JP5232112B2

JP5232112B2 - Deposition equipment

Info

Publication number: JP5232112B2
Application number: JP2009215632A
Authority: JP
Inventors: 大樹亀山; 信広韮沢; 賢治弓場; 行雄落合
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: JP2011065868A

Description

本発明は、有機ＥＬデバイス製造装置及び成膜装置並びに液晶表示基板製造装置に係わり、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成膜装置並びに液晶表示基板製造装置に関する。 The present invention relates to an organic EL device manufacturing apparatus, a film forming apparatus, and a liquid crystal display substrate manufacturing apparatus, and more particularly to an organic EL device manufacturing apparatus, a film forming apparatus, and a liquid crystal display substrate manufacturing apparatus suitable for alignment of a large substrate.

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。 There exists a vacuum evaporation method as an influential method of manufacturing an organic EL device. In vacuum deposition, alignment between the substrate and the mask is necessary. As the size of the processing substrate increases, the size of the G6 generation substrate becomes 1500 mm × 1800 mm. Naturally, when the substrate size is increased, the mask is also increased in size, and the size thereof reaches about 2000 mm × 2000 mm. In particular, when a steel mask is used, an organic EL device has a weight of 300 kg. Conventionally, alignment has been performed with the substrate and mask horizontal. As such a prior art, there is the following Patent Document 1.

特開２００６-３０２８９６号公報JP 2006-302896 A

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７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。 However, in the method of aligning the substrate and mask sideways disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 7, the substrate and the mask are largely bent due to their thinness and weight. If the deflection is uniform, it is sufficient to manufacture the mask in consideration of this, but naturally it becomes difficult to manufacture when the center becomes larger and the substrate size becomes larger. In general, the amount of deflection at the center point is d1> d2, where d1 is the substrate deflection and d2 is the mask deflection. If the substrate deflection is large, the substrate deposition surface comes into contact with the mask and contact scratches occur, so that the substrate cannot be brought into close contact. For this reason, there is a problem that if the alignment is performed with a distance greater than the depth of field, the accuracy is poor and the product becomes defective. In particular, a high-definition screen cannot be obtained with a display device substrate.

従って、本発明の目的は、基板やマスクの撓みを高精度に蒸着できる有機ＥＬデバイス製造装置及び成膜装置並びに液晶表示基板製造装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic EL device manufacturing apparatus, a film forming apparatus, and a liquid crystal display substrate manufacturing apparatus capable of depositing the deflection of a substrate and a mask with high accuracy.

上記目的を達成するために、前記基板を立てた姿勢に保持する基板保持手段と、前記シャドウマスクを保持するアライメントベースと、前記アライメントベースを垂下した姿勢に保持するアライメントベース垂下手段と、前記アライメントベースの垂下された垂下平面での前記アライメントベース回転の動きに追随する送り手段を有するアライメントベース支持手段と、前記基板とシャドウマスクに設けられたアライメントマークを撮像するアライメント光学手段と、前記垂下姿勢の状態で前記アライメントベースを駆動するアライメント駆動手段と、前記アライメント光学手段の結果に基づいて前記アライメント駆動手段を制御する制御手段とを有することを第１の特徴とする。 In order to achieve the above object, a substrate holding means for holding the substrate in an upright position, an alignment base for holding the shadow mask, an alignment base hanging means for holding the alignment base in a suspended position, and the alignment Alignment base support means having feed means for following the movement of rotation of the alignment base on the drooping plane of the base, alignment optical means for imaging alignment marks provided on the substrate and the shadow mask, and the hanging posture The first feature is that it has alignment driving means for driving the alignment base in this state and control means for controlling the alignment driving means based on the result of the alignment optical means.

また、上記目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記アライメントベース支持手段は、前記垂下平面での一定方向の動きを吸収し、前記送り手段と機能的に連結された伸縮手段を有することを第２の特徴とする
さらに、上記目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記機能的とは接続された状態であり、前記送り手段は前記アライメントベースの周辺部を移動し、前記伸縮手段は前記真空チャンバの内壁又は前記真空チャンバ内に設けられた構造物に設けられたことを第３の特徴とする。 In order to achieve the above object, in addition to the first feature, the alignment base support means absorbs movement in a certain direction on the drooping plane, and includes expansion / contraction means functionally connected to the feeding means. Further, in order to achieve the above object, in addition to the second feature, the functional is connected, and the feeding means moves around the periphery of the alignment base. A third feature of the present invention is that the expansion / contraction means is provided on an inner wall of the vacuum chamber or a structure provided in the vacuum chamber.

また、上記目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記機能的とは接続された状態であり、前記送り手段は前記真空チャンバの内壁又は前記真空チャンバ内に設けられた構造物上を移動し、前記伸縮手段は前記アライメントベースの周辺部に設けられたことを第４の特徴とする。 In order to achieve the above object, in addition to the second feature, the functional means is in a connected state, and the feeding means is provided on an inner wall of the vacuum chamber or a structure provided in the vacuum chamber. The fourth feature is that the expansion / contraction means is provided in a peripheral portion of the alignment base.

さらに、上記目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記機能的とは前記送り手段が前記伸縮手段の一端に設けられた面部を移動する状態であり、送り手段及び前記伸縮手段の他端の一方が前記アライメントベースの周辺部に設けられ、他方が前記真空チャンバの内壁又は前記真空チャンバ内に設けられた構造物上に設けられたことを第５の特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, in addition to the second feature, the functional means a state in which the feeding means moves on a surface portion provided at one end of the expansion / contraction means. A fifth feature is that one of the other ends is provided at a peripheral portion of the alignment base, and the other is provided on an inner wall of the vacuum chamber or a structure provided in the vacuum chamber.

さらに、上記目的を達成するために、第２乃至第５のいずれかの特徴に加え、前記伸縮手段はバランスシリンダを有し、前記真空チャンバの外に設置されていことを第６の特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, in addition to any of the second to fifth features, the sixth feature is that the expansion / contraction means has a balance cylinder and is installed outside the vacuum chamber. .

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あるいは液晶表示基板製造装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the bending of a board | substrate and a mask can be reduced, and the organic EL device manufacturing apparatus or film-forming apparatus which can be deposited with high precision, or a liquid crystal display substrate manufacturing apparatus can be provided.

本発明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。It is a figure which shows the organic EL device manufacturing apparatus which is embodiment of this invention. 本発明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。FIG. 2 is a schematic diagram and an operation explanatory diagram of configurations of a transfer chamber and a processing chamber according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態であるアライメント部の構成とアライメントベース支持部の第１の実施例を示す図である。It is a figure which shows the structure of the alignment part which is embodiment of this invention, and the 1st Example of an alignment base support part. 本発明の実施形態であるシャドウマスクを示す図であるIt is a figure which shows the shadow mask which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態であるアライメントベース支持部の第１から第３の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 1st to 3rd Example of the alignment base support part which is embodiment of this invention. 本発明の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。It is a figure which shows the basic composition of the alignment optical system which is embodiment of this invention. 従来技術の課題を説明する図である。It is a figure explaining the subject of a prior art.

