CN113106395B - 成膜装置、电子器件的制造装置、成膜方法及电子器件的制造方法 - Google Patents

成膜装置、电子器件的制造装置、成膜方法及电子器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供成膜精度高的成膜装置、电子器件的制造装置、成膜方法及电子器件的制造方法。本发明的成膜装置经由掩模在具有多个单位成膜区域的基板上将成膜材料成膜，掩模具有与单位成膜区域对应的开口，其特征在于，具备：真空容器；基板吸附部件，设置在真空容器内，具有吸附基板的基板吸附面；掩模支承单元，设置在真空容器内并支承掩模；升降部件，使基板吸附部件和掩模支承单元沿与基板吸附面垂直的第一方向移动；位置移动机构，使基板吸附部件和掩模支承单元中的至少一个在与基板吸附面平行的面内移动；以及控制部，利用位置移动机构使掩模的开口与基板的多个单位成膜区域中的每一个对应，按各单位成膜区域依次进行将成膜材料成膜的成膜动作。

Description

成膜装置、电子器件的制造装置、成膜方法及电子器件的制造 方法
技术领域
本发明涉及成膜装置、电子器件的制造装置、成膜方法及电子器件的制造方法。
背景技术
对于有机EL显示装置(有机EL显示器)而言，其应用领域不仅在智能手机、电视、汽车用显示器中扩展，而且也在VR HMD(Virtual Reality Head Mount Display：虚拟现实头戴式显示器)等中不断扩展，特别是，在用于VR HMD的显示器中，为了减少用户的晕眩，要求高精度地形成像素图案。
在有机EL显示装置的制造中，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，通过经由形成有像素图案的掩模将从成膜装置的成膜源排出的成膜材料在基板上进行成膜，从而形成有机物层、金属层。此时，作为成膜源，通常使用蒸发源，在蒸发源将成膜材料加热至高温并使其蒸发。
在这样的成膜装置中，在成膜工序之前，使用分别设置于基板和掩模的对准标记对基板与掩模的相对位置进行测量，在相对位置偏移的情况下，使基板及/或掩模相对移动而对位置进行调整(对准)。
有机发光元件的有机物层、金属层等的成膜精度会受到基板与掩模的对准精度的影响。若在成膜工序之前或在成膜工序的进行中基板与掩模的相对位置偏移，则成膜精度会下降。
在成膜装置中，配置在蒸发源侧的掩模容易受到来自蒸发源的辐射热的影响，温度有时会上升。与此相比，由于基板在其与蒸发源之间配置有掩模，辐射热的影响相对较少，且与对其背面进行吸附的静电吸盘接触，所以被维持在相对较低的温度。
因此，基板与掩模的热膨胀的程度会产生差异，并给对准的精度带来影响。即，由于相对高温的掩模的热膨胀，有可能会使得定义成膜图案的掩模的开口的大小变化或者开口的位置偏移。结果，成膜精度下降，成膜工序的成品率降低。
另外，随着基板和掩模的大型化，会产生因自重而挠曲的现象，但由于材质、厚度等的差异，挠曲的程度也会产生差异。而且，伴随着掩模的大型化，也存在掩模加工精度降低的担忧。结果，基板上的元件形成区域与掩模的开口的位置偏移，成为使成膜精度降低的主要原因。
发明内容
本发明的目的在于提供成膜精度高的成膜装置、电子器件的制造装置、成膜方法及电子器件的制造方法。
本发明的第一形态的成膜装置用于经由掩模在具有多个单位成膜区域的基板上对成膜材料进行成膜，所述掩模具有与所述单位成膜区域对应的开口，其特征在于，所述成膜装置具备：真空容器；基板吸附部件，所述基板吸附部件设置在所述真空容器内，具有用于吸附基板的基板吸附面；掩模支承单元，所述掩模支承单元设置在所述真空容器内，对掩模进行支承；升降部件，所述升降部件使所述基板吸附部件和所述掩模支承单元在与所述基板吸附面垂直的第一方向上移动；位置移动机构，所述位置移动机构用于使所述基板吸附部件和所述掩模支承单元中的至少一个在与所述基板吸附面平行的面内移动；以及控制部，所述控制部利用所述位置移动机构使所述掩模的开口与所述基板的多个单位成膜区域中的每一个对应，按各所述单位成膜区域依次进行将成膜材料成膜的成膜动作。
根据本发明，能够提高成膜精度。
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是本发明的一实施方式的成膜装置的示意图。
图3是用于说明本发明的一实施方式的成膜装置的结构的示意性剖视图。
图4是用于说明本发明的另一实施方式的成膜装置的结构的示意性剖视图。
图5是示出利用本发明的一实施方式的成膜装置制造的电子器件的示意图。
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、25：蒸发源、26：基板支承单元致动器、27：掩模支承单元致动器、28：静电吸盘致动器、29：位置调整机构、31：对准用相机、33：控制部、34：位置移动机构、35：引导构件
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的优选的实施方式及实施例。但是，以下的实施方式及实施例只不过例示性地示出本发明的优选的结构，本发明的范围并不被限定于这些结构。另外，对于以下的说明中的装置的硬件结构及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等而言，只要没有特定的记载，就不意图将本发明的范围仅限定于此。
