KR102634162B1 - 마스크 교환시기 판정장치, 성막장치, 마스크 교환시기 판정방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 마스크 교환시기 판정장치는, 마스크의 교환시기를 판정하기 위한 장치로서, 상기 마스크를 지지하기 위한 마스크 지지 유닛과, 상기 마스크 지지 유닛에 의하여 지지된 상태의 상기 마스크의 휨양을 측정하기 위한 측정 유닛과, 측정된 상기 마스크의 휨양에 기초하여, 상기 마스크의 교환시기인지를 판정하기 위한 판정제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마스크 교환시기 판정장치, 성막장치, 마스크 교환시기 판정방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법{MASK REPLACEMENT TIMING DETERMINATION APPARATUS, FILM FORMING APPARATUS, MASK REPLACEMENT TIMING DETERMINATION METHOD, FILM FORMING METHOD, AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 마스크 교환시기 판정장치, 성막장치, 마스크 교환시기 판정방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.

유기 EL 표시장치(유기 EL 디스플레이)의 제조에 있어서는, 유기 EL 표시장치를 구성하는 유기 발광소자(유기 EL 소자; OLED)를 형성할 때에, 성막장치의 증착원으로부터 증발한 증착 재료를 화소 패턴이 형성된 마스크를 통해 기판에 증착시킴으로써, 유기물층이나 금속층을 형성한다.

상향 증착 방식(Depo-up)의 성막장치에 있어서, 증착원은 성막장치의 진공용기의 하부에 설치되고, 기판은 진공용기의 상부에 배치되며, 기판의 하면에 증착이 이루어진다. 이러한 상향 증착 방식의 성막장치의 진공용기내에서, 기판은 그 하면의 주연부만이 기판홀더에 의해 보유 및 지지되기 때문에, 기판이 그 자중에 의해 처지며, 이것이 증착정밀도를 떨어뜨리는 하나의 요인이 되고 있다. 상향증착방식 이외의 방식의 성막장치에 있어서도, 기판의 자중에 의한 처짐은 발생할 가능성이 있다.

기판의 자중에 의한 처짐을 저감하기 위한 방법으로서 정전척을 사용하는 기술이 검토되고 있다. 즉, 기판의 상면을 그 전체에 걸쳐 정전척으로 흡착함으로써 기판의 처짐을 저감할 수 있다.

특허문헌 1에는, 정전척으로 기판 및 마스크를 흡착하는 기술이 제안되어 있다.

한국특허공개공보 제2007-0010723호

그러나, 특허문헌 1에는 사용완료된 마스크를 교환하는 것에 대해서는 개시가 없다.

본 발명은, 마스크의 교환시기를 보다 정확하게 판정하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 양태에 따른 마스크 교환시기 판정장치는, 마스크의 교환시기를 판정하기 위한 장치로서, 상기 마스크를 지지하기 위한 마스크 지지 유닛과, 상기 마스크 지지 유닛에 의하여 지지된 상태의 상기 마스크의 휨양을 측정하기 위한 측정 유닛과, 측정된 상기 마스크의 휨양에 기초하여, 상기 마스크의 교환시기인지를 판정하기 위한 판정제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 양태에 따른 성막장치는, 본 발명의 제1 양태에 따른 마스크 교환시기 판정장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 양태에 따른 마스크 교환시기 판정방법은, 마스크의 교환시기를 판정하기 위한 방법으로서, 마스크를 마스크 지지 유닛에 의해 지지하는 지지단계와, 상기 마스크 지지 유닛에 의해 지지된 상기 마스크의 휨양을 측정하는 측정단계와, 상기 측정단계에서 측정된 상기 마스크의 휨양에 기초하여, 상기 마스크의 교환시기인지를 판정하는 판정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 양태에 따른 성막방법은, 본 발명의 제3 양태에 따른 마스크 교환시기 판정방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5 양태에 따른 전자 디바이스의 제조방법은, 본 발명의 제4 양태에 따른 성막방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 마스크의 교환시기를 보다 정확하게 판정할 수 있다.

도 1은 전자 디바이스의 제조장치의 일부의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 성막장치의 모식도이다.
도 3a 내지 도3c는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 마스크 교환시기 판정장치의 개념도이다.
도 4는 전자 디바이스를 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, 제조조건, 크기, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이것으로 한정하려는 취지인 것은 아니다.

본 발명은, 기판의 표면에 각종 재료를 퇴적시켜 성막을 행하는 장치에 적용할 수 있으며, 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, 예컨대, 기판은 유리기판상에 폴리이미드 등의 필름이 적층된 기판이어도 된다. 또한 증착 재료로서도 유기 재료, 금속성 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 이하의 설명에서 설명하는 진공증착장치 이외에도, 스퍼터 장치나 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치를 포함하는 성막장치에도, 본 발명을 적용할 수 있다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 유기 전자 디바이스(예를 들면, 유기 발광 소자, 박막 태양 전지), 광학 부재 등의 제조장치에 적용 가능하다. 그 중에서도, 증착 재료를 증발시켜 마스크를 통해 기판에 증착시킴으로써 유기 발광 소자를 형성하는 유기 발광소자의 제조장치는, 본 발명의 바람직한 적용예의 하나이다.

<전자 디바이스 제조장치>

도 1은 전자 디바이스의 제조장치의 일부의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다.

도 1의 제조장치는, 예를 들면 스마트폰 용의 유기 EL 표시장치의 표시 패널의 제조에 이용된다. 스마트폰 용의 표시 패널의 경우, 예를 들면, 4.5세대의 기판(약 700 ㎜ Х 약 900 ㎜)이나 6세대의 풀사이즈(약 1500 ㎜ Х 약 1850 ㎜) 또는 하프컷 사이즈(약 1500 ㎜ Х 약 925 ㎜)의 기판에 유기 EL 소자의 형성을 위한 성막을 행한 후, 해당 기판을 잘라 내어 복수의 작은 사이즈의 패널로 제작한다.

전자 디바이스 제조장치는, 일반적으로 복수의 클러스터 장치(1)와, 클러스터 장치(1) 사이를 연결하는 중계장치를 포함한다.

