材料(金属、金属氧化物等)等任意的材料。另外,除了在以下的说明中说明的真空蒸镀装置以外,在包含溅射装置、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)装置在内的成膜装置中,也能够应用本发明。本发明的技术具体可应用于有机电子器件(例如,有机发光元件、薄膜太阳能电池)、光学构件等的制造装置。其中,通过使蒸镀材料蒸发而隔着掩模蒸镀到基板上从而形成有机发光元件的有机发光元件的制造装置是本发明的优选应用例之一。

[电子器件的制造装置]

图1是示意性地表示电子器件的制造装置的一部分结构的俯视图。

图1的制造装置例如用于智能手机用的有机EL显示装置的显示面板的制造。在智能手机用的显示面板的情况下,例如,在4.5代的基板(约700mm×约900mm)或6代的全尺寸(约1500mm×约1850mm)或半切割尺寸(约1500mm×约925mm)的基板上进行用于形成有机EL元件的成膜后,将该基板切下来制作成多个小尺寸的面板。

电子器件的制造装置通常包括多个集群装置1和在集群装置之间连接的中继设备。

群组装置1具备进行对基板S的处理(例如成膜)的多个成膜装置11、收纳使用前后的掩模M的多个掩模储存装置12、以及配置于其中央的搬送室13。如图1所示,搬送室13分别与多个成膜装置11以及掩模储存装置12连接。

在搬送室13内配置有搬送基板以及掩模的搬送机器人14。搬送机器人14将基板S从配置于上游侧的中继装置的路径室15向成膜装置11搬送。另外,搬送机器人14在成膜装置11与掩模储存装置12之间搬送掩模M。搬送机器人14例如是在多关节臂上安装有保持基板S或掩模M的机器人手的结构的机器人。

在成膜装置11(也称为蒸镀装置)中,收纳于蒸镀源的蒸镀材料被加热器加热而蒸发,隔着掩模被蒸镀到基板上。利用成膜装置11进行与搬送机器人14交接基板S、基板S与掩模M的相对位置的调整(对准)、基板S向掩模M上的固定、成膜(蒸镀)等一连串成膜工艺。

在掩模储存装置12中,将成膜装置11中的成膜工序所使用的新的掩模和使用完的掩模分开地收纳于两个盒。搬送机器人14将使用完的掩模从成膜装置11向掩模储存装置12的盒搬送,并将收纳于掩模储存装置12的其它的盒内的新的掩模向成膜装置11搬送。

在集群装置1上连结有路径室15和缓冲室16,该路径室15在基板S的流动方向上将来自上游侧的基板S向该集群装置1传递,该缓冲室16用于将在该集群装置1中完成了成膜处理的基板S向下游侧的其它的集群装置传递。搬送室13的搬送机器人14从上游侧的路径室15接受基板S,并向该集群装置1内的成膜装置11之一(例如成膜装置11a)搬送。另外,搬送机器人14从多个成膜装置11之一(例如成膜装置11b)接受在该集群装置1中完成了成膜处理的基板S,并向连结于下游侧的缓冲室16搬送。

在缓冲室16与路径室15之间设置有改变基板的朝向的回转室17。在回转室17设置有搬送机器人18,该搬送机器人18用于从缓冲室16接收基板S并使基板S旋转180°向路径室15搬送。由此,在上游侧的集群装置和下游侧的集群装置中,基板S的朝向相同,基板处理变得容易。

路径室15、缓冲室16、回转室17是将集群装置之间连结的所谓的中继装置,被设置在集群装置的上游侧和/或下游侧的中继装置包括路径室、缓冲室、回转室中的至少一个。

成膜装置11、掩模储存装置12、搬送室13、缓冲室16、回转室17等在有机发光元件的制造过程中被维持为高真空状态。路径室15通常被维持在低真空状态,但也可以根据需要被维持在高真空状态。

在本实施例中,参照图1对电子器件的制造装置的结构进行了说明,但本发明并不限定于此,也可以具有其它种类的装置、腔室,这些装置、腔室间的配置也可以改变。

以下,对成膜装置11的具体结构进行说明。

[成膜装置]

图2是表示成膜装置11的结构的示意图。在以下的说明中,使用以铅垂方向为Z方向的XYZ正交坐标系。在成膜时基板S以与水平面(XY平面)成为平行的方式被固定的情况下,将基板S的宽度方向(与短边平行的方向)设为X方向,将长度方向(与长边平行的方向)设为Y方向。另外,用θ表示绕Z轴的旋转角。

成膜装置11包括被维持在真空气氛或氮气等非活性气体气氛的真空容器21、以及被设置在真空容器21的内部的基板支承单元22、掩模支承单元23、静电吸盘24和蒸镀源25。

基板支承单元22是接收并保持由设置于搬送室13的搬送机器人14搬送来的基板S的部件,也被称为基板保持架。

在基板支承单元22的下方设置有掩模支承单元23。掩模支承单元23是接收并保持由设置于搬送室13的搬送机器人14搬送来的掩模M的部件,也被称为掩模支架。

掩模M具有与在基板S上形成的薄膜图案对应的开口图案,并被载置在掩模支承单元23之上。特别是为了制造智能手机用的有机EL元件而使用的掩模是形成有微细的开口图案的金属制的掩模,也称为FMM(Fine Metal Mask:精细金属掩模)。

