KR20080034883A - 진공 증착용 얼라인먼트 장치 - Google Patents

Abstract

진공 용기(3) 내에 유지된 마스크의 상방에, 진공 용기의 상벽면인 설치용 판(1a)에 형성된 관통 구멍(1b)을 삽입통과한 매달림 지지 부재(12)를 통해서 유지된 기판 홀더(11)와, 진공 용기의 외부에 설치되어 매달림 지지 부재에 연결된 연결용 판(13)과, 이 연결용 판을 이동시켜서 증착실(2) 내의 기판(5)의 마스크에 대한 위치를 조정할 수 있는 위치 조정 장치(14)와, 매달림 지지 부재에 외부로부터 끼워짐과 아울러 설치용 판의 관통 구멍(1b)의 외주와 연결용 판 사이에 설치되어 진공측과 대기측을 차단하는 신축식 통형상 차단 부재(15)와, 이 통형상 차단 부재의 내측이 진공 상태인 것에 의해 발생되는 연결용 판으로의 가압력과 역방향의 바이어싱 포오스를 발생시키는 바이어싱 장치(16)가 구비된 것.

진공 증착용 얼라인먼트 장치

Description

진공 증착용 얼라인먼트 장치{ALIGNMENT DEVICE FOR VACUUM DEPOSITION}

본 발명은 진공 증착용 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 기판 등을 제조할 때에 진공 용기 내에서 반도체 재료가 증발됨과 아울러, 기판 표면에 증착되어서 소정의 도체 패턴이 형성되어 있다.

이 도체 패턴을 형성할 경우, 통상, 기판의 표면에 도체 패턴이 형성된 마스크를 배치하고, 그 표면에 도포된 포토레지스트가 노광됨으로써 행해지고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평5-159997호 공보 참조).

그런데, 진공 용기 내에 있어서 마스크에 대하여 기판을 소정 위치에 배치할 필요가 있고, 이 위치 맞춤을 위한 얼라인먼트 장치가 설치되어 있다.

이 얼라인먼트 장치는 진공 용기 내에 배치되게 되지만, 위치 맞춤 정밀도가 높은 얼라인먼트 장치를 진공 용기 내에 배치할 경우, 가스 방출이 적은 특종의 재료로 이루어지는 부품 및 윤활제를 이용할 필요가 있음과 아울러, 방열 대책 등도 필요로 되기 때문에 장치 그 자체가 매우 고가의 것으로 된다.

한편, 이러한 사태를 회피하기 위해서, 얼라인먼트 장치를 진공 용기의 외부에 배치하는 것이 고려된다.

얼라인먼트 장치를 진공 용기의 외부에 배치할 경우에는 얼라인먼트 장치에 있어서의 기판 유지 부재의 진공 용기 내로의 삽입 부분에 있어서의 진공 유지 기구가 필요하게 되고, 따라서 특수한 시일 기구, 또는 가공이 필요하게 되어 역시 장치가 고가의 것으로 된다.

또한, 기판 유지 부재의 진공 용기 내로의 삽입 부분에는 진공력에 의해, 바꿔 말하면, 대기압에 의한 큰 외력을 받아 왜곡이 생겨 위치 맞춤 정밀도가 저하될 우려가 있었다.

그래서, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 장치 자체의 제조 비용이 저렴하고 또한 고정밀도의 위치 맞춤을 유지할 수 있는 진공 증착용 얼라인먼트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 진공 증착용 얼라인먼트 장치는 진공 용기 내에 유지된 기판의 표면에 증착 재료를 소정 패턴으로 증착시킬 때에 이용되는 마스크에 대하여 해당 기판의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치로서, 상기 진공 용기 내에 유지된 마스크의 상방에, 상기 진공 용기의 벽체에 형성된 관통 구멍을 삽입통과한 매달림 지지 부재를 통해서 유지된 기판 홀더와, 상기 진공 용기의 바깥쪽에 설치됨과 아울러 상기 매달림 지지 부재에 연결된 연결용 판과, 이 연결용 판을 이동시켜서 기판 홀더에 유지된 증착실 내의 기판의 마스크에 대한 위치를 조정할 수 있는 위치 조정 장치와, 상기 매달림 지지 부재에 외부로부터 끼워짐과 아울러 벽체의 관통 구멍의 외주와 상기 연결용 판 사이에 설치되어 진공측과 대기측을 차단하는 신축식 통형상 차단 부재와, 상기 통형상 차단 부재의 내측이 진공 상태인 것에 의해 발생되는 연결용 판으로의 가압력과 역방향의 바이어싱 포오스(biasing force)를 발생시키는 바이어싱 장치가 구비된 것이다.