発明の第１の実施形態を図１から図６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、基板を洗浄したりする。図１はその製造装置の一例を示したものである。 A first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. Organic EL device manufacturing equipment is not simply a structure in which a light emitting material layer (EL layer) is formed and sandwiched between electrodes, but a hole injection layer or transport layer on the anode, and an electron injection layer or transport layer on the cathode. A multilayer structure in which various materials are formed as a thin film is formed, and a substrate is cleaned. FIG. 1 shows an example of the manufacturing apparatus.

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３、前記基板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３あるいは次工程(封止工程)との間の設置された６つの受渡室４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。 The organic EL device manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment is roughly divided into a load cluster 3 that carries a substrate 6 to be processed, four clusters (A to D) that process the substrate 6, between each cluster, or between the cluster and the load cluster 3. Or it is comprised from the six delivery chambers 4 installed between the following processes (sealing process). In this embodiment, the substrate is transported with the deposition surface of the substrate as the upper surface, and the substrate is erected and deposited when vapor deposition is performed.

ロードクラスタ３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３１と前記ロードロック室３１から基板６(以下、単に基板という)を受取り、旋回して受渡室４aに基板６を搬入する搬送ロボット５Ｒからなる。各ロードロック室３１及び各受渡室４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３あるいは次のクラスタ等へ基板を受渡する。 The load cluster 3 receives a substrate 6 (hereinafter simply referred to as a substrate) from the load lock chamber 31 having the gate valve 10 and the load lock chamber 31 in order to maintain a vacuum in the front-rear direction, and rotates to receive the substrate 6 in the delivery chamber 4a. Is comprised of a transfer robot 5R. Each load lock chamber 31 and each delivery chamber 4 have a gate valve 10 in the front and rear, and deliver the substrate to the load cluster 3 or the next cluster or the like while maintaining the vacuum by controlling the opening and closing of the gate valve 10.

各クラスタ(Ａ〜Ｄ)は、一台の搬送ロボット５を有する搬送チャンバ２と、搬送ロボット５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が設けてある。
図１における処理チャンバ１の構成は処理内容によって異なるが、真空で発光材料を蒸着し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。 Each cluster (A to D) includes a transfer chamber 2 having a single transfer robot 5 and two processing chambers 1 (first) arranged on the top and bottom of the drawing for receiving a substrate from the transfer robot 5 and performing a predetermined process. 1 subscripts a to d indicate clusters, and second subscripts u and d indicate upper and lower sides). A gate valve 10 is provided between the transfer chamber 2 and the processing chamber 1.
Although the configuration of the processing chamber 1 in FIG. 1 varies depending on the processing content, a vacuum deposition chamber 1bu in which a light emitting material is deposited in vacuum to form an EL layer will be described as an example.

図２は、図１に示す搬送チャンバ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。搬送ロボット５は、全体を上下に移動可能（図２矢印５９参照）で、左右に旋回可能なリンク構造のアーム５７を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド５８を有する。搬送ロボット５は受渡室４ａから基板を受取り、または真空蒸着チャンバ１ｂｕに基板を搬入し、あるいは蒸着された基板を真空蒸着チャンバ１ｂｕから搬出し、受渡室４ｂまたは真空蒸着チャンバ１ｂｄに搬送する。 FIG. 2 is a schematic diagram and an operation explanatory diagram of the configuration of the transfer chamber 2b and the vacuum deposition chamber 1bu shown in FIG. The transfer robot 5 can move up and down as a whole (see arrow 59 in FIG. 2), has a link-structured arm 57 that can be swung left and right, and has a comb-like hand 58 for transferring a substrate at the tip. The transfer robot 5 receives the substrate from the delivery chamber 4a or carries the substrate into the vacuum deposition chamber 1bu, or unloads the deposited substrate from the vacuum deposition chamber 1bu and transports it to the delivery chamber 4b or the vacuum deposition chamber 1bd.

一方、真空蒸着チャンバ１ｂｕは、大別して発光材料を蒸発(昇華)させ基板６に蒸着させる蒸着部７と、基板６とシャドウ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、及び搬送ロボット５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からなる。アライメント部８と処理受渡部９は右側Ｒラインと左側Ｌラインの２系統設ける。 On the other hand, the vacuum deposition chamber 1bu is roughly divided into a vapor deposition section 7 for evaporating (sublimating) the luminescent material and depositing it on the substrate 6, and an alignment section for aligning the substrate 6 and the shadow mask and depositing on a necessary portion of the substrate 6. 8 and a transfer robot 5 and a processing delivery unit 9 for delivering the substrate to the vapor deposition unit 7. The alignment unit 8 and the processing delivery unit 9 are provided in two systems, a right R line and a left L line.

処理受渡部９は、搬送ロボット５の櫛歯状ハンド５８と干渉することなく基板６を受渡し可能とする櫛歯状ハンド９１と、前記櫛歯状ハンド９１上にあり基板６を固定して載置し、その基板６を旋回させて立て、さらにアライメント部８に接近させる基板旋回接近手段９３を有する。前記固定する手段としては、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で構成し、少なくとも基板を立てたときの上部側９４ｕに設ける。本実施形態では、基板保持手段は基板旋回接近手段９３と静電吸着や機械的クランプ等からなる。 The processing delivery unit 9 is provided with a comb-like hand 91 that can deliver the substrate 6 without interfering with the comb-like hand 58 of the transport robot 5, and the substrate 6 that is on the comb-like hand 91 and is fixedly mounted. And a substrate turning approaching means 93 for turning the substrate 6 upright and approaching the alignment unit 8. The fixing means is constituted by electrostatic adsorption or mechanical clamp in consideration of being in a vacuum, and is provided at least on the upper side 94u when the substrate is erected. In the present embodiment, the substrate holding means includes a substrate turning approaching means 93 and electrostatic adsorption or mechanical clamp.

図３に本実施形態によるアライメント部８を示す。本実施形態では、図３に示すように、基板６とシャドウマスクを概ね垂直に立てて行なう。また、アライメントのための機構部は、可能な限り、真空蒸着チャンバ１ｂｕの外側である大気側に、具体的には真空蒸着チャンバ１ｂｕ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１ｂu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。
本実施形態では、アライメント時は、基板６を固定し、シャドウマスク８１を移動させ、基板６の必要な部分に蒸着させることができるように位置合せをする。 FIG. 3 shows the alignment unit 8 according to the present embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the substrate 6 and the shadow mask are set up substantially vertically. Further, as much as possible, the mechanism for alignment is provided on the atmosphere side outside the vacuum deposition chamber 1bu, specifically, on the upper wall 1T of the vacuum deposition chamber 1bu or below the lower wall 1Y. Moreover, what must be provided in the vacuum evaporation chamber 1bu is provided with a convex portion provided from the atmosphere portion.
In this embodiment, at the time of alignment, the substrate 6 is fixed, the shadow mask 81 is moved, and alignment is performed so that vapor deposition can be performed on a necessary portion of the substrate 6.

