JP5463602B2 - マスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法に関し、より詳しくは、プロセスチャンバに、又はプロセスチャンバから基板を搬送する搬送装置と協働して複数の基板をロード／アンロードするマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法に関する。

有機発光表示装置は、自発光型表示装置であって、視野角が広く、コントラストに優れるのみでなく、応答速度が速いという利点があり、次世代の表示装置として注目されている。

有機発光表示装置に備えられる有機発光表示素子は、互いに対向した電極の間に中間層が形成され、これらの中間層（例えば、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層又は電子注入層など）は、有機物から形成された有機薄膜である。これらの有機薄膜は一般的に蒸着工程によって形成される。

蒸着工程は、一般的に真空チャンバ内に基板を装着した後、蒸着する有機物質を入れたるつぼを加熱し、その内部の有機物質を蒸発又は昇華させる。形成しようとするパターンの開口部を有するマスクを基板の前に整列し、基板に有機物質を蒸発又は昇華させて基板上に有機薄膜などを蒸着することになる。

図１は、通常の有機発光表示素子の有機薄膜を蒸着する工程に用いられるプロセスユニットの一例を示す図である。

図１を参照すると、プロセスユニット１０は、上部のプロセスユニットから搬送された基板が待機したり、下部のプロセスユニットに搬送する基板が待機するロードロックチャンバ３０、ロードロックチャンバ３０内の基板を当該プロセスチャンバ２０に移送する搬送ロボット４１、各種有機薄膜を形成する複数のプロセスチャンバ２０、プロセスチャンバ２０及びロードロックチャンバ３０を連結し、搬送ロボット４１が位置するトランスファーチャンバ４０を備える。

従来の蒸着工程では、プロセスチャンバ２０の内部にマスクと基板を搬入し、搬入されたマスクと基板を整列して蒸着工程を行う。従来のプロセスユニット１０には、プロセスチャンバ２０に搬入される汚染されていないマスクと、既にプロセスチャンバ２０で使用して汚染されたマスクとを載置するマスク載置チャンバ５０が別に設けられている。

このように、マスクを載置するマスク載置チャンバ５０はプロセスユニット１０で別途の空間を占めるため、プロセスユニット１０は有機薄膜を形成するプロセスチャンバ１０の設置空間が失われ、空間活用度が低下するという問題がある。

なお、一般的に、有機薄膜を蒸着するシステムは、図１に示す複数のプロセスユニット１０がインラインに配置されて構成されるが、マスク載置チャンバ５０による空間損失で追加のプロセスユニットが必要となるため、システム全体のサイズが大きくなり、それによりシステムの購入コストも高くなるという問題がある。

これにより、本発明の目的は、このような従来の問題点を解決するためのものであり、一つのチャンバを基板搬送機能とマスク載置機能とを選択的に行うことができるように構成することにより、単一のプロセスユニットでは空間活用度を高めることができ、全体システムではシステムのサイズを減らすと共に購入コストを低減できるマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバは、側面に基板又はマスクが出入りするドアを備える第１の空間部と、上記第１の空間部と連通するように形成された第２の空間部と、複数のマスクが載置されるマスク載置部と、上記マスク載置部が、上記第１の空間部又は上記第２の空間部に選択的に位置するように前記マスク載置部を往復移送させる移送ユニットと、を含み、上記マスク載置部が、上記第１の空間部に位置する時は上記ドアを通じてマスクが出入りし、上記マスク載置部が、上記第２の空間部に位置する時は上記ドアを通じて基板が出入りすることを特徴とする。

本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて、望ましくは、上記マスク載置部が、上記第２の空間部に位置すると、前記第１の空間部と上記第２の空間部とを遮断して前記第１の空間部と上記第２の空間部をそれぞれ独立させて密閉させる密閉部をさらに含む。

本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて、望ましくは、上記密閉部は、上記マスク載置部と共に往復移送され、前記第１の空間部と上記第２の空間部との間に形成された開口部を密閉させる密閉プレートと、上記開口部の縁に設けられたシール部材とを含む。

本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて、望ましくは、上記密閉部は、上記マスク載置部を上記第２の空間部から搬出する時、上記密閉プレートをクランプするクランプ部材をさらに含む。

