【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成膜装置に関し、特には、マスクを介して基板の一主面上に成膜を行うための成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代のフルカラー表示装置として、薄型、高輝度、高精細、低消費電力、さらには色再現性の広い有機ＥＬディスプレイが注目されている。この有機ＥＬディスプレイに用いられる有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に有機膜を挟持してなり、有機膜の材料選択によって各色に発光する素子が得られるため、ＲＧＢ各色に発光する有機ＥＬ素子を所定状態で配列形成することによって、フルカラー表示が可能な有機ＥＬディスプレイを構成することが可能である。
【０００３】
ところで、上述したような有機ＥＬディスプレイの優れた特徴を生かすためには、薄いガラス基板面に高密度に配置されたＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の発光素子からなる有機膜の画素パターンを形成する必要がある。
近年、このような有機膜を形成する成膜装置として、有機気相堆積法（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＯＶＰＤ））による有機気相堆積成膜装置（ＯＶＰＤ装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特表２００１−５２３７６８号公報
【０００５】
ＯＶＰＤ装置は、成膜室内に基板保持手段と基板保持手段の基板支持面に向けてその供給端が対向配置されたガス供給管とを備えており、減圧雰囲気下の成膜室内にこのガス供給管から成膜ガスを基板保持手段により保持された基板の一主面側に供給することで有機膜を形成する。
【０００６】
例えば、このようなＯＶＰＤ装置を用いて、基板の一主面上にＲ発光素子を成膜する場合には、まず、基板支持面を上方に向けて配置された基板保持手段の基板支持面に、基板を固定保持するとともに、Ｒ発光素子を成膜する領域の開口パターンを有するマスクをマスク保持手段により保持する。
続いてマスク保持手段により保持されたマスクを、基板保持手段により固定保持された基板の一主面側に対向配置して、マスクと基板との位置合わせを行う。次に、基板保持手段に固定保持された基板の一主面側に、マスク保持手段による保持を解除したマスクを密着させて、マスク固定手段により固定する。
その後、基板およびマスクが固定された基板保持手段を、成膜室内に所定状態で配置し、このマスクを介して基板の一主面上にＲ発光素子を成膜する。
【０００７】
Ｒ発光素子の成膜後は、例えばＧ発光素子を成膜するために、基板保持手段を再び基板支持面を上方に向けて配置し、マスク固定手段による固定状態を解除して、マスク保持手段によりマスクを保持して基板から引き剥がす。
ここで、Ｒ発光素子の成膜領域と、Ｇ発光素子またはＢ発光素子の成膜領域とは同一形状であることから、例えば同一のマスクを用いて、Ｇ発光素子を成膜する領域にマスクの開口パターンを合わせるように、基板保持手段により固定保持された基板とマスク保持手段により保持されたマスクとの位置合わせを行う。
その後、Ｒ発光素子の成膜の際と同様に、基板の一主面側にマスクを密着させて、マスク固定手段により固定し、Ｇ発光素子を成膜する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような従来の成膜装置では、基板保持手段における基板支持面が平面構造であるため、基板支持面に固定保持される基板およびその基板に密着させるマスクも平面状態で固定される。このため、マスク固定手段により基板の一主面側に固定されたマスクの固定状態を解除しても、基板とマスクとは密着した状態で維持される。
したがって、マスクを基板から剥がす際には、マスクの全面を基板から剥がす必要があり、大きな力を要するだけでなく、基板およびマスクへの負担がかかるという問題があった。
また、各発光素子が高密度に配置されているため、マスクの着脱には精密な制御が必要であるが、引き剥がすために要する力が大きいことから、精密な制御が困難であるだけでなく、マスクがずれて成膜済みの発光素子を傷つける等、歩留り低下の原因となっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するために、本発明の成膜装置は、基板保持手段と、基板保持手段に固定保持される基板の一主面側に開口パターンを有するマスクを固定するマスク固定手段とを備え、このマスク固定手段により固定されたマスクを介して基板の一主面上に成膜を行う際に用いる成膜装置であって、基板保持手段における基板支持面が凸状に湾曲していることを特徴としている。
【００１０】
このような成膜装置によれば、基板保持手段における基板支持面が凸状に湾曲していることから、基板が基板支持面の湾曲形状に沿った状態で固定保持され、マスクがマスク固定手段によりこの基板の湾曲形状に沿って固定される場合には、マスク固定手段による固定状態を解除すると、マスクはその復元力により、固定される前の状態に戻る。
これにより、マスクと湾曲形状に沿った状態で固定保持されている基板との間、特にこれらの端部側に隙間が生じるため、従来のように基板とマスクが全面で密着された状態よりもマスクを基板から剥がし易くなる。
また、このような隙間が生じることで、マスクと基板との接触面積が小さくなることから、マスクを剥がす際に要する力が小さくて済み、基板およびマスクにかかる負担を軽減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の成膜装置における実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の成膜装置を適用したＯＶＰＤ装置の全体構成を示す概略構成図である。
