JP2014070241A - Vapor deposition device and vapor deposition method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は蒸着装置および蒸着方法に係り、特に有機EL膜の蒸着に好適な蒸着装置および蒸着方法に関する。 The present invention relates to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method, and more particularly to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method suitable for vapor deposition of an organic EL film.
従来の有機EL膜成膜用の蒸着装置の例が、特許文献1、2に記載されている。これらの公報では、材料損失の少ない経済的な有機ELデバイス製造装置を提供するために、真空チャンバ内に2枚以上の基板を配置できるようにしている。そして、1枚目の基板を蒸発源から蒸発した蒸着材で蒸着中に、他の基板を真空チャンバ内に搬入し、2枚目の基板を蒸着材で蒸着中に、1枚目の基板を真空チャンバから搬出している。もしくは、1枚目の基板を蒸着中に他の基板の位置合わせを終了し、1枚目の基板の蒸着に用いた同一の蒸発源で2枚目の基板を蒸着中に1枚目の基板を真空チャンバから搬出する。特許文献2では、さらに搬送中は基板の蒸着面を上側にして搬送している。
Examples of conventional vapor deposition apparatuses for forming an organic EL film are described in
有機ELデバイスを製造するのに有力な方法である真空蒸着法では、安定した蒸着を持続させるために、蒸発源から材料蒸発速度を一定に保つように制御する必要がある。そのため、抵抗加熱や誘導加熱などの方法を用いて蒸着材料を加熱し物理蒸着(PVC)しているが、蒸発速度が安定するためには一定の時間が必要となり、蒸発源からの材料の蒸発をあたかもスイッチをON/OFFするように制御することは容易に実現できない。また、材料蒸発速度を一定に保つために常時蒸発させる必要があるので、蒸着に必要でない基板の搬出入工程や位置決め工程の時にも蒸発させており、これらの工程では蒸発源から蒸発する材料は蒸着工程になんら寄与せず、そのまま材料損失となる。 In the vacuum vapor deposition method which is an effective method for manufacturing an organic EL device, it is necessary to control the evaporation rate of the material from a vapor source in order to maintain stable vapor deposition. Therefore, physical vapor deposition (PVC) is performed by heating the vapor deposition material using a method such as resistance heating or induction heating, but a certain amount of time is required to stabilize the evaporation rate, and evaporation of the material from the evaporation source It is not easy to control the switch so as to turn it on / off. In addition, since it is necessary to constantly evaporate in order to keep the material evaporation rate constant, it is also evaporated during the substrate loading / unloading process and positioning process that are not necessary for vapor deposition. In these processes, the material evaporated from the evaporation source is It does not contribute to the vapor deposition process at all, and it is a material loss as it is.
そこで上記特許文献1や特許文献2では、真空チャンバ内で基板を垂直に立てたまま蒸着させる垂直蒸着方式において、真空チャンバ内に複数の基板を収容できるようにして、一方の基板が蒸着中に他方の基板のいずれかを搬入・搬出しまたは位置決めするようにしている。しかしながら、この特許文献1、2に記載の方法でも、一方の基板の蒸着を終えた後に、搬入された他方の基板を蒸着させる際に、蒸着源を一方の基板の位置から他方の基板の位置に移動させているので、移動の時間中は蒸着源をシャッター等で遮蔽して基板や基板外へ蒸着するのを防ぐと共に、シャッター等へ無駄に蒸発させている。
Therefore, in
ところで、有機EL材料は高価であるから、できるだけ無駄な使用を避けることが求められている。上記特許文献1、2においては従来に比べ、飛躍的に蒸発物の無駄な使用を低減できているが、それでも製品価格の上昇に結び付く有機EL材料の損失の低減が求められている。なお、損失材料が多くなると、材料の交換頻度が高くなり装置の稼働時間が低下するという不具合も生じる。
By the way, since organic EL material is expensive, it is required to avoid useless use as much as possible. In
さらに、この特許文献1、2に記載のものは基板を垂直にして蒸着するものであり、基板を水平に保持したまま基板の下面から蒸着する、水平蒸着の場合については考慮されていない。
Further, those described in
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、水平蒸着型の有機EL膜成膜用の蒸発装置において、無駄な蒸発源の蒸発時間を極力低減することにある。本発明の他の目的は、上記目的に加えて、蒸発源の有効稼働率を向上させて材料損失を低下させ、有機ELデバイスの製造コストを低減することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to reduce the evaporation time of a useless evaporation source as much as possible in an evaporation apparatus for forming a horizontal evaporation type organic EL film. In addition to the above object, another object of the present invention is to improve the effective operating rate of the evaporation source, reduce material loss, and reduce the manufacturing cost of the organic EL device.