本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて、望ましくは、上記密閉プレートの上面に設けられ、前記第１の空間部に搬入された基板を回転させる回転プレートをさらに含む。

本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて、望ましくは、上記第１の空間部を真空状態に形成するために、前記第１の空間部に連結される第１の真空ポンプと、上記第２の空間部を真空状態に形成するために、上記第２の空間部に連結される第２の真空ポンプとを含む。

本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて、望ましくは、上記第１の空間部と上記第２の空間部は上下方向に配置され、上記移送ユニットは上記マスク載置部を上下方向に往復移送させる。

本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて、望ましくは、上記第１の空間部と上記第２の空間部は左右方向に配置され、上記移送ユニットは上記マスク載置部を左右方向に往復移送させる。

なお、上記のような目的を達成するために、本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法は、内部が、側面に基板又はマスクが出入りするドアを備える第１の空間部と、上記第１の空間部と連通するように形成された第２の空間部に分けられたマスク載置及び基板搬送チャンバを用い、複数のマスクが載置されたマスク載置部を前記第１の空間部に移送させる第１の移送ステップと、上記マスク載置部又は上記マスク載置部からマスクを搬送するマスク搬送ステップと、上記マスク載置部を上記第２の空間部に移送させる第２の移送ステップと、前記第１の空間部又は前記第１の空間部から基板を搬送する基板搬送ステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法において、望ましくは、上記第２の空間部に位置した上記マスク載置部を外部に搬出する載置部搬出ステップと、新しいマスクが載置されたマスク載置部を上記第２の空間部に搬入する載置部搬入ステップと、上記第２の空間部を真空状態に形成させる真空形成ステップとをさらに含む。

本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法によると、空間活用度を高め、全体システムのサイズを減らし、同時に購入コストを低減することができる。

なお、本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法によると、第１の空間部と第２の空間部を密閉させる追加の工程が不要となり、全体工程時間を減らすことができる。

なお、本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法によると、第１の空間部と第２の空間部との間の空気の流れを完全に遮断することができる。

従来のプロセスユニットの一例を示す図である。 本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバが設けられたプロセスユニットの一例を示す図である。 本発明の一実施例によるマスク載置及び基板搬送チャンバを示す図である。 図３のマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて基板の搬送状態及びマスクの搬送状態を示す図である。 図３のマスク載置及び基板搬送チャンバの密閉部とクランプ部材とを拡大した図である。 本発明の一実施例によるマスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法を説明する図である。

以下、本発明に係るマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法についての実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。

本発明の基板とマスクは、有機発光表示素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ：ＯＬＥＤ）の有機薄膜の蒸着に用いられる基板とマスクを例に挙げて説明するが、半導体、液晶表示装置の蒸着工程での基板とマスクも可能である。

図２は、本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバが設けられたプロセスユニットの一例を示す図であり、図３は、本発明の一実施例によるマスク載置及び基板搬送チャンバを示す図であり、図４は、図３のマスク載置及び基板搬送チャンバにおいて基板の搬送状態とマスクの搬送状態を示す図であり、図５は、図３のマスク載置及び基板搬送チャンバの密閉部とクランプ部材とを拡大した図である。

図２〜図５を参照すると、本実施例のマスク載置及び基板搬送チャンバ１００は、基板搬送機能とマスク載置機能とを選択的に行うことができるものであり、第１の空間部１１０と、第２の空間部１２０と、マスク載置部１３０と、移送ユニット１４０と、密閉部と、回転プレート１６０とを含む。

先ず、マスク載置及び基板搬送チャンバ１００の内部空間は、第１の空間部１１０と第２の空間部１２０とに分けられる。

上記第１の空間部１１０は、マスク載置及び基板搬送チャンバ１００の内部空間において上部に位置し、側面には基板Ｓ又はマスクＭが出入りするドア１１１を備える。

上記第２の空間部１２０は、マスク載置及び基板搬送チャンバ１００の内部空間において下部に位置し、第１の空間部１１０との間に形成された開口部１２１により第１の空間部１１０と連通して形成されている。

第２の空間部１２０の側面には、後述するマスク載置部１３０が出入りするドア（図示せず）が備えられているが、ドアを開放して汚染されたマスクを載置しているマスク載置部１３０を第２の空間部１２０から搬出し、汚染されていない新しいマスクを載置したマスク載置部１３０を第２の空間部１２０に再度搬入した後ドアを閉める。