この図に示す成膜装置は、減圧雰囲気下に維持した成膜室２１内において、開口パターンを有するマスクＭを基板Ｗに密着させた状態で配置し、このマスクＭを介して基板Ｗの一主面上に所定パターンの有機膜の成膜を行うものである。
【００１２】
この成膜室２１には、例えば成膜室２１に基板Ｗを搬入するための装填室２２が隣接されていることとする。
この装填室２２の内部には、例えば図２に示すように、基板Ｗを固定保持するための基板保持手段１１が、基板支持面１１ａを上方に向けた状態で配置されるとともに、マスクＭを基板Ｗの一主面側に固定するためのマスク固定手段（図示省略）および基板ＷとマスクＭとの相対的な位置関係を検出するための位置検出手段１２が配置されている。
そして、この装填室２２（前記図１参照）内で、基板保持手段１１への基板Ｗの固定保持、固定保持された基板ＷへのマスクＭの固定および、基板ＷとマスクＭとの位置合わせが行なわれることとする。
【００１３】
ここで、基板保持手段１１は本発明に特徴的な凸状に湾曲した基板支持面１１ａを有する略直方体状に形成されている。
この基板支持面１１ａは、例えばこの基板支持面１１ａの中心点Ｏを通る中心線Ｃが頂辺となるような円柱側面状に湾曲されていることとする。
【００１４】
なお、本実施形態では基板支持面１１ａが円柱側面状に湾曲していることとするが、本発明はこれに限定されず、凸状に湾曲された形状であればよい。
例えば、基板支持面１１ａの中心点Ｏが最も突出するように湾曲された半球面状であってもよく、基板支持面１１ａの端部側が湾曲し、中央部は平坦な形状であってもよい。
【００１５】
基板保持手段１１には、例えば、基板支持面１１ａに基板Ｗを固定保持するためのクランプ機構（図示省略）が配置されており、また、その内部には基板支持面１１ａに保持された基板Ｗを成膜時に冷却するための冷却機構（図示省略）が設けられていることとする。
そして、基板Ｗは基板支持面１１ａを上方に向けた状態の基板保持手段１１に、基板支持面１１ａの湾曲形状に沿った状態で固定保持されることとする。
ここでは基板支持面１１ａが中心線Ｃを頂辺とした円柱側面状に形成されていることから、基板Ｗも例えば基板Ｗの幅方向に渡る中心線を頂辺とした円柱側面状に湾曲された状態で固定保持される。
【００１６】
また、マスク固定手段は、基板保持手段１１に固定保持された基板Ｗ上に載置されたマスクＭを、基板Ｗの一主面側に密着させた状態で固定するものであり、例えばクランプ機構からなり、基板Ｗを挟持した状態でマスクＭの４角を基板保持手段１１に固定するように構成されている。
【００１７】
なお、ここではクランプ機構により基板Ｗが基板保持手段１１に固定保持されるとともに、この基板ＷにマスクＭが固定されることとするが、本発明はこれに限定されず、基板保持手段１１の基板支持面１１ａ側に内設された磁気制御手段（例えば電磁石）により基板Ｗの固定保持およびマスクＭの固定が行われる構成であってもよい。
【００１８】
ここで、円柱側面状の基板支持面１１ａの湾曲形状に沿って固定保持された基板Ｗ上にマスクＭを載置すると、マスクＭは基板Ｗの湾曲された状態の基板Ｗの頂辺に接した状態で、その自重によりマスクＭの端部側が基板Ｗ側に撓んだ状態となる。
【００１９】
このように基板Ｗ上に載置されたマスクＭは、マスク固定手段により基板Ｗの一主面側に密着させた状態で固定される。
そして、このマスク固定手段によるマスクＭの固定状態を解除することで、マスクＭはその復元力により、マスクＭを固定する前の状態に戻る。
【００２０】
このような基板支持手段１１における基板支持面１１ａの湾曲形状は基板保持手段１１に固定保持された基板Ｗ上にマスクＭを載置した場合に、マスクＭの自重によりその端部側が基板Ｗ側に撓む曲率よりも大きく、かつ基板保持手段１１により固定保持される基板Ｗ、またはこの基板Ｗの一主面側に固定されるマスクＭに損傷を与えない程度の曲率で形成されている。
基板支持面１１ａがこのような曲率の湾曲形状で形成されることにより、マスクＭの固定状態を解除すれば、マスクＭの復元力によりマスクＭと基板Ｗとの端部側に隙間が生じるため、マスクＭと基板Ｗとの接触面積が小さくなり、マスクＭを基板Ｗから剥がす際に要する力が小さくなる。
【００２１】
また、位置検出手段１２は基板保持手段１１に保持された状態の基板Ｗと基板Ｗに固定されるマスクＭとの位置関係を検出するためのものであり、例えばＣＣＤカメラからなることとする。
ここで、マスクＭは基板Ｗの一主面側に固定される前の段階では、例えばマスク保持手段（図示省略）により保持されている。そして、ＣＣＤカメラは、基板保持手段１１に保持された基板Ｗにマスク保持手段により保持されたマスクＭを対向配置させた状態のマスクＭ側に配置され、マスクＭと基板Ｗとを重ね合わせた映像が取り込まれるように構成されていることとする。
【００２２】
本実施形態では、装填室２２内に例えば４台のＣＣＤカメラが配置されており、矩形状の基板Ｗと矩形状のマスクＭにおける各辺の中心部に設けられたアライメントマークが検出されることにより、基板ＷとマスクＭとの相対的な位置関係が検出されることとする。
【００２３】
そして、ここでの図示は省略したが、本実施形態の成膜装置は例えばアライメント手段を備えている。ここでのアライメント手段は、位置検出手段１２で検出された位置関係に基づいて、基板ＷとマスクＭとが所定の位置関係となるように基板保持手段１１の移動値を算出し、算出された値に基づいて基板保持手段１１に設けられた駆動部による基板保持手段１１の駆動を制御する制御部を備えている。
したがって、この制御部と基板保持手段１１の駆動部とでアライメント手段が構成されることになる。
【００２４】
なお、アライメント手段は基板保持手段１１に固定保持された基板Ｗとマスク保持手段により保持されたマスクＭとの相対的な位置関係を補正できればよい。このため、位置検出手段１２で検出された位置関係に基づいて基板保持手段１１またはマスク保持手段の少なくとも一方を移動する構成であればよい。
【００２５】
