KR20100101537A

KR20100101537A - 마스크부재의 클리닝장치 및 클리닝방법 및 유기 ｅｌ 디스플레이

Info

Publication number: KR20100101537A
Application number: KR1020100020533A
Authority: KR
Inventors: 겐지 유미바; 노부히로 니라사와; 겐지 가타기리; 료 이자키
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2010-09-17
Also published as: TWI426962B; KR101135657B1; CN101834118B; TW201105428A; JP2010236088A; CN101834118A

Abstract

본 발명은, 진공 증착을 행한 후의 마스크부재를 클리닝함에 있어서, 클리닝 시에 있어서의 마스크부재 및 클리닝장치에 대한 부하를 최소한으로 억제하는 것이다.
마스크부재(1)를 드라이 세정 스테이지(11)에서 연직상태로 유지하여, 레이저 발진기(22)로부터 스캐닝 광학계(23)를 거쳐 레이저광의 펄스를 마스크판(2)의 표면에 스폿적으로 조사하고, 마스크판(2) 표면의 증착물질을, 마스크판(2)과 증착물질과의 사이의 열팽창율의 차로 파쇄시켜, 그 쇄편 및 박편을 길이가 긴 노즐(24)에 의한 부압 흡인력의 작용으로 제거하고, 이어서 웨트 세정 스테이지(14)에서, 용제 세정부(12)에서 초음파 세정을 행하고, 샤워 세정부(13)에서 용제를 사용하여 마스크 프레임(3)을 포함한 마스크부재(1)의 전체를 클리닝한다.

Description

마스크부재의 클리닝장치 및 클리닝방법 및 유기 ＥＬ 디스플레이{CLEANING APPARATUS AND CLEANING METHOD OF MASK MEMBER, AND ORGANIC LIGHTING EMITTING DIODES DISPLAY}

본 발명은, 기판 표면에 진공 증착을 행한 후의 금속제의 마스크부재를 세정하기 위한 마스크부재의 클리닝장치 및 클리닝방법에 관한 것으로, 또한 클리닝된 마스크부재를 사용하여 기판에 진공 증착함으로써 제조되는 유기 EL 디스플레이에 관한 것이다.

예를 들면, 유기 EL 디스플레이의 제조에서는, 유리 기판의 표면에 R, G, B로 발광하는 발광소자의 패턴을 형성하나, 각 색의 발광소자는 유기재료로 형성되고, 그 패턴형성은 진공 증착법에 의한 것이 일반적이다. 이 진공 증착에 사용되는 것이 마스크부재이다. 마스크부재는 니켈-코발트합금 등으로 이루어지고, 수십 ㎛ 정도의 두께로 이루어지는 금속 박판으로 구성된다. 마스크부재에는, 마스크 패턴으로서, 다수의 미소한 관통 구멍이 미소 피치 간격으로 형성되어 있다. 진공 증착에서는, 진공챔버 내에서 유리 기판의 표면에 마스크부재를 대향 배치시킨 상태로 하여, 증발원으로부터 증착물질을 기화 내지 승화시켜, 마스크부재를 거쳐 유리 기판에 부착시킴으로써, 유리 기판의 표면에 소정의 박막 발광소자의 패턴이 형성된다.

진공 증착 시에는 마스크부재에도 증착물질이 부착하게 되고, 동일한 마스크부재를 사용하여 복수회 증착을 행하면, 마스크부재의 표면에 부착된 증착물질이 성장하여 두께가 증가하게 된다. 이 증착물질의 두께가 커지면, 관통 구멍에 의한 패턴형상이 변화되는 등, 제품의 품질이 저하하게 된다. 이 때문에, 마스크부재를 사용하여 소정의 회수만큼 진공 증착을 행하면, 이 마스크부재를 클리닝 내지 세정하고, 표면, 특히 관통 구멍의 주변에 부착되어 있는 증착물질을 제거하여 재생을 행하도록 한다.

마스크부재의 세정방법으로서는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 것이 종래부터 알려져 있다. 이 특허문헌 1에서는, 마스크와 그 표면에 부착된 증착물질과의 사이의 결합 강도를 저하시키는 전처리를 행한 후에, 유기용제에 침지시켜, 증착물질을 제거하도록 하고 있다. 여기서, 특허문헌 1의 세정방법에서의 전처리는, 마스크에 레이저 빔을 조사함으로써, 이 레이저 빔에 의해 발생한 플라즈마가 팽창하면서 충격파를 만들어내고, 따라서 마스크에 대한 부착 증착물질의 마스크와의 결합을 약화시키도록 하고 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2006-192426호 공보

특허문헌 1에서는, 레이저 빔을 조사하여 플라즈마발생에 의한 전처리를 행함으로써, 전처리를 행하지 않는 경우에서는, 마스크를 유기용제에 약 48시간 이상침지할 필요가 있었던 것에 대하여, 5분 정도의 침지에 의해 세정할 수 있게 되었다. 그리고, 특허문헌 1에서의 세정은 2단계로 행하도록 하여, 전단에서는, 초순수를 사용한 세정 또는 초순수 세정 시에 마스크에 초음파를 조사하도록 하고, 후단에서는 유기용제를 사용한 세정으로, 구체적으로는, 아세톤에 침지시키도록 하고 있다.

그러나, 마스크의 세정을 유기용제나, 초순수 또는 초음파를 조사한 초순수에 의한 세정과, 유기용제에 의한 세정을 조합시켜 사용하고, 세정액을 사용한 소위 웨트방식의 세정에 의하면, 마스크에 부착되어 있는 증착물질이 모두 세정액에 용출되게 된다. 이 때문에, 세정액의 오손 내지 열화가 심해져, 세정액의 폐액처리 등, 환경에 대한 부담이 커진다는 문제점이 있다.

