KR102661368B1 - Electrostatic chuck, electrostatic chuck system, film forming apparatus, adsorption process, film forming method and electronic device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 정전척은, 복수의 성막 대상 영역을 가지는 성막 대상물을 흡착하기 위한 정전척으로서, 상기 성막 대상물의 상기 성막 대상 영역을 포함하는 영역을 흡착하기 위한 제1 영역과, 상기 성막 대상물의 상기 복수의 성막 대상 영역 사이의 영역을 흡착하기 위한 제2 영역을 가지며, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 성막 대상물에 대한 단위 면적당 정전인력이, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 성막 대상물에 대한 단위 면적당 정전인력과 다르도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The electrostatic chuck of the present invention is an electrostatic chuck for adsorbing a film forming object having a plurality of film forming target areas, comprising: a first region for adsorbing a region including the film forming target area of the film forming object; It has a second area for adsorbing a region between a plurality of film formation target areas, and the electrostatic attraction per unit area with respect to the film formation object in the first area is per unit area with respect to the film formation object in the second area. It is characterized in that it is configured differently from the power outage manpower.
Description
본 발명은 정전척, 정전척 시스템, 성막 장치, 흡착 방법, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electrostatic chuck, an electrostatic chuck system, a film forming apparatus, an adsorption method, a film forming method, and a manufacturing method of an electronic device.
유기EL 표시장치(유기 EL 디스플레이)의 제조에 있어서는, 유기 EL 표시장치를 구성하는 유기 발광소자(유기 EL 소자; OLED)를 형성할 때에, 성막 장치의 성막원으로부터 방출된 성막 재료를 화소 패턴이 형성된 마스크를 통해 기판에 성막함으로써, 유기물층이나 금속층을 형성한다. In the manufacture of an organic EL display device (organic EL display), when forming an organic light-emitting element (organic EL element; OLED) that constitutes an organic EL display device, a pixel pattern is formed using the film-forming material emitted from the film-forming source of the film-forming device. By depositing a film on the substrate through the formed mask, an organic material layer or a metal layer is formed.
상향성막방식(Depo-up)의 성막 장치에 있어서, 성막원은 성막 장치의 진공 용기의 하부에 설치되고, 기판은 진공 용기의 상부에 배치되며, 기판의 하면에 성막이 이루어진다. 이러한 상향 성막 방식의 성막 장치의 진공 용기 내에서, 기판은 그 하면의 주연부만이 기판홀더에 의해 보유 및 지지되기 때문에, 기판이 그 자중에 의해 처지며, 이것이 성막 정밀도를 떨어뜨리는 하나의 요인이 되고 있다. 상향 성막방식 이외의 방식의 성막 장치에 있어서도, 기판의 자중에 의한 처짐은 발생할 가능성이 있다. In an upward film formation (depo-up) film formation apparatus, the film deposition source is installed at the bottom of the vacuum vessel of the film formation apparatus, the substrate is placed on the upper part of the vacuum vessel, and the film is formed on the lower surface of the substrate. In the vacuum container of this upward film forming type film forming apparatus, only the peripheral portion of the lower surface of the substrate is held and supported by the substrate holder, so the substrate sags under its own weight, which is a factor that reduces film forming precision. It is becoming. Even in film deposition devices other than the upward film formation method, there is a possibility that sagging of the substrate may occur due to its own weight.
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. Technology using an electrostatic chuck is being examined as a method to reduce sagging of the substrate due to its own weight. In other words, sagging of the substrate can be reduced by adsorbing the entire upper surface of the substrate with an electrostatic chuck.
그러나, 정전척을 사용하는 성막 장치에 있어서는, 정전척으로부터의 정전계로 인해, 기판에 성막되는 막의 막질이나 막두께 분포의 균일성이 저하될 가능성이 있다. 예컨대, 극성을 가지는 재료를 성막하는 경우 정전척의 정전계에 의한 유전분극으로 인해 막의 특성이 변하거나, 막두께 분포가 불균일하게 되거나 할 수 있다. 또한, 스퍼터링에 의해 성막을 하는 장치의 경우, 정전척의 정전계에 의해 플라즈마가 교란되어 막질이나 막두께 분포에 영향을 미칠 가능성이 있다.However, in a film deposition device using an electrostatic chuck, there is a possibility that the uniformity of the film quality or film thickness distribution of the film formed on the substrate may deteriorate due to the electrostatic field from the electrostatic chuck. For example, when forming a film of a polarized material, the characteristics of the film may change or the film thickness distribution may become non-uniform due to dielectric polarization caused by the electrostatic field of the electrostatic chuck. Additionally, in the case of a device that forms a film by sputtering, there is a possibility that the plasma is disturbed by the electrostatic field of the electrostatic chuck, thereby affecting the film quality or film thickness distribution.
특허문헌 1은, 섀도우 마스크가 형성되는 부분에만 전극이 형성된 정전척으로 기판 및 마스크를 흡착한 상태에서 성막을 행하는 구성을 개시하고 있으나, 이 경우, 기판 및/또는 마스크에 충분히 큰 흡착력을 인가할 수 없을 가능성이 있다. 특히, 커다란 사이즈의 기판 및 마스크를 사용하여 성막을 행하는 경우에는, 특허문헌 1의 구성으로는 기판 및 마스크를 안정적으로 흡착하면서도 막질이나 막두께 분포의 균일성이 높은 막을 성막하는 것은 곤란하다. Patent Document 1 discloses a configuration in which film formation is performed while the substrate and mask are adsorbed using an electrostatic chuck in which an electrode is formed only in the area where the shadow mask is formed. However, in this case, a sufficiently large adsorption force must be applied to the substrate and/or mask. There is a possibility that it cannot be done. In particular, when forming a film using a large-sized substrate and mask, it is difficult to form a film with high uniformity in film quality and film thickness distribution while stably adsorbing the substrate and mask with the configuration of Patent Document 1.
본 발명은, 기판 및/또는 마스크를 안정적으로 흡착하면서도 정전척의 전계에 의한 막의 막질이나 막두께 분포의 균일성에의 영향을 저감할 수 있는 정전척, 정전척 시스템, 성막 장치, 흡착 방법, 성막 방법 및 이를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention provides an electrostatic chuck, an electrostatic chuck system, a film forming device, an adsorption method, and a film forming method that can stably adsorb a substrate and/or a mask while reducing the influence of the electric field of the electrostatic chuck on the uniformity of film quality or film thickness distribution. The purpose is to provide a method of manufacturing an electronic device using the same.
본 발명의 제1 양태에 따른 정전척은, 복수의 성막 대상 영역을 가지는 성막 대상물을 흡착하기 위한 정전척으로서, 상기 성막 대상물의 상기 성막 대상 영역을 포함하는 영역을 흡착하기 위한 제1 영역과, 상기 성막 대상물의 상기 복수의 성막 대상 영역 사이의 영역을 흡착하기 위한 제2 영역을 가지며, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 성막 대상물에 대한 단위 면적당 정전인력이, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 성막 대상물에 대한 단위 면적당 정전인력과 다르도록 구성되는 것을 특징으로 한다.An electrostatic chuck according to a first aspect of the present invention is an electrostatic chuck for adsorbing a film-forming object having a plurality of film-forming target regions, comprising: a first region for adsorbing a region including the film-forming target region of the film-forming object; It has a second area for adsorbing a region between the plurality of film formation target areas of the film formation object, and the electrostatic attraction force per unit area with respect to the film formation object in the first area is such that the film formation in the second area It is characterized in that it is configured to be different from the electrostatic force per unit area for the object.
본 발명의 제2 양태에 따른 정전척은, 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척으로서, 상기 피흡착체가 흡착되는 흡착면에 평행한 제1 방향 및 상기 흡착면에 평행하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 소정의 간격으로 이격되어 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 제1 영역과, 상기 복수의 제1 영역 사이의 제2 영역을 가지며, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력이, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력과 다르도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The electrostatic chuck according to the second aspect of the present invention is an electrostatic chuck for adsorbing an object to be absorbed, and has a first direction parallel to the adsorption surface to which the object to be adsorbed and a direction parallel to the adsorption surface and intersecting the first direction. It has a plurality of first regions spaced apart at predetermined intervals in a second direction and arranged in a matrix shape, and a second region between the plurality of first regions, per unit area of the absorbent body in the first region. The electrostatic attraction is characterized in that it is configured to be different from the electrostatic attraction per unit area with respect to the adsorbed body in the second region.
본 발명의 제3 양태에 따른 정전척 시스템은, 복수의 성막 대상 영역을 가지는 성막 대상물을 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서, 전극부를 포함하는 정전척과, 상기 전극부에의 전압의 인가를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 정전척은, 상기 성막 대상물의 상기 성막 대상 영역을 포함하는 영역을 흡착하기 위한 제1 영역과, 상기 복수의 성막 대상 영역 사이의 영역을 흡착하기 위한 제2 영역을 가지며, 상기 제어부는, 상기 제1 영역에 설치된 제1 전극부에 인가되는 전압이 상기 제2 영역에 설치된 제2 전극부에 인가되는 전압과 다르도록 제어하는 것을 특징으로 한다. An electrostatic chuck system according to a third aspect of the present invention is an electrostatic chuck system for adsorbing a film-forming object having a plurality of film-forming target areas, comprising an electrostatic chuck including an electrode part, and a control part that controls application of voltage to the electrode part. It includes, wherein the electrostatic chuck has a first area for adsorbing an area including the film formation target area of the film deposition object and a second area for adsorbing an area between the plurality of film formation target areas, The control unit is characterized in that it controls the voltage applied to the first electrode portion installed in the first region to be different from the voltage applied to the second electrode portion installed in the second region.
본 발명의 제4 양태에 따른 정전척 시스템은, 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서, 전극부를 가지는 정전척과, 상기 전극부에의 전압의 인가를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 정전척은, 상기 피흡착체가 흡착되는 흡착면에 평행한 제1 방향 및 상기 흡착면에 평행하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 소정의 간격으로 이격되어 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 제1 영역과, 상기 복수의 제1 영역 사이에 배치되는 제2 영역을 가지며, 상기 제어부는, 상기 제1 영역에 설치된 제1 전극부에 인가되는 전압이 상기 제2 영역에 설치된 제2 전극부에 인가되는 전압과 다르도록 제어하는 것을 특징으로 한다.An electrostatic chuck system according to a fourth aspect of the present invention is an electrostatic chuck system for adsorbing a body to be absorbed, and includes an electrostatic chuck having an electrode portion and a control portion that controls application of voltage to the electrode portion, the electrostatic chuck , a plurality of first regions arranged in a matrix shape and spaced apart at predetermined intervals in a first direction parallel to the adsorption surface to which the adsorbent is adsorbed and a second direction parallel to the adsorption surface and intersecting the first direction; , has a second region disposed between the plurality of first regions, and the control unit determines that the voltage applied to the first electrode portion installed in the first region is the voltage applied to the second electrode portion installed in the second region. It is characterized by controlling it so that it is different from.
본 발명의 제5 양태에 따른 성막 장치는, 기판의 복수의 성막 대상 영역에 마스크를 통하여 성막을 행하기 위한 성막 장치로서, 적어도 상기 기판을 흡착하기 위한 정전척을 포함하며, 상기 정전척은, 본 발명의 제1 양태 또는 제2 양태에 따른 정전척인 것을 특징으로 한다.A film forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is a film forming apparatus for forming a film on a plurality of film forming target areas of a substrate through a mask, and includes at least an electrostatic chuck for adsorbing the substrate, the electrostatic chuck comprising: It is characterized as an electrostatic chuck according to the first or second aspect of the present invention.
본 발명의 제6 양태에 따른 성막 장치는, 기판의 복수의 성막 대상 영역에 마스크를 통하여 성막을 행하기 위한 성막 장치로서, 적어도 상기 기판을 흡착하기 위한 정전척 시스템을 포함하며, 상기 정전척 시스템은, 본 발명의 제3 양태 또는 제4 양태에 따른 정전척 시스템인 것을 특징으로 한다. A film forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention is a film forming apparatus for forming a film on a plurality of film forming target regions of a substrate through a mask, and includes at least an electrostatic chuck system for adsorbing the substrate, the electrostatic chuck system is characterized as being an electrostatic chuck system according to the third or fourth aspect of the present invention.
본 발명의 제7 양태에 따른 흡착 방법은, 피흡착체를 정전척에 흡착시키는 방법으로서, 상기 정전척의 전극부에 제1 전압을 인가하여, 복수의 성막 대상 영역을 포함하는 성막 대상물로서의 제1 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 제1 흡착 단계와, 상기 전극부에 제2 전압을 인가하여, 제2 피흡착체를 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 상기 정전척에 흡착시키는 제2 흡착 단계와, 상기 제2 흡착 단계 이후에, 상기 정전척의 제1 영역에 설치되는 제1 전극부에, 상기 정전척의 제2 영역에 설치되는 제2 전극부에 인가되는 전압과 다른 크기의 전압이 인가되도록 제어하는 단계를 포함하며, 상기 정전척의 상기 제1 영역은 상기 제1 피흡착체의 상기 성막 대상 영역을 포함하는 영역을 흡착하며, 상기 정전척의 상기 제2 영역은 상기 복수의 성막 대상 영역 사이의 영역을 흡착하는 것을 특징으로 한다. The adsorption method according to the seventh aspect of the present invention is a method of adsorbing an object to be absorbed to an electrostatic chuck, wherein a first voltage is applied to an electrode part of the electrostatic chuck to generate a first suction object as a film formation object including a plurality of film formation target regions. A first adsorption step of adsorbing a complex to the electrostatic chuck, and a second adsorption step of applying a second voltage to the electrode part to adsorb a second object to be absorbed to the electrostatic chuck with the first object in between. , After the second adsorption step, a voltage of a magnitude different from the voltage applied to the second electrode portion installed in the second region of the electrostatic chuck is controlled to be applied to the first electrode portion installed in the first region of the electrostatic chuck. A step of: wherein the first area of the electrostatic chuck adsorbs an area including the film deposition target area of the first adsorption object, and the second area of the electrostatic chuck adsorbs an area between the plurality of film deposition target areas. It is characterized by adsorption.
본 발명의 제8 양태에 따른 성막 방법은, 복수의 성막 대상 영역을 가지는 기판에 마스크를 통하여 성막 재료를 성막하는 성막 방법으로서, 정전척으로 상기 기판을 흡착시키는 제1 흡착단계와, 상기 기판을 사이에 두고 상기 정전척에 상기 마스크를 흡착시키는 제2 흡착단계와, 상기 정전척에 상기 기판 및 상기 마스크가 흡착된 상태에서, 상기 성막 재료를 방출시켜 상기 마스크를 통해 상기 기판의 상기 복수의 성막 대상 영역에 상기 성막 재료를 성막하는 단계를 포함하고, 상기 성막하는 단계의 적어도 일부의 기간에 있어서, 상기 정전척의 제1 영역에 설치되는 제1 전극부에, 상기 정전척의 제2 영역에 설치되는 제2 전극부에 인가되는 전압보다 낮은 전압이 인가되도록 제어하며, 상기 정전척의 상기 제1 영역은 상기 기판의 상기 성막 대상 영역을 포함하는 영역을 흡착하고, 상기 정전척의 상기 제2 영역은 상기 기판의 복수의 성막 대상 영역 사이의 영역을 흡착하는 것을 특징으로 한다.The film forming method according to the eighth aspect of the present invention is a film forming method of forming a film forming material onto a substrate having a plurality of film forming target regions through a mask, comprising: a first adsorption step of adsorbing the substrate with an electrostatic chuck; a second adsorption step of adsorbing the mask to the electrostatic chuck, with the substrate and the mask being adsorbed to the electrostatic chuck, releasing the film forming material to form the plurality of films on the substrate through the mask; A step of forming the film forming material into a target area, wherein, during at least a portion of the film forming step, a first electrode part installed in a first area of the electrostatic chuck is installed in a second area of the electrostatic chuck. A voltage lower than that applied to the second electrode portion is controlled to be applied, the first area of the electrostatic chuck adsorbs an area including the film formation target area of the substrate, and the second area of the electrostatic chuck adsorbs the substrate. It is characterized by adsorbing a region between a plurality of film formation target regions.
