CN112771688A - 基板处理装置 - Google Patents
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Abstract
在本发明的实施方式中公开了一种基板处理装置，在所述基板处理装置中用于对准基板和掩模的对准组件的一个表面与真空腔室的本体一体地形成。因此，提供了一种对准组件，所述对准组件包括与用于形成真空腔室的外表面的本体一体地形成的板，与传统组件相比，所述对准组件减少了用于基板和掩模的精细移动和对准的工作时间，从而提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基板处理装置，并且更特定地涉及一种用于对准设置在用于基板沉积工艺的真空腔室中的基板、掩模等的基板处理装置。
背景技术
随着信息技术(IT)快速发展并且用于智能手机和其他IT设备的显示器的市场增长，平板显示器已经成为人们关注的焦点。平板显示器的示例包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)等。
特别地，OLED具有突出的优点，诸如快速响应速度、比传统液晶显示器更低的功耗、轻重量、高亮度等。此外，由于OLED不需要背光，因此还可生产超薄OLED。
OLED是通过在基板上顺序地形成阳极、有机膜和阴极而制造的，并且当在阳极与阴极之间施加电压时发光。
虽然未示出，但是OLED是通过在基板上顺序地形成阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极而制造的。在此，具有相对较低的表面电阻和相对较高的透光率的氧化铟锡(ITO)被用于阳极。
此外，由于有机膜极易受空气中的湿气和氧气损害，所以在OLED的顶部上形成用于封装有机膜的封装膜，以增加器件的寿命。
为了制造此类OLED，通常使用真空沉积方法形成阳极、阴极和有机膜。真空沉积方法是一种在基板表面上沉积沉积材料的方法，所述沉积材料是从安装在用于加热和蒸发沉积材料的真空腔室中的源蒸发的。
在制造OLED时，用耦接至基板的掩模形成具有预定图案的阳极、阴极和有机膜。所述掩模和所述基板可以借助于用于支撑和对准所述掩模和所述基板的对准设备而安装在真空腔室中。
对准设备可以对准掩模和基板，以便对应于预定图案。例如，对准设备可以通过在移动掩模和基板的同时经由相机或类似物识别掩模和基板的当前位置而将掩模和基板对准在所需位置。
然而，随着显示器的分辨率不断提高，图案变得更加复杂，因此形成这种复杂的图案需要掩模和基板的更精确对准。
此外，掩模和基板的精确对准可能只能通过精确地移动掩模和基板来实现。
另一方面，传统的基板对准器使用机械操作方法，在所述机械操作方法中使用滚珠螺杆及类似物以便移动基板或掩模。因此，传统的基板对准器难以精确地移动基板或掩模。
此外，由于使用这种机械操作方法的传统基板对准器不可用于精确地对准基板和掩模，所以为了精确地对准基板和掩模，应该重复地执行对准过程。因此，对准基板和掩模所需的时间可能增加，由此总处理时间也可能增加，这可能导致制造显示器的生产率降低。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面旨在提供一种基板处理装置，在所述基板处理装置中可以精确地控制基板和掩模的移动。
本发明的另一方面旨在提供一种基板处理装置，所述基板处理装置的特征在于减少了精确地移动和对准基板和掩模所需的时间，从而提高了生产效率。
本发明的又一方面旨在提供一种能够最小化在精确地移动和对准基板和掩模中可能出现的误差的基板处理装置。
本发明的又一方面旨在提供一种基板处理装置，所述基板处理装置的特征在于用于对准基板和掩模的对准组件的大小减小。
问题的解决方案
根据本发明，一种基板处理装置可包括：真空腔室，以及对准组件，所述对准组件用于对准安装在所述真空腔室中的基板和掩模，其中所述对准组件可包括：板，所述板是与形成所述真空腔室的外部的本体一体地形成的；工作台，所述工作台设置在所述板上方；轴部分，所述轴部分形成为从所述工作台延伸至所述真空腔室中并夹持所述基板和所述掩模；以及工作台驱动器，所述工作台驱动器安装在所述板与工作台之间并且通过移动所述工作台来对准所述基板和所述掩模。