そして、上述したように装填室２２内で基板Ｗが固定保持されるとともに、基板Ｗの一主面側にマスクＭが固定された状態の基板保持手段１１は、再び図１に示すように、装填室２２と成膜室２１との間のゲートバルブ（図示省略）を開けることにより、成膜室２１内に搬入され、所定状態で配置収納される。
成膜室２１内は例えば基板支持面１１ａが水平状態に対して略垂直になるような状態で基板保持手段１１が配置されるように構成されている。
【００２６】
この成膜室２１は、余分な成膜ガスを排気するための排気口１４から図示しない真空ポンプによって、その内部環境（例えば、減圧状態）が制御されるとともに、圧力計１５によって成膜室２１内部の圧力が管理されている。
また、成膜室２１には例えばヒーター（図示せず）が設けられており、成膜室２１内で成膜ガスが気相状態を維持できるように構成されている。
【００２７】
そして、この成膜室２１には成膜ガスを供給するためのガス供給管２３の供給端が挿入されている。この供給端はマスクＭで覆われた基板Ｗの一主面側に対して、均等に成膜ガスを供給するように配置されていることとする。
なお、ガス供給管２３にはガス流量制御手段１９が設けられており、これによっても基板Ｗへの成膜ガスの供給量が調整される構成となっている。
【００２８】
このガス供給管２３の他端は、成膜原料が貯留された原料ガス供給源３１に挿入されている。そして、この原料ガス供給源３１の内部も圧力計により内部の圧力が管理されている。
また、原料ガス供給源３１にはキャリアガス供給源３２に接続された配管１８が挿入され、この配管１８にもガス流量制御手段１９が設けられており、原料ガス供給源３１内へのキャリアガスの供給が自在であることとする。
【００２９】
そして、このような構成の原料ガス供給源３１、ガス供給管２３、配管１８にはヒーター１７が配置され、所定の高温に温度制御される。これにより、原料ガス供給源３１内において加熱されて気化（昇華）した成膜原料が、配管１８から導入されたキャリアガスとともに、気相状態を維持した状態で成膜室２１内に供給される構成となっている。
【００３０】
次に、上述した成膜装置を用いた成膜方法の実施の形態を図３〜図４に基づき、図１を参照しつつ説明する。
ここでは、有機ＥＬディスプレイにおけるＲＧＢ発光素子からなる有機膜を成膜する例について説明する。
なお、以下に記載する工程は特に記載のない限り、図１を用いて説明した装填室２２内で行われることとする。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、基板支持面１１ａを上方に向けて配置された状態の基板支持手段１１における基板支持面１１ａ上に基板Ｗを配置し、基板支持面１１ａに設けられたクランプ機構により基板Ｗを固定保持する。
ここで、基板支持面１１ａは円柱側面状に湾曲されており、基板Ｗもその形状に沿って、円柱側面状に湾曲された状態で固定保持されることとする。
本実施形態で用いる基板Ｗは例えばガラス基板であることとするが、本発明はこれに限定されず、プラスチック板であっても、金属板であってもよい。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、マスク保持手段（図示省略）によりマスクＭを保持し、基板支持手段１１に固定保持された基板Ｗに、マスク保持手段に保持されたマスクＭを間隔を有して対向配置させた状態で、例えばＣＣＤカメラからなる位置検出手段１２により、マスクＭ側から、基板ＷとマスクＭとの位置関係を検出し、アラインメント手段（図示省略）により位置合わせを行う。
【００３３】
本実施形態で用いるマスクＭは、例えば薄膜状のメタルマスクであって、その端部に剛性のある枠が設けられていることとするが、本発明はこれに限定されず、枠が設けられていない一面で構成されたメタルマスクであってもよい。
また、ここでは、マスクＭが例えばＲ発光素子を成膜する領域の開口パターンを有していることとする。
【００３４】
続いて図３（ｃ）に示すように、マスクＭを基板Ｗ上に載置して、マスク保持手段による保持を解除すると、マスクＭは湾曲された状態の基板Ｗの頂辺に接する状態で、その自重により一方向の端部側が基板Ｗ側に撓んだ状態となる。
このような状態のマスクＭを基板Ｗの一主面側に密着させて、例えばクランプ機構からなるマスク固定手段によりマスクＭを基板保持手段１１に固定する。
この際、マスクＭは基板Ｗの湾曲形状に沿って、円柱側面状に湾曲された状態で固定される。
【００３５】
その後、図４（ｄ）に示すように、位置検出手段１２によりマスクＭと基板Ｗにおけるアライメントマークを検出し、基板ＷとマスクＭとの位置ずれがないかを確認する。
ここで、位置ずれがあった場合には、マスク固定手段によるマスクＭの固定状態を解除する。これにより、マスクＭは復元力により固定される前の状態に戻るため、基板ＷとマスクＭとの一方向の端部側に隙間が生じる。
この状態で、例えば、マスク保持手段によりマスクＭを基板Ｗから引き剥がして、図３（ｂ）を用いて説明したように、位置検出手段１２によりマスクＭと基板Ｗとの位置関係を検出して再度位置合わせを行う。その後、図３（ｃ）および図４（ｄ）を用いて説明した工程を行う。
【００３６】
次に、図４（ｅ）に示すように、基板Ｗが固定保持されるとともに、この基板ＷにマスクＭが固定された基板保持手段１１を成膜室２１（前記図１参照）内に搬入し、基板支持面１１ａをガス供給管２３の供給端側に向けて、基板支持面１１ａが水平状態に対して垂直状態となるように配置する。
その後、ガス供給管２３の供給端から、Ｒ発光素子の成膜ガスをキャリアガスとともにマスクＭを密着させた基板Ｗに向けて供給することにより、Ｒ発光素子の成膜を行う。
【００３７】
成膜後、図４（ｆ）に示すように、基板保持手段１１を成膜室２１（前記図１参照）から装填室２２（前記図１参照）に移動し、基板支持面１１ａを上方に向けた状態で、基板保持手段１１を配置する。
次に、マスク固定手段によるマスクＭの固定状態を解除する。
