JP5506921B2 - 真空処理装置並びに基板とアラインメントマスクの移動方法及び位置合わせ方法並びに成膜方法 - Google Patents
真空処理装置並びに基板とアラインメントマスクの移動方法及び位置合わせ方法並びに成膜方法 Download PDFInfo
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Description
有機EL素子の製造過程では、基板上に下部電極、有機発光層、上部電極を形成し、次いでこの基板上に窒化シリコンもしくは酸窒化シリコンなどの保護膜を形成する。
有機発光層は熱により損傷しやすいため、保護膜の形成方法には、熱CVD法よりも低温で成膜できるプラズマCVD(PE−CVD)法が用いられる。
さらに、アラインメントマスクは、同一の装置で生産する基板の品種が変わるごとに変更をしなくてはいけないので、真空槽を大気に開放してアラインメントマスクを交換するという作業を一日に何回も現場で行う場合もあり、作業時間を短縮することが難しかった。
本発明は真空処理装置であって、前記マスク昇降ピンと前記基板昇降ピンとが前記ピン支持部材上に乗り、前記マスク昇降ピン上に前記アラインメントマスクが配置され、前記基板昇降ピン上に前記基板が配置された状態で、前記アラインメントマスクと前記基板との間に、基板搬送ロボットのハンドが挿入可能に構成された真空処理装置である。
本発明は真空処理装置であって、前記基板昇降ピンの上端を横方向に移動させることで、前記基板昇降ピン上に配置された前記基板を移動させ、前記アラインメントマスクと前記基板とを位置合わせする位置合わせ装置と、前記真空槽内の前記プレートの上方に配置された配置部と、前記配置部上に配置され、前記マスク昇降ピン上に配置された前記アラインメントマスクの周囲が下方から上方に移動して当接されて、前記アラインメントマスクを前記真空槽に対して仮固定する枠体とを有し、前記位置合わせは、前記アラインメントマスクが前記枠体に当接された状態で行われる真空処理装置である。
本発明は真空処理装置であって、前記アラインメントマスクが配置された前記マスク昇降ピンの上昇により、前記枠体は、前記アラインメントマスク上に乗って、前記アラインメントマスクと共に前記配置部から離間して上昇できるように構成された真空処理装置である。
本発明は、前記真空処理装置を用いた基板とアラインメントマスクの移動方法であって、前記真空槽内に基板とアラインメントマスクとが配置されていない状態で、前記プレートと前記ピン支持部材と前記マスク昇降ピンの上端と前記基板昇降ピンの上端とを、第一のハンドを挿入する位置より下方に位置させておき、アラインメントマスクを前記第一のハンドに載せて前記真空槽内に搬入し、前記ピン支持部材を上昇させて前記マスク昇降ピンを上昇させ、前記マスク昇降ピンの上端を前記アラインメントマスクの裏面に当接させ、前記アラインメントマスクを前記第一のハンド上から前記マスク昇降ピン上に移載し、前記第一のハンドを前記真空槽内から抜去するアラインメントマスク搬入工程と、前記マスク昇降ピン上の前記アラインメントマスクを第二のハンドを挿入する位置より上方に位置させ、かつ前記基板昇降ピンの上端を前記第二のハンドを挿入する位置より下方に位置させておき、基板を前記第二のハンドに載せて前記真空槽内に搬入し、前記アラインメントマスクと前記基板昇降ピンの上端との間に挿入し、前記ピン支持部材を上昇させて前記基板昇降ピンを上昇させ、前記基板昇降ピンの上端を前記基板の裏面に当接させ、前記基板を前記第二のハンド上から前記基板昇降ピン上に移載し、前記第二のハンドを前記真空槽内から抜去する基板搬入工程と、を有する基板とアラインメントマスクの移動方法である。
本発明は基板とアラインメントマスクの移動方法であって、前記第一のハンドと前記第二のハンドは同一の搬送ロボットのハンドである基板とアラインメントマスクの移動方法である。
本発明は基板とアラインメントマスクの移動方法であって、前記第一のハンドと前記第二のハンドは互いに異なる搬送ロボットのハンドである基板とアラインメントマスクの移動方法である。