클러스터 장치(1)는, 기판(S)에 대한 처리(예컨대, 성막)를 행하는 복수의 성막장치(11)와, 사용전후의 마스크(M)를 수납하는 복수의 마스크 스톡 장치(12)와, 그 중앙에 배치되는 반송실(13)을 구비한다. 반송실(13)은 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 성막장치(11) 및 마스크 스톡 장치(12) 각각과 접속된다.

반송실(13) 내에는, 기판 및 마스크를 반송하는 반송 로봇(14)이 배치된다. 반송 로봇(14)은, 상류측에 배치된 중계장치의 패스실(15)로부터 성막장치(11)에 기판(S)을 반송한다. 또한, 반송 로봇(14)은 성막장치(11)와 마스크 스톡 장치(12)간에 마스크(M)를 반송한다. 반송 로봇(14)은, 예를 들면, 다관절 아암에, 기판(S) 또는 마스크(M)를 보유지지하는 로봇 핸드가 장착된 구조를 갖는 로봇일 수 있다.

성막장치(11)(증착 장치라고도 부름)에서는, 증착원에 수납된 증착 재료가 히터에 의해 가열되어 증발하고, 마스크를 통해 기판상에 증착된다. 반송 로봇(14)과의 기판(S)의 주고받음, 기판(S)과 마스크(M)의 상대 위치의 조정(얼라인먼트), 마스크(M) 상으로의 기판(S)의 고정, 성막(증착) 등의 일련의 성막 프로세스는, 성막 장치(11)에 의해 행해진다. 후술하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 성막장치(11)에서는 마스크의 휨양을 측정하고 이에 기초하여, 마스크의 교환이 필요한지를 판정한다.

마스크 스톡 장치(12)에는 성막장치(11)에서의 성막 공정에 사용될 새로운 마스크 및 사용이 끝난 마스크가 두 개의 카세트에 나뉘어져 수납된다. 반송 로봇(14)은, 사용이 끝난 마스크를 성막장치(11)로부터 마스크 스톡 장치(12)의 카세트로 반송하며, 마스크 스톡 장치(12)의 다른 카세트에 수납된 새로운 마스크를 성막장치(11)로 반송한다. 성막장치(11)에서는 하나의 마스크를 사용하여 다수의 기판에 대한 증착 공정이 반복적으로 수행되는데, 소정 회수의 사용 이후에 수명이 다한 마스크는 반송 로봇(14)에 의하여 성막장치(11)로부터 반출되어 새로운 마스크로 교환된다.

클러스터 장치(1)에는 기판(S)의 흐름방향으로 상류측으로부터의 기판(S)을 해당 클러스터 장치(1)로 전달하는 패스실(15)과, 해당 클러스터 장치(1)에서 성막처리가 완료된 기판(S)을 하류측의 다른 클러스터 장치로 전달하기 위한 버퍼실(16)이 연결된다. 반송실(13)의 반송 로봇(14)은 상류측의 패스실(15)로부터 기판(S)을 받아서, 해당 클러스터 장치(1)내의 성막장치(11)중 하나(예컨대, 성막장치(11a))로 반송한다. 또한, 반송 로봇(14)은 해당 클러스터 장치(1)에서의 성막처리가 완료된 기판(S)을 복수의 성막장치(11) 중 하나(예컨대, 성막장치(11b))로부터 받아서, 하류측에 연결된 버퍼실(16)로 반송한다.

버퍼실(16)과 패스실(15) 사이에는 기판의 방향을 바꾸어 주는 선회실(17)이 설치된다. 선회실(17)에는 버퍼실(16)로부터 기판(S)을 받아 기판(S)을 180도 회전시켜 패스실(15)로 반송하기 위한 반송 로봇(18)이 설치된다. 이를 통해, 상류측 클러스터 장치와 하류측 클러스터 장치에서 기판(S)의 방향이 동일하게 되어 기판 처리가 용이해진다.

패스실(15), 버퍼실(16), 선회실(17)은 클러스터 장치 사이를 연결하는 소위 중계장치로서, 클러스터 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치된 중계장치는, 패스실, 버퍼실, 선회실 중 적어도 하나를 포함한다.

성막장치(11), 마스크 스톡 장치(12), 반송실(13), 버퍼실(16), 선회실(17) 등은 유기발광 소자의 제조과정에서, 고진공상태로 유지된다. 패스실(15)은, 통상 저진공상태로 유지되나, 필요에 따라 고진공상태로 유지될 수도 있다.

본 실시예에서는, 도 1을 참조하여, 전자 디바이스 제조장치의 구성에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 종류의 장치나 챔버를 가질 수도 있으며, 이들 장치나 챔버간의 배치가 달라질 수도 있다. 예컨대, 본 발명은, 기판(S)과 마스크(M)를 성막장치(11)에서가 아니라, 별도의 장치 또는 챔버에서 합착시킨 후 이를 캐리어에 태우고, 일렬로 나열된 성막장치를 통해 반송시키면서 성막공정을 행하는 인라인 타입의 제조장치에도 적용될 수 있다.

이하, 성막장치(11)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

<성막 장치>

도 2는 성막장치(11)의 구성을 나타낸 모식도이다. 이하의 설명에 있어서는, 연직 방향을 Z 방향으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 사용한다. 성막 시에 기판(S)이 수평면(XY 평면)과 평행하게 고정될 경우, 기판(S)의 단변방향(단변에 평행한 방향)을 X 방향, 장변방향(장변에 평행한 방향)을 Y 방향으로 한다. 또 Z 축 주위의 회전각을 θ로 표시한다.

성막장치(11)는, 진공 분위기 또는 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지되는 진공 용기(21)와, 진공 용기(21)내에 설치되는 기판 지지 유닛(22)과, 마스크 지지 유닛(23)과, 정전척(24)과, 증착원(25)을 포함한다.

기판 지지 유닛(22)은 반송실(13)에 설치된 반송 로봇(14)이 반송하여 온 기판(S)을 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 기판 홀더라고도 부른다.

기판 지지 유닛(22)의 아래에는 마스크 지지 유닛(23)이 설치된다. 마스크 지지 유닛(23)은, 반송실(13)에 설치된 반송 로봇(14)이 반송하여 온 마스크(M)를 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 마스크 홀더라고도 부른다.