在基板支承单元22的上方设置有用于利用静电引力吸附并固定基板的静电吸盘24。静电吸盘24具有在电介质(例如,陶瓷材料)基体内埋设有金属电极等的电路的构造。静电吸盘24既可以是库仑力类型的静电吸盘,也可以是约翰逊·拉别克力类型的静电吸盘,还可以是梯度力类型的静电吸盘。静电吸盘24优选为梯度力类型的静电吸盘。通过静电吸盘24为梯度力类型的静电吸盘,即使在基板S为绝缘性基板的情况下,也能够通过静电吸盘24良好地进行吸附。例如,在静电吸盘24为库仑力类型的静电吸盘的情况下,当对金属电极施加正(+)以及负(-)的电位时,通过电介质基体在基板S等被吸附体上感应有与金属电极相反极性的极化电荷,通过它们间的静电引力将基板S吸附固定于静电吸盘24。静电吸盘24既可以由一个板形成,也可以形成为具有多个副板。另外,在由一个板形成的情况下,也可以在其内部包含多个电路,以在一个板内根据位置不同而使静电引力不同的方式进行控制。

在本实施方式中,如后所述,在成膜前利用静电吸盘24不仅吸附并保持基板S(第1被吸附体),还吸附并保持掩模M(第2被吸附体)。

即,在本实施例中,由静电吸盘吸附并保持被放置在静电吸盘24的铅垂方向的下侧的基板S(第1被吸附体),之后,隔着基板S(第1被吸附体)由静电吸盘24吸附并保持隔着基板S(第1被吸附体)被放置在静电吸盘24的相反侧的掩模M(第2被吸附体)。特别是在由静电吸盘24隔着基板S吸附掩模M时,由磁力产生部33吸引掩模M的一部分,被磁力产生部33的磁力吸引的掩模M的部分成为静电吸盘对掩模M吸附的起点。进而,通过使磁力产生部33向与静电吸盘24的吸附面平行的方向移动,能够引导向该方向的吸附的进行。对此,参照图3和图4在后面叙述。

虽然在图2中未图示,但也可以通过在静电吸盘24的吸附面的相反侧设置抑制基板S的温度上升的冷却机构(例如冷却板),来抑制堆积在基板S上的有机材料的变质或劣化。

蒸镀源25包括收纳要成膜于基板的蒸镀材料的坩埚(未图示)、用于加热坩埚的加热器(未图示)、和阻止蒸镀材料向基板飞散直到来自蒸镀源的蒸发率成为恒定为止的挡板(未图示)等。蒸镀源25能够根据点(point)蒸镀源或线形(linear)蒸镀源等用途而具有多种结构。

虽然在图2中未图示,但成膜装置11包括用于测量蒸镀于基板的膜的厚度的膜厚监视器(未图示)及膜厚计算单元(未图示)。

在真空容器21的上部外侧(大气侧)设置有基板Z致动器26、掩模Z致动器27、静电吸盘Z致动器28和位置调整机构29等。这些致动器和位置调整机构例如由马达和滚珠丝杠、或者马达和线性引导件等构成。基板Z致动器26是用于使基板支承单元22升降(Z方向移动)的驱动部件。掩模Z致动器27是用于使掩模支承单元23升降(Z方向移动)的驱动部件。静电吸盘Z致动器28是用于使静电吸盘24升降(Z方向移动)的驱动部件。

位置调整机构29是用于静电吸盘24的对准的驱动部件。位置调整机构29使静电吸盘24整体相对于基板支承单元22以及掩模支承单元23沿X方向移动、Y方向移动、θ旋转。另外,在本实施方式中,在吸附有基板S的状态下,通过在X、Y、θ方向上对静电吸盘24进行位置调整,进行调整基板S与掩模M的相对位置的对准。

也可以在真空容器21的外侧上表面,除了上述的驱动机构以外,还设置对准用照相机20,该对准用照相机20用于隔着设置于真空容器21的上表面的透明窗而拍摄形成于基板S以及掩模M的对准标记。在本实施例中,对准用照相机20也可以设置在与矩形的基板S、掩模M以及静电吸盘24的对角线对应的位置或者与矩形的4个角部对应的位置。

另外,位置调整机构29基于由对准用照相机20取得的基板S(第1被吸附体)以及掩模M(第2被吸附体)的位置信息,进行使基板S(第1被吸附体)和掩模M(第2被吸附体)相对地移动而进行位置调整的对准。

成膜装置11具备控制部(未图示)。控制部具有基板S的搬送及对准、蒸镀源25的控制、成膜的控制等功能。控制部例如能够由具有处理器、存储器、储存装置、I/O等的计算机构成。在这种情况下,通过处理器执行存储在存储器或储存装置中的程序来实现控制部的功能。作为计算机,既可以使用通用的个人计算机,也可以使用嵌入式的计算机或PLC(programmable logic controller:可编程逻辑控制器)。或者,控制部的功能的一部分或全部也可以由ASIC或FPGA这样的电路构成。另外,既可以针对每个成膜装置设置控制部,也可以构成为一个控制部控制多个成膜装置。