本発明は、前記真空処理装置を用いた基板とアラインメントマスクの移動方法であって、前記マスク昇降ピンと前記基板昇降ピンとが前記ピン支持部材上に乗り、前記マスク昇降ピン上にアラインメントマスクが配置され、前記基板昇降ピン上に基板が配置された状態で、前記基板を第三のハンドを挿入する位置より上方に位置させ、かつ前記プレートを前記第三のハンドを挿入する位置より下方に位置させておき、前記第三のハンドを前記基板と前記プレートとの間に挿入し、前記ピン支持部材を降下させて前記基板昇降ピンを降下させ、前記基板の裏面を前記第三のハンドに接触させ、前記基板を前記基板昇降ピン上から前記第三のハンド上に移載し、前記基板を前記第三のハンドに載せて前記真空槽内から搬出する基板搬出工程と、前記アラインメントマスクを第四のハンドを挿入する位置より上方に位置させ、かつ前記プレートを前記第四のハンドを挿入する位置より下方に位置させておき、前記第四のハンドを前記アラインメントマスクと前記プレートとの間に挿入し、前記ピン支持部材を降下させて前記マスク昇降ピンを降下させ、前記アラインメントマスクの裏面を前記第四のハンドに接触させ、前記アラインメントマスクを前記マスク昇降ピン上から前記第四のハンド上に移載し、前記アラインメントマスクを前記第四のハンドに載せて前記真空槽内から搬出するアラインメントマスク搬出工程と、を有する基板とアラインメントマスクの移動方法である。
本発明は基板とアラインメントマスクの移動方法であって、前記第三のハンドと前記第四のハンドは同一の搬送ロボットのハンドである基板とアラインメントマスクの移動方法である。
本発明は基板とアラインメントマスクの移動方法であって、前記第三のハンドと前記第四のハンドは互いに異なる搬送ロボットのハンドである基板とアラインメントマスクの移動方法である。
本発明は、前記真空処理装置を用いた基板とアラインメントマスクとの位置合わせ方法であって、前記マスク昇降ピンと前記基板昇降ピンとが前記ピン支持部材上に乗り、前記マスク昇降ピン上にアラインメントマスクが配置され、前記基板昇降ピン上に基板が配置された状態で、前記ピン支持部材を上昇させて前記マスク昇降ピンを上昇させ、前記マスク昇降ピン上の前記アラインメントマスクを前記枠体に当接させ、前記基板昇降ピンの上端を横方向に移動させて、前記基板昇降ピン上の前記基板を移動させ、前記アラインメントマスクと前記基板とを位置合わせする、基板とアラインメントマスクとの位置合わせ方法である。
本発明は、前記基板とアラインメントマスクとの位置合わせ方法によって前記基板と前記アラインメントマスクとが位置合わせされた状態を維持しながら、前記プレートを上昇させて前記プレートの表面を前記基板の裏面に接触させ、前記基板を前記基板昇降ピンから前記プレート上に移載させ、前記基板昇降ピンを前記ピン支持部材から持ち上げて前記プレートに吊り下げ、前記プレートを上昇させて前記プレート上の前記基板の表面を前記アラインメントマスクの裏面に接触させ、前記アラインメントマスクを前記マスク昇降ピンから前記基板上に移載させ、前記マスク昇降ピンを前記ピン支持部材から持ち上げて前記プレートに吊り下げ、前記アラインメントマスクの上方から薄膜形成用の材料ガスを散布して、前記アラインメントマスクの開口部から露出した前記基板の表面に薄膜を成膜する成膜方法である。
基板を真空処理する間、基板昇降ピンとマスク昇降ピンをピン支持部材から離間させておくことができるので、ピン間の距離が、基板やプレートの熱伸びに従って自由に変動することができ、ピン変形が生じない。
先ず、真空処理装置1の構造を説明する。
図1を参照し、この真空処理装置1は、真空槽11を有しており、真空槽11の内部の天井側には、シャワーノズルから成るガス導入装置12が配置され、その真下位置には、処理台13が配置されている。
アラインメントマスク15は、図20に示すように、剛性を有する矩形枠35に所定形状の遮蔽部36が設けられ、遮蔽部36と遮蔽部36との間に基板が露出するように開口部37が形成されている。
処理台13は、筒状の第一の昇降部材21と、軸状の第二の昇降部材22と、プレート23と、ピン支持部材24とを有している。
第二の昇降部材22は第一の昇降部材21の内部空間25内に挿通されている。
第一の昇降部材21と第二の昇降部材22は、鉛直に配置されている。
