KR101090590B1

KR101090590B1 - 유기 ｅｌ 디바이스 제조 장치 및 성막 장치

Info

Publication number: KR101090590B1
Application number: KR1020110058475A
Authority: KR
Inventors: 타다시 와까바야시; 노부히로 니라사와; 겐지 유미바; 유끼오 오찌아이; 미끼오 아사다
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2011-12-08
Also published as: KR20110081129A; JP5173699B2; CN102709491A; CN101685848A; JP2010077487A; KR101119748B1; TW201023291A; KR20100035099A; CN101685848B; TW201330162A

Abstract

본 발명의 과제는, 클러스터 구조를 갖고, 라인 길이를 짧게 할 수 있는, 혹은 공간 효율이 좋은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 유기 EL 디바이스 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공하는 것이다.
증착 재료를 기판에 증착하는 처리부를 구비하는 진공 처리 챔버와, 상기 기판을 반입 또는 반출하는 전달실과, 상기 기판을 상기 전달실과 상기 복수의 처리부의 사이를 반송하는 반송 수단을 구비하는 진공 챔버인 클러스터를 복수 직렬로 설치하고, 상기 처리부를 하나의 상기 진공 처리 챔버 혹은 복수의 상기 진공 처리 챔버에 복수 설치하고, 상기 복수의 처리부 중 적어도 2개 이상의 처리부를 상기 반송 수단의 한쪽에 인접하여 배치하고, 기판을 반입 로드실로부터 반입하고, 상기 각 클러스터를 통해 반출 로드실로 반송하는 도중에 상기 반송 기판의 반송 각도를 보정한다.

Description

유기 ＥＬ 디바이스 제조 장치 및 성막 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING ORGANIC EL DEVICE, AND APPARATUS FOR FORMING FILM}

본 발명은, 유기 EL 디바이스 제조 장치 및 유기 EL 디바이스 제조 방법 및 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것으로, 특히 대형 기판을 반송하여 증착법에 의한 제조에 적합한 유기 EL 디바이스 제조 장치 및 유기 EL 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

표시 디바이스로서 유기 EL 디바이스가 주목받고 있고, 그것을 제조하는 유력한 방법으로서 진공 증착법이 있다. 유기 EL 디바이스를 제조하기 위해서는, 단순히 발광 재료층(EL층)을 형성하여 전극 사이에 끼우는 것뿐인 구조가 아니라, 양극 상에 정공(正孔) 주입층이나 수송층, 음극 상에 전자 주입층이나 수송층 등 여러가지 재료가 박막으로서 이루어지는 다층 구조를 형성하기 위해, 유기 EL 디바이스 제조 장치는 처리 챔버를 복수 갖는 클러스터가 복수 연속되는 구성을 취한다. 이러한 종래 기술로서는 하기의 것이 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2003-027213호 공보

그러나 종래의 클러스터 구조에서는, 각 처리부가 방사상으로 배치되므로, 또한 각 클러스터 사이의 처리부가 간섭하지 않도록 이격하여 배치되므로, 각 클러스터 사이의 거리를 길게 취할 필요가 있어, 라인 전체적으로 길어지는 과제가 있다. 특히, 요즘은 표시 디바이스에 사용되는 기판 사이즈도 1500㎜×1850㎜에 달하고, 점점 라인 길이가 길어진다. 또한, 방사상의 배치는, 클러스터 및 처리부 사이에 불필요한 공간(dead space)이 생겨 공간 효율이 나쁘다.

