有機ＥＬデバイス製造装置及びその製造方法並びに成膜装置及び成膜方法
【課題】
本発明は、基板やマスクの撓みを低減し高精度に蒸着できる、または搬送チャンバを小型化できる、あるいは駆動部等を大気側に配置することで真空内の粉塵やガスの発生を低減し、生産性の高いまたは稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
【解決手段】
本発明は、真空チャンバ内での基板とマスクとのアライメントを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行い、該基板に蒸着材料を蒸着する際に、前記垂下体上の接触部を移動させて前記垂下体を垂直にし真空チャンバ内に搬送し、前記位置合せ位置にセットし、前記垂下体の垂下体接触部と前記搬送する搬送手段の前記垂下体接触部との搬送接触部とを離反し、その後前記アライメントを行なうことを特徴とする。
本発明は、基板やマスクの撓みを低減し高精度に蒸着できる、または搬送チャンバを小型化できる、あるいは駆動部等を大気側に配置することで真空内の粉塵やガスの発生を低減し、生産性の高いまたは稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
【解決手段】
本発明は、真空チャンバ内での基板とマスクとのアライメントを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行い、該基板に蒸着材料を蒸着する際に、前記垂下体上の接触部を移動させて前記垂下体を垂直にし真空チャンバ内に搬送し、前記位置合せ位置にセットし、前記垂下体の垂下体接触部と前記搬送する搬送手段の前記垂下体接触部との搬送接触部とを離反し、その後前記アライメントを行なうことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬデバイス製造装置及びその製造方法並びに成膜装置及び成膜方法に係わり、特に大型の基板のアライメントに好適な有機ＥＬデバイス製造装置及びその製造方法並びに成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬデバイスを製造する有力な方法として真空蒸着法がある。真空蒸着においては基板とマスクとのアライメントが必要である。年々処理基板の大型化の波が押し寄せ、Ｇ６世代の基板サイズは１５００ｍｍ×１８００ｍｍになる。基板サイズが大型化すると当然マスクも大型化し、その寸法は２０００ｍｍ×２０００ｍｍ程度にも及ぶ。特に鋼製のマスクを使用すると有機ＥＬデバイスではその重量は３００Ｋｇにもなる。従来では、基板及びマスクを水平にして位置合せをしていた。そのような従来技術としては、下記の特許文献１がある。
【０００３】
また、真空蒸着法では、図４に示すように蒸着したい場所に開口部を有するマスクを処理対象である基板に密着させて行なう。このマスクは、蒸着材の付着により孔の形状が変わるために半日乃至１日度に交換する必要がある。従来は、図１４に示すように真空蒸着を行なう処理チャンバＳを有するクラスタＣに交換用及び使用済みマスクＭを保管する真空チャンバであるマスク保管室Ｈを設け、基板搬送を行なう搬送ロボットＲで処理チャンバＳまで搬送しセットしていた（特許文献２）。
【０００４】
また、特許文献３には、マスク寸法を所望範囲に収めるために予めマスクを加温する加温室を処理チャンバに隣接して設け、必要なときに処理チャンバのマスクを交換することが開示されている。しかしながら、加温室には加温設備しか記載されておらず、その搬入出は特許文献３の第１の実施形態に記載されているように、特許文献２と同様に基板搬送を行なう搬送ロボット等を用いて行なっていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６-３０２８９６号公報
【特許文献２】特開２００３-０２７２１３号公報
【特許文献３】特開２００６-１９６３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された基板とマスクを横にしてアライメントする方法は、図１３に示すように、基板及びマスクはその薄さと自重により大きく撓む。その撓みが一様であるならばそれを考慮してマスクを製作すればよいが、当然中心程大きくなり基板サイズが大きくなると製作は困難となる。また、一般的にその中心点における撓み量は、基板の撓みをｄ1、マスクの撓みをｄ２とすると、ｄ１＞ｄ２となる。基板撓みが大きいと、基板蒸着面にマスクと接触し接触傷が生じるために、密着させることができない。そのために、被写界深度以上に離間してアライメントすると精度が悪く、不良品となる課題がある。特に、表示装置用基板では高精彩な画面を得ることができない。
【０００７】
また、特許文献１に開示された方法では、基板とマスクをアライメントする機構全体が真空内の設置されているために、駆動部などの移動に伴う粉塵及び熱が発生す可能性があり、前者の真空内への漏洩は漏洩粉塵が基板やマスクに付着し蒸着不良を起こし、後者の発熱はマスクと熱膨張を助長し蒸着サイズを変化させ、共に歩留まり率、即ち生産性を低下させる問題がある。
【０００８】
さらに、基板とマスクをアライメントする機構全体が真空内の設置されているために、一旦駆動部等において故障が発生すると保守に時間を要し、装置の稼働率が低下するとい問題がある。
【０００９】
また、特許文献２，３に開示された方法では、マスクを可搬できる搬送ロボットが必要になるが、前記要求を満たす搬送ロボットを収める処理チャンバの大きさに対応した現実的な大きさ、例えば、５ｍ角の搬送チャンバを製作することは困難な課題である。
【００１０】
さらに、特許文献２，３に開示された方法では、搬送ロボットはマスクを搬送するとともに基板も搬送する。従って、基板を交換中はマスクを搬送できず、マスクの交換の必要な処理チャンバは勿論のこと、その下流に存在する処理チャンバにおいても処理ができず、稼働率が低下し、生産性が低下するとういう課題がある。
【００１１】
従って、本発明の第一の目的は、基板やマスクの撓みを低減し、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは並びに成膜装置または及び成膜方法を提供することである。
また、本発明の第二の目的は、搬送チャンバを小型化できる有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
また、本発明の第三の目的は、駆動部等を大気側に配置することで真空内の粉塵やガスの発生を低減し、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の第四の目的は、駆動部等を大気側に配置することで保守性を高め、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記第１または第２の目的を達成するために、真空チャンバ内での基板とマスクとのアライメントを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行い、該基板に蒸着材料を蒸着する際に、前記垂下体上の接触部を移動させて前記垂下体を垂直にし真空チャンバ内に搬送し、前記位置合せ位置にセットし、前記垂下体の垂下体接触部と前記搬送する搬送手段の前記垂下体接触部との搬送接触部とを離反し、その後前記アライメントを行なうことを第１の特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記第１または第２の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記離反は前記アライメントをするアライメント部の有する前記垂下体を上下する手段で行なうことを第２の特徴とする
さらに、上記第１または第２の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記離反は前記搬送接触部を垂下体接触部から離反させることを第３の特徴とする。
【００１５】
また、上記第１または第２の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記垂下体はマスクを具備する垂下体であり、前記垂下体接触部は前記マスクに沿って設けたラックであり、前記搬送接触部はピニオンであることを第４の特徴とする。
【００１６】
また、上記第３または第４の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記離反する離反機構の駆動手段を大気雰囲気中に設けたことを第５の特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板やマスクの撓みを低減し、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置提供することができる。
また、本発明によれば、搬送チャンバを小型化できる有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することができる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、駆動部等を大気側に配置することで、真空内の粉塵やガスの発生を低減し、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することができる。
また、本発明によれば、駆動部等を大気側に配置することで保守性を高め、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第1の実施形態である有機ELデバイス製造装置を示す図である。
【図２】本発明の第1の実施形態である搬送チャンバと処理チャンバの構成の模式図と動作説明図である。
【図３】処理チャンバとマスク交換チャンバとの間をマスクを搬入出するマスク搬送機構の本発明の一実施形態を示す図でである。
【図４】本発明の一実施形態であるマスクを示す図である
【図５】本発明の一実施形態であるアライメント部を示す図である。
【図６】図(ａ)は搬送時において搬送機構のラックとピニオンが噛み合っている状態を示す図である。図(ｂ)はアライメント時において搬送機構のラックとピニオンが離反している状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態であるアライメント光学系の基本構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態である搬送機構及び離反機構を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態である有機ELデバイス製造装置を示す図である。
【図１０】本発明の本発明の第２実施形態である有機ELデバイス製造装置であるマスク交換チャンバの構成とその動作を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態である有機ELデバイス製造装置おけるマスク搬入出室の構成及び動作を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態である有機ELデバイス製造装置を示す図である。
【図１３】マスク・基板を水平にして蒸着する従来技術の課題を説明する図である。
【図１４】マスク交換における従来技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の有機ＥＬデバイス製造装置における第１の実施形態を図１から図７を用いて説明する。有機ＥＬデバイス製造装置は、単に発光材料層(EL層)を形成し電極で挟むだけの構造ではなく、陽極の上に正孔注入層や輸送層、陰極の上に電子注入層や輸送層をなど様々な材料が薄膜としてなる多層構造を形成したり、基板を交換したりする。図１はその製造装置の一例を示したものである。
【００２１】
本実施形態における有機ＥＬデバイス製造装置１００は、大別して処理対象の基板６を搬入するロードクラスタ１３、基板６を処理する４つのクラスタ(Ａ〜Ｄ)、各クラスタ間又はクラスタとロードクラスタ１３あるいは次工程(封止工程)との間の設置された５つの受渡室１４から構成されている。本実施形態では、基板の蒸着面を上面にして搬送し、蒸着するときに基板を立てて蒸着する。
【００２２】
ロードクラスタ１３は、前後に真空を維持するためにゲート弁１０を有するロードロック室１３Ｒとロードロック室１３Ｒから基板を受取り、旋回して受渡室１４ａに基板６を搬入する搬送ロボット１５Ｒからなる。各ロードロック室１３Ｒ及び各受渡室１４は前後にゲート弁１０を有し、当該ゲート弁１０の開閉を制御し真空を維持しながらロードクラスタ１３あるいは次のクラスタ等へ基板を受渡する。
【００２３】
各クラスタ(Ａ〜Ｄ)は、一台の搬送ロボット１５を有する搬送チャンバ２と、搬送ロボット１５から基板を受取り、所定の処理をする図面上で上下に配置された２つの処理チャンバ１(第１の添え字ａ〜ｄはクラスタを示し、第２の添え字ｕ、ｄは上側下側を示す)を有する。搬送チャンバ２と処理チャンバ１の間にはゲート弁１０を設けている。
【００２４】
処理チャンバ１の構成は処理内容によって異なるが、蒸着材料である発光材料を真空中で蒸着しＥＬ層を形成する真空蒸着チャンバ１ｂｕを例にとって説明する。図２は、そのとき搬送チャンバ２ｂと真空蒸着チャンバ１ｂｕの構成の模式図と動作説明図である。図２における搬送ロボット１５は、全体を上下に移動可能(矢印１５９参照)で、左右に旋回可能なリンク構造のアーム１５７を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド１５８を有する。
【００２５】
本実施形態の処理の基本的な考え方は、図２に示すように、１台の真空蒸着チャンバに処理ラインを２つ設け、一方のライン(例えばＲライン)で蒸着して間に、他方のＬラインでは基板を搬出入し、基板６とマスク８１とのアライメントをして蒸着する準備を完了させることである。この処理を交互に行なうことによって、基板に蒸着させずに無駄に蒸発(昇華)している時間を減少させることができる。
上記を実現するために、真空蒸着チャンバ１ｂｕは、基板６とマスクの位置合せを行い、基板６の必要な部分に蒸着させるアライメント部８と、搬送ロボット１５と基板の受渡しを行い、蒸着部７へ基板６を移動させる処理受渡部９とを右側Ｒラインと左側Ｌラインとに２系統設け、その２系統のライン間を移動し、発光材料を蒸発(昇華)させ基板６に蒸着させる蒸着部７を有している。
【００２６】
