KR101173512B1 - 진공 증착용 얼라인먼트 장치 - Google Patents

Abstract

진공 용기(3) 내에 유지된 기판(5)의 하방에, 진공 용기의 상벽면인 설치용 판(1a)에 형성된 관통 구멍(1b)을 삽입통과한 매달림 지지 부재(11)를 통해서 유지된 마스크 홀더(7)와, 진공 용기의 외부에 설치되어 매달림 지지 부재에 연결된 연결용 판(12)과, 이 연결용 판을 이동시켜서 증착실(2) 내의 마스크(8)의 기판(5)에 대한 위치를 조정할 수 있는 위치 조정 장치(13)와, 매달림 지지 부재에 외부로부터 끼워짐과 아울러 설치용 판의 관통 구멍(1b)의 외주와 연결용 판 사이에 설치되어 진공측과 대기측을 차단하는 신축식 통형상 차단 부재(14)와, 이 통형상 차단 부재의 내측이 진공 상태인 것에 의해 발생되는 연결용 판으로의 가압력과 역방향의 바이어싱 포오스를 발생시키는 바이어싱 장치(15)가 구비된 것.

진공 증착용 얼라인먼트 장치

Description

진공 증착용 얼라인먼트 장치{ALIGNMENT DEVICE FOR VACUUM DEPOSITION}

본 발명은 진공 증착용 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 기판 등을 제조할 때에 진공 용기 내에서 반도체 재료가 증발됨과 아울러, 기판 표면에 증착되어서 소정의 도체 패턴이 형성되어 있다.

이 도체 패턴을 형성할 경우, 통상, 기판의 표면에 도체 패턴이 형성된 마스크를 배치하고, 그 표면에 도포된 포토레지스트가 노광됨으로써 행해지고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평5-159997호 공보 참조).

그런데, 진공 용기 내에 있어서 기판에 대하여 마스크를 소정 위치에 배치할 필요가 있고, 이 위치 맞춤을 위한 얼라인먼트 장치가 설치되어 있다.

이 얼라인먼트 장치는 진공 용기 내에 배치되게 되지만, 위치 맞춤 정밀도가 높은 얼라인먼트 장치를 진공 용기 내에 배치할 경우, 가스 방출이 적은 특종의 재료로 이루어지는 부품 및 윤활제를 이용할 필요가 있음과 아울러, 방열 대책 등도 필요로 되기 때문에 장치 그 자체가 매우 고가의 것으로 된다.

한편, 이러한 사태를 회피하기 위해서, 얼라인먼트 장치를 진공 용기의 외부에 배치하는 것이 고려된다.

얼라인먼트 장치를 진공 용기의 외부에 배치할 경우에는 얼라인먼트 장치에 있어서의 마스크 유지 부재의 진공 용기 내로의 삽입 부분에 있어서의 진공 유지 기구가 필요하게 되고, 따라서 특수한 시일 기구, 또는 가공이 필요하게 되어 역시 장치가 고가의 것으로 된다.

또한, 마스크 유지 부재의 진공 용기 내로의 삽입 부분에는 진공력에 의해, 바꿔 말하면, 대기압에 의한 큰 외력을 받아 왜곡이 생겨 위치 맞춤 정밀도가 저하될 우려가 있었다.

그래서, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 장치 자체의 제조 비용이 저렴하고 또한 고정밀도의 위치 맞춤을 유지할 수 있는 진공 증착용 얼라인먼트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 진공 증착용 얼라인먼트 장치는 진공 용기 내에 유지된 기판에 대한 증착용 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치로서, 상기 진공 용기 내에 유지된 기판의 하방에, 상기 진공 용기의 벽체에 형성된 관통 구멍을 삽입통과한 매달림 지지 부재를 통해서 유지된 마스크 홀더와, 상기 진공 용기의 바깥쪽에 설치됨과 아울러 상기 매달림 지지 부재에 연결된 연결용 판과, 이 연결용 판을 이동시켜서 마스크 홀더에 유지된 진공 용기 내의 마스크의 기판에 대한 위치를 조정할 수 있는 위치 조정 장치와, 상기 매달림 지지 부재에 외부로부터 끼워짐과 아울러 벽체의 관통 구멍의 외주와 상기 연결용 판 사이에 설치되어 진공측과 대기측을 차단하는 신축식 통형상 차단 부재와, 상기 통형상 차단 부재의 내측이 진공 상태인 것에 의해 발생되는 연결용 판으로의 가압력과 역방향의 바이어싱 포오스(biasing force)를 발생시키는 바이어싱 장치가 구비된 것이다.

