CN103154303A

CN103154303A - 有机膜形成装置以及有机膜形成方法

Info

Publication number: CN103154303A
Application number: CN2011800506037A
Authority: CN
Inventors: 内田一也; 大森大辅; 宫内淳
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: CN103154303B; TWI542060B; TW201232863A; JPWO2012053532A1; WO2012053532A1; KR20130063547A; KR101504443B1; JP5619175B2

Abstract

本发明提供一种使有机材料附着之后，使成膜对象物静止，固化有机材料，能将有机膜成膜的有机膜形成装置以及有机膜形成方法。在真空槽（11）内配置的基板台（14）上配置成膜对象物（5），在成膜对象物（5）的表面接触配置掩模（31），冷却成膜对象物（5），将真空槽（11）内进行真空排气的同时，从掩模（31）上喷出当照射光时进行固化的光反应性材料，并使其附着于在掩模（31）的开口（34）底面露出的成膜对象物（5）的表面，在附着的部分形成光反应性材料的液状膜，在停止了真空槽（11）内的真空排气的状态下，在放射光的光照射装置（24）中，使光放射的同时，在掩模上移动，使液状膜固化，形成光反应性材料的有机膜。

Description

有机膜形成装置以及有机膜形成方法

技术领域

本发明涉及有机膜形成装置以及有机膜形成方法，特别是，涉及使有机材料在成膜对象物上附着之后，将其固化并形成有机膜的技术领域。

背景技术

目前，在有机EL元件的制造工序中，在基板上按顺序形成下部电极层、有机发光层、上部电极层之后，为了保护表面，防止水分的侵入，形成有作为保护膜的密封层。

在专利文献1中，提出了将有机EL元件的密封层做成至少依次形成阻挡层、有机层、阻挡层的层叠膜的方案。

另外，在专利文献2中，提出了具有使有机膜的有机材料堆积的处理室、固化有机材料的处理室和将无机膜进行成膜的处理室，并能将有机膜和无机膜连续地进行成膜的成膜装置。关于有机膜的成膜，提出了使成膜对象物通过有机材料堆积机构的下方并堆积了有机材料之后，使其通过固化机构的下方，将有机材料进行固化的方法。

但是，当移动成膜对象物同时进行有机材料的堆积和固化时，存在移动中成膜对象物的温度进行变动，使堆积的有机材料再蒸发的问题。另外，为使成膜对象物移动，而使用了掩模的图案成膜是困难的。

（现有技术文献）

专利文献

专利文献1 ：特开2001-307873号公报

专利文献2 ：特开2005-522891号公报

专利文献3 ：特许第4112702号公报。

发明内容

（本发明所要解决的问题）

本发明是为了解决上述现有技术的不妥之处而创作的发明，其目的在于，提供一种使有机材料附着之后，使成膜对象物静止，固化有机材料，能将有机膜成膜的有机膜形成装置以及有机膜形成方法。

（用以解决问题的技术方案）

为了解决上述课题，本发明为如下的一种有机膜形成装置，该有机膜形成装置形成当照射光时进行固化的光反应性材料的有机膜，其具有：真空槽；从配置于所述真空槽内的多个喷出口，喷出光反应性材料的喷淋板；至少与所述喷淋板面对的面被配置于所述真空槽内的基板台；将配置于所述基板台上的成膜对象物进行冷却的冷却装置；将配置于所述基板台上的所述成膜对象物的掩模进行保持的掩模保持装置；在所述喷淋板与所述基板台之间移动的同时，朝向所述掩模放射光的光照射装置；以及使所述喷淋板升温的加热装置。

本发明为如下的有机膜形成装置，其具有：包围所述喷淋板与所述基板台之间的空间中接近所述基板台的部分的屏蔽板；以及加热所述屏蔽板的屏蔽板用加热装置，以朝向作为由所述屏蔽板包围的空间的成膜空间，从所述喷淋板喷出所述光反应性材料的方式来构成，将所述真空槽内进行真空排气的排气口设置在所述成膜空间的外部。

另外，本发明为如下的有机膜形成装置，其中，所述光照射装置以从所述成膜空间的外侧，通过所述屏蔽板与所述喷淋板之间，并通过所述基板台与所述喷淋板之间的方式来构成。

本发明为如下的一种有机膜形成方法，其为将当照射光时进行固化的光反应性材料的有机膜形成在成膜对象物的表面的有机膜形成方法，在真空槽内配置的基板台上配置所述成膜对象物，在所述成膜对象物的表面接触配置掩模，冷却所述成膜对象物，将所述真空槽内进行真空排气的同时，从所述掩模上喷出所述光反应性材料，并使其附着于在所述掩模的开口底面露出的所述成膜对象物的表面，在附着的部分形成所述光反应性材料的液状膜，在停止了所述真空槽内的真空排气的状态下，在放射光的光照射装置中，移动在所述掩模上的同时，使所述光放射，使入射到位于露出于所述开口底面的所述成膜对象物表面上的所述液状膜，并使所述液状膜固化，形成所述光反应性材料的有机膜。

