CN106030848B - 原子层沉积装置及原子层沉积系统 - Google Patents

原子层沉积装置及原子层沉积系统 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种原子层沉积装置及原子层沉积系统，在把多个矩形基板支撑于一个基板支撑部的状态下，借助相对于气体喷射部的相对旋转而在基板表面形成薄膜，从而能够减小装置的安装空间，显著提高生产速度；本发明提供一种原子层沉积装置，包括：真空腔；气体喷射部，其安装于所述真空腔的上侧或下侧，向基板的表面供应气体以便沉积薄膜；基板支撑部，其相对于所述气体喷射部而相对水平旋转地安装于所述真空腔，支撑沿其旋转中心而在圆周方向上配置的2个以上的矩形基板。

Description

原子层沉积装置及原子层沉积系统
技术领域
本发明涉及原子层沉积装置及原子层沉积系统。
背景技术
有机电致发光显示装置作为电气激发荧光性有机化合物而发光的自发光型显示装置，能在低电压下驱动，由于容易薄型化、广视角、快响应速度等优点，作为下一代显示装置而倍受瞩目。
但是，有机电致发光元件的发光层具有如果暴露于水分及氧气，则发光层损伤的问题。因此，为了防止有机电致发光元件因水分及氧气导致的损伤，在形成有机电致发光元件的基板上具备封装手段。封装手段可以以封装基板或封装薄膜配备，随着显示装置的小型化及薄型化，呈现以封装薄膜形成封装手段的趋势。
这种封装薄膜由至少4个以上的无机膜及有机膜交替层叠而形成，其厚度可以形成为0.5至10μm。例如，封装薄膜可以由第1有机膜、第1无机膜、第2有机膜及第2无机膜交替层叠形成。
如上所述，有机电致发光显示装置应用形成有无机膜及有机膜的薄型的封装薄膜，因而能够较薄地形成有机电致发光显示装置的厚度。
例如，在有机电致发光显示装置上形成的薄型的封装薄膜，可以由Al2O3、AlON等形成。
在有机电致发光显示装置中形成的薄型的封装薄膜，可以借助于多样的工序而在基板上形成，特别是可以借助于在真空腔内，在使基板线性移动的同时依次向基板喷射诸如TMA的源气体和O2、NH3、NO2等反应气体而形成薄膜的原子层沉积工序，在基板上形成。
但是，如上所述在使基板线性移动的同时喷射源气体及反应气体而在基板表面形成薄膜的以往原子层沉积装置，由于要求基板的线性移动，追加需要基板线性移动空间，真空腔的大小增大，存在使装置的安装空间增加及使装置的制造费用增加的问题。
另外，在基板表面形成薄膜方面，由于需在数次线性移动的同时形成薄膜，因而工序时间相应地增加，结果，存在降低基板的生产率的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种原子层沉积装置及原子层沉积系统，在把多个矩形基板支撑于一个基板支撑部的状态下，借助相对于气体喷射部的相对旋转而在基板表面形成薄膜，从而能够减小装置的安装空间，显著提高生产速度。
技术方案
为了解决所述课题，本发明提供一种原子层沉积装置，所述原子层沉积装置包括：真空腔；气体喷射部，其安装于所述真空腔的上侧或下侧，向基板的表面供应气体以便沉积薄膜；基板支撑部，其相对于所述气体喷射部而相对水平旋转地安装于所述真空腔，支撑沿其旋转中心而在圆周方向上配置的2个以上的矩形基板；其特征在于，所述气体喷射部包括沿着所述基板的旋转方向配置的喷射源气体的一个以上的源气体喷射部、喷射等离子体状态的反应气体的一个以上的反应气体喷射部；在所述喷射部之间中至少一处，安装有吸入、排出气体的排气部；支撑于所述基板支撑部的基板在朝向所述气体喷射部的面上，贴紧有形成一个以上开口的掩模；还包括对齐所述基板及掩模的相对位置的一个以上的对准器部。
所述对准器部可以与支撑于所述基板支撑部的基板的数量对应地安装。
优选所述对准器部作为在基板(S)表面执行薄膜沉积工序之前对准掩模(M)及基板(S)的对准器部，包括：第1次对准部(100)，其借助于基板(S)及掩模(M)的第1相对移动，依次地第1次对准基板(S)及掩模(M)；第2次对准部(200)，其在借助于所述第1次对准部(100)的第1次对准后，借助于基板(S)及掩模(M)的第2相对移动，依次地第2次对准基板(S)及掩模(M)；所述第2相对移动的移动尺度小于所述第1相对移动的移动尺度。
所述第1次对准部(100)及所述第2次对准部(200)可以结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使所述掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第1相对移动及第2相对移动。
所述第1次对准部(100)及所述第2次对准部(200)可以结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第1相对移动及第2相对移动。
所述第2次对准部(200)可以结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使所述掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第2相对移动；所述第1次对准部(100)可以结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使所述基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第1相对移动。
