KR101846982B1

KR101846982B1 - 성막 장치

Info

Publication number: KR101846982B1
Application number: KR1020137006250A
Authority: KR
Inventors: 미유키 다지마; 게이지 우치다; 다카시 시부야; 데이지 다카하시; 마사나오 후지츠카
Original assignee: 캐논 톡키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2018-04-10
Also published as: CN103154304B; CN103154304A; JP2012072478A; KR20130139867A; TW201229260A; TWI585222B; WO2012043150A1; JP5639431B2

Abstract

위치 맞춤 정밀도를 확보하면서 공간 절약을 실현하고, 제4 세대 이상의 대형 기판에도 대응 가능한 매우 실용성이 뛰어난 성막 장치를 제공한다. 진공조(1) 내에서 직립 상태로 유지된 기판(2)에 마스크(3)를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 마스크(3)를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임(4)을 기판(2)에 대하여 조정 이동하여, 마스크(3)가 기판(2)에 대하여 적정 위치가 되도록 마스크(3)와 상기 기판(2)의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 진공조(1)의 외부에 있어서 그 상부측에 설치되는 상부측 구동 기구 또는 진공조(1)의 외부에 있어서 그 하부측에 설치되는 하부측 구동 기구로 구성된다.

Description

성막 장치{FILM-FORMING APPARATUS}

본 발명은, 성막 장치에 관한 것이다.

현재, 유기 EL 표시 패널의 제조 장치에서의 반송 방식은, 기판 사이즈가 예컨대 제4 세대의 하프컷 사이즈 이하에서, 중력에 의한 유리 기판의 휘어짐이 작아 문제가 되지 않기 때문에, 페이스 다운의 수평 반송이 주류로 되어 있다.

그런데, 장래, 기판 사이즈가 커지는(제4 세대 이상이 되는) 것은 명백하고, 이 경우, 수평 반송에서는 기판의 휘어짐에 의해 기판과 마스크의 위치 맞춤에 문제가 생기는 것이 염려된다.

그래서, 중력에 의한 기판의 휘어짐을 경감하기 위해, 기판을 수직 상태(직립 상태)로 반송하는 수직 반송 방식을 채용하는 것이 생각된다.

그러나, 종래의 수직 반송을 채용한 유기 EL 표시 패널의 제조 장치에서는, 수직 상태로 기판(기판 트레이)과 마스크(마스크 트레이)의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구로서, 예컨대 특허문헌 1에 개시되는 수평 반송에서 사용되고 있던 것과 같이, 위치 맞춤용 구동부가 기판·마스크면과 직각 방향으로 배치되는 얼라인먼트 구동 기구가 채용되고 있고, 이 구동 기구가 챔버 외측(반송 방향과 수평 방향에 직교하는 방향)으로 크게 돌출하기 때문에, 그만큼 큰 설치 스페이스가 필요하게 되어 바람직하지 않다.

특허문헌 1: 일본 특허 제3789857호 공보

본 발명은, 전술한 바와 같은 현재의 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 얼라인먼트 구동 기구를 상하 2분할 강체로서의 챔버에 설치함으로써, 위치 맞춤 정밀도를 확보하면서 공간 절약을 실현하고, 제4 세대 이상의 대형 기판에도 대응 가능한 매우 실용성이 뛰어난 성막 장치를 제공하는 것이다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 요지를 설명한다.

진공조(1) 내에서 직립 상태로 유지된 기판(2)에 마스크(3)를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크(3)를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임(4)을 상기 기판(2)에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크(3)가 상기 기판(2)에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크(3)와 상기 기판(2)의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부(5)와, 이 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부(6)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부(6)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 상부에 형성한 상부 관통 구멍(7)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 상부에 연결되는 상부측 연결체(8)를 포함하는 상부측 구동 기구 또는, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부(9)와, 이 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부(10)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부(10)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 하부에 형성한 하부 관통 구멍(11)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 하부에 연결되는 하부측 연결체(12)를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성되며, 상기 상부측 연결체(8) 및 상기 하부측 연결체(12)의 상기 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍(7) 및 상기 하부 관통 구멍(11)을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈(34, 35)를 통해 상기 진공조(1) 내에 설치한 것을 특징으로 하는 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 진공조(1) 내에서 직립 상태로 유지된 기판(2)에 마스크(3)를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크(3)를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임(4)을 상기 기판(2)에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크(3)가 상기 기판(2)에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크(3)와 상기 기판(2)의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부(5)와, 이 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부(6)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부(6)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 상부에 형성한 상부 관통 구멍(7)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 상부에 연결되는 상부측 연결체(8)를 포함하는 상부측 구동 기구와, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부(9)와, 이 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부(10)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부(10)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 하부에 형성한 하부 관통 구멍(11)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 하부에 연결되는 하부측 연결체(12)를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성되며, 상기 상부측 연결체(8) 및 상기 하부측 연결체(12)의 상기 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍(7) 및 상기 하부 관통 구멍(11)을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈(34, 35)를 통해 상기 진공조(1) 내에 설치한 것을 특징으로 하는 성막 장치에 따른 것이다.