또한, 상기 위치 조정 장치는 연결용 판에 매달림 지지 부재 및 마스크 홀더를 통해서 유지된 마스크가 기판 표면과 평행하게 이동할 수 있도록 구성되어 있고, 또한 연결용 판을 기판 표면과 직교하는 축심방향으로 이동시킬 수 있는 기능도 구비되어 있다.

또한, 상기 바이어싱 장치의 바이어싱 포오스가 조정 가능하게 구성되어 있다.

또한, 상기 기판은 유지판체에 의해 유지됨과 아울러, 이 유지판체를 유지 해방할 수 있는 유지 장치가 구비된 것이다.

<발명의 효과>

상술한 구성에 의하면, 소정의 진공하에서 기판에 대한 마스크의 위치 맞춤을 행할 때에, 진공 용기의 외부에 기판의 위치 조정 장치가 배치되어 있으므로, 진공상태를 고려한 재료 등을 이용할 필요가 없음과 아울러, 특수한 시일 기구 등에 대해서도 필요로 하지 않고, 따라서 장치 자체의 제조 비용이 저렴하게 된다.

또한, 진공하에서 대기압에 의한 가압력에 대향할 수 있는 바이어싱 포오스를 부여할 수 있는 바이어싱 장치가 구비되어 있으므로, 위치 조정 장치에 여분의 외력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 기판에 대한 마스크의 위치 맞춤을 고정밀도로 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태1에 따른 얼라인먼트 장치가 설치된 진공 증착 장치의 단면도이다.

도 2는 도 1의 A-A단면도이다.

도 3은 동 얼라인먼트 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 4는 동 얼라인먼트 장치의 요부를 나타내는 사시도이다.

도 5는 동 얼라인먼트 장치에 있어서의 평면내 이동 장치의 평면도로서, (a)는 평면내 이동 장치의 구성을 나타내는 것이고, (b)~(f)는 그 동작을 설명하는 것이다.

도 6은 동 진공 증착 장치에 있어서의 기판 홀더와 마스크 홀더를 나타내는 사시도이다.

도 7은 동 얼라인먼트 장치에 의한 기판과 마스크의 위치 맞춤 동작을 설명하는 평면도이다.

도 8은 동 얼라인먼트 장치에 있어서의 초점 조정구를 나타내는 요부 단면도이다.

도 9는 동 얼라인먼트 장치에 있어서의 초점 조정구의 변형예를 나타내는 요부 단면도이다.

도 10은 본 발명의 실시형태2에 따른 얼라인먼트 장치가 설치된 진공 증착 장치의 단면도이다.

도 11은 동 진공 증착 장치에 있어서의 기판의 유지판체의 평면도이다.

도 12는 동 유지판체의 정면도이다.

도 13은 동 유지판체의 측면도이다.

[실시형태1]

본 발명의 실시형태1에 따른 진공 증착용 얼라인먼트 장치를 도면에 기초하여 설명한다.

이 진공 증착용 얼라인먼트 장치는 예컨대 유기 EL 디스플레이의 표시부를 제조하기 위한 진공 증착 장치에 설치되는 것으로, 마스크를 이용하여 유리기판의 표면에 유기재료(증착 재료임)를 소정의 패턴으로 증착시켜서 도체 패턴을 얻을 때에 마스크를 유지함과 아울러 유리기판에 대한 해당 마스크의 위치 맞춤(얼라인먼트)을 행하기 위한 것이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 얼라인먼트 장치(1)는 진공하에서 유리기판의 표면에 유기재료를 증착시키기 위한 증착실(2)을 갖는 진공 용기(3)의 상벽(3a)에 설치용 판(벽체의 일례임)(1a)을 개재해서 설치되어 있다. 또한, 설치용 판을 개재하지 않고, 진공 용기의 상면 전체에 걸쳐 설치되는 상벽에 직접 부착하도록 해도 된다.

