JP2019192898A - Substrate transfer system, manufacturing apparatus for electronic device, and manufacturing method for electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、装置内での基板の搬送に関するものである。 The present invention relates to conveyance of a substrate in an apparatus.
最近、フラットパネル表示装置として有機EL表示装置が脚光を浴びている。有機EL表示装置は自発光ディスプレイであり、応答速度、視野角、薄型化などの特性が液晶パネルディスプレイより優れており、モニター、テレビ、スマートフォンに代表される各種携帯端末などで既存の液晶パネルディスプレイを速いスピードで代替している。また、自動車用ディスプレイ等にも、その応用分野を広げている。 Recently, organic EL display devices have attracted attention as flat panel display devices. The organic EL display device is a self-luminous display and has characteristics such as response speed, viewing angle, and thinning that are superior to those of liquid crystal panel displays. Existing liquid crystal panel displays are used in various portable terminals such as monitors, televisions, and smartphones. Is replaced at high speed. In addition, the field of application has been expanded to automobile displays.
有機EL表示装置の素子は、2つの向かい合う電極(カソード電極、アノード電極)の間に発光を起こす有機物層が形成された基本構造を持つ。有機ELディスプレイ素子の有機物層及び電極金属層は、真空装置内で、画素パターンが形成されたマスクを介して基板に蒸着物質を蒸着させることで製造されるが、基板上の所望の位置に所望のパターンで蒸着物質を蒸着させるためには、基板への蒸着が行われる前にマスクと基板の相対的位置を高精度で調整しなければならない。 The element of the organic EL display device has a basic structure in which an organic material layer that emits light is formed between two opposing electrodes (a cathode electrode and an anode electrode). The organic material layer and the electrode metal layer of the organic EL display element are manufactured by depositing a deposition material on the substrate through a mask in which a pixel pattern is formed in a vacuum apparatus. In order to deposit the deposition material in this pattern, the relative position of the mask and the substrate must be adjusted with high accuracy before the deposition on the substrate is performed.
このため、マスクと基板上にマーク(これをアライメントマークと称する)を形成し、これらのアライメントマークを成膜室に設置されたカメラで撮影してマスクと基板との相対的な位置ずれを測定する。マスクと基板の位置が相対的にずれた場合、これらの中で一つを相対的に移動させて相対的な位置を調整する。 For this reason, marks (referred to as alignment marks) are formed on the mask and the substrate, and these alignment marks are photographed with a camera installed in the film forming chamber to measure the relative displacement between the mask and the substrate. To do. When the positions of the mask and the substrate are relatively displaced, one of them is relatively moved to adjust the relative position.
基板とマスク間のアライメントは、ラフアライメント及びファインアライメント(fine alignment)の二つの段階で実行される。ラフアライメントでは、基板とマスクとの間の大まかな位置調整を行う。ファインアライメントでは、基板とマスクの相対的な位置を高精度で調整する。
通常は、一つの成膜クラスタには複数の成膜室が設置されるが、各成膜室においてラフアライメント及びファインアライメントの両方を行っているので、アライメント工程に相当な時間がかかる問題があった。
The alignment between the substrate and the mask is performed in two stages, rough alignment and fine alignment. In rough alignment, a rough position adjustment between the substrate and the mask is performed. In fine alignment, the relative position of the substrate and the mask is adjusted with high accuracy.
Normally, a plurality of film forming chambers are installed in one film forming cluster. However, since both rough alignment and fine alignment are performed in each film forming cluster, there is a problem that it takes a considerable time for the alignment process. It was.
また、基板の位置ずれは、成膜クラスタ内の搬送ロボットによる基板の搬送中に発生することもあり、成膜クラスタの上流側のバッファ室(buffer chamber)、旋回室(turn chamber)及びパス室(pass chamber)の間で基板を搬送及び回転する過程でも発生することも多く、これに対する適切な解決策が求められている。 In addition, the substrate misalignment may occur during the transfer of the substrate by the transfer robot in the film formation cluster, and a buffer chamber, a turn chamber, and a pass chamber on the upstream side of the film formation cluster. This often occurs in the process of transporting and rotating the substrate between (pass chambers), and an appropriate solution for this is required.
本発明は、基板の搬送精度を向上することを目的とする。 An object of this invention is to improve the conveyance precision of a board | substrate.
本発明の第1態様による基板搬送システムは、第1装置から中継装置に基板が搬送され、前記中継装置から第2装置に基板が搬送される基板搬送システムであって、前記中継装置は、容器と、前記容器内に設けられた、基板を載置するための基板ステージと、前記基板ステージを移動させるための基板ステージ駆動機構とを含み、前記基板搬送システムは、前記中継装置と、前記容器に対する基板の位置を示す基板位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記基板位置情報に基づいて、前記基板ステージ駆動機構を制御するための
制御手段とを含む。
A substrate transfer system according to a first aspect of the present invention is a substrate transfer system in which a substrate is transferred from a first device to a relay device, and a substrate is transferred from the relay device to a second device, wherein the relay device includes a container And a substrate stage for placing the substrate, and a substrate stage drive mechanism for moving the substrate stage, the substrate transport system comprising: the relay device; and the container Position information acquisition means for acquiring substrate position information indicating the position of the substrate relative to the substrate, and control means for controlling the substrate stage drive mechanism based on the substrate position information.
本発明の第2態様による電子デバイスの製造装置は、第1装置と、第2装置と、前記電子デバイスを形成するための基板を前記第1装置から前記第2装置に搬送するための基板搬送システムとを含み、前記基板搬送システムは、本発明の第1態様による基板搬送システムであり、前記第2装置は、前記基板を搬送するための搬送室と、前記搬送室に接続された複数の成膜室を含む。 An electronic device manufacturing apparatus according to a second aspect of the present invention includes a first apparatus, a second apparatus, and a substrate transport for transporting a substrate for forming the electronic device from the first apparatus to the second apparatus. The substrate transport system is a substrate transport system according to the first aspect of the present invention, and the second apparatus includes a transport chamber for transporting the substrate, and a plurality of devices connected to the transport chamber. Includes deposition chamber.
本発明の第3態様による電子デバイスの製造装置は、第1搬送室を有する第1装置と、第2搬送室および前記第2搬送室に接続された複数の成膜室を有する第2装置と、前記第1装置および前記第2装置に接続された中継装置とを含み、前記中継装置は、基板の位置を調整するための第1アライメント機構を含み、前記複数の成膜室の少なくとも1つの成膜室は、前記基板の位置を調整するための第2アライメント機構を含む。 An electronic device manufacturing apparatus according to a third aspect of the present invention includes: a first apparatus having a first transfer chamber; a second apparatus having a second transfer chamber and a plurality of film forming chambers connected to the second transfer chamber; A relay device connected to the first device and the second device, the relay device including a first alignment mechanism for adjusting the position of the substrate, and at least one of the plurality of film forming chambers The film forming chamber includes a second alignment mechanism for adjusting the position of the substrate.
本発明の第4態様による電子デバイス製造方法は、本発明の第1態様による基板搬送システムを用いて電子デバイスを製造する。 An electronic device manufacturing method according to a fourth aspect of the present invention manufactures an electronic device using the substrate transfer system according to the first aspect of the present invention.
本発明の第5態様による電子デバイスの製造方法は、本発明の第3態様による電子デバイスの製造装置を用いて電子デバイスを製造する。 An electronic device manufacturing method according to a fifth aspect of the present invention manufactures an electronic device using the electronic device manufacturing apparatus according to the third aspect of the present invention.
本発明の第6態様による電子デバイスの製造方法は、複数の成膜室を有する第1装置から中継装置に基板を搬入する搬入工程と、前記中継装置に配置されている前記基板の位置を調整する第1調整工程と、前記中継装置から複数の成膜室を有する第2装置に前記基板を搬出する搬出工程と、前記第2装置に配置されている基板の位置を調整する第2調整工程と、前記第2調整工程の後に、前記第2装置の複数の成膜室の少なくとも1つの成膜室で前記基板に成膜する成膜工程とを含む。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an electronic device, comprising: a loading step of loading a substrate from a first apparatus having a plurality of film forming chambers into a relay device; and adjusting a position of the substrate disposed in the relay device. A first adjustment step, a carry-out step of carrying out the substrate from the relay device to a second device having a plurality of film forming chambers, and a second adjustment step of adjusting the position of the substrate arranged in the second device And a film formation step of forming a film on the substrate in at least one film formation chamber of the plurality of film formation chambers of the second apparatus after the second adjustment step.
