KR101021903B1

KR101021903B1 - 기판의 처리 장치

Info

Publication number: KR101021903B1
Application number: KR1020090062023A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 토베; 료 손
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-03-18
Also published as: US20100032095A1; KR20100019327A; JP2010040956A

Abstract

(과제) 감압된 처리 용기의 내부에 있어서, 오염을 발생시키지 않고 기판을 반송시킨다.

(해결 수단) 기판(G)을 처리하는 처리 장치(13)로서, 기판(G)을 수납하는 처리 용기(30)와, 처리 용기(30)의 내부를 감압시키는 감압 기구(36)과, 처리 용기(30)의 내부에 배치된, 기판(G)을 지지하는 스테이지(41)와, 스테이지(41)를 직진 운동시키는 직진 운동 기구(43)와, 스테이지(41)의 회전을 방지하는 평행 링크 기구(44, 45)를 구비하고, 처리 용기(30)의 내부의 분위기와 차단된 공간부(100)가, 스테이지(41)의 내부에 형성되고, 공간부(100)와 처리 용기(30)의 외부와의 분위기를 연통시키는 통기 경로(110)가, 평행 링크 기구(44, 45)의 내부에 형성되어 있다.

처리 용기, 통기 경로, 평행 링크 기구

Description

기판의 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 감압된 처리 용기의 내부에 있어서, 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 처리 장치에 관한 것이다.

최근, 일렉트로루미네센스(EL; Electro Luminescence)를 이용한 유기 EL 소자가 개발되고 있다. 유기 EL 소자는, 열을 거의 내지 않기 때문에 브라운관 등에 비하여 소비 전력이 작고, 또한, 자(自)발광이기 때문에, 액정 디스플레이(LCD) 등에 비하여 시야각이 우수하다는 등의 이점이 있어, 앞으로의 발전이 기대되고 있다. 이 유기 EL 소자의 가장 기본적인 구조는, 유리 기판 상에 애노드(양극)층, 발광층 및 캐소드(음극)층을 겹치게 하여 형성한 샌드위치 구조이다. 발광층의 빛을 바깥으로 취출하기 위해, 유리 기판 상의 애노드층에는, ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 투명 전극이 이용된다. 이러한 유기 EL 소자는, 표면에 ITO층(애노드층)이 미리 형성된 유리 기판 상에, 발광층과 캐소드층을 순서대로 성막함으로써 제조되는 것이 일반적이다.

그런데, 유기 EL 소자의 발광층을 성막시키는 경우, 소정의 압력까지 감압시킨 처리 용기 내에 있어서, 기판을 반송하면서, 증착 헤드(증발 헤드)로부터 200℃ ∼500℃ 정도의 고온으로 한 성막 재료의 증기를 공급하여, 기판 표면에 성막 재료를 증착시키는 공정이 행해진다. 그 때문에, 처리 용기 내에는 기판의 반송 장치가 존재하지만, 처리 용기 내를 감압한 경우, 반송 장치로부터 오염원이 발생하여, 성막 처리에 악영향을 끼쳐 버릴 우려가 있다. 즉, 통상의 반송 장치는, 기판을 지지하는 스테이지의 이동을 직선 형상으로 가이드하기 위한 리니어 가이드나 스테이지를 이동시키는 구동 모터, 금속 롤러 등을 갖고 있지만, 처리 용기 내를 감압한 경우, 리니어 가이드 등으로 윤활제로서 사용되고 있는 윤활유(grease)가 증발하여, 그것이 유기 EL 소자의 발광층 안으로 컨태미네이션(contamination)으로서 혼입해 버릴 우려를 발생시킨다.

그래서, 진공 터널 내에 있어서, 기판을 올려 놓게 하는 반송대를 자력(磁力)으로 부상시켜, 비(非)접촉 상태로 반송시키는 자기(磁氣) 부상 진공 반송 장치가 제안되고 있다(특허문헌 1 참조). 또한, 감압 분위기하는 아니지만, 워크(work)에 분류체(粉流體)를 분사하여 가공하는 장치의 분야에서는, 예를 들면 포어셀리어(peaucellier)의 직진 운동 기구를 이용한 반송 장치가 알려져 있다(특허문헌 2 참조).

[특허문헌 1] 일본공개특허공보 평6-179524호

[특허문헌 2] 일본공개특허공보 2000-198070호

그러나, 특허문헌 1에 나타나는 바와 같은 자기 부상 진공 반송 장치는 구조가 복잡하며, 또한, 리니어 모터 등으로부터 발생하는 파티클에 의해, 오염을 발생시킬 우려가 있다. 한편, 특허문헌 2에 나타난 반송 장치는, 대기중에 설치되는 것을 전제로 한 것이며, 감압 분위기하에 놓여지는 처리 용기 내에 있어서, 포어셀리어 등의 링크 기구를 형성하는 것은 종래 고려되고 있지 않았다.

본 발명의 목적은, 감압된 처리 용기의 내부에 있어서, 오염을 발생시지 않고 기판을 반송시키는 것에 있다.

본 발명에 의하면, 기판을 처리하는 처리 장치로서, 기판을 수납하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 감압시키는 감압 기구와, 상기 처리 용기의 내부에 배치된, 기판을 지지하는 스테이지와, 상기 스테이지를 직진 운동시키는 직진 운동 기구와, 상기 스테이지의 회전을 방지하는 평행 링크 기구를 구비하고, 상기 처리 용기의 내부의 분위기와 차단된 공간부가, 상기 스테이지의 내부에 형성되고, 상기 공간부와 상기 처리 용기의 외부와의 분위기를 연통(communication)시키는 통기 경로가, 상기 평행 링크 기구의 내부에 형성되어 있는, 처리 장치가 제공된다.