プレート23は、その上方を向いた面である表面が水平にされており、第二の昇降部材22を上下移動させると、プレート23の表面は水平な状態で鉛直に上下移動する。
プレート23には、マスク昇降用貫通孔41と基板昇降用貫通孔42がそれぞれ複数個形成されている。
各マスク昇降用貫通孔41にはマスク昇降ピン45がそれぞれ挿通され、各基板昇降用貫通孔42には、基板昇降ピン46がそれぞれ挿通されている。
プレート23の裏面とプレート23に吊り下げられた基板昇降ピン46の下端との間の距離が上述の第一の距離であり、プレート23の裏面とプレート23に吊り下げられたマスク昇降ピン45の下端との間の距離が上述の第二の距離である。
図11に示すように、真空槽11の壁面には開口39が設けられている。
開口39の外部には、開口39によって、真空槽11と内部が連通した搬送室17が配置されており、搬送室17内には基板搬送ロボット50が配置されている。
真空槽11内で成膜される基板10と、基板10の成膜に用いられるアラインメントマスク15とは、両方とも四角形であり、アラインメントマスク15の方が、少なくとも矩形枠35の分だけ大きくなっている(図20参照)。
搬送室17と真空槽11は真空排気によって真空雰囲気に置かれており、ここで、基板搬送ロボット50のハンド48上にアラインメントマスク15が乗せられているものとすると、先ず、基板搬送ロボット50を動作させ、図2に示すように、基板搬送ロボット50のハンド48上に乗せられたアラインメントマスク15をハンド48と共に真空槽11内に搬入する。図21は真空槽11内に搬入されたハンド48の平面図を示している。
その状態からマスク昇降ピン45を上昇させ、図4に示すように、アラインメントマスク15をハンド48上からマスク昇降ピン45上に移載する。
このとき、アライメントマスク15は、マスク昇降ピン45上を滑動し、定められた位置に設置される。
アラインメントマスク15と基板10とは、同一の基板搬送ロボット50のハンド48に乗せて真空槽11内に搬入することもできるし、互いに異なる個別の基板搬送ロボット50のハンド48で搬入することもできる。
枠体14は、アラインメントマスク15の矩形枠35の上方に位置しており、ピン支持部材24によって、基板昇降ピン46とマスク昇降ピン45とを上昇させると、図8に示すように、アラインメントマスク15は、マスク昇降ピン45によって枠体14に当接される。
この状態では、基板10とプレート23とは離間しており、また、基板10とアラインメントマスク15とは離間している。
例えば、基板10の四辺に沿って配置された基板昇降ピン46の内、直交する2辺の基板昇降ピン46(可動ピン)はばね等により内側に傾く向きに設置されており、可動ピンを傾けてその上端を横方向に移動させ、その上端に配置された基板10を可動ピンの上端が移動する方向と同一方向に移動させて他の2辺の基板昇降ピン46(不動ピン)に押し付けることで、基板10を決められた位置に配置する(図21の符号46aは可動ピンを示し、符号46bは不動ピンを示す)。上記により、基板10とアラインメントマスク15が定められた位置に配置される。ここではピン支持部材24を水平方向であるXY方向に移動させることで、可動ピンの下端が支点となって可動ピンを傾けて可動ピンの上端をピン支持部材24の移動方向と逆方向である横方向に移動させる。
このとき、基板昇降ピン46は、プレート23によってピン支持部材24上から持ち上げられ、プレート23に吊り下げられた状態になっている。
多数枚数の基板に成膜処理を行い、アラインメントマスク15を交換する場合は、図17に示すように、アラインメントマスク15とプレート23の間にハンド48を挿入し、次いで、ピン支持部材24を降下させてマスク昇降ピン45を降下させ、図18に示すように、アラインメントマスク15をマスク昇降ピン45上からハンド48上に移載し、図19に示すように、ハンド48を真空槽11内から抜去すると、新しいアラインメントマスクを乗せたハンドを真空槽11内に搬入し、アラインメントマスクの交換を行うことが出来る。
なお、上記実施例は成膜装置であったが、アラインメントマスクを用いた真空処理装置であれば、例えばエッチング装置等、他の種類の真空処理装置にも用いることが出来る。