本发明能够应用于在基板的表面堆积各种材料而进行成膜的装置，能够优选地应用于通过真空蒸镀形成所期望的图案的薄膜(材料层)的装置。作为基板的材料，能够选择玻璃、高分子材料的薄膜、金属、硅等任意的材料。基板例如也可以是在玻璃基板上层叠有聚酰亚胺等的薄膜的基板或硅片。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。此外，除了真空蒸镀装置以外，还能够将本发明应用于包括溅射装置、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)装置在内的成膜装置。具体而言，本发明的技术能够应用于有机电子器件(例如有机EL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并经由掩模在基板进行蒸镀而形成有机EL元件的有机EL元件的制造装置也是本发明的优选的应用例之一。
＜电子器件的制造装置>
图1是示意性地示出电子器件的制造装置的一部分的结构的俯视图。
图1的制造装置例如用于有机EL显示装置的显示面板的制造。在VR HMD用的显示面板的情况下，在对预定尺寸的硅片进行用于形成有机EL元件的成膜之后，沿着元件形成区域之间的区域(划线区域)对该硅片进行切割而制作成多个小尺寸的面板。在智能手机用的显示面板的情况下，在对第4.5代的基板(约700mm×约900mm)、第6代的全尺寸(约1500mm×约1850mm)或半切尺寸(约1500mm×约925mm)的基板进行用于形成有机EL元件的成膜之后，对该基板进行切割而制作成多个小尺寸的面板。
一般而言，电子器件的制造装置包括多个集群装置1和将集群装置之间相连的中转装置。
集群装置1具备对基板W进行处理(例如成膜)的多个成膜装置11、对使用前后的掩模M进行收纳的多个掩模储备装置12以及配置在其中央的输送室13。如图1所示，输送室13分别与多个成膜装置11及掩模储备装置12连接。
在输送室13内配置有输送基板W或掩模M的输送机器人14。输送机器人14从配置在上游侧的中转装置的路径室15向成膜装置11输送基板W。另外，输送机器人14在成膜装置11与掩模储备装置12之间输送掩模M。输送机器人14例如是具有在多关节臂安装有保持基板W或掩模M的机械手的构造的机器人。
在成膜装置11(也称为蒸镀装置)中，收纳于蒸发源(成膜源)的蒸镀材料(成膜材料)由加热器加热而蒸发，并经由掩模M被蒸镀在基板W上。与输送机器人14的基板W/掩模M的交接、基板W与掩模M的相对位置的调整(对准)、基板W向掩模M上的固定、成膜(蒸镀)等一系列的成膜工艺由成膜装置11进行。
在掩模储备装置12中，在由成膜装置11进行的成膜工序中使用的新的掩模和使用完成后的掩模分开地被收纳在两个盒体中。输送机器人14从成膜装置11向掩模储备装置12的盒体输送使用完成后的掩模，并从掩模储备装置12的其它盒体向成膜装置11输送新的掩模。
在集群装置1连结有路径室15和缓冲室16，所述路径室15在基板W的流动方向上向该集群装置1输送来自上游侧的基板W，所述缓冲室16用于向下游侧的其它集群装置输送由该集群装置1完成了成膜处理后的基板W。输送室13的输送机器人14从上游侧的路径室15接收基板W，并向该集群装置1内的成膜装置11中的一个进行输送。另外，输送机器人14从多个成膜装置11中的一个接收完成了由该集群装置1进行的成膜处理后的基板W，并向与下游侧连结的缓冲室16输送。
也可以是，在缓冲室16与其下游侧的路径室15之间设置有改变基板的方向的回旋室17。在回旋室17设置有输送机器人18，所述输送机器人18用于从缓冲室16接收基板W并使基板W旋转180°而向路径室15输送。由此，在上游侧的集群装置和下游侧的集群装置中，基板W的方向相同，基板处理变得容易。
路径室15、缓冲室16、回旋室17是将集群装置之间连结的所谓的中转装置，设置于集群装置的上游侧及/或下游侧的中转装置包括路径室、缓冲室、回旋室中的至少一个。
成膜装置11、掩模储备装置12、输送室13、缓冲室16、回旋室17等在有机发光元件的制造的过程中被维持在高真空状态。路径室15通常被维持在低真空状态，但也可以根据需要而被维持在高真空状态。本发明也能够应用于如下的直列类型的制造装置，在所述直列类型的制造装置中，不是在成膜装置11而是在别的装置或腔室将基板W与掩模M接合，之后，将基板W与掩模M装载于载体，一边使其通过排列成一列的多个成膜装置并进行输送，一边进行成膜工序。
以下，说明成膜装置11的具体结构。
＜成膜装置>
图2是示出成膜装置11的结构的示意图。在以下的说明中，使用如下的XYZ正交坐标系，所述XYZ正交坐标系将在与基板W的成膜面平行的面(XY平面)内以垂直的方式交叉的两个方向设为X方向(第二方向)和Y方向(第三方向)，将与基板W的成膜面垂直的铅垂方向设为Z方向(第一方向)。另外，用θ表示绕Z轴的旋转角(旋转方向)。
成膜装置11包括被维持为真空环境或氮气等非活性气体环境的真空容器21以及设置在真空容器21的内部的基板支承单元22、掩模支承单元23、静电吸盘24及蒸发源25。