또한, 본 발명에 있어서의 클러스터라 함은, 기판을 반송하는 방향의 적어도 한쪽에 설치된 복수의 기판 처리부와 기판 반입출부를 갖는 것을 말한다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 클러스터 구조를 갖고, 라인 길이를 짧게 할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 유기 EL 디바이스 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제2 목적은, 클러스터 구조를 갖고, 공간 효율이 좋은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 유기 EL 디바이스 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 증착 재료를 기판에 증착하는 처리부를 구비하는 진공 처리 챔버와, 상기 기판을 반입 또는 반출하는 전달실과, 상기 기판을 상기 전달실과 상기 복수의 처리부의 사이에서 반송하는 반송 수단을 구비하는 진공 챔버인 클러스터를 갖는 유기 EL 디바이스 제조 장치에 있어서, 상기 처리부를 하나의 상기 진공 처리 챔버 혹은 복수의 상기 진공 처리 챔버에 복수 설치하고, 상기 복수의 처리부 중 적어도 2개 이상의 처리부를 상기 반송 수단의 한쪽에 인접하여 배치한 것을 제1 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 상기 제1 특징에 부가하여, 상기 클러스터를 복수 갖고, 상기 복수의 클러스터를 직렬로 직각으로 접속한 것을 제2 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 기판을 반입 로드실로부터 반입하고, 복수의 처리부를 구비하는 적어도 1대의 진공 챔버를 갖는 클러스터를 통해, 반출 로드실로 반송하여, 상기 진공 챔버에 있어서 증착 재료를 상기 기판에 증착하고, 상기 반송의 도중에서 상기 반송 기판의 반송 각도를 보정하는 것을 제3 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 상기 제1 내지 제3 중 어느 하나의 특징에 부가하여, 상기 클러스터는 동일한 처리를 행하는 상기 처리부를 복수 설치한 상기 진공 처리 챔버를 2대 구비한 것을 제4 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 상기 제4 특징에 부가하여, 상기 복수의 처리부를 상기 반송하는 방향에 대해 상하 좌우에 대칭으로 설치하고, 상기 기판을 제1 처리부에서 처리한 후에, 제1 처리부와 점 대칭의 위치에 있는 제2 처리부에서 처리하는 것을 제5 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 클러스터 구조를 갖고, 라인 길이를 짧게 할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 유기 EL 디바이스 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 클러스터 구조를 갖고, 공간 효율이 좋은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 유기 EL 디바이스 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 유기 EL 디바이스 제조 장치를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 형태인 반송 챔버(2)와 처리 챔버(1)의 구성의 개요를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 형태인 반송 챔버와 처리 챔버의 구성의 모식도와 동작 설명도.
도 4는 각도 보정 기구의 필요성을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 각도 보정 기구의 제1 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 각도 보정 기구의 제2 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태인 처리 챔버(1)의 처리 흐름을 나타낸 도면.
도 8은 섀도우 마스크의 일례를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태를 설명하는 도면.

발명의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 7을 이용하여 설명한다. 유기 EL 디바이스 제조 장치는, 단순히 발광 재료층(EL층)을 형성하여 전극 사이에 끼우는 것뿐인 구조가 아니라, 양극 상에 정공 주입층이나 수송층, 음극 상에 전자 주입층이나 수송층 등 여러가지 재료가 박막으로서 이루어지는 다층 구조를 형성하거나, 기판을 세정한다. 도 1은 그 제조 장치의 일례를 도시한 것이다.

본 실시 형태에 있어서의 유기 EL 디바이스 제조 장치(100)는, 크게 구별하여 처리 대상의 기판(6)(이하, 단순히 기판이라 함)을 반입하는 로드 클러스터(3), 상기 기판(6)을 처리하는 4개의 클러스터(A 내지 D), 각 클러스터(A 내지 D) 사이 또는 클러스터와 로드 클러스터(3) 혹은 다음 공정(밀봉 공정)의 사이에 설치된 5개의 전달실(4)로 구성되어 있다. 다음 공정의 후방에는 기판을 반출하기 위해 적어도 후술하는 로드실(31)과 같은 언로드실(도시하지 않음)이 있다.

로드 클러스터(3)는, 전후에 진공을 유지하기 위해 게이트 밸브(10)를 갖는 로드실(31)과 상기 로드실(31)로부터 기판(6)을 수취하고, 선회하여 전달실(4a)에 기판(6)을 반입하는 반송 로봇(5R)으로 이루어진다. 각 로드실(31) 및 각 전달실(4)은 전후에 게이트 밸브(10)를 갖고, 당해 게이트 밸브(10)의 개폐를 제어하여 진공을 유지하면서 로드 클러스터(3) 혹은 다음 클러스터 등으로 기판을 전달한다.

유기 EL 디바이스 제조 장치(100)는, 방사상 형상이 아니라 직사각형 또는 정사각형의 형상을 갖는 클러스터를, 도 1의 화살표로 나타내는 반송 방향에 대해 직렬로 배치하고 있다. 각 클러스터(A 내지 D)는, 1대의 반송 로봇(5)을 갖는 반송 챔버(2)와, 반송 로봇(5)으로부터 기판을 수취하고, 소정의 처리를 하는 도면상에서 상하에 배치된 2개의 처리 챔버(1)(제1 첨자 a 내지 d는 클러스터를 나타내고, 제2 첨자 u, d는 상측 하측을 나타냄. 이하, 영문자인 첨자에 있어서, 소문자는 장소를, 대문자는 구성 요소를 나타냄)를 갖는다. 각 처리 챔버에는, 화살표로 나타내는 반송 방향에 대해 평행하게 배치된 2개의 처리부가 있다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이, 진공 증착 챔버인 처리 챔버(1bu)에는, 처리부(1buL과 1buR)가 있다. 다른 처리 챔버에 있어서도 동일하다. 도 1에 있어서는 부호가 번잡해지므로, 처리 챔버(1bu와 1cd)에만 첨자 L(좌측), R(우측)을 부여하고 있다. 반송 챔버(2)와 처리 챔버(1)의 각 처리부에는 게이트 밸브(10)가 설치되어 있다.