上記目的を達成する本発明の特徴は、真空ロボットが配置されたロボット搬送室と、このロボット搬送室にゲートバルブを介して接続された1または2個の蒸着室と、複数枚の基板を載置可能であって前記蒸着室内に水平に収納されたインデックステーブルと、このインデックステーブルを水平方向に回転させる回転手段と、前記インデックテーブルの下方であって前記複数枚の基板の一つに対向し、水平方向に移動可能に配置された蒸発源とを有する有機EL膜成膜用の蒸着装置であって、前記真空ロボットは前記蒸着室と前記ロボット搬送室の間で水平方向に基板を搬入・搬出可能であり、前記インデックステーブルに載置された複数の基板の内の1枚の基板を前記蒸発源で蒸着中に、前記真空ロボットを用いて、他の1枚の基板を前記蒸着室から前記ロボット搬送室に搬出しその代わりに新たな基板を前記ロボット搬送室から前記蒸着室に搬入することにある。 A feature of the present invention that achieves the above object is that a robot transfer chamber in which a vacuum robot is arranged, one or two deposition chambers connected to the robot transfer chamber via gate valves, and a plurality of substrates are mounted. An index table that is horizontally housed in the vapor deposition chamber, a rotating means that rotates the index table in the horizontal direction, and one of the plurality of substrates below the index table. A vapor deposition apparatus for forming an organic EL film having an evaporation source movably disposed in a horizontal direction, wherein the vacuum robot carries a substrate in a horizontal direction between the vapor deposition chamber and the robot transfer chamber. During the deposition of one of the plurality of substrates placed on the index table with the evaporation source, the other one substrate is removed using the vacuum robot. There a new substrate instead unloaded into the robotic transfer chamber from said robotic transfer chamber from Chakushitsu to carried into the deposition chamber.
そしてこの特徴において、前記回転手段は、前記蒸着室外に配置したモーターの回転駆動力を、前記蒸着室内に収納した前記インデックステーブルに磁性流体シール手段を介して伝達するものであることが望ましく、前記インデックステーブルに載置する基板の反蒸着面側にワーク持ち上げ部を有する押え板を配置し、前記蒸着室の外部に配置したシリンダと、このシリンダの一端が接続されたベローズと、このベローズの内側に接続されたフローティングジョイントを介して前記ベローズに接続され前記蒸着室内に配置される昇降シャフトと、この昇降シャフトの下端部に設けられ前記ワーク持ち上げ部に嵌め込み可能なソケット部とを有するものでもよい。 And in this feature, it is desirable that the rotating means transmits a rotational driving force of a motor disposed outside the vapor deposition chamber to the index table accommodated in the vapor deposition chamber via a magnetic fluid sealing means, A holding plate having a work lifting portion is arranged on the side opposite to the vapor deposition surface of the substrate placed on the index table, a cylinder arranged outside the vapor deposition chamber, a bellows to which one end of the cylinder is connected, and an inner side of the bellows A lifting shaft connected to the bellows via a floating joint connected to the vacuum chamber and disposed in the vapor deposition chamber, and a socket portion provided at a lower end portion of the lifting shaft and capable of being fitted into the workpiece lifting portion. .
また、前記インデックステーブルは2個の基板を載置可能であり、前記ロボット搬送室から遠い側に前記蒸発源による蒸着を実行する蒸発位置を、前記ロボット搬送室から近い側に前記真空ロボットにより基板を搬入・搬出する受け渡し位置を形成するのが好ましい。 Further, the index table can place two substrates, an evaporation position for performing vapor deposition by the evaporation source on the side far from the robot transfer chamber, and a substrate by the vacuum robot on the side closer to the robot transfer chamber. It is preferable to form a delivery position for loading and unloading.