基板支承单元22是接收并保持由设置于输送室13的输送机器人14输送的基板W的部件，也被称为基板保持器。
掩模支承单元23是接收并保持由输送机器人14输送的掩模M的部件，也被称为掩模保持器。
掩模M具有与形成在基板W上的薄膜图案对应的开口图案，由掩模支承单元23支承。掩模M例如由硅、玻璃等透光性材料构成，或者为被称为FMM(Fine Metal Mask：精细金属掩膜)的金属制的掩模。
根据本发明的实施方式，掩模M的开口比基板W的元件形成区域的尺寸小，相当于单位成膜区域的尺寸。本说明书中所说的“单位成膜区域”是指在将基板W与掩模M对准之后对成膜材料进行成膜的元件形成区域的一部分。因此，基板W的元件形成区域被分割为多个单位成膜区域。例如设为在X方向及Y方向上分别并列设置有多个单位成膜区域的结构。
在基板支承单元22的上方设置有用于吸附并固定基板W的作为基板吸附部件的静电吸盘24。
静电吸盘24既可以是在电极与吸附面之间夹设电阻相对较高的电介质并利用电极与被吸附体之间的库仑力进行吸附的库仑力类型的静电吸盘，也可以是在电极与吸附面之间夹设电阻相对较低的电介质并利用在电介质的吸附面与被吸附体之间产生的约翰逊-拉别克力进行吸附的约翰逊-拉别克力类型的静电吸盘，还可以是利用不均匀电场来吸附被吸附体的梯度力类型的静电吸盘。
在被吸附体为导体或半导体(硅片)的情况下，优选使用库仑力类型的静电吸盘或约翰逊-拉别克力类型的静电吸盘。在被吸附体为玻璃那样的绝缘体的情况下，优选使用梯度力类型的静电吸盘。
静电吸盘24既可以由一个板形成，也可以形成为具有能够独立地控制吸附力的多个副板。另外，即使在由一个板形成的情况下，其内部也可以具有多个电极部，能够在一个板内按各电极部独立地控制吸附力。
作为基板吸附部件，除了利用静电引力的静电吸盘之外，也可以使用利用粘合力的粘合式的吸盘。
在成膜装置11的一实施方式中，也可以设为如下结构：通过在静电吸盘24的吸附面的相反侧设置抑制基板W的温度上升的冷却板30，从而抑制堆积在基板W上的有机材料的变质或劣化。
作为成膜源的蒸发源25包括收纳要在基板上成膜的蒸镀材料的坩埚(未图示)、用于加热坩埚的加热器(未图示)以及阻止蒸镀材料向基板飞散的挡板(未图示)等。蒸发源25能够根据用途而具有点(point)蒸发源、线状(linear)蒸发源、面状蒸发源等多种结构。
成膜装置11包括用于测量已蒸镀在基板上的膜的厚度的膜厚监视器(未图示)及膜厚算出单元(未图示)。
在真空容器21的上部外侧(大气侧)设置有基板支承单元致动器26、掩模支承单元致动器27、静电吸盘致动器28、位置调整机构29等。基板支承单元致动器26是用于使基板支承单元22升降(沿Z方向移动)的驱动部件。掩模支承单元致动器27是用于使掩模支承单元23升降(沿Z方向移动)的驱动部件。静电吸盘致动器28是用于使静电吸盘24升降(沿Z方向移动)的驱动部件。上述致动器和位置调整机构例如由马达和滚珠丝杠或马达和线性引导件等构成。
位置调整机构29是调整基板W与掩模M的相对位置的对准载台机构。位置调整机构29使静电吸盘24或静电吸盘致动器28整体相对于基板支承单元22及掩模支承单元23沿XYθ方向(X方向、Y方向、旋转方向中的至少一个方向)移动及/或旋转。此外，在本实施方式中，通过在吸附基板W的状态下沿XYθ方向对静电吸盘24进行位置调整，从而对基板W与掩模M的相对位置进行调整。但是，也可以将位置调整机构29设为使基板支承单元22或基板支承单元致动器26及掩模支承单元23或掩模支承单元致动器27相对于静电吸盘24沿XYθ方向进行相对移动的结构。
成膜装置11还包括位置移动机构34(参照图3或图4)。位置移动机构34是用于使静电吸盘24或静电吸盘致动器28和掩模支承单元23或掩模支承单元致动器27在X方向及/或Y方向上按预定距离相对移动以使掩模M的开口依次与构成基板W的元件形成区域的多个单位成膜区域中的每一个对应的驱动部件。
在真空容器21的外侧上表面设置有对准用相机31，所述对准用相机31用于经由设置于真空容器21的上表面的透明窗对形成于基板W及掩模M的对准标记进行拍摄。对准用相机31设置在与形成于基板W及掩模M的对准标记对应的位置。例如，也可以将对准用相机31设置于在圆形的基板W中形成为矩形的四个角部中的至少对角上的两个角部或四个角部的全部。
设置于成膜装置11的对准用相机31是为了高精度地调整基板W与掩模M的相对位置而使用的精细对准用相机，是虽然其视场角较窄但具有高分辨率的相机。也可以是，成膜装置11除了精细对准用相机31之外，还具有视场角相对较宽且低分辨率的粗略对准用相机。在对准用相机31包括精细对准用相机和粗略对准用相机这双方的结构中，两个粗略对准用相机设置在矩形的对角上的两个角部，精细对准用相机设置在剩余的两个角部。
在本发明的一实施方式中，设置有对准用相机31，以便对基板W的单位成膜区域和掩模M的开口进行拍摄。在该情况下，也可以不在基板W和掩模M上设置对准标记。根据上述结构，对所拍摄的图像中的单位成膜区域的特定位置的像素(例如在长方形的单位成膜区域中位于角部的对角线上的两个或四个像素)与掩模的开口进行比较，并进行各单位成膜区域与掩模M的对准。
为了利用对准用相机31拍摄对准标记，成膜装置11还包括照射对准标记的照明用光源。由于在成膜工序中被密闭的真空容器21的内部较暗，因此，通过利用光源对对准标记进行照明，从而能够取得更鲜明的图像。