상기 진공 용기(3)의 증착실(2)의 하부에는 증발원(4)이 배치됨과 아울러, 진공 용기(3)의 증착실(2) 내의 상방위치에는 유리기판(이하, 기판이라고 함)(5)이 기판 홀더(6)에 의해 유지되고, 또한 이 기판(5)의 하방에는 얼라인먼트 장치(1) 및 마스크 홀더(7)를 통해서 소정의 도체 패턴을 형성하기 위한 마스크(8)가 유지되어 있다. 상기 진공 용기(3)의 측벽(3b)에는 기판(5) 및 마스크(8)의 반출입용 개구(9)가 형성되어 있고, 기판(5) 및 마스크(8)의 반입 및 반출에 대해서는 로보트 핸드(도시 생략)가 이용된다. 또한, 기판 홀더(6)에 대해서는 각각 하단에 클로(10a)를 갖는 4개의 유지 부재(10)에 의해 구성되어 있다.

상기 얼라인먼트 장치(1)에는, 도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 마스크(8)를 유지하는 마스크 홀더(7)의 전후좌우 4개소에 하단부가 연결됨과 아울러 상단부가 설치용 판(1a)에 형성된 관통 구멍(1b)을 삽입통과하여 진공 용기(3)의 외부로 돌출된 4개의 봉형상의 매달림 지지 부재(11)와, 진공 용기(3)의 외부에 설치되어 상기 4개의 매달림 지지 부재(11)의 상단부에 연결된 예컨대 평면으로 바라봐서 직사각형상의 연결용 판(12)과, 상기 설치용 판(1a)의 상면에 배치되어 연결용 판(12)을 이동시켜서 마스크 홀더(7)에 유지된 증착실(2) 내에 있어서의 마스크(8)의 기판(5)에 대한 위치를 조정할 수 있는 위치 조정 장치(13)와, 상기 각 매달림 지지 부재(11)에 외부로부터 끼워짐과 아울러 설치용 판(1a)의 관통 구멍(1b)의 외주와 상기 연결용 판(12) 사이에 설치되어 진공측과 대기측을 차단하는 신축식 통형상 차단 부재(예컨대, 진공 벨로스(bellows)가 이용된다)(14)와, 이 통형상 차단 부재(14)의 내측이 진공 상태인 것에 의해 발생되는 연결용 판(12)으로의 가압력과 역방향의 바이어싱 포오스를 발생시키는(부여하는) 바이어싱 장치(15)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 통형상 차단 부재(14)와 설치용 판(1a)측 및 연결용 판(12)측은 각각 소정 내경의 하측 환상 부착 시트(16) 및 상측 환상 부착 시트(17)를 통해서 연결되어 있고, 따라서 설치용 판(1a)측에 설치되는 상측 환상 부착 시트(17)로 의 통형상 차단 부재(14)에 있어서의 부착부 개구 면적(접촉 면적)에는 진공에 의한 힘(대기압에 의한 가압력)이 작용되게 된다.

상기 위치 조정 장치(13)는, 도 3~도 5에 나타내는 바와 같이, 연결용 판(12)을 기판(5)의 표면과 평행한 평면 내에서 평행 이동, 회전(판의 중심을 회전 중심으로 한 회전) 및 선회(판의 중심과는 다른 위치를 중심으로 한 회전)시킬 수 있는 평면내 이동 장치(21)와, 기판(5)(연결용 판의 표면이기도 함)과 직교하는 연직방향(축심방향)으로 이동시킬 수 있는 연직 이동 장치(22)로 구성되어 있다.

상기 평면내 이동 장치(21)는 평면으로 바라봐서 직사각형상의 지지판(31)과, 이 지지판(31) 상의 4코너 중 3개소에 배치된 구동용 지지 기구(32) 및 나머지 1개소에 배치된 안내용 지지 기구(33)와, 이들 각 지지 기구(32,33)에 설치된 연결구(34)를 통해서 지지된 이동판(35)으로 구성되어 있고, 또한 이 이동판(35)과 연결용 판(12)은 승강용 안내 기구(36)를 통해서 연직방향으로의 이동을 허용함과 아울러 수평면 내에서의 이동이 연동(추종)되도록 구성되어 있다.

상기 구동용 지지 기구(32)는 공지의 기술이며, 도 5에 나타내는 바와 같이, 수평면 내에서, 즉 X-Y축방향으로 리니어 가이드 기구(37)를 통해서 이동할 수 있음과 아울러, 서보 모터(38)에 의해 한쪽의 축방향(X축 또는 Y축방향)을 따라 강제 이동을 행할 수 있는 것이고, 또한 안내용 지지 기구(33)는 상기와 같은 리니어 가이드 기구(39)를 통해서 X-Y축방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 된 것이다.