또한, 진공조(1) 내에서 직립 상태로 유지된 기판(2)에 마스크(3)를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크(3)를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임(4)을 상기 기판(2)에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크(3)가 상기 기판(2)에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크(3)와 상기 기판(2)의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부(5)와, 이 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부(6)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부(6)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 상부에 형성한 상부 관통 구멍(7)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 상부에 연결되는 상부측 연결체(8)를 포함하는 상부측 구동 기구 또는, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부(9)와, 이 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부(10)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부(10)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 하부에 형성한 하부 관통 구멍(11)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 하부에 연결되는 하부측 연결체(12)를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성되며, 상기 상부측 구동 기구 또는 상기 하부측 구동 기구에, X 방향용 구동 장치 또는 Y 방향용 구동 장치 또는 그 양쪽 모두를 설치하고, 이 X 방향용 구동 장치 및 Y 방향용 구동 장치에 의해 상기 상부측 이동 베이스부(6) 또는 상기 하부측 이동 베이스부(10)를 상부측 고정 베이스부(5) 또는 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킴으로써, 상기 상부측 연결체(8) 또는 상기 하부측 연결체(12)를 통해 상기 얼라인먼트 프레임(4)을 X, Y 및 θ 방향으로 조정 이동할 수 있도록 구성하고, 상기 상부측 연결체(8) 및 상기 하부측 연결체(12)의 상기 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍(7) 및 상기 하부 관통 구멍(11)을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈(34, 35)를 통해 상기 진공조(1) 내에 설치한 것을 특징으로 하는 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 진공조(1) 내에서 직립 상태로 유지된 기판(2)에 마스크(3)를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크(3)를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임(4)을 상기 기판(2)에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크(3)가 상기 기판(2)에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크(3)와 상기 기판(2)의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부(5)와, 이 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부(6)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부(6)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 상부에 형성한 상부 관통 구멍(7)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 상부에 연결되는 상부측 연결체(8)를 포함하는 상부측 구동 기구와, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부(9)와, 이 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부(10)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부(10)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 하부에 형성한 하부 관통 구멍(11)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 하부에 연결되는 하부측 연결체(12)를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성되며, 상기 상부측 구동 기구 및 상기 하부측 구동 기구에, 각각 X 방향용 구동 장치 또는 Y 방향용 구동 장치 또는 그 양쪽 모두를 설치하고, 이 X 방향용 구동 장치 및 Y 방향용 구동 장치에 의해 상기 상부측 이동 베이스부(6) 및 상기 하부측 이동 베이스부(10)를 상부측 고정 베이스부(5) 및 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킴으로써, 상기 상부측 연결체(8) 및 상기 하부측 연결체(12)를 통해 상기 얼라인먼트 프레임(4)을 X, Y 및 θ 방향으로 조정 이동할 수 있도록 구성하고, 상기 상부측 연결체(8) 및 상기 하부측 연결체(12)의 상기 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍(7) 및 상기 하부 관통 구멍(11)을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈(34, 35)를 통해 상기 진공조(1) 내에 설치한 것을 특징으로 하는 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 마스크 표면에 평행한 상하 방향인 Y 방향으로 상기 하부측 이동 베이스부(10)를 이동시키는 상기 하부측 구동 기구에 설치되는 상기 Y 방향용 구동 장치는, 상기 각 하부측 이동 베이스부(10)를 각각 독립적으로 이동시킬 수 있게 구성되고, 상기 상부측 구동 기구에는 상기 Y 방향용 구동 장치를 설치하지 않는 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 상부측 이동 베이스부(6)는, 상기 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 상기 상부측 이동 베이스부(6)를 X 방향 및 Y 방향으로 안내하는 직동 안내부를 통해 상기 상부측 고정 베이스부(5)에 연결되고, 상기 상부측 연결체(8)는, 상기 각 상부측 이동 베이스부(6)에 대하여 상기 상부측 연결체를 θ 방향으로 안내하는 회동 안내부를 통해 상기 각 상부측 이동 베이스부(6)에 연결되며, 상기 하부측 이동 베이스부(10)는, 상기 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 상기 하부측 이동 베이스부(10)를 X 방향 및 Y 방향으로 안내하는 직동 안내부를 통해 상기 하부측 고정 베이스부(9)에 연결되고, 상기 하부측 연결체(12)는, 상기 각 하부측 이동 베이스부(10)에 대하여 상기 하부측 연결체(12)를 θ 방향으로 안내하는 회동 안내부를 통해 상기 각 하부측 이동 베이스부(10)에 연결된 것을 특징으로 하는 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같이 구성했기 때문에, 위치 맞춤 정밀도를 확보하면서 공간 절약을 실현하여, 제4 세대 이상의 대형 기판에도 대응 가능한 매우 실용성이 뛰어난 성막 장치가 된다.

도 1은 본 실시예의 주요부의 개략 설명 사시도이다.
도 2는 본 실시예의 주요부의 개략 설명 정면도이다.
도 3은 본 실시예의 주요부의 개략 설명 단면도이다.
도 4는 본 실시예의 주요부의 개략 설명 단면도이다.
도 5는 본 실시예의 가이드 롤러의 확대 개략 설명도이다.
도 6은 본 실시예의 상부측 구동 기구 및 하부측 구동 기구의 개략 설명도이다.
도 7은 본 실시예의 얼라인먼트 조작예를 도시하는 개략 설명도이다.

적합하다고 생각하는 본 발명의 실시형태를, 도면에 기초하여 본 발명의 작용을 나타내어 간단히 설명한다.

진공조(1)를 포함하는 성막실(챔버) 내에 직립 상태로 반송되는 기판(2)과 마스크(3)의 위치 맞춤을, 상부측 이동 베이스부(6) 또는 하부측 이동 베이스부(10)를 각각 상하의 각 고정 베이스부(5, 9)에 대하여 이동시켜, 이 각 이동 베이스부(6, 10)에 설치되는 상부측 연결체(8) 또는 하부측 연결체(12)를 통해 얼라인먼트 프레임(4) 및 이 얼라인먼트 프레임(4)과 일체로 이동하도록 부착되는 마스크(3)를 기판(2)에 대하여 X, Y 및 θ 방향으로 조정 이동함으로써 행한다.

여기서, 본 발명은 진공조(1)(챔버)의 외부에 있어서 상부측 또는 하부측에 배치한 상부측 구동 기구 또는 하부측 구동 기구의 상부측 고정 베이스부(5) 또는 하부측 고정 베이스부(6)에 대하여 상부측 이동 베이스부(6) 또는 하부측 이동 베이스부(10)를, 이들을 구동시키는 구동 장치를 이용하여 이동시킴으로써 마스크(3)와 기판(2)의 위치를 맞추기 때문에, 종래와 같이 얼라인먼트 구동 기구를 반송 방향과 수평 방향에 직교하는 방향으로 돌출시키지 않고, 진공조(1)의 위쪽 또는 아래쪽 또는 그 양쪽 모두에 콤팩트하게 배치하는 것이 가능해져, 그만큼 평면 레이아웃상의 설치 스페이스를 가급적 작게 할 수 있다.

또한, 강체로서의 챔버에 각 고정 베이스부(5, 9)를 설치하기 때문에, 위치 맞춤 정밀도도 충분히 확보할 수 있다. 또한, 중앙의 공간 부분을 크게 할 수 있어, 기판 냉각 기구, 마스크 냉각 기구 또는 마스크 흡착 기구 등의 설치가 그만큼 용이해진다. 또한 마스크(3)의 유지 모먼트가 작아져, 위치 맞춤 정밀도에 대한 영향을 적게 할 수 있고, 그 만큼 기판 사이즈의 대형화에 대응할 수 있게 된다. 따라서, 구동 기구를 그 만큼 콤팩트하게 할 수 있고, 또한 이 구동 기구와 각 연결체(8, 12)의 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부 사이의 거리를 짧게 할 수 있기 때문에, 그 만큼 정밀한 위치 맞춤 조정 이동이 가능해진다.

또한, 상하의 각 이동 베이스부(6, 10)를 이동시키기 위한 구동 장치를, 진공조(1)의 상부 및 하부로 각각 분할하여 설치할 수 있으며, 예컨대 정해진 간격을 두고 설치한 한 쌍(2개)의 하부측 이동 베이스부(10)를 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 X 방향으로 이동시키는 볼 나사 장치(1축) 및 Y 방향으로 이동시키는 볼 나사 장치(각 이동 베이스부에 각각 총 2축)를 하부측에 설치하고, 상부측 이동 베이스부(6)를 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 X 방향으로 이동시키는 볼 나사 기구(1축)를 상부측에 설치할 수도 있다[각 상부측 이동 베이스부(6) 및 하부측 이동 베이스부(10)는, 상부측 연결체(8) 및 하부측 연결체(12)에 의해 연결되기 때문에, 연동하여 이동한다].