도 2는, 반송 챔버(2)와 처리 챔버(1)의 구성의 개요를 도시한다. 처리 챔버(1)의 구성은 처리 내용에 따라 다르지만, 진공으로 발광 재료를 증착하여 EL층을 형성하는 진공 증착 챔버(1bu)를 예로서 설명한다. 도 3은, 그 반송 챔버(2b)와 진공 증착 챔버(1bu)의 구성의 모식도와 동작 설명도이다. 도 2에 있어서의 반송 로봇(5)은 전체를 상하로 이동 가능[도 3의 화살표(53) 참조]하고, 좌우로 선회 가능한 링크 구조의 아암(51)을 갖고, 그 선단부에는 기판 반송용의 빗살 형상 핸드(52)를 상하 2단으로 2개 갖는다. 상하 2단으로 함으로써, 상부는 반입용, 하부는 반출용으로 하여, 하나의 동작으로 반입출 처리를 동시에 행할 수 있다. 2개의 핸드로 할지 1개의 핸드로 할지는 처리 내용에 따라 정한다. 이후의 설명에서는, 설명을 간단하게 하기 위해 1개의 핸드로 설명한다.

한편, 진공 증착 챔버(1bu)는, 크게 구별하여 발광 재료를 증발시켜 기판(6)에 증착시키는 증착부(7)와, 기판(6)의 필요한 부분에 증착시키는 얼라인먼트부(8) 및 반송 로봇(5)으로 기판의 전달을 행하고, 증착부(7)로 기판(6)을 이동시키는 처리 전달부(9)로 이루어진다. 얼라인먼트부(8)와 처리 전달부(9)에는, 좌측 처리부에 있는 8L, 9L과, 우측 처리부에 있는 8R, 9R을 설치한다. 처리 전달부(9)는, 반송 로봇(5)의 빗살 형상 핸드(52)와 간섭하는 일 없이 기판(6)을 전달 가능하고, 기판(6)을 고정하는 수단(94)을 갖는 빗살 형상 핸드(91)와, 상기 빗살 형상 핸드(91)를 선회시켜 기판(6)을 직립시켜, 얼라인먼트부(8) 혹은 증착부(7)로 이동하여 대면시키는 기판면 제어 수단(92)을 갖는다. 상기 고정하는 수단으로서는, 진공 중인 것을 고려하여 전자기 흡착이나 클립하는 수단 등을 이용한다.

얼라인먼트(8)는 도 8에 도시하는 마스크(81M), 프레임(81F)으로 이루어지는 섀도우 마스크(81)와 기판 상의 얼라인먼트 마크(84)에 의해 기판(6)과 섀도우 마스크(81)와 위치 맞춤을 하는 도 2에 도시하는 얼라인먼트 구동부(83)를 갖는다.

증착부(7)는 증발원(71)을 레일(76) 상을 따라 상하 방향으로 이동시키는 상하 구동 수단(72), 증발원(71)을 레일(75) 상을 따라 좌우의 얼라인먼트부 사이를 이동하는 좌우 구동 베이스(74)를 갖는다. 증발원(71)은 내부에 증착 재료인 발광 재료를 갖고, 상기 증착 재료를 가열 제어(도시하지 않음)함으로써 안정된 증발 속도가 얻어지고, 도 3의 인출도에 도시하는 바와 같이, 라인상으로 배열된 복수의 분사 노즐(73)로부터 분사되는 구조로 되어 있다. 필요에 따라서는, 안정된 증착이 얻어지도록 첨가제도 동시에 가열하여 증착한다.

이상 실시 형태에 있어서, 반송 로봇(5)은 진공 중에 있는 기구를 가능한 한 간단화하기 위해, 전체의 상하 이동과, 베이스부의 회전과, 빗살 형상 핸드(52)를 방사상으로 신축시키는 3자유도로 구성되어 있다. 따라서, 도 4에 도시하는 바와 같이 전달실(4b)에 기판(6)이 파선으로 나타내는 바와 같이 평행하게 반입되고, 반송 로봇(5b)이 기판(6)을 그대로 처리 전달부(9buL)로 반송하면, 기판(6)은 처리 전달부(9buL)에 대해 일정 각도 αL을 가진 상태로 비스듬히 설치된다. 이것에 대처하기 위해서는, (1) 도 4의 실선으로 나타내는 바와 같이 직사각형의 기판(6)이 처리 전달부(1buL)에 대해 평행하게 겹치도록, 전술한 각도 αR을 반송계에서 보정하거나, (2) 반송 로봇(5)의 자유도를 증가시키거나, (3) 증착부에서 보정하는 것이 필요하다.