所述第1次对准部(100)可以结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使所述掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第1相对移动；所述第2次对准部(200)可以结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使所述基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第2相对移动。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种原子层沉积系统，包括：安装了输送机器人的一个以上的输送装置；权利要求1至7中任意一项的多个原子层沉积装置，其结合于所述输送装置，借助于所述输送机器人而接收基板。
有益效果
本发明的原子层沉积装置及原子层沉积系统在一个真空腔内，在把多个矩形基板支撑于一个基板支撑部的状态下，借助相对于气体喷射部的相对旋转而在基板表面形成薄膜，从而具有能够减小装置的安装空间、显著提高生产速度的效果。
特别是在执行原子层沉积工序时，借助于基板的线性移动而沉积薄膜的以往原子层沉积装置，需要一张张地执行基板处理，需要确保用于基板线性移动的空间，但本发明的原子层沉积装置及原子层沉积系统能够在一个真空腔内实现2张以上的基板的处理，因而具有能够使装置的空间效率最大化的效果。
另外，在执行原子层沉积工序时，借助于基板的线性移动而沉积薄膜的以往原子层沉积装置，由于源气体及反应气体间的反应导致产生微粒的问题，在减小源气体喷射部及反应气体喷射部之间间隔方面存在局限，但本发明的原子层沉积装置及原子层沉积系统借助于旋转而执行薄膜沉积工序，因而具有在源气体喷射部及反应气体喷射部之间的间隔限制方面相对自由的效果。
根据本发明的另一方面，以相对较大的移动尺度结束基板(S)及掩模(M)间的第1次相对移动，以相对较小的移动尺度执行基板(S)及掩模(M)间的第2次相对移动，从而能够实现迅速而精密的基板及掩模的对齐。
根据本发明的另一方面，本发明的对准方法使得同时执行贴紧步骤及对准步骤,与在基板(S)及掩模(M)之间的间隔固定的状态下执行对准步骤的以往技术相比，可以使工序执行时间最小化。
根据本发明的又一方面，本发明的对准方法在执行基板(S)及掩模(M)的对准步骤后，根据测量结果，在基板(S)及掩模(M)贴紧的状态下，执行基板(S)及掩模(M)的对准，因而从而能够更迅速、准确地执行对准步骤。
附图说明
图1是本发明第一实施例的原子层沉积系统的俯视图，
图2是显示在图1的原子层沉积系统的原子层沉积装置中，配置有对2个基板进行沉积的原子层沉积装置的实施例的俯视图，
图3是显示在图1的原子层沉积系统的原子层沉积装置中，配置有对3个基板进行沉积的原子层沉积装置的实施例的俯视图，
图4是显示在图1的原子层沉积系统的原子层沉积装置中，配置有对4个基板进行基板处理的原子层沉积装置的实施例的俯视图，
图5是图4的基板支撑部的纵剖面图，
图6是显示图1的原子层沉积系统的原子层沉积装置中的气体喷射部的第一实施例的俯视图，
图7a及图7b是显示图1的原子层沉积系统的原子层沉积装置中的气体喷射部的另一实施例的俯视图，
图8是显示图1的原子层沉积系统的原子层沉积装置中的气体喷射部的又一实施例的俯视图，
图9a至图9c是显示图6至图8中某一者的气体喷射部的构成例的局部剖面图，
图10是本发明第二实施例的原子层沉积系统的俯视图，
图11是本发明第三实施例的原子层沉积系统的俯视图。
图12是显示图6所示的基板及掩模的对齐步骤的局部俯视图，
图13是显示图1的原子层沉积装置中安装的对准器部的第一实施例的剖面图，
图14是显示图13中的第1次对准器部的局部俯视图，
图15是显示图13中的第2次对准器部的局部侧视图，
图16是显示图1的原子层沉积装置中安装的对准器部的第二实施例的剖面图，
图17是显示图1的原子层沉积装置中安装的对准器部的第三实施例的剖面图，
图18是显示图1的原子层沉积装置中安装的对准器部的第四实施例的俯视图，
图19是显示用于借助图13至图18所示的对准器部而执行对准的基板及掩模的局部剖面图，
图20是显示基板及掩模的对齐误差的局部俯视图，
图21是显示用于感知基板(S)及掩模(M)之间间隔的距离感知部的实施例的剖面图。
具体实施方式
下面参考附图，对本发明的实施例进行说明。
本发明第一实施例的原子层沉积系统如图1所示，可以包括：安装了输送机器人(19)的一个以上的输送装置(10)；多个原子层沉积装置(20)，其结合于输送装置(10)，借助于输送机器人(19)而接收基板(S)。
输送装置(10)是向结合的各原子层沉积装置(20)传递基板(S)的要素，可由多种结构形成。
一个示例的输送装置(10)可以包括供原子层沉积装置(20)结合的输送腔、安装于输送腔内并移动基板(S)的输送机器人(19)。
输送腔作为形成可供输送机器人(19)安装的空间及形成可以保持与原子层沉积装置(20)的真空压几乎相同的真空压的密闭空间的要素，可由多种结构形成。
输送腔在原子层沉积装置(20)之外，可以结合有供基板(S)从外部导入的的装载锁定装置(50)、把基板(S)输出到外部的卸载锁定装置(图中未示出)、临时存储基板(S)的缓冲装置(70)、用于临时保管掩模的掩模保管装置(80)等。
上面的装载锁定装置(50)及卸载锁定装置根据基板(S)的移送形态，既可以独立地构成，也可以如图1所示，一体地构成。
另外，缓冲装置(70)考虑到基板(S)的移送效率，可以位于多个位置，如图所示，当安装多个输送装置(10)时，可以连接输送装置(10)而构成，使得可以在传递基板(S)的同时临时保管基板(S)。
另一方面，根据输送装置(10)及结合于其的装置，本发明的原子层沉积系统如图1、图10及图11所示，可由多种结构形成。
本发明第二实施例的原子层沉积系统如图10所示，可以包括：多个输送装置(10)，其配置成一列，供输送机器人(19)分别安装；原子层沉积装置(20)，其分别配置于多个输送装置(20)之间，借助于输送机器人(19)而接收基板(S)。