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、ロボット搬送室内に配置した真空ロボットを用いて、前記ロボット搬送室に付設した蒸着室内に配置した複数枚の基板を蒸着及び搬入・搬出する有機EL膜成膜基板の蒸着方法であって、複数枚の基板を前記真空ロボットを用いて水平に配置されたインデックステーブルに載置し、複数枚の基板の中の1枚の基板をこの基板の下方であって基板に対向して配置した蒸発源を移動させて蒸着し、その蒸着中に他の1枚の基板を前記真空ロボットを用いて前記ロボット搬送室に搬出するとともに新たな基板を前記蒸着室に搬入して前記インデックステーブルに載置し、前記蒸着中の基板の蒸着が終了したら、前記インデックステーブルを水平方向に回転して未蒸着の基板を前記蒸発源の位置に位置決めし、以後上記手順を繰り返すものである。 Another feature of the present invention that achieves the above object is to provide an organic EL that deposits and carries in / out a plurality of substrates disposed in a deposition chamber attached to the robot transport chamber using a vacuum robot disposed in the robot transport chamber. A method for depositing a film deposition substrate, wherein a plurality of substrates are placed on an index table disposed horizontally using the vacuum robot, and one of the plurality of substrates is placed below the substrate. The evaporation source disposed opposite to the substrate is moved to deposit the vapor, and another substrate is transported to the robot transfer chamber using the vacuum robot during the deposition and a new substrate is deposited. When the deposition of the substrate being deposited is completed, the index table is rotated in the horizontal direction to position the undeposited substrate at the position of the evaporation source. Thereafter in which the above procedure is repeated.
そしてこの特徴において、前記基板を前記蒸発室へ搬入するとき、または前記基板を前記ロボット搬送室に搬出するときに、前記基板の蒸着面とは反対面側に配置したワーク持ち上げ部を、ベローズを介して前記蒸着面外に配置したシリンダに接続された昇降シャフトの先端のソケット部に嵌め込んで、前記基板を前記インデックステーブルから持ち上げまたは前記インデックステーブルへ吊り下げることが望ましい。 And in this feature, when the substrate is carried into the evaporation chamber, or when the substrate is carried out to the robot transfer chamber, a workpiece lifting portion disposed on the surface opposite to the vapor deposition surface of the substrate is provided with a bellows. It is preferable that the substrate is lifted from the index table or suspended from the index table by being fitted into a socket portion at the tip of a lifting shaft connected to a cylinder disposed outside the deposition surface.
本発明によれば、水平蒸着型の有機EL膜成膜用の蒸発装置において、同一の真空チャンバ内に複数の基板を配置可能にし、一方の基板を蒸着中に他の基板を真空チャンバに搬入及び搬出し、基板の蒸着終了後すぐに複数の基板位置を交換するようにしたので、無駄な蒸発源の蒸発時間を極力低減できる。また、蒸発源の有効稼働率が向上して材料損失が低下するので、有機ELデバイスの製造コストが低減する。 According to the present invention, in an evaporation apparatus for forming a horizontal evaporation type organic EL film, a plurality of substrates can be disposed in the same vacuum chamber, and another substrate is carried into the vacuum chamber while one substrate is being evaporated. In addition, since the plurality of substrate positions are exchanged immediately after unloading and substrate deposition, the evaporation time of a useless evaporation source can be reduced as much as possible. In addition, since the effective operating rate of the evaporation source is improved and the material loss is reduced, the manufacturing cost of the organic EL device is reduced.
以下、本発明に係る有機EL蒸着ライン及びそれが備える蒸着装置の一実施例を、図面を用いて説明する。図1は、一般的に使用されるアクティブマトリックス方式の有機EL蒸着ライン100の平面図である。図2及び図3は、この有機EL蒸着ライン100が複数備える蒸着装置130〜137の中の1個を取り出した図である。図2は、ロボット搬送室101〜108と、このロボット搬送室101〜108の各々の両側部に配置される蒸着室121a〜128bの一方を取り出した平面図であり、図3はこの取り出した蒸着室121aとロボット搬送室101内での基板S0〜S2の移動状態を説明するための平面図である。
Hereinafter, one example of an organic EL vapor deposition line according to the present invention and a vapor deposition apparatus provided therein will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a commonly used active matrix type organic EL
ところで、有機EL蒸着膜を有する有機ELデバイスを製作する場合には、単に発光材料層(EL層)だけでなく、EL層を挟む電極層や、陽極の上に形成する正孔注入層、輸送層、陰極の上に形成する電子注入層など、様々な薄膜が必要となる。そのため、複数の蒸着材料を使用して必要な層を形成するが、各層は、一つの蒸着材料ごとに蒸発させて基板上に形成された蒸着膜層であり、これら各層を多層に積層して、最終的に有機ELデバイスが完成される。 By the way, when manufacturing an organic EL device having an organic EL vapor-deposited film, not only a light emitting material layer (EL layer), but also an electrode layer sandwiching the EL layer, a hole injection layer formed on the anode, transportation Various thin films such as a layer and an electron injection layer formed on the cathode are required. Therefore, a necessary layer is formed using a plurality of vapor deposition materials. Each layer is a vapor deposition film layer formed on the substrate by evaporation for each vapor deposition material, and each of these layers is laminated in multiple layers. Finally, an organic EL device is completed.
