JP7361080B2 - Substrate lifting device and film forming device - Google Patents
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Description
本発明は、基板昇降装置及び成膜装置に関する。 The present invention relates to a substrate lifting device and a film forming device.
真空蒸着装置などの成膜装置においては、基板を基板キャリアに保持させた状態で移動させ、基板に対して成膜処理など各種の処理が施される。特許文献1に開示された装置においては、基板キャリアの貫通孔を貫通可能に設けられる複数の支持ピンの先端に基板を載置した状態で、基板を昇降させる基板昇降装置が設けられている。この基板昇降装置によって、基板を昇降させることにより、基板キャリアに基板を載せたり、基板キャリアから基板を剥離させたりすることができる。 In a film forming apparatus such as a vacuum evaporation apparatus, a substrate is moved while being held by a substrate carrier, and various processes such as a film forming process are performed on the substrate. The device disclosed in Patent Document 1 is provided with a substrate lifting device that lifts and lowers the substrate while the substrate is placed on the tips of a plurality of support pins that are provided so as to be able to pass through through holes of the substrate carrier. By raising and lowering the substrate using this substrate lifting device, it is possible to place the substrate on the substrate carrier or to peel the substrate from the substrate carrier.
上記のような基板昇降装置においては、汎用性を高めるために複数種類の基板に適用できるのが望ましい。しかしながら、基板に対する支持ピンの適切な突き当て位置は、基板によって異なることがある。引用文献1の装置では、すべての支持ピンを同時に昇降させているため、基板の種類や、基板に形成されるデバイスの種類に応じて、適切に基板を支持することが困難であった。 In the substrate lifting and lowering device as described above, it is desirable to be able to apply it to a plurality of types of substrates in order to increase versatility. However, the appropriate abutting position of the support pin against the substrate may differ depending on the substrate. In the apparatus of Cited Document 1, all the support pins are raised and lowered at the same time, so it is difficult to appropriately support the substrate depending on the type of substrate or the type of device formed on the substrate.
本発明の目的は、複数種類の基板を適切に支持することができる基板昇降装置及び成膜装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate lifting and lowering apparatus and a film forming apparatus that can appropriately support a plurality of types of substrates.
本発明の一側面に係る基板昇降装置は、
基板キャリアの貫通孔を貫通可能に設けられる複数の支持ピンの先端に基板を載置した状態で、前記基板を昇降させる基板昇降装置であって、
前記複数の支持ピンは、複数の第1支持ピンを含む第1支持ピン群と、複数の第2支持ピンを含む第2支持ピン群とを含み、
前記第1支持ピン群と、前記第2支持ピン群とは、互いに独立に昇降し、
前記基板キャリアの種類を判別する判別手段を備え、前記判別手段による判別結果に応じて、前記複数の第1支持ピン及び前記複数の第2支持ピンのいずれを昇降させるかを判定することを特徴とする。
A substrate lifting device according to one aspect of the present invention includes:
A substrate lifting device that lifts and lowers a substrate in a state where the substrate is placed on the tips of a plurality of support pins that are provided so as to be able to pass through through holes of a substrate carrier,
The plurality of support pins include a first support pin group including a plurality of first support pins and a second support pin group including a plurality of second support pins,
The first support pin group and the second support pin group move up and down independently of each other ,
It is characterized by comprising a determining means for determining the type of the substrate carrier, and determining which of the plurality of first support pins and the plurality of second support pins to be raised or lowered according to the determination result by the determining means. shall be.
本発明によれば、複数種類の基板を適切に支持することができる。 According to the present invention, multiple types of substrates can be appropriately supported.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, with reference to drawings, the form for implementing this invention is illustratively described in detail based on an Example. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this example are not intended to limit the scope of this invention to only those, unless otherwise specified. .
(実施例)
<成膜装置>
図1を参照して、本実施例に係る成膜装置全体の構成について説明する。図1は本発明の実施例に係る成膜装置の概略構成図である。本実施例においては、インライン型と呼ばれる成膜装置を例にして説明する。インライン型の成膜装置においては、複数の室が並ぶように配されており、基板、基板キャリア、及びマスクは、順次各室内に搬送され、各室内において各種処理が施される。搬送には、搬送ローラやリニアモータが用いられる。各室においては、個々の室毎、又は隣り合う複数の室毎に、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気とすることができるように構成されている。
(Example)
<Film forming equipment>
Referring to FIG. 1, the overall configuration of the film forming apparatus according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a film forming apparatus called an in-line type will be described as an example. In an in-line type film forming apparatus, a plurality of chambers are arranged side by side, and a substrate, a substrate carrier, and a mask are sequentially transported into each chamber, and various processes are performed in each chamber. Conveyance rollers and linear motors are used for conveyance. Each chamber is configured so that a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere can be created for each chamber or for each of a plurality of adjacent chambers.