以下、アライメント部８の機構とその動作について説明する。
アライメント部８は、シャドウマスク８１、シャドウマスク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即ちシャドウマスク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と協調してシャドウマスク８１の姿勢を規定するアライメントベース支持部８４、基板６と前記シャドウマスク８１に設けられた後述する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６０からなる。 Hereinafter, the mechanism and operation of the alignment unit 8 will be described.
The alignment unit 8 holds a shadow mask 81, an alignment base 82 that fixes the shadow mask 81, and an alignment base 82, and an alignment driving unit 83 that defines the orientation of the alignment base 82, that is, the shadow mask 81 in the XZ plane, and an alignment base 82. , And an alignment optical system 85 for detecting an alignment mark (described later) provided on the substrate 6 and the shadow mask 81, in cooperation with the alignment drive unit 83 and defining the posture of the shadow mask 81. And a control device 60 that processes the image of the alignment mark to determine the alignment amount and controls the alignment driving unit 83.

まず、シャドウマスク８１を図４示す。シャドウマスク８１は、マスク８１Ｍとフレーム８１Ｆからなり、例えばＧ６の基板サイズ１５００ｍｍ×１８００ｍｍに対する寸法は２０００ｍｍ×２０００ｍｍ程度になり、その重量は３００Ｋｇにもなる。マスク８１Ｍには、蒸着位置を規定するための窓がある。例えば赤(Ｒ)を発光する蒸着膜を成膜するときはＲに対応する部分に窓がある。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。 First, the shadow mask 81 is shown in FIG. The shadow mask 81 includes a mask 81M and a frame 81F. For example, the size of G6 with respect to a substrate size of 1500 mm × 1800 mm is about 2000 mm × 2000 mm, and its weight is also 300 kg. The mask 81M has a window for defining the deposition position. For example, when a deposited film that emits red (R) is formed, there is a window at a portion corresponding to R. The size of the window varies depending on the color, but on average is about 30 μm in width and about 150 μm in height. The thickness of the mask 81M is about 50 μm and tends to be thinner in the future. On the other hand, the mask 81M has four alignment marks 81m, two coarse alignment marks 81mr, and six alignment marks 81m. Correspondingly, alignment marks 6m are provided at a total of six locations, including four fine alignment marks 6ms and two coarse alignment marks 6mr.

図３に示すアライメントベース８２は、シャドウマスク８１の上部及び下部を保持する保持部８２u、８２ｄを有し、シャドウマスク８１の裏側は基板６に蒸着できるように回の字ように空洞になっている。また、アライメントベース８２は、その上部両端側に設けた２ヶ所の回転支持部８１a、８１bで垂下されており、その２ヶ所のそれぞれの下方に設けられた後述するアライメントベース支持部８４Ｌ，８４Ｒによって回転可能に支持されている。 The alignment base 82 shown in FIG. 3 has holding portions 82 u and 82 d for holding the upper and lower portions of the shadow mask 81, and the back side of the shadow mask 81 is hollow like a round shape so that it can be deposited on the substrate 6. Yes. In addition, the alignment base 82 is suspended by two rotation support portions 81a and 81b provided at both upper ends of the alignment base 82, and the alignment base support portions 84L and 84R, which will be described later, provided below the two locations. It is rotatably supported.

次に、シャドウマスク８１の姿勢を規定するアライメント駆動部８３とアライメントベース支持部８４について説明する。先ず、アライメント時のアライメントベース８２の動きを説明し、その後アライメント駆動部８３の構成と動作、アライメント駆動部８３によって動作するアライメントベース支持部８４の構成と動作を説明する。 Next, the alignment drive unit 83 and the alignment base support unit 84 that define the posture of the shadow mask 81 will be described. First, the movement of the alignment base 82 during alignment will be described, and then the configuration and operation of the alignment drive unit 83 and the configuration and operation of the alignment base support unit 84 operated by the alignment drive unit 83 will be described.

アライメント駆動部８３はアライメントベース８２を垂下する２つの回転支持部のうち回転支持部８１ａをＺ方向に主動(アクティブに駆動)し、回転支持部８１ｂをＺ(垂下)方向及びＸ(垂下方向と垂直)方向に主動する。その結果、アライメントベース８２のＺ位置の回転量Δθｂは回転支持部８１ａ、８１ｂのＺ方向の移動差で、その移動量ΔＺｂは両者のＺ方向の移動差に回転に伴う変動を加えた量で、そのＸ位置の補正量ΔＸｂは回転支持部８１ｂのＸ方向の移動に前記回転に伴う変動を加えた量で決まる。そこで、基板とシャドウマスク８１とのアライメント量であるＸ、Ｚ方向の移動量ΔＸ、ΔＺと、回転補正量Δθを後述するアライメント光学系８５により求めれば、アライメント駆動部８３の制御量が決まり、アライメントされることになる。また、回転支持部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回転補正を精度良くできる利点がある。 The alignment drive unit 83 mainly drives (actively drives) the rotation support unit 81a in the Z direction among the two rotation support units that hang down the alignment base 82, and moves the rotation support unit 81b in the Z (hanging) direction and the X (hanging direction). Mainly moves in the (vertical) direction. As a result, the rotation amount Δθb at the Z position of the alignment base 82 is a movement difference in the Z direction between the rotation support portions 81a and 81b, and the movement amount ΔZb is an amount obtained by adding a variation due to rotation to the movement difference in both Z directions. The correction amount ΔXb of the X position is determined by an amount obtained by adding the variation accompanying the rotation to the movement of the rotation support portion 81b in the X direction. Therefore, if the movement amounts ΔX and ΔZ in the X and Z directions, which are the alignment amounts between the substrate and the shadow mask 81, and the rotation correction amount Δθ are obtained by the alignment optical system 85 described later, the control amount of the alignment driving unit 83 is determined. Will be aligned. Further, the longer the distance between both of the rotation support portions 81a and 81b, there is an advantage that the rotation correction can be accurately performed for the same movement in the Z direction.

次に、上述した回転支持部８１a、８１ｂを駆動するシャドウマスク駆動部８３を説明する。シャドウマスク駆動部８３は、真空蒸着チャンバ１ｂuの上部壁１Ｔ上の大気中に設けられ、回転支持部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８３Ｚ全体をＸ方向に移動させるＸ駆動部８３Ｘとを有する右駆動部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構成であるので同じ番号を付し、右駆動部８３Ｒでは一部番号を省略している。 Next, the shadow mask drive unit 83 that drives the rotation support units 81a and 81b described above will be described. The shadow mask drive unit 83 is provided in the atmosphere on the upper wall 1T of the vacuum deposition chamber 1bu, and includes a left drive unit 83L having a Z drive unit 83Z that moves the rotation support unit 81a in the Z direction, and a rotation support unit 81b. Like the left drive unit 83L, the drive unit 83 includes a right drive unit 83R having a Z drive unit 83Z that moves in the Z direction and an X drive unit 83X that moves the entire Z drive unit 83Z in the X direction. Since the Z drive units of the left and right drive units 83L and 83R have basically the same configuration, the same numbers are given, and some numbers are omitted in the right drive unit 83R.