本发明为如下的有机膜形成方法，其中，以屏蔽板包围所述基板台上的空间，将由所述真空槽内的所述屏蔽板包围的成膜空间的外侧进行真空排气，加热所述屏蔽板的同时，使所述光反应性材料充满所述成膜空间。

本发明如下的有机膜形成方法，其中，从所述光照射装置使光放射并照射所述液状膜时，停止所述真空槽内的真空排气。

（发明效果）

由于使有机材料附着之后，使成膜对象物静止，能照射使有机材料固化的UV光，所以可防止由成膜对象物的温度的变化引起的有机材料的再蒸发，另外，使用了掩模的图案成膜成为可能。

附图说明

[图1]本发明的有机膜形成装置的内部结构图；

[图2]用于说明掩模与成膜对象物接触的状态的图；

[图3]用于说明光照射装置的移动中途的状态的图。

具体实施方式

参照图1，附图标记10为本发明的有机膜形成装置，附图标记5表示通过有机膜形成装置10在表面形成有机膜的成膜对象物。

该有机膜形成装置10具有：连接有真空泵12的真空槽11、配置成膜对象物5的基板台14、将气体状或者微小液滴状的任一者或两者的状态的光反应性材料与运载气体一起供给喷淋板15的原料供给装置18。

喷淋板15其内部为中空，从原料供给装置18与运载气体一起供给的光反应性材料被导入至中空部分之中。喷淋板15在其一面设置有连接于中空部分的多个喷出口16，光反应性材料从喷出口16喷出。

设置有喷出口16的喷淋板15的面和基板台14的配置有成膜对象物5的面，位于真空槽11的内部，并以相互面对的方式被配置。

当从原料供给装置18将光反应性材料与运载气体一起供给喷淋板15时，以从喷淋板15的喷出口16朝向所述基板台14的配置成膜对象物5的面，喷出光反应性材料的气体或者微小液滴方式来构成。

在真空槽11的内部，设置有屏蔽板21，在基板台14与喷淋板15之间的空间中，比喷淋板15更接近基板台14的部分被屏蔽板21包围。

将由屏蔽板21包围的空间称为成膜空间22，在作为成膜空间22的外部的真空槽11的壁面，设置有排气口13，配置于真空槽11的外部的真空泵12与该排气口13连接，当使该真空泵12工作时，成膜空间22的外部通过真空泵12被真空排气。由于成膜空间22与真空槽11内的成膜空间22的外部的空间连接，所以成膜空间22也被真空排气。

在屏蔽板21与喷淋板15之间设置有间隙。

在真空槽11的内部配置有放射光的光照射装置24。光照射装置24被安装在移动装置25中，在真空槽11的内部，能将成膜空间22的外部与内部之间，通过屏蔽板21与喷淋板15之间的间隙进出，以通过成膜空间22的内部的方式来构成。此时，光照射装置24通过喷淋板15与基板台14之间。

光照射装置24放射的光为紫外线（Ultra violet rays），在使丙烯酸树脂固化时，对丙烯酸树脂的原料照射使丙烯酸树脂固化的波长的光。此处，照射200nm～450nm的光。

在成膜空间22中配置有掩模31。该掩模31通过掩模保持装置32与基板台14上配置的成膜对象物5的表面平行地被保持。在本实施例中，在掩模保持装置32中设置有固化用移动装置33。固化用移动装置33使掩模保持装置32与掩模31一起移动，变更基板台14上的成膜对象物5与掩模31之间的距离，构成为能使成膜对象物5与掩模31紧贴和能使成膜对象物5与掩模31分离。

固化用移动装置33，如上所述，如果变更基板台14上的成膜对象物5与掩模31之间的距离，能使成膜对象物5与掩模31紧贴，能使成膜对象物5与掩模31分离也可。总之，不限于上述结构，固化用移动装置33设置于基板台14，以使基板台14与成膜对象物5一起移动的方式构成也可，固化用移动装置33设置于基板台14与掩模保持装置32的两者中，以使基板台14与掩模保持装置32的两者分别移动的方式构成也可。