第二实施例的原子层沉积系统与第一实施例相比，除输送装置(10)及原子层沉积装置(20)依次安装，即安装成一条直线外，相同或类似的详细说明省略。
就第二实施例的原子层沉积系统而言，原子层沉积装置(20)一次可以执行2个以上的薄膜沉积工序，与以往技术相比，具有安装空间小、工序执行快的优点。
特别是第二实施例的原子层沉积系统，原子层沉积装置(20)在有机电致发光显示装置的制造方面，具有在经过一系列过程而在基板上依次形成有机膜、无机膜、封装工序所需单体等方面可以实现优化的优点。
另外，第二实施例的原子层沉积系统如图2所示，当在原子层沉积装置(20)内配置有2个基板(S)而实现工序时，输送装置(10)相互相向配置，从而同时执行基板交换，因而能够提高整体工序速度。
本发明第三实施例的原子层沉积系统是由后面说明的本发明的原子层沉积装置(20)及在使基板(S)线性移动的同时执行基板处理的线性移动原子层沉积装置(40)组合的示例。
具体而言，本发明第三实施例的原子层沉积系统如图11所示，在第一实施例的原子层沉积系统的输送装置(10)中，可以还结合有在使基板(S)线性移动的同时执行基板处理的线性移动原子层沉积装置(40)，或者还包括输送腔(30)，其只结合有在使基板(S)线性移动的同时执行基板处理的一个以上的线性移动原子层沉积装置(40)。
如果如上所述，组合后面说明的原子层沉积装置(20)与线性移动原子层沉积装置(40)，则可以根据工序及薄膜特性而选择性地执行，具有能够进一步利用安装空间及执行多样的工序的优点。
下面就本发明的原子层沉积装置进行说明。
本发明一个实施例的原子层沉积装置(20)如图1至图8所示，包括：真空腔(110)；气体喷射部(120)，其安装于真空腔(110)的上侧或下侧，向基板(S)的表面供应气体以便沉积薄膜；基板支撑部(140)，其相对于气体喷射部(120)而相对水平旋转地安装于真空腔(110)，支撑沿其旋转中心而在圆周方向上配置的2个以上的矩形基板(S)。
本发明的核心在于，在一个真空腔(110)内，使具有矩形形状的2个以上的基板(S)，即，使多个矩形基板(S)相对于气体喷射部(120)相对旋转，从而一次执行薄膜沉积工序。
特别是成为本发明原子层沉积装置的工序对象的基板(S)，如果是以往对圆形晶片执行工序的装置无法应用的具有矩形形状的基板，则有机电致发光显示装置、LCD面板基板等任何基板均可。
而且，优选矩形基板(S)的一边长度为300㎜～2,000㎜。这是因为，当一边长度小于300㎜时，封装及生产速度增加效果微小，在大于2,000㎜时，装置的制造困难。
此时，在基板支撑部(140)上可以相向地配置2个以上的矩形基板，与基板支撑部(140)连接，在后面进行说明。
真空腔(110)作为提供执行薄膜沉积工序所需的处理环境的要素，任意构成均可。
真空腔(110)可以由形成既定的内部空间且形成有基板(S)可以通过的门(111)的容器构成。
而且，在容器中，可以具备用于对内部空间保持既定压力的排气手段。
气体喷射部(120)作为安装于真空腔(110)的上侧或下侧并向基板(S)的表面供应气体以便沉积薄膜的要素，根据薄膜沉积工序的种类，任意构成均可。
当薄膜沉积工序利用原子层沉积工序时，气体喷射部(120)如图5所示，可以由源气体喷射部、反应气体喷射部等构成，在基板支撑部(140)的上侧或下侧安装一个以上。
一个实施例的气体喷射部(120)如图6至图9c所示，可以包括沿基板(S)的旋转方向配置的喷射源气体的一个以上的源气体喷射部(121)、喷射等离子体状态的反应气体的一个以上的反应气体喷射部(122)。
源气体喷射部(121)可以构成为喷射诸如TMA等的源气体，反应气体喷射部(122)构成为喷射O2、NH3、NO2等反应气体。其中，反应气体及源气体的物性根据将在基板(S)上形成的薄膜来决定。
借助于这种源气体喷射部(121)及反应气体喷射部(122)，在基板(S)上可以形成有由Al2O3、AlON等构成的薄膜。
另一方面，反应气体在向基板(S)喷射方面，需要变化成等离子体状态。因此，反应气体喷射部(122)在供反应气体流动的管内，即，在气体供应管内安装电极，变化成等离子体状态，或安装利用了RPG等的多样构成，反应气体可以变化成等离子体状态。
作为具体示例，就反应气体喷射部(122)而言，流路(131)以多样的形态配备，以便从供应反应气体的反应气体供应装置(图中未示出)供应的反应气体向基板(S)喷射。
而且，反应气体喷射部(122)在供反应气体流动的流路(131)内，配备有借助于诱导电场而形成等离子体的诱导电场形成部(130)。
诱导电场形成部(130)作为借助于诱导电场而使反应气体变化成等离子体状态的要素，可以由陶瓷、石英等材质的电介质(132)及一个以上的电极(134)构成，所述一个以上的电极(134)以电介质(132)为基准，安装于流路(131)的相反侧，接入RF电源或AC电源。
电介质(132)作为用于借助电极(134)而形成诱导电场的构成要素，只要能够把流路(131)内的反应气体借助于诱导电场而变化成反应气体，任何位置均可安装，如图9a及图9b所示，可以构成流路(131)的一部分。
电极(134)是一端接入AC电源而另一端接地，从而以电介质(132)的介质，借助于诱导电场而使反应气体变化成等离子体状态的要素。
电极(134)可以具有圆棒、板状等多样的形状，可以安装一对等多样地安装。特别是电极(134)可以安装于真空腔(110)的外部。
另一方面，诱导电场形成部(130)作为借助于ICP方式而使反应气体变化成等离子体状态的构成要素，任意构成均可。
例如，电介质(22)如图9b所示，可以以沿基板(S)的宽度方向配置的中空的管构成。