또한, 상기 위치 조정 장치는 연결용 판에 매달림 지지 부재 및 기판 홀더를 통해서 유지된 기판이 마스크 표면과 평행하게 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 위치 조정 장치에 연결용 판을 기판 표면과 직교하는 축심방향으로 이동시킬 수 있는 기능이 구비되어 있다.

또한, 상기 바이어싱 장치의 바이어싱 포오스가 조정 가능하게 구성되어 있다.

<발명의 효과>

상술한 구성에 의하면, 소정의 진공하에서 마스크에 대한 기판의 위치 맞춤을 행할 때에 진공 용기의 외부에 기판의 위치 조정 장치가 배치되어 있으므로, 진공상태를 고려한 재료 등을 이용할 필요가 없음과 아울러, 특수한 시일 기구 등에 대해서도 필요로 하지 않고, 따라서 장치 자체의 제조 비용이 저렴하게 된다.

또한, 진공하에서 대기압에 의한 가압력에 대향할 수 있는 바이어싱 포오스를 부여할 수 있는 바이어싱 장치가 구비되어 있으므로, 위치 조정 장치에 여분의 외력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 마스크에 대한 기판의 위치 맞춤을 고정밀도로 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태1에 따른 얼라인먼트 장치가 설치된 진공 증착 장치의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2는 동 얼라인먼트 장치에 있어서의 기판 홀더 및 기판의 개략 사시도이다.

도 3은 동 얼라인먼트 장치의 개략 사시도이다.

도 4는 동 얼라인먼트 장치의 단면도이다.

도 5는 동 얼라인먼트 장치에 있어서의 평면내 이동 장치의 평면도로서, (a)는 평면내 이동 장치의 구성을 나타내는 것이며, (b)~(f)는 그 동작을 설명하는 것이다.

도 6은 동 얼라인먼트 장치에 있어서의 기판과 마스크의 위치 맞춤 동작을 설명하는 평면도이다.

도 7은 본 발명의 실시형태2에 따른 얼라인먼트 장치의 단면도이다.

도 8은 동 실시형태2에 따른 얼라인먼트 장치의 변형예를 나타내는 단면도이다.

도 9는 동 실시형태2에 따른 얼라인먼트 장치의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.

도 10은 본 발명의 실시형태3에 따른 얼라인먼트 장치의 단면도이다.

도 11은 동 실시형태3에 따른 얼라인먼트 장치의 변형예의 단면도이다.

도 12는 동 실시형태3에 따른 얼라인먼트 장치의 다른 변형예의 단면도이다.

본 발명의 실시형태에 따른 진공 증착용 얼라인먼트 장치에 대해서 설명한다.

이 진공 증착용 얼라인먼트 장치는, 예컨대 유기 EL 디스플레이의 표시부를 제조하기 위한 진공 증착 장치에 설치되는 것으로, 마스크를 이용하여 유리기판의 표면에 유기재료(증착 재료임)를 소정의 패턴으로 증착시켜서 도체 패턴을 얻을 때에 마스크를 유지함과 아울러 유리기판에 대한 해당 마스크의 위치 맞춤을 행하기 위한 것이다.

[실시형태1]

이하, 실시형태1에 따른 진공 증착용 얼라인먼트 장치를 도 1~도 6에 기초하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 이 얼라인먼트 장치(1)는 진공하에서 유리기판의 표면에 유기재료를 증착시키기 위한 증착실(2)을 갖는 진공 용기(3)의 상벽(3a)에 설치용 판(벽체의 일례임)(1a)을 개재해서 설치되어 있다. 또한, 설치용 판을 개재하지 않고, 진공 용기의 상면 전체에 걸쳐 설치되는 상벽에 직접 부착하도록 해도 된다.

상기 진공 용기(3)의 증착실(2)의 하부에는 증발원(4)이 배치됨과 아울러, 진공 용기(3)의 증착실(2) 내의 상방위치에는 얼라인먼트 장치(1)를 통해서 유리기판(이하, 기판이라고 함)(5)이 유지되고, 또한 이 기판(5)의 하방에는 소정의 도체 패턴을 형성하기 위한 마스크(6)가 그 설치 프레임(7)을 통해서 마스크 홀더(8)에 의해 유지되어 있다. 또한, 진공 용기(3)의 측벽(3b)에는 기판(5) 및 마스크(6)의 반출입용 개구(9)가 형성되어 있고, 기판(5) 및 마스크(6)의 반입 및 반출에 대해서는 로보트 핸드(도시 생략)가 이용된다.

