真空处理设备、使用该真空处理设备制造图像显示设备的方法以及由该真空处理设备制造的电子装置 【技术领域】
本发明涉及真空处理设备、用于使用该真空处理设备制造图像显示设备的方法、以及由该真空处理设备制造的电子装置。
背景技术
在用于以有机电致发光器件为代表的平板显示器的玻璃基板处理设备中，通常通过在基板上形成具有期望精度的期望图案而赋予基板期望功能。作为图案形成方法，存在真空气相沉积法、溅射法、光刻法、丝网印刷法等。然而，随着要求显示器具有较高清晰度的显示能力，要求图案形成设备在图案形成时具有较高清晰度的精度。
如专利文献1中所述，已知真空气相沉积法及溅射法作为能够以比其它技术低的成本并且以比其它技术高的可靠性来实现较高的图案精度的技术。特别地，在使用有机电致发光器件作为显示装置的显示器的制造中，真空气相沉积法作为对装置有极小的水分损伤(moisture damage)的干法处理而受到注意，在光刻法所使用的湿法处理中存在该水分损伤。
当以使用真空气相沉积法形成带图案的膜的方法作为例子时，该方法通过越过具有预先形成在图案部的开口的掩模将材料气相沉积在作为被成膜物体的基板上而以使掩模与基板紧密接触的状态在基板上形成期望图案。因此，图案的成品精度直接依赖于掩模的成品精度，因而需要研发在掩模上形成高精度的微细图案的装置(例如，专利文献2)。
需要减小掩模的厚度以在掩模上形成微细图案，同时，要求掩模不会发生挠曲或皱折以确保掩模与被成膜物体的紧密接触以及掩模的图案精度。为此，在专利文献3中说明了如下方法：在对由厚度为500μm以下的金属制成的掩模施加张力的状态下将该掩模固定到框架。
金属掩模具有如下结构：在对掩模施加张力的状态下将掩模的周边焊接到框架，张力总是作用在掩模的内部，同时，反作用力总是作用在框架上。由此，确保了掩模的平面度，但是，另一方面，要求框架具有高的刚性。原因在于：掩模必须承受抵抗沿向内方向起作用的张力的反作用力，如果框架的刚性弱，则框架本身由于反作用力而变形，张力被缓和，结果，不能保持预定精度。
由于上述原因，要求掩模框架具有高的刚性以形成高精度的微细图案，这意味着增加了由金属制成的掩模的重量。根据对于增强处理能力的要求，随着要求形成多个图案并且被成膜物体本身的尺寸变大，掩模的重量进一步增加。例如，由金属制成的55英寸(大约1300mm×800mm)的掩模有时具有多达300kg的重量。
掩模尺寸的增加以及由此造成的重量的增加导致成膜设备中的用于被成膜物体和掩模的对准机构以及用于移动掩模的机构的规模增加，这使得难以保持高的精度。因此，为了解决与使用该掩模的成膜设备有关的问题，需要用于在维持高的精度地同时简单地控制甚至具有重的重量的掩模的装置。
此外，除了上述问题之外，在真空气相沉积法的成膜步骤中，通常需要被成膜物体的图案形成面采用被向下定向并且与蒸发源相对的姿势，这被称为面朝下(向上沉积)法。另一方面，通常在将掩模和被成膜物体安装在具有固定精度的平面度的台的状态下通过轻微地移动掩模和被成膜物体二者或掩模和被成膜物体中的任何一个来执行对准步骤。当考虑从对准步骤到成膜步骤的步骤时，需要保持/维持曾被对准的掩模和被成膜物体并且即使在翻转状态下也不会导致不对准的装置。
由于上述原因，为了在处理大尺寸的被成膜物体的同时确保高的图案精度，要求掩模固定机构在对准的情况下实现保持/固定较重的重量的掩模以及确保掩模与被成膜物体之间的紧密接触这两个功能。
在用于实现上述要求的传统技术中存在如下装置：如专利文献4所述，该装置通过在多图案形成设备中采用用于已经被划分为多个小尺寸区域的掩模和气相沉积法来确保高精度的对准的同时减小掩模的重量。
图5示出了传统技术(专利文献4)中的示意性结构的例子。该结构具有：掩模，其在单个基板基台52上具有多个以相同图案形成的掩模；以及掩模对准机构51，其用于在对准部50中将掩模与基板对准；在完成各对准之后在基板反转部53中将基板反转为面朝下的姿势；并在真空室55中进行气相沉积。在真空室55内的成膜部54中，通过使用成膜源56来进行气相沉积处理。另外，用于固定磁性材料的金属掩模的磁体已经被用作用于固定掩模和被成膜物体的装置，但是存在如下危险：由于掩模重量的增加导致必要吸引力增加，因此，发生了由于掩模与被成膜物体之间的接触所产生的刮擦或冲击导致的未对准。
在用于解决上述问题的传统技术中，根据专利文献5的发明公开了利用静电卡盘保持被成膜物体并且由平面度优异的硅材料形成掩模的技术。参考图6，应该理解：作为被成膜物体的玻璃基板64由于静电吸引力而被台架65保持，并且掩模被额外的保持件63保持。由于这个原因，不存在由于被成膜物体被上述磁体固定时可能产生的刮擦和冲击导致的未对准。
根据图6所说明的实施方式，由玻璃基板64和保持件63保持的气相沉积掩模62被构造成向下定向并且面对作为气相沉积源并被配置在真空室60内部的坩埚(crucible)61的面朝下姿势。在该传统技术中，用于固定玻璃基板64的装置被构造成将电压施加到内置于台架65中的电极65A并且使电极65A起到静电卡盘的功能。照相机66A和66B被设置成使气相沉积掩模62与玻璃基板64对准。