これにより、マスクＭは復元力により固定される前の状態に戻るため、基板ＷとマスクＭとの端部側に隙間が生じる。この状態で、例えばマスク保持手段によりマスクＭを基板Ｗから引き剥がし、マスクＭの開口パターンを例えば次のＧ発光素子を成膜する領域に移動させる。その後、図３（ｂ）から図４（ｆ）までの工程を繰り返すことにより、ＲＧＢ発光素子の画素パターンを形成する。
【００３８】
このような構成の成膜装置によれば、基板保持手段１１における基板支持面１１ａが凸状に湾曲しており、基板Ｗは基板保持面１１ａの湾曲形状に沿って、凸状に湾曲された状態で固定保持される。また、マスク固定手段により基板Ｗに密着させた状態で基板保持手段１１に固定されるマスクＭも凸状に湾曲された状態で固定される。
【００３９】
そして、この状態から、マスク固定手段によるマスクＭの固定状態を解除することで、マスクＭはその復元力により、固定される前の状態に戻るため、マスクＭと凸状に湾曲された基板Ｗとの間の一方向の端部側に隙間が生じる。
この隙間により、従来のように基板ＷとマスクＭが全面で密着された状態よりもマスクＭを基板Ｗから剥がし易くなるとともに、マスクＭを基板Ｗから剥がす際に要する力も小さくて済み、基板ＷおよびマスクＭにかかる負担も軽減される。
【００４０】
したがって、従来のように剥がす際に要する力が大きいことでマスクＭにずれが生じ、成膜済みの発光素子を傷つけるのを防ぐことができるため、歩留りを向上させることができる。
また、マスクＭの着脱が容易であることから、ＲＧＢ発光素子の成膜を同一のマスクＭを用いて行う場合等、マスクＭの着脱に要する時間を短縮することができるため、ＴＡＴ（Ｔｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）を短縮し、生産性の向上を図ることができる。
【００４１】
また、基板支持面１１ａが凸状に湾曲していることにより、基板支持面１１ａから基板Ｗを剥がす場合についても、基板Ｗの固定状態を解除すると、基板Ｗと基板保持手段１１との間の端部側に隙間が生じ、基板Ｗの着脱が容易になる。
【００４２】
さらに、本実施形態では基板支持面１１ａの全面が円柱側面状に湾曲されていることから、基板支持面１１ａがその端部側のみが湾曲し、中央部は平坦な形状である場合と比較して、基板保持手段１１に固定保持された基板Ｗと、マスク固定手段による固定状態を解除された状態のマスクＭとの接触面積を小さくすることができるため、マスクＭを基板Ｗから引き剥がすときに要する力を小さくすることができる。
また、基板支持面１１ａが円柱側面状に湾曲されていることにより、基板ＷとマスクＭとの位置合わせを行う際に、基板支持面１１ａが半球面状である場合と比較して、基板Ｗに形成されるアライメントマークの一方向の高さは等しくなるため、基板ＷとマスクＭとの位置合わせが容易である。
【００４３】
ここで、基板支持面１１ａが半球面状である場合には、基板支持面１１ａは中心点Ｏから放射線状に湾曲されることから、基板支持面１１ａが円柱側面状である場合と比較して、マスク固定手段によるマスクＭの固定状態を解除した場合のマスクＭと基板Ｗとの接触面積をより小さくすることができ、マスクＭを剥がす際に要する力をより小さくすることができる。
【００４４】
また、基板支持面１１ａの端部側が湾曲し、中央部は平坦な形状である場合には、マスク固定手段によるマスクＭの固定状態を解除した場合にマスクＭと基板Ｗの端部側のみに隙間が生じるため、その隙間からマスクＭを基板Ｗから剥がすことができる。
また、中央部が平坦であることにより、基板ＷとマスクＭとの位置合わせを行う際に、基板Ｗの平坦な部分にアライメントマークを形成することで、基板Ｗに形成されるアライメントマークの位置の高さを一定にできるため、位置合わせが容易である。
【００４５】
上述したような実施形態においては、成膜装置がＯＶＰＤ装置である場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば真空蒸着装置等、開口パターンを有するマスクを用いて成膜を行う成膜装置には全て適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の成膜装置によれば、基板保持手段における基板支持面が凸状に湾曲していることから、基板が基板支持面の湾曲形状に沿った状態で固定保持され、マスクもこの基板の湾曲形状に沿って固定される場合には、マスクの固定状態を解除することで、マスクの復元力により、マスクと湾曲された状態の基板との間の端部側に隙間が生じる。
このような隙間が生じることで、基板とマスクが全面で密着された状態よりもマスクを基板から剥がし易くなるとともに、マスクを剥がす際に要する力が小さくて済むため、基板およびマスクにかかる負担を軽減することができる。
【００４７】
したがって、従来のようにマスクを基板から剥がす際に要する力が大きくなることでマスクにずれが生じ、成膜済みの発光素子を傷つけるのを防ぐことができるため、歩留りを向上させることができる。
また、マスクの着脱が容易であることからＴＡＴを短縮することができ、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における成膜装置の概略構成図である。
【図２】実施形態における成膜装置の要部拡大図である。
【図３】実施形態における成膜装置を用いた成膜方法を説明するための工程図である（その１）。
【図４】実施形態における成膜装置を用いた成膜方法を説明するための工程図である（その２）。
【符号の説明】
１１…基板保持手段、１１ａ…基板支持面、Ｗ…基板、Ｍ…マスク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a film forming apparatus, and more particularly to a film forming apparatus for forming a film on one main surface of a substrate via a mask.
