KR20110046272A - 유기 ｅｌ 디바이스 제조 장치 및 그 제조 방법과 성막 장치 및 성막 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기판이나 마스크의 휨을 저감하여 고정밀도로 증착할 수 있고, 또는 반송 챔버를 소형화할 수 있거나, 혹은 구동부 등을 대기측에 배치함으로써 진공 내의 먼지나 가스의 발생을 저감하여, 생산성이 높은 또는 가동율이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 그 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은, 진공 챔버 내에서의 기판과 마스크와의 얼라인먼트를 상기 기판 또는 상기 마스크를 구비하는 현수체로서 현수한 상태에서 행하고, 그 기판에 증착 재료를 증착할 때에, 상기 현수체 위의 접촉부를 이동시켜 상기 현수체를 수직으로 하여 진공 챔버 내에 반송하여, 상기 위치 정합 위치에 세트하고, 상기 현수체의 현수체 접촉부와 상기 반송하는 반송 수단의 상기 현수체 접촉부와의 반송 접촉부를 이격하고, 그 후 상기 얼라인먼트를 행하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 ＥＬ 디바이스 제조 장치 및 그 제조 방법과 성막 장치 및 성막 방법{ORGANIC EL DEVICE MANUFACTURING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, FILM FORMING DEVICE AND FILM FORMING METHOD}

본 발명은, 유기 EL 디바이스 제조 장치 및 그 제조 방법과 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것으로, 특히 대형 기판의 얼라인먼트에 적합한 유기 EL 디바이스 제조 장치 및 그 제조 방법과 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.

유기 EL 디바이스를 제조하는 유력한 방법으로서 진공 증착법이 있다. 진공 증착에서는 기판과 마스크와의 얼라인먼트가 필요하다. 해마다 처리 기판의 대형화의 흐름이 쇄도하여, G6세대의 기판 사이즈는 1500㎜×1800㎜로 된다. 기판 사이즈가 대형화되면 당연히 마스크도 대형화되고, 그 치수는 2000㎜×2000㎜ 정도나 이른다. 특히 강으로 만든 제품의 마스크를 사용하면 그 중량은 300㎏이나 된다. 종래에서는, 기판 및 마스크를 수평으로 하여 위치 정렬을 하고 있었다. 그와 같은 종래 기술로서는, 하기의 특허 문헌 1이 있다.

또한, 진공 증착법에서는, 도 4에 도시한 바와 같이 증착하고자 하는 장소에 개구부를 갖는 마스크를 처리 대상인 기판에 밀착시켜 행한다. 이 마스크는, 증착재의 부착에 의해 구멍의 형상이 변하기 때문에 반일 내지 1일마다 교환할 필요가 있다. 종래는, 도 14에 도시한 바와 같이 진공 증착을 행하는 처리 챔버 S를 갖는 클러스터 C에 교환용 및 사용된 마스크 M을 보관하는 진공 챔버인 마스크 보관실 H를 설치하고, 기판 반송을 행하는 반송 로봇 R에 의해 처리 챔버 S까지 반송하여 세트하고 있었다(특허 문헌 2).

또한, 특허 문헌 3에는, 마스크 치수를 소망 범위로 하기 위해 미리 마스크를 가온하는 가온실을 처리 챔버에 인접하여 설치하고, 필요할 때에 처리 챔버의 마스크를 교환하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 가온실에는 가온 설비밖에 기재되어 있지 않고, 그 반입출은 특허 문헌 3의 제1 실시 형태에 기재되어 있는 바와 같이, 특허 문헌 2와 마찬가지로 기판 반송을 행하는 반송 로봇 등을 이용하여 행하고 있다고 생각된다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-302896호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-027213호 공보 [특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2006-196360호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 개시된 기판과 마스크를 가로로 하여 얼라인먼트하는 방법은, 도 13에 도시한 바와 같이, 기판 및 마스크는 그 얇기와 자체 중량에 의해 크게 휜다. 그 휨이 일정하면 그것을 고려하여 마스크를 제작하면 되지만, 당연히 중심일수록 커져 기판 사이즈가 커지면 제작은 곤란하게 된다. 또한, 일반적으로 그 중심점에서의 휨량은, 기판의 휨을 d1, 마스크의 휨을 d2로 하면, d1>d2로 된다. 기판 휨이 크면, 기판 증착면에 마스크와 접촉하여 접촉 손상이 생기므로, 밀착시킬 수 없다. 그로 인해, 피사계 심도 이상으로 이격하여 얼라인먼트하면 정밀도가 나빠, 불량품으로 될 과제가 있다. 특히, 표시 장치용 기판에서는 고정세의 화면을 얻을 수 없다.