在本发明的基板处理装置中，工作台驱动器可安装在板上并连接所述工作台和所述板。
在本发明的基板处理装置中，工作台驱动器可形成为邻近于所述轴部分。
在本发明的基板处理装置中，工作台驱动器可形成在与所述轴部分相同的轴线上。
在本发明的基板处理装置中，轴部分可包括用于夹持基板的基板夹持部分和用于夹持掩模的掩模夹持部分。
在本发明的基板处理装置中，对准组件可以包括位置检测装置，所述位置检测装置用于检测被轴部分夹持的基板的位置。
在本发明的基板处理装置中，可以基于由位置检测装置检测到的关于基板位置的数据和基板的设置数据来控制工作台驱动器。
发明的有利效果
根据本发明的实施方式，对准组件能够通过精确地移动基板和掩模来精确地对准基板和掩模。板，作为对准组件的一个表面，可以与真空腔室的本体一体地形成，在所述真空腔室中执行基板的沉积过程。因为对准组件的板是与真空腔室的本体一体地形成的，所以对准组件的大小可以减小与对准组件的板的厚度对应的量。
此外，由于对准组件的板是与真空腔室的本体一体地形成的，所以即使当轴部分的长度减少与板的厚度对应的量时，基板和掩模也可由对准组件夹持。
此外，由于轴部分的长度减小，因此即使当在相对较小的运动范围内驱动工作台驱动器时，工作台和轴部分也可被驱动。也就是说，工作台驱动器可由相对较小的驱动力驱动。由于工作台驱动器可由相对较小的驱动力驱动，所以可以最小化驱动力的不必要损失。此外，由于掩模和基板可以通过相对较小的驱动力对准，所以可以提高对准基板和掩模的效率。
如上所述，对准组件的板可以与真空腔室的本体一体地形成。也就是说，对准组件可以与真空腔室一体地安装。因此，不需要用于在真空腔室中安装对准组件的单独安装过程。特别地，由于对准组件是在没有单独的安装过程(诸如螺丝接合或焊接过程)的情况下安装在真空腔室中的，所以对准组件可不会由于例如螺丝松动、焊接质量不良等而脱离真空腔室。因此，可以稳定地保持对准组件安装在真空腔室的本体中的状态。
此外，由于对准组件是与真空腔室一体地形成的，所以可以减少在真空腔室中安装对准组件所需的安装过程的数量，并且还可以最小化安装期间可能发生的安装误差。
此外，用于对准基板和掩模的工作台驱动器可在被安装后连接板和工作台。因此，工作台驱动器可以在没有另外设备的情况下移动工作台，并且安装在工作台中的轴部分也可被移动。因此，即使当以最小的驱动力驱动夹持基板和掩模的轴部分时，基板和掩模也可以精确地对准。
附图说明
图1是示出第一实施方式的侧视图，在所述第一实施方式中已经安装了本发明的真空腔室和对准组件。
图2是本发明的对准组件的工作台驱动器的平面图。
图3是示出第二实施方式的侧视图，在所述第二实施方式中已经安装了本发明的真空腔室和对准组件。
图4是示出第三实施方式的侧视图，在所述第三实施方式中已经安装了本发明的真空腔室和对准组件。
图5是示出第四实施方式的侧视图，在所述第四实施方式中已经安装了本发明的真空腔室和对准组件。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。在以下描述中，将省略已知的功能或特征，以便阐明本公开内容的要点。
图1是示出第一实施方式的侧视图，在所述第一实施方式中已经安装了本发明的真空腔室和对准组件，并且图2是本发明的对准组件的工作台驱动器的平面图。
如图1所示，本发明的基板处理装置可包括真空腔室100和对准组件200。
真空腔室100可以是被配置用于对作为待处理对象的基板150执行各种工艺的部件，所述工艺包括蚀刻工艺、CVD工艺、溅射工艺、离子注入工艺、灰化工艺和/或气相沉积工艺。真空腔室100可以设置为两个或更多个真空腔室100，使得每个所述工艺在每个真空腔室100中执行。
真空腔室100可包括本体110和沉积结构，所述沉积结构设置在本体110内并且能够执行基板150的沉积工艺。
特定地，本体110可形成真空腔室100的外部。本体110可以各种形状形成，所述各种形状包括例如六面体、圆柱体等，并且本体110的形状可以根据待制造的基板的大小而变化。
基板150、静电卡盘130、掩模140和载体120可安装在真空腔室100内部。