[0002]
[Prior art]
As a next-generation full-color display device, an organic EL display that is thin, has high luminance, has high definition, consumes low power, and has a wide color reproducibility has been attracting attention. The organic EL element used in this organic EL display has an organic film sandwiched between an anode and a cathode, and an element that emits light of each color can be obtained by selecting a material of the organic film. By arranging the elements in a predetermined state, an organic EL display capable of full-color display can be formed.
[0003]
By the way, in order to take advantage of the above-described excellent features of the organic EL display, an organic light emitting device including R (red), G (green), and B (blue) light emitting elements arranged at a high density on a thin glass substrate surface. It is necessary to form a pixel pattern of the film.
In recent years, as a film forming apparatus for forming such an organic film, an organic vapor deposition apparatus (OVPD apparatus) based on an organic vapor phase deposition (OVPD) has been proposed (for example, Patent Reference 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-523768 A
The OVPD apparatus includes a substrate holding unit and a gas supply pipe whose supply end faces the substrate support surface of the substrate holding unit in the film forming chamber. An organic film is formed by supplying a film-forming gas from a tube to one main surface of the substrate held by the substrate holding means.
[0006]
For example, when an R light emitting element is formed on one main surface of a substrate using such an OVPD apparatus, first, the R light emitting element is formed on the substrate supporting surface of the substrate holding means arranged with the substrate supporting surface facing upward. The substrate is fixedly held, and a mask having an opening pattern in a region where the R light emitting element is formed is held by the mask holding means.
Subsequently, the mask held by the mask holding means is arranged facing one principal surface of the substrate fixed and held by the substrate holding means, and the mask and the substrate are aligned. Next, the mask released by the mask holding means is brought into close contact with one principal surface of the substrate fixed and held by the substrate holding means, and is fixed by the mask fixing means.
Thereafter, the substrate holding means to which the substrate and the mask are fixed is arranged in a predetermined state in the film forming chamber, and the R light emitting element is formed on one main surface of the substrate through the mask.
[0007]
After the formation of the R light emitting element, for example, in order to form a G light emitting element, the substrate holding means is disposed with the substrate support surface facing upward again, and the fixing state by the mask fixing means is released. To separate the mask from the substrate.
Here, since the film formation area of the R light emitting element and the film formation area of the G light emitting element or the B light emitting element have the same shape, for example, the same mask is used to mask the area where the G light emitting element is formed. The position of the substrate fixed by the substrate holding means and the position of the mask held by the mask holding means are adjusted so that the opening patterns are aligned.
Then, as in the case of forming the R light emitting element, a mask is brought into close contact with one main surface side of the substrate and fixed by mask fixing means to form a G light emitting element.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional film forming apparatus as described above, since the substrate support surface of the substrate holding means has a planar structure, the substrate fixed and held on the substrate support surface and the mask closely attached to the substrate are also fixed in a planar state. . For this reason, even if the fixed state of the mask fixed to the one principal surface side of the substrate by the mask fixing means is released, the substrate and the mask are kept in close contact with each other.
Therefore, when the mask is peeled off from the substrate, it is necessary to peel off the entire surface of the mask from the substrate, so that not only a large force is required but also a burden is imposed on the substrate and the mask.
In addition, since each light emitting element is arranged at a high density, precise control is required to attach and detach the mask, but since the force required for peeling is large, precise control is difficult, and In addition, the mask is displaced and the formed light emitting element is damaged, which causes a decrease in yield.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a film forming apparatus of the present invention includes a substrate holding unit and a mask fixing unit for fixing a mask having an opening pattern on one main surface side of a substrate fixed and held by the substrate holding unit. A film forming apparatus used for forming a film on one main surface of a substrate via a mask fixed by the mask fixing means, wherein the substrate support surface of the substrate holding means is curved in a convex shape. It is characterized by having.
[0010]
According to such a film forming apparatus, since the substrate supporting surface of the substrate holding means is curved in a convex shape, the substrate is fixed and held in a state of being curved along the substrate supporting surface, and the mask is fixed to the mask fixing means. When the mask is fixed along the curved shape of the substrate, when the fixed state by the mask fixing means is released, the mask returns to the state before being fixed by the restoring force.
As a result, a gap is generated between the mask and the substrate fixed and held in a curved shape, particularly at the ends thereof, so that the substrate and the mask are in close contact with each other as in the related art. The mask can be easily removed from the substrate.
In addition, since such a gap reduces the contact area between the mask and the substrate, the force required for removing the mask can be reduced, and the load on the substrate and the mask can be reduced.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the film forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of an OVPD apparatus to which the film forming apparatus of the present invention is applied.