上記マスク載置部１３０には複数のマスクＭが載置される。複数のマスクＭはマスク載置部１３０内で上下方向に一定間隔離隔されたまま載置される。

上記移送ユニット１４０は、マスク載置部１３０を上下方向に往復移送させる。移送ユニット１４０によってマスク載置部１３０は、第１の空間部１１０又は第２の空間部１２０に選択的に位置することができる。図４では、移送ユニット１４０がマスク載置及び基板搬送チャンバ１００の外部に設けられたもので示されているが、マスク載置及び基板搬送チャンバ１００の内部に設けても良い。

本実施例の移送ユニット１４０は、直線往復運動が可能な様々な形態で実現することができるが、空気圧シリンダー、リニアモータ、回転モータとボールクスクリューを組み合わせた構成など、本発明の技術分野における通常の知識を有する者に知られている公知の構成を採用できるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

上記密閉部は、マスク載置部１３０が第２の空間部１２０に位置すると、第１の空間部１１０と第２の空間部１２０とを遮断して第１の空間部１１０と第２の空間部１２０をそれぞれ独立させて密閉させ、密閉プレート１５１と、シール部材１５２と、クランプ部材１５３とを含む。

上記密閉プレート１５１は、マスク載置部１３０と共に往復移送され、第１の空間部１１０と第２の空間部１２０との間に形成された開口部１２１を密閉させる。

ここで、開口部１２１は、マスク載置及び基板搬送チャンバ１００の内部空間を第１の空間部１１０と第２の空間部１２０とに分ける地点に形成されている。開口部１２１の外側には、マスク載置及び基板搬送チャンバ１００の側壁から突出し、マスク載置及び基板搬送チャンバ１００の側壁の内部全体に帯状に形成されている突起部１２２が配置される。

上記シール部材１５２は、開口部１２１の縁に設けられ、ゴムなどで作製されたＯリング部材などが用いられる。

上記クランプ部材１５３は、マスク載置部１３０を第２の空間部１２０から搬出する時、密閉プレート１５１をクランプする。クランプ部材１５３は、密閉プレート１５１を下側に押すことで、密閉プレート１５１とシール部材１５２との間から漏れ出る空気の流れを完全に遮断する。

マスク載置部１３０が第２の空間部１２０に移送されながら密閉プレート１５１が下降し、下降した密閉プレート１５１は開口部１２１を塞ぎながらシール部材１５２と密着され、第１の空間部１１０と第２の空間部１２０との間の空気の流れは完全に遮断され、第１の空間部１１０と第２の空間部１２０はそれぞれ独立して密閉された空間となる。第２の空間部１２０からマスク載置部１３０を搬出する場合、基板Ｓが搬送される第１の空間部１１０は真空状態を維持し、マスク載置部１３０が搬出される第２の空間部１２０は大気圧状態となる。この際、密閉部を用いて上記のように第１の空間部１１０と第２の空間部１２０との間の空気の流れを完全に遮断することにより、基板Ｓの搬送作業とマスク載置部１３０の搬出作業を同時に行うことができる。

上記回転プレート１６０は、第１の空間部１１０に搬入された基板Ｓを回転させ、密閉プレート１５１の上面に設けられる。マスク載置部１３０が第２の空間部１２０に位置した状態で、上流工程から第１の空間部１１０に基板Ｓが搬入され、回転プレート１６０に安着した基板Ｓは、第１の空間部１１０の内部で１８０度回転する。そして、第１の空間部１１０から基板Ｓが搬出されて下流工程に搬送される。基板Ｓが搬入された後１８０度回転して搬出されることにより、常に、基板Ｓが同一の方向を維持しながらプロセスチャンバ２０に投入される。

また、回転プレート１６０には、基板Ｓを一定の間隔で回転プレート１６０から離隔させ安着した基板Ｓを支持する基板支持ピン１６１が複数形成されている。

第１の空間部１１０には、第１の空間部１１０を真空状態に形成するための第１の真空ポンプ１７１が連結され、第２の空間部１２０には、第２の空間部１２０を真空状態に形成するための第２の真空ポンプ１７２が連結される。

