CN111118446A - 掩模的更换时期的判定装置及方法、成膜装置及方法以及电子器件的制造方法 - Google Patents

掩模的更换时期的判定装置及方法、成膜装置及方法以及电子器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供掩模的更换时期的判定装置及方法、成膜装置及方法以及电子器件的制造方法，掩模的更换时期的判定装置是用于判定掩模的更换时期的装置，其特征在于，包括：掩模支承单元，用于支承所述掩模；测量单元，用于测量由所述掩模支承单元支承的状态下的所述掩模的挠曲量；以及判定控制部，用于基于测量出的所述掩模的挠曲量来判定是否是所述掩模的更换时期。

Description

掩模的更换时期的判定装置及方法、成膜装置及方法以及电 子器件的制造方法
技术领域
本发明涉及掩模的更换时期的判定装置及方法、成膜装置及方法以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，将从成膜装置的蒸镀源蒸发了的蒸镀材料隔着形成有像素图案的掩模蒸镀到基板上，由此形成有机物层、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，关于更换使用完的掩模，在专利文献1中没有公开。
发明内容
本发明的目的在于，更准确地判定掩模的更换时期。
用于解决课题的技术方案
本发明的第1技术方案的掩模的更换时期的判定装置，是用于判定掩模的更换时期的装置，其特征在于，该掩模的更换时期的判定装置包括：掩模支承单元，用于支承所述掩模；测量单元，用于测量由所述掩模支承单元支承的状态下的所述掩模的挠曲量；以及判定控制部，用于基于测量出的所述掩模的挠曲量来判定是否是所述掩模的更换时期。
本发明的第2技术方案的成膜装置，其特征在于，该成膜装置包括本发明的第1技术方案的掩模的更换时期的判定装置。
本发明的第3技术方案的掩模的更换时期的判定方法，是用于判定掩模的更换时期的方法，其特征在于，该掩模的更换时期的判定方法包括：支承阶段，由掩模支承单元支承掩模；测量阶段，测量由所述掩模支承单元支承的所述掩模的挠曲量；以及判定阶段，基于在所述测量阶段测量出的所述掩模的挠曲量，判定是否是所述掩模的更换时期。
本发明的第4技术方案的成膜方法，其特征在于，该成膜方法包括本发明的第3技术方案的掩模的更换时期的判定方法。
本发明的第5技术方案的电子器件的制造方法，其特征在于，使用本发明的第4技术方案的成膜方法来制造电子器件。
发明的效果
根据本发明，能够更准确地判定掩模的更换时期。
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3c分别是本发明的一个实施方式的掩模的更换时期的判定装置的概念图。
图4是表示电子器件的示意图。
附图标记说明
11：成膜装置
21：真空容器
22：基板支承单元
23：掩模支承单元
24：静电吸盘
40：控制部
49：透明窗
50、51、52、53：测量单元
54：判定控制部
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装置。
集群装置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。如后所述，根据本发明的一个实施方式，在成膜装置11中，测量掩模的挠曲量，并基于掩模的挠曲量来判定是否需要更换掩模。
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。在成膜装置11中，使用一个掩模反复地进行相对于多个基板的蒸镀工序，但是使用规定的次数后寿命耗尽的掩模被搬送机器人14从成膜装置11搬出，被更换为新的掩模。
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。例如，本发明也能够应用于如下的串联类型的制造装置，即，使基板S和掩模M不是在成膜装置11而是在其它的装置或腔室贴合后，使它们乘载于载体，通过排列成一列的多个成膜装置，一边搬送一边进行成膜工序。