そこで、まず、処理受渡部９を説明する。処理受渡部９は、搬送ロボット１５の櫛歯状ハンド１５８と干渉することなく基板６を受渡し可能で、基板６を固定する手段９４を有する櫛歯状ハンド９１と、前記櫛歯状ハンド９１を旋回させて基板６を直立させアライメント部８に移動させるハンド旋回駆動手段９３を有する。基板６を固定する手段(図示せず)としては、真空中であることを考慮して静電吸着や機械的クランプ等の手段を用いる。
【００２７】
蒸着部７は、蒸発源７１をレール７６ｒ上に沿って上下方向に移動させる上下駆動手段７６、蒸発源７１をレール７５上に沿って左右のアライメント部間移動する左右駆動ベース７４を有する。蒸発源７１は内部に蒸着材料である発光材料を有し、前記蒸着材料を加熱制御(図示せず)することによって安定した蒸発速度が得られ、図２の引出し図に示すように、蒸発源７１に並んだ複数の穴７３から噴射する構造となっている。必要によっては、蒸着膜の特性を向上させるために添加剤も同時に加熱して蒸着する。この場合、蒸発源と一対若しくは複数の蒸発源と上下に平行に並べて蒸着する。
【００２８】
アライメント部８を説明する前に、図３を用いて本実施形態の大きな特徴であるマスク交換チャンバ５の構成とその動作を、アライメント部を示す図５を参照しながら説明する。図３は、処理チャンバ１とマスク交換チャンバ５との間を垂下体を構成するマスク８１を搬入出するマスク搬送機構の一実施形態を示す図で、図５はアライメント部の一実施形態を示す図である。
【００２９】
図１の引出し図に示すように、本実施形態では蒸着処理する処理チャンバ１に隣接してゲート弁１０Ｂを介してマスク交換チャンバ５を設けている。マスク交換チャンバ５は少なくともマスク交換時に処理チャンバ１と同じ真空度を維持できるチャンバである。以下の説明では、図１の引出し図に示す、真空蒸着チャンバ１ａｄのＬラインと真空蒸着チャンバ１ｂｄのＲラインのマスク８１の交換を担当するマスク交換チャンバ５ｂｄを例にとって説明する。
なお、真空蒸着チャンバ１ａｄと真空蒸着チャンバ１ｂｄのＬ、Ｒラインの呼び方は、図２に示す真空蒸着チャンバ１ｂｕのラインの呼び方とは上下反対になるので図上では逆になる。また、図１におけるマスク交換チャンバ等の添え字は、第１の添え字が左からａｂｃ順を、第２の添え字が上段ｕ、下段ｄを表す。但し、説明の煩雑さを避けるために必要のない限り、添え字は省略する。
【００３０】
まず、図４に示す本実施形態で用いるマスク８１の一例を説明する。マスク８１は大別してマスク部８１Ｍとマスク部を支持するフレーム８１Ｆからなる。引出し図に示すように、マスク部８１Ｍには基板６に蒸着する部分に対応した箇所に開口部８１ｈを有する。本例では赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の発光材料を蒸着するマスクのうち赤に対応する開口部を示している。マスクの寸法は基板の大型化に伴い２０００ｍｍ×２０００ｍｍにもなり、その重量も３００ｋｇ超にも及ぶ。その窓の大きさは色によって異なるが平均して幅３０μｍ、高さ１５０μｍ程度である。マスク８１Ｍの厚さは５０μｍ程度であり、今後さらに薄くなる傾向がある。一方、マスク８１Ｍには、精密アライメントマーク８１ｍが４ヶ所、粗アライメントマーク８１ｍｒが２ヶ所、計６ヶ所にアライメントマーク８１ｍが設けられている。それに対応して、基板にも精密アライメントマーク６ｍｓが４ヶ所、粗アライメントマーク６ｍｒが２ヶ所の計６ヶ所にアライメントマーク６ｍが設けられている
次に、真空蒸着チャンバである処理チャンバ１とマスク交換チャンバ５との間をマスク８１を搬入出するマスク搬送機構の構成と動作を説明する。図３においては紛らわしさ避けるために搬送機構以外の部分は省略している。図３の左側に処理チャンバ１を、右側にマスク交換チャンバ５を示しており、マスク８１は処理チャンバ１にセットされている状態を実線で示す。前記２つのチャンバの間にはそれらを仕切るためのゲート弁１０Ｂがある。ゲート弁の両側には、マスク８１を搬送させるための各搬送部(交換チャンバ搬送部：５６、処理チャンバ搬送部：８６)がある。各搬送部は基本的には、同じ構造を有しているので、構造に関してはマスク交換チャンバ５を主体に、後述するマスク搬送駆動手段に関しては後述の説明で図５を参照する関係上真空蒸着チャンバ１を主体に説明する。そのために、図３においては煩雑さを避けるために図面及び符号を一部省略している。
【００３１】
各搬送部（５６、８６）は、マスク８１を保持するベース(セットベース：５２、アライメントベース：８２)とマスク搬送駆動手段(交換チャンバ搬送駆動部：５６Ｂ、処理チャンバ搬送駆動部：８６Ｂ)とからなる。ベースは、ベースにマスク８１が搬入する際にマスク上部を支持するマスク上部固定部(５２ｕ、８２ｕ)とその下部にマスク８１を搬送する複数のローラ状の搬送レール(５６ｒ、８２ｒ)とを有する。マスクはその下部にマスク定載置固定して一体になって移動するマスク下部固定部８１ｋを有する。マスク下部固定部８１ｋはその固定部の凸部底部には搬送接触部であるピニオン(小歯車：５６ｇ、８６ｇ)が噛み合う垂下体接触部であるラック８１rを有する。二つのマスク搬送部の駆動歯車であるピニオンの間隔はマスク８１の横長ＬＳより短い間隔ＬＤになるように配置されている。従って、ＬＳ＞ＬＤであるから、少なくとも一方のピニオンがラック８１ｒと噛み合うので、前記２つのピニオンを協調して制御することでマスクを前後進させることができる。
【００３２】
マスク８１がスムーズに搬送できるようにするために、マスク上部固定部の内部には、引出し図Ａに示すように複数の左右のガイドローラ５６ｕｒ、５６ｕｌからなる搬送ガイド５６ｈを設け、一方、マスク下部固定部８１ｋは、引出し図Ｂに示すようにラック側とは反対側のベースにピニオンと協調してマスク８１を挟みながら搬送させる複数のローラ５６ｄｒが設けられている。さらに、搬送レール(５６ｒ、８２ｒ)は、ラック８１ｒがあってもマスクをスムーズに搬送できるように、引出し図Ｂに示すようにＨ型の形状を有する。
【００３３】
交換チャンバ搬送部５６のガイドローラ５６ｕｒ、５６ｕｌに対応する処理チャンバ搬送部８６のガイドローラ８６ｕｒ、８６ｕｌ(図示せず)は、アライメント時においてマスクを把持固定する役目を果たしている。従って、アライメント時に安定してマスクを保持できるように、ガイドローラ８６ｕｒ、８６ｕｌ間の挟み合う度合いはガイドローラ５６ｕｒ、５６ｕｌ間に比べやや固めに調節している。前記搬送ローラ８２ｒ及びガイドローラは真空蒸着に悪影響を及ぼすガスを低減するために、ローグリースベアリングを使用している。なお、マスク８１を前記マスク下部固定部８１ｋに着脱可能に且つ確実に固定するために、前記マスク下部固定部８１ｋには、マスク下部に設けた三角錐状の突起物が納まる三角錐状の凹部(図示せず)が複数設けてある。
【００３４】
処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂは、図５に示すように、大気側であるチャンバ１の下部壁１Ｙ下に設けた搬送駆動モータ８６ｍ、マスクのラック８１ｒに噛み合うピニオン８６g、回転軸を９０度変換するための２つの傘歯車８６ｋ１，８６ｋ２、歯車支持体８６ｈ及び真空シールするシール部８６sからなる。このように処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂもアライメント機構部８３と同様にシール部を介して大気側に設けられており、真空蒸着に悪影響及ぼす粉塵等を真空内に持ち込まないようしている。
【００３５】
上記実施形態では処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂのシール部８６ｓを搬送駆動モータ８６ｍと傘歯車８６ｋ１の間に設けたが、処理チャンバ１の下壁１Ｙから突出た筒状体に傘歯車収納部を設け、傘歯車収納部とピニオンの間に真空シール例えば磁性流体シールを設けてもよい。交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂも処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂと同様な構成を有している。
【００３６】
また、このような搬送機構によってマスク８１がアライメントベース８２の所望の位置にセットされたかどうかは、本実施形態では、後述する図５に示すアライメント光学系８５を利用する。図４に示すようにアライメントは基板６及びマスク８１に設けたアライメントマーク６ｍ、８１ｍが重なるように制御する。そこで、両アライメントマーク６ｍ、８１ｍがアライメント光学系８５のカメラに共に撮像されればセットされたと判断する。勿論、マスク上部固定部８２uの端部にスイッチ等のセンサを設けてもよい。
【００３７】
本搬送機構の実施形態によれば、マスクの交換時において、真空蒸着チャンバなどの処理チャンバ１とマスク交換チャンバ５の間にあるゲート弁１０Ｂの両側に、マスクに保持するマスク下部固定部に設けられたラックを駆動する駆動部を設けた簡単な機構で、確実にマスクを移動でき、搬入後、ゲート弁１０Ｂを閉じることで真空蒸着チャンバなどの処理チャンバをマスク交換チャンバから完全に分離できる。
【００３８】
上記に説明した搬送機構の実施形態によれば、マスクを確実にアライメントベースにセットできるので、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００３９】
次に、図５を用いて本実施形態の他の特徴であるアライメント部８を説明する。図５では処理チャンバである真空蒸着チャンバの壁やゲート弁を省略している。本実施形態では、アライメントは、真空蒸着チャンバの外部からマスクを搬入し、基板６をほぼ垂直または垂直に固定し、マスク８１を垂下してマスクの姿勢を変えて行なわれる。そのために、図面上部にはアライメントを行なう機構が、下部には真空蒸着チャンバの外部から内部にマスクを搬入する為の搬送機構である搬送部８６が設けられている。アライメント及びマスク搬送のための機構部は、可能な限り、真空蒸着チャンバの外側である大気側に、具体的には真空蒸着チャンバの上部壁１Ｔ上、あるいは下部壁１Ｙ下に設けている。また、真空蒸着チャンバ内に設けなければならないものは、大気部から凸部を設けてその中に設けている。
【００４０】
アライメント部８は、マスク８１、マスク８１を固定するアライメントベース８２、アライメントベース８２を保持し、アライメントベース８２即ちマスク８１のＸＺ平面での姿勢を規定するアライメント駆動部８３、アライメントベース８２を下から支持し、アライメント駆動部８３と協調してマスク８１の姿勢を規定するアライメント従動部８４、基板６と前記マスク８１に設けられた図４に示すアライメントマークを検出するアライメント光学系８５、アライメントマークの映像を処理し、アライメント量を求めアライメント駆動部８３を制御する制御装置２０(図１参照)からなる。
【００４１】
以下、本実施形態におけるアライメント方法を実現する基本的な構成を説明し、その後基本的な構成に基づくアライメント方法、それを実現する駆動機構を順に説明する。
【００４２】
マスク８１はその上部を保持部８２ｕでアライメントベース８２固定され、アライメントベース８２に固定されている複数のローラ状の搬送レール８２ｒで支持されている。そのアライメントベースを上部に設けられた２ヶ所の回転可能な支持部８１ａ、８１bで懸垂し、その８１a、８１bをＺ方向にあるいはＸ方向に主動(アクティブに駆動)することによって、アライメントベース８２即ちマスクのＸＺ平面での姿勢を規定しアライメントする。また、その姿勢規定時のアライメントベース８２を下から支えるために、支持部８１ａ、８１bのそれぞれの下に設けられた回転可能な支持部８１ｃ、８１dを設け、支持部８１ｃ、８１dが支持部８１a、８１bの動きに対して従動的に動作する。なお、アライメントベース８２はマスクを介して基板６に蒸着できるように回の字ように空洞になっている。
【００４３】
次に、アライメント方法を説明する。図５に示す４箇所に設けられたアライメント光学系８５により基板中心における基板６とマスク８１の位置ズレ(ΔＸ、ΔＺ、θ)を検出する。この結果に基づいて、アライメントベース８２上部に設けた主動支持部８１ｂをＸ方向、Ｚ方向に、同じく上部に設けた主動支持部８１ａをＺ方向に移動させる。このとき、８１ａ、８１ｂのＺ方向の移動差によってθ補正が、両者のＺ方向の移動にθ補正の影響を加味した値でΔＺ補正が、８１ｂのＸ方向の移動にθ補正の影響を加味した値でΔＸ補正が行なわれアライメントされる。上記において、主動支持部８１ａ、８１ｂの両者間の距離は長いほうが、同じＺ方向の動きに対してθ補正を精度良くできる利点がある。
【００４４】
また、アライメントベース８２の上記移動にともない、主動支持部８１ａはＸ方向に、アライメントベース８２下部に設けた従動支持部８１ｃ、８１dはＸ及びＺ方向に従動的に移動する。主動支持部８１ｂの駆動は、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部壁１Ｔ上に設けられた駆動モータを有するアライメント駆動部８３Ｒ、主動支持部８１ａの駆動及び受動はアライメント駆動部８３Ｌ、及び従動支持部８１ｃ、８１ｄの従動は真空蒸着チャンバ１ｂuの下部壁１Ｙ下に設けられたアライメント従動部８４Ｒ、８４Ｌで行なう。
【００４５】
このマスクのアライメントはマスクを垂下して行なわれるが、図６(ａ)に示すように搬送時の状態でマスクのラック８１ｒとピニオン８６ｇが噛み合っているとスムーズなアライメントの妨げになる。そこで、アライメント時は両者を離反機構で離反させてその後アライメントする必要がある。本実施形態での離反動作は、マスク８１をアライメント位置よりやや下側で搬送し、図６(ｂ)のようにラック８１ｒ、即ちアライメントベース８２を一定距離吊り上げて行なう。吊り上げは主動支持部８１ａ、８１ｂをＺ方向に移動させて行なう。従って、離反機構４０は主動支持部８１ａ、８１ｂをＺ方向に移動させる後述するＺ駆動部８３Ｚで構成される。上述したＺ方向の吊り上げ量は、アライメントに差し支えない程度の量であるので、それほど大きくなくてもよい。吊り上げ動作に伴い、主動支持部８１ａ、８１bと従動支持部８１ｃ、８１ｄのＺ方向の可動範囲をその分だけ多少長くとる必要がある。
以上説明した方法は、本来アライメント部８が有しているＺ方向の動作自由度利用してマスクを吊り上げマスクとピニオンを離反させたが、ピニオンを降下させることで離反させてもよい。
【００４６】
