KR101953038B1

KR101953038B1 - 정전척 장치, 마스크 부착장치, 성막장치, 성막방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법

Info

Publication number: KR101953038B1
Application number: KR1020170171453A
Authority: KR
Inventors: 히로시 이시이; 가즈히토 가시쿠라
Original assignee: 캐논 톡키 가부시키가이샤
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-02-27
Also published as: JP6686100B2; CN109913842B; JP2019106532A; CN109913842A

Abstract

본 발명의 정전척 장치는, 자력발생부로부터의 자력에 의해 마스크를 기판의 성막면상에 부착시키기 위한 자력인가수단을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향하며 기판의 성막면의 반대측 면을 보유지지하기 위한 제2 면을 포함하는 정전척 플레이트부와, 상기 정전척 플레이트부에 전원을 공급하기 위한 급전단자부를 포함하며, 상기 급전단자부는 상기 자력인가수단의 상기 자력발생부가 배치되는 영역 외측에 설치된다.

Description

정전척 장치, 마스크 부착장치, 성막장치, 성막방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법{ELECTROSTATIC CHUCK DEVICE, MASK ATTACHING DEVICE, FILM-FORMING APPARATUS, FILM-FORMING METHOD, AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, 성막장치 및 성막방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 성막장치에서 기판을 정전인력에 의해 보유지지하는 정전척 플레이트부에 전압을 공급하기 위한 급전단자부의 구조에 관한 것이다.

최근 평판 표시 장치로서 유기 EL 표시 장치가 각광을 받고 있다. 유기 EL 표시장치는 자발광 디스플레이로서, 응답 속도, 시야각, 박형화 등의 특성이 액정 패널 디스플레이보다 우수하여, 모니터, 텔레비전, 스마트폰으로 대표되는 각종 휴대 단말 등에서 기존의 액정 패널 디스플레이를 빠르게 대체하고 있다. 또한, 자동차용 디스플레이 등으로도 그 응용분야를 넓혀가고 있다.

유기 EL 표시장치의 소자는 2개의 마주보는 전극(캐소드 전극, 애노드 전극) 사이에 발광을 일으키는 유기물 층이 형성된 기본 구조를 가진다. 유기 EL 표시 장치 소자의 유기물층 및 전극 금속층은 진공 챔버 내에서 화소 패턴이 형성된 마스크를 통해 기판에 증착물질을 증착시킴으로써 제조된다.

이러한 성막 프로세스에서 마스크상의 화소 패턴을 높은 정밀도로 기판상으로 전사하기 위해서는, 기판에의 증착이 이루어지기 전에 마스크와 기판의 상대적 위치를 높은 정밀도로 조정하고, 마스크를 기판의 성막면에 밀착시켜야 한다.

마스크를 기판의 성막면에 밀착시키기 위해, 마그넷판을 사용하여 기판의 상부로부터 기판의 하부의 금속제 마스크에 자력을 가하고 있다. 즉, 종래 기술에서는, 상대적 위치가 조정(얼라인먼트)된 기판을 마스크 상면에 재치한 상태에서, 마그넷판을 기판의 상면에 당접시킴으로써, 마그넷판의 마그넷에 의해 금속제 마스크에 인가되는 자력을 통해 기판과 마스크를 밀착시킨다.

최근 기판의 자중에 의한 처짐을 방지하기 위해, 기판의 상면을 정전척의 정전인력에 의해 보유지지하는 방법이 검토되고 있다. 정전척은 기판의 상면을 정전인력에 의해 흡착시키므로 기판의 상면 바로 위에 설치된다.

따라서, 정전척을 사용하여 기판을 보유지지하고 이러한 기판과 마스크를 마그넷판에 의해 밀착시키는 구조의 성막장치에서는, 정전척이 마그넷판의 아래에서 기판을 보유지지하게 된다. 종래 기술에서는 마그넷판의 아래에 배치되는 정전척에 전원을 공급하기 위해, 성막장치의 외부로부터의 급전선이 마그넷판을 관통하여 마그넷판의 하부에 배치되는 정전척에 이르도록 설치하였다.

즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 마그넷판(724)의 마그넷(725)이 배치되어 있는 영역 내에, 마그넷(725) 이외에 정전척(723)에 전원을 공급하기 위한 급전단자(731)가 설치된다. 이로 인해, 마그넷판(724)의 마그넷(725)이 배치되는 영역 내에는, 급전단자(731)가 함께 배치되어 마그넷(725)이 배치되지 않는 국소영역이 존재하게 된다.

그 결과, 마그넷(725)이 배치되지 않는 국소영역 주위에서는, 자력이 약해지고, 마그넷판(724)의 마그넷(725)이 배치된 영역 전체에 있어서, 마스크로의 자력이 불균일하게 되어, 기판과 마스크의 밀착성이 저하되고, 성막정밀도가 저하된다.

본 발명은, 정전척을 사용하여 기판을 보유지지하고 자력인가수단을 사용하여 기판과 마스크를 밀착시키는 구조의 성막장치에 있어서, 자력인가수단에 의한 자력의 균일도에의 영향을 저감하면서도 정전척에의 전원 공급을 할 수 있는 구조를 가지는 정전척 장치, 마스크 부착장치, 이를 포함하는 성막장치, 이를 사용한 성막방법 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

본 발명의 제1 양태에 따른 정전척 장치는, 자력발생부로부터의 자력에 의해 마스크를 기판의 성막면상에 부착시키기 위한 자력인가수단을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향하며 기판의 성막면의 반대측 면을 보유지지하기 위한 제2 면을 포함하는 정전척 플레이트부와, 상기 정전척 플레이트부에 전원을 공급하기 위한 급전단자부를 포함하며, 상기 급전단자부는 상기 자력인가수단의 상기 자력발생부가 배치되는 영역 외측에 설치된다.