우선, (1)의 본 실시 형태를 설명한다. 그런데, 상기한 실시 형태의 설명 중에서 반송계를 구성하는 것은, 로드 클러스터(3)의 로드실(31), 반송 로봇(5R), 전달실(4), 반송 챔버(2)의 반송 로봇(5) 및 처리 챔버(1)의 처리 전달부(9)이다. 적어도 이 중 어딘가에서 보정할 필요가 있다. 그러나 진공 챔버 내는 가능한 한 심플한 구조로 할 필요가 있고, 로드실(31) 또는 전달실(4)에서 보정하는 것이 바람직하다. 로드실(31)과 전달실(4)의 구조는 기본적으로는 동일하므로, 전달실(4)을 예로 취한다.

도 5는, 각도 보정 기구의 제1 실시예로서 전달실(4)에 있어서의 각도 보정 기구를 도시한 도면이다. 도 5의 (a)는 반송 로봇(5)의 빗살 형상 핸드(52)를 전달실(4)에 삽입하였을 때를 상부에서 본 조감도, 도 5의 (b)는 전달실(4)의 측면도를 도시한 도면이다.

전달실(4)은, 양 사이드의 기판 반입출구에 설치된 게이트 밸브(10I, 10E)와 복수의 지지 핀(4P)을 갖는 적재대(4D)와 각도 보정 기구(4H)를 갖고, 상기 각도 보정 기구(4H)는, 적재대(4D)를 지지하는 적재대 지지부(4S)와, 상기 적재대 지지부(4S)를 좌우로 회전시키는 회전 구동 모터(4KM), 적재대 지지부(4S)를 밀봉하는 자기 밀봉부(4J)로 구성되어 있다.

이러한 기구에 있어서, 도 5의 (a)의 파선으로 나타내는 바와 같이, 클러스터(A)의 반송 로봇(5a)이, 기판(6)을 무회전 상태의 적재대(4D)에, 그 적재대에 평행한 상태로 적재한 후, 반송 로봇(5b)이 도 4에 도시하는 처리 전달부(1buL)에 겹치도록 반송하는 경우를 상정한다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 처리 전달부(9buL)에 반송 로봇(5b)으로부터 보아, 기판(6)을 우측으로 αL도 회전시킨 상태에서 반송하면 된다.

그 동작 흐름을 보면, 우선 게이트 밸브(10E)를 폐쇄한 상태에서 게이트 밸브(10I)를 개방하고, 반송 로봇(5a)의 빗살 형상 핸드(52a)에 의해 게이트 밸브의 개구부(10IK)로부터 기판을 반입하고, 적재대(4D)에 적재한다. 상기 빗살 형상 핸드(52a)가 퇴출 후, 밸브체(10IB)를 폐쇄하는 동시에, 적재대(4D)를 상기 각도 보정 기구(4H)에 의해 우측으로 αL도 회전시킨다. 그 후, 게이트 밸브(10E)를 개방하여, 그 개구부(10EK)로부터 반송 로봇(5b)의 빗살 형상 핸드(52b)를 삽입하고, 기판(6)을 들어올려 반출한다. 반송 로봇(5a)은 그 베이스를 처리 전달부(1buL)의 방향을 회전시켜 링크 길이를 조절하면서 처리 전달부(9buL)에 기판(6)을 적재한다.

이상의 설명에서는, 기판(6)을 전달실(4)에 평행한 상태로 반입하여 적재대(4D)에 설치하는 경우를 설명하였지만, 기판(6)이 각도 β를 갖고 설치된 경우는, 기판(6)의 빗살 형상 핸드(52b)에 대한 각도가 αL이 되도록 적재대(4D)의 각도를 제어한다.

본 실시예에서는, 적재대(4D)가 각도 보정을 한 후, 반송 로봇(5b)을 지지 핀(4P)과 간섭하는 일 없이 적재대(4D)와 기판(6)의 사이에 삽입할 수 있도록, 지지 핀(4P)의 굵기, 간격 및 빗살 형상 핸드(52)의 빗살의 개수, 폭 등을 결정한다. 도 5의 (a)에서는, 실선으로 각도 보정 후의 기판(6)과 그때의 지지 핀(4P)의 상태를 나타내고, 파선이 각도 보정 전의 상태를 나타내고 있다.

도 6은, 전달실(4)에 있어서의 각도 보정 기구의 제2 실시예를 도시한 도면이다.