상기 얼라인먼트 장치(1)에는, 도 2~도 4에 나타내는 바와 같이, 판형상의 홀더 본체(11a)에 기판(5)을 흡착시킬 수 있는 시트 형상의 정전 척(11b)이 설치되어 이루어지는 예컨대 평면으로 바라봐서 직사각형상의 기판 홀더(11)와, 이 기판 홀더(11)의 좌우 2개소에 하단부가 연결됨과 아울러 상단부가 설치용 판(1a)에 형성된 관통 구멍(1b)을 삽입통과하여 진공 용기(3)의 외부로 돌출된 2개의 원통형상의 매달림 지지 부재(12)와, 진공 용기(3)의 외부에 설치되어 상기 2개의 매달림 지지 부재(12)의 상단부에 또한 그 상단 개구부가 상면에 개구하도록 관통해서 연결된 예컨대 평면으로 바라봐서 직사각형상의 연결용 판(13)과, 상기 설치용 판(1a)의 상면에 배치되어 연결용 판(13)을 이동시켜서 기판 홀더(11)에 유지된 증착실(2) 내에 있어서의 기판(5)의 마스크(6)에 대한 위치를 조정할 수 있는 위치 조정 장치(14)와, 상기 각 매달림 지지 부재(12)에 외부로부터 끼워짐과 아울러 설치용 판(1a)의 관통 구멍(1b)의 외주와 상기 연결용 판(13) 사이에 설치되어 진공측과 대기측을 차단하는 신축식 통형상 차단 부재(예컨대, 진공 벨로스(bellows)가 이용된다)(15)와, 이 통형상 차단 부재(15)의 내측이 진공 상태인 것에 의해 발생되는 연결용 판(13)으로의 가압력과 역방향의 바이어싱 포오스를 발생시키는(부여하는) 바이어싱 장치(16)가 구비되어 있다. 또한, 상기 통형상 차단 부재(15)와 설치용 판(1a)측 및 연결용 판(13)측은 각각 소정 내경의 하측 환상 부착 시트(17) 및 상측 환상 부착 시트(18)를 통해서 연결되어 있고, 설치용 판(1a)측에 설치되는 상측 환상 부착 시트(18)로의 통형상 차단 부재(15)에 있어서의 부착부 개구 면적(접촉 면적)에 진공에 의한 힘(대기압에 의한 가압력)이 작용되게 된다.

상기 위치 조정 장치(14)는 연결용 판(13)을 마스크(6)의 표면과 평행한 평면내에서 평행 이동, 회전(판의 중심을 회전 중심으로 한 회전) 및 선회(판의 중심과는 다른 위치를 중심으로 한 회전)시킬 수 있는 평면내 이동 장치(21)와, 마스크(6)(또는 연결용 판)와 직교하는 연직방향(축심방향)으로 이동시킬 수 있는 연직 이동 장치(22)로 구성되어 있다.

상기 평면내 이동 장치(21)는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 평면으로 바라봐서 직사각형상의 지지판(31)과, 이 지지판(31) 상의 4코너 중 3개소에 배치된 구동용 지지 기구(32) 및 나머지 1개소에 배치된 안내용 지지 기구(33)와, 이들 각 지지 기구(32,33)에 설치된 연결구(34)를 통해서 지지된 이동판(35)으로 구성되어 있고, 또한 이 이동판(35)과 연결용 판(13)은 승강용 안내 기구(36)를 통해서 연직방향으로의 이동을 허용함과 아울러 수평면 내에서의 이동이 연동(추종)되도록 구성되어 있다.

상기 구동용 지지 기구(32)는 공지의 기술이며, 도 5에 나타내는 바와 같이, 수평면 내에서, 즉 X-Y축방향으로 리니어 가이드 기구(37)를 통해서 이동할 수 있음과 아울러, 서보 모터(38)에 의해 한쪽의 축방향(X축 또는 Y축방향)을 따라 강제 이동을 행할 수 있는 것이고, 또한 안내용 지지 기구(33)는 상기와 같은 리니어 가이드 기구(39)를 통해서 X-Y축방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 된 것이다.