이 처리 장치에 있어서, 상기 직진 운동 기구는 예를 들면 포어셀리어(peaucellier)의 직진 운동 기구이다. 또한, 상기 직진 운동 기구를 구동시키는 구동원이, 상기 처리 용기의 외부에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 상기 평행 링크 기구는, 서로 절곡이 자유롭게 접속된 복수의 아암을 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 평행 링크 기구를 구성하는 복수의 아암끼리의 접속부에서는, 한쪽의 아암에 형성된 원주(圓柱) 형상의 볼록부를, 다른 한쪽의 아암에 형성된 원주 형상의 오목부에 삽입함으로써, 서로 절곡이 자유롭게 접속되고, 상기 볼록부의 외주면과 상기 오목부의 내주면과의 사이에는, 축받이 부재(bearing member)와 시일 부재가 형성되어 있어도 좋다. 또한, 상기 시일 부재가 상기 축받이 부재보다도 상기 처리 용기의 내부 분위기측에 배치되고, 상기 축받이 부재가 상기 시일 부재에 의해 봉지(seal)된 상기 아암 내의 분위기측에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 상기 시일 부재는 예를 들면 자성 유체(磁性流體)이다.

또한, 상기 평행 링크 기구를 구성하는 복수의 아암의 어느 한쪽에는 외측으로 넓어지도록 형성된 만곡부가 형성되어 있으며, 이 만곡부가 있음으로써, 상기 복수의 아암끼리의 접속부에 있어서의 아암끼리의 절곡 각도가 크게 되어져도 좋다. 또한, 상기 아암의 내부에, 전기 배선 혹은 유체 유로가 배치되어 있어도 좋다. 또한, 상기 아암의 내부에 기체 배관이 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 스테이지에 지지된 기판에 대하여 성막 재료의 증기를 공급하는 증착 헤드를 상기 처리 용기의 내부에 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 성막 재료는, 예를 들면 유기 EL 소자의 발광층의 성막 재료이다.

본 발명에 의하면, 감압된 처리 용기의 내부에 있어서, 직진 운동 기구와 평행 링크 기구에 의해, 기판을 지지한 스테이지를 회전시키지 않고 직진 운동시킬 수 있다. 특히, 포어셀리어의 직진 운동 기구를 이용함으로써, 모터 등의 회전 동력을 이용하여, 콤팩트한 기구이면서, 처리 용기 내를 청정한 분위기로 유지하여, 스테이지를 용이하게 직진 운동시킬 수 있다. 또한, 스테이지의 내부에 형성한 공간부의 분위기를, 평행 링크 기구의 내부에 형성된 통기 경로를 통하여 처리 용기의 외부 분위기로 연통시킴으로써, 정전 척(electrostatic chuck)의 전기 배선, 샤프트 모터의 전기 배선, 열매체 배관, 전열용 가스의 공급 배관 등을, 평행 링크 기구의 내부에 배치할 수 있어, 척의 지지, 스테이지의 이동, 기판의 온도 조절 등을, 처리 용기의 외부로부터 매우 적합하게 행할 수 있게 된다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조로 하여 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에서는, 감압 분위기에 있어서의 기판 처리의 일 예로서, 유리 기판(G) 상에 애노드(양극)층(1), 발광층(3) 및 캐소드(음극)층(2)을 성막하여 유기 EL 소자(A)를 제조하는 처리 시스템(10)을 예로 하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.

우선, 도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서 제조되는 유기 EL 소자(A)의 설명도이다. 유기 EL 소자(A)의 가장 기본이 되는 구조는, 양극(1)과 음극(2)과의 사이에 발광층(3)을 사이에 끼운 샌드위치 구조이다. 양극(1)은 유리 기판(G) 상에 형성되어 있다. 양극(1)에는, 발광층(3)에서 발광된 빛(a)을 투과시키는 것이 가능한, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 투명 전극이 이용된다.

발광층(3)인 유기층은 1층에서 다층인 것까지 있지만, 도 1에서는 제1층(a1)∼제6층(a6)을 적층한 6층 구성이다. 제1층(a1)은 홀 수송층, 제2층(a2)은 비(非)발광층(전자 블록층), 제3층(a3)은 청 발광층, 제4층(a4)은 적 발광층, 제5층(a5)은 녹 발광층, 제6층(a6)은 전자 수송층이다. 이러한 유기 EL 소자(A)는, 후술하는 바와 같이, 유리 기판(G) 표면의 양극(1)의 위에, 발광층(3)(제1층(a1)∼제6층(a6))을 순차로 성막하여, 예를 들면 워크 함수 조정층(도시하지 않음)을 개재시킨 후, Ag, Mg/Ag 합금 등의 음극(2)을 형성하고, 마지막으로, 전체를 질화막(도시하지 않음) 등으로 봉지하여 제조된다.

도 2는 유기 EL 소자(A)를 제조하기 위한 성막 시스템(10)의 개략도이다. 이 성막 시스템(10)은, 기판(G)의 반송 방향(도 2에 있어서 오른쪽 방향)을 따라, 로더(11), 트랜스퍼 챔버(12), 발광층(3)의 증착 처리 장치(13), 트랜스퍼 챔버(14), 워크 함수 조정층의 성막 장치(15), 트랜스퍼 챔버(16), 에칭 장치(17), 트랜스퍼 챔버(18), 스퍼터링 장치(19), 트랜스퍼 챔버(20), CVD 장치(21), 트랜스퍼 챔버(22), 언로더(23)를 직렬로 순서대로 늘어놓은 구성이다. 이들 로더(11), 트랜스퍼 챔버(12), 발광층(3)의 증착 처리 장치(13), 트랜스퍼 챔버(14), 워크 함수 조정층의 성막 장치(15), 트랜스퍼 챔버(16), 에칭 장치(17), 트랜스퍼 챔버(18), 스퍼터링 장치(19), 트랜스퍼 챔버(20), CVD 장치(21), 트랜스퍼 챔버(22), 언로더(23)의 사이는, 게이트 밸브(24)를 통하여 접속되어 있다. 로더(11)는, 기판(G)을 성막 시스템(10) 내로 반입하기 위한 장치이다. 트랜스퍼 챔 버(12, 14, 16, 18, 20, 22)는, 각 처리 장치간에서 기판(G)을 인수인도하기 위한 장치이다. 언로더(23)는, 기판(G)을 성막 시스템(10) 바깥으로 반출하기 위한 장치이다.