본 발명의 제9 양태에 따른 전자 디바이스의 제조 방법은, 본 발명의 제8 양태에 따른 성막 방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 한다.A method for manufacturing an electronic device according to the ninth aspect of the present invention is characterized in that the electronic device is manufactured using the film forming method according to the eighth aspect of the present invention.
본 발명에 의하면, 정전척에 의한 기판/마스크에의 흡착력을 담보하면서도 정전척의 전계에 의한 막의 막질이나 막두께 분포의 균일성에 대한 영향을 저감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to ensure the adsorption power of the electrostatic chuck to the substrate/mask while reducing the influence of the electric field of the electrostatic chuck on the film quality or uniformity of film thickness distribution.
도 1은 전자 디바이스의 제조 장치의 일부의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 성막 장치의 모식도이다.
도 3a 내지 도 3c은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 성막 장치의 모식도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척 시스템의 개념도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척의 모식적 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척의 모식적 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척의 전압 제어를 나타내는 그래프이다.
도 7은 전자 디바이스를 나타내는 모식도이다. 1 is a schematic diagram of a portion of an electronic device manufacturing apparatus.
Figure 2 is a schematic diagram of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are schematic diagrams of a film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 4a is a conceptual diagram of an electrostatic chuck system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4b is a schematic plan view of an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are schematic cross-sectional views of an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing voltage control of an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a schematic diagram showing an electronic device.
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. Hereinafter, preferred embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments and examples merely exemplify preferred configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these configurations. In addition, in the following description, the hardware configuration and software configuration of the device, processing flow, manufacturing conditions, size, material, shape, etc. are not intended to limit the scope of the present invention to these unless specifically stated. no.
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 성막 재료로서도 유기 재료, 금속성 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 본 발명은 가열 증발에 의한 진공증착장치 이외에도, 스퍼터 장치나 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치를 포함하는 성막 장치에도 적용할 수 있다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 반도체 디바이스, 자기 디바이스, 전자부품 등의 각종 전자 디바이스나 광학 부품 등의 제조 장치에 적용 가능하다. 전자 디바이스의 구체예로서는, 발광소자나 광전변환소자, 터치패널 등을 들 수 있다. 본 발명은, 그 중에서도, OLED 등의 유기 발광 소자나, 유기 박막 태양 전지 등의 유기 광전변환 소자의 제조 장치에 바람직하게 적용가능하다. 또한, 본 발명에 있어서의 전자 디바이스는, 발광소자를 포함하는 표시장치(예컨대, 유기 EL 표시장치)나 조명장치(예컨대, 유기 EL 조명장치), 광전변환소자를 구비하는 센서(예컨대, 유기 CMOS 이미지 센서)를 포함하는 것이다.The present invention can be applied to an apparatus for forming a film by depositing various materials on the surface of a substrate, and can be suitably applied to an apparatus for forming a thin film (material layer) of a desired pattern by vacuum deposition. As the material of the substrate, any material such as glass, polymer film, or metal can be selected. For example, the substrate may be a substrate in which a film such as polyimide is laminated on a glass substrate. Additionally, as the film forming material, any material such as an organic material or a metallic material (metal, metal oxide, etc.) can be selected. The present invention can be applied to a film forming device including a sputter device or a CVD (Chemical Vapor Deposition) device in addition to a vacuum deposition device by heating and evaporation. Specifically, the technology of the present invention can be applied to various electronic devices such as semiconductor devices, magnetic devices, and electronic components, and to manufacturing equipment such as optical components. Specific examples of electronic devices include light-emitting elements, photoelectric conversion elements, and touch panels. The present invention is, among others, suitably applicable to manufacturing equipment for organic light-emitting elements such as OLED and organic photoelectric conversion elements such as organic thin-film solar cells. Additionally, the electronic device in the present invention includes a display device (e.g., organic EL display device) or lighting device (e.g., organic EL lighting device) including a light-emitting element, or a sensor (e.g., organic CMOS) including a photoelectric conversion element. It includes an image sensor).
<전자 디바이스 제조 장치><Electronic device manufacturing equipment>
도 1은 전자 디바이스의 제조 장치의 일부의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a part of an electronic device manufacturing apparatus.
도 1의 제조 장치는, 예를 들면 스마트폰 용의 유기 EL 표시장치의 표시 패널의 제조에 이용된다. 스마트폰 용의 표시 패널의 경우, 예를 들면, 4.5세대의 기판(약 700 ㎜ × 약 900 ㎜)이나 6세대의 풀사이즈(약 1500 ㎜ × 약 1850 ㎜) 또는 하프컷 사이즈(약 1500 ㎜ × 약 925 ㎜)의 기판의, 매트릭스 형상으로 이격되어 배치된 복수 개의 디바이스 형성 영역에 유기 EL 소자의 형성을 위한 성막을 행한 후, 디바이스 형성 영역 사이의 영역(스크라이브 영역)을 따라 해당 기판을 잘라 내어 복수의 작은 사이즈의 패널로 제작한다. 이처럼, 본 실시형태에 따른 전자 디바이스 제조 장치는, 기판상에 나란히 형성된 복수의 디바이스 영역에 대하여 성막을 행하고, 그 후에, 디바이스 영역 사이의 영역(스크라이브 영역)을 따라 해당 기판을 잘라 내에 복수의 전자 디바이스를 제조한다.The manufacturing apparatus in FIG. 1 is used, for example, to manufacture display panels of organic EL displays for smartphones. In the case of display panels for smartphones, for example, 4.5 generation substrates (approximately 700 mm After forming a film for forming an organic EL element on a plurality of device formation regions spaced apart in a matrix shape on a substrate of approximately 925 mm), the substrate is cut along the region (scribe region) between the device formation regions. It is manufactured from multiple small-sized panels. In this way, the electronic device manufacturing apparatus according to the present embodiment performs film formation on a plurality of device regions formed side by side on a substrate, and then cuts the substrate along the region (scribe region) between the device regions to form a plurality of electronics therein. Manufacture the device.
본 실시형태에 따른 전자 디바이스 제조 장치는, 일반적으로 복수의 클러스터 장치(1)와, 클러스터 장치(1) 사이를 연결하는 중계장치를 포함한다.The electronic device manufacturing apparatus according to this embodiment generally includes a plurality of cluster devices 1 and a relay device connecting the cluster devices 1.
클러스터 장치(1)는, 기판(S)에 대한 처리(예컨대, 성막)를 행하는 복수의 성막 장치(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 성막 장치(11) 및 마스크 스톡 장치(12) 각각과 접속된다.The cluster device 1 includes a plurality of film forming devices 11 that perform processing (e.g., film forming) on the substrate S, and a plurality of mask stock devices 12 that store masks M before and after use, It is provided with a transfer chamber 13 disposed in the center. As shown in FIG. 1, the transfer chamber 13 is connected to each of a plurality of film forming devices 11 and mask stock devices 12.
반송실(13) 내에는, 기판 및 마스크를 반송하는 반송 로봇(14)이 배치된다. 반송로봇(14)은, 상류측에 배치된 중계장치의 패스실(15)로부터 성막 장치(11)에 기판(S)을 반송한다. 또한, 반송로봇(14)은 성막 장치(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. Within the transfer room 13, a transfer robot 14 is disposed to transfer the substrate and mask. The transport robot 14 transports the substrate S from the pass chamber 15 of the relay device arranged on the upstream side to the film forming apparatus 11. Additionally, the transfer robot 14 transfers the mask M between the film forming device 11 and the mask stock device 12. The transfer robot 14 may be, for example, a robot having a structure in which a robot hand for holding the substrate S or the mask M is mounted on a multi-joint arm.
성막 장치(11)에서는, 성막원으로부터 방출된 성막 재료가 마스크를 통해 기판상에 성막된다. 반송 로봇(14)과의 기판(S)의 주고받음, 기판(S)과 마스크(M)의 상대 위치의 조정(얼라인먼트), 마스크(M)와 기판(S)의 고정, 성막등의 일련의 성막 프로세스는, 성막 장치(11)에 의해 행해진다. In the film forming apparatus 11, the film forming material discharged from the film forming source is deposited on the substrate through a mask. A series of procedures such as exchanging the substrate S with the transfer robot 14, adjusting the relative positions of the substrate S and the mask M (alignment), fixing the mask M and the substrate S, and forming a film. The film forming process is performed by the film forming apparatus 11 .
유기 EL 표시장치를 제조하기 위한 제조 장치에서 성막 장치(11)는 성막되는 재료의 종류에 따라 유기막 성막 장치와 금속성막 성막 장치로 나눌 수 있으며, 유기막 성막 장치는 유기물 성막 재료를 증착에 의해 기판에 성막하며, 금속성막 성막 장치는 금속성 성막 재료를 증착 또는 스퍼터링에 의해 기판에 성막한다. 또한, 유기물인 성막 재료를 스퍼터링에 의해 기판에 성막하여도 된다. 유기 EL 표시장치를 제조하기 위한 제조 장치에서, 어떤 성막 장치를 어느 위치에 배치하는가는 제조되는 유기 EL 소자의 적층구조에 따라 달라질 수 있으며, 유기 EL 소자의 적층구조에 따라 이를 성막하기 위한 복수의 성막 장치가 배치된다. 예컨대, 후술하는 바와 같이, 유기 EL 소자의 경우, 통상적으로, 애노드가 형성된 기판상에, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 캐소드가 이 순서대로 적층된 구조를 가지는데, 이러한 층을 순차적으로 성막할 수 있도록 기판의 흐름방향으로 이에 맞는 성막 장치가 배치된다.In a manufacturing device for manufacturing an organic EL display device, the film forming device 11 can be divided into an organic film forming device and a metallic film forming device depending on the type of material to be formed, and the organic film forming device is a device that deposits an organic film forming material by vapor deposition. For forming a film on a substrate, a metal film deposition apparatus forms a film on the substrate by vapor deposition or sputtering. Additionally, an organic film forming material may be formed on the substrate by sputtering. In a manufacturing device for manufacturing an organic EL display device, which film forming device is placed at which position may vary depending on the stacked structure of the organic EL device being manufactured, and a plurality of film forming devices may be used depending on the stacked structure of the organic EL device. The tabernacle device is placed. For example, as will be described later, in the case of an organic EL device, it usually has a structure in which a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode are stacked in this order on a substrate on which an anode is formed. , an appropriate film forming device is arranged in the flow direction of the substrate so that these layers can be deposited sequentially.
마스크 스톡 장치(12)에는 성막 장치(11)에서의 성막 공정에 사용될 새로운 마스크 및 사용이 끝난 마스크가 두 개의 카세트에 나뉘어져 수납된다. 반송 로봇(14)은, 사용이 끝난 마스크를 성막 장치(11)로부터 마스크 스톡 장치(12)의 카세트로 반송하며, 마스크 스톡 장치(12)의 다른 카세트에 수납된 새로운 마스크를 성막 장치(11)로 반송한다.In the mask stock device 12, new masks and used masks to be used in the film forming process in the film forming apparatus 11 are divided into two cassettes and stored. The transfer robot 14 transfers the used mask from the film forming device 11 to the cassette of the mask stock device 12, and transfers a new mask stored in another cassette of the mask stock device 12 to the film forming device 11. send it back to
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 성막 장치(11)중 하나(예컨대, 성막 장치(11a))로 반송한다. 또한, 반송 로봇(14)은 해당 클러스터 장치(1)에서의 성막처리가 완료된 기판(S)을 복수의 성막 장치(11) 중 하나(예컨대, 성막 장치(11b))로부터 받아서, 하류측에 연결된 버퍼실(16)로 반송한다.The cluster device 1 includes a pass chamber 15 that transfers the substrate S from the upstream side in the direction of flow of the substrate S to the cluster device 1, and a pass chamber 15 that transfers the substrate S to the cluster device 1, and A buffer chamber 16 is connected to transfer the substrate S to another cluster device downstream. The transfer robot 14 in the transfer chamber 13 receives the substrate S from the pass chamber 15 on the upstream side and uses one of the film forming devices 11 in the cluster device 1 (for example, the film forming device 11a). ) is returned. In addition, the transfer robot 14 receives the substrate S on which the film forming process in the cluster device 1 has been completed from one of the plurality of film forming devices 11 (e.g., the film forming device 11b) and is connected to the downstream side. It is returned to the buffer room (16).
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. A turning chamber 17 is installed between the buffer chamber 16 and the pass chamber 15 to change the direction of the substrate. A transfer robot 18 is installed in the turning chamber 17 to receive the substrate S from the buffer chamber 16, rotate the substrate S 180 degrees, and transfer the substrate S to the pass chamber 15. Through this, the direction of the substrate S becomes the same in the upstream cluster device and the downstream cluster device, making substrate processing easier.
패스실(15), 버퍼실(16), 선회실(17)은 클러스터 장치 사이를 연결하는 중계장치로서, 클러스터 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치된 중계장치는, 패스실, 버퍼실, 선회실 중 적어도 하나를 포함한다.The pass room 15, buffer room 16, and swiveling room 17 are relay devices that connect cluster devices, and the relay devices installed on the upstream and/or downstream sides of the cluster device include the pass room, buffer room, Contains at least one of the swiveling rooms.
성막 장치(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. The film forming apparatus 11, the mask stock apparatus 12, the transfer chamber 13, the buffer chamber 16, the vortex chamber 17, etc. are maintained in a high vacuum state during the manufacturing process of the organic light emitting device. The pass chamber 15 is usually maintained in a low vacuum state, but may be maintained in a high vacuum state as needed.
유기 EL 소자를 구성하는 복수의 층의 성막이 완료된 기판은 유기 EL 소자를 봉지하기 위한 봉지장치(미도시)나 기판을 정해진 패널 크기로 절단하기 위한 절단 장치(미도시) 등으로 반송된다.The substrate on which the deposition of the plurality of layers constituting the organic EL device has been completed is transported to a sealing device (not shown) for sealing the organic EL device or a cutting device (not shown) for cutting the substrate into a predetermined panel size.
본 실시예에서는, 도 1을 참조하여, 전자 디바이스 제조 장치의 구성에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 종류의 장치나 챔버를 가질 수도 있으며, 이들 장치나 챔버간의 배치가 달라질 수도 있다.In this embodiment, the configuration of the electronic device manufacturing apparatus is described with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited thereto, and may have other types of devices or chambers, and the arrangement between these devices or chambers may be different. there is.