本発明によれば、基板の搬送精度を向上する上で有効な技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique effective in improving the conveyance accuracy of a substrate.
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がないかぎりは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments and examples are merely illustrative of preferred configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these configurations. In the following description, the hardware configuration and software configuration of the apparatus, processing flow, manufacturing conditions, dimensions, materials, shapes, and the like limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. It is not intended.
本実施形態は、基板搬送システム、基板搬送システムおよび電子デバイスの製造装置に関するものである。本実施形態によれば、特に、中継装置であらかじめアライメントを行うことで、基板の位置調整の精度を維持しながらもアライメントの工程時間を短縮することができる。 The present embodiment relates to a substrate transfer system, a substrate transfer system, and an electronic device manufacturing apparatus. According to the present embodiment, the alignment process time can be shortened while maintaining the accuracy of the substrate position adjustment by performing the alignment in advance with the relay device.
本実施形態は、平行平板の基板の表面に真空蒸着により所望のパターンの薄膜(材料層)を形成する装置に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属などの任意の材料を選択でき、また、蒸着材料としても、有機材料、無機材料(金属、金属酸化物など)などの任意の材料を選択できる。本実施形態の技術は、具体的には、有機電子デバイス(例えば、有機EL表示装置、薄膜太陽電池)、光学部材などの製造装置に適用可能である。なかでも、有機EL表示装置の製造装置は、基板の大型化あるいは表示パネルの高精細化により基板とマスクのアライメント精度及び速度のさらなる向上が要求されているため、本実施形態の好ましい適用例の一つである。 This embodiment can be preferably applied to an apparatus for forming a thin film (material layer) having a desired pattern by vacuum deposition on the surface of a parallel plate substrate. Arbitrary materials such as glass, resin, and metal can be selected as the material of the substrate, and any material such as organic material and inorganic material (metal, metal oxide, etc.) can be selected as the vapor deposition material. Specifically, the technology of the present embodiment is applicable to manufacturing apparatuses such as organic electronic devices (for example, organic EL display devices, thin film solar cells), optical members, and the like. Especially, since the manufacturing apparatus of the organic EL display device is required to further improve the alignment accuracy and speed of the substrate and the mask by increasing the size of the substrate or increasing the definition of the display panel, it is a preferable application example of the present embodiment. One.
<電子デバイスの製造装置>
図1乃至図3は、電子デバイスの製造装置の一例を示す模式図である。図1乃至図3の電子デバイスの製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機EL表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば、約1800mm×約1500mmのサイズの基板に有機ELの成膜を行った後、該基板を切り出して複数の小サイズのパネルが作製される。
<Electronic device manufacturing equipment>
1 to 3 are schematic views showing an example of an electronic device manufacturing apparatus. The electronic device manufacturing apparatus of FIGS. 1 to 3 is used for manufacturing a display panel of an organic EL display device for a smartphone, for example. In the case of a display panel for a smartphone, for example, after forming an organic EL film on a substrate having a size of about 1800 mm × about 1500 mm, the substrate is cut out to produce a plurality of small-size panels.
電子デバイスの製造装置は、一般的に図1に示したように、複数のクラスタ装置からなり、各クラスタ装置は、搬送室1と、搬送室1の周りに配置される複数の成膜室2と、使用前後のマスクが収納されるマスク積載室3を含む。搬送室1内には、基板(S)を保持して搬送する搬送ロボット(R)が設置される。搬送ロボット(R)は、例えば、多関節アームに、基板(S)を保持するロボットハンドが取り付けられた構造をもつロボットであり、各成膜室2またはマスク積載室3への基板(S)及びマスクの搬入及び搬出を実行する。
As shown in FIG. 1, an electronic device manufacturing apparatus generally includes a plurality of cluster apparatuses, and each cluster apparatus includes a
各成膜室2には、それぞれ成膜装置(蒸着装置とも称する)が設置される。搬送ロボット(R)との基板(S)の受け渡し、基板(S)とマスクの相対位置の調整(アライメント)、マスク上への基板(S)の固定、成膜(蒸着)などの一連の成膜プロセスは、成膜装置によって自動的に行われる。
Each
各クラスタ装置の間には、基板(S)の流れ方向で上流側のクラスタ装置(第1装置)から基板(S)を受け取って、下流側のクラスタ装置(第2装置)に搬入する前に一時的に複数の基板(S)を収納することができるバッファ室4と、バッファ室4から基板(S)を受け取って、下流側のクラスタ装置に基板(S)を搬入する前にアライメントを実行するアライメント室6が設置される。
Between each cluster device, before receiving the substrate (S) from the upstream cluster device (first device) in the flow direction of the substrate (S) and carrying it into the downstream cluster device (second device). The
本実施形態の電子デバイスの製造装置の一例によれば、図1及び図3(a)に示すように、アライメント室6では、後述するアライメント以外に、バッファ室4から基板(S)を受け取って基板(S)の向きを180度回転させる動作を実行する。このために、アライメント室6には、基板(S)を水平回転させるための回転機構(不図示)が設置される
。このような構成によって、下流側のクラスタ装置でも基板(S)が上流側のクラスタ装置と同じ向きを持つようになり、電子デバイスの製造装置で全体的に基板(S)の処理が統一化される。
According to an example of the electronic device manufacturing apparatus of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3A, the
一方、図2及び図3(b)に示したように、電子デバイスの製造装置の他の例によれば、バッファ室4とアライメント室6のとの間に旋回室5が設置される。旋回室5には、搬送ロボット(R1)が設置される。搬送ロボット(R1)は、上流側のバッファ室4から基板(S)を受け取って、該当基板(S)を旋回させてアライメント室6に搬送する。このような構成によって、アライメント室6の構造をより簡単にしながらも、基板(S)の向きを上下流のクラスタ装置で同じくすることができる。本明細書においては、上流側のクラスタ装置と下流側のクラスタ装置との間に設置された、バッファ室4、旋回室5、アライメント室6を合わせて、「中継装置」と呼ぶ。また、中継装置と中継装置内での基板の搬送及びアライメントを制御する制御手段を合わせて、「基板搬送システム」と総称する。また、このような構成によれば、各クラスタ装置でマスクも同じ向きで設置されれば良いので、マスクの管理が簡易化される。例えば、電子デバイスの製造装置に障害が発生し、人為的にマスクを設置する際、上下流のクラスタ装置でマスクの向きを同じくすればいいので、マスクの設置エラーを防止することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 2 and FIG. 3B, according to another example of the electronic device manufacturing apparatus, the
また、電子デバイスの製造装置の組み立ての際にアライメントの精度を機構的に調整する場合、基板(S)の一領域を基準として調整を行うが、基板とマスクの向きが同じくなるので、各クラスタ装置での調整を同一基準で行うことができ、組み立て速度が向上し、また、エラーが減少する。 In addition, when the alignment accuracy is mechanically adjusted when assembling the electronic device manufacturing apparatus, the adjustment is performed with reference to one region of the substrate (S). Adjustments in the apparatus can be made on the same basis, increasing assembly speed and reducing errors.