10……基板
11……真空槽
12……ガス導入装置
14……枠体
15……アライメントマスク
18……配置部
21……第一の昇降部材
22……第二の昇降部材
23……プレート
24……ピン支持部材
41……マスク昇降用貫通孔
42……基板昇降用貫通孔
45……マスク昇降ピン
46……基板昇降ピン
47……係止部材
48……ハンド
50……基板搬送ロボット
Claims (12)
- 真空槽と、
基板が設置されるプレートと、
前記プレートに形成されたマスク昇降用貫通孔に挿入され、上端にアラインメントマスクを配置可能に構成されたマスク昇降ピンと、
前記プレートに形成された基板昇降用貫通孔に挿入され、上端に基板を配置可能に構成された基板昇降ピンと、
前記プレートの下方位置に配置され、前記プレートに対して上下に相対移動可能なピン支持部材と、
を有し、
前記マスク昇降ピンは前記基板昇降ピンよりも上下方向に長く形成され、
前記プレートの下方を向いた面と前記プレートに吊り下げられた前記基板昇降ピンの下端との間の距離を第一の距離とし、前記プレートの下方を向いた面と前記プレートに吊り下げられた前記マスク昇降ピンの下端との間の距離を第二の距離とすると、
前記プレートの下方を向いた面と前記ピン支持部材の上方を向いた面との間が前記第一の距離より小さい時、前記マスク昇降ピンと前記基板昇降ピンが前記ピン支持部材に支持され、
前記プレートの下方を向いた面と前記ピン支持部材の上方を向いた面との間が前記第一の距離より大きく、前記第二の距離より小さい時、前記マスク昇降ピンが前記ピン支持部材に支持され、前記基板昇降ピンは前記プレートに吊り下げられ、
前記プレートの下方を向いた面と前記ピン支持部材の上方を向いた面との間が前記第二の距離より大きい時、前記マスク昇降ピンと前記基板昇降ピンが前記プレートに吊り下げられる、真空処理装置。 - 前記マスク昇降ピンと前記基板昇降ピンとが前記ピン支持部材上に乗り、前記マスク昇降ピン上に前記アラインメントマスクが配置され、前記基板昇降ピン上に前記基板が配置された状態で、
前記アラインメントマスクと前記基板との間に、基板搬送ロボットのハンドが挿入可能に構成された請求項1記載の真空処理装置。 - 前記基板昇降ピンの上端を横方向に移動させることで、前記基板昇降ピン上に配置された前記基板を移動させ、前記アラインメントマスクと前記基板とを位置合わせする位置合わせ装置と、
前記真空槽内の前記プレートの上方に配置された配置部と、
前記配置部上に配置され、前記マスク昇降ピン上に配置された前記アラインメントマスクの周囲が下方から上方に移動して当接されて、前記アラインメントマスクを前記真空槽に対して仮固定する枠体とを有し、
前記位置合わせは、前記アラインメントマスクが前記枠体に当接された状態で行われる請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の真空処理装置。 - 前記アラインメントマスクが配置された前記マスク昇降ピンの上昇により、前記枠体は、前記アラインメントマスク上に乗って、前記アラインメントマスクと共に前記配置部から離間して上昇できるように構成された請求項3記載の真空処理装置。
- 請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の真空処理装置を用いた基板とアラインメントマスクの移動方法であって、
前記真空槽内に基板とアラインメントマスクとが配置されていない状態で、前記プレートと前記ピン支持部材と前記マスク昇降ピンの上端と前記基板昇降ピンの上端とを、第一のハンドを挿入する位置より下方に位置させておき、アラインメントマスクを前記第一のハンドに載せて前記真空槽内に搬入し、前記ピン支持部材を上昇させて前記マスク昇降ピンを上昇させ、前記マスク昇降ピンの上端を前記アラインメントマスクの裏面に当接させ、前記アラインメントマスクを前記第一のハンド上から前記マスク昇降ピン上に移載し、前記第一のハンドを前記真空槽内から抜去するアラインメントマスク搬入工程と、