제1 실시예에서는, 전술한 지지 핀의 크기에 따라, 반송 로봇(5b)의 반입 영역, 즉 반입 각도 αL 등이 제한된다. 후술하는 바와 같이, 각 클러스터의 구성이 동일하고, 반송하는 기판의 크기가 일정한 경우는, 각도 αL 등을 일정하게 하는 것이 가능하다. 그러한 경우는, 제1 실시예는 기구가 간단해 우수하다. 그러나 그렇지 않은 경우는 제1 실시예에서는 다소의 제약이 발생한다. 따라서, 제2 실시예의 각도 보정 기구(4H)는, 적재대(4D)는 회전시키지 않고 기판(6)만을 회전시키는 기구를 갖는다. 그 결과, 반송 로봇(5b)의 반입 루트의 형상은 불변이 되어, 어떠한 각도에도 대응할 수 있고, 빗살 형상 핸드(52b)의 빗살의 폭을 작게 할 수 있어 대응할 수 있는 기판 사이즈를 넓게 할 수 있다.

도 6에 있어서, 각도 보정 기구는 지지 핀(4P)과, 상기 지지 핀을 고정한 지지 핀 회전대(4KD)와, 상기 지지 핀 회전대(4KD)를 회전대 지지부(4SJ)를 통해, 좌우로 회전시키는 회전 구동 모터(4KM)와, 상하로 이동시키는 상하 구동 모터(4JM)로 구성되어 있다. 또한, 4V는 회전대 지지부(4SS)의 상하 이동에 대한 밀봉용 벨로우이다. 한편, 적재대(4D)는 고정이며, 그 횡단면은 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 기판(6)을 지지하는 볼록부(4DT)를 갖는다. 또한, 적재대(4D)에는 지지 핀(4P)을 회전 가능하게 하는 각 지지 핀 또는 지지 핀군에 대한 가동 홈(4SK)이 있다.

이러한 기구에 있어서, 우선 반송 로봇(5a)이 전달실(4b)에 반입하고, 기판(6)을 적재대(4D)의 볼록부(4DT)에 적재한다. 이때, 지지 핀(4P)은 지지 핀 회전대(4KD)와 함께 최하위 위치에 있다. 그 후, 지지 핀 회전대(4KD)를 상승시켜, 지지 핀(4P)으로 기판(6)을 지지하고, 원하는 각도, 예를 들어 αL, 지지 핀 회전대(4KD)를 회전시키고, 그 상태에서 지지 핀 회전대(4KD)를 강하시켜, 적재대(4D)에 기판(6)을 적재한다. 다음에, 반송 로봇(5b)을 반입시키고, 기판(6)을 파지하여 전달실(4b)로부터 반출한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 반송 로봇(5b)에 있어서, 어떠한 각도가 되어도 항상 적재대(4D)의 볼록부(4DT) 사이를 반출 루트로 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 가늘고 긴 볼록부(4DT)로 기판(6)을 적재하였지만, 직선 형상으로 배치한 지지 핀으로 적재해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 전달실에, 기판의 반송 각도의 각도 보정 기구를 설치함으로써, 직사각형의 처리 챔버를 갖는 클러스터 구조를 직렬로 연결할 수 있어, 전체의 라인 길이를 짧게 할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 유기 EL 디바이스 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 상기한 클러스터 구조를 갖는 라인 구성을 실현할 수 있어, 공간 효율이 좋은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 유기 EL 디바이스 제조 방법을 제공할 수 있다.

이상의 설명에 있어서, 예를 들어 αR, αL의 관계를 고려하지 않고 설명해 왔다.

따라서, 각도 보정 기구를 각 전달부(4)에 설치하면, 각 클러스터 또는 각 처리 챔버의 치수 혹은 기판 사이즈에 대응할 수 있다.

일련의 처리에 있어서, 도 1에 있어서의 각 처리 챔버끼리, 혹은 1개의 처리 챔버 중에 도 3에 도시하는 바와 같이 복수의 처리부끼리를 동일 형상, 동일 배치로 할 수 있다.

예를 들어, 도 1의 실시 형태에 있어서, 클러스터(A 내지 D)는 동일 형상, 동일 배치이며, 게다가 각 클러스터의 상하에 배치된 2개의 처리 챔버도 반송 방향에 대해 선 대칭이고, 게다가 1개의 처리 챔버에 있어서의 2개의 처리부도 반송 방향에 수직선에 대해 선 대칭이다. 따라서, 반송 로봇(5)은 반송 챔버, 굳이 말하면 클러스터의 중심 위치에 배치된다. 그 결과, 도 4에 있어서의 αR, αL은, αR=-αL=α가 되고, 처리 챔버(1bd)에서는 처리 챔버(1bu)와 크로스의 관계가 되어, 처리 전달부(9bdR)에서는 α의 값을, 처리 전달부(9bdL)에서는 -α의 값을 취한다.

따라서, 우선 첫 번째로 전달실(4)의 각도 보정 기구는, 동일 사이즈 기판을 처리하는 것이면, 연속한 값을 취할 필요가 없고, 일정한 각도 ±α의 2값의 값을 취하면 된다. 이 경우는, 제1 실시 형태의 제1 실시예가 유효해진다.

