KR102671644B1 - 기판 재치 방법, 성막 방법, 성막 장치, 및 유기 el 패널의 제조 시스템 - Google Patents

기판 재치 방법, 성막 방법, 성막 장치, 및 유기 el 패널의 제조 시스템 Download PDF

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Abstract

[과제] 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행한다.
[해결 수단] 클램프 유닛(28a, 28b)으로 지지한 기판(1)을 마스크(2)의 상방에 있어서, 기판을 수평한 제1 자세로부터, 클램프 유닛(28b)의 측이 높은 제2 자세로 이행시킨다. 기판의 제2 자세를 유지한 상태에서, 클램프 유닛(28a, 28b)을 하강시켜, 클램프 유닛(28a)의 측의 기판 마크와 마스크 마크를 촬상 장치(14a)의 피사계 심도 내에 진입시켜, 각 마크를 촬상하여 기판(1)과 마스크(2)의 상대 위치 정보를 취득하여 구한 위치 어긋남량이 감소하도록 기판(1)을 이동시킨다. 위치 어긋남량이 작으면 클램프 유닛(28b)의 압압력을 해제, 또는 작은 압압력으로 변경하고, 제2 자세를 유지한 채, 클램프 유닛(28a, 28b)을 하강시켜, 기판(1)과 마스크(2)가 접촉하면, 추가로 클램프 유닛(28b)을 하강시켜, 기판(1)을 마스크(2)에 재치한다.

Description

기판 재치 방법, 성막 방법, 성막 장치, 및 유기 EL 패널의 제조 시스템{SUBSTRATE MOUNTING METHOD, FILM FORMATION METHOD, FILM FORMATION DEVICE, AND MANUFACTURING SYSTEM OF ORGANIC EL PANEL}
본 발명은, 기판의 재치 위치를 얼라인먼트하는 얼라인먼트 처리를 포함하는 기판 재치 방법, 그 기판을 이용하는 성막 방법, 성막 장치, 및 유기 EL 패널의 제조 시스템에 관한 것이다.
기판에 대한 성막 공정을 포함하는 물품의 제조, 예를 들면 유기 EL 디스플레이의 제조에 있어서, TFT(박막 트랜지스터)를 형성한 기판 상에 적·녹·청의 발광을 하는 유기 재료를 배치할 필요가 있다. 이 유기 재료를 배치하는 수법으로서는, 메탈 마스크를 이용한 진공 증착이 주로 이용되고 있다. 이런 종류의 진공 증착에서는, TFT가 형성된 기판을 하향의 자세로 지지하고, 하방으로부터 증착 재료를 상향으로 성막하는 구성이 많다. 이와 같이 기판의 성막면을 하향으로 하여 성막을 행하는 경우, 가능한 한 성막을 방해하지 않도록 기판을 그 단부에서 협지하여 지지하기 때문에, 기판의 중앙부가 자중에 의해 하방으로 볼록한 형상으로 처진 상태가 되기 쉽다.
또한, TFT의 원하는 장소에 적·녹·청의 발광을 하는 유기막을 형성하기 위해서, 기판과 메탈 마스크의 얼라인먼트(위치맞춤)을 정밀하게 행할 필요가 있다. 예를 들면, 먼저 기판과 마스크가 접촉하지 않는 위치 관계로 배치하고, 촬상용 카메라를 이용하여 기판의 얼라인먼트 마크와 마스크의 얼라인먼트 마크를 이용하여 양자의 위치맞춤을 행한다. 그 후, 기판과 마스크를 접근시켜, 마스크 상에 기판을 재치한다. 이 상태에서 기판의 얼라인먼트 마크와 마스크의 얼라인먼트 마크의 어긋남량이 소정의 범위 내에 들어가 있으면, 얼라인먼트는 정상 종료가 된다. 하기 특허문헌 1에는, 기판 보유지지부에 의해 기판의 피성막면을 하향으로 하여 파지하여, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하는 수법이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 제2018-3151호 공보
유기 EL 디스플레이와 같은 제품의 고정세화에 따라, 최근에는, 기판의 증착 공정에서도 고정밀도의 얼라인먼트가 요구되어 오고 있다. 얼라인먼트 시, 기판과 마스크의 얼라인먼트 마크 위치 정보는, 촬상용 카메라의 촬영 화상에 대한 화상 처리를 이용하여 취득된다. 이 촬상용 카메라에는, 필요한 얼라인먼트 정밀도에 따른 해상도가 얻어지는 렌즈가 장착된다. 그리고, 최근에는, 고정밀도로 얼라인먼트 마크를 촬상하기 위해서, 얼라인먼트용 카메라의 렌즈의 피사계 심도가 얕아지는 경향이 있다.
이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 얼라인먼트 방법에서는, 기판의 처짐에 의해 기판과 마스크의 얼라인먼트 마크를 렌즈의 피사계 심도의 범위 내에 들어가도록 접근시키는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 기판의 처짐이 하향으로 볼록하게 되어 있기 때문에, 기판과 마스크를 접촉시켰을 때에, 양자의 어긋남이 예기치 못한 방향으로 생길 가능성이 있었다.
본 발명의 과제는, 이상을 감안하여, 성막 공정에서 이용되는 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있도록 하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위해, 본 발명에 있어서는, 기판의 제1 변을 따라 기판을 지지하는 상하이동 가능한 제1 기판 지지부와, 상기 제1 변과 대향하는 제2 변을 따라 상기 기판을 지지하는 상기 제1 기판 지지부와는 독립적으로 상하이동 가능한 제2 기판 지지부와, 상기 기판을 상기 제1 기판 지지부를 향하여 압압 가능한 제1 압압부와, 상기 기판을 상기 제2 기판 지지부를 향하여 압압 가능한 제2 압압부를 구비한 기판 지지부를 이용하여 상기 기판을 이동시켜, 상기 기판을 마스크 위에 재치하는 기판 재치 방법으로서, 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부로 지지된 상기 기판을 상기 제1 압압부와 상기 제2 압압부로 각각 압압한 상태로, 상기 기판을 상기 마스크의 상방에 있어서, 상기 기판의 자세를, 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 같은 높이에 위치시킨 제1 자세로부터, 상기 제1 기판 지지부보다 상기 제2 기판 지지부가 높은 제2 자세로 이행시키는 기판 경사 공정과, 상기 기판의 상기 제2 자세를 유지한 상태로 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 하강시켜, 상기 기판의 상기 제1 기판 지지부의 측에 마련된 얼라인먼트 마크와, 상기 마스크의 상기 제1 기판 지지부의 측에 마련된 얼라인먼트 마크가 함께 촬상 장치의 피사계 심도에 포함되는 상태를 형성하는 기판 하강 공정과, 상기 기판과 상기 마스크에 각각 마련된 상기 얼라인먼트 마크를 상기 촬상 장치에 의해 촬상하여 상기 기판과 상기 마스크의 상대 위치 정보를 취득하고, 상기 기판과 상기 마스크의 위치 어긋남량을 계측하는 계측 공정과, 상기 계측 공정에서 계측한 상기 위치 어긋남량이 소정의 임계값을 초과하는 경우, 상기 계측 공정에서 취득한 상대 위치 정보에 기초하여, 상기 기판과 상기 마스크의 위치 어긋남량이 감소하도록 상기 기판을 이동시키는 얼라인먼트 공정과, 상기 계측 공정에서 계측한 상기 위치 어긋남량이 소정의 임계값 이하인 경우, 상기 제2 압압부의 압압력을 상기 제1 압압부의 압압력보다 작은 압압력으로 변경하고, 상기 기판의 제2 자세를 유지한 상태로 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 하강시켜 상기 제1 기판 지지부의 측에서 상기 기판과 상기 마스크가 접촉된 후, 상기 제2 기판 지지부를 하강시켜 상기 기판을 상기 마스크에 재치하는 재치 공정을 구비한 구성을 채용하였다.
상기 구성에 의해, 기판의 제1 변을 기준으로 하여 이 제1 변 부근을 촬상 장치의 피사계 심도에 들어가도록 배치하여, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 위한 촬상을 행할 수 있다. 그 때문에, 성막 공정에서 이용되는 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관계되는 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2는 얼라인먼트 장치의 사시도이다.
도 3은 회전 병진 기구의 사시도이다.
도 4는 기판 보유지지부의 사시도이다.
도 5의 (a), (b)는 기판 보유지지부의 모식도이다.
도 6의 (a)는 기판 보유지지부에 보유지지되어 있는 기판을 위에서 본 도면, (b)는 마스크를 위에서 본 도면, (c)는 촬상 장치의 시야의 이미지도이다.
도 7은 성막실에 배치된 얼라인먼트 기구의 요부(要部) 구성의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 8의 (a) 내지 (f)는 얼라인먼트 기구의 얼라인먼트 동작의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 관계되는 성막 장치가 배치된 생산 라인의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 10은 얼라인먼트 기구의 요부의 구성의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 11은 기판 및 마스크의 얼라인먼트 제어의 흐름을 나타내는 플로우차트 도면이다.
도 12는 얼라인먼트 제어를 행하는 제어 장치의 구체적인 구성예를 나타내는 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 구성은 어디까지나 일례이며, 예를 들면 세부의 구성에 대해서는 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 당업자가 적절히 변경할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서 다루는 수치는, 참고 수치이며, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시형태인 기판 재치 방법, 성막 방법, 성막 장치, 유기 EL 패널의 제조 시스템 등에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서 참조하는 복수의 도면에서는, 특히 단서가 없는 한, 동일한 기능의 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙여 나타내는 것으로 한다. 또한, 동일 도면 내에 동일 또는 대응하는 부재를 복수개 갖는 경우에는, 도면 중에 a, b 등의 첨자를 부여해서 나타내지만, 이하의 설명에서는 구별할 필요가 없는 경우에는, a, b 등의 첨자를 생략하여 기술하는 경우가 있다.
도 1은 제1 실시형태에 관계되는 성막 장치(100)의 개략 구성을 나타내고 있다. 성막 장치(100)는, 기판(1)의 표면(피성막면)에 성막하는 장치이다. 성막 장치(100)는, 기판(1)의 표면에 진공 증착에 의해 소망의 패턴의 박막을 형성한다. 기판(1)은, 예를 들면 평판 형상의 유리 기판이다. 증착 재료로서는, 유기 재료, 무기 재료(금속, 금속산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 성막 장치(100)는, 예를 들면, 유기 EL 디스플레이와 같은 표시 장치의 디스플레이 패널, 박막 태양전지 등의 전자 디바이스를 제조하는 제조 시스템에 적용 가능하다. 특히, 성막 장치(100)는, 기판(1)으로서 유리 기판이 사용되고, 이 기판(1)이 대형화하는 경향이 있는 유기 EL 패널을 제조하는 제조 시스템에 바람직하게 적용할 수 있다.
