成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法与流程

1.本发明涉及成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法。


背景技术：

2.在有机el显示装置(有机el显示器)等的制造中，一边搬送基板一边进行有机膜、金属膜的成膜的直列型的成膜装置正被实用化。在直列型的成膜装置中，使用用于在对准室、成膜室等多个处理室之间搬送基板、掩模的搬送装置。在以往的搬送装置中，存在从基板、掩模等与搬送装置的接触部产生的物质附着于基板而使成膜精度降低的情况。因此，开发出利用磁铁使保持基板的基板承载件悬浮而以非接触的方式进行搬送的磁悬浮搬送装置。例如在专利文献1中记载有沿着搬送托盘的搬送方向在腔室的上部配置悬浮用电磁铁，在腔室的侧面配置水平方向的推进力产生用的定子线圈，以非接触的方式搬送托盘的磁悬浮搬送装置。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特表2016-532308号公报
6.专利文献2：日本特开平5-4717号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的课题
8.在直列型的成膜装置中，在基板承载件保持基板的状态下进行了掩模对准之后，使基板承载件保持掩模，基板承载件在保持基板和掩模的状态下向成膜室搬送。由于掩模的重量大，因此，基板承载件的搬送对象物的重量在将掩模保持于基板承载件的前后较大地变化。因此，在直列型的成膜装置中，在基板承载件的搬送中使用磁悬浮搬送装置的情况下，基板承载件的搬送高度在保持掩模的前后产生大幅变化。
9.在专利文献2中记载了如下技术：在磁悬浮搬送装置中，设置对可动件作用向上的吸引力的磁力产生部件和作用向下的吸引力的磁力产生部件，特别是将作用向下的吸引力的磁力产生部件作为配置在固定件上的悬浮控制用电磁铁，由此进行可动件的悬浮方向、俯仰方向、横摆方向的控制。
10.因此，考虑在基板承载件的搬送中使用磁悬浮搬送装置的成膜装置中，通过进行利用电磁铁的悬浮控制，抑制搬送对象物的重量变化引起的基板承载件的搬送高度的变化。但是，在重量的变化大的情况下，需要使电磁铁的输出大幅变化，存在发热、消耗电力增大这样的课题。
11.本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的在于，在一边利用磁力以悬浮的状态搬送基板承载件一边进行成膜的成膜装置中，抑制因重量的变化而引起的基板承载件的搬送高度的变化。
12.用于解决课题的方案
13.本发明是一种成膜装置，其是一边搬送基板一边进行成膜的直列型的成膜装置，其特征在于，
14.该成膜装置具备：
15.基板承载件，保持所述基板；
16.磁力产生部件，产生用于使所述基板承载件磁悬浮的磁力；以及
17.位置变更部件，变更所述磁力产生部件的铅垂方向的位置。
18.本发明是一种成膜方法，其一边利用通过磁力产生部件产生的磁力使能够保持基板和掩模的基板承载件悬浮并进行搬送，一边隔着掩模在基板上进行成膜，其特征在于，
19.该成膜方法具有：
20.掩模保持工序，使所述基板承载件保持掩模；以及
21.位置变更工序，在所述掩模保持工序之后，变更所述磁力产生部件的铅垂方向的位置。
22.发明的效果
23.根据本发明，在一边利用磁力以悬浮的状态搬送基板承载件一边进行成膜的成膜装置中，抑制因重量的变化而引起的基板承载件的搬送高度的变化。
附图说明
24.图1是示意性地表示成膜装置的整体结构的图。
25.图2是示意性地表示基板承载件和磁悬浮搬送系统的图。
26.图3是示意性地表示基板承载件和搬送装置的截面的图。
27.图4是示意性地表示搬送系统的控制装置的图。
28.图5是示意性地表示成膜装置的对准工序中的位置移动部件的动作的图。
29.图6是表示有机el显示装置的结构的图。
30.附图标记的说明
31.1：成膜装置；101：基板承载件；102：基板；211：永久磁铁；208：位置变更部件。
具体实施方式
32.以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。但是，以下的实施方式是例示性地表示本发明的优选结构的方式，本发明的范围并不限定于这些结构。
33.对本发明的实施方式的成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法进行说明。本实施方式的成膜装置是在基板的表面隔着掩模使成膜材料堆积而形成薄膜的装置。作为成膜方法，能够例示真空蒸镀或溅射。通过将基板和掩模对位而进行成膜，在基板上形成与掩模的开口图案对应的图案的薄膜。在基板上形成多个层时，有时包括前一个工序之前已经形成的层也称为“基板”。本实施方式的成膜装置为了高精度地进行隔着掩模的薄膜形成，进行调整基板与掩模的相对位置的对准。
34.作为基板的材料，能够例示玻璃、硅等半导体、高分子材料的膜、金属等。另外，作为基板，能够例示硅晶圆、在基板上层叠有聚酰亚胺等膜的结构。作为成膜材料，能够例示有机材料、无机材料(金属、金属氧化物)等。作为掩模，能够例示具有与形成于基板的薄膜图案对应的开口图案的金属掩模。作为本实施方式的制造方法所制造的电子器件，能够例
示半导体器件、磁器件、电子部件等各种电子器件、光学部件、发光元件、光电转换元件、触摸面板、具备发光元件的显示装置(例如有机el显示装置)、照明装置(例如有机el照明装置)、具备光电转换元件的传感器(例如有机cmos图像传感器)等。特别适用于oled等有机发光元件、有机薄膜太阳能电池等有机光电转换元件的制造。