而且，电极(134)可以安装于由中空的管构成的电介质(132)的管内。
如上所述，诱导电场形成部(130)配备于供反应气体流动的流路(131)内，从而反应气体向等离子体状态的变换容易，气体喷射部(120)的整体结构及组装简单。
另一方面，气体喷射部(120)如图6至图9c所示，在源气体喷射部(121)及反应气体喷射部(122)之外，为了去除基板(S)上残留的气体、微粒等，可以还包括构成为喷射诸如Ar的惰性气体的净化气体喷射部(124)。
净化气体喷射部(124)作为在源气体喷射部(121)及反应气体喷射部(122)之外，为了去除在基板(S)上残留的气体、微粒等而喷射诸如Ar的惰性气体的要素，其数量及位置考虑气体、微粒等的去除而决定。
另外，气体喷射部(120)可以在喷射部(121,122)之间中至少一处，安装有吸入、排出气体的排气部(123)。
排气部(123)作为用于吸入、排出气体的要素，在基板(S)移动到反应气体喷射区域之前，吸入源气体喷射部(121)喷射的源气体，从而可以用于抑制因反应气体及吸入气体的反应而导致发生微粒。
排气部(123)的安装位置及安装数量，考虑反应气体及吸入气体的相互区域分离或气体的高效排气而决定。
另一方面，源气体喷射部(121)及反应气体喷射部(122)分别喷射的源气体及喷射气体在向基板上喷射的过程中，源气体与反应气体在基板的上部相互反映而发生微粒，由此，会存在使得在基板上形成多孔性薄膜的问题。
因此，气体喷射部(120)如图9c所示，可以构成有源气体喷射部(121)、反应气体喷射部(122)、排气部(123)及净化气体喷射部(124)。
即，就气体喷射部(120)而言，源气体喷射部(121)及喷射等离子体状态的反应气体的反应气体喷射部(122)，沿相对于基板的相对移动方向交替并依次安装，喷射与等离子体状态的反应气体的阴离子反应的等离子体吸收气体的等离子体吸收气体喷射部(125)，可以沿相对于基板(S)的相对移动方向，安装于反应气体喷射部(122)的前方及后方。
其中，等离子体吸收气体喷射部(125)是在反应气体喷射部(122)的前方及后方安装，从而喷射等离子体吸收气体，使得能够与等离子体状态的反应气体的阴离子反应而吸收等离子体的构成要素。
例如，当源气体为TMA、反应气体为O2、NH3及N2O中某一种时，吸收气体可以使用O2、NH3、N2O、H自由基中某一种，以便能够吸收等离子体状态的反应气体中的阴离子(O-,NO3 -,NH2 -)。
另一方面，构成气体喷射部(120)的源气体喷射部(121)、反应气体喷射部(122)及排气部(123)，可以具有从基板支撑部(140)的旋转中心朝向半径方向配置的直线形状、扇形形状等多样的形状。
具体而言，源气体喷射部(121)、反应气体喷射部(122)及排气部(123)可以具有形成有多个贯通孔而使得能够喷射或吸入气体的管结构、向朝向基板(S)的面一侧形成有多个贯通孔的板状结构等多样的结构。
另外，就如上所述的气体喷射部(120)而言，源气体喷射部(121)及反应气体喷射部(122)等可以根据气体的喷射方式而多样地安装。
作为气体喷射部(120)的实施例，如图6及图7a所示，配置有沿基板支撑部(140)的旋转方向划分的多个喷射区域(A1～A8)，在各个喷射区域(A1～A8)，可以安装有源气体喷射部(121)、反应气体喷射部(122)及后面说明的排气部(123)中某一者。
而且，作为气体喷射部(120)的另一实施例，如图7b所示，配置有沿基板支撑部(140)的旋转方向划分的多个喷射区域(A1～A8)，在各个喷射区域(A1～A8)，源气体喷射部(121)、反应气体喷射部(122)及后面说明的排气部(123)可以全部安装。
此时，源气体喷射部(121)及反应气体喷射部(122)可以设置时间差而喷射源气体或反应气体，从而执行原子层沉积工序。
其中，当然可以同时喷射源气体及反应气体等，此时，优选源气体喷射部(121)及反应气体喷射部(122)位于不同位置。
作为气体喷射部(120)的又一实施例，如图8所示，一边从基板支撑部(140)的旋转中心与半径方向构成垂直的矩形形状的喷射区域(A1,A2,A3,A4)可以配置多个，在各喷射区域(A1,A2,A3,A4)中，源气体喷射部(121)、反应气体喷射部(122)及排气部(123)可以相互平行地配置。
基板支撑部(140)作为相对于气体喷射部(120)而相对水平旋转地安装于真空腔(110)，支撑沿其旋转中心而在圆周方向上配置的2个以上的矩形基板(S)的构成要素，任意构成均可。
其中，配置于基板支撑部(140)上的基板(S)如图2至图4所示，考虑工序组合、工序速度、封装等，其数量决定为2个、3个、4个等。
其中，如果考虑到与输送装置(10)的基板交换、封装、装置大小等，则最优选2个基板(S)配置于基板支撑部(140)上。
具体而言，如果2个基板(S)配置于基板支撑部(140)上，那么，以原子层沉积装置(20)为基准，在相互相向的位置，与输送装置(10)或缓冲装置(70)的基板交换同时实现，使得可以缩短整体工序时间。
而且，配置于基板支撑部(140)上的基板(S)可以多样地配置，比如矩形基板(S)的一边与基板支撑部(140)的旋转半径方向构成垂直或构成倾斜等。
特别是当矩形基板(S)的一边构成倾斜时，与构成垂直的情形相比，具有可以减小装置大小的优点。
一个实施例的基板支撑部(140)可以相对于气体喷射部(120)而相对地水平旋转，与气体喷射部(120)同时旋转，或在气体喷射部(120)及基板支撑部(140)中某一者固定的状态下，其余一者旋转。
一个实施例的基板支撑部(140)如图1至图5所示，可以包括：旋转支撑部，其相对于气体喷射部(120)而相对水平旋转地安装于真空腔(110)，支撑2个以上的矩形基板(S)；旋转驱动部，其水平旋转驱动旋转支撑部。