具体的には、アクティブマトリックス方式の有機ELデバイスを作成する場合には、TFT基板(バックブレーン)の上に正孔注入層(HIL)、正孔輸送層(HTL)、赤色発光層(R)、緑色発光層(G)、青色発光層(B)、電子輸送層(ETL)、電子注入槽(EIL)、陰極(カソード)の順に、層を重ねて蒸着する。この具体的な例を、図1に模式的に示している。なお、有機ELデバイスの特性を向上させるために、必要に応じて、任意の層を追加、または省略する場合もある。 Specifically, when creating an active matrix organic EL device, a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), a red light emitting layer (R) on a TFT substrate (backplane). The green light emitting layer (G), the blue light emitting layer (B), the electron transport layer (ETL), the electron injection tank (EIL), and the cathode (cathode) are deposited in this order. A specific example of this is schematically shown in FIG. In addition, in order to improve the characteristic of an organic EL device, an arbitrary layer may be added or omitted as needed.
本実施例では、有機EL蒸着ライン100は、左右の蒸着室(たとえば121aと121b)では同一の蒸着膜を成膜しているので、8層の蒸着膜層を作成可能である。各ロボット搬送室101〜108の前後側両側面に、ゲートバルブ141a〜148bが配置され、ゲートバルブ141aの上流側に受渡室111が、ゲートバルブ141bとゲートバルブ142a間に受渡室112が配置されており、以下同様に受渡室113〜118がゲートバルブ142b〜148a間に配置されている。ゲートバルブ148bの下流側には、受渡室119が配置されている。
In this embodiment, since the organic EL
各ロボット搬送室101〜108には、詳細を後述する真空ロボットが収容されている。各ロボット搬送室101〜108の左右両側部であって、受渡室111〜119とほぼ垂直な方向には、ゲートバルブ231a〜238bを介して、蒸着室121a〜128bが配置されている。
Each of the
このように構成した有機EL蒸着ライン100では、各受渡室111〜119に取り付けたゲートバルブ141a〜148bを用いて、ロボット搬送室101〜108とその左右両側に配置される蒸着室121a〜128bとを有する8組のクラスター(蒸着装置)に仕切ることが可能になる。例えば、第1の蒸発装置101は、ロボット搬送室101及び左右の蒸着室121a、121bを有し、他の蒸着室122a〜128bやロボット搬送室102〜108とはゲートバルブ141a、141bを閉じることにより仕切ることができる。
In the organic EL
この図1に示した有機EL蒸着ライン100では、図1で上端に位置する受渡室111に、蒸着前の工程であるアニール工程やプラズマ洗浄工程等を経た図示しない基板が供給される。一方、一連の蒸着膜作成工程を経た基板は、下端の受渡室119から次工程へ送られる。なお、蒸着工程中は、図1に示したロボット搬送室101〜108および蒸着室121a〜128bのすべてを、10−6Pa台の真空圧力まで図示しない真空ポンプにより、真空排気可能になっている。
In the organic EL
初めに、受渡室111に供給された基板S0は、ゲートバルブ141aが開かれた後にロボット搬送室101に搬送手段により、搬送される。次いで、ゲートバルブ141aが閉じられ、ロボット搬送室101の左右いずれかに設けられたゲートバルブ231aまたは231bが開かれ、ロボット搬送室101内に配置した真空ロボットにより、当該開かれたゲートバルブ231a(231b)側の蒸着室121a(121b)に導かれる。蒸着室121a(または121b)で蒸着を終えた基板S0は、次の層の蒸着のために、ロボット搬送室101内に配置した真空ロボットにより、蒸着室121a(121b)から取り出される。そして、次の蒸着層を形成するために、ゲートバルブ141bが開かれ、搬送手段が基板S0を受渡室112に送る。以下、同様の手順を繰り返し、受渡室119まで導かれた基板S0は、次工程へ渡される。
First, the substrate S0 supplied to the
次に本発明の特徴である、1個の真空チャンバで構成した蒸着室121a内に2枚の基板S0、S1を配置し、基板への真空蒸着および蒸着室121a内への基板の搬入・搬出の手順を、図2及び図3を用いて説明する。この図2及び図3では、主たる構成要素のみを模擬的に示している。蒸発工程において最初の層を作成する蒸発装置130について、一方の蒸着室121aだけを取り上げている。他の蒸発装置131〜137および反対側の蒸着室121bでも、基板への蒸着及び基板の搬送・搬入は同様に実行される。
Next, two substrates S0 and S1 are arranged in a