마스크(M)는, 기판(S) 상에 형성될 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 가지며, 마스크 지지 유닛(23)상에 재치된다. 특히, 스마트폰용 유기 EL 소자를 제조하는데 사용되는 마스크는 미세한 개구패턴이 형성된 금속제 마스크로서, FMM(Fine Metal Mask)이라고도 부른다.

기판 지지 유닛(22)의 상방에는 기판을 정전 인력에 의해 흡착하여 고정하기 위한 정전척(24)이 설치된다. 정전척(24)은 유전체(예컨대, 세라믹재질) 매트릭스내에 금속전극 등의 전기회로가 매설된 구조를 갖는다. 정전척(24)은, 쿨롱력 타입의 정전척이어도 되고, 존슨-라벡력 타입의 정전척이어도 되며, 그래디언트력 타입의 정전척이어도 된다. 정전척(24)은, 그래디언트력 타입의 정전척인 것이 바람직하다. 정전척(24)을 그래디언트력 타입의 정전척으로 함으로써, 기판(S)이 절연성 기판인 경우라도, 정전척(24)에 의해 양호하게 흡착될 수 있다. 정전척(24)이 쿨롱력 타입의 정전척인 경우에는, 금속전극에 플러스(+) 및 마이너스(-)의 전위가 인가되면, 유전체 매트릭스를 통해 기판(S)과 같은 피흡착체에 금속 전극과 반대극성의 분극전하가 유도되며, 이들간의 정전 인력에 의해 기판(S)이 정전척(24)에 흡착 고정된다.

정전척(24)은 하나의 플레이트로 형성되어도 되고, 복수의 서브플레이트를 가지도록 형성되어도 된다. 또한, 하나의 플레이트로 형성되는 경우에도 그 내부에 복수의 전기회로를 포함하여, 하나의 플레이트내에서 위치에 따라 정전인력이 다르도록 제어할 수도 있다.

도 2에 도시하지 않았으나, 정전척(24)의 흡착면과는 반대측에 기판(S)의 온도 상승을 억제하는 냉각기구(예컨대, 냉각판)를 설치함으로써, 기판(S)상에 퇴적된 유기재료의 변질이나 열화를 억제하는 구성으로 하여도 된다.

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) 증착원이나 선형(linear) 증착원 등, 용도에 따라 다양한 구성을 가질 수 있다.

도 2에 도시하지 않았으나, 성막장치(11)는 기판에 증착된 막두께를 측정하기 위한 막두께 모니터(미도시) 및 막두께 산출 유닛(미도시)를 포함한다.

진공 용기(21)의 상부 외측(대기측)에는 기판 Z 액츄에이터(26), 마스크 Z 액츄에이터(27), 정전척 Z 액츄에이터(28), 위치조정기구(29) 등이 설치된다. 이들 액츄에이터와 위치조정기구는, 예컨대, 모터와 볼나사, 또는 모터와 리니어가이드 등으로 구성된다. 기판 Z 액츄에이터(26)는, 기판 지지 유닛(22)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단이다. 마스크 Z 액츄에이터(27)는, 마스크 지지 유닛(23)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단이다. 정전척 Z 액츄에이터(28)는, 정전척(24)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단이다.

위치조정기구(29)는, 정전척(24)의 얼라인먼트를 위한 구동수단이다. 위치조정기구(29)는, 정전척(24) 전체를 기판 지지 유닛(22) 및 마스크 지지 유닛(23)에 대하여, X방향 이동, Y방향 이동, θ회전시킨다. 본 실시형태에서는, 기판(S)을 흡착한 상태에서, 정전척(24)을 XYθ방향으로 위치조정함으로써, 기판(S)과 마스크(M)의 상대적 위치를 조정하는 얼라인먼트를 행한다.

진공용기(21)의 외측상면에는, 전술한 구동기구 이외에, 진공 용기(21)의 상면에 설치된 투명창(도시하지 않음)을 통해 기판(S) 및 마스크(M)에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬영하기 위한 얼라인먼트용 카메라(20)를 설치하여도 된다. 본 실시예에 있어서는, 얼라인먼트용 카메라(20)는, 직사각형의 기판(S), 마스크(M) 및 정전척(24)의 대각선에 대응하는 위치 또는 직사각형의 4개의 코너부에 대응하는 위치에 설치하여도 된다.

본 실시형태의 성막장치(11)에 설치되는 얼라인먼트용 카메라(20)는, 기판(S)과 마스크(M)의 상대적 위치를 고정밀도로 조정하는데 사용되는 파인 얼라인먼트용 카메라이며, 그 시야각은 좁지만 고해상도를 가지는 카메라이다. 성막장치(11)는 파인 얼라인먼트용 카메라(20) 이외에 상대적으로 시야각이 넓고 저해상도인 러프 얼라인먼트용 카메라를 포함하여도 된다.

위치조정기구(29)는 얼라인먼트용 카메라(20)에 의해 취득한 기판(S, 제1 피흡착체)과 마스크(M, 제2 피흡착체)의 위치정보에 기초하여, 기판(S, 제1 피흡착체)과 마스크(M, 제2 피흡착체)를 상대적으로 이동시켜 위치를 조정하는 얼라인먼트를 행한다.

진공용기(21)에는 마스크(M)를 관찰할 수 있는 투명한 창(49)이 하나 이상 설치되어도 된다. 투명창(49)은 마스크(M)에 대한 관찰을 통해 마스크(M)의 휨양을 측정할 수 있는 위치에 설치된다. 예를 들어, 투명창(49)은 도 3a~도 3c에 도시된 바와 같이, 진공용기(11)의 하면에 설치되거나 및/또는 측면에 설치되어도 된다. 전자의 경우에는 증착원(25)에 의하여 마스크(M)에의 시야가 제한되지 않는 위치에 창(49)을 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 성막장치(11)는 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지된 상태의 마스크(M)의 휨양을 측정하기 위한 측정 유닛(50)을 포함하여도 된다. 측정 유닛(50)은 투명창(49)에 대응하는 진공용기(21)의 외측에 배치되어 있어도 된다. 측정 유닛(50)은 투명창(49)을 통해 취득한 마스크(M)의 화상 또는 투명창(49)을 통해 측정한 마스크(M)까지의 거리에 기초하여 마스크(M)의 휨양을 측정한다. 측정 유닛(50)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 뒤에서 상세히 설명한다.