上記した本実施形態の離反機構によれば、処理チャンバ１にマスク８１を搬送してアライメントベース８２にセットし、マスクとピ二オンを離反させることで、スムーズに精度よくアライメントをすることができ、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
また、離反機構として本来アライメント部が有している自由度を用いることで簡単な機構でスムーズなアライメントを実現できる。
【００４７】
次に、マスク８１の姿勢を規定するアライメント駆動部８３とアライメント従動部８４について図５に戻りより詳細に説明する。
【００４８】
アライメント駆動部８３は、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部壁１Ｔ(図２も参照)上の大気中に設けられ、回転指示部８１aをＺ方向に移動させるＺ駆動部８３Ｚを有する左駆動部８３Ｌと、回転支持部８１ｂを左駆動部８３Ｌ同様にＺ方向に移動させるＺ駆動部８３Ｚと前記Ｚ駆動部全体をＸ方向(図５の左右方向)に移動させるＸ駆動部８３Ｘを有する右駆動部８３Ｒとからなる。左右駆動部８３Ｌ、８３ＲのＺ駆動部は基本的に同じで構成であるので同じ番号を付し、かつ一部番号を省略している。以下、番号の付け方、省略の仕方は他の機構部においても同様である。
【００４９】
左駆動部８３Ｌを例に採りＺ駆動部８３Ｚを説明する。Ｚ駆動部８３Ｚは、前述したようにレール８３ｒ上をＸ方向に従動するＺ駆動部固定板８３ｋに固定され、Ｚ方向駆動モータ８３ｚｍによりボールネジ８３ｎ、テーパ８３ｔを介して連結棒８３ｊをＺ方向に移動する。アライメント軸８３aは、その上部で連結した連結棒８３ｊによりＺ方向に移動する。テーパ８３tは、アライメントベース８２等の重力を利用して前記Ｚ方向のロストモーションを防ぐために設けたもので、その結果ヒステリシスがなくなり目標値に早く収束する効果がある。また、アライメント軸８３aは、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部壁１Ｔに設けられたシール部(図示せず)に一端を固定されたベローズ８３vを介して動作し、スプライン８３ｓによって傾斜することなくＺ方向に垂直かつ／またはＸ方向に平行移動する。
【００５０】
右駆動部８３Ｒは、さらに前記Ｚ駆動部８３Ｚに加え、真空蒸着チャンバ１の上部壁１Ｔに固定され、Ｚ駆動部８３Ｚを搭載しているＺ駆動部固定板８３ｋをＸ軸レール８３ｒ上に沿って駆動するＸ駆動部８３Ｘを有する。Ｘ駆動部８３Ｘの駆動方法はＸ方向駆動モータ８３xｍの回転力をボールネジ８３ｎ、テーパ８３ｔを介するなど基本的にはＺ軸駆動部８３Ｚと同じであるが、その駆動力は、アライメントベース８２を回転駆動及びアライメントベースを介して他の駆動部あるいは従動部を移動させるパワーが必要である。アライメント軸８３aは、左駆動部８３Ｌのアライメント軸８３a同様にスプライン８３ｓによって傾斜することなくＺ方向に垂直かつ／またはＸ方向に平行移動する。また、アライメント軸８３aはＸ方向にも移動するため、そのベローズ８３vもＸ方向に対する自由度を有しており、伸縮とともに左右に柔軟に移動する。
【００５１】
アライメント従動部８４は、回転支持部８１ｃ、８１ｄの前述した従動回転に対応できるように、それぞれのアライメント軸８４ａをＺ方向、Ｘ方向に移動できる左右の従動部８４Ｌ，８４Ｒを有する。従動部は中心部に１ヶ所でもよいが、本実施形態では、安定して動作させるために２ヶ所設けている。両従動部は基本的には左右線対称に同一構造を有するので、代表して８４Ｒを説明する。アライメント軸８４aは、真空蒸着チャンバ１の下部壁１Ｙに設けられたシール部８４ｃに一端を固定された真空蒸着チャンバ１の真空をシールするベローズ８４ｖ、スプライン８４ｓを介してＸ軸従動板８４ｋに固定されている。そこで、Ｘ方向の従動はアライメント従動部８４を固定するアライメント支持部固定台８４ｂに敷かれたレール８４ｒを移動させて行なう。また、Ｚ方向の従動は前記スプライン８４ｓによって行なう。
【００５２】
上記のアライメント部の実施形態では、４ヶ所の回転支持部８１のうち真空蒸着チャンバ上部に２ヶ所設けた回転支持部をＺ方向に、またそのうち１ヶ所をＸ方向に主動(アクティブに駆動)することによって、マスクのアライメントを実施している。そのほかに種々の駆動方法が挙げられる。
例えば、上部３ヶ所に回転支持部を設け、中央の回転支持部を回転させ、左右の回転支持部でＺ方向とＸ方向に主動または従動させてアライメントする。そして下部に少なくとも１ヶ所の従動部を設ける。あるいは、上記実施形態同様に上部回転支持部を２ヶ所設け、その１ヶ所に回転、Ｚ方向及びＸ方向の主動を集中させ、他は従動とする方法。また、上記実施形態では基本的には、上部を主動、下部を従動としたがこれを反対にしてもよい。
【００５３】
上記アライメントのための機構部の実施形態によれば、シール部を介して大気側に設けられており、真空蒸着に悪影響及ぼす粉塵等を真空内に持ち込まないようしており、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
また、上記アライメントのための機構部の実施形態によれば、駆動部等を大気側に配置することで保守性を高め、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００５４】
次に、アライメント光学系８５について説明する。アライメント光学系は、前述したそれぞれアライメントマークを独立して撮像できるように、４つの精密アライメントマーク８１ｍｓに対する４つの精密アライメント光学系８５ｓと、２つの粗アライメントマーク８１ｍｒに対する２つの粗アライメント光学系８５ｒとの、計６つの光学系から構成される。
【００５５】
図７に６つのアライメント光学系の基本構成を示す。光学系の基本的構成は、マスク８１を挟んでアライメントベース８２側に、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部１Ｔに固定され光学窓８５ｗを介して照射する光源８５ｋと後述する遮断アーム８５ａｓに固定された光源側反射ミラー８５ｋｍを設け、基板６側に、撮像カメラ収納筒８５ｔからのアーム８５ａに取付けた撮像カメラ側反射ミラー８５ｃｍ及び撮像カメラ収納筒８５ｔに収納された撮像手段である撮像カメラ８５ｃを設けた、いわゆる透過型の構成を有している。なお、撮像カメラ収納筒８５ｔ、アーム８５ａ等は、基板が垂直姿勢になるときの軌道Ｋの邪魔にならないように破線で示すアーム８５ａ位置までベローズ８５ｖ等により移動できるようになっている。
【００５６】
透過型であるので、光が通過できるようにマスク８１Ｍに４角形の貫通孔のアライメントマーク８１ｍを設け、さらに、フレーム８１Ｆにも円筒状の貫通孔８１ｋを設けている。一方、基板６のアライメントマーク６ｍは光透過性の基板の上に金属性の四角形したマスクのアライメントマーク８１ｍに比べて十分に小さいマークである。
【００５７】
貫通孔８１ｋを設けると、蒸着時に蒸着材料が貫通孔に入りアライメントマーク上に蒸着されるため、次の工程からアライメントができない。これを防ぐために、蒸着時には蒸着材料が貫通孔８１ｋに入らないよう遮蔽する。本実施形態では、アライメント時に光源側反射ミラーを取付けたアームが蒸着時には蒸着に有効な領域を遮断するので、そのアームを移動可能とし、かつ蒸着時には貫通孔８１ｋを遮蔽する構造を有する遮蔽型アーム８５asとした。遮蔽型アーム８５ａｓは、大気側に設けた駆動部(図示せず)に上下に駆動される連結棒８５ｂにより伸縮し、その一端をシール部８５ｓに固定されたベローズ８５ｖを介して駆動させる。図７に示す破線が遮蔽状態を示す、実線がアライメント状態を示す。
【００５８】
上記実施形態では、光源側反射ミラー８５ｋｍを遮断アーム８５ａｓに取付けたが、マスクのフレーム８１Ｆの厚さが十分であれば、フレーム８１ＦにＬ字型の貫通孔８１ｋを設け、光源側反射ミラー８５ｋｍを内蔵することも可能である。その場合は、遮蔽型アームは不要である。
また、上記実施形態では、アライメント時に光源側反射ミラー８５ｋｍが蒸着領域を遮断するので遮蔽型アームを移動させたが、遮断しない場合は、遮蔽型アームを固定にすることができる。
【００５９】
一方、カメラ収納筒８５ｔは、図５に示すように真空蒸着チャンバ１の上部１Ｔから突出た構造を有し、先端に光学窓８５ｗを設けて、撮像カメラ８５ｃを大気側に維持するととともに、アライメントマーク６ｍ、８１ｍを撮像できるようにしている（符号は図７を参照）。
上記実施形態では、撮像カメラ側反射ミラーを真空中に設けたが、撮像カメラ収納筒８５を長くし、前記ミラーを内蔵してもよい。
【００６０】
精密アライメント光学系８５ｓと粗アライメント光学系８５ｒの構成上の違いは、前者が高精度にアライメントするために、視野を小さくし高分解でアライメントを撮像するための高倍率レンズ８５ｈを有している点である。これに伴い、図７に示す基板及びマスクのアライメントマーク６ｍ、８１ｍの寸法が異なっている。精密の場合、粗と比べて１桁以上小さく、最終的にはμmオーダのアライメントが可能である。
従って、精密アライメント時は、視野が外れないようにマスク８１のアライメントマーク８１ｍの移動に合せ、精密アライメント光学系８５ｓも追随して移動する必要がある。そこで、図５に示すように、アライメントベースの上部側の精密アライメント光学系８５ｓにおいては、撮像カメラ８５ｃを固定する固定板８５ｐをＺ駆動部固定板８３ｋあるいはＸ軸従動板８４ｋに接続し追随させる。または、モータ付きステージを設け数値制御により追随させてもよい。また、粗アライメント光学系８５ｒについては、初期の取付け時に位置調整ができるようにカメラ位置合せステージ８５ｐを設けている。
【００６１】
上記実施形態では、６つのアライメント光学形を用いたが、アライメントの要求精度によっては、粗アライメント光学系を設ける必要がなく、さらに、精密アライメント光学系においても４つも必要がなく、粗・精密含めて最低２つあればよい。
【００６２】
上記アライメント部８の実施形態では、アライメント駆動部８３、アライメント従動部８４、アライメント光学系８５を真空蒸着チャンバ１ｂｕの上部あるいは下部の大気側に設けたが、真空蒸着チャンバ１ｂｕの側壁側の大気に設けてもよい。勿論、上部、下部及び側壁部に分散させてもよい
上記アライメント光学系８５の実施形態によれば、カメラ及び光源等を真空側に突き出た内部が大気中である収納筒に収納しており、真空蒸着に悪影響及ぼす粉塵等を真空内に持ち込まないようしており、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００６３】
次に搬送機構及び離反機構の第２の実施形態を図８を用いて説明する。図８にはマスク交換チャンバ５を示していないが基本的には同様である。図８において説明に関係ない符号は省略している。
【００６４】
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は次のとおりである。第１は、ラック８１ｒをマスク８１を固定するマスク下部固定部８１ｋの側部に設けた点である。第２は、第１の変更に伴い、ピニオン８６ｇ（５６ｇ）の回転軸を９０度変更する必要がないために傘歯車を用いないで搬送駆動モータ８６ｍ(５６ｍ)の回転軸をピニオン８６ｇ（５６ｇ）に直接接続している点である。第３に、第１の変更に伴い、搬送レール８２ｒ(５６ｒ)の形状はＨ状にする必要がなくなり平坦でもよい点である。第４に、離反機構４５としてピニオン８６ｇをマスクから離すために処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂ全体を駆動する駆動部離反手段８７を設けている点である。駆動部離反手段８７は、駆動部離反手段８７を載置する離反板８７ｋを駆動モ−タ８７ｍでボールジョイント８７ｂを旋回しレール８７ｒ上を移動させて行なう。第５に、処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂも離反動作に対応できるようにシール８６ｓ上にベロー８６ｖを有する。なお、上記説明では離反機構としてピニオン８６を離反させる駆動部離反手段８７を設けたが、マスク側を離反させてもよい。
【００６５】
第２の実施形態においても、第１の実施形態同様に、確実にマスクを交換でき、ピニオンとマスクとを離反させることでので、スムーズに精度よくアライメントをすることができ、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００６６】
以上の搬送機構の第１及び第２の実施形態においては、いわゆるラック及びピニオンを用いて説明したが、マスクに設けられた平坦なレール上をローラで駆動して搬送させてもよい。その場合、十分な摩擦力が得られない場合には、レールまたはローラ表面を処理して摩擦力を大きくして使用する。
【００６７】
次に、本発明の有機ＥＬデバイス製造装置における第２の実施形態を図９から図１１を用いて説明する。本第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、マスク交換チャンバはマスク交換チャンバ５に隣接して新たなマスクと交換できるマスク搬入出室１２を有する点である。隣接する位置は、前面または後方あるいは上部または下部となる。本実施形態では図３に示したマスク搬送機構を活かすこと及びスペースファクターを考慮して後方に設けることとした。そのために、マスク交換チャンバ５は、マスクを９０度方向転換する方向転換機構、例えばターンテーブル機構５７を有する。
【００６８】
以下順に、マスク交換チャンバ５とマスク搬入出室１２の構成と動作を説明する。
図９におけるマスク交換チャンバ５は、図３に示した交換チャンバ搬送部５６を有するタイプに、交換チャンバ搬送部を９０度旋回するターンテーブル機構５７とマスク搬入出室１２との間にゲート弁１０Ａを付加した構成を有する。
【００６９】
図１０は本発明の第２の実施形態であるマスク交換チャンバ５のより詳細な構成とその動作を示す図であり、交換チャンバ搬送部５６とターンテーブル機構５７を示す。交換チャンバ搬送部５６の基本的な構成は既に図３で説明したとおりである。図３と異なるのは、交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂ以外の交換チャンバ搬送部５６はターンテーブル５６tの上に固定されている点である。左右の真空蒸着チャンバ１または後方にあるマスク搬入出室１２との間でマスク８１を搬入出するために、交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂは、図９の一点鎖線のクロス位置に配置する必要がある。例えば、交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂの搬送駆動モータ５６ｍの回転中心をターンテーブル５６の回転中心位置にくるように配置する。駆動モータをターンテーブル５６の回転中心位置に配置することで駆動モータをターンテーブル上に設けなくてもよく、その結果、駆動モータを大気側の設けることができる。