또한, 특허 문헌 1에 개시된 방법에서는, 기판과 마스크를 얼라인먼트하는 기구 전체가 진공 내에 설치되어 있기 때문에, 구동부 등의 이동에 수반하는 먼지 및 열이 발생할 가능성이 있고, 전자(前者)의 진공 내에의 누설은 누설 먼지가 기판이나 마스크에 부착되어 증착 불량을 일으키고, 후자의 발열은 마스크와 열 팽창을 조장하여 증착 사이즈를 변화시켜, 모두 수율율, 즉 생산성을 저하시키는 문제가 있다.

또한, 기판과 마스크를 얼라인먼트하는 기구 전체가 진공 내에 설치되어 있기 때문에, 일단 구동부 등에서 고장이 발생하면 보수에 시간을 요하여, 장치의 가동율이 저하된다고 하는 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 2, 3에 개시된 방법에서는, 마스크를 가반할 수 있는 반송 로봇이 필요하게 되지만, 상기 요구를 충족시키는 반송 로봇을 수용할 수 있는 처리 챔버의 크기에 대응한 현실적인 크기, 예를 들면, 5m×5m의 반송 챔버를 제작하는 것은 곤란한 과제이다.

또한, 특허 문헌 2, 3에 개시된 방법에서는, 반송 로봇은 마스크를 반송함과 함께 기판도 반송한다. 따라서, 기판의 교환 중에는 마스크를 반송할 수 없어, 마스크의 교환에 필요한 처리 챔버는 물론, 그 하류에 존재하는 처리 챔버에서도 처리를 할 수 없어, 가동율이 저하되고, 생산성이 저하된다고 하는 과제가 있다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 기판이나 마스크의 휨을 저감하고, 고정밀도로 증착할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 그 제조 방법 혹은 및 성막 장치 또는 및 성막 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제2 목적은, 반송 챔버를 소형화할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 그 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제3 목적은, 구동부 등을 대기측에 배치함으로써 진공 내의 먼지나 가스의 발생을 저감하여, 생산성이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 그 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제4 목적은, 구동부 등을 대기측에 배치함으로써 보수성을 높여, 가동율이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 그 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 상기 제1 또는 제2 목적을 달성하기 위해, 진공 챔버 내에서의 기판과 마스크와의 얼라인먼트를 상기 기판 또는 상기 마스크를 구비하는 현수체로서 현수한 상태에서 행하고, 그 기판에 증착 재료를 증착할 때에, 상기 현수체 위의 접촉부를 이동시켜 상기 현수체를 수직으로 하여, 진공 챔버 내에 반송하여, 상기 위치 정렬 위치에 세트하고, 상기 현수체의 현수체 접촉부와 상기 반송하는 반송 수단의 상기 현수체 접촉부와의 반송 접촉부를 이격하고, 그 후 상기 얼라인먼트를 행하는 것을 제1 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 제1 또는 제2 목적을 달성하기 위해, 제1 특징 외에, 상기 이격은 상기 얼라인먼트를 하는 얼라인먼트부가 갖는 상기 현수체를 상하하는 수단으로 행하는 것을 제2 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 또는 제2 목적을 달성하기 위해, 제1 특징 외에, 상기 이격은 상기 반송 접촉부를 현수체 접촉부로부터 이격시키는 것을 제3 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 또는 제2 목적을 달성하기 위해, 제1 특징 외에, 상기 현수체는 마스크를 구비하는 현수체이며, 상기 현수체 접촉부는 상기 마스크를 따라서 설치한 래크이며, 상기 반송 접촉부는 피니온인 것을 제4 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 또는 제4 목적을 달성하기 위해, 제1 특징 외에, 상기 이격하는 이격 기구의 구동 수단을 대기 분위기 속에 설치한 것을 제5 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기판이나 마스크의 휨을 저감하여, 고정밀도로 증착할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 성막 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 반송 챔버를 소형화할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 그 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 구동부 등을 대기측에 배치함으로써, 진공 내의 먼지나 가스의 발생을 저감하여, 생산성이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 그 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 구동부 등을 대기측에 배치함으로써 보수성을 높여, 가동율이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 그 제조 방법 혹은 성막 장치 또는 성막 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태인 유기 EL 디바이스 제조 장치를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태인 반송 챔버와 처리 챔버의 구성의 모식도와 동작 설명도.
도 3은 처리 챔버와 마스크 교환 챔버와의 사이를 마스크를 반입출하는 마스크 반송 기구의 본 발명의 일 실시 형태를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태인 마스크를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태인 얼라인먼트부를 도시하는 도면.
도 6의 (a)는 반송 시에서 반송 기구의 래크와 피니온이 맞물려 있는 상태를 도시하는 도면이고, (b)는 얼라인먼트 시에서 반송 기구의 래크와 피니온이 이격되어 있는 상태를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태인 얼라인먼트 광학계의 기본 구성을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태인 반송 기구 및 이격 기구를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태인 유기 EL 디바이스 제조 장치를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태인 유기 EL 디바이스 제조 장치인 마스크 교환 챔버의 구성과 그 동작을 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태인 유기 EL 디바이스 제조 장치에서의 마스크 반입출실의 구성 및 동작을 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태인 유기 EL 디바이스 제조 장치를 도시하는 도면.
도 13은 마스크ㆍ기판을 수평으로 하여 증착하는 종래 기술의 과제를 설명하는 도면.
도 14는 마스크 교환에서의 종래 기술을 설명하는 도면.