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子板。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)。之后，在由静电吸盘24保持有基板S(第1被吸附体)和掩模M(第2被吸附体)的状态下，进行成膜，在完成了成膜以后，解除静电吸盘24对基板S(第1被吸附体)和掩模M(第2被吸附体)的保持。
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)。并且，在由静电吸盘24保持有基板S(第1被吸附体)和掩模M(第2被吸附体)的状态下进行成膜后，将基板S(第1被吸附体)和掩模M(第2被吸附体)从静电吸盘24剥离。此时，也可以先剥离隔着基板S(第1被吸附体)被吸附的掩模M(第2被吸附体)后，将基板S(第1被吸附体)剥离。或者，也可以将掩模M(第2被吸附体)和基板S(第1被吸附体)同时从静电吸盘24剥离。对此，参照图3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(未图示)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。
设置于本实施方式的成膜装置11的对准用照相机20是高精度地调整基板S与掩模M的相对的位置所使用的精细对准用照相机，其是视场角窄但具有高分辨率的照相机。成膜装置11除了精细对准用照相机20以外，也可以具有视场角相对较宽而低分辨率的粗略对准用照相机。
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。
也可以在真空容器21中设置1个以上的能够观察掩模M的透明窗49。透明窗49设置于能够通过观察掩模M来测量掩模M的挠曲量的位置。例如，如图3a～图3c所示，透明窗49也可以设置于真空容器11的下表面和/或设置于侧面。在前者的情况下，优选在朝向掩模M的视野不被蒸镀源25限制的位置设置透明窗49。
本发明的一个实施方式的成膜装置11也可以包括测量单元50，该测量单元50用于测量由掩模支承单元23支承的状态下的掩模M的挠曲量。测量单元50也可以配置在与透明窗49对应的真空容器21的外侧。测量单元50基于隔着透明窗49取得的掩模M的图像或隔着透明窗49测量出的到掩模M的距离，测量掩模M的挠曲量。关于测量单元50的具体结构及动作，参照图3a～图3c在后面详细说明。
成膜装置11具备控制部40。控制部40具有基板S的搬送以及对准、蒸镀源25的控制、成膜的控制等功能。根据本发明的一个实施方式，控制部40基于由测量单元50测量出的掩模M的挠曲量，判定是否为掩模M的更换时期。即，参照图3a～图3c后述的判定控制部54的功能也可以合并到成膜装置11的控制部40。
控制部40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40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(programmablelogic 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40，也可以构成为一个控制部控制多个成膜装置。
在图2中，说明了本发明的一个实施方式的成膜装置11利用静电吸盘24吸附并保持基板S和掩模M的情况，但是本发明不限定于此，也能够由设置于基板支承单元22的夹具那样的夹持部件保持基板S，并使用磁铁而使基板S和掩模M贴紧。
[掩模的更换时期的判定装置和判定方法]
图3a～图3c分别是本发明的一个实施方式的掩模的更换时期的判定装置(以下，称为“判定装置”)的概念图。图3a～图3c所示的判定装置500是作为图2所示的成膜装置11的一部分而实现的情况，但本发明并不限定于此，判定装置500也可以作为与成膜装置11不同的装置来实现。
随着利用一个掩模M进行多个基板S的成膜工序，有时在掩模M上蒸镀不希望的蒸镀物质，掩模M会发生变形。另外，例如，在使用基于静电吸盘24的静电引力或者基于磁铁的磁力，将掩模M与基板S贴合或固定并将它们分离的过程中，也有时会引起掩模M变形。随着这样的掩模M的变形，在不从外部(例如静电吸盘24、磁铁)作用外力的状态下，由掩模支承单元23支承的掩模M的挠曲量变大。