本実施形態によれば、アライメント室6は、基板(S)が搬送室1内の搬送ロボット(R)によってクラスタ装置に搬入される前に、位置ずれが発生した基板(S)の位置を大まかに調整することができるラフアライメント機構を含む。中継装置にアライメント機構(アライメント室6)を設けることによって、基板の搬送精度を向上することができる。また、従来に成膜室2ごとに行われたラフアライメントを各成膜室2では行わなくてもよくなる。アライメント室6内でのアライメント機構及び動作に対しては詳細に後述する。
According to the present embodiment, the
<成膜装置>
図4は、成膜室2に設置される成膜装置20の構成を示す模式図である。以下の説明においては、鉛直方向をZ方向とするXYZ直交座標系を用いる。成膜時に基板(S)が水平面(XY平面)と平行となるよう固定された場合、基板(S)の短手方向(短辺に平行な方向)をX方向、長手方向(長辺に平行な方向)をY方向とする。また、Z軸まわりの回転角をθで表す。
<Deposition system>
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the
成膜装置20の真空容器200は、真空雰囲気又は窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持される。真空容器200の内部には、基板保持ユニット210と、マスク(M)と、マスク台221と、冷却板230と、蒸発源240が設けられる。
基板保持ユニット210は、搬送ロボット(R)から受け取った基板(S)を保持する手段であり、基板ホルダとも呼ばれる。マスク(M)は、基板(S)上に形成する薄膜パターンに対応する開口パターンを持つメタルマスクであり、枠状のマスク台221の上に固定される。
The
The
成膜時には、マスク(M)の上に基板(S)が載置される。従って、マスク(M)は基板(S)を載置する載置体としての役割も担う。冷却板230は、成膜時に、基板(S)(のマスク(M)とは反対側の面)に密着して、成膜時の基板(S)の温度上昇を抑えることで有機材料の変質や劣化を抑制する役割をもつ板部材である。冷却板230は、マグネット板を兼ねていてもよい。マグネット板は、磁力によってマスク(M)を引き付ける
ことで、成膜時の基板(S)とマスク(M)の密着性を高める部材である。蒸発源240は、蒸着材料を収納するるつぼ、ヒータ、シャッタ、駆動機構、蒸発レートモニタなどから構成される(いずれも不図示)。
At the time of film formation, the substrate (S) is placed on the mask (M). Accordingly, the mask (M) also serves as a mounting body for mounting the substrate (S). The
真空容器200の上部外側(大気側)には、基板Zアクチュエータ250、クランプZアクチュエータ251、冷却板Zアクチュエータ252、XYθアクチュエータ(不図示)などが設けられる。これらのアクチュエータは、例えば、モータとボールねじ、或いはモータとリニアガイドなどで構成される。基板Zアクチュエータ250は、基板保持ユニット210を昇降(Z方向移動)させるための駆動手段である。クランプZアクチュエータ251は、基板保持ユニット210の挟持機構を動作させるための駆動手段である。冷却板Zアクチュエータ252は、冷却板230を昇降させるための駆動手段である。
A
XYθアクチュエータは、基板(S)のアライメントのための駆動手段である。XYθアクチュエータは、基板保持ユニット210及び冷却板230の全体を、X方向移動、Y方向移動、θ回転させる。なお、本実施形態では、マスク(M)を固定した状態で基板(S)のX、Y、θ方向の位置を調整する構成を説明するが、マスク(M)の位置を調整してもよく、又は、基板(S)とマスク(M)の両者の位置を調整することで、基板(S)とマスク(M)のアライメントを行ってもよい。
The XYθ actuator is a driving means for alignment of the substrate (S). The XYθ actuator rotates the entire
本実施形態による成膜室2のXYθアクチュエータは、ファインアライメントを行うためのアライメント機構であり、後述するアライメント室6のXYθアクチュエータ(アライメント機構)より高精度の駆動機構で構成される。例えば、成膜室のXYθアクチュエータはX方向への2個のモータ及びY方向への2個のモータなど総4個のモータを持つ。これによって、成膜室2で行われるファインアライメントにおける基板(S)のマスク(M)に対する相対的な位置調整を、より精細に制御することができる。
The XYθ actuator of the
真空容器200の外側上面には、上述した駆動機構の他に、真空容器200の上面に設けられた透明窓を介して、基板(S)及びマスク(M)に形成されたアライメントマークを撮影するためのアライメント用カメラ261が設置される。本実施例においては、アライメント用カメラ261は、矩形の基板(S)及びマスク(M)の4コーナーに対応する位置に4台が設置される。
In addition to the drive mechanism described above, the alignment mark formed on the substrate (S) and the mask (M) is photographed on the outer upper surface of the
本実施形態の成膜装置20に設置されるアライメント用カメラ261は、基板(S)とマスク(M)との相対的な位置を高精度で調整するのに使われるファインアライメント用カメラであり、視野角は狭いが高解像度を持つカメラである。従来の成膜装置では、ファインアライメント用カメラ261以外に相対的に視野角が広くて低解像度であるラフアライメント用カメラ260も設置されていたが、後述するように、本実施形態においては、ラフアライメントを成膜室2では行わず、アライメント室6で行うので、本実施形態の成膜室2にはラフアライメント用カメラ260は設置されない。
The
したがって、図4と図5(a)に点線で示した2台のラフアライメント用カメラ260は、本実施形態では省くことができる。例えば、一つの成膜クラスタに4個の成膜室2が設けられることを仮定した場合、成膜室ごとに2台ずつ、計8台のラフアライメント用カメラ260を省くことができる。
Therefore, the two
以下、本実施形態の成膜装置20のアライメント機構によって実行されるアライメント工程を説明する。
図5(b)に示したように、本実施形態の成膜装置20のアライメント機構によって行われるファインアライメント工程は、基板(S)とマスク(M)が一部接触された状態で行われる。
Hereinafter, an alignment process executed by the alignment mechanism of the
As shown in FIG. 5B, the fine alignment process performed by the alignment mechanism of the
この状態で、ファインアライメント用カメラ261によって撮像された基板(S)及びマスク(M)のアライメントマーク画像から、基板(S)及びマスク(M)のXY面内での相対的位置ずれを計測する。基板(S)とマスク(M)のと間の相対的な位置ずれが所定の臨界値を超える場合、成膜装置20のXYθアクチュエータによってアライメントステージを駆動し、アライメントステージに繋がっている基板保持ユニット210上の基板(S)のXY面内での位置を相対的に調整する。
このようなアライメント工程を基板(S)とマスク(M)との間の相対的な位置ずれが所定の臨界値内に入る時まで繰り返す。基板(S)とマスク(M)のと間の相対的な位置ずれが所定の臨界値内に収まれば、基板(S)をマスク(M)上に固定して成膜工程を実行する。
In this state, the relative positional deviation in the XY plane of the substrate (S) and the mask (M) is measured from the alignment mark images of the substrate (S) and the mask (M) captured by the
Such an alignment process is repeated until the relative displacement between the substrate (S) and the mask (M) falls within a predetermined critical value. If the relative displacement between the substrate (S) and the mask (M) is within a predetermined critical value, the substrate (S) is fixed on the mask (M) and the film forming process is executed.