본 발명의 유기 EL 디바이스 제조 장치에서의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 7을 이용하여 설명한다. 유기 EL 디바이스 제조 장치는, 단순히 발광 재료층(EL층)을 형성하여 전극 사이에 끼우는 것만의 구조가 아니라, 양극 상에 정공 주입층이나 수송층, 음극 상에 전자 주입층이나 수송층 등 다양한 재료가 박막으로 이루어지는 다층 구조를 형성하거나, 기판을 교환하거나 한다. 도 1은 그 제조 장치의 일례를 나타낸 것이다.

본 실시 형태에서의 유기 EL 디바이스 제조 장치(100)는, 대별하여 처리 대상의 기판(6)을 반입하는 로드 클러스터(13), 기판(6)을 처리하는 4개의 클러스터(A∼D), 각 클러스터간 또는 클러스터와 로드 클러스터(13) 혹은 다음 공정(밀봉 공정)과의 사이에 설치된 5개의 교환실(14)로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 기판의 증착면을 상면으로 하여 반송하고, 증착할 때에 기판을 세워 증착한다.

로드 클러스터(13)는, 전후에 진공을 유지하기 위해 게이트 밸브(10)를 갖는 로드 로크실(13R)과 로드 로크실(13R)로부터 기판을 수취하고, 선회하여 교환실(14a)에 기판(6)을 반입하는 반송 로봇(15R)으로 이루어진다. 각 로드 로크실(13R) 및 각 교환실(14)은 전후에 게이트 밸브(10)를 갖고, 그 게이트 밸브(10)의 개폐를 제어하여 진공을 유지하면서 로드 클러스터(13) 혹은 다음 클러스터 등에 기판을 전달한다.

각 클러스터(A∼D)는, 1대의 반송 로봇(15)을 갖는 반송 챔버(2)와, 반송 로봇(15)으로부터 기판을 수취하고, 소정의 처리를 하는 도면 상에서 상하에 배치된 2개의 처리 챔버(1)(제1 첨자 a∼d는 클러스터를 나타내고, 제2 첨자 u, d는 상하측을 나타냄)를 갖는다. 반송 챔버(2)와 처리 챔버(1)의 사이에는 게이트 밸브(10)를 설치하고 있다.