35.图1是示意性表示本实施方式的电子器件的制造装置的结构的俯视图。在此，以包含成膜装置的直列型的有机el显示器的制造装置为例进行说明。成膜装置是使用蒸发源在基板上蒸镀成膜材料的真空蒸镀装置。有机el显示器的制造是通过将规定尺寸的基板搬入制造装置，在成膜装置中进行有机el层、金属层的成膜之后，实施基板的切割等后处理工序来进行的。图1中没有记载后处理工序的构成。以下，将沿着基板的成膜面的方向中与搬送方向平行的方向设为x方向，将与x方向垂直的y方向、与基板的成膜面交叉的方向设为z方向。在本实施方式中，xy平面与水平面平行，z方向与铅垂方向平行。另外，在搬送方向与水平方向不平行的情况下，x方向与水平方向不平行，z方向与铅垂方向不平行。
36.成膜装置1具有基板投入室401、承载件汇合室402、掩模汇合室403、对准室404、成膜室405。在成膜装置1中，从基板投入室401投入要被成膜处理的基板102，在承载件汇合室402中基板承载件101保持基板102。基板承载件101使用夹紧机构、吸附橡胶来保持基板102。保持基板102的方法并不限定于该例。接着，保持基板102的基板承载件101在掩模汇合室403与掩模103汇合，分别被搬送到下游的对准室404。在对准室404中，进行基板102和掩模103的对准，在完成对准之后，使基板102和掩模103贴紧，向下游的成膜室405搬送。在成膜室405中，使用加热成膜材料使其蒸发的蒸发源，隔着掩模103在基板102的成膜面上进行成膜处理。在成膜室405中，通过使基板承载件101以规定的速度通过蒸发源之上进行成膜，在基板102上形成规定膜厚的薄膜。成膜完成后，从成膜室405搬出的基板承载件101在掩模分离室及基板分离室中与掩模103和基板102分离，基板102被搬送到下一个成膜工序，基板承载件101和掩模103分别返回承载件汇合室402和掩模汇合室403，被再利用。
37.如上所述构成的直列型的成膜装置1具有磁悬浮搬送系统，该磁悬浮搬送系统利用由磁力产生部件产生的磁力使能够保持基板102及掩模103的基板承载件101悬浮并以非接触的方式进行搬送。在通过该搬送系统搬送基板102和掩模103的同时，在成膜室405中隔着掩模103在基板102上进行成膜。以下，对本实施方式的成膜装置1的搬送系统进行说明。
38.图2是示意性地表示搬送系统2的图。图2是从y方向观察搬送系统2的图。搬送系统2是使用了可动磁铁型线性马达、移动永磁型线性马达或可动磁场型线性马达的磁悬浮搬送系统。搬送系统2由相对于作为可动件的基板承载件101作为固定件发挥功能的多个搬送装置201构成，搬送装置201不具有线性引导件等引导装置，以非接触的方式搬送基板承载件101。图2作为一例示出了搬送系统2，该搬送系统2由从搬送路径的上游侧起依次配置的三个搬送装置201c、201a和201b构成。图2(a)表示搬送装置201c，图2(b)、图2(c)、图2(d)表示搬送装置201a中的基板01以及后述的位置变更部件208的不同状态，图2(e)表示搬送装置201b。构成搬送系统2的搬送装置201的数量不限于该例。另外，在图2中表示了在一个搬送装置201中搬送一个基板承载件101的例子，但也能够在一个搬送装置201中搬送多个基板承载件101。
39.搬送系统2通过搬送装置201搬送基板承载件101，由此将保持于基板承载件101的基板102搬送到对基板102进行处理的处理室。基板承载件101具有保持掩模103的掩模保持
部件，能够保持并搬送掩模103。
40.搬送装置201a、201b、201c沿作为基板承载件101的搬送方向的x方向排列配置，构成基板承载件101的搬送路径。在图2中，搬送装置201c与掩模汇合室403对应，搬送装置201a与对准室404对应，搬送装置201b与成膜室405对应。即，图2(a)的搬送装置201c处于这样的状态：在掩模汇合室403中，基板承载件101仅保持基板102，掩模103在另外的搬送路径中朝向下游的对准室404被搬送。图2(b)的搬送装置201a处于这样的状态：在对准室404中，基板承载件101仅保持基板102，进行基板102与载置在掩模台等上的掩模103的对准。图2(c)、图2(d)的搬送装置201a处于这样的状态：在完成对准之后基板承载件101保持基板102和掩模103，且基板102和掩模103贴紧。通过基板承载件101保持掩模103，由基板承载件101保持的搬送对象物的重量增加，在图2(c)中，基板承载件101的搬送高度低于图2(b)中的搬送高度。在图2(d)中，通过利用后述的位置变更部件208变更搬送装置201a的永久磁铁211在z方向上的位置，即使搬送对象物的重量增加，基板承载件101的搬送高度也与图2(b)相同。图2(e)的搬送装置201b处于这样的状态：在成膜室405中，保持与基板承载件101贴紧的基板102和掩模103，隔着掩模103在基板102上进行成膜。
41.图3(a)是表示基板承载件101和搬送装置201a的主要部分的图。图3(a)是示意性地表示沿与基板承载件101和搬送装置201a的搬送方向垂直的面的截面的图。相对于基板承载件101的y方向的中心，将+y侧(图3(a)中的左侧)称为l侧，将-y侧(图3(a)中的右侧)称为r侧。
42.基板承载件101具有将基板102保持在基板承载件101上的基板保持部件，在上表面或下表面上载置或安装有作为搬送对象物的基板102的状态下搬送基板102。
