CN102051580A - 蒸镀装置以及蒸镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蒸镀装置以及蒸镀方法。在使用向下沉积方法进行蒸镀时，能避免自掩模落下的粒子附着在蒸镀于基板的成膜面上的膜上。蒸镀装置(1)在蒸镀用容器(2)内使被蒸镀源加热了的材料蒸发到被以成膜面(3a)朝上的方式保持的基板(3)上而进行成膜。其包括：固定配置于蒸镀用容器(2)内的上述排出用容器(14)下方的掩模保持台(9)；载置基板，设置为能相对于掩模保持台(9)所保持的掩模(11)接近或远离地移动的基板支架(6)。在使上述基板支架移动到接近掩模(11)而将材料蒸镀到基板的成膜面上时，在掩模与基板之间设置间隙。在成膜完成后的基板更换时，粒子不会自掩模落下而能够防止粒子附着在蒸镀于基板上的膜上。

Description

蒸镀装置以及蒸镀方法
技术领域
本发明涉及通过将基板的成膜面配置为朝向上方、自蒸发源朝向下方产生膜形成用蒸气而在上述成膜面上蒸镀膜的、向下沉积(down deposition)的蒸镀装置以及蒸镀方法。
背景技术
作为在基板的成膜面上蒸镀膜的装置，存在以成膜面朝下的方式来保持基板的、用向上沉积(up deposition)方法进行蒸镀的装置(例如专利文献1)。
在上述专利文献1所述的装置中，在基板的成膜面上蒸镀具有图案的膜时，在使磁性材料制掩模吸附于上述成膜面上的情况下，使配置在基板的成膜面相反(以下称为背面)侧的磁体向基板方向移动从而使磁体与夹在磁体和基板之间的增强板紧密接触。
另一方面，在完成了膜的蒸镀后，解除掩模向基板的吸附时，使磁体向自增强板离开的方向移动。
也就是说，在上述专利文献1所述的装置中，使用磁体来防止基板的挠曲，以提高掩模与基板的密合性。
但是，在向上沉积的情况下，由于只在基板以及掩模的周围部对基板以及掩模进行保持，因此存在基板以及掩模会产生挠曲这一问题。另外，在蒸镀具有图案的膜时，由于使掩模与基板的成膜面相接触，因此存在掩模的粒子附着在蒸镀于基板的成膜面上的膜上这一制造上的问题。
与之相对，存在通过以使成膜面朝上的方式保持基板的向下沉积的方法进行蒸镀的装置(例如专利文献2)。在如上述专利文献2所述的装置的情况下，由于能够在整个背面上支承基板而进行膜的蒸镀，因此不会产生像采用上述向上沉积方法进行蒸镀时那样的基板挠曲的问题。在蒸镀具有图案的膜时，配置于基板上的掩模同样存在上述挠曲问题。
但是，采用在始终将掩模保持在蒸镀用容器内的状态下更换基板进行生产的方式时，存在蒸镀膜后切离与掩模相抵接的基板时，堆积于掩模上的蒸镀物(粒子)落下而附着在蒸镀于基板上的膜上这一问题。
专利文献1：日本特开2005-187874号公报
专利文献2：日本特开2003-317948号公报
发明内容
本发明欲解决的问题点是：在使用向下沉积方法进行蒸镀时，采用在始终将掩模保持在蒸镀用容器内的状态下更换基板进行生产的方式，自掩模落下的粒子附着在蒸镀于基板上的膜上这一问题。
在使用向下沉积方法进行蒸镀的情况下，为了避免自掩模落下的粒子附着在蒸镀于基板的成膜面上的膜上，本发明的蒸镀装置在蒸镀用容器内使被蒸镀源加热了的材料蒸发到被以成膜面朝上的方式保持的基板上而进行成膜，
该蒸镀装置最主要的特征是，
该蒸镀装置包括：掩模保持台，其固定配置于上述蒸镀用容器内，用于保持掩模；基板支架，其用于载置基板，将该基板支架设置为能相对于被保持在上述掩模保持台上的掩模接近或远离地移动，
在使上述基板支架移动至接近上述掩模而将上述材料蒸镀到基板的成膜面上时，在上述掩模与上述基板之间存在间隙。
采用本发明，由于是在使掩模与基板之间存在间隙的状态下，使被蒸镀源加热了的材料蒸发到基板的成膜面上而进行成膜，因此，在更换基板时，粒子不会自保持于蒸镀用容器内的掩模落下，从而能够防止粒子附着在蒸镀于基板的成膜面上的膜上。
在本发明中，优选上述掩模与上述基板之间的间隙为10～300μm。因为在上述间隙小于10μm的情况下，有时会发生在蒸镀材料时上述间隙被填补，从而在基板自掩模离开时，粒子自掩模落下并堆积在基板的成膜面上的情况。另外，在上述间隙大于300μm时，自蒸发源蒸发的材料会进入掩模与基板之间，从而导致图案形成的边缘不清晰等成膜精度变差的问题。