第２の空間部１２０からマスク載置部１３０を搬出する過程で第２の空間部１２０の真空状態は解除され、大気圧状態となる。その後、汚染されていない新しいマスクＭが載置されたマスク載置部１３０を第２の空間部１２０に搬入し、再度第２の真空ポンプ１７２を用いて第２の空間部１２０を真空状態に形成する。

また、工程全体が止まった後再度工程を再開する場合は、第１の空間部１１０を真空状態に形成しなければならない。この際、マスク載置部１３０を第２の空間部１２０に移送させ、第１の真空ポンプ１７１を用いて第１の空間部１１０を真空状態に形成する。

以下、図２〜図６を参照して上述のように構成されたマスクを載置及び基板搬送チャンバを用いて本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバを運用する方法について説明する。図６は、本発明の一実施例によるマスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法を説明する図である。

本発明の一実施例によるマスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法は、第１の移送ステップと、マスク搬送ステップと、第２の移送ステップと、基板搬送ステップとを含む。

図６の（ａ）を参照すると、第１の移送ステップでは、複数のマスクＭが載置されたマスク載置部１３０を第１の空間部１１０に移送させる。その後、図６の（ｂ）を参照すると、マスク搬送ステップでは、第１の空間部１１０のドア１１１が開放され、マスク載置部１３０に使用したマスクＭを搬送したり、又はマスク載置部１３０に載置されている未使用のマスクＭをマスク載置部１３０から搬送する。

その後、図６の（ｃ）を参照すると、第２の移送ステップではマスク載置部１３０を第２の空間部１２０に移送させる。マスク載置部１３０が第２の空間部１２０に位置すると、密閉プレート１５１とシール部材１５２とにより、第１の空間部１１０と第２の空間部１２０との間の空気の流れが遮断され、第１の空間部１１０と第２の空間部１２０はそれぞれ独立して密閉される。

その後、図６の（ｄ）を参照すると、基板搬送ステップでは、第１の空間部１１０に基板Ｓが搬送されたり、又は第１の空間部１１０から基板Ｓを搬送する。

このように、本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法では、マスク載置部１３０が第１の空間部１１０に位置する時には、ドア１１１を通じてマスクＭが出入りし、マスク載置部１３０が第２の空間部１２０に位置する時には、ドア１１１を通じて基板Ｓが出入りする。

基板搬送ステップが行われたり、又は基板搬送ステップが行われなくてもマスク載置部１３０が第２の空間部１２０に位置すると、マスク載置部１３０を外部に搬出する工程を行うことができる。

つまり、マスク載置部１３０が第２の空間部１２０に位置し、密閉部によって第１の空間部１１０と第２の空間部１２０がそれぞれ密閉されると、先ず、第２の空間部１２０に位置するマスク載置部１３０を外部に搬出し（載置部搬出ステップ）、その後、新しいマスクＭが載置されたマスク載置部１３０を第２の空間部１２０に搬入し（載置部搬入ステップ）、真空ポンプ１７２を用いて第２の空間部１２０を再度真空状態に形成させる（真空形成ステップ）。

上述のように構成された本実施例に係るマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法は、一つのチャンバを基板搬送機能とマスク載置機能とを選択的に行うことができように構成することにより、空間活用度を高め、全体システムのサイズを減らし、同時に購入コストも低減できる効果を得ることができる。

なお、上述のように構成された本実施例に係るマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法は、マスク載置部が第２の空間部に搬送され、同時に第１の空間部と第２の空間部がそれぞれ密閉されるように構成されることにより、第１の空間部と第２の空間部とを密閉させる追加の工程が不要となり、全体工程時間を減らすことができる効果を得ることができる。

なお、上述のように構成された本実施例に係るマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法は、密閉プレートとシール部材を密着させるクランプ部材を備えることにより、第１の空間部と第２の空間部との間の空気の流れを完全に遮断できる効果を得ることができる。

なお、上述のように構成された本実施例に係るマスク載置及び基板搬送チャンバと、マスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法は、チャンバ自体のサイズを小さく構成することが可能であるので、基板を搬送する搬送ロボットを小さくでき、搬送ロボットの他に、チャンバ内に基板を搬送する別のシステムが不要となり、全体システムを簡素化できる効果を得ることができる。