In the film forming apparatus shown in this figure, a mask M having an opening pattern is disposed in close contact with a substrate W in a film forming chamber 21 maintained under a reduced-pressure atmosphere. An organic film having a predetermined pattern is formed on the main surface.
[0012]
It is assumed that a loading chamber 22 for carrying the substrate W into the film formation chamber 21 is adjacent to the film formation chamber 21, for example.
Inside the loading chamber 22, for example, as shown in FIG. 2, a substrate holding means 11 for fixing and holding a substrate W is disposed with the substrate supporting surface 11a facing upward, and the mask M is A mask fixing means (not shown) for fixing the substrate W to one main surface side and a position detecting means 12 for detecting a relative positional relationship between the substrate W and the mask M are arranged.
Then, in the loading chamber 22 (see FIG. 1), the substrate W is fixedly held on the substrate holding means 11, the mask M is fixed on the fixedly held substrate W, and the alignment between the substrate W and the mask M is performed. Shall be performed.
[0013]
Here, the substrate holding means 11 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape having a convexly curved substrate support surface 11a characteristic of the present invention.
It is assumed that the substrate support surface 11a is curved, for example, in a cylindrical side surface shape such that a center line C passing through a center point O of the substrate support surface 11a is a top side.
[0014]
In the present embodiment, the substrate supporting surface 11a is assumed to be curved into a cylindrical side surface, but the present invention is not limited to this, and any shape may be used as long as the shape is convexly curved.
For example, the substrate support surface 11a may have a hemispherical shape that is curved so that the center point O protrudes the most, or the substrate support surface 11a may have a curved end portion and a flat central portion. .
[0015]
The substrate holding means 11 is provided with, for example, a clamp mechanism (not shown) for fixing and holding the substrate W on the substrate support surface 11a, and has a substrate W held inside the substrate support surface 11a. It is assumed that a cooling mechanism (not shown) for cooling the film during film formation is provided.
Then, the substrate W is fixedly held by the substrate holding means 11 with the substrate support surface 11a facing upward in a state of conforming to the curved shape of the substrate support surface 11a.
Here, since the substrate support surface 11a is formed in a cylindrical side surface with the center line C as the top, the substrate W is also curved into a cylindrical side with the center line in the width direction of the substrate W as the top. It is fixed and held in the state where it was.
[0016]
The mask fixing means fixes the mask M mounted on the substrate W fixedly held by the substrate holding means 11 in a state in which the mask M is in close contact with one main surface side of the substrate W. The four corners of the mask M are fixed to the substrate holding means 11 while holding the substrate W therebetween.
[0017]
Note that, here, the substrate W is fixed and held by the substrate holding means 11 by the clamp mechanism, and the mask M is fixed to the substrate W. However, the present invention is not limited to this. A configuration in which the fixed holding of the substrate W and the fixing of the mask M are performed by magnetic control means (for example, an electromagnet) provided inside the substrate supporting surface 11a may be employed.
[0018]
Here, when the mask M is placed on the substrate W fixedly held along the curved shape of the substrate supporting surface 11a having a cylindrical side surface, the mask M contacts the top side of the substrate W in a curved state of the substrate W. In this state, the end of the mask M is bent toward the substrate W due to its own weight.
[0019]
The mask M placed on the substrate W in this manner is fixed in a state in which the mask M is brought into close contact with one main surface side of the substrate W by mask fixing means.
Then, by releasing the fixed state of the mask M by the mask fixing means, the mask M returns to the state before fixing the mask M by the restoring force.
[0020]
The curved shape of the substrate supporting surface 11a of the substrate supporting means 11 is such that when the mask M is placed on the substrate W fixed and held by the substrate holding means 11, the end of the mask M is positioned on the side of the substrate W due to its own weight. The substrate W is formed with a curvature that is larger than the curvature of the substrate W fixedly held by the substrate holding means 11 or that does not damage the mask M fixed to one main surface of the substrate W.
When the fixed state of the mask M is released by forming the substrate supporting surface 11a in a curved shape having such a curvature, a gap is generated on the end side between the mask M and the substrate W due to the restoring force of the mask M. In addition, the contact area between the mask M and the substrate W is reduced, and the force required for peeling the mask M from the substrate W is reduced.
[0021]
The position detecting means 12 is for detecting the positional relationship between the substrate W held by the substrate holding means 11 and the mask M fixed to the substrate W, and is composed of, for example, a CCD camera.
Here, before the mask M is fixed to one main surface side of the substrate W, the mask M is held by, for example, mask holding means (not shown). Then, the CCD camera is arranged on the mask M side in a state where the mask M held by the mask holding unit is opposed to the substrate W held by the substrate holding unit 11, and the mask M and the substrate W are overlapped. It is assumed that video is captured.
[0022]
In the present embodiment, for example, four CCD cameras are arranged in the loading chamber 22, and the alignment marks provided at the center of each side of the rectangular substrate W and the rectangular mask M are detected. Thereby, the relative positional relationship between the substrate W and the mask M is detected.
[0023]
Although illustration is omitted here, the film forming apparatus of the present embodiment includes, for example, an alignment unit. Here, the alignment unit calculates the movement value of the substrate holding unit 11 based on the positional relationship detected by the position detection unit 12 so that the substrate W and the mask M have a predetermined positional relationship. The control unit controls the driving of the substrate holding unit 11 by the driving unit provided on the substrate holding unit 11 based on the value.
Therefore, the control unit and the driving unit of the substrate holding unit 11 constitute an alignment unit.