[静电吸盘系统]

参照图3a~图3d,对本实施方式的静电吸盘系统30进行说明。

图3a是本实施方式的静电吸盘系统30的概念性的框图,图3b是静电吸盘24的示意性俯视图,图3c是静电吸盘24和磁力产生部33的示意性俯视图。图3d是用于使磁力产生部33移动的磁力产生部驱动机构35的示意图。

如图3a所示,本实施方式的静电吸盘系统30包括静电吸盘24、电位差施加部31、电位差控制部32、磁力产生部33和磁力产生部驱动机构35。

电位差施加部31对静电吸盘24的电极部施加用于产生静电引力的电位差。

电位差控制部32根据静电吸盘系统30的吸附工序或成膜装置11的成膜工序的进行,控制从电位差施加部31施加于电极部的电位差的大小、电位差的施加开始时刻、电位差的维持时间、电位差的施加顺序等。电位差控制部32例如能够针对不同的子电极部独立地控制向静电吸盘24的电极部所包含的多个子电极部241~249的电位差施加。在本实施方式中,电位差控制部32与成膜装置11的控制部独立地实现,但本发明并不限定于此,也可以统一为成膜装置11的控制部。

静电吸盘24包括使吸附面产生用于吸附被吸附体(例如基板S、掩模M)的静电吸附力的电极部,电极部能够包含多个子电极部241~249。例如,如图3b所示,本实施方式的静电吸盘24包括沿着静电吸盘24的长度方向(Y方向)和/或静电吸盘24的宽度方向(X方向)被分割的多个子电极部241~249。

各个子电极部包括为了产生静电吸附力而施加正(第1极性)以及负(第2极性)的电位的电极对34。例如,各个电极对34包括施加正电位的第1电极341和施加负电位的第2电极342。

如图3b所示,第1电极341和第2电极342分别具有梳形。在一个子电极部中,第1电极341的各梳齿部以与第2电极342的各梳齿部相向的方式交替配置。这样,通过形成为各电极341、342的各梳齿部相向且彼此交错的结构,能够使施加不同电位的电极间的间隔变窄,能够形成大的不均匀电场,利用梯度力吸附基板S。

在本实施例中,说明了静电吸盘24的子电极部241~249的各电极341、342具有梳形,但本发明并不限定于此,只要能够在与被吸附体之间产生静电引力,就能够具有多种形状。

本实施方式的静电吸盘24具有与多个子电极部对应的多个吸附部。

吸附部被设置成在静电吸盘24的长度方向(Y轴方向)和宽度方向(X轴方向)被分割,但并不限定于此,也可以仅在静电吸盘24的长度方向或宽度方向上被分割。多个吸附部既可以通过物理上一个板具有多个电极部而实现,也可以通过物理上被分割的多个板分别具有一个或一个以上的电极部而实现。例如,在图3b所示的实施例中,既可以是以多个吸附部中的每一个与多个子电极部中的每一个分别对应的方式实现,也可以是以一个吸附部包含多个子电极部的方式实现。

即,通过控制电位差控制部32对子电极部241~249的电位差的施加,如后所述,能够使在与基板S的吸附行进方向(X方向)交叉的方向(Y方向)上配置的3个子电极部241、244、247构成一个吸附部。只要多个吸附部能够分别独立地进行基板的吸附,其具体的物理结构及电路结构可以改变。

(磁力产生部)

本发明的静电吸盘系统30包括磁力产生部33,该磁力产生部33在由静电吸盘24隔着基板S吸附被吸附体、例如掩模M时,为了控制掩模M的吸附的起点的位置以及吸附的行进方向,对掩模M施加磁力。如图3a所示,磁力产生部33被配置在静电吸盘24的吸附面的相反侧,能够通过永磁铁或电磁铁来实现。

如图3c所示,磁力产生部33优选被形成为,将磁力产生部33投影到静电吸盘24的吸附面时的面积比吸附面的面积小。

由此,磁力产生部33不是对掩模M整体同时施加磁力,而是仅对与磁力产生部33对应的位置的掩模部分施加磁力,有选择性地将掩模M的相应部分向静电吸盘24侧吸引(参照图4c)。即,掩模M的相应部分被来自磁力产生部33的磁力吸引,变形为比其它部分接近静电吸盘24。由此,在向静电吸盘24施加有用于吸附掩模M的电位差时,掩模M的相应部分最先被静电吸盘24吸附。

另外,这里所说的“将磁力产生部33投影到静电吸盘24的吸附面时的面积”是指,将在磁力产生部33中的、在隔着基板S吸附掩模M的工艺中掩模M与基板S接触时产生吸引掩模M的磁力的部分投影到静电吸盘24的吸附面时的面积。因此,例如,由具有在与静电吸盘24的吸附面平行的面内被划分出的多个区域的电磁铁模块构成磁力产生部33,在使掩模M与基板S接触时仅对其中的一部分区域的电磁铁模块供给电力而产生磁力的情况下,只要使上述一部分区域的电磁铁模块投影到静电吸盘24的吸附面时的面积小于吸附面的面积即可。