이 경우에 있어서, 동일 클러스터 내에서 α로부터 -α 혹은 -α로부터 α를 갖는 처리 전달부로 기판(6)을 반송할 때에는, 그 클러스터가 접하는 전달실(4)에서 각도 보정을 행할 필요가 있다.

도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 후술하는 바와 같이 동일 처리 챔버 내에서의 2개의 처리부의 처리는 동일하다. 따라서, 동일 클러스터 내에서는, α로부터 α 혹은 -α로부터 -α를 갖는 처리 전달부로 반송하게 된다. 또한, 각 클러스터의 보정 각도가 ±α로 동일하면, 어떤 기판은 전부 보정 각도 α로, 다음 기판은 모두 보정 각도 -α로 유기 EL 디바이스 제조 장치(100)의 반입구로부터 반출구까지 처리되어, 반송되게 된다. 이 경우는, 가능한 한 상류측에서 한번 각도 보정을 하면 좋고, 상기 전제 조건이 바뀌지 않으면 하류에서는 각도 보정은 불필요하다. 물론, 상기 전제 조건이 바뀌는 경우에는 각도 보정 기구를 설치할 필요가 있다.

본 실시 형태에서의 후보로서는 로드실(31)과 전달실(4a)이다. 로드실(31)에서는, 전달실과 동일한 기구를 설치해도 좋지만, 로드실(31)에 기판(6)을 반입할 때에 미리 ±α의 각도로 대기시켜 반입시켜도 좋다. 또한, 로드실(31)에는 기판마다 반입하는 것이 아니라, 복수매 수납된 카세트 단위로 반입하는 것이면, 상측의 로드실(31)에는 α의 각도를 갖는 카세트, 하측의 로드실(31)에는 -α의 각도를 갖는 카세트를 배치해도 좋다.

본 실시 형태에 따르면, 2개의 동일 라인을 병렬로 가질 수 있으므로, 전체 생산 라인은 외관상 길어지는 경우도 있지만, 생산량에 대한 단위 길이에 있어서는 종래에 비해 짧게 할 수 있다.

다음에, (2)의 반송 로봇의 자유도를 증가시키는 방법에 대한 실시 형태를 설명한다. 도 5에 도시하는 반송 로봇(5)의 빗살 형상 핸드(52)를 좌우 회전시키는 자유도를 설정한다. 예를 들어, 빗살 형상 핸드(52)의 링크와의 접속부(52J)에 그 자유도를 설정한다. 진공 챔버 내에 이동하는 기구를 새롭게 설치하는 것은 바람직하지는 않지만, 상기 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

(3)의 증착부에서 보정하는 방법을 설명하기 전에, 도 7을 이용하여, 도 1 내지 도 3에 도시한 처리 챔버(1)가, 전달실(4) 또는 그 상류에서 각도 보정된 기판(6)을 처리 전달부(9)에 반입하고, 진공 증착하여, 반출할 때까지 처리 흐름을 설명한다. 본 흐름 처리 후에는, 전술한 바와 같이 동일 클러스터의 대각선 상에 있는 처리부로 반송하여 동일한 증착 처리를 행한다.

본 실시 형태에서의 진공 증착 처리의 기본적인 고려 방법은, 상면 반송된 기판(6)을 수직으로 세워, 얼라인먼트부(8)로 반송하여, 증착한다. 반송시 기판(6)의 하면이 증착면이면 반전할 필요가 있지만, 상면이 증착면이므로 수직으로 세우는 것만으로 좋다.

다음에, 본 실시 형태에 진공 증착 처리 흐름을 도 3을 참조하면서 도 7을 이용하여 상세하게 설명한다. 도 3에 있어서 기판(6)이 존재하는 부분은 실선으로 나타낸다.

우선, R 라인에 있어서, 기판(6R)을 반입하고, 기판(6R)을 수직으로 세워 얼라인먼트부(8R)로 이동하고, 기판(6)과 섀도우 마스크(81)로 위치 맞춤을 행한다(단계 R1 내지 단계 R3). 이때, 기판은 증착면을 상부로 한 상면 반송이므로, 반전 등을 하는 일 없이 바로 위치 맞춤을 행할 수 있다. 위치 맞춤은, 도 3의 인출도에 도시하는 바와 같이, CCD 카메라(86)로 촬상하고, 기판(6)에 설치된 얼라인먼트 마크(84)가 마스크(81M)에 설치된 창(85)의 중심에 오도록, 섀도우 마스크(81R)를 상기 얼라인먼트 구동부(83)로 제어함으로써 행한다. 본 증착이 적색(R)을 발광시키는 재료이면, 도 8에 도시하는 바와 같이 마스크(81M)의 R에 대응하는 부분에 창이 형성되어 있고, 그 부분이 증착되게 된다. 그 창의 크기는 색깔에 따라 다르지만 평균하여 폭 50㎛, 높이 150㎛ 정도이다. 마스크(81M)의 두께는 40㎛이고, 앞으로 더욱 얇아지는 경향이 있다.