掩模膜状平面即使在张力被施加到掩模膜状平面时也具有微细的挠曲，并且掩模膜状平面本身的平面度与被成膜物体的基板的平面度不同。由于这个原因，当掩模与被成膜物体接触时形成皱折等。结果，当在掩模与被成膜物体的接触面之间形成间隙时，导致气相沉积材料进入掩模的开口之外的地方，由此引起成品图案的精度的恶化。为了防止被称为“成膜模糊(film-formation blur)”的图案精度的恶化，要求尽可能高地增强掩模与被成膜物体之间的紧密接触。
作为用于实现上述要求的传统技术，如专利文献6所述，存在通过从一个相对端部顺次将掩模固定到被成膜物体以用于增大紧密接触面积的方法。图7示出了在传统技术的气相沉积过程中用于布置磁体(永磁体)的步骤的剖视图。图7示出了在平行地布置金属掩模72和基板71的状态下使金属掩模72与基板71紧密接触的同时使用板状磁体(永磁体)73来确保金属掩模72与基板71之间的紧密接触的过程。该过程通过将板状磁体(永磁体)从一个端部72a顺次与基板71接触来增强金属掩模72与基板71之间的紧密接触。
顺便提及，已知在对如金属模具等重物品进行机械加工时用于固定被加工物的永电磁体(专利文献7)。永电磁体是包括永磁体和线圈的磁性装置，并且永电磁体能够通过对线圈施加大约0.5秒的短时间的电流来调整永电磁体对接触部的磁性吸引。永电磁体不同于在吸引过程中总是需要施加电流的电磁体。永电磁体在吸引和非吸引过程中仅需要施加较短时间的电流，因此，永电磁体具有如下特征：热产生的问题少并且具有优异的节能特性。
专利文献1：日本特公平06-51905号公报
专利文献2：日本特开平10-41069号公报
专利文献3：日本特许3539125号公报
专利文献4：日本特开2003-73804号公报
专利文献5：日本特开2004-183044号公报
专利文献6：日本特开2004-152704号公报
专利文献7：日本特公平02-39849号公报
【发明内容】
然而，使用专利文献4所说明的传统技术中的分开的掩模和分开的气相沉积的上述解决方案具有如下问题：设备增加了生产节拍时间(tact time)并且不能应对大尺寸基板，在该大尺寸基板中，图案被集体地气相沉积，用于形成基板中的多面板。
作为专利文献5所述的上述传统技术的用于将被成膜物体固定于静电卡盘的装置具有如下问题。被成膜物体通常由作为绝缘体的玻璃制成，被成膜物体具有高的体积电阻率(volumeresistivity)并且在常温下不显示静电吸引力。由于这个原因，为了减小体积电阻率，成膜设备需要升高和降低温度的过程及额外的机构。可选地，当使用单极型静电卡盘时，成膜设备需要如下新步骤：将导电膜涂布在玻璃上并且赋予导电膜能够被静电吸引到玻璃的特性。作为需要如上所述的额外对策的结果，成膜设备已经引起了如下新问题：导致生产成本增加；并增加了设备的生产节拍时间和设备成本。
另外，专利文献6所说明的增强掩模与被成膜物体的紧密接触的上述过程具有如下问题：由于该过程在任意时刻都从一侧顺次地进行固定，因此，当改变被成膜物体的大小时，限制了自由度。该过程引起如下问题：当设备需要应对被成膜物体的大尺寸基板时，设备的设计自由度和可扩展性特别地受到限制。
另外，作为在真空中使掩模紧密地接触基板和将掩模固定到基板的装置，公开了使用永磁体类型的包括上述专利文献4至6的大量文献。然而，当使用永磁体来构造固定机构时，需要控制吸引操作和分离操作，以通过移动永磁体和改变被吸引物体与永磁体之间的距离来调整吸引力。当在真空中形成膜的状态下进行操作时，响应于物体的移动的永磁体的操作方法变得复杂，由于大尺寸的设备而增加了驱动系统所需的动力，并且导致增加了设备的功率，这导致了省力性和可扩展性被损害的问题。另外，该类型的设备需要位于基台的周边的用于移动永磁体以进行控制的空间，因此造成了如下问题：如果追求节省空间特性，则降低了台架的刚性。
本发明的一个方面是一种真空处理设备，其特征在于，该设备包括：真空排气装置；室，由真空排气装置排出室的内部的大气；基台，用于在该基台上安装被处理物体；磁性材料的掩模，其被布置于被处理物体的一表面侧；以及永电磁体，其被包括在基台中并且被布置于被处理物体的另一表面侧，其中，通过用永电磁体吸引磁性材料的掩模而将被处理物体固定到基台。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，永电磁体的构成部件的从材料的每单位面积的放气速率(degassing rate)为4.0×10-4Pam/s以下。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，永电磁体的构成部件的表面受到镀层处理、喷砂处理、研磨处理、树脂涂覆处理、陶瓷涂覆处理或真空烘焙处理，或者用已经受到过上述处理中的任何一种处理的金属板、树脂板或陶瓷板来覆盖永电磁体的构成部件的表面，以实现期望的放气速率。