여기에서, 본 발명의 실시 형태에 따른 처리 장치의 일 예로서, 증착 처리 장치(13)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 3은 증착 처리 장치(13)의 사시도이며, 도 4는 증착 처리 장치(13)의 내부 구조를 설명하기 위한 부분 단면도이다.

이 증착 처리 장치(13)는, 기판(G)을 내부에 수납하기 위한 처리 용기(30)를 구비하고 있다. 처리 용기(30)는, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등으로 구성되고, 절삭 가공이나 용접에 의해 제작된다. 처리 용기(30)는, 전체로서 전후로 긴 직방체 형상을 이루고 있고, 처리 용기(30)의 전면(前面)에 반출구(31)가 형성되고, 후면(後面)에 반입구(32)가 형성되어 있다. 이 증착 처리 장치(13)에서는, 처리 용기(30) 후면의 반입구(32)로부터 반입된 기판(G)이, 처리 용기(30) 내에 있어서 바로 앞측을 향하여 반송되고, 처리 용기(30) 전면의 반출구(31)로부터 반출된다. 또한, 설명을 위해, 이 기판(G)의 반송 방향을 X축, 수평면 내에 있어서 X축과 직교하는 방향을 Y축, 연직 방향을 Z축으로 정의한다.

처리 용기(30)의 측면에는, 배기공(排氣孔; 35)이 개구되어 있고, 배기공(35)에는, 처리 용기(30)의 외부에 배치된 감압 기구(36)가, 배기관(37)을 통하여 접속되어 있다. 감압 기구(36)는, 터보 분자 펌프(38), 드라이 펌프(39)를 구비하고 있다. 이 감압 기구(36)의 가동에 의해, 처리 용기(30)의 내부는 소정의 압력으로 감압된다.

처리 용기(30)의 내부에는, 기판(G)을 X축 방향을 따라 반송하는 반송 장치(40)가 형성되어 있다. 이 반송 장치(40)는, 기판(G)을 지지하는 스테이지(41)와, 스테이지(41)를 직진 운동시키는 직진 운동 기구(43)와, 2개의 평행 링크 기구(44, 45)를 구비하고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태에서는, 직진 운동 기구(43)로서 포어셀리어의 직진 운동 기구가 이용된다. 반송 장치(40)는, 직진 운동 기구(43)의 양측에 평행 링크 기구(44, 45)를 형성함으로써, 스테이지(41)의 회전을 방지한 구성으로 되어 있다.

우선, 직진 운동 기구(43)를 설명한다. T 형상을 이루는 지지 플레이트(50)에 있어서, Y축 방향으로 소정의 간격을 갖고 2개의 회전축(51, 52)이 형성되어 있다. 이들 2개의 회전축(51, 52)은, X축 방향에 관해서는 동일한 위치에 있다(즉, 회전축(51, 52)을 연결하는 직선은, Y축 방향과 평행하다). 지지 플레이트(50)는, 처리 용기(30)의 측면 혹은 저면(底面)에 고정되어 있고, 이들 2개의 회전축(51, 52)의 위치는 고정이다. 회전축(51)에는, 2개의 링크(53, 54)가 지지되어 있어, 이들 2개의 링크(53, 54)는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서, 모두 회전축(51)을 중심으로 회전이 자유롭다. 회전축(52)에는, 1개의 링크(55)가 고정되어 있다. 회전축(52)에는, 처리 용기(30)의 외부에 배치된 구동원으로서의 모터(56)의 회전 동력이, 축(57)을 통하여 전달되도록 되어 있다. 이 때문에, 링크(55)는, 모터(56)의 회전 동력에 의해, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서, 회전축(52)을 중심으로 회전 구동시켜진다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 모터(56)의 축(57)은 처리 용기(30)의 저면을 관통하고, 링크(55)에 고정된 회전축(52)에 접속되어 있다. 처리 용기(30)의 저면에 대한 축(57)의 관통 부분에는, 축받이(58)와 시일 부재로서의 자성 유체(59)가 형성되어 있다. 또한, 축받이(58)는 처리 용기(30)의 외부측(즉 대기측)에 배치되고, 자성 유체(59)는 처리 용기(30)의 내부측(즉 처리 분위기측)에 배치되어 있다.

링크(53)의 선단에는 회전축(60)이 형성되어 있고, 링크(55)의 선단에는 회전축(61)이 형성되어 있다. 링크(53) 선단의 회전축(60)과 링크(55) 선단의 회전축(61)의 사이는 링크(62)로 접속되어 있다. 링크(62)의 양단은, 회전축(60, 61)에 대해서는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 마찬가지로, 링크(54)의 선단에는 회전축(65)이 형성되어 있고, 링크(54) 선단의 회전축(65)과 링크(55) 선단의 회전축(61)의 사이는 링크(66)로 접속되어 있다. 링크(66)의 양단은, 회전축(61, 65)에 대해서는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

또한, 링크(53) 선단의 회전축(60)에는 링크(70)의 일단(一端)이 지지되어 있고, 마찬가지로, 링크(54) 선단의 회전축(65)에는 링크(71)의 일단이 지지되어 있다. 이들 링크(70, 71)의 타단(他端)은 회전축(72)에 의해 접속되어 있다. 회전축(72)은, 스테이지(41)의 하면에 부착된다. 링크(70)의 양단은, 회전축(60, 72)에 대해서는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 마찬가지로, 링크(71)의 양단은, 회전축(65, 72)에 대해서는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