성막 장치(100)는, 기판(1)에 성막 재료를 형성하기 위한 성막 챔버(4)의 성막 공간을 갖는 성막 챔버(4)와, 기판(1)을 성막 챔버(4) 내에 반입/반출하기 위한 게이트 밸브(15)를 구비한다. 또한, 성막 장치(100)는, 기판(1) 및 마스크(2)를 보유지지하여 양자의 상대적인 위치맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치(101)를 구비한다. 성막 챔버(4)에는, 성막 재료를 수납한 증착원(성막원)(7)을 설치하기 위한 기구가 마련되어 있다. 도 1은 증착 장치의 구성이지만, 얼라인먼트 장치(101)는, 스퍼터링법이나 CVD법 등, 증착법 이외의 성막 방법을 이용하는 성막 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 도 1에서는, 상하 방향을 Z축 방향(Z방향), 상하 방향에 직교하는 수평 방향을 X축 방향(X방향) 및 Y축 방향(Y방향)으로 나타내고 있다. 또한, 성막 챔버(4)에는, 진공 펌프(도 1에서는 도시하지 않음)가 접속되어 있고, 성막 챔버(4) 내를 성막할 수 있는 소망의 압력까지 감압할 수 있다.
얼라인먼트 장치(101)는, 성막 챔버(4)의 천판(天板)(3) 상에 탑재되는 구동부를 갖는 위치결정 기구(90)와, 기판(1)을 보유지지하는 보유지지부인 기판 보유지지부(8)와, 마스크(2)를 보유지지하는 마스크 보유지지부(9)를 구비한다.
위치결정 기구(90)는, 회전 병진 기구(111)와, 제1 구동부인 Z승강 기구(80)를 가지며, 성막 챔버(4)의 외측에 마련되어 있다. 가동부를 많이 포함하는 위치결정 기구(90)를 성막 챔버(4)의 성막 공간 밖에 배치함으로써, 성막 챔버(4) 내의 먼지 배출을 억제할 수 있다.
회전 병진 기구(111)는, 후술하는 바와 같이 기판(1)과 마스크(2)를 얼라인먼트할 때에, 기판 보유지지부(8), 즉, 기판(1)을, 천판(3)에 대하여 XY 방향, 및 Z축 주위의 회전 방향인 θz 방향으로 기판 보유지지부(8)를 이동시키는 것이다. Z승강 기구(80)는, 기판(1)과 마스크(2)를 서로 근접 또는 이격시키도록, 기판 보유지지부(8) 또는 마스크 보유지지부(9), 본 실시형태에서는 기판 보유지지부(8)를 Z방향으로 이동시키는 것이다.
Z승강 기구(80)는 Z승강 슬라이더(10)를 갖는다. Z승강 슬라이더(10)에는, 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)가 고정되어 있다. 이 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)는, 성막 챔버(4)의 천판(3)에 마련된 관통 구멍(16)을 통하여, 성막 챔버(4)의 외부와 내부에 걸쳐서 마련되어 있다. 그리고, 성막 챔버(4) 내에 있어서, 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)의 하부에 기판 보유지지부(8)가 마련되어, 피성막물인 기판(1)을 보유지지하는 것이 가능하게 되어 있다.
기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)와 천판(3)이 간섭하는 일이 없도록, 관통 구멍(16)은 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)의 외경에 대하여 충분히 크게 설계된다. 또한, 각 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)에 있어서의 성막 챔버(4)의 외측의 부분은, Z승강 슬라이더(10)와 천판(3)에 고정된 벨로우즈(40)에 의해 덮인다. 즉, 각 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)는, 성막 챔버(4)의 외측의 부분이 벨로우즈(40)로 덮임으로써, 각 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b) 전체를 성막 챔버(4)의 성막 공간과 동일한 상태(예를 들면, 진공 상태)로 유지할 수 있다.
벨로우즈(40)에는, 바람직하게는 Z방향 및 XY방향으로도 유연성을 갖는 것을 이용한다. 이에 의해, 얼라인먼트 장치(101)의 가동에 의해 벨로우즈(40)가 변위했을 때에 발생하는 저항력을 충분히 작게 할 수 있고, 위치조정 시의 부하를 저감할 수 있다. 마스크 보유지지부(9)는, 성막 챔버(4)의 내부의, 천판(3)의 성막 공간측의 면에 설치되어 있고, 마스크(2)를 보유지지할 수 있다. 유기 EL 패널의 제조에 널리 이용되는 마스크(2)는, 예를 들면 성막 패턴에 따른 개구를 갖는 마스크 박(箔)과, 강성이 높은 마스크 틀을 구비하고, 마스크 박은 마스크 틀에 인장된 상태로 고정된다. 이에 의해, 마스크 틀은 처짐을 저감한 상태로 마스크(2)를 보유지지할 수 있다.
위치결정 기구(90), 기판 보유지지부(8), 증착원(7)의 일련의 동작은, 처리부의 일례인 제어 장치(50)(제어부)에 의해 제어된다. 제어 장치(50)의 기능은, 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행함으로써 실현된다. 컴퓨터로서는, 범용의 퍼스널 컴퓨터를 이용해도 되고, 내장형 컴퓨터나, PLC(programmable logic controller)를 이용해도 된다. 또는, 제어 장치(50)의 기능의 일부 또는 모두를 ASIC나 FPGA와 같은 회로로 구성해도 된다. 또한, 성막 장치마다 제어 장치(50)가 마련되어 있어도 되고, 1개의 제어 장치(50)가 복수의 성막 장치를 제어하여도 된다.
도 12는 도 1의 제어 장치(50)를 구성하는 제어계의 일례를 나타내고 있다. 도 12의 제어계는, 주 제어 수단으로서의 CPU(1601), 기억 장치로서의 ROM(1602), 및 RAM(1603)을 구비한, 예를 들면 상기 PC 하드웨어, PLC 등에 의해 구성할 수 있다. ROM(1602)에는, 후술하는 제조 순서를 실현하기 위한 CPU(1601)의 제어 프로그램이나 상수 정보 등을 격납하여 둘 수 있다. 또한, RAM(1603)은, 그 제어 순서를 실행할 때에 CPU(1601)의 작업 영역 등으로서 사용된다. 또한, 도 12의 제어계에는, 외부 기억 장치(1606)가 접속되어 있다. 외부 기억 장치(1606)는, 본 발명의 실시에는 반드시 필요하지 않지만, HDD나 SSD, 네트워크 마운트된 다른 시스템의 외부 기억 장치 등으로 구성할 수 있다.
본 실시형태의 얼라인먼트 제어를 실현하기 위한 CPU(1601)의 제어 프로그램은, 상기 외부 기억 장치(1606)나, ROM(1602)의 (예를 들면, EEPROM 영역)과 같은 기억부에 격납하여 둘 수 있다. 그 경우, 본 실시형태의 제어 순서를 실현하기 위한 CPU(1601)의 제어 프로그램은, 네트워크 인터페이스(1607)를 통하여, 상기 각 기억부에 공급하고, 또한 새로운(별도의) 프로그램으로 갱신할 수 있다. 또는, 후술하는 제어 순서를 실현하기 위한 CPU(1601)의 제어 프로그램은, 각종의 자기 디스크나 광 디스크, 플래시 메모리 등의 기억 수단과, 그를 위한 드라이브 장치를 경유하여, 상기 각 기억부에 공급하고, 또한 그 내용을 갱신할 수 있다. 본 실시형태의 제어 순서를 실현하기 위한 CPU(1601)의 제어 프로그램을 격납한 상태에 있어서의 각종의 기억 수단, 기억부, 내지 기억 디바이스는, 본 발명의 제어 순서를 격납한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 구성하게 된다.
CPU(1601)에는, 얼라인먼트 화상 처리에 이용하는 화상을 촬상하기 위한 후술하는 촬상 장치(14)가 접속되어 있다. 도 12에서는, 간략화를 위해, 촬상 장치(14), 내지, 동일 도면 우측의 얼라인먼트 장치(101)의 구동계(1605)는 CPU(1601)에 직접 접속되어 있도록 도시되고 있다. 그러나, 이들 블록은 주지된 적당한 인터페이스(카메라 IF나 구동 회로)를 통하여 접속되어 있어도 된다.
네트워크 인터페이스(1607)는, 예를 들면 IEEE 802.3과 같은 유선 통신, IEEE 802.11, 802.15와 같은 무선 통신에 의한 통신 규격을 이용하여 구성할 수 있다. CPU(1601)는, 네트워크 인터페이스(1607)를 통하여, 다른 장치(1104, 1121)와 통신할 수 있다. 장치(1104, 1121)는, 예를 들면, 성막 장치(100)가 포함되는 생산 라인의 통할 제어 장치나, 관리 서버 등이어도 되고, 성막 장치(100)의 성막 처리에 관계되는 제어나 로깅을 행한다.
또한, 도 12의 제어 장치는, UI 장치(1604)(사용자 인터페이스 장치)를 구비한다. 이 UI 장치(1604)는, 조작부나 표시 장치로 구성된다. 조작부는, 핸디 터미널과 같은 단말, 또는 키보드, 조그 다이얼, 포인팅 디바이스 등의 디바이스(또는 그들을 구비한 어떠한 제어 단말)에 의해 구성된다. 또한, 표시 장치에는, 예를 들면 액정방식 이외에, 표시 출력할 수 있는 것이라면 임의의 방식의 디스플레이 장치를 이용할 수 있다.
UI 장치(1604)의 표시 장치에서는, 임의의 모니터 표시를 행할 수 있다. 예를 들면, UI 장치(1604)의 표시 장치에 의해, 상기 얼라인먼트 장치(101)의 구동 조건에 관련되는 데이터 등을 표시해도 된다. 또는, UI 장치(1604)의 표시 장치에 의해, 기판~마스크의 얼라인먼트를 위해 촬상 장치(14)가 촬상한 화상을 표시시켜도 된다.