特定地，静电卡盘130可为用于在半导体、显示面板等的制造过程中通过使用静电力来固定晶片或基板150的部件。
静电卡盘130可形成为具有适用于固定相对大面积基板的结构，并且可以说静电卡盘130是适用于固定尤其是OLED显示面板的相对大面积基板的部件。
此外，静电卡盘130可沿着水平或竖直方向设置在真空腔室100内部，并且基板150可以固定在静电卡盘130上或下方。
如果将根据本发明的基板处理装置用于OLED制造工艺，则基板150(和掩模140)固定至的静电卡盘130可穿过多个真空腔室(例如，预处理真空腔室、多个沉积真空腔室等)。用于形成OLED的有机材料可以使用真空沉积方法在特定真空腔室中沉积，并且用于形成电极的金属(例如，铝)可以使用真空沉积方法在另一个真空腔室中沉积。
此外，沉积材料排出所通过的喷头、蒸发源等可以安装在真空腔室100内，这可以根据每个工艺的工艺条件而变化。
蒸发源可被提供用于蒸发沉积材料，诸如有机材料、无机材料和金属材料，并且可包括用于接收沉积材料的坩埚和用于加热坩埚中的沉积材料的加热器。
如果将根据本发明的基板处理装置用于原子沉积工艺，则除了蒸发源之外，用于注入源气体、反应气体等的气体注入结构也可安装在真空腔室100中。
载体120可以固定和耦接静电卡盘130，使得静电卡盘130安装在基板150上。载体120可以将基板150转移入和转移出真空腔室100。本发明的载体120可被形成以便将基板150转移入和转移出真空腔室100，与此同时在其边缘部分处固定静电卡盘130。
载体120可以通过使用转移轨道、静电力等而在不同的真空腔室之间移动。取决于安装在载体120中的移动电源，轨道、静电部分等可安装在真空腔室100内。
如图1所示，本发明的基板处理装置的对准组件200是安装在真空腔室100内的用于对准掩模140和基板150的部件。
特定地，在执行基板150的沉积工艺之前，作为执行基板处理工序(诸如图案化沉积)所需的部件的掩模140可安装在基板150中以与基板150紧密接触，并且掩模140可以在安装掩模140的同时对准。
可安装对准组件200，以便精确地对准基板150和掩模140。对准组件200可为包括板210、工作台220、轴部分230和工作台驱动器240的UVW工作台。
UVW工作台可为能够通过沿着X轴和Y轴移动平面形工作台并旋转平面形工作台来对准安装在UVW工作台上的晶片、基板及类似物的部件。在下文中，将参照图1和图2描述对准组件200。
参照图2，对准组件200可包括第一移动导向件252、第二移动导向件254和第三移动导向件256。
第一移动导向件252可通过沿着第一方向(X方向，参见图2)移动来调节对准组件200的水平位置。可以假设第一方向(X方向)是工作台的水平方向。
第二移动导向件254可通过沿着第二方向(Y方向，参见图2)移动来调节对准组件200的竖直位置。可以假设第二方向(Y方向)是基本上垂直于第一方向(X方向)的方向，并且可以是工作台的竖直方向。
第三移动导向件256可旋转工作台以调节对准组件200的扭转。
在对准组件200的实施方式中，第一移动导向件252、第二移动导向件254和第三移动导向件256可以同时全部被驱动或单独地被驱动。第一移动导向件252、第二移动导向件254和第三移动导向件256的驱动条件可以根据对准组件200的调节条件而改变。
此外，第一移动导向件252、第二移动导向件254和第三移动导向件256可形成为单个模块，或者替代地，可安装在两个或更多个单独的模块中。
对准组件200的板210可与本体110(其形成真空腔室100的外部)一体地形成。
也就是说，如图1所示，板210(其形成对准组件200的一个表面)可与本体110(其形成真空腔室100的一个表面)一体地形成。由于对准组件200的板210是与本体110一体地形成的，所以真空腔室100的本体110与对准组件200之间的距离可减小。此外，由于对准组件200的板210是与真空腔室100的本体110一体地形成的，所以本发明具有减小对准组件200的大小的优点。
在传统的对准组件中，单独地形成并安装底板以接触真空腔室的本体。因此，传统对准组件的大小可增加达与安装在本体中的底板的厚度对应的量。