このように、本実施形態の成膜装置20においては、アライメント工程をラフアライメントとファインアライメントとの二つの段階工程で行うのではなく、ファインアライメントだけを行う。これによって、成膜クラスタ1に設けられる複数の成膜装置20でのアライメント工程にかかる時間を大幅に短縮することができる。
As described above, in the
また、成膜室2は、制御部270を具備する。制御部270は、基板Zアクチュエータ250、クランプZアクチュエータ251、冷却版Zアクチュエータ252、XYθアクチュエータ及びカメラ261の制御以外にも、蒸発源の制御、成膜の制御などの機能を有する。制御部270は、例えば、プロセッサ、メモリー、ストレージ、I/Oなどを有するコンピューターにより構成可能である。この場合、制御部270の機能は、メモリー又はストレージに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。コンピューターとしては、汎用のパーソナルコンピューターを用いてもよいし、組込型のコンピューター又はPLC(programmable logic controller)を用いてもよい。あるいは、制御部270の機能の一部又は全部をASICやFPGAのような回路で構成してもよい。なお、成膜装置20ごとに制御部270が設けられてもよく、1つの制御部270が複数の成膜装置20を制御してもよい。
The
<中継装置内でのアライメント>
上述したように、従来は一つのクラスタ装置で複数の(本実施例では4つ)成膜室2ごとに大まかな位置調整のためのラフアライメント工程を行ったので、全体工程に相当な時間がかかる問題があった。
<Alignment in relay device>
As described above, since a rough alignment process for rough position adjustment is conventionally performed for each of a plurality of (four in this embodiment)
また、基板(S)とマスク(M)との相対的な位置ずれは、クラスタ装置内の搬送ロボット(R)による各成膜室2への基板(S)の搬入/搬出の過程でも発生するが、基板(S)がクラスタ装置に搬入される前に中継装置(バッファ室4、旋回室5及びアライメント室6)を通じて搬送される過程でも発生する。
Further, the relative displacement between the substrate (S) and the mask (M) also occurs in the process of loading / unloading the substrate (S) into / from each
本実施形態では、クラスタ装置内に基板(S)が搬入される前に、中継装置内で、例えば、アライメント室6内でラフアライメント工程を実施して基板(S)の位置を前もって調整することで、成膜室2内ではラフアライメント工程を省いてファインアライメント工程のみを行っても、高精細な位置調整が保障されながらも、アライメント工程にかかる全体的な時間を大幅に短縮することができる。
以下、中継装置内でのアライメント動作及びこのような動作を実行するためのアライメント機構に対して、アライメント室6を例に挙げ、詳細に説明する。本実施例では、アライメント室6でアライメントを行う構成を説明するが、本実施形態はこれに限らず、中継装置の他の部分、例えば、バッファ室4または旋回室5で行っても良い。
In this embodiment, before a board | substrate (S) is carried in in a cluster apparatus, a rough alignment process is implemented in the relay apparatus, for example, in the
Hereinafter, the
図6は、アライメント室6の構造を概略的に示す模式図である。
アライメント室6を含む基板搬送システムは、内部が真空状態に維持される真空容器61と、真空容器61で基板(S)が載置される基板ステージ302と、基板(S)のアライメントを行うためのアライメント機構と、アライメント機構の動作を制御するための制御手段303を含む。
FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing the structure of the
The substrate transfer system including the
アライメント室6のアライメント機構は、基板(S)が基板ステージに置かれた位置に関する情報(真空容器61に対する基板の位置を示す情報)を取得するための位置情報取得手段(アライメント用カメラ)301と、基板ステージ302をX軸方向、Y軸方向、及びθ方向に駆動するための基板ステージ駆動機構(XYθアクチュエータ)307を含む。基板ステージ302はXYθアクチュエータ307とシャフト310によって繋がる。
The alignment mechanism of the
また、位置情報取得手段は、真空容器61に対する基板の位置を示す基板位置情報を取得することができる。その基板位置情報に基づいて、制御手段303は、基板ステージ302を駆動するための基板ステージ駆動機構307を制御する。
In addition, the position information acquisition unit can acquire substrate position information indicating the position of the substrate with respect to the
アライメント室6のアライメント機構は、後述するように、基板(S)の位置を調整する基準となる基準位置を定義するための基準マークが設けられた基準マーク設置台315をさらに含むことができる。基準マーク設置台315は、真空容器61に対して固定されるように設置される。本実施形態は、基準マークが基準マーク設置台315に形成される構成に限定されず、後述するように、アライメント室6の他の部分、例えば、真空容器61自体や基板ステージ302などに基準マークを刻印させる方法などで形成することもできる。基準マーク設置台315や真空容器61自体に設けられた基準マークは真空容器61に固定されることになる。このように真空容器61に固定された基準マークを用いて取得された基板位置情報は、真空容器61に対する基板の位置を示す。また、基板ステージ302が真空容器61内の所定位置(原点位置など)に移動するように制御した際に、基板ステージ302が真空容器61内の同一の場所に移動すると見なすことができるとする。その場合には、当該所定位置にある基板ステージ302に設けられた基準マークもまた、真空容器61に固定されているとみなすことができる。このように真空容器61に固定されているとみなすことができる基準マークを用いて取得された基板位置情報もまた、真空容器61に対する基板の位置を示す。
As will be described later, the alignment mechanism of the
アライメント用カメラ301は、基板(S)の大まかな位置調整機能を行うための位置情報取得手段であり、成膜装置20で使われるファインアライメント用カメラ261に比べて低解像度であるが、広視野角を持つカメラである。本実施例では、位置情報取得手段としてカメラを中心に説明するが、本実施形態はこれに限定されず、他の構成、例えば、レーザ変位計を使ってもいい。
The
アライメント用カメラ301は、図6(a)に示したように、アライメント室6の真空容器61の底面306に設けられた窓(不図示)を介して、基板(S)と基準マーク設置台315の特定の部分を撮影できるように設置される。例えば、アライメント用カメラ301は、図6(b)に示したように、基板(S)の対角の二つのコーナー部に対応する位置に設置される。ただし、本実施形態のアライメント用カメラ301の位置及び個数はこのような実施例に限定されない。例えば、アライメント用カメラ301は、基板(S)の全てのコーナー部に対応する位置に設置してもいい。
As shown in FIG. 6A, the
XYθアクチュエータ307は、アライメント室6の真空容器61の鉛直方向の底面306を介して、基板ステージ302に繋がるように、アライメント室6の真空容器61の底面306の外部(すなわち、大気側)に設置される。XYθアクチュエータ307は、サーボモータと、サーボモータからの回転駆動力を直線駆動力に転換するための動力転換
機構(例えば、リニアガイド)を通じて、XYθ方向への駆動力を基板ステージ302に伝達する。ここでは、鉛直方向をZ方向にするXYZ直交座標系を用いる。基板(S)が基板ステージ302上に水平に置かれる時、基板(S)の短手方向(短辺に平行な方向)をX方向(第1方向)、長手方向(長辺に平行な方向)をY方向(第2方向)、Z軸周りの方向(第3方向)の回転角をθで表す。
The
このようなXYθアクチュエータ307は、成膜室2で基板(S)とマスク(M)の間の精細な位置調整に用いられるファインアライメント用XYθアクチュエータに比べて、位置調整の精度は低いが、移動範囲が広く、調整可能な位置ずれの範囲も広い。XYθアクチュエータ307に使われるX方向サーボモータの個数は2個であり、Y方向サーボモータは1つであるが、このような個数は例示であり、本実施形態はこのような具体的な個数に限定されない。
Such an
制御手段303は、基板ステージ302上の基板(S)の基板位置情報に基づいて、XYθアクチュエータ307の駆動を制御する。
制御手段303は、アライメント用カメラ301によって撮像された基板(S)のコーナー部分の画像、又は後述する仮想のコーナー部分の画像から基板(S)の位置情報を算出する画像処理部304を含む。
また、制御手段303は、基板の基準位置に対する基準位置情報を記憶するメモリー部305を含む。
制御手段303は、メモリー部305にあらかじめ記憶された基板(S)の基準位置情報と、画像処理部304によって算出された基板(S)の位置情報に基づいて、基板(S)の位置ずれ量を算出する。
The
The
The
Based on the reference position information of the substrate (S) stored in advance in the
次に、図7乃至図9を参照して、制御手段303によって制御されるアライメント動作の具体的な実施例について説明する。
図7に示す実施例では、基準マーク設置台315に形成された基準マークの位置から得られた基準位置情報と、基板ステージ上に置かれた基板(S)のコーナーの位置から得られた基板位置情報に基づいて、アライメントを行う。
Next, a specific example of the alignment operation controlled by the
In the embodiment shown in FIG. 7, the substrate obtained from the reference position information obtained from the position of the reference mark formed on the reference
まず、基準マーク設置台315に形成された基準マーク3151、3152からXY方向に所定の距離だけ離れた位置に仮想の基準マーク(仮想基準マーク)を想定し、基準マーク3151、3152の位置情報から対応する仮想基準マーク3153、3154の位置情報を算出する。ここで、仮想基準マーク3153、3154は、基板がアライメント室6の基板ステージ302上に理想的に置かれた場合に、基板の対角上の二つのコーナーの位置に対応する。
First, a virtual reference mark (virtual reference mark) is assumed at a position separated by a predetermined distance in the XY direction from the reference marks 3151 and 3152 formed on the reference
本実施例では、対角上の両方の仮想基準マーク3153、3154を結ぶ線分(L1)の中心点を仮想基準中心点(C1)とし、この仮想基準中心点(C1)の位置がアライメント室6内でのアライメントの基準位置の役割をする。
In this embodiment, the center point of the line segment (L1) connecting both
本実施例では、これらの仮想基準マーク3153、3154の位置情報の算出及び、これに基づく基準位置情報の算出は、最初に(例えば、アライメント室6の設置時など)一度だけ実行し、得られた仮想基準中心点(C1)の位置の情報を、基準位置情報として制御手段303のメモリー部305に記憶しておく。
In the present embodiment, the calculation of the position information of these
アライメント室6に基板が搬入されて、基板ステージ上に載置されると、アライメント用カメラ301によって、基板の対角上の二つのコーナー部を撮影し、基板の対角上の二つのコーナー部の画像を各々取得する。制御手段303の画像処理部304は、取得された画像から基板の対角上の二つのコーナーの位置情報を算出する。画像処理部304は、
算出された二つのコーナーの位置情報から二つのコーナーを結ぶ線分(L2)の中心点(C2)の位置情報を算出する。このような基板の中心点(C2)の位置に関する情報が、本実施例において、基板位置情報に該当する。
When the substrate is loaded into the
The position information of the center point (C2) of the line segment (L2) connecting the two corners is calculated from the calculated position information of the two corners. Such information on the position of the center point (C2) of the substrate corresponds to the substrate position information in this embodiment.