図1においては、複数の室のうち、代表的な処理を施す室についてのみ、符号Rを付して示し、その他の室については黒点により省略している。また、図1中、細い実線の矢印は基板キャリア100の搬送順序を示し、点線の矢印は基板200の搬送順序を示し、太い実線の矢印はマスクMの搬送順序を示している。各室に備えられる装置の動作はコンピュータなどの制御部Cにより制御される。制御部Cについては、各装置に対して個別に設けることもできるし、複数の装置に対して共通の制御部Cを設けることもできる。一般的に、各種動作が制御部により制御されること自体は周知技術であるので、制御部Cの具体的な構成等については、その説明は省略する。
In FIG. 1, among the plurality of chambers, only the chamber that performs typical processing is shown with the symbol R, and the other chambers are omitted with black dots. Further, in FIG. 1, thin solid line arrows indicate the order in which the
まず、基板載置室R1に基板キャリア100と基板200が送られ、基板載置室R1にて、基板200は基板キャリア100の上側に保持される。基板キャリア100と、基板キャリア100に保持された基板200は、反転室R2に搬送される。反転室R2において、基板200が基板キャリア100の下側に保持されるように、基板キャリア100は基板200と共に180°回転する。マスクMが基板キャリア100の搬送経路とは別の経路から反転室R2に搬送される。反転室R2では、下側に基板200を保持した基板キャリア100が、マスクMの上に載置される。そして、この反転室R2に送られてきたマスクMと共に、基板キャリア100に保持された基板200は成膜室R3へと搬送される。なお、基板キャリア100の回転、マスクMとの合流、マスクMへの載置が、それぞれ別のチャンバで行われてもよい。続いて、成膜室R3にて、所望の成膜位置に開口を有するマスクMを介して、基板200の表面に薄膜が形成された後に、基板キャリア100等は、マスク搬出室R4に搬送される。なお、一般的に、異なる材料によって薄膜を形成できるように、図示のように複数の成膜室R3が設けられている。従って、通常、1回の基板200の搬送により、特定の一箇所の成膜室R3にて、成膜処理が施される。
First, the
成膜後、マスク搬出室R4において、基板キャリア100に保持された基板200は、マスクMから持ち上げられる。使用回数が所定の回数に到達したマスクMは、マスク搬出室R4から装置外部へ搬出される。基板キャリア100に保持された基板200、及び再度使用されるマスクMは、マスク搬出室R4から中継室R5へ搬送される。中継室R5のマスクMは、反転室R2に向けて搬送される。中継室R5の基板キャリア100及び基板
200は、不図示の反転室で反転された後、基板剥離室R6に搬送される。
After film formation, the
そして、基板剥離室R6において、基板キャリア100から基板200は剥離される。その後、基板キャリア100は、成膜装置の外部に搬出されるか、再度、基板載置室R1に搬送される。また、基板キャリア100から剥離された基板200は、外部に取り出される。
Then, the
<基板昇降装置>
基板載置室R1に配される基板昇降装置の構成、及び、基板キャリア100に基板200を載置する動作について、図2~図6を参照して説明する。基板昇降装置は、キャリア受渡室300と、昇降機構と、クランプ駆動手段としてのクランプ回転機構500とを備えている。本実施例に係る基板昇降装置においては、昇降機構として、第1昇降機構400Aと、第2昇降機構400Bと、第3昇降機構400Cとを備えている。これらの昇降機構は、いずれも基板200を昇降させるための機能を有し、かつ、配置や形状を除き、同様の構成を採用することができる。そこで、図2~図6においては、各部の構成を分かり易くするために、代表して第1昇降機構400Aを示し、第2昇降機構400Bと第3昇降機構400Cについては省略している。
<Substrate lifting device>
The configuration of the substrate lifting device disposed in the substrate mounting chamber R1 and the operation of mounting the
キャリア受渡室300は、基板キャリア100が通る開口部311と、この開口部311を開閉可能なキャリア用ゲートバルブ312と、基板200が通る開口部321と、この開口部321を開閉可能な基板用ゲートバルブ322とを備えている。なお、上記の開口部311及びキャリア用ゲートバルブ312は図2中紙面奥側と手前側にそれぞれ設けられている。また、図示を省略しているが、開口部311及びキャリア用ゲートバルブ312は、キャリア受渡室300の右側にも設けられている。これにより、基板キャリア100は、紙面奥側からキャリア受渡室300に入り、紙面手前側に向かってキャリア受渡室300の外側に搬出される。
The
また、キャリア受渡室300には、基板200を基板キャリア100に載置する際に、基板キャリア100を支持するキャリア支持部材330が設けられている。このキャリア支持部材330は、昇降機構に備えられる支持ピンの動作を妨げることがないように、基板キャリア100の外周を支持している。あるいは、キャリア支持部材330に、支持ピンが通る領域には開口部が設けられていてもよい。また、図2では省略しているが、基板載置室R1(キャリア受渡室300)には、基板キャリア100を搬送するための搬送ローラが設けられていてもよい。この場合、基板200を基板キャリア100に載置する際に、搬送ローラが基板キャリア100を支持することができる。
Further, the
更に、キャリア受渡室300には、撮像手段(カメラなど)350が設けられている。各図においては、一つのみ撮像手段350を図示しているが、一般的に、複数の撮像手段350が設けられる。この撮像手段350によって、基板キャリア100と基板200との位置関係を撮像することで、基板キャリア100に対する基板200の位置を調整(アライメント)することができる。また、撮像手段350に、基板キャリア100の種類を、または、基板200の種類を判別する判別手段としての役割を持たすこともできる。例えば、基板キャリア100の種類に応じて各種マークを付しておき、撮像手段350により撮像されたマークにより基板キャリア100の種類を判別することができる。アライメントを行うために用いる撮像手段350と、判別手段としての撮像手段350を別々に設けてもよいし、アライメントのために一般的に複数設けられる撮像手段350の一つを判別手段として兼用することもできる。
Furthermore, the
本実施例においては、キャリア受渡室300には、昇降機構については支持ピンのみが挿入され、クランプ回転機構500については押し込みピン511のみが挿入されるよう
に構成されている。これにより、潤滑剤や摩耗粉などがキャリア受渡室300に侵入することを抑制することができる。なお、基板載置室R1に基板昇降装置の全体を配置する構成としてもよいし、上記のキャリア受渡室300が基板載置室R1に相当する構成とすることもできる。後者の場合には、昇降機構の大部分の構成(支持ピン以外の構成)と、クランプ回転機構500の大部分の構成(押し込みピン511以外の構成)は基板載置室R1の外部に配されることになる。
In this embodiment, the
第1昇降機構400Aは、複数の第1支持ピン411Aと、複数の第1支持ピン411Aを支持する第1プレート410Aと、第1プレート410Aを昇降させる第1昇降手段としてのボールネジ機構420Aとを備えている。ボールネジ機構420Aは、モータ421Aと、モータ421Aにより回転するネジ軸422Aと、ネジ軸422Aの回転動作に伴ってネジ軸422Aに沿って上下動するナット部423Aと、ナット部423Aに固定されナット部423Aと共に上下動する支柱424Aとを備えている。ナット部423Aの内周面と、ネジ軸422Aの外周面との間には、複数のボールが無限循環するように構成されている。また、第1プレート410Aは支柱424Aに支えられている。
The first elevating
本実施例においては、プレートを昇降させる昇降手段として、ボールネジ機構を採用する場合を示したが、昇降手段としては、ラックアンドピニオン方式などその他の公知技術を採用することもできる。 In this embodiment, a ball screw mechanism is employed as the elevating means for elevating and lowering the plate, but other known techniques such as a rack and pinion system may also be employed as the elevating means.
