专利名称：基板反转装置、真空成膜装置以及基板反转方法
技术领域：
本发明涉及在真空槽内使基板的上下关系反转的技术，特别涉及使有机EL元件或树脂基板等成膜面上下反转的技术。
背景技术：
以往，作为有机EL元件制造技术，已知有这样的技术在基板上形成下部电极、有机发光层和上部电极，并在该基板上形成氮化硅或氮氧化硅等保护膜。这样的氮化娃(SiN)或氮氧化娃(SiON)通过向真空槽内供给SiH4等Si供给气体及N2、NH3和O2等反应气体并在真空槽内产生等离子体的方法、即所谓的等离子体CVD法而成膜。此时，在成膜对象物以外的真空槽内也形成氮化硅或氮氧化硅的膜。·
另外，在等离子CVD法中，利用以使成膜面位于上方的方式形成膜的所谓向下沉积(Deposition Down)来进行成膜。另一方面，众所周知，有机EL元件的有机层利用真空蒸镀法进行。在真空蒸镀法中，通常利用以使成膜面位于下方的方式形成膜的所谓向上沉积(Deposition up)来进行成膜。因此，在利用真空法制造有机EL元件的情况下，在工艺中需要使基板反转的工序。近年来,有机EL元件的批量化生产正在发展,谋求使基板反转的工序的迅速化。专利文献I :日本特开2000-239833号公报。
发明内容
本发明是为了解决这样的现有技术的课题而完成的，其目的在于，提供在真空中使基板迅速反转的技术。为了达成上述目的而完成的本发明是一种基板反转装置，具有真空槽；升降机构，设置于上述真空槽内，用于使基板升降；基板保持机构，设置于上述真空槽内，具有多个以夹持基板的方式保持基板的保持部；以及基板反转机构，设置于上述真空槽内，使上述基板保持机构的保持部旋转来使该基板的上下关系反转。在本发明中也可以是，上述升降机构具有支承基板的下侧面的多个支承销。在本发明中也可以是，上述基板保持机构的上述保持部具有借助弹性力从两侧把持基板的缘部的一对把持部件。在本发明中，上述基板保持机构在上述保持部构成为以沿水平方向延伸的直线为旋转轴进行旋转的情况下也是有效的。并且，本发明是一种真空成膜装置，具有具有搬运机器人的真空搬运室；上述基板反转装置，其与上述真空搬运室连接；以及与上述真空搬运室连接的成膜室。并且，本发明是一种在真空槽内使基板反转的基板反转方法，该基板反转方法具有如下工序利用搬运机器人将基板搬入上述真空槽内的工序；支承上述基板并使该基板升降而配置于预定位置的工序；以夹持配置于预定位置的上述基板的方式保持上述基板的工序；在保持上述基板的状态下，以沿水平方向延伸的直线为旋转轴旋转180°的工序；解除上述基板的保持并支承上述基板进行升降而配置于预定位置的工序；以及利用搬运机器人将上述基板从上述真空槽排出的工序。在本发明的情况下，在真空槽内具备用于使基板升降的升降机构；具有多个以夹持基板的方式保持基板的保持部的基板保持机构；以及使基板保持机构的保持部旋转来使上下关系反转的基板反转机构，因此，不必使用利用搬运机器人旋转这样的复杂且大型的机构，就能够在真空槽内迅速且可靠地使基板的上下关系反转。其结果是，根据本发明，即便在向下沉积和向上沉积的工艺混合的情况下，也能够利用简单的结构提供能够进行迅速的成膜和处理的真空装置·真空系统。发明效果 根据本发明，能够在真空中使基板的上下关系迅速地反转。
图I是表示用于在有机EL元件上形成保护膜的保护膜形成装置的结构例的俯视图。图2是本实施方式的基板反转装置的概要结构主视图。图3是该基板反转装置的概要结构俯视图。图4的(a)、(b)是表示本实施方式中基板的反转动作的说明图(之一)。图5的(a)、(b)是表示本实施方式中基板的反转动作的说明图(之二)。图6的(a)、(b)是表示本实施方式中基板的反转动作的说明图(之三)。图7的(a)、(b)是表示本实施方式中基板的反转动作的说明图(之四)。图8的(a)、(b)是表示本实施方式中基板的反转动作的说明图(之五)。图9的(a)、(b)是表示本实施方式中基板的反转动作的说明图(之六)。附图标记说明
4A 4D基板保持机构；10保护膜形成装置；11成膜室；13搬运室；14反转室；20基板反转装置；34驱动马达；40主体部；41第一构成部件；41a把持部(保持部)；42第二构成部件；42a把持部(保持部)；44防滑部件；45防滑部件；50成膜对象物(基板)；51施力机构；52施力机构；60基板升降机构；63升降销；64支承部。