【００７０】
また、ターンテーブル機構５７は、その周囲に歯車５７rを有するターンテーブル５７ｔとターンテーブル駆動部５７Ｂからなる。ターンテーブル駆動部５７Ｂは、大気側であるマスク交換チャンバ５の下部壁５Ｙ下に設けたターンテーブル駆動モータ５７ｍ、真空シールするシール部５７ｓ、ターンテーブル５７ｔの歯車５７ｒと噛み合う歯車５７ｇ及びマスク交換チャンバ５の下部壁５Ｙ上を走行する複数の走行輪５７ｋからなる。
【００７１】
本実施形態によれば、マスク交換チャンバ５に搬入されたマスクを、左右の処理チャンバ１またはマスク搬入出室１２に搬入出することができる。
【００７２】
次に、図９に示すマスク搬入出室１２の構成及び動作を図１1を用いて説明する。マスク搬入出室１２はマスク保管部１２１(以下、簡単に保管部と略す)を有している。設けている。保管部１２１は、セットベース５２と基本的には同様な構造を有し複数配置された保管ベース１２２と、保管ベースを搭載する保管台１２１ｄと及びマスクをターンテーブル５７ｔと保管台１２１ｄの移動させる図５に示す交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂと同一構造を有する搬入出室搬送駆動部１２６Ｂからなる。搬入出室搬送駆動部１２６Ｂ(駆動モータ１２６ｍ)は、処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂ(搬送駆動モータ８６ｍ)と交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂ（搬送駆動モータ５６ｍ）とを結ぶ直線と交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂ(搬送駆動モータ５６ｍ)と搬入出室搬送駆動部１２６Ｂ(駆動モータ１２６ｍ)とを結ぶ直線が直角になるように配置されている。保管ベース１２２のターンテーブル５７t側は、保管台１２１ｄからα＝搬入出室搬送駆動部１２６Ｂ＋β幅分だけ突出した状態で設置されている。そこで、保管台１２１ｄを矢印Ａ方向移動すると共に、矢印Ｂ方向に移動することによって、全ての保管ベース１２１ｈが保管台搬送駆動部１２１Ｂと噛み合うようすることができる。なお、１２１ｒは保管台１２１ｄの走行レールである。
【００７３】
図１１は図９に示すマスク搬入出室１２を矢印Ｃ方向から見た図で、保管ベース１２２を１台のみ示し搬入出室搬送部１２６を主体に示した図である。図１１はゲート弁１０Ａを境にして左側がマスク交換チャンバ５であり、右側が処理チャンバ１または搬送チャンバ２である。搬入出室搬送部１２６は交換チャンバ搬送部５６と基本的に同じであるが次の点で異なる。
第１に、搬入出室搬送駆動部１２６Ｂの配置位置は、搬送手段の立場からすれば図３の処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂと同じ位置にある必要がある。この位置によって、搬入出室搬送駆動部１２６Ｂは交換チャンバ搬送部５６とマスクの受け渡しが可能となる。
【００７４】
第２に、マスク上部固定部１２２ｕが開閉可能となっている点である。マスク搬入出室１２の天井に設けた開閉可能な開口部(図示せず)からクレーン(図示せず)でマスク８１を搬入し、搬送ローラ１２２ｒにセットするとき邪魔にならないようにするためである。セット後はマスク上部固定部１２２ｕに設けたセット爪１２２ｔをセット孔１２２ｈに挿入し、マスク８１を保持し、安定してガイドローラ１２６ｕｒによって搬送できる。
【００７５】
マスク搬入出室１２は大気雰囲気の室でもよいが、真空チャンバすることによってゲート弁１０Ａを開くときにマスク交換チャンバ５の真空度を、強いて言えば処理チャンバ１の真空度を低下させることなくマスクを交換できる。この結果、真空に引くための時間を短縮でき、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００７６】
上記、実施形態においては保管部１２１をマスク搬入出室１２に設けたが、マスク交換チャンバ５にも設けてもよい。
【００７７】
上記本発明の有機ＥＬデバイス製造装置における第２の実施形態によれば、マスクの交換時において、基板搬送系には影響を与えず処理できるので、稼働率及び生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００７８】
また、上記本発明の有機ＥＬデバイス製造装置における第２の実施形態によれば、マスク搬入出する場所として閉空間となるマスク搬入出室２１を設けたことで、真空蒸着チャンバの真空度低下を抑えることができるので、同じ真空蒸着チャンバ内の他の処理は継続可能である。従って、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００７９】
さらに、少なくとも、マスクの交換時間が短縮できるので、稼働率及び生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置を図１２を用いて説明する。本実施形態の有機ＥＬデバイス製造装置２００は、図１に示す有機ＥＬデバイス製造装置のクラスタＡ〜Ｄが六角形の搬送チャンバ２と六角形のうち対角する２辺に設けた受渡室１４ｆ、１４ｇと残りの４辺に処理ラインとして１ラインを有する真空蒸着チャンバ等の処理チャンバ１とで構成される装置を示している。
【００８１】
本有機ＥＬデバイス製造装置２００においても図３に示すように基板とマスクをほぼ垂直または垂直にして蒸着する装置である。基板を水平にして搬送して垂直にするか最初から垂直の姿勢で搬送するかはどちらでもよい。図１２においても図９と同様に各真空蒸着チャンバ１の横にマスク交換チャンバ５が設けられ、さらにマスク交換チャンバ５に隣接してマスク搬入出室１２が設けられている。マスク交換チャンバ５は、真空蒸着チャンバ１とのマスク搬送をゲート弁１０Ｂを介して行ない、マスク搬入出室１２とのマスク搬送をゲート弁１０Ａを介して行なう。そして、本有機ＥＬデバイス製造装置２００に本発明の有機ＥＬデバイス製造装置の第１または第２の実施形態で示した搬送機構、離反機構及びアライメント機構を適用する。
【００８２】
従って、第３の実施形態においても、第１または第２の実施形態で示した効果を奏することができる。
【００８３】
以上の説明では、真空蒸着チャンバなどの処理チャンバに隣接してマスク交換チャンバを設ける実施形態を説明した。例えば、処理チャンバ間に図３に示す搬送機構を複数の処理チャンバ間をリレー形式のように搬送し、それぞれの処理チャンバで離反させてアライメントし、処理を行なう有機ＥＬデバイス製造装置にも本発明を適用でき、上記の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００８４】
また、以上の説明ではマスクを搬送し、マスクを垂下してアライメントした実施形態を説明した。マスクに適用した技術を逆に基板を搬送し、基板を垂下してアライメントしてもよい。
【００８５】
さらに、以上説明では、有機ＥＬデバイスを例に説明したが、有機ELデバイスと同じ背景にある蒸着処理をする成膜装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１：処理チャンバ １ａｄ、１ｂｄ、1ｂｕ：真空蒸着チャンバ
２：搬送チャンバ ３：ロードクラスタ
５：マスク交換チャンバ ６：基板
６ｍ：基板のアライメントマーク ７：蒸着部
８：アライメント部 ９：処理受渡部
１０、１０Ａ、１０Ｂ：ゲート弁 １２：マスク搬入出室
２０：制御装置 ４０、４５：離反機構
５６：交換チャンバ搬送部
５６Ｂ：交換チャンバ搬送駆動部(マスク搬送駆動手段)
５６ｇ、８６ｇ：ピニオン ７１：蒸発源
８１：マスク ８１a〜ｄ：回転支持部
８１ｍ：マスクのアライメントマーク ８１ｒ：ラック
８２：アライメントベース ８３：アライメント駆動部
８３Ｚ：Ｚ軸駆動部 ８３Ｘ：Ｘ軸駆動部
８４：アライメント従動部 ８５：アライメント光学系
８６：処理チャンバ搬送部
８６Ｂ：処理チャンバ搬送駆動部（マスク搬送駆動手段）
８７：駆動部離反手段 １００，２００：有機ELデバイスの製造装置
Ａ〜Ｄ：クラスタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬデバイス製造装置及びその製造方法並びに成膜装置及び成膜方法に係わり、特に大型の基板のアライメントに好適な有機ＥＬデバイス製造装置及びその製造方法並びに成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬデバイスを製造する有力な方法として真空蒸着法がある。真空蒸着においては基板とマスクとのアライメントが必要である。年々処理基板の大型化の波が押し寄せ、Ｇ６世代の基板サイズは１５００ｍｍ×１８００ｍｍになる。基板サイズが大型化すると当然マスクも大型化し、その寸法は２０００ｍｍ×２０００ｍｍ程度にも及ぶ。特に鋼製のマスクを使用すると有機ＥＬデバイスではその重量は３００Ｋｇにもなる。従来では、基板及びマスクを水平にして位置合せをしていた。そのような従来技術としては、下記の特許文献１がある。
【０００３】
また、真空蒸着法では、図４に示すように蒸着したい場所に開口部を有するマスクを処理対象である基板に密着させて行なう。このマスクは、蒸着材の付着により孔の形状が変わるために半日乃至１日度に交換する必要がある。従来は、図１４に示すように真空蒸着を行なう処理チャンバＳを有するクラスタＣに交換用及び使用済みマスクＭを保管する真空チャンバであるマスク保管室Ｈを設け、基板搬送を行なう搬送ロボットＲで処理チャンバＳまで搬送しセットしていた（特許文献２）。
【０００４】
また、特許文献３には、マスク寸法を所望範囲に収めるために予めマスクを加温する加温室を処理チャンバに隣接して設け、必要なときに処理チャンバのマスクを交換することが開示されている。しかしながら、加温室には加温設備しか記載されておらず、その搬入出は特許文献３の第１の実施形態に記載されているように、特許文献２と同様に基板搬送を行なう搬送ロボット等を用いて行なっていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６-３０２８９６号公報
【特許文献２】特開２００３-０２７２１３号公報
【特許文献３】特開２００６-１９６３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された基板とマスクを横にしてアライメントする方法は、図１３に示すように、基板及びマスクはその薄さと自重により大きく撓む。その撓みが一様であるならばそれを考慮してマスクを製作すればよいが、当然中心程大きくなり基板サイズが大きくなると製作は困難となる。また、一般的にその中心点における撓み量は、基板の撓みをｄ1、マスクの撓みをｄ２とすると、ｄ１＞ｄ２となる。基板撓みが大きいと、基板蒸着面にマスクと接触し接触傷が生じるために、密着させることができない。そのために、被写界深度以上に離間してアライメントすると精度が悪く、不良品となる課題がある。特に、表示装置用基板では高精彩な画面を得ることができない。
【０００７】
また、特許文献１に開示された方法では、基板とマスクをアライメントする機構全体が真空内の設置されているために、駆動部などの移動に伴う粉塵及び熱が発生す可能性があり、前者の真空内への漏洩は漏洩粉塵が基板やマスクに付着し蒸着不良を起こし、後者の発熱はマスクと熱膨張を助長し蒸着サイズを変化させ、共に歩留まり率、即ち生産性を低下させる問題がある。
【０００８】
さらに、基板とマスクをアライメントする機構全体が真空内の設置されているために、一旦駆動部等において故障が発生すると保守に時間を要し、装置の稼働率が低下するとい問題がある。
【０００９】
また、特許文献２，３に開示された方法では、マスクを可搬できる搬送ロボットが必要になるが、前記要求を満たす搬送ロボットを収める処理チャンバの大きさに対応した現実的な大きさ、例えば、５ｍ角の搬送チャンバを製作することは困難な課題である。
【００１０】
さらに、特許文献２，３に開示された方法では、搬送ロボットはマスクを搬送するとともに基板も搬送する。従って、基板を交換中はマスクを搬送できず、マスクの交換の必要な処理チャンバは勿論のこと、その下流に存在する処理チャンバにおいても処理ができず、稼働率が低下し、生産性が低下するとういう課題がある。
【００１１】
従って、本発明の第一の目的は、基板やマスクの撓みを低減し、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは並びに成膜装置または及び成膜方法を提供することである。
また、本発明の第二の目的は、搬送チャンバを小型化できる有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
また、本発明の第三の目的は、駆動部等を大気側に配置することで真空内の粉塵やガスの発生を低減し、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の第四の目的は、駆動部等を大気側に配置することで保守性を高め、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記第１または第２の目的を達成するために、真空チャンバ内での基板とマスクとのアライメントを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行い、該基板に蒸着材料を蒸着する際に、前記垂下体上の接触部を移動させて前記垂下体を垂直にし真空チャンバ内に搬送し、前記位置合せ位置にセットし、前記垂下体の垂下体接触部と前記搬送する搬送手段の前記垂下体接触部との搬送接触部とを離反し、その後前記アライメントを行なうことを第１の特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記第１または第２の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記離反は前記アライメントをするアライメント部の有する前記垂下体を上下する手段で行なうことを第２の特徴とする