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，永电磁体的与被处理物体接触的接触面设置有压纹形状或微细针形状的凹凸部，并且永电磁体与被处理物体的接触面积被设定为98％以下。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，在真空处理设备中设置有能够将气体导入由永电磁体和被处理物体形成的微细空间或从该微细空间排出气体的机构，并且还设置有用于控制气体的压力的机构。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，在永电磁体和被处理物体之间的空间插入薄板，并且经由薄板来固定被处理物体。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，薄板受到镀层处理、喷砂处理、研磨处理或真空烘焙处理。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，磁性材料的掩模由掩模膜状平面和固定掩模膜状平面的周边用的掩模框架构成，磁性材料的掩模膜状平面被由永电磁体形成的第一磁体固定单元固定，磁性材料的掩模框架被由永电磁体形成且独立于第一磁体固定单元工作的第二磁体固定单元固定。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，第一磁体固定单元在中央部和周边部独立地驱动永电磁体。
虽然掩模膜状平面由于张力而被张架，但是掩模膜状平面由于其重量而变形为一定的形状，因为包括如加工精度和平面度等复杂的误差因素，因此，不能控制该变形。因此，当从小的区域或部位任意地开始接触时，掩模在跟随物体变形的同时不必与被处理物体紧密接触。根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，掩模膜状平面用的第一磁体固定单元对磁性材料的掩模膜状平面施加磁力，使得掩模的固定操作从被处理物体的中央部开始并且于被处理物体的周边部结束。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，永电磁体是可脱磁充磁型。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，永电磁体仅在电流流过永电磁体时消除磁吸引力。
本发明的另一个方面是一种用于制造图像显示设备的方法，其特征在于，用作为本发明的一个方面的真空处理设备形成图像显示设备的导电部。
本发明的另一个方面是一种用于制造图像显示设备的方法，其特征在于，用作为本发明的一个方面的真空处理设备形成图像显示设备的吸气部。
本发明的另一个方面是一种电子装置，其特征在于，电子装置具有用作为本发明的一个方面的真空处理设备形成的图案部。
根据本发明的真空处理设备的一个典型实施方式，其特征在于，永电磁体的与被处理物体接触的接触面的平面度被设定为50μm以下。
本发明能够提供一种设备，该设备即使具有在应对尺寸增大的被处理物体时重量增加由此使精度劣化的问题也能够集中地在掩模上形成具有高精度的图案，同时，无需使用如静电卡盘等部件就能实现低成本和高生产率。另外，本发明无需通过使用外部驱动机构来驱动永磁体就能够在短时间内实现吸引状态和非吸引状态，因此，能够提供一种具有节能特性和高生产率的设备。此外，该设备不需要相对于基台驱动永磁体所需的空间，因此，能够在该设备中设置固定机构，该固定机构具有高刚性和节省空间特性的特征，因此，能够提供一种能够容易地应对被处理物体的尺寸的进一步增大的要求和具有高扩展性的设备。
【附图说明】
图1A是示出根据本发明的掩模吸引机构的示意性结构的剖(正)视图；
图1B是将用于本发明的掩模的俯视图；
图1C是用于说明在磁性材料的掩模被将用于本发明的永电磁体吸引时的磁场的状态的剖(正)视图；
图1D是用于说明在磁性材料的掩模未被将用于本发明的永电磁体吸引时的磁场的状态的剖(正)视图；
图1E是示出将用于本发明的永电磁体的典型实施方式的一个例子的剖(正)视图；
图1F是示出将用于本发明的永电磁体的典型实施方式的一个例子的剖(正)视图；
图1G是示出将用于本发明的永电磁体的典型实施方式的一个例子的剖(正)视图；
图2A是示出根据本发明的掩模吸引机构在完成对准时的状态的图；
图2B是示出根据本发明的掩模吸引机构已经完成对准并且仅掩模框架被永电磁体吸引和固定的状态的图；
图2C是示出在根据本发明的掩模吸引机构中掩模框架被固定并且被处理物体的中央部与掩模膜状平面的中央部接触的状态的图；
图2D是示出在根据本发明的掩模吸引机构中掩模膜状平面与被处理物体完全接触的状态的图；
图3是示出根据本发明的真空处理设备的整体示意性结构的图；
图4是示出通过使用根据本发明的典型实施方式的真空处理设备制造的图像显示设备的一个例子的图；
图5是示出传统技术中的示意性典型实施方式的立体图；