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。图I是表示用于在有机EL元件上形成保护膜的保护膜形成装置的结构例的俯视图。如图I所示，本实施方式的保护膜形成装置10具有成膜室11、搬入室12、搬运室13、反转室14、搬出室15。搬出成膜对象物时的除搬出室15以外的运转中的保护膜形成装置10的各室内部维持真空。在成膜室11的内部进行保护膜的成膜，成膜室11在搬运室13的周围设有多个。在图I所不的本实施方式中，设有五个成膜室Il1 115。
搬入室12是用于搬入要形成保护膜的有机EL元件的室。通常，有机EL元件通过蒸镀以向上沉积方式成膜第一电极、有机发光层和第二电极，因此，作为成膜对象物的基板50以成膜面向下的状态被搬入搬入室12。搬运室13在其内部具有在各室间移送基板50的搬运机器人(未图示)。在搬运室13的周围经由阀配设有成膜室11、搬入室12、反转室14、搬出室15。反转室14具有基板反转装置20，该基板反转装置20将以成膜面向下的状态移送来的基板50上下反转而使成膜面向上。这是为了如后所述使基板50在成膜室11内通过向下沉积的方式形成保护膜。从搬出室15搬出在成膜室11中形成了保护膜后的基板50。将搬出室15内部的压力调整为大气和真空，由此在搬运室13维持真空的状态下，将基板50从真空环境搬出至大气中。
被搬入到搬入室12的基板50由搬运室13的搬运机器人移送至反转室14，在反转室14中上下反转，由搬运室13的搬运机器人移送至多个成膜室Il1 Il5中的任一个。在成膜室Il1-Il5中成膜后的基板50由搬运室13的搬运机器人移送至搬出室15，并从搬出室15搬出。图2是本实施方式的基板反转装置的概要结构主视图，图3是该基板反转装置的概要结构俯视图。如图2和图3所示，本实施方式的基板反转装置20通过在腔室21内配设如下说明的基板旋转机构30而构成。基板旋转机构30构成为，具有由刚性大的金属制成的例如立体格子状的反转架31，在该反转架31上设置有后述的多个(在本实施方式中为四个)基板保持机构4A 4D。反转架31配置于腔室21的内侧的区域。进而，反转架31支承于腔室21的两端部，并且以位于沿水平方向延伸的直线上的支轴32、33为中心沿铅直面方向旋转。这里，一个支轴32与固定于腔室21的侧部的例如由脉冲马达构成的驱动马达34的旋转轴连结，由此，反转架31构成为向预定的方向旋转预定角度。如图3所示，在本实施方式中，在反转架31的夹着旋转中心轴线两侧的位置，例如在反转架31的纵长方向的两端部分别各配设有两个基板保持机构4A、4B和4C、4D。这里，四个基板保持机构4A 4D具有相同的结构。另外，在图2中，仅示出了四个基板保持机构4A 4D中的两个基板保持机构4A、4C。以下，以适当一个基板保持机构4A为例说明其结构。本实施方式的基板保持机构4A通过将由刚性大的金属制成的大致同一形状的两个构成部件即第一和第二构成部件41、42组合而构成主体部40。第一和第二构成部件41、42构成大致“ < ”字(英文字母的“V”字)形状的即具有例如大于90度的张开角度的臂状连杆部件。这里，将第一和第二构成部件41、42中的一侧的部分作为把持部(保持部)41a、42a，将另一侧的部分作为臂部41b、42b。进而构成为，在第一和第二构成部件41、42翻过来的状态下，将各自的中央的弯折部分重叠，并以支轴43为中心在同一平面内例如像剪刀那样向顺时针方向或逆时针方向旋转而开闭。在该情况下，第一和第二构成部件41、42通过将平板稍微弯曲，使各自的把持部41a、42a形成为在末端部对置。进而，在第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a的对置的末端部分，装配有例如由氟橡胶构成的防滑部件44、45。具有这样的结构的基板保持机构4A的主体部40在使上述的把持部41a、42a朝向内侧的状态下安装于反转架31的端部。