본 발명의 제2 양태에 따른 마스크 부착장치는, 기판의 성막면의 반대측 면을 보유지지하기 위한 정전척 플레이트부와, 상기 정전척 플레이트부에 전원을 공급하기 위한 급전단자부와, 자력발생부를 가지며, 상기 자력발생부로부터의 자력에 의해 마스크를 기판의 성막면에 부착시키기 위한 자력인가수단을 포함하고, 상기 정전척 플레이트부는 상기 자력인가수단을 향하는 제1면과 상기 제1 면에 대향하며 기판의 성막면의 반대측의 면을 보유지지하기 위한 제2 면을 포함하며, 상기 급전단자부는 상기 자력인가수단의 상기 자력발생부가 배치되는 영역 외측에 설치된다.

본 발명의 제3 양태에 따른 성막장치는, 본 발명의 제2 양태에 따른 마스크 부착장치를 포함한다.

본 발명의 제4 양태에 따른 성막장치는, 마스크에 자력을 인가하기 위한 자력인가수단과, 상기 자력인가수단의 하방에 설치되며, 기판을 보유지지하기 위한 정전척 플레이트부와, 상기 정전척 플레이트부에 전원을 공급하기 위한 급전선부를 포함하고, 상기 자력인가수단은 자력을 발생시키기 위한 복수의 자력발생부를 포함하며, 상기 급전선부는 상기 자력인가수단의 상기 복수의 자력발생부가 배치되는 영역을 관통하지 않는다.

본 발명의 제5 양태에 따른 성막방법은, 성막장치 내로 마스크를 반입하여, 마스크 대 상에 재치하는 단계, 상기 성막장치 내로 기판을 반입하여 기판지지대 상에 재치하는 단계, 상기 기판지지대 상의 기판을 본 발명의 제1 양태에 따른 정전척 장치에 의해 보유지지하는 단계, 상기 정전척 장치에 보유지지된 기판을 마스크에 대해 위치조정하는 얼라인먼트 단계, 위치조정된 기판을 마스크상에 재치하는 단계, 자력발생부를 포함하는 자력인가수단에 의해 마스크와 마스크상의 기판을 밀착시키는 단계, 및 증착원으로부터 증발된 증착재료를 마스크를 통해 기판상에 성막시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 제6 양태에 따른 전자 디바이스의 제조 방법은, 본 발명의 제5 양태에 따른 성막방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조한다.

본 발명에 의하면, 자력인가수단의 자력발생부가 배치된 영역 외측에 정전척 장치의 급전단자부를 설치함으로써, 정전척 플레이트부에 전원을 공급하기 위한 급전선 또는 급전단자부가 자력인가수단의 자력발생부의 배치영역을 관통하지 않고 자력인가수단의 자력발생부의 배치영역을 피할 수 있게 된다. 이에 따라, 자력인가수단의 자력발생부가 배치된 영역내에, 급전선 또는 급전단자부의 관통으로 인해 자력발생부가 국소적으로 배치되지 않는 부분이 생기지 않기 때문에, 자력인가수단의 자력이 불균일해지는 것을 방지할 수 있게 된다. 그 결과, 자력인가수단이 마스크를 끌어 당기는 자장이 균일하게 되어 마스크와 기판간의 밀착 정밀도가 향상된다.

도 1은 유기 EL 표시 장치의 제조 라인의 일부의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 성막장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척 장치를 포함하는 마스크 부착장치를 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 정전척 장치를 포함하는 마스크 부착장치를 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 정전척 장치의 평면구조 및 기판지지대의 지지부의 배치를 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 성막방법을 이용하여 제조되는 전자 디바이스의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 7은 종래 기술의 정전척 및 마그넷판의 구조를 나타내는 모식도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 설명한다. 다만, 이하의 실시형태 및 실시예는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위는 이들 구성에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 흐름, 제조 조건, 크기, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이것으로 한정하려는 취지인 것은 아니다.

본 발명은, 기판의 표면에 진공 증착에 의해 소망하는 패턴의 박막(재료층)을 형성하는 장치에 바람직하게 적용할 수 있다. 기판의 재료로는 유리, 고분자재료의 필름, 금속 등의 임의의 재료를 선택할 수 있고, 또한 증착 재료로서도 유기 재료, 금속성 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 유기 전자 디바이스(예를 들면, 유기 EL 표시장치, 박막 태양 전지), 광학 부재 등의 제조 장치에 적용 가능하다. 그 중에서도, 유기 EL 표시장치의 제조 장치는, 기판의 대형화 또는 표시 패널의 고정밀화에 따라 기판과 마스크의 얼라인먼트 정밀도 및 밀착 정밀도의 더 나은 향상이 요구되고 있기 때문에, 본 발명의 바람직한 적용예의 하나이다.

<전자 디바이스 제조 라인>

도 1은 전자 디바이스의 제조 라인의 구성의 일부를 모식적으로 도시한 평면도이다. 도 1의 제조 라인은 예를 들면 스마트폰용의 유기 EL 표시장치의 표시 패널의 제조에 이용된다. 스마트폰용의 표시 패널의 경우, 예를 들면 약 1800 ㎜ × 약 1500 ㎜의 사이즈의 기판에 유기 EL의 성막을 행한 후, 해당 기판을 다이싱하여 복수의 작은 사이즈의 패널이 제작된다.