之后,若磁力产生部33在与吸附面平行的方向上移动,则掩模M的其它部分根据磁力产生部33的移动被依次吸引而变形为接近静电吸盘24,通过施加于静电吸盘24的电位差,被静电吸盘24隔着基板S吸附。由此,掩模M从其吸附起点沿着磁力产生部33的移动方向依次被吸附,在吸附完成后,不残留褶皱。

磁力产生部33优选形成为在与静电吸盘24的吸附面平行的第1方向(例如,静电吸盘24的短边方向、X方向)上比吸附面的长度短。例如,为了能够更精密地控制掩模M的吸附起点的位置以及吸附的行进方向,更优选使磁力产生部33的第1方向上的长度为第1方向上的吸附面的长度的1/2以下。另外,这里所说的磁力产生部33在第1方向上的长度是指磁力产生部33在第1方向上的长度最长的部分的长度。

在静电吸盘24具有多个吸附部的情况下,磁力产生部33优选设置成为多个吸附部中的与磁力产生部33的位置对应的吸附部的第1方向上的长度以下。

优选磁力产生部33形成为,与吸附面平行,且在与第1方向交叉的第2方向(例如,静电吸盘24的长边方向、Y方向)上,与吸附面的长度实质上相同或比其短。即,在磁力产生部33的第1方向上的长度比静电吸盘24的吸附面的第1方向上的长度短的情况下,如图3c所示,能够使第2方向上的长度与静电吸盘24的吸附面的第2方向上的长度实质上相同或者比其短。在磁力产生部33的第2方向上的长度与吸附面的第2方向上的长度实质上相同的情况下,无法在第2方向上控制掩模吸附的起点和行进方向,但如上所述,能够在第1方向上控制掩模吸附的起点和行进方向。

与此相比,在磁力产生部33的第2方向上的长度比吸附面的第2方向上的长度小的情况下,不仅在第1方向上,而且在第2方向上,也能够控制掩模吸附的起点和行进方向。

本实施方式的磁力产生部33并不限定于在第1方向上比吸附面的长度短的结构,只要能够如图3c所示在第1方向以及第2方向中的至少一个方向或对角方向上控制掩模M的吸附的起点和行进,就能够具有多种尺寸和形状。例如,也可以是在吸附面的短边即第1方向上,与吸附面的长度实质上相同,在作为吸附面的长边的第2方向上,比吸附面的长度短。

如图3c(i)~(v)所示,磁力产生部33也可以被配置成,在投影到静电吸盘24的吸附面时,其位置(后述的磁力施加位置或吸附起点的位置)与静电吸盘24的周缘部对应。例如,磁力产生部33被配置成与静电吸盘24的长边侧的周缘部对应。由此,能够使掩模吸附的起点成为静电吸盘24的周缘部的一部分。但是,本发明并不限定于图3c(i)~(v)所示的结构,既可以将磁力产生部33设置在与静电吸盘24的短边侧的周缘部对应的位置,也可以配置在例如与静电吸盘24的中央部对应的位置等非周缘部的其它位置(例如,3c(vi)~(viii))。

在本实施方式中,磁力产生部33以在包含与静电吸盘24的吸附面平行的方向在内的方向上能够移动的方式设置。例如,磁力产生部33以在与静电吸盘24的吸附面的短边平行的方向(第1方向)上能够移动的方式设置。

这样,通过将磁力产生部33设置为在与吸附面平行的方向上能够移动,能够更精密地控制掩模M的吸附行进方向。即,随着磁力产生部33在与静电吸盘24的吸附面平行的方向上移动,掩模M中的被磁力产生部33吸引的部分移动,由此,能够精密地控制掩模M的吸附行进方向。

磁力产生部33的移动方向不限于作为静电吸盘24的短边方向的第1方向,也可以是任意的方向。例如,既可以在作为静电吸盘24的长边方向的第2方向上移动,也可以在对角方向上移动。另外,磁力产生部33的移动并不限定于直线的移动,也可以是曲线的移动,还可以是在移动的中途变更朝向那样的移动。

通过将磁力产生部33的形状、与吸附面平行的平面内的配置位置(后述的磁力施加位置或吸附起点的位置)以及与吸附面平行的平面内的移动方向多样地组合,能够更精密地控制掩模吸附行进。

例如,磁力产生部33形成为比第1方向上的静电吸盘24的吸附面的长度短,且被配置在长边侧周缘部的情况下,通过使磁力产生部33的移动方向与第1方向平行,能够进行控制,使得掩模M从一个长边侧的周缘部朝向另一个长边侧的周缘部被依次吸附。

在磁力产生部33在第1方向以及第2方向这两个方向上形成得比静电吸盘24的吸附面的长度短的情况下,能够将磁力产生部33的配置位置(后述的磁力施加位置或吸附起点的位置)与磁力产生部33的移动方向组合,进行控制使得在第1方向或第2方向的任一方向或对角方向上进行吸附。