위치 맞춤이 종료되면, 증발원(71)을 R 라인측으로 이동시키고(단계 R4), 그 후 라인상의 증발원(71)을 상부 또는 하부로 이동시켜 증착한다(단계 R5). R 라인 증착 중에, L 라인에서는 R 라인과 마찬가지로 단계 L1 내지 단계 L3의 처리를 행한다. 즉, 다른 기판(6L)을 반입하고, 당해 기판(6L)을 수직으로 세워 얼라인먼트부(8L)로 이동하고, 섀도우 마스크(81L)와의 위치 맞춤을 행한다. R 라인의 기판(6R)의 증착을 완료하면, 증발원(71)은 L 라인으로 이동하여(단계 L4), L 라인에 있는 기판(6L)을 증착한다(단계 L5). 이때 증발원(71)이 R 라인의 증착 영역으로부터 완전히 나가기 전에, 기판(6R)이 얼라인먼트부(8R)로부터 이격되면, 불필요하게 증착될 가능성이 있으므로, 완전히 나간 후에, 기판(6R)의 처리 챔버(1)로부터의 반출 동작을 개시하고, 그 후 새로운 기판(6R)의 준비에 들어간다. 상기 불필요한 증착을 피하기 위해 라인 사이에 구획판(11)을 설치한다. 또한, 도 3은 단계 R4 및 단계 L1의 상태를 나타내고 있다. 즉, R 라인에서는 증착을 개시하고, L 라인에서는 진공 증착 챔버(1bu)에 기판을 반입한 상태이다.

그 후, 상기 흐름을 연속해서 행함으로써 증발부(7)의 이동 시간을 제외하고 쓸데없이 증착 재료를 사용하는 일 없이 증착할 수 있다. 증착에 필요한 시간과 그 밖의 처리 시간은 대략 1분이며, 증발원(71)의 이동 시간을 5초로 하면, 종래는 1분의 쓸데없는 증착 시간을 본 실시 형태에서는 5초로 단축할 수 있다. 상기 본 실시 형태에 따르면, 도 6에 도시하는 바와 같이 진공 증착 챔버(1bu)의 처리 기판 1매의 처리 사이클은 실질적으로 증착 시간＋증발원(71)의 이동 시간이 되어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 전술한 조건으로 처리 시간을 평가하면, 종래의 2분에 대해, 본 발명에서는 1분 5초가 되어 챔버 1개당의 생산성을 약 2배로 향상시킬 수 있다.

이상의 (1), (2) 실시 형태는 모두 기판(6)의 증착면을 상부로 하여 반송하고, 세워져 있는 섀도우 마스크에서 증착할 수 있도록, 기판을 세우는 경우에 대해 설명하였다. 그 밖의 증착 방법으로는, 기판, 섀도우 마스크 모두 수평으로 하여 행하는 방법이 있다. 그 경우의 대부분은, 도 9에 도시하는 바와 같이 증착면을 하부로 하여, 증착 처리를 하방으로부터 행한다. 이러한 경우는, (3)의 증착부에서 보정하는 방법도 유효하다.

이러한 실시 형태에서는, 기판 처리면을 하면으로 반송하기 위해, 기판(6)을 전용의 케이스에 넣고 기판의 양단부를 파지하여 반송한다. 각도 조절 기구는 상기한 실시 형태에 나타낸 방법을 적용할 수 있다.

또한, 기판을 수직으로 하여 증착하고 있으므로, 섀도우 마스크의 위치 맞춤 기구 등과 복잡하게 얽혀, 처리 챔버(1) 내의 처리 전달부(9)를 회전시키는 것은 어렵지만, 기판 처리면이 수평인 경우, 도 5에 도시하는 기구를 처리 전달부(9)에 설치하거나, 보정각이 일정하면, 도 9에 도시하는 바와 같이 얼라인먼트부(7)를 그 각도에 맞추어 설치하고, 증발원(71)을 그 각도에 맞추어 주사(走査)시킴으로써 실질적으로 각도 보정하는 것도 가능하다.

본 실시 형태에 있어서도, 앞의 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 서로 다른 증착면 자세에 의한 섀도우 마스크의 자세 여하에 관계없이 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 상기 설명에서는 유기 EL 디바이스를 예로 설명하였지만, 유기 EL 디바이스와 동일한 배경에 있는 증착 처리를 하는 성막 장치 및 성막 방법에도 적용할 수 있다.