직진 운동 기구(43)에 있어서의 각 링크의 길이(각 회전축간의 거리)는 다음 의 관계이다. 링크(53)의 길이와, 링크(54)의 길이는 동일하다. 즉, 회전축(51)과 회전축(60)의 사이의 거리=회전축(51)과 회전축(65)의 사이의 거리이다. 또한, 링크(62, 66, 70, 71)의 길이는 모두 동일하다. 즉, 회전축(60)과 회전축(61)의 사이의 거리=회전축(61)과 회전축(65)의 사이의 거리=회전축(60)과 회전축(72)의 사이의 거리=회전축(65)과 회전축(72)의 사이의 거리이다. 이러한 구성을 갖는 포어셀리어의 직진 운동 기구(43)에 있어서는, 모터(56)의 회전 동력에 의해, 링크(55)를 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전축(52)을 중심으로 회전 구동시킴으로써, 회전축(72)을, 도 6 중에 있어서 X방향으로 직진 운동시킬 수 있다.

다음으로, 한쪽의 평행 링크 기구(44)를 설명한다. 평행 링크 기구(44)는, 직진 운동 기구(43)의 링크(53, 70)에, 2개의 아암(75, 76)과 1개의 링크(77)를 더한 구성이다. T 형상을 이루는 지지 플레이트(50)에 있어서, 회전축(51)으로부터 X축 방향으로 소정의 간격을 갖고 회전축(80)이 형성되어 있다. 회전축(80)의 위치는 고정이다. 이들 2개의 회전축(51, 80)은, Y축 방향에 관해서는 동일한 위치에 있다(즉, 회전축(51, 80)을 연결하는 직선은 X축 방향과 평행하다).

회전축(80)에는 아암(75)이 지지되어 있고, 아암(75)은, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서, 회전축(80)을 중심으로 회전이 자유롭다. 아암(75)의 선단에는 회전축(81)이 형성되어 있고, 링크(53) 선단의 회전축(60)과 아암(75) 선단의 회전축(81)의 사이는 링크(77)로 접속되어 있다. 링크(77)의 양단은, 회전축(60, 81)에 대해서는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

또한, 아암(75) 선단의 회전축(81)에는 아암(76)의 일단이 지지되어 있다. 아암(76)의 타단에는 회전축(82)이 형성되어 있어, 이 회전축(82)은 스테이지(41)의 하면에 부착된다. 아암(76)의 양단은, 회전축(81, 82)에 대해서는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

평행 링크 기구(44)에 있어서의 각 링크(각 아암)의 길이(각 회전축간의 거리)는 다음의 관계이다. 링크(53)의 길이와, 아암(75)의 길이는 동일하다. 즉, 회전축(51)과 회전축(60)의 사이의 거리=회전축(80)과 회전축(81)의 사이의 거리이다. 또한, 링크(77)의 길이는(즉, 회전축(60)과 회전축(81)의 사이의 거리는), 회전축(51)과 회전축(80)의 사이의 거리와 동일하다. 이 때문에, 링크(53) 및 아암(75)이 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전해도, 회전축(51, 60, 81, 80)을 정점으로 하는 평행 사변형이 항상 형성되게 된다. 따라서, 링크(77)는 회전축(51, 80)을 연결하는 직선과 항상 평행하며, 링크(77)는 항상 X축 방향과 평행하다.

또한, 링크(70)의 길이와, 아암(76)의 길이는 동일하다. 즉, 회전축(60)과 회전축(72)의 사이의 거리=회전축(81)과 회전축(82)의 사이의 거리이다. 또한, 링크(77)의 길이는(즉, 회전축(60)과 회전축(81)의 사이의 거리는), 회전축(72)과 회전축(82)의 사이의 거리와 동일하다. 이 때문에, 링크(70) 및 아암(76)이 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전해도, 회전축(60, 72, 82, 81)을 정점으로 하는 평행 사변형이 항상 형성되게 된다. 따라서, 회전축(72)과 회전축(82)을 연결하는 직선은, 링크(77)와 항상 평행하며, 회전축(72)과 회전축(82)을 연결하는 직선은, 항상 X축 방향과 평행해진다.

또한, 다른 한쪽의 평행 링크 기구(45)는, 앞서 설명한 평행 링크 기구(44) 와 기본적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 평행 링크 기구(45)는, 직진 운동 기구(43)의 링크(54, 71)에, 2개의 아암(85, 86)과 하나의 링크(87)를 더한 구성이다. T 형상을 이루는 지지 플레이트(50)에 있어서, 회전축(51)으로부터 X축 방향으로 소정의 간격을 갖고 회전축(88)이 형성되어 있다. 단, 회전축(88)은, 회전축(51)을 사이에 끼워, 회전축(80)과 반대측에 위치하고 있다. 회전축(88)의 위치는 고정이며, 회전축(51, 88)은, Y축 방향에 관해서는 동일한 위치에 있다(즉, 회전축(51, 88)을 연결하는 직선은, X축 방향과 평행하다).

회전축(88)에는 아암(85)이 지지되어 있고, 아암(85)은, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서, 회전축(88)을 중심으로 회전이 자유롭다. 아암(85)의 선단에는 회전축(89)이 형성되어 있고, 링크(54) 선단의 회전축(65)과 아암(85) 선단의 회전축(89)의 사이는 링크(87)로 접속되어 있다. 링크(87)의 양단은, 회전축(65, 89)에 대해서는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

또한, 아암(85) 선단의 회전축(89)에는 아암(86)의 일단이 지지되어 있다. 아암(86)의 타단에는 회전축(90)이 형성되어 있어, 이 회전축(90)은, 스테이지(41)의 하면에 부착된다. 아암(86)의 양단은, 회전축(89, 90)에 대해서는, 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

평행 링크 기구(45)에 있어서의 각 링크(각 아암)의 길이(각 회전축간의 거리)는 다음의 관계이다. 링크(54)의 길이와, 아암(85)의 길이는 동일하다. 즉, 회전축(51)과 회전축(65)의 사이의 거리=회전축(88)과 회전축(89)의 사이의 거리이다. 또한, 링크(87)의 길이는(즉, 회전축(65)과 회전축(89)의 사이의 거리는), 회 전축(51)과 회전축(88)의 사이의 거리와 동일하다. 이 때문에, 링크(54) 및 아암(85)이 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전해도, 회전축(51, 65, 89, 88)을 정점으로 하는 평행 사변형이 항상 형성되게 된다. 따라서, 링크(87)는, 회전축(51, 88)을 연결하는 직선과 항상 평행하며, 링크(87)는 항상 X축 방향과 평행하다.