이것에 의해, 각 구동 장치에 의한 각 이동 베이스부의 이동량을 조정 설정함으로써, 얼라인먼트 프레임(4)을 X, Y 및 θ 방향으로 자유롭게 조정 이동시킬 수 있고, 또한 상부측의 구동 장치를 적게 하여 보다 안정적으로 진공조에 얼라인먼트 구동 기구를 설치하는 것 등이 가능해진다.

또한, 진공조(1) 내(진공측)에 배치되는 것은 각 연결체(8, 12)의 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부뿐이고, 얼라인먼트 구동 기구의 마찰 접촉 부위가 모두 진공조(1)의 외부(대기측)에 설치되기 때문에, 그 만큼 진공조(1)의 내부를 청정한 분위기로 유지할 수 있어, 성막되는 박막을 보다 고품질의 것으로 하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 발명은, 위치 맞춤 정밀도를 확보하면서 공간 절약을 실현하고, 제4 세대 이상의 대형 기판에도 대응 가능하여 매우 실용성이 뛰어나게 된다.

[실시예]

본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 도면에 기초하여 설명한다.

본 실시예는, 수평 방향에 대하여 수직으로 세운 수직 직립 상태로 기판 및 마스크를 반송(종형 반송)하는 반송 기구를 구비한 성막 장치(진공 증착 장치)의 성막실에 본 발명을 적용한 것이다.

즉, 본 실시예는, 진공조(1) 내에서 직립 상태로 유지된 기판(2)에 마스크(3)를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크(3)를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임(4)을 상기 기판(2)에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크(3)가 상기 기판(2)에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크(3)와 상기 기판(2)의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부(5)와, 이 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부(6)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부(6)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 상부에 형성한 상부 관통 구멍(7)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 상부에 연결되는 상부측 연결체(8)를 포함하는 상부측 구동 기구와, 상기 진공조(1)의 외부에 설치되고 이 진공조(1)의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부(9)와, 이 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부(10)와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부(10)에 지지되고, 타단이 상기 진공조(1)의 하부에 형성한 하부 관통 구멍(11)을 통해 상기 진공조(1) 내의 상기 얼라인먼트 프레임(4)의 하부에 연결되는 하부측 연결체(12)를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성되며, 상기 상부측 연결체(8) 및 상기 하부측 연결체(12)의 상기 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍(7) 및 상기 하부 관통 구멍(11)을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈(34, 35)를 통해 상기 진공조(1) 내에 설치한 것이다.

각 부를 구체적으로 설명한다.

진공조(1)(성막실)는 반입측 및 반출측의 각 실과 기밀 상태를 유지하도록 게이트 밸브를 통해 일직선형으로 연결되는 것이며, 적절한 감압 기구를 갖는 것이다.

또한, 기판(2)과 대향하도록 성막 재료의 증발원이 배치되어 있고, 성막할 때에, 기판(2)과 마스크(3)를 적정 위치에 위치를 맞춘 상태로 중합시키기 위해, 얼라인먼트 구동 기구를 설치하고 있다.

본 실시예에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 유리 기판(2)은 기판 트레이(41)에 부착되어 있고, 마스크(3)는 프레임형의 마스크 프레임(도시 생략)에 부착되며, 이 마스크 프레임은 프레임형의 마스크 트레이(42)에 부착되어 있다(기판 사이즈가 제5 세대, 제5.5 세대인 경우).

또한, 기판 사이즈에 따라서는(예컨대 제6 세대인 경우), 마스크(3)를 마스크 프레임에 부착한 것(마스크 트레이가 없는 것)을 채용하여도 좋다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 마스크 트레이(42)의 상부에는 단면에서 봤을 때 대략 U자형의 상부 가이드체(43)가 설치되어 있다.

이 상부 가이드체(43)의 내부에는, 진공조(1)의 내부 상면측에 설치되는 가이드 롤러(40, 44)가 접촉한다. 또한, 상부 가이드체(43)의 바닥면에는 감입(嵌入) 구멍(37)이 형성되고, 후술하는 위치 결정핀(36)을 감입함으로써, 얼라인먼트시에 마스크(3)를 고정할 수 있도록 구성하고 있다.

마스크 트레이(42)의 하부에는 둥근 막대형의 하부 가이드체(45)가 설치되어 있다.

이 하부 가이드체(45)에 의해 마스크(3)는 진공조(1)의 내부 하면측에 설치되는 반송 롤러(46)(V 롤러)에 가이드되면서 반송된다. 구체적으로는 반송 롤러(46)는 진공조(1)의 바닥면에 세워져 설치된다. 하부 가이드체(45)의 바닥면에는 감입 구멍(39)이 형성되고, 후술하는 위치 결정핀(38)을 감입함으로써, 얼라인먼트시에 마스크(3)를 고정할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 기판 트레이(41)에도 마찬가지로 가이드 롤러(47)가 접촉하는 단면에서 봤을 때 대략 U자형의 상부 가이드체(48)와, 반송 롤러(49)(V 롤러)에 가이드되면서 반송되는 하부 가이드체(50)가 설치되어 있다. 이 상부 가이드체(48)의 바닥면 및 하부 가이드체(50)의 바닥면에는, 기판 트레이 로크 핀이 감입하는 감입 구멍이 형성된다.

또한, 기판 트레이(41)의 기판(2)이 클램프 고정되는 클램프 고정면의 반대측(이면)에는, 기판 트레이(41)를 냉각하는 냉각판 및 마스크(3)(인바 등의 자성 재료를 포함)와 기판(2)을 밀착시키는 마그넷판을 구비한 판체(51)를 설치하기 위한 오목부가 형성되어 있다.

또한, 기판(2)의 표면측 코너부 및 마스크(3)의 이면측 코너부(대각 위치의 한 쌍의 코너부)에는, 얼라인먼트 마크가 각각 설치되어 있다.

이 얼라인먼트 마크는, 기판 트레이(41) 및 판체(51)에 설치한 얼라인먼트 마크 확인용 구멍(52, 53)을 통해 CCD 카메라, 렌즈 및 조명을 포함하는 얼라인먼트 카메라(54)에 의해 육안으로 확인할 수 있도록 구성하고 있다. 얼라인먼트는, 이 얼라인먼트 카메라(54)로부터의 영상을 바탕으로 얼라인먼트 구동 기구를 제어하여 행한다.

얼라인먼트 구동 기구에 대해서 상술한다.