43.在基板承载件101的上表面的l侧及r侧的端部，在相对于基板承载件101的y方向的中心对称的位置，安装有多个永久磁铁104a、104b。另外，以下，在不需要区分永久磁铁104a、104b的情况下，简称为永久磁铁104。永久磁铁104是以与搬送装置201的上部相向的一侧的磁极的极性交替不同的方式将多个永久磁铁沿y方向排列而构成的。在图3(a)中，永久磁铁104由两个永久磁铁构成，但只要是多个，个数就没有限定。另外，构成永久磁铁104的多个永久磁铁排列的方向不限定于图3(a)所示的y方向，只要是与x方向(搬送方向)交叉的方向即可。换言之，永久磁铁104是由以磁极的极性交替的方式沿着与x方向(搬送方向)交叉的方向配置的多个永久磁铁构成的磁铁组。在图3(a)中，磁铁组在基板承载件101的上表面的l侧和r侧分别沿着x方向配置有两列。
44.在基板承载件101的上表面的l侧和r侧设置有磁轭108，永久磁铁104安装于磁轭108。磁轭108由导磁率大的物质例如铁构成。
45.在搬送装置201a的上部2011a的r侧和l侧，安装有多个线圈202，该线圈202以与设置在基板承载件101的上表面的永久磁铁104相向的方式沿着作为基板承载件101的搬送方向的x方向以规定的间隔排列。各线圈202以其中心轴朝向y方向的方式安装。另外，线圈202是在芯上卷绕绕组而成的结构，在本实施方式中，线圈202的位置表示芯的位置。
46.多个线圈202以规定数量的线圈202的组为单位被电流控制。将成为电流控制的单位的规定数量的线圈202的组称为线圈单元203。也可以将1个或多个线圈单元203收纳于线圈盒，且将线圈盒沿着x方向配置于搬送装置201的上部2011a。
47.通过对线圈202通电，在配置于搬送装置201a的线圈202与配置于基板承载件101
的永久磁铁104之间产生磁力，通过该磁力，基板承载件101被控制姿态并且被提供x方向的推进力。
48.在基板承载件101的下表面，沿着x方向设置有线性标尺105、y靶106以及z靶107。z靶107隔着线性标尺105和y靶106分别安装在y方向的两侧(l侧和r侧)。
49.在搬送装置201a的下部2012a设置有多个线性编码器204、多个y传感器205以及多个z传感器206。
50.多个线性编码器204以能够分别与基板承载件101的线性标尺105相向的方式沿着x方向安装于搬送装置201a。各线性编码器204通过读取安装在基板承载件101上的线性标尺105，能够检测并输出基板承载件101相对于线性编码器204的相对的位置。
51.多个y传感器205以能够分别与基板承载件101的y靶106相向的方式沿着x方向安装于搬送装置201a。各y传感器205能够检测并输出与安装在基板承载件101上的y靶106之间的y方向的相对距离。
52.多个z传感器206以能够分别与基板承载件101的z靶107相向的方式沿着x方向呈两列安装于搬送装置201a。各z传感器206能够检测并输出与安装在基板承载件101上的z靶107之间的z方向的相对距离。
53.多个线性编码器204以基板承载件101在搬送中其中一个也必定能够测量一台基板承载件101的位置那样的间隔安装于搬送装置201a。另外，多个y传感器205以其中的两个必定能够测量一台基板承载件101的y靶106那样的间隔安装于搬送装置201a。另外，多个z传感器206以其两列中的3个必定能够测量1台基板承载件101的z靶107那样的间隔安装于搬送装置201a。
54.在基板承载件101的下表面上设置有作为第一磁铁的多个永久磁铁207，并且在搬送装置201a的下部2012a设置有作为位于第一磁铁的下方的第二磁铁的多个永久磁铁211。多个永久磁铁207的配置方向与多个永久磁铁211的配置方向彼此相同，永久磁铁207与永久磁铁211在z方向上彼此相向。通过由在永久磁铁207和永久磁铁211之间产生的磁力引起的斥力，基板承载件101悬浮，在铅垂方向被支承。设置在搬送装置201a上的永久磁铁211构成磁力产生部件。另外，产生用于使基板承载件101磁悬浮的磁力的磁力产生部件也可以不是永久磁铁而是电磁铁。
55.如上所述，以在基板承载件101的搬送路径中的设有搬送装置201a的部位(对准室404)与搬送装置201a的上游的设有搬送装置201c的部位(掩模汇合室403)相比，由基板承载件101保持的搬送对象物的重量增加的情况为例进行说明。例如，当基板承载件101从仅保持基板102的状态改变为保持基板102和掩模103的状态的情况下，搬送对象物的重量增加。
56.由于产生使基板承载件101悬浮的斥力的永久磁铁207、211的磁力恒定，因此，当保持于基板承载件101的搬送对象物的重量变化时，基板承载件101的搬送高度变化。于是，搬送装置201的线圈单元203与基板承载件101的永久磁铁104的距离变化，基板承载件101的姿态控制变得不稳定，基板承载件101的位置可能偏离目标位置。作为用于使基板承载件101的姿态控制稳定化的考虑对策，有增加施加于线圈202的电流来增加线圈202与永久磁铁104之间产生的磁力的方法。但是，在该方法中，线圈202的发热量增大，成为真空容器内的温度变动的主要原因。另外存在消耗电力增大这样的课题。