전자 디바이스의 제조 라인은 일반적으로 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 성막실(11, 12)과 반송실(13)을 구비한다. 반송실(13) 내에는 기판(10)을 보유지지하고 반송하는 반송 로봇(14)이 설치되어 있다. 반송 로봇(14)은 예를 들면 다관절 암에, 기판(10)을 보유지지하는 로봇 핸드가 장착된 구조를 갖는 로봇으로서, 각 성막실로의 기판(10)의 반입/반출을 수행한다.

각 성막실(11, 12)에는 각각 성막장치(증착 장치라고도 부름)가 설치되어 있다. 반송 로봇(14)과의 기판(10)의 전달, 기판(10)과 마스크의 상대 위치의 조정(얼라인먼트), 마스크 상으로의 기판(10)의 고정, 성막(증착) 등의 일련의 성막 프로세스는, 성막장치에 의해 자동적으로 행해진다.

이하, 성막실의 성막장치의 구성에 대하여 설명한다.

<성막장치>

도 2는 성막장치(2)의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이하의 설명에 있어서는, 연직 방향을 Z 방향으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 사용한다. 성막 시에 기판(10)이 수평면(XY 평면)과 평행하게 고정된다고 가정할 때, 기판(10)의 단변에 평행한 방향을 X 방향, 장변에 평행한 방향을 Y 방향으로 한다. 또한, Z 축 주위의 회전각을 θ로 표시한다.

성막장치(2)는 성막공정이 이루어지는 공간을 정의하는 진공 챔버(20)를 구비한다. 진공 챔버(20)의 내부는 진공 분위기이거나 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지된다.

성막장치(2)의 진공챔버(20)내의 상부에는 기판을 지지하는 기판 지지대(21), 마스크가 놓여지는 마스크 대(22), 기판을 정전인력에 의해 보유지지하는 정전척 장치(23), 금속제의 마스크에 자력을 인가하기 위한 자력인가수단(24) 등이 설치되며, 성막장치의 진공챔버(20)내의 하부에는 증착재료가 수납되는 증착원(25) 등이 설치된다.

기판 지지대(21)에는 반송실(13)의 반송 로봇(14)에 의해 진공 챔버(20)내로 반입된 기판(10)이 재치된다. 기판 지지대(21)는 진공챔버(20)에 고정되도록 설치될 수도 있고, 연직방향으로 승강가능하게 설치될 수도 있다. 기판 지지대(21)는 기판의 하면의 주연부를 지지하는 지지부(211, 212)를 포함한다.

기판 지지대(21)의 아래에는 틀 형상의 마스크 대(22)가 설치되며, 마스크 대(22)에는 기판(10) 상에 형성될 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 갖는 마스크(221)가 놓여진다. 특히, 스마트폰용 유기 EL 소자를 제조하는데 사용되는 마스크는 미세한 개구패턴이 형성된 금속제 마스크로서, FMM(Fine Metal Mask)라고도 부른다.

기판 지지대(21)의 지지부(211, 212)의 상방에는 기판을 정전인력에 의해 보유지지하여 고정시키기 위한 정전척 장치(23)가 설치된다. 정전척 장치(23)는 예컨대, 유전체(예컨대, 세라믹재질) 매트릭스내에 금속전극 등의 전기회로가 매설된 구조를 가진다. 금속전극에 플러스(+) 및 마이너스(-)의 전압이 인가되면, 유전체 매트릭스를 통해 기판에 금속 전극과 반대극성의 분극전하가 유도되며, 이들간의 정전기적 인력에 의해 기판이 정전척 장치(23)에 보유지지 및 고정된다. 정전척 장치(23)는 하나의 플레이트로 형성될 수도 있고, 복수의 서브플레이트를 가지도록 형성될 수도 있다. 또한, 하나의 플레이트로 형성되는 경우에도 그 내부에 전기회로를 복수 포함하여, 하나의 플레이트내에서 위치에 따라 정전인력을 다르게 제어할 수 있다.

정전척 장치(23)의 상부에는 금속제 마스크(221)에 자력을 인가하여 마스크의 처짐을 방지하고 마스크(221)와 기판(10)을 밀착시키기 위한 자력인가수단(24)이 설치된다. 자력인가수단(24)은 영구자석 또는 전자석 등의 복수의 자력발생부(241)를 포함한다.

본 발명에 있어서, 정전척 장치(23)는, 도 3을 참조하여 후술하는 바와 같이, 정전척 플레이트부(31)에 전원을 공급하기 위한 급전선이 연결되는 급전단자부(32)가 자력인가수단(24)의 자력발생부(241)의 배치영역 외측에 설치된다. 이에 따라, 정전척 장치(23)의 급전선 내지 급전단자부(32)가 자력인가수단(24)의 자력발생부(241)의 배치영역을 관통하지 않게 된다.

도 2에는 도시하지 않았으나, 정전척 장치(23)와 자력인가수단(24)의 사이에는 기판을 냉각시키기 위한 냉각판이 설치될 수 있다. 냉각판은 정전척 장치(23) 또는 자력인가수단(24)과 일체로 형성될 수도 있다.

증착원(25)은 기판에 성막될 증착 재료가 수납되는 도가니(미도시), 도가니를 가열하기 위한 히터(미도시), 증착원으로부터의 증발 레이트가 일정해질 때까지 증착 재료가 기판으로 비산하는 것을 막는 셔터(미도시) 등을 포함한다. 증착원(25)은 점(point) 증착원, 선형(linear) 증착원, 리볼버 증착원 등 용도에 따라 다양한 구성을 가질 수 있다.