また、基板昇降装置は、複数の第1支持ピン411Aを基板200の昇降方向に対して垂直方向に移動させることで、基板キャリア100に対する基板200の位置を調整するアライメント手段としてのアライメント機構430Aを備えている。なお、本実施例においては、基板200の昇降方向は鉛直方向である。従って、アライメント機構430Aは、複数の第1支持ピン411Aを水平方向に移動させることができるように構成されている。具体的には、アライメント機構430Aは、図中左右方向(以下、「X軸方向」と称する)に伸びる第1レール431Aと、第1レール431Aに対して垂直方向(以下、「Y軸方向」と称する)に伸びる第2レール432Aとを備える。なお、X軸方向とY軸方向はいずれも鉛直方向に対して垂直である。第2レール432Aは、第1レール431Aに沿って往復移動できるように構成されている。
The substrate lifting device also includes an
そして、アライメント機構430Aにおいては、第1昇降機構400Aが載置される台座433Aを備えている。この台座433Aは第2レール432Aに沿って往復移動可能に構成されている。また、アライメント機構430Aは、台座433Aに固定され、かつX軸方向に伸びる第1軸部434Aと、台座433Aに固定され、かつY軸方向に伸びる第2軸部436Aとを備えている。更に、アライメント機構430Aは、第1軸部434AをX軸方向に移動させる移動機構435Aと、第2軸部436AをY軸方向に移動させる移動機構(不図示)を備えている。これらの移動機構については、ボールネジ機構やラックアンドピニオン方式の機構など、各種公知技術を採用することができる。
The
以上のように構成されるアライメント機構430Aによって、台座433Aと共に第1昇降機構400AをX軸方向及びY軸方向に移動させることで、複数の第1支持ピン411Aを水平方向に移動させることができる。これにより、複数の第1支持ピン411Aに載置された基板200を水平方向に移動調整することができ、基板キャリア100に対する基板200の位置を調整することができる。なお、本実施例に係る基板昇降装置においては、第2昇降機構400Bと第3昇降機構400Cについても、アライメント機構によって、X軸方向及びY軸方向に移動させることができる。第2昇降機構400Bと第3昇降機構400Cについても、上記のアライメント機構430Aに設けられる台座433Aに載置することで、全ての昇降機構を同時に移動させるようにしてもよい。また、第2昇降機構400Bと第3昇降機構400Cに対して個別にアライメント機構を設けてもよい
。
With the
クランプ回転機構500は、複数の押し込みピン511と、複数の押し込みピン511を支持するクランプ用プレート510と、クランプ用プレート510を昇降させるボールネジ機構520とを備えている。ボールネジ機構520は、モータ521と、モータ521により回転するネジ軸522と、ネジ軸522の回転動作に伴ってネジ軸522に沿って上下動するナット部523と、ナット部523に固定されナット部523と共に上下動する支柱524とを備えている。ナット部523の内周面と、ネジ軸522の外周面との間には、複数のボールが無限循環するように構成されている。また、クランプ用プレート510は支柱524に支えられている。なお、クランプ用プレート510を昇降させる昇降手段として、ボールネジ機構を採用する場合を示したが、昇降手段としては、ラックアンドピニオン方式などその他の公知技術を採用することもできる。
The
以上のように構成される基板昇降装置を用いて、基板キャリア100に基板200を保持させる動作について説明する。まず、キャリア用ゲートバルブ312の動作によって、開口部311が開いた状態となり、基板キャリア100がキャリア受渡室300に搬入される。キャリア受渡室300に搬入された基板キャリア100は、キャリア支持部材330に支持される(図3参照)。なお、各部の構成を分かり易くするために、図3以降の図においては、開口部311とキャリア用ゲートバルブ312は省略している。
The operation of holding the
基板キャリア100は、基板200を基板キャリア100に保持するためのクランプ110が複数設けられている。クランプ110は、基板キャリア100に保持させる基板200を挟み込む方向である第1回転方向に付勢された状態で、基板キャリア100に回動可能に設けられている。なお、図3において、左側のクランプ110は時計回り方向に付勢された状態で基板キャリア100に回動可能に設けられ、右側のクランプ110は反時計回り方向に付勢された状態で基板キャリア100に回動可能に設けられている。
The
基板キャリア100がキャリア支持部材330に支持された後に、基板用ゲートバルブ322の動作によって、開口部321が開いた状態となり、基板200がキャリア受渡室300に搬入される。基板200は、搬送ロボットによりキャリア受渡室300に搬入される。なお、図4においては、搬送ロボットにおける基板200を支持するハンド部250の一部のみ示している。このハンド部250は、第1支持ピン411Aなどの支持ピンの動作の妨げにならないように櫛歯状に設けられるのが一般的である。
After the
また、第1昇降機構400Aによって、第1プレート410Aと共に、複数の第1支持ピン411Aが所定位置まで上昇する。なお、複数の第1支持ピン411Aは、基板キャリア100に設けられた複数の貫通孔を貫通可能に設けられており、複数の第1支持ピン411Aの先端は、基板キャリア100の上面よりも上方、かつ搬入される基板200の下面よりも下方の位置まで移動する。更に、クランプ回転機構500によって、クランプ用プレート510と共に、複数の押し込みピン511が上昇し、それぞれの押し込みピン511の先端が、それぞれ対応するクランプ110を押し込む。これにより、第1回転方向とは反対方向の第2回転方向にクランプ110は回転し、基板キャリア100の上に、上方から基板200を載置可能な状態となる(図4参照)。
Further, the plurality of first support pins 411A are raised to a predetermined position together with the
なお、基板200のキャリア受渡室300への搬入動作、第1昇降機構400Aによる第1プレート410Aの上昇動作、及び、クランプ回転機構500によるクランプ用プレート510の上昇動作の順序は特に限定されず、同時に行っても構わない。
Note that the order of the carrying-in operation of the
複数の第1支持ピン411Aの先端に基板200が載置され、搬送ロボットのハンド部250が退避した後に、第1昇降機構400Aによって第1プレート410Aは所定位置
まで下降する。これにより、基板200は基板キャリア100に十分近づいた状態となる(図5参照)。
After the
この状態で、アライメント機構430Aによって、基板200のX軸方向及びY軸方向への移動調整がなされ、基板キャリア100に対する基板200の位置調整がなされる。その後、第1昇降機構400Aによって第1プレート410Aは更に下降し、複数の第1支持ピン411Aの先端は、基板キャリア100の下面よりも下方に移動する。この過程で、基板200は基板キャリア100の上に載置された状態となる。なお、基板キャリア100には、複数の吸着パッド130が設けられており(図9参照)、基板200は複数の吸着パッド130に吸着された状態となる。なお、基板200を基板キャリア100に載置するだけでは、吸着パッド130による吸着が不十分になる場合もあるため、基板200を下方に押圧することで、吸着パッド130による吸着をより確実にする工程を経るのが一般的である。