掩模31为薄的金属制的板，规定的开口34形成为一个至多个，在掩模31与成膜对象物5紧贴时，在开口34底面，成膜对象物5的表面部分地露出。

图1是在基板台14与掩模31分离的状态，从连接于有机膜形成装置10的未图示的处理装置搬入成膜对象物5并配置在基板台14上的状态。

在基板台14的内部设置有冷却装置35。在真空槽11的外部设置有循环装置30，通过循环装置30，给冷却装置35供给冷却后的冷却介质，基板台14被冷却到规定温度。

当冷却介质流过基板台14内而升温时，返回到循环装置30被冷却，供给基板台14。

当在基板台14上配置成膜对象物进行处理时维持冷却装置35的动作时，基板台14上的成膜对象物5，通过冷却装置35，经由基板台14，被冷却到规定温度。

在成膜对象物5被配置于基板台14时，通过定位装置使成膜对象物5静止在预先设定的位置，将掩模31与成膜对象物5之间，由预先设定的相对的位置关系进行对位。

或者，设置对位装置29，将成膜对象物5配置于基板台14之后，通过对位装置29，拍摄成膜对象物5和掩模31，以使成膜对象物5和掩模31中分别设置的对准标记一致的方式，使基板台14或掩模保持装置32的任一者或者两者移动也可。在这种情况下，维持成膜对象物5与掩模31之间的距离的同时使其移动，将掩模31与成膜对象物5之间作为预先设定的相对的位置关系。

在对位后的状态，通过固化用移动装置33，在基板台14或掩模保持装置32的任一者或两者被移动而缩小基板台13与掩模31之间的距离时，如图2所示，掩模31与成膜对象物5接触。

在原料供给装置18中，配置有包含丙烯酸树脂的原料和光反应引发剂的液状的光反应性材料19。在光反应性材料19中使用1分子中具有至少一个聚合性官能基（例如，乙烯基）的UV固化型单体（例如，新戊二醇丙烯酸酯）、UV固化型寡聚物（例如，环氧丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯）。

在原料供给装置18中，光反应性材料19被做成微小的液滴，或者，生成光反应性材料19的气体，将微小液滴或气体的任一者或两者的状态的光反应性材料供给喷淋板15。

真空槽11的内部通过真空泵12从排气口13被真空排气，成为真空环境，当从排气口13将真空槽11的内部真空排气的同时，打开设置于喷淋板15中的阀17时，从喷淋板15的喷出口16，光反应性材料与运载气体一起朝向成膜空间22喷出。

基板台14通过冷却装置35被冷却，因此，成膜对象物5经由基板台14，通过冷却装置35被冷却。成膜对象物5被冷却到比光反应性材料的蒸发温度还低的温度，例如，被冷却到30℃以下的温度。优选的是，冷却装置35以将成膜对象物5冷却到0℃以下的温度的方式而构成。

在从喷淋板15喷出光反应性材料和运载气体期间，从位于成膜空间22的外部的排气口13将真空槽11内进行真空排气，当喷出到成膜空间22的光反应性材料的气体和运载气体与位于掩模31的开口34底面下的成膜对象物5表面接触时，附着于接触的地方，在成膜对象物5表面之中，位于开口34的底面下的部分，形成液体状的光反应性材料的薄膜（液状膜）。

掩模31的表面具有难以附着光反应性材料的性质，未附着于掩模31和成膜对象物5的光反应性材料充满于成膜空间22中，通过屏蔽板21与喷淋板15之间的间隙而流出，到达排气口13并被真空排气。

喷淋板15通过喷淋板用加热装置37被加热，特别是，形成有喷出口16的面，升温到光反应性材料的真空环境中的蒸发温度以上的温度。另外，屏蔽板21和真空槽11的内壁面也通过屏蔽板用加热装置38和真空槽用加热装置39升温到光反应性材料的真空环境中的蒸发温度以上的温度，在从成膜空间22朝向成膜空间22的外部流出光反应性材料时，光反应性材料的温度降低，成为液体而不附着于喷淋板15、屏蔽板21、或真空槽11内壁面。

在成膜对象物5被冷却，在成膜对象物5的表面，形成液体状的光反应性材料的薄膜（液状膜），变成规定膜厚时，停止来自喷淋板15的光反应性材料和运载气体的喷出，并且也停止来自排气口13的真空槽11内部的真空排气。

在该状态下，由于真空槽11的内部成为10Pa以上数100Pa以下的压力，且成膜对象物5被冷却，所以液体状的光反应性材料的薄膜（液状膜）不会蒸发。因此，液体状的光反应性材料的薄膜（液状膜）的膜厚值为不减少的状态。

在喷淋板15喷出光反应性材料和运载气体时，光照射装置24位于屏蔽板21的外侧即位于比基板台14与喷淋板15之间更外侧，并且位于从喷出口16喷出的光反应性材料碰不到的地方。