画像処理部304は、このように算出された基板の二つのコーナーを結ぶ線分(L2)の中心点(C2)の位置情報(基板位置情報)と、メモリー部305に記憶された仮想基準中心点(C1)の位置に関する情報(基準位置情報)に基づいて、基板の位置ずれ量を算出する。
The
例えば、画像処理部304は、基板の対角上の二つのコーナーを結ぶ線分(L2)の中心点(C2)の位置情報と、対応する位置の二つの仮想基準マークを結ぶ線分(L1)の中心点(C1)の位置情報、及び、これらの二つの線分の傾き情報に基づいて、XYθ方向への基板の位置ずれ量を算出する。つまり、本実施例において、基板の位置ずれ量は、前記二つの中心点を一致させるために、基板の中心点(C2)をXY方向に移動させる距離、及び、二つの中心点が一致した後、基板のコーナーを結ぶ線分(L2)を、仮想基準マークを結ぶ線分(L1)と一致させるために、中心点(C1、C2)を軸に回転させる角度(θ)を求めることにより、基板のXYθ方向への位置ずれ量を算出することができる。
For example, the
制御手段303は、算出された位置ずれ量が所定の閾値を超える場合には、算出された位置ずれ量に基づいて、基板ステージ駆動機構を制御して、基板ステージをXYθ方向に移動させることにより、基板の位置を調整する。
このようなアライメント動作は、基板(S)の位置ずれ量が閾値(許容値)内に収まるまで、繰り返される。
When the calculated displacement amount exceeds a predetermined threshold, the
Such an alignment operation is repeated until the amount of positional deviation of the substrate (S) falls within a threshold value (allowable value).
基板の位置ずれ量が閾値内に収まってアライメント工程が完了すると、位置が調整された基板(S)は、アライメント室6から搬出され、クラスタ装置の搬送室1内に搬入される。基板が搬出されたら、基板ステージ302は、元の位置に復帰する。
When the amount of positional deviation of the substrate falls within the threshold and the alignment process is completed, the substrate (S) whose position has been adjusted is unloaded from the
本実施例によれば、アライメント室6でのアライメント工程の基準となる基準位置情報をメモリー部305に記憶しておき、アライメント動作毎に該当基準位置情報を読み出して、基板の位置ずれ量を算出することにより、基準マークの位置情報を取得するための画像処理を省くことができ、全体的なアライメント動作にかかる時間を短縮することができる。また、アライメントの過程で基準マークがアライメントカメラ301に見えない場合でも、アライメントを中断することなく行うことができる。ただし、本実施形態は、このような実施例に限定されず、仮想基準マークの位置情報をアライメント動作毎にアライメント用カメラ301と画像処理部304により算出してもいい。
According to the present embodiment, reference position information serving as a reference for the alignment process in the
また、図7に示した実施例では、仮想基準マークの位置情報を用いて位置ずれ量を算出したが、本実施形態はこれに限定されず、基準マーク設置台315に形成された基準マークの位置自体を用いて、アライメントを行っても良い。つまり、基板の対角上の二つのコーナーに対応する位置にそれぞれ設置された基準マーク設置台315の基準マークの位置情報と、アライメント用カメラ301によって得られた基板の対角上の二つのコーナーの位置情報とに基づいて、アライメントを同様に行うことができる。この場合には、対角上の二つの基準マークを結ぶ線分(L1’)の中心点(C1’)の位置が基準位置として機能する。
In the example shown in FIG. 7, the positional deviation amount is calculated using the position information of the virtual reference mark. However, the present embodiment is not limited to this, and the reference mark formed on the reference
図8は、基板(S)のコーナー部が破損防止のために面取りされた場合におけるアライメントを示す。基板(S)のコーナー部が面取りされた場合は、該コーナー部に隣接する二つの辺の延長線が交差する点の位置を、該コーナー部の仮想コーナーと定義する。
つまり、図8に示した実施例では、基板ステージ上に置かれた基板(S)の仮想コーナーの位置から得られた基板位置情報と、基準マーク設置台315に形成された基準マークの位置から得られた基準位置情報とに基づいて、アライメントを行う。
FIG. 8 shows the alignment when the corner portion of the substrate (S) is chamfered to prevent breakage. When the corner portion of the substrate (S) is chamfered, the position of the point where the extension lines of two sides adjacent to the corner portion intersect is defined as the virtual corner of the corner portion.
That is, in the embodiment shown in FIG. 8, from the substrate position information obtained from the position of the virtual corner of the substrate (S) placed on the substrate stage and the position of the reference mark formed on the reference
本実施例においては、アライメント用カメラ301によって、基板(S)の対角上の二つのコーナー部を撮影して、二つの隣接する辺の延長線の交差点(仮想コーナー)の位置情報を画像処理部304によって算出する。
こうして得られた、基板(S)の仮想コーナーの位置情報に基づいて、基板位置情報を算出し、これを制御部303のメモリー部305に記憶された基準位置情報と対比することにより、基板の位置ずれ量を算出する。
In this embodiment, the
Based on the position information of the virtual corner of the substrate (S) thus obtained, the substrate position information is calculated, and this is compared with the reference position information stored in the
制御手段303は、算出された位置ずれ量が所定の閾値を超える場合には、算出された位置ずれ量に基づいて基板ステージ駆動機構を制御して、基板ステージをXYθ方向に移動させることにより、基板の位置を調整する。
このようなアライメント動作は、基板(S)の位置ずれ量が閾値(許容値)内に収まるまで、繰り返される。
When the calculated displacement amount exceeds a predetermined threshold value, the
Such an alignment operation is repeated until the amount of positional deviation of the substrate (S) falls within a threshold value (allowable value).
基板の位置ずれ量が閾値内に収まってアライメント工程が完了すると、位置が調整された基板(S)は、アライメント室6から搬出され、クラスタ装置の搬送室1内に搬入される。基板が搬出されたら、基板ステージ302は、元の位置に復帰する。
When the amount of positional deviation of the substrate falls within the threshold and the alignment process is completed, the substrate (S) whose position has been adjusted is unloaded from the
図7及び図8の実施例では、基板のコーナーまたは、仮想コーナーの位置情報から基板位置情報を取得したが、本実施形態はこれに限定されず、他の方法で基板位置情報を取得し、アライメントを行うこともできる。例えば、基板の対角上の二つのコーナー部に形成された基板アライメントマークを使用して、基板位置情報を算出することもできる。 7 and 8, the substrate position information is acquired from the position information of the corner of the substrate or the virtual corner, but this embodiment is not limited to this, and the substrate position information is acquired by other methods, Alignment can also be performed. For example, the substrate position information can be calculated using substrate alignment marks formed at two corners on the diagonal of the substrate.
図9は、基準マーク設置台315ではなく、真空容器61の他の部分、例えば、基板ステージ302に形成されたステージ側アライメントマークを用いて行われるアライメント室6でのアライメント工程を説明するための図面である。
本実施例では、アライメント室6で行われる基板のアライメント工程の基準となる基準位置情報をステージ側アライメントマーク3021、3022の位置情報から算出すること以外には、他の実施例と同様の方法で、アライメントを行う。
FIG. 9 is a diagram for explaining an alignment process in the
In the present embodiment, reference position information serving as a reference for the substrate alignment process performed in the
つまり、ステージ側アライメントマーク3021、3022自体または、そこからXY方向に所定の距離だけ離れた位置にあると想定される仮想アライメントマーク(不図示)の位置から、基準位置情報を算出し、これをメモリー部305に記憶させておく。以降、アライメント室6でアライメント工程を行う際に、アライメント用カメラ301と画像処理部304で取得した基板位置情報を、メモリー部305に記憶された基準位置情報と対比して、基板の位置ずれ量を算出する。そして、算出された基板の位置ずれ量に基づいて、基板の位置を調整する。
That is, the reference position information is calculated from the position of the stage side alignment marks 3021 and 3022 itself or a virtual alignment mark (not shown) that is assumed to be located at a predetermined distance from the stage in the XY direction. The data is stored in the
本実施例では、基板位置情報は、図7および8の実施例で説明したように、基板の対角上の二つのコーナー(仮想コーナー)、または基板の対角上の二つのコーナー部に形成された基板アライメントマークから算出することができる。
図7〜図9に示した実施例では、基板の対角上の二つのコーナー(または仮想コーナー)を結ぶ線分の中心点の位置情報と、二つの仮想基準マークを結ぶ線分の中心点の位置情報とを、それぞれ基板位置情報と基準位置情報として使用して、アライメント工程を行う構成を説明したが、本実施形態はこれに限定されず、基板の位置を基準位置に合わせることができる他の方法を用いてもいい。
In this embodiment, the substrate position information is formed at two corners (virtual corners) on the diagonal of the substrate or at two corners on the diagonal of the substrate, as described in the embodiments of FIGS. It can be calculated from the obtained substrate alignment mark.