In this state, the
基板200が基板キャリア100に載置された後に、クランプ回転機構500によって、クランプ用プレート510が下降する。これにより、押し込みピン511がクランプ110から離れ、クランプ110は、第1回転方向に回転して、基板200を基板キャリア100に挟み込む。これにより、基板200は基板キャリア100に保持される(図6参照)。以上のように、基板200が基板キャリア100に保持された後に、これらはキャリア受渡室300から搬出され、反転室R2に搬送される。
After the
<基板剥離動作>
基板剥離室R6においても、上記のように構成された基板昇降装置が設けられている。以下、上記のように構成される基板昇降装置を用いて、基板キャリア100から基板200を剥離する動作について説明する。まず、第1プレート410Aとクランプ用プレート510が下方に待機した状態で、基板200を保持した基板キャリア100がキャリア受渡室300に搬入され、これらはキャリア支持部材330に支持される。
<Substrate peeling operation>
The substrate lifting device configured as described above is also provided in the substrate peeling chamber R6. Hereinafter, the operation of peeling the
その後、クランプ回転機構500によって、クランプ用プレート510と共に、複数の押し込みピン511が上昇し、それぞれの押し込みピン511の先端が、それぞれ対応するクランプ110を押し込む。これにより、第1回転方向とは反対方向の第2回転方向にクランプは回転し、基板キャリア100から基板200を剥離可能な状態となる。そして、第1昇降機構400Aによって、第1プレート410Aと共に、複数の第1支持ピン411Aが所定位置まで上昇する。この過程で、基板200は複数の第1支持ピン411Aによって押し込まれて、基板キャリア100から剥離されて、所定位置まで上昇する。
Thereafter, the plurality of push-in
その後、基板200は、搬送ロボットによってキャリア受渡室300から搬出される。また、第1プレート410Aと共に、複数の第1支持ピン411Aが下降した後に、基板キャリア100は、キャリア受渡室300から搬出されて、成膜装置の外部に搬出されるか、再度、基板載置室R1に搬送される。
Thereafter, the
<基板及び基板キャリア>
本実施例に係る基板昇降装置は、2種類の第1基板200X及び第2基板200Yに好適に適用できる。以下、図7~図9を参照して、第1基板200X及び第2基板200Yと、これらの基板にそれぞれ用いられる2種類の第1基板キャリア100X及び第2基板キャリア100Yについて説明する。
<Substrate and substrate carrier>
The substrate lifting device according to this embodiment can be suitably applied to two types of
基板の材料としては、ガラスの他、半導体(例えば、シリコン)、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選ぶことができる。また、例えば、シリコンウエハ、又はガラス基板上にポリイミドなどのフィルムが積層された基板を採用することもできる。 As the material for the substrate, in addition to glass, any material such as a semiconductor (for example, silicon), a film of polymeric material, metal, etc. can be selected. Further, for example, a silicon wafer or a substrate in which a polyimide film or the like is laminated on a glass substrate can be used.
第1基板200Xは、図中、一点鎖線で示した裁断線211X,212Xに沿って後工程により裁断される。ディスプレイに用いられる場合には、図中、点線で囲んだ内側の部分が画像表示部となり、ディスプレイ素子領域に相当する。第2基板200Yは、図中、一点鎖線で示した裁断線211Y,212Y,213Y,214Yに沿って後工程により裁断される。ディスプレイに用いられる場合には、図中、点線で囲んだ内側の部分が画像表示部となり、ディスプレイ素子領域に相当する。
The
第1基板キャリア100X及び第2基板キャリア100Yには、上記の通り、それぞれ複数のクランプ110X,110Yが設けられている。クランプ110X,110Yの個数や配置は基板キャリア及び基板の大きさや重量により適宜設定すればよい。
As described above, the
第1基板キャリア100Xには、第1基板キャリア100Xの中央の所定領域内(図8(a)中の点線で囲んだ領域内)に設けられる複数の貫通孔121Xと、第1基板キャリア100Xの外周に沿うように設けられる複数の貫通孔122Xとを備えている。第1基板キャリア100Xに第1基板200Xが保持された状態において、複数の貫通孔121Xは、第1基板200Xにおける裁断線211X,212Xに沿うように設けられ、図7(a)中の点線で囲んだ領域の外側に位置するように設けられている。また、第1基板キャリア100Xに第1基板200Xが保持された状態において、複数の貫通孔122Xは、第1基板200Xの外周に沿うように設けられ、図7(a)中の点線で囲んだ領域の外側に位置するように設けられている。
The
複数の貫通孔121X,122Xは、支持ピン411が貫通する用途と、吸着パッド130が取り付けられる用途に利用される。支持ピン411が貫通するために用いられる貫通孔と、吸着パッド130が取り付けられるために用いられる貫通孔の配置については、交互に設けるなど、適宜、設定することができる。支持ピン411が貫通するために用いられる貫通孔の孔径と、吸着パッド130が取り付けられるために用いられる貫通孔の孔径は、同一となるように設定してもよいし、異なるように設定してもよい。ここで、複数の貫通孔121Xのうち支持ピン411が貫通するために用いられる複数の貫通孔を「第1貫通孔」と称する。また、複数の貫通孔122Xのうち支持ピン411が貫通するために用いられる複数の貫通孔を「第3貫通孔」と称する。
The plurality of through-
第2基板キャリア100Yには、第2基板キャリア100Yの中央の所定領域内(図8(b)中の点線で囲んだ領域内)に設けられる複数の貫通孔121Yと、第2基板キャリア100Yの外周に沿うように設けられる複数の貫通孔122Yとを備えている。第2基板キャリア100Yに第2基板200Yが保持された状態において、複数の貫通孔121Yは、第2基板200Yにおける裁断線211Y,212Y,213Y,214Yに沿うように設けられ、図7(b)中の点線で囲んだ領域の外側に位置するように設けられている。また、第2基板キャリア100Yに第2基板200Yが保持された状態において、複数の貫通孔122Yは、第2基板200Yの外周に沿うように設けられ、図7(b)中の点線で囲んだ領域の外側に位置するように設けられている。