本发明的一个实施方式中的判定装置500在掩模M由掩模支承单元23支承的状态下(例如，在不被静电吸盘24、磁铁作用外力的状态下)，测量由附着的蒸镀物质的重量和/或塑性变形等引起的掩模M的挠曲量，并基于所测量出的掩模M的挠曲量来判定掩模M是否用尽了寿命。
参照图3a～图3c，判定装置500包括掩模支承单元23(其中，在图3b中未图示)、测量单元51、52、53和判定控制部54。
掩模支承单元23是接收并保持掩模M的部件。掩模M能够通过设置于搬送室13的搬送机器人14搬送来，但并不限定于此。
测量单元51、52、53测量由掩模支承单元23支承的状态下的掩模M的挠曲量。测量单元51、52、53可以设置于与透明窗49对应的真空容器21的外侧(大气侧)，但并不限定于此。
“掩模M的挠曲量”是表示从平坦状态的掩模起该掩模挠曲到何种程度的指标。例如，掩模M的挠曲量也可以由平坦的状态的掩模M的一部分(例如，中央部)的位置(例如，高度)与挠曲的状态下的该一部分(例如，中央部)的位置(例如，高度)之间的距离(例如台阶d)定义。或者，掩模M的挠曲量也可以由挠曲而突出的部分的曲率定义，还可以由从掩模M的周缘部向中央部延伸的平面与水平面所成的角度来定义。
根据一个实施方式，成为测量单元51、52、53的挠曲量的测量对象的掩模M也可以是在真空容器21内的规定的位置由掩模支承单元23支承的状态。此时，掩模M也可以是距静电吸盘24那样的掩模M的吸附部件隔离规定的距离那样的状态。
特别是，为了能够更准确地判定是否为掩模M的更换时期，优选由掩模支承单元23支承的掩模M在不作用重力以外的外力的状态下进行测量。在该情况下，测量单元51、52、53对周缘部由掩模支承单元23支承但除此以外的部分不作用重力以外的外力的状态的掩模M测量挠曲量。但是，本发明并不限定于此，测量单元51、52、53c也可以测量被规定的吸附部件吸附的状态下的掩模M的挠曲量。
本发明的一个实施方式的测量单元51、52包括光学部件51a、52a和图像处理部件51b、52b。
光学部件51a、52a是用于取得掩模M的图像的部件。光学部件51a、52a例如可以是照相机那样的拍摄装置，但并不限定于此。
根据一个实施方式，光学部件51a也可以被设置成，取得由掩模支承单元23支承的掩模M的一主面的图像。例如，光学部件51a也可以被设置成，对掩模M的上表面或下表面的至少一部分区域进行拍摄，取得掩模M的上表面或下表面的图像。作为一例，光学部件51a也可以隔着设置于真空容器21的透明窗49取得掩模M的一主面的全部或一部分区域的图像。例如，在透明窗49设置于真空容器21的底面的情况下，光学部件51a设置于真空容器21的下侧的外部，能够取得掩模M的下表面的图像。
在该情况下，图像处理部件51b使用由光学部件51a取得的掩模M的一主面的图像，算出掩模M的挠曲量。在本实施方式中，根据掩模M的一主面的图像而算出掩模M的挠曲量的具体方法没有限制。例如，图像处理部件51b能够通过掩模M的一主面的图像的图像处理(例如，由向下方凸出的程度的差引起的局部的明亮度的变化等)，确定从该主面突出的部分，使用该部分的大小、程度，算出掩模M的挠曲量。
根据其它的实施方式，光学部件52a也可以被设置成，取得由掩模支承单元23支承的掩模M的侧面图像。例如，光学部件52a也可以被设置成，从掩模M的短边侧或长边侧拍摄侧面图像。在该情况下，光学部件52a也可以隔着设置于真空容器21的侧壁的透明窗49取得掩模M的侧面图像。由此，透明窗49也可以在真空容器21的侧壁的与掩模支承单元23的高度对应的位置设置一个以上。但是，透明窗49优选设置在掩模M的侧面的图像取得不被掩模支承单元23等妨碍的位置。
在该情况下，图像处理部件52b使用由光学部件52a取得的掩模M的侧面图像，算出掩模M的挠曲量。在本实施方式中，根据掩模M的侧面图像算出掩模M的挠曲量的具体方法没有限制。例如，图像处理部件52b也可以根据掩模M的侧面图像，基于掩模M的台阶d，算出掩模M的挠曲量。在掩模M的一部分被掩模支承单元23遮挡的情况下，也可以根据向掩模支承单元23的下侧突出的部分的侧面图像来算出掩模M挠曲量。
本发明的其它的实施方式的测量单元53包括距离测量部件53a和计算部件53b。