또한, 링크(71)의 길이와, 아암(86)의 길이는 동일하다. 즉, 회전축(65)과 회전축(72)의 사이의 거리=회전축(89)과 회전축(90)의 사이의 거리이다. 또한, 링크(87)의 길이는(즉, 회전축(65)과 회전축(89)의 사이의 거리는), 회전축(72)과 회전축(90)의 사이의 거리와 동일하다. 이 때문에, 링크(71) 및 아암(86)이 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서 회전해도, 회전축(65, 72, 90, 89)을 정점으로 하는 평행 사변형이 항상 형성되게 된다. 따라서, 회전축(72)과 회전축(90)을 연결하는 직선은, 링크(87)와 항상 평행하며, 회전축(72)과 회전축(90)을 연결하는 직선은, 항상 X선 방향과 평행해진다.

도 7은, 반송 장치(40)를 구성하고 있는 직진 운동 기구(43)와 평행 링크 기구(44, 45)의 각 링크, 각 아암 및 각 회전축의 위치 관계의 변화를 나타내는 모식도이다. 이러한 구성을 갖는 반송 장치(40)에 있어서는, 앞서 설명한 직진 운동 기구(43)에 의해, 회전축(72)이 도 6 중에 있어서 X방향으로 직진 운동시켜진 경우에, 평행 링크 기구(44, 45)에 의해, 3개의 회전축(72, 82, 90)을 연결하는 직선을, 항상 X축 방향과 평행한 위치 관계로 유지할 수 있다. 따라서, 스테이지(41)의 하면에 3개의 회전축(72, 82, 90)을 부착함으로써, 직진 운동 기구(43)와 평행 링크 기구(44, 45)의 협동에 의해, 스테이지(41)를 회전시키지 않고 직진 운동시킬 수 있다. 그 결과, 처리 용기(30)의 내부에 있어서, 반송 장치(40)에 의해, 기판(G)을 회전시키지 않고 X축 방향을 따라 반송하는 것이 가능하다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 스테이지(41)의 내부에는 처리 용기(30)의 내부의 분위기와 차단된 공간부(100)가 형성되어 있다. 스테이지(41)의 상면 내부에는 스테이지(41) 상에 올린 기판(G)을 지지하기 위한 정전 척(101)을 갖고 있다. 이 정전 척(101)으로의 전기 배선(102)은, 스테이지(41)의 내부의 공간부(100)로 인출되어 있다.

또한, 스테이지(41)의 상면 내부에는, 스테이지(41) 상에 올린 기판(G)의 온도를 조절하기 위한 열매체 유로(105)를 갖고 있다. 이 열매체 유로(105)로 예를 들면 에틸렌글리콜 등의 열매체를 공급하는 유체 유로(106)도, 스테이지(41)의 내부의 공간부(100)로 인출되어 있다. 또한, 스테이지(41)의 상면에는, 스테이지(41) 상에 지지한 기판(G)의 하면과 스테이지(41)의 상면과의 간극에 전열용의 가스를 공급하는 전열용 가스 공급부(107)를 갖고 있다. 이 전열용 가스 공급부(107)로 예를 들면 He 등의 전열용의 가스를 공급하는 기체 배관(108)도, 스테이지(41)의 내부의 공간부(100)로 인출되어 있다.

앞서 설명한 평행 링크 기구(44, 45)의 각 아암(75, 76, 85, 86)의 내부에는, 통기 경로(110)가 형성되어 있다. 이 통기 경로(110)의 내부를 지나게 하여, 스테이지(41)의 내부의 공간부(100)와, 처리 용기(30)의 외부와의 분위기가 연통시켜져 있다. 또한, 스테이지(41)의 저면에는, 스테이지(41)의 내부의 공간부(100)와 각 아암(75, 76, 85, 86) 내의 통기 경로(110)를 연통시키는 구멍(111)이 형성 되어 있다. 이 구멍(111)은, 앞서 설명한 회전축(82, 90)의 위치에 형성되어 있다. 도시는 하지 않지만, 처리 용기(30)의 벽면에도, 각 아암(75, 76, 85, 86) 내의 통기 경로(11)와 처리 용기(30)의 외부를 연통시키는 구멍이 동일하게 형성되어 있다.

상기와 같이 스테이지(41)의 내부의 공간부(100)에 각각 인출된 정전 척(101)으로의 전기 배선(102), 열매체 유로(105)로 열매체를 공급하는 유체 유로(106), 전열용 가스 공급부(107)로 전열용의 가스를 공급하는 기체 배관(108)은, 모두 각 아암(75, 76, 85, 86) 내의 통기 경로(110)를 지나게 하여, 처리 용기(30)의 외부로 인출되어 있다.

도 9는, 평행 링크 기구(44)에 있어서의 아암(75, 76)끼리의 접속 구조를 나타내는 확대 단면도이다. 아암(75, 76)끼리는, 한쪽의 아암(75)의 단부에 형성된 원주 형상의 볼록부(115)를, 다른 한쪽의 아암(76)의 단부에 형성된 원주 형상의 오목부(116)의 내부에 삽입함으로써, 서로 절곡이 자유롭게 접속되어 있다. 이들 볼록부(115) 및 오목부(116)의 중심축은, 앞서 설명한 회전축(81)에 일치하고 있다. 각 아암(75, 76) 내의 통기 경로(110)는, 볼록부(115)의 내부에 형성된 유로(117)를 통하여 연통하고 있다.