成膜装置11具备控制部33。控制部33具有基板W/掩模M的输送及对准、蒸发源25的控制、成膜的控制等功能。特别是，本实施方式的控制部33相对于基板W的多个单位成膜区域中的每一个依次进行与掩模M的开口的对准，并实施成膜动作，随后对该内容进行记述。
控制部33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。在该情况下，通过使处理器执行保存在存储器或储存装置中的程序，从而实现控制部33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(programmable logic controller：可编程逻辑控制器)。或者，也可以利用ASIC、FPGA那样的电路来构成控制部33的功能的一部分或全部。另外，既可以按各成膜装置设置控制部，也可以构成为一个控制部33对多个成膜装置进行控制。
接着，参照图3及图4，说明本发明的实施方式的成膜装置。
在本发明的实施方式的成膜装置11a、11b中，相对于基板W的多个单位成膜区域中的每一个，依次进行与掩模M的开口的对准，并进行成膜动作。因此，由于相对于与基板W整体的大小相比相对较小的区域进行对准和成膜动作，因此，能够抑制由热膨胀导致的基板W与掩模M的位置偏移。另外，能够使用容易保持加工精度的小型的掩模，能够进行精度更高的成膜。
另外，如后述那样，由于在使基板W与掩模M以预定的间隔远离的状态下进行成膜动作，因此，能够抑制由基板W及/或掩模M的挠曲导致的成膜精度的降低。另外，能够省略用于使基板W与掩模M接触/剥离的上下移动工序，能够缩短成膜时间。另外，也能够分别省略使基板W及掩模M上下移动的机构。
基板W的元件形成区域被划分为多个单位成膜区域。这样的划分是指假想地对在特定的时刻进行成膜动作的区域进行划分，并不意味着物理上的划分。并且，如在图3及图4中图示的那样，掩模M的开口并不与基板W的元件形成区域整体对应，而是与单位成膜区域的大小对应。
为了进行掩模M相对于单位成膜区域的对准，基板W的对准标记位于元件形成区域内。例如，对准标记以元件形成区域的各面板为单位而设置于划线区域，或者，以单位成膜区域为单位进行设置。
或者，根据实施方式的不同，在元件形成区域内未设置对准标记。在该情况下，单位成膜区域所包含的预定位置的像素和与该像素对应的掩模的开口作为对准标记发挥功能。例如，使用单位成膜区域所包含的像素中的分别位于四边形形状的角部的对角线方向上的两个像素或四个像素和分别与这些像素对应的开口，进行对准。
图3是用于说明本发明的一实施方式的成膜装置11a的结构的示意性剖视图。在图3的成膜装置11a中，省略了关于吸附并保持基板W的静电吸盘24、支承掩模M的掩模支承单元23、静电吸盘致动器28、掩模支承单元致动器27及位置调整机构29等的图示。
本发明的一实施方式的成膜装置11a包括真空容器21、静电吸盘24、掩模支承单元23、静电吸盘致动器28、位置调整机构29、蒸发源25以及对成膜装置11a的动作进行控制的控制部33。
另外，成膜装置11a还包括位置移动机构34，所述位置移动机构34与静电吸盘24或静电吸盘致动器28连结，用于使静电吸盘24沿XY方向中的至少一个方向移动。位置移动机构34通过使静电吸盘24或静电吸盘致动器28在X方向和Y方向中的至少一个方向上移动预定距离(例如长方形的单位成膜区域的X方向及/或Y方向上的边的长度)，从而使基板的多个单位成膜区域中的每一个与掩模的开口依次对应。位置移动机构34例如由马达和滚珠丝杠或马达和线性引导件等构成。
在本实施方式中，位置移动机构34使静电吸盘24和由静电吸盘吸附的基板W移动，不使掩模支承单元23和由掩模支承单元支承的掩模M移动。根据该结构，为了进行掩模M的开口相对于基板W的单位成膜区域中的每一个的对准，无需使对准用相机31移动，另外，在成膜工序中，也无需使蒸发源25的位置移动。
位置移动机构34通过使基板W移动，从而使基板W的多个单位成膜区域中的一个移动到与掩模M的开口对应的位置，之后，位置调整机构29进行基板W与掩模M的对准。根据本实施方式，由位置调整机构29进行的对准包括相对于基板W的对准即整体对准(第一对准)和相对于单位成膜区域中的每一个的部分对准(第二对准)。根据实施方式的不同，每当相对于多个单位成膜区域中的每一个进行部分对准时，同时也会进行整体对准，或者，在相对于基板W进行整体对准之后，至此以后仅进行部分对准。
如在图3中图示的那样，本发明的一实施方式的成膜装置11a还包括引导构件35，所述引导构件35将从蒸发源25飞散的成膜材料引导到掩模M的开口。由此，仅从蒸发源25飞散的成膜材料中的由引导构件35引导的成膜材料通过掩模M的开口而在基板W上进行成膜。
引导构件35例如为包围蒸发源25并沿Z方向延伸的圆柱或长方体形状的引导管。在该情况下，优选的是，引导管从蒸发源25起较长地延伸至接近由掩模支承单元23支承的掩模M的位置。由此，从蒸发源25沿任意的方向飞散的成膜材料中的、从Z方向倾斜地朝向引导管的壁侧的成膜材料附着于引导管的壁，实质上仅朝向Z方向的成膜材料(即在Z方向上直行的成膜材料)通过掩模M的开口而蒸镀在基板W上。因此，即使在使基板W与掩模M以预定的间隔远离的状态下进行成膜动作，也能够以较高的精度进行成膜。