그리고, 3개의 구동용 지지 기구(32) 중 2개에 대해서는 동일한 방향으로 강제 이동할 수 있도록 배치됨과 아울러, 나머지 1개에 대해서는 상기 2개의 강제 이 동 방향과 직교하는 방향으로 강제 이동할 수 있도록 배치되어 이들 3개 중 소정(1개, 2개 또는 3개)의 구동용 지지 기구(32)에 있어서의 서보 모터(38)를 구동함으로써 이동판(35)을 X축방향(도 5(b) 참조), Y축방향(도 5(c) 참조), X축 및 Y축에 대하여 경사 방향(도 5(d) 참조), 및 이동판(35)의 중심을 회전축으로 하는 회전 방향으로(도 5(e) 참조), 또한 임의의 지지 기구(32)측을 중심으로 해서 선회시키는 선회 방향으로(도 5(f) 참조), 이동판(35)을 수평면 내에서 임의의 방향 및 임의의 회전각 또는 선회각으로 이동시킬 수 있는 것이다.

상기 승강용 안내 기구(36)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 이동판(35)의 상면에 일체로 설치된 평면으로 바라봐서 직사각형상의 설치용 판(41)과, 이 설치용 판(41)의 전후좌우 위치에서 연결용 판(12)의 각 구멍부(12a)를 삽입통과하여 세워 설치된 4개의 리니어 가이드 축(42)과, 연결용 판(12)의 각 구멍부(12a)측에 설치되어 이들 각 리니어 가이드 축(42)의 측방에 외부로부터 끼워져 상하방향으로 이동 가능하게 안내되는 4개의 이동부재(43)로 구성되어 있다. 또한, 도면상에서는 전방(전방부)에 배치된 좌우의 가이드 축(42) 및 이동부재(43)만을 나타내고 있다.

그리고, 연직 이동 장치(22)로서 전동 실린더(서보 모터에 의해 구동되는 것)가 이용되고, 이 전동 실린더의 출퇴용 로드(22a)가 상기 설치용 판(41)에 연결되어 있고, 그 출퇴용 로드(22a)를 출퇴시킴으로써 연결용 판(12)을 통해서 마스크 홀더(7)가 승강되어 기판(5)에 대한 마스크(8)의 간격이 조정된다.

상기 바이어싱 장치(15)는 관통 구멍(1b)을 통해서 증착실(2)에 연통되어서 진공 상태가 되는 통형상 차단 부재(15) 내의 끝면측에 작용하는 대기압에 의한 가압력을 제거하기(또는, 경감하기) 위한 것이다.

즉, 이 바이어싱 장치(15)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 설치용 판(1a)측에 배치되어서 연결용 판(12)을 하방으로부터 지지하는 복수(예컨대, 좌우 2개소에 배치되는)의 편 로드식의 공기압 실린더(51)와, 이들 각 공기압 실린더(51)에 있어서의 실린더실(52)로의 공기 공급구(53)에 공기 배관(54)을 통해서 접속된 공기 공급 펌프(55)와, 상기 공기 배관(54)의 도중에 배치된 압력 조정기(56)로 구성되어 있다. 또한, 연결용 판(12)이 적어도 수평방향으로 이동할 수 있기 위해, 공기압 실린더(51)의 하측인 실린더 본체를 설치용 판(1a)측에 고정함과 아울러, 상측인 로드부의 선단에 구름 이동용 볼(볼 베어링)을 배치하고, 단지, 하측으로부터 연결용 판(12)을 지지하도록 되어 있다. 또한, 공기압 실린더(51)의 상하 단부와 설치용 판(1a) 및 연결용 판(12)을 각각 유니버설 조인트를 통해서 접속하도록 해도 된다.

여기서, 마스크 홀더(7)에 대해서 설명해 둔다.

이 마스크 홀더(7)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 마스크(8)를 양측으로부터 지지하는 1쌍의 측부 지지판(61)과, 이들 양 측부 지지판(61)의 단부끼리를 연결하는 1쌍의 연결판(62)으로 구성되어 있다. 이들 지지판(61) 및 연결판(62)은 정(井)자 형상(직사각형상)으로 형성되어서 그 중앙 부분은 유기재료(증착 재료)가 통과할 수 있도록 개구부로 되어 있다.