旋转支撑部作为相对于气体喷射部(120)而相对水平旋转地安装于真空腔(110)，支撑2个以上的矩形基板(S)的要素，任意构成均可。
一个实施例的旋转支撑部包括圆形或多边形形状的支撑板，支撑板可以分别对应2个以上的矩形基板(S)，凹陷地形成有对基板(S)进行支撑的支撑面。
此时，优选支撑面形成为使安放的基板(S)的上面与支撑板的上面高度相同。
另外，基板(S)可以贴紧形成有一个以上开口的掩模(M)，此时，优选支撑面形成为使覆盖基板(S)的掩模(M)的上面与支撑板的上面高度相同。
另一方面，优选支撑板在中央形成有供气体向下侧排出的一个以上的排气口。
如果在支撑板的中央形成有供气体向下侧排出的排气口，则可以更高效地排出在中央部聚集的气体。
另一方面，基板(S)可以贴紧形成有一个以上开口的掩模(M)，此时，基板(S)及掩模(M)需要相互对齐。
因此，基板支撑部(140)可以还包括对齐基板(S)及掩模(M)的相对位置的一个以上的对准器部(图中未示出)。
对准器部作为对齐基板(S)及掩模(M)的相对位置的要素，安装于基板支撑部(140)的上侧或下侧，可以在顶销、边夹等基板(S)与掩模(M)之间设置间隔的状态下，利用照相机等，借助于基板(S)及掩模(M)之间的相对移动，对齐基板(S)及掩模(M)的相对位置。
另外，对准器部为了更迅速对齐基板(S)及掩模(M)，可以与支撑于基板支撑部(140)的基板(S)的数量对应安装。
另一方面，基板(S)及掩模(M)虽然说明的是在原子层沉积装置内进行贴紧，但也可以以在原子层沉积装置外部预先结合的状态导入。
此时，可以不需要基板(S)及掩模(M)的对齐。
另一方面，基板支撑部(140)为了薄膜沉积工序等基板处理工序，可以追加安装加热器、冷却板、夹钳、磁板等用于基板及掩模贴紧的贴紧手段等。
如上所述，如果使多个矩形基板(S)相对于气体喷射部(120)进行相对旋转，从而一次执行薄膜沉积工序，则在提高薄膜沉积工序速度的同时，具有可以使对相同数量的基板(S)执行工序的系统所占的安装空间实现最小化的优点。
下面就对准器部的详细构成进行说明。
对准器部如图12至图17所示，作为在基板(S)表面执行薄膜沉积工序之前对准掩模(M)及基板(S)的对准器部，包括：第1次对准部(100)，其借助于基板(S)及掩模(M)的第1相对移动，依次地第1次对准基板(S)及掩模(M)；第2次对准部(200)，其在借助于第1次对准部(100)的第1次对准后，借助于基板(S)及掩模(M)的第2相对移动，依次地第2次对准基板(S)及掩模(M)；所述第2相对移动的移动尺度小于所述第1相对移动的移动尺度。
对准器部可以独立于图1所示的原子层沉积装置，安装于形成了与外部隔离的内部空间的腔，或安装于在营造清洁环境的净室内安装的框架。
另外，对准器部可以构成为安装于图1所示的原子层沉积装置内，在执行沉积工序之前，对准掩模(M)及基板(S)。
另一方面，在基板(S)及掩模(M)的对准方面，借助于第1次对准部(100)及第2次对准部(200)而执行的理由，是为了在基板(S)及掩模(M)的相对移动时，借助于第1次对准部(100)而进行尺度相对较大的第1次移动后，借助于第2次对准部(200)进行尺度相对较小的第2次移动，进行细微移动，从而使得能够迅速、精密地执行基板(S)及掩模(M)的对准。
即，优选第2相对移动的移动尺度小于第1相对移动的移动尺度，作为示例，优选第1相对移动的移动范围为5μm～10μm，第2相对移动的移动范围为10nm～5μm。
另一方面，基板(S)及掩模(M)借助于基板支撑部(320)及掩模支撑部(310)而支撑。
基板支撑部(320)的特征在于支撑基板(S)的边缘，优选考虑基板(S)的大小重心，包括在基板(S)的边缘，在多个位置进行支撑的多个支撑构件(321)。
多个支撑构件(321)作为在基板(S)的边缘，在多个位置进行支撑的构成要素，可以考虑与掩模(M)的接合，安装为能够借助于上下移动部(图中未示出)而上下移动。
掩模支撑部(310)的特征在于支撑掩模(M)的边缘，优选考虑掩模(M)的大小重心，包括在掩模(M)的边缘，在多个位置进行支撑的多个支撑构件(311)。
多个支撑构件(311)作为在掩模(M)的边缘，在多个位置进行支撑的构成要素，可以考虑与基板(S)的接合，安装为能够借助于上下移动部(图中未示出)而上下移动。
第1次对准部(100)是借助于基板(S)及掩模(M)的第1相对移动而依次对基板(S)及掩模(M)进行第1次对准的构成要素。
第1次对准部(100)可以利用多样的方法实现基板(S)及掩模(M)的相对移动，例如，在使基板(S)及掩模(M)中一者固定的状态下，使其余一者移动，或在使基板(S)及掩模(M)全部移动的同时执行基板(S)及掩模(M)的对准等。
另一方面，第1次对准部(100)在基板(S)及掩模(M)的移动方面，可以考虑相对较大尺度的移动，借助于滚珠螺杆组合、齿条及齿轮组合、皮带及滑轮组合中某一者而线性驱动。
作为应用滚珠螺杆组合的一个实施例，第1次对准部(100)如图14所示，可以包括：旋转马达(110)、借助于旋转马达(110)而旋转的螺旋构件(130)、结合于螺旋构件(130)并借助于螺旋构件(130)的旋转而线性移动的线性移动构件(120)、与线性移动构件(120)结合并借助于线性移动构件(120)的移动而使基板(S)或掩模(M)移动的移动构件(140)。
而且，就第1次对准部(100)而言，旋转马达(110)、螺旋构件(130)、线性移动构件(120)及移动构件(140)可以安装适当数量，以便可以以矩形基板(S)为基准，补正X轴偏差、Y轴偏差及θ偏差(掩模及基板的扭转)。
图13至图14所示的实施例，图示了构成第1次对准部(100)的旋转马达(110)、螺旋构件(130)、线性移动构件(120)及移动构件(140)对应于矩形掩模(M)的4条边而安装4个的情形。