예컨대, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 디바이스 제조 장치는, 도 1에 도시한 클러스터 타입이 아닌, 인라인 타입이어도 된다. 즉, 기판(S)과 마스크(M)를 캐리어에 탑재하여, 일렬로 나열된 복수의 성막 장치 내로 캐리어를 반송하면서 성막을 행하는 구성을 가질 수도 있다. 또한, 클러스터 타입과 인라인 타입을 조합한 타입의 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 유기층의 성막까지는 클러스터 타입의 제조 장치에서 행하고, 전극층(캐소드층)의 성막공정부터, 봉지공정 및 절단공정 등은 인라인 타입의 제조 장치에서 행할 수도 있다. For example, the electronic device manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention may be of an inline type rather than the cluster type shown in FIG. 1. That is, the substrate S and the mask M may be mounted on a carrier, and film formation may be performed while transporting the carrier into a plurality of film forming devices arranged in a row. Additionally, it may have a type structure that combines a cluster type and an inline type. For example, the formation of the organic layer may be performed in a cluster-type manufacturing apparatus, and the deposition process of the electrode layer (cathode layer), the encapsulation process, the cutting process, etc. may be performed in an in-line type manufacturing apparatus.
이하, 성막 장치(11)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the specific configuration of the film forming apparatus 11 will be described.
<성막 장치><Tabernacle equipment>
도 2 및 3은 본 발명의 실시형태에 따른 성막 장치(11)의 구성을 나타내는 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(제1 방향), 장변방향(장변에 평행한 방향)을 Y 방향(제2 방향)으로 한다. 또 Z 축 주위의 회전각을 θ로 표시한다.2 and 3 are schematic diagrams showing the configuration of the film forming apparatus 11 according to an embodiment of the present invention. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system with the vertical direction as the Z direction is used. When the substrate S is fixed parallel to the horizontal plane (XY plane) during film formation, the short side direction (direction parallel to the short side) of the substrate S is changed to the X direction (first direction) and the long side direction (parallel to the long side). direction) is set to the Y direction (second direction). Also, the rotation angle around the Z axis is expressed as θ.
도 2는 성막 재료를 가열에 의해 증발 또는 승화시켜 마스크를 통해 기판에 성막하는 증착 성막 장치(110)의 일례를 도시한다. FIG. 2 shows an example of a vapor deposition apparatus 110 that evaporates or sublimates a film forming material by heating and forms a film on a substrate through a mask.
증착 성막 장치(110)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, 성막원(25)을 포함한다.The vapor deposition apparatus 110 includes a vacuum vessel 21 maintained in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, a substrate support unit 22 installed in the vacuum vessel 21, and a mask support unit 23. It includes the Jeongjeoncheok (24) and the Tabernacle (25).
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.The substrate support unit 22 is a means for receiving and holding the substrate S transferred by the transfer robot 14 installed in the transfer chamber 13, and is also called a substrate holder.
마스크 지지 유닛(23)은, 반송실(13)에 설치된 반송로봇(14)이 반송하여 온 마스크(M)를 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 마스크 홀더라고도 부른다.The mask support unit 23 is a means for receiving and holding the mask M transferred by the transfer robot 14 installed in the transfer room 13, and is also called a mask holder.
마스크(M)는, 기판(S) 상에 형성될 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 가지며, 마스크 지지 유닛(23)에 의해 지지된다. 마스크(M)는, 기판(S)상의 유기 EL 표시 패널의 형성 영역(디바이스 형성 영역)에 대응하는 유효영역과, 유효영역과 유효영역 사이의 주위영역(기판(S)상의 스크라이빙 영역에 대응함)을 가진다. The mask M has an opening pattern corresponding to the thin film pattern to be formed on the substrate S, and is supported by the mask support unit 23. The mask M has an effective area corresponding to the formation area (device formation area) of the organic EL display panel on the substrate S, and a surrounding area between the effective area and the effective area (the scribing area on the substrate S). corresponds).
마스크(M)의 유효영역에는 성막 재료의 입자를 통과시키기 위한 적어도 하나의 개구가 형성된다. 예컨대, 스마트폰용 유기 EL 표시 패널을 제조하는데 사용되는 마스크(M)는, 유기 EL 표시 패널 내의 유기 EL 소자의 발광층을 형성하기 위해 유기 EL 소자의 RGB 화소 패턴에 대응하는 미세한 개구패턴이 형성된 금속제 마스크인 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask)와, 유기 EL 소자의 공통층(정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층 등)을 형성하는데 사용되는 오픈 마스크(open mask)를 포함한다.At least one opening is formed in the effective area of the mask M to allow particles of the film forming material to pass through. For example, the mask M used to manufacture an organic EL display panel for a smartphone is a metal mask on which a fine opening pattern corresponding to the RGB pixel pattern of the organic EL device is formed to form a light-emitting layer of the organic EL device in the organic EL display panel. It includes a fine metal mask and an open mask used to form a common layer (hole injection layer, hole transport layer, electron transport layer, electron injection layer, etc.) of an organic EL device.
마스크(M)의 개구 패턴은 성막 재료의 입자를 통과시키지 않는 차단 패턴에 의해 정의된다.The opening pattern of the mask M is defined by a blocking pattern that does not allow particles of the film forming material to pass through.
기판 지지 유닛(22)의 상방에는 기판 및/또는 마스크를 정전 인력에 의해 흡착하여 고정하기 위한 정전척(24)이 설치된다. 즉, 정전척(24)은 성막전에 기판(S, 제1 피흡착체)을 흡착하여 보유지지하며, 실시형태에 따라서는 기판(S)너머로 마스크(M, 제2 피흡착체)도 흡착하여 보유지지하여도 된다. 그 후, 예컨대, 정전척(24)으로 기판(S)과 마스크(M)를 보유지지한 상태에서 성막을 행하며, 성막을 완료한 후에는 기판(S)과 마스크(M)에 대한 정전척(24)에 의한 보유지지를 해제한다.An electrostatic chuck 24 is installed above the substrate support unit 22 to adsorb and secure the substrate and/or mask by electrostatic attraction. That is, the electrostatic chuck 24 adsorbs and holds the substrate (S, the first object to be absorbed) before film formation, and depending on the embodiment, also adsorbs and holds the mask (M, the second object to be absorbed) beyond the substrate S. You can do it. Thereafter, for example, film formation is performed while the substrate S and the mask M are held by an electrostatic chuck 24, and after film formation is completed, the electrostatic chuck ( 24), the holding support is lifted.
정전척(24)은 유전체/절연체(예컨대, 세라믹재질) 매트릭스 내에 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. The electrostatic chuck 24 has a structure in which an electric circuit such as a metal electrode is embedded in a dielectric/insulator (eg, ceramic material) matrix. The electrostatic chuck 24 may be a Coulomb force type electrostatic chuck, a Johnson-Rabeck force type electrostatic chuck, or a gradient force type electrostatic chuck. The electrostatic chuck 24 is preferably a gradient force type electrostatic chuck. By using the electrostatic chuck 24 as a gradient force type electrostatic chuck, even when the substrate S is an insulating substrate, it can be satisfactorily adsorbed by the electrostatic chuck 24 .
정전척(24)은 하나의 플레이트로 형성되어도 되고, 복수의 서브플레이트를 가지도록 형성되어도 된다. 또한, 하나의 플레이트로 형성되는 경우에도 그 내부에 복수의 전기회로를 포함하여, 하나의 플레이트 내에서 위치에 따라 정전인력이 다르도록 제어할 수도 있다.The electrostatic chuck 24 may be formed as one plate or may be formed to have a plurality of subplates. In addition, even when it is formed as a single plate, a plurality of electric circuits can be included within it, so that the electrostatic force can be controlled to vary depending on the position within the single plate.
본 실시형태에 따른 정전척(24)은, 후술하는 바와 같이, 기판(S)의 디바이스 형성영역(성막 대상 영역) 또는 마스크(M)의 유효 영역에 대응하는(즉, 기판(S)의 디바이스 형성영역 또는 성막 대상 영역을 흡착하는) 정전척(24)의 제1 영역의 단위면적당 정전인력이, 기판(S)의 스크라이브 영역 또는 마스크(M)의 주위 영역에 대응하는(즉, 기판(S)의 스크라이브 영역을 흡착하는) 정전척(24)의 제2 영역의 단위면적당 정전인력과 다르도록 구성 또는 제어된다. As will be described later, the electrostatic chuck 24 according to the present embodiment corresponds to the device formation area (film deposition target area) of the substrate S or the effective area of the mask M (i.e., the device of the substrate S). The electrostatic attraction force per unit area of the first area of the electrostatic chuck 24 (which adsorbs the formation area or the film forming target area) corresponds to the scribe area of the substrate S or the surrounding area of the mask M (i.e., the substrate S It is configured or controlled to be different from the electrostatic attraction force per unit area of the second area of the electrostatic chuck 24, which adsorbs the scribe area of ).
예컨대, 정전척(24)의 제1 영역은 제2 영역에 비하여 상대적으로 약한 단위면적당 흡착력을 기판(S)이나 마스크(M)에 가하도록 구성 내지 제어된다. For example, the first region of the electrostatic chuck 24 is configured or controlled to apply a relatively weaker adsorption force per unit area to the substrate S or mask M than the second region.
이에 의해, 정전척(24)의 전계에 의한, 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역)에 성막되는 막의 막질이나 막두께 분포의 균일성에의 영향을 저감시키면서도, 종래 기술에 비해 보다 안정적으로 기판(S)을 흡착할 수 있다. As a result, the influence of the electric field of the electrostatic chuck 24 on the film quality and uniformity of film thickness distribution of the film formed in the device formation area (film formation target area) is reduced, and the substrate S is formed more stably than in the prior art. can be adsorbed.
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.Although not shown in FIG. 2, by installing a cooling mechanism (e.g., a cooling plate) to suppress the temperature rise of the substrate S on the side opposite to the adsorption surface of the electrostatic chuck 24, the organic matter deposited on the substrate S is removed. It may be configured to suppress deterioration or deterioration of the material.
성막원(25)은 기판에 성막될 성막 재료가 수납되는 도가니(미도시), 도가니를 가열하기 위한 히터(미도시), 성막원으로부터의 증발 레이트가 일정해질 때까지 성막 재료가 기판으로 비산하는 것을 막는 셔터(미도시) 등을 포함한다. 성막원(25)은 점형(point) 성막원이나 선형(linear) 성막원 등, 용도에 따라 다양한 구성을 가질 수 있다. 성막원(25)은 적어도 기판(S)의 장변방향을 따라 기판(S)의 성막면에 평행하게 이동할 수 있도록 설치된다. 이에 의해, 기판(S) 전체에 걸쳐 성막두께를 균일하게 할 수 있다. 또한, 증착 성막 장치(110)가 진공 용기(21) 내에 두 개의 성막 스테이지를 포함하는 경우, 성막원(25)은 기판의 단변 방향을 따라 하나의 스테이지에서 다른 스테이지로 이동할 수 있도록 설치된다. 또한, 성막원(25)은, 적어도 기판(S)의 단변방향을 따라 기판(S)의 성막면에 평행하게 이동할 수 있도록 설치하여도 된다. The deposition source 25 includes a crucible (not shown) in which the deposition material to be deposited on the substrate is stored, a heater (not shown) to heat the crucible, and a device for scattering the deposition material onto the substrate until the evaporation rate from the deposition source becomes constant. Includes a shutter (not shown) that prevents The tabernacle 25 may have various configurations depending on the purpose, such as a point-shaped tabernacle or a linear tabernacle. The deposition source 25 is installed so that it can move parallel to the deposition surface of the substrate S, at least along the long side direction of the substrate S. Thereby, the film-forming thickness can be made uniform over the entire substrate S. Additionally, when the deposition apparatus 110 includes two deposition stages within the vacuum vessel 21, the deposition source 25 is installed so that it can move from one stage to the other along the short side direction of the substrate. Additionally, the film deposition source 25 may be installed so that it can move parallel to the film deposition surface of the substrate S, at least along the short side direction of the substrate S.
도 2에 도시하지 않았으나, 증착 성막 장치(110)는 기판에 증착된 막두께를 측정하기 위한 막두께 모니터(미도시) 및 막두께 산출 유닛(미도시)를 포함한다. Although not shown in FIG. 2 , the deposition apparatus 110 includes a film thickness monitor (not shown) and a film thickness calculation unit (not shown) for measuring the film thickness deposited on the substrate.
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 위치조정장치는, 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. A substrate Z actuator 26, a mask Z actuator 27, an electrostatic chuck Z actuator 28, a position adjustment mechanism 29, etc. are installed on the upper outer side (atmospheric side) of the vacuum container 21. These actuators and position adjusting devices are composed of, for example, a motor and a ball screw, or a motor and a linear guide. The substrate Z actuator 26 is a driving means for raising and lowering (moving in the Z direction) the substrate support unit 22. The mask Z actuator 27 is a driving means for raising and lowering (moving in the Z direction) the mask support unit 23. The electrostatic chuck Z actuator 28 is a driving means for raising and lowering (moving in the Z direction) the electrostatic chuck 24.
위치조정기구(29)는, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 조정하기 위한 기구이다. 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.The position adjustment mechanism 29 is a mechanism for adjusting the relative positions of the substrate S and the mask M. The position adjustment mechanism 29 moves the entire electrostatic chuck 24 in the X direction, moves in the Y direction, and rotates θ with respect to the substrate support unit 22 and the mask support unit 23. In this embodiment, alignment of the relative positions of the substrate S and the mask M is performed by adjusting the position of the electrostatic chuck 24 in the XYθ direction while the substrate S is adsorbed.
진공 용기(21)의 외측상면에는, 전술한 구동기구 이외에, 진공 용기(21)의 상면에 설치된 투명창을 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.On the outer upper surface of the vacuum container 21, in addition to the above-described driving mechanism, an alignment camera for photographing the alignment marks formed on the substrate S and the mask M through a transparent window installed on the upper surface of the vacuum container 21 ( 20) may be installed. In this embodiment, the alignment camera 20 is installed at a position corresponding to the diagonal of the rectangular substrate S, mask M, and electrostatic chuck 24 or at a position corresponding to the four corners of the rectangular shape. You can do it.
본 실시형태의 증착 성막 장치(110)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. 본 실시형태의 증착 성막 장치(110)는 파인 얼라인먼트용 카메라(20) 이외에 상대적으로 시야각이 넓고 저해상도인 러프 얼라인먼트용 카메라를 포함하여도 된다. 러프 얼라인먼트용 카메라는, 직사각형의 기판(S), 마스크(M) 및 정전척(24)의 대향하는 두 변의 중앙에 대응하는 위치에 설치될 수 있다.The alignment camera 20 installed in the deposition apparatus 110 of this embodiment is a fine alignment camera used to adjust the relative positions of the substrate S and the mask M with high precision, and its viewing angle is narrow. It is a camera with high resolution. In addition to the fine alignment camera 20, the deposition apparatus 110 of this embodiment may include a rough alignment camera with a relatively wide viewing angle and low resolution. The camera for rough alignment may be installed at a position corresponding to the center of two opposing sides of the rectangular substrate S, mask M, and electrostatic chuck 24.