采用本发明，由于在向基板的成膜面蒸镀材料时使掩模与基板之间存在规定的间隙，因此在完成成膜后的基板更换时，粒子不会自掩模落下，从而能够防止粒子附着在蒸镀于基板的成膜面上的膜上。
附图说明
图1是表示本发明的蒸镀装置的粗略结构的剖视图，(a)为基板搬入时的图，(b)为蒸镀时的图。
图2是构成本发明的蒸镀装置的掩模、掩模保持台、基板支架的详细图，(a)为基板相对于掩模远离的状态的图，(b)为基板相对于掩模接近的状态的图。
图3是表示构成本发明的蒸镀装置的掩模、掩模保持台、基板支架的另一例的、与图2相同的图。
具体实施方式
在本发明中，在采用向下沉积方法进行蒸镀时，通过在向基板的成膜面蒸镀材料时使掩模与基板之间存在间隙来实现避免从掩模落下的粒子附着在蒸镀于基板的成膜面上的膜上的目的。
下面，使用图1以及图2详细说明用于实施本发明的实施例。
图1是表示本发明的蒸镀装置的粗略结构的剖视图，图2是构成本发明的蒸镀装置的掩模、掩模保持台、基板支架的详细图。
在图1以及图2中，附图标记1为本发明的蒸镀装置，该蒸镀装置在被保持于规定的真空状态下的蒸镀用容器2内，以使形成有透明电极的成膜面3a朝上的方式来固定保持基板3，从而对材料进行蒸镀，该蒸镀装置具有如下结构。
附图标记4为用于在上述蒸镀用容器2内保持基板3的外周侧端部的环状的基板支承台，附图标记5为用于同时支承基板3的内周侧部分的适当个数的基板支承杆。利用设在基板支承台4的下方的基板支架6的上升移动，使被上述基板支承台4、基板支承杆5不产生挠曲地保持的基板3在背面3b被保持在基板支架6上的状态下上升。另外，在该基板支架6的与上述基板支承杆5相对的部分上设有供基板支承杆5贯穿的孔。
在图1以及图2的例子中，表示了基板支架6能够利用附带编码器的电动缸装置7的杆的突出移动而上升的情况。在该基板支架6的下表面外周部的例如周向等间隔的位置上安装有导杆6a。该导杆6a贯穿蒸镀用容器2的底面2a，并且与安装在上述电动缸装置7的杆端上的平台8的上表面相连接。在蒸镀用容器2的上述导杆6a所贯穿的部分设有密封部2b，以防止外部气体流入到蒸镀用容器2内。
附图标记9为设在蒸镀用容器2内的上述基板支承台4的正上方的掩模保持台。在该掩模保持台9上张设有被实施了规定的图案的掩模11。
掩模11由作为低膨胀率的磁性材料的殷钢(invar)制成，为了抑制由于热膨胀而使挠曲变大的情况，对掩模11施加张力地将掩模11安装在掩模保持台9上。
附图标记12为设在上述蒸镀用容器2的上方的蒸发用容器(蒸镀源)，其用于加热材料以使材料蒸发。被该蒸发用容器12蒸发的材料通过蒸发材料引导管13被引导到排出用容器14内，该排出用容器14设在上述蒸镀用容器2内的顶壁2c附近。
上述蒸发材料引导管13贯穿蒸镀用容器2的顶壁2c，将蒸发用容器12和排出用容器14连接起来，在顶壁2c的该蒸发材料引导管13所贯穿的部分也设有密封部，以防止外部气体流入到蒸镀用容器2内。
在上述排出用容器14的下表面上以均等间隔设有多个喷嘴14a，从而将经由上述蒸发材料引导管13送来的材料均匀地分散并排出。虽然省略图示，但在排出用容器14的外表面上安装有护套式加热器等加热装置，以规定的温度加热排出用容器14，从而防止材料的凝固、附着。
另外，在上述蒸发材料引导管13的中途安装有开闭阀15。而且，上述蒸发材料引导管13、开闭阀15也利用护套式加热器等加热装置防止材料的凝固、附着。
另外，通过将设在蒸镀用容器2上的闸阀2d打开，来利用机器人手臂16将基板3搬入、搬出上述蒸镀用容器2。
而且，在本发明的蒸镀装置1中，在使上述基板支架6上升而使基板3移动到接近掩模11、从而在基板3的成膜面3a上蒸镀上述材料时，使掩模11与基板3之间存在例如10～300μm的间隙。但是，如果为非接触方式且在蒸镀材料时间隙不会被填补的话，间隙也可以小于10μm。
上述在掩模11与基板3之间设置间隙的方法，可以是在使电动缸装置7的杆突出移动至突出极限时仍存在上述间隙的结构，也可以是在适当的位置配置止挡件等任意的结构。