다음으로, 얼라인먼트 장치(101)의 위치결정 기구(90)에 대해, 도 2를 이용하여 상세하게 설명한다.
도 2는 상기 얼라인먼트 장치(101)를 사시도의 형식으로 나타내고 있다. Z승강 기구(80)는, 상술한 Z승강 슬라이더(10), Z승강 베이스(13), 복수의 Z가이드(18), 모터(19), 및 볼 나사(20)를 구비한다.
Z가이드(18)는, Z승강 베이스(13)의 측면에, Z승강 베이스(13)에 대하여 Z방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되고, Z승강 슬라이더(10)에 고정되어 있다. Z승강 슬라이더(10)의 중앙에는, 구동력을 전달하기 위한 볼 나사(20)가 배치되어, Z승강 베이스(13)에 고정된 모터(19)로부터 전달되는 동력이 볼 나사(20)를 통하여 Z승강 슬라이더(10)에 전달된다.
모터(19)는, 도시하지 않는 회전 인코더를 내장하고 있고, 인코더의 회전수를 통하여 Z승강 슬라이더(10)의 Z방향의 위치를 계측할 수 있다. 모터(19)의 구동을, 제어 장치(50)(도 1) 내지 CPU(1601)(도 12)로 제어함으로써, Z승강 슬라이더(10), 즉, 기판 보유지지부(8)의 Z방향의 정밀한 위치결정이 가능하다. 또한, 여기서는 모터(19)가 회전 모터인 경우에 대해 설명했지만, 모터(19)는 다른 형식의 모터, 예를 들면 리니어 모터 등이어도 된다. 이 경우, 회전 인코더 대신에 선형 인코더를 배치하면 되고, 볼 나사(20)는 생략할 수 있다.
도 3은 회전 병진 기구(111)의 구성을 사시도의 형식으로 나타내고 있다. 도 1, 도 2의 얼라인먼트 장치(101)에서는, Z승강 슬라이더(10) 및 Z승강 베이스(13)가 회전 병진 기구(111) 위에 배치되어 있다. 이 구성에서는, Z승강 베이스(13)와 Z승강 슬라이더(10)의 전체를, 회전 병진 기구(111)에 의해 X, Y, θz 방향으로 구동시킬 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 회전 병진 기구(111)는, 복수의 구동 유닛(21a∼21d)을 구비한다. 도 3의 구성에서는, 구동 유닛(21a∼21d)은, 각각 베이스의 4개의 코너에 배치되어 있고, 인접하는 코너에 배치된 구동 유닛을 Z축 주위로 90도 회전시킨 방향으로 배치되어 있다.
각 구동 유닛(21a∼21d)은, 구동력을 발생시키는 모터(41)를 구비하고 있다. 또한, 모터(41)의 구동력이 볼 나사(42)를 통하여 전달됨으로써, 제1 방향으로 슬라이딩하는 제1 가이드(22)와, XY 평면에 있어서 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 슬라이딩하는 제2 가이드(23)를 구비하고 있다. 또한, Z축 주위로 회전 가능한 회전 베어링(24)을 구비하고 있다. 예를 들면, 구동 유닛(21c)의 경우에는, X방향으로 슬라이딩하는 제1 가이드(22), X방향과 직교하는 Y방향으로 슬라이딩하는 제2 가이드(23), 회전 베어링(24)을 가지고 있고, X모터(41)의 힘이 볼 나사(42)를 통하여 제1 가이드(22)에 전달된다.
모터(41)는 도시하지 않는 회전 인코더를 내장하고 있고, 이 회전 인코더를 통하여, 제1 가이드(22)의 변위량을 계측할 수 있다. 각 구동 유닛(21a∼21d)에 있어서, 모터(41)의 구동을, 제어 장치(50)(도 1) 내지 CPU(1601)(도 12)로 제어함으로써, Z승강 베이스(13), 즉, 기판 보유지지부(8)의 X, Y, θz 방향에 있어서의 위치를 정밀하게 제어할 수 있다.
예를 들면, Z승강 베이스(13)를 X방향으로 이동시키는 경우에는, 구동 유닛(2lb)과 구동 유닛(21c)의 각각에 있어서 X방향으로 슬라이딩시키는 구동력을 모터(41)에 의해 발생시켜, Z승강 베이스(13)에 그 구동력을 전달한다. 또한, Y방향으로 이동시키는 경우에는, 구동 유닛(21a)과 구동 유닛(21d)의 각각에 있어서 Y방향으로 슬라이딩시키는 구동력을 모터(41)에 의해 발생시켜, Z승강 베이스(13)에 그 구동력을 전달한다.
Z승강 베이스(13)를 Z축 주위의 θz 방향으로 회전시키는 경우에는, 대각으로 배치된 구동 유닛(21c)과 구동 유닛(2lb)을 이용하여, Z축 주위로 θz 회전시키기 위해 필요한 힘을 발생시켜, Z승강 베이스(13)에 그 힘을 전달하면 된다. 또는, 구동 유닛(21a)과 구동 유닛(21d)을 이용하여, Z승강 베이스(13)에 회전에 필요한 힘을 전달해도 된다.
다음으로, 기판 보유지지부(8)의 구성에 대해, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 기판(1)을 보유지지한 상태에서 마스크 보유지지부(9)의 상부에 위치하는 기판 보유지지부(8) 전체를 사시도의 형식으로 나타내고 있다. 기판 보유지지부(8)는, 사각 형상의 기판(1)의, 서로 대향하는 2변(여기서는 장변) 측의 단부를 보유지지한다. 또한, 기판 보유지지부(8)는, 기판(1)의 피성막면을 아래로 하여, 즉, 기판(1)의 피성막면이 마스크(2)에 대향하도록 보유지지한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 기판 보유지지부(8)는, 기판(1)의 단부를 지지하는 복수의 기판 수취 핑거(26a)(제1 기판 지지부), 및 복수의 기판 수취 핑거(26b)(제2 기판 지지부)를 구비한다. 복수의 기판 수취 핑거(26a)는, 기판(1)의 2개의 장변 중 일방의 장변측의 단부를 따라 배치되고, 복수의 기판 수취 핑거(26b)는, 기판(1)의 2개의 장변 중 타방의 장변측의 단부를 따라 배치된다.
또한, 기판 보유지지부(8)는, 복수의 기판 수취 핑거(26a)와 대향하여 배치되며, 구동 샤프트(34a)를 통하여 Z방향으로 구동되어, 기판 수취 핑거(26a) 방향으로 기판(1)을 압압 가능한 복수의 클램프(27a)(제1 압압부)를 가지고 있다. 또한, 기판 보유지지부(8)는, 복수의 기판 수취 핑거(26b)와 대향하여 배치되며, 구동 샤프트(34b)를 통하여 Z방향으로 구동되어, 기판 수취 핑거(26a) 방향으로 기판(1)을 압압 가능한 복수의 클램프(27b)(제2 압압부)를 가지고 있다. 복수의 기판 수취 핑거(26a, 26b)에 대하여 복수의 클램프(27a, 27b)를 근접시켜, 기판(1)의 단부를 사이에 끼워 협지함으로서, 기판(1)을 고정하고, 또한, 기판(1)의 처짐을 저감한 상태로 보유지지할 수 있다. 또한, 기판(1)의 장변측의 단부가 아니라 단변측의 단부를 보유지지해도 되지만, 장변측의 단부를 보유지지하는 편이 기판(1)의 처짐량이 적기 때문에 바람직하다.
또한, 기판 보유지지부(8)는, 기판 보유지지 샤프트(12a)의 하부에 고정된, 복수의 기판 수취 핑거(26a)를 지지하는 보유지지부 베이스(25a)를 갖는다. 또한, 기판 보유지지부(8)는, 기판 보유지지 샤프트(12b)의 하부에 고정된, 복수의 기판 수취 핑거(26b)를 지지하는 보유지지부 베이스(25b)를 갖는다. 보유지지부 베이스(25a, 25b)는, 각각 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)에 의해 독립적으로 상하이동 가능하고, 임의의 제어 위치에서 위치결정할 수 있다. 이 보유지지부 베이스(25a, 25b)는, 기판(1)의 장변측의 단부와 같은 길이를 갖는 판형상 부재이다.
또한, 마스크(2)의 마스크 틀에는, 기판(1)을 마스크(2)에 재치할 때에 기판 수취 핑거(26a, 26b)와의 간섭을 회피하기 위한 복수의 홈을 마련해 둔다. 이 홈과 기판 수취 핑거(26a, 26b)와의 클리어런스를 수mm 정도로 설정해 두면, 기판(1)을 마스크(2)에 재치한 후에 기판 수취 핑거(26a, 26b)가 더 하강하여도, 마스크 틀(6b)과 기판 수취 핑거(26a, 26b)가 서로 간섭하는 것을 회피할 수 있다.
본 실시형태에서는, 후술하는 얼라인먼트 동작을 행하기 위해, 보유지지부 베이스(25a, 25b)를 이동시키기 위한 기판 보유지지 샤프트(12a, 12b)는, 서로 독립적으로 승강시킬 수 있도록 구성한다.
본 실시형태에서는, 복수의 클램프(27a)가 클램프 유닛(28a)에 포함되고, 복수의 클램프(27b)가 클램프 유닛(28b)에 포함되어 있는 것으로 한다. 또한, 클램프 유닛(28a, 28b)의 압압 동작은 서로 독립적으로 제어할 수 있는 것으로 한다.
클램프 유닛(28a, 28b), 내지 클램프(27a, 27b)의 압압 해방(언클램프) 상태와, 압압(클램프) 상태를 각각 도 5의 (a), (b)에 나타낸다. 이하, 클램프 유닛(28a, 28b)의 동작의 개략을 설명하지만, 여기서는 클램프 유닛(28a)을 예로 설명하고, 클램프 유닛(28b)은 클램프 유닛(28a)과 동일한 구성이기 때문에 설명을 생략하는 것으로 한다.
클램프 유닛(28a)의 복수의 클램프(27a)는, 클램프 슬라이더(32a)(도 4)에 고정되어 있다. 클램프 슬라이더(32a)는, 기판 보유지지부(8)의 보유지지부 베이스(25a)와 보유지지부 상판(35a)과의 사이에 배치된 리니어 부시(39a)에 의해, Z방향으로 가이드된다. 클램프 슬라이더(32a)는, 천판(3)을 관통하는 구동 샤프트(34a)(도 4)를 통하여 Z승강 슬라이더(10)에 고정된다. 클램프 슬라이더(32a)는 구동 샤프트(34a)를 통하여 전동 실린더(36a)로부터 발생하는 힘에 의해 Z방향으로 구동할 수 있다.