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.The position adjustment mechanism 29 operates on the substrate (S, the first adherend) based on the positional information of the substrate (S, the first adherend) and the mask (M, the second adherend) acquired by the alignment camera 20. ) and the mask (M, the second adsorbed body) are relatively moved to perform alignment to adjust the position.
증착 성막 장치(110)는 제어부(40)를 구비한다. 제어부는 기판(S)의 반송 및 얼라인먼트, 성막원(25)의 제어, 성막의 제어 등의 기능을 갖는다. 제어부(40)는 또한 정전척(24)에의 전압의 인가를 제어하는 기능, 즉 후술하는 도 4a의 전압 제어부(43)의 기능을 가질 수 있다.The deposition apparatus 110 includes a control unit 40 . The control unit has functions such as transport and alignment of the substrate S, control of the film formation source 25, and control of film formation. The control unit 40 may also have a function of controlling the application of voltage to the electrostatic chuck 24, that is, the function of the voltage control unit 43 of FIG. 4A, which will be described later.
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.The control unit 40 can be configured by, for example, a computer having a processor, memory, storage, I/O, etc. In this case, the function of the control unit 40 is realized by the processor executing a program stored in memory or storage. As a computer, a general-purpose personal computer may be used, an embedded computer, or a PLC (programmable logic controller) may be used. Alternatively, part or all of the functions of the control unit 40 may be configured with a circuit such as ASIC or FPGA. Additionally, a control unit may be installed for each film forming device, or one control unit may be configured to control a plurality of film forming devices.
도 3a 내지 도 3c은, 본 발명의 성막 장치(11)의 다른 실시형태에 따른 스퍼터 성막 장치(111)를 도시한다. 도 3a 내지 도 3c의 스퍼터 성막 장치(111)는 이온화된 가스 입자를 성막 재료의 타겟에 충돌시킴으로써 타겟의 성막 재료를 입자화한다는 점에서, 히터에 의해 성막원을 가열하여 성막원 내의 성막 재료를 증발시켜 입자화하는 도 2의 증착 성막 장치(110)와 다르다. 도 3a 내지 도 3c에서 도 2의 증착 성막 장치(110)의 구성요소와 유사한 기능을 가지는 구성요소는 동일한 참조번호로 표시하며, 반복되는 설명은 생략한다. 3A to 3C show a sputter film deposition apparatus 111 according to another embodiment of the film formation apparatus 11 of the present invention. The sputter deposition device 111 of FIGS. 3A to 3C converts the target deposition material into particles by colliding ionized gas particles with the target of the deposition material, thereby heating the deposition source with a heater to remove the deposition material within the deposition source. It is different from the deposition apparatus 110 of FIG. 2, which evaporates and turns into particles. In FIGS. 3A to 3C , components having similar functions as components of the deposition apparatus 110 of FIG. 2 are indicated by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted.
도 3a 내지 도 3c에 도시한 스퍼터 성막 장치(111)는 예컨대, 마그네트론 스퍼터링 장치일 수 있다. 마그네트론 스퍼터링 장치는, 타겟의 표면에 자장을 형성하기 위한 자석을 구비하여, 타겟의 표면 근방에 루프 형상의 자속을 형성하도록 구성된다. 이러한 구성에 의하면, 자속에 포착된 전자에 의해 아르곤 가스 등의 전리(電離)를 촉진시키고 플라즈마를 타겟의 근방에 집중시켜, 타겟의 스퍼터링의 효율을 높일 수 있다.The sputter film deposition device 111 shown in FIGS. 3A to 3C may be, for example, a magnetron sputtering device. A magnetron sputtering device is provided with a magnet for forming a magnetic field on the surface of a target and is configured to form a loop-shaped magnetic flux near the surface of the target. According to this configuration, ionization of argon gas or the like is promoted by electrons captured in the magnetic flux, plasma is concentrated near the target, and the efficiency of target sputtering can be increased.
스퍼터 성막 장치(111)는, 아르곤 등의 불활성 가스가 공급되는 진공 용기(21)와, 진공 용기(21) 내에 반입된 기판(S)과 대향하여 배치되는 성막원으로서의 회전 타겟 유닛(31A, 31B)을 구비한다. The sputter film deposition device 111 includes a vacuum container 21 supplied with an inert gas such as argon, and a rotating target unit 31A, 31B as a film deposition source disposed opposite to the substrate S loaded into the vacuum container 21. ) is provided.
회전 타겟 유닛(31A, 31B)은, 각각, 원통 형상의 회전 타겟(310)과, 전원(32)으로부터 전력이 공급되는 원통 형상의 캐소드(311)와, 회전 타겟(310)의 기판(S)과 대향하는 측의 표면에 자장을 형성하는 자석 유닛(3312)을 구비한다. 또한, 캐소드(311)는, 회전 타겟(310)의 백킹 튜브(backing tube)로서, 회전 타겟(310)과 일체로 형성되어도 되며, 회전 타겟(310) 자체가 캐소드(311)의 기능을 겸하여도 된다.The rotation target units 31A and 31B each include a cylindrical rotation target 310, a cylindrical cathode 311 supplied with power from the power source 32, and a substrate S of the rotation target 310. It is provided with a magnet unit 3312 that forms a magnetic field on the surface of the opposite side. In addition, the cathode 311 may be formed integrally with the rotation target 310 as a backing tube of the rotation target 310, and the rotation target 310 itself may also function as the cathode 311. do.
한 쌍의 회전 타겟 유닛(31A, 31B)은, 기판(S)에 대해 상대이동, 본 실시형태에서는, 기판(S)이 정지한 상태에서 수평방향(기판(S)의 성막면을 따른 방향)으로 이동하면서 회전하며, 이에 의해 기판(S) 상에 타겟 입자를 성막하도록 되어 있다. 한 쌍의 회전 타겟 유닛(31A, 31B)은, 기판(S)과의 상대 이동 방향으로 소정간격을 사이에 두고 병렬로 배치되고, 일체가 되어 동시에 이동하도록 설치된다.The pair of rotation target units 31A, 31B moves relative to the substrate S, and in this embodiment, moves in the horizontal direction (direction along the film formation surface of the substrate S) while the substrate S is stationary. It rotates while moving to form target particles on the substrate S. A pair of rotation target units 31A, 31B are arranged in parallel at a predetermined interval in the direction of relative movement with the substrate S, and are installed so as to move simultaneously as one unit.
한 쌍의 회전 타겟 유닛(31A, 31B)의 타겟을, 서로 다른 재료의 타겟으로 함으로써, 본 실시형태의 스퍼터 성막 장치(111)는 한 쌍의 회전 타겟 유닛(31A, 31B)과 기판(S)을 2회 상대이동시켜 2층의 적층막을 성막할 수 있다.By making the targets of the pair of rotation target units 31A and 31B targets of different materials, the sputter film deposition apparatus 111 of this embodiment includes the pair of rotation target units 31A and 31B and the substrate S. By moving relative to each other twice, a two-layer laminated film can be formed.
예컨대, 1층째의 성막 시(1스캔째)에는, 일방의 타겟 유닛(31A)에 의해 성막하고 타방의 타겟 유닛(31B)은 애노드로서 기능한다.For example, during film formation of the first layer (first scan), film formation is performed using one target unit 31A, and the other target unit 31B functions as an anode.
2층째의 성막 시(2스캔째)에는, 타방의 타겟 유닛(31B)에 의해 성막하고 일방의 타겟 유닛(31A)은 애노드로서 기능하도록, 전원(32)으로부터의 출력 전압이 제어된다.When forming the second layer (second scan), the output voltage from the power source 32 is controlled so that the film is formed by the other target unit 31B and one target unit 31A functions as an anode.
이와 같이, 성막 시에, 일방의 타겟 유닛으로 성막하고 있는 동안, 타방의 타겟 유닛이 애노드로서 기능하므로, 기판(S)과의 스캔 위치에 관계없이, 안정된 전계가 유지되어, 기판(S) 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 성막할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시형태에 따른 스퍼터 성막 장치(111)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 구성에 한정되지 않으며, 타겟 유닛이 2개가 아닌 다른 개수(예컨대, 하나 또는 3개 이상의)인 구성을 가져도 된다.In this way, during film formation, while one target unit is forming a film, the other target unit functions as an anode, so that a stable electric field is maintained regardless of the scan position with the substrate S, and the entire substrate S A film can be formed with a uniform film thickness throughout. However, the sputter film deposition device 111 according to an embodiment of the present invention is not limited to the configuration shown in FIGS. 3A to 3C, and has a configuration with a number of target units other than two (for example, one or three or more). You can have it.
진공 챔버(21) 내의 하면 측에는, 회전 타겟 유닛(31A, 31B)을 안내하는 한 쌍의 안내 레일(33)이 수평방향으로 배치된다. 회전 타겟유닛(31A, 31B)은, 그 양단을 지지하는 엔드 블록(34)을 거쳐, 안내 레일(33)에 이동가능하게 지지된다. On the lower surface side of the vacuum chamber 21, a pair of guide rails 33 for guiding the rotation target units 31A and 31B are arranged in the horizontal direction. The rotation target units 31A, 31B are movably supported on the guide rail 33 via end blocks 34 supporting both ends.
회전 타겟 유닛(31A, 31B)은, X축과 나란한 회전축을 가지며, 각각의 회전 타겟(310)의 회전축이, Y축 방향으로 소정 간격을 사이에 두고 평행하게 배치되어 있다.The rotation target units 31A and 31B have a rotation axis parallel to the X-axis, and the rotation axis of each rotation target 310 is arranged in parallel in the Y-axis direction at a predetermined interval therebetween.
엔드 블록(34)의 구동 기구는, 특별히 도시하고 있지 않지만, 리니어 모터여도 되고, 회전 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼 나사 등을 이용한 기구 등이어도 된다.The drive mechanism of the end block 34, although not specifically shown, may be a linear motor or a mechanism using a ball screw or the like that converts the rotational motion of the rotary motor into linear motion.
한편, 기판(S) 및 마스크(M)는 진공 용기(21)의 외부(캐리어 또는 반송장치)에서, 정전척(24)에 흡착되고, 정전척(24)에 흡착된 상태로 도시하지 않은 반송 레일을 통해 진공 용기(21) 내로 반입되어, 성막위치로 이동한다. 이를 통해, 기판(S) 및 마스크(M)가 대형이어도 기판(S) 및 마스크(M)를 보다 안정적으로 스퍼터 성막 장치(111) 내로 반송할 수 있다. 이러한 성막 장치(11)의 실시형태에 있어서, 성막 장치(11)란 정전척(24)을 포함한 캐리어 또는 반송장치와, 스퍼터 성막 장치(111)를 포함하는 구성을 가리킨다.On the other hand, the substrate S and the mask M are adsorbed to the electrostatic chuck 24 from the outside of the vacuum container 21 (carrier or transfer device), and are transferred (not shown) in a state adsorbed to the electrostatic chuck 24. It is brought into the vacuum container 21 through a rail and moved to the film forming position. Through this, even if the substrate S and the mask M are large, the substrate S and the mask M can be more stably transported into the sputter deposition device 111. In this embodiment of the film forming device 11, the film forming device 11 refers to a configuration including a carrier or transfer device including the electrostatic chuck 24 and the sputter film forming device 111.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 기판(S) 및 마스크(M)가 진공 용기(21) 내로 반입되고, 진공 용기(21) 내에서 정전척(24)에 의해 흡착되어 보유지지되는 구성으로 하여도 된다. 예컨대, 진공 용기(21) 내로 반입된 기판(S)은, 기판 지지 유닛(22)에 의해 수평하게(XY평면과 평행하게) 지지되며, 진공 용기(21) 내로 반입된 마스크(M)는 기판(S)의 하방에서 마스크 지지 유닛(23)에 의해 지지되도록 하여도 된다. 이렇게 기판 지지 유닛(22)에 의해 지지된 기판(S)과 마스크 지지 유닛(23)에 지지된 마스크(M)는, 진공 용기(21) 내에 설치된 정전척(24)에 의해 흡착 고정된다.However, the present invention is not limited to this, and the substrate S and the mask M are brought into the vacuum container 21, and are adsorbed and held by the electrostatic chuck 24 within the vacuum container 21. You can do it. For example, the substrate S carried into the vacuum vessel 21 is supported horizontally (parallel to the XY plane) by the substrate support unit 22, and the mask M carried into the vacuum vessel 21 is supported by the substrate. It may be supported by the mask support unit 23 below (S). The substrate S supported by the substrate support unit 22 and the mask M supported by the mask support unit 23 are adsorbed and fixed by the electrostatic chuck 24 installed in the vacuum container 21.
도 3a 내지 도 3c에 도시한 실시형태에 따른 정전척(24)도, 기판(S)의 디바이스 형성영역(성막대상 영역) 또는 마스크(M)의 유효 영역에 대응하는(즉, 기판(S)의 디바이스 형성영역 또는 성막 대상 영역을 흡착하는) 정전척(24)의 제1 영역의 단위면적당 정전인력이, 기판(S)의 스크라이브 영역 또는 마스크(M)의 주위 영역에 대응하는(즉, 기판(S)의 스크라이브 영역을 흡착하는) 정전척(24)의 제2 영역의 단위면적당 정전인력과 다르도록 구성 또는 제어된다. The electrostatic chuck 24 according to the embodiment shown in FIGS. 3A to 3C also corresponds to the device formation area (film formation target area) of the substrate S or the effective area of the mask M (i.e., the substrate S). The electrostatic attraction force per unit area of the first area of the electrostatic chuck 24 (which adsorbs the device formation area or the film formation target area) corresponds to the scribe area of the substrate S or the surrounding area of the mask M (i.e., the substrate It is configured or controlled to be different from the electrostatic attraction per unit area of the second area of the electrostatic chuck 24 (which adsorbs the scribe area of (S)).
예컨대, 정전척(24)의 제1 영역은 제2 영역에 비하여 상대적으로 약한 단위면적당 흡착력을 기판(S)이나 마스크(M)에 가하도록 구성 내지 제어된다. 이에 의해, 정전척(24)의 전계에 의한 기판(S)의 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역) 근방의 플라즈마의 교란(따라서, 디바이스 형성 영역 또는 성막 대상 영역에 성막되는 막의 막질이나 막두께 분포의 균일성에의 영향)을 저감시키면서도, 종래 기술에 비해 보다 안정적으로 기판(S)을 흡착할 수 있다. For example, the first region of the electrostatic chuck 24 is configured or controlled to apply a relatively weaker adsorption force per unit area to the substrate S or mask M than the second region. As a result, the plasma near the device formation area (film deposition target area) of the substrate S caused by the electric field of the electrostatic chuck 24 is disturbed (therefore, the film quality and film thickness distribution of the film to be deposited on the device formation area or the film formation target area are affected). While reducing the effect on uniformity, the substrate S can be adsorbed more stably compared to the prior art.