본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 진공 증착을 행한 후의 마스크부재를 클리닝함에 있어서, 용제나 순수 등이라는 세정액을 사용하는 웨트 세정에, 세정액을 사용하지 않는 드라이 세정을 조합시킴으로써, 클리닝 시에 있어서의 마스크부재 및 클리닝장치에 대한 부하를 최소한으로 억제하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 마스크부재를 장착하여 기판 표면에 증착을 행한 후의 금속제의 마스크부재를 세정하여, 이 마스크부재에 부착되는 증착물질을 제거하는 마스크부재의 클리닝장치에 있어서, 상기 마스크부재의 증착물질과의 계면을 간헐적 또한 스폿적으로 가열하고, 이 가열 스폿을 이동시킴으로써, 이 마스크부재의 표면으로부터, 그 부착 증착물질을 제거하는 드라이 세정 스테이지와, 세정액이 저류된 세정액 탱크 내에서 드라이 세정 후의 상기 마스크부재에 대하여 웨트 세정을 행하는 웨트 세정 스테이지를 구비하는 구성으로 한 것을 그 특징으로 하는 것이다.

웨트 세정은 용제, 순수 등이라는 세정액을 사용하여 행하나, 마스크부재를 용제와 접촉시키는 웨트 세정을 긴 시간 행하면, 마스크부재가 대미지를 받게 된다. 그래서, 드라이 세정 스테이지에서 마스크부재의 표면에 부착되어 있는 증착물질의 대부분을 제거한다. 단, 이 드라이 세정만으로 마스크부재를 완전하게 청정화하는 것은 곤란하다. 여기서, 마스크부재는, 다수의 관통 구멍으로 형성되는 마스크 패턴을 가지는 마스크영역을 형성한 마스크판과, 이 마스크판의 마스크영역밖에 장착한 마스크 프레임으로 구성되는 것이 일반적이고, 특히 마스크 프레임과 마스크판의 접합부 및 그 근방에서 증착물질을 완전히 제거하는 것은 드라이 세정만으로는 아주 곤란하다.

이상의 것으로부터, 본 발명에서는, 드라이 세정과 웨트 세정을 조합시키도록 하고 있다. 즉, 세정공정에서의 전단에서 드라이 세정을 행하고, 후단에서 웨트 세정을 행한다. 드라이 세정을 행함으로써, 마스크판에 부착되어 있는 증착물질의 대부분을 제거할 수 있다. 따라서, 후단에서 행하여지는 웨트 세정에 대한 증착물질의 유입을 최소한으로 억제할 수 있어, 세정액 탱크의 오손 내지 열화를 최소한으로 억제할 수 있고, 또 마스크부재에서의 웨트 세정의 세정시간을 단축할 수 있다.

드라이 세정을 행하고, 이어서 웨트 세정을 행함으로써, 마스크부재를 클리닝하나, 이 마스크부재의 클리닝은 1회의 진공 증착마다 행하여도 되나, 1회의 진공 증착에 의해 기판 표면에 형성되는 발광소자는 수십 내지 수백 nm 정도의 박막이다. 따라서, 1회의 박막형성을 행한 것만으로는, 마스크부재에 부착된 증착물질은 극히 미량이다. 이 때문에, 진공 증착을 복수회, 예를 들면 10회 전후, 반복하여 행하여도 기판에 대한 발광소자의 패턴형성 정밀도를 유지할 수 있다. 소정 회수 진공 증착을 행하면, 마스크부재에 부착되는 증착물질이 막 형상으로 퇴적하여, 마스크 패턴의 전사 정밀도가 저하하게 된다. 이 마스크 패턴의 전사 정밀도가 저하하기 전의 단계에서, 마스크부재의 클리닝을 행하도록 한다.

마스크부재를 구성하는 마스크판은 금속판으로 구성된다. 한편, 이 마스크판에 부착되어 있는 증착물질은 유기물질이다. 따라서, 양자에 열팽창율의 차가 존재하기 때문에, 드라이 세정은, 이 열팽창율 차를 이용한다. 즉, 마스크판의 표면, 즉 마스크판에서의 증착물질과의 계면을 미소 스폿으로 가열하면, 마스크판과 증착물질 사이의 열팽창율의 차에 기인하여, 증착물질이 파쇄되게 되고, 막 형상이 된 유기물질은 취성으로, 강도가 낮기 때문에, 그 쇄편 및 박편이 마스크판으로부터 유리되게 된다. 마스크부재의 마스크판을 스폿적으로 가열하기 위하여, 레이저 조사수단을 사용할 수 있다. 이 레이저 조사수단은 마스크판에 대하여 간헐적으로 레이저광을 조사하도록, 즉 펄스 형상의 레이저광을 조사하도록 설정한다. 그리고, 이 레이저 조사수단으로부터 조사되는 간헐적인 레이저광의 스폿을 마스크판의 표면을 따라 이동시키나, 이 때문에, 예를 들면 집광용 렌즈와, 갈바노 미러 및 그 구동수단으로 구성한 스캐닝 광학계를 사용한다. 마스크판을 스폿 가열한 것만으로는, 증착물질을 완전하게는 유리하지 않는 것도 있고, 마스크판으로부터 유리시켜도, 유리한 부착 증착물질의 쇄편 및 박편이 마스크판에 재부착하는 경우도 있다. 그래서, 가열 스폿으로부터 유리된 부착 증착물질의 쇄편 및 박편을 회수하는 회수수단을 구비하는 구성으로 한다.

레이저 조사수단으로부터 조사되는 레이저광에 의해 마스크판의 표면을 가열하나, 이 레이저광은 마스크부재에 부착되어 있는 증착물질이 흡수되지 않고 투과시켜, 이 증착물질에는 특별한 작용을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 예를 들면 마스크판에 부착되어 있는 증착물질이 유기재인 경우에는, 레이저 조사수단으로서는, 파장이 532∼1064 nm인 펄스 레이저를 사용할 수 있다.

마스크부재는 수평상태로 배치할 수도 있으나, 바람직하게는 연직상태로 배치하고, 스캐닝 광학계는 이 마스크부재에 대하여 수평방향과 수직방향으로 가열 스폿을 주사시키도록 한다. 그리고, 회수수단은 마스크부재의 가열 스폿에 대하여 부압 흡인력을 작용시키는 부압 흡인수단으로 구성할 수 있다. 이와 같이 부압 흡인력을 마스크부재에 작용시키면, 이 마스크부재의 근방에서 부유하는 증착물질의 쇄편 및 박편을 유효하게 회수할 수 있는 것은 물론, 마스크부재에 부분적으로 부착된 상태의 증착물질도 마스크부재로부터 박리할 수 있다.