클램프(27a)가 도 5의 (a)에 나타내는 위치부터 하강하여 도 5의 (b)에 나타내는 위치에 이르면, 클램프(27a)는 기판 수취 핑거(26a) 상에 재치된 기판(1)의 상면에 접촉하고, 기판(1)을 기판 수취 핑거(26a)를 향하여 압압한다. 이에 의해, 기판 수취 핑거(26a)의 협지면과 클램프(27a)의 협지면의 사이에서 기판(1)을 보유지지한 상태가 된다.
클램프(27a)의 상부에는, 클램프(27a)에 의해 일정한 하중을 부가하여 기판(1)을 보유지지하기 위해서, 지지력(하중)을 발생시키는 스프링(29a)이 배치된다. 클램프(27a)와 스프링(29a)의 사이에는 로드(31a)가 존재하고, 클램프(27a)가 Z방향으로 안내된다. 스프링(29a)은 하중 조정 나사(30a)에 의해 갭(g)의 크기를 바꿈으로써 전장을 조정할 수 있다. 따라서, 스프링(29a)의 압입량에 의해, 로드(31a)를 통하여 클램프(27a)에 발생하는 압입력도 자유로이 조정 가능하다. 또한, 이 압입력이 수 N 내지 수십 N 정도라면, 기판(1)의 자중보다 큰 하중으로 기판(1)을 누를 수 있고, 얼라인먼트 중에 기판(1)이 어긋나는 것을 억제할 수 있다.
이상의 구성에 의하면, 클램프 유닛(28a, 28b), 내지 클램프(27a, 27b)의 압압력에 의해 기판(1)을 보유지지한 상태로, 얼라인먼트 장치(101)에 의해 X, Y, θz 방향 및 Z방향으로 이동하고, 위치결정할 수 있다. 또한, 클램프 유닛(28a)의 복수의 클램프(27a)는, 각각 개별로 마련된 구동 기구에 의해 상하로 구동되어도 되고, 또한, 클램프 유닛(28b)의 복수의 클램프(27b)도 각각 개별로 마련된 구동 기구에 의해 상하로 구동되어도 된다. 또한, 보유지지부 베이스(25a)와 기판 수취 핑거(26a)의 사이에는 스페이서(41a)가 마련되고, 보유지지부 베이스(25b)와 기판 수취 핑거(26b)의 사이에는 스페이서(4lb)가 마련되어 있다.
다음으로, 기판(1)과 마스크(2)의 위치, 즉, 각각의 얼라인먼트 마크의 위치를 동시에 계측하기 위한 촬상 장치에 대해 설명한다. 도 1에 있어서 천판(3)의 외측의 면에는, 마스크(2) 상의 얼라인먼트 마크(마스크 마크) 및 기판(1) 상의 얼라인먼트 마크(기판 마크)의 위치를 취득하기 위한 위치 취득 수단인, 복수(본 실시형태에서는 4개)의 촬상 장치(14)가 배치된다. 또한, 이하에서는, 클램프 유닛(28a) 내지 클램프(27a) 측의 예를 들면 2개의 촬상 장치를 촬상 장치(14a), 클램프 유닛(28b) 내지 클램프(27b) 측의 예를 들면 2개의 촬상 장치를 촬상 장치(14b)라고 하는 경우가 있다(후술하는 도 7 참조). 촬상 장치(14)는, 고해상도의 촬상이 가능한 카메라(141), 촬상 광학계(142), 조명부(143)로 구성된다(도 7).
천판(3)(도 1, 도 2)에는, 촬상 장치(14)에 의해 성막 챔버(4)의 내부에 배치된 얼라인먼트 마크의 위치를 계측할 수 있도록, 카메라 광축 상에 관통 구멍 및 창 유리(17)가 마련되어 있다. 또한, 촬상 장치(14)의 내부 또는 근방에는, 도시하지 않는 조명(후술하는 조명부(143))이 마련되어, 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트 마크 근방에 조명광을 조사하여, 정확한 마크 상을 계측할 수 있다.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)를 참조하여, 촬상 장치(14)를 이용하여 기판 마크(37)와 마스크 마크(38)의 위치를 계측하는 방법을 설명한다. 도 6의 (a)는, 기판 보유지지부(8)에 보유지지되어 있는 상태의 기판(1)을 위에서 본 도면이다. 기판(1) 상에는, 도 1의 촬상 장치(14)로 계측 가능한 기판 마크(37)가 기판(1)의 4개의 코너에 형성되어 있다. 예를 들면, 마스크(2)에 대하여 기판(1)이 평평하게 재치된 상태라면, 4개의 기판 마크(37)를 4개의 촬상 장치(14)에 의해 동시에 촬상한다. 그리고, 도 1의 제어 장치(50)가, 촬상 화상으로부터 각 기판 마크의 중심 위치인 4점을 구하고, 4점의 위치 관계로부터 기판(1)의 병진량, 회전량을 산출한다. 이에 의해, 제어 장치(50)는 기판(1)의 위치 정보를 취득할 수 있다.
또한, 후술하는 얼라인먼트 제어에서는, 기판(1)의 클램프 유닛(28a) 내지 클램프(27a) 측의 촬상 장치(14a)에 의해, 예를 들면 2개의 기판 마크(37)를 촬상하고, 2점의 위치 관계로부터 기판(1)의 병진량, 회전량을 산출한다. 이와 같은 계측 처리에 의해서도, 클램프 유닛(28a) 내지 클램프(27a) 측을 기준으로 한 기판(1)의 얼라인먼트 정보를 취득할 수 있다.
또한, 도 6의 (b)는 마스크(2)를 위에서 본 도면이다. 마스크(2)의 4개의 코너에는 촬상 장치(14)로 계측 가능한 마스크 마크(38)가 형성되어 있다. 예를 들면 4개의 마스크 마크(38)를 4개의 촬상 장치(14)에 의해 동시에 촬상하고, 도 1의 제어 장치(50)가, 촬상 화상으로부터 각 마스크 마크의 중심 위치인 4점을 구하고, 4점의 위치 관계로부터 마스크(2)의 병진량, 회전량 등을 산출한다. 이와 같이 하여, 제어 장치(50)는 마스크(2)의 위치 정보를 취득할 수 있다.
실제로는, 기판(1)과 마스크(2)가 Z방향으로 겹쳐 있으므로, 기판 마크(37)와 마스크 마크(38)는 촬상 장치(14)에 의해 동시에 촬상된다. 도 6의 (c)는, 1개의 촬상 장치(14)에 의해, 1조의 마스크 마크(38) 및 기판 마크(37)를 촬상했을 때의 시야(43)의 이미지를 나타내고 있다. 이와 같이 촬상 장치(14)의 시야(43) 내에 있어서, 기판 마크(37)와 마스크 마크(38)를 동시에 촬상할 수 있고, 마크 중심끼리의 상대적인 위치를 측정할 수 있다. 또한, 제어 장치(50)와는 다른 화상처리 장치를 준비하고, 그 화상 처리 장치에 화상 처리를 행하게 하여, 마크의 위치를 계측해도 된다. 마스크 마크(38) 및 기판 마크(37)의 형상은, 각각의 중심 위치를 산출하기 쉬운 형상이라면 어떠한 형상이어도 좋지만, 서로를 구별할 수 있도록, 서로 다른 형상인 것이 바람직하다.
정밀도가 높은 얼라인먼트가 요구되는 경우, 촬상 장치(14)로서 수μm 정도의 고해상도를 갖는 고배율 카메라가 이용된다. 이 고배율 카메라는, 시야가 수mm로 좁기 때문에, 기판(1)을 수취 핑거에 재치한 상태의 어긋남이 크면, 기판 마크(37)가 시야에서 벗어나 버리는 경우가 있다. 이에, 고배율 카메라에 의한 촬상 장치(14)와는 별개로, 고배율 카메라와 아울러 넓은 시야를 갖는 저배율 카메라를 병설해도 된다. 그 경우, 저배율 카메라를 이용하여 마스크 마크(38)와 기판 마크(37)가 동시에 고배율 카메라의 시야에 들어가도록, 대략적인 얼라인먼트를 행한 후, 고배율 카메라를 이용하여 높은 정밀도로 위치 계측을 행할 수 있다.
제어 장치(50)는, 촬상 장치(14)에 의해 취득한 마스크(2)의 위치 정보 및 기판(1)의 위치 정보로부터, 마스크(2)와 기판(1)의 상대 위치 정보를 구할 수 있다. 제어 장치(50)는, 이 상대 위치 정보를 이용하여 승강 슬라이더(10), 회전 병진 기구(111), 및 기판 보유지지부(8)의 각각의 구동량을 제어한다. 촬상 장치(14)로서 고배율 카메라를 사용한 경우, 예를 들면 마스크(2)와 기판(1)의 상대 위치를 수μm의 정밀도로 조정할 수 있다.
마스크(2)와 기판(1)의 얼라인먼트가 완료된 후에는, 성막 챔버(4)의 성막 공간에 배치된 증착원(7)으로부터 성막 재료의 증기를 방출시키고, 기판(1)의 표면에 마스크(2)를 통하여 성막하는 성막 공정을 개시한다.
계속해서, 도 7 내지 도 11을 참조하여, 본 실시형태의 성막 장치의 구성과, 기판 및 마스크의 얼라인먼트 동작에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 7은 본 실시형태의 성막 장치의 얼라인먼트 기구의 요부의 구성을, 도 8의 (a) 내지 (f)는 얼라인먼트 기구의 얼라인먼트 동작을, 도 9는 본 실시형태의 성막 장치가 배치된 생산 라인의 구성을 나타내고 있다. 또한, 도 10은 얼라인먼트 기구의 요부의 구성의 일례를, 도 11은 도 12의 제어계에 의한 얼라인먼트 제어의 흐름을 나타내고 있다.