In the embodiment shown in FIG. 7 to FIG. 9, the position information of the center point of the line segment connecting the two corners (or virtual corners) on the diagonal of the substrate and the center point of the line segment connecting the two virtual reference marks. However, the present embodiment is not limited to this, and the position of the substrate can be adjusted to the reference position. Other methods may be used.
例えば、中心点の位置を算出せずに、基板の対角上の二つのコーナー(または仮想コーナー)の位置を二つの仮想基準マークの位置に合わせるように、アライメントを行っても良い。この場合の基板の位置ずれ量の算出は、次のように行える。まず、アライメント用カメラ301と画像処理部304によって得られた、基板の対角上の二つのコーナー(または仮想コーナー)のいずれかを対応する仮想基準マークの位置と一致させるために、基板をXY方向に移動させる距離を算出する。そして、このように基板の一つのコーナー(または仮想コーナー)と対応する仮想基準マークの位置が一致した状態で、基板の他の一つのコーナー(または仮想コーナー)を、他の仮想基準マークと一致させるために(または基板の二つのコーナー(仮想コーナー)を結ぶ線分を、二つの仮想基準マークを結ぶ線分と一致させるために)、基板の二つのコーナー(または仮想コーナー)を結ぶ線分を、該当コーナー(または仮想コーナー)を中心に回転させる角度を算出する。これにより、基板の位置ずれ量を算出することができる。
For example, the alignment may be performed so that the positions of two corners (or virtual corners) on the diagonal of the substrate are aligned with the positions of two virtual reference marks without calculating the position of the center point. In this case, the calculation of the positional deviation amount of the substrate can be performed as follows. First, in order to make one of two corners (or virtual corners) on the diagonal of the substrate obtained by the
図10は、XYθアクチュエータ307による基板ステージ302の移動及び回転の際、アライメント室6の真空容器61とシャフト310との間の連結部位に設けられた伸縮可能部材(ベローズ(bellows))402の損傷を防止するための構成を示す図面である。
FIG. 10 shows damage to an expandable member (bellows) 402 provided at a connection portion between the
アライメント室6の真空容器61の大気側にあるXYθアクチュエータ307は、シャフト310を通じてアライメント室6の真空容器内の基板ステージ302に繋がっている。
The XYθ actuator 307 on the atmosphere side of the
図10(a)に示した従来の構成では、アライメント室6の真空容器61内の真空状態を維持するために、シャフト310の周りに、アライメント室6の真空容器に融着して固定された(リジド(rigid)固定)第1連結部404と、第1連結部404に気密に繋がっている伸縮可能部材(例えば、ベローズ402)が設けられていた。
ところが、アライメントのためのXYθアクチュエータ307の駆動動作、特にθ方向への回転動作(すなわち、ねじり動作)は、ベローズ402にそのまま伝わり、ベローズ402の形態を変形させて(ねじりを起こさせて)寿命を短縮させる問題があった。
In the conventional configuration shown in FIG. 10A, in order to maintain the vacuum state in the
However, the driving operation of the
本実施形態では、このような技術的問題を解決するため、図10(b)に示したように、第2連結部405をアライメント室6の下部側外壁306にO−リング(O−ring)406を介してフロート(float)固定する。これによって、第2連結部405とアライメント室6は、相対的な移動が許容されながらも、真空シーリングが可能になる。すなわち、第2連結部405はアライメント室6の真空容器61に対して相対的に回転することができるので、XYθアクチュエータ307によるθ方向への回転がベローズ402の形態を変形させない。このようなO−リング406の相対的な回転は、ベアリング407によって保障され、これによってベローズ402の寿命を大幅に増加させることができる。
In the present embodiment, in order to solve such a technical problem, as shown in FIG. 10B, the second connecting
上記のようにベローズは、基板ステージが回転方向に駆動されるときに、基板ステージに対して相対的に移動可能に設置される。このようなアライメント室6でのベローズ402のねじり防止のための構成は、成膜室2において基板(S)とマスク(M)との間アライメントに用いられるXYθアクチュエータにも適用することができる。
As described above, the bellows is installed to be movable relative to the substrate stage when the substrate stage is driven in the rotation direction. Such a configuration for preventing the torsion of the
<電子デバイスの製造方法>
次に、本実施形態の成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機EL表示装置の構成及び製造方法を例示する。
まず、製造する有機EL表示装置について説明する。図11(a)は有機EL表示装置50の全体図、図11(b)は1画素の断面構造を表している。
<Method for manufacturing electronic device>
Next, an example of an electronic device manufacturing method using the film forming apparatus of the present embodiment will be described. Hereinafter, as an example of an electronic device, a configuration and a manufacturing method of an organic EL display device will be exemplified.
First, an organic EL display device to be manufactured will be described. FIG. 11A shows an overall view of the organic
図11(a)に示すように、有機EL表示装置50の表示領域51には、発光素子を複数備える画素52がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域51において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本実施例にかかる有機EL表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第1発光素子52R、第2発光素子52G、第3発光素子52Bの組合せにより画素52が構成されている。画素52は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組合せで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも1色以上であれば特に制限されるものではない。
As shown in FIG. 11A, in the
図11(b)は、図11(a)のA−B線における部分断面模式図である。画素52は、基板53上に、第1電極(陽極)54と、正孔輸送層55と、発光層56R、56G、56Bと、電子輸送層57と、第2電極(陰極)58と、を備える有機EL素子を有している。これらのうち、正孔輸送層55、発光層56R、56G、56B、電子輸送層57が有機層に当たる。また、本実施形態では、発光層56Rは赤色を発する有機EL層、発光層56Gは緑色を発する有機EL層、発光層56Bは青色を発する有機EL層である。発光層56R、56G、56Bは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子(有機EL素子と記述する場合もある)に対応するパターンに形成されている。また、第1電極54は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層55と電子輸送層57と第2電極58は、複数の発光素子52R、52G、52Bと共通で形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第1電極54と第2電極58とが異物によってショートするのを防ぐために、第1電極54間に絶縁層59が設けられている。さらに、有機EL層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機EL素子を保護するための保護層60が設けられている。
FIG. 11B is a partial schematic cross-sectional view taken along the line AB of FIG. The
図11(b)では正孔輸送層55や電子輸送層57が一つの層で示されているが、有機EL表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を含む複数の層で形成されてもよい。また、第1電極54と正孔輸送層55との間には第1電極54から正孔輸送層55への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成することもできる。同様に、第2電極58と電子輸送層57の間にも電子注入層が形成されことができる。
In FIG. 11B, the
次に、有機EL表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。
まず、有機EL表示装置を駆動するための回路(不図示)および第1電極54が形成された基板53を準備する。
第1電極54が形成された基板53の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第1電極54が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層59を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
Next, an example of a method for manufacturing an organic EL display device will be specifically described.