또한, 마스크(8)에 대해서는, 도 3 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 마스크 본체(8a)와, 이 마스크 본체(8a)의 둘레 가장자리를 유지하는 유지 프레임(8b)으로 구성됨과 아울러, 이 유지 프레임(8b)에는 기판 홀더(6)에 있어서의 각 유지 부재(10)의 클로(10a)를 각각 안내할 수 있는 구멍(8c)이 형성되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 매달림 지지 부재(11)로서는 통형상의 것이 이용됨과 아울러, 마스크 홀더(7)의 연결판(62)에는 각 매달림 지지 부재(11) 내의 연통용 구멍(11a)에 접속되는 통로(구멍부임)(62a)가 형성되어 매달림 지지 부재(11)의 상단 개구로부터 물 등의 냉각 유체를 공급함으로써 마스크(8)를 냉각할 수 있도록 되어 있다. 또한, 마스크 홀더(7)측에는 온도 센서(도면에는 나타내지 않았지만, 예컨대 열전대 등이 이용된다)가 설치되어 있고, 이 온도 센서로의 배선이 연통용 구멍(11a)을 통해서 행해진다.

또한, 도 1, 도 3 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더(6)에 유지된 기판(5)에 대하여 마스크(8)의 위치 맞춤을 행하기 위해서, 기판(5)의 대각선 상의 코너부에 형성된 원형의 마스크측 마크(M1) 내에, 마스크(8)측에 형성된 점형상의 기판측 마크(M2)를 안내하기 위한 CCD 카메라 장치(57)가 연결용 판(12)측에 초점 조정구(58)를 통해서 설치되어 있다. 물론, 설치용 판(1a)측에는 관찰 창(59)이 설치되어 있다.

이 초점 조정구(58)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 연결용 판(12)의 가장자리부에 세워 설치된 부착판(71)에 부착된 지지판(72)과, 이 지지판(72)의 상하에 설치된 양 플랜지(73,73)에 연직방향으로 회전가능하게 지지된 나사 축(74)과, 이 나사 축(74)에 나선결합됨과 아울러 상기 카메라 장치(57)가 고정된 너트 부재(75) 와, 상기 상측 플랜지(73)에 지지되어 나사 축(74)을 회전시키는 모터(76)로 구성되어 있다.

즉, 이 모터(76)를 회전시킴으로써 카메라 장치(57)의 핀트를 맞출 수 있으므로, 기판(5)과 마스크(8)의 위치 맞춤을 정밀도 좋게 행할 수 있다.

상기 구성에 있어서 진공 용기(3) 내에서 기판(5)에 대한 마스크(8)의 위치 맞춤 작업에 대해서 설명한다.

우선, 도 1에 나타내는 바와 같이, 진공 용기(3)의 측벽(3b)에 형성된 반출입용 개구(9)로부터 로보트 핸드를 이용하여 기판(5)을 마스크 홀더(7)에 의해 유지된 마스크(8)의 상방에 삽입함과 아울러, 기판 홀더(6)로 기판(5)을 유지한 후, 로보트 핸드를 진공 용기(3)로부터 빼내고, 그리고 반출입용 개구(9)를 폐쇄한다.

다음에, 기판 홀더(6)에 의해 증착실(2) 내에 유지된 기판(5)에 대하여 마스크 홀더(7)에 의해 유지된 마스크(8)의 위치 맞춤이 행해진다.

이 기판(5)에 대한 마스크(8)의 위치 맞춤에는 대각선 상에 배치된 2대의 CCD 카메라 장치(57)가 이용된다.

즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 마스크(8)측에 형성된 원형의 마스크측 마크(M1) 내에 기판(5)측에 형성된 점형상의 기판측 마크(M2)가 들어가도록 위치 조정 장치(13)의 평면내 이동 장치(21)가 구동된 후, 연직 이동 장치(22)에 의해 기판(5)의 표면에 거의 접촉하도록 마스크(8)가 이동된다. 또한, 각 마크의 형상은 화상 인식이 용이한 것이면 십자형상 등 어떠한 것이어도 된다.

기판(5)에 대한 마스크(8)의 위치 맞춤이 완료되면, 증발원(4)의 가열에 의 해 증착 재료가 마스크(8)의 패턴에 따라 기판(5)의 표면에 부착되어 소정의 도체 패턴이 형성된다.

소정의 도체 패턴이 형성되면, 로보트 핸드에 의해 반출입용 개구(9)로부터 기판(5)을 취출한 후, 새로운 기판(5)을 진공 용기(3) 내에 삽입해서 기판 홀더(6)에 유지시키고, 그리고 상술한 바와 같이, 위치 맞춤을 행해 도체 패턴을 형성하면 된다.