상기 상부측 이동 베이스부(6)는, 상기 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 상기 상부측 이동 베이스부(6)를 X 방향 및 Y 방향으로 안내하는 직동 안내부를 통해 상기 상부측 고정 베이스부(5)에 연결되고, 상기 상부측 연결체(8)는, 상기 각 상부측 이동 베이스부(6)에 대하여 상기 상부측 연결체를 θ 방향으로 안내하는 회동 안내부를 통해 상기 각 상부측 이동 베이스부(6)에 연결되며, 상기 하부측 이동 베이스부(10)는, 상기 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 상기 하부측 이동 베이스부(10)를 X 방향 및 Y 방향으로 안내하는 직동 안내부를 통해 상기 하부측 고정 베이스부(5)에 연결되고, 상기 하부측 연결체(12)는, 상기 각 하부측 이동 베이스부(10)에 대하여 상기 하부측 연결체(12)를 θ 방향으로 안내하는 회동 안내부를 통해 상기 각 하부측 이동 베이스부(10)에 연결되어 있다.

본 실시예에서는, 상부측 고정 베이스부(5)를 진공조(1)(챔버)의 상벽면 외측에 고정 상태로 설치하고 있다.

도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 이 상부측 고정 베이스부(5)의 마스크 표면과 평행한 부착면에, X 방향(좌우 방향)으로 연장되는 레일(15)에 단면에서 봤을 때 コ형의 가이드 블록(16)이 끼워져 이루어지는 2개의 LM(Linear Motion) 가이드를 통해 판형의 상부측 X 방향 이동 베이스(14)를 설치하고, 이 상부측 X 방향 이동 베이스(14)의 마스크 표면과 평행한 부착면에, Y 방향(상하 방향)으로 연장되는 레일(18)에 가이드 블록(19)이 끼워져 이루어지는 2개의 LM 가이드를 통해 판형의 상부측 Y 방향 이동 베이스(17)를 설치하여 상부측 이동 베이스부(6)를 구성하고 있다.

상부측 X 방향 이동 베이스(14)의 상부측 고정 베이스부(5)의 상기 부착면과의 대향면은 마스크 표면과 평행한 면으로 설정되고, 이 면에 가이드 블록(16)의 부착 평탄면이 부착 고정된다. 또한, 상부측 Y 방향 이동 베이스(17)의 상부측 X 방향 이동 베이스(14)의 상기 부착면과의 대향면은 마스크 표면과 평행한 면으로 설정되고, 이 면에 가이드 블록(19)의 부착 평탄면이 부착 고정된다.

하부측도 마찬가지로, 하부측 고정 베이스부(9)를 진공조(1)의 하벽면 외측에 고정 상태로 설치하고 있다.

이 하부측 고정 베이스부(9)의 마스크 표면과 평행한 부착면에, Y 방향으로 연장되는 레일(21)에 가이드 블록(22)이 끼워져 이루어지는 2개의 LM 가이드를 통해 판형의 하부측 Y 방향 이동 베이스(20)를 설치하고, 이 하부측 Y 방향 이동 베이스(20)의 마스크 표면과 평행한 부착면에, X 방향으로 연장되는 레일(24)에 가이드 블록(25)이 끼워져 이루어지는 2개의 LM 가이드를 통해 판형의 하부측 X 방향 이동 베이스(23)를 설치하여 하부측 이동 베이스부(10)를 구성하고 있다.

하부측 Y 방향 이동 베이스(20)의 하부측 고정 베이스부(9)의 상기 부착면과의 대향면은 마스크 표면과 평행한 면으로 설정되고, 이 면에 가이드 블록(22)의 부착 평탄면이 부착 고정된다. 또한 하부측 X 방향 이동 베이스(23)의 하부측 Y 방향 이동 베이스(20)의 상기 부착면과의 대향면은 마스크 표면과 평행한 면으로 설정되고, 이 면에 가이드 블록(25)의 부착 평탄면이 부착 고정된다.

또한, 본 실시예에서는, 밸런스를 고려하여, 상하의 구동 기구로 X 방향 이동 베이스와 Y 방향 이동 베이스의 상하 배치 관계를 반대로 하고 있지만, 일치시켜도 좋다.

또한, 상부측 이동 베이스부(6) 및 하부측 이동 베이스부(10)는 각각, 좌우 한 쌍씩(2개씩) 설치되어 있다.

이 각 상부측 이동 베이스부(6)의 마스크 표면과 평행한 부착면에는, 내륜에 대하여 외륜을 선회 가능하게 설치한 크로스 롤러 베어링(13)을 통해 상부측 연결체(8)의 단면에서 봤을 때 L자형의 판재를 포함하는 하나의 기부(基部)(27)의 수직면을 각각 설치하고, 이 기부(27)는 각 상부측 이동 베이스부(6)에 가설 상태로 설치되어 있다.

하부측도 마찬가지로, 각 하부측 이동 베이스부(10)의 마스크 표면과 평행한 부착면에는, 내륜에 대하여 외륜을 선회 가능하게 설치한 크로스 롤러 베어링(26)을 통해 하부측 연결체(12)의 단면에서 봤을 때 L자형의 판재를 포함하는 하나의 기부(29)의 수직면을 각각 설치하고, 이 기부(29)를 각 하부측 이동 베이스부(6)에 가설 상태로 설치하고 있다.

상부측 이동 베이스부(6)에 설치한 상부측 연결체(8)의 기부(27)의 상기 수직면과 직교하는 수평면의 좌우 단부[크로스 롤러 베어링(13)에 대응하는 위치]에는 각각, 마스크(3)를 직립 상태로 부착하는 얼라인먼트 프레임(4)에 연결되는 연결 통체(28)를 세워 설치하고 있다.

이 각 연결 통체(28)의 선단부는 진공조(1)의 상부 관통 구멍(7)을 통해 진공조(1) 내에 도입되고, 이 선단부에는 마스크 반송 가이드용의(마스크 위치 결정 고정 위치에서의) 가이드 롤러(44)가 설치되어 얼라인먼트 프레임(4)과 연결되는 수평 판체(30)가 가설 상태로 연결된다. 이 가이드 롤러(44)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상부 가이드체(43)의 내측 바닥면에 접촉하는 롤러체(70)와, 내측면에 접촉하는 롤러체(71)와, 이들 롤러체(70, 71)가 회전 가능하게 유지되는 롤러 유지체(72)와, 롤러 유지체(72)를 수평 판체(30)의 표면에 대하여 접촉 분리 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 슬라이드 부시(73)로 구성되어 있다. 또한 이 롤러 유지체(72)는 스프링 등의 압박 기구에 의해 수평 판체(30)로부터 이격되는 방향으로 가압되어 있다.

또한, 수평 판체(30)에는, 선단에 마스크(3)의 감입 구멍(37)에 감입되는 감입부를 갖는 위치 결정핀(36)이 설치되어 있다. 이 위치 결정핀(36)은, 가이드 롤러(44)의 슬라이드 부시(73) 사이에 설치되고, 또한 그 선단부가 가이드 롤러(44)의 롤러 유지체(72)의 중앙부에 설치되는 삽입 관통 구멍으로부터 돌출하도록 설치된다. 또한 위치 결정핀(36)의 선단의 감입부는, 보통 상태에서는 롤러체(70, 71)로부터 돌출되지 않도록 구성되고, 롤러 유지체(72)가 압박 기구에 의한 가압력에 대항하여 밀어 올려진 경우에는 롤러체(70, 71)로부터 돌출하여(노출되어) 상부 가이드체(43)의 감입 구멍(37)에 감입할 수 있도록 구성되어 있다.