图6是传统技术中的掩模气相沉积设备的典型实施方式的示意图；
图7是示出在传统技术的气相沉积过程中利用磁体使掩模紧密接触并固定的步骤的图。
附图标记说明
101 掩模框架用的固定机构(永电磁体)
102 掩模膜状平面用的固定机构(永电磁体)
102X 掩模膜状平面的中央部用的固定机构(永电磁体)
102Y 掩模膜状平面的周边部用的固定机构(永电磁体)
102a 作为磁性材料的永电磁体的部件
102b 极性固定磁体
102c 极性可变磁体
102d 线圈
102e 磁体固定部件
102f 布线用空间
102g 非磁性材料件
102h 压纹加工突起部
102i 连通间隙空间
102j 通孔
151a 驱动电源
151b 驱动电源
151c 驱动电源
152a 布线
152b 布线
152c 布线
161 排出管
162 阀
163 真空泵
164 真空计
171 气体导入管
172 阀
173 气罐
174 压力计
200 掩模
200a 掩模框架
200b 掩模膜状平面
300 被处理物体
400 基台
401a 阀
401b 阀
401c 阀
402a 真空泵
402b 真空泵
403c 真空泵
【具体实施方式】
现在将说明根据本发明的典型实施方式。图1A是示出根据本发明的原理的真空处理设备的基台部的示意性结构的剖(正)视图。图1A示出了被处理物体300与稍后将说明的掩模200(包括200a和200b)的对准已经完成且在翻转状态下进行气相沉积时的真空处理设备的状态。被处理物体300被配置在配置于基台400的永电磁体102(包括102X和102Y)上，并且掩模200被配置在基台400上。掩模200的掩模膜状平面200b被配置于被处理物体300的上方，该被处理物体300被配置在永电磁体102上，并且掩模膜状平面200b的周边被掩模框架200a包围。
掩模200由具有高刚性的掩模框架200a和薄的掩模膜状平面200b构成。掩模200由金属的磁性材料形成，在本实施方式中，使用如铁基磁性材料等磁性材料。为了减少特别是在气相沉积期间由于辐射热输入导致的热膨胀，使用如因钢材料等低热膨胀材料。由磁性材料形成的掩模膜状平面200b具有微细开口，并且通过蚀刻技术等在掩模膜状平面200b上形成期望图案。随着形成高清晰度的图案的趋势，要求减小厚度，可以形成具有50微米以下的厚度的金属膜。
图1B是掩模200的俯视图。掩模200具有掩模膜状平面200b和掩模框架200a，其中，在掩模膜状平面200b上设置有微细开口，用于在被处理物体300的被处理面上形成薄膜图案。如果作为图案区域的掩模膜状平面200b厚，则产生形成在微细开口的周边部中的膜变薄的问题，因此，要使掩模膜状平面200b比掩模框架200a薄，例如，掩模膜状平面200b有时被设定为具有0.05mm以下的厚度。当掩模膜状平面200b变薄时，从对角线方向进入微细开口的成膜粒子能够到达基板。掩模膜状平面200b通过在预先被施加张力的状态下在周边与掩模框架200a焊接的方法被固定，并且掩模膜状平面200b被配置成被掩模框架200a包围。要求磁性材料的掩模框架200a具有将由于抵抗施加到掩模膜状平面200b的张力的反作用力而产生的变形控制到指定值以内所需的刚性。结果，增加了掩模200的整体重量，并且基板尺寸为大约1300mm×800mm的掩模达到300kg的重量。
在图1A中，永电磁体101以与掩模框架200a相对的方式被配置在相对于永电磁体102上的被处理物体300的安装面与掩模200相反的一侧，以使永电磁体101吸引并固定掩模200的掩模框架200a。包括位于中央部的永电磁体102X和位于周边部的永电磁体102Y的永电磁体102被配置于由掩模框架200a用的永电磁体101夹持的部分。永电磁体102被配置在相对于永电磁体102上的被处理物体300的安装面与掩模200相反的一侧，并且实现了吸引和固定掩模200的掩模膜状平面200b的功能。永电磁体102被配置成对掩模膜状平面200b均匀地施加吸引力。为了使永电磁体101和102产生磁吸引力以吸引和固定掩模200，永电磁体101用的驱动电源151c、中央部的永电磁体102X用的驱动电源151a以及周边部的永电磁体102Y用的驱动电源151b可以经由布线152a至152c向永电磁体101和102施加预定电流。
图1C和图1D示出了固定机构(永电磁体)102的典型实施方式的一个例子。首先，现在将说明根据本发明的永电磁体。本说明书所说明的永电磁体指的是具有如下本质特性的磁体：能够利用来自外部的电控制通过控制永磁体的磁场泄漏到永电磁体的外部的状态和永磁体的磁场不泄漏到永电磁体的外部的状态来实现磁吸引状态和非吸引状态。因此，该结构不限于下述结构，只要该结构基本能够发挥上述功能，就可以包括本说明书所说明的永电磁体。