距离测量部件53a测量到由掩模支承单元23支承的掩模M的距离R。到掩模M的距离R也可以是从真空容器21的底面(规定的基准面)的位置(或者距离测量部件53a的位置)到掩模M的规定的部分为止的距离。在此，掩模M的规定的部分是距离掩模支承单元23最远的掩模M的一部分，也可以是中央部。距离测量部件53a例如通过向掩模M的规定的部分照射激光，并检测自此反射的激光，能够基于激光的往复时间而测量从真空容器21的底面到掩模M为止的距离R。此时，掩模的挠曲量越大，从上述规定的部分反射的激光的往复时间越短。
并且，计算部件53b利用由距离测量部件53a取得的到掩模M的距离，算出掩模M的挠曲量。例如，计算部件53b能够求出到所测量出的掩模M的距离与基准距离R0之差R0-R，并基于该差R0-R来算出掩模M的挠曲量。在此，基准距离R0也可以是由位于规定的位置(高度)的掩模支承单元23平坦地支承掩模M时的到掩模M的距离，且是从真空容器21的底面(规定的基准面)到掩模支承单元23的支承面为止的距离。由此，掩模M的挠曲量同到掩模M的实际的距离R与基准距离R0之差R0-R成正比。
参照图3a～图3c，判定控制部54基于由测量单元51、52、53测量出的掩模M的挠曲量，判定是否需要更换该掩模M。在图3a～图3c所示的实施方式中，判定控制部54被实现为与成膜装置11的控制部40不同，但本发明并不限定于此，也可以被合并到成膜装置11的控制部40。
在判定控制部54判定掩模M的更换时期时，以往基于基板S的处理张数。即，在基板S的成膜工序中，在使用了预先决定的次数之后，更换为新的掩模M，在以后的成膜工序中，使用了新的掩模M。但是，在该情况下，尽管掩模M还留有寿命，但在比寿命早的时刻进行更换，存在工序时间(Tact)不必要地增加的可能性。另外，在与应更换掩模M的时期相比迟更换掩模M的情况下，掩模M的挠曲量变大，成膜精度有可能下降。
另一方面，根据本发明的实施方式，判定控制部54基于测量单元51、52、53测量出的掩模M的挠曲量，判定是否更换该掩模M。作为一例，判定控制部54将由测量单元51、52、53测量出的掩模M的挠曲量与规定的基准值进行比较，在掩模M的挠曲量为基准值以上的情况下，能够判定为是掩模的更换时期。由此，能够基于对成膜精度直接造成影响的掩模M的挠曲量，把握准确的掩模M的更换时期并进行更换。因此，能够将因不必要的早期更换而工序时间(Tact)增加的问题、因过度的延迟更换而成品率降低、成膜精度降低的问题防患于未然。
根据一个实施方式，判定控制部54判定掩模的更换时期所使用的规定的基准值能够是预先存储的值。因此，判定控制部54能够包括用于预先存储规定的基准值的存储器(未图示)。
这样的规定的基准值也可以基于要被更换的掩模M的挠曲量的统计来设定。或者，也可以基于在最初使用该掩模M之前支承于掩模支承单元23的状态下的挠曲量来决定规定的基准值。在后者的情况下，随着实际在成膜工序中使用掩模M，将所带来的掩模M的挠曲量与使用开始前的挠曲量进行对比，因此能够更准确地把握该掩模M的更换时期。
判断控制部54还控制测量单元51、52、53的动作。例如，判定控制部54能够预先设定测量掩模M的挠曲量的时刻，并进行控制，以使测量单元51、52、53在所设定的时刻进行动作。在此，预先设定的时刻当然与测量挠曲量的周期(即，每当使用几次时测量挠曲量)相关联，也与测量挠曲量的开始时刻(即，使用几次后开始测量挠曲量)相关联。
作为一例，若挠曲量测量的周期短和/或挠曲量测量的开始时刻提早，则能够适时地确认并更换用尽寿命的掩模M，但存在工序时间(Tact)增加的缺点。相反，若挠曲量测量的周期长和/或挠曲量测量的开始时刻延迟，则能够缩短工序时间(Tact)，但使用寿命耗尽的掩模M进行成膜工序，有可能成品率减少，或者成膜精度下降。因此，考虑到这样的长处和缺点，判定控制部54能够进行控制，以使测量单元51、52、53在预先设定的时刻、即测量周期和开始时刻测量掩模M的挠曲量。
根据一个实施方式，判定控制部54能够进行控制，以使每当使用N次(在此，N为1以上的整数)掩模(例如，N张基板S的处理)时，测量单元51、52、53测量掩模M的挠曲量。