도 3a 내지 도 3c에서는, 기판(S)이 정지되고, 회전 타겟 유닛(31A, 31B)이 상대적으로 수평 이동하는 구성을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예컨대, 기판(S)이 수평이동하고, 회전 타겟 유닛(31A, 31B)은 수평이동하지 않고 회전만 하도록 구성하여도 되며, 기판(S)과 회전타겟 유닛(31A, 31B) 모두가 상대적으로 수평이동하면서 성막이 행해지도록 구성하여도 된다. 또한, 도 3a 내지 도 3c에서는, 회전 타겟 유닛을 구비한 스퍼터 성막 장치(111)에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 평판형상의 타겟을 가지는 평면형 캐소드 유닛을 구비한 스퍼터 성막 장치에도 적용가능하다.3A to 3C show a configuration in which the substrate S is stationary and the rotation target units 31A and 31B move relatively horizontally, but the present invention is not limited thereto. For example, the substrate S is horizontal. The moving and rotating target units (31A, 31B) may be configured to only rotate without moving horizontally, and both the substrate (S) and the rotating target units (31A, 31B) may be configured to perform relatively horizontal movement while forming the film. It's okay too. In addition, in FIGS. 3A to 3C, the sputter film deposition apparatus 111 equipped with a rotating target unit has been described, but the present invention is not limited thereto, and the sputter film deposition apparatus equipped with a planar cathode unit having a flat target is also included. Applicable.
도 2 및 3에서는 증착 성막 장치(110) 및 스퍼터 성막 장치(111)를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 정전척(24)에 의해 흡착된 기판(S)에 마스크(M)를 통해 성막을 행하는 한, 다른 성막방식을 사용하는 성막 장치에도 사용될 수 있다.2 and 3 illustrate the deposition device 110 and the sputter film deposition device 111 as examples, but the present invention is not limited thereto, and a mask M is applied to the substrate S adsorbed by the electrostatic chuck 24. ), it can also be used in film forming devices using other film forming methods, as long as film forming is performed through.
<정전척 시스템 및 흡착 방법><Electrostatic chuck system and adsorption method>
도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b 및 도 6을 참조하여 본 실시형태에 따른 정전척 시스템(41) 및 흡착 방법에 대하여 설명한다. The electrostatic chuck system 41 and the adsorption method according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, 5A, 5B, and 6.
도 4a는 본 실시형태의 정전척 시스템(41)의 개념적인 블록도이고, 도 4b는 정전척(24)의 모식적 평면도이다. 그리고 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척(24)의 구성을 설명하기 위한 모식적 단면도이다.FIG. 4A is a conceptual block diagram of the electrostatic chuck system 41 of this embodiment, and FIG. 4B is a schematic plan view of the electrostatic chuck 24. 5A and 5B are schematic cross-sectional views for explaining the configuration of the electrostatic chuck 24 according to an embodiment of the present invention.
본 실시형태의 정전척 시스템(41)은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 정전척(24), 전압 인가부(42) 및 전압 제어부(43)를 포함한다.The electrostatic chuck system 41 of this embodiment includes an electrostatic chuck 24, a voltage application unit 42, and a voltage control unit 43, as shown in FIG. 4A.
전압 인가부(42)는, 정전척(24)의 전극부에 정전인력을 발생시키기 위한 전압을 인가한다.The voltage application unit 42 applies a voltage to generate electrostatic attraction to the electrode portion of the electrostatic chuck 24.
전압 제어부(43)는, 정전척 시스템(41)의 흡착공정 또는 성막 장치(11)의 성막 프로세스의 진행에 따라 전압 인가부(42)로부터 전극부에 가해지는 전압의 크기, 전압의 인가 개시 시점, 전압의 유지 시간, 전압의 인가 순서 등을 제어한다. The voltage control unit 43 determines the magnitude of the voltage applied to the electrode unit from the voltage application unit 42 and the starting point of application of the voltage as the adsorption process of the electrostatic chuck system 41 or the film formation process of the film formation device 11 progresses. , voltage maintenance time, voltage application sequence, etc. are controlled.
전압 제어부(43)는 예컨대, 정전척(24)의 전극부에 포함되는 복수의 서브 전극부(241, 241', 241", 242 등)에의 전압 인가를 서브 전극부별로 독립적으로 제어할 수 있다. 본 실시형태에서는, 전압 제어부(43)가 성막 장치(11)의 제어부(40)와 별도로 구현되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 성막 장치(11)의 제어부(40)에 통합되어도 된다.For example, the voltage control unit 43 may independently control voltage application to a plurality of sub-electrode units 241, 241', 241", 242, etc. included in the electrode unit of the electrostatic chuck 24 for each sub-electrode unit. In this embodiment, the voltage control unit 43 is implemented separately from the control unit 40 of the film forming apparatus 11, but the present invention is not limited to this and may be integrated into the control part 40 of the film forming apparatus 11.
정전척(24)은, 유전체/절연체(예컨대, 세라믹재질) 매트릭스 내에 금속전극 등의 전기회로가 매설된 구조의 정전척 플레이트부(240)를 포함한다. The electrostatic chuck 24 includes an electrostatic chuck plate portion 240 having an electric circuit such as a metal electrode embedded in a dielectric/insulator (eg, ceramic material) matrix.
정전척 플레이트부(240)는, 절연체 매트릭스(240c) 내에 매설된 전극부(240a)와 유전체부(240b)를 포함한다. 전극부(240a)는 전압 인가부(42)에 의한 전압의 인가에 의하여 흡착면에 피흡착체(예컨대, 기판(S), 마스크(M))를 흡착시키기 위한 흡착력을 발생시킨다. 그리고 유전체부(240b)는 하나 이상의 유전체 물질로 형성되며, 적어도 전극부(240a)와 흡착면 사이에 개재된다. 정전척 플레이트부(240)는 기판(S)의 형상에 대응하는 형상, 예컨대, 장방형의 형상을 가진다. The electrostatic chuck plate portion 240 includes an electrode portion 240a and a dielectric portion 240b embedded in an insulating matrix 240c. The electrode unit 240a generates an adsorption force for adsorbing a target object (eg, substrate S, mask M) to the adsorption surface by application of voltage by the voltage application unit 42. And the dielectric portion 240b is formed of one or more dielectric materials and is interposed between at least the electrode portion 240a and the adsorption surface. The electrostatic chuck plate portion 240 has a shape corresponding to the shape of the substrate S, for example, a rectangular shape.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 전극부(240a)는 복수의 서브 전극부(241, 241', 241", 242, 242', 242" 등)를 포함할 수 있다. 예컨대, 본 실시형태의 전극부(240a)는, 정전척 플레이트부(240)의 장변과 평행한 방향(Y방향) 및/또는 정전척 플레이트부(240)의 단변과 평행한 방향(X방향)을 따라 복수의 서브 전극부로 분할되며, 기판(S)의 복수의 디바이스 형성 영역(성막대상 영역)에 각각 대응되는 복수의 제1 서브 전극부(241 내지 249)와, 기판(S)의 스크라이브 영역에 대응하는 복수의 제2 서브 전극부(241', 241", 242', 242" 등)를 포함한다. As shown in FIGS. 4A and 4B, the electrode unit 240a may include a plurality of sub-electrode units 241, 241', 241", 242, 242', 242", etc. For example, the electrode portion 240a of this embodiment is oriented in a direction parallel to the long side of the electrostatic chuck plate portion 240 (Y direction) and/or in a direction parallel to the short side of the electrostatic chuck plate portion 240 (X direction). It is divided into a plurality of sub-electrode portions along, a plurality of first sub-electrode portions 241 to 249 each corresponding to a plurality of device formation regions (film formation target regions) of the substrate S, and a scribe region of the substrate S. It includes a plurality of second sub-electrode units (241', 241", 242', 242", etc.) corresponding to.
도 4b에 도시한 바와 같이, 복수의 제2 서브 전극부(241', 241", 242', 242" 등)는 X방향 및 Y방향으로 복수의 제1 서브 전극부(241~249) 사이 및 정전척(24)의 주연부에 설치된다. As shown in FIG. 4B, the plurality of second sub-electrode parts 241', 241", 242', 242", etc. are located between the plurality of first sub-electrode parts 241 to 249 in the X and Y directions. It is installed on the periphery of the electrostatic chuck (24).
본 실시형태에 있어서, 정전척(24)은 복수의 제1 서브 전극부(241 내지 249)가 설치된 제1 영역의 단위면적당 흡착력이 복수의 제2 서브 전극부(241', 241", 242', 242" 등)가 설치된 제2 영역의 단위면적당 흡착력보다 작도록 구성 내지 제어된다. 예컨대, 도 4b에 도시한 바와 같이, 전극부(240a)는 기판의 디바이스 형성영역에 대응하는 영역인지 아니면 스크라이빙 영역에 대응하는 영역인지에 따라 전극밀도가 다르게 설치된다.In this embodiment, the electrostatic chuck 24 has an adsorption force per unit area of the first area where the plurality of first sub-electrode parts 241 to 249 are installed, and the plurality of second sub-electrode parts 241', 241", and 242' , 242", etc.) is configured or controlled to be smaller than the adsorption force per unit area of the second area where it is installed. For example, as shown in FIG. 4B, the electrode portion 240a is installed with different electrode densities depending on whether it is an area corresponding to the device formation area or the scribing area of the substrate.
각각의 제1 서브 전극부 및 제2 서브 전극부는 정전흡착력을 발생시키기 위해 플러스(제1 극성) 및 마이너스(제2 극성)의 전압이 인가되는 전극쌍(44a, 44b)을 포함한다. 예컨대, 각각의 서브전극부는 플러스 전압이 인가되는 제1 전극(44a)과 마이너스 전압이 인가되는 제2 전극(44b)을 포함한다. Each of the first sub-electrode portion and the second sub-electrode portion includes electrode pairs 44a and 44b to which positive (first polarity) and negative (second polarity) voltages are applied to generate electrostatic attraction force. For example, each sub-electrode unit includes a first electrode 44a to which a positive voltage is applied and a second electrode 44b to which a negative voltage is applied.
제1 전극(44a) 및 제2 전극(44b)은, 도 4b에 도시한 바와 같이, 각각 빗형상을 가진다. 예컨대, 제1 전극(44a) 및 제2 전극(44b)은 각각 복수의 빗살부 및 복수의 빗살부가 연결되는 기부(基部)를 가진다. 각 전극(44a, 44b)의 기부는 복수의 빗살부에 전압을 공급하며, 복수의 빗살부는 피흡착체와의 사이에서 정전흡착력을 발생시킨다. 하나의 서브 전극부 내에서 제1 전극(44a)의 빗살부 각각은 제2 전극(44b)의 빗살부 각각과 대향하도록 교대로 배치된다. 이처럼, 각 전극(44a, 44b)의 각 빗살부가 대향하고 또한 서로 얽힌 구성으로 함으로써, 전극간의 간격을 좁힐 수 있고, 이에 의해 커다란 불평등 전계를 형성하여, 그래디언트력에 의해 기판(S)을 안정적으로 흡착할 수 있다.The first electrode 44a and the second electrode 44b each have a comb shape, as shown in FIG. 4B. For example, the first electrode 44a and the second electrode 44b each have a plurality of comb teeth and a base to which the plurality of comb teeth are connected. The base of each electrode 44a, 44b supplies voltage to a plurality of comb teeth, and the plurality of comb teeth generate an electrostatic attraction force between the electrodes 44a and 44b. Within one sub-electrode unit, each of the comb teeth of the first electrode 44a is alternately arranged to face each of the comb teeth of the second electrode 44b. In this way, by forming the comb teeth of each electrode 44a and 44b to face each other and be entangled with each other, the gap between the electrodes can be narrowed, thereby forming a large unequal electric field and stably holding the substrate S by the gradient force. It can be absorbed.
본 실시예에서는, 정전척(24)의 서브 전극부(241, 241', 241", 242 등)의 각 전극(44a, 44b)이 빗형상을 가지는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 피흡착체와의 사이에서 정전인력을 발생시킬 수 있는 한, 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시형태의 정전척(24)은 복수의 서브 전극부에 대응하는 복수의 흡착부를 가진다. 예컨대, 본 실시예의 정전척(24)은, 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수의 서브 전극부(241, 241', 241", 242 등)에 대응하는 복수의 흡착부(141, 141', 141", 142 등)를 가질 수 있다. In this embodiment, each electrode 44a, 44b of the sub-electrode portions 241, 241', 241", 242, etc. of the electrostatic chuck 24 has been described as having a comb shape, but the present invention is not limited to this. , the electrostatic chuck 24 of the present embodiment may have various shapes, for example, as long as electrostatic attraction can be generated between the adsorbed object and the adsorbed object. As shown in FIG. 4B, the electrostatic chuck 24 of the embodiment includes a plurality of adsorption portions 141, 141', 141" corresponding to a plurality of sub-electrode portions 241, 241', 241", 242, etc. 142, etc.).
흡착부는 정전척(24)의 장변 방향(Y축 방향) 및 단변 방향(X축 방향)으로 분할되도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 정전척(24)의 장변 방향 또는 단변 방향으로만 분할될 수도 있다. 복수의 흡착부는, 물리적으로 하나인 플레이트가 복수의 서브전극부를 가짐으로써 구현될 수도 있고, 물리적으로 분할된 복수의 플레이트 각각이 하나 또는 그 이상의 서브 전극부를 가짐으로써 구현될 수도 있다.The adsorption unit may be installed to be divided into the long side direction (Y-axis direction) and the short side direction (X-axis direction) of the electrostatic chuck 24, but is not limited to this, and is divided only into the long side direction or the short side direction of the electrostatic chuck 24. It could be. The plurality of adsorption units may be implemented by physically having one plate having a plurality of sub-electrode units, or by having a plurality of physically divided plates each having one or more sub-electrode units.
도 4b에 도시한 실시예에 있어서는, 복수의 흡착부 각각이 복수의 서브 전극부 각각에 대응하도록 하고 있으나, 하나의 흡착부가 복수의 서브 전극부를 포함하도록 할 수도 있다.In the embodiment shown in FIG. 4B, each of the plurality of adsorption units corresponds to each of the plurality of sub-electrode units, but one adsorption unit may include a plurality of sub-electrode units.
예컨대, 전압 제어부(32)에 의한 복수의 제1 서브 전극부(241 ~ 249)에의 전압의 인가를 제어함으로써, 기판(S)의 흡착진행 방향(X 방향)과 교차하는 방향(Y방향)으로 배치된 3개의 제1 서브 전극부(241, 244, 247)가 하나의 흡착부를 이루도록 할 수 있다. 즉, 3개의 제1 서브 전극부(241, 244, 247) 각각은 독립적으로 전압 제어가 가능하지만, 이들 3개의 제1 서브 전극부(241, 244, 247)에 동시에 전압이 인가되도록 제어함으로써, 이들 3개의 제1 서브 전극부(241, 244, 247)가 하나의 흡착부로서 기능하게 할 수 있다. 복수의 흡착부 각각에 독립적으로 기판 흡착이 이루어질 수 있는 한, 그 구체적인 물리적 구조 및 전기회로적 구조는 다를 수 있다. 복수의 제2 서브 전극부(241', 241", 242', 242" 등) 역시 복수의 제2 서브 전극부가 하나의 흡착부를 구성하도록 할 수 있다.For example, by controlling the application of voltage to the plurality of first sub-electrode parts 241 to 249 by the voltage control unit 32, the adsorption progress direction (X direction) of the substrate S is intersected by the direction (Y direction). The three disposed first sub-electrode units 241, 244, and 247 can form one adsorption unit. That is, each of the three first sub-electrode parts 241, 244, and 247 can be independently controlled by voltage, but by controlling the voltage to be applied to these three first sub-electrode parts 241, 244, and 247 at the same time, These three first sub-electrode units 241, 244, and 247 can function as one adsorption unit. As long as the substrate can be adsorbed independently on each of the plurality of adsorption units, the specific physical structure and electrical circuit structure may be different. The plurality of second sub-electrode units 241', 241", 242', 242", etc. may also form one adsorption unit.