另一方面，在本发明中，由于板210(其形成对准组件200的一个表面)是与本体110一体地形成的，所以对准组件200与真空腔室100之间的距离可以减小达与板210的厚度对应的量。因此，安装有对准组件200的真空腔室100的总大小可减小。
另外，如上所述，由于对准组件200的板210是与本体110一体地形成的，所以对准组件200可安装在真空腔室100中，而无需将对准组件200安装在真空腔室100中的附加过程。
详细地说，如果对准组件是如在传统基板对准器中那样与真空腔室分开地形成的，则对准组件应该在单独的过程中安装在真空腔室的本体中。在此，对于对准组件的安装，可以使用螺丝接合方法或焊接方法。
另一方面，在本发明中，由于对准组件200的板210是与真空腔室100的本体110一体地形成的，所以对准组件200可安装在真空腔室100中，而不需要用于安装对准组件200的单独过程。此外，在真空腔室100中安装对准组件200的过程中可能发生的安装误差可被最小化。此外，由于板210是与本体110一体地形成的，所以可最小化对准组件200脱离真空腔室100的可能性。因此，本发明具有对准组件200更稳定地安装在真空腔室100中的优点。
对准组件200的工作台220可设置在板210上方，并且轴部分230可形成在工作台220的一个面向板210的表面上。
安装在工作台220中的轴部分230可形成为从工作台220延伸到真空腔室110中，并且可夹持基板150和掩模140。
特定地，载体120可安装于安装在真空腔室100内部的轴部分230中，并且静电卡盘130、基板150和掩模140可安装在载体120中。
轴部分230可包括用于夹持基板150的基板夹持部分和用于夹持掩模140的掩模夹持部分。
基板夹持部分和掩模夹持部分可安装在真空腔室100中以夹持基板150和掩模140，并且可根据夹持基板150和掩模140的方法而具有各种结构。
例如，掩模夹持部分可通过使用磁性耦合方法、螺纹耦接方法或插入耦接方法中的任一者来夹持掩模140。在下文中，将描述使用磁性耦合方法来夹持基板150和掩模140的示例。对于磁性耦合方法，可以使用例如磁性夹具。对于磁性夹具，可使用电磁体、永磁体和可切换磁体。
此外，基板夹持部分和掩模夹持部分可被耦接以便在垂直于从真空腔室100转移的基板150和掩模140的表面的方向上移动。
工作台驱动器240可安装在板210与工作台220之间，并且可通过移动工作台220来对准基板150和掩模140。工作台驱动器240可安装在板210上，并且可连接工作台220和板210。
也就是说，由于工作台驱动器240被安装为连接工作台220和板210，所以工作台220和板210可以由工作台驱动器240连接，而不必使用任何附加部件。
工作台驱动器240可直接移动工作台220。另外，由于轴部分230安装在工作台220中，所以轴部分230可随着工作台220的移动而移动。因此，即使当以最小的功率驱动夹持基板150和掩模140的轴部分230时，基板150和掩模140也可对准，并且即使当轴部分230形成为具有最小长度时，基板150和掩模140也可对准。
如以上背景技术部分所述，传统基板对准器的底板安装在真空腔室的本体的一个表面上。因此，传统基板对准器的轴的长度应对应于底板的厚度和真空腔室的本体的一个安装有底板的表面的厚度。因此，在传统基板对准器中，为了对准基板和掩模，应该用相对较大的功率驱动轴，并且还可能增加用于精确地对准基板和掩模的轴的移动范围。
另一方面，在本发明的基板处理装置中，由于对准组件200的板210和真空腔室100的本体110是一体地形成的，所以即使当轴部分230的长度相对较短时，基板150和掩模140也可由对准组件200夹持。
此外，在本发明中，轴部分230的长度可短于传统基板对准器的轴的长度。由于轴部分230的长度相对较短，所以即使当工作台驱动器240在相对较小的移动范围内被驱动时，也可移动工作台220。因此，轴部分230可被最小程度地驱动以对准基板150和掩模140，并且因此可缩短对准基板150和掩模140所需的工作时间。因为基板150和掩模140可在相对较短的时间内对准，所以可以提高对准基板150和掩模140的工作效率。
图3是示出第二实施方式的侧视图，在所述第二实施方式中安装了本发明的真空腔室和对准组件。