为了在与静电吸盘24的吸附面平行的方向上驱动磁力产生部33,本实施方式的静电吸盘系统30包括磁力产生部驱动机构35。例如,如图3d所示,磁力产生部驱动机构35能够通过马达和滚珠丝杠来实现,但本发明并不限定于此,只要能够使磁力产生部33在与吸附面平行的方向上移动,也能够使用其它的部件。例如,也可以使用马达和齿条/小齿轮来驱动磁力产生部33。

磁力产生部33也可以设置为在能够对掩模M施加磁力的位置即磁力施加位置与比磁力施加位置远离掩模M的退避位置之间能够移动。在磁力产生部33位于磁力施加位置的期间,掩模M的与磁力产生部33的位置对应的部分被来自磁力产生部33的磁力向磁力产生部33侧、即静电吸盘24侧吸引,变形成与掩模M的其它的部分相比接近被吸附于静电吸盘24的下表面的基板S的下表面(即,向与掩模M的主面垂直的方向变形)。由此,磁力产生部33能够控制掩模吸附的起点。在磁力产生部33位于退避位置的情况下,作用于掩模M的磁力比较弱,仅作用有不能吸引掩模M的程度的小的磁力,或者实质上磁力不起作用。

磁力施加位置和退避位置能够设定为在与静电吸盘的吸附面平行的方向上相互分离。例如,如图3d所示,磁力产生部33的退避位置也可以是从磁力施加位置起在第1方向(静电吸盘24的长度方向、Y方向)上与静电吸盘24的上表面脱离的位置。即,能够使退避位置和磁力施加位置实质上位于与吸附面平行的平面上。在该情况下,磁力实质上在与掩模M的主面垂直的方向上不发挥作用,实质上不产生掩模M的变形。

在使磁力产生部33的退避位置和磁力施加位置位于与吸附面平行的平面上的情况下,能够将用于在磁力施加位置与退避位置之间驱动磁力产生部33的机构和用于控制掩模M的吸附方向的磁力产生部驱动机构35作为一个驱动机构来实现。

但是,本发明并不限定于此,磁力产生部33的磁力施加位置和退避位置也可以位于在铅垂方向上相互分离的位置。

[基于静电吸盘系统的吸附方法]

以下,参照图4a~图4c,对向静电吸盘24吸附基板S及掩模M的方法进行说明。

图4a图示了向静电吸盘24吸附基板S的工序(第1吸附阶段)。

在本实施方式中,如图4a所示,不是基板S的整个面被同时吸附于静电吸盘24的下表面,而是沿着静电吸盘24的第1边(短边)从一端朝向另一端依次进行吸附。但是,本发明并不限定于此,例如也可以从静电吸盘24的对角线上的一个角朝向与其相向的其它的角进行基板的吸附。

为了使基板S沿着静电吸盘24的第1边依次被吸附,既可以控制对多个子电极部241~249施加用于基板吸附的第1电位差的顺序,也可以对多个子电极部同时施加第1电位差,但使支承基板S的基板支承单元22的支承部的结构和支承力不同。

图4a表示通过施加于静电吸盘24的多个子电极部241~249的电位差的控制,使基板S依次吸附于静电吸盘24的实施方式。在此,沿着静电吸盘24的长边方向(Y方向)配置的3个子电极部241、244、247构成第1吸附部41,静电吸盘24的中央部的3个子电极部242、245、248构成第2吸附部42,剩余的3个子电极部243、246、249构成第3吸附部43。

电位差控制部32进行控制,以沿着静电吸盘24的第1边(宽度)从第1吸附部41朝向第3吸附部43依次施加第1电位差(ΔV1)。为了使基板S可靠地吸附于静电吸盘24,将第1电位差(ΔV1)设定为足够大的电位差。

由此,基板S向静电吸盘24的吸附从基板S的与第1吸附部41对应的一侧经由基板S的中央部,朝向第3吸附部43侧行进(即,在X方向上进行基板S的吸附),基板S在基板中央部不残留褶皱,被平坦地吸附于静电吸盘24。

在基板S向静电吸盘24的吸附工序(第1吸附阶段)完成后的规定的时刻,如图4b所示,电位差控制部32将施加于静电吸盘24的电极部的电位差从第1电位差(ΔV1)降低到比第1电位差(ΔV1)小的第2电位差(ΔV2)。

第2电位差(ΔV2)是用于将基板S维持在被静电吸盘24吸附的状态的吸附维持电位差,是比使基板S吸附于静电吸盘24时施加的第1电位差(ΔV1)低的电位差。即使施加于静电吸盘24的电位差下降到第2电位差(ΔV2),基板S一旦被第1电位差(ΔV1)吸附于静电吸盘24以后,即使施加比第1电位差(ΔV1)低的第2电位差(ΔV2),也能够维持基板的吸附状态。