도 5a 및 도 5b에 도시한 본 발명의 실시형태에 의하면, 정전척 (24)은, 기판(S)의 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역) 또는 마스크(M)의 유효영역에 대응하는 제1 영역(101)에서의 기판(S) 또는 마스크(M) 등의 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력이, 기판(S)의 스크라이브 영역 또는 마스크(M)의 주위 영역에 대응하는 제2 영역(102)에서의 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력보다 작도록 구성 내지 제어된다. 즉, 정전척(240)은 제1 영역(101)의 제1 서브 전극부로부터 생성되는 전계가 제2 영역(102)의 제2 서브 전극부로부터 생성되는 전계보다 작도록 구성 내지 제어된다. According to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 5A and 5B, the electrostatic chuck 24 has a first area corresponding to the device formation area (film deposition target area) of the substrate S or the effective area of the mask M. The electrostatic attraction per unit area with respect to the adsorbed body such as the substrate S or the mask M in 101 is the second area 102 corresponding to the scribe area of the substrate S or the surrounding area of the mask M. It is configured or controlled to be smaller than the electrostatic attraction force per unit area for the adsorbed body. That is, the electrostatic chuck 240 is configured or controlled so that the electric field generated from the first sub-electrode portion of the first region 101 is smaller than the electric field generated from the second sub-electrode portion of the second region 102.
이에 의하면, 정전척(24)의 제1 영역(101)에 흡착되는 기판(S)의 디바이스 형성영역(성막 대상 영역)에 미치는 전계의 영향을 저감할 수 있어 기판(S)의 디바이스 형성영역(성막 대상 영역)에 성막되는 막의 막질 이나 막두께 분포의 균일성의 저하를 억제할 수 있다. 더구나, 스퍼터 성막 장치(111)에 있어서는, 기판(S)의 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역)상의 플라즈마의 교란을 저감할 수 있기 때문에, 기판(S)의 디바이스 형성영역(성막 대상 영역)에 성막되는 막의 막질이나 막두께 분포의 균일성의 저하를 더욱 현저하게 억제할 수 있다. 동시에, 기판(S)의 스크라이브 영역뿐만 아니라 기판(S)의 디바이스 형성영역에 대해서도 흡착력을 인가할 수 있어, 대형의 기판(S)도 안정적으로 보유지지할 수 있다. According to this, the influence of the electric field on the device formation area (film formation target area) of the substrate S adsorbed to the first area 101 of the electrostatic chuck 24 can be reduced, so that the device formation area of the substrate S ( Deterioration in the uniformity of the film quality or film thickness distribution of the film formed in the film formation target area can be suppressed. Moreover, in the sputter film deposition apparatus 111, disturbance of the plasma on the device formation area (film deposition target area) of the substrate S can be reduced, and therefore, film deposition is performed on the device formation area (film deposition target area) of the substrate S. Deterioration in the uniformity of the film quality or film thickness distribution can be more significantly suppressed. At the same time, adsorption force can be applied not only to the scribe area of the substrate S but also to the device formation area of the substrate S, so that even a large-sized substrate S can be held stably.
정전척(24)의 제1 영역(101)에서의 단위면적당 정전인력이 제2 영역(102)에서의 단위 면적당 정전인력보다 더 작도록 구성하는 하나의 방법은, 정전척 플레이트부(240)를 구성하는 전극부(240a)에 인가되는 전압이 영역별(흡착부별 또는 서브 전극부별)로 상이하도록 제어하는 것이다. One method of configuring the electrostatic force per unit area in the first region 101 of the electrostatic chuck 24 to be smaller than the electrostatic force per unit area in the second region 102 is to use the electrostatic chuck plate portion 240. The voltage applied to the constituting electrode part 240a is controlled so that it is different for each region (each adsorption part or each sub-electrode part).
예를 들어, 정전척 플레이트부(240)가 영역별(흡착부별)로 분할되어 있는 복수의 서브 전극부를 갖는 경우에, 기판(S)의 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역)에 대응하는(즉, 디바이스 형성 영역 또는 성막 대상 영역에 흡착력을 가하는) 제1 서브 전극부에는 기판(S)의 스크라이브 영역에 대응하는(즉, 스크라이브 영역에 흡착력을 가하는) 제2 서브 전극부보다 상대적으로 낮은 전압이 인가되도록 제어할 수 있다. For example, when the electrostatic chuck plate portion 240 has a plurality of sub-electrode portions divided by region (by adsorption portion), corresponding to the device formation region (film deposition target region) of the substrate S (i.e. A relatively lower voltage is applied to the first sub-electrode portion (that applies an adsorption force to the device formation area or the film-forming target area) than to the second sub-electrode portion that corresponds to the scribe area of the substrate S (i.e., applies an adsorption force to the scribe area). It can be controlled as much as possible.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압 제어부(32)는, 기판(S)의 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역)을 흡착하는 정전척(24)의 제1 영역(101)의 제1 서브 전극부(241~249) 또는 이에 대응하는 제1 흡착부(141~149)에 인가되는 전압이, 기판(S)의 스크라이브 영역을 흡착하는 제2 영역(102)의 제2 서브 전극부(241', 241", 242', 242" 등) 또는 이에 대응하는 제2 흡착부(141', 141", 142', 142" 등)에 인가되는 전압보다 그 크기가 작도록 제어한다. That is, according to one embodiment of the present invention, the voltage control unit 32 is configured to operate the first sub of the first area 101 of the electrostatic chuck 24 that adsorbs the device formation area (film formation target area) of the substrate S. The voltage applied to the electrode portions 241 to 249 or the corresponding first adsorption portions 141 to 149 is applied to the second sub-electrode portion 241 of the second region 102 that adsorbs the scribe region of the substrate S. ', 241", 242', 242", etc.) or the corresponding second adsorption unit (141', 141", 142', 142", etc.) is controlled so that its size is smaller than the voltage applied to it.
이와 같이, 기판(S)의 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역)을 흡착하는 정전척(24)의 제1 영역(101)의 제1 서브 전극부에 인가되는 전압을, 기판(S)의 스크라이브 영역을 흡착하는 정전척(24)의 제2 영역(102)의 제2 서브 전극부에 인가되는 전압보다 작게 함으로써, 기판(S)의 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역)에 대한 정전척(24)의 전계의 영향을 상대적으로 저감시키면서도 기판(S)에 대한 흡착력의 감소를 최소화할 수 있다. 또한, 제1 영역(101)의 제1 서브 전극부에 인가되는 전압을 제2 영역(102)의 제2 서브 전극부에 인가되는 전압과 달리함으로써, 정전척(24)의 구조는 간단하게 하면서도, 전압 제어부(43)의 전압 제어만으로도 본 발명의 고유한 효과를 달성할 수 있다.In this way, the voltage applied to the first sub-electrode portion of the first region 101 of the electrostatic chuck 24 that adsorbs the device formation region (film formation target region) of the substrate S is applied to the scribe region of the substrate S. By making it smaller than the voltage applied to the second sub-electrode portion of the second region 102 of the electrostatic chuck 24 that adsorbs, the electrostatic chuck 24 with respect to the device formation region (film formation target region) of the substrate S. It is possible to minimize the decrease in adsorption force to the substrate S while relatively reducing the influence of the electric field. In addition, by differing the voltage applied to the first sub-electrode portion of the first region 101 from the voltage applied to the second sub-electrode portion of the second region 102, the structure of the electrostatic chuck 24 is simplified while , the unique effect of the present invention can be achieved only by controlling the voltage of the voltage control unit 43.
예컨대, 도 6에 도시한 바와 같이, 전압 제어부(43)는 정전척(24)에 의한 기판(S)의 흡착, 마스크(M)의 흡착이 완료된 후, 성막 프로세스의 개시시(t=t5) 또는 성막 프로세스 중 적어도 일부의 기간에 있어서 복수의 제1 서브 전극부에 인가되는 전압을 제4 전압(V4)으로부터 이보다 작은 제5 전압(V5)으로 낮추도록 제어한다(도6의 (a)). 이에 비해, 전압 제어부(43)는, 제2 서브 전극부에 인가되는 전압은 성막 프로세스가 진행되는 동안 계속해서 제4 전압(V4)으로 유지되도록 제어한다.For example, as shown in FIG. 6, the voltage control unit 43 operates at the start of the film forming process (t=t5) after the adsorption of the substrate S and the mask M by the electrostatic chuck 24 is completed. Alternatively, the voltage applied to the plurality of first sub-electrodes is controlled to be lowered from the fourth voltage V4 to a smaller fifth voltage V5 during at least a portion of the film forming process (FIG. 6(a)). . In contrast, the voltage control unit 43 controls the voltage applied to the second sub-electrode portion to be maintained at the fourth voltage V4 while the film forming process proceeds.
정전척(24)의 제1 영역(101)에서의 면적당 정전인력이 제2 영역(102)에서의 면적당 정전인력보다 작도록 구성하는 다른 하나의 방법은, 정전척 플레이트부(240)의 전극부(240a) 및/또는 유전체부(240b)를, 영역별로 전기적 특성이 상이한 물질로 구성하거나 또는 동일한 물질이라도 전기적 특성이 상이하게 나타나도록 구성하는 것이다. 예를 들어, 전극부(240a)를 구성하는 전극의 밀도를 영역별로 상이하게 하여도 되며, 유전체부(240b)를 구성하는 유전체의 종류나 두께 등을 영역별로 상이하게 하여도 된다. 이하, 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 이에 대하여 구체적으로 설명한다.Another method of configuring the electrostatic attraction per area in the first region 101 of the electrostatic chuck 24 to be smaller than the electrostatic attraction per area in the second region 102 is to use the electrode portion of the electrostatic chuck plate portion 240. The dielectric portion 240a and/or the dielectric portion 240b are made of materials with different electrical properties for each region, or are made of materials that exhibit different electrical properties even if they are the same material. For example, the density of the electrodes constituting the electrode portion 240a may be varied for each region, and the type or thickness of the dielectric material constituting the dielectric portion 240b may be varied for each region. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5B.
우선, 정전척 플레이트(240)의 유전체부(240b)는 영역에 따라서 다른 유전체 물질로 형성하여도 되며, 동일한 유전체 물질이라도 그 두께를 상이하게 하여도 된다. 보다 구체적으로, 전자의 경우에, 정전척(24)의 제1 영역(101)을 구성하는 유전체 물질은 제2 영역(102)을 구성하는 유전체 물질보다 비저항이 크거나 및/또는 유전율이 더 작을 수 있다. 후자의 경우에, 정전척(24)의 제1 영역(101)에서의 유전체부(240b)의 두께는 제2 영역(102)에서의 유전체부(240b)의 두께보다 두껍게 할 수 있다. 여기서, '유전체부(240b)의 두께'는 해당 영역(101, 102)에서 전극부의 하면과 정전척(24)의 흡착면 사이의 거리를 가리킨다.First, the dielectric portion 240b of the electrostatic chuck plate 240 may be formed of different dielectric materials depending on the area, and even if it is the same dielectric material, its thickness may be different. More specifically, in the former case, the dielectric material constituting the first region 101 of the electrostatic chuck 24 may have a higher resistivity and/or a lower dielectric constant than the dielectric material constituting the second region 102. You can. In the latter case, the thickness of the dielectric portion 240b in the first region 101 of the electrostatic chuck 24 may be thicker than the thickness of the dielectric portion 240b in the second region 102. Here, 'thickness of the dielectric portion 240b' refers to the distance between the lower surface of the electrode portion and the adsorption surface of the electrostatic chuck 24 in the corresponding regions 101 and 102.
이러한 실시형태에 의하면, 영역에 관계없이 전극부(240a)의 전극들에 동일한 전압이 인가되더라도 제1 영역(101)의 제1 서브 전극부는 제2 영역(102)의 제2 서브 전극부보다 작은 면적당 정전인력을 유발할 수 있다. 즉, 유전체부(240b)의 두께, 유전율, 및/또는 비저항을 조절함으로써, 기판(S)의 디바이스 영역에 미치는 정전척(24)의 전극부로터의 전기장의 영향을 조절할 수 있다. 도 5a에 도시된 실시형태에서는, 전극부(240a)의 구성(예컨대, 전극밀도 등)은 영역에 따른 차이가 없는 것을 전제로 하였는데, 본 발명은 이에만 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 제1 영역(101)과 제2 영역(102)에 있어서 유전체부(240a)의 두께, 유전율, 또는 비저항 뿐만 아니라 전극밀도도 서로 다르게 구성하여도 된다.According to this embodiment, even if the same voltage is applied to the electrodes of the electrode portion 240a regardless of the region, the first sub-electrode portion of the first region 101 is smaller than the second sub-electrode portion of the second region 102. It can cause power outage per area. That is, by adjusting the thickness, dielectric constant, and/or resistivity of the dielectric portion 240b, the influence of the electric field from the electrode portion of the electrostatic chuck 24 on the device area of the substrate S can be adjusted. In the embodiment shown in FIG. 5A, the configuration of the electrode portion 240a (e.g., electrode density, etc.) is assumed to have no difference depending on the region, but the present invention is not limited to this and, for example, the first region In 101 and the second region 102, not only the thickness, dielectric constant, or resistivity of the dielectric portion 240a but also the electrode density may be configured to be different from each other.
그리고 도 5b에 개념적으로 도시한 바와 같이, 정전척 플레이트부(240)의 전극부(240a)를 구성하는 전극들은 영역에 따라 전극밀도가 상이하게 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 정전척 (24)의 제1 영역(101)에는 제2 영역(102)보다 낮은 전극밀도를 갖도록 전극들이 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 정전척 플레이트부(240)의 전극부(240a)의 각 서브 전극부가 빗 형상을 갖는 한 쌍의 전극들로 구성되어 있다면, 제1 영역(101)에 설치된 제1 서브 전극부의 빗살부 사이의 간격을 제2 영역(102)에 설치된 제2 서브 전극부의 빗살부 사이의 간격보다 넓게 함으로써, 제1 영역(101)이 제2 영역(102)보다 전극밀도가 작도록 할 수 있다. And as conceptually shown in FIG. 5B, the electrodes constituting the electrode portion 240a of the electrostatic chuck plate portion 240 may be installed with different electrode densities depending on the area. More specifically, electrodes may be installed in the first area 101 of the electrostatic chuck 24 to have a lower electrode density than the second area 102. For example, as shown in FIG. 4B, if each sub-electrode portion of the electrode portion 240a of the electrostatic chuck plate portion 240 is composed of a pair of electrodes having a comb shape, the first region 101 By making the gap between the comb teeth of the first sub-electrode installed in the second area 102 wider than the gap between the comb teeth of the second sub-electrode unit installed in the second area 102, the first area 101 has more electrodes than the second area 102. The density can be made small.