57.因此，在本实施方式的成膜装置1中，设置位置变更部件208，该位置变更部件208变更产生用于使基板承载件101磁悬浮的磁力的磁力产生部件即永久磁铁211的铅垂方向(z方向)的位置，在由基板承载件101保持的搬送对象物的重量增加的情况下，能够变更永久磁铁211的铅垂方向(z方向)的位置，以使第二磁铁即永久磁铁211接近基板承载件101。由此，基板承载件101的永久磁铁207与搬送装置201a的永久磁铁211在z方向上的距离变短，因此，由在永久磁铁207与永久磁铁211之间产生的磁力引起的斥力变大，能够将基板承载件101支承在与搬送对象物的重量增加之前相同的搬送高度。因此，能够不增加施加在线圈202上的电流地抑制由基板承载件101保持的搬送对象物的重量的变化引起的基板承载件101的搬送高度的变化。此外，与通过线圈202的施加电流来控制基板承载件101的搬送高度的情况相比，还具有直到搬送高度与目标值一致为止的稳定时间较短这样的优点。即使在作为产生用于使基板承载件101磁悬浮的磁力的磁力产生部件不使用永久磁铁而使用电磁铁的情况下，通过位置变更部件208变更该电磁铁的z方向的位置，由此，能够不使电磁铁的施加电流变化地抑制基板承载件101的搬送高度的变化。
58.此外，本实施方式的位置变更部件208不仅能够抑制由基板承载件101保持的搬送对象物的重量增加的情况下的基板承载件101的搬送高度的变化，而且能够抑制由基板承载件101保持的搬送对象物的重量减少的情况下的基板承载件101的搬送高度的变化。具体而言，在由基板承载件101保持的搬送对象物的重量减少的情况下，能够变更永久磁铁211的铅垂方向(z方向)的位置，以使永久磁铁211远离基板承载件101。由此，基板承载件101的永久磁铁207与搬送装置201a的永久磁铁211的距离变长，因此，由在永久磁铁207与永久磁铁211之间产生的磁力引起的斥力变小，能够将基板承载件101支承在与搬送对象物的重量减少之前相同的搬送高度。
59.位置变更部件208例如如下那样地构成。即，在搬送装置201a的下部2012a中的配置有永久磁铁211的区域设置有在z方向上贯通下部2012a的贯通孔213，杆212插通于贯通孔213。杆212的下端与马达等驱动源214连接，杆212在z方向上被进退驱动。驱动源214使杆212进退驱动的结构能够采用使用齿轮、液压的结构等已知的结构。在搬送装置201a设置在真空容器内的情况下，通过用波纹管210覆盖杆212的周围来保持气密。
60.杆212的上端与支架209连接。支架209以覆盖搬送装置201a的下部2012a的配置有永久磁铁211的区域的方式在x方向上延伸。支架209被构成为能够与搬送装置201a的下部2012a抵接或分离，在杆212的上端的z方向的位置处于最低的状态时，支架209成为与搬送装置201a的下部2012a接触的状态。当杆212从该状态起被驱动源214在z方向上向上驱动时，与杆212连接的支架209从搬送装置201a的下部2012a分离。另外，支架209与搬送装置201a的下部2012a之间的关系不限于该例。只要支架209的z方向的位置相对于z方向的位置固定的搬送装置201a的下部2012a可变即可。
61.位于基板承载件101的永久磁铁207的下方的永久磁铁211安装在支架209的上表面。因此，当支架209的z方向的位置变化时，作为第二磁铁的永久磁铁211的z方向的位置变化。搬送装置201a是相对于作为可动件的基板承载件101的固定件，作为该固定件的构成构件的永久磁铁211利用如上所述地构成的位置变更部件208而沿z方向可动。
62.支架209的z方向的位置的可变范围、即永久磁铁211的z方向的可动范围至少能够以使在成膜装置1中，能够在保持基板承载件101有可能保持的搬送对象物中的最轻的搬送
对象物的状态与保持最重的搬送对象物的状态下将基板承载件101的搬送高度保持为恒定的方式，基于永久磁铁211和永久磁铁207的磁力以及搬送对象物的重量等来确定。
63.另外，在图2中，例示了搬送装置201a的多个永久磁铁211全部安装在1个支架209上，1个位置变更部件208变更支架209的z方向的位置的结构，但也可以设置多个支架和多个位置变更部件，通过各位置变更部件变更各支架的z方向的位置，在各支架上安装搬送装置201a的多个永久磁铁211的一部分。
64.另外，在图3(a)中，作为产生使基板承载件101磁悬浮的磁力产生部件，例示了具有以位于设置于基板承载件101的永久磁铁207(第一磁铁)的下方的方式设置于搬送装置201a的下部2012a的永久磁铁211(第二磁铁)的结构，但磁力产生部件的结构不限于该例。
65.图3(b)示出了如下结构：作为产生使基板承载件101x磁悬浮的磁力的磁力产生部件，具有以位于设置于基板承载件101x的永久磁铁207x(第一磁铁)的上方的方式设置于搬送装置201x的上部2011x的永久磁铁211x(第三磁铁)，通过在永久磁铁207x与永久磁铁211x之间产生的吸引力，基板承载件101x在铅垂方向上被支承。
66.在该搬送装置201x中，线圈202x和线圈单元203x配置在下部2012x，与其相向地在基板承载件101x的下表面设置有磁轭108x和永久磁铁104xa、104xb。通过对线圈202x施加电流而在线圈202x与永久磁铁104xa、104xb之间产生的磁力，进行基板承载件101x的姿势控制以及向水平方向(搬送方向)施加推进力。另外，图3(a)中说明的传感器类的结构与图3(b)的结构相同，因此省略说明。
67.在图3(b)的结构中，设置有位置变更部件208x，该位置变更部件208x变更作为磁力产生部件的永久磁铁211x的z方向的位置。位置变更部件208x具有安装永久磁铁211x的支架209x、z方向的下端连接于支架209x的杆212x、以及驱动杆212x在z方向上进退的驱动源214x。杆212x插通于设置在搬送装置201x的上部2011x的z方向的贯通孔213x，杆212x的周围被波纹管210x覆盖。