在描述图3时，假设图3中的部件是与图1和图2中的部件相同的，则上面参照图1和图2描述的部件的详细描述将被省略。
参照图3，本发明的基板处理装置可包括用于检测被轴部分230夹持的基板150和掩模140的位置的位置检测装置260。
位置检测装置260可安装在工作台220与板210之间。位置检测装置260可检测固定到静电卡盘130上的载体120和/或基板150和掩模140是否位于预定位置。
位置检测装置260可以是能够检测基板150和掩模140的位置的各种装置中的任一者，诸如激光器、实时成像装置、压电传感器、热传感器等。
详细地，位置检测装置260可检测安装在真空腔室100内部的基板150和掩模140的位置。在下文中，由位置检测装置260检测到的关于基板150和掩模140的位置的数据将被称为检测数据D2。可将检测数据D2与存储在与位置检测装置260电连接的控制器(未示出)中的基板150和掩模140的设置数据D1进行比较。通过比较所述数据，可设置基板150和掩模140的移动距离。当设置了基板150和掩模140的移动距离时，控制器可将关于设置的移动距离的数据传输给对准组件200，并且可基于所传输的数据来驱动对准组件200，从而对准基板150和掩模140。
也就是说，作为关于基板150的对准位置的数据的设定数据D1被存储在控制器中，并且当基板150被定位到静电卡盘130上时，控制器可将检测数据D2与设定数据D1进行比较。在比较之后，控制器可将轴部分230的驱动距离数据传输给工作台驱动器240。然后，控制器可基于轴部分230的驱动距离数据来控制工作台驱动器240的移动范围。如此，由于基板150和掩模140可通过使用传感器和所测量的数据而对准，所以可精确控制基板150和掩模140的移动。因此，基板150和掩模140可精确地对准，以便形成复杂的图案。
图4是示出第三实施方式的侧视图，在所述第三实施方式中安装了本发明的真空腔室和对准组件。
在描述图4时，假设图4中的部件是与图1至图3中的部件相同的，则上面参照图1至图3描述的部件的详细描述将被省略。
参照图4，工作台驱动器240可定位成邻近于轴部分230。
更特定地，工作台驱动器240可形成在与轴部分230相同的轴线上。由于工作台驱动器240形成在与轴部分230相同的轴线上，所以当工作台驱动器240被驱动时，也可同时驱动轴部分230。因此，即使当工作台驱动器240仅轻微移动时，也可移动轴部分230。
由于工作台驱动器240形成在与轴部分230相同的轴线上，所以即使当对准基板150和掩模140所需的轴部分230的移动范围最小化时，基板150和掩模140也可对准，并且因此可最小化对准误差。
尽管在图4中未示出，但是根据本发明第三实施方式的基板处理装置还可包括用于检测基板150和掩模140的位置的位置检测装置260(参照图3)。
如上所述，位置检测装置260可检测基板150和掩模140的当前夹持位置。由位置检测装置260检测到的基板150和掩模140的当前夹持位置可传输给控制器，然后可与基板150和掩模140的预设安装位置进行比较，使得基板150和掩模140可根据预设安装位置对准。
图5是示出第四实施方式的侧视图，在所述第四实施方式中安装了本发明的真空腔室和对准组件。
在描述图5时，假设图5中的部件是与图1至图4中的部件相同的，则上面参照图1至图4描述的部件的详细描述将被省略。
参照图5，工作台驱动器240可定位成邻近于轴部分230。例如，工作台驱动器240可形成在轴部分230的面向板210的边缘的侧表面上。
在此，由于工作台驱动器240形成在轴部分230的面向板210的边缘的侧表面上，所以可优选地将工作台220形成为在面向板210的边缘的方向上足够长，使得工作台驱动器240安装在工作台220与板210之间。
另外，在第四实施方式中，基板处理装置还可包括位置检测装置260(参照图3)，该位置检测装置260能够检测基板150和掩模140的当前位置、将所检测到的当前位置与预设对准位置进行比较、并对准基板150和掩模140。