并且，对于其它的基板保持机构4B 4D的主体部40，也在使上述的把持部41a、42a朝向内侧的状态下分别安装于反转架31的两端部。另外，第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a在上述的支轴43的附近部分安装有拉伸螺旋弹簧46、47的一端部。这些拉伸螺旋弹簧46、47的另一端部分别安装于反转架31上的突部37、38，所述突部37、38设置于第一和第二构成部件41、42的臂部41b、42b的末端部侧。进而，把持部42a被拉伸螺旋弹簧46向下方拉伸，把持部41a被拉伸螺旋弹簧47向上方拉伸。并且，第一和第二构成部件41、42的臂部41b、42b的末端部构成为，通过例如使用 压缩空气的施力机构51、52的动作分别向把持部41a、42a侧施力。通过这样的结构，当使各施力机构51、52动作而对第一和第二构成部件41、42的臂部41b、42b向把持部41a、42a侧施力时，第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a克服各拉伸螺旋弹簧46、47的弹性力而向从水平方向相互分离(打开)的方向移动，另一方面。当使施力机构51、52的动作停止时，第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a借助各拉伸螺旋弹簧46、47的弹性力而向相互接近(闭合)的方向移动而在水平方向相向。另外，在使第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a闭合的情况下，分别设置于把持部41a、42a的防滑部件44、45彼此设定为比基板50的厚度小即可。在反转架31的下方设置有基板升降机构60。该基板升降机构60具有与未图示的升降马达连结且沿铅直方向延伸的升降轴61，在该升降轴61的上端部安装有平板状的基座62。如图3所示，该基座62配置于上述的各基板保持机构4A 4D的内侧的区域，在该基座62的上表面立设有多个(这里为八个)升降销63。在本实施方式中，各升降销63的上端部的支承部64构成为，上升至比各基板保持机构4A 4D的第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a的位置稍高的位置。图4的(a)、(b) 图9的(a)、(b)是表示本实施方式中的基板50的反转动作的说明图。在具有这样的结构的本实施方式中，在进行基板50的反转的情况下，如图4 (a)所示，使各基板保持机构4A 4D的下侧的施力机构51动作，使第一构成部件41的把持部41a相对于第二构成部件42的把持部42a向上方移动而分离。然后，在该状态下，使用搬运室13内的搬运机器人，并将基板50载置在其载置部70上而将基板50搬入反转室14内。接着，如图4 (b)所示，使基板升降机构60上升，利用其支承部64支承基板50而使基板50从搬运机器人的载置部70稍微浮起，并使搬运机器人的载置部70返回到搬运室13内。然后，如图5 Ca)所示，使基板升降机构60下降。由此，基板50由各基板保持机构4A 4D的第二构成部件42的把持部42a支承。
进而，使各基板保持机构4A 4D的下侧的施力机构51的动作停止。其结果是，借助各拉伸螺旋弹簧46的弹性力，使第一构成部件41的把持部41a向下方移动。由此，如图5(b)所示，基板50的缘部由第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a夹持来保持基板50。然后，在该状态下使驱动马达34动作，使基板旋转机构30的反转架31以支轴32、33为中心沿铅直面方向旋转180°。由此，如图6 (a)所示，各基板保持机构4A 4D的第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a的上下关系反转，基板50的上下关系也反转(在图6 (a)所示的例子中，基板50的成膜面50a变成上侧。)。接着，使各基板保持机构4A 4D的下侧的施力机构52动作，如图6 (b)所示，使第二构成部件42的把持部42a从第一构成部件41的把持部41a向上方移动而分离。 