68.在由基板承载件101x保持的搬送对象物的重量增加的情况下，位置变更部208x变更永久磁铁211x的z方向的位置，以使作为磁力产生部件的永久磁铁211x接近基板承载件101x。由此，在永久磁铁211x与永久磁铁207x之间产生的吸引力增加，基板承载件101x被向铅垂上方拉起，因此，能够抑制因搬送对象物的重量增加而导致基板承载件101x的搬送高度变低。
69.另外，在由基板承载件101x保持的搬送对象物的重量减少的情况下，位置变更部件208x变更永久磁铁211x的z方向的位置，以使作为磁力产生部件的永久磁铁211x远离基板承载件101x。由此，在永久磁铁211x与永久磁铁207x之间产生的吸引力减少，将基板承载件101x向铅垂上方拉起的力变弱，因此能够抑制因搬送对象物的重量减少而使基板承载件101x的搬送高度变高的情况。
70.作为由基板承载件101保持的搬送对象物的重量增加的情况，有在进行了由基板承载件101保持的基板102与掩模103的对准之后将掩模103保持在基板承载件101的情况。由于掩模103的重量大，所以在保持掩模103的状态和未保持掩模103的状态下，基板承载件101的重量有很大不同。在本实施方式的成膜装置1中，位置变更部件208进行动作，以在基板承载件101保持掩模103时和基板承载件101未保持掩模103时，搬送装置201a的永久磁铁211在z方向上的位置不同。
71.例如，位置变更部件208进行动作，以在基板承载件101未保持掩模103的状态下进行对准时和在进行了对准后基板承载件101保持掩模103时，搬送装置201a的永久磁铁211在z方向上的位置不同。具体而言，位置变更部件208进行动作，以在执行对准之后基板承载件101保持掩模103时的搬送装置201a的永久磁铁211比在执行对准时(基板承载件101未保持掩模103时)的搬送装置201a的永久磁铁211接近基板承载件101。由此，在执行对准时以及在执行对准之后基板承载件101保持掩模103时，基板承载件101的搬送高度能够保持恒定。
72.在本实施方式的成膜装置1的搬送系统2中，也可以使图2(a)的搬送装置201c的永久磁铁211的z方向的位置与图2(b)的搬送装置201a中位置变更部件208变更位置之前的永久磁铁211的z方向的位置相同。另外，也可以使在图2(d)的搬送装置201a中位置变更部件208变更了位置后的永久磁铁211的z方向的位置与图2(e)的搬送装置201b的永久磁铁211的z方向的位置相同。通过这样，能够在所有的搬送装置201a、201b、201c中使基板承载件101的搬送高度恒定。由此，能够将设于各搬送装置201的上部2011a、2011b、2011c的线圈202与设于基板承载件101的上表面的永久磁铁104的z方向的距离保持为恒定，因此，能够使利用线圈202与永久磁铁104之间的磁力进行的基板承载件101的姿态控制、推进控制稳定化。
73.图4是示意性地表示本实施方式的搬送系统2的控制装置的图。控制装置3具有综合控制器301、线圈控制器302、传感器控制器304和升降控制器305，控制包含基板承载件101和搬送装置201的搬送系统2。在图4中，示出了搬送装置201a的控制块，但其他搬送装置201b、201c的控制块除了不具有位置变更部件208以外，也与搬送装置201a相同。在综合控制器301上以能够通信的方式连接有线圈控制器302、传感器控制器304、升降控制器305。升降控制器305控制搬送装置201a的位置变更部件208的动作。
74.线圈控制器302与多个电流控制器303能够通信地连接。线圈控制器302和与其连接的多个电流控制器303与线圈202的各个列对应地设置。线圈单元203连接到各电流控制器303。电流控制器303控制施加于所连接的线圈单元203的各个线圈202的电流。
75.线圈控制器302对所连接的各个电流控制器303指示成为目标的电流值。电流控制器303基于目标的电流值控制施加于所连接的线圈202的电流。线圈202和电流控制器303沿着搬送基板承载件101的x方向被安装于搬送装置201a的上部2011a的y方向的两侧(l侧和r侧)。
76.在传感器控制器304上以能够通信的方式连接有多个线性编码器204、多个y传感器205以及多个z传感器206。综合控制器301基于来自线性编码器204、y传感器205以及z传感器206的输出，决定施加于多个线圈202的电流值，并发送至线圈控制器302。线圈控制器302基于从综合控制器301取得的目标的电流值，对电流控制器303指示电流值。
77.当由基板承载件101保持的搬送对象物的重量产生变化的情况下，综合控制器301确定位置变更部件208的杆212在z方向上的移动量的指令值并发送到升降控制器305。升降控制器305根据移动量的指令值，控制位置变更部件208的驱动源214的动作，由此驱动杆212在z方向上进退。由此，支架209在z方向上移动，永久磁铁211在z方向上的位置被变更。
78.综合控制器301能够基于掩模103、基板102和基板承载件101的重量、永久磁铁211和永久磁铁207的磁通密度等，使用预先计算的值来确定向升降控制器305发送的移动量的
指令值，以使基板承载件101的搬送高度在保持掩模103的前后不产生变化。预先计算的值存储在非易失性的存储器306中，综合控制器301能够从存储器306取得值。
79.此外，综合控制器301也可以基于来自作为检测基板承载件101的铅垂方向的位置的检测部件的z传感器206的值，确定向升降控制器305发送的移动量的指令值。例如，能够对基于位置变更部件208的永久磁铁211的移动量进行反馈控制，以使基板承载件101在铅垂方向上的位置成为目标位置。