作为一例，判定控制部54也可以控制测量单元51、52、53的动作，以在每处理1张基板S时，测量掩模M的挠曲量。由此，能够适时地确认并更换寿命耗尽的掩模，能够提高成品率。与此不同，判定控制部54还能够针对两张、三张、或者四张等地进一步延长测量掩模M的挠曲量的周期，从而进一步缩短工序时间(Tact)。但是，为了防止成品率的减少、成膜精度的降低，测量掩模M的挠曲量的周期最好不过长。
在这样的实施方式中，判定控制部54能够进行控制，以在最初的基板S的处理完成之后，即，在最初使用掩模M之后，按照上述的测量周期来测量掩模M的挠曲量。或者，也能够进行控制，以从使用了规定的次数(例如10次、20次等)那样以后，按照上述的测量周期来测量掩模M的挠曲量。在该情况下，能够任意地决定开始挠曲量测量的时刻，但优选基于成膜装置11中的掩模的更换时期、即直到寿命耗尽为止与使用一个掩模M的次数相关的统计值来决定。
为了能够缩短工序时间(Tact)，并且能够防止成品率的减少、成膜精度的降低，更优选基于所取得的统计值尽量延迟挠曲量测量的开始时期，缩短测量周期。在该情况下，测量周期的N优选为1，但并不限定于此。
根据本发明的一个实施方式的判定装置500，能够准确地把握寿命耗尽的掩模的更换时期而进行更换，能够防止由于在比寿命提早的时刻进行更换而导致掩模的浪费或工序时间(Tact)的增加，另外，能够防止由于比寿命延迟更换而导致的掩模因附着的蒸镀材料而大幅挠曲从而成膜精度降低的现象。
[成膜工艺]
以下，对本实施方式的成膜装置11中的成膜方法进行说明。在此，作为一例，对从最初的基板S的处理以后由测量单元50测量掩模M的挠曲量、并且测量周期的N也为1的情况下的实施方式进行说明。
首先，通过搬送室13的搬送机器人14，从掩模储存装置12向成膜装置11的真空容器21内搬入新的掩模M。然后，进入真空容器21内的搬送机器人14的手下降，将掩模M载置于掩模支承单元23的支承部上。
然后，在掩模M被真空容器21内的掩模支承单元23支承的状态下，通过搬送室13的搬送机器人14向成膜装置11的真空容器21内搬入基板S。
进入真空容器21内的搬送机器人14的手下降，将基板S载置于基板支承单元22的支承部上。
接着，静电吸盘24朝向基板S下降，在与基板S充分接近或接触之后，对静电吸盘24施加规定的电压，吸附基板S。
在基板S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。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上的对准标记进行拍摄，对基板与掩模的相对的位置偏移进行测量。
计测的结果，如果判明基板相对于掩模的相对的位置偏移超过阈值，则使吸附于静电吸盘24的状态的基板S沿水平方向(XYθ方向)移动，将基板相对于掩模进行位置调整(对准)。
在对准工序之后，对静电吸盘24施加规定的电压，隔着基板S使掩模M吸附于静电吸盘24。
接着，打开蒸镀源25的挡板，将蒸镀材料隔着掩模蒸镀到基板S上。
在蒸镀到期望的厚度之后，降低施加于静电吸盘24的电压而分离掩模M，在仅将基板吸附于静电吸盘24的状态下，利用静电吸盘Z致动器28使静电吸盘24上升。
接着，搬送机器人14的手进入成膜装置11的真空容器21内，对静电吸盘24施加零(0)或相反极性的电压，将基板S从静电吸盘24分离。之后，利用搬送机器人14将完成了蒸镀的基板S从真空容器21搬出。
然后，在成膜工序完成以后，测量由掩模支承单元23支承的掩模M的挠曲量。掩模M的挠曲量测量可以在完成了成膜工序的基板S从真空容器21搬出后进行，也可以在搬出前进行。另外，将测量出的掩模M的挠曲量与规定的基准值进行比较，判定是否需要更换该掩模M。
在判定为需要更换的情况下，通过搬运机器人14将寿命耗尽了的掩模M从真空容器21搬出，将新的掩模M搬入真空容器21。另一方面，当判定为不需要更换时，继续使用该掩模M。
接着，在掩模M由真空容器21内的掩模支承单元23支承的状态下，利用搬送室13的搬送机器人14向成膜装置11的真空容器21内搬入新的基板S，并载置于基板支承单元22的支承部上。以后，重复进行上述的向静电吸盘的吸附、对准、成膜、基板S的搬出以及掩模M的挠曲量测量的过程。
另外，在上述的说明中，成膜装置11形成为在基板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以与真空容器21的侧面侧垂直地立起的状态被配置，在基板S的成膜面与重力方向平行的状态下进行成膜的结构。