처리 챔버(1)의 구성은 처리 내용에 의해 다르지만, 증착 재료인 발광 재료를 진공 중에서 증착하여 EL층을 형성하는 진공 증착 챔버(1bu)를 예로 들어 설명한다. 도 2는, 그 때 반송 챔버(2b)와 진공 증착 챔버(1bu)의 구성의 모식도와 동작 설명도이다. 도 2에서의 반송 로봇(15)은, 전체를 상하로 이동 가능(화살표 159 참조)하고, 좌우로 선회 가능한 링크 구조의 아암(157)을 갖고, 그 선단에는 기판 반송용의 빗살 형상 핸드(158)를 갖는다.

본 실시 형태의 처리의 기본적인 사고 방식은, 도 2에 도시한 바와 같이, 1대의 진공 증착 챔버에 처리 라인을 2개 설치하고, 한쪽의 라인(예를 들면 R 라인)에서 증착하고 있는 동안에, 다른 쪽의 L 라인에서는 기판을 반출입하고, 기판(6)과 마스크(81)와의 얼라인먼트를 하여 증착하는 준비를 완료시키는 것이다. 이 처리를 교대로 행함으로써, 기판에 증착시키지 않고 쓸데없이 증발(승화)하고 있는 시간을 감소시킬 수 있다. 상기를 실현하기 위해, 진공 증착 챔버(1bu)는, 기판(6)과 마스크의 위치 정렬을 행하고, 기판(6)의 필요한 부분에 증착시키는 얼라인먼트부(8)와, 반송 로봇(15)과 기판의 수수를 행하고, 증착부(7)에 기판(6)을 이동시키는 처리 교환부(9)를 우측 R 라인과 좌측 L 라인으로 2계통 형성하고, 그 2계통의 라인간을 이동하고, 발광 재료를 증발(승화)시켜 기판(6)에 증착시키는 증착부(7)를 갖고 있다.

따라서, 우선, 처리 교환부(9)를 설명한다. 처리 교환부(9)는, 반송 로봇(15)의 빗살 형상 핸드(158)와 간섭하지 않고 기판(6)을 수수 가능하며, 기판(6)을 고정하는 수단(94)을 갖는 빗살 형상 핸드(91)와, 상기 빗살 형상 핸드(91)를 선회시켜 기판(6)을 직립시켜 얼라인먼트부(8)로 이동시키는 핸드 선회 구동 수단(93)을 갖는다. 기판(6)을 고정하는 수단(94)으로서는, 진공 중인 것을 고려하여 정전 흡착이나 기계적 클램프 등의 수단을 이용한다.

증착부(7)는, 증발원(71)을 레일(76r) 상을 따라서 상하 방향으로 이동시키는 상하 구동 수단(76), 증발원(71)을 레일(75) 상을 따라서 좌우의 얼라인먼트부간을 이동하는 좌우 구동 베이스(74)를 갖는다. 증발원(71)은 내부에 증착 재료인 발광 재료를 갖고, 상기 증착 재료를 가열 제어(도시 생략)함으로써 안정된 증발 속도가 얻어지고, 도 2의 인출도에 도시한 바와 같이, 증발원(71)에 형성된 복수의 구멍(73)으로부터 분사하는 구조로 되어 있다. 필요에 따라서는, 증착막의 특성을 향상시키기 위해 첨가제도 동시에 가열하여 증착한다. 이 경우, 증발원과 한 쌍 혹은 복수의 증발원과 상하로 평행하게 형성되어 증착한다.

얼라인먼트부(8)를 설명하기 전에, 도 3을 이용하여 본 실시 형태의 큰 특징인 마스크 교환 챔버(5)의 구성과 그 동작을, 얼라인먼트부를 도시하는 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 3은, 처리 챔버(1)와 마스크 교환 챔버(5)와의 사이를 현수체를 구성하는 마스크(81)를 반입출하는 마스크 반송 기구의 일 실시 형태를 도시하는 도면이고, 도 5는 얼라인먼트부의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다.