부압 흡인수단은, 마스크부재의 폭 방향의 전체 길이에 미치도록 부압 흡인력을 작용시키는 길이가 긴 노즐을 가지는 것으로 하고, 이 길이가 긴 노즐에 구동수단을 접속하여, 이 구동수단에 의해 길이가 긴 노즐을 스캐닝 광학계에 의한 레이저 조사수단으로부터의 가열 스폿의 이동에 따라 수직방향으로 이동시키는 구성으로 한다. 또, 마스크부재를 사이에 두고 길이가 긴 노즐의 배치측과는 반대측면에 대하여 양압을 작용시키는 가압수단을 설치하면, 증착물질의 쇄편 및 박편이 마스크판의 이면측으로 돌아 들어가는 것을 완전히 방지할 수 있다. 그리고, 부압 흡인수단에 의해 회수된 증착물질은, 웨트 세정과 같이, 유기용제와 접촉하는 일은없기 때문에, 재사용이 가능하게 된다.

상기한 드라이 세정 스테이지의 후단에 설치되는 웨트 세정 스테이지는, 1 또는 복수의 세정액 탱크를 가지는 구성으로 한다. 세정액 탱크는, 마스크부재에 잔류하는 증착물질을 용출시키기 위한 유기용제를 저류한 용제 세정탱크로 할 수 있다. 또, 초음파 세정을 행하는 초음파 세정탱크로 할 수도 있다. 그리고, 세정탱크는 1 또는 복수의 탱크로 구성할 수 있고, 각 탱크에서는 동일한 처리를 행하 도록 하여도 되고, 또 다른 처리를 행하도록 할 수도 있다. 용제 세정탱크에 더하여, 또한 순수를 사용한 샤워 세정을 행하는 세정탱크를 설치한다. 웨트 세정 스테이지의 전단에서의 드라이 세정 스테이지에 의해 대부분의 부착 증착물질이 제거되어 있기 때문에, 각 탱크의 오손은 최소한으로 억제할 수 있다. 특히, 용제 세정탱크에서의 용제의 오손이나 열화가 억제되면, 용제의 소비량을 저감할 수 있고, 폐액처리 등의 관점에서도 바람직하다.

여기서, 마스크부재는, 통상, 청정룸 내에서 처리되기 때문에, 이물이 부착되거나, 유기오염이 발생할 가능성은 적으나, 진공 증착을 행하는 스테이지와 세정 스테이지의 사이에서의 마스크부재의 반입 및 반출을 위하여, 마스크부재는 이통 탑재수단과 접촉하는 등의 관계로부터, 마스크부재가 오손될 가능성이 있고, 특히 이동 탑재수단 등과 직접적으로 접촉하는 마스크 프레임이 오손될 가능성이 있다. 따라서, 웨트 세정은, 마스크부재의 전체로부터 증착물질을 제거할 뿐만 아니라, 다른 이물이나 유기오염 등을 제거하는 기능을 발휘시키는 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 세정액으로서는, 순수, 알콜류나, 각종 용제를 사용할 수 있다.

이상에 의해 마스크부재는 청정화되나, 웨트 세정을 행한 후에는, 마스크부재를 건조시키게 된다. 이 마스크부재의 건조는, 가열건조로 할 수 있고, 또 가열진공건조를 행하면, 건조 효율이 높아진다.

그리고, 마스크부재를 장착하여 기판 표면에 증착을 행한 후의 금속제의 마스크부재를 세정하여, 이 마스크부재에 부착되는 증착물질을 제거하는 마스크부재의 클리닝방법의 발명은, 상기 마스크부재의 증착물질과의 계면을 간헐적 또한 스폿적으로 가열하고, 이 가열 스폿을 이동시킴으로써, 이 마스크부재의 표면으로부터, 그 부착 증착물질을 제거하는 드라이 세정공정과, 상기 드라이 세정공정을 거친 마스크부재를 세정액 탱크 내에서 세정액에 접촉시켜 웨트 세정을 행하는 웨트 세정공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또, 드라이 세정을 행한 후에, 마스크판을 건조시키는 공정을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

기판에 진공 증착에 의한 박막 패턴의 형성을 행함으로써 증착물질이 부착 퇴적한 마스크부재를 클리닝함에 있어서, 용제나 순수 등이라는 세정액을 사용하는 웨트 세정을 행하기 전의 단계에서 세정액을 사용하지 않는 드라이 세정을 행하여, 대부분의 증착물질을 제거함으로써, 클리닝 시에 있어서의 마스크부재에 대한 대미지나 열화를 최소한으로 억제하여, 그 장수명화가 도모됨과 동시에, 웨트 세정에 의한 폐액의 발생을 최소한으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에서, 클리닝의 대상이 되는 마스크부재의 평면도,
도 2는 마스크부재를 장착하여 기판 표면에 진공 증착을 행하고 있는 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도,
도 3은 본 발명의 실시의 일 형태를 나타내는 마스크부재의 클리닝장치의 전체 구성도,
도 4는 마스크부재의 드라이 세정 스테이지의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 5는 드라이 세정을 행하고 있는 상태를 나타내는 작용 설명도,
도 6은 마스크부재의 웨트 세정 스테이지의 구성 설명도,
도 7은 마스크부재의 건조 스테이지의 구성 설명도이다.

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시의 일 형태를 설명한다. 먼저, 도 1에서, 1은 마스크부재이고, 마스크부재(1)는, 마스크판(2)과, 이 마스크판(2)의 주위에 설치한 프레임체로 이루어지는 마스크 프레임(3)으로 구성되어 있다. 마스크판(2)에는, 미소 관통 구멍(4a)을 소정의 피치 간격을 가지고 다수 배열한 마스크영역(4)을 가지는 것이다.