이러한 본 발명의 실시형태에 의하면, 영역에 관계없이 전극부(240a)의 전극들에 동일한 전압이 인가되더라도, 전극밀도가 상대적으로 낮은 제1 영역(101)의 제1 서브 전극부는 제2 영역(102)의 제2 서브 전극부보다 작은 면적당 정전인력(즉, 작은 전계)을 유발할 수 있다. 따라서, 제어부(43)에 의해 전압 제어를 보다 간단히 하면서도, 기판(S)의 성막 대상 영역에 성막되는 막의 막질이나 막두께 분포의 균일성의 저하를 억제할 수 있다. 도 5b에 도시된 실시형태에서는 유전체부(240b)의 구성(예컨대, 유전체의 비저항이나 유전율 등)은 영역에 따라서 차이가 없는 것으로 가정하였는데, 본 발명은 이에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전극밀도가 영역별로 상이할 뿐만 아니라 유전체의 비저항이나 유전율도 영역별로 상이할 수 있다. According to this embodiment of the present invention, even if the same voltage is applied to the electrodes of the electrode portion 240a regardless of the region, the first sub-electrode portion of the first region 101, which has a relatively low electrode density, is divided into a second region ( 102) may cause electrostatic attraction per area (i.e., small electric field) smaller than that of the second sub-electrode portion. Accordingly, while making voltage control simpler by the control unit 43, it is possible to suppress a decrease in the uniformity of the film quality and film thickness distribution of the film formed on the film formation target area of the substrate S. In the embodiment shown in FIG. 5B, it is assumed that the configuration of the dielectric portion 240b (for example, dielectric resistivity or dielectric constant, etc.) does not differ depending on the region, but the present invention is not limited thereto. For example, not only may the electrode density be different for each region, but the resistivity or dielectric constant of the dielectric may also be different for each region.
또한, 도 4b 및 도 5b에서는, 유기 EL 표시장치의 하나의 표시패널 사이즈에 대응하는 정전척(24)의 제1 영역 전체에 걸쳐 동일한 전극밀도를 가지는 것을 전제로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 기판(S)의 성막 대상 영역에 성막되는 막의 막질이나 막두께 분포의 균일성의 저하나 성막 대상 영역 상의 플라즈마의 교란을 저감할 수 있는 한, 제1 영역(101) 내의 위치에 따라 전극밀도를 달리하여도 된다. In addition, in FIGS. 4B and 5B, the description is made on the assumption that the electrode density is the same throughout the first region of the electrostatic chuck 24 corresponding to one display panel size of the organic EL display device, but the present invention is limited to this. As long as it is possible to reduce the uniformity of the film quality or film thickness distribution of the film deposited on the film formation target area of the substrate S or the disturbance of the plasma on the film formation target area, the electrode is formed depending on the position in the first area 101. The density may be different.
예컨대, 정전척(24)의 제1 영역에 대응하는 성막 대상 영역 내에 복수의 화소를 형성하거나, 하나의 화소 내에서 RGB의 서브 화소를 형성하기 위해 오픈 마스크나 파인 메탈 마스크가 사용되는 경우, 기판(S)의 성막 대상 영역 내에도 위치에 따라 오픈 마스크나 파인 메탈 마스크의 차단부에 의해 성막이 행해지지 않는 부분과 파인 메탈 마스크의 개구부에 대응하여 성막이 행해지는 부분이 있을 수 있는데, 이들 부분간에도 전극밀도나 유전체의 특성/두께 등을 달리하여도 된다. 이를 통해, 기판(S)에서 성막이 행해지는 영역과 그렇지 않은 영역을 보다 세밀하게 나누어, 정전척(24)의 전계에 의한 영향을 조절할 수 있다.For example, when an open mask or fine metal mask is used to form a plurality of pixels in the film deposition target area corresponding to the first area of the electrostatic chuck 24 or to form RGB sub-pixels within one pixel, the substrate Depending on the location, within the film formation target area of (S), there may be parts where film formation is not performed due to the blocking portion of the open mask or fine metal mask, and parts where film formation is performed corresponding to the openings of the fine metal mask. Electrode density or dielectric characteristics/thickness may also be varied. Through this, the influence of the electric field of the electrostatic chuck 24 can be controlled by more precisely dividing the area on the substrate S into an area where film formation is performed and an area where film formation is not performed.
본 발명은, 정전척(24)의 제1 영역(101)에 설치된 제1 서브 전극부에 인가되는 전압과 제2 영역(102)에 설치된 제2 서브 전극부에 인가되는 전압을 달리하는 실시형태와, 정전척(24)의 전극부(240a)의 전극밀도나 유전체부(240b)의 특성/두께 등을 달리하는 실시형태를 조합한 구성으로 하여도 된다.The present invention is an embodiment in which the voltage applied to the first sub-electrode portion installed in the first region 101 of the electrostatic chuck 24 and the voltage applied to the second sub-electrode portion installed in the second region 102 are different. Alternatively, a configuration may be used that combines embodiments in which the electrode density of the electrode portion 240a of the electrostatic chuck 24 or the characteristics/thickness of the dielectric portion 240b are varied.
<성막 프로세스><Tabernacle process>
이하 본 실시형태의 피흡착체의 흡착 방법을 채용한 성막 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a film forming method employing the adsorption method of the adsorbed body of this embodiment will be described.
반송실(13)의 반송로봇(14)에 의해 진공 용기(21) 내로 마스크(M)가 반입되어 마스크 지지 유닛(23)에 지지된 상태에서, 진공 용기(21) 내로 기판(S)이 반입되어, 기판 지지 유닛(22)에 지지된다. The mask M is brought into the vacuum container 21 by the transfer robot 14 in the transfer chamber 13, and the substrate S is carried into the vacuum container 21 while being supported by the mask support unit 23. and is supported on the substrate support unit 22.
이어서, 정전척(24)이 기판(S)을 향해 하강하여 기판(S)에 충분히 근접하거나 접촉한 후에, 정전척(24)의 제1 서브 전극부 및 제2 서브 전극부에 제1 전압(V1)을 인가하여 기판(S)을 흡착시킨다(t=t1). Subsequently, after the electrostatic chuck 24 descends toward the substrate S and sufficiently approaches or contacts the substrate S, a first voltage ( V1) is applied to adsorb the substrate S (t=t1).
정전척(24)에의 기판(S)의 흡착이 완료된 상태에서(t=t2), 정전척(24)의 제1 서브전극부 및 제2 서브전극부에 인가되는 전압을 각각 제2 전압(V2)으로 낮춘다.In a state where the adsorption of the substrate S to the electrostatic chuck 24 is completed (t=t2), the voltage applied to the first sub-electrode portion and the second sub-electrode portion of the electrostatic chuck 24 is respectively changed to a second voltage (V2). ) to lower it.
이어서, 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 기판(S)과 마스크(M)의 상대적인 위치 어긋남을 계측한다. Next, with the substrate S adsorbed on the electrostatic chuck 24, the substrate S is lowered toward the mask M in order to measure the relative positional misalignment of the substrate S with respect to the mask M. When the substrate S is lowered to the measurement position, the alignment mark formed on the substrate S and the mask M is photographed with the alignment camera 20 to measure the relative positional misalignment of the substrate S and the mask M. .
계측결과, 기판(S)의 마스크(M)에 대한 상대적 위치 어긋남이 임계치를 넘는 것으로 판명되면, 정전척(24)을 수평방향(XYθ방향)으로 이동시킴으로써 정전척(24)에 흡착된 상태의 기판(S)을 수평방향(XYθ방향)으로 이동시켜, 기판(S)을 마스크(M)에 대해 위치조정(얼라인먼트)한다. As a result of the measurement, if it is determined that the relative positional deviation of the substrate S with respect to the mask M exceeds the threshold, the electrostatic chuck 24 is moved in the horizontal direction (XYθ direction) to The substrate S is moved in the horizontal direction (XYθ direction) to adjust the position (alignment) of the substrate S with respect to the mask M.
얼라인먼트 공정 후에(t=t3), 정전척(24)의 제1 서브 전극부 및 제2 서브 전극부에 제3 전압(V3)을 인가하여, 마스크(M)를 기판(S) 너머로 정전척(24)에 흡착시킨다. 마스크(M)의 흡착이 완료되면(t=t4), 정전척(24)의 제1 서브 전극부 및 제2 서브 전극부에 인가되는 전압을 흡착유지 전압인 제4 전압(V4)으로 낮춘다.After the alignment process (t=t3), the third voltage V3 is applied to the first sub-electrode portion and the second sub-electrode portion of the electrostatic chuck 24 to extend the mask M over the substrate S through the electrostatic chuck ( 24) and adsorbed. When the adsorption of the mask M is completed (t=t4), the voltage applied to the first and second sub-electrode parts of the electrostatic chuck 24 is lowered to the fourth voltage V4, which is the adsorption maintenance voltage.
본 발명의 일 실시형태에 따른 흡착 방법 및 성막 방법에 따르면, 기판(S) 및 마스크(M)가 성막 장치(11)의 진공 용기(21) 내로 반입되어 진공 용기(21) 내에 설치된 정전척(24)에 의해 흡착 고정되나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예컨대, 진공 용기(21)의 외부에서, 예컨대, 캐리어(미도시)에 설치된 정전척에 의해 기판(S)과 마스크(M)가 흡착고정된 상태에서, 캐리어 전체가 진공 용기(21) 내로 반입되어도 된다. According to the adsorption method and the film forming method according to an embodiment of the present invention, the substrate S and the mask M are brought into the vacuum container 21 of the film forming device 11 and an electrostatic chuck installed in the vacuum container 21 24), but the present invention is not limited thereto. For example, the substrate S and the mask M are attached to each other by an electrostatic chuck installed on a carrier (not shown) outside the vacuum container 21. In the adsorption-fixed state, the entire carrier may be brought into the vacuum container 21.
본 발명의 흡착 방법 및 성막 방법의 일 실시형태에 따르면, 성막공정의 개시시에(t=t5) 또는 적어도 성막공정의 일부의 기간에 있어서, 정전척(24)의 제1 영역(101)에 설치된 제1 서브 전극부에 인가되는 전압을 제4 전압(V4)으로부터 제5 전압(V5<V4)으로 낮춘다. 이를 통해, 정전척(24)의 제1 서브 전극부에 의한 전계가 기판(S)의 디바이스 형성 영역에 성막되는 막의 막질이나 막두께분포 또는 기판(S)의 디바이스 형성 영역상의 플라즈마 분포에 영향을 미치는 것을 저감하면서도, 제5 전압(V5)를 오프로 하지 않음으로써, 정전척(24)에 의한 기판(S)에 인가되는 전체적인 흡착력이 지나치게 감소하여 기판(S)의 보유지지가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. According to one embodiment of the adsorption method and the film forming method of the present invention, at the start of the film forming process (t=t5) or at least during a part of the film forming process, the first region 101 of the electrostatic chuck 24 The voltage applied to the installed first sub-electrode is lowered from the fourth voltage (V4) to the fifth voltage (V5<V4). Through this, the electric field generated by the first sub-electrode portion of the electrostatic chuck 24 affects the film quality or film thickness distribution of the film formed on the device formation area of the substrate S or the plasma distribution on the device formation area of the substrate S. By reducing the impact and not turning off the fifth voltage V5, it is prevented that the overall adsorption force applied to the substrate S by the electrostatic chuck 24 is excessively reduced and the holding of the substrate S becomes unstable. can do.
본 발명의 흡착 방법 및 성막 방법의 다른 실시형태에 따르면, 정전척(24)의 제1 영역(101)의 유전체 특성/두께, 및/또는 전극밀도가 제2 영역(102)과 다르도록 구성함으로써, 성막공정 동안 제1 서브 전극부 및 제2 서브 전극부에 동일한 크기의 전압이 인가되더라도, 제1 서브 전극부로부터의 전계가 기판(S)의 디바이스 형성 영역(성막 대상 영역)에 성막되는 막의 막질이나 막두께 분포 또는 기판(S)의 디바이스 형성 영역 근방의 플라즈마 분포에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다. 즉, 이러한 실시형태에서는, 정전척(24)의 제1 서브 전극부에 인가되는 전압의 제어는 도 6의 (a)의 패턴을 따르는 것이 아니라, 제2 서브 전극부와 마찬가지로 도 6의 (b)의 패턴을 따르게 된다.According to another embodiment of the adsorption method and film forming method of the present invention, the dielectric properties/thickness and/or electrode density of the first region 101 of the electrostatic chuck 24 are configured to be different from those of the second region 102. Even if the same magnitude of voltage is applied to the first sub-electrode portion and the second sub-electrode portion during the film formation process, the electric field from the first sub-electrode portion causes the film to be formed in the device formation area (film formation target area) of the substrate S. It is possible to suppress influence on film quality, film thickness distribution, or plasma distribution near the device formation area of the substrate S. That is, in this embodiment, the control of the voltage applied to the first sub-electrode portion of the electrostatic chuck 24 does not follow the pattern in (a) of FIG. 6, but follows the pattern in (b) of FIG. 6 like the second sub-electrode portion. ) follows the pattern.
이어서, 가열 증발 또는 스퍼터링에 의해 성막원(25)의 성막 재료를 마스크를 통해 기판(S)에 성막한다. Next, the film-forming material from the film-forming source 25 is deposited on the substrate S through the mask by heating evaporation or sputtering.
원하는 두께까지 성막한 후, 정전척(24)의 제1 서브전극부에 인가되는 전압을 제5전압(V5)로부터 제6 전압(V6)로 낮추며, 제2 서브전극부에 인가되는 전압을 제4 전압(V4)으로부터 제6 전압(V6)으로 낮추어서 마스크(M)를 먼저 분리한다. After forming the film to the desired thickness, the voltage applied to the first sub-electrode portion of the electrostatic chuck 24 is lowered from the fifth voltage (V5) to the sixth voltage (V6), and the voltage applied to the second sub-electrode portion is reduced to 4 The mask M is first separated by lowering the voltage V4 to the sixth voltage V6.
이어서, 정전척(24)의 제1 서브전극부 및 제2 서브전극부에 제로(0) 또는 역극성의 전압을 인가하여 기판(S)을 정전척(24)으로부터 분리시킨다. 전술한 기판(S)과 마스크(M)의 분리는, 흡착의 경우와 마찬가지로, 실시형태에 따라, 진공 용기(21) 내에서 행해져도 좋고, 그 외측에서 행해져도 된다.Next, a voltage of zero or reverse polarity is applied to the first sub-electrode portion and the second sub-electrode portion of the electrostatic chuck 24 to separate the substrate S from the electrostatic chuck 24 . The separation of the substrate S and the mask M described above may be performed within the vacuum container 21 or outside the vacuum container 21, depending on the embodiment, as in the case of adsorption.
이상의 설명에서는, 성막 장치(11)는, 기판(S)의 성막면이 연직방향 하방을 향한 상태에서 성막이 이루어지는, 소위 상향성막방식(Depo-up)의 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않으며, 기판(S)이 진공 용기(21)의 측면측에 수직으로 세워진 상태로 배치되고, 기판(S)의 성막면이 중력방향과 평행한 상태에서 성막이 이루어지는 구성이어도 된다. In the above description, the film forming apparatus 11 is configured as a so-called upward film forming method (depo-up), in which film forming is performed with the film forming surface of the substrate S facing vertically downward, but it is not limited to this, and the substrate A configuration may be used in which (S) is placed in a vertical position on the side surface of the vacuum container 21, and film formation is performed with the film formation surface of the substrate (S) being parallel to the direction of gravity.