도 1의 인출도에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 증착 처리하는 처리 챔버(1)에 인접하여 게이트 밸브(10B)를 통하여 마스크 교환 챔버(5)를 설치하고 있다. 마스크 교환 챔버(5)는 적어도 마스크 교환 시에 처리 챔버(1)와 동일한 진공도를 유지할 수 있는 챔버이다. 이하의 설명에서는, 도 1의 인출도에 도시한 진공 증착 챔버(1ad)의 L 라인과 진공 증착 챔버(1bd)의 R 라인의 마스크(81)의 교환을 담당하는 마스크 교환 챔버(5bd)를 예로 들어 설명한다.

또한, 진공 증착 챔버(1ad)와 진공 증착 챔버(1bd)의 L, R 라인의 호칭 방법은, 도 2에 도시한 진공 증착 챔버(1bu)의 라인의 호칭 방법과는 상하 반대로 되므로 도면 상에서는 반대로 된다. 또한, 도 1에서의 마스크 교환 챔버 등의 첨자는, 제1 첨자가 좌측으로부터 abc순을, 제2 첨자가 상단 u, 하단 d를 나타낸다. 단, 설명의 번잡함을 피하기 위해 필요없는 한, 첨자는 생략한다.

우선, 도 4에 도시한 본 실시 형태에서 이용하는 마스크(81)의 일례를 설명한다. 마스크(81)는 대별하여 마스크부(81M)와 마스크부를 지지하는 프레임(81F)으로 이루어진다. 인출도에 도시한 바와 같이, 마스크부(81M)에는 기판(6)에 증착하는 부분에 대응한 개소에 개구부(81h)를 갖는다. 본 예에서는 적(R), 녹(G), 청(B)의 발광 재료를 증착하는 마스크 중 적색에 대응하는 개구부를 나타내고 있다. 마스크의 치수는 기판의 대형화에 수반하여 2000㎜×2000㎜나 되고, 그 중량도 300㎏ 초과한다. 그 창의 크기는 색에 의해 서로 다르지만 평균적으로 폭 30㎛, 높이 150㎛ 정도이다. 마스크(81M)의 두께는 50㎛ 정도이며, 금후 더욱 얇아지는 경향이 있다. 한편, 마스크(81M)에는, 정밀 얼라인먼트 마크(81ms)가 4군데, 거친 얼라인먼트 마크(81mr)가 2군데, 합계 6군데에 얼라인먼트 마크(81m)가 설치되어 있다. 그에 대응하여, 기판에도 정밀 얼라인먼트 마크(6ms)가 4군데, 거친 얼라인먼트 마크(6mr)가 2군데의 합계 6군데에 얼라인먼트 마크(6m)가 설치되어 있다.

다음으로, 진공 증착 챔버인 처리 챔버(1)와 마스크 교환 챔버(5)와의 사이를 마스크(81)를 반입출하는 마스크 반송 기구의 구성과 동작을 설명한다. 도 3에서는 번잡성을 피하기 위해 반송 기구 이외의 부분은 생략하고 있다. 도 3의 좌측에 처리 챔버(1)를, 우측에 마스크 교환 챔버(5)를 도시하고 있고, 마스크(81)는 처리 챔버(1)에 세트되어 있는 상태를 실선으로 나타낸다. 상기 2개의 챔버의 사이에는 그들을 구획하기 위한 게이트 밸브(10B)가 있다. 게이트 밸브의 양측에는, 마스크(81)를 반송시키기 위한 각 반송부(교환 챔버 반송부: 56, 처리 챔버 반송부: 86)가 있다. 각 반송부는 기본적으로는, 동일한 구조를 갖고 있으므로, 구조에 관해서는 마스크 교환 챔버(5)를 주체로, 후술하는 마스크 반송 구동 수단에 관해서는 후술하는 설명에서 도 5를 참조하는 관계상 진공 증착 챔버(1)를 주체로 설명한다. 그 때문에, 도 3에서는 번잡함을 피하기 위해 도면 및 부호를 일부 생략하고 있다.