도 9에 나타낸 생산 라인은, 복수의 성막실(31)이 반송실(33)에 접속된 구성으로, 일반적으로 클러스터형 라인이라고 불리는 경우가 있다. 도 9에 나타낸 생산 라인에서는, 생산 라인의 선두에는 투입실(32)이 마련되어 있다. 대기압 하에서 기판(1)을 투입실(32)에 투입하고 나서 투입실(32)을 진공 배기함으로써, 성막실(31)이나 반송실(33)은 진공 상태로 기판(1)을 반송할 수 있다. 이 생산 라인의 반송 방식은, 투입실(32)로 기판을 1장씩 투입하는 매엽식(枚葉式)이어도 되고, 어느 정도의 수량을 일괄해서 넣는 카세트식의 처리이어도 되고, 당업자는 전 공정과의 접속에 맞는 방식을 선택할 수 있다.
마스크(2)를 투입하는 마스크실(도시하지 않음)은, 반송실(33)에 면하거나, 또는 성막실(31)에 면하여 배치할 수 있다. 특히, 반송실(33)에 설치되는 반송 기구(34)가 마스크(2)를 반송할 수 있는 가반(可搬) 중량이 있으면, 반송실(33)에 마스크실을 장착해도 된다.
예를 들면, 유기 EL 디스플레이의 제조 라인에 있어서는, 복수의 막을 적층하여 성막하는 것이 필요하다. 이에, 유기 EL 디스플레이를 제조한다면, 도 9의 생산 라인에는, 적어도 필요한 막의 수만큼 성막실(31)이 필요하다. 또한, 막두께나 성막 레이트에 따라 동일 막이라도 복수의 성막실(31)이 필요하게 되는 경우도 있다. 생산 라인의 성막실(31)의 수는 임의이며, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
또한, 반송실(33)의 사이에는, 패스실(35)이 배치된다. 패스실(35)은, 예를 들면 반송실(33)의 접속을 행하는 기능과, 기판(1)의 방향을 일정하게 하는 기능을 갖는다. 예를 들면, 도시하지 않는 회전 기구에서 기판(1)을 180°회전함으로써, 각 클러스터에서의 기판 방향을 일정하게 할 수 있다.
도 9의 성막실(31)은, 도 1 내지 도 6에 나타낸 성막 장치(100)에 상당하고, 얼라인먼트 장치(101)를 구비한다. 얼라인먼트 장치(101)의 요부의 구성을 도 7에 나타낸다. 상술한 바와 같이, 얼라인먼트 장치(101)는, 성막실(31)의 성막 챔버(4) 내에 배치되어 있다. 도 7에서는, 얼라인먼트 장치(101)의 얼라인먼트 동작에 필요한 부위를 간략하게 나타내고 있고, 그 참조 부호는 상술한 것과 같아서, 이하에서는 각 부위에 관한 중복되는 기술은 생략하는 것으로 한다.
도 7의 얼라인먼트 장치(101)는, 상술한 클램프 유닛(28a, 28b)을 구비한다. 클램프 유닛(28a, 28b)은, 독립적으로 승강 동작할 수 있도록 구동계가 구성되어 있고, 기판 수취 핑거(26a, 26b)와, 클램프(27a, 27b)를 구비하고 있다. 마스크 박 및 마스크 틀로 이루어지는 마스크(2)는 마스크 보유지지부(9)에 의해, 증착원(7)의 상방에 지지되어 있다. 또한, 클램프 유닛(28a, 28b)에 의해 보유지지되는 기판(1)과, 마스크(2)의 얼라인먼트 상태를 촬상하기 위해, 얼라인먼트 장치(101)의 상부에 촬상 장치(14a, 14b)가 배치되어 있다. 촬상 장치(14a, 14b)는, 예를 들면 각각 2대씩, 클램프 유닛(28a, 28b)의 상부 근방에 배치되어, 도 6과 같이 기판(1) 및 마스크(2)의 4개의 코너에 배치된 기판 마크(37) 및 마스크 마크(38)를 촬상한다.
성막 처리 시에는, 상술한 바와 같이, 드라이 펌프(123)에 의해 러프 배기(rough pumping)의 압력 영역까지 배기를 행한다. 예를 들면, 성막 챔버(4)의 압력이 50Pa 이하가 될 때까지 드라이 펌프(123)에 의해 배기를 행한다. 그리고, 성막 챔버(4) 내의 압력이 50Pa 이하가 되면, 도시하지 않는 밸브를 전환하고, 크라이오 펌프(124)에 의해, 주 배기를 행한다. 본 실시형태에서는, 크라이오 펌프(124)에 의해 10-5 Pa 내지 10-4 Pa 대의 압력 영역까지 배기를 행하고, 이 압력 환경 하에서 성막을 행한다.
크라이오 펌프(124)로 주 배기를 행하여, 상기 압력이 달성되면, 증착원(7)의 가열을 행한다. 본 실시형태에 있어서는, 1×10-4 Pa 이하의 압력이 되고 나서 증착원(7) 내에 설치된 도시하지 않는 히터에 통전함으로써 증착원(7)의 온도를 상승시킨다. 증착원(7) 내부에는 도가니라고 불리는 증착 재료의 용기가 수용되어 있고(상세는 도시하지 않음), 증착원(7) 내부의 히터에 의해 도가니를 가열하여, 최종적으로 도가니 내부에 수납된 증착 재료의 온도를 상승시킨다.
증착원(7)의 온도는, 예를 들면 증착원(7) 내에 마련된 열전대(도시하지 않음)에 의해 온도를 측정하면서, 가열 개시 초기 상태에 있어서는 원하는 온도 구배에 의해 가열을 행하도록 제어한다. 유기 재료이면 300 내지 400℃ 정도가 성막온도이며, 어느 정도의 온도가 되었을 때 도시하지 않는 레이트 센서에 의한 제어로 전환한다. 레이트 센서는 증착 재료의 성막 레이트를 모니터링함으로써, 원하는 성막 레이트에서 안정된 레이트가 되면 기판(1)에 대한 성막을 행할 수 있다.
기판(1)에 대한 성막을 행하기에 앞서, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트(위치맞춤)를 행한다. 이 얼라인먼트 제어는, 상기 증착 처리, 예를 들면 압력 제어나 증착원(7)의 가열 등의 처리는, 제어 장치(50)(CPU(1601))에 의해 비동기적으로 제어할 수 있다. 기판(1)에는 성막하지 않는 비성막 영역이 있고, 그 부분에 증착 재료를 부착시키지 않기 위해 마스크(2)를 이용한다. 마스크(2)에는 성막 영역에 개구부가 있고, 비성막 영역에 마스크부가 마련되어 있다. 디스플레이용으로 구분 성막하는 경우라면, 적·녹·청의 재료를 구분 성막할 필요가 있으며, 최근에는, 고정세화를 위해 얼라인먼트의 고정밀도화의 수요가 향상되고 있다.
예를 들면, 적색의 발광 재료를 구분 성막할 때에는, 기판(1)에 형성된 적색용의 전극 부분에 대해 개구부가 설치된 마스크(2)와 기판(1)을 위치맞춤하고 나서 적색의 증착 재료를 성막한다. 이에 의해, 적색 전극 부분에만 적색 재료가 형성되게 된다. 위치맞춤을 고정밀도로 함으로써, 다른 색이 혼합되는 것이 방지되고, 또한 전극 간격을 좁게 하는 것이 가능해지기 때문에, 유기 EL 디스플레이의 성능을 향상시킬 수 있다. 얼라인먼트 장치(101)는, 상술한 바와 같이, 성막 챔버(4)의 천판(3)으로부터 매달아 내려지도록 배치되어 있다.
도 11은 본 실시형태에 있어서의 얼라인먼트 동작의 흐름을 나타내고 있다. 기판(1)은 반송실(33) 내에 배치된 반송 기구(34)에 의해, 성막실(31) 내의 얼라인먼트 장치(101)로 반송된다. 이러한 기판 전달 시에, 얼라인먼트 장치(101)는 기판(1)을 수평 상태로 기판 수취 핑거(26a, 26b) 상으로 전달한다(S101). 이러한 기판(1)의 수평 상태가 기판의 제1 자세이다.
다음으로, 수평 상태로 파지된 기판(1)의 4변 중, 적어도 제1 변, 제2 변의 2변을 클램프한다(S102). 예를 들면, 제1 압압부, 제2 압압부로서 기능하는 클램프(27a, 27b)를 작동시켜, 제1 기판 지지부, 제2 기판 지지부로서의 기판 수취 핑거(26a, 26b)에 대해 기판(1)을 압압한다.
본 실시형태의 얼라인먼트 장치(101)에 의한 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트 동작에서는, 수평 상태로 파지된 기판(1)의 4변 중 2변은 파지하지 않는 상태로 한다. 그리고, 클램프 유닛(28a, 28b)에 의해 남은 클램프한 2변 중 적어도 1변을 상방으로 들어 올린다(S103: 기판 경사 공정). 예를 들면, 도 8의 예에서는, 우측의 클램프 유닛(28b)을 클램프 유닛(28a)과는 독립적으로 도 8의 (a)와 같이 상승시키고, 도면 중 우측의 파지하고 있는 1변을 상승시킨다. 이에 의해, 기판(1)은, 클램프 유닛(28a, 28b)이 동일한 높이에 위치하는 제1 자세로부터, 클램프 유닛(28b)을 클램프 유닛(28a)보다 높은 위치에 위치시킨 제2 자세로 이행한다. 이 기판(1)을 경사시킨 상태가 기판의 제2 자세이며, 본 실시형태에서는, 이 제2 자세에 있어서 좌측의 상승시키지 않고 클램프 유닛(28a)으로 파지하고 있는 기판(1)의 1변을 기준 변으로 한다.
다음으로, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이 전체적으로 기판(1)을 마스크(2)에 접근시킨다(S104: 기판 하강 공정). 이 때, 좌측의 클램프 유닛(28a)으로 파지하고 있는 기판(1)의 기준 변은, 마스크(2)와 접촉하지 않고, 또한, 촬상 장치(14a)(도 8의 (c))의 촬상 광학계(142)의 피사계 심도 내에, 기판(1) 및 마스크(2)가 진입하는 바와 같은 높이로 제어한다. 이에 의해, 촬상 장치(14a)에 의해, 고정밀도로 기판 마크(37) 및 마스크 마크(38)를 촬상할 수 있다. 또한, 기판(1)과 마스크(2)를 접촉시키지 않기 때문에, 서로 마찰하지 않고 얼라인먼트(후술하는 S106, S107)를 행할 수 있다.