而且，移动构件(140)可以支撑对掩模支撑部(310)的移动块(312)进行支撑的第2次对准部(200)，与掩模支撑部(310)间接结合。
其中，移动构件(140)当然可以有根据第1次对准部(100)的移动对象而与掩模支撑部(310)直接或间接结合，或如图16及图17所示，与基板支撑部(320)间接或直接结合等多样的实施例。
第2次对准部(200)是在借助于第1次对准部(100)的第1次对准后，借助于基板(S)及掩模(M)的第2相对移动而依次对基板(S)及掩模(M)进行第2次对准的构成要素。
第2次对准部(200)可以利用多样的方法实现基板(S)及掩模(M)的相对移动，例如，在使基板(S)及掩模(M)中一者固定的状态下，使其余一者移动，或在使基板(S)及掩模(M)全部移动的同时执行基板(S)及掩模(M)的对准等。
特别是第2次对准部(200)，只要是以相对较小尺度的移动为目的，可以实现10nm～5μm范围的细微移动的驱动方式，则任何驱动方式均可采纳，特别是优选借助于压电元件进行线性驱动。
压电元件可以在10nm～5μm的范围内实现精密的线性移动控制，因而可以成为能够补正基板(S)及掩模(M)间细微偏差的最佳方法。
作为应用压电元件的一个实施例，第2次对准部(200)如图13及图15所示，可以包括借助于压电元件而发生线性驱动力的线性驱动部(210)、借助于线性驱动部(210)的线性驱动力而线性移动的线性移动构件(220)。
而且，就第2次对准部(200)而言，线性驱动部(210)及线性移动构件(220)可以安装适当数量，以便可以以矩形基板(S)为基准，补正X轴偏差、Y轴偏差及θ偏差(掩模及基板的扭转)。
图13至图14所示的实施例，图示了构成第1次对准部(100)的旋转马达(110)、螺旋构件(130)、线性移动构件(120)及移动构件(140)对应于矩形掩模(M)的4条边安装的情形。
而且，线性移动构件(220)可以与对掩模支撑部(310)的移动块(312)进行支撑的掩模支撑部(310)直接结合。
其中，线性移动构件(220)当然可以有根据第2次对准部(200)的移动对象而如图16及图17所示与掩模支撑部(310)间接或直接结合，或未图示的与基板支撑部(320)间接或直接结合等多样的实施例。
根据如上所述的第1次对准部(100)及第2次对准部(200)的构成，以相对较大的移动尺度结束基板(S)及掩模(M)间的第1次相对移动，以相对较小的移动尺度执行基板(S)及掩模(M)间的第2次相对移动，从而能够实现迅速、精密的基板及掩模的对齐。
另一方面，如上所述的第1次对准部(100)及第2次对准部(200)的构成，可以根据其位置及结合结构而有多样的实施例。
对准器部的变形例如图18所示，可以包括：第1次对准部(100)，其驱动第1相对移动；第2次对准部(100)，其在借助于第1次对准部(100)的第1相对移动后，驱动第2相对移动。
而且，第1次对准部(100)可以包括旋转马达(110)、借助于旋转马达(110)而旋转的螺旋构件(130)、结合于螺旋构件(130)并借助于螺旋构件(130)的旋转而线性移动的线性移动构件(120)。
其中，螺旋构件(130)为了稳定的安装及旋转，可以被一个以上托架而能旋转地支撑。
第2次对准部(200)可以包括细微线性移动构件，所述细微线性移动构件与线性移动构件(120)结合，以便与第1次对准部(100)一同线性移动，同时，使与支撑基板(S)或掩模(M)的支撑构件连接的移动块(312)进行线性移动。
特别是第2次对准部(200)的细微线性移动构件，优选由压电致动器(Piezoactuator)构成，即，由利用了压电元件的线性驱动模块构成。
移动块(312)作为与支撑基板(S)或掩模(M)的支撑构件连接的构成，只要是能够供第1次对准部(100)及第2次对准部(200)的第1相对移动及第2相对移动传递到基板(S)或掩模(M)的构成，任意构成均可。
另一方面，在第2次对准部(200)与移动块(312)结合方面，为了能够进行稳定的第1相对移动及第2相对移动，第2次对准部(200)可以包括：第1支撑块(332)，其安装为能够沿着在腔等中安装的一个以上第1导轨(334)移动，借助于细微线性移动构件而线性移动；第2支撑块(331)，其支撑于第1支撑块(332)，安装为能够沿着在第1支撑块(332)安装的一个以上第2导轨(333)移动，对移动块(312)进行支撑。
借助于第1支撑块(332)及第2支撑块(331)的构成，可以稳定地支撑移动块(312)，可以顺利实现第1相对移动及第2相对移动。
具有如上所述构成的第1次对准部(100)及第2次对准部(200)可以安装3个等适当数量，以便可以以矩形基板(S)为基准，补正X轴偏差、Y轴偏差及θ偏差(掩模及基板的扭转)。
另一方面，如上所述的第1次对准部(100)及第2次对准部(200)在基板(S)及掩模(M)的相对移动方面，可以根据结合结构及安装位置而有多样的实施例。
第一实施例的对准器部可以构成为如图13所示，第1次对准部(100)及第2次对准部(200)结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第1相对移动及第2相对移动。
第二实施例的对准器部与第一实施例相反，可以构成为如图16所示，第1次对准部(100)及第2次对准部(200)结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第1相对移动及第2相对移动。
第三实施例的对准器部可以构成为如图17所示，第2次对准部(200)结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第2相对移动；第1次对准部(100)结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第1相对移动。