마스크부재(1)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 투명한 유리 기판(5)의 표면에 소정의 패턴을 형성하기 위하여 사용되는 것으로, 예를 들면 유기 EL 디스플레이를 구성하는 경우에는, R, G, B로 발광하는 발광소자의 패턴을 형성하기 위하여 사용되고, 이들 각 색의 발광소자는 유기재료로 형성되며, 그 패턴형성은 진공 증착법에 의해 행하여진다. 따라서, 마스크부재(1)를 접합시킨 유리 기판(5)은, 진공 증착 챔버의 내부에서, 가열되어 있는 증발원과 대향 배치함으로써, 증발원으로부터의 증착물질을 기화 내지 승화시켜, 유리 기판(5)의 표면에 증착막(6)이 성막되나, 이 유리 기판(5)에 대한 성막 패턴을 형성하기 하여 마스크부재(1)가 사용된다.

마스크부재(1)는, 그 마스크판(2)이 유리 기판(5)에 장착되나, 마스크 프레임(3)도 진공 증착 챔버 내에 배치되어 있다. 따라서, 진공 증착이 행하여지면, 마스크판(2)뿐만 아니라 마스크 프레임(3)을 포함한 마스크부재(1) 전체에 증착물질로 이루어지는 증착막(6)이 막 형상으로 부착하게 된다. 이 증착물질의 부착은, 증착 회수를 거듭할 때마다 퇴적되나, 어느 정도까지 증착물질이 퇴적하면, 미소 관통 구멍(4a)에 의한 패턴 형상을 변화시키게 되고, 패턴의 전사 정밀도가 저하하게 된다. 그래서, 이 미소 관통 구멍(4a)에 의한 패턴 형상이 변화하기 전에 클리닝을 행하여, 마스크부재(1)의 표면에 부착되어 있는 증착 물질막(7)을 제거하도록 하지 않으면 안된다. 여기서, 증착물질이 부착되는 것은, 마스크판(2)에서의 미소관통 구멍(4a)의 벽면을 포함하여, 진공 증착 시에 증발원에 대향하는 표면(1a)측으로서, 마스크 프레임(3)에도 증착 물질막(7)이 부착된다. 단, 마스크부재(1)의 이면측(1b)에는 실질적으로 증착물질이 부착하는 일은 없다.

마스크부재(1)의 클리닝장치의 전체 구성을 도 3에 나타낸다. 도면 중에서, 10은 반입 스테이지, 11은 드라이 세정 스테이지, 12는 용제 세정부, 13은 샤워 세정부이고, 이들 용제 세정부(12) 및 샤워 세정부(13)에 의해 2연식의 웨트 세정 스테이지(14)가 구성되어 있다. 또, 15는 건조 스테이지, 16은 반출 스테이지이다. 반입 스테이지(10)에서는, 마스크부재(1)가 진공 증착장치로부터 클리닝장치로 반입되나, 이 마스크부재(1)의 반입은 케이스(17)에 수납된 상태로 행하여진다. 또, 반출 스테이지(16)에도, 동일한 케이스(18)가 장착되고, 클리닝이 종료한 마스크부재(1)는 이 케이스(18)에 수납되어, 진공 증착장치에 보내진다.

반입 스테이지(10)에 반입된 마스크부재(1)는, 케이스(17)로부터 인출되어, 드라이 세정 스테이지(11)로 이행한다. 여기서, 마스크부재(1)의 이동 탑재 등의 핸들링은, 도시는 생략하나, 마스크 프레임(3)을 클램프하여 반송하는 픽 앤드 프레이스수단(P&P 수단)이 사용되고, P&P 수단은 마스크부재(1)를 윗쪽으로부터 들어올리도록 하여 인출하여, 다음 스테이지에 이동 탑재한다. 이들 각 스테이지에는, 각각 상부 위치에 반입·반출용 개구(19)가 형성되어 있고, 마스크부재(1)는 전단의 스테이지의 반입·반출용 개구(19)로부터 윗쪽을 향하여 인출되고, 다음 단의 스테이지에서의 반입·반출용 개구(19)에 삽입되게 된다.

도 4에 드라이 세정 스테이지(11)의 개략 구성을 분해하여 나타낸다. 상기 도면에서, 20, 20은 포스트이고, 포스트(20, 20) 사이에는 승강부재(21)가 설치되어 있으며, 승강부재(21)는 측부 가이드(21a, 21a)와, 보톰받이(21b)로 구성되고, 측부 가이드(21a)에는, 마스크부재(1)에서의 마스크 프레임(3)의 좌우 양 측부가 삽입 가능하게 되어 있고, 마스크부재(1)는 보톰받이(21b)에 맞닿을 때까지 떨어뜨려 넣게 된다. 승강부재(21)의 양 측부 가이드(21a)는 포스트(20)의 가이드홈(20a)에 걸어 맞추어, 이 가이드홈(20a)을 따라 상하 이동하게 된다. 따라서, 마스크부재(1)는 연직상태로 하여 지지되게 된다.

드라이 세정 스테이지(11)의 내부에는, 승강부재(21)에 지지되어 있는 마스크부재(1)를 스폿적으로 급속 가열하기 위하여, 레이저 조사수단으로서 레이저광의 펄스를 출사하는 레이저 발진기(22)가 설치되어 있다. 이 레이저 발진기(22)로부터의 펄스 형상의 레이저광의 광로는 스캐닝 광학계(23)에 의하여 구부러져, 마스크부재(1)에 조사되게 되어 있다. 여기서, 스캐닝 광학계(23)는, 예를 들면 집광 렌즈와 갈바노 미러 및 그 구동용 엑츄에이터로 구성할 수 있다. 마스크부재(1)는 연직상태로 장착되어 있기 때문에, 스캐닝 광학계(23)는 레이저 펄스의 조사위치를 X축 방향(수평방향) 및 Y축 방향(수직방향)으로 이동시키도록 되어 있다. 이것에 의하여, 레이저 발진기(22)로부터 출사되는 레이저 펄스를 마스크부재(1)에 대하여 수평방향으로 이동시키면서, 수직방향으로 이동시키고, 마스크부재(1)의 전면에 대하여 레이저광이 조사된다.