蒸着室121aには、基板を2枚並べて配置できるインデックステーブル213が配置されている。ロボット搬送室101から遠い左側の基板位置は蒸着位置211であり、ロボット搬送室101に近い右側の基板位置は受渡位置212である。インデックステーブル213は180°左右回転でき、蒸着室121aへ基板の搬入および基板の搬出時に切替動作214a、214bとして反転動作する。インデックステーブル213が左右に回転しても、常にロボット搬送室101から遠い側が蒸着位置211である。インデックステーブル213が左右に180度回転することにより、蒸着室121a内にはインデックステーブル干渉エリア215が形成される。
In the
蒸発位置211側には詳細を後述するように、インデックステーブル213の下方に基板に対向して、蒸発源VDSが配置されている。蒸発源VDSは、基板の下面側に蒸発材料を蒸着する。蒸発源VDSは、インデックステーブル213の前後端部の近傍を蒸発源折り返し位置221、223として、蒸着室121aの前後方向222に、往復動する。
As will be described in detail later, an evaporation source VDS is disposed below the index table 213 so as to face the substrate on the
図3に、インデックステーブル213を用いて、一方の基板S1を蒸着中に、他方の基板S0を搬出し、新基板S2を搬入する様子を説明する。初めにステップ(A)において、基板S1への蒸着の準備を開始する。すでに蒸着を終えた基板S0(ハッチングで表示)を、受渡位置212に位置決めし、蒸着前の基板S1を蒸着位置211に位置決めする。この時、蒸着源VDSは基板S1の前側端の近傍である蒸発源折り返し位置221に位置している。
FIG. 3 illustrates how the
次にステップ(B)において、蒸着源VDSを蒸発源移動方向222に移動させて、基板S1面上に蒸着膜を形成する。一方、この蒸着室121aで成膜すべき蒸着膜がすでに形成された基板S0を、ロボット搬送室101に配置された図示しない真空ロボットで、蒸着室121aからロボット搬送室101に搬出する。ここで、ロボット搬送室101には、基板受渡位置216が形成されており、この基板受渡位置216に蒸着膜が形成された基板S0を配置する。その後、ロボット搬送室101の図示しない搬送手段により、基板S0は次工程に送られる。
Next, in step (B), the vapor deposition source VDS is moved in the evaporation
ステップ(C)において、蒸着を終えた基板S0の代わりに、新たな基板S2がロボット搬送室101の搬送手段により、基板受渡位置216に置かれる。この間も蒸着源VDSは、基板S1への蒸着を継続する。ロボット搬送室101の真空ロボットは、新しい基板S2を蒸着室121a内の受渡位置212へ搬入する。これにより、基板S0と基板S2の入れ替えが完了する。その後、基板S1の蒸着室121a内での成膜が完了するのを待つ。
In step (C), a new substrate S2 is placed at the
次にステップ(D)において、蒸着室121aでの基板S1への成膜が完了したら、インデックステーブル213を左右いずれかの方向、図3では右側に180度回転214bさせる。このとき蒸発源VDSは、後端側の蒸発源折り返し位置223に位置している。インデックステーブル213が180°回転したので、ステップ(A)の状態と同様の状態に戻る。ただし、蒸発源VDSのみ位置が異なっている。その後、蒸発源VDSを蒸発源移動方向222に移動させて、基板S2への蒸着を開始する。これと並行して、基板受渡位置212にある基板S1を、真空ロボットを用いて蒸着室121aから搬出する。以下、上記ステップ(A)〜(D)の動作を繰り返す。
Next, in step (D), when the film formation on the substrate S1 in the
以上のシーケンスにおける実質的に基板面への蒸着に関与しない時間は、インデックステーブル213を回転させる時間だけであり、蒸着効率が向上する。特に、インデックステーブルへの基板の割り付け枚数でインデックステーブルの回転角度が一意に決まるので、インデックステーブルの回転角を予め定めることができ、回転に要する時間を著しく低減できる。例えば、ラチェットのような機構で機械的に回転角度を定めることも可能になる。 In the above sequence, the time not substantially involved in vapor deposition on the substrate surface is only the time for rotating the index table 213, and the vapor deposition efficiency is improved. In particular, since the rotation angle of the index table is uniquely determined by the number of substrates assigned to the index table, the rotation angle of the index table can be determined in advance, and the time required for rotation can be significantly reduced. For example, the rotation angle can be mechanically determined by a mechanism such as a ratchet.