图4是用于说明本发明的另一实施方式的成膜装置11b的结构的示意性剖视图。在图4的成膜装置11b中，也省略了吸附并保持基板W的静电吸盘24、支承掩模M的掩模支承单元23、静电吸盘致动器28、掩模支承单元致动器27及位置调整机构29等的图示。
本发明的一实施方式的成膜装置11b包括真空容器21、静电吸盘24、掩模支承单元23、静电吸盘致动器28、位置调整机构29、蒸发源25以及对成膜装置11b的动作进行控制的控制部33。
另外，成膜装置11b还包括位置移动机构34，所述位置移动机构34与掩模支承单元23或掩模支承单元致动器27连结，用于使掩模支承单元23沿XY方向中的至少一个方向移动。位置移动机构34通过使掩模支承单元23或掩模支承单元致动器27在X方向和Y方向中的至少一个方向上移动预定距离(例如长方形的单位成膜区域的X方向及/或Y方向上的边的长度)，从而使基板的多个单位成膜区域中的每一个与掩模的开口依次对应。
在本实施方式中，位置移动机构34使掩模支承单元23和由掩模支承单元支承的掩模M移动，不使静电吸盘24和由静电吸盘吸附的基板W移动。根据该结构，由于基板W不移动，所以无需为了对准而使对准用相机31移动。另外，也可以不在蒸发源25另行设置引导构件35(参照图3)。
位置移动机构34通过使掩模M移动，从而使基板W的多个单位成膜区域中的一个移动到与掩模M的开口对应的位置，之后，位置调整机构29进行基板W与掩模M的对准。根据本实施方式，由位置调整机构29进行的对准包括相对于基板W的对准即整体对准和相对于单位成膜区域中的每一个的部分对准。根据实施方式的不同，每当相对于多个单位成膜区域中的每一个进行部分对准时，同时也会进行整体对准，或者，在相对于基板W进行整体对准之后，至此以后仅进行部分对准。
根据本实施方式，优选的是，蒸发源25位于掩模M的开口(用虚线表示)的Z轴方向的下方。因此，包括如下的驱动机构，所述驱动机构用于使蒸发源25在XY方向中的至少一个方向上移动，以便随着利用位置移动机构34使掩模M移动而使蒸发源25也追随着掩模M移动。由此，仅从蒸发源25飞散的成膜材料中的朝向Z轴方向的成膜材料通过掩模M的开口而在基板W上进行成膜。因此，即使在使基板W与掩模M以预定的间隔远离的状态下进行成膜工序，也能够以较高的精度进行成膜。
＜成膜方法>
以下，说明图3或图4所示的本发明的一实施方式的成膜装置11a、11b中的成膜方法。
首先，在掩模M被支承于真空容器21内的掩模支承单元23的状态下，利用输送室13的输送机器人14将基板W搬入到成膜装置11的真空容器21内。
然后，控制部33对静电吸盘24施加基板吸附电压，使由输送机器人14搬入到真空容器21内并由基板支承单元22支承的基板W吸附于静电吸盘24。根据实施方式的不同，也可以使由输送机器人14搬入到真空容器21的基板W吸附于静电吸盘24。在使基板W吸附于静电吸盘24时，既可以使基板W的整个面同时吸附于静电吸盘24的吸附面整体，也可以使基板W从静电吸盘24的多个区域中的一个区域朝向其它区域依次吸附。
接下来，为了进行基板W与掩模M的相对位置的调整，进行第一对准(整体对准)。因此，首先，控制部33使静电吸盘24与掩模支承单元23进行相对移动(例如使掩模支承单元23下降)，直到由静电吸盘24吸附的基板W与由掩模支承单元23支承的掩模M之间的距离成为预先设定的整体对准测量距离。
在基板W与掩模M之间的距离成为预定的整体对准测量距离时，利用对准用相机31拍摄基板W及掩模M的对准标记，对XYθ方向上的基板W与掩模M的相对位置进行测量，基于该测量，算出两者之间的相对位置偏移量。
然后，控制部33基于算出的相对位置偏移量，使静电吸盘24与掩模支承单元23相对移动，对掩模M相对于基板W整体的相对位置进行调整。
在完成整体对准时，为了进行基板W的单位成膜区域处的基板W与掩模M的相对位置的调整，进行第二对准(部分对准)。首先，相对于构成基板W的元件形成区域的多个单位成膜区域中的第一个单位成膜区域，进行部分对准。
因此，首先，控制部33利用掩模支承单元致动器27使掩模支承单元23上升，使掩模M相对于基板W到达部分对准测量位置。根据实施方式的不同，部分对准测量位置可以是与整体对准测量位置相同的位置，在该情况下，不使掩模支承单元23上升。然后，当掩模M相对于基板W到达部分对准测量位置时，利用对准用相机31对基板W和掩模M的对准标记进行拍摄，并测量XYθ方向上的基板W与掩模M的相对位置偏移量。此时，基板W的对准标记以元件形成区域的各面板为单位而设置于划线区域，或者，以单位成膜区域为单位而设置在元件形成区域内。
若部分对准测量位置处的基板W与掩模M之间的相对位置偏移量比预定的阈值大，则控制部33基于测量出的相对位置偏移量，对位置调整机构29进行控制，在XYθ方向上调整基板W及/或掩模M的相对位置。
反复进行这样的过程，直到基板W与掩模M的相对位置偏移量变得小于预定的阈值。
然后，在基板W与掩模M的相对位置偏移量比预定的阈值小时，相对于该单位成膜区域进行成膜动作。因此，首先，控制部33使静电吸盘24和掩模支承单元23中的至少一方上升或下降，以使由静电吸盘24吸附的基板W与掩模M分离预定的距离。