레이저광의 주사는 마스크부재(1)의 표면(1a)에 대하여 행하여지는 것으로, 마스크판(2) 표면의 부착물은 파쇄되어, 마스크판(2)으로부터 유리하게 되나, 이와 같이 유리된 부착 증착물질의 쇄편 및 박편을 회수하는 회수수단을 구비하고 있다. 이 회수수단은, 마스크부재(1)의 폭 방향의 전체 길이에 미치도록 부압 흡인력을 작용시키는 부압 흡인수단으로서의 길이가 긴 노즐(24)을 가지는 것이다. 길이가 긴 노즐(24)은, 승강부재(21)에 유지되어 있는 마스크부재(1)의 폭 방향의 전체 길이에 미치는 길이를 가지는 슬릿 형상의 노즐구를 가지는 흡인 노즐이다.

도 5에서 분명한 바와 같이, 레이저 발진기(22)는 마스크부재(1)의 마스크판(2)에 대하여 직교하는 방향을 향하여 펄스 형상의 레이저광이 조사되기 때문에, 길이가 긴 노즐(24)은 레이저 발진기(22)로부터 조사되는 레이저광의 광로에 대하여 간섭하는 일이 없고, 또한 노즐구(24a)는 주사 라인에 대하여 각도(θ)를 가진 방향을 향하여 개구하고 있다. 따라서, 도 5에 화살표로 나타낸 방향을 향하여 부압 흡인력이 작용하게 된다. 또, 드라이 세정 스테이지(11)에서의 마스크부재(1)의 드라이 세정 시에, 마스크판(2)에서의 증착물질이 부착되어 있는 표면(1a)과는 반대측의 이면(1b)이 면하는 공간을 가압 영역(25)으로 한다. 따라서, 이 가압 영역(25)에 약한 송풍을 행함으로써 양압상태로 유지한다.

따라서, 드라이 세정 스테이지(11)에서는, 마스크부재(1) 중, 마스크판(2)의 표면에 부착되어 있는 증착물질을 박리하여 회수하기 위한 것으로, 또한 드라이 세정만으로는 증착물질을 완전히 제거하는 것은 곤란하다. 특히, 마스크 프레임(4)에 부착되어 있는 증착물질을 제거하는 것은 더욱 곤란하다. 또한, 마스크부재(1)는 P&P 수단으로 처리되기 때문에, 이물이나 유기 오염 등이라는 바와 같이, 무엇인가의 오손물이 부착할 가능성도 있다. 이상의 것으로부터, 마스크부재(1)를더욱 완전하게 청정화하기 위하여, 드라이 세정 스테이지(11)의 후단에 웨트 세정 스테이지(14)가 설치되어 있다.

여기서, 웨트 세정 스테이지(14)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 용제 세정부(12)와 샤워 세정부(13)의 2 스테이지 구성으로 하고 있다. 이들 용제 세정부(12) 및 샤워 세정부(13)는, 각각 세정탱크(12a, 13a)가 설치되어 있고, 세정탱크(12a, 13a) 내의 세정액을 순환하여 사용하는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 세정탱크(12a, 13a)의 바닥면에는 순환용 배관(30)이 접속되어 있고, 이 순환용 배관(30)의 도중에는, 퍼올림용 펌프(31)와 유량계(32)가 접속된다. 또, 순환용 배관(30)의 선단에는 세정탱크(12a, 13a)에 세정액을 공급하는 공급 노즐(33)이 장착되어 있다. 여기서, 세정탱크(12a)에서는, 공급 노즐(33)로부터의 세정액의 공급형태에 대해서는 특별히 제한이 없으나, 세정탱크(13a)에서는, 마스크부재(1)를 샤워 세정하는 관계로부터, 그 공급 노즐(33)은 탱크 내에 설치한 마스크부재(1)에 대하여 경사방향으로부터 세정액을 분사시키도록 구성한다. 따라서, 세정탱크(12a)의 공급 노즐과 세정탱크(13a)의 공급 노즐은 반드시 동일한 구성으로 할 필요는 없다.

용제 세정부(12)의 세정탱크(12a)의 세정액으로서는 유기용제가 사용되고, 증착물질을 제거하는 것이 주목적이며, 증착물질 이외의 오염도 제거할 수 있도록 한다. 여기서, 세정액으로서 사용되는 유기용제의 종류로서는, 알콜계의 세정액으로서, 예를 들면 IPA(이소프로판올)이나 HFE(하이드로플루오로에테르)를 사용할 수 있다. 또, 극성 용매로 분류되는 프로톤성의 수소를 가지지 않은 쌍극성 비프로톤성 용제, 예를 들면 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드(DMSO)N-메틸2-피로리돈, 헥사메틸포스포르아미드 등이라는 고분자계의 세정용매도 적합하게 사용된다. 한편, 샤워 세정부(13)에서 사용되는 세정액은 순수이다.

웨트 세정 스테이지는 각각 단수 탱크 방식의 용제 세정부(12)와 샤워 세정부(13)로 구성한 것을 나타내었으나, 어느 하나 또는 양쪽을 복수 탱크 방식으로 할 수 있고, 사용되는 세정액도 복수 종류 사용할 수도 있다. 그리고, 용제 세정부(12)의 세정탱크(12a)에는 초음파 가진기(34)를 설치하여, 세정액을 초음파 가진할 수도 있다. 단, 초음파 가진을 행하지 않는 구성으로 할 수 있다. 한편, 샤워 세정부(13) 대신, 디핑 그 밖의 방식에 의한 세정으로 하여도 된다. 이 디핑 방식의 경우에는, 복수 탱크로 구성하고, 마스크부재(1)를 차례로 디핑 탱크에 침지시키도록 한다.