现在将参考图1C和图1D说明根据本发明的永电磁体的操作。这里，附图标记102a表示磁性材料，附图标记102b表示极性固定磁体，附图标记102c表示极性可变磁体，附图标记102d表示线圈，附图标记102f表示在其中容纳用于向线圈102d施加电流的未示出的布线用空间。附图标记L表示从极性固定磁体102b发出的磁力线。图中的附图标记N和S表示磁极。首先，参考图1C，现在将说明磁性材料的掩模200被磁性地吸引的状态。首先，对线圈102d施加电流大约0.5秒。由此，极性可变磁体102c的极性被反转，并且极性固定磁体102b的极性和极性可变磁体102c的极性变得相同。由此，磁场大量地泄漏到永电磁体的外部，并且磁性材料磁性地吸引掩模200。接着，将参考图1D说明非吸引(脱磁)状态。首先，对线圈102d施加电流大约0.5秒。由此，极性可变磁体102c的极性被反转，并且极性固定磁体102b和极性可变磁体102c被转换到彼此吸引的状态，换句话说，被转换到磁力线不从永电磁体102的表面泄漏的状态。然后，磁性材料形成不吸引掩模200的状态。这样，根据本发明的永电磁体通过使用从外部施加的电流来形成永电磁体的磁场泄漏到外部的状态和永电磁体的磁场不泄漏到外部的状态而实现了作为其本质特性的磁吸引状态和非吸引状态。
极性固定磁体102b需要是具有高的磁通密度以实现在永电磁体102中产生吸引力的作用的磁体，通常使用稀土磁体。作为极性可变磁体102c，例如，如铝-镍-钴基磁体等磁体被用来实现控制极性固定磁体102b的磁通的作用，并且通过使用设置在极性可变磁体102c的外部的线圈101d接收来自外部的磁控制而使上述磁体具有反转磁通方向(反转磁极)的特性。磁体固定部件102e被用于固定所容纳的磁体。
当以这种方式使用永电磁体时，从设备的操作控制的观点来看，能够仅通过使用电路的电控制来调整磁吸引力。因此，与仅由永磁体构成的设备相比，该设备的结构被极大地简化，并且该设备能够增强其可靠性并且能够降低价格。
图1E示出了固定机构(永电磁体)的典型实施方式的另一个例子。该典型实施方式具有如下结构：用非磁性材料件102g覆盖图1C和图1D所示的永电磁体102的外表面。
以这种方式进行构造的原因如下。例如，当利用掩模成膜时，为了维持膜的品质，在成膜过程中通常需要0.1Pa至1.0×10-6Pa的压力或者有时需要比前述压力低的压力。当在这样的真空下使用具有大的放气速率的材料时，排出系统变得巨大，形成污染物，并且产生灰尘，这导致设备成本大大地增加，使得需要将放气速率降低到尽可能小的值。为了在使用掩模进行处理的高真空的环境下使用永电磁体，部件、特别是暴露于真空的部分需要将其放气速率降低到比预定值小的值。已知能够通过采用抛光的(buff-polished)软钢来降低放气速率，并且优选将通过上述处理实现的气体的放出值、即每单位面积的放气速率设定为4.0×10-4Pam/s以下(非专利文献1：由ULVAC，Inc.，编辑的《真空手册》，第47页)。
非专利文献1：由ULVAL ULVAC，Inc.，编辑的《真空手册》，第47页。
永电磁体的部件采用磁性不锈钢被认为是实现这样的放气速率的一种方法。例如，考虑采用SUS430作为磁体材料的方法。
在图1E的典型实施方式中，通过利用表面已经被处理过的非磁性材料件102g覆盖永电磁体来降低放气速率。具体地，考虑使非磁性材料件102g的表面受到如非电解镀镍(nonelectrolytic nickel plating)等的镀层处理、喷砂(blasting)处理和研磨处理等表面处理以及放气处理(真空烘焙)。可选地，永电磁体的表面可以受到如涂布能够应对真空的树脂或陶瓷材料的树脂涂覆或陶瓷涂覆、镀层处理、喷砂处理、研磨处理和真空烘焙处理等表面处理。此外，也可以用已经受到真空烘焙处理、镀层处理、喷砂处理、研磨处理、树脂涂覆或陶瓷涂覆的金属板、树脂板或陶瓷板来覆盖永电磁体。
此外，也可以利用通常用于真空构件的非磁性材料、例如不锈钢(SUS304)或铝合金来覆盖永电磁体的表面。考虑到可加工性，此时采用的板厚优选是0.1mm至3mm。
减少要放出的气体的另一种方法是包括如下步骤的方法：将已经受过上述段落所说明的表面处理的非磁性金属构件配置在磁性固定构件102e上，并且利用焊接将该非磁性金属构件固定到磁性材料102a，该磁性材料102a由SS400(用于通常用结构的轧制构件)等制成并且已经受过上述段落所说明的表面处理。
另外，尽管布线被容纳在空间102f中以将电流供给到永电磁体中的线圈102d，但是，将布线从大气状态的外部导入真空状态的永电磁体102的内部的空间102f的方法可以采用商业上的真空用电流导入端子(馈通件(field through))。
为了提高设备的生产率，需要响应功能性要求来加工永电磁体与被吸引物品的接触面。在图1E所说明的典型实施方式中，无需改变永电磁体102的制造过程就能够确保接触面的加工精度。留意点如下：非磁性材料件102g需要是非磁性材料从而不影响磁通；因为磁吸引力根据接触面的距离而减小，因此，需要推导出关于非磁性材料件102g的优选状态。例如，优选采用如奥氏体不锈钢、铝合金、钛合金、弹性体、玻璃和陶瓷等能够用在真空中的非磁性材料作为非磁性材料，并且将接触面的距离、即非磁性材料件102g的厚度设定在大约0.001mm至5mm。