성막장치(11)는 제어부(40)를 구비한다. 제어부(40)는 기판(S)의 반송 및 얼라인먼트, 증착원(25)의 제어, 성막의 제어 등의 기능을 갖는다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제어부(40)는 측정 유닛(50)에 의하여 측정된 마스크(M)의 휨양에 기초하여, 마스크(M)의 교환시기인지 여부를 판정한다. 즉, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 후술하는 판정제어부(54)의 기능은 성막장치(11)의 제어부(40)에 통합되어도 된다.

제어부(40)는 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어부(40)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(40)의 기능의 일부 또는 전부를 ASIC나 FPGA와 같은 회로로 구성하여도 좋다. 또한, 성막 장치별로 제어부가 설치되어도 되고, 하나의 제어부가 복수의 성막 장치를 제어하는 것으로 구성하여도 된다.

도 2에서는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 성막장치(11)가 정전척(24)에 의해 기판(S) 및 마스크(M)를 흡착하여 보유지지하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 기판 지지 유닛(22)에 설치된 클램프와 같은 협지수단에 의해 기판(S)을 보유지지하고, 마그넷을 사용하여 기판(S)과 마스크(M)를 밀착시킬 수도 있다.

<마스크 교환시기 판정장치 및 판정방법>

도 3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 마스크 교환시기 판정장치(이하, '판정장치'라고 칭하기로 한다)의 개념도이다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 판정장치(500)는 도 2에 도시된 성막장치(11)의 일부로서 구현되는 경우이나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 판정장치(500)는 성막장치(11)와는 별개의 장치로 구현되어도 된다.

하나의 마스크(M)로 다수의 기판(S)에 대한 성막 공정을 수행함에 따라, 마스크(M)에는 원하지 않게 증착 물질이 증착되어, 마스크(M)에 변형이 생기는 경우가 있다. 또한, 예컨대, 정전척(24)에 의한 정전인력 또는 마그넷에 의한 자력을 사용하여 마스크(M)와 기판(S)을 합착 또는 고정하고, 이를 다시 분리하는 과정에서 마스크(M)가 변형을 일으키기도 한다. 이러한 마스크(M)의 변형에 따라, 외부(예컨대, 정전척(24)이나 마그넷)으로부터 외력이 작용하지 않는 상태에서, 마스크 지지 유닛(23)에 의해 지지된 마스크(M)의 처짐량이 커진다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 판정장치(500)는, 마스크(M)가 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지되고 있는 상태에서(예컨대, 정전척(24)이나 마그넷에 의해 외력이 작용하지 않는 상태에서), 부착된 증착 물질의 무게 및/또는 소성변형 등으로 인한 마스크(M)의 휨양을 측정하며, 측정된 마스크(M)의 휨양에 기초하여 마스크(M)가 수명이 다하였는지를 판정한다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 판정장치(500)는 마스크 지지 유닛(23, 단, 도 3b에는 도시 생략함), 측정 유닛(51, 52, 53) 및 판정제어부(54)를 포함한다.

마스크 지지 유닛(23)은 마스크(M)를 수취하여 보유 지지하는 수단이다. 마스크(M)은 반송실(13)에 설치된 반송 로봇(14)이 반송하여 온 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

측정 유닛(51, 52, 53)은 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지된 상태의 마스크(M)의 휨양을 측정한다. 측정 유닛(51, 52, 53)은 투명창(49)에 대응하는 진공용기(21)의 외측(대기측)에 설치되어 있어도 되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

'마스크(M)의 휨양'은 평탄한 상태의 마스크로부터 해당 마스크가 어느 정도 휘어 있는지를 나타내는 지표이다. 예컨대, 마스크(M)의 휨양은, 평탄한 상태의 마스크(M)의 일 부분(예컨대, 중앙부)의 위치(예컨대, 높이)와 휘어진 상태에서의 해당 부분(예컨대, 중앙부)의 위치(예컨대, 높이)간의 거리(예컨대, 단차(d))로 정의될 수 있다. 또는, 마스크(M)의 휨양은, 휘어서 돌출된 부분의 곡률로 정의되거나, 마스크(M)의 주연부로부터 중앙부로 연장되는 평면이 수평면과 이루는 각도로 정의될 수도 있다.

일 실시형태에 의하면, 측정 유닛(51, 52, 53)에 의한 휨양 측정의 대상이 되는 마스크(M)는 진공용기(21) 내에서 미리 설정된 위치에서 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지된 상태이어도 된다. 이 때, 마스크(M)는 정전척(24)과 같은 마스크(M)의 흡착수단으로부터는 소정의 거리만큼 이격된 상태일 수 있다.

특히, 마스크(M)의 교환시기인지 여부를 보다 정확하게 판정할 수 있도록, 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지된 마스크(M)는 중력이외의 외력이 작용하지 않는 상태에서 측정되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 측정 유닛(51, 52, 53)은, 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 주연부가 지지되고 있지만 그 이외의 부분은 중력이외의 외력이 작용하지 않는 상태의 마스크(M)에 대하여 휨양을 측정한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 측정 유닛(51, 52, 53c)은, 소정의 흡착 수단에 의하여 흡착된 상태의 마스크(M)의 휨양을 측정해도 된다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 측정 유닛(51, 52)은 광학수단(51a, 52a)과 화상처리수단(51b, 52b)를 포함한다.

광학수단(51a, 52a)은 마스크(M)의 화상을 취득하기 위한 수단이다. 광학수단(51a, 52a)은 예컨대, 카메라와 같은 촬상장치일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시형태에 의하면, 광학수단(51a)은 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지되고 있는 마스크(M)의 일 주면의 화상을 취득하도록 설치되어 있어도 된다. 예컨대, 광학수단(51a)은 마스크(M)의 상면 또는 하면의 적어도 일부 영역을 촬영하여 마스크(M)의 상면 또는 하면의 화상을 취득하도록 설치되어 있을 수 있다. 일례로, 광학수단(51a)은 진공 용기(21)에 설치된 투명창(49)을 통해 마스크(M)의 일 주면의 전부 또는 일부 영역의 화상을 취득해도 된다. 예컨대, 투명창(49)이 진공용기(21)의 저면에 설치되어 있는 경우, 광학수단(51a)은 진공용기(21)의 하측 외부에 설치되어 마스크(M)의 하면의 화상을 취득할 수 있다.