한쪽의 아암(75)의 단부에 형성된 볼록부(115)의 외주면과, 다른 한쪽의 아암(76)의 단부에 형성된 오목부(116)의 내주면과의 사이에는, 축받이 부재(120)와 시일 부재(121)가 형성되어 있다. 시일 부재(121)는, 축받이 부재(120)보다도 처리 용기(30)의 내부 분위기측에 배치되어 있고, 축받이 부재(120)는, 시일 부 재(121)에 의해 봉지된 각 아암(75, 76, 85, 86) 내의 분위기측에 배치되어 있다. 시일 부재(121)에는, 예를 들면 자성 유체가 이용된다.

또한, 중복 설명을 생략하지만, 평행 링크 기구(45)에 있어서의 아암(85, 86)끼리도 동일한 구조에 의해 서로 절곡이 자유롭게 접속되어 있다. 이에 따라, 처리 용기(30)의 내부의 분위기와 차단된 상태에서, 각 아암(75, 76, 85, 86) 내의 통기 경로(110)를 지나게 하여, 스테이지(41)의 내부의 공간부(100)와, 처리 용기(30)의 외부와의 분위기를 연통시키고 있다.

또한, 평행 링크 기구(44, 45)의 아암(75, 76, 85, 86)을 예로 들어 설명했지만, 예를 들면 아암(76)과 스테이지(41) 하면의 접속 개소, 아암(86)과 스테이지(41) 하면의 접속 개소, 아암(75)과 처리 용기(30)의 벽면의 접속 개소, 아암(85)과 처리 용기(30)의 벽면의 접속 개소에 있어서도, 동일하게 축받이 부재와 시일 부재(자성 유체)를 이용한 접속 구조로 해도 좋다. 또한, 직진 운동 기구(43)의 각 링크끼리의 접속 개소, 링크(70)와 스테이지(41) 하면의 접속 개소 등에도 동일한 접속 구조를 이용할 수도 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 평행 링크 기구(44)의 아암(75)에는, 직진 운동 기구(43)에 대하여 외측으로 넓어지도록 형성된 만곡부(75a)가 형성되어 있다. 이 만곡부(75a)가 있음으로써, 아암(75, 76)끼리의 접속 개소(회전축(81)의 위치)에 있어서는, 아암(75, 76)끼리의 절곡 각도를 크게 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 아암(75, 76) 내의 통기 경로(110)에는, 정전 척(101)으로의 전기 배선(102), 열매체 유로(105)로 열매체를 공급하는 유체 유로(106), 전열용 가스 공급부(107)로 전 열용의 가스를 공급하는 기체 배관(108) 등이 지나게 되지만, 이와 같이 아암(75, 76)끼리의 절곡 각도가 크게 유지됨으로써, 아암(75, 76)끼리의 접속부에 있어서, 전기 배선(102)이나 유체 유로(106, 108)가 예각(銳角)으로 절곡되는 것이 방지된다. 이에 따라, 전기 배선(102)이나 유체 유로(106, 108)의 파손이나 열화가 방지된다.

또한 마찬가지로, 평행 링크 기구(45)의 아암(85)에도, 직진 운동 기구(43)에 대하여 외측으로 넓어지도록 형성된 만곡부(85a)가 형성되어 있다. 이에 따라, 아암(85, 86)끼리의 절곡 각도가 크게 유지됨으로써, 아암(85, 86)끼리의 접속부에 있어서, 전기 배선(102)이나 유체 유로(106, 108)가 예각으로 절곡되는 것이 회피되어, 파손이나 열화가 방지된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 처리 용기(30)의 상면에는, 스테이지(41)에 지지되어 이동해 가는 기판(G)의 표면에 대하여 성막 재료의 증기를 공급하는 증착 헤드(증발 헤드; 130)를 구비하고 있다. 이 증착 헤드(130)는, 홀 수송층을 증착시키는 제1 헤드(131), 비발광층을 증착시키는 제2 헤드(132), 청 발광층을 증착시키는 제3 헤드(133), 적 발광층을 증착시키는 제4 헤드(134), 녹 발광층을 증착시키는 제5 헤드(135), 전자 수송층을 증착시키는 제6 헤드(136)를, 스테이지(41)의 이동 방향(X축 방향)을 따라 배치한 구성이다.

다음으로, 도 2에 나타내는 워크 함수 조정층의 성막 장치(15)는, 증착에 의해 기판(G)의 표면에 대하여 워크 함수 조정층을 성막하도록 구성되어 있다. 에칭 장치(17)는, 성막된 각 층 등을 에칭하도록 구성되어 있다. 스퍼터링 장치(19)는, Ag 등의 전극 재료를 스퍼터링하여, 음극(2)을 형성시키도록 구성되어 있다. CVD 장치(21)는, 질화막 등으로 이루어지는 봉지막을, CVD 등에 의해 성막하여 유기 EL 소자(A)의 봉지를 행하는 것이다.

그래서, 이상과 같이 구성된 성막 시스템(10)에 있어서, 로더(11)를 통하여 반입된 기판(G)이, 트랜스퍼 챔버(12)에 의해, 우선, 증착 처리 장치(13)로 반입된다. 이 경우, 기판(G)의 표면에는, 예를 들면 ITO로 이루어지는 양극(1)이 소정의 패턴으로 미리 형성되어 있다.

그리고, 증착 처리 장치(13)에서는, 기판(G)의 표면(성막면)을 위로 향한 자세로 하여 스테이지(41) 상에 기판(G)이 올려진다. 또한, 이와 같이 기판(G)이 증착 처리 장치(13)로 반입되기 전에, 증착 처리 장치(13)의 처리 용기(30)의 내부는, 감압 기구(36)의 가동에 의해, 미리 소정의 압력으로 감압되어 있다.