다음으로, 도 8의 (c)에 나타내는 바와 같이 기판(1)과 마스크(2)가 가장 근접한 기준 변(제1 변)에 배치된, 기판 마크(37) 및 마스크 마크(38)를 촬상한다. 2군데의 마크를 촬상 장치(14a)에 의해 촬영한다. 그리고, 촬상 장치(14a)에 의해 촬상된 화상을 화상 처리하고, 수치 연산을 행하여, 촬상한 기준 변 부근에 있어서의 기판(1)과 마스크(2)의 예를 들면 XY 평면을 따른 어긋남량을 산출한다(S105: 계측 공정).
그리고, 계측된 어긋남량이 감소하도록 클램프 유닛(28a, 28b)에 의해 파지한 기판(1)을 이동시킨다(S106, S107: 얼라인먼트 공정). 여기서는, 기판(1)을 얼라인먼트 이동시키고(S106), 얼라인먼트 후의 어긋남량을 산출(S107)한다. 이 어긋남량의 산출(S107)은, 예를 들면 다시, 촬상 장치(14a)에 의한 촬영과 화상 처리를 행함으로써 실시할 수 있다. S107에서, 얼라인먼트 후의 어긋남량이 임계값 이하이면 S108로 진행하고, 임계값보다 큰 경우에는 S106으로 돌아가 다시 얼라인먼트 동작을 행한다.
다음으로, 도 8의 (d)에 나타내는 바와 같이, 상방(도면 중 우측)의 클램프 유닛(28b)의 클램프 힘(압압력)을 해제 또는 적어도 클램프 유닛(28a)의 클램프 힘(압압력)보다 작은 값으로 제어한다(S108). 계속해서, 클램프 유닛(28a, 28b)의 고저 차를 유지한 채, 즉, 기판(1)의 제2 자세(경사 자세)를 유지한 채, 기판(1)을 하강시켜, 기판(1)과 마스크(2)를 접근시킨다(S109).
도 8의 (e)에 나타내는 바와 같이 기판(1)과 마스크(2)의 1변이 접촉하면, 클램프 유닛(28a)의 하강은 정지시키고, 상방(도면 중 우측)의 클램프 유닛(28b)의 하강 동작을 속행시켜, 기판(1)의 우측 제2 변을 마스크(2)에 접근시킨다(S110). 이 동작을 계속하면, 도 8의 (f)에 나타내는 바와 같이 기판(1)과 마스크(2)가 밀착하는 상태가 된다(S111).
도 8의 (f)에 나타내는 바와 같이 기판(1)과 마스크(2)가 밀착한 상태에 있어서, 추가로 기판 마크(37) 및 마스크 마크(38)를 촬상하고, 기판(1)과 마스크(2)의 밀착 후의 어긋남량을 산출한다(S112). 이 경우, 예를 들면, 촬상 장치(14a, 14b)를 이용하여 기판(1) 및 마스크(2)의 4개의 코너에 배치된 기판 마크(37) 및 마스크 마크(38)를 촬상한 결과에 기초하여, 어긋남량을 계측한다. 산출한 어긋남량이 임계값 이하이면 얼라인먼트 동작을 종료하고, 임계값보다 큰 경우에는, S114를 경유하여 S104로 복귀한다(S113). 또한, S114에서는, 클램프 유닛(28a, 28b)에 의해 기판(1)을 클램프하고, 미소량 상승시키고, 추가로, 1변, 예를 들면 이 예에서는 우측의 기판(1)의 제2 변을 상방으로 이동시킨다. 이 S114는, S103이 종료한 후와 동일한 상태(기판(1)의 제2 자세)를 형성하기 위한 것이다.
이상과 같이 하여 얼라인먼트가 완료되면 성막 동작을 행한다. 레이트 센서(도시하지 않음)에 의해 증착원(7)이 원하는 성막 레이트로 된 것을 확인하고, 증착원(7)에 의해 소망의 재료를 소망의 막두께로 기판(1)에 퇴적시킨다. 그 때, 성막을 필요로 하지 않는 부위는 마스크(2)에 의해 마스킹되고, 그 부위에는 증착 재료가 부착되지 않도록 제어된다.
또한, 증착원(7)에는 직선 형상으로 증착 재료가 방출되는 구멍이 마련되어 있다(상세는 도시하지 않음). 또한, 증착원(7)은, 예를 들면 기판 하면의 증착이 필요한 범위를 커버할 수 있도록 이동 가능하도록 구성해 둘 수 있다. 예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같은 유기 EL 디스플레이의 유기 EL 패널을 생산하는 생산 라인에 있어서는, 각각의 성막실(31)에서 상기와 같은 공정을 반복하여, 기판(1)에 대해 필요한 장소에 필요한 막을 성막할 수 있다. 이하에서는, 성막 장치에 있어서의 구체적인 실시 태양을 나타내는 몇 가지의 실시예를 설명한다.
<실시예 1>
본 실시예는, 주로 도 7, 도 8을 참조하여 설명한다. 본 실시예에 있어서의 기판(1)은, 이른바 제4 세대라고 불리는 기판 사이즈이며, 구체적으로는 930×720×0.5t(mm)의 무알칼리 유리 기판을 사용했다. 통상의 생산에 있어서는 기판(1)에는 유기 EL 디스플레이용의 TFT가 형성되어 있지만, 본 실시예에 있어서는 얼라인먼트 동작을 검증하도록, 얼라인먼트 마크와 각 전극 패턴만이 무알칼리 유리 형상으로 형성된 기판을 이용했다.
기판(1)은, 도시하지 않는 기판 반송 기구에 의해 얼라인먼트 장치(101)에 진공 분위기에서 수평 자세로 반송된다. 얼라인먼트 장치(101)는, 기판(1)을 수평 상태(제1 자세)로 파지하고, 본 실시예에 있어서는, 장변 930의 2변의, 예를 들면 각각 4개소를 클램프 유닛(28a, 28b)에 의해 클램프한다.
얼라인먼트 동작에서는, 먼저, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이 기판(1)의 장변(930mm)의 2변을 클램프한 상태로, 클램프한 2변(제1 변, 제2 변) 중 1변, 예를 들면 우측의 1변(제2 변)을 상승시켜, 경사 자세(제2 자세)를 형성한다. 본 실시예에서는, 이 경사 자세(제2 자세)에 있어서의 우측의 1변(제2 변)의 상승량은 5mm가 되도록, 클램프 유닛(28a, 28b)의 고저 차를 이 값으로 제어한다. 상기 사이즈, 두께의 기판(1)에서는, 예를 들면 기판 수취 핑거(26a, 26b)에 수평 자세(제1 자세)로 재치한 상태의, 기판(1)의 처짐이, 중앙부의 하강량으로 3mm 정도 생긴다.
이에, 클램프 유닛(28a, 28b)의 고저 차(5mm)는, 이 기판(1)의 중앙부의 하강량(3mm) 이상 취하는 것으로서 선택되어 있다. 즉, 기판(1)이 처져 기판(1)의 중앙부가 그 주변부보다 하강하는 높이(3mm) 이상으로, 기판(1)의 제2 자세에 있어서의 클램프 유닛(28a, 28b)의 고저 차(5mm)를 선택한다. 이에 의해, 촬상을 위해 기판(1)을 경사 자세(제2 자세)인 채로 하강시켜, 기판(1)과 마스크(2)를 접근시킨 경우라도, 좌측의 제1 변이 마스크(2)와 접촉하지 않고 있으면, 다른 기판(1)의 하면 부분은 모두 마스크(2)와 접촉하지 않게 된다.
촬상을 위해서 기판(1)을 경사 자세(제2 자세)인 채로 하강시켰을 때, 기판(1)과 마스크(2)가 접촉하지 않는 상태를 만드는 것이 이상적이지만, 상기 제어에 의해, 만약 접촉하였다 하더라도 종래 예보다는 접촉 부위가 적은 상태를 만들어 낼 수 있다. 다음으로, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이 전체적으로 기판(1)을 하강시켜, 마스크(2)에 접근시킨다. 본 실시예의 경우, 기판(1)의 좌측의 제1 변 부근에 있어서의 기판(1)과 마스크(2)의 최근접 거리를 0.5mm가 되도록 제어한다.
이에 의해, 도 8의 (c)에 나타내는 바와 같이, 기판(1)과 마스크(2)가 근접하고, 양자가 촬상 장치(14a)의 피사계 심도 내에 진입한 상태가 형성된다. 이 상태에서, 촬상 장치(14a)에 의해, 기준 변인 기판(1)의 제1 변 측의 부근의 2개소의 기판 마크(37) 및 마스크 마크(38)를 촬상한다.
본 실시예에 있어서는, 촬상 장치(14a)(내지 14b)의 촬상 광학계(142)에는, 피사계 심도 0.8mm의 촬상 렌즈를 사용하고, 촬상용의 조명부(143)로서는 의사 동축 조명을 사용했다. 상기 기판(1)과 마스크(2)의 최근접 거리의 0.5mm는, 이 피사계 심도 0.8mm의 범위 내이다. 이와 같이 촬상 장치(14a)(내지 14b)의 피사계 심도를 얕은 조건을 이용함으로써, 조리개 F값을 작게(개방값 가까이로) 할 수 있고, 양호한 렌즈 분해능이 얻어지는 상태에서 촬상을 행할 수 있다. 따라서, 기판(1)과 마스크(2)의 근접 거리는 가능한 한 가깝게 하는 것이 바람직하지만, 상기 최근접 거리의 0.5mm는, 이 피사계 심도 0.8mm의 범위 내에 충분히 들어가 있다.
촬상 장치(14a)로 촬상한 화상을 화상 처리하고, 수치 연산을 함으로써 기판(1)과 마스크(2)의 어긋남량을 산출할 수 있다. 이 산출된 어긋남량을 제거하도록 클램프 유닛(28a, 28b)에 의해 파지한 기판(1)을 수평면 내에서 이동시킴으로써, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다. 본 실시예의 경우, 어긋남량이 3μm 이내가 될 때까지 촬상과 어긋남량의 이동의 동작을 반복했다(도 11의 S106, S107).
이와 같이 하여, 어긋남량이 원하는 범위 내가 되면, 기판(1)과 마스크(2)의 접촉 동작에 들어간다. 도 8의 (d)에 나타내는 바와 같이, 상방(도면 중 우측)의 클램프 유닛(28b)의 클램프 힘(압압력)을 해제 또는 적어도 클램프 유닛(28a)의 클램프 힘(압압력)보다 작은 값으로 제어한다(도 11의 S108).