1 : 처리 챔버
1bu : 진공 증착 챔버
2 : 반송 챔버
3 : 로드 클러스터
4 : 전달실
4H : 각도 보정 기구
4D : 전달실의 적재대
4P : 전달실의 기판 지지 핀
5 : 반송 로봇
6 : 기판
7 : 증착부
8 : 얼라인먼트부
9 : 처리 전달부
10 : 게이트 밸브
11 : 구획판
31 : 로드실
71 : 증발원
81 : 섀도우 마스크
100 : 유기 EL 디바이스의 제조 장치
A 내지 D : 클러스터

Claims

증착 재료를 기판에 증착하는 처리부를 구비하는 진공 처리 챔버와, 상기 기판을 반입 또는 반출하는 전달실과, 상기 기판을 상기 전달실과 상기 처리부의 사이에서 반송하는 반송 수단을 구비하는 진공 반송 챔버를 갖는 클러스터를 구비하는 유기 EL 디바이스 제조 장치에 있어서,
상기 처리부를 하나의 상기 진공 처리 챔버 혹은 복수의 상기 진공 처리 챔버에 복수 설치하고, 상기 복수의 처리부 중 적어도 2개 이상의 처리부를 상기 반송 수단의 한쪽에 인접하여 배치하고, 상기 처리부는 상기 기판에 증착시키는 직립한 섀도우 마스크와, 상기 기판을 선회시켜서 상기 섀도우 마스크에 대면시키는 기판면 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 클러스터를 복수 갖고, 상기 복수의 클러스터를 직렬로 접속한 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 전달실과는 별도로 기판을 반입하는 반입 로드실과 기판을 반출하는 반출 로드실 중 적어도 한쪽을 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제3항에 있어서, 상기 반입 로드실로부터 반출 로드실로 상기 기판을 반송하는 반송계를 구성하는 반송부에 있어서, 상기 반송부에 있어서 반송된 상기 기판의 반송 각도를 보정하는 보정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제4항에 있어서, 상기 보정 수단을 갖는 상기 반송부는 상기 전달실, 상기 반입 로드실 및 상기 처리부에 설치된 기판의 처리 전달부 중 적어도 1군데인 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제5항에 있어서, 상기 보정 수단은, 상기 반송부에 설치한 상기 기판을 적재하는 적재대를 회전하는 수단, 혹은 상기 적재대로부터 이격하여 상기 기판을 회전하는 수단인 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제4항에 있어서, 상기 반송부는, 상기 클러스터, 상기 반입 로드실 혹은 반출 로드실에 설치한 반송용 로봇인 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제7항에 있어서, 상기 보정 수단은, 상기 반송 로봇의 상기 기판을 반송하는 핸드부의 각도를 바꾸는 수단인 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제4항에 있어서, 상기 반송부는 상기 반입 로드실이며, 상기 보정 수단은 상기 기판이 상기 반입 로드실에 예정된 각도로 설치하는 것인 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 처리부에 설치된 기판의 처리 전달부에 비스듬히 반입된 상기 기판을 따라 상기 증착하는 증발원을 주사하는 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수는 4 이상이며, 상기 복수의 처리부를 상기 반송하는 방향에 대해 상하 좌우로 대칭으로 설치하고, 상기 기판을 제1 처리부에서 처리한 후에, 제1 처리부와 점 대칭의 위치에 있는 제2 처리부에서 처리하는 처리 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 클러스터는, 동일한 처리를 행하는 상기 처리부를 복수 설치한 상기 진공 처리 챔버를 2대 구비한 것을 특징으로 하는, 유기 EL 디바이스 제조 장치.
증착 재료를 기판에 증착하는 처리부를 구비하는 진공 처리 챔버와, 상기 기판을 반입 또는 반출하는 전달실과, 상기 기판을 상기 전달실과 상기 처리부의 사이에서 반송하는 반송 수단을 구비하는 진공 반송 챔버를 갖는 클러스터를 구비하는 성막 장치에 있어서,
상기 처리부를 하나의 상기 진공 처리 챔버 혹은 복수의 상기 진공 처리 챔버에 복수 설치하고, 상기 복수의 처리부 중 적어도 2개 이상의 처리부를 상기 반송 수단의 한쪽에 인접하여 배치하고, 상기 처리부는 상기 기판에 증착시키는 직립한 섀도우 마스크와, 상기 기판을 선회시켜서 상기 섀도우 마스크에 대면시키는 기판면 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
제13항에 있어서, 복수의 상기 클러스터와, 상기 전달실과는 별도로 기판을 반입하는 반입 로드실과 기판을 반출하는 반출 로드실 중 적어도 한쪽을 구비하고, 상기 반입 로드실로부터 반출 로드실로 상기 기판을 반송하는 반송계로 구성되는 반송부에 있어서, 상기 반송부에 있어서 반송된 상기 기판의 반송 각도를 보정하는 보정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 성막 장치.