[0024]
The alignment means only needs to be able to correct the relative positional relationship between the substrate W fixedly held by the substrate holding means 11 and the mask M held by the mask holding means. For this reason, any configuration may be used as long as at least one of the substrate holding unit 11 and the mask holding unit is moved based on the positional relationship detected by the position detecting unit 12.
[0025]
Then, the substrate W is fixed and held in the loading chamber 22 as described above, and the substrate holding means 11 in a state where the mask M is fixed to one main surface side of the substrate W, as shown in FIG. By opening a gate valve (not shown) between the loading chamber 22 and the film forming chamber 21, the wafer is carried into the film forming chamber 21 and arranged and stored in a predetermined state.
The inside of the film forming chamber 21 is configured such that the substrate holding means 11 is arranged, for example, in such a state that the substrate supporting surface 11a is substantially perpendicular to the horizontal state.
[0026]
The internal environment (for example, a reduced pressure state) of the film forming chamber 21 is controlled by a vacuum pump (not shown) from an exhaust port 14 for exhausting excess film forming gas, and the pressure gauge 15 controls the film forming chamber 21. Internal pressure is controlled.
The film forming chamber 21 is provided with, for example, a heater (not shown) so that the film forming gas can be maintained in a gaseous state in the film forming chamber 21.
[0027]
A supply end of a gas supply pipe 23 for supplying a film forming gas is inserted into the film forming chamber 21. It is assumed that the supply end is arranged so as to uniformly supply the film forming gas to one main surface side of the substrate W covered with the mask M.
Note that the gas supply pipe 23 is provided with a gas flow rate control means 19, so that the supply amount of the film formation gas to the substrate W is also adjusted.
[0028]
The other end of the gas supply pipe 23 is inserted into a source gas supply source 31 in which a deposition source is stored. The pressure inside the source gas supply source 31 is also controlled by a pressure gauge.
Further, a pipe 18 connected to the carrier gas supply source 32 is inserted into the source gas supply source 31, and the pipe 18 is also provided with a gas flow rate control unit 19. Can be supplied freely.
[0029]
The heater 17 is disposed in the source gas supply source 31, the gas supply pipe 23, and the pipe 18 having such a configuration, and the temperature is controlled to a predetermined high temperature. As a result, the film forming material heated and vaporized (sublimated) in the material gas supply source 31 is supplied into the film forming chamber 21 while maintaining the gaseous state together with the carrier gas introduced from the pipe 18. It has a configuration.
[0030]
Next, an embodiment of a film forming method using the above-described film forming apparatus will be described with reference to FIGS.
Here, an example in which an organic film including RGB light emitting elements in an organic EL display is formed will be described.
The steps described below are performed in the loading chamber 22 described with reference to FIG. 1 unless otherwise specified.
[0031]
First, as shown in FIG. 3A, a substrate W is arranged on the substrate supporting surface 11a of the substrate supporting means 11 in a state where the substrate supporting surface 11a is arranged upward, and provided on the substrate supporting surface 11a. The substrate W is fixedly held by the clamp mechanism.
Here, the substrate support surface 11a is curved in the shape of a cylindrical side surface, and the substrate W is also fixed and held in a state of being curved in the shape of a cylindrical side surface along the shape.
The substrate W used in the present embodiment is, for example, a glass substrate, but the present invention is not limited to this, and may be a plastic plate or a metal plate.
[0032]
Next, as shown in FIG. 3B, the mask M is held by a mask holding means (not shown), and the mask M held by the mask holding means is placed on the substrate W fixedly held by the substrate supporting means 11. In a state where the substrates W are opposed to each other with an interval, the positional relationship between the substrate W and the mask M is detected from the mask M side by the position detecting means 12 composed of, for example, a CCD camera, and the alignment is performed by the alignment means (not shown). I do.
[0033]
The mask M used in the present embodiment is, for example, a thin-film metal mask, and a rigid frame is provided at an end thereof. However, the present invention is not limited to this. It may be a metal mask composed of one side not shown.
Here, it is assumed that the mask M has an opening pattern in a region where, for example, an R light emitting element is formed.
[0034]
Subsequently, as shown in FIG. 3C, when the mask M is placed on the substrate W and the holding by the mask holding means is released, the mask M is brought into contact with the top side of the curved substrate W. Thus, the end in one direction is bent toward the substrate W due to its own weight.
The mask M in such a state is brought into close contact with one main surface side of the substrate W, and the mask M is fixed to the substrate holding means 11 by a mask fixing means including, for example, a clamp mechanism.
At this time, the mask M is fixed in a state of being curved into a cylindrical side surface shape along the curved shape of the substrate W.
[0035]
Thereafter, as shown in FIG. 4D, an alignment mark between the mask M and the substrate W is detected by the position detecting means 12, and it is confirmed whether or not there is a positional shift between the substrate W and the mask M.
Here, if there is a position shift, the fixed state of the mask M by the mask fixing means is released. As a result, the mask M returns to the state before being fixed by the restoring force, so that a gap is generated between the substrate W and the mask M in one direction.
In this state, for example, the mask M is peeled off from the substrate W by the mask holding means, and the positional relationship between the mask M and the substrate W is detected by the position detecting means 12 as described with reference to FIG. To perform alignment again. After that, the steps described with reference to FIGS. 3C and 4D are performed.
[0036]
Next, as shown in FIG. 4E, the substrate W is fixed and held, and the substrate holding means 11 in which the mask M is fixed to the substrate W is carried into the film forming chamber 21 (see FIG. 1). Then, the substrate support surface 11a is arranged so that the substrate support surface 11a is perpendicular to the horizontal state with the substrate support surface 11a facing the supply end side of the gas supply pipe 23.