웨트 세정 스테이지에 의해 웨트 세정된 마스크부재(1)는, 건조 스테이지(15)로 이행하여, 마스크부재(1)의 전체를 건조시킨다. 이 때문에, 도 7에 나타낸 바와 같이, 건조 스테이지(15)에는 건조 챔버(40)가 설치되어 있다. 건조 챔버(40)는 셔터(51)에 의해 밀폐 가능한 것으로, 이 건조 챔버(40)에는 열풍 공급원(42)으로부터의 열풍이 공급되고, 또 진공펌프(43)가 접속되어, 건조 챔버(40) 내를 진공상태로 할 수 있도록 되어 있다. 이것에 의하여, 건조 스테이지(15)에서는, 마스크부재(1)를 열풍·진공 건조시키게 된다.

마스크부재(1)의 클리닝장치는 이상과 같이 구성되는 것으로, 다음에 마스크부재(1)의 표면에 부착되어 있는 증착물질을 제거하도록 클리닝을 행하는 방법에 대하여 설명한다. 마스크부재(1)는 유리 기판(5)에 대한 진공 증착을 소정 회수 행한 후에 클리닝되는 것으로, 증착물질이 부착되어 있는 것은 한쪽의 면, 즉 표면(1a)뿐이고, 이면(1b)측에는 실질적으로 증착물질이 부착하는 일은 없다.

케이스(17)에 수용된 마스크부재(1)는, P&P 수단에 의해, 반입 스테이지(10)에서 케이스(17)로부터 인출되어 드라이 세정 스테이지(11)에 공급된다. 여기서, 드라이 세정 스테이지(11)는, 마스크부재(1)를 레이저광으로 가열하는 것으로, 이 마스크부재(1)의 표면(1a)측을 레이저 발진기(22)를 향하도록 하여 승강부재(21)에 장착된다.

드라이 세정 스테이지(11)에는 레이저 발진기(22) 및 스캐닝 광학계(23)가 설치되어 있고, 스캐닝 광학계(23)는 레이저 발진기(22)로부터 조사되는 펄스 형상의 레이저광을 수평방향으로 이동시킴과 동시에, 수직방향으로도 이동 가능하게 되어 있다. 그래서, 레이저 발진기(22)로부터 스캐닝 광학계(23)를 거쳐 마스크부재(1)에 대하여 레이저광이 조사되는 조사시점 위치와 대면하는 위치가 되도록, 승강부재(21)를 구동하여 위치 조정을 행한다. 여기서, 스캐닝 광학계(23)에 의해 레이저 발진기(22)로부터의 레이저광은 수평방향으로 이동시킬 수 있기 때문에, 스캐닝 광학계(23)에 의해 레이저 발진기(22)로부터의 레이저광의 스폿이 수평방향의 시점이 되고, 또한 수직방향에서의 가장 상부가 되는 위치에 배치하여 둔다. 이것이 원점 위치이다. 또, 승강부재(21)를 승강 구동함으로써, 마스크부재(1)에 대한 드라이 세정 개시 위치를 원점 위치와 일치시킨다.

여기서, 마스크부재(1)는 마스크판(2)의 주위에 마스크 프레임(3)이 장착되는 구성으로 되어 있고, 이 마스크 프레임(3)은 레이저 발진기(22)를 배치한 측을 향하여 돌출하고 있다. 따라서, 레이저광을 조사하여 행하는 드라이 세정은 마스크부재(1) 중의 마스크판(2)에 대하여 행하여지는 것으로, 본 실시형태에서는, 마스크 프레임(3)에는 레이저광을 조사하지 않는다. 즉, 마스크 프레임(3)의 안쪽의 어느 하나의 각진 모서리부가 드라이 세정 개시 위치가 된다.

이것에 의하여, 레이저 발진기(22)로부터의 레이저광은 마스크부재(1)의 표면에 부착되어 있는 증착재료에는, 가열 등이라는 특별한 작용을 발휘하지 않고 투과하여, 마스크판(2)의 표면에 조사된다. 그 결과, 레이저광의 열에 의해 마스크판(2)의 표면이 가열된다. 단, 이 마스크판(2)에 부착되어 있는 증착재료가 직접가열되는 일은 없다. 여기서, 레이저 발진기(22)로부터의 레이저광을 스로틀함으로써, 마스크판(2)의 표면에는 미소한 가열 스폿이 형성된다.

마스크판(2)은 금속제의 것으로, 이 마스크판(2)에 부착되어 있는 증착물질은 유기재료로 이루어지는 것으로, 양자의 열팽창율에 큰 차이가 있다. 또, 레이저광은 증착물질을 투과하여, 이 증착물질은 거의 가열되지 않으나, 마스크판(2)이 가열되고, 마스크판(2)과 그 표면의 증착물질과의 열팽창율 차에 의하여, 마스크판(2)의 표면에 부착되어 있는 증착물질은, 그 성질이 취성이고, 강도가 낮기 때문에, 파쇄되어, 분말 형상으로 쇄편화하거나, 박편화하게 되고, 또한 마스크판(2)의 표면으로부터 유리하여 부유하고, 또는 부분적으로 유리하게 된다. 그리고, 레이저광은 펄스 형상의 것으로 하고, 스캐닝 광학계(23)에 의해 약간의 거리씩 수평방향으로 이동시킴으로써, 수평방향의 주사가 행하여진다. 따라서, 각 펄스의 레이저광의 조사시간은 마스크판(2)에 대하여 증착물질이 유효하게 파쇄될 정도로 하지 않으면 안된다.

레이저 발진기(22)로부터 조사되는 레이저광에 의한 가열 스폿에 대하여 길이가 긴 노즐(24)의 부압 흡인력이 작용하고 있기 때문에, 부유한 쇄편이나 박편이 이 부압 흡인력에 의해 흡인되어, 길이가 긴 노즐(24)에 회수된다. 또한, 부분적으로 유리된 쇄편이나 박편 등도 부압 흡인력의 작용으로 마스크판(2)으로부터 박리되어, 길이가 긴 노즐(24)에 회수된다. 이것에 의해, 마스크판(2)이 드라이 세정된다. 증착물질은 쇄편화되고, 또 박편화되기 때문에, 마스크영역(4)에 형성되어 있는 미소 관통구멍(4a)으로부터 마스크판(2)의 이면측으로 돌아 들어가면, 길이가 긴 노즐(24)에 의한 회수가 불가능하게 된다. 그러나, 마스크부재(1)의 이면(1b)측은 가압영역(25)으로 되어 있기 때문에, 미소 관통구멍(4a)을 거쳐 이면(1b)측으로부터의 공기 흐름이 생기기 때문에, 증착물질이 이면(1b)측으로 돌아 들어가는 일은 없다.