도 2에 도시되지 않았으나, 성막장치(2)는 기판에 증착된 막두께를 측정하기 위한 막두께 모니터(미도시) 및 막두께 산출 유닛(미도시)를 포함한다.

성막장치(2)의 진공챔버(20)의 외부 상면에는 기판 지지대 (21), 정전척 장치(23), 자력인가수단(24) 등을 연직방향(Z방향)으로 이동시키기 위한 구동기구, 및 기판과 마스크의 얼라인먼트를 위해 수평면에 평행하게(X방향, Y방향, θ방향으로) 정전척 장치(23) 등을 이동시키기 위한 구동기구 등이 설치된다. 또한, 마스크와 기판의 얼라인먼트를 위해 진공챔버(20)의 천장에 설치된 창을 통해 기판 및 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬영하는 얼라인먼트용 카메라(미도시)도 설치된다.

성막장치는 제어부(26)를 구비한다. 제어부(26)는 기판(10)의 반송 및 얼라인먼트, 증착원의 제어, 성막의 제어 등의 기능을 갖는다. 제어부(26)는 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어부(26)의 기능은 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행함으로써 실현된다. 컴퓨터로서는 범용의 퍼스널 컴퓨터를 사용하여도 되고, 임베디드형의 컴퓨터 또는 PLC(programmable　logic　controller)를 사용하여도 좋다. 또는, 제어부(26)의 기능의 일부 또는 전부를 ASIC나 FPGA와 같은 회로로 구성하여도 좋다. 또한, 성막장치별로 제어부(26)가 설치되어 있어도 되고, 하나의 제어부(26)가 복수의 성막장치를 제어하는 것으로 하여도 된다.

이하 본 발명의 성막장치에서 이루어지는 성막 프로세스를 설명한다.

우선, 성막장치의 진공 챔버(20)내로 새로운 마스크가 반입되어, 마스크 대(22)상에 재치된다.

반송실(13)의 반송 로봇(14)에 의해 기판이 진공 챔버(20) 내로 반입되어 기판 지지대(21)에 놓여진다. 이어서, 정전척 장치(23)가 하강하여 기판(10)을 정전인력에 의해 보유지지한다.

정전척 장치(23)에 보유지지된 기판(10)과 마스크 대(22)에 놓인 마스크(221)의 수평(XYθ)방향으로의 상대적 위치의 측정 및 조정을 행하는 기판 얼라인먼트 공정이 이루어진다.

기판 얼라인먼트 공정이 완료되면, 정전척 장치(23) 및/또는 기판 지지대(21)가 구동기구에 의해 하강하여 기판(10)을 마스크(221) 상에 놓으며, 그 후에 자력인가수단(24)이 구동기구에 의해 하강하여 기판(10)과 마스크(221)를 밀착시킨다.

이 상태에서, 증착원(25)의 셔터가 열려 증착원(25)의 도가니로부터 증발된 증착 재료가 마스크의 미세 패턴 개구를 통해 기판에 증착된다.

기판에 증착된 증착 재료의 막두께가 소정의 두께에 도달하면, 증착원(25)의 셔터를 닫고, 그 후, 반송 로봇(14)이 기판을 진공 챔버(20)로부터 반송실(13)로 반출한다. 소정의 매수의 기판에 대하여 기판 반입으로부터 기판 반출까지의 공정을 반복하여 행한 후, 증착 재료가 퇴적되어 더 이상 쓸 수 없게 된 마스크를 성막장치로부터 반출하고, 새로운 마스크를 성막장치로 반입한다.

<마스크 부착장치>

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 정전척 장치를 포함하는 마스크 부착장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 마스크 부착장치(30)는 마스크를 기판의 성막면상에 부착하기 위한 장치로서, 기판의 성막면의 반대측의 면을 보유지지하기 위한 정전척 장치(23)와 기판의 성막면측의 마스크를 자력에 의해 기판의 성막면에 부착시키기 위한 자력인가수단(24)을 포함한다.

본 발명의 정전척 장치(23)는 기판의 성막면의 반대측의 면을 정전인력에 의해 보유지지하기 위한 정전척 플레이트부(31) 및 정전척 플레이트부(31)에 전원을 공급하기 위한 급전선이 연결되는 급전단자부(32)를 포함한다.

정전척 플레이트부(31)는 정전인력을 발생시키기 위해 플러스 및 마이너스의 전압이 인가되는 복수의 전극(311)을 포함한다.

정전척 플레이트부(31)는 그 상면(제1 면)이 자력인가수단(24)을 향하도록 설치되며, 정전척 플레이트부(31)의 하면(제2 면)에는 기판(10)이 보유지지된다.

정전척 장치(23)의 급전단자부(32)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 자력인가수단(24)의 자력발생부(241)가 배치되는 영역의 외측에서 정전척 플레이트부(31)의 상면(제1 면)에 연결되도록 설치된다(제1 실시형태).

이처럼, 정전척 장치(23)의 급전단자부(32)를 자력인가수단(24)의 자력발생부(241)가 배치되는 영역의 외측에 설치함으로써, 정전척 장치(23)의 급전단자부(32) 또는 이에 전원을 공급하기 위한 급전선이 자력발생부(241)가 배치되는 영역을 관통하지 않게 된다. 이에 따라, 자력인가수단(24)내에 자력발생부(241)가 빠지는 영역이 없이, 복수의 자력발생부(241)가 연속적으로 배치될 수 있게 되며, 자력인가수단(24)에 의해 발생되는 자력 내지 자장이 균일하게 된다.