각 반송부(56, 86)는, 마스크(81)를 유지하는 베이스(세트 베이스: 52, 얼라인먼트 베이스: 82)와 마스크 반송 구동 수단(교환 챔버 반송 구동부: 56B, 처리 챔버 반송 구동부: 86B)으로 이루어진다. 베이스는, 베이스에 마스크(81)가 반입할 때에 마스크 상부를 지지하는 마스크 상부 고정부(52u, 82u)와 그 하부에 마스크(81)를 반송하는 복수의 롤러 형상의 반송 레일(56r, 82r)을 갖는다. 마스크는 그 하부에 마스크를 재치 고정하여 일체로 되어 이동하는 마스크 하부 고정부(81k)를 갖는다. 마스크 하부 고정부(81k)는 그 고정부의 볼록부 저부에는 반송 접촉부인 피니온(소기어: 56g, 86g)이 맞물리는 현수체 접촉부인 래크(81r)를 갖는다. 2개의 마스크 반송부의 구동 기어인 피니온의 간격은 마스크(81)의 가로 길이 LS보다 짧은 간격 LD로 되도록 배치되어 있다. 따라서, LS>LD이므로, 적어도 한쪽의 피니온이 래크(81r)와 맞물리므로, 상기 2개의 피니온을 협조하여 제어함으로써 마스크를 전후진시킬 수 있다.

마스크(81)가 스무스하게 반송할 수 있도록 하기 위해, 마스크 상부 고정부의 내부에는, 인출도 A에 도시한 바와 같이 복수의 좌우의 가이드 롤러(56ur, 56ul)로 이루어지는 반송 가이드(56h)를 설치하고, 한편, 마스크 하부 고정부(81k)는, 인출도 B에 도시한 바와 같이 래크측과는 반대측의 베이스에 피니온과 협조하여 마스크(81)를 사이에 끼우면서 반송시키는 복수의 롤러(56dr)가 설치되어 있다. 또한, 반송 레일(56r, 82r)은, 래크(81r)가 있어도 마스크를 스무스하게 반송할 수 있도록, 인출도 B에 도시한 바와 같이 H형의 형상을 갖는다.

교환 챔버 반송부(56)의 가이드 롤러(56ur, 56ul)에 대응하는 처리 챔버 반송부(86)의 가이드 롤러(86ur, 86ul)(도시 생략)는, 얼라인먼트 시에서 마스크를 파지 고정하는 역할을 하고 있다. 따라서, 얼라인먼트 시에 안정적으로 마스크를 유지할 수 있도록, 가이드 롤러(86ur, 86ul) 사이의 서로 끼워지는 정도는 가이드 롤러(56ur, 56ul) 사이에 비해 약간 단단하게 조절하고 있다. 상기 반송 롤러(82r) 및 가이드 롤러는 진공 증착에 악영향을 미치는 가스를 저감하기 위해, 로우그리스 베어링을 사용하고 있다. 또한, 마스크(81)를 상기 마스크 하부 고정부(81k)에 착탈 가능하게 또한 확실하게 고정하기 위해, 상기 마스크 하부 고정부(81k)에는, 마스크 하부에 설치한 삼각뿔 형상의 돌기물이 수납되는 삼각뿔 형상의 오목부(도시 생략)가 복수 형성되어 있다.

처리 챔버 반송 구동부(86B)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 대기측인 챔버(1)의 하부벽(1Y) 하에 설치한 반송 구동 모터(86m), 마스크의 래크(81r)에 맞물리는 피니온(86g), 회전축을 90도 변환하기 위한 2개의 베벨 기어(86k1, 86k2), 기어 지지체(86h) 및 진공 시일하는 시일부(86s)로 이루어진다. 이와 같이 처리 챔버 반송 구동부(86B)도 얼라인먼트 기구부(83)와 마찬가지로 시일부를 통하여 대기측에 설치되어 있고, 진공 증착에 악영향을 미치는 먼지 등을 진공 내에 반입하지 않도록 하고 있다.