第四实施例的对准器部与第三实施例相反，可以构成为使第1次对准部(100)结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第1相对移动；第2次对准部(200)结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第2相对移动。
另一方面，本发明的实施例虽然列举掩模(M)相对于基板(S)而贴紧的方向为从下侧向上侧的情形进行了说明，但在掩模(M)相对于基板(S)而贴紧的方向为从上侧向下侧的情况下，在基板(S)竖直配置的状态下，在掩模(M)沿水平方向贴紧的情况下，对准器部当然也可以应用。
换句话说，在基板处理面朝向下侧执行工序的情形，基板处理面朝向下侧执行工序的情形，基板处理面与水平线构成垂直而执行工序的情形下，对准器部均可应用。
在图13、图16及图17中未说明的附图符号340，指称用于识别分别在基板(S)及掩模(M)上形成的标记(m1,m2)的摄像头，300指称在基板(S)及掩模(M)的对准后，利用内部安装的多个磁铁(331)而使掩模(M)贴紧基板(S)并进行支撑的支撑手段，332指称在掩模(M)贴紧基板(S)后，为了薄膜沉积等而使支撑手段(300)旋转的旋转马达。
支撑手段(300)作为用于支撑掩模(M)所贴紧的基板(S)的里面的构成要素，可以是以支撑基板(S)的状态而一同移动的承载架或安装于真空腔的承受器等。
支撑手段(300)如图21所示，当掩模(M)贴紧基板(S)时，为了防止对基板(S)的过度冲击，可以安装有一个以上的缓冲构件(120)。
缓冲构件(120)可以使用橡胶等有伸缩性的材质。
另外，支撑手段(300)可以追加安装有多个感知传感器(150)，用于在基板(S)及掩模(M)之间的对准时，即，在对齐时，感知基板(S)及掩模(M)之间的距离。
感知传感器(150)作为用于测量距离的超声波传感器等，感知基板(S)及掩模(M)之间的距离，使得装置的控制部(图中未示出)可以判断基板(S)及掩模(M)是否接触、是否具有可对准的距离。
这种感知传感器(150)在向装置的控制部传递信号方面，可以通过无线通信或借助于另外安装的信号传递构件(130)等而利用有线向装置的控制部传递信号。
另外，感知传感器(150)可以安装于多个位置，用于计算基板(S)及掩模(M)之间的平行度，借助于后述的平行度调节装置(图中未示出)，控制基板(S)及掩模(M)之间的平行度。
正如以上所作的说明，第1次对准部(100)及第2次对准部(200)的组合，可以根据其安装位置及结合结构而有多样的实施例。
另一方面，根据本发明的一个方面，本发明提供对准基板(S)及掩模(M)的迅速对准方法。
具体而言，对准方法的特征在于，同时执行使基板(S)及掩模(M)贴紧的贴紧步骤及对准基板(S)及掩模(M)的对准步骤。
特别是对准方法优选首先执行使基板(S)及掩模(M)贴紧的贴紧步骤，如图9所示，当基板(S)及掩模(M)之间的相对距离达到预先设置的值(G)时，同时执行贴紧步骤及对准步骤。
其中，在腔等中，可以安装有用于测量基板(S)及掩模(M)之间的间隔的距离传感器(150)。
距离传感器作为用于测量基板(S)及掩模(M)之间的间隔的构成，只要是超声波传感器(150)等能够测量距离的传感器，任意构成均可。
如上所述，如果同时执行贴紧步骤及对准步骤，则与在基板(S)及掩模(M)之间的间隔固定的状态下执行对准步骤的以往技术相比，可以使工序执行时间实现最小化。
另外，与在基板(S)及掩模(M)之间的间隔固定的状态下执行对准步骤的以往技术相比，执行对准步骤时，在基板(S)及掩模(M)之间的间隔减小的状态下执行，因而可以更准确地执行对准步骤。
另外，对准步骤迅速、准确地执行，因而可以使基板处理的不良实现最小化。
如上所述的对准方法当然可以与基板(S)及掩模(M)的对准所需的对准结构无关地应用。
另一方面，在执行基板(S)及掩模(M)的对准步骤方面，一般是执行基板(S)及掩模(M)的对准步骤、基板(S)及掩模(M)的贴紧及预先设置的允许误差范围(E1)内的对齐与否测量(参考图20)，就对齐与否的测量结果而言，当误差大于允许误差范围(E1)时，再次分离后，重新执行对准步骤及对齐与否测量。
但是，当基板(S)及掩模(M)的对准步骤不顺利时，数次执行对准步骤及对齐与否测量，因此存在使整体工序执行时间增加的问题。
本发明为了解决这种问题，在对齐与否测量时，当测量的误差大于允许误差范围(E1)但小于预先设置的辅助允许误差范围(E2)时，可以执行辅助对准步骤，无需基板(S)及掩模(M)的分离，即，在基板(S)及掩模(M)贴紧的状态下，执行基板(S)及掩模(M)的对准。
其中，在对齐与否测量时测量的误差大于辅助允许误差范围(E2)的情况下，当然是再次分离基板(S)及掩模(M)后，重新执行对准步骤及对齐与否测量。
而且，辅助对准步骤优选可以考虑基板(S)及掩模(M)之间的细微相对线性移动而驱动细微线性移动的线性驱动装置。
特别是能够驱动细微线性移动的线性驱动装置，可以使用与前面说明的压电致动器相同的构成。
基板(S)及掩模(M)的对准步骤完成后，贴紧状态的基板(S)及掩模(M)借助于永久磁铁等而扣紧。
如上所述执行基板(S)及掩模(M)的对准步骤后，根据测量结果，在基板(S)及掩模(M)贴紧的状态下执行基板(S)及掩模(M)的对准，因而可以更迅速、准确地执行对准步骤。
另外，对准步骤迅速、准确地执行，因而可以使基板处理的不良实现最小化。
如上所述的对准方法当然可以与基板(S)及掩模(M)的对准所需的对准结构无关地应用。