当使用图1A所示的掩模吸引机构在真空处理设备中对被处理物体300进行处理时，永电磁体102与被处理物体300接触。永电磁体102与被处理物体300的接触面设置有压纹形状或微细针(pin)形状的凹凸部，并且期望将接触面积设定为永电磁体102的接触面所在的表面的表面积的98％以下。第一个原因在于，永电磁体102的接触面与被处理物体300反复地接触，因此需要通过尽可能地减小接触面积来防止如灰尘等污染物沉积在永电磁体102的接触面上。第二个原因在于，需要通过减小接触面积来改进被处理物体300的可分离性，这是因为永电磁体102具有在非吸引(脱磁)期间即使磁场较弱(大约30高斯)但仍具有残留磁场的特征，并且在被处理物体300从永电磁体102分离时该残留磁场用作分离阻力。优选地，将永电磁体102与被处理物体300的接触面积的值设定为永电磁体102的接触面所在的表面的表面积的98％以下。
图1F示出了永电磁体102与被成膜物体300的接触面被压纹加工的典型实施方式。压纹加工是以交错的形式在永电磁体102的表面上配置圆柱状突起的加工。接触面的表面具有突起部102h(接触部)，并且在突起部102h的附近存在间隙空间102i。可以通过对表面进行这样的表面处理来减小接触面积。还可以通过改变加工形状来改变接触面积。
为了使用采用了图1所示的掩模吸引机构的真空处理设备进行处理，还可以设置能够将气体导入由永电磁体102和被处理物体300形成的微细空间和从该空间排出气体的机构以及控制气体压力的机构。还可以通过在设备中设置能够对被处理物体300和永电磁体102之间的空间进行抽真空或将气体导入该空间的机构来控制被处理物体300的温度并且控制气体压力，以在该空间中形成具有足够导热率的层。这样的结构被用于静电卡盘等。可以通过对永电磁体102进行赋予该功能的处理并且以预定压力将气体导入该空间而形成具有足够导热率的层。上述必要加工不需要特定的技术。如形成通孔或槽的情况那样，能够以与普通机械加工类似的方式对永电磁体102的金属表面容易地进行加工。
图1G示出了掩模吸引机构的典型实施方式，该掩模吸引机构的永电磁体102与被成膜物体300之间的接触面受到了压纹加工，气体能够经由通孔102j被导入连通间隙空间102i以及从该连通间隙空间102i排出。通过压纹加工在永电磁体102的表面上以交错的形式形成圆柱状突起，并且连通间隙空间102i在接触面内彼此连通。因此，通过在任意部分中设置通孔，能够使气体扩散到全体连通间隙空间或者能够使被填充的气体从全体连通间隙空间中排出。由此，能够将连通间隙空间102i中的气体压力控制到期望值。通孔102j经由阀162被排出管161连接到真空泵163，通过操作真空泵163并且打开阀162排出连通间隙空间102i中的气体。可以由真空计164来确认气体压力。另外，在阀172被打开时，另一个通孔102j将来自气罐173的经过气体导入管171的气体导入连通间隙空间102i。可以由气压计174来确认气体压力。
参考图1E的上述说明基于如下情况：用已经受到表面处理的非磁性材料件102g覆盖永电磁体102的表面。现在，将参考图1E说明另一个典型实施方式。在另一个典型实施方式中，在使用具有图1所示的掩模吸引机构的真空处理设备的处理中，如图1E所示，掩模吸引机构被构造成将薄板102g插入到永电磁体102和被处理物体300之间并且经由薄板102g来固定被处理物体300。要求永电磁体102具有用于保持被处理物体300的作业平面的功能，因此永电磁体102需要具有足够的平面度。然而，永电磁体102是通过组装如框架、多个磁体和磁性材料件等多个部件而构成的，使得在永电磁体102上存在凹凸部。可以通过经由具有足够平面度的薄板固定被处理物体300来消除这些台阶。为了进一步增强平面度，允许预先准备对板进行加工的额外空间，并且在将板固定在永电磁体102上的状态下对板进行平面加工。为了将永电磁体102固定到板，优选使用粘合剂、螺栓连接、焊接周边等技术。永电磁体102的磁吸引力依赖于永电磁体102和被处理物体300之间的距离，换句话说，依赖于薄板的厚度。因此，期望薄板的优选厚度是100μm至3mm。能够进一步对该薄板进行镀层处理、喷砂处理、研磨处理及真空烘焙。
在使用具有图1A所示的掩模吸引机构的真空处理设备的处理中，当为了提高设备的生产率而对被处理物体的接触面进行加工时，期望永电磁体102与被处理物体300的接触面被加工成获得50μm以下的平面度。当在处于被固定状态的被处理(被成膜)物体上形成膜时，如果不能确保接触面的平面度，则将引起成膜精度的劣化。通常，被处理物体300(例如，玻璃基板)被形成为具有足够的平面度(例如，10μm以下)，使得永电磁体102的接触面也需要具有相同的平面度。关于优选条件，期望平面度是50μm以下。尺寸为1300mm×800mm的掩模由于其自重而挠曲50μm，并且永电磁体与被处理物体的接触面需要具有与掩模由于其自重而挠曲的平面度相同程度的平面度。