이 경우에, 화상처리수단(51b)은 광학수단(51a)에 의하여 취득된 마스크(M)의 일 주면에 대한 화상을 이용하여 마스크(M)의 휨양을 산출한다. 본 실시형태에서, 마스크(M)의 일 주면에 대한 화상으로부터 마스크(M)의 휨양을 산출하는 구체적인 방법은 제한되지 않는다. 예를 들어, 화상처리수단(51b)은 마스크(M)의 일 주면에 대한 화상에 대한 이미지 처리(예컨대, 아래로 볼록한 정도의 차이에 따른 국소적인 밝기 변화 등)를 통하여, 해당 주면에서 돌출된 부분을 특정하고 해당 부분의 크기나 정도를 이용하여, 마스크(M)의 휨양을 산출할 수 있다.

다른 실시형태에 의하면, 광학수단(52a)은 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지되고 있는 마스크(M)의 측면 화상을 취득하도록 설치되어도 된다. 예컨대, 광학수단(52a)은 마스크(M)의 단변측 또는 장변측으로부터 측면 화상을 촬영하도록 설치되어도 된다. 이 경우에, 광학수단(52a)은 진공 용기(21)의 측벽에 설치된 투명창(49)을 통해 마스크(M)의 측면 화상을 취득해도 된다. 이에 의하면, 투명창(49)은 진공용기(21)의 측벽의, 마스크 지지 유닛(23)의 높이에 대응하는 위치에 하나 이상이 설치될 수 있다. 다만, 투명창(49)은 마스크 지지 유닛(23) 등에 의하여 마스크(M)의 측면의 화상 취득이 방해되지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

이 경우에, 화상처리수단(52b)은 광학수단(52a)에 의하여 취득된 마스크(M)의 측면 화상을 이용하여 마스크(M)의 휨양을 산출한다. 본 실시형태에서, 마스크(M)의 측면 화상으로부터 마스크(M)의 휨양을 산출하는 구체적인 방법은 제한되지 않는다. 예를 들어, 화상처리수단(52b)은 마스크(M)의 측면 화상으로부터 마스크(M)의 단차(d)에 기초하여 마스크(M)의 휨양을 산출할 수 있다. 마스크(M)가 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 일부가 가리는 경우라면, 마스크 지지 유닛(23)의 하측으로 돌출된 부분의 측면 화상으로부터 마스크(M)의 휨양을 산출할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 의한 측정 유닛(53)은 거리측정수단(53a) 및 산출수단(53b)을 포함한다.

거리측정수단(53a)은 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지된 마스크(M)까지의 거리(R)를 측정한다. 마스크(M)까지의 거리(R)는 진공용기(21)의 저면(소정의 기준면)의 위치 (또는 거리측정수단(53a)의 위치)으로부터 마스크(M)의 소정 부분까지의 거리일 수 있다. 여기서, 마스크(M)의 소정 부분은 마스크 지지 유닛(23)으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 마스크(M)의 일 부분으로서, 중앙부일 수 있다. 거리측정수단(53a)은, 예를 들어, 레이저를 마스크(M)의 상기 소정 부분에 조사하여 이로부터 반사되어 돌아오는 레이저를 검지함으로써, 레이저의 왕복 시간에 기초하여 진공용기(21)의 저면으로부터 마스크(M)까지의 거리(R)를 측정할 수 있다. 이 때, 마스크의 휨양이 클 수록 상기 소정 부분에 투사된 레이저의 왕복 시간은 짧아진다.

그리고 산출수단(53b)은 거리측정수단(53a)에 의하여 취득된 마스크(M)까지의 거리를 이용하여 마스크(M)의 휨양을 계산한다. 예를 들어, 산출수단(53b)은 측정된 마스크(M)까지의 거리와 기준거리(R0)와 의 차이(R0-R)를 구하고, 이 차이(R0-R)에 기초하여 마스크(M)의 휨양을 계산할 수 있다. 여기서, 기준거리(R0)는 미리 설정된 위치(높이)에 있는 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 마스크(M)가 평평하게 지지되었을 때의 마스크(M)까지의 거리로서, 진공용기(21)의 저면(소정의 기준면)으로부터 마스크 지지 유닛(23)의 지지면까지의 거리일 수도 있다. 이에 의하면, 마스크(M)의 휨양은 마스크(M)까지의 실제 거리(R)와 기준거리(R0)와의 차이(R0-R)에 비례한다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 판정제어부(54)는, 측정 유닛(51, 52, 53)에 의하여 측정된 마스크(M)의 휨양에 기초하여, 해당 마스크(M)의 교환이 필요한지를 판정한다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 실시형태에서는, 판정제어부(54)가 성막장치(11)의 제어부(40)와 별도로 구현되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 성막장치(11)의 제어부(40)에 통합되어도 된다.

판정제어부(54)가 마스크(M)의 교환 시기인지를 판정함에 있어, 기존에는 기판(S)의 처리 매수에 기초하였다. 즉, 기판(S)에 대한 성막 공정에 미리 결정되어 있는 회수만큼 사용된 이후에, 새로운 마스크(M)로 교환되었으며, 이후의 성막 공정에서는 새로운 마스크(M)를 사용하였다. 하지만, 이 경우 마스크(M)가 아직 수명이 남아 있음에도 불구하고 수명보다 빠른 타이밍에 교환하게 되며, 공정 시간(Tact)이 불필요하게 증가하게 될 수가 있다. 또한, 마스크(M)를 교환할 시기보다 늦게 교환할 경우에는, 마스크(M)의 휨양이 커지게 되므로 성막 정밀도가 떨어질 염려가 있다.