이와 같이, 소정의 진공하에서 기판(5)에 대한 마스크(8)의 위치 맞춤을 행할 때에, 진공 용기(3)의 외부에 마스크(8)의 위치 조정 장치(13)를 배치했으므로, 장치 자체의 구성을 저렴한 것으로 할 수 있다.

또한, 진공하에서 대기압에 의한 가압력에 대향할 수 있는 바이어싱 장치(15)를 구비했으므로, 얼라인먼트 장치(1)에 여분의 외력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 장치에 왜곡이 발생할 일이 없으므로, 기판에 대한 마스크의 위치 맞춤을 고정밀도로 행할 수 있다.

상세하게 설명하면 하기와 같은 효과가 얻어진다.

1. 마스크(8)를 수평면 내에서 이동시키는 평면내 이동 장치(21) 및 연직방향으로 이동시키는 연직 이동 장치(22)를 진공 용기(3)의 외부(대기압하)에 배치했기 때문에, 특수한 진공용 기계 요소나, 모터의 냉각 장치를 필요로 하지 않으므로, 저렴하고 또한 고정밀도의 얼라인먼트 장치를 제공할 수 있다.

2. 각 이동 장치(21,22)를 진공 용기(3)의 외부(대기압하)에 배치함과 아울러, 진공하에서 작용하는 가압력에 대향하는 바이어싱 포오스를 부여할 수 있는 바 이어싱 장치(15)를 구비했으므로, 진공에 의해 생기는 각 이동 장치(21,22)에 작용하는 힘을 경감할 수 있고, 따라서 이동 장치에 있어서의 모터 등의 구동 기기로서 용량이 작은 것을 이용할 수 있으므로, 보다 저렴한 구성으로 할 수 있다.

3. 또한, 각 이동 장치(21,22)를 진공 용기(3)의 외부(대기압하)에 배치함과 아울러, 진공하에서 작용하는 가압력에 대향할 수 있는 바이어싱 포오스를 부여할 수 있는 바이어싱 장치(15)를 구비했으므로, 장치 자체에 왜곡이 발생하는 것을 억제할 수 있음과 아울러, 마스크(8)의 위치 맞춤용 카메라 장치(57)에 있어서의 시야 어긋남을 방지할 수 있고, 따라서 고정밀도의 위치 맞춤을 행할 수 있다.

4. 카메라 장치(57)의 초점 조정구(58)를 더 구비했으므로, 기판(5)에 대한 마스크(8)의 위치 맞춤을 마크(M1,M2)를 통해서 행할 때에 양 마크의 위치를 정확하게 파악할 수 있고, 따라서 보다 고정밀도의 위치 맞춤을 행할 수 있다.

그런데, 상기 실시형태에 있어서의 평면내 이동 장치(21)를 3개소에 배치된 구동용 지지 기구(32)와, 1개소에 배치된 안내용 지지 기구(33)로 구성했지만, 모두를 구동용 지지 기구(32)로 구성해도 된다.

또한, 상기 실시형태에 있어서 카메라 장치(57) 및 초점 조정구(58)를 연결용 판(12)측에 지지시켰지만, 도 9에 나타내는 바와 같이, 카메라 장치(57) 및 초점 조정구(58)를 설치용 판(1a)측에 지지용 브래킷(81)을 통해서 지지시키도록 해도 된다.

[실시형태2]

이하, 본 발명의 실시형태2에 따른 진공 증착용 얼라인먼트 장치를 도 10~도 13에 기초하여 설명한다.

상술한 실시형태1에 있어서는 증착실에서 유리기판에 대하여 마스크의 위치 맞춤을 행하는 것으로서 설명했지만, 본 실시형태2에 있어서는 증착용의 진공 용기 가 아니라, 얼라인먼트용 진공 용기를 별도 설치함과 아울러 상기 진공 용기 내에 형성된 얼라인먼트실에서 유리기판에 대한 마스크의 위치 맞춤을 행하도록 한 것이다.

바꿔 말하면, 얼라인먼트실에서 유리기판에 대한 마스크의 위치 맞춤을 한 후, 유리기판을 마스크 상에 적재하고, 그리고 별도의 장소에 설치된 진공 용기의 증착실 내에 예컨대 로보트 핸드 등을 이용하여 반송하고, 그리고, 증착을 행하도록 한 것이다.