도 3에서는, 급전단자부(32)가 정전척 플레이트부(31)의 상면(제1 면)측에 설치되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다른 배치구조를 가질 수 있다.

예컨대, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 정전척 장치(23)의 제2 실시형태에 따르면, 급전단자부(32)는 정전척 플레이트부(31)의 측면(제1 면 및 제2 면과 교차하는 제3면)에 배치될 수도 있다. 급전단자부(32)를 정전척 플레이트부(31)의 측면에 배치함으로써, 정전척 플레이트부(31)를 제1 실시형태의 경우에 비해 X방향 내지 Y방향으로 더 짧게 형성할 수 있게 된다.

또한, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 정전척 장치(23)의 제3 실시형태에 따르면, 급전단자부(32)는 정전척 플레이트부(31)의 하면(제 2면)에 배치될 수도 있다. 급전단자부(32)가 정전척 플레이트부(31)의 하면에 설치되는 경우, 성막 프로세스에서 정전척 플레이트부(31)에 하면에 보유지지되는 기판과 간섭하지 않도록 설치한다.

정전척 장치(23)의 급전단자부(32)를 정전척 플레이트부(31)의 상면에 자력발생부(241)의 배치 영역의 외측에, 즉, 자력발생부(241)의 배치영역을 관통하지 않도록 설치하면서도, 정전척 플레이트부(31)의 X방향 또는 Y방향으로의 길이가 길어지는 것을 방지하기 위해, 도 4(c)에 도시한 바와 같이, 급전단자부(32)의 형상을 구부러진 형상으로 할 수도 있다(제4 실시형태). 다만, 이 경우, 정전척 플레이트부(31)의 상면 중 자력인가수단(24)에 의해 덮이는 영역내에 급전단자부(32)가 배치되므로, 자력인가수단(24)이 정전척 플레이트부(31)에 충분히 근접할 수 있도록 급전단자부(32)의 두께를 조절하여도 되고, 급전단자부(32)의 두께 감소로 인한 저항 증가를 방지하기 위해, 정전척 플레이트부(31)의 상면의 일부를 깎아내고 그 위에 급전단자부(32)를 설치할 수도 있다.

이상에서는, 본 발명의 정전척 장치(23)의 급전단자부(32)의 배치구조에 대하여 도 3 및 4를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 급전단자부(32)가 자력발생부(241)의 배치영역 외측에, 즉, 자력발생부(241)의 배치영역을 관통하지 않도록 설치될 수 있는 한, 다양한 배치구조 및 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 성막장치(2)의 진공챔버(20) 외측으로부터 인입되는 급전선의 설치위치에 따라, 급전선과의 연결이 보다 간단하게 이루어질 수 있도록, 급전단자부(32)가 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 도 4(a)에 도시된 급전단자부(32)의 자유선단부가 성막장치(2)의 진공챔버(20) 외부 상부로부터 인입되는 급전선과의 연결을 보다 간단하게 하기 위해 상방을 향해 구부러진 형상을 가지도록 변형될 수도 있다.

또한, 도 4(d)에 도시한 바와 같이, 정전척 장치(23)의 급전단자부(32)가 자력인가수단(24)의 자력발생부(241)가 배치되는 영역을 통과하지 않고, 자력인가수단(24)의 다른 부분을 관통하도록 설치될 수도 있다. 이 경우, 급전단자부(32)가 자력인가수단(24)을 관통하지만, 자력발생부(241)의 배치영역을 피하여 관통하기 때문에, 자력발생부(241)의 배치에 영향을 미치지 아니하며, 균일한 자장을 유지할 수 있게 된다.

<정전척 플레이트부 및 기판 지지부재의 구조>

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 정전척 플레이트부(31) 및 기판 지지대(21)의 지지부의 구조에 대하여 설명한다.

본 발명의 정전척 플레이트부(31)는 복수의 기판보유지지부를 포함한다. 예컨대, 본 발명의 정전척 플레이트부(31)는, 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 2개의 기판보유지지부(312,313)를 가지거나, 도 5(b)에 도시한 바와 같이 3개의 기판보유지지부(312, 313, 314)를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 기판의 보유지지정밀도 제어를 위해 이보다 많은 기판보유지지부를 가질 수도 있다.

복수의 기판보유지지부는 기판의 장변 방향(Y축 방향)으로 길쭉한 형상을 가지며, 기판의 단변 방향(X축 방향)으로 분리되나, 이에 한정되지 않으며, 기판의 장변 방향으로도 분리될 수도 있다. 복수의 기판보유지지부는, 물리적으로 하나인 플레이트의 내부 전기회로가 복수개로 분리됨으로써 구현될 수도 있고, 물리적으로 분리된 복수의 서브 플레이트로 구현될 수도 있다. 복수의 기판보유지지부 각각에 독립적으로 기판보유지지를 위한 전압이 인가될 수 있도록 제어될 수 있는 한(복수의 기판보유지지부 각각에의 기판의 보유지지가 독립적으로 제어될 수 있는 한), 그 물리적 구조 및 전기회로적 구조는 다를 수 있다.

본 발명의 정전척 플레이트부(31)의 복수의 기판보유지지부(312, 313, 314)에는, 복수의 기판보유지지부 중 기판의 어느 한 장변(제1 변)측에 배치된 제1 기판보유지지부(312)로부터 기판의 다른 장변(제2 변)측에 배치된 제2 기판보유지지부(313)를 향해 순차적으로(도 5의 화살표 참조) 전압이 인가된다. 즉, 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 제1 기판보유지지부(312)에 먼저 전압이 인가되고, 이어서, 제2 기판보유지지부(313)에 전압이 인가된다. 도 5(b)에 도시한 정전척 플레이트부(31)에 있어서는, 제1 기판보유지지부(312)에 가장 먼저 전압이 인가되고, 이어서, 제3 기판보유지지부(314), 제2 기판보유지지부(313)의 순서로 흡착전압이 인가된다.