进而，如图7 Ca)所示，使基板升降机构60上升，使基板50载置于支承部64上，并从把持部41a离开。然后，如图7 (b)所示，使施力机构51动作，使把持部41a向下方移动。进而，使基板升降机构60下降，在该状态下，利用未图示的对准机构进行基板50的对准。在对准结束后，如图8 Ca)所示，使基板升降机构60上升，而使基板50位于第一和第二构成部件41、42的把持部41a、42a之间。进而，在该状态下，如图8 (b)所示，将搬运室13的搬运机器人的载置部70搬入反转室14内，并使载置部70位于基板50的下部。然后，如图9 Ca)所示，使基板升降机构60下降，将基板50载置于搬运机器人的载置部70上。在该状态下，如图9 (b)所示，使搬运机器人的载置部70从反转室14移动而排出基板50。另外，然后，使各基板保持机构4A 4D的下侧的施力机构52的动作停止而返回到初始状态，并如上所述使驱动马达34动作，使基板旋转机构30的反转架31以支轴32、33为中心旋转180°，返回图2所示的状态。然后反复进行上述各动作。如上所述，根据本实施方式，在反转室14内具备使基板50升降的基板升降机构60 ;具有以夹持基板50的方式保持基板50的第一和第二构成部件41、42的基板保持机构4A 4D ;以及使基板保持机构4A 4D旋转以使上下关系反转的基板旋转机构30，因此，不必使用利用搬运机器人旋转这样的复杂且大型的机构，就能够在反转室14内迅速且可靠地使基板50的上下关系反转。其结果是，根据本实施方式，即便在向下沉积和向上沉积的工艺混合的情况下，也能够利用简单的结构提供能够进行迅速的成膜和处理的真空装置·真空系统。
权利要求
1.一种基板反转装置，该基板反转装置具有 真空槽； 升降机构，设置于上述真空槽内，用于使基板升降； 基板保持机构，设置于上述真空槽内，具有多个以夹持基板的方式保持基板的保持部；以及 基板反转机构，设置于上述真空槽内，使上述基板保持机构的保持部旋转来使该基板的上下关系反转。
2.根据权利要求I所述的基板反转装置，其特征在于， 上述升降机构具有支承基板的下侧面的多个支承销。
3.根据权利要求I或2所述的基板反转装置，其特征在于， 上述基板保持机构的上述保持部具有一对把持部件，所述一对把持部件借助弹性力从两侧把持基板的缘部。
4.根据权利要求I 3中的任一项所述的基板反转装置，其特征在于， 上述基板保持机构的上述保持部构成为，以沿水平方向延伸的直线为旋转轴进行旋转。
5.一种真空成膜装置，该真空成膜装置具有 具有搬运机器人的真空搬运室； 权利要求I 4中的任一项所述的基板反转装置，其与上述真空搬运室连接；以及 与上述真空搬运室连接的成膜室。
6.一种基板反转方法，在真空槽内使基板反转，该基板反转方法具有如下工序 利用搬运机器人将基板搬入上述真空槽内的工序； 支承上述基板并使该基板升降而配置于预定位置的工序； 以夹持配置于预定位置的上述基板的方式保持基板的工序； 在保持上述基板的状态下，以沿水平方向延伸的直线为旋转轴旋转180°的工序； 解除上述基板的保持并支承上述基板进行升降而配置于预定位置的工序；以及 利用搬运机器人将上述基板从上述真空槽排出的工序。
全文摘要
提供在真空中使基板迅速反转的技术。本发明的基板反转装置(20)具有在作为真空槽的腔室(21)内使基板(50)升降的升降机构(60)；具有以夹持基板(50)的方式保持基板的把持部(41a、42a)的基板保持机构(4A～4D)；以及使基板保持机构(4A～4D)的把持部(41a、42a)旋转来使基板(50)的上下关系反转的基板旋转机构(30)。在本发明中，在保持基板(50)的状态下，使基板旋转机构(30)以沿水平方向延伸的直线为旋转轴旋转180°。
文档编号C23C14/50GK102947481SQ20108006757
公开日2013年2月27日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者加藤裕子, 菊池正志, 龟崎厚治, 冈山智彦, 堀英介, 小泉和彦 申请人:株式会社爱发科