さらに、上記第１または第２の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記離反は前記搬送接触部を垂下体接触部から離反させることを第３の特徴とする。
【００１５】
また、上記第１または第２の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記垂下体はマスクを具備する垂下体であり、前記垂下体接触部は前記マスクに沿って設けたラックであり、前記搬送接触部はピニオンであることを第４の特徴とする。
【００１６】
また、上記第３または第４の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記離反する離反機構の駆動手段を大気雰囲気中に設けたことを第５の特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板やマスクの撓みを低減し、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置または成膜装置提供することができる。
また、本発明によれば、搬送チャンバを小型化できる有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することができる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、駆動部等を大気側に配置することで、真空内の粉塵やガスの発生を低減し、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することができる。
また、本発明によれば、駆動部等を大気側に配置することで保守性を高め、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置またはその製造方法あるいは成膜装置または成膜方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第1の実施形態である有機ELデバイス製造装置を示す図である。
【図２】本発明の第1の実施形態である搬送チャンバと処理チャンバの構成の模式図と動作説明図である。
【図３】処理チャンバとマスク交換チャンバとの間をマスクを搬入出するマスク搬送機構の本発明の一実施形態を示す図でである。
【図４】本発明の一実施形態であるマスクを示す図である
【図５】本発明の一実施形態であるアライメント部を示す図である。
【図６】図(ａ)は搬送時において搬送機構のラックとピニオンが噛み合っている状態を示す図である。図(ｂ)はアライメント時において搬送機構のラックとピニオンが離反している状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態であるアライメント光学系の基本構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態である搬送機構及び離反機構を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態である有機ELデバイス製造装置を示す図である。
【図１０】本発明の本発明の第２実施形態である有機ELデバイス製造装置であるマスク交換チャンバの構成とその動作を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態である有機ELデバイス製造装置おけるマスク搬入出室の構成及び動作を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態である有機ELデバイス製造装置を示す図である。
【図１３】マスク・基板を水平にして蒸着する従来技術の課題を説明する図である。
【図１４】マスク交換における従来技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の有機ＥＬデバイス製造装置における第１の実施形態を図１から図７を用いて説明する。有機ＥＬデバイス製造装置は、単に発光材料層(EL層)を形成し電極で挟むだけの構造ではなく、陽極の上に正孔注入層や輸送層、陰極の上に電子注入層や輸送層をなど様々な材料が薄膜としてなる多層構造を形成したり、基板を交換したりする。図１はその製造装置の一例を示したものである。
【００２１】
本実施形態における有機ＥＬデバイス製造装置１００は、大別して処理対象の基板６を搬入するロードクラスタ１３、基板６を処理する４つのクラスタ(Ａ〜Ｄ)、各クラスタ間又はクラスタとロードクラスタ１３あるいは次工程(封止工程)との間の設置された５つの受渡室１４から構成されている。本実施形態では、基板の蒸着面を上面にして搬送し、蒸着するときに基板を立てて蒸着する。
【００２２】
ロードクラスタ１３は、前後に真空を維持するためにゲート弁１０を有するロードロック室１３Ｒとロードロック室１３Ｒから基板を受取り、旋回して受渡室１４ａに基板６を搬入する搬送ロボット１５Ｒからなる。各ロードロック室１３Ｒ及び各受渡室１４は前後にゲート弁１０を有し、当該ゲート弁１０の開閉を制御し真空を維持しながらロードクラスタ１３あるいは次のクラスタ等へ基板を受渡する。
【００２３】
各クラスタ(Ａ〜Ｄ)は、一台の搬送ロボット１５を有する搬送チャンバ２と、搬送ロボット１５から基板を受取り、所定の処理をする図面上で上下に配置された２つの処理チャンバ１(第１の添え字ａ〜ｄはクラスタを示し、第２の添え字ｕ、ｄは上側下側を示す)を有する。搬送チャンバ２と処理チャンバ１の間にはゲート弁１０を設けている。
【００２４】
処理チャンバ１の構成は処理内容によって異なるが、蒸着材料である発光材料を真空中で蒸着しＥＬ層を形成する真空蒸着チャンバ１ｂｕを例にとって説明する。図２は、そのとき搬送チャンバ２ｂと真空蒸着チャンバ１ｂｕの構成の模式図と動作説明図である。図２における搬送ロボット１５は、全体を上下に移動可能(矢印１５９参照)で、左右に旋回可能なリンク構造のアーム１５７を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド１５８を有する。
【００２５】
本実施形態の処理の基本的な考え方は、図２に示すように、１台の真空蒸着チャンバに処理ラインを２つ設け、一方のライン(例えばＲライン)で蒸着して間に、他方のＬラインでは基板を搬出入し、基板６とマスク８１とのアライメントをして蒸着する準備を完了させることである。この処理を交互に行なうことによって、基板に蒸着させずに無駄に蒸発(昇華)している時間を減少させることができる。
上記を実現するために、真空蒸着チャンバ１ｂｕは、基板６とマスクの位置合せを行い、基板６の必要な部分に蒸着させるアライメント部８と、搬送ロボット１５と基板の受渡しを行い、蒸着部７へ基板６を移動させる処理受渡部９とを右側Ｒラインと左側Ｌラインとに２系統設け、その２系統のライン間を移動し、発光材料を蒸発(昇華)させ基板６に蒸着させる蒸着部７を有している。
【００２６】
そこで、まず、処理受渡部９を説明する。処理受渡部９は、搬送ロボット１５の櫛歯状ハンド１５８と干渉することなく基板６を受渡し可能で、基板６を固定する手段９４を有する櫛歯状ハンド９１と、前記櫛歯状ハンド９１を旋回させて基板６を直立させアライメント部８に移動させるハンド旋回駆動手段９３を有する。基板６を固定する手段(図示せず)としては、真空中であることを考慮して静電吸着や機械的クランプ等の手段を用いる。
【００２７】
蒸着部７は、蒸発源７１をレール７６ｒ上に沿って上下方向に移動させる上下駆動手段７６、蒸発源７１をレール７５上に沿って左右のアライメント部間移動する左右駆動ベース７４を有する。蒸発源７１は内部に蒸着材料である発光材料を有し、前記蒸着材料を加熱制御(図示せず)することによって安定した蒸発速度が得られ、図２の引出し図に示すように、蒸発源７１に並んだ複数の穴７３から噴射する構造となっている。必要によっては、蒸着膜の特性を向上させるために添加剤も同時に加熱して蒸着する。この場合、蒸発源と一対若しくは複数の蒸発源と上下に平行に並べて蒸着する。
【００２８】
アライメント部８を説明する前に、図３を用いて本実施形態の大きな特徴であるマスク交換チャンバ５の構成とその動作を、アライメント部を示す図５を参照しながら説明する。図３は、処理チャンバ１とマスク交換チャンバ５との間を垂下体を構成するマスク８１を搬入出するマスク搬送機構の一実施形態を示す図で、図５はアライメント部の一実施形態を示す図である。
【００２９】
図１の引出し図に示すように、本実施形態では蒸着処理する処理チャンバ１に隣接してゲート弁１０Ｂを介してマスク交換チャンバ５を設けている。マスク交換チャンバ５は少なくともマスク交換時に処理チャンバ１と同じ真空度を維持できるチャンバである。以下の説明では、図１の引出し図に示す、真空蒸着チャンバ１ａｄのＬラインと真空蒸着チャンバ１ｂｄのＲラインのマスク８１の交換を担当するマスク交換チャンバ５ｂｄを例にとって説明する。
なお、真空蒸着チャンバ１ａｄと真空蒸着チャンバ１ｂｄのＬ、Ｒラインの呼び方は、図２に示す真空蒸着チャンバ１ｂｕのラインの呼び方とは上下反対になるので図上では逆になる。また、図１におけるマスク交換チャンバ等の添え字は、第１の添え字が左からａｂｃ順を、第２の添え字が上段ｕ、下段ｄを表す。但し、説明の煩雑さを避けるために必要のない限り、添え字は省略する。
【００３０】
まず、図４に示す本実施形態で用いるマスク８１の一例を説明する。マスク８１は大別してマスク部８１Ｍとマスク部を支持するフレーム８１Ｆからなる。引出し図に示すように、マスク部８１Ｍには基板６に蒸着する部分に対応した箇所に開口部８１ｈを有する。本例では赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の発光材料を蒸着するマスクのうち赤に対応する開口部を示している。マスクの寸法は基板の大型化に伴い２０００ｍｍ×２０００ｍｍにもなり、その重量も３００ｋｇ超にも及ぶ。その窓の大きさは色によって異なるが平均して幅３０μｍ、高さ１５０μｍ程度である。マスク８１Ｍの厚さは５０μｍ程度であり、今後さらに薄くなる傾向がある。一方、マスク８１Ｍには、精密アライメントマーク８１ｍが４ヶ所、粗アライメントマーク８１ｍｒが２ヶ所、計６ヶ所にアライメントマーク８１ｍが設けられている。それに対応して、基板にも精密アライメントマーク６ｍｓが４ヶ所、粗アライメントマーク６ｍｒが２ヶ所の計６ヶ所にアライメントマーク６ｍが設けられている
次に、真空蒸着チャンバである処理チャンバ１とマスク交換チャンバ５との間をマスク８１を搬入出するマスク搬送機構の構成と動作を説明する。図３においては紛らわしさ避けるために搬送機構以外の部分は省略している。図３の左側に処理チャンバ１を、右側にマスク交換チャンバ５を示しており、マスク８１は処理チャンバ１にセットされている状態を実線で示す。前記２つのチャンバの間にはそれらを仕切るためのゲート弁１０Ｂがある。ゲート弁の両側には、マスク８１を搬送させるための各搬送部(交換チャンバ搬送部：５６、処理チャンバ搬送部：８６)がある。各搬送部は基本的には、同じ構造を有しているので、構造に関してはマスク交換チャンバ５を主体に、後述するマスク搬送駆動手段に関しては後述の説明で図５を参照する関係上真空蒸着チャンバ１を主体に説明する。そのために、図３においては煩雑さを避けるために図面及び符号を一部省略している。
【００３１】
各搬送部（５６、８６）は、マスク８１を保持するベース(セットベース：５２、アライメントベース：８２)とマスク搬送駆動手段(交換チャンバ搬送駆動部：５６Ｂ、処理チャンバ搬送駆動部：８６Ｂ)とからなる。ベースは、ベースにマスク８１が搬入する際にマスク上部を支持するマスク上部固定部(５２ｕ、８２ｕ)とその下部にマスク８１を搬送する複数のローラ状の搬送レール(５６ｒ、８２ｒ)とを有する。マスクはその下部にマスク定載置固定して一体になって移動するマスク下部固定部８１ｋを有する。マスク下部固定部８１ｋはその固定部の凸部底部には搬送接触部であるピニオン(小歯車：５６ｇ、８６ｇ)が噛み合う垂下体接触部であるラック８１rを有する。二つのマスク搬送部の駆動歯車であるピニオンの間隔はマスク８１の横長ＬＳより短い間隔ＬＤになるように配置されている。従って、ＬＳ＞ＬＤであるから、少なくとも一方のピニオンがラック８１ｒと噛み合うので、前記２つのピニオンを協調して制御することでマスクを前後進させることができる。
【００３２】
マスク８１がスムーズに搬送できるようにするために、マスク上部固定部の内部には、引出し図Ａに示すように複数の左右のガイドローラ５６ｕｒ、５６ｕｌからなる搬送ガイド５６ｈを設け、一方、マスク下部固定部８１ｋは、引出し図Ｂに示すようにラック側とは反対側のベースにピニオンと協調してマスク８１を挟みながら搬送させる複数のローラ５６ｄｒが設けられている。さらに、搬送レール(５６ｒ、８２ｒ)は、ラック８１ｒがあってもマスクをスムーズに搬送できるように、引出し図Ｂに示すようにＨ型の形状を有する。
【００３３】
交換チャンバ搬送部５６のガイドローラ５６ｕｒ、５６ｕｌに対応する処理チャンバ搬送部８６のガイドローラ８６ｕｒ、８６ｕｌ(図示せず)は、アライメント時においてマスクを把持固定する役目を果たしている。従って、アライメント時に安定してマスクを保持できるように、ガイドローラ８６ｕｒ、８６ｕｌ間の挟み合う度合いはガイドローラ５６ｕｒ、５６ｕｌ間に比べやや固めに調節している。前記搬送ローラ８２ｒ及びガイドローラは真空蒸着に悪影響を及ぼすガスを低減するために、ローグリースベアリングを使用している。なお、マスク８１を前記マスク下部固定部８１ｋに着脱可能に且つ確実に固定するために、前記マスク下部固定部８１ｋには、マスク下部に設けた三角錐状の突起物が納まる三角錐状の凹部(図示せず)が複数設けてある。
【００３４】
処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂは、図５に示すように、大気側であるチャンバ１の下部壁１Ｙ下に設けた搬送駆動モータ８６ｍ、マスクのラック８１ｒに噛み合うピニオン８６g、回転軸を９０度変換するための２つの傘歯車８６ｋ１，８６ｋ２、歯車支持体８６ｈ及び真空シールするシール部８６sからなる。このように処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂもアライメント機構部８３と同様にシール部を介して大気側に設けられており、真空蒸着に悪影響及ぼす粉塵等を真空内に持ち込まないようしている。
【００３５】