当来自喷淋板15的光反应性材料和运载气体的喷出停止之后，光照射装置24开始光（在此，为使光反应性材料反应的波长的紫外线）的放射，将光照射到与光照射装置24面对的地方的成膜对象物5表面和掩模31表面。

开始光放射的同时，光照射装置24开始移动，与在掩模31与喷淋板15之间移动且露出于掩模31表面和开口34底面的成膜对象物表面5面对，使成膜对象物5表面的液状的光反应性材料的薄膜（液状膜）反应并使其固化，将从光反应性材料得到的有机膜形成在成膜对象物5表面的掩模31的开口34所处的地方。在此，形成丙烯酸树脂膜。掩模31的开口34的深度为1mm程度，与此相对，形成的有机膜的膜厚为1μm～2μm程度，在丙烯酸树脂膜的情况下，作为保护成膜对象物5的表面，并且防止水分的侵入的保护膜而使用。

图3表示光照射装置24的移动中途的状态。

在位于开口底面的成膜对象物5表面形成有机膜之后，使掩模31与成膜对象物5分离，将形成有有机膜的成膜对象物5搬出到真空槽11的外部，将未成膜的成膜对象物5配置于基板台14上，以与上述相同的步骤形成有机膜。

再者，如果喷淋板15的设置有喷出口16的面和基板台14的配置有成膜对象物5的面，位于真空槽11的内部，并以相互面对的方式配置，则如图1～图3所示，并不限定于喷淋板15被配置于基板台14的上方的情况，而将喷淋板15配置于基板台14的下方也可，将喷淋板15和基板台14配置为相互相同的高度也可。

另外，光反应性材料19并不限定于上述的包含丙烯酸树脂的原料和光反应引发剂的有机材料，也能使用当照射光时进行固化的其它的有机材料。

附图标记的说明

5……成膜对象物　

10……有机膜形成装置　

11……真空槽　

13……排气口　

14……基板台　

15……喷淋板　

16……喷出口　

21……屏蔽板　

22……成膜空间　

24……光照射装置　

31……掩模　

32……掩模保持部　

34……开口　

35……冷却装置　

37……（喷淋板用）加热装置。

Claims

1.一种有机膜形成装置，形成当照射光时进行固化的光反应性材料的有机膜，其具有：

真空槽；

从配置于所述真空槽内的多个喷出口，喷出光反应性材料的喷淋板；

至少与所述喷淋板面对的面被配置于所述真空槽内的基板台；

将配置于所述基板台上的成膜对象物进行冷却的冷却装置；

将配置于所述基板台上的所述成膜对象物的掩模进行保持的掩模保持装置；

在所述喷淋板与所述基板台之间移动的同时，朝向所述掩模放射光的光照射装置；以及

使所述喷淋板升温的加热装置。

2.根据权利要求1所述的有机膜形成装置，其中，

具有：

包围所述喷淋板与所述基板台之间的空间中接近所述基板台的部分的屏蔽板；以及

加热所述屏蔽板的屏蔽板用加热装置，

以朝向作为由所述屏蔽板包围的空间的成膜空间，从所述喷淋板喷出所述光反应性材料的方式来构成，

将所述真空槽内进行真空排气的排气口设置在所述成膜空间的外部。

3.根据权利要求1或2所述的有机膜形成装置，其中，

所述光照射装置以从所述成膜空间的外侧，通过所述屏蔽板与所述喷淋板之间，并通过所述基板台与所述喷淋板之间的方式来构成。

4.一种有机膜形成方法，其为将当照射光时进行固化的光反应性材料的有机膜形成在成膜对象物的表面的有机膜形成方法，

在真空槽内配置的基板台上配置所述成膜对象物，

在所述成膜对象物的表面接触配置掩模，

冷却所述成膜对象物，将所述真空槽内进行真空排气的同时，从所述掩模上喷出所述光反应性材料，并使其附着于在所述掩模的开口底面露出的所述成膜对象物的表面，在附着的部分形成所述光反应性材料的液状膜，

在停止了所述真空槽内的真空排气的状态下，

在放射光的光照射装置中，在所述掩模上移动的同时，使所述光放射，

使入射到位于露出于所述开口底面的所述成膜对象物表面上的所述液状膜，并使所述液状膜固化，形成所述光反应性材料的有机膜。

5.根据权利要求4所述的有机膜形成方法，其中，

以屏蔽板包围所述基板台上的空间，

将由所述真空槽内的所述屏蔽板包围的成膜空间的外侧进行真空排气，

加热所述屏蔽板的同时，使所述光反应性材料充满所述成膜空间。

6.根据权利要求4或5所述的有机膜形成方法，其中，

从所述光照射装置使光放射并照射所述液状膜时，停止所述真空槽内的真空排气。