First, a circuit (not shown) for driving the organic EL display device and a
An acrylic resin is formed by spin coating on the
絶縁層59がパターニングされた基板53を第1の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、正孔輸送層55を、表示領域の第1電極54の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層55は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層55は表示領域51よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。
The
次に、正孔輸送層55までが形成された基板53を第2の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板53の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層56Rを成膜する。本実施形態によれば、基板が搬送室1内の搬送ロボット(R)によって成膜クラスタ
に搬入される前に、アライメント室6で基板位置を大まかに調整するラフアライメントを行い、成膜装置20ではラフアライメントは行わず、ファインアライメントのみを行う。これによって、アライメント工程にかかる全体的な時間を大幅に短縮することができる。
Next, the
発光層56Rの成膜と同様に、第3の成膜装置により緑色を発する発光層56Gを成膜し、さらに第4の成膜装置により青色を発する発光層56Bを成膜する。発光層56R、56G、56Bの成膜が完了した後、第5の成膜装置により表示領域51の全体に電子輸送層57を成膜する。電子輸送層57は、3色の発光層56R、56G、56Bに共通の層として形成される。
電子輸送層57までが形成された基板をスパッタリング装置に移動し、第2電極57を成膜し、その後プラズマCVD装置に移動して保護層60を成膜して、有機EL表示装置50が完成する。
Similarly to the formation of the
The substrate on which the
絶縁層59がパターニングされた基板53を成膜装置に搬入してから保護層60の成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機EL材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。
When the
上記実施形態および実施例は本発明の一例を示したものであり、本発明は上記実施形態および実施例の構成に限られず、その技術思想の範囲内において適宜変形しても構わない。 The above embodiments and examples show examples of the present invention, and the present invention is not limited to the configurations of the above embodiments and examples, and may be appropriately modified within the scope of the technical idea thereof.
1:搬送室
2:成膜室
3:マスク積載室
4:バッファ室
5:旋回室
6:アライメント室
61:真空容器
301:位置情報取得手段、アライメント用カメラ
302:基板ステージ
303:制御手段
304:画像処理部
305:メモリー部
306:アライメント室の真空容器の底面
307:XYθアクチュエータ
310:シャフト
311:基板側アライメントマーク
312:ステージ側アライメントマーク
315:基準マーク設置部
3021、3022:ステージ側アライメントマーク
3151、3152:基準マーク
3153、3154:仮想基準マーク
402:ベローズ
404:第1連結部
405:第2連結部
406:O−リング
407:ベアリング
1: transfer chamber 2: film formation chamber 3: mask loading chamber 4: buffer chamber 5: swirl chamber 6: alignment chamber 61: vacuum vessel 301: position information acquisition means, alignment camera 302: substrate stage 303: control means 304: Image processing unit 305: Memory unit 306: Bottom surface of vacuum chamber in alignment chamber 307: XYθ actuator 310: Shaft 311: Substrate side alignment mark 312: Stage side alignment mark 315: Reference
Claims (42)
前記中継装置は、
容器と、
前記容器内に設けられた、基板を載置するための基板ステージと、
前記基板ステージを移動させるための基板ステージ駆動機構と、を含み、
前記基板搬送システムは、
前記中継装置と、
前記容器に対する基板の位置を示す基板位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記基板位置情報に基づいて、前記基板ステージ駆動機構を制御するための制御手段と、
を含む基板搬送システム。 A substrate transfer system in which a substrate is transferred from a first device to a relay device, and a substrate is transferred from the relay device to a second device,
The relay device is
A container,
A substrate stage for placing the substrate, provided in the container;
A substrate stage drive mechanism for moving the substrate stage,
The substrate transfer system includes:
The relay device;
Position information acquisition means for acquiring substrate position information indicating the position of the substrate with respect to the container;
Control means for controlling the substrate stage drive mechanism based on the substrate position information;
A substrate transfer system including:
請求項1に記載の基板搬送システム。 2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit calculates a positional deviation amount of the substrate from the reference position information indicating the reference position in the container and the substrate position information, and controls the substrate stage driving mechanism based on the positional deviation amount. The board | substrate conveyance system of description.
請求項2に記載の基板搬送システム。 The substrate transfer system according to claim 2, wherein a reference mark for acquiring the reference position is fixedly provided to the relay device with respect to the container.
請求項3に記載の基板搬送システム。 The substrate transport system according to claim 3, wherein the member having the reference mark is fixed to the container.
前記メモリー部は、前記基準マークの位置から算出した基準位置情報を記憶する
請求項3または請求項4に記載の基板搬送システム。 The control means includes a memory unit,
5. The substrate transfer system according to claim 3, wherein the memory unit stores reference position information calculated from the position of the reference mark.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 The substrate transfer system according to claim 1, wherein the position information acquisition unit includes a camera for acquiring the substrate position information.
請求項6に記載の基板搬送システム。 The substrate transfer system according to claim 6, wherein the camera is installed at a position corresponding to a corner portion of a substrate placed on the substrate stage.
請求項6に記載の基板搬送システム。 The substrate transfer system according to claim 6, wherein the cameras are respectively installed at positions corresponding to two diagonal corner portions of the substrate placed on the substrate stage.
前記カメラは、前記中継装置の前記真空容器の大気側に設置され、前記中継装置の前記真空容器に設けられた透明窓を介して前記基板位置情報を取得する
請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 The container is a vacuum container;
9. The camera according to claim 6, wherein the camera is installed on the atmosphere side of the vacuum container of the relay device and acquires the substrate position information through a transparent window provided in the vacuum container of the relay device. The substrate transfer system according to claim 1.
請求項7に記載の基板搬送システム。 The substrate transport system according to claim 7, wherein the control unit includes an image processing unit that calculates information about a position where an extension line of two sides of the substrate intersects from an image of a corner portion of the substrate imaged by the camera. .
請求項8に記載の基板搬送システム。 The substrate transfer system according to claim 8, wherein the control unit calculates a center point of a line connecting the two corner portions imaged by the camera.
請求項5に記載の基板搬送システム。 The control means calculates a positional deviation amount of the substrate based on the reference position information stored in the memory unit and substrate position information related to the position of the substrate acquired by the position information acquisition means. 5. The substrate transfer system according to 5.
請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 The said control means calculates the positional offset amount of the said board | substrate from the image containing the reference mark fixed to the said container and the corner part of a board | substrate imaged with the said camera. The board | substrate conveyance system as described in a term.
請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 6. The substrate transfer system according to claim 3, wherein the control unit calculates a positional deviation amount of the substrate from a substrate alignment mark formed on the substrate and a captured image of the reference mark. 7.
請求項14に記載の基板搬送システム。 The substrate transfer system according to claim 14, wherein the substrate alignment mark is formed at two corners of a diagonal of the substrate.
請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 The substrate stage driving mechanism includes a first direction parallel to the substrate placement surface of the substrate stage, a second direction intersecting the first direction, and a third direction intersecting the first direction and the second direction. The substrate stage can be moved in at least two directions among the rotation directions rotating around
The board | substrate conveyance system of any one of Claims 1-15.
前記基板ステージ駆動機構は、前記真空容器に対して大気側であって、前記基板ステージの下側に設置される
請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 The container is a vacuum container;
17. The substrate transfer system according to claim 1, wherein the substrate stage driving mechanism is installed on the atmosphere side with respect to the vacuum container and below the substrate stage.
請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 18. The substrate transport according to claim 1, wherein the substrate stage driving mechanism includes a servo motor and a power conversion mechanism for converting a rotational driving force from the servo motor into a linear driving force. system.
前記基板ステージ駆動機構は、前記基板ステージの基板載置面と平行な第1方向と、前記第1方向と交差する第2方向と、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向を中心に回転する回転方向のうち、少なくとも一つの方向への駆動力を前記中継装置の前記真空容器の大気側から前記基板ステージに伝達するためのシャフトと、
前記シャフトを囲むように前記中継装置の真空側と大気側とを隔てる伸縮可能部材を含む
請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 The container is a vacuum container;
The substrate stage driving mechanism includes a first direction parallel to the substrate placement surface of the substrate stage, a second direction intersecting the first direction, and a third direction intersecting the first direction and the second direction. A shaft for transmitting a driving force in at least one of the rotation directions rotating around the substrate stage from the atmosphere side of the vacuum vessel of the relay device to the substrate stage;
18. The substrate transfer system according to claim 1, further comprising an extendable member that separates the vacuum side and the atmosphere side of the relay device so as to surround the shaft.
請求項19に記載の基板搬送システム。 The substrate transfer system according to claim 19, wherein the extendable member is installed to be movable relative to the substrate stage when the substrate stage is driven in the rotation direction.
前記連結部は、O−リング(O−ring)及びベアリングを通じて、前記中継装置の前記真空容器に、前記回転方向にフローティング(floating)固定される
請求項19または請求項20に記載の基板搬送システム。 The extendable member is connected to the vacuum container of the relay device via a connecting portion,
21. The substrate transfer system according to claim 19, wherein the connecting part is fixed to the vacuum container of the relay device in a floating manner in the rotation direction through an O-ring and a bearing. .