然后，在本实施方式中，在使基板W与掩模M分离预定的距离的状态下，开始成膜动作。控制部33打开蒸发源25的挡板，使蒸发的成膜材料经由掩模M在基板W上进行成膜。
在通过以上的过程而完成相对于多个单位成膜区域中的第一个单位成膜区域的成膜动作时，控制部33对位置移动机构34进行控制，使基板W与掩模M进行相对移动，以使掩模M的开口与第二个单位成膜区域对应。在前述的图3的成膜装置11a中，基板W沿XY方向移动，在前述的图4的成膜装置11b中，掩模M沿XY方向移动。此时，控制部33关闭蒸发源25的挡板，不使蒸发的成膜材料沿掩模M方向排出。
在本实施方式中，由于在使基板W与掩模M远离的状态下进行相对于第一个单位成膜区域的成膜动作，因此，无需为了进行基于位置移动机构34的基板W与掩模M的相对移动而再次使基板W或掩模M沿Z方向升降。但是，并不限定于此，也可以根据需要而使基板W或掩模M沿Z方向升降。
接下来，进行相对于第二个单位成膜区域的对准动作。在相对于第二个单位成膜区域的对准中，可以是在再一次进行前述的整体对准(第一对准)之后，进行相对于第二个单位成膜区域的部分对准(第二对准)。或者，也可以是，不再次进行整体对准而仅进行部分对准。
接下来，在使基板W与掩模M远离预定的距离的状态下，开始相对于第二个单位成膜区域的成膜动作。控制部33打开蒸发源25的挡板，使蒸发的成膜材料经由掩模M在基板W上进行成膜。
反复进行以上说明的由位置移动机构34进行的基板W与掩模M的相对移动和相对于各单位成膜区域的对准动作及成膜动作，直到相对于元件形成区域的整体完成成膜材料的成膜。
此外，在上述说明中，成膜装置11a、11b为在使基板W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(向上沉积)的结构，但本发明并不限定于此，也可以为如下结构：基板W以与真空容器21的侧面侧垂直地立起的状态配置，在基板W的成膜面与重力方向平行的状态下进行成膜。
<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显示装置的结构及制造方法。
首先，说明要制造的有机EL显示装置。图5(a)是有机EL显示装置60的整体图，图5(b)表示一个像素的截面构造。
如图5(a)所示，在有机EL显示装置60的显示区域61，具备多个发光元件的像素62呈矩阵状地配置有多个。详细情况随后进行说明，但发光元件分别具有如下的构造，该构造具备被一对电极夹着的有机层。此外，在此所说的像素是指能够在显示区域61显示所期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，通过示出彼此不同的发光的第一发光元件62R、第二发光元件62G、第三发光元件62B的组合来构成像素62。像素62由红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件的组合构成的情况较多，但也可以是黄色发光元件、蓝色发光元件及白色发光元件的组合，只要为至少一种颜色以上即可，并不被特别限制。
另外，也可以是，利用示出相同的发光的多个发光元件构成像素62，通过使用以与各个发光元件对应的方式呈图案状地配置有多个不同的颜色转换元件的滤色器，从而能够使一个像素在显示区域61中显示所期望的颜色。例如，也可以是，利用至少三个白色发光元件构成像素62，并使用以与各个发光元件对应的方式排列有红色、绿色、蓝色的各颜色转换元件的滤色器。或者，也可以是，利用至少三个蓝色发光元件构成像素62，并使用以与各个发光元件对应的方式排列有红色、绿色、无色的各颜色转换元件的滤色器。在后者的情况下，通过使用作为构成滤色器的材料而使用了量子点(Quantum Dot：QD)材料的量子点滤色器(QD-CF)，与不使用量子点滤色器的通常的有机EL显示装置相比，能够扩大显示色域。
图5(b)是图5(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，所述有机EL元件具备阳极64、空穴输送层65、发光层66R、66G、66B中的任一个、电子输送层67及阴极68。其中的空穴输送层65、发光层66R、66G、66B、电子输送层67相当于有机层。另外，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。此外，在如上述那样使用滤色器或量子点滤色器的情况下，在各发光层的光射出侧即图5(b)的上部或下部配置有滤色器或量子点滤色器，但省略图示。
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(有时也记为有机EL元件)对应的图案。另外，阳极64按各发光元件分离地形成。空穴输送层65、电子输送层67及阴极68既可以相对于多个发光元件62R、62G、62B以共用的方式形成，也可以按各发光元件形成。此外，为了防止阳极64与阴极68由于异物而短路，在阳极64间设置有绝缘层69。而且，由于有机EL层会由于水分、氧而劣化，所以设置有用于保护有机EL元件免受水分、氧的影响的保护层70。