본 실시예의 경우, 먼저, 기판(1)의 좌측의 제1 변 부근의 클리어런스인 0.5mm만큼, 기판(1)을 경사 자세(제2 자세)인 채로 하강시킨다. 이에 의해, 좌측의 근접부로부터 기판(1)과 마스크(2)의 접촉이 개시된다. 전체를 0.5mm 하강시켜, 기판(1)과 마스크(2)의 접촉이 시작된 후에는, 기판(1)의 좌측의 제1 변의 측의 클램프 유닛(28a)의 하강 동작을 정지시키고, 접촉하고 있지 않은 우측의 제2 변의 측의 클램프 유닛(28b)의 하강 동작은 계속시킨다. 이 때, 클램프 유닛(28b)의 클램프 힘(압압력)을 해제, 또는 적어도 클램프 유닛(28a)보다 작게 하고 있기 때문에, 기판(1)에 수평 방향으로 무리한 힘을 가하는 일이 없다. 이 때문에, 기판(1)의 하면은, 좌측의 제1 변으로부터 제2 변을 향하여, 서서히 마스크(2)의 상면에 접촉해 간다. 기판(1)의 우측의 제2 변 측의 클램프 유닛(28b)의 하강은, 예를 들면 클램프 유닛(28a, 28b)의 고저 차가 0이 되었을 때에 정지시킨다.
이상과 같이 하여, 도 8의 (e) 내지 도 8의 (f)에 나타내는 순서로 기판(1)과 마스크(2)를 얼라인먼트하고, 나아가 기판(1)을 마스크(2)에 재치시키는 과정에서는, 기판(1)의 어긋남을 최대한 생기지 않게 하도록 접촉시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 실시 조건에 의하면, 촬상 장치(14a)에 의해 기판(1)과 마스크(2)를 근접시킨 위치에서 마크를 촬상할 수 있고, 촬상 광학계(142)에 분해능이 높은 렌즈를 사용할 수 있다. 이 때문에, 결과적으로 촬상 장치(14a)의 해상도가 향상되고, 고정밀도인 얼라인먼트를 행할 수 있다. 또한, 경사 자세(제2 자세)로, 상변(제2 변)의 클램프를 해제 내지 압압력을 약화시킨 상태에서 기판(1) 전체를 서서히 하강시켜 마스크(2) 상에 재치한다. 이와 같은 제어에 의해, 접촉시의 어긋남량을 줄일 수 있고, 밀착 동작에서의 위치 어긋남량을 포함하더라도 얼라인먼트 정밀도를 5μm 이내로 억제할 수 있었다.
<실시예 2>
이하에서는, 실시예 1에 있어서의 얼라인먼트 동작을 행한 후의 성막 동작을 상세하게 설명한다.
본 실시예의 성막 장치에 있어서도, 얼라인먼트 장치(101)는, 진공 배기 가능한 성막 챔버(4) 내에 배치되어 있다. 성막 챔버(4) 내에는, 대기압 환경에 대하여 감압 환경으로 하기 위한 진공 배기 기구로서, 드라이 펌프(123) 및 크라이오 펌프(124)가 설치되어, 성막 압력까지의 배기를 행할 수 있다. 본 실시예에 있어서는 5×10-5Pa 이하가 될 때까지 배기한 후, 증착원(7)의 가열을 개시한다.
증착원(7)에는, 상술한 바와 같이 재료 수납 용기로서 도가니(도시하지 않음)가 설치되고, 본 실시예에서는 증착 재료로서 Alq3을 이용했다. 증착원(7) 내에 설치된 도시하지 않는 히터에 의해 증착원(7)의 온도가 실온으로부터 320℃가 될 때까지 3시간 정도 걸려서 승온을 행했다. 증착원 온도가 320℃가 되면, 레이트 제어로 전환하여 레이트 센서, 예를 들면 수정 막두께계로 성막 레이트를 측정하면서 소정의 성막 레이트가 될 때까지 제어한 후, 성막을 개시했다. 본 실시예에서는, 5Å/sec의 성막 레이트가 되도록 증착원(7)을 제어했다.
증착원(7)의 성막 레이트가 안정되었을 때 기판(1)을 반송 기구(상세는 도시하지 않음)에 의해 성막 챔버(4) 내로 반송한다. 기판(1)으로서는 실시예 1과 마찬가지로 제4 세대라고 불리는 기판 사이즈를 이용하고, 구체적으로는 930×720×0.5t(mm)의 무알칼리 유리 기판을 사용했다. 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트는 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 행하고, 상술한 바와 같이 하여 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트가 취해지고, 기판(1)과 마스크(2)가 밀착 상태가 된 후, 성막 동작을 행했다.
상술한 바와 같이 증착원(7)에는 직선 형상으로 증착 재료가 방출되는 구멍이 마련되고(상세는 도시하지 않음), 증착원(7)이 이동함으로써 기판(1)에 증착 재료 Alq3을 성막한다. 본 실시예에 있어서, 5Å/sec의 성막 레이트가 되도록 제어한 경우의 증착원(7)의 온도는 330 내지 340℃ 정도이었다. 증착원(7) 내부의 증착 재료의 잔량에 의해 온도가 변화되지만, 본 실시예에서는, 증착원(7)의 온도가 330℃ 정도이며 5Å/sec의 성막 레이트일 때에 성막 동작을 행했다. 1000Å 성막할 때의 시간은 200sec이며, 그 경우, 증착원(7)을 2왕복시켜 기판(1)에 퇴적시켰다.
성막 후, 기판(1)에 퇴적시킨 증착 재료가 기판(1)에 형성된 패턴과의 어긋남량을 확인한 바, 본 실시예의 성막 처리에서는, 목표 위치에 대하여 10μm 이내의 오차를 달성할 수 있었다.
<실시예 3>
본 실시예에서는, 얼라인먼트 장치(101)의 클램프 유닛(28a, 28b), 특히 그 기판 수취 핑거(26a, 26b)의 상세한 구성예를 나타낸다. 도 10은 본 실시예의 얼라인먼트 장치(101)의 요부, 특히 기판 수취 핑거(26a, 26b)의 구성을 나타내고 있고, 특히 기판(1)의 좌측, 제1 변의 (좌)측의 기판 수취 핑거(26a)의 구성은 도면 중에 확대하여 나타내고 있다.
본 실시예의 기판 수취 핑거(26a, 26b)는, 도 10과 같이, 적어도 기판 수취 핑거(26a)의 기판(1)을 지지하는 지지면은, 선단이 올라가는 경사 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제2 변의 (우)측의 기판 수취 핑거(26b)는 선단이 내려가는 경사 형상이며, 기판 수취 핑거(26a, 26b)는 거의 평행한 경사 각도로 취해져 있다. 기판 수취 핑거(26a)는, 그 길이 L=20mm일 때에, 선단과의 고저 차 H=0.5mm로 했다. 이 지지면의 경사(구배)는, 기판 수취 핑거(26a)가, 지지하는 기판(1)을 상술한 제2 (경사) 자세로 제어했을 때에, 그 제2 (경사) 자세를 따르도록 하는 각도로서 설계된 것이다.
기판(1)의 크기, 두께, 재질 등에 따라, 상술한 제2 (경사) 자세로 제어했을 때의 제1 변(제2 변)의 각도는 다르기 때문에, 기판 수취 핑거(26a, 26b)는 탈착 가능한 구성으로 하고, 경사 각도가 다른 것으로 용이하게 교환할 수 있는 시스템으로 하여도 된다. 또한, 기판 수취 핑거(26a)는, 그 전장 L=20mm인 절반 정도의 길이의 부분에 기판이 접촉하도록 설계되고, 기판(1)의 반송 정밀도에 의해 수 밀리미터 정도의 오차를 허용할 수 있도록 하고 있다.
기판 수취 핑거(26a)의 경사는, 구배(경사)의 표현에서는, 본 실시예의 경우, H/L = (0.5mm/20mm)은 1/40의 구배에 상당한다. 일반적인 사이즈, 두께의 기판(1), 또는 그 처짐량에 따라 결정해야 할 제2 (경사) 자세의 각도를 고려하면, 기판 수취 핑거(26a, 26b)의 구배는, 대략 1/100 이상 1/10 이하의 범위인 것이 바람직하다고 생각된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 제2 변 측의 기판 수취 핑거(26b)는, 종동적으로 동작하는 것이기 때문에, 상기한 바와 같이 선단이 내려가도록 경사져 있어도 되고, 또한, 통상의 수평 형상이어도 된다.
본 실시예의 경사시킨 기판 수취 핑거(26a, 26b)를 이용하여, 실시예 1과 같은 제어에 의해 얼라인먼트 동작을 행한 경우, 실시예 1과 동일하게 기판(1)과 마스크(2)를 근접시킨 위치에서 마크를 촬상할 수 있었다. 또한, 상기한 바와 같이, 기판 수취 핑거(26a, 26b)의 구배가 기판의 경사를 거의 따르도록 구성되어 있기 때문에, 제2 (경사) 자세로 기판(1)을 제어하여도 기판(1)의 변부에 무리한 힘이 걸리는 일이 없고, 얼라인먼트 오차가 생길 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서도 실시예 1과 동일하게 촬상 광학계(142)에 분해능이 높은 렌즈를 사용할 수 있고, 결과적으로 촬상 장치(14a)에서의 해상도가 향상되고, 얼라인먼트 정밀도를 향상시킬 수 있다. 나아가 경사시킨 기판 수취 핑거(26a, 26b)를 이용하여, 기판~마스크의 접촉시의 접촉 상태를 관리하며, 접촉시의 어긋남량을 줄일 수 있기 때문에, 밀착 동작에서의 위치 어긋남량을 포함하더라도 얼라인먼트 정밀도를 5μm 이내로 억제할 수 있었다.
또한, 기판 수취 핑거(26a, 26b)에 대향하는 클램프(27a, 27b)의 압압면을, 각각 기판 수취 핑거(26a, 26b)와 평행한 구배를 갖는 경사면으로 구성해도 된다.