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上に固定され、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方向に移動させる。アライメント軸８３aは、その上部に連結した連結棒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、各アライメント軸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を介して動作する。 The Z drive unit 83Z will be described by taking the left drive unit 83L as an example. As described above, the Z drive unit 83Z is fixed on the Z drive unit fixing plate 83k that follows the rail 83r in the X direction. The Z direction drive motor 83zm moves the connecting rod 83j through the ball screw 83n and the taper 83t in the Z direction. Move to. The alignment shaft 83a is moved in the Z direction by a connecting rod 83j connected to the upper portion of the alignment shaft 83a. The taper 83t is provided to prevent the lost motion in the Z direction by using the gravity of the alignment base 82 or the like, and as a result, there is an effect that the hysteresis is eliminated and the target value is converged quickly. Each alignment shaft 83a operates through a bellows 83v having one end fixed to a seal portion (not shown) provided on the upper wall 1T of the vacuum deposition chamber 1bu.

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１ｂu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に伝達するなど基本的にはＺ軸駆動部８３Ｚと同じ構造を有するが、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回転支持部８１ａをＸ方向に従動させるパワーが必要である。 In addition to the Z drive unit 83Z, the right drive unit 83R is fixed to the upper wall 1T of the vacuum deposition chamber 1bu, and the Z drive unit fixing plate 83k on which the Z drive unit 83Z is mounted extends along the X-axis rail 83r. And an X driving unit 83X for driving the motor. The driving method of the X driving unit 83X has basically the same structure as the Z-axis driving unit 83Z, such as transmitting the rotational force of the X direction driving motor 83xm to the ball screw 83n, but the driving force rotationally drives the alignment base 82. And the power which drives the rotation support part 81a to a X direction via an alignment base is required.

上述左右駆動部８３Ｌ、８３Ｒのアライメント８３a軸は、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、左右駆動部８３Ｒ、８３Ｌのアライメント８３a軸は、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性を有する。 The alignment 83a axis of the left and right drive units 83L and 83R moves in parallel to the Z direction and / or in the X direction without being inclined by the spline 83s. Further, since the alignment 83a axis of the left and right drive units 83R and 83L also moves in the X direction, the bellows 83v also has a degree of freedom in the X direction, and has flexibility in the right and left as well as expansion and contraction.

次に、アライメントベース支持部８４を説明する。アライメントベース支持部８４は、アライメントベース８２のＸ方向、Ｚ方向の移動とＸＺ平面での回転とによるアライメント動作に、Ｚ方向の伸縮機能とＸ方向への送り機能により追随し、アライメントベース８２を下から支え、確実にアライメントをできるようにする役目を有する。 Next, the alignment base support portion 84 will be described. The alignment base support portion 84 follows the alignment operation by the movement of the alignment base 82 in the X and Z directions and the rotation in the XZ plane by the expansion / contraction function in the Z direction and the feed function in the X direction. It has a role to support from below and to ensure alignment.

アライメントベース支持部８４は、アライメントベース８２の上部両端側に設けた２ヶ所の回転支持部８１a、８１bに対応するように、アライメントベース８２の下部両端側に２ヶ所８４Ｌ，８４Ｒが設けられている。アライメントベース支持部８４は、下部中心部に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２ヶ所設けている。両アライメントベース支持部８４は基本的には同一構造を有するので、代表して８４Ｒを説明する。図５(ａ)にアライメントベース支持部８４の拡大図を示す。 The alignment base support portion 84 is provided with two locations 84L and 84R on the lower end sides of the alignment base 82 so as to correspond to the two rotation support portions 81a and 81b provided on the upper end sides of the alignment base 82. . The alignment base support portion 84 may be provided at one location in the lower center portion, but in this embodiment, two locations are provided for stable operation. Since both alignment base support portions 84 basically have the same structure, 84R will be described as a representative. FIG. 5A shows an enlarged view of the alignment base support portion 84.

アライメントベース支持部８４は、Ｚ方向の伸縮機能の果たすバランスシリンダ８４ｄと、Ｘ方向への送り機能を果たすシリンダロット８４ｋの先端に設けられ、アライメントベース８２の底部の凹部８２ｒを回転するローラ８４ｒとを有する。バランスシリンダ８４は、真空蒸着チャンバ１ｂuの下部壁１Ｙ外の大気中に設けたアライメント支持部固定台８４ｂに固定されている。シリンダロット８４ｋは下部壁１Ｙに設けた真空シール部８４ｃに一端を固定されたベローズ８４ｖを介してローラ固定部８４ｆに連結されている。この機構は、アライメントベース８２の上下に移動に伴いローラ８４ｒを上下に移動させ、アライメントベースの８２の回転及び又はＸ方向の移動の移動に伴ってローラ８４ｒを回転させる。 The alignment base support portion 84 is provided at the tip of a balance cylinder 84d that performs an expansion / contraction function in the Z direction, and a cylinder lot 84k that performs a feeding function in the X direction, and a roller 84r that rotates a recess 82r at the bottom of the alignment base 82 Have The balance cylinder 84 is fixed to an alignment support portion fixing base 84b provided in the atmosphere outside the lower wall 1Y of the vacuum deposition chamber 1bu. The cylinder lot 84k is connected to the roller fixing portion 84f via a bellows 84v having one end fixed to a vacuum seal portion 84c provided on the lower wall 1Y. This mechanism moves the roller 84r up and down as the alignment base 82 moves up and down, and rotates the roller 84r as the alignment base 82 rotates and / or moves in the X direction.

このように、バランスシリンダ８４ｄによりローラ８４ｒは常にアライメントベース８２の動きに追随し、アライメントベース支持部８４を支えることができる。また、このときのアライメントベース８２の動きも滑らかである。 In this way, the roller 84r can always follow the movement of the alignment base 82 by the balance cylinder 84d and can support the alignment base support portion 84. Further, the movement of the alignment base 82 at this time is also smooth.

図５（ｂ）はアライメントベース支持部８４の第２の実施例を示す。第２の実施例は第１の実施例と、伸縮機能を果たす機構については基本的には同じであるが、送り機能を果たす機構が異なる。異なる点は以下のとおりである。第１はローラ８４ｒがアライメントベース８２に設けられている点である。第２はローラ固定部８４ｆの代わりにローラ回転板８４ｇを設けている点である。この機構によって、アライメントベース８２が移動、回転すると、ローラ８４ｒがローラ回転板８４ｇ上を回転し移動し、送り機能を果たすことができる。
本実施例においても、第１の実施例同様に、アライメントベース８２を滑らかに支えることができる。 FIG. 5B shows a second embodiment of the alignment base support portion 84. The second embodiment is basically the same as the first embodiment in terms of the mechanism that performs the telescopic function, but the mechanism that performs the feeding function is different. The differences are as follows. The first is that the roller 84r is provided on the alignment base 82. The second is that a roller rotating plate 84g is provided instead of the roller fixing portion 84f. With this mechanism, when the alignment base 82 moves and rotates, the roller 84r rotates and moves on the roller rotating plate 84g, thereby achieving a feeding function.
Also in this embodiment, the alignment base 82 can be smoothly supported as in the first embodiment.