<전자 디바이스의 제조 방법><Method for manufacturing electronic devices>
다음으로, 본 실시형태의 성막 장치를 이용한 전자 디바이스의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다.Next, an example of an electronic device manufacturing method using the film forming apparatus of this embodiment will be described. Hereinafter, the configuration and manufacturing method of an organic EL display device will be illustrated as an example of an electronic device.
우선, 제조하는 유기 EL 표시장치에 대해 설명한다. 도 7(a)는 유기 EL 표시장치(60)의 전체도, 도 7(b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다. First, the organic EL display device to be manufactured will be described. FIG. 7(a) shows the overall view of the organic
도 7(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.As shown in FIG. 7(a), a plurality of
도 7(b)는 도 7(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.FIG. 7(b) is a partial cross-sectional schematic diagram taken along line A-B in FIG. 7(a). The
도 7(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.In FIG. 7(b), the
다음으로, 유기 EL 표시장치의 제조 방법의 예에 대하여 구체적으로 설명한다.Next, an example of a manufacturing method for an organic EL display device will be described in detail.
우선, 유기 EL 표시장치를 구동하기 위한 회로(미도시) 및 양극(64)이 형성된 기판(63)을 준비한다.First, a
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.An acrylic resin is spin coated on the
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.The
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. Next, the
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.Similar to the deposition of the light-emitting
전자 수송층(67)까지 형성된 기판을 금속재료 성막 장치로 이동시켜 음극(68)을 성막한다. 이때, 금속재료 성막 장치는 가열증발 방식의 성막 장치이어도 되고, 스퍼터링 방식의 성막 장치이어도 된다.The substrate on which the
본 발명에 따르면, 정전척(24)의 제1 영역(101)에 있어서의 기판(S)에 대한 단위면적당 정전인력을, 제1 영역(101) 사이에 위치하는 제2 영역(102)에 있어서의 기판(S)에 대한 단위면적당 정전인력보다 작도록 함으로써, 기판(S)의 성막 대상 영역에 대한 정전척(24)의 전계의 영향을 저감할 수 있다.According to the present invention, the electrostatic attraction force per unit area with respect to the substrate S in the first region 101 of the electrostatic chuck 24 is generated in the second region 102 located between the first regions 101. By making it smaller than the electrostatic attraction force per unit area with respect to the substrate S, the influence of the electric field of the electrostatic chuck 24 on the film forming target area of the substrate S can be reduced.
그 후 플라스마 CVD 장치로 이동시켜 보호층(70)을 성막하여, 유기 EL 표시장치(60)를 완성한다.Afterwards, it is transferred to a plasma CVD device to form a
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.From the time the
상기 실시예는 본 발명의 일 예를 나타낸 것으로, 본 발명은 상기 실시예의 구성에 한정되지 않으며, 그 기술사상의 범위 내에서 적절히 변형하여도 된다.The above embodiment shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and may be appropriately modified within the scope of the technical idea.
11: 성막 장치
21: 진공 용기
22: 기판 지지 유닛
23: 마스크 지지 유닛
24: 정전척
:41 정전척 시스템
42: 전압 인가부
43: 전압 제어부
101: 제1 영역
102: 제2 영역
240: 정전척 플레이트부
240a: 전극부
240b: 유전체부11: Tabernacle device
21: Vacuum container
22: substrate support unit
23: Mask support unit
24: electrostatic chuck
:41 Electrostatic chuck system
42: Voltage application unit
43: voltage control unit
101: first area
102: Second area
240: Electrostatic chuck plate part
240a: electrode part
240b: dielectric part
Claims (30)
적어도 상기 기판을 흡착하기 위한 정전척과,
상기 정전척에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 갖고,
상기 정전척은,
제1 전극부가 설치된 제1 영역과, 제2 전극부가 설치된 제2 영역을 가지며,
상기 제어부는,
상기 기판에 대한 성막 공정을 개시하기 전에 상기 기판을 흡착하는 때에는, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압과 상기 제2 전극부에 인가되는 전압을 같은 전압으로 제어하고,
상기 기판을 흡착하고 나서 상기 기판에 대한 성막 공정을 행하는 기간 중에는, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압이 상기 제2 전극부에 인가되는 전압과 다르도록 제어함으로써, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 기판에 대한 단위 면적당 정전인력이, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 기판에 대한 단위 면적당 정전인력과 다르도록 하는 것을 특징으로 하는 성막 장치. A film forming device for forming a film through a mask on a plurality of film forming target areas of a substrate, comprising:
At least an electrostatic chuck for adsorbing the substrate,
It has a control unit that controls the voltage applied to the electrostatic chuck,
The electrostatic chuck,
It has a first area where the first electrode unit is installed, and a second area where the second electrode unit is installed,
The control unit,
When adsorbing the substrate before starting the film forming process for the substrate, the voltage applied to the first electrode portion and the voltage applied to the second electrode portion are controlled to be the same voltage,
During the period of performing a film forming process on the substrate after adsorbing the substrate, the voltage applied to the first electrode portion is controlled to be different from the voltage applied to the second electrode portion, so that the voltage applied to the first electrode portion is different from the voltage applied to the second electrode portion. A film deposition device characterized in that the electrostatic attraction per unit area with respect to the substrate is different from the electrostatic attraction per unit area with respect to the substrate in the second region.
상기 제어부는, 상기 기판을 흡착하고 나서 상기 기판에 대한 성막 공정을 행하는 기간 중에, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압이 상기 제2 전극부에 인가되는 전압보다 작게 되도록 제어함으로써, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 기판에 대한 단위 면적당 정전인력이, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 기판에 대한 단위 면적당 정전인력보다 작게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to paragraph 1,
The control unit controls the voltage applied to the first electrode portion to be lower than the voltage applied to the second electrode portion during a period of performing a film forming process on the substrate after adsorbing the substrate, thereby controlling the first region. A film deposition apparatus characterized in that the electrostatic attraction per unit area with respect to the substrate in the second region is made smaller than the electrostatic attraction per unit area with respect to the substrate in the second region.
상기 제1 영역에 설치된 상기 제1 전극부의 전극밀도가 상기 제2 영역에 설치된 상기 제2 전극부의 전극밀도보다 작은 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to paragraph 1,
A film forming apparatus, wherein an electrode density of the first electrode portion installed in the first area is smaller than an electrode density of the second electrode portion installed in the second area.
상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부 각각은, 서로의 빗살부가 교대로 얽히도록 대향하여 배치된 한 쌍의 빗살전극을 가지며,
상기 제1 전극부의 상기 빗살부간의 간격은 상기 제2 전극부의 상기 빗살부간의 간격보다 넓은 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to paragraph 1,
Each of the first electrode portion and the second electrode portion has a pair of comb electrodes arranged to face each other so that the comb teeth are alternately intertwined with each other,
A film forming apparatus, wherein the spacing between the comb teeth of the first electrode portion is wider than the spacing between the comb teeth of the second electrode portion.
적어도 상기 제1 및 제2 전극부와 상기 기판이 흡착되는 흡착면 사이에 개재되는 유전체부를 포함하고,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 두께가 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to paragraph 1,
It includes at least a dielectric portion interposed between the first and second electrode portions and an adsorption surface to which the substrate is adsorbed,
A film forming apparatus wherein a thickness of the dielectric portion in the first region is greater than a thickness of the dielectric portion in the second region.
적어도 상기 제1 및 제2 전극부와 상기 기판이 흡착되는 흡착면 사이에 개재되는 유전체부를 포함하고,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 비저항이 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 비저항보다 큰 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to paragraph 1,
It includes at least a dielectric portion interposed between the first and second electrode portions and an adsorption surface to which the substrate is adsorbed,
A film forming apparatus, wherein a resistivity of the dielectric portion in the first region is greater than a resistivity of the dielectric portion in the second region.
적어도 상기 제1 및 제2 전극부와 상기 기판이 흡착되는 흡착면 사이에 개재되는 유전체부를 포함하고,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 유전율이 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 유전율보다 작은 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to paragraph 1,
It includes at least a dielectric portion interposed between the first and second electrode portions and an adsorption surface to which the substrate is adsorbed,
A film forming apparatus, wherein the dielectric constant of the dielectric portion in the first region is smaller than the dielectric constant of the dielectric portion in the second region.
상기 제1 영역이, 상기 기판의 상기 성막 대상 영역을 포함하는 영역을 흡착하고,
상기 제2 영역이, 상기 기판의 상기 복수의 성막 대상 영역 사이의 영역을 흡착하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to paragraph 1,
The first region adsorbs a region of the substrate including the film formation target region,
The film forming apparatus, wherein the second region adsorbs a region between the plurality of film forming target regions of the substrate.
적어도 상기 기판을 흡착하기 위한 정전척과,
상기 정전척에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 갖고,
상기 정전척은,
상기 기판이 흡착되는 흡착면에 평행한 제1 방향 및 상기 흡착면에 평행하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 소정의 간격으로 이격되어 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 제1 영역과, 상기 복수의 제1 영역 사이의 제2 영역을 가지며,
상기 제1 영역에는 제1 전극부가 설치되고, 상기 제2 영역에는 제2 전극부가 설치되며,
상기 제어부는,
상기 기판에 대한 성막 공정을 개시하기 전에 상기 기판을 흡착하는 때에는, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압과 상기 제2 전극부에 인가되는 전압을 같은 전압으로 제어하고,
상기 기판을 흡착하고 나서 상기 기판에 대한 성막 공정을 행하는 기간 중에는, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압이 상기 제2 전극부에 인가되는 전압과 다르도록 제어함으로써, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 기판에 대한 단위 면적당 정전인력이, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 기판에 대한 단위 면적당 정전인력과 다르도록 하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.A film forming device for forming a film through a mask on a plurality of film forming target areas of a substrate, comprising:
At least an electrostatic chuck for adsorbing the substrate,
It has a control unit that controls the voltage applied to the electrostatic chuck,
The electrostatic chuck,
a plurality of first regions arranged in a matrix shape and spaced at predetermined intervals in a first direction parallel to the adsorption surface to which the substrate is adsorbed and a second direction parallel to the adsorption surface and intersecting the first direction; It has a second region between the plurality of first regions,
A first electrode unit is installed in the first area, and a second electrode unit is installed in the second area,
The control unit,
When adsorbing the substrate before starting the film forming process for the substrate, the voltage applied to the first electrode portion and the voltage applied to the second electrode portion are controlled to be the same voltage,
During the period of performing a film forming process on the substrate after adsorbing the substrate, the voltage applied to the first electrode portion is controlled to be different from the voltage applied to the second electrode portion, so that the voltage applied to the first electrode portion is different from the voltage applied to the second electrode portion. A film deposition device characterized in that the electrostatic attraction per unit area with respect to the substrate is different from the electrostatic attraction per unit area with respect to the substrate in the second region.
상기 제어부는, 상기 기판을 흡착하고 나서 상기 기판에 대한 성막 공정을 행하는 기간 중에, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압이 상기 제2 전극부에 인가되는 전압보다 작게 되도록 제어함으로써, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 기판에 대한 단위 면적당 정전인력이, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 기판에 대한 단위 면적당 정전인력보다 작게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to clause 10,
The control unit controls the voltage applied to the first electrode portion to be lower than the voltage applied to the second electrode portion during a period of performing a film forming process on the substrate after adsorbing the substrate, thereby controlling the first region. A film deposition apparatus characterized in that the electrostatic attraction per unit area with respect to the substrate in the second region is made smaller than the electrostatic attraction per unit area with respect to the substrate in the second region.
상기 제1 영역에 설치된 상기 제1 전극부의 전극밀도가 상기 제2 영역에 설치된 상기 제2 전극부의 전극밀도보다 작은 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to clause 10,
A film forming apparatus, wherein an electrode density of the first electrode portion installed in the first area is smaller than an electrode density of the second electrode portion installed in the second area.
상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부 각각은, 서로의 빗살부가 교대로 얽히도록 대향하여 배치된 한 쌍의 빗살전극을 가지며,
상기 제1 전극부의 상기 빗살부간의 간격은 상기 제2 전극부의 상기 빗살부간의 간격보다 넓은 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to clause 12,
Each of the first electrode portion and the second electrode portion has a pair of comb electrodes arranged to face each other so that the comb teeth are alternately intertwined with each other,
A film forming apparatus, wherein the spacing between the comb teeth of the first electrode portion is wider than the spacing between the comb teeth of the second electrode portion.
적어도 상기 제1 및 제2 전극부와 상기 기판이 흡착되는 흡착면 사이에 개재되는 유전체부를 포함하고,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 두께가 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to clause 12,
It includes at least a dielectric portion interposed between the first and second electrode portions and an adsorption surface to which the substrate is adsorbed,
A film forming apparatus wherein a thickness of the dielectric portion in the first region is greater than a thickness of the dielectric portion in the second region.
적어도 상기 제1 및 제2 전극부와 상기 기판이 흡착되는 흡착면 사이에 개재되는 유전체부를 포함하고,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 비저항이 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 비저항보다 큰 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to clause 12,
It includes at least a dielectric portion interposed between the first and second electrode portions and an adsorption surface to which the substrate is adsorbed,
A film forming apparatus, wherein a resistivity of the dielectric portion in the first region is greater than a resistivity of the dielectric portion in the second region.
적어도 상기 제1 및 제2 전극부와 상기 기판이 흡착되는 흡착면 사이에 개재되는 유전체부를 포함하고,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 유전율이 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 유전율보다 작은 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to clause 12,
It includes at least a dielectric portion interposed between the first and second electrode portions and an adsorption surface to which the substrate is adsorbed,
A film forming apparatus wherein the dielectric constant of the dielectric portion in the first region is smaller than the dielectric constant of the dielectric portion in the second region.
진공 용기를 더 포함하며,
상기 정전척은, 상기 진공 용기 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to any one of claims 1 to 7, and claims 9 to 16,
Further comprising a vacuum container,
The electrostatic chuck is installed in the vacuum container.
진공 용기를 더 포함하며,
상기 정전척은, 흡착면에 평행한 방향으로 상기 진공 용기에 반출입 가능한 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to any one of claims 1 to 7, and claims 9 to 16,
Further comprising a vacuum container,
A film forming device, wherein the electrostatic chuck can be carried in and out of the vacuum container in a direction parallel to the adsorption surface.
진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 배치되는 성막원을 더 포함하며,
상기 성막원은, 상기 기판의 장변방향 또는 단변방향을 따라 상기 기판에 대해 상대적으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to any one of claims 1 to 7, and claims 9 to 16,
It further includes a vacuum container and a deposition source disposed within the vacuum container,
The film deposition device is characterized in that the film deposition source is movable relative to the substrate along a long side direction or a short side direction of the substrate.
상기 성막원은, 성막 재료를 수납하는 수납 수단과 상기 성막 재료를 가열하기 위한 가열 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to clause 20,
A film forming apparatus wherein the film forming source includes a storage means for storing the film forming material and a heating means for heating the film forming material.
상기 성막원은, 스퍼터링용 타겟을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.According to clause 20,
A film forming device wherein the film forming source includes a sputtering target.
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