기판은 제1 기판보유지지부(312)에 의해 기판의 제1변측 주연부가 정전척 플레이트부(31)에 가장 먼저 보유지지되고, 이어서 제3 기판보유지지부(314)에 의해 기판의 중앙부가 보유지지되며, 제2 기판보유지지부(313)에 의해 기판의 제2변측 주연부가 가장 늦게 흡착된다. 이를 통해, 기판 중앙부의 처짐이 효과적으로 기판의 제2변측 주연부측으로 펴질 수 있도록 할 수 있다. 즉, 제1변측 주연부, 중앙부, 제2변측 주연부의 순서로 기판이 정전척 플레이트부(31)에 흡착되기 때문에, 기판 중앙부의 처짐이 제2변측 주연부측으로 펴질 수 있게 되어, 기판 중앙부에 주름이 남지 않게 된다.

본 발명의 성막장치(2)의 기판 지지대(21)의 지지부는 기판(10)을 지지하는 복수의 지지부재(211, 212)를 포함한다.

예컨대, 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 기판 지지대(21)의 지지부는 적어도 기판의 대향하는 두 변측 주연부를 지지하도록 설치된다. 즉, 기판 지지대(21)의 지지부는 적어도, 기판의 대향하는 두 변 중 어느 하나의 변(제1변)을 따라 설치되는 복수의 제1 지지부재(211)와 다른 변(제2변)을 따라 설치되는 복수의 제2 지지부재(212)를 포함한다.

복수의 제1 지지부재(211)는 기판의 장변 방향(Y 방향)을 따라 설치되며, 복수의 제2 지지부재(212)는 복수의 제1 지지부재(211)와 대향하도록 기판의 장변 방향(Y 방향)으로 설치될 수 있다.　

본 발명의 기판 지지대(21)의 지지부는, 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 기판의 제1변측 주연부를 지지할 수 있도록 배치되는 복수의 제1 지지부재(211), 제1변과 대향하는 제2변측 기판 주연부를 지지할 수 있도록 배치되는 복수의 제2 지지부재(212) 이외에, 제1변과 제2변을 잇는 제3변측 및 제4변측의 기판 주연부를 지지할 수 있도록 제2 방향(단변방향, X방향)으로 배치되는 복수의 제3 지지부재(213) 및 복수의 제4 지지부재(214)를 포함할 수 있다.

도 5에서는 제1 지지부재(211) 및 제2 지지부재(212)가 각각 복수의 지지부재로 이루어지는 구성을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 지지부재(211) 및/또는 제2 지지부재(212)는 각각 제1 방향으로 길게 연장하는 하나의 지지부재로 구성될 수도 있다.

각각의 지지부재는 기판의 하면의 주연부를 지지하는 기판지지면부(215)와 기판지지면부를 탄성적으로 지지하는 탄성체부(216)를 포함한다. 기판지지면부(215)상에는 기판의 손상을 방지하기 위해 불소 코팅된 패드(미도시)가 설치된다. 지지부재의 탄성체부(216)는 코일스프링, 판스프링이나 실리콘 고무와 같은 탄성체를 포함하며, 기판을 정전척 플레이트부(31)에 흡착시킬 때 정전척 플레이트부(31)로부터의 가압력에 의해 탄성변위 함으로써 기판이 정전척 플레이트부와 지지부재 사이에서 파손되는 것을 방지한다.

제1 지지부재(211)의 기판지지면부(215)는 기판을 정전척 플레이트부(31)에 전체적으로 편평하게 부착하기 위해 제2 지지부재(212)의 기판지지면부(215)보다 높이가 높도록 설치될 수 있다. 또한, 제1 지지부재(211)의 탄성체부(216)의 탄성계수를 제2 지지부재(212)의 탄성체부(216)의 탄성계수와 다르게(예컨대, 더 크게) 하거나 탄성체부(216)의 길이를 다르게(예컨대, 더 길게) 하여 제1 지지부재(211)가 기판을 지지하는 지지력을 제2 지지부재(212)가 기판을 지지하는 지지력과 다르게(예컨대, 더 크게) 할 수 있다.

<전자 디바이스의 제조 방법>

다음으로, 본 실시형태의 성막장치를 이용한 전자 디바이스의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다.

우선, 제조하는 유기 EL 표시장치에 대해 설명한다. 도 6(a)는 유기 EL 표시장치(60)의 전체도, 도 6(b)는 1화소의 단면 구조를 나타내고 있다.

도 6(a)에 도시한 바와 같이, 유기 EL 표시장치(60)의 표시 영역(61)에는 발광소자를 복수 구비한 화소(62)가 매트릭스 형태로 복수 개 배치되어 있다. 상세 내용은 후술하지만, 발광소자의 각각은 한 쌍의 전극에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 가지고 있다. 또한, 여기서 말하는 화소란 표시 영역(61)에 있어서 소망의 색 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 지칭한다. 본 실시예에 관한 유기 EL 표시장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광소자(62R), 제2 발광소자(62G), 제3 발광소자(62B)의 조합에 의해 화소(62)가 구성되어 있다. 화소(62)는 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 황색 발광소자, 시안 발광소자, 백색 발광소자의 조합이어도 되며, 적어도 1색 이상이면 특히 제한되는 것은 아니다.