상기 실시 형태에서는 처리 챔버 반송 구동부(86B)의 시일부(86s)를 반송 구동 모터(86m)와 베벨 기어(86k1)의 사이에 설치하였지만, 처리 챔버(1)의 하부벽(1Y)으로부터 돌출된 통 형상체에 베벨 기어 수납부를 설치하고, 베벨 기어 수납부와 피니온의 사이에 진공 시일 예를 들면 자성 유체 시일을 설치하여도 된다. 교환 챔버 반송 구동부(56B)도 처리 챔버 반송 구동부(86B)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다.

또한, 이와 같은 반송 기구에 의해 마스크(81)가 얼라인먼트 베이스(82)의 원하는 위치에 세트된 것인지의 여부는, 본 실시 형태에서는, 후술하는 도 5에 도시한 얼라인먼트 광학계(85)를 이용한다. 도 4에 도시한 바와 같이 얼라인먼트는 기판(6) 및 마스크(81)에 설치한 얼라인먼트 마크(6m, 81m)가 겹치도록 제어한다. 따라서, 양 얼라인먼트 마크(6m, 81m)가 얼라인먼트 광학계(85)의 카메라에 모두 촬상되면 세트되었다고 판단한다. 물론, 마스크 상부 고정부(82u)의 단부에 스위치 등의 센서를 설치하여도 된다.

본 반송 기구의 실시 형태에 따르면, 마스크의 교환 시에서, 진공 증착 챔버 등의 처리 챔버(1)와 마스크 교환 챔버(5)의 사이에 있는 게이트 밸브(10B)의 양측에, 마스크에 유지하는 마스크 하부 고정부에 설치된 래크를 구동하는 구동부를 설치한 간단한 기구이며, 확실하게 마스크를 이동할 수 있어, 반입 후, 게이트 밸브(10B)를 닫음으로써 진공 증착 챔버 등의 처리 챔버를 마스크 교환 챔버로부터 완전하게 분리할 수 있다.

상기에 설명한 반송 기구의 실시 형태에 따르면, 마스크를 확실하게 얼라인먼트 베이스에 세트할 수 있으므로, 고정밀도로 증착할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공할 수 있다.

다음으로, 도 5를 이용하여 본 실시 형태의 다른 특징인 얼라인먼트부(8)를 설명한다. 도 5에서는 처리 챔버인 진공 증착 챔버의 벽이나 게이트 밸브를 생략하고 있다. 본 실시 형태에서는, 얼라인먼트는, 진공 증착 챔버의 외부로부터 마스크를 반입하고, 기판(6)을 거의 수직 또는 수직으로 고정하고, 마스크(81)를 현수시켜 마스크의 자세를 바꾸어 행해진다. 그를 위해, 도면 상부에는 얼라인먼트를 행하는 기구가, 하부에는 진공 증착 챔버의 외부로부터 내부에 마스크를 반입하기 위한 반송 기구인 반송부(86)가 설치되어 있다. 얼라인먼트 및 마스크 반송을 위한 기구부는, 가능한 한, 진공 증착 챔버의 외측인 대기측에, 구체적으로는 진공 증착 챔버의 상부벽(1T) 위, 혹은 하부벽(1Y) 아래에 설치하고 있다. 또한, 진공 증착 챔버 내에 설치해야만 하는 것은, 대기부로부터 볼록부를 형성하여 그 안에 설치하고 있다.

얼라인먼트부(8)는, 마스크(81), 마스크(81)를 고정하는 얼라인먼트 베이스(82), 얼라인먼트 베이스(82)를 유지하고, 얼라인먼트 베이스(82) 즉 마스크(81)의 XZ 평면에서의 자세를 규정하는 얼라인먼트 구동부(83), 얼라인먼트 베이스(82)를 아래로부터 지지하고, 얼라인먼트 구동부(83)와 협조하여 마스크(81)의 자세를 규정하는 얼라인먼트 종동부(84), 기판(6)과 상기 마스크(81)에 설치된 도 4에 도시한 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 광학계(85), 얼라인먼트 마크의 영상을 처리하고, 얼라인먼트량을 구하여 얼라인먼트 구동부(83)를 제어하는 제어 장치(20)(도 1 참조)로 이루어진다.