따라서, 후술하는 위치 결정핀(38)에 의해 마스크(3)[마스크 트레이(42)]가 위쪽으로 밀어 올려져, 상부 가이드체(43)에 의해 롤러체(70)를 통해 롤러 유지체(72)가 밀어 올려지면 위치 결정핀(36)의 선단의 감입부가 노출되어, 상부 가이드체(43)의 감입 구멍(37)에 감입되게 된다.

또한, 이 연결 통체(28)를 덮도록 금속제의 벨로우즈(34)(신축관)가 설치된다. 벨로우즈(34)의 일단은 상부 관통 구멍(7)의 주연부에 배치되고, 타단은 수평 판체(30)의 상면측에 배치되며, 이것에 의해 상부 관통 구멍(7)은 기밀 상태로 밀봉된다.

하부측은, 하부측 이동 베이스부(10)에 설치한 하부측 연결체(12)의 기부(29)의 상기 수직면과 직교하는 수평면의 좌우 단부[크로스 롤러 베어링(26)에 대응하는 위치]에는 각각, 마스크(3)를 직립 상태로 부착하는 얼라인먼트 프레임(4)에 연결되는 연결 통체(31)를 세워 설치하고 있다.

이 각 연결 통체(31)의 선단부는 진공조(1)의 하부 관통 구멍(11)을 통해 진공조(1) 내에 도입되고, 이 선단부에는 얼라인먼트 프레임(4)과 연결되는 수평 판체(33)가 가설 상태로 연결된다.

이 연결 통체(31)의 선단부는 수평 판체(33)를 (간극이 없는 기밀을 유지할 수 있는 상태로) 관통하여 위쪽으로 돌출하도록 설치하고, 이 연결 통체(31) 내에 연결 통체(31)의 선단으로부터 간극이 없이 기밀을 유지할 수 있는 상태로 돌출하는 통형상체(60)를 설치하며, 이 통형상체(60)의 내부에는 위치 결정핀(38)이 편심 캠 기구 등의 적절한 돌몰(突沒) 구동 기구(61)에 의해 선단으로부터 돌몰 구동 가능하게 설치되어 있다. 또한 위치 결정핀(38)의 돌출량은 감입 구멍(39)에 감입하여 적어도 마스크 트레이(42)의 하부 가이드체(50)가 반송 롤러(46)로부터 이격하도록 밀어 올려져, 마스크 트레이(42)의 상부 가이드체(43)에 의해 롤러체(70)를 통해 롤러 유지체(72)를 밀어 올려 위치 결정핀(36) 선단의 감입부를 노출할 수 있는 정도로 설정한다.

또한, 위치 결정핀(38)의 외주면과 통형상체(60)의 선단 내주면과는 기밀을 유지한 상태로 돌몰 미끄럼 구동할 수 있도록 구성하고 있다.

따라서, 이 위치 결정핀(38)을 통형상체(60)의 선단으로부터 돌출시켜 마스크(3)의 감입 구멍(39)에 감입하고, 마스크(3)[마스크 트레이 42)]를 밀어 올려 상부 가이드체(43)에 의해 롤러 유지체(72)를 밀어 올려 노출된 위치 결정핀(36)의 선단의 감입부를 감입 구멍(37)에 감입함으로써, 마스크(3)를 상부측 연결체(8) 및 하부측 연결체(12)에 대하여 위치 결정 고정할 수 있고, 마스크(3)를 얼라인먼트 프레임(4)과 일체로 고정할 수 있다.

또한, 이 연결 통체(31)를 덮도록 금속제의 벨로우즈(35)가 설치된다. 벨로우즈(35)의 일단은 하부 관통 구멍(11)의 주연부에 배치되고, 타단은 수평 판체(33)의 하면측에 배치되며, 이것에 의해 하부 관통 구멍(11)은 기밀 상태로 밀봉된다.

또한, 얼라인먼트 프레임(4)은 그 상하 단부가 각각 수평 판체(30, 33)에 연결되어 있다. 따라서, 얼라인먼트 프레임(4)과 각 연결체(8, 12)는 일체로 이동하게 된다. 즉, 얼라인먼트 프레임(4)은, 좌우의 이동 베이스부(6, 10) 각각의 이동의 영향을 받아 X, Y 및 θ의 각 방향으로 이동하는 각 연결체(8, 12)와 함께 X, Y 및 θ의 각 방향으로 이동한다. 또한, 얼라인먼트 프레임(4)에는 마스크 냉각용의 냉각 기구가 설치되어 있다.

각 이동 베이스부(6, 10)를 이동시키는 구동 기구에 대해서 상술한다.

본 실시예에서는, 상부측 구동 기구 및 하부측 구동 기구에, 각각 X 방향용 구동 장치 또는 Y 방향용 구동 장치 또는 그 양쪽 모두를 설치하고, 이 X 방향용 구동 장치 및 Y 방향용 구동 장치에 의해 상기 상부측 이동 베이스부(6) 및 상기 하부측 이동 베이스부(10)를 상부측 고정 베이스부(5) 및 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킴으로써, 상기 상부측 연결체(8) 및 상기 하부측 연결체(12)를 통해 상기 얼라인먼트 프레임(4)을 X, Y 및 θ 방향으로 조정 이동할 수 있도록 구성하고 있다.

구체적으로는, X 방향용 구동 장치 및 Y 방향용 구동 장치로서는 공지의 볼 나사 장치를 채용하고 있다. 볼 나사 장치는 정역회전 가능한 모터(55) 및 모터(55)에 의해 회동하는 볼 나사(56)(고정부)와, 볼 나사(56)에 나사 결합하여 이 볼 나사(56)의 회동에 의해 볼 나사(56)의 축방향으로 이동하는 너트(57)(이동부)로 구성된다.

본 실시예에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 하부측 고정 베이스부(9)(의 부착면)의 좌우 단부에 모터(55) 및 볼 나사(56)를, 이 볼 나사(56)가 상기 Y 방향으로 연장되는 레일(21)끼리의 사이에 이 레일(21)과 평행이 되도록 고정하고, 하부측 고정 베이스부(9)의 좌우 단부에 설치한 하부측 이동 베이스부(10)의 하부측 Y 방향 이동 베이스(20)의 하부측 고정 베이스부(9)와의 대향면에 각각 상기 볼 나사(56)와 나사 결합하는 너트(57)를 부착하여, Y 방향으로 구동시키도록 구성하고 있다.