또한, 클램프 유닛(28a, 28b)의 각 부의 형상을 최적화함으로써 기판(1)과 마스크(2)의 거리를 더 근접시킬 수 있고, 촬상 장치(14a)의 해상도를 높일 수 있으며, 기판~마스크의 접촉시의 이동량을 적게 할 수 있다. 구체적으로는, 파지부의 형상을 기판의 경사 형상과 맞춤으로써 기판의 자세를 이상적인 상태에 가까이 하는 것이 가능해지고, 촬상계의 해상도를 높일 수 있으며, 접촉시의 이동량이 작아지고, 결과적으로 어긋남량을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태, 및 실시예 1~3에 대해 설명했지만, 이들은 어디까지나 일례에 지나지 않고, 본 발명은 실시형태나 실시예의 구성으로 한정되는 것이 아니고, 당업자에 있어서 다양한 설계 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
1: 기판
2: 마스크
4: 성막 챔버
7: 증착원
14: 촬상 장치
26: 기판 수취 핑거
27: 클램프
28: 클램프 유닛
31: 성막실
32: 투입실
33: 반송실
34: 반송 기구
35: 패스실
101: 얼라인먼트 장치
123: 드라이 펌프
124: 크라이오 펌프

Claims (16)

  1. 기판의 제1 변을 따라 기판을 지지하는, 상하이동 가능한 제1 기판 지지부와,
    상기 제1 변과 대향하는 제2 변을 따라 상기 기판을 지지하는, 상기 제1 기판 지지부와는 독립적으로 상하이동 가능한 제2 기판 지지부와,
    상기 기판을 상기 제1 기판 지지부를 향하여 압압 가능한 제1 압압부와,
    상기 기판을 상기 제2 기판 지지부를 향하여 압압 가능한 제2 압압부를 이용하여 상기 기판을 이동시켜, 상기 기판을 마스크 위에 재치하는 기판 재치 방법으로서,
    상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부로 지지된 상기 기판을 상기 제1 압압부와 상기 제2 압압부로 각각 압압한 상태로, 상기 기판을 상기 마스크의 상방에 있어서, 상기 기판의 자세를, 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 같은 높이에 위치시킨 제1 자세로부터, 상기 제1 기판 지지부보다 상기 제2 기판 지지부가 높은 제2 자세로 이행시키는 기판 경사 공정과,
    상기 기판의 상기 제1 기판 지지부의 측에 마련된 기판 얼라인먼트 마크와, 상기 마스크의 상기 제1 기판 지지부의 측에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크가 함께 촬상 장치의 피사계 심도에 포함되는 상태를 형성하도록, 상기 제2 자세를 유지한 상태로 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 하강시키는 기판 하강 공정과,
    상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크를 상기 촬상 장치에 의해 촬상하여 상기 기판과 상기 마스크의 상대 위치 정보를 취득하고, 상기 기판과 상기 마스크의 위치 어긋남량을 계측하는 계측 공정과,
    상기 계측 공정에서 계측한 상기 위치 어긋남량이 소정의 임계값을 초과하는 경우, 상기 계측 공정에서 취득한 상대 위치 정보에 기초하여, 상기 기판과 상기 마스크의 위치 어긋남량이 감소하도록 상기 기판을 이동시키는 얼라인먼트 공정과,
    상기 계측 공정에서 계측한 상기 위치 어긋남량이 소정의 임계값 이하인 경우, 상기 제2 압압부의 압압력을 상기 제1 압압부의 압압력보다 작은 압압력으로 변경하고, 상기제2 자세를 유지한 상태로 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 하강시켜 상기 제1 기판 지지부의 측에서 상기 기판과 상기 마스크가 접촉된 후, 상기 제2 기판 지지부를 하강시켜 상기 기판을 상기 마스크에 재치하는 재치 공정을 구비한 기판 재치 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 경사 공정에서는, 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부에 의해 상기 제1 자세로 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 기판이 처져 상기 기판의 중앙부가 주변부보다 하강하는 높이 이상으로, 상기 제2 자세에 있어서의 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부의 고저 차가 취해지는 기판 재치 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 장치가, 상기 제1 기판 지지부의 상방에 배치되어 있는 기판 재치 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 재치 공정 후, 상기 촬상 장치, 또는 추가로 상기 기판의 주변부의 상부에 배치된 다른 촬상 장치를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크를 촬상하여 취득한 상기 기판과 상기 마스크의 상대 위치 정보에 기초하여, 상기 기판과 상기 마스크의 위치 어긋남량을 취득하고, 계측한 상기 위치 어긋남량이 소정의 임계값을 초과하는 경우, 상기 제1 압압부 및 상기 제2 압압부로 상기 기판을 압압하고, 상기 제2 기판 지지부를 상승시켜 상기 기판의 자세를 상기 제2 자세로 변경하고, 상기 계측 공정, 상기 얼라인먼트 공정, 및 상기 재치 공정을 실행하는 기판 재치 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 지지부 및/또는 상기 제2 기판 지지부의, 상기 기판을 지지하는 지지면이, 상기 제2 자세에 있어서의 상기 기판의 경사를 따르는 구배를 갖는 기판 재치 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기판 지지부 및/또는 상기 제2 기판 지지부의, 상기 기판을 지지하는 지지면의 구배가 1/100 이상 1/10 이하의 범위로 취해지고 있는 기판 재치 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기판 지지부 및/또는 상기 제2 기판 지지부에 대향하는 상기 제1 압압부 및/또는 상기 제1 압압부의 상기 기판을 압압하는 압압면이, 상기 제1 기판 지지부 및/또는 상기 제2 기판 지지부를 따르는 구배를 갖는 기판 재치 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 기판 재치 방법에 의해 상기 기판을 상기 마스크에 재치한 후, 상기 기판에 성막 재료를 부착시키는 성막 공정을 포함하는 성막 방법.
  9. 기판의 제1 변을 따라 기판을 지지하는, 상하이동 가능한 제1 기판 지지부와, 상기 제1 변과 대향하는 제2 변을 따라 상기 기판을 지지하는, 상기 제1 기판 지지부와는 독립적으로 상하이동 가능한 제2 기판 지지부와, 상기 기판을 상기 제1 기판 지지부를 향하여 압압 가능한 제1 압압부와, 상기 기판을 상기 제2 기판 지지부를 향하여 압압 가능한 제2 압압부와, 마스크와, 촬상 장치와, 성막원과, 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부로 지지된 상기 기판을 상기 제1 압압부와 상기 제2 압압부로 각각 압압한 상태로, 상기 기판을 상기 마스크의 상방에 있어서, 상기 기판의 자세를, 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 같은 높이에 위치시킨 제1 자세로부터, 상기 제1 기판 지지부보다 상기 제2 기판 지지부가 높은 제2 자세로 이행시키는 기판 경사 공정과,
    상기 기판의 상기 제1 기판 지지부의 측에 마련된 기판 얼라인먼트 마크와, 상기 마스크의 상기 제1 기판 지지부의 측에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크가 함께 촬상 장치의 피사계 심도에 포함되는 상태를 형성하도록, 상기 제2 자세를 유지한 상태로 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 하강시키는 기판 하강 공정과,
    상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크를 상기 촬상 장치에 의해 촬상하여 상기 기판과 상기 마스크의 상대 위치 정보를 취득하고, 상기 기판과 상기 마스크의 위치 어긋남량을 계측하는 계측 공정과,
    상기 계측 공정에서 계측한 상기 위치 어긋남량이 소정의 임계값을 초과하는 경우, 상기 계측 공정에서 취득한 상대 위치 정보에 기초하여, 상기 기판과 상기 마스크의 위치 어긋남량이 감소하도록 상기 기판을 이동시키는 얼라인먼트 공정과,
    상기 계측 공정에서 계측한 상기 위치 어긋남량이 소정의 임계값 이하인 경우, 상기 제2 압압부의 압압력을 상기 제1 압압부의 압압력보다 작은 압압력으로 변경하고, 상기 제2 자세를 유지한 상태로 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부를 하강시켜 상기 제1 기판 지지부의 측에서 상기 기판과 상기 마스크가 접촉된 후, 상기 제2 기판 지지부를 하강시켜 상기 기판을 상기 마스크에 재치하는 재치 공정과,
    상기 재치 공정 후, 상기 성막원으로부터 상기 기판에 성막 재료를 부착시켜 성막하는 성막 처리를 실행하는 성막 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판 경사 공정에서는, 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부에 의해 상기 제1 자세로 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 기판이 처져 상기 기판의 중앙부가 주변부보다 하강하는 높이 이상으로, 상기 제2 자세에 있어서의 상기 제1 기판 지지부와 상기 제2 기판 지지부의 고저 차가 취해지는 성막 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 촬상 장치가, 상기 제1 기판 지지부의 상방에 배치되어 있는 성막 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 재치 공정 후, 상기 제어부는, 상기 촬상 장치, 또는 추가로 상기 기판의 주변부의 상부에 배치된 다른 촬상 장치를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크를 촬상하여 취득한 상기 기판과 상기 마스크의 상대 위치 정보에 기초하여, 상기 기판과 상기 마스크의 위치 어긋남량을 취득하고, 계측한 상기 위치 어긋남량이 소정의 임계값을 초과하는 경우, 상기 제1 압압부 및 상기 제2 압압부로 상기 기판을 압압하고, 상기 제2 기판 지지부를 상승시켜 상기 기판의 자세를 상기 제2 자세로 변경하고, 상기 계측 공정, 상기 얼라인먼트 공정, 및 상기 재치 공정을 실행하는 성막 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기판 지지부 및/또는 상기 제2 기판 지지부의, 상기 기판을 지지하는 지지면이, 상기 제2 자세에 있어서의 상기 기판의 경사를 따르는 구배를 갖는 성막 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 기판 지지부 및/또는 상기 제2 기판 지지부의, 상기 기판을 지지하는 지지면의 구배가 1/100 이상 1/10 이하의 범위로 취해지고 있는 성막 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 기판 지지부 및/또는 상기 제2 기판 지지부에 대향하는 상기 제1 압압부 및/또는 상기 제1 압압부의 상기 기판을 압압하는 압압면이, 상기 제1 기판 지지부 및/또는 상기 제2 기판 지지부를 따르는 구배를 갖는 성막 장치.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 성막 장치를 복수개 구비하고, 적어도 1개의 상기 성막 장치가 상기 성막 처리에 있어서 상기 성막원으로부터 상기 기판에 유기 재료를 증착하는 유기 EL 패널의 제조 시스템.
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