그리고, 3개의 구동용 지지 기구(32) 중 2개에 대해서는 동일한 방향으로 강제 이동할 수 있도록 배치됨과 아울러, 나머지 1개에 대해서는 상기 2개의 강제 이동 방향과 직교하는 방향으로 강제 이동할 수 있도록 배치되어 이들 3개 중 소정(1 개, 2개 또는 3개)의 구동용 지지 기구(32)에 있어서의 서보 모터(38)를 구동함으로써, 이동판(35)을, X축방향(도 5(b) 참조), Y축방향(도 5(c) 참조), X축 및 Y축에 대하여 경사 방향(도 5(d) 참조), 및 이동판(35)의 중심을 회전축으로 하는 회전 방향으로(도 5(e) 참조), 또한 임의의 지지 기구(32)측을 중심으로 해서 선회시키는 선회 방향으로(도 5(f) 참조), 이동판(35)을 수평면 내에서 임의의 방향 및 임의의 회전각 또는 선회각으로 이동시킬 수 있는 것이다.

상기 승강용 안내 기구(36)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 이동판(35)의 상면에 일체로 설치된 평면으로 바라봐서 직사각형상의 설치용 판(41)과, 이 설치용 판(41)의 전후에서 또한 좌우 위치에서 세워 설치된 4개의 가이드 축(42)과, 연결용 판(13)측에 설치되며 이들 각 가이드 축(42)에 외부로부터 끼워져 상하방향으로 이동 가능하게 안내되는 4개의 가이드 통(43)으로 구성되어 있다. 또한, 도면상에서는 전방부 또는 후방부에 관련된 좌우의 가이드 축(42) 및 가이드 통(43)만을 나타내고 있다.

그리고, 연직 이동 장치(22)로서 전동 실린더(서보 모터에 의해 구동되는 것)가 이용되고, 이 전동 실린더의 출퇴용 로드(22a)가 상기 설치용 판(41)에 연결되어 있고, 그 출퇴용 로드(22a)를 출퇴시킴으로써 연결용 판(13)을 통해서 기판 홀더(11)가 승강되어 마스크(6)에 대한 기판(5)의 간격이 조정된다.

상기 바이어싱 장치(16)는 관통 구멍(1b)을 통해서 증착실(2)에 연통되어 진공 상태가 되는 통형상 차단 부재(15) 내의 끝면측에 작용하는 대기압에 의한 가압력을 제거하기(또는, 경감하기) 위한 것이다.

즉, 이 바이어싱 장치(16)는 연결용 판(13)에 걸쳐지도록 설치용 판(1a) 상에 세워 설치된 측면으로 바라봐서 문형상의 설치용 프레임(51)과, 상기 연결용 판(13)의 좌우 위치에 설치된 다이 시트(52)의 상면에 설치된 소정 내경의 하측 환상 부착 시트(53)와 상기 설치용 프레임(51)의 수평부(51a)의 하면에 설치된 소정 내경의 상측 환상 부착 시트(54)와, 이들 상하의 환상 부착 시트(53,54)끼리에 걸쳐서 접속된 신축식 통형상 차단 부재(예컨대, 진공용 벨로스가 이용된다)(55)로 구성되어 있다. 이들 좌우에 있어서의 각 통형상 차단 부재(55) 내에는 설치용 프레임(51) 내에 형성된 연통용 구멍(56)을 통해서 진공 용기(3) 내에 연통되어 있고, 따라서, 이 연통용 구멍(56)의 기단측은 설치용 판(1a)에 형성된 연통 구멍(1c)을 통해서 진공 용기(3) 내에 연통됨과 아울러, 타단측은 설치용 프레임(51)의 수평부(51a)에 설치된 상측 환상 부착 시트(54)에 대응하는 위치에 개구되어 있다.

그리고, 적어도, 연결용 판(13)의 상면(실제로는 다이 시트(52)의 상면)에 설치된 하측 환상 부착 시트(53)와 그 하면에 설치된 상측 환상 부착 시트(18)에 있어서의 개구 면적끼리가 같게 되도록 되어 있다. 즉, 연결용 판(13)의 상하면에는 동일 면적의 진공 접촉부가 설치되게 되고, 진공에 기인해서 발생되는 가압력이 연결용 판(13)의 상하면으로부터 균등하게 작용되기 때문에, 연결용 판(13)에 여분의 외력이 작용하는 것이 방지되어 있다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 매달림 지지 부재(12)로서는 통형상의 것이 이용됨과 아울러, 기판 홀더(11)에는 양 매달림 지지 부재(12) 내의 연통 용 구멍(12a)에 접속되는 통로(구멍부임)(11c)가 형성되어 매달림 지지 부재(12)의 상단 개구로부터 물 등의 냉각 유체를 공급함으로써 기판(5)을 냉각할 수 있도록 되어 있고, 또한 이들 연통용 구멍(12a)의 상단으로부터 정전 척(11b)으로의 전기 배선이 행해진다.