따라서, 상기 실시형태2에 따른 얼라인먼트 장치가 설치된 진공 증착 장치에는 증착용 진공 용기와 얼라인먼트용 진공 용기가 구비되어 있다.

그리고, 본 실시형태2와 실시형태1의 다른 개소는 유리기판에 대하여 마스크의 위치 맞춤을 행한 후, 이들을 함께 반송할 수 있도록 한 것이고, 이 때문에, 유리기판의 유지 기구에 착안해서 설명하고, 얼라인먼트 장치의 구성에 대해서는 실시형태1과 같기 때문에, 실시형태1과 동일한 부재 번호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

즉, 도 10~도 13에 나타내는 바와 같이, 유리기판(이하, 기판이라고 함)(5)은 상기 기판(5)보다 약간 큰 형상의 유지판체(91)에 4개의 유지 클로(92)를 통해서 유지되고, 또한 이 유지판체(91)를 유지 해방할 수 있는 유지 장치(93)가 진공 용기(3)의 설치용 판(1a)에 설치되어 있다.

이 유지 장치(93)는 설치용 판(1a)의 상면에 통형상의 지지부재(94)를 통해서 지지된 회전 구동체(액츄에이터라고도 함)(95)와, 상단이 상기 지지부재(94) 내를 삽입통과됨과 아울러 상기 회전 구동체(95)에 연결되어서 연직 축심 둘레로 요동 가능하게 유지되고 또한 하단에 상기 유지판체(91)의 외주에 형성된 맞물림 오목부(91a)에 걸림 이탈 가능한 맞물림 편(96a)이 형성된 요동 축체(96)로 구성되어 있다. 또한, 이 요동 축체(96)와 지지부재(94) 사이에는 진공 차단용 O-링(97)이 배치되어 있다.

물론, 상기 각 요동 축체(96)는 얼라인먼트 장치(1)의 매달림 지지 부재(11)와 간섭하지 않는 위치에서 설치되어 있다. 또한, 도면 중 98은 유지판체(91)에 형성된 위치 맞춤용 관찰 구멍이다.

상기 구성에 있어서 기판(5)에 대하여 마스크(8)의 위치 맞춤을 행할 경우, 진공하의 얼라인먼트실(99) 내에서 기판(5)을 유지 클로(92)를 통해서 유지판체(91)에 유지시킨 상태에서 얼라인먼트 장치(1)에 의해 기판(5)에 대하여 마스크(8)의 위치 맞춤을 행한다.

위치 맞춤이 종료되면, 위치 조절 장치(13)에 의해 마스크 홀더(7)를 상승시켜 마스크(8) 상에 기판(5)을 적재해 유지한다. 물론, 이 때, 유지 클로(92)는 마스크(8)측의 구멍(8c)에 위치하게 된다.

그리고, 그 후, 도 11의 화살표a로 나타내는 바와 같이, 유지 클로(92)를 90도 수평방향으로 요동시켜서 유지판체(91)의 맞물림 오목부(91a)로부터 이탈시킨 다.

이 상태에서, 유지판체(91)에 유지된 기판(5)은 마스크 홀더(7)측에 지지된 것으로 되고, 이 상태에서 로보트 핸드에 의해 마스크 홀더(7)를 예컨대 인접된 진공 용기의 증착실 내로 이동시켜서 증착을 행하면 된다.

이와 같이, 증착실이 아니라, 온도가 낮고 안정된 얼라인먼트실(99)에서 기판(5)에 대한 마스크(8)의 위치 맞춤을 행함으로써 그 위치 맞춤 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 바꿔 말하면, 온도가 높은 증착실에서 기판에 대한 마스크의 위치 맞춤을 행하면, 열의 영향에 의해 마스크(8)에 왜곡이 발생되거나, 또한 유지 부재(10), 매달림 지지 부재(11) 등의 부재에 신축이 발생되거나 해서 위치 맞춤 정밀도가 저하되지만, 이들을 방지할 수 있다.