图2是示出在根据本发明的真空处理设备中从掩模200与被处理物体300对准开始到气相沉积准备结束的步骤的概念图。在固定机构(永电磁体)101、102X和102Y中，白色示出的部分表示非吸引状态，黑色示出的部分表示吸引状态。图2A所示的状态表示掩模200和被处理物体300被对准的状态。被处理物体300被安装在基台400上，并且掩模200(200a和200b)被定位在基台400上。在真空处理设备中，首先，在图2A的状态下，需要在基台400的平面上确定掩模200相对于被处理物体300的相对位置，以使该相对位置成为预定精度范围内的值。当对准掩模200和被处理物体300时，可以移动它们中的任一方。例如，通过预先在被处理物体300的预定位置和掩模200上的对应位置形成对准标记来实现对准操作，并在经由照相机观察所述位置的同时对准所述位置，如示出了传统技术的图6所示。当掩模200和被处理物体300相对移动时，如果两者彼此接触，则可能在被处理物体300中形成刮擦。因此，如图2A所示，在掩模200和被处理物体300之间设置一定的间隙，以使掩模200和被处理物体300彼此不接触，从而解决上述问题。另一方面，如果该间隙大，则在下面的步骤中当使掩模膜状平面200b与被处理物体300彼此紧密接触并固定时，该间隙导致未对准，所以期望该间隙被形成为尽可能地窄。具体地，期望该间隙被形成为500μm以下。
图2B示出了如下状态：在完成对准之后，通过仅单独操作掩模框架用的固定机构101而利用磁力吸引并固定掩模框架200a。在用于控制图2所示的永电磁体101和102的吸引操作和非吸引操作的控制电路的结构中，分别独立地操作驱动固定掩模框架用的永电磁体101的电源和驱动固定掩模膜状平面用的永电磁体102的电源。当从未示出的驱动电源施加短时间的电流时，固定掩模框架用的永电磁体101产生磁吸引力。此时，仅掩模框架200a被固定在基台400上，并且掩模膜状平面200b和被处理物体300之间的空间具有预定间隙，使得不会由于该操作而产生未对准。
图2C示出了如下状态：在将掩模框架200a固定在基台400上之后，通过仅单独地操作掩模膜状平面200b的中央部固定机构的永电磁体102X并且通过磁力使掩模膜状平面200b的中央部弹性变形，而使被处理物体300的中央部与掩模膜状平面200b的中央部接触。根据本发明的掩模吸引机构通过利用未示出的驱动电源向永电磁体102X施加短时间的电流而产生磁吸引力。掩模吸引机构也可以通过在已经对掩模膜状平面200b的中央部施加张力的状态下使该中央部与被处理物体300接触来确保良好的紧密接触，同时，与使磁体一下子吸引整个表面的情况相比，使掩模200中的皱折少并且使未对准少。
图2D示出了如下状态：通过使被处理物体300的中央部与掩模膜状平面200b的中央部接触，然后通过仅向掩模膜状平面200b的周边固定机构的永电磁体102Y施加短时间的电流来产生磁吸引力，并且使掩模膜状平面200b的周边部向被处理物体300的被处理面方向弹性变形，而最终使掩模膜状平面200b与被处理物体300彼此完全接触。固定掩模膜状平面200b用的永电磁体102X和102Y被配置成对掩模膜状平面200b均匀地施加吸引力。具体地，永电磁体被均匀地配置在与掩模膜状平面200b相对的面内。根据本典型实施方式的掩模吸引机构通过从各未示出的驱动电源向永电磁体施加大约0.5秒的脉冲电流而产生磁吸引力。
在已经完成图2A至图2D所示的一系列操作时，掩模膜状平面200b与被处理物体300由于吸引力而处于彼此紧密接触的状态，并且被处理物体300通过被掩模膜状平面200b推向基台400而被保持和固定。由此，即使被处理物体300采用如玻璃基板等非磁性材料，被处理物体300也能够被固定在基台400上。关于用于该目的的磁吸引力，期望固定掩模框架200a用的永电磁体101显示出能够抵抗整个掩模200的重力而保持并固定整个掩模200的磁吸引力。期望固定掩模膜状平面用的永电磁体102X和102Y的磁吸引力显示出比掩模膜状平面200b和与掩模接触的被处理物体300的总重大的磁吸引力。
通过使掩模膜状平面200b与被处理物体300的中央至周边顺次接触同时使掩模膜状平面200b和被处理物体300之间不发生皱折和未对准，能够可靠地获得良好的紧密接触。与专利文献6所述的作为传统技术的从一端顺次吸引掩模的装置相比，该掩模吸引机构能够容易地应对掩模200或被处理物体300的尺寸增大的情况。原因在于，该机构能够使掩模膜状平面200b与被处理物体的中央部至周边顺次且中心对称地接触，使得如果在掩模膜状平面上形成皱折，则掩模膜状平面变形(离开)的距离总是最短。另一方面，如果从一端吸引掩模膜状平面，则因为仅沿一个方向存在所产生的皱折所离开的距离，因此，被处理物体的尺寸极大地影响了该距离。因此，与传统技术相比，该机构能够在不由于接触产生的冲击和刮擦而导致未对准的情况下增强紧密接触，结果，能够减小膜图案和掩模图案之间的未对准。另外，本发明能够容易地应对进一步增大被处理物体的尺寸的要求。