또한, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 마스크 홀더(8)에 유지된 마스크(6)에 대하여 기판(5)의 위치 맞춤을 행하기 위해서, 즉 도 6에 나타내는 바와 같이, 마스크(6)의 대각선상의 코너부에 형성된 원형의 마스크측 마크(M1) 내에 기판(5)측에 형성된 점형상의 기판측 마크(M2)가 들어가도록 위치 맞춤을 행하기 위한 CCD 카메라 장치(57)가 연결용 판(13)측에 설치되어 있고, 물론, 설치용 판(1a)측에는 관찰 창(58)이 설치되어 있다. 또한, 각 마크의 형상은 화상 인식이 용이한 것이면 십자형상 등 어떤 것이어도 된다.

상기 구성에 있어서, 진공 용기(3) 내에서 마스크(6)에 대한 기판(5)의 위치 맞춤 작업에 대해서 설명한다.

우선, 도 1에 나타내는 바와 같이, 진공 용기(3)의 측벽(3b)에 형성된 반출입용 개구(9)로부터 로보트 핸드를 이용하여 기판(5)을 마스크 홀더(8)에 의해 유지된 마스크(6)의 상방에 삽입함과 아울러, 정전 척(11b)으로 기판(5)을 유지한 후, 로보트 핸드를 진공 용기(3)로부터 빼내고, 그리고 반출입용 개구(9)를 폐쇄한다.

이 진공하에서는, 상술한 바와 같이, 연결용 판(13)의 상하면에는 통형상 차단 부재(15,55)(정확하게는, 환상 부착 시트(18,53))에 의해 동일 면적의 진공 접 촉부가 설치된 것이기 때문에, 상기 연결용 판(13)에는 진공에 의한 여분의 외력이 작용될 일은 없다.

다음에, 마스크 홀더(8)에 의해 증착실(2) 내에 유지된 마스크(6)에 대해서 상기 기판 홀더(11)에 의해 유지된 기판(5)의 위치 맞춤이 행해진다.

이 마스크(6)에 대한 기판(5)의 위치 맞춤에는 대각선 상에 배치된 2대의 CCD 카메라 장치(57)가 이용된다.

즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 마스크(6)측에 형성된 원형의 마스크측 마크(M1) 내에 기판(5)측에 형성된 점형상의 기판측 마크(M2)가 들어가도록, 위치 조정 장치(14)의 평면내 이동 장치(21)가 구동된 후, 연직 이동 장치(22)에 의해 마스크(6)의 표면에 거의 접촉하도록 기판(5)이 이동된다.

마스크(6)에 대한 기판(5)의 위치 맞춤이 완료되면, 증발원(4)의 가열에 의해 유기재료(증착 재료)가 마스크(6)의 패턴에 따라 기판(5)의 표면에 부착되어 소정의 도체 패턴이 형성된다.

소정의 도체 패턴이 형성되면, 로보트 핸드에 의해 반출입용 개구(9)로부터 기판(5)을 취출한 후, 새로운 기판(5)을 진공 용기(3) 내에 삽입해서 기판 홀더(11)에 유지시키고, 그리고 상술한 바와 같이, 위치 맞춤을 행해 도체 패턴을 형성하면 된다.

이와 같이, 소정의 진공하에서 마스크(6)에 대한 기판(5)의 위치 맞춤을 행할 때에, 진공 용기(3)의 외부에 기판(5)의 위치 조정 장치(14)를 배치했으므로, 장치 자체의 구성을 저렴한 것으로 할 수 있다.