또한, 우단부에 설치한 하부측 이동 베이스부(10)의 하부측 Y 방향 이동 베이스(20)에 모터(55) 및 볼 나사(56)를, 이 볼 나사(56)가 상기 X 방향으로 연장되는 레일(24)끼리의 사이에 이 레일(24)과 평행이 되도록 고정하고, 하부측 X 방향 이동 베이스(23)의 하부측 Y 방향 이동 베이스(20)와의 대향면에 상기 볼 나사(56)와 나사 결합하는 너트(57)를 부착하여, X 방향으로 구동시키도록 구성하고 있다.

또한, 상부측 고정 베이스부(5)(의 부착면)의 일단부(우단부)에 모터(55) 및 볼 나사(56)를, 이 볼 나사(56)가 상기 X 방향으로 연장되는 레일(15)끼리의 사이에 이 레일(15)과 평행이 되도록 고정하고, 상부측 고정 베이스부(5)의 우단부에 설치한 상부측 이동 베이스부(6)의 상부측 X 방향 이동 베이스(14)의 상부측 고정 베이스부(5)와의 대향면에 각각 상기 볼 나사(56)와 나사 결합하는 너트(57)를 부착하여, X 방향으로 구동시키도록 구성하고 있다.

따라서, 상부측 연결체(8) 및 하부측 연결체(12)와 얼라인먼트 프레임(4)은 일체로 이동하기 때문에, 상기 4개의 볼 나사 장치(이하, 하부측 X 방향용 구동 장치를 A, 하부 좌측 Y 방향용 구동 장치를 B, 하부 우측 Y 방향용 구동 장치를 C, 상부측 X 방향용 구동 장치를 D로 한다)에 의한 각 이동 베이스의 이동량을 조정함으로써, 상부측 연결체(8) 및 하부측 연결체(12)와 얼라인먼트 프레임(4)을 X, Y 및 θ 방향으로 자유롭게 이동시킬 수 있다.

예컨대 도 7에 도시한 바와 같이, A에 의해 하부측 X 방향 이동 베이스(23)를 좌측 방향으로 보내고, D에 의해 상부측 X 방향 이동 베이스(14)를 우측 방향으로 보내며, B에 의해 좌측의 하부측 Y 방향 이동 베이스(20)를 상측 방향으로 보내고, C에 의해 우측의 하부측 Y 방향 이동 베이스(20)를 하측 방향으로 보냄으로써, 크로스 롤러 베어링을 통해 얼라인먼트 프레임(4)[마스크(3)]을 회전시킬 수 있고, 이들 A∼D에 의한 이송 방향 및 이송량을 각각 독립적으로 제어함으로써, 얼라인먼트 마크에 기초하여 마스크(3)를 정밀하게 기판(2)에 대한 위치를 맞추는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는, 하부측 구동 기구로 얼라인먼트 프레임(4) 및 마스크(3)의 질량을 지지해야 하기 때문에, 부하에 적합한 에어압을 공급함으로써 질량을 캔슬하여 Y축의 구동 부하를 저감시키는 밸런서 실린더(62)를 설치하고 있다. 또한, 하부측 구동 기구와의 결합부는 얼라인먼트 동작을 제한하지 않도록 LM 가이드(63)를 통해 결합하고 있다.

또한, 본 실시예에서, 기판(2)의 로크 기구 및 마스크(3)에 대한 왕복 이동 기구는, 이하와 같이 구성하고 있다.

기판(2)의 로크 기구는, 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(2)[기판 트레이(41)]을 상승시키는 편심 캠(32)과, 편심 캠(32)에 의해 상승시킨 기판 트레이(41)의 하부 가이드체(50)의 바닥면의 감입 구멍에 감입하는 기판 트레이 로크 핀[편심 캠(32)과 함께 마스크(3)에 대하여 왕복 이동함]과, 기판 트레이(41)가 상승했을 때, 상부 가이드체(48)의 바닥면에 형성한 V자홈에 감입하는 가이드 롤러(47)의 테이퍼형 롤러체로 구성하고 있다.

또한, 마스크(3)에 대한 왕복 이동 기구는 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 편심 캠(32)을 지지하는 지지체(66)와, 가이드 롤러(47)를 지지하는 지지체(69)와, 이들 지지체(66, 69)를 진공조(1)에 대하여 마스크(3)의 면 방향과 수평 방향에 직교하는 방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 LM 가이드(67)와, 이들 지지체(66, 69)를 슬라이드 이동시키는 슬라이드 이동 기구(75)로 구성하고 있다. 이 슬라이드 이동 기구(75)는, 서보 모터 및 이 서보 모터에 의해 구동하는 볼 나사 유닛과, 이 볼 나사 유닛에 의해 LM 가이드(76)를 따라 마스크(3)의 면 방향과 수평 방향에 직교하는 방향으로 이동하는 이동 베이스(78)와, 이 이동 베이스(78)와 지지체(66, 69)를 연결하는 연결부(74)로 구성하고 있다.

도면 중, 부호 64는 편심 캠(32)을 회전시키는 회전축, 65는 회전축(64)을 구동하는 구동 모터, 68은 왕복 이동 기구에 의해 마스크(3)에 대하여 기판(2)을 내리 눌렀을 때의 과도한 밀착을 방지하기 위한 스프링, 77은 벨로우즈이다.

이상의 구성의 본 실시예에 의한 얼라인먼트 동작을 설명한다.

성막실에 마스크(3) 및 기판(2)을 반송 기구(반송 롤러 및 가이드 롤러)에 의해 각각 반송한다. 또한, 본 실시예에서는 이들 반송 롤러 및 가이드 롤러를 반송 방향과 수평 방향에 직교하는 방향으로 마스크 반송용 및 기판 반송용 2열 병설하고 있다. 물론 3열 이상 병설하여도 좋다.

성막실에 반송된 마스크(3) 및 기판(2)을 각각, 마스크(3) 및 기판(2)을 아암 등으로 기계적으로 임시로 위치 결정하는 프리얼라인먼트 기구에 의해, 위치 결정핀(36, 38) 및 기판 트레이 로크 핀이 각각 감입 구멍에 감입할 수 있는 위치로 조정 이동한다.

프리얼라인먼트된 마스크(3)의 감입 구멍(37, 39)에, 위치 결정핀(36, 38)을 감입시켜, 마스크(3)[마스크 트레이(42)]를 각 연결체(8, 12)에 대하여 고정한다.

또한, 기판(2)에 대해서는 기판 트레이 로크 핀을 상승시키면서 반송 롤러 중 일부의 편심 캠(32)의 회전에 의해 기판 트레이(41)를 상승시켜 얼라인먼트 위치[마스크(3)와 기판(2)의 얼라인먼트 마크가 어느 정도 중첩되는 위치]로 이동시키고(도 3), 이 얼라인먼트 위치에서 기판 트레이 로크 핀을 감입 구멍에 감입시켜, 진공조(1)에 대하여 고정한다.