这里，将参考图3说明被处理物体300的传送和回收操作。图3所示的真空处理设备经由阀(401a、401b和401c)被连接到如真空泵等真空排气装置(402a、402b和402c)。在图3所示的用于加载/对准/固定被处理物体的室31中进行加载、对准和固定被处理物体300的步骤。由未示出的传送系统将如基板等被处理物体300传送到用于加载/对准/固定被处理物体的室31。由未示出的用于传递被处理物体的装置将被传送的被处理物体300安装在永电磁体102上。由未示出的掩模传送系统将由掩模框架200a和掩模膜状平面200b构成的掩模200传送到基台400。以这种方式被传送的被处理物体300和掩模200在用于加载/对准/固定被处理物体的室31中被如图2所示地对准并且被准备用于气相沉积。永电磁体101、102X和102Y的操作与图2所示的操作相同。当已经完成气相沉积的准备时，操作用于加载/对准/固定被处理物体的室31的内部的转动机构，并且反转被处理物体300以准备在气相沉积室32中进行气相沉积。然后，由传送系统将反转的被处理物体300传送到气相沉积室32，并且执行气相沉积步骤。
在气相沉积室32中通过使用气相沉积源34进行了气相沉积之后，回收被处理物体300。首先，此时，由未示出的传送系统将进行了气相沉积之后的被处理物体300传送到固定解除和被处理物体排出室33。接着，操作被处理物体排出室33内部的转动机构，将被处理物体300转换成从气相沉积期间的状态反转的状态，并且将被处理物体300设置在基台400上。通过解除固定解除和被处理物体排出室33中的固定机构101和102的固定状态的操作，使已通过转动机构从气相沉积期间的状态反转的被处理物体300与基台400分离。然后，传递被处理物体用的未示出的装置将被处理物体300传递到传送系统，并且传送系统将被处理物体300送出到预定位置，从而回收被处理物体300。
玻璃基板被广泛地用作平板显示器用的基板，在该应用中，传统上已经通过在基台400上安装如静电卡盘等装置来确保固定功能。根据本发明的掩模吸引机构无需使用静电卡盘就能够实现与静电卡盘的固定功能相同的固定功能，并且能够降低设备成本。另外，图2A至图2D所示的步骤能够容易被程序化，因此，能够通过将上述程序合编到设备的操作程序而容易地实现自动化，这能够实现设备的省力化。顺便提及，本实施方式说明了真空气相沉积设备，但是也可以应用于溅射法、化学气相沉积法等，并且并不依赖于成膜方法。
如上所述，掩模吸引机构使占掩模的重量的大部分的掩模框架200a的吸引力产生/释放动作的操作与需要与被处理物体300紧密接触的掩模膜状平面200b的吸引力产生/释放动作的操作分开，由此能够防止由于对准操作中可能产生的冲击和由于接触造成的刮擦导致的被处理物体的未对准。由此，真空处理设备能够在保持正确的对准状态的同时进行如成膜等处理，并且如专利文献4说明的传统技术所述，能够在不将区域分为能够确保对准精度的多个范围的状态下进行如对准和成膜等处理，并且能够进行高精度的掩模处理以能够应对大尺寸的被处理物体。
图4示出了通过使用根据本发明的典型实施方式的真空处理设备制造的图像显示设备的一个例子。在使电子源基板81和面板82这两个玻璃基板以一定的距离水平地相对并且沿上下方向安装有被称为间隔件89的支撑构件的状态下，支撑框架86包围内部的外周。由此，气密室90具有被两个基板和支撑框架86包围的结构。面板82具有使荧光膜84和金属背板85堆叠在玻璃基板83上的结构。电子源基板81具有如下结构：如Y方向布线24、X方向布线26和导电膜(元件膜)27等导电部件被堆叠在电子源基板81上。
在形成气密室90之后，根据预定步骤通过经由Y方向布线24、X方向布线26和导电膜(元件膜)27对电子源施加电压并且使所发射的电子撞击相对的面板82上的荧光膜84来显示图像。为了使气密室90以高的可靠性工作，黑色导体91、非蒸发型吸气剂87需要存在于内部的空间中以保持该功能，并且需要在面板82上预先形成膜。特别地，由于功能上的限制，非蒸发型吸气剂87需要配置有预定的图案。当通过使用根据本发明的真空处理设备中的掩模而在图案部上形成膜时，能够实现具有高的显示品质的高清晰度的图像显示装置。换句话说，通过使用根据本发明的处理设备，能够以高图案精度、高生产率和低成本制造出使用大面积的玻璃基板的图像显示装置。
顺便提及，基于可脱磁充磁型永电磁体说明了上述典型实施方式，在该可脱磁充磁型永电磁体中，通过施加短时间的电流来产生(ON)和消除(OFF)磁吸引力。电磁体和永磁体的一些组合通常是永磁体，并且仅当电流流过时消除磁吸引力。在前者的永电磁体的情况下，当磁吸引力从OFF切换为ON或从ON切换为OFF时，电流短时间流过永电磁体。另一方面，在后者的情况下，当期望磁吸引力从ON切换为OFF时，电流能够以期望的时间连续地流过永电磁体。
上述典型实施方式并不限制本发明的范围，而是可以根据本典型实施方式的示教或建议进行适当的改变，以实现本发明的权利要求的主题。