Thereafter, the film forming of the R light emitting element is performed by supplying the film forming gas of the R light emitting element together with the carrier gas from the supply end of the gas supply pipe 23 toward the substrate W on which the mask M is adhered.
[0037]
After the film formation, as shown in FIG. 4F, the substrate holding means 11 is moved from the film formation chamber 21 (see FIG. 1) to the loading chamber 22 (see FIG. 1), and the substrate support surface 11a is moved upward. The substrate holding means 11 is arranged in the state of being turned.
Next, the fixed state of the mask M by the mask fixing means is released.
As a result, the mask M returns to the state before being fixed by the restoring force, so that a gap is generated on the end side between the substrate W and the mask M. In this state, the mask M is peeled off from the substrate W by, for example, a mask holding unit, and the opening pattern of the mask M is moved to, for example, a region where the next G light emitting element is to be formed. Thereafter, the steps from FIG. 3B to FIG. 4F are repeated to form the pixel pattern of the RGB light emitting element.
[0038]
According to the film forming apparatus having such a configuration, the substrate supporting surface 11a of the substrate holding unit 11 is curved in a convex shape, and the substrate W is curved in a convex shape along the curved shape of the substrate holding surface 11a. The state is fixedly held. Further, the mask M fixed to the substrate holding means 11 in a state of being in close contact with the substrate W by the mask fixing means is also fixed in a state of being convexly curved.
[0039]
Then, by releasing the fixed state of the mask M by the mask fixing means from this state, the mask M returns to the state before being fixed by the restoring force. A gap is generated at one end in the one direction.
This gap makes it easier to peel off the mask M from the substrate W than in the state in which the substrate W and the mask M are in close contact with each other as in the related art, and also requires less force to peel off the mask M from the substrate W. Also, the burden on the mask M is reduced.
[0040]
Therefore, a large force required for peeling as in the related art can prevent the mask M from shifting and damaging the light-emitting element on which the film has been formed, thereby improving the yield.
Further, since the mask M can be easily attached and detached, the time required for attaching and detaching the mask M can be shortened, for example, when the same light emitting device is used for film formation of the RGB light emitting elements. Time) and productivity can be improved.
[0041]
In addition, when the substrate W is released from the substrate support surface 11a by releasing the substrate W from the substrate support surface 11a because the substrate support surface 11a is curved in a convex shape, the distance between the substrate W and the substrate holding unit 11 is increased. A gap is formed at the end, and the attachment and detachment of the substrate W is facilitated.
[0042]
Further, in the present embodiment, since the entire surface of the substrate support surface 11a is curved in a cylindrical side surface, only the end portion of the substrate support surface 11a is curved, and the central portion has a flat shape. As a result, the contact area between the substrate W fixedly held by the substrate holding means 11 and the mask M in a state where the fixing state by the mask fixing means is released can be reduced, so that when the mask M is peeled off from the substrate W Can be reduced.
Further, since the substrate support surface 11a is curved into a cylindrical side surface, when the substrate W and the mask M are aligned, the position of the substrate W is smaller than when the substrate support surface 11a is hemispherical. Since the heights of the alignment marks formed in one direction are equal, the alignment between the substrate W and the mask M is easy.
[0043]
Here, when the substrate support surface 11a has a hemispherical shape, the substrate support surface 11a is curved radially from the center point O, so that the substrate support surface 11a has a cylindrical side surface. In addition, the contact area between the mask M and the substrate W when the fixing state of the mask M by the mask fixing means is released can be made smaller, and the force required for peeling off the mask M can be made smaller.
[0044]
Further, when the end side of the substrate supporting surface 11a is curved and the central portion is flat, only when the fixing state of the mask M by the mask fixing means is released, only the end sides of the mask M and the substrate W are provided. Since the gap is generated, the mask M can be peeled from the substrate W from the gap.
In addition, since the central portion is flat, when the alignment between the substrate W and the mask M is performed, the alignment mark is formed on the flat portion of the substrate W, so that the position of the alignment mark formed on the substrate W is improved. Since the height can be made constant, the alignment is easy.
[0045]
In the above-described embodiment, the case where the film forming apparatus is the OVPD apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the film forming apparatus may use a mask having an opening pattern such as a vacuum evaporation apparatus. Are all applicable to the film forming apparatus for performing the above.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the film forming apparatus of the present invention, since the substrate support surface of the substrate holding means is curved in a convex shape, the substrate is fixed and held in the curved shape of the substrate support surface. When the mask is also fixed along the curved shape of the substrate, by releasing the fixed state of the mask, the restoring force of the mask causes the end portion between the mask and the substrate in the curved state to be released. Gaps occur.
The formation of such a gap makes it easier to remove the mask from the substrate than when the substrate and the mask are in close contact with each other, and requires less force when removing the mask, thereby reducing the load on the substrate and the mask. Can be reduced.
[0047]
Therefore, a large force required when the mask is peeled off from the substrate as in the related art can prevent the mask from shifting and damaging the light emitting element on which the film has been formed, thereby improving the yield.
In addition, since the attachment and detachment of the mask is easy, the TAT can be shortened, and the productivity can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of a film forming apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a process chart for explaining a film forming method using the film forming apparatus in the embodiment (part 1).
FIG. 4 is a process chart for explaining a film forming method using the film forming apparatus in the embodiment (part 2).
[Explanation of symbols]
11: substrate holding means, 11a: substrate support surface, W: substrate, M: mask