上記実施形態では処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂのシール部８６ｓを搬送駆動モータ８６ｍと傘歯車８６ｋ１の間に設けたが、処理チャンバ１の下壁１Ｙから突出た筒状体に傘歯車収納部を設け、傘歯車収納部とピニオンの間に真空シール例えば磁性流体シールを設けてもよい。交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂも処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂと同様な構成を有している。
【００３６】
また、このような搬送機構によってマスク８１がアライメントベース８２の所望の位置にセットされたかどうかは、本実施形態では、後述する図５に示すアライメント光学系８５を利用する。図４に示すようにアライメントは基板６及びマスク８１に設けたアライメントマーク６ｍ、８１ｍが重なるように制御する。そこで、両アライメントマーク６ｍ、８１ｍがアライメント光学系８５のカメラに共に撮像されればセットされたと判断する。勿論、マスク上部固定部８２uの端部にスイッチ等のセンサを設けてもよい。
【００３７】
本搬送機構の実施形態によれば、マスクの交換時において、真空蒸着チャンバなどの処理チャンバ１とマスク交換チャンバ５の間にあるゲート弁１０Ｂの両側に、マスクに保持するマスク下部固定部に設けられたラックを駆動する駆動部を設けた簡単な機構で、確実にマスクを移動でき、搬入後、ゲート弁１０Ｂを閉じることで真空蒸着チャンバなどの処理チャンバをマスク交換チャンバから完全に分離できる。
【００３８】
上記に説明した搬送機構の実施形態によれば、マスクを確実にアライメントベースにセットできるので、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００３９】
次に、図５を用いて本実施形態の他の特徴であるアライメント部８を説明する。図５では処理チャンバである真空蒸着チャンバの壁やゲート弁を省略している。本実施形態では、アライメントは、真空蒸着チャンバの外部からマスクを搬入し、基板６をほぼ垂直または垂直に固定し、マスク８１を垂下してマスクの姿勢を変えて行なわれる。そのために、図面上部にはアライメントを行なう機構が、下部には真空蒸着チャンバの外部から内部にマスクを搬入する為の搬送機構である搬送部８６が設けられている。アライメント及びマスク搬送のための機構部は、可能な限り、真空蒸着チャンバの外側である大気側に、具体的には真空蒸着チャンバの上部壁１Ｔ上、あるいは下部壁１Ｙ下に設けている。また、真空蒸着チャンバ内に設けなければならないものは、大気部から凸部を設けてその中に設けている。
【００４０】
アライメント部８は、マスク８１、マスク８１を固定するアライメントベース８２、アライメントベース８２を保持し、アライメントベース８２即ちマスク８１のＸＺ平面での姿勢を規定するアライメント駆動部８３、アライメントベース８２を下から支持し、アライメント駆動部８３と協調してマスク８１の姿勢を規定するアライメント従動部８４、基板６と前記マスク８１に設けられた図４に示すアライメントマークを検出するアライメント光学系８５、アライメントマークの映像を処理し、アライメント量を求めアライメント駆動部８３を制御する制御装置２０(図１参照)からなる。
【００４１】
以下、本実施形態におけるアライメント方法を実現する基本的な構成を説明し、その後基本的な構成に基づくアライメント方法、それを実現する駆動機構を順に説明する。
【００４２】
マスク８１はその上部を保持部８２ｕでアライメントベース８２固定され、アライメントベース８２に固定されている複数のローラ状の搬送レール８２ｒで支持されている。そのアライメントベースを上部に設けられた２ヶ所の回転可能な支持部８１ａ、８１bで懸垂し、その８１a、８１bをＺ方向にあるいはＸ方向に主動(アクティブに駆動)することによって、アライメントベース８２即ちマスクのＸＺ平面での姿勢を規定しアライメントする。また、その姿勢規定時のアライメントベース８２を下から支えるために、支持部８１ａ、８１bのそれぞれの下に設けられた回転可能な支持部８１ｃ、８１dを設け、支持部８１ｃ、８１dが支持部８１a、８１bの動きに対して従動的に動作する。なお、アライメントベース８２はマスクを介して基板６に蒸着できるように回の字ように空洞になっている。
【００４３】
次に、アライメント方法を説明する。図５に示す４箇所に設けられたアライメント光学系８５により基板中心における基板６とマスク８１の位置ズレ(ΔＸ、ΔＺ、θ)を検出する。この結果に基づいて、アライメントベース８２上部に設けた主動支持部８１ｂをＸ方向、Ｚ方向に、同じく上部に設けた主動支持部８１ａをＺ方向に移動させる。このとき、８１ａ、８１ｂのＺ方向の移動差によってθ補正が、両者のＺ方向の移動にθ補正の影響を加味した値でΔＺ補正が、８１ｂのＸ方向の移動にθ補正の影響を加味した値でΔＸ補正が行なわれアライメントされる。上記において、主動支持部８１ａ、８１ｂの両者間の距離は長いほうが、同じＺ方向の動きに対してθ補正を精度良くできる利点がある。
【００４４】
また、アライメントベース８２の上記移動にともない、主動支持部８１ａはＸ方向に、アライメントベース８２下部に設けた従動支持部８１ｃ、８１dはＸ及びＺ方向に従動的に移動する。主動支持部８１ｂの駆動は、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部壁１Ｔ上に設けられた駆動モータを有するアライメント駆動部８３Ｒ、主動支持部８１ａの駆動及び受動はアライメント駆動部８３Ｌ、及び従動支持部８１ｃ、８１ｄの従動は真空蒸着チャンバ１ｂuの下部壁１Ｙ下に設けられたアライメント従動部８４Ｒ、８４Ｌで行なう。
【００４５】
このマスクのアライメントはマスクを垂下して行なわれるが、図６(ａ)に示すように搬送時の状態でマスクのラック８１ｒとピニオン８６ｇが噛み合っているとスムーズなアライメントの妨げになる。そこで、アライメント時は両者を離反機構で離反させてその後アライメントする必要がある。本実施形態での離反動作は、マスク８１をアライメント位置よりやや下側で搬送し、図６(ｂ)のようにラック８１ｒ、即ちアライメントベース８２を一定距離吊り上げて行なう。吊り上げは主動支持部８１ａ、８１ｂをＺ方向に移動させて行なう。従って、離反機構４０は主動支持部８１ａ、８１ｂをＺ方向に移動させる後述するＺ駆動部８３Ｚで構成される。上述したＺ方向の吊り上げ量は、アライメントに差し支えない程度の量であるので、それほど大きくなくてもよい。吊り上げ動作に伴い、主動支持部８１ａ、８１bと従動支持部８１ｃ、８１ｄのＺ方向の可動範囲をその分だけ多少長くとる必要がある。
以上説明した方法は、本来アライメント部８が有しているＺ方向の動作自由度利用してマスクを吊り上げマスクとピニオンを離反させたが、ピニオンを降下させることで離反させてもよい。
【００４６】
上記した本実施形態の離反機構によれば、処理チャンバ１にマスク８１を搬送してアライメントベース８２にセットし、マスクとピ二オンを離反させることで、スムーズに精度よくアライメントをすることができ、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
また、離反機構として本来アライメント部が有している自由度を用いることで簡単な機構でスムーズなアライメントを実現できる。
【００４７】
次に、マスク８１の姿勢を規定するアライメント駆動部８３とアライメント従動部８４について図５に戻りより詳細に説明する。
【００４８】
アライメント駆動部８３は、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部壁１Ｔ(図２も参照)上の大気中に設けられ、回転指示部８１aをＺ方向に移動させるＺ駆動部８３Ｚを有する左駆動部８３Ｌと、回転支持部８１ｂを左駆動部８３Ｌ同様にＺ方向に移動させるＺ駆動部８３Ｚと前記Ｚ駆動部全体をＸ方向(図５の左右方向)に移動させるＸ駆動部８３Ｘを有する右駆動部８３Ｒとからなる。左右駆動部８３Ｌ、８３ＲのＺ駆動部は基本的に同じで構成であるので同じ番号を付し、かつ一部番号を省略している。以下、番号の付け方、省略の仕方は他の機構部においても同様である。
【００４９】
左駆動部８３Ｌを例に採りＺ駆動部８３Ｚを説明する。Ｚ駆動部８３Ｚは、前述したようにレール８３ｒ上をＸ方向に従動するＺ駆動部固定板８３ｋに固定され、Ｚ方向駆動モータ８３ｚｍによりボールネジ８３ｎ、テーパ８３ｔを介して連結棒８３ｊをＺ方向に移動する。アライメント軸８３aは、その上部で連結した連結棒８３ｊによりＺ方向に移動する。テーパ８３tは、アライメントベース８２等の重力を利用して前記Ｚ方向のロストモーションを防ぐために設けたもので、その結果ヒステリシスがなくなり目標値に早く収束する効果がある。また、アライメント軸８３aは、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部壁１Ｔに設けられたシール部(図示せず)に一端を固定されたベローズ８３vを介して動作し、スプライン８３ｓによって傾斜することなくＺ方向に垂直かつ／またはＸ方向に平行移動する。
【００５０】
右駆動部８３Ｒは、さらに前記Ｚ駆動部８３Ｚに加え、真空蒸着チャンバ１の上部壁１Ｔに固定され、Ｚ駆動部８３Ｚを搭載しているＺ駆動部固定板８３ｋをＸ軸レール８３ｒ上に沿って駆動するＸ駆動部８３Ｘを有する。Ｘ駆動部８３Ｘの駆動方法はＸ方向駆動モータ８３xｍの回転力をボールネジ８３ｎ、テーパ８３ｔを介するなど基本的にはＺ軸駆動部８３Ｚと同じであるが、その駆動力は、アライメントベース８２を回転駆動及びアライメントベースを介して他の駆動部あるいは従動部を移動させるパワーが必要である。アライメント軸８３aは、左駆動部８３Ｌのアライメント軸８３a同様にスプライン８３ｓによって傾斜することなくＺ方向に垂直かつ／またはＸ方向に平行移動する。また、アライメント軸８３aはＸ方向にも移動するため、そのベローズ８３vもＸ方向に対する自由度を有しており、伸縮とともに左右に柔軟に移動する。
【００５１】
アライメント従動部８４は、回転支持部８１ｃ、８１ｄの前述した従動回転に対応できるように、それぞれのアライメント軸８４ａをＺ方向、Ｘ方向に移動できる左右の従動部８４Ｌ，８４Ｒを有する。従動部は中心部に１ヶ所でもよいが、本実施形態では、安定して動作させるために２ヶ所設けている。両従動部は基本的には左右線対称に同一構造を有するので、代表して８４Ｒを説明する。アライメント軸８４aは、真空蒸着チャンバ１の下部壁１Ｙに設けられたシール部８４ｃに一端を固定された真空蒸着チャンバ１の真空をシールするベローズ８４ｖ、スプライン８４ｓを介してＸ軸従動板８４ｋに固定されている。そこで、Ｘ方向の従動はアライメント従動部８４を固定するアライメント支持部固定台８４ｂに敷かれたレール８４ｒを移動させて行なう。また、Ｚ方向の従動は前記スプライン８４ｓによって行なう。
【００５２】
上記のアライメント部の実施形態では、４ヶ所の回転支持部８１のうち真空蒸着チャンバ上部に２ヶ所設けた回転支持部をＺ方向に、またそのうち１ヶ所をＸ方向に主動(アクティブに駆動)することによって、マスクのアライメントを実施している。そのほかに種々の駆動方法が挙げられる。
例えば、上部３ヶ所に回転支持部を設け、中央の回転支持部を回転させ、左右の回転支持部でＺ方向とＸ方向に主動または従動させてアライメントする。そして下部に少なくとも１ヶ所の従動部を設ける。あるいは、上記実施形態同様に上部回転支持部を２ヶ所設け、その１ヶ所に回転、Ｚ方向及びＸ方向の主動を集中させ、他は従動とする方法。また、上記実施形態では基本的には、上部を主動、下部を従動としたがこれを反対にしてもよい。
【００５３】
上記アライメントのための機構部の実施形態によれば、シール部を介して大気側に設けられており、真空蒸着に悪影響及ぼす粉塵等を真空内に持ち込まないようしており、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
また、上記アライメントのための機構部の実施形態によれば、駆動部等を大気側に配置することで保守性を高め、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００５４】
次に、アライメント光学系８５について説明する。アライメント光学系は、前述したそれぞれアライメントマークを独立して撮像できるように、４つの精密アライメントマーク８１ｍｓに対する４つの精密アライメント光学系８５ｓと、２つの粗アライメントマーク８１ｍｒに対する２つの粗アライメント光学系８５ｒとの、計６つの光学系から構成される。
【００５５】
図７に６つのアライメント光学系の基本構成を示す。光学系の基本的構成は、マスク８１を挟んでアライメントベース８２側に、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部１Ｔに固定され光学窓８５ｗを介して照射する光源８５ｋと後述する遮断アーム８５ａｓに固定された光源側反射ミラー８５ｋｍを設け、基板６側に、撮像カメラ収納筒８５ｔからのアーム８５ａに取付けた撮像カメラ側反射ミラー８５ｃｍ及び撮像カメラ収納筒８５ｔに収納された撮像手段である撮像カメラ８５ｃを設けた、いわゆる透過型の構成を有している。なお、撮像カメラ収納筒８５ｔ、アーム８５ａ等は、基板が垂直姿勢になるときの軌道Ｋの邪魔にならないように破線で示すアーム８５ａ位置までベローズ８５ｖ等により移動できるようになっている。
【００５６】
透過型であるので、光が通過できるようにマスク８１Ｍに４角形の貫通孔のアライメントマーク８１ｍを設け、さらに、フレーム８１Ｆにも円筒状の貫通孔８１ｋを設けている。一方、基板６のアライメントマーク６ｍは光透過性の基板の上に金属性の四角形したマスクのアライメントマーク８１ｍに比べて十分に小さいマークである。
【００５７】
貫通孔８１ｋを設けると、蒸着時に蒸着材料が貫通孔に入りアライメントマーク上に蒸着されるため、次の工程からアライメントができない。これを防ぐために、蒸着時には蒸着材料が貫通孔８１ｋに入らないよう遮蔽する。本実施形態では、アライメント時に光源側反射ミラーを取付けたアームが蒸着時には蒸着に有効な領域を遮断するので、そのアームを移動可能とし、かつ蒸着時には貫通孔８１ｋを遮蔽する構造を有する遮蔽型アーム８５asとした。遮蔽型アーム８５ａｓは、大気側に設けた駆動部(図示せず)に上下に駆動される連結棒８５ｂにより伸縮し、その一端をシール部８５ｓに固定されたベローズ８５ｖを介して駆動させる。図７に示す破線が遮蔽状態を示す、実線がアライメント状態を示す。
【００５８】
上記実施形態では、光源側反射ミラー８５ｋｍを遮断アーム８５ａｓに取付けたが、マスクのフレーム８１Ｆの厚さが十分であれば、フレーム８１ＦにＬ字型の貫通孔８１ｋを設け、光源側反射ミラー８５ｋｍを内蔵することも可能である。その場合は、遮蔽型アームは不要である。