第1装置と、
第2装置と、
前記電子デバイスを形成するための基板を前記第1装置から前記第2装置に搬送するための基板搬送システムと、を含み、
前記基板搬送システムは、請求項1から請求項21のいずれか1項に記載の基板搬送システムであり、
前記第2装置は、前記基板を搬送するための搬送室と、前記搬送室に接続された複数の成膜室を含む、電子デバイスの製造装置。 An electronic device manufacturing apparatus,
A first device;
A second device;
A substrate transfer system for transferring a substrate for forming the electronic device from the first apparatus to the second apparatus;
The substrate transport system is the substrate transport system according to any one of claims 1 to 21,
The second apparatus is an electronic device manufacturing apparatus including a transfer chamber for transferring the substrate and a plurality of film forming chambers connected to the transfer chamber.
第1搬送室を有する第1装置と、
第2搬送室および前記第2搬送室に接続された複数の成膜室を有する第2装置と、
前記第1装置および前記第2装置に接続された中継装置と、を含み、
前記中継装置は、基板の位置を調整するための第1アライメント機構を含み、
前記複数の成膜室の少なくとも1つの成膜室は、前記基板の位置を調整するための第2アライメント機構を含む、電子デバイスの製造装置。 An electronic device manufacturing apparatus,
A first device having a first transfer chamber;
A second apparatus having a second transfer chamber and a plurality of film forming chambers connected to the second transfer chamber;
A relay device connected to the first device and the second device,
The relay device includes a first alignment mechanism for adjusting the position of the substrate,
The electronic device manufacturing apparatus, wherein at least one film forming chamber of the plurality of film forming chambers includes a second alignment mechanism for adjusting a position of the substrate.
前記第2搬送室内には、前記基板を前記中継装置から搬出し、前記基板を前記1つの成膜室に搬入するための第2搬送ロボットが配置されており、
前記第2搬送ロボットは、前記基板を前記1つの成膜室から搬出し、前記基板を前記複数の成膜室の他の成膜室に搬入する
請求項23に記載の電子デバイスの製造装置。 A first transfer robot for transferring the substrate to the relay device is disposed in the first transfer chamber,
A second transfer robot for unloading the substrate from the relay device and loading the substrate into the one film forming chamber is disposed in the second transfer chamber,
24. The electronic device manufacturing apparatus according to claim 23, wherein the second transfer robot unloads the substrate from the one film formation chamber and loads the substrate into another film formation chamber of the plurality of film formation chambers.
請求項23または請求項24に記載の電子デバイスの製造装置。 The one alignment mechanism of the relay device calculates a positional deviation amount of the substrate from reference position information indicating a reference position in the relay device and substrate position information of the substrate placed on the substrate stage. 25. The electronic device manufacturing apparatus according to claim 23, wherein the position is adjusted.
請求項23から請求項25のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造装置。 The electronic device manufacturing apparatus according to any one of claims 23 to 25, wherein the second alignment mechanism performs relative alignment between a substrate and a mask used for film formation on the substrate.
請求項23から請求項26のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造装置。 27. The electronic device manufacturing apparatus according to any one of claims 23 to 26, wherein the second alignment mechanism has higher positional adjustment accuracy than the first alignment mechanism.
請求項23から請求項27のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造装置。 The electronic device manufacturing apparatus according to any one of claims 23 to 27, wherein the first alignment mechanism has a wider movement range than the second alignment mechanism.
請求項28に記載の電子デバイスの製造装置。 29. The electronic device manufacturing apparatus according to claim 28, wherein the first alignment mechanism has a wider range of adjustable positional deviation than the second alignment mechanism.
カメラを含み、
前記第2アライメント機構は、基板と前記基板への成膜に用いられるマスクに形成されたアライメントマークを撮像するための第2アライメント用カメラを含み、
前記第1アライメント用カメラは、前記第2アライメント用カメラより解像度が低く、視野角が広い
請求項23から請求項29のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造装置。 The first alignment mechanism includes a first alignment camera for imaging a corner portion of the substrate,
The second alignment mechanism includes a second alignment camera for imaging an alignment mark formed on a substrate and a mask used for film formation on the substrate,
30. The apparatus for manufacturing an electronic device according to claim 23, wherein the first alignment camera has a lower resolution and a wider viewing angle than the second alignment camera.
前記成膜室では、前記第2アライメント機構によって、基板と前記基板への成膜に用いられるマスクとの相対的な位置合わせとして、前記ラフアライメントより位置調整の精度が高いファインアライメントを行う
請求項23から請求項30のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造装置。 In the relay device, the first alignment mechanism performs rough alignment of the substrate with respect to a reference position in the relay device,
The fine film alignment chamber performs fine alignment with higher positional adjustment accuracy than the rough alignment as relative alignment between the substrate and a mask used for film formation on the substrate by the second alignment mechanism. The apparatus for manufacturing an electronic device according to any one of claims 23 to 30.
請求項31に記載の電子デバイスの製造装置。 32. The apparatus for manufacturing an electronic device according to claim 31, wherein the film forming chamber does not perform rough alignment having position adjustment accuracy corresponding to the rough alignment performed by the relay apparatus.
前記旋回室は、前記アライメント室の前記第1装置側に設置される
請求項23から請求項32のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造装置。 The relay device includes an alignment chamber in which the first alignment mechanism is provided, and a swirl chamber for changing the orientation of the substrate,
33. The electronic device manufacturing apparatus according to claim 23, wherein the swirl chamber is installed on the first apparatus side of the alignment chamber.
前記バッファ室は、前記アライメント室の前記第1装置側に設置される
請求項23から請求項33のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造装置。 The relay device includes an alignment chamber in which the first alignment mechanism is provided, and a buffer chamber for storing a plurality of substrates.
The electronic device manufacturing apparatus according to any one of claims 23 to 33, wherein the buffer chamber is installed on the first apparatus side of the alignment chamber.
複数の成膜室を有する第1装置から中継装置に基板を搬入する搬入工程と、
前記中継装置に配置されている前記基板の位置を調整する第1調整工程と、
前記中継装置から複数の成膜室を有する第2装置に前記基板を搬出する搬出工程と、
前記第2装置に配置されている基板の位置を調整する第2調整工程と、
前記第2調整工程の後に、前記第2装置の複数の成膜室の少なくとも1つの成膜室で前記基板に成膜する成膜工程と、を含む電子デバイスの製造方法。 An electronic device manufacturing method comprising:
A carry-in process of carrying the substrate from the first apparatus having a plurality of film forming chambers to the relay apparatus;
A first adjustment step of adjusting the position of the substrate disposed in the relay device;
An unloading step of unloading the substrate from the relay apparatus to a second apparatus having a plurality of film forming chambers;
A second adjustment step of adjusting the position of the substrate disposed in the second device;
And a film forming step of forming a film on the substrate in at least one film forming chamber of the plurality of film forming chambers of the second apparatus after the second adjusting step.
請求項37に記載の電子デバイスの製造方法。 38. The method of manufacturing an electronic device according to claim 37, wherein the second adjustment step has higher position adjustment accuracy than the first adjustment step.
前記成膜工程では、マスクを用いて前記基板に成膜し、
前記第2調整工程では、前記マスクに対する前記基板の相対的な位置を調整する
請求項37または請求項38に記載の電子デバイスの製造方法。 In the first adjustment step, the position of the substrate stage on which the substrate is placed is adjusted,
In the film forming step, a film is formed on the substrate using a mask,
39. The method of manufacturing an electronic device according to claim 37, wherein, in the second adjustment step, a relative position of the substrate with respect to the mask is adjusted.
前記搬出工程と前記第2調整工程との間に前記搬送ロボットが、前記基板を前記1つの成膜室に搬入し、
前記第2調整工程では、前記1つの成膜室に配置されている基板の位置を調整する
請求項37から請求項39のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。 In the unloading step, a transfer robot arranged in the second device unloads the substrate from the relay device,
The transfer robot carries the substrate into the one film forming chamber between the unloading step and the second adjustment step,
40. The method of manufacturing an electronic device according to claim 37, wherein, in the second adjustment step, a position of a substrate disposed in the one film forming chamber is adjusted.
請求項37から請求項40のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。 41. The method of manufacturing an electronic device according to any one of claims 37 to 40, wherein in the film forming step, an organic material is formed by vapor deposition.
請求項37から請求項41のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。 The method of manufacturing an electronic device according to any one of claims 37 to 41, wherein the electronic device is a display panel.
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