这样,在施加于静电吸盘24的电极部的电位差下降到第2电位差后,对吸附于静电吸盘24的基板S与被掩模支承单元23支承的掩模M的相对的位置进行调整(对准)。

从由静电吸盘24开始吸附基板S起到基板对准为止的工序的期间,磁力产生部33也可以保持在退避位置。由此,能够使来自磁力产生部33的磁力实质上不作用于掩模M,在不吸引掩模M的状态下进行基板S的吸附、基板对准。

接着,如图4c所示,使静电吸盘24隔着基板S吸附掩模M。即,使吸附于静电吸盘24的基板S的下表面吸附掩模M。

因此,首先,利用静电吸盘Z致动器28使吸附有基板S的静电吸盘24朝向掩模M下降。静电吸盘24下降至由施加于静电吸盘24的吸附保持电位差(第2电位差、ΔV2)所产生的静电引力不作用于掩模M的极限位置。

在静电吸盘24下降到极限位置的状态下,磁力产生部33从退避位置向磁力施加位置移动。在磁力产生部33向磁力施加位置移动时,从磁力产生部33在与掩模M的主面垂直的方向上施加的磁力足够大,掩模M的与磁力产生部33的位置对应的部分被磁力向上方吸引。由此,形成此后进行的掩模M向静电吸盘24吸附的起点。

在掩模M的与磁力产生部33的位置对应的部分被磁力吸引的状态下,电位差控制部32进行控制,使得对静电吸盘24的电极部施加第3电位差(ΔV3)。

第3电位差(ΔV3)大于第2电位差(ΔV2),优选为隔着基板S能够通过静电感应使掩模M带电的程度的大小。由此,掩模M隔着基板S被静电吸盘24吸附。特别是在由磁力产生部33形成的掩模M的吸附起点,掩模M最接近静电吸盘24,因此,该部分最先被静电吸盘24吸附。

但是,本发明不限于此,第3电位差(ΔV3)也可以具有与第2电位差(ΔV2)相同的大小。即使第3电位差(ΔV3)具有与第2电位差(ΔV2)相同的大小,如上所述,通过静电吸盘24到极限位置为止的下降以及磁力产生部33对掩模M的吸引,也能够使静电吸盘24或基板S与掩模M之间的相对的距离缩短,因此,能够由静电感应于基板的极化电荷对掩模M也引起静电感应,可得到掩模M能够隔着基板吸附于静电吸盘24的程度的吸附力。

第3电位差(ΔV3)既可以比第1电位差(ΔV1)小,也可以考虑到工序时间(节拍)的缩短而设为与第1电位差(ΔV1)同等程度的大小。

也可以通过磁力产生部33吸引掩模M,通过电位差控制部32向静电吸盘24的电极部施加规定的电位差后,利用静电吸盘Z致动器28使吸附有基板S的静电吸盘24朝向掩模M进一步下降。由此,能够缩短基板S与掩模M之间的相对的距离,促进掩模M的吸附。另外,此时,也可以使磁力产生部33与静电吸盘24一起进一步下降。

在图4c所示的掩模吸附工序中,在通过磁力产生部33形成了掩模M的吸附起点之后,使磁力产生部33从磁力施加位置在与静电吸盘24的吸附面平行的方向、例如第1方向上移动。

随着磁力产生部33在与静电吸盘24的吸附面平行的方向上移动,与磁力产生部33的位置对应的掩模M的部分依次朝向静电吸盘24被吸引。此时,与磁力产生部33的移动相应地,电位差控制部32沿着第1边(即,沿着第1方向)从第1吸附部41朝向第3吸附部43依次施加第3电位差(ΔV3)。

即,如图4c所示,进行控制,以先对与基于磁力产生部33的吸附起点(磁力施加位置)对应的第1吸附部41施加第3电位差,接着,当磁力产生部33从磁力施加位置沿着第1方向移动并向与第2吸附部43对应的位置移动时,对第2吸附部42施加第3电位差,当磁力产生部33向与第2吸附部43对应的位置移动时,对第3吸附部43施加第3电位差。

由此,掩模M向静电吸盘24的吸附从成为掩模M的吸附的起点的、掩模M的与第1吸附部41对应的一侧经过掩模M的中央部朝向第3吸附部43侧进行(即,在X方向上进行掩模M的吸附),掩模M在掩模M的中央部不残留褶皱而平坦地被吸附于静电吸盘24(第2吸附阶段)。

但是,本发明并不限定于图4c所示的实施例,例如,也可以对静电吸盘24整体同时施加第3电位差(ΔV3)。即,由于已经由磁力产生部33形成了掩模吸附起点,因此,即使对静电吸盘24整体同时施加第3电位差,也会在最接近静电吸盘24的掩模吸附的起点最先进行吸附,接着,随着磁力产生部33在与吸附面平行的方向上移动,与之对应的位置的掩模部分也被磁力产生部依次吸引,因此,沿着第1边依次进行掩模的吸附。

这样,在掩模M整体隔着基板S被静电吸盘24的静电引力吸附后,使磁力产生部33移动到退避位置,通过磁力产生部33使作用于与掩模M的主面垂直的方向的磁力降低。即使使磁力产生部33移动到退避位置,使作用于掩模M的磁力降低,掩模M也能够通过基于静电吸盘24的静电引力而稳定地维持吸附状态。