使用上述结构的本发明的蒸镀装置1，为使材料蒸镀到基板3的成膜面3a上，采用如下方式进行。
蒸镀前的准备
用机器人手臂16将在成膜面3a上形成有透明电极的基板3搬入蒸镀用容器2的内部，然后将其载置于基板支承台4上。
然后，一边利用附带编码器的电动缸装置7控制速度一边使基板支架6上升，从而支承被载置于上述基板支承台4上的基板3的背面3b地使基板3上升。
在利用编码器的检测判断基板3与掩模11的间隙达到规定的值、例如10～300μm时，停止电动缸装置7的驱动。
蒸镀
分别将排出用容器14、蒸发材料引导管13、开闭阀15加热到适当的温度。在蒸发用容器12中将材料加热至蒸发温度以使其蒸发。然后，打开开闭阀15，将材料自蒸发材料引导管13导入到排出用容器14中。
被导入的材料自排出用容器14的喷嘴14a朝基板3排出，从而开始向基板3的成膜面3a进行蒸镀。该蒸镀持续至完成了规定的成膜为止。
以上为本发明的蒸镀方法。
后处理
在蒸镀结束时，将开闭阀15关闭，然后将蒸发用容器12的加热温度降低为小于材料的蒸发温度，从而结束蒸发。在材料的蒸发结束后，使电动缸装置7的杆后退而使载置有蒸镀完成的基板3的基板支架6下降，从而使基板3自掩模11离开。
由于电动缸装置7的杆的后退，自掩模11离开的上述基板3与基板支承台4相抵接。在基板3与基板支承台4抵接后，只有基板支架6下降。在利用编码器的检测判断基板支架6下降至规定的位置时，停止电动缸装置7的驱动。然后用机器人手臂16将蒸镀完成的基板3搬出到蒸镀用容器2的外部。
根据采用了上述本发明蒸镀装置1的本发明的方法成膜，即使在始终将掩模11保持在蒸镀用容器2内的状态下更换基板3，粒子也不会自掩模11落下，从而能够防止粒子附着在蒸镀于基板3的成膜面3a上的膜上。
本发明并不限定于上述例子，只要是在各权利要求所述的技术思想的范畴内，当然也可以适当变更实施方式。
例如，可以使排出用容器14旋转或使排出用容器14向下方移动。
另外，在上述例子中，为使基板3与掩模11的间隙达到规定的值，需要通过测量先知道掩模11的挠曲。但是，如图3所示，在基板支架6的中心部设置位移传感器17的情况下，由于能够检测出掩模11与基板3之间的间隙，因此不已知掩模11的挠曲也可以。因此，电动缸装置7也可以不附带编码器。
在该图3的例子中，除了利用位移传感器17检测基板3的成膜面3a与掩模11之间的间隙从而停止电动缸装置7的驱动这一点之外，其他的与上述例子相同。
另外，在上述例子中，是将掩模11安装在掩模保持台9上，但为了避免掩模保持台9由于掩模的热量而发生挠曲，也可以用环状的冷却管代替掩模保持台9。

Claims (5)

1.一种蒸镀装置，该蒸镀装置是在蒸镀用容器内，使被蒸镀源加热了的材料蒸发到被以成膜面朝上的方式保持的基板上来进行成膜，其特征在于，
该蒸镀装置包括：
掩模保持台，其固定配置在上述蒸镀用容器内，用于保持掩模；
基板支架，其用于载置基板，将该基板支架设置为能相对于被保持在上述掩模保持台上的掩模接近或远离地移动，
在使上述基板支架移动到接近上述掩模而将上述材料蒸镀到基板的成膜面上时，在上述掩模与上述基板之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的蒸镀装置，其特征在于，
附带编码器的电动缸装置设置为用于使上述基板支架相对于掩模接近或远离地移动的装置。
3.根据权利要求1所述的蒸镀装置，其特征在于，
在上述基板支架的中心部设有位移传感器。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的蒸镀装置，其特征在于，
上述掩模与上述基板之间的间隙为10～300μm。
5.一种蒸镀方法，该蒸镀方法是在蒸镀用容器内，使被蒸镀源加热了的材料蒸发到被以成膜面朝上的方式保持的基板上进行成膜的方法，其特征在于，
使载置着基板的基板支架相对于被保持在掩模保持台上的掩模接近移动至基板与掩模之间的间隙为10～300μm，然后进行成膜，上述掩模保持台固定配置于上述蒸镀用容器内。
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