在图5(b)中，空穴输送层65、电子输送层67用一个层示出，但根据有机EL显示元件的构造，也可以由包括空穴阻挡层、电子阻挡层在内的多个层形成。另外，也能够在阳极64与空穴输送层65之间形成具有如下的能带构造的空穴注入层，所述能带构造能够顺畅地进行空穴从阳极64向空穴输送层65的注入。同样地，也能够在阴极68与电子输送层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，准备形成有用于驱动有机EL显示装置的电路(未图示)及阳极64的基板63。
在形成有阳极64的基板63上以旋涂的方式形成丙烯酸树脂，通过光刻法对丙烯酸树脂进行图案化，以便在形成有阳极64的部分形成开口，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。
将对绝缘层69进行了图案化的基板63搬入到第一有机材料成膜装置，并利用静电吸盘对基板进行保持，在显示区域的阳极64上将空穴输送层65作为共用的层进行成膜。空穴输送层65通过真空蒸镀进行成膜。由于空穴输送层65实际上形成为比显示区域61大的尺寸，所以不需要高精细的掩模。
接着，将形成至空穴输送层65的基板63搬入到第二有机材料成膜装置，并利用静电吸盘进行保持。进行基板与掩模的对准，在经由基板将掩模吸附于静电吸盘24之后，在基板63的配置发出红色光的元件的部分，对发出红色光的发光层66R进行成膜。
与发光层66R的成膜同样地，利用第三有机材料成膜装置对发出绿色光的发光层66G进行成膜，而且，利用第四有机材料成膜装置对发出蓝色光的发光层66B进行成膜。在完成发光层66R、66G、66B的成膜之后，利用第五成膜装置在显示区域61的整体对电子输送层67进行成膜。电子输送层67作为共用的层而形成于3色的发光层66R、66G、66B。
使形成至电子输送层67的基板在金属性蒸镀材料成膜装置移动，并对阴极68进行成膜。
根据本发明，通过在使基板与掩模分离的状态下按各小区域单位实施对准动作及成膜动作，从而能够提高成膜精度及成膜动作的成品率。
之后，移动到等离子体CVD装置并对保护层70进行成膜，完成有机EL显示装置60。
从将对绝缘层69进行了图案化的基板63向成膜装置搬入起到完成保护层70的成膜为止，若暴露于包含有水分、氧的环境，则由有机EL材料构成的发光层有可能会由于水分、氧而劣化。因此，在本例中，成膜装置间的基板的搬入搬出在真空环境或非活性气体环境下进行。
前述实施例只不过示出本发明的一例，本发明并不限定于前述实施例的结构，可以在其技术思想的范围内适当地进行变形。

Claims (17)

1.一种成膜装置，用于经由掩模在具有多个单位成膜区域的基板上对成膜材料进行成膜，所述掩模具有与所述单位成膜区域对应的开口，其特征在于，
所述单位成膜区域是所述基板上的对成膜材料进行成膜的元件形成区域的一部分，
所述成膜装置具备：
真空容器；
基板吸附部件，所述基板吸附部件设置在所述真空容器内，具有用于吸附基板的基板吸附面；
掩模支承单元，所述掩模支承单元设置在所述真空容器内，对掩模进行支承；
升降部件，所述升降部件使所述基板吸附部件和所述掩模支承单元在与所述基板吸附面垂直的第一方向上移动；
位置移动机构，所述位置移动机构用于使所述基板吸附部件和所述掩模支承单元中的至少一个在与所述基板吸附面平行的面内移动；以及
控制部，所述控制部利用所述位置移动机构使所述掩模的开口与所述基板的多个单位成膜区域中的每一个对应，按各所述单位成膜区域依次进行将成膜材料成膜的成膜动作。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述控制部进行控制，以便利用所述位置移动机构使所述基板吸附部件相对于被固定的所述掩模支承单元移动，并使所述掩模的开口与所述多个单位成膜区域中的每一个对应。
3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还具备：对准用相机，所述对准用相机用于取得包含有分别形成于所述基板和所述掩模的对准标记的图像；以及对准载台机构，所述对准载台机构用于使所述基板吸附部件和所述掩模支承单元中的至少一个在与所述基板吸附面平行的面内移动，
所述控制部进行控制，以便在相对于所述多个单位成膜区域中的每一个的成膜动作之前，基于由所述对准用相机取得的对准标记的相对位置，利用所述对准载台机构进行调整所述基板与所述掩模的相对位置的对准动作。
4.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还具备：对准用相机，所述对准用相机用于取得包含有所述掩模的开口和所述基板的单位成膜区域的图像；以及对准载台机构，所述对准载台机构用于使所述基板吸附部件和所述掩模支承单元中的至少一个在与所述基板吸附面平行的面内移动，
所述控制部进行控制，以便在相对于所述多个单位成膜区域中的每一个的成膜动作之前，基于由所述对准用相机取得的开口与单位成膜区域的像素的相对位置，利用所述对准载台机构进行调整所述单位成膜区域与所述开口的相对位置的对准动作。
5.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于，
所述对准动作包括对所述掩模相对于所述基板整体的相对位置进行调整的第一对准动作和对所述开口相对于所述单位成膜区域中的每一个的相对位置进行调整的第二对准动作。
6.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还具备：