また、上記実施形態では、アライメント時に光源側反射ミラー８５ｋｍが蒸着領域を遮断するので遮蔽型アームを移動させたが、遮断しない場合は、遮蔽型アームを固定にすることができる。
【００５９】
一方、カメラ収納筒８５ｔは、図５に示すように真空蒸着チャンバ１の上部１Ｔから突出た構造を有し、先端に光学窓８５ｗを設けて、撮像カメラ８５ｃを大気側に維持するととともに、アライメントマーク６ｍ、８１ｍを撮像できるようにしている（符号は図７を参照）。
上記実施形態では、撮像カメラ側反射ミラーを真空中に設けたが、撮像カメラ収納筒８５を長くし、前記ミラーを内蔵してもよい。
【００６０】
精密アライメント光学系８５ｓと粗アライメント光学系８５ｒの構成上の違いは、前者が高精度にアライメントするために、視野を小さくし高分解でアライメントを撮像するための高倍率レンズ８５ｈを有している点である。これに伴い、図７に示す基板及びマスクのアライメントマーク６ｍ、８１ｍの寸法が異なっている。精密の場合、粗と比べて１桁以上小さく、最終的にはμmオーダのアライメントが可能である。
従って、精密アライメント時は、視野が外れないようにマスク８１のアライメントマーク８１ｍの移動に合せ、精密アライメント光学系８５ｓも追随して移動する必要がある。そこで、図５に示すように、アライメントベースの上部側の精密アライメント光学系８５ｓにおいては、撮像カメラ８５ｃを固定する固定板８５ｐをＺ駆動部固定板８３ｋあるいはＸ軸従動板８４ｋに接続し追随させる。または、モータ付きステージを設け数値制御により追随させてもよい。また、粗アライメント光学系８５ｒについては、初期の取付け時に位置調整ができるようにカメラ位置合せステージ８５ｐを設けている。
【００６１】
上記実施形態では、６つのアライメント光学形を用いたが、アライメントの要求精度によっては、粗アライメント光学系を設ける必要がなく、さらに、精密アライメント光学系においても４つも必要がなく、粗・精密含めて最低２つあればよい。
【００６２】
上記アライメント部８の実施形態では、アライメント駆動部８３、アライメント従動部８４、アライメント光学系８５を真空蒸着チャンバ１ｂｕの上部あるいは下部の大気側に設けたが、真空蒸着チャンバ１ｂｕの側壁側の大気に設けてもよい。勿論、上部、下部及び側壁部に分散させてもよい
上記アライメント光学系８５の実施形態によれば、カメラ及び光源等を真空側に突き出た内部が大気中である収納筒に収納しており、真空蒸着に悪影響及ぼす粉塵等を真空内に持ち込まないようしており、生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００６３】
次に搬送機構及び離反機構の第２の実施形態を図８を用いて説明する。図８にはマスク交換チャンバ５を示していないが基本的には同様である。図８において説明に関係ない符号は省略している。
【００６４】
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は次のとおりである。第１は、ラック８１ｒをマスク８１を固定するマスク下部固定部８１ｋの側部に設けた点である。第２は、第１の変更に伴い、ピニオン８６ｇ（５６ｇ）の回転軸を９０度変更する必要がないために傘歯車を用いないで搬送駆動モータ８６ｍ(５６ｍ)の回転軸をピニオン８６ｇ（５６ｇ）に直接接続している点である。第３に、第１の変更に伴い、搬送レール８２ｒ(５６ｒ)の形状はＨ状にする必要がなくなり平坦でもよい点である。第４に、離反機構４５としてピニオン８６ｇをマスクから離すために処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂ全体を駆動する駆動部離反手段８７を設けている点である。駆動部離反手段８７は、駆動部離反手段８７を載置する離反板８７ｋを駆動モ−タ８７ｍでボールジョイント８７ｂを旋回しレール８７ｒ上を移動させて行なう。第５に、処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂも離反動作に対応できるようにシール８６ｓ上にベロー８６ｖを有する。なお、上記説明では離反機構としてピニオン８６を離反させる駆動部離反手段８７を設けたが、マスク側を離反させてもよい。
【００６５】
第２の実施形態においても、第１の実施形態同様に、確実にマスクを交換でき、ピニオンとマスクとを離反させることでので、スムーズに精度よくアライメントをすることができ、高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００６６】
以上の搬送機構の第１及び第２の実施形態においては、いわゆるラック及びピニオンを用いて説明したが、マスクに設けられた平坦なレール上をローラで駆動して搬送させてもよい。その場合、十分な摩擦力が得られない場合には、レールまたはローラ表面を処理して摩擦力を大きくして使用する。
【００６７】
次に、本発明の有機ＥＬデバイス製造装置における第２の実施形態を図９から図１１を用いて説明する。本第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、マスク交換チャンバはマスク交換チャンバ５に隣接して新たなマスクと交換できるマスク搬入出室１２を有する点である。隣接する位置は、前面または後方あるいは上部または下部となる。本実施形態では図３に示したマスク搬送機構を活かすこと及びスペースファクターを考慮して後方に設けることとした。そのために、マスク交換チャンバ５は、マスクを９０度方向転換する方向転換機構、例えばターンテーブル機構５７を有する。
【００６８】
以下順に、マスク交換チャンバ５とマスク搬入出室１２の構成と動作を説明する。
図９におけるマスク交換チャンバ５は、図３に示した交換チャンバ搬送部５６を有するタイプに、交換チャンバ搬送部を９０度旋回するターンテーブル機構５７とマスク搬入出室１２との間にゲート弁１０Ａを付加した構成を有する。
【００６９】
図１０は本発明の第２の実施形態であるマスク交換チャンバ５のより詳細な構成とその動作を示す図であり、交換チャンバ搬送部５６とターンテーブル機構５７を示す。交換チャンバ搬送部５６の基本的な構成は既に図３で説明したとおりである。図３と異なるのは、交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂ以外の交換チャンバ搬送部５６はターンテーブル５６tの上に固定されている点である。左右の真空蒸着チャンバ１または後方にあるマスク搬入出室１２との間でマスク８１を搬入出するために、交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂは、図９の一点鎖線のクロス位置に配置する必要がある。例えば、交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂの搬送駆動モータ５６ｍの回転中心をターンテーブル５６の回転中心位置にくるように配置する。駆動モータをターンテーブル５６の回転中心位置に配置することで駆動モータをターンテーブル上に設けなくてもよく、その結果、駆動モータを大気側の設けることができる。
【００７０】
また、ターンテーブル機構５７は、その周囲に歯車５７rを有するターンテーブル５７ｔとターンテーブル駆動部５７Ｂからなる。ターンテーブル駆動部５７Ｂは、大気側であるマスク交換チャンバ５の下部壁５Ｙ下に設けたターンテーブル駆動モータ５７ｍ、真空シールするシール部５７ｓ、ターンテーブル５７ｔの歯車５７ｒと噛み合う歯車５７ｇ及びマスク交換チャンバ５の下部壁５Ｙ上を走行する複数の走行輪５７ｋからなる。
【００７１】
本実施形態によれば、マスク交換チャンバ５に搬入されたマスクを、左右の処理チャンバ１またはマスク搬入出室１２に搬入出することができる。
【００７２】
次に、図９に示すマスク搬入出室１２の構成及び動作を図１1を用いて説明する。マスク搬入出室１２はマスク保管部１２１(以下、簡単に保管部と略す)を有している。設けている。保管部１２１は、セットベース５２と基本的には同様な構造を有し複数配置された保管ベース１２２と、保管ベースを搭載する保管台１２１ｄと及びマスクをターンテーブル５７ｔと保管台１２１ｄの移動させる図５に示す交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂと同一構造を有する搬入出室搬送駆動部１２６Ｂからなる。搬入出室搬送駆動部１２６Ｂ(駆動モータ１２６ｍ)は、処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂ(搬送駆動モータ８６ｍ)と交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂ（搬送駆動モータ５６ｍ）とを結ぶ直線と交換チャンバ搬送駆動部５６Ｂ(搬送駆動モータ５６ｍ)と搬入出室搬送駆動部１２６Ｂ(駆動モータ１２６ｍ)とを結ぶ直線が直角になるように配置されている。保管ベース１２２のターンテーブル５７t側は、保管台１２１ｄからα＝搬入出室搬送駆動部１２６Ｂ＋β幅分だけ突出した状態で設置されている。そこで、保管台１２１ｄを矢印Ａ方向移動すると共に、矢印Ｂ方向に移動することによって、全ての保管ベース１２１ｈが保管台搬送駆動部１２１Ｂと噛み合うようすることができる。なお、１２１ｒは保管台１２１ｄの走行レールである。
【００７３】
図１１は図９に示すマスク搬入出室１２を矢印Ｃ方向から見た図で、保管ベース１２２を１台のみ示し搬入出室搬送部１２６を主体に示した図である。図１１はゲート弁１０Ａを境にして左側がマスク交換チャンバ５であり、右側が処理チャンバ１または搬送チャンバ２である。搬入出室搬送部１２６は交換チャンバ搬送部５６と基本的に同じであるが次の点で異なる。
第１に、搬入出室搬送駆動部１２６Ｂの配置位置は、搬送手段の立場からすれば図３の処理チャンバ搬送駆動部８６Ｂと同じ位置にある必要がある。この位置によって、搬入出室搬送駆動部１２６Ｂは交換チャンバ搬送部５６とマスクの受け渡しが可能となる。
【００７４】
第２に、マスク上部固定部１２２ｕが開閉可能となっている点である。マスク搬入出室１２の天井に設けた開閉可能な開口部(図示せず)からクレーン(図示せず)でマスク８１を搬入し、搬送ローラ１２２ｒにセットするとき邪魔にならないようにするためである。セット後はマスク上部固定部１２２ｕに設けたセット爪１２２ｔをセット孔１２２ｈに挿入し、マスク８１を保持し、安定してガイドローラ１２６ｕｒによって搬送できる。
【００７５】
マスク搬入出室１２は大気雰囲気の室でもよいが、真空チャンバすることによってゲート弁１０Ａを開くときにマスク交換チャンバ５の真空度を、強いて言えば処理チャンバ１の真空度を低下させることなくマスクを交換できる。この結果、真空に引くための時間を短縮でき、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。
【００７６】
上記、実施形態においては保管部１２１をマスク搬入出室１２に設けたが、マスク交換チャンバ５にも設けてもよい。
【００７７】
上記本発明の有機ＥＬデバイス製造装置における第２の実施形態によれば、マスクの交換時において、基板搬送系には影響を与えず処理できるので、稼働率及び生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００７８】
また、上記本発明の有機ＥＬデバイス製造装置における第２の実施形態によれば、マスク搬入出する場所として閉空間となるマスク搬入出室２１を設けたことで、真空蒸着チャンバの真空度低下を抑えることができるので、同じ真空蒸着チャンバ内の他の処理は継続可能である。従って、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００７９】
さらに、少なくとも、マスクの交換時間が短縮できるので、稼働率及び生産性の高い有機ＥＬデバイス製造装置または製造方法を提供することができる。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施形態である有機ＥＬデバイス製造装置を図１２を用いて説明する。本実施形態の有機ＥＬデバイス製造装置２００は、図１に示す有機ＥＬデバイス製造装置のクラスタＡ〜Ｄが六角形の搬送チャンバ２と六角形のうち対角する２辺に設けた受渡室１４ｆ、１４ｇと残りの４辺に処理ラインとして１ラインを有する真空蒸着チャンバ等の処理チャンバ１とで構成される装置を示している。
【００８１】
本有機ＥＬデバイス製造装置２００においても図３に示すように基板とマスクをほぼ垂直または垂直にして蒸着する装置である。基板を水平にして搬送して垂直にするか最初から垂直の姿勢で搬送するかはどちらでもよい。図１２においても図９と同様に各真空蒸着チャンバ１の横にマスク交換チャンバ５が設けられ、さらにマスク交換チャンバ５に隣接してマスク搬入出室１２が設けられている。マスク交換チャンバ５は、真空蒸着チャンバ１とのマスク搬送をゲート弁１０Ｂを介して行ない、マスク搬入出室１２とのマスク搬送をゲート弁１０Ａを介して行なう。そして、本有機ＥＬデバイス製造装置２００に本発明の有機ＥＬデバイス製造装置の第１または第２の実施形態で示した搬送機構、離反機構及びアライメント機構を適用する。
【００８２】
従って、第３の実施形態においても、第１または第２の実施形態で示した効果を奏することができる。
【００８３】
以上の説明では、真空蒸着チャンバなどの処理チャンバに隣接してマスク交換チャンバを設ける実施形態を説明した。例えば、処理チャンバ間に図３に示す搬送機構を複数の処理チャンバ間をリレー形式のように搬送し、それぞれの処理チャンバで離反させてアライメントし、処理を行なう有機ＥＬデバイス製造装置にも本発明を適用でき、上記の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００８４】
また、以上の説明ではマスクを搬送し、マスクを垂下してアライメントした実施形態を説明した。マスクに適用した技術を逆に基板を搬送し、基板を垂下してアライメントしてもよい。
【００８５】
さらに、以上説明では、有機ＥＬデバイスを例に説明したが、有機ELデバイスと同じ背景にある蒸着処理をする成膜装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１：処理チャンバ １ａｄ、１ｂｄ、1ｂｕ：真空蒸着チャンバ
２：搬送チャンバ ３：ロードクラスタ
５：マスク交換チャンバ ６：基板
６ｍ：基板のアライメントマーク ７：蒸着部