在该实施方式中，可提供能够通过精确地移动基板150和掩模140来精确地对准基板150和掩模140的对准组件200。对准组件200的板210(其为对准组件200的一个表面)可与真空腔室100的本体110(其为用于执行基板150的沉积工艺的部件)一体地形成。由于对准组件200的板210是与真空腔室100的本体110一体地形成的，所以对准组件200的大小可以减小达与对准组件200的板210的厚度对应的量。
此外，对准组件200可与真空腔室100一体地安装。也就是说，因为板210是与本体110一体地形成的，所以对准组件200可安装在真空腔室100中，而无需单独的安装过程。例如，可以保持对准组件200已经安装在真空腔室100中的状态，而对准组件200不会由于例如螺丝松动、焊接质量不良等而脱离真空腔室100。此外，由于对准组件200是与真空腔室100一体地安装的，而没有单独的安装过程，所以可最小化当正在真空腔室100中安装对准组件200时可能发生的安装误差。
此外，对准基板150和掩模140的工作台驱动器240可在安装时连接板210和工作台220。因此，工作台驱动器240可在没有另外部件的情况下移动工作台220，并且还可移动安装在工作台220中的轴部分230。因此，即使当夹持基板150和掩模140的轴部分230被最小程度地驱动时，基板150和掩模140也可对准。
此外，由于轴部分230的长度相对较短，所以即使当工作台驱动器240在相对较小的移动范围内被驱动时，也可驱动工作台220和轴部分230。也就是说，工作台驱动器240可由相对较小的驱动力驱动。由于工作台驱动器240可由相对较小的驱动力驱动，所以可以最小化驱动力的不必要损失。此外，由于掩模140和基板150可通过相对较小的驱动力对准，所以可提高对准掩模140和基板150的效率。
虽然以上描述和说明了本公开内容的特定示例性实施方式，但是对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可以在本公开内容的精神和范围内对本公开内容进行各种修改和变化。因此，此类修改或变化不应被视为脱离本公开内容的精神或范围，并且本公开内容旨在覆盖对本公开内容的修改和变化，只要所述对本公开的修改和变化落入所附权利要求及其等同物的范围内。
参考符号列表
100：真空腔室
110：本体
120：载体
130：静电卡盘
140：掩模
150：基板
200：对准组件
210：板
220：工作台
230：轴部分
240：工作台驱动器
Claims (7)
1.一种基板处理装置，所述基板处理装置包括：
真空腔室；以及
对准组件，所述对准组件用于对准安装在所述真空腔室中的基板和掩模，
其中所述对准组件包括：
板，所述板与形成所述真空腔室的外部的本体一体地形成；
工作台，所述工作台设置在所述板上方；
轴部分，所述轴部分形成为从所述工作台延伸到所述真空腔室中并且夹持所述基板和所述掩模；以及
工作台驱动器，所述工作台驱动器安装在所述板与所述工作台之间，用于通过移动所述工作台来对准所述基板和所述掩模。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述工作台驱动器安装在所述板上，并且连接所述工作台和所述板。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述工作台驱动器邻近于所述轴部分。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中所述工作台驱动器形成在与所述轴部分相同的轴线上。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述轴部分包括用于夹持所述基板的基板夹持部分和用于夹持所述掩模的掩模夹持部分。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述对准组件包括位置检测装置，所述位置检测装置用于检测由所述轴部分夹持的所述基板的位置。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其中基于由所述位置检测装置检测到的关于所述基板的位置的数据和所述基板的预设设置数据来控制所述工作台驱动器。
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