반면, 본 발명의 실시형태에 의하면, 판정제어부(54)는 측정 유닛(51, 52, 53)이 측정한 마스크(M)의 휨양에 기초하여 해당 마스크(M)를 교환할 것인지 여부를 판정한다. 일 예로, 판정제어부(54)는 측정 유닛(51, 52, 53)에 의하여 측정된 마스크(M)의 휨양을 소정의 기준치와 비교하여, 마스크(M)의 휨양이 기준치 이상일 경우에 마스크의 교환 시기인 것으로 판정할 수 있다. 이에 의하면, 성막 정밀도에 직접적으로 영향을 미치는 마스크(M)의 휨양에 기초하여, 정확한 마스크(M)의 교환 시기를 파악하여 교환하는 것이 가능해진다. 따라서 불필요한 조기 교환으로 인하여 공정 시간(Tact)이 증가하는 문제나 지나친 지연 교환으로 인하여 수율 감소나 성막 정밀도가 저하되는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

일 실시형태에 따라 판정제어부(54)가 마스크의 교환시기를 판정하는데 사용하는 소정의 기준치는 미리 기억되어 있는 값일 수 있다. 이를 위하여, 판정제어부(54)는 소정의 기준치를 미리 기억하기 위한 메모리(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

이러한 소정의 기준치는 교환되는 마스크(M)의 휨양에 대한 통계에 기초하여 임의로 설정되어도 된다. 또는, 해당 마스크(M)가 최초로 사용되기 이전에 마스크 지지 유닛(23)에 지지된 상태의 휨양에 기초하여 소정의 기준치가 결정되어도 된다. 후자의 경우, 마스크(M)를 실제로 성막 공정에 사용함에 따라, 초래되는 마스크(M)의 휨양을 사용개시전의 휨양과 대비를 하기 때문에, 해당 마스크(M)의 교환 시기를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능하다.

판정제어부(54)는 또한 측정 유닛(51, 52, 53)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 판정제어부(54)는 마스크(M)의 휨양을 측정하는 타이밍을 미리 설정하고, 설정되어 있는 타이밍에 측정 유닛(51, 52, 53)이 동작되도록 제어할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 타이밍은 휨양 측정의 주기(즉, 몇 회 사용할 때마다 휨양을 측정할 것인지)는 물론 휨양 측정의 시작 시점(즉, 몇 회 사용한 이후부터 휨양 측정을 시작할 것이지)과도 관련된다.

일례로, 휨양 측정의 주기가 짧거나 및/또는 휨양 측정의 시작 시점이 빠르게 되면, 수명이 다한 마스크(M)를 적시에 확인하여 교환하는 것이 가능하지만 공정 시간(Tact)이 증가하는 단점이 있다. 반대로 휨양 측정의 주기가 길거나 및/또는 휨양 측정의 시작 시점이 늦어지면, 공정 시간(Tact)을 단축할 수 있지만 수명이 다한 마스크(M)를 이용하여 성막 공정이 행해져 수율이 감소하거나 성막 정밀도가 떨어질 우려가 있다. 따라서 판정제어부(54)는 이러한 장단점을 고려하여 미리 설정된 타이밍에, 즉, 측정주기 및 개시 타이밍에 측정 유닛(51, 52, 53)이 마스크(M)의 휨양을 측정하도록 제어할 수 있다.

일 실시형태에 의하면, 판정제어부(54)는 N회(여기서, N은 1이상의 정수)의 마스크의 사용(예컨대, N매의 기판(S)에 대한 처리)마다 측정 유닛(51, 52, 53)이 마스크(M)의 휨양을 측정하도록 제어할 수 있다.

일례로, 판정제어부(54)는 일 매의 기판(S)의 처리시마다 마스크(M)의 휨양을 측정하도록 측정 유닛(51, 52, 53)의 동작을 제어해도 된다. 이에 의하면, 수명이 다한 마스크를 적시에 확인하여 교환할 수 있어서 수율을 높일 수 있다. 이와는 달리, 판정제어부(54)는 2매, 3매, 4매 마다 등과 같이 마스크(M)의 휨양을 측정하는 주기를 더 길게 하여 공정 시간(Tact)을 보다 단축시킬 수도 있다. 다만, 수율의 감소나 성막 정밀도의 저하를 방지하기 위하여, 마스크(M)의 휨양을 측정하는 주기는 지나치게 길지 않는 것이 좋다.

이러한 실시형태에 있어서, 판정제어부(54)는 첫 번째 기판(S)에 대한 처리가 완료된 이후, 즉 마스크(M)가 최초로 사용된 이후부터 전술한 측정 주기에 따라 마스크(M)의 휨양을 측정하도록 제어할 수 있다. 또는, 소정의 회수(예컨대, 10회, 20회 등)만큼 사용한 이후부터 전술한 측정 주기에 따라 마스크(M)의 휨양을 측정하도록 제어할 수도 있다. 이 경우에, 휨양 측정을 시작하는 시점은 임의로 결정할 수 있으나, 성막 장치(11)에서의 마스크 교환 시기, 즉 수명이 다할 때까지 하나의 마스크(M)로 사용한 회수에 대한 통계치에 기초하여 결정하는 것이 바람직하다.

공정 시간(Tact)을 단축하고 또한 수율 감소 및 성막 정밀도의 저하를 방지할 수 있도록, 취득한 통계치에 기초하여 휨양 측정의 시작 시기는 가능한 늦추면서 측정 주기는 짧게 하는 것이 더 바람직하다. 이 경우, 측정 주기인 N은 1인 것이 바람직하나, 여기에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 판정장치(500)에 의하면, 수명이 다한 마스크의 교환 시기를 정확하게 파악하여 교환할 수 있어서, 수명보다 빠른 타이밍에 교환함으로써 마스크의 낭비와 공정 시간(Tact)의 증가를 막을 수 있으며, 또한 수명보다 늦게 교환함으로써 부착되는 증착 재료에 의하여 마스크가 크게 휘어서 성막 정밀도가 저하되는 현상을 방지할 수 있다.

<성막 프로세스>

이하 본 실시형태의 성막장치(11)에서의 성막방법에 대하여 설명한다. 여기서는 일예로서, 첫 번째 기판(S)에 대한 처리 이후부터 측정 유닛(50)이 마스크(M)의 휨양을 측정하고 또한 측정 주기인 N도 1인 경우의 실시형태에 관해서 설명한다.

먼저, 반송실(13)의 반송 로봇(14)에 의해, 마스크 스톡 장치(12)로부터 성막장치(11)의 진공 용기(21)내로 새로운 마스크(M)가 반입된다. 그리고 진공 용기(21)내로 진입한 반송 로봇(14)의 핸드가 하강하여 마스크(M)를 마스크 지지 유닛(23)의 지지부상에 재치한다.