図３に示された実施例のマスク載置及び基板搬送チャンバでは、第１の空間部と第２の空間部が上下方向に配置され、移送ユニットはマスク載置部を上下方向に往復移送させるものと説明したが、本発明のマスク載置及び基板搬送チャンバは、第１の空間部と第２の空間部が左右方向に配置され、移送ユニットがマスク載置部を左右方向に往復移送させるように構成することもできる。

本発明の権利範囲は、上述した実施例や変形例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で様々な形態の実施例として実現することができる。特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、変形が可能な様々な範囲まで本発明の特許請求の範囲の記載の範囲内にあるものとみなす。

１００：マスク載置及び基板搬送チャンバ
１１０：第１の空間部
１２０：第２の空間部
１３０：マスク載置部
１４０：移送ユニット
１５１：密閉プレート
１６０：回転プレート

Claims (10)

1. 側面に基板又はマスクが出入りするドアを備える第１の空間部と、
   前記第１の空間部と連通するように形成された第２の空間部と、
   複数のマスクが載置されるマスク載置部と、
   前記マスク載置部が前記第１の空間部又は前記第２の空間部に選択的に位置するように前記マスク載置部を往復移送させる移送ユニットとを含み、
   前記マスク載置部が、前記第１の空間部に位置する時は前記ドアを通じてマスクが出入りし、前記マスク載置部が、前記第２の空間部に位置する時は前記ドアを通じて基板が出入りすることを特徴とするマスク載置及び基板搬送チャンバ。
2. 前記マスク載置部が前記第２の空間部に位置すると、前記第１の空間部と前記第２の空間部とを遮断して前記第１の空間部と前記第２の空間部をそれぞれ独立させて密閉させる密閉部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のマスク載置及び基板搬送チャンバ。
3. 前記密閉部は、
   前記マスク載置部と共に往復移送され、前記第１の空間部と前記第２の空間部との間に形成された開口部を密閉させる密閉プレートと、
   前記開口部の縁に設けられたシール部材と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のマスク載置及び基板搬送チャンバ。
4. 前記密閉部は、
   前記マスク載置部を前記第２の空間部から搬出する時、前記密閉プレートをクランプするクランプ部材をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のマスク載置及び基板搬送チャンバ。
5. 前記密閉プレートの上面に設けられ、前記第１の空間部に搬入された基板を回転させる回転プレートをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のマスク載置及び基板搬送チャンバ。
6. 前記第１の空間部を真空状態に形成するために前記第１の空間部に連結される第１の真空ポンプと、
   前記第２の空間部を真空状態に形成するために前記第２の空間部に連結される第２の真空ポンプとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のマスク載置及び基板搬送チャンバ。
7. 前記第１の空間部と前記第２の空間部は上下方向に配置され、
   前記移送ユニットは、前記マスク載置部を上下方向に往復移送させることを特徴とする請求項１に記載のマスク載置及び基板搬送チャンバ。
8. 前記第１の空間部と前記第２の空間部は左右方向に配置され、
   前記移送ユニットは、前記マスク載置部を左右方向に往復移送させることを特徴とする請求項１に記載のマスク載置及び基板搬送チャンバ。
9. 内部が、側面に基板又はマスクが出入りするドアを備える第１の空間部と、前記第１の空間部と連通するように形成された第２の空間部とに分けられたマスク載置及び基板搬送チャンバを用い、
   複数のマスクが載置されたマスク載置部を前記第１の空間部に移送させる第１の移送ステップと、
   前記マスク載置部に又は前記マスク載置部からマスクを搬送するマスク搬送ステップと、
   前記マスク載置部を前記第２の空間部に移送させる第２の移送ステップと、
   前記第１の空間部に又は前記第１の空間部から基板を搬送する基板搬送ステップと、を含むことを特徴とするマスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法。
10. 前記第２の空間部に位置した前記マスク載置部を外部に搬出する載置部搬出ステップと、
    新しいマスクが載置されたマスク載置部を前記第２の空間部に搬入する載置部搬入ステップと、
    前記第２の空間部を真空状態に形成させる真空形成ステップとをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のマスク載置及び基板搬送チャンバの運用方法。