80.此外，综合控制器301也可以结合由升降控制器305对位置变更部件208的控制和由线圈控制器302对线圈202的电流控制这两者来进行用于抑制伴随着保持于基板承载件101的搬送对象物的重量变化的基板承载件101的搬送高度的变化的控制。即使在该情况下，由于通过位置变更部件208对永久磁铁211的位置控制而在永久磁铁211与永久磁铁207之间产生的磁力的变化来部分地补偿基板承载件101的搬送高度的变化，因此，也能够减小线圈202的施加电流的变化量，能够抑制发热和消耗电力的增加。
81.此外，在成膜装置1能够切换地使用不同类型的掩模103来进行成膜的结构的情况下，由基板承载件101保持的搬送对象物的重量根据掩模103的类型的变化而变化。在该情况下，在图2(c)中，基板承载件101从图2(b)的状态起沉入的量根据掩模103的种类而不同。因此，在这样的成膜装置1中，综合控制器301也可以根据成膜所使用的掩模103的种类，利用位置变更部件208进行永久磁铁211的位置控制。例如，也可以构成为在从成膜装置1的未图示的掩模储存器取出用于投入到掩模路径的新的掩模103的时刻，将该掩模103的种类的信息写入存储器306，综合控制器301从存储器306取得当前使用中的掩模103的种类的信息。综合控制器301取得掩模103的信息的方法不限于该例，例如，也能够通过在掩模103上设置识别标记并利用传感器、照相机等读取该识别标记，来取得掩模103的种类。
82.如上所述，综合控制器301进行基于搬送装置201a的基板承载件101的搬送控制和姿势控制。
83.图5是用于说明在本实施方式的成膜装置1的对准室404中进行的基板102和掩模103的对准的图。
84.图5(a)是示意性表示在设置于搬送装置201a的下部2012a的掩模台215上载置有掩模103的状态下进行的对准的图。在图5(a)的对准中，基板102由基板承载件101保持，在基板102和掩模103在z方向上分离的状态下进行对准。首先，通过作为拍摄部件的对准照相机501对设置在基板102上的作为对准标记的基板标记505和设置在掩模103上的作为对准标记的掩模标记506进行拍摄。根据由对准照相机501拍摄的基板标记505及掩模标记506的图像，测量基板102和掩模103的相对位置关系。基于所测量的相对位置关系，通过未图示的水平移动机构使基板102及掩模103中的至少任一个在水平面内沿x方向、y方向及绕z轴的旋转方向移动，由此高精度地对基板102和掩模103进行对位。
85.另外，对准方法不限于该例。也能够通过进行使用低分辨率的对准照相机的粗略对准和使用高分辨率的对准照相机的精细对准来进行高精度的对准。当粗略对准用照相机和精细对准用照相机的景深不同的情况下，也可以设置使掩模台215在z方向上升降的升降机构，使掩模台215在粗略对准时和精细对准时保持掩模103的z方向的位置不同。
86.在完成对准之后，通过未图示的升降机构使掩模103朝向基板承载件101上升，使用基板承载件101所具有的掩模保持部件即夹具109将掩模103保持在基板承载件101上。在
该状态下，再次使用对准照相机501对基板标记505和掩模标记506进行拍摄，确认是否因对准后的掩模103的操作等而产生了位置偏移。在产生位置偏移的情况下，再次进行将掩模103载置于掩模台215的状态下的对准。在未产生位置偏移的情况下，通过搬送装置201a将保持掩模103和基板102的基板承载件101向下游的成膜室405搬送。
87.图5(b)示出了掩模103由基板承载件101保持且基板102和掩模103贴紧的状态。当掩模103保持在基板承载件101上时，由基板承载件101保持的搬送对象物的重量增加了与掩模103相应的量，因此，基板承载件101的搬送高度变化。这样，如图5(b)所示，有时基板标记505及掩模标记506会脱离由对准照相机501的景深上限502和景深下限503确定的可拍摄范围。因此，不能进行用于确认在基板102和掩模103之间是否产生对准后的位置偏移的基板标记505及掩模标记506的拍摄，结果导致对准精度降低。
88.因此，在本实施方式的搬送装置201a中，如图5(c)所示，利用位置变更部件208将永久磁铁211的z方向的位置变更为接近基板承载件101。由此，基板承载件101的搬送高度与图5(a)所示的未保持掩模103的状态的搬送高度相同，基板标记505及掩模标记506进入由对准照相机501的景深上限502和景深下限503确定的可拍摄范围。因此，能够适当地进行用于确认在基板102与掩模103之间是否产生对准后的位置偏移的基板标记505及掩模标记506的拍摄。
89.对利用本实施方式的成膜装置在基板上形成有机膜来制造电子器件的方法进行说明。在此，以制造作为电子器件用于有机el显示器的有机el元件的方法为例进行说明。另外，电子器件不限于此。例如，本发明也能够适用于薄膜太阳能电池、有机cmos图像传感器的制造。在本实施方式的电子器件的制造方法中，具有使用上述实施方式的成膜装置在基板上形成有机膜的工序。另外，具有在基板上形成有机膜之后形成金属膜或金属氧化物膜的工序。以下，对使用了通过这样的工序制造的有机el元件的有机el显示装置600的结构进行说明。