이렇게 하여, 감압된 증착 처리 장치(13)의 처리 용기(30) 내에 있어서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 반송 장치(40)의 직진 운동 기구(43)와 평행 링크 기구(44, 45)에 의해, 스테이지(41)가 X축 방향을 따라 회전하지 않고 직선 이동해 간다. 즉, 직진 운동 기구(43)인 포어셀리어의 직진 운동 기구의 가동에 의해, 스테이지(41)가 X축 방향을 따라 운동시켜지고, 도 10(a), (b), (c)에 나타내는 바와 같이, 스테이지(41)가 순차로 직진 이동시켜져 간다. 또한, 이 직진 이동중, 평행 링크 기구(44, 45)의 존재에 의해, 스테이지(41)의 회전이 방지되고, 도 10(a), (b), (c)에 나타내는 바와 같이, 스테이지(41)는 평행 이동시켜진다. 그리고, 이 스테이지(41)의 직진 이동중에, 스테이지(41) 상에 지지된 기판(G)의 표면을 향하 여 증착 헤드(130)로부터 성막 재료의 증기가 공급되고, 기판(G)의 표면에 발광층(3)이 성막·적층되어 간다.

그리고, 증착 처리 장치(13)에 있어서 발광층(3)을 성막시킨 기판(G)은, 트랜스퍼 챔버(14)에 의해, 이어서, 성막 장치(15)로 반입된다. 이렇게 하여, 성막 장치(15)에서는, 기판(G)의 표면에 워크 함수 조정층이 성막된다.

다음으로, 트랜스퍼 챔버(16)에 의해, 기판(G)은 에칭 장치(17)로 반입되어, 각 성막의 형상 등이 조정된다. 다음으로, 트랜스퍼 챔버(18)에 의해, 기판(G)은 스퍼터링 장치(19)로 반입되어, 음극(2)이 형성된다. 다음으로, 트랜스퍼 챔버(20)에 의해, 기판(G)은 CVD 장치(21)로 반입되어, 유기 EL 소자(A)의 봉지가 행해진다. 이렇게 하여 제조된 유기 EL 소자(A)가, 트랜스퍼 챔버(22), 언로더(23)를 통하여, 성막 시스템(10) 바깥으로 반출된다.

이상의 성막 시스템(10)에 있어서는, 증착 처리 장치(13)에서는, 감압된 처리 용기(30) 내에 있어서, 포어셀리어의 직진 운동 기구(43)와 평행 링크 기구(44, 45)를 이용함으로써, 모터(56)의 회전 동력을 이용하여, 스테이지(41)를 용이하게 직진 운동시킬 수 있다. 또한, 반송중, 스테이지(41)의 Y축 방향의 이동(옆으로 어긋남), X축 방향을 중심으로 하는 회전 운동(롤링), Z축 방향을 중심으로 하는 회전 운동(요잉; yawing)도 억제된다. 이에 따라, 스테이지(41)를 바른 자세로 유지하면서, 기판(G)의 표면에 발광층(3)을 양호한 상태로 성막·적층시킬 수 있다.

또한, 스테이지(41)의 내부에 형성한 공간부(100)의 분위기는, 각 아암(75, 76, 85, 86) 내의 통기 경로(110)를 통하여 처리 용기(30)의 외부 분위기에 연통하 고 있고, 정전 척(101)으로의 전기 배선(102), 열매체 유로(105)로 열매체를 공급하는 유체 유로(106), 전열용 가스 공급부(107)로 전열용의 가스를 공급하는 기체 배관(108) 등은, 모두 통기 경로(110)를 지나게 하여, 처리 용기(30)의 외부로 인출되어 있다. 이 때문에, 기판(G)의 지지, 스테이지(41)의 이동, 기판(G)의 온도 조절 등을, 처리 용기(30)의 외부로부터 매우 적합하게 행할 수 있다. 또한, 각 평행 링크 기구(44, 45)의 아암(75, 85)에 만곡부(85a)가 형성되어 있음으로써, 아암(75, 76, 85, 86)끼리의 절곡 각도가 크게 유지되어, 전기 배선(102)이나 유체 유로(106, 108)의 파손이나 열화가 방지된다. 또한, 스테이지(41) 내에 대기압의 공간부(100)가 형성되어 있기 때문에, 예를 들면 리프트 핀 등의 레이 아웃도 용이해진다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태의 일 예를 설명했지만, 본 발명은 도시의 형태에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 생각이 미칠 수 있는 것은 분명하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 예를 들면, 도시한 반송 장치(40)에서는, 직진 운동 기구(43)에 대하여 2개의 평행 링크 기구(44, 45)를 형성한 예를 설명했지만, 통기 경로(110) 내에 배치하는 전기 배선이나 열매체 유로가 적은 바와 같은 경우, 평행 링크 기구(44, 45)는 어느 한쪽만이라도 좋다.

또한, 직진 운동 기구(43)나 링크 기구(44, 45)를 구성하는 각 링크나 각 아암 등으로의 성막을 방지하기 위해, 직진 운동 기구(43)나 링크 기구(44, 45)를 커 버로 덮는 경우도 고려된다. 또한, 각 링크간, 각 아암간, 링크 또는 아암과 스테이지간 등에 형성하는 실드 부재로서, 자성 유체 이외에, O링도 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 적용예를, 유기 EL 소자(A)의 발광층(3)의 증착 처리 장치(13)에 기초하여 설명했지만, 본 발명은, 그 이외의 각종 전자 디바이스 등의 처리에 이용되는 진공 처리 장치에 적용할 수 있다. 예를 들면, 성막(PVD, CVD)·에칭·열처리·광조사 등의 각종 처리 장치에 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 기판을 반송하는 반송 챔버에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 실시 형태에서 나타낸 증착 처리 장치(13) 등에 본 발명을 적용하는 경우는, 기판(G)의 반송 속도를 일정하게 하도록, 모터(56)의 회전을 제어하는 것이 바람직하다. 한편, 반송 챔버 등에도 본 발명을 적용하는 경우라면, 기판(G)의 반송 속도를 일정하게 하는 바와 같은 모터(56)의 회전 제어는 생략할 수 있다.