상기 구성에 의하면, 기판(5), 상기 기판(5)을 유지하는 유지판체(91) 및 마스크(8)를 상방으로부터 매달도록 지지하고 있으므로, 각 구동 부분에서의 백래시나 탄성 변형의 영향이 적어짐과 아울러, 자체가 안정된다는 효과가 얻어지기(진자와 같이 자동 조심성(自動調心性)을 갖기) 때문에, 보다 고밀도의 위치 맞춤의 요구에 따를 수 있다. 또한, 이 유지판체(91)는 위치 맞춤 종료 후에 기판(5) 상에 적재되기 때문에, 이들을 증착실에 반송할 때에 서로 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기판(5)과 마스크(8)의 위치 맞춤시 및 위치 맞춤 후의 기판(5)과 마스크(8)의 밀착 작업시에 있어서 서로의 어긋남을 발생시키지 않기 위해서는 기판(5)과 마스크(8)의 서로의 평행도가 요구되지만, 기판(5)을 유지하는 유지판 체(91) 및 마스크 홀더(7)의 지지 및/또는 위치 맞춤 기구 전체가 진공 용기(3)의 상벽부인 설치용 판(1a)측에 설치되어 있고, 따라서 진공 용기(3)에 생기는 내외 압력차에 의한 변형 등이 발생된 경우에도 그 영향을 받을 일이 없으므로, 용이하게 높은 평행도를 얻을 수 있다. 예컨대, 위치 맞춤 기구의 일부가 진공 용기(3)의 다른 벽면(하면이나 측면), 또는 진공 용기 이외의 지지 기구로부터 지지되어 있으면, 보수 관리 등으로 진공 용기를 대기 개방시킨 후, 다시, 진공으로 감압시켰을 때에 진공 용기는 내외 압력의 변화를 받아 변형이 반복되기 때문에, 기구간에 상대적인 어긋남이 발생하여 대기 개방 전의 조정 완료된 평행도가 재현된다고는 할 수 없다. 이 때문에, 다시, 평행도의 확인과 조정이 필요하게 되어 버려 실용적이지는 않게 되어 버린다. 또한, 보수 관리는 예컨대 1주일에 한번 정도 행해지고, 평행도의 조정에는 1~2일 정도 필요하다.

상술한 바와 같이, 위치 맞춤을 행한 기판과 마스크를 다른 진공실에서 증착시킴으로써 위치 맞춤시에 열팽창의 영향을 피할 수 있고, 고정밀도(예컨대, 수 미크론 정도)의 위치 맞춤을 실현할 수 있다.

그런데, 상기 각 실시형태에 있어서는 유기 EL 재료를 유리기판에 증착시키는 진공 증착 장치에 있어서의 얼라인먼트 장치로서 설명했지만, 물론, 진공 증착이 대상으로서는 이 유기 EL 재료에 한정되는 것이 아니고, 예컨대 반도체 장치의 제조에 있어서 진공 용기 내에서 마스크를 이용하여 기판 상에 도체 패턴을 형성하기 위한 장치이면 어떠한 진공 증착 장치에도 적용할 수 있는 것이다.

본 발명은 진공 용기 내에 배치된 피증착 부재인 유리기판에 대한 마스크의 위치 맞춤을 저렴한 구성으로 행할 수 있으므로, 예컨대 유기 EL 디스플레이 등의 표시부를 형성하는데에도 최적이다.

Claims (5)

1. 진공 용기 내에 유지된 기판에 대한 증착용 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치로서:

   상기 진공 용기 내에 유지된 기판의 하방에, 상기 진공 용기의 벽체에 형성된 관통 구멍을 삽입통과한 매달림 지지 부재를 통해서 유지된 마스크 홀더;

   상기 진공 용기의 바깥쪽에 설치됨과 아울러 상기 매달림 지지 부재에 연결된 연결용 판;

   이 연결용 판을 이동시켜서 마스크 홀더에 유지된 진공 용기 내의 마스크의 기판에 대한 위치를 조정할 수 있는 위치 조정 장치;

   상기 매달림 지지 부재에 외부로부터 끼워짐과 아울러 벽체의 관통 구멍의 외주와 상기 연결용 판 사이에 설치되어 진공측과 대기측을 차단하는 신축식 통형상 차단 부재; 및

   상기 통형상 차단 부재의 내측이 진공 상태인 것에 의해 발생되는 연결용 판으로의 가압력과 역방향의 바이어싱 포오스를 발생시키는 바이어싱 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 조정 장치는 연결용 판에 매달림 지지 부재 및 마스크 홀더를 통해서 유지된 마스크가 기판 표면과 평행하게 이동할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 위치 조정 장치에 연결용 판을 마스크 표면과 직교하는 축심방향으로 이동시킬 수 있는 기능이 구비된 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 바이어싱 장치의 바이어싱 포오스가 조정 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 기판을 유지판체에 유지시킴과 아울러, 이 유지판체를 유지 해방할 수 있는 유지 장치가 구비된 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.

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