기판(2)을 계측 위치로 이동시킨 후, CCD 카메라로 취득한 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 바탕으로 구동 제어 장치 내에서 마스크 트레이(42)의 위치 보정량을 산출하고, 이 위치 보정량으로부터 얼라인먼트 프레임(4) 및 마스크(3)의 이동량(각 X 방향용 구동 장치 및 Y 방향용 구동 장치에 의한 이송량)을 산출하며, 이 산출한 이동량을 바탕으로 각 구동 장치를 구동시켜 얼라인먼트[마스크(3)의 기판(2)에 대한 위치 맞춤]를 행한다.

얼라인먼트 종료 후, 기판(2)을 마스크(3)에 근접하도록 왕복 이동 기구에 의해 이동시켜(도 4), 기판(2)과 마스크(3)를 밀착시켜 기판 트레이(41)의 오목부에 냉각판 및 마그넷판을 구비한 판체(51)를 설치하고, 이 상태로 CCD 카메라로 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 취득하며, 위치 맞춤이 기준 치수 내에 들어가 있는지를 구동 제어 장치로 판정하여, 얼라인먼트 마크의 어긋남이 기준 치수 내이면 그대로 성막을 시작하고, 기준 치수 내가 아니면 상기 위치 보정량 및 상기 이동량을 산출하여 기준 치수 내가 될 때까지 반복하여 얼라인먼트를 행한다.

또한, 본 실시예에서는, 마스크(3)측을 움직임으로써 얼라인먼트를 행하고 있지만, 기판(2)측을 움직이도록 마찬가지로 구성하여도 좋다. 또한, 본 실시예에서는, 진공조(1)의 상하에 각각 상부측 구동 기구 및 하부측 구동 기구를 설치한 구성이지만, X 방향용 구동 장치 및 Y 방향용 구동 장치를 구비한 상부측 구동 기구 또는 하부측 구동 기구만을 설치하는 구성으로 하여도 좋다.

본 실시예는 전술한 바와 같이 구성했기 때문에, 진공조(1)를 포함하는 성막실(챔버) 내에 직립 상태로 반송되는 기판(2)과 마스크(3)의 위치 맞춤을, 상부측 이동 베이스부(6) 및 하부측 이동 베이스부(10)를 각각 상하의 각 고정 베이스부(5, 9)에 대하여 이동시켜, 이 상하의 각 이동 베이스부(6, 10)에 설치되는 상부측 연결체(8) 및 하부측 연결체(12)를 통해 얼라인먼트 프레임(4) 및 이 얼라인먼트 프레임(4)과 일체로 이동하도록 부착되는 마스크(3)를 기판(2)에 대하여 X, Y 및 θ 방향으로 조정 이동함으로써 행하기 때문에, 종래와 같이 얼라인먼트 구동 기구를 반송 방향과 수평 방향으로 직교하는 방향으로 돌출시키지 않고, 진공조(1)의 상하로 콤팩트하게 분할 배치하는 것이 가능해져, 그 만큼 평면 레이아웃상의 설치 스페이스를 가급적 작게 할 수 있다.

또한, 강체로서의 챔버에 각 고정 베이스부(5, 9)를 설치하기 때문에, 위치 맞춤 정밀도도 충분히 확보할 수 있다. 또한, 중앙의 공간 부분을 크게 할 수 있어, 마스크 냉각 기구나 기판 흡착 기구 등의 설치가 그 만큼 용이해진다. 또한 마스크(3)의 유지 모먼트가 작아져, 위치 맞춤 정밀도에 대한 영향을 적게 할 수 있고, 그 만큼 기판 사이즈의 대형화에 대응할 수 있게 된다. 따라서, 구동 기구를 상하로 분할하여 그 만큼 콤팩트하게 할 수 있고, 또한 이 구동 기구와 각 연결체(8, 12)의 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부 사이의 거리를 짧게 할 수 있기 때문에, 그 만큼 정밀한 위치 맞춤 조정 이동이 가능해진다.

또한, 상하의 각 이동 베이스부(6, 10)를 이동시키기 위한 구동 장치를, 진공조(1)의 상부 및 하부에 각각 분할하여 설치할 수 있고, 정해진 간격을 두고 설치한 한 쌍(2개)의 하부측 이동 베이스부(10)를 하부측 고정 베이스부(9)에 대하여 X 방향으로 이동시키는 볼 나사 장치(1축) 및 Y 방향으로 이동시키는 볼 나사 장치(각 이동 베이스부에 각각 총 2축)를 하부측에 설치하고, 상부측 이동 베이스부(6)를 상부측 고정 베이스부(5)에 대하여 X 방향으로 이동시키는 볼 나사 기구(1축)를 상부측에 설치하며, 각 구동 장치에 의한 각 이동 베이스부의 이동량을 조정 설정함으로써, 얼라인먼트 프레임(4)을 X, Y 및 θ 방향으로 자유롭게 조정 이동시킬 수 있고, 또한 상부측의 구동 장치를 적게 하여 보다 안정적으로 진공조에 얼라인먼트 구동 기구를 설치하는 것 등이 가능해진다.

또한, 진공조(1) 내(진공측)에 배치되는 것은 각 연결체(8, 12)의 얼라인먼트 프레임(4)과의 연결부뿐이며, 얼라인먼트 구동 기구의 마찰 접촉 부위가 모두 진공조(1)의 외부(대기측)에 설치되기 때문에, 그 만큼 진공조(1)의 내부를 청정한 분위기로 유지할 수 있어, 성막되는 박막을 보다 고품질의 것으로 하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 실시예는, 위치 맞춤 정밀도를 확보하면서 공간 절약을 실현하고, 제4 세대 이상의 대형 기판에도 대응 가능하여 매우 실용성이 뛰어나게 된다.