根据所述的本发明的一实施方式,在使静电吸盘24隔着基板S而吸附掩模M的掩模吸附工序中,在由具有比静电吸盘24的吸附面小的面积的磁力产生部33吸引掩模M的一部分而形成了掩模吸附的起点之后,通过一边使磁力产生部33在与静电吸盘24的吸附面平行的方向上移动,一边对静电吸盘24施加用于掩模吸附的电位差,从而从所形成的吸附起点依次吸附掩模。由此,能够不残留褶皱地使静电吸盘24隔着基板S吸附掩模M。

[成膜工艺]

以下,对采用基于本实施方式的吸附方法的成膜方法进行说明。

在掩模M被载置于真空容器21内的掩模支承单元23的状态下,利用搬送室13的搬送机器人14将基板搬入成膜装置11的真空容器21内。

进入到真空容器21内的搬送机器人14的机器人手将基板S载置在基板支承单元22的支承部上。

接着,静电吸盘24朝向基板S下降,在充分接近或接触到基板S之后,对静电吸盘24施加第1电位差(ΔV1),吸附基板S。

在基板向静电吸盘24的吸附完成之后,将施加于静电吸盘24的电位差从第1电位差(ΔV2)降低至第2电位差(ΔV2)。即使将施加于静电吸盘24的电位差降低为第2电位差(ΔV2),也能够在以后的工序中维持静电吸盘24对基板的吸附状态。

在基板S被吸附于静电吸盘24的状态下,为了测量基板S相对于掩模M的相对的位置偏移,使基板S朝向掩模M下降。在本发明的其它的实施方式中,为了可靠地防止在被吸附于静电吸盘24的基板的下降的过程中基板从静电吸盘24脱落,也可以在基板的下降过程结束后(即,在后述的对准工序即将开始之前),将施加于静电吸盘24的电位差降低为第2电位差(ΔV2)。

当基板S下降到测量位置时,利用对准用照相机20对形成于基板S和掩模M的对准标记进行拍摄,测量基板与掩模的相对的位置偏移。在本发明的其它的实施方式中,为了进一步提高基板与掩模的相对的位置的测量工序的精度,也可以在用于对准的测量工序完成之后(对准工序中),将施加于静电吸盘24的电位差降低为第2电位差。

测量的结果若判明基板相对于掩模的相对的位置偏移超过阈值,则使被吸附于静电吸盘24的状态的基板S在水平方向(XYθ方向)上移动,将基板相对于掩模进行位置调整(对准)。在本发明的其它的实施方式中,也可以在完成这样的位置调整的工序之后,将施加于静电吸盘24的电位差降低为第2电位差(ΔV2)。由此,能够在整个对准工序(相对的位置测量或位置调整)中进一步提高精度。

在对准工序之后,使静电吸盘24朝向掩模M下降并移动到极限位置。在极限位置,施加于静电吸盘24的第2电位差不使掩模M带电,实质上静电引力不作用于掩模M。

在这样的状态下,使磁力产生部33向磁力施加位置移动。当磁力产生部33到达磁力施加位置时,由于从磁力产生部33施加于掩模M的磁力,掩模M的与磁力产生部33的位置对应的部分被向上方吸引。由此,形成掩模吸附的起点。

在该状态下,一边使磁力产生部33在与静电吸盘24的吸附面平行的方向上移动,一边对静电吸盘整体或者从与掩模吸附起点对应的吸附部依次施加第3电位差(ΔV3),隔着基板S吸附掩模M的相应部分。掩模M的吸附从上述的吸附起点依次进行,掩模M不残留褶皱地被吸附于静电吸盘24。另外,如上所述,也可以在形成了掩模吸附的起点之后,利用静电吸盘Z致动器28使吸附有基板S的静电吸盘24朝向掩模M进一步下降。

在通过第3电位差的施加而吸附了掩模M整体之后,使磁力产生部33从磁力施加位置向退避位置移动。

之后,将施加于静电吸盘24的电极部或子电极部的电位差降低为能够维持基板和掩模被吸附于静电吸盘24的状态的电位差即第4电位差(ΔV4)。由此,能够缩短在成膜工序完成后将基板S以及掩模M从静电吸盘24分离所花费的时间。

接着,打开蒸镀源25的挡板,使蒸镀材料隔着掩模蒸镀到基板S上。

蒸镀到所希望的厚度后,将施加于静电吸盘24的电极部或子电极部的电位差降低为第5电位差(ΔV5)而分离掩模M,在静电吸盘24上仅吸附有基板的状态下,利用静电吸盘Z致动器28使基板上升。

接着,搬送机器人14的机器人手进入成膜装置11的真空容器21内,对静电吸盘24的电极部或子电极部施加零(0)或相反极性的电位差,静电吸盘24与基板分离而上升。然后,由搬送机器人14将蒸镀完成的基板从真空容器21搬出。

另外,在上述的说明中,成膜装置11构成为在基板S的成膜面朝向铅垂方向下方的状态下进行成膜的、所谓的向上蒸镀方式(向上淀积)的结构,但并不限定于此,也可以是基板S在与真空容器21的侧面侧垂直立起的状态下被配置,基板S的成膜面在与重力方向平行的状态下进行成膜的结构。