前記マスク昇降ピン上の前記アラインメントマスクを第二のハンドを挿入する位置より上方に位置させ、かつ前記基板昇降ピンの上端を前記第二のハンドを挿入する位置より下方に位置させておき、基板を前記第二のハンドに載せて前記真空槽内に搬入し、前記アラインメントマスクと前記基板昇降ピンの上端との間に挿入し、前記ピン支持部材を上昇させて前記基板昇降ピンを上昇させ、前記基板昇降ピンの上端を前記基板の裏面に当接させ、前記基板を前記第二のハンド上から前記基板昇降ピン上に移載し、前記第二のハンドを前記真空槽内から抜去する基板搬入工程と、
を有する基板とアラインメントマスクの移動方法。 - 前記第一のハンドと前記第二のハンドは同一の搬送ロボットのハンドである請求項5記載の基板とアラインメントマスクの移動方法。
- 前記第一のハンドと前記第二のハンドは互いに異なる搬送ロボットのハンドである請求項5記載の基板とアラインメントマスクの移動方法。
- 請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の真空処理装置を用いた基板とアラインメントマスクの移動方法であって、
前記マスク昇降ピンと前記基板昇降ピンとが前記ピン支持部材上に乗り、前記マスク昇降ピン上にアラインメントマスクが配置され、前記基板昇降ピン上に基板が配置された状態で、前記基板を第三のハンドを挿入する位置より上方に位置させ、かつ前記プレートを前記第三のハンドを挿入する位置より下方に位置させておき、前記第三のハンドを前記基板と前記プレートとの間に挿入し、前記ピン支持部材を降下させて前記基板昇降ピンを降下させ、前記基板の裏面を前記第三のハンドに接触させ、前記基板を前記基板昇降ピン上から前記第三のハンド上に移載し、前記基板を前記第三のハンドに載せて前記真空槽内から搬出する基板搬出工程と、
前記アラインメントマスクを第四のハンドを挿入する位置より上方に位置させ、かつ前記プレートを前記第四のハンドを挿入する位置より下方に位置させておき、前記第四のハンドを前記アラインメントマスクと前記プレートとの間に挿入し、前記ピン支持部材を降下させて前記マスク昇降ピンを降下させ、前記アラインメントマスクの裏面を前記第四のハンドに接触させ、前記アラインメントマスクを前記マスク昇降ピン上から前記第四のハンド上に移載し、前記アラインメントマスクを前記第四のハンドに載せて前記真空槽内から搬出するアラインメントマスク搬出工程と、
を有する基板とアラインメントマスクの移動方法。 - 前記第三のハンドと前記第四のハンドは同一の搬送ロボットのハンドである請求項8記載の基板とアラインメントマスクの移動方法。
- 前記第三のハンドと前記第四のハンドは互いに異なる搬送ロボットのハンドである請求項8記載の基板とアラインメントマスクの移動方法。
- 請求項3記載の真空処理装置を用いた基板とアラインメントマスクとの位置合わせ方法であって、
前記マスク昇降ピンと前記基板昇降ピンとが前記ピン支持部材上に乗り、前記マスク昇降ピン上にアラインメントマスクが配置され、前記基板昇降ピン上に基板が配置された状態で、
前記ピン支持部材を上昇させて前記マスク昇降ピンを上昇させ、前記マスク昇降ピン上の前記アラインメントマスクを前記枠体に当接させ、
前記基板昇降ピンの上端を横方向に移動させて、前記基板昇降ピン上の前記基板を移動させ、前記アラインメントマスクと前記基板とを位置合わせする、
基板とアラインメントマスクとの位置合わせ方法。 - 請求項11記載の基板とアラインメントマスクとの位置合わせ方法によって前記基板と前記アラインメントマスクとが位置合わせされた状態を維持しながら、前記プレートを上昇させて前記プレートの表面を前記基板の裏面に接触させ、前記基板を前記基板昇降ピンから前記プレート上に移載させ、前記基板昇降ピンを前記ピン支持部材から持ち上げて前記プレートに吊り下げ、
前記プレートを上昇させて前記プレート上の前記基板の表面を前記アラインメントマスクの裏面に接触させ、前記アラインメントマスクを前記マスク昇降ピンから前記基板上に移載させ、前記マスク昇降ピンを前記ピン支持部材から持ち上げて前記プレートに吊り下げ、
前記アラインメントマスクの上方から薄膜形成用の材料ガスを散布して、前記アラインメントマスクの開口部から露出した前記基板の表面に薄膜を成膜する成膜方法。
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