Claims

진공조 내에서 직립 상태로 유지된 기판에 마스크를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임을 상기 기판에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크가 상기 기판에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조의 외부에 설치되고 이 진공조의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부와, 이 상부측 고정 베이스부에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부에 지지되고, 타단이 상기 진공조의 상부에 형성한 상부 관통 구멍을 통해 상기 진공조 내의 상기 얼라인먼트 프레임의 상부에 연결되는 상부측 연결체를 포함하는 상부측 구동 기구 또는, 상기 진공조의 외부에 설치되고 이 진공조의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부와, 이 하부측 고정 베이스부에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부에 지지되고, 타단이 상기 진공조의 하부에 형성한 하부 관통 구멍을 통해 상기 진공조 내의 상기 얼라인먼트 프레임의 하부에 연결되는 하부측 연결체를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성하며, 상기 상부측 연결체 및 상기 하부측 연결체의 상기 얼라인먼트 프레임과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍 및 상기 하부 관통 구멍을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈를 통해 상기 진공조 내에 설치된 것을 특징으로 하는 성막 장치.
진공조 내에서 직립 상태로 유지된 기판에 마스크를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임을 상기 기판에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크가 상기 기판에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조의 외부에 설치되고 이 진공조의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부와, 이 상부측 고정 베이스부에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부에 지지되고, 타단이 상기 진공조의 상부에 형성한 상부 관통 구멍을 통해 상기 진공조 내의 상기 얼라인먼트 프레임의 상부에 연결되는 상부측 연결체를 포함하는 상부측 구동 기구와, 상기 진공조의 외부에 설치되고 이 진공조의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부와, 이 하부측 고정 베이스부에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부에 지지되고, 타단이 상기 진공조의 하부에 형성한 하부 관통 구멍을 통해 상기 진공조 내의 상기 얼라인먼트 프레임의 하부에 연결되는 하부측 연결체를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성되며, 상기 상부측 연결체 및 상기 하부측 연결체의 상기 얼라인먼트 프레임과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍 및 상기 하부 관통 구멍을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈를 통해 상기 진공조 내에 설치된 것을 특징으로 하는 성막 장치.
진공조 내에서 직립 상태로 유지된 기판에 마스크를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임을 상기 기판에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크가 상기 기판에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크와 상기 기판과의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조의 외부에 설치되고 이 진공조의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부와, 이 상부측 고정 베이스부에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부에 지지되고, 타단이 상기 진공조의 상부에 형성한 상부 관통 구멍을 통해 상기 진공조 내의 상기 얼라인먼트 프레임의 상부에 연결되는 상부측 연결체를 포함하는 상부측 구동 기구 또는, 상기 진공조의 외부에 설치되고 이 진공조의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부와, 이 하부측 고정 베이스부에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부에 지지되고, 타단이 상기 진공조의 하부에 형성한 하부 관통 구멍을 통해 상기 진공조 내의 상기 얼라인먼트 프레임의 하부에 연결되는 하부측 연결체를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성되고, 상기 상부측 구동 기구 또는 상기 하부측 구동 기구에, X 방향용 구동 장치 또는 Y 방향용 구동 장치 또는 그 양쪽 모두를 설치하고, 이 X 방향용 구동 장치 및 Y 방향용 구동 장치에 의해 상기 상부측 이동 베이스부 또는 상기 하부측 이동 베이스부를 상부측 고정 베이스부 또는 하부측 고정 베이스부에 대하여 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킴으로써 상기 상부측 연결체 또는 상기 하부측 연결체를 통해 상기 얼라인먼트 프레임을 X, Y 및 θ 방향으로 조정 이동할 수 있도록 구성하고, 상기 상부측 연결체 및 상기 하부측 연결체의 상기 얼라인먼트 프레임과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍 및 상기 하부 관통 구멍을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈를 통해 상기 진공조 내에 설치한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
진공조 내에서 직립 상태로 유지된 기판에 마스크를 통해 성막 재료를 부착시켜 성막을 행하는 성막 장치로서, 상기 마스크를 직립 상태로 부착한 얼라인먼트 프레임을 상기 기판에 대하여 조정 이동하여, 상기 마스크가 상기 기판에 대하여 적정 위치가 되도록 상기 마스크와 상기 기판의 위치를 맞추는 얼라인먼트 구동 기구를 구비하고, 이 얼라인먼트 구동 기구는, 상기 진공조의 외부에 설치되고 이 진공조의 상부측에 고정되는 상부측 고정 베이스부와, 이 상부측 고정 베이스부에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 상부측 이동 베이스부와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 상부측 이동 베이스부에 지지되고, 타단이 상기 진공조의 상부에 형성한 상부 관통 구멍을 통해 상기 진공조 내의 상기 얼라인먼트 프레임의 상부에 연결되는 상부측 연결체를 포함하는 상부측 구동 기구와, 상기 진공조의 외부에 설치되고 이 진공조의 하부측에 고정되는 하부측 고정 베이스부와, 이 하부측 고정 베이스부에 대하여 마스크 표면에 평행한 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 하부측 이동 베이스부와, 일단이 상기 마스크 표면 위의 회전 방향인 θ 방향으로 회전 가능하게 상기 하부측 이동 베이스부에 지지되고, 타단이 상기 진공조의 하부에 형성한 하부 관통 구멍을 통해 상기 진공조 내의 상기 얼라인먼트 프레임의 하부에 연결되는 하부측 연결체를 포함하는 하부측 구동 기구로 구성되며, 상기 상부측 구동 기구 및 상기 하부측 구동 기구에, 각각 X 방향용 구동 장치 또는 Y 방향용 구동 장치 또는 그 양쪽 모두를 설치하고, 이 X 방향용 구동 장치 및 Y 방향용 구동 장치에 의해 상기 상부측 이동 베이스부 및 상기 하부측 이동 베이스부를 상부측 고정 베이스부 및 하부측 고정 베이스부에 대하여 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킴으로써, 상기 상부측 연결체 및 상기 하부측 연결체를 통해 상기 얼라인먼트 프레임을 X, Y 및 θ 방향으로 조정 이동할 수 있도록 구성하고, 상기 상부측 연결체 및 상기 하부측 연결체의 상기 얼라인먼트 프레임과의 연결부는 상기 상부 관통 구멍 및 상기 하부 관통 구멍을 각각 기밀 상태로 밀봉하는 벨로우즈를 통해 상기 진공조 내에 설치한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제4항에 있어서, 상기 하부측 이동 베이스부는 한 쌍의 하부측 이동 베이스부를 포함하고, 상기 마스크 표면에 평행한 상하 방향인 Y 방향으로 상기 하부측 이동 베이스부를 이동시키는 상기 하부측 구동 기구에 설치되는 상기 Y 방향용 구동 장치는, 상기 각 하부측 이동 베이스부를 각각 독립적으로 이동시킬 수 있게 구성되고, 상기 상부측 구동 기구에는 상기 Y 방향용 구동 장치를 설치하지 않는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 하부측 이동 베이스부는 한 쌍의 하부측 이동 베이스부를 포함하고, 상기 상부측 이동 베이스부는 한 쌍의 상부측 이동 베이스부를 포함하며, 상기 상부측 이동 베이스부는, 상기 상부측 고정 베이스부에 대하여 상기 상부측 이동 베이스부를 X 방향 및 Y 방향으로 안내하는 직동 안내부를 통해 상기 상부측 고정 베이스부에 연결되고, 상기 상부측 연결체는, 상기 각 상부측 이동 베이스부에 대하여 상기 상부측 연결체를 θ 방향으로 안내하는 회동 안내부를 통해 상기 각 상부측 이동 베이스부에 연결되며, 상기 하부측 이동 베이스부는, 상기 하부측 고정 베이스부에 대하여 상기 하부측 이동 베이스부를 X 방향 및 Y 방향으로 안내하는 직동 안내부를 통해 상기 하부측 고정 베이스부에 연결되고, 상기 하부측 연결체는, 상기 각 하부측 이동 베이스부에 대하여 상기 하부측 연결체를 θ 방향으로 안내하는 회동 안내부를 통해 상기 각 하부측 이동 베이스부에 연결되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.