在本实施方式中，对在一个基板S的成膜工序完成之后，且在下一个基板S的成膜工序开始之前，测量掩模M的挠曲量而判定掩模M的更换时期进行了说明，但本发明并不限定于此，只要是未从静电吸盘24、磁铁对掩模M施加静电引力、磁力的状态，则也可以随时测量掩模M的挠曲量来判定是否是更换时期。
[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4(a)表示有机EL显示装置60的整体图，图4(b)表示1像素的截面构造。
如图4(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4(b)是图4(a)的A－B线处的局部剖视示意图。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4(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，由静电吸盘隔着基板保持掩模，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，不是通过掩模M的使用次数(例如，利用该掩模M处理了的基板S的张数)来判定掩模M的更换时期，而是测量掩模M的挠曲量，根据该挠曲量进行判定。
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。

Claims (27)

1.一种掩模的更换时期的判定装置，是用于判定掩模的更换时期的装置，其特征在于，
该掩模的更换时期的判定装置包括：
掩模支承单元，用于支承所述掩模；
测量单元，用于测量由所述掩模支承单元支承的状态下的所述掩模的挠曲量；以及
判定控制部，用于基于测量出的所述掩模的挠曲量来判定是否是所述掩模的更换时期。
2.根据权利要求1所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述判定控制部将由所述测量单元测量出的所述掩模的挠曲量与规定的基准值进行比较，判定是否是所述掩模的更换时期。
3.根据权利要求2所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述判定控制部包括存储有所述规定的基准值的存储部。
4.根据权利要求2所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
在最初使用所述掩模之前，基于支承于所述掩模支承单元的状态下的所述掩模的挠曲量来决定所述规定的基准值。
5.根据权利要求1所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述判定控制部进行控制，以每当所述掩模被使用N(N为1以上的整数)次时，使所述测量单元对所述掩模的挠曲量进行测量。
6.根据权利要求5所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述判定控制部进行控制，以所述掩模被使用了规定次数之后，每当被使用N(N为1以上的整数)次时，使所述测量单元对所述掩模的挠曲量进行测量。
7.根据权利要求6所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述N为1。
8.根据权利要求1所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述测量单元包括：
光学部件，用于取得所述掩模的图像；以及
图像处理部件，根据所取得的所述图像而取得所述掩模的挠曲量。
9.根据权利要求8所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述光学部件设置在能够取得所述掩模的一主面的图像的位置。
10.根据权利要求8所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述光学部件设置在能够取得所述掩模的侧面图像的位置。
11.根据权利要求1所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述测量单元包括：