도 6(b)는 도 6(a)의 A-B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(62)는 기판(63) 상에 제1 전극(양극)(64), 정공 수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자 수송층(67), 제2 전극(음극)(68)을 구비한 유기 EL 소자를 가지고 있다. 이들 중 정공 수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자 수송층(67)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시형태에서는, 발광층(66R)은 적색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(66G)은 녹색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(66B)는 청색을 발하는 유기 EL 층이다. 발광층(66R, 66G, 66B)은 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광소자(유기 EL 소자라고 부르는 경우도 있음)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 제1 전극(64)은 발광소자별로 분리되어 형성되어 있다. 정공 수송층(65)과 전자 수송층(67)과 제2 전극(68)은, 복수의 발광소자(62R, 62G, 62B)와 공통으로 형성되어 있어도 좋고, 발광소자별로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 제1 전극(64)과 제2 전극(68)이 이물에 의해 단락되는 것을 방지하기 위하여, 제1 전극(64) 사이에 절연층(69)이 설치되어 있다. 또한, 유기 EL 층은 수분이나 산소에 의해 열화되기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(70)이 설치되어 있다.

도 6(b)에서는 정공 수송층(65)이나 전자 수송층(67)이 하나의 층으로 도시되었으나, 유기 EL 표시 소자의 구조에 따라서, 정공 블록층이나 전자 블록층을 포함하는 복수의 층으로 형성될 수도 있다. 또한, 제1 전극(64)과 정공 수송층(65) 사이에는 제1 전극(64)으로부터 정공 수송층(65)으로의 정공의 주입이 원활하게 이루어지도록 할 수 있는 에너지밴드 구조를 가지는 정공 주입층을 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 제2 전극(68)과 전자 수송층(67) 사이에도 전자 주입층이 형성될 수 있다.

다음으로, 유기 EL 표시장치의 제조 방법의 예에 대하여 구체적으로 설명한다.

우선, 유기 EL 표시장치를 구동하기 위한 회로(미도시) 및 제1 전극(64)이 형성된 기판(63)을 준비한다.

제1 전극(64)이 형성된 기판(63) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트로 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피 법에 의해 제1 전극(64)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(69)을 형성한다. 이 개구부가 발광소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.

절연층(69)이 패터닝된 기판(63)을 제1 유기재료 성막장치에 반입하여 기판 지지대로 기판을 보유지지하고, 정공 수송층(65)을 표시 영역의 제1 전극(64) 위에 공통층으로서 성막한다. 정공 수송층(65)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공 수송층(65)은 표시 영역(61)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 고정밀의 마스크는 필요치 않다.

다음으로, 정공 수송층(65)까지 형성된 기판(63)을 제2 유기재료 성막장치에 반입하고, 기판 지지대(21)에서 보유지지한다. 기판 지지대(21)상의 기판을 정전척 장치(23)에 의해 보유지지 한 후, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행한다. 이어서, 기판을 마스크 상에 재치한 후, 기판과 마스크를 자력인가수단(24)에 의해 밀착시킨다. 이 상태에서, 기판(63)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에 적색을 발하는 발광층(66R)을 성막한다.

본 발명에 의하면, 정전척 장치(23)의 급전단자부(32)가 자력인가수단(24)의 자력발생부(241)의 배치영역 외측에 설치되어, 자력발생부(241)의 배치영역을 관통하지 않게 되므로, 자력인가수단(24)에 의한 마스크에의 자력을 균일하게 유지할 수 있어, 기판과 마스크 사이의 밀착도를 향상시킬 수 있다.

발광층(66R)의 성막과 마찬가지로, 제3 유기재료 성막장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(66G)을 성막하고, 나아가 제4 유기재료 성막장치에 의해 청색을 발하는 발광층(66B)을 성막한다. 발광층(66R, 66G, 66B)의 성막이 완료된 후, 제5 유기재료 성막장치에 의해 표시 영역(61)의 전체에 전자 수송층(67)을 성막한다. 전자 수송층(67)은 3 색의 발광층(66R, 66G, 66B)에 공통의 층으로서 형성된다.

전자 수송층(67)까지 형성된 기판을 금속성 증착재료 성막장치로 이동시켜 제2 전극(68)을 성막한다.

그 후 플라스마 CVD 장치로 이동시켜 보호층(70)을 성막하여, 유기 EL 표시장치(60)를 완성한다.

절연층(69)이 패터닝 된 기판(63)을 성막장치로 반입하고 나서부터 보호층(70)의 성막이 완료될 때까지는, 수분이나 산소를 포함하는 분위기에 노출되면 유기 EL 재료로 이루어진 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화될 우려가 있다. 따라서, 본 예에 있어서, 성막장치 간의 기판의 반입, 반출은 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기 하에서 행하여진다.

상기 실시예는 본 발명의 일 예를 나타낸 것으로, 본 발명은 상기 실시예의 구성에 한정되지 않으며, 그 기술사상의 범위내에서 적절히 변형하여도 된다.