90.图6(a)是有机el显示装置600的整体图，图6b示出有机el显示装置600一个像素的截面结构。如图6(a)所示，在有机el显示装置600的显示区域61中，具有多个发光元件的像素62呈矩阵状配置有多个。每个发光元件具有包括夹在一对电极之间的有机层的结构。另外，这里所说的像素是指在显示区域61中能够显示期望颜色的最小单位。在有机el显示装置600中，像素62由发射不同颜色的光的第一发光元件62r、第二发光元件62g和第三发光元件62b的组合构成。第一发光元件62r、第二发光元件62g及第三发光元件62b分别为红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件。另外，每个像素的发光元件的数量和发光颜色的组合不限于该例。例如，可以是黄色发光元件、青色发光元件及白色发光元件的组合，至少是一种颜色以上即可。另外，各发光元件也可以层叠多个发光层而构成。
91.也可以用以相同颜色发光的多个发光元件构成像素62，使用以与各个发光元件对应的方式配置了不同的颜色变换元件的滤色器，使一个像素62能够显示所希望的颜色。例如，也可以由三个白色发光元件构成像素62，使用以与各个发光元件对应的方式排列了红色、绿色以及蓝色的颜色变换元件的滤色器。另外，也可以由三个蓝色发光元件构成像素62，使用以与各个发光元件对应的方式排列有红色、绿色以及无色的颜色变换元件的滤色器。另外，每个像素的发光元件的数量和发光颜色的组合不限于这些例子。在后一种情况下，通过使用利用量子点(qd：quantum dot)材料作为构成滤色器的材料的量子点滤色器
(qd-cf)，与不使用量子点滤色器的有机el显示装置相比，能够加宽显示色域。
92.图6(b)是图6(a)的a-b线的局部截面示意图。像素62具有在基板5上形成有第一电极(阳极)64、空穴输送层65、发光层66r、66g或66b、电子输送层67、及第二电极(阴极)68的有机el元件。空穴输送层65、发光层66r、66g、66b及电子输送层67为有机层。发光层66r是发出红色的有机el层，发光层66g是发出绿色的有机el层，发光层66b是发出蓝色的有机el层。另外，在使用滤色器或量子点滤色器的情况下，在各发光层的光射出侧，即图6(b)的上部或下部配置有滤色器或量子点滤色器。
93.发光层66r、66g、66b是分别发出红色、绿色、蓝色的发光元件即有机el元件。发光层66r、66g、66b按照发光元件62r、62g、62b的排列图案而形成。第一电极64按每个发光元件形成，且相互分离。空穴输送层65、电子输送层67及第二电极68可以以由多个发光元件62r、62g、62b共用的方式形成，也可以按每个发光元件分离形成。为了防止第一电极64和第二电极68因异物而短路，在第一电极64之间设置有绝缘层69。由于有机el层因水分或氧而劣化，因此设置有用于保护有机el元件不受水分或氧的影响的保护层p。
94.对作为电子器件的有机el显示装置的制造方法进行说明。
95.首先，准备用于驱动有机el显示装置的电路(未图示)和形成有第一电极64的基板5。
96.接着，在形成有第一电极64的基板5之上通过旋转涂敷形成丙烯酸树脂、聚酰亚胺等树脂层，通过光刻法对树脂层进行构图，以在形成有第一电极64的部分形成开口，从而形成绝缘层69。该开口部相当于发光元件实际发光的发光区域。
97.接着，将图案形成有绝缘层69的基板5搬入第一成膜装置，由基板保持单元保持基板，将空穴输送层65作为在显示区域的第一电极64之上共用的层而成膜。空穴输送层65通过真空蒸镀成膜。实际上，由于空穴输送层65形成为比显示区域61大的尺寸，所以不需要高精细的掩模。在此，在本步骤的成膜、以下各层的成膜中使用的成膜装置是使用了上述各实施方式的任一项所述的蒸镀装置的成膜装置。
98.接着，将形成有空穴输送层65的基板5搬入第二成膜装置，并由基板保持单元保持。进行基板5和掩模6的对准，将基板5载置于掩模6之上，在基板5的配置发出红色的元件的部分，成膜发出红色的发光层66r。通过使用实施方式2的成膜装置，能够高精度地进行掩模6和基板5的对准，能够使掩模6和基板5良好地贴紧，因此，能够进行高精度的成膜。
99.与发光层66r的成膜同样地，利用第三成膜装置成膜发出绿色的发光层66g，进而利用第四成膜装置成膜发出蓝色的发光层66b。在完成发光层66r、66g和66b的成膜之后，通过第五成膜装置在整个显示区域61上形成电子输送层67。发光层66r、66g、66b分别可以是单层，也可以是层叠有多个不同层的层。电子输送层67作为三种颜色的发光层66r、66g、66b共用的层而形成。在实施方式2中，电子输送层67、发光层66r、66g、66b通过真空蒸镀而成膜。
100.接着，在电子输送层67之上形成第二电极68。第二电极可以通过真空蒸镀形成，也可以通过溅射形成。之后，将形成有第二电极68的基板5移动到密封装置，进行通过等离子体cvd形成保护层p的密封工序，完成有机el显示装置600。另外，在此，虽然通过cvd法形成保护层p，但是并不限定于此，也可以通过ald法或喷墨法形成。
101.在从将图案化有绝缘层69的基板5搬入成膜装置到保护层p的成膜完成的期间，基
板5暴露在含有水分或氧的气氛中，发光层有可能因水分或氧而劣化。在实施方式2中，在真空气氛或非活性气体气氛下进行成膜装置间的基板5的搬入搬出。

技术特征：