The
複数の貫通孔121Y,122Yは、支持ピン411が貫通する用途と、吸着パッド130が取り付けられる用途に利用される。支持ピン411が貫通するために用いられる貫通孔と、吸着パッド130が取り付けられるために用いられる貫通孔の配置については、交互に設けるなど、適宜、設定することができる。支持ピン411が貫通するために用いられる貫通孔の孔径と、吸着パッド130が取り付けられるために用いられる貫通孔の孔径は、同一となるように設定してもよいし、異なるように設定してもよい。ここで、複数の貫通孔121Yのうち支持ピン411が貫通するために用いられる複数の貫通孔を「第2貫通孔」と称する。また、複数の貫通孔122Yのうち支持ピン411が貫通するため
に用いられる複数の貫通孔を「第3貫通孔」と称する。
The plurality of through
第1基板キャリア100Xに設けられる第3貫通孔と、第2基板キャリア100Yに設けられる第3貫通孔は、配置が同一となるように構成されている。
The third through hole provided in the
図9を参照して、基板キャリア100について、より詳細に説明する。なお、図9は、図8(b)中のAA断面図である。図9に示すように、支持ピン411が貫通するために用いられる貫通孔(図9においては、第2基板キャリア100Yの貫通孔121Yを示している)の孔径は、支持ピン411の外径よりも大きくなるように設定されている。これにより、支持ピン411は貫通孔を貫通することができ、かつ、アライメントの際に基板キャリアに対して支持ピン411が水平方向に移動することができる。なお、支持ピン411の先端には、基板200の位置ずれを抑制するためにゴムなどの弾性材料により構成される位置ずれ防止部材411aが設けられている。
Referring to FIG. 9, the
また、吸着パッド130は、吸着パッド用の貫通孔に挿通された状態で基板キャリア(図9においては、第2基板キャリア100Y)に取り付けられる。吸着パッド130は、フランジ部131aを有する金属製のパッド本体131と、パッド本体131の先端に不図示の接着層を介して設けられる粘着部材132と、パッド本体131を貫通孔に固定するための固定部材133とを備えている。なお、フランジ部131aと固定部材133は公知の方法で一体化されている。また、固定部材133と基板キャリアは、ボルト等の公知技術により固定することができる。粘着部材132の材料としては、真空下での製造プロセスに悪影響を及ぼすアウトガスの発生を抑制するために、シロキサン結合を含まないフッ素ゴムを採用するのが好ましい。また、接着層を構成する材料も同様に、アウトガス成分を放出しない公知の接着剤、両面テープを使用するのが望ましい。この粘着部材132は、基板キャリアの表面からの突出量を管理できるよう不図示のスペーサ等を用いて一定の範囲内で図中上下方向に調整可能に構成されている。上記の突出量は、吸着パッド130を構成する部材のサイズや、粘着部材132の圧縮特性にもよるが、基板200の厚さ未満である。吸着パッド用の貫通孔の孔径はパッド本体131の貫通孔への挿入部分の外径より大きく、パッド本体131は鉛直方向の上下動に加えある程度の揺動が許容されている。
Further, the
そして、クランプ110は、軸部110aを中心に回転可能となるように、基板キャリア100(図9においては、第2基板キャリア100Y)に設けられている。また、このクランプ110は、付勢部材としてのバネ110bによって、第1回転方向に付勢されている。上記の通り、押し込みピン511によって押し込まれると、クランプ110はバネ110bの付勢力に抗して第2回転方向に回転し、押し込みピン511が離れるとバネ110bの付勢力によって第1回転方向に回転する。なお、図9においては、押し込みピン511によって第2回転方向に回転したクランプ110の状態を実線で示し、押し込みピン511が離れて第1回転方向に回転したクランプ110の状態を点線で示している。クランプ110は基板の成膜面に沿った軸部110aを中心に回転する。そのため、クランプ110が押し込みピン511によって押し込まれた状態では、クランプ110が基板キャリア100の基板保持領域の上方から退避できる。このように、簡単な構成で、基板200を基板キャリア100に載置する経路を確保することができる。
The
<昇降機構>
図10を参照して、本実施例に係る昇降機構について、より詳細に説明する。図10においては、昇降機構全体の平面図(第1昇降機構400Aと第2昇降機構400Bと第3昇降機構400Cが組み立てられた状態の平面図)の他に、それぞれの昇降機構の平面図を示している。
<Lifting mechanism>
Referring to FIG. 10, the elevating mechanism according to this embodiment will be described in more detail. In addition to a plan view of the entire elevating mechanism (a plan view of the first elevating
第1昇降機構400Aは、複数の第1支持ピン411Aを支持する第1プレート410Aと、第1プレート410Aを昇降させる第1昇降手段としてのボールネジ機構420A(図2~図6を参照)とを備えている。複数の第1支持ピン411Aは、第1基板キャリア100Xに設けられた複数の第1貫通孔(貫通孔121X)に対してそれぞれ貫通可能に設けられている。
The first elevating
第2昇降機構400Bは、複数の第2支持ピン411Bを支持する第2プレート410Bと、第2プレート410Bを昇降させる第2昇降手段とを備えている。上記の通り、第2昇降手段については、第1昇降手段と同様の構成を採用することができ、特に図には示していない。複数の第2支持ピン411Bは、第2基板キャリア100Yに設けられた複数の第2貫通孔(貫通孔121Y)に対してそれぞれ貫通可能に設けられている。
The second elevating
第1昇降手段(ボールネジ機構420A)と第2昇降手段は、制御部Cによって、独立に制御される。すなわち、第1プレート410Aに支持された複数の第1支持ピン411Aと、第2プレート410Bに支持された複数の第2支持ピン411Bは独立に昇降可能に設けられている。従って、本実施例に係る基板昇降装置に設けられる複数の支持ピン411は、互いに独立に昇降可能に設けられる、複数の第1支持ピン411Aの群と、複数の第2支持ピン411Bの群とを含むということができる。
The first elevating means (
第3昇降機構400Cは、複数の第3支持ピン411Cを支持する第3プレート410Cと、第3プレート410Cを昇降させる第3昇降手段とを備えている。上記の通り、第3昇降手段については、第1昇降手段と同様の構成を採用することができ、特に図には示していない。複数の第3支持ピン411Cは、第1基板キャリア100Xに設けられた複数の第3貫通孔(貫通孔122X)と、第2基板キャリア100Yに設けられた複数の第3貫通孔(貫通孔122Y)の双方に対してそれぞれ貫通可能に設けられている。