成膜源，所述成膜源设置在相对于所述掩模支承单元与设置有所述基板吸附部件的那一侧相反一侧的所述真空容器内，并收容成膜材料；以及
引导构件，所述引导构件设置在所述真空容器内，将从所述成膜源飞散的成膜材料引导到所述掩模的开口。
7.根据权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，
所述引导构件包括从所述成膜源的周缘部沿所述第一方向延伸的引导管。
8.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还在相对于所述掩模支承单元与设置有所述基板吸附部件的那一侧相反一侧具备成膜源，所述成膜源在所述真空容器内被设置成能够在与所述基板吸附面平行的面内移动，并收容成膜材料，
所述控制部进行控制，以便利用所述位置移动机构使所述掩模支承单元相对于被固定的所述基板吸附部件移动，并使所述掩模的开口与所述多个单位成膜区域中的每一个对应，并且，所述控制部进行控制，以使所述成膜源追随着所述开口移动。
9.一种成膜装置，用于经由掩模在具有多个单位成膜区域的基板上对成膜材料进行成膜，所述掩模具有与所述单位成膜区域对应的开口，其特征在于，
所述单位成膜区域是所述基板上的对成膜材料进行成膜的元件形成区域的一部分，
所述成膜装置具备：
真空容器；
基板吸附部件，所述基板吸附部件设置在所述真空容器内，具有用于吸附基板的基板吸附面；
掩模支承单元，所述掩模支承单元设置在所述真空容器内，对掩模进行支承；
位置移动机构，所述位置移动机构用于使所述基板吸附部件和所述掩模支承单元中的至少一个在与所述基板吸附面平行的面内移动；
对准用相机，所述对准用相机用于取得包含有分别形成于所述基板和所述掩模的对准标记的图像；
对准载台机构，所述对准载台机构用于使所述基板吸附部件和所述掩模支承单元中的至少一个在与所述基板吸附面平行的面内移动；以及
控制部，所述控制部控制所述成膜装置的动作，
所述控制部进行控制，以便在相对于所述多个单位成膜区域中的每一个的成膜动作之前，基于由所述对准用相机取得的对准标记的相对位置，利用所述对准载台机构进行对准动作，所述对准动作包括对所述掩模相对于所述基板整体的相对位置进行调整的第一对准动作和对所述开口相对于所述单位成膜区域中的每一个的相对位置进行调整的第二对准动作，
所述控制部进行控制，以便利用所述位置移动机构使所述掩模的开口与所述基板的多个单位成膜区域中的每一个对应，按各所述单位成膜区域依次进行将成膜材料成膜的成膜动作。
10.一种电子器件的制造装置，其特征在于，
所述电子器件的制造装置具备：
权利要求1～9中任一项所述的成膜装置；
掩模储备装置，所述掩模储备装置用于收纳掩模；以及
输送装置，所述输送装置用于输送基板及/或掩模。
11.一种成膜方法，所述成膜方法包括：
在与基板面平行的面内相对地对基板和掩模进行位置调整的对准工序；以及
在所述对准工序之后经由所述掩模在所述基板上进行成膜的成膜工序，
其特征在于，
所述基板具有多个单位成膜区域，所述掩模具有与所述单位成膜区域对应的开口，
所述单位成膜区域是所述基板上的对成膜材料进行成膜的元件形成区域的一部分，
在所述成膜工序中，使所述掩模的开口与所述基板的多个单位成膜区域中的每一个对应，按各所述单位成膜区域依次对成膜材料进行成膜。
12.根据权利要求11所述的成膜方法，其特征在于，
在所述成膜工序中，使所述基板相对于被固定的所述掩模在与基板面平行的面内移动，使所述掩模的开口与所述多个单位成膜区域中的每一个对应。
13.根据权利要求11或12所述的成膜方法，其特征在于，
所述对准工序包括如下工序：在相对于所述多个单位成膜区域中的每一个的所述成膜工序之前，基于分别形成于所述基板和所述掩模的对准标记的相对位置，对所述基板与所述掩模的相对位置进行调整。
14.根据权利要求11或12所述的成膜方法，其特征在于，
所述对准工序包括如下工序：在相对于所述多个单位成膜区域中的每一个的成膜工序之前，基于开口与单位成膜区域的像素的相对位置，对所述单位成膜区域与所述开口的相对位置进行调整。
15.根据权利要求13所述的成膜方法，其特征在于，
所述对准工序包括对所述掩模相对于所述基板整体的相对位置进行调整的第一对准工序和对所述开口相对于所述单位成膜区域中的每一个的相对位置进行调整的第二对准工序。
16.一种成膜方法，所述成膜方法包括：
在与基板面平行的面内相对地对基板和掩模进行位置调整的对准工序；以及
在所述对准工序之后经由所述掩模在所述基板上进行成膜的成膜工序，
其特征在于，
所述基板具有多个单位成膜区域，所述掩模具有与所述单位成膜区域对应的开口，
所述单位成膜区域是所述基板上的对成膜材料进行成膜的元件形成区域的一部分，
在对准工序之后进行将成膜材料成膜于所述多个单位成膜区域中的每一个的所述成膜工序，所述对准工序包括对所述掩模相对于所述基板整体的相对位置进行调整的第一对准工序和对所述开口相对于所述单位成膜区域中的每一个的相对位置进行调整的第二对准工序。
17.一种电子器件的制造方法，其特征在于，
使用权利要求11～16中任一项所述的成膜方法来制造电子器件。
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