1.一种成膜装置，其是一边搬送基板一边进行成膜的直列型的成膜装置，其特征在于，该成膜装置具备：基板承载件，保持所述基板；磁力产生部件，产生用于使所述基板承载件磁悬浮的磁力；以及位置变更部件，变更所述磁力产生部件的铅垂方向的位置。2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，所述基板承载件具有保持掩模的掩模保持部件，所述位置变更部件使所述磁力产生部件的位置在所述基板承载件保持掩模时和在所述基板承载件未保持掩模时不同。3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，该成膜装置具有进行保持在所述基板承载件上的基板与掩模的对准的对准部件，所述位置变更部件使所述磁力产生部件的位置在所述基板承载件未保持掩模的状态下进行所述对准时和在进行了所述对准之后所述基板承载件保持掩模时不同。4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于，所述对准部件具有拍摄部件，该拍摄部件对设置于所述基板和所述掩模的对准标记进行拍摄，所述位置变更部件变更所述磁力产生部件的位置，以使所述基板承载件的搬送高度进入所述拍摄部件的景深的范围。5.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，所述位置变更部件变更所述磁力产生部件的位置，以使所述基板承载件保持所述掩模时与所述基板承载件未保持所述掩模时相比，所述磁力产生部件接近所述基板承载件。6.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，在由所述基板承载件保持的搬送对象物的重量增加的情况下，所述位置变更部件变更所述磁力产生部件的位置，以使所述磁力产生部件接近所述基板承载件，在由所述基板承载件保持的搬送对象物的重量减少的情况下，所述位置变更部件变更所述磁力产生部件的位置，以使所述磁力产生部件远离所述基板承载件。7.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，在所述基板承载件上设置有第一磁铁，所述磁力产生部件具有位于所述第一磁铁的下方的第二磁铁，所述基板承载件通过在所述第一磁铁和所述第二磁铁之间产生的斥力在铅垂方向上被支承，所述位置变更部件变更所述第二磁铁的铅垂方向的位置。8.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，在所述基板承载件上设置有第一磁铁，所述磁力产生部件具有位于所述第一磁铁的上方的第三磁铁，所述基板承载件通过在所述第一磁铁和所述第三磁铁之间产生的吸引力在铅垂方向上被支承，所述位置变更部件变更所述第三磁铁的铅垂方向的位置。9.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
该成膜装置具有检测所述基板承载件的铅垂方向的位置的检测部件，所述位置变更部件基于所述基板承载件的铅垂方向的位置而变更所述磁力产生部件的位置。10.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，所述成膜装置能够使用不同种类的掩模进行成膜，所述位置变更部件根据成膜所使用的掩模的种类而变更所述磁力产生部件的位置。11.一种成膜方法，其一边利用通过磁力产生部件产生的磁力使能够保持基板和掩模的基板承载件悬浮并进行搬送，一边隔着掩模在基板上进行成膜，其特征在于，该成膜方法具有：掩模保持工序，使所述基板承载件保持掩模；以及位置变更工序，在所述掩模保持工序之后，变更所述磁力产生部件的铅垂方向的位置。12.根据权利要求11所述的成膜方法，其特征在于，该成膜方法具有在所述掩模保持工序之前进行保持于所述基板承载件的基板与掩模的对准的对准工序。13.根据权利要求12所述的成膜方法，其特征在于，该成膜方法具有变更所述磁力产生部件的位置以使所述基板承载件的搬送高度进入对设置于所述基板和所述掩模的对准标记进行拍摄的拍摄部件的景深的范围的工序。14.根据权利要求11至13中任一项所述的成膜方法，其特征在于，该成膜方法具有变更所述磁力产生部件的位置以使所述基板承载件保持所述掩模时与所述基板承载件未保持所述掩模时相比所述磁力产生部件接近所述基板承载件的工序。15.根据权利要求11至13中任一项所述的成膜方法，其特征在于，该成膜方法具有：在由所述基板承载件保持的搬送对象物的重量增加的情况下，变更所述磁力产生部件的位置以使所述磁力产生部件接近所述基板承载件的工序；以及在由所述基板承载件保持的搬送对象物的重量减少的情况下，变更所述磁力产生部件的位置以使所述磁力产生部件远离所述基板承载件的工序。16.根据权利要求11至13中任一项所述的成膜方法，其特征在于，该成膜方法具有：检测所述基板承载件的铅垂方向的位置的检测工序；以及基于所述基板承载件的铅垂方向的位置而变更所述磁力产生部件的位置的工序。17.根据权利要求11至13中任一项所述的成膜方法，其特征在于，该成膜方法具有根据成膜所使用的掩模的种类而变更所述磁力产生部件的位置的工序。18.一种电子器件的制造方法，其特征在于，该电子器件的制造方法具有使用权利要求11至17中任一项所述的成膜方法在基板上形成有机膜的工序。

技术总结
本发明提供成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法，在一边利用磁力使基板承载件以悬浮的状态搬送一边进行成膜的成膜装置中，抑制因重量的变化引起的基板承载件的搬送高度的变化。该成膜装置是一边搬送基板一边进行成膜的直列型的成膜装置，具备：基板承载件，保持所述基板；磁力产生部件，产生用于使所述基板承载件磁悬浮的磁力；以及位置变更部件，变更所述磁力产生部件的铅垂方向的位置。所述磁力产生部件的铅垂方向的位置。所述磁力产生部件的铅垂方向的位置。


技术研发人员：永田哲也 江泽光晴 青木泰一郎
受保护的技术使用者：佳能特机株式会社
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/8/23