마스크판(2)은 박판으로 이루어지고, 다수의 미소 관통구멍(4a)이 형성되어 있기 때문에, 이 마스크판(2)에 강력한 부압 흡인력을 작용시키면, 마스크판(2)이 손상되거나, 또는 변형될 가능성이 있다. 길이가 긴 노즐(24)의 노즐구(24a)는 마스크판(2)에 대하여 각도(θ)를 가진 방향을 향하여 개구되어 있기 때문에, 마스크판(2) 자체에 작용하는 부압 흡인력은 각도(θ)분만큼 저감하게 된다. 따라서, 마스크판(2)으로부터 완전히 또는 부분적으로 유리된 쇄편이나 박편을 흡인할 수 있는 것을 조건으로 하여, 길이가 긴 노즐(24)의 압력 및 노즐구(24a)의 각도(θ)를 적절한 것으로 설정함으로써, 마스크판(2)에 대미지를 주지 않도록 한다.

스캐닝 광학계(23)에 의해 간헐적으로 조사되는 레이저광의 스폿은 수평방향으로 미소거리마다 이동하도록 하여 주사되고, 또한 수평방향의 1 라인분의 주사가 종료되면, 높이 방향으로 위치를 바꾸어 다음 라인에 대한 주사가 행하여져, 마스크판(2)의 전면에 걸쳐 가열 스폿이 이동하고, 이것에 따라 길이가 긴 노즐(24)을 상하방향으로 이동시킴으로써, 마스크판(2)으로부터 증착물질이 제거된다. 또한, 마스크판(2)의 사이즈가 클 때에는, 스캐닝 광학계(23)에 의해 1회의 동작으로 마스크판(2)의 전면을 드라이 세정하는 것이 곤란해진다. 이 경우에는, 마스크판(2)을 복수 부분으로 분할하여, 구역마다 드라이 세정할 수 있다. 이것을 위해서는, 레이저 발진기(22) 및 스캐닝 광학계(23)는 가동 테이블에 설치할 필요가 있다.

여기서, 레이저광의 조사에 의한 드라이 세정 시에는, 증착물질을 가열할 뿐이며, 이 증착물질에 특별히 불순물이 섞이는 일은 없다. 따라서, 길이가 긴 노즐(24)로 회수한 증착물질을 필터에 트랩시키는 등에 의하여 덩어리 형상화시켜, 진공 증착을 행하는 증착재료로서 재이용할 수 있다.

상기한 바와 같이 하여 드라이 세정을 행함으로써, 마스크부재(1)에서의 마스크판(2)의 대략 전면으로부터 증착물질이 제거되게 된다. 단, 마스크부재(1)의 전체가 완전히 클리닝된 것은 아니다. 즉, 마스크 프레임(3)의 표면에 레이저광이 조사되어 있지 않고, 또 마스크판(2)에서의 마스크 프레임(3)과의 경계부 등의 증착물질은 드라이 세정만으로는 제거되지 않는 등, 마스크부재(1)에는 증착물질이 다소 잔존하게 된다.

드라이 세정 스테이지(11)의 후단에는 용제 세정부(12) 및 샤워 세정부(13)로 이루어지는 웨트 세정 스테이지(14)가 설치되어 있다. 따라서, 이 웨트 세정 스테이지(14)에서, 마스크부재(1)의 마스크 프레임(3) 및 마스크 프레임(3)과 마스크판(2)의 경계부를 포함하는 전체로부터 증착물질이 제거되게 된다. 또, 증착물질 이외의 오염 등의 부착물질도 제거할 수 있게 된다. 여기서, 용제 세정부(12)에서는, 극성 용제로 분류되는 프로톤성의 수소를 포함하지 않는 쌍극성 비프로톤성 용제를 사용하면, 증착물질과 반응하게 되고, 세정속도가 향상하기 때문에, 신속한 세정이 가능하게 된다.

용제 세정부(12)에서는 세정탱크(12a)에 초음파 가진기(34)가 설치되어 있으나, 이 초음파 가진기(34)는 마스크 프레임(3)을 향하여 초음파를 작용시키도록 하여, 마스크판(2)의 마스크영역(4)에는 초음파가 미치지 않게 하면, 마스크부재(1)의 손상이나 변형을 방지하는 등의 관점에서 바람직하다. 또, 샤워 세정부(13)에서는, 마스크부재(1)로부터 용제를 포함하여, 불순물 등을 제거하여 마스크부재(1)의 전체가 청정화된다. 이와 같이, 샤워 세정을 행하는 것은, 세정액의 흐름 속에 마스크부재(1)를 두기 위함이다. 디핑방식에서는, 세정액으로부터 마스크부재(1)를 인출할 때에, 오손물이 재부착할 염려가 있으나, 마스크부재(1)를 흐름 속에 둠으로써 오손물의 재부착이 방지된다.

웨트 세정 스테이지(14)를 구성하는 용제 세정부(12) 및 샤워 세정부(13)의 세정탱크(12a, 13a)에는 유기용제 및 순수로 이루어지는 세정액이 저류되어 있으나, 이 웨트 세정에 앞서, 드라이 세정에 의해 마스크판(2)의 표면으로부터 증착물질이 거의 제거되어 있기 때문에, 세정탱크(12a, 13a)의 세정액의 오손되는 정도가 작아지고, 세정액을 순환 사용할 때에 있어서의 반복 회수를 비약적으로 증가시킬 수 있게 되어, 폐액처리의 부담을 현저하게 저감할 수 있다.