또한, 이 얼라인먼트 장치(1)에 있어서의 기판(5)의 매달림 지지 부재(12)를 진공 용기(3)의 외부로 도입하기 위한 관통 구멍(1b)을 형성했을 때에, 이 관통 구멍(1b)을 대기측과 차단하기 위한 통형상 차단 부재(15)의 연결용 판체(13)로의 설치 부분의 반대측에, 상기 통형상 차단 부재(15)와 동일한 단면적을 가짐과 아울러 진공 용기(3)의 진공하에 연통된 통형상 차단 부재(55)(환상 부착 시트(18)의 개구 면적)를 접속하도록 했으므로, 즉 진공하에서 대기압에 의한 가압력에 대향할 수 있는 바이어싱 장치(16)를 구비했으므로, 얼라인먼트 장치(1)에 여분의 외력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 장치에 왜곡이 발생할 일이 없으므로, 마스크에 대한 기판의 위치 맞춤을 고정밀도로 행할 수 있다.

상세하게 설명하면 하기와 같은 효과가 얻어진다.

1. 기판(5)을 수평면 내에서 이동시키는 평면내 이동 장치(21) 및 연직방향으로 이동시키는 연직 이동 장치(22)를 진공 용기(3)의 외부(대기압하)에 배치했기 때문에, 특수한 진공용 기계 요소나, 모터의 냉각 장치를 필요로 하지 않으므로, 저렴하고 또한 고정밀도의 얼라인먼트 장치를 제공할 수 있다.

2. 각 이동 장치(21,22)를 진공 용기(3)의 외부(대기압하)에 배치함과 아울러, 진공상태에서 작용하는 가압력에 대향하는 바이어싱 포오스를 부여할 수 있는 바이어싱 장치(16)를 구비했으므로, 진공에 의해 생기는 각 이동 장치(21,22)에 작용하는 힘을 경감할 수 있고, 따라서 이동 장치에 있어서의 모터 등의 구동 기기로서 용량이 작은 것을 이용할 수 있으므로, 보다 저렴한 구성으로 할 수 있다.

3. 또한, 각 이동 장치(21,22)를 진공 용기(3)의 외부(대기압하)에 배치함과 아울러, 진공상태에서 작용하는 가압력에 대향할 수 있는 바이어싱 포오스를 부여할 수 있는 바이어싱 장치(16)를 구비했으므로, 장치 자체에 왜곡이 발생하는 것을 억제할 수 있음과 아울러, 기판(5)의 위치 맞춤용의 카메라 장치(57)에 있어서의 시야 어긋남을 방지할 수 있고, 따라서 고정밀도의 위치 맞춤을 행할 수 있다.

4. 정전 척(11b)에 의해 기판(5)을 유지하도록 하고 있으므로, 기판(5)의 평면도를 유지하는 것이 가능하게 되고, 따라서 마스크(6)와의 거리를 매우 작게 할 수 있으므로, 보다 고정밀도의 위치 맞춤을 행할 수 있다.

5. 또한, 정전 척(11b)에 의해 기판(5)을 유지하도록 하고 있으므로, 기판(5)의 평면도를 유지해서 기판(5)을 마스크(6)에 균등한 면압으로 접촉시키는 것이 가능하게 되고, 따라서 보다 고정밀도의 위치 맞춤을 행할 수 있다.

6. 기판 홀더(11)를 지지하는 매달림 지지 부재(12) 및 홀더 본체(11a) 내에 연통용 구멍(12a) 및 통로(11c)를 형성함과 아울러, 이들 연통용 구멍(12a) 및 통로(11c) 내를 대기압하로 함으로써 얼라인먼트를 저해하는 일 없이 기판 홀더(11)의 냉각을 용이하게 행할 수 있음과 아울러, 정전 척(11b)으로의 전기 배선에 대해서도 용이하게 행할 수 있다. 또한, 진공용 호스 등을 이용하여 냉각 유체를 공급하려고 하면, 호스를 금속제 벨로스 등으로 덮을 필요가 있고, 이 때문에, 호스측의 강성이 높게 되고, 수 미크론 정도의 정밀도가 필요로 되는 얼라인먼트의 저해 요인이 되기 때문이다.

[실시형태2]

다음에, 실시형태2에 따른 진공 증착용 얼라인먼트 장치를 도 7에 기초하여 설명한다.

상기 실시형태1에 있어서는 바이어싱 장치(16)로서 진공 용기(3) 내의 진공(진공력)을 이용한 것으로서 설명했지만, 본 실시형태2에 있어서는 스프링력을 이용한 것이다.

또한, 실시형태1과 실시형태2와 다른 개소는 이 바이어싱 장치의 부분이기 때문에, 본 실시형태2에 있어서는 이 부분에 착안해서 설명함과 아울러, 다른 구성 부재에 대해서는 실시형태1과 동일한 번호를 붙여서 설명을 행하는 것으로 한다(후술하는 실시형태3에 있어서도 마찬가지로 한다).

즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 연결용 판(13)의 좌우에 설치된 다이 시트(52)와 설치용 프레임(51) 사이에 진공에 의한 가압력과 동등한 인장력을 발휘할 수 있는 바이어싱 장치로서 예컨대 코일스프링(61)이 설치된 것이다.

이 바이어싱 장치인 코일스프링(61)에 의하면, 설치용 프레임(51) 내에 진공용의 연통용 구멍(56)을 형성하는 경우에 비해서 그 구성이 간단하게 되므로 보다 저렴한 얼라인먼트 장치를 제공할 수 있다.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 코일스프링 대신에 공기 스프링(71)을 이용한 경우에도 상기 실시형태2와 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 코일스프링 대신에 카운터웨이트(81)를 이용해도 된다.

즉, 일단부가 카운터웨이트(81)에 접속된 줄체(예컨대, 와이어, 로프 등)(82)의 타단부가 설치용 프레임(51)의 수평부(51a)에 배치된 복수개(예컨대, 2개) 의 안내용 도르래(83)를 통해서 연결용 판(13)의 각 단부측에 설치된 다이 시트(52)에 연결된 것이다.

물론, 상기 카운터웨이트(81)의 합계 무게는 진공에 의한 가압력에 대향할 수 있도록 되어 있다.

이 구성에 대해서도 상기 실시형태2와 동일한 효과가 얻어진다.

[실시형태3]

다음에, 실시형태3에 따른 진공 증착용 얼라인먼트 장치를 도 10에 기초하여 설명한다.

상기 실시형태1에 있어서는 바이어싱 장치(16)로서 진공 용기(3) 내의 진공(진공력)을 이용한 것으로서 설명했지만, 본 실시형태3에 있어서는 공기압 실린더를 이용한 것이다.

즉, 도 10에 나타내는 바와 같이, 연결용 판(13)의 좌우에 설치된 다이 시트(52)와 설치용 프레임(51) 사이에 공기압 실린더(91)가 배치되고, 또한 이 공기압 실린더(91)로서는, 예컨대 편 로드식의 것이 이용됨과 아울러, 그 로드측 실린더실(92)의 공기 공급구(93)에는 도중에 압력 조정기(94)를 갖는 공기 배관(95)을 통해서 공기 공급 펌프(96)가 접속된 것이다.

따라서, 증착실(2) 내를 진공상태로 할 때에는 공기 공급 펌프(96)를 작동시켜서 공기압 실린더(91)에 진공에 의한 가압력에 대향할 수 있는 인장력을 발생시키도록 하면 된다.

이 경우도, 실시형태1과 동일한 효과가 얻어지고, 또한 공기압 실린더(91)에 공급하는 공기압을 조정함으로써 가압력에 대향할 수 있는 인장력의 크기를 조정할 수 있다.

또한, 본 실시형태3에 있어서는 연결용 판(13)을 상방으로 바이어싱하기 위해 상기 연결용 판(13)의 상방에 배치된 공기압 실린더(91)에 의해 행하도록 했지만, 도 11에 나타내는 바와 같이, 연결용 판(13)과 설치용 판(1a) 사이에 공기압 실린더(91)를 배치하여 연결용 판(13)을 하방으로부터 상방으로 바이어싱하도록 구성해도 된다.

이 구성에 의하면, 설치용 프레임 및 다이 시트가 불필요하게 되고, 장치의 콤팩트화, 경량화 및 제작 비용의 저감화를 도모하는 것이 가능하다.

또한, 실시형태3의 변형예로서 도 11에 나타낸 얼라인먼트 장치에 있어서는 기판을 기판 홀더에 유지하기 위해 정전 척을 이용했지만, 도 12에 나타내는 바와 같이, 기판(5)을 클로(101)를 갖는 기판 홀더(102)로 유지하도록 해도 된다. 물론, 클로(101)는 기판(5)의 주위 4개소(기판에 왜곡이 보이지 않는 위치에 설치되고, 필요에 따라 6개소 또는 8개소에 설치된다)를 유지하도록 복수개 설치되어 있다.

그리고, 마스크 홀더(103)측에는 기판(5)을 마스크(6) 상에 적재했을 때에 클로(101)가 마스크 홀더(103)에 접촉하지 않도록 오목부(103a)가 형성되어 있다.