그리고, 진공 용기(21)내의 마스크 지지 유닛(23)에 마스크(M)가 지지된 상태에서, 반송실(13)의 반송 로봇(14)에 의해 성막장치(11)의 진공 용기(21)내로 기판(S)이 반입된다. 진공 용기(21)내로 진입한 반송 로봇(14)의 핸드가 하강하여 기판(S)을 기판 지지 유닛(22)의 지지부상에 재치한다.

이어서, 정전척(24)이 기판(S)을 향해 하강하여 기판(S)에 충분히 근접하거나 접촉한 후에, 정전척(24)에 소정의 전압을 인가하여 기판(S)을 흡착시킨다.

정전척(24)에 기판(S)이 흡착된 상태에서, 기판(S)의 마스크(M)에 대한 상대적인 위치어긋남을 계측하기 위해 기판(S)을 마스크(M)를 향해 하강시킨다. 기판(S)이 계측위치까지 하강하면, 얼라인먼트용 카메라(20)로 기판(S)과 마스크(M)에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬영하여 기판과 마스크의 상대적인 위치 어긋남을 계측한다.

계측결과, 기판의 마스크에 대한 상대적 위치 어긋남이 임계치를 넘는 것으로 판명되면, 정전척(24)에 흡착된 상태의 기판(S)을 수평방향(XYθ 방향)으로 이동시켜, 기판을 마스크에 대해 위치조정(얼라인먼트)한다.

얼라인먼트 공정 후에, 정전척(24)에 소정의 전압을 인가하여, 마스크(M)를 기판(S) 너머로 정전척(24)에 흡착시킨다.

이어서, 증착원(25)의 셔터를 열고 증착 재료를 마스크를 통해 기판(S)에 증착시킨다.

원하는 두께까지 증착한 후, 정전척(24)에 인가되는 전압을 낮추어서 마스크(M)를 분리하고, 정전척(24)에 기판만이 흡착된 상태에서, 정전척 Z 액츄에이터(28)에 의해, 정전척(24)을 상승시킨다.

이어서, 반송 로봇(14)의 핸드가 성막장치(11)의 진공용기(21) 내로 들어오고 정전척(24)에 제로(0) 또는 역극성의 전압이 인가되어 기판(S)이 정전척(24)으로부터 분리된다. 이후, 증착이 완료된 기판(S)을 반송 로봇(14)에 의해 진공용기(21)로부터 반출한다.

그리고 성막 공정의 완료 이후에, 마스크 지지 유닛(23)에 의하여 지지되고 있는 마스크(M)의 휨양을 측정한다. 마스크(M)의 휨양 측정은, 성막 공정이 완료된 기판(S)이 진공용기(21)로부터 반출된 이후에 수행되어도 되며, 반출되기 이전에 수행되어도 된다. 그리고 측정된 마스크(M)의 휨양을 미리 설정되어 있는 기준치와 비교하여 해당 마스크(M)의 교환이 필요한지를 판정한다.

만일, 교환이 필요한 것으로 판정되면, 수명이 다한 마스크(M)를 반송 로봇(14)에 의해 진공용기(21)로부터 반출한 다음, 새로운 마스크(M)를 진공용기(21)로 반입한다. 반면, 교환이 필요하지 않은 것으로 판정되면, 해당 마스크(M)는 계속하여 사용한다.

이어서, 진공 용기(21)내의 마스크 지지 유닛(23)에 마스크(M)가 지지된 상태에서, 반송실(13)의 반송 로봇(14)에 의해 성막장치(11)의 진공 용기(21)내로 새로운 기판(S)이 반입되어서, 기판 지지 유닛(22)의 지지부상에 재치된다. 이후, 전술한 정전척에의 흡착, 얼라이먼트, 성막, 기판(S)의 반출 및 마스크(M)의 휨양 측정의 과정이 반복된다

이상의 설명에서는, 성막장치(11)는, 기판(S)의 성막면이 연직방향 하방을 향한 상태에서 성막이 이루어지는, 소위 상향증착방식(Depo-up)의 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않으며, 기판(S)이 진공용기(21)의 측면측에 수직으로 세워진 상태로 배치되고, 기판(S)의 성막면이 중력방향과 평행한 상태에서 성막이 이루어지는 구성이어도 된다.

본 실시형태에서는, 하나의 기판(S)에 대한 성막공정이 완료된 후, 다음 기판(S)에 대한 성막공정이 개시되기 전에, 마스크(M)의 휨양을 측정하여 마스크(M)의 교환시기를 판정하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 마스크(M)에 정전척(24)이나 마그넷으로부터 정전인력 또는 자력이 인가되지 않는 상태라면, 언제든지 마스크(M)의 휨양을 측정하여 교환시기 여부를 판정하여도 된다.

<전자 디바이스의 제조방법>

다음으로, 본 실시형태의 성막 장치를 이용한 전자 디바이스의 제조방법의 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시장치의 구성 및 제조방법을 예시한다.

우선, 제조하는 유기 EL 표시장치에 대해 설명한다. 도 4(a)는 유기 EL 표시장치(60)의 전체도, 도 4(b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다.

도 4(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 1 색 이상이면 특히 제한되는 것은 아니다.

도 4(b)는 도 4(a)의 A－B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(62)는 기판(63) 상에 양극(64), 정공 수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자 수송층(67), 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)는 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, 양극(64)은 발광소자별로 분리되어 형성되어 있다. 정공 수송층(65)과 전자 수송층(67)과 음극(68)은, 복수의 발광소자(62R, 62G, 62B)와 공통으로 형성되어 있어도 좋고, 발광소자별로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 양극(64)과 음극(68)이 이물에 의해 단락되는 것을 방지하기 위하여, 양극(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 4(b)에서는 정공수송층(65)이나 전자 수송층(67)이 하나의 층으로 도시되었으나, 유기 EL 표시 소자의 구조에 따라서, 정공블록층이나 전자블록층을 포함하는 복수의 층으로 형성될 수도 있다. 또한, 양극(64)과 정공수송층(65) 사이에는 양극(64)으로부터 정공수송층(65)으로의 정공의 주입이 원활하게 이루어지도록 할 수 있는 에너지밴드 구조를 가지는 정공주입층을 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 음극(68)과 전자수송층(67) 사이에도 전자주입층이 형성될 수 있다.