이하, 본 실시 형태에서의 얼라인먼트 방법을 실현하는 기본적인 구성을 설명하고, 그 후 기본적인 구성에 기초하는 얼라인먼트 방법, 그것을 실현하는 구동 기구를 순서대로 설명한다.

마스크(81)는 그 상부가 유지부(82u)에 의해 얼라인먼트 베이스(82)에 고정되고, 얼라인먼트 베이스(82)로 고정되어 있는 복수의 롤러 형상의 반송 레일(82r)로 지지되어 있다. 그 얼라인먼트 베이스를 상부에 설치된 2군데의 회전 가능한 지지부(81a, 81b)로 현수하고, 그 지지부(81a, 81b)를 Z 방향으로 혹은 X 방향으로 주동(主動)(액티브로 구동)함으로써, 얼라인먼트 베이스(82) 즉 마스크의 XZ 평면에서의 자세를 규정하여 얼라인먼트한다. 또한, 그 자세 규정 시의 얼라인먼트 베이스(82)를 아래로부터 지지하기 위해, 지지부(81a, 81b)의 각각의 아래에 설치된 회전 가능한 지지부(81c, 81d)를 설치하고, 지지부(81c, 81d)가 지지부(81a, 81b)의 움직임에 대해 종동적으로 동작한다. 또한, 얼라인먼트 베이스(82)는 마스크를 통하여 기판(6)에 증착할 수 있도록 회(回)자와 같이 공동으로 되어 있다.

다음으로, 얼라인먼트 방법을 설명한다. 도 5에 도시한 4군데에 설치된 얼라인먼트 광학계(85)에 의해 기판 중심에서의 기판(6)과 마스크(81)의 위치 어긋남(ΔX, ΔZ, θ)을 검출한다. 이 결과에 기초하여, 얼라인먼트 베이스(82) 상부에 설치한 주동 지지부(81b)를 X 방향, Z 방향으로, 동일하게 상부에 설치한 주동 지지부(81a)를 Z 방향으로 이동시킨다. 이 때, 지지부(81a, 81b)의 Z 방향의 이동차에 의해 θ 보정이, 양자의 Z 방향의 이동에 θ 보정의 영향을 가미한 값으로 ΔZ 보정이, 참조 부호 81b의 X 방향의 이동에 θ 보정의 영향을 가미한 값으로 ΔX 보정이 행해져 얼라인먼트된다. 상기에서, 주동 지지부(81a, 81b)의 양자간의 거리는 긴 쪽이, 동일한 Z 방향의 움직임에 대해 θ 보정을 정밀도 좋게 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 얼라인먼트 베이스(82)의 상기 이동에 수반하여, 주동 지지부(81a)는 X 방향으로, 얼라인먼트 베이스(82) 하부에 설치한 종동 지지부(81c, 81d)는 X 및 Z 방향으로 종동적으로 이동한다. 주동 지지부(81b)의 구동은, 진공 증착 챔버(1bu)의 상부벽(1T) 상에 설치된 구동 모터를 갖는 얼라인먼트 구동부(83R), 주동 지지부(81a)의 구동 및 수동은 얼라인먼트 구동부(83L), 및 종동 지지부(81c, 81d)의 종동은 진공 증착 챔버(1bu)의 하부벽(1Y) 아래에 설치된 얼라인먼트 종동부(84R, 84L)에서 행한다.

이 마스크의 얼라인먼트는 마스크를 현수하여 행해지지만, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 반송 시의 상태에서 마스크의 래크(81r)와 피니온(86g)이 맞물려 있으면 스무스한 얼라인먼트의 방해가 된다. 따라서, 얼라인먼트 시에는 양자를 이격 기구로 이격시켜 그 후 얼라인먼트할 필요가 있다. 본 실시 형태에서의 이격 동작은, 마스크(81)를 얼라인먼트 위치보다 약간 하측으로 반송하고, 도 6의 (b)와 같이 래크(81r), 즉 얼라인먼트 베이스(82)를 일정 거리 끌어올려 