図５（ｃ）はアライメントベース支持部８４の第３の実施例を示す。第３の実施例は第１の実施例の接続を逆にした例である。即ち、大気中に設けられたバランスシリンダ８４ｄのシリンダロット８４ｋはベローズ８４ｖ、真空シール部８４ｃを介してアライメントベース８２に固定されている。バランスシリンダ８４ｄのシリンダロット８４ｋの反対側にはローラ８４ｒが設けられており、そのローラがアライメント支持部固定台８４ｂ上を回転する。この機構によって、伸縮機能と送り機能を果たすことができる。
本実施例は、アライメントベース支持部８４が右駆動部８３ＲのＸ駆動部８３Ｘの多少負荷になるが、第１、第２の実施例同様に、アライメントベース８２を滑らかに支えることができる。
また、バランスシリンダ８４のバランス力の発生源としては、エア、圧縮バネ等を用いることができる。さらに、ローラの代わりに、シリンダロッド８４の先端に球状のものを埋め込んだり、その先端の摩擦力を低減する材料をコーテングし、その先端をアライメントベース８２上を摺動させたりしてもよい。 FIG. 5C shows a third embodiment of the alignment base support portion 84. The third embodiment is an example in which the connection of the first embodiment is reversed. That is, the cylinder lot 84k of the balance cylinder 84d provided in the atmosphere is fixed to the alignment base 82 via the bellows 84v and the vacuum seal portion 84c. A roller 84r is provided on the opposite side of the cylinder lot 84k of the balance cylinder 84d, and the roller rotates on the alignment support fixing base 84b. By this mechanism, an expansion / contraction function and a feeding function can be achieved.
In the present embodiment, the alignment base support portion 84 is somewhat loaded on the X drive portion 83X of the right drive portion 83R, but the alignment base 82 can be smoothly supported as in the first and second embodiments.
Moreover, air, a compression spring, etc. can be used as a generation source of the balance force of the balance cylinder 84. Further, instead of the roller, a spherical object may be embedded at the tip of the cylinder rod 84, or a material that reduces the frictional force at the tip may be coated, and the tip may be slid on the alignment base 82.

上述のようにアライメント駆動部８３によってアライメントベース８２がＸ、Ｚ方向に移動し、あるいは回転支持部８１ａまたは８１ｂを中心にＸＺ平面で回転しても、主動(アクティブに駆動)する機構を有することなくアライメントベース支持部の簡単な機構で、アライメントベース８２を安定して支持することができる。 As described above, even if the alignment base 82 is moved in the X and Z directions by the alignment drive unit 83 or rotated on the XZ plane around the rotation support portion 81a or 81b, it has a mechanism that is driven (actively driven). The alignment base 82 can be stably supported with a simple mechanism of the alignment base support portion.

上記のアライメント部の実施形態では、２ヶ所の回転支持部８１をＸ、Ｚ方向に主動(アクティブに駆動)し、アライメントベース８２の下部に設けた２箇所のアライメントベース支持部８４でアライメントベースを支持し基板６とシャドウマスク８１とのアライメントを実施している。そのほかに種々のアライメントベースの支持方法が考えられる。例えば、アライメントベースやシャドウマスクの重量を支える役目を果たさないが、アライメントベースの下部に設けたアライメントベース支持部８４をアライメントベースの下側側部に左右１ヶ所づつ設けてもよい。さらに、アライメントベース支持部８４アライメントベースを前後に挟むように前後にアライメントベース支持部８４を設け、例えば、アライメントベース支持部の先端にアライメントベースの２次元的な動きに追随できるローラを設けてもよい。この場合は、必ずしも伸縮機能は必要ではない。 In the embodiment of the alignment unit described above, the two rotation support portions 81 are principally driven (actively driven) in the X and Z directions, and the alignment base is supported by the two alignment base support portions 84 provided below the alignment base 82. The supporting substrate 6 and the shadow mask 81 are aligned. In addition, various alignment base support methods are conceivable. For example, although it does not play the role of supporting the weight of the alignment base or the shadow mask, the alignment base support portion 84 provided at the lower portion of the alignment base may be provided on the lower side portion of the alignment base one by one on the left and right. Further, the alignment base support portion 84 may be provided at the front and back so as to sandwich the alignment base in the front and rear, and for example, a roller that can follow the two-dimensional movement of the alignment base is provided at the tip of the alignment base support portion. Good. In this case, the expansion / contraction function is not necessarily required.

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。 Next, the alignment optical system 85 will be described. The alignment optical system includes four fine alignment optical systems 85s for the four fine alignment marks 81ms and two coarse alignment optical systems 85r for the two coarse alignment marks 81m so that the alignment marks described above can be imaged independently. These are composed of a total of six optical systems.

図６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、シャドウマスク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。 FIG. 6 shows the basic configuration of the six alignment optical systems. The basic configuration of the optical system is fixed to the alignment base 82 side with the shadow mask 81 in between, the light source 85k that is irradiated to the upper portion 1T of the vacuum deposition chamber 1bu and irradiated through the optical window 85w, and a blocking arm 85as described later. The light source side reflection mirror 85 km is provided, and the imaging camera side reflection mirror 85 cm attached to the arm 85 a from the imaging camera storage cylinder 85 t and the imaging camera 85 c which is the imaging means stored in the imaging camera storage cylinder 85 t are provided on the substrate 6 side. In addition, it has a so-called transmission type configuration.
The imaging camera storage cylinder 85t, the arm 85a, and the like can be moved by the bellows 85v to the position of the arm 85a indicated by a broken line so as not to obstruct the trajectory K when the substrate is in the vertical posture.

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シャドウ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。 Since it is a transmissive type, the mask 81M is provided with a quadrangular through hole alignment mark 81m so that light can pass, and the frame 81F is also provided with a cylindrical through hole 81k. On the other hand, the alignment mark 6m of the substrate 6 is a sufficiently small mark compared to the alignment mark 81m of the shadow mask made of a metallic rectangle on the light-transmitting substrate.

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６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。 If the through hole 81k is provided, the vapor deposition material enters the through hole during vapor deposition and is vapor deposited on the alignment mark. Therefore, alignment cannot be performed from the next step. In order to prevent this, the vapor deposition material is shielded from entering the through hole 81k during vapor deposition. In this embodiment, the arm to which the light source side reflecting mirror is attached during alignment blocks an effective area for vapor deposition during vapor deposition, so that the arm can be moved and has a structure that shields the through hole 81k during vapor deposition. 85 as. The shield arm 85as is expanded and contracted by a connecting rod 85b driven up and down by a driving unit (not shown) provided on the atmosphere side, and one end thereof is driven via a bellows 85v fixed to the seal portion 85s. The broken line shown in FIG. 6 shows the shielding state, and the solid line shows the alignment state.