The
第3昇降手段についても、制御部Cによって、第1昇降手段及び第2昇降手段とは独立に制御することができる。従って、複数の支持ピン411は、複数の第1支持ピン411Aの群、及び複数の第2支持ピン411Bの群とは独立に昇降可能に設けられる複数の第3支持ピン411Cの群を含むということができる。 The third elevating means can also be controlled by the control section C independently of the first elevating means and the second elevating means. Therefore, the plurality of support pins 411 include a group of plurality of first support pins 411A and a group of plurality of third support pins 411C that are provided to be movable up and down independently of the group of plurality of second support pins 411B. be able to.
第1基板200Xに成膜処理を施す場合には、第1基板キャリア100Xが用いられ、制御部Cは、第1昇降手段と第3昇降手段によって、複数の第1支持ピン411Aと複数の第3支持ピン411Cを同期して昇降するように制御する。この時、複数の第2支持ピン411Bは昇降されない。また、第2基板200Yに成膜処理を施す場合には、第2基板キャリア100Yが用いられ、制御部Cは、第2昇降手段と第3昇降手段によって、複数の第2支持ピン411Bと複数の第3支持ピン411Cを同期して昇降するように制御する。この時、複数の第1支持ピン411Aは昇降されない。このように、本実施例に係る基板昇降装置は、複数の第1支持ピン411Aと複数の第3支持ピン411Cを同期させるモードと、複数の第2支持ピン411Bと複数の第3支持ピン411Cを同期させるモードに切り替え可能に構成されている。
When performing a film formation process on the
本実施例においては、上記の通り、判別手段としての撮像手段350によって、基板キャリア100の種類を判別するように構成されている。制御部Cは、この判別手段による判別結果に応じて、複数の第1支持ピン411A及び複数の第2支持ピン411Bのいずれを昇降させるかを判定し、上記のいずれかのモードに基づいて制御する。
In this embodiment, as described above, the type of the
ここで、図10に示すように、鉛直方向の最も上に第2プレート410Bが配され、真ん中に第1プレート410Aが配され、最も下に第3プレート410Cが配されるように、各昇降機構は構成されている。最も上に配される第2プレート410Bには、第1プレ
ート410Aに支持された複数の第1支持ピン411Aの移動を妨げないように開口部412Bが設けられている。なお、第3プレート410Cに支持された複数の第3支持ピン411Cは第1プレート410A及び第2プレート410Bの外周よりも外側を移動するため、これらのプレートに妨げられることはない。真ん中に配される第1プレート410Aには、第2昇降手段を配置するための開口部412Aが設けられてる。また、最も下に配される第3プレート410Cには、第1昇降手段(ボールネジ機構420A)と第2昇降手段を配置するための開口部412Cが設けられている。
Here, as shown in FIG. 10, each elevation is arranged such that the
なお、基板キャリア200の別の実施例として、基板キャリア200が、複数の第1支持ピン411Aを通す複数の第1貫通孔(貫通孔121X)と、複数の第2支持ピン411Bを通す複数の第2貫通孔(貫通孔121Y)との両方を備えていてもよい。この場合、基板100の種類や、使用するマスクMの種類に基づいて、制御部Cは、第1支持ピン411Aと第2支持ピン411Bとのいずれを昇降させるかを判断する。
Note that, as another example of the
<成膜室>
図11を参照して、成膜室R3における成膜処理について、より詳細に説明する。成膜室R3内には、成膜源としての蒸発源600が設けられている。基板キャリア100に保持された基板200が下向きとなるように、これらは成膜室R3内に位置決めされた状態で支持される。また、基板200の下側には、基板200に対して位置決めされた状態でマスクMも配される。マスクMには、基板200に薄膜を形成する位置に対応する位置に開口が設けられている。これにより、基板キャリア100に保持された基板200上に、マスクMを介して成膜が行われる。
<Film forming chamber>
With reference to FIG. 11, the film forming process in the film forming chamber R3 will be described in more detail. An
本実施例においては、真空蒸着による成膜(蒸着)が行われる。具体的には、成膜源としての蒸発源600から成膜材料が蒸発または昇華し、基板200上に成膜材料が蒸着すして基板200上に薄膜が形成される。蒸発源600については、公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。例えば、蒸発源600は、坩堝等の成膜材料を収容する容器と、容器を加熱する加熱装置等により構成することができる。なお、成膜源は蒸発源600に限定されるものではなく、成膜源はスパッタリングによって成膜を行うためのスパッタリングカソードであってもよい。
In this embodiment, film formation (vapor deposition) is performed by vacuum evaporation. Specifically, the film-forming material is evaporated or sublimated from the
<電子デバイスの製造方法>
次に、本実施例に係る成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機EL表示装置の構成を示し、有機EL表示装置の製造方法を例示する。
<Method for manufacturing electronic devices>
Next, an example of a method for manufacturing an electronic device using the film forming apparatus according to this embodiment will be described. Hereinafter, the configuration of an organic EL display device will be shown as an example of an electronic device, and a method for manufacturing the organic EL display device will be illustrated.