또한, 도 12에 나타낸 위치 조정 장치(14)에 있어서의 승강용 안내 기구로서는 실시형태1(도 4)에서 설명한 4개의 가이드 축(42) 및 이들 각 가이드 축(42)에 안내되는 4개의 가이드 통(43) 대신에 리니어 가이드 축(111) 및 이 리니어 가이드 축(111)의 일측쪽에 외부로부터 끼워져 안내되는 이동부재(112)로 이루어지는 리니 어 가이드 기구가 채용되어 있다. 또한, 마스크 홀더(103)의 지주부(103b) 내에는 물 등의 냉각 유체의 통로(103c)가 형성되어 있다.

이 구성에 의해, 정전 척을 이용하는 일 없이 기판(5)을 증착실(2) 내에 유지할 수 있다.

또한, 도 10~도 12에 나타낸 공기압 실린더(91)에 대해서는 연결용 판(13)의 다이 시트(52)와 설치용 프레임(51) 사이, 또는 연결용 판(13)과 설치용 판(1a) 사이에 배치되지만, 연결용 판(13)측이 적어도 수평방향으로 이동할 수 있기 때문에, 공기압 실린더(91)의 양단부에는 유니버설 조인트가 끼워 장착된다. 또한, 도 11 및 도 12에 있어서, 공기압 실린더(91)의 하측인 실린더 본체를 설치용 판(1a)측에 고정함과 아울러, 상측인 로드부의 선단에 구름 이동용 볼(볼 베어링)을 배치하여, 단지, 하측으로부터 연결용 판(13)을 지지하는 것만의 구성으로 해도 된다.

그런데, 상술한 각 실시형태에 있어서의 평면내 이동 장치(21)를 3개소에 배치된 구동용 지지 기구(32)와, 1개소에 배치된 안내용 지지 기구(33)로 구성했지만, 모두를 구동용 지지 기구(32)로 구성해도 된다.

또한, 상술한 각 실시형태에 있어서는 유기 EL 재료를 유리기판에 증착시키는 진공 증착 장치에 있어서의 얼라인먼트 장치로서 설명했지만, 물론, 진공 증착이 대상으로서는 이 유기 EL 재료에 한정되는 것이 아니고, 예컨대 반도체 장치의 제조에 있어서 진공 용기 내에서 마스크를 이용하여 기판 상에 도체 패턴을 형성하기 위한 장치이면 어떠한 진공 증착 장치에도 적용할 수 있는 것이다.

본 발명은 진공 용기 내에 배치된 마스크에 대하여 피증착 부재인 유리기판의 위치 맞춤을 저렴한 구성으로 행할 수 있으므로, 예컨대 유기 EL 디스플레이 등의 표시부를 형성하는데에도 최적이다.

Claims (4)

1. 진공 용기 내에 유지된 기판의 표면에 증착 재료를 소정 패턴으로 증착시킬 때에 이용되는 마스크에 대하여 해당 기판의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치로서:

   상기 진공 용기 내에 유지된 마스크의 상방에, 상기 진공 용기의 벽체에 형성된 관통 구멍을 삽입통과한 매달림 지지 부재를 통해서 유지된 기판 홀더;

   상기 진공 용기의 바깥쪽에 설치됨과 아울러 상기 매달림 지지 부재에 연결된 연결용 판;

   이 연결용 판을 이동시켜서 기판 홀더에 유지된 증착실 내의 기판의 마스크에 대한 위치를 조정할 수 있는 위치 조정 장치;

   상기 매달림 지지 부재에 외부로부터 끼워짐과 아울러 벽체의 관통 구멍의 외주와 상기 연결용 판 사이에 설치되어 진공측과 대기측을 차단하는 신축식 통형상 차단 부재; 및

   상기 통형상 차단 부재의 내측이 진공 상태인 것에 의해 발생되는 연결용 판으로의 가압력과 역방향의 바이어싱 포오스를 발생시키는 바이어싱 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 조정 장치는 연결용 판에 매달림 지지 부재 및 기판 홀더를 통해서 유지된 기판이 마스크 표면과 평행하게 이동할 수 있도록 구성 된 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 위치 조정 장치에 연결용 판을 기판 표면과 직교하는 축심방향으로 이동시킬 수 있는 기능이 구비된 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 바이어싱 장치의 바이어싱 포오스가 조정 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 진공 증착용 얼라인먼트 장치.

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