次に、図4ないし図9を用いて、具体的な蒸着室及びロボット搬送室の構成を説明する。図4はロボット搬送室101と2個の蒸着室121a、121bとを有する蒸着装置130の平面図であり、左側の蒸着室121aとロボット搬送室101については、一部を断面で示している。また、図5は左側の蒸着室121aとロボット搬送室101の正面図であり、一部を断面で示した図である。図6は、図5におけるT部の拡大図である。図7は、蒸着室121a内に収容されるインデックステーブル213周りの分解斜視図である。図8、図9はそれぞれ図7のU部拡大図及びV部断面図である。
Next, specific configurations of the vapor deposition chamber and the robot transfer chamber will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view of a
ロボット搬送室101と各蒸着室121a、121bとの間には、ゲートバルブ231a、231bが設けられている。ロボット搬送室101には、基板S1(S0)を蒸着室121aに搬入し、基板S1(S0)を蒸着室121aから搬出するための縦軸の真空ロボット401が配置されている。真空ロボット401は、上腕403a及び下腕403bで構成されるロボットアーム403と、ロボットアーム403の先端部に取り付けた十字形状のロボットハンド402とを有している。真空ロボット401は、ロボット搬送室101の下部に取り付けたモーター405により駆動される。
図4中において実線で記したロボットアーム403及びロボットハンド402は、基板S0を蒸着室121aから搬出するために受渡位置212まで延ばした状態を示しており、一点鎖線で記したロボットアーム403及びロボットハンド402は、基板S0をロボット搬送室101に設けた受渡位置216まで搬送して、次工程へ移送する直前の状態を示している。なお、右側の蒸着室121bで真空ロボット401を使用する場合には、ロボットアーム403を折り畳んだ状態でロボットアーム403とロボットハンド402をモーター405の軸回りに180°回転させる。ロボットハンド401の上面に基板を安定して保持できるように、ロボットハンド401の上面側には基板保持機構が形成されている。
In FIG. 4, the
図6に示すように、基板S1は、マスクフレーム413を介してインデックステーブル213に載置されており、基板S1の上面を押え板411が保持している。ここで、マスクフレーム413と基板S1とは、図示を省略した互いのアライメントマークを用いて、予め位置決めされており、この状態でロボットアーム403による搬送がなされる。
As shown in FIG. 6, the substrate S1 is placed on the index table 213 via the
蒸着室121a内には、上部にインデックステーブル213が、下部に蒸着源VDSが配置される。蒸着源VDSの上面には、複数の開口(ノズル)が左右方向(蒸着源VDSの移動方向222に直角な方向)に列状に並べて形成されている。すなわち、蒸発源VSDでは、内部に蒸着材料である発光材料が収容されており、列状に並んだ複数のノズルからこの発光材料が噴射される。蒸着源VDSに収容された蒸着材料は加熱制御されており、安定した蒸発速度を得るように制御される。また、必要によっては、添加剤も同時に加熱して蒸着する。
In the
蒸着源VDSの下側には、大気ボックス441が配置されている。大気ボックス441と蒸着源VDSとは、大気ボックス441の底面に取り付けた直動ガイド442により、蒸着源VDSの移動方向222に一緒に移動可能になっている。直動ガイド442は、一対のガイド442aと、このガイド442aがその上を直動可能なレール442bとにより構成されている。レール442bは、蒸着室121aに取り付けたベース443上に固定されている。蒸発源VDSと大気ボックス441を移動させるために、大気ボックス441の内部にはモーター444が収容されている。
An
モーター444の出力軸はカップリング445を介して磁性流体シール446に接続されている。磁性流体シール446は、大気状態の大気ボックス441と真空状態の蒸着室121aとをシールするためのものである。磁性流体シール446の真空側の先端には、ピニオン447が取り付けられており、一対のレール442bに平行に配置されベース443に固定されたラック448と噛み合っている。
The output shaft of the motor 444 is connected to the
したがって、大気側に配置されたモーター444の駆動力が、磁性流体シール446を介してピニオン447に伝達され、ピニオン447とラック448の噛み合いにより、レール442b上をガイド442aが摺動する。これにより、蒸着源VDSは移動方向222に移動可能になる。
Therefore, the driving force of the motor 444 disposed on the atmosphere side is transmitted to the