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、シャドウマスクのフレーム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。 In the above embodiment, the light source side reflecting mirror 85km is attached to the blocking arm 85as. However, if the shadow mask frame 81F is sufficiently thick, the frame 81F is provided with an L-shaped through hole 81k, and the light source side reflecting mirror is provided. It is also possible to incorporate 85 km. In that case, a shielding arm is not necessary.
Moreover, in the said embodiment, since the light source side reflection mirror 85km interrupted | blocked a vapor deposition area | region at the time of alignment, the shielding arm was moved, but when not interrupting, a shielding arm can be fixed.

一方、カメラ収納筒８５ｔは、図３に示すように真空蒸着チャンバ１ｂu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（番号は図６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。 On the other hand, the camera storage cylinder 85t has a structure protruding from the upper part 1T of the vacuum deposition chamber 1bu as shown in FIG. 3, and an optical window 85w is provided at the tip to maintain the imaging camera 85c on the atmosphere side and alignment. The marks 6m and 81m can be imaged (see FIG. 6 for numbers).
In the above embodiment, the imaging camera side reflection mirror is provided in a vacuum, but the imaging camera storage cylinder 85 may be lengthened and the mirror may be incorporated.

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３に示す基板及びシャドウ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。 The difference in configuration between the precision alignment optical system 85s and the coarse alignment optical system 85r is that the former has a high magnification lens 85h for imaging the alignment with a small field of view and high resolution in order to perform alignment with high accuracy. Is a point. Accordingly, the dimensions of the alignment marks 6m and 81m of the substrate and the shadow mask shown in FIG. 3 are different. In the case of precision, it is one digit or more smaller than coarse, and finally alignment of the order of μm is possible.

従って、精密アライメント時は、視野が外れないようにシャドウマスク８１のアライメント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３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８５ｄをＺ駆動部固定板８３ｋ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。 Therefore, at the time of precision alignment, the precision alignment optical system 85s needs to be moved in accordance with the movement of the alignment 81m of the shadow mask 81 so that the field of view does not deviate. Therefore, as shown in FIG. 3, in the precision alignment optical system 85s on the upper side of the alignment base, the fixing plate 85d for fixing the imaging camera 85c is connected to the Z driving portion fixing plate 83k to be followed. Alternatively, a stage with a motor may be provided and followed by numerical control.

一方、アライメントベースの下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をカメラ収納筒８５ｔに固定し、カメラ収納筒を連結部８５ｂでアライメントベース８２に接続し追随させる。なお、図３に示す真空シール８５ｓ及びベローズ８５ｖはカメラ収納筒８５ｔの追随自由度を確保するためのものである。 On the other hand, in the precision alignment optical system 85s on the lower side of the alignment base, the imaging camera 85c is fixed to the camera storage tube 85t, and the camera storage tube is connected to the alignment base 82 by the connecting portion 85b to be followed. Note that the vacuum seal 85s and the bellows 85v shown in FIG. 3 are for ensuring the degree of freedom of tracking of the camera storage tube 85t.

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８５ｄを設けている。
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。 The coarse alignment optical system 85r is provided with a camera alignment stage 85d so that the position can be adjusted at the time of initial attachment.
In the above embodiment, six alignment optical types are used. However, depending on the required accuracy of alignment, there is no need to provide a coarse alignment optical system, and there are no four precision alignment optical systems. There should be at least two.

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、アライメントベース支持部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
最後に、本機構を用いた真空蒸着チャンバにおける処理動作をアライメント動作を主体に説明する。 In the embodiment of the alignment unit 8, the alignment driving unit 83, the alignment base support unit 84, and the alignment optical system 85 are provided on the atmosphere side above or below the vacuum deposition chamber 1 bu, but the atmosphere on the side wall side of the vacuum deposition chamber 1 bu. May be provided. Of course, it may be dispersed in the upper part, the lower part, and the side wall part. Finally, the processing operation in the vacuum deposition chamber using this mechanism will be described mainly with the alignment operation.

以下、真空蒸着チャンバ１ｂuに基板が搬入された後の処理フローを示す。(1)まず、図３に示すＲラインに搬入された基板６の上部を基板載置台に固定し、その後概ね垂直に立てて撓みを解消する。(２)基板６から一定の距離離した状態で、粗アライメントマークにより粗アライメントを実施し、粗アライメントにおける位置ズレを検出し、粗補正量を求める。(３)その粗補正量に基づき図３に示すＺＸ平面でシャドウマスク８１を移動させ、粗位置合せをする。(４)一定の距離を保ったままで、精密アライメントマークで精密アライメントを実施し、精密アライメントにおける位置ズレを検出し、精密補正量を求める。(５)その精密補正量に基づき図３に示すＺＸ平面でシャドウマスク８１を移動させ、精密位置合せをする。(６)基板６とシャドウマスク８１を密着させる。(７)(３)のアライメント結果(位置ズレ)を検出する。(８)位置ズレ量が許容範囲なら図２に示すＬラインの基板の蒸着終了を待つ。(９)Ｌラインの蒸着が終了したら、蒸発源７１をＲラインに移動させ蒸着する。(１０)(８)において位置ズレ量が許容範囲外なら、一度両者を離し、精密アライメントするために(４)に戻る。 Hereinafter, a processing flow after the substrate is carried into the vacuum deposition chamber 1bu is shown. (1) First, the upper part of the substrate 6 carried in the R line shown in FIG. 3 is fixed to the substrate mounting table, and then it is raised substantially vertically to eliminate the bending. (2) Coarse alignment is performed with a coarse alignment mark in a state where the substrate 6 is separated from the substrate 6, a positional shift in the coarse alignment is detected, and a coarse correction amount is obtained. (3) Based on the rough correction amount, the shadow mask 81 is moved on the ZX plane shown in FIG. (4) Precise alignment is performed with a precision alignment mark while maintaining a certain distance, and a positional deviation in the precision alignment is detected to obtain a precision correction amount. (5) Based on the precise correction amount, the shadow mask 81 is moved on the ZX plane shown in FIG. (6) The substrate 6 and the shadow mask 81 are brought into close contact with each other. (7) The alignment result (positional deviation) of (3) is detected. (8) If the positional deviation amount is within the allowable range, the process waits for the completion of the deposition of the L-line substrate shown in FIG. (9) When the vapor deposition of the L line is completed, the vapor deposition is performed by moving the evaporation source 71 to the R line. (10) If the amount of misalignment is outside the allowable range in (8), release both and return to (4) for precise alignment.