처리의 대상이 되는 기판(G)은, 유리 기판, 실리콘 기판, 각형(角形), 환형(丸形) 등의 기판 등, 각종 기판에 적용할 수 있다. 또한, 도 2에서는, 기판(G)의 반송 방향을 따라, 로더(11), 트랜스퍼 챔버(12), 발광층(3)의 증착 처리 장치(13), 트랜스퍼 챔버(14), 워크 함수 조정층의 성막 장치(15), 트랜스퍼 챔버(16), 에칭 장치(17), 트랜스퍼 챔버(18), 스퍼터링 장치(19), 트랜스퍼 챔버(20), CVD 장치(21), 트랜스퍼 챔버(22), 언로더(23)를 직렬로 순서대로 늘어놓은 구성의 성막 시스템(10)을 나타냈다. 그러나, 각 처리 장치의 대수·배치는 임의로 변경 가능하다.

본 발명은, 예를 들면 유기 EL 소자의 제조 분야에 적용할 수 있다.

도 1은 유기 EL 소자의 설명도이다.

도 2는 성막 시스템의 설명도이다.

도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 증착 처리 장치의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 증착 처리 장치의 내부 구조를 나타내는 부분 단면도이다.

도 5는 처리 용기의 저면에 있어서의 모터의 축의 관통 부분의 단면도이다.

도 6은 반송 장치의 평면도이다.

도 7은 직진 운동 기구와 평행 링크 기구의 각 링크, 각 아암 및 각 회전축의 위치 관계의 변화를 나타내는 모식도(schematic drawing)이다.

도 8은 스테이지의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 9는 아암끼리의 접속 구조를 나타내는 확대 단면도이다.

도 10은 스테이지가 회전하지 않고 직선 이동해 가는 상태의 설명도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

A : 유기 EL 소자

G : 유리 기판

10 : 처리 시스템

11 : 로더

12, 14, 16, 18, 20, 22 : 트랜스퍼 챔버

13 : 발광층의 증착 처리 장치

15 : 워크 함수 조정층의 성막 장치

17 : 에칭 장치

19 : 스퍼터링 장치

21 : CVD 장치

23 : 언로더

30 : 처리 용기

31 : 반출구

32 : 반입구

35 : 배기공

36 : 감압 기구

40 : 반송 장치

41 : 스테이지

43 : 직진 운동 기구

44, 45 : 평행 링크 기구

50 : 지지 플레이트

56 : 모터

75, 76, 85, 86 : 아암

75a, 85a : 만곡부

100 : 공간부

102 : 전기 배선

106 : 유체 유로

108 : 기체 배관

110 : 통기 경로

115 : 볼록부

116 : 오목부

120 : 축받이 부재

121 : 시일 부재

130 : 증착 헤드

Claims

기판을 처리하는 처리 장치로서,

기판을 수납하는 처리 용기와,

상기 처리 용기의 내부를 감압시키는 감압 기구와,

상기 처리 용기의 내부에 배치된, 기판을 지지하는 스테이지와, 상기 스테이지를 직진 운동시키는 직진 운동 기구와, 상기 스테이지의 회전을 방지하는 평행 링크 기구를 구비하고,

상기 처리 용기의 내부의 분위기와 차단된 공간부가, 상기 스테이지의 내부에 형성되고,

상기 공간부와 상기 처리 용기의 외부와의 분위기를 연통(communication)시키는 통기 경로가, 상기 평행 링크 기구의 내부에 형성되어 있는 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 직진 운동 기구가 포어셀리어(peaucellier)의 직진 운동 기구인 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 직진 운동 기구를 구동시키는 구동원이, 상기 처리 용기의 외부에 배치되어 있는 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 평행 링크 기구는, 서로 절곡이 자유롭게 접속된 복수의 아암을 갖고 있는 처리 장치.
제4항에 있어서,

상기 평행 링크 기구를 구성하는 복수의 아암끼리의 접속부에서는, 한쪽의 아암에 형성된 원주 형상의 볼록부를, 다른 한쪽의 아암에 형성된 원주 형상의 오목부에 삽입함으로써, 서로 절곡이 자유롭게 접속되고,

상기 볼록부의 외주면과 상기 오목부의 내주면과의 사이에는, 축받이 부재와 시일 부재가 설치되어 있는 처리 장치.
제5항에 있어서,

상기 시일 부재가 상기 축받이 부재보다도 상기 처리 용기의 내부 분위기측에 배치되고, 상기 축받이 부재가 상기 시일 부재에 의해 봉지된 상기 아암 내의 분위기측에 배치되어 있는 처리 장치.
제5항에 있어서,

상기 시일 부재는 자성 유체인 처리 장치.
제4항에 있어서,

상기 평행 링크 기구를 구성하는 복수의 아암의 어느 한쪽에는 외측으로 넓어지도록 형성된 만곡부가 형성되어 있고, 이 만곡부가 있음으로써, 상기 복수의 아암끼리의 접속부에 있어서의 아암끼리의 절곡 각도가 크게 되어져 있는 처리 장치.
제4항에 있어서,

상기 아암의 내부에 전기 배선이 배치되어 있는 처리 장치.
제4항에 있어서,

상기 아암의 내부에 유체 유로가 배치되어 있는 처리 장치.
제4항에 있어서,

상기 아암의 내부에 기체 배관이 배치되어 있는 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 스테이지에 지지된 기판에 대하여 성막 재료의 증기를 공급하는 증착 헤드를 상기 처리 용기의 내부에 구비하는 처리 장치.
제12항에 있어서,

상기 성막 재료는 유기 EL 소자의 발광층의 성막 재료인 처리 장치.