另一方面，在如上所述的基板(S)及掩模(M)的对准、接合等方面，基板(S)及掩模(M)需要相互保持平行。
利用在此之前说明的多个距离传感器(150)，测量基板(S)及掩模(M)之间的平行度，借助于平行度调节装置，使分别对基板(S)及掩模(M)进行支撑的基板支撑部(320)及掩模支撑部(310)中至少一者上下移动，从而可以使得基板(S)及掩模(M)保持相互平行的状态。
平行度调节装置构成为使分别对基板(S)及掩模(M)进行支撑的基板支撑部(320)及掩模支撑部(310)中至少一者上下移动，从而控制基板(S)及掩模(M)相互平行的状态。
具体而言，基板支撑部(320)及掩模支撑部(310)分别包括在基板(S)及掩模(M)的水平状态下支撑边缘中多个位置的多个支撑构件(321,311)，设置多个位置中一部分支撑构件(321,311)的上下移动偏差，控制基板(S)及掩模(M)相互平行的状态。
如果借助于如上所述的平行度调节装置，使得保持基板(S)及掩模(M)相互平行的状态，则可以实现基板(S)及掩模(M)的精密对准及稳定接合。
特别是平行度调节装置，可以与第1次对准部(100)及第2次对准部(200)组合安装，当第1次对准部(100)及第2次对准部(200)安装于掩模支撑部(310)时，为了防止干涉，可以安装于基板支撑部(320)。
而且，就平行度调节装置而言，只要是考虑到上下方向的升降运转而安装于真空腔的螺旋升降装置等用于上下方向线性移动的构成，则均可使用。

Claims (7)

1.一种原子层沉积装置，所述原子层沉积装置包括：真空腔；气体喷射部，其安装于所述真空腔的上侧或下侧，向基板的表面供应气体以便沉积薄膜；基板支撑部，其相对于所述气体喷射部而相对水平旋转地安装于所述真空腔，支撑沿其旋转中心而在圆周方向上配置的2个以上的矩形基板；其特征在于，
所述气体喷射部包括沿着所述基板的旋转方向配置的喷射源气体的一个以上的源气体喷射部、喷射等离子体状态的反应气体的一个以上的反应气体喷射部；
在所述喷射部之间中至少一处，安装有吸入、排出气体的排气部；
支撑于所述基板支撑部的基板在朝向所述气体喷射部的面上，贴紧有形成一个以上开口的掩模；
还包括对齐所述基板及掩模的相对位置的一个以上的对准器部；
所述对准器部作为在基板(S)表面执行薄膜沉积工序之前对准掩模(M)及基板(S)的对准器部，包括：第1次对准部(100)，其借助于基板(S)及掩模(M)的第1相对移动，依次地第1次对准基板(S)及掩模(M)；第2次对准部(200)，其借助于压电元件进行线性驱动，在借助于所述第1次对准部(100)的第1次对准后，借助于基板(S)及掩模(M)的第2相对移动，依次地第2次对准基板(S)及掩模(M)；
所述第1次对准部(100)包括：旋转马达(110)、借助于旋转马达(110)而旋转的螺旋构件、结合于螺旋构件并借助于螺旋构件的旋转而线性移动的线性移动构件、与线性移动构件结合并借助于线性移动构件的移动而使基板(S)或掩模(M)移动的移动构件；
所述第2相对移动的移动尺度小于所述第1相对移动的移动尺度。
2.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述对准器部与支撑于所述基板支撑部的基板的数量对应地安装。
3.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述第1次对准部(100)及所述第2次对准部(200)结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使所述掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第1相对移动及第2相对移动。
4.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述第1次对准部(100)及所述第2次对准部(200)结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第1相对移动及第2相对移动。
5.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述第2次对准部(200)结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使所述掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第2相对移动，
所述第1次对准部(100)结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使所述基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第1相对移动。
6.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述第1次对准部(100)结合于对掩模(M)进行支撑的掩模支撑部(310)，使所述掩模支撑部(310)移动，相对于基板(S)，执行支撑于掩模支撑部(310)的掩模(M)的第1相对移动，
所述第2次对准部(200)结合于对基板(S)进行支撑的基板支撑部(320)，使所述基板支撑部(320)移动，相对于掩模(M)，执行支撑于基板支撑部(320)的基板(S)的第2相对移动。
7.一种原子层沉积系统，包括：
安装了输送机器人的一个以上的输送装置；以及
多个原子层沉积装置，所述原子层沉积装置为权利要求1至6中任意一项所述的原子层沉积装置，结合于所述输送装置，借助于所述输送机器人而接收基板。
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