마스크부재(1)를 웨트 세정한 후에는, 건조 스테이지(15)로 이행시켜, 이 건조 스테이지(15)에서, 마스크부재(1)가 열풍·진공건조가 행하여진다. 또한, 이 건조 스테이지(15)를 거침으로써, 마스크부재(1)의 클리닝이 종료하게 되고, 이 클리닝 후의 마스크부재(1)는 반출 스테이지(16)에서, 케이스(18)에 수용되어, 진공 증착장치에 의한 진공 증착을 행하기 위하여 사용할 수 있다.

1 : 마스크부재 2 : 마스크판
3 : 마스크 프레임 4 : 마스크영역
4a : 미소 관통구멍 5 : 유리 기판
10 : 반입 스테이지 11 : 드라이 세정 스테이지
12 : 용제 세정부 13 : 샤워 세정부
14 : 웨트 세정 스테이지 16 : 반출 스테이지
20 : 포스트 21 : 승강부재
22 : 레이저 발진기 23 : 스캐닝 광학계
24 : 길이가 긴 노즐 25 : 가압영역
30 : 순환용 배관 31 : 펌프
33 : 공급 노즐 34 : 초음파 가진기
40 : 건조 챔버

Claims

마스크부재를 장착하여 기판 표면에 증착을 행한 후의 금속제의 마스크부재를 세정하여, 이 마스크부재에 부착되는 증착물질을 제거하는 마스크부재의 클리닝장치에 있어서,
상기 마스크부재의 증착물질과의 계면을 간헐적 또한 스폿적으로 가열하고, 이 가열 스폿을 이동시킴으로써, 이 마스크부재의 표면으로부터, 그 부착 증착물질을 제거하는 드라이 세정 스테이지와,
세정액이 저류된 세정액 탱크 내에서 드라이 세정 후의 상기 마스크부재에 대하여 웨트 세정을 행하는 웨트 세정 스테이지를 구비하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
제 1항에 있어서,
상기 마스크부재는, 마스크 패턴을 가지는 마스크영역을 형성한 마스크판과, 이 마스크판의 마스크영역 밖에 장착한 마스크 프레임으로 구성되고, 상기 드라이 세정 스테이지에서는 상기 마스크영역을 드라이 세정하는 것이고, 상기 웨트 세정 스테이지에서는, 상기 마스크판과 상기 마스크 프레임의 접합부를 포함하는 전체를 상기 세정액 탱크 내의 세정액에 침지시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 드라이 세정 스테이지는, 상기 마스크부재의 마스크판의 표면을 스폿 가열하는 레이저 조사수단과, 이 레이저 조사수단으로부터 조사되는 레이저를 상기 마스크판의 표면을 따라 주사시키는 스캐닝 광학계와, 가열 스폿으로부터 유리된 부착 증착물질의 쇄편 및 박편을 회수하는 회수수단을 구비하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스크부재는 연직상태로 배치하고, 상기 스캐닝 광학계는 이 마스크부재에 대하여 수평방향과 수직방향으로 가열 스폿을 주사시키는 것이며, 상기 회수수단은 상기 마스크부재의 상기 가열 스폿에 부압 흡인력을 작용시키는 부압 흡인수단이고, 이 부압 흡인수단은 상기 마스크부재의 폭 방향의 전체 길이에 미치도록 부압 흡인력을 작용시키는 길이가 긴 노즐을 가지는 것이고, 또한 이 길이가 긴 노즐은 상기 가열 스폿의 이동에 따라 수직방향으로 이동시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
제 4항에 있어서,
상기 길이가 긴 노즐은, 그 노즐구가 상기 마스크부재에 대하여 비스듬하게 아래 쪽으로부터 부압 흡인력을 작용시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
제 4항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스크부재를 사이에 두고 상기 길이가 긴 노즐의 배치측과는 반대 측면에 양압을 작용시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 웨트 세정 스테이지는, 상기 마스크부재를 세정액과 접촉시키는 1 또는 복수의 세정액 탱크를 가지는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
제 7항에 있어서,
상기 웨트 세정 스테이지에는, 1 또는 복수의 용제 세정탱크와 1 또는 복수의 샤워 세정탱크로 구성한 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
제 1항에 있어서,
상기 웨트 세정 스테이지에서 사용되는 세정액은, 알콜계 세정액, 극성 용매로 분류되는 프로톤성의 수소를 가지지 않은 쌍극성 비프로톤성 용제, 순수의 적어도 어느 1종류인 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝장치.
마스크부재를 장착하여 기판 표면에 증착을 행한 후의 금속제의 마스크부재를 세정하여, 이 마스크부재에 부착되는 증착물질을 제거하는 마스크부재의 클리닝방법에 있어서,
상기 마스크부재의 증착물질과의 계면을 간헐적 또한 스폿적으로 가열하고, 이 가열 스폿을 이동시킴으로써, 이 마스크부재의 표면으로부터, 그 부착 증착물질을 제거하는 드라이 세정공정과,
상기 드라이 세정공정을 거친 마스크부재를 세정액 탱크 내에서 세정액에 접촉시켜 웨트 세정을 행하는 웨트 세정공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝방법.
마스크부재를 장착하여 기판 표면에 증착을 행한 후의 금속제의 마스크부재를 세정하여, 이 마스크부재에 부착되는 증착물질을 제거하는 마스크부재의 클리닝방법에 있어서,
상기 마스크부재의 증착물질과의 계면을 간헐적 또한 스폿적으로 가열하고, 이 가열 스폿을 이동시킴으로써, 이 마스크부재의 표면으로부터, 그 부착 증착물질을 제거하는 드라이 세정공정과,
상기 드라이 세정공정을 거친 마스크부재를 세정액 탱크 내에서 세정액에 접촉시켜 웨트 세정을 행하는 웨트 세정공정과,
상기 웨트 세정 후에, 상기 마스크부재를 가열 건조하는 건조공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크부재의 클리닝방법.
제 1항에 기재된 마스크부재의 클리닝장치 또는 제 10항 또는 제 11항에 기재된 마스크부재의 클리닝방법에 의해 클리닝한 마스크부재를 사용하여 기판에 유기물질을 증착함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.