モーター444等の配線・配管449は、大気ボックス441に気密に接続された配線アーム450(450a〜450c)内に保持される。配線アーム450は、蒸着室121a外に配線・配管449を導くために、大気に開放する開口を一端側に有している。図4において、破線及び実線で記した配線アーム450は、蒸発源VDSが前端側の蒸発源折り返し位置221に位置する場合であり、一点鎖線で示した配線アーム450は、後端側の蒸発源折り返し位置223に位置する場合である。
The wiring / pipe 449 of the motor 444 and the like is held in a wiring arm 450 (450a to 450c) that is airtightly connected to the
蒸着室121aの上部には、基板S1、S0をインデックステーブル213上に保持する基板保持機構が設けられている。基板保持機構は、基板S0(S1)を蒸着室121a内に搬入または蒸着室121a外に搬出する際に、基板S0(S1)及びマスクフレーム413、押え板411を持ち上げるまたは吊り下ろすための機構と、インデックステーブル213を回転させる機構とに大別される。
A substrate holding mechanism for holding the substrates S1 and S0 on the index table 213 is provided in the upper part of the
基板S0(S1)等を持ち上げるまたは吊り下ろす機構は、蒸着室121aの外側上面に設けたブラケット423に固定され、インデックステーブル213を駆動するモーター422と、モーター422の動力を伝達する回転伝達機構(424、425、426)と、出力軸となる回転軸428と、回転軸428の先端部に接続された平板状の回転腕429とを有している。回転伝達機構は、モーター422の出力軸に取り付けたプーリー424と、このプーリー424に巻回されたベルトと、回転軸428の一端側に取り付けたプーリー426を有する。また、回転軸428は、複数の軸受427で回転支承されている。
A mechanism for lifting or hanging the substrate S0 (S1) or the like is fixed to a
図7に示すように、回転腕429には、各基板S0、S1の中央部に該当する部分に孔429aが形成されており、各基板S0、S1の背面側に配置される磁性を有する押え板411の中央部に設けたワーク持ち上げ部437が貫通可能になっている。ワーク持ち上げ部437は、図8に示すように、頭部437cと、この頭部437cよりも小径の引掛け部437b、回転腕429に形成した孔429aを貫通する貫通部437aとを有している。
As shown in FIG. 7, the
上述したように、基板S1とマスクフレーム413及び基板S0とマスクフレーム413はそれぞれ、予め位置決めされている。基板S1等への蒸着時に蒸着面を確保するために、インデックステーブル213には、基板S1の蒸着面よりもやや大きめの開口213bが左右に一対形成されている。これら一対の開口213bの間には、支柱213aが設けられており、この支柱213aは回転腕429の下面に接続されている。したがって、回転腕429とインデックステーブル間213には、この支柱213aの高さ分だけの隙間が形成される。
As described above, the substrate S1 and the
一方、基板S0(S1)やマスクフレーム413、押え板411等からなるワークを持ち上げるまたは吊り下げるための機構は、押え板411の上面側に設けたワーク持ち上げ部437に係止するソケット部434aを先端に取り付けた昇降シャフト434と、この昇降シャフトの反対端を取り付けたベローズ435と、ベローズ435の外側に固定されたフローティングジョイント433と、フローティングジョイント433が接続され蒸着室121aの外側に固定したブラケット432に取り付けたシリンダ431を有している。ベローズ435は真空の蒸着室121a内とシリンダ431が配置された大気側とをシールする。それと共に、上下に伸び縮みして、シリンダ431の動作により昇降シャフト434が上下動するのを可能にする。昇降シャフト434は、蒸着室121aに固定された直動ガイド436によりガイドされる。
On the other hand, a mechanism for lifting or suspending a workpiece composed of the substrate S0 (S1), the