10: 기판
21: 기판 지지대
22: 마스크 대
23: 정전척 장치
24: 자력인가수단
30: 마스크 부착장치
31: 정전척 플레이트부
32: 급전단자부
241: 자력발생부

Claims

기판을 보유지지하기 위한 정전척 장치로서,
자력발생부로부터의 자력에 의해 마스크를 기판의 성막면상에 부착시키기 위한 자력인가수단을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향하며 기판의 성막면의 반대측 면을 보유지지하기 위한 제2 면을 포함하는 정전척 플레이트부와,
상기 정전척 플레이트부에 전원을 공급하기 위한 급전단자부를
포함하며,
상기 급전단자부는 상기 자력인가수단의 상기 자력발생부가 배치되는 영역 외측에 설치되는 정전척 장치.
제1항에 있어서,
상기 급전단자부는 상기 정전척 플레이트부의 상기 제1 면에 설치되는 정전척 장치.
제1항에 있어서,
상기 급전단자부는, 상기 정전척 플레이트부의 상기 제2 면에 설치되는 정전척 장치.
제1항에 있어서,
상기 급전단자부는, 상기 정전척 플레이트부의 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 교차하는 제3 면에 설치되는 정전척 장치.
제1항에 있어서,
상기 급전단자부는 상기 정전척 플레이트부에서 상기 자력인가수단에 의해 덮이는 영역 외측에 설치되는 정전척 장치.
제1항에 있어서,
상기 정전척 플레이트부는 복수의 기판보유지지부를 포함하며, 상기 복수의 기판보유지지부 각각의 보유지지력을 독립적으로 제어할 수 있는 정전척 장치.
제6항에 있어서,
상기 복수의 기판보유지지부 각각에 인가되는 전압을 독립적으로 제어할 수 있는 정전척 장치.
마스크를 기판의 성막면측에 부착하기 위한 마스크 부착장치로서,
기판의 성막면의 반대측 면을 보유지지하기 위한 정전척 플레이트부와,
상기 정전척 플레이트부에 전원을 공급하기 위한 급전단자부와,
자력발생부를 가지며, 상기 자력발생부로부터의 자력에 의해 마스크를 기판의 성막면에 부착시키기 위한 자력인가수단
을 포함하고,
상기 정전척 플레이트부는 상기 자력인가수단을 향하는 제1면과 상기 제1 면에 대향하며 기판의 성막면의 반대측 면을 보유지지하기 위한 제2 면을 포함하며,
상기 급전단자부는 상기 자력인가수단의 상기 자력발생부가 배치되는 영역 외측에 설치되는,
마스크 부착장치.
제8항에 있어서,
상기 급전단자부는 상기 정전척 플레이트부의 상기 제1 면에 설치되는 마스크 부착장치.
제8항에 있어서,
상기 급전단자부는, 상기 정전척 플레이트부의 상기 제2 면에 설치되는 마스크 부착장치.
제8항에 있어서,
상기 급전단자부는, 상기 정전척 플레이트부의 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 교차하는 제3 면에 설치되는 마스크 부착장치.
제8항에 있어서,
상기 급전단자부는 상기 정전척 플레이트부에서 상기 자력인가수단에 의해 덮이는 영역 외측에 설치되는 마스크 부착장치.
제8항에 있어서,
상기 정전척 플레이트부는 복수의 기판보유지지부를 포함하며, 상기 복수의 기판보유지지부 각각의 보유지지력을 독립적으로 제어할 수 있는 마스크 부착장치.
제13항에 있어서,
상기 복수의 기판보유지지부 각각에 인가되는 전압을 독립적으로 제어할 수 있는 마스크 부착장치.
마스크를 통해 기판상에 증착재료를 성막하기 위한 성막장치로서,
제8항 내지 제14항 중 어느 한 항의 마스크 부착장치를 포함하는 성막장치.
제15항에 있어서, 상기 마스크 부착장치의 정전척 플레이트부의 제1 면 및 제2 면과 교차하는 제3 면을 따라 배치되며, 기판의 성막면의 주연부를 지지하기 위한 기판지지대를 더 포함하는 성막장치.
제16항에 있어서, 상기 기판지지대는 상기 제3 면을 따라 배치되는 복수의 지지부재를 포함하는 성막장치.
제17항에 있어서, 상기 복수의 지지부재 중 일부의 지지부재는 다른 지지부재와 지지력이 다른 성막장치.
마스크를 통해 기판에 증착재료를 성막하기 위한 성막장치로서,
마스크에 자력을 인가하기 위한 자력인가수단과,
상기 자력인가수단의 하방에 설치되며, 기판을 보유지지하기 위한 정전척 플레이트부와,
상기 정전척 플레이트부에 전원을 공급하기 위한 급전선부
를 포함하고,
상기 자력인가수단은 자력을 발생시키기 위한 복수의 자력발생부를 포함하며,
상기 급전선부는 상기 자력인가수단의 상기 복수의 자력발생부가 배치되는 영역을 관통하지 않는 성막장치.
제19항에 있어서, 상기 급전선부는 상기 자력인가수단을 관통하지 않는 성막장치.
마스크를 통해 기판상에 증착재료를 성막하기 위한 성막방법으로서,
성막장치 내로 마스크를 반입하여, 마스크 대 상에 재치하는 단계,
상기 성막장치 내로 기판을 반입하여 기판지지대 상에 재치하는 단계,
상기 기판지지대 상의 기판을 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 정전척 장치에 의해 보유지지하는 단계,
상기 정전척 장치에 보유지지된 기판을 마스크상에 재치하는 단계,
자력발생부를 포함하는 자력인가수단에 의해 마스크와 마스크상의 기판을 밀착시키는 단계, 및
증착원으로부터 증발된 증착재료를 마스크를 통해 기판상에 성막시키는 단계,
를 포함하는 성막방법.
제21항에 있어서, 상기 기판을 상기 정전척 장치에 의해 보유지지하는 단계와 상기 보유지지된 기판을 마스크상에 재치하는 단계와의 사이에, 상기 정전척 장치에 보유지지된 기판을 마스크에 대하여 위치조정하는 얼라인먼트 단계를 포함하는 성막방법.
제21항의 성막방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 방법.