まず、製造する有機EL表示装置について説明する。図12(a)は有機EL表示装置700の全体図、図12(b)は1画素の断面構造を表している。
First, the organic EL display device to be manufactured will be explained. FIG. 12(a) is an overall view of the organic
図12(a)に示すように、有機EL表示装置700の表示領域701には、発光素子を複数備える画素702がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域701において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本実施例に係る有機EL表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第1発光素子702R、第2発光素子702G、第3発光素子702Bの組み合わせにより画素702が構成されている。画素702は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組み合わせで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも1色以上であれば特に制限されるものではない。
As shown in FIG. 12A, in the
図12(b)は、図12(a)のB-B線における部分断面模式図である。画素702
は、複数の発光素子からなり、各発光素子は、基板703上に、第1電極(陽極)704と、正孔輸送層705と、発光層706R、706G、706Bのいずれかと、電子輸送層707と、第2電極(陰極)708と、を有している。これらのうち、正孔輸送層705、発光層706R、706G、706B、電子輸送層707が有機層に当たる。また、本実施例では、発光層706Rは赤色を発する有機EL層、発光層706Gは緑色を発する有機EL層、発光層706Bは青色を発する有機EL層である。発光層706R、706G、706Bは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子(有機EL素子と記述する場合もある)に対応するパターンに形成されている。
FIG. 12(b) is a schematic partial cross-sectional view taken along line BB in FIG. 12(a).
consists of a plurality of light emitting elements, and each light emitting element has a first electrode (anode) 704, a
また、第1電極704は、発光素子毎に分離して形成されている。正孔輸送層705と電子輸送層707と第2電極708は、複数の発光素子702R、702G、702Bで共通に形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第1電極704と第2電極708とが異物によってショートするのを防ぐために、第1電極704間に絶縁層709が設けられている。さらに、有機EL層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機EL素子を保護するための保護層710が設けられている。
Further, the
図12(b)では正孔輸送層705や電子輸送層707は一つの層で示されているが、有機EL表示素子の構造によっては、正孔ブロック層や電子ブロック層を備える複数の層で形成されてもよい。また、第1電極704と正孔輸送層705との間には第1電極704から正孔輸送層705への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成することもできる。同様に、第2電極708と電子輸送層707の間にも電子注入層が形成することもできる。
Although the
次に、有機EL表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。 Next, an example of a method for manufacturing an organic EL display device will be specifically described.
まず、有機EL表示装置を駆動するための回路(不図示)及び第1電極704が形成された基板(マザーガラス)703を準備する。
First, a substrate (mother glass) 703 on which a circuit (not shown) for driving an organic EL display device and a
第1電極704が形成された基板703の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第1電極704が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層709を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
Acrylic resin is formed by spin coating on the
絶縁層709がパターニングされた基板703を粘着部材が配置された基板キャリアに載置する。粘着部材によって、基板703は保持される。第1の有機材料成膜装置に搬入し、反転後、正孔輸送層705を、表示領域の第1電極704の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層705は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層705は表示領域701よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。
A
次に、正孔輸送層705までが形成された基板703を第2の有機材料成膜装置に搬入する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板703の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層706Rを成膜する。
Next, the
発光層706Rの成膜と同様に、第3の有機材料成膜装置により緑色を発する発光層706Gを成膜し、さらに第4の有機材料成膜装置により青色を発する発光層706Bを成膜する。発光層706R、706G、706Bの成膜が完了した後、第5の成膜装置により表示領域701の全体に電子輸送層707を成膜する。電子輸送層707は、3色の発光層706R、706G、706Bに共通の層として形成される。
Similar to the formation of the light-emitting
電子輸送層707まで形成された基板を金属性蒸着材料成膜装置で移動させて第2電極
708を成膜する。
A
その後プラズマCVD装置に移動して保護層710を成膜して、基板703への成膜工程を完了する。反転後、粘着部材を基板703から剥離することで、基板キャリアから基板703を分離する。その後、裁断を経て有機EL表示装置700が完成する。
Thereafter, the film is moved to a plasma CVD apparatus, a
絶縁層709がパターニングされた基板703を成膜装置に搬入してから保護層710の成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機EL材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本実施例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気の下で行われる。
If the
<本実施例に係る基板昇降装置及び成膜装置の優れた点>
本実施例に係る基板昇降装置によれば、複数の第1支持ピン411Aの群と、複数の第2支持ピン411Bの群が互いに独立に昇降可能なため、2種類の基板(第1基板200X及び第2基板200Y)に好適に適用することができる。すなわち、第1基板200Xは複数の第1支持ピン411Aにより昇降され、第2基板200Yは複数の第2支持ピン411Bにより昇降されるので、基板に対する支持ピンの突き当て位置を基板に応じた適切な位置にすることができる。例えば、本実施例のように、基板がディスプレイに用いられる場合には、画像表示部(ディスプレイ素子領域)を避けた位置に支持ピンを突き当てることができ、画像品質の低下を抑制することができる。
<Excellent points of the substrate lifting device and film forming apparatus according to this embodiment>
According to the substrate lifting device according to this embodiment, since the group of the plurality of first support pins 411A and the group of the plurality of second support pins 411B can be raised and lowered independently of each other, two types of substrates (the
なお、本実施例においては、2種類の基板に適用できる基板昇降装置を例に説明したが、3種類以上の基板に適用できるように構成することもできる。この場合においても、複数種類の基板に応じた基板キャリアを用意して、各基板に応じた位置にそれぞれ支持ピンが突き当たるように、複数の昇降機構を設ければよい。 In this embodiment, a substrate lifting device that can be applied to two types of substrates has been described as an example, but it can also be configured so that it can be applied to three or more types of substrates. In this case as well, it is sufficient to prepare substrate carriers suitable for a plurality of types of substrates, and to provide a plurality of elevating mechanisms so that the support pins abut the respective positions corresponding to the respective substrates.