上記において、粗アライメントの位置合せは、２台の撮像カメラ８５ｃで撮像し、基板6に設けられた図２の引出し図に示すようにシャドウマスク８１と基板６のアライメントマーク８１ｍｒ、６ｍｒを撮像し、２つのアライメントマークの中間点を基準に一義的に位置合わせすることができる。一方、精密アライメントは基板の四隅近くに4つのアライメントマークを設け、基板の中心点を基準に補正する。理論的には２つで一義的に決まるのに対し、４つは情報過多である。これは４隅の情報により四隅のズレが最小になるように基板の中心点を中心に決定することによって、基板６とシャドウマスク８１とのズレが小さくなり、製品として有効に使用できる面積を大きくとるためである。粗アライメントように上部中点を基準にすると、下部側の歪が大きくなり製品として利用できる面積が少なくなる。 In the above, the alignment of the coarse alignment is imaged by the two imaging cameras 85c, and the shadow mask 81 and the alignment marks 81mr and 6mr of the substrate 6 are imaged as shown in the drawing of FIG. It is possible to perform unambiguous alignment based on the midpoint between the two alignment marks. On the other hand, in precision alignment, four alignment marks are provided near the four corners of the substrate, and correction is performed based on the center point of the substrate. Theoretically, two are uniquely determined, while four are information-rich. This is because the information on the four corners determines the center point of the substrate so as to minimize the deviation of the four corners, thereby reducing the deviation between the substrate 6 and the shadow mask 81 and increasing the area that can be effectively used as a product. It is for taking. If the upper middle point is used as a reference for rough alignment, the distortion on the lower side increases and the area available as a product decreases.

以上説明した本実施形態によれば、特にアクティブ駆動する機構を有しないアライメントベース支持部という簡単な機構で、基板及びシャドウマスクを垂直あるいは概ね垂直にした状態でアライメントできる有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。その結果、基板やシャドウマスクの自重による撓みよる影響を排除でき、位置ズレや基板とシャドウマスクを近接できないことによる膜ボケを解消でき、高精度に蒸着でき、高精彩な基板を製造できる有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。 According to the present embodiment described above, there is provided an organic EL device manufacturing apparatus capable of alignment in a state where the substrate and the shadow mask are vertically or substantially vertically with a simple mechanism called an alignment base support portion that does not have an active drive mechanism. it can. As a result, it is possible to eliminate the influence of bending due to the weight of the substrate and shadow mask, to eliminate positional deviation and film blurring due to the inability of the substrate and shadow mask to be close to each other, and to deposit high-precision, and to produce a high-definition substrate A device manufacturing apparatus can be provided.

また、本実施形態によれば、アライメントに必要な機構において、駆動装置を大気中に設けることで粉塵やガスの発生を抑え、粉塵やガスによる不良蒸着を低減でき、生産性の高いＥＬデバイス製造装置を提供できる。 In addition, according to the present embodiment, in a mechanism necessary for alignment, by providing a driving device in the atmosphere, generation of dust and gas can be suppressed, defective deposition due to dust and gas can be reduced, and high-productivity EL device manufacturing can be achieved. Equipment can be provided.

さらに、本実施形態によれば、アライメントに必要な機構において、駆動装置や発熱する機構あるいは多くのアライメント光学系構成要素を大気中に設けることで保守性の良く、稼働率の高い有機ＥＬデバイス製造装置を提供できる。 Furthermore, according to the present embodiment, in a mechanism necessary for alignment, a drive device, a mechanism for generating heat, or many alignment optical system components are provided in the atmosphere, thereby producing an organic EL device with high maintainability and high operating rate. Equipment can be provided.

また、基板の中心を基準としたアライメントを実施することで製品として有効面積の高い蒸着ができ、即ち歩留まりの高い即ち生産性の高いＥＬデバイス製造装置を提供できる。 Further, by performing alignment based on the center of the substrate, vapor deposition with a high effective area can be performed as a product, that is, an EL device manufacturing apparatus with high yield, that is, high productivity can be provided.

さらに、以上実施形態によれば、アライメントマークを透過型とすることで、確実に基板とシャドウマスクを検出できる信頼性の高いＥＬデバイス製造装置を提供できる。 Furthermore, according to the above-described embodiment, it is possible to provide a highly reliable EL device manufacturing apparatus that can reliably detect the substrate and the shadow mask by using the alignment mark as a transmission type.

以上説明した実施形態では、処理受渡部に基板を水平にして搬送した場合を説明したが、基板を垂直に搬送し、その後アライメントを実施してもよい。 In the embodiment described above, the case where the substrate is transported horizontally to the processing delivery unit has been described. However, the substrate may be transported vertically and then alignment may be performed.

また、上記説明では有機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および成膜方法にも適用できる。 In the above description, the organic EL device has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a film forming apparatus and a film forming method that perform vapor deposition processing in the same background as the organic EL device.

さらに、上記アライメント機構は大気中で行なわれる液晶表示装置などのアライメントにも適用できる。 Further, the alignment mechanism can be applied to alignment of a liquid crystal display device or the like performed in the atmosphere.

１：処理チャンバ１ｂｕ：真空蒸着チャンバ
２：搬送チャンバ３：ロードクラスタ
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６０：制御装置
７１：蒸発源８１：シャドウマスク
８１ａ、８１ｂ：回転支持部８１ｍ：シャドウマスクのアライメントマーク
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：アライメントベース支持部８４ｄ：バランスシリンダ
８４ｒ：ローラ８５：アライメント光学系
８５ｃ：撮像カメラ８５ｋ：光源
１００：有機ＥＬデバイスの製造装置Ａ〜Ｄ：クラスタ。 1: Processing chamber 1bu: Vacuum deposition chamber 2: Transfer chamber 3: Load cluster 6: Substrate 6m: Substrate alignment mark 7: Deposition unit 8: Alignment unit 9: Processing delivery unit 60: Controller 71: Evaporation source 81: Shadow Mask 81a, 81b: Rotation support part 81m: Shadow mask alignment mark 82: Alignment base 83: Alignment drive part 83Z: Z-axis drive part 83X: X-axis drive part 84: Alignment base support part 84d: Balance cylinder 84r: Roller 85 : Alignment optical system 85c: Imaging camera 85k: Light source 100: Organic EL device manufacturing apparatus AD: Cluster.

Claims

蒸着材料を基板に蒸着する蒸発源と、
該蒸発源と該基板を収容する真空蒸着チャンバと、
前記基板を立てた姿勢に保持する基板保持手段と、
アライメントベースで保持されたシャドウマスクを該アライメントベースと共に垂下した姿勢に保持するシャドウマスク垂下手段と、
前記基板とシャドウマスクに設けられたアライメントマークを撮像するアライメント光学手段と、
前記アライメントベースの上部に該シャドウマスクを回転可能に支持する複数の回転支持部と、
前記垂下した姿勢の状態で、前記複数の回転支持部のうち少なくとも１ヶ所の主動回転支持部を駆動する主動駆動手段を備えるアライメント駆動手段と、
前記アライメント光学手段の撮像結果に基づいて前記アライメント駆動手段を制御する制御手段と、
前記主動回転支持部の動作によって、前記アライメントベースが前記アライメントベースの垂下された垂下平面内を移動できるようにするアライメントベース支持手段と、
該アライメントベース支持手段を支えるアライメントベース支持手段固定部と、を備え、
前記アライメントベース支持手段は、一端に、当該一端が前記アライメントベース又は該アライメントベース支持手段固定部に固定された固定部と、他端に、前記アライメントベースが前記アライメントベースの垂下平面内を移動できるようにする送り手段と、を有することを特徴とする成膜装置。 An evaporation source for depositing a deposition material on the substrate;
A vacuum deposition chamber containing the evaporation source and the substrate;
Substrate holding means for holding the substrate in an upright position;
A shadow mask drooping means for holding the shadow mask held by the alignment base in a posture drooping with the alignment base;
Alignment optical means for imaging an alignment mark provided on the substrate and the shadow mask;
A plurality of rotation support portions rotatably supporting the shadow mask on the alignment base;
Alignment driving means comprising main driving means for driving at least one main driving rotation support section among the plurality of rotation support sections in the state of the hanging posture;
Control means for controlling the alignment driving means based on the imaging result of the alignment optical means;
Alignment base support means for allowing the alignment base to move in a suspended plane of the alignment base depending on the operation of the main rotation support portion;
An alignment base support means fixing portion for supporting the alignment base support means,
The alignment base support means, at one end, can be moved a fixed part to which the one end is fixed to the alignment base or the alignment base support means fixing portion, at the other end, the alignment base the alignment based droop plane A film-forming apparatus comprising:

前記アライメントベース支持手段は、前記固定部と前記送り手段との間に、前記垂下平面での一定方向の動きを吸収する伸縮手段を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。 2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the alignment base support unit includes an expansion / contraction unit that absorbs movement in a certain direction on the drooping plane between the fixing unit and the feeding unit.

前記固定部は、前記アライメント支持手段固定部との固定部であり、前記一定方向は前記垂下する方向であり、前記送り手段は、前記主動回転支持部の動作によって、前記アライメントベースの底部を移動することを特徴する請求項２に記載の成膜装置。 The fixing portion is a fixing portion with the alignment support means fixing portion, and the fixed direction is the hanging direction, and the feeding means moves the bottom of the alignment base by the operation of the main rotation support portion. The film forming apparatus according to claim 2, wherein:

前記固定部は、前記アライメントベースとの固定部であり、前記一定方向は、前記垂下する方向であり、前記送り手段は、前記主動回転支持部の動作によって、該アライメントベース支持手段固定部を移動することを特徴する請求項２に記載の成膜装置。 The fixing part is a fixing part with the alignment base, and the fixed direction is the hanging direction, and the feeding means moves the alignment base support means fixing part by the operation of the main rotation support part. The film forming apparatus according to claim 2, wherein:

前記アライメントベース支持手段は、前記アライメントベースの左右の下部側側部に対して設けられ、それぞれの前記固定部は、それぞれの前記アライメント支持手段固定部との固定部であり、前記一定方向は、前記垂下平面内において前記垂下する方向と垂直な方向であり、それぞれの前記送り手段は、前記主動回転支持部の動作によって、前記アライメントベースの対応する前記下部側部を移動することを特徴する請求項２に記載の成膜装置。 The alignment base support means is provided with respect to the left and right lower side portions of the alignment base, and each of the fixing parts is a fixing part with each of the alignment support means fixing parts, and the certain direction is A direction perpendicular to the hanging direction in the drooping plane, wherein each of the feeding means moves the corresponding lower side portion of the alignment base by the operation of the main rotation support portion. Item 3. The film forming apparatus according to Item 2.

前記アライメントベース支持手段は、前記アライメントベースの左右の下部側前後を挟むように設けられ、それぞれの前記固定部は、前記アライメントベースとの固定部であり、前記一定方向は、前記垂下平面内において前記垂下する方向と垂直な方向であり、それぞれの前記送り手段は、前記主動回転支持部の動作によって、それぞれの前記アライメントベース支持手段固定部を移動することを特徴する請求項２に記載の成膜装置。 The alignment base support means is provided so as to sandwich the left and right lower side front and rear sides of the alignment base, and each of the fixing portions is a fixing portion with the alignment base, and the certain direction is within the drooping plane. 3. The component according to claim 2, wherein each of the feeding units moves the alignment base support unit fixing unit in accordance with an operation of the main rotation support unit. Membrane device.

前記アライメントベース支持手段は、前記アライメントベースの左右の下部側前後を挟むように設けられ、それぞれの前記固定部は、それぞれの前記アライメント支持手段固定部との固定部であり、前記一定方向は、前記垂下平面と垂直な方向であり、前記主動回転支持部の動作によって、それぞれの前記送り手段は、前記アライメントベースの対応する前記下部側前後を移動することを特徴する請求項２に記載の成膜装置。 The alignment base support means is provided so as to sandwich the left and right lower side front and rear sides of the alignment base, each fixing portion is a fixing portion with each alignment support means fixing portion, and the fixed direction is 3. The component according to claim 2 , wherein each of the feeding means moves in the front-rear direction corresponding to the alignment base by the operation of the main rotation support portion in a direction perpendicular to the drooping plane. Membrane device.

前記アライメントベースは、前記送り手段に対応する箇所にローラを備え、前記固定部は、前記アライメント支持手段固定部との固定部であり、前記一定方向は、前記垂下する方向であるか、または前記垂下平面内において前記垂下する方向と垂直な方向であり、前記送り手段は、前記主動回転支持部の動作によって、該ローラが回転するローラ回転部であることを特徴する請求項２に記載の成膜装置。 The alignment base is provided with a roller at a position corresponding to said feeding means, said fixing portion, said a fixed portion of the alignment support means fixed portion, the fixed direction is either a direction to the drooping or the 3. The component according to claim 2, wherein the feed unit is a roller rotating part that rotates in accordance with an operation of the main rotation support part. Membrane device.

前記アライメントベースは、前記送り手段に対応する箇所にローラを備え、前記固定部は、前記アライメント支持手段固定部との固定部であり、前記一定方向は、前記垂下平面と垂直な方向であり、前記送り手段は、前記主動回転支持部の動作によって、該ローラが回転するローラ回転部であることを特徴する請求項1又は２に記載の成膜装置。 The alignment base includes a roller at a position corresponding to the feeding unit, the fixing unit is a fixing unit with the alignment supporting unit fixing unit, and the fixed direction is a direction perpendicular to the drooping plane, The film forming apparatus according to claim 1, wherein the feeding unit is a roller rotating unit that rotates the roller by the operation of the main rotation support unit.

前記送り手段は、前記送り手段の移動を回転で行うローラ又は摺動で行う摺動部を有していることを特徴とする請求項３乃至８のいずれかに記載の成膜装置。 The feed means, the film forming apparatus according to claim 3 乃 optimum 8, characterized in that a sliding unit for performing a roller or sliding performed by the rotation movement of the feeding means.

前記伸縮手段は、バランスシリンダを有していることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれかに記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 2, wherein the expansion / contraction means includes a balance cylinder.

前記アライメントベース支持手段固定部と前記バランスシリンダを前記真空蒸着チャンバの外に設置し、前記バランスシリンダのシリンダロットは真空シール手段とベローズを介して前記送り手段に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の成膜装置。 The alignment base support means fixing part and the balance cylinder are installed outside the vacuum deposition chamber, and the cylinder lot of the balance cylinder is connected to the feed means via a vacuum seal means and a bellows. The film forming apparatus according to claim 11.