[电子器件的制造方法]

接着,说明使用本实施方式的成膜装置的电子器件的制造方法的一例。以下,作为电子器件的例子,例示有机EL显示装置的结构和制造方法。

首先,说明要制造的有机EL显示装置。图5(a)表示有机EL显示装置60的整体图,图5(b)表示1像素的截面构造。

如图5(a)所示,在有机EL显示装置60的显示区域61呈矩阵状配置有多个具备多个发光元件的像素62。后面详细说明,发光元件分别具有具备被一对电极夹着的有机层的构造。另外,在此所说的像素,是指在显示区域61中能够显示所希望的颜色的最小单位。在本实施例的有机EL显示装置的情况下,通过显示互不相同的发光的第1发光元件62R、第2发光元件62G、第3发光元件62B的组合而构成像素62。像素62大多通过红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件的组合而构成,但是也可以通过黄色发光元件、青色发光元件和白色发光元件的组合而构成,只要是至少1种颜色以上就没有特别制限。

图5(b)是图5(a)的A-B线处的局部截面示意图。像素62在基板63上具有有机EL元件,该有机EL元件具备阳极64、空穴搬送层65、发光层66R、66G、66B中的任一方、电子搬送层67、阴极68。它们当中的空穴搬送层65、发光层66R、66G、66B、电子搬送层67相当于有机层。此外,在本实施方式中,发光层66R是发出红色光的有机EL层,发光层66G是发出绿色光的有机EL层,发光层66B是发出蓝色光的有机EL层。发光层66R、66G、66B分别形成为与发出红色光、绿色光、蓝色光的发光元件(也有时记载为有机EL元件)相对应的图案。此外,阳极64针对每一个发光元件分离地形成。空穴搬送层65、电子搬送层67和阴极68既可以以与多个发光元件62R、62G、62B共有的方式形成,也可以针对每一个发光元件而形成。另外,为了防止阳极64和阴极68因异物而短路,在阳极64间设有绝缘层69。而且,由于有机EL层因水分和氧而劣化,所以设有用于保护有机EL元件免受水分和氧影响的保护层70。

在图5(b)中,空穴搬送层65和电子搬送层67以一个层表示,但是根据有机EL显示元件的构造,也可以以包括空穴阻挡层和电子阻挡层在内的多个层形成。此外,也能够在阳极64与空穴搬送层65之间形成空穴注入层,该空穴注入层具有能够从阳极64向空穴搬送层65顺利地进行空穴的注入的能带构造。同样地,也能够在阴极68与电子搬送层67之间形成电子注入层。

接着,具体地说明有机EL显示装置的制造方法的例子。

首先,准备用于驱动有机EL显示装置的电路(未图示)以及形成有阳极64的基板63。

在形成有阳极64的基板63之上通过旋转涂覆形成丙烯酸树脂,利用光刻法,以在形成有阳极64的部分形成开口的方式将丙烯酸树脂形成图案并形成绝缘层69。该开口部相当于发光元件实际发光的发光区域。

将图案形成有绝缘层69的基板63搬入第1有机材料成膜装置,由静电吸盘保持基板,将空穴搬送层65作为在显示区域的阳极64之上共同的层而成膜。空穴搬送层65通过真空蒸镀而成膜。实际上由于空穴搬送层65被形成为比显示区域61大的尺寸,所以不需要高精细的掩模。

接着,将形成有空穴搬送层65为止的基板63搬入第2有机材料成膜装置,由静电吸盘保持。进行基板与掩模的对准,将基板载置在掩模之上,在基板63的配置发出红色光的元件的部分,成膜发出红色光的发光层66R。

与发光层66R的成膜同样地,利用第3有机材料成膜装置成膜发出绿色光的发光层66G,而且利用第4有机材料成膜装置成膜发出蓝色光的发光层66B。发光层66R、66G、66B的成膜完成之后,利用第5成膜装置在显示区域61的整体成膜电子搬送层67。电子搬送层67对3色的发光层66R、66G、66B形成为共同的层。

将形成有电子搬送层67为止的基板移动到金属性蒸镀材料成膜装置,成膜阴极68。

根据本发明,由静电吸盘24吸附并保持基板和/或掩模,但是在吸附掩模时,通过由磁力产生部33形成吸附起点,并使磁力产生部33在与吸附面平行的方向上移动,能够使掩模没有褶皱地被吸附于静电吸盘24。

之后,将基板移动到等离子体CVD装置而成膜保护层70,完成有机EL显示装置60。

从将图案形成有绝缘层69的基板63搬入成膜装置到保护层70的成膜完成为止,若暴露于含有水分和氧的气氛中,则由有机EL材料构成的发光层有可能因水分和氧而劣化。因而,本例中,基板在成膜装置间的搬入搬出在真空气氛或非活性气体气氛下进行。

上述实施例表示本发明的一个例子,但本发明并不限定于上述实施例的结构,也可以在其技术思想的范围内适当地变形。

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