８：アライメント部 ９：処理受渡部
１０、１０Ａ、１０Ｂ：ゲート弁 １２：マスク搬入出室
２０：制御装置 ４０、４５：離反機構
５６：交換チャンバ搬送部
５６Ｂ：交換チャンバ搬送駆動部(マスク搬送駆動手段)
５６ｇ、８６ｇ：ピニオン ７１：蒸発源
８１：マスク ８１a〜ｄ：回転支持部
８１ｍ：マスクのアライメントマーク ８１ｒ：ラック
８２：アライメントベース ８３：アライメント駆動部
８３Ｚ：Ｚ軸駆動部 ８３Ｘ：Ｘ軸駆動部
８４：アライメント従動部 ８５：アライメント光学系
８６：処理チャンバ搬送部
８６Ｂ：処理チャンバ搬送駆動部（マスク搬送駆動手段）
８７：駆動部離反手段 １００，２００：有機ELデバイスの製造装置
Ａ〜Ｄ：クラスタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とマスクとの位置合せを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行なうアライメント部を具備する真空チャンバと、該基板に蒸着材料を蒸着する蒸着部を具備する真空蒸着チャンバとを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
前記真空チャンバに隣接した隣接チャンバから前記真空チャンバへ前記垂下体と接触して前記垂下体を垂直姿勢で搬送し、前記垂下体の接触部である垂下体接触部上を移動させる搬送接触部を具備する搬送機構を前記真空チャンバ内と隣接チャンバ内に設け、前記垂下体接触部と前記搬送接触部を離反する離反機構を前記真空チャンバ内に設けたことを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項２】
前記垂下体はマスクを具備する垂下体であり、前記垂下体接触部は前記マスクに沿って設けたラックであり、前記搬送接触部はピニオンであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項３】
前記垂下体はマスクを具備する垂下体であり、前記垂下体接触部は垂下体自体あるいは前記マスクに沿って設けられたレールであり、前記搬送接触部は回転駆動ローラであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項４】
前記離反機構の駆動手段を大気雰囲気中に設けたことを特徴とする請求項１に記載の記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項５】
前記垂下体接触部は前記垂下体の底部であることを特徴とする請求項２または３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項６】
前記アライメント部は前記垂下体を上下に移動させる上下駆動手段を具備し、前記離反機構は上下駆動手段を有することを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項７】
前記垂下体接触部は前記垂下体の下部側部であることを特徴とする請求項２または３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項８】
前記離反機構は前記搬送接触部を垂下体接触部から離反する手段であることを特徴とする請求項５または７に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項９】
前記真空チャンバと前記真空蒸着チャンバは同一チャンバであることを特徴とする請求項1乃至８のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１０】
前記隣接チャンバは前記マスクを交換するためのマスク交換チャンバであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１１】
前記マスク交換チャンバは前記交換時に所定の真空度を維持することを特徴とする請求項１０載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１２】
前記マスク交換チャンバに隣接して前記マスクを搬入出するための大気雰囲気中のマスク搬入出室を有することを特徴とする請求項１１記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１３】
前記隣接チャンバは他の真空蒸着チャンバであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１４】
前記真空チャンバと隣接チャンバの間に真空遮断部を設けたことを特徴とする請求項１または１０あるいは１３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１５】
真空チャンバ内での基板とマスクとのアライメントを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行い、該基板に蒸着材料を蒸着する有機ＥＬデバイス製造方法において、
前記垂下体上の接触部を移動させて前記垂下体を垂直にし真空チャンバ内に搬送し、前記位置合せ位置にセットし、前記垂下体の垂下体接触部と前記搬送する搬送手段の前記垂下体接触部との搬送接触部とを離反し、その後前記アライメントを行なうことを特徴とする有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記離反は前記アライメントをするアライメント部の有する前記垂下体を上下する手段で行なうことを特徴とする請求項1５に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１７】
前記離反は前記搬送接触部を垂下体接触部から離反させることを特徴とする請求項1５に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１８】
前記垂下体はマスクを具備する垂下体であり、前記垂下体接触部は前記マスクに沿って設けたラックであり、前記搬送接触部はピニオンであることを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１９】
基板とマスクとの位置合せを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行なうアライメント部を具備する真空チャンバと、該基板に蒸着材料を蒸着する蒸着部を具備する真空蒸着チャンバとを有する成膜装置において、
前記真空チャンバに隣接した隣接チャンバから前記真空チャンバへ前記垂下体と接触して前記垂下体を垂直姿勢で搬送し、前記垂下体の接触部である垂下体接触部上を移動させる搬送接触部を具備する搬送機構を前記真空チャンバ内と隣接チャンバ内に設け、前記垂下体接触部と前記搬送接触部を離反する離反機構を前記真空チャンバ内に設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２０】
真空チャンバ内での基板とマスクとのアライメントを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行い、該基板に蒸着材料を蒸着する成膜方法において、
前記垂下体上の接触部を移動させて前記垂下体を垂直にし真空チャンバ内に搬送し、前記位置合せ位置にセットし、前記垂下体の垂下体接触部と前記搬送する搬送手段の前記垂下体接触部との搬送接触部とを離反し、その後前記アライメントを行なうことを特徴とする成膜方法。
【請求項１】
基板とマスクとの位置合せを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行なうアライメント部を具備する真空チャンバと、該基板に蒸着材料を蒸着する蒸着部を具備する真空蒸着チャンバとを有する有機ＥＬデバイス製造装置において、
前記真空チャンバに隣接した隣接チャンバから前記真空チャンバへ前記垂下体と接触して前記垂下体を垂直姿勢で搬送し、前記垂下体の接触部である垂下体接触部上を移動させる搬送接触部を具備する搬送機構を前記真空チャンバ内と隣接チャンバ内に設け、前記垂下体接触部と前記搬送接触部を離反する離反機構を前記真空チャンバ内に設けたことを特徴とする有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項２】
前記垂下体はマスクを具備する垂下体であり、前記垂下体接触部は前記マスクに沿って設けたラックであり、前記搬送接触部はピニオンであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項３】
前記垂下体はマスクを具備する垂下体であり、前記垂下体接触部は垂下体自体あるいは前記マスクに沿って設けられたレールであり、前記搬送接触部は回転駆動ローラであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項４】
前記離反機構の駆動手段を大気雰囲気中に設けたことを特徴とする請求項１に記載の記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項５】
前記垂下体接触部は前記垂下体の底部であることを特徴とする請求項２または３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項６】
前記アライメント部は前記垂下体を上下に移動させる上下駆動手段を具備し、前記離反機構は上下駆動手段を有することを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項７】
前記垂下体接触部は前記垂下体の下部側部であることを特徴とする請求項２または３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項８】
前記離反機構は前記搬送接触部を垂下体接触部から離反する手段であることを特徴とする請求項５または７に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項９】
前記真空チャンバと前記真空蒸着チャンバは同一チャンバであることを特徴とする請求項1乃至８のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１０】
前記隣接チャンバは前記マスクを交換するためのマスク交換チャンバであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１１】
前記マスク交換チャンバは前記交換時に所定の真空度を維持することを特徴とする請求項１０載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１２】
前記マスク交換チャンバに隣接して前記マスクを搬入出するための大気雰囲気中のマスク搬入出室を有することを特徴とする請求項１１記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１３】
前記隣接チャンバは他の真空蒸着チャンバであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１４】
前記真空チャンバと隣接チャンバの間に真空遮断部を設けたことを特徴とする請求項１または１０あるいは１３に記載の有機ＥＬデバイス製造装置。
【請求項１５】
真空チャンバ内での基板とマスクとのアライメントを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行い、該基板に蒸着材料を蒸着する有機ＥＬデバイス製造方法において、
前記垂下体上の接触部を移動させて前記垂下体を垂直にし真空チャンバ内に搬送し、前記位置合せ位置にセットし、前記垂下体の垂下体接触部と前記搬送する搬送手段の前記垂下体接触部との搬送接触部とを離反し、その後前記アライメントを行なうことを特徴とする有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記離反は前記アライメントをするアライメント部の有する前記垂下体を上下する手段で行なうことを特徴とする請求項1５に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１７】
前記離反は前記搬送接触部を垂下体接触部から離反させることを特徴とする請求項1５に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１８】
前記垂下体はマスクを具備する垂下体であり、前記垂下体接触部は前記マスクに沿って設けたラックであり、前記搬送接触部はピニオンであることを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬデバイス製造方法。
【請求項１９】
基板とマスクとの位置合せを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行なうアライメント部を具備する真空チャンバと、該基板に蒸着材料を蒸着する蒸着部を具備する真空蒸着チャンバとを有する成膜装置において、
前記真空チャンバに隣接した隣接チャンバから前記真空チャンバへ前記垂下体と接触して前記垂下体を垂直姿勢で搬送し、前記垂下体の接触部である垂下体接触部上を移動させる搬送接触部を具備する搬送機構を前記真空チャンバ内と隣接チャンバ内に設け、前記垂下体接触部と前記搬送接触部を離反する離反機構を前記真空チャンバ内に設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２０】
真空チャンバ内での基板とマスクとのアライメントを前記基板または前記マスクを具備する垂下体として垂下した状態で行い、該基板に蒸着材料を蒸着する成膜方法において、
前記垂下体上の接触部を移動させて前記垂下体を垂直にし真空チャンバ内に搬送し、前記位置合せ位置にセットし、前記垂下体の垂下体接触部と前記搬送する搬送手段の前記垂下体接触部との搬送接触部とを離反し、その後前記アライメントを行なうことを特徴とする成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−９６３９３（Ｐ２０１１−９６３９３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６６１６（Ｐ２００９−２４６６１６）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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