(その他)
大きな基板200の場合、基板200を鉛直方向下方から支えると、基板200は、その自重によって、中央付近が下方となるように撓んだ状態となる。従って、複数の支持ピンで基板200を支える場合には、それぞれの支持ピンへの負荷を均等にするために、基板200を支持する位置を基板200の撓み形状に沿うように支持ピンを設けるのが望ましい。そこで、例えば、図2中の太い点線で示すように、中央から端部に向かって徐々に高さが高くなるように、高さの異なる複数の支持ピン411AXを配列すると好適である。
(others)
In the case of a
100…基板キャリア 110,110X,110Y…クランプ 200…基板 410…プレート 411…支持ピン 420A…ボールネジ機構
100...
Claims (12)
前記複数の支持ピンは、複数の第1支持ピンを含む第1支持ピン群と、複数の第2支持ピンを含む第2支持ピン群とを含み、
前記第1支持ピン群と、前記第2支持ピン群とは、互いに独立に昇降し、
前記基板キャリアの種類を判別する判別手段を備え、前記判別手段による判別結果に応じて、前記複数の第1支持ピン及び前記複数の第2支持ピンのいずれを昇降させるかを判定することを特徴とする基板昇降装置。 A substrate lifting device that lifts and lowers a substrate in a state where the substrate is placed on the tips of a plurality of support pins that are provided so as to be able to pass through through holes of a substrate carrier,
The plurality of support pins include a first support pin group including a plurality of first support pins and a second support pin group including a plurality of second support pins,
The first support pin group and the second support pin group move up and down independently of each other ,
It is characterized by comprising a determining means for determining the type of the substrate carrier, and determining which of the plurality of first support pins and the plurality of second support pins to be raised or lowered according to the determination result by the determining means. Board lifting device.
前記複数の第2支持ピンを支持する第2プレートと、
前記第1プレートを昇降させる第1昇降手段と、
前記第2プレートを昇降させる第2昇降手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の基板昇降装置。 a first plate that supports the plurality of first support pins;
a second plate that supports the plurality of second support pins;
a first elevating means for elevating the first plate;
a second elevating means for elevating the second plate;
The substrate lifting device according to claim 1, further comprising:
前記複数の第2支持ピンは、前記第1基板キャリアとは貫通孔の配置が異なる第2基板キャリアに設けられた複数の第2貫通孔に対してそれぞれ貫通可能に設けられるように構成されることを特徴とする請求項2に記載の基板昇降装置。 The plurality of first support pins are provided so as to be able to penetrate each of the plurality of first through holes provided in the first substrate carrier,
The plurality of second support pins are configured to be provided so as to be able to pass through each of the plurality of second through-holes provided in the second substrate carrier, which has a different arrangement of through-holes than the first substrate carrier. The substrate lifting device according to claim 2, characterized in that:
前記複数の第2貫通孔は、前記第2基板キャリアに保持される第2基板が後工程で裁断される裁断線に沿うように前記第2基板キャリアに設けられることを特徴とする請求項3に記載の基板昇降装置。 The plurality of first through holes are provided in the first substrate carrier along a cutting line along which the first substrate held by the first substrate carrier is cut in a subsequent process,
3. The plurality of second through holes are provided in the second substrate carrier along cutting lines along which the second substrate held by the second substrate carrier is cut in a subsequent process. The substrate lifting device described in .
群とは独立に昇降可能に設けられる複数の第3支持ピンの群を含むと共に、
前記複数の第3支持ピンを支持する第3プレートと、
前記第3プレートを昇降させる第3昇降手段と、
を備え、
前記第1昇降手段と前記第3昇降手段によって前記複数の第1支持ピンと前記複数の第3支持ピンを同期させるモードと、前記第2昇降手段と前記第3昇降手段によって前記複数の第2支持ピンと前記複数の第3支持ピンを同期させるモードに切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項2,3または4に記載の基板昇降装置。 The plurality of support pins include a group of third support pins that are provided to be movable up and down independently of the group of first support pins and the group of second support pins, and
a third plate that supports the plurality of third support pins;
a third elevating means for elevating the third plate;
Equipped with
a mode in which the plurality of first support pins and the plurality of third support pins are synchronized by the first elevating means and the third elevating means; and a mode in which the plurality of second supports are synchronized by the second elevating means and the third elevating means. 5. The substrate lifting device according to claim 2, wherein the device is configured to be switchable to a mode in which the pin and the plurality of third support pins are synchronized.
前記複数の第2支持ピンは、第2基板キャリアに設けられた複数の第2貫通孔に対してそれぞれ貫通可能に設けられ、
前記複数の第3支持ピンは、前記第1基板キャリアに設けられた複数の第3貫通孔と、前記第2基板キャリアに設けられた複数の第3貫通孔の双方に対して、それぞれ貫通可能に設けられるように構成されることを特徴とする請求項5に記載の基板昇降装置。 The plurality of first support pins are provided so as to be able to penetrate each of the plurality of first through holes provided in the first substrate carrier,
The plurality of second support pins are provided so as to be able to penetrate each of the plurality of second through holes provided in the second substrate carrier,
The plurality of third support pins are capable of penetrating both the plurality of third through holes provided in the first substrate carrier and the plurality of third through holes provided in the second substrate carrier. 6. The substrate lifting and lowering device according to claim 5, wherein the substrate lifting and lowering device is configured to be installed in a substrate lifting device.
請求項1~11のいずれか一つに記載の基板昇降装置と、
を備えることを特徴とする成膜装置。 a deposition source that forms a thin film on the substrate held by the substrate carrier;
A substrate lifting device according to any one of claims 1 to 11 ,
A film forming apparatus comprising:
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