昇降シャフト434の先端に取り付けたソケット部434aは、図7に示すように、水平方向に延びる溝434bを有しており、ワーク持ち上げ部437の頭部437cが嵌合可能になっている。ここで、ワーク持ち上げ部437の頭部437cの上面形状は、円の一部を平行な2直線で切り取った疑似長方形状をしている(図8参照)。ワーク持ち上げ部437の頭部437cをこの溝434bに嵌合した後、頭部437cに対してソケット部434aを90度回転させれば、係止部434cに頭部437cが係止する。これにより、シリンダ431の直動動作で、基板S0(S1)の持ち上げ、吊り下ろしが可能になる。
As shown in FIG. 7, the
なお、図5は、基板受渡位置212に基板S0が位置しているときに、ロボットハンド402から基板S0を含むワークを、ワーク持ち上げ部437を用いて持ち上げている状態、もしくはワークをワーク持ち上げ部437を用いてロボットハンド402上へ移載する直前の状態を示している。
5 shows a state where the workpiece including the substrate S0 is lifted from the
本実施例によれば、蒸着室内に配置した2枚の基板の一方を蒸着中に、大気側に設けたシリンダを駆動して他方の基板を含むワークをインデックステーブルから持ち上げ、真空ロボットの先端部に取り付けたロボットハンドへ吊り下げて移載している。また、真空ロボットを駆動して他方の基板を蒸着室から搬出している。さらに、新基板を同様に真空ロボットで搬入し、シリンダを駆動してロボットハンドから持ち上げインデックステーブル上に吊り下げて位置決めする。そして、一方の基板の蒸着が完了したら、すぐにモーターを駆動してインデックステーブルを回転する。これにより、ほぼ間断なく基板への蒸着を継続できる。 According to this embodiment, while one of the two substrates arranged in the vapor deposition chamber is vapor-deposited, the cylinder provided on the atmosphere side is driven to lift the work including the other substrate from the index table, and the tip of the vacuum robot The robot is attached to the robot hand and transferred. Further, the vacuum robot is driven to carry out the other substrate from the vapor deposition chamber. Further, the new substrate is similarly carried by the vacuum robot, and the cylinder is driven and lifted from the robot hand and suspended on the index table for positioning. When the deposition of one substrate is completed, the motor is driven immediately to rotate the index table. Thereby, vapor deposition on the substrate can be continued almost without interruption.
100…有機EL蒸着ライン、101〜108…ロボット搬送室、111〜119…受渡室、121a〜128b…蒸着室、130〜137…クラスター(蒸着装置)、141a〜18b…ゲートバルブ、211…蒸着位置、212…受渡位置、213…インデックステーブル、213b…開口、214a、214b…切替動作(反転)、215…インデックステーブルの干渉エリア、216…受渡位置、221…蒸発源折り返し位置、222…蒸発源移動方向、223…蒸発源折り返し位置、231a〜238b…ゲートバルブ、401…真空ロボット、402…ロボットハンド、403…ロボットアーム、403a…上腕、403b…下腕、405…モーター、413…マスクフレーム、422…モーター、423…ブラケット、424…プーリー、425…ベルト、426…プーリー、427…軸受、428…回転軸、429…回転腕、429a…孔、431…シリンダ、432…ブラケット、433…フローティングジョイント、434…昇降シャフト、434a…ソケット部、434b…溝、434c…係止部、435…ベローズ、436…直動ガイド、437…ワーク持上げ部、437a…貫通部、437b…引掛け部、437c…頭部、441…大気ボックス、442…直動ガイド、442a…ガイド、442b…レール、443…ベース、444…モーター、445…カップリング、446…磁性流体シール、447…ピニオン、448…ラック、449…配線・配管、450、450a〜450c…配線アーム、S0〜S2…基板、VDS…蒸発源。
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