다음으로, 유기 EL 표시장치의 제조방법의 예에 대하여 구체적으로 설명한다.

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

양극(64)이 형성된 기판(63) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트로 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피 법에 의해 양극(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 성막 장치에 반입하여 및 정전척으로 기판을 보유 지지하고, 정공 수송층(65)을 표시 영역의 양극(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 성막 장치에 반입하고, 정전척으로 보유 지지한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 정전척으로 마스크를 기판 너머로 보유지지하여, 기판(63)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에 적색을 발하는 발광층(66R)을 성막한다.

발광층(66R)의 성막과 마찬가지로, 제3 유기재료 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(66G)을 성막하고, 나아가 제4 유기재료 성막 장치에 의해 청색을 발하는 발광층(66B)을 성막한다. 발광층(66R, 66G, 66B)의 성막이 완료된 후, 제5 유기재료 성막 장치에 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 증착 재료 성막 장치로 이동시켜 음극(68)을 성막한다.

본 발명에 의하면, 마스크(M)의 교환시기를 마스크(M)의 사용회수(예컨대, 해당 마스크(M)로 처리한 기판(S)의 매수)에 의하여 판정하는 것이 아니라, 마스크(M)의 휨양을 측정하여, 그 휨양에 기초하여 판정한다.

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

절연층(69)이 패터닝 된 기판(63)을 성막 장치로 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, 성막 장치 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.

11: 성막장치
21: 진공용기
22: 기판 지지 유닛
23: 마스크 지지 유닛
24: 정전척
40: 제어부
49: 창
50, 51, 52, 53: 측정 유닛
54: 판정제어부

Claims (27)

1. 마스크의 교환시기를 판정하기 위한 장치로서,
   상기 마스크를 지지하기 위한 마스크 지지 유닛과,
   상기 마스크 지지 유닛에 의하여 지지된 상태의 상기 마스크의 휨양을 측정하기 위한 측정 유닛과,
   측정된 상기 마스크의 휨양에 기초하여, 상기 마스크의 교환시기인지를 판정하기 위한 판정제어부를 포함하고,
   상기 측정 유닛은, 상기 마스크의 화상을 취득하기 위한 광학수단과, 취득된 상기 화상으로부터 상기 마스크의 휨양을 취득하는 화상처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 판정제어부는, 상기 측정 유닛에 의하여 측정된 상기 마스크의 휨양을 소정의 기준치와 비교하여, 상기 마스크의 교환시기인지를 판정하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 판정제어부는 상기 소정의 기준치를 기억하여 두는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 소정의 기준치는, 상기 마스크가 최초로 사용되기 전에 상기 마스크 지지 유닛에 지지된 상태의 상기 마스크의 휨양에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 판정제어부는, 상기 마스크가 N(N은 1이상의 정수)회 사용될 때마다, 상기 측정 유닛이 상기 마스크의 휨양을 측정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 판정제어부는, 상기 마스크가 소정 회수 사용된 이후부터, N(N은 1이상의 정수)회의 사용이 행해질 때마다, 상기 측정 유닛이 상기 마스크의 휨양을 측정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 N은 1인 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 상기 광학수단은 상기 마스크의 일 주면의 화상을 취득할 수 있는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 광학수단은 상기 마스크의 측면 화상을 취득할 수 있는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서, 상기 마스크 지지 유닛이 내부에 설치되는 용기를 더 포함하며,
    상기 측정 유닛은 상기 용기의 외부에 설치되며, 상기 용기에 설치된 창을 통해 상기 마스크의 휨양을 측정하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 측정 유닛은, 상기 마스크에 중력이외의 외력이 작용하지 않는 상태에서 상기 마스크의 휨양을 측정하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정장치.
14. 제1항 내지 제7항, 제9항, 제10항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 기재된 마스크 교환시기 판정장치를 포함하는 성막장치.
15. 마스크의 교환시기를 판정하기 위한 방법으로서,
    마스크를 마스크 지지 유닛에 의해 지지하는 지지단계와,
    상기 마스크 지지 유닛에 의해 지지된 상기 마스크의 휨양을 측정하는 측정단계와,
    상기 측정단계에서 측정된 상기 마스크의 휨양에 기초하여, 상기 마스크의 교환시기인지를 판정하는 판정단계를 포함하고,
    상기 측정단계는, 상기 마스크의 화상을 취득하는 화상취득단계와, 상기 화상취득단계에서 취득된 상기 화상에 기초하여 상기 마스크의 휨양을 취득하는 화상처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 판정단계에서는, 상기 측정단계에서 측정된 상기 마스크의 휨양을 소정의 기준치와 비교하여, 상기 마스크의 교환시기인지를 판정하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 마스크가 최초로 사용되기 전에 상기 마스크 지지 유닛에 지지된 상태의 상기 마스크의 휨양을 측정하는 사전측정단계를 더 포함하고,
    상기 소정의 기준치는 상기 사전측정단계에서 측정된 상기 마스크의 휨양에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
18. 제15항에 있어서, 상기 마스크가 N(N은 1이상의 정수)회 사용될 때마다 수행되는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 마스크가 소정 회수 사용된 이후부터 N(N은 1이상의 정수)회의 사용이 행해질 때마다 수행되는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 N은 1인 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
21. 삭제
22. 제15항에 있어서, 상기 화상취득단계에서는 상기 마스크의 일 주면의 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
23. 제15항에 있어서, 상기 화상취득단계에서는 상기 마스크의 측면 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
24. 삭제
25. 제15항에 있어서, 상기 측정단계에서는, 상기 마스크에 중력이외의 외력이 작용하지 않는 상태에서 상기 마스크의 휨양을 측정하는 것을 특징으로 하는 마스크 교환시기 판정방법.
26. 제15항 내지 제20항, 제22항, 제23항 및 제25항 중 어느 한 항에 따른 마스크 교환시기 판정방법을 포함하는 성막방법.
27. 제26항에 기재된 성막방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.
    

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