距离测量部件，用于测量距所述掩模支承单元最远的所述掩模的规定的部分与规定的基准面之间的距离；以及
计算部，基于由所述距离测量部件测量出的所述距离和所述掩模支承单元的支承面与所述基准面之间的距离之差，算出所述掩模的挠曲量。
12.根据权利要求1所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
该掩模的更换时期的判定装置还包括内部设置所述掩模支承单元的容器，
所述测量单元设置于所述容器的外部，隔着设置于所述容器的窗测量所述掩模的挠曲量。
13.根据权利要求1所述的掩模的更换时期的判定装置，其特征在于，
所述测量单元在重力以外的外力不作用于所述掩模的状态下，测量所述掩模的挠曲量。
14.一种成膜装置，其特征在于，
该成膜装置包括权利要求1～13中任一项所述的掩模的更换时期的判定装置。
15.一种掩模的更换时期的判定方法，是用于判定掩模的更换时期的方法，其特征在于，
该掩模的更换时期的判定方法包括：
支承阶段，由掩模支承单元支承掩模；
测量阶段，测量由所述掩模支承单元支承的所述掩模的挠曲量；以及
判定阶段，基于在所述测量阶段测量出的所述掩模的挠曲量，判定是否是所述掩模的更换时期。
16.根据权利要求15所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
在所述判定阶段，将在所述测量阶段测量出的所述掩模的挠曲量与规定的基准值进行比较，判定是否是所述掩模的更换时期。
17.根据权利要求16所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
该掩模的更换时期的判定方法还包括在最初使用所述掩模之前，测量支承于所述掩模支承单元的状态下的所述掩模的挠曲量的事先测量阶段，
基于在所述事前测量阶段测量出的所述掩模的挠曲量，决定所述规定的基准值。
18.根据权利要求15所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
每当所述掩模被使用N(N为1以上的整数)次时被执行。
19.根据权利要求18所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
在所述掩模被使用了规定次数之后，每当被使用N(N为1以上的整数)次时被执行。
20.根据权利要求19所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
所述N为1。
21.根据权利要求15所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
所述测量阶段包括：
图像取得阶段，取得所述掩模的图像；以及
图像处理阶段，基于在所述图像取得阶段取得的所述图像，取得所述掩模的挠曲量。
22.根据权利要求21所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
在所述图像取得阶段，取得所述掩模的一主面的图像。
23.根据权利要求21所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
在所述图像取得阶段，取得所述掩模的侧面图像。
24.根据权利要求15所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
所述测量阶段包括：
距离测量阶段，测量距所述掩模支承单元最远的所述掩模的规定的部分与规定的基准面之间的距离；以及
计算阶段，基于在所述距离测量阶段测量出的所述距离和所述掩模支承单元的支承面与所述基准面之间的距离之差，算出所述掩模的挠曲量。
25.根据权利要求15所述的掩模的更换时期的判定方法，其特征在于，
在所述测量阶段，在重力以外的外力不作用于所述掩模的状态下，测量所述掩模的挠曲量。
26.一种成膜方法，其特征在于，
该成膜方法包括权利要求15～25中任一项所述的掩模的更换时期的判定方法。
27.一种电子器件的制造方法，其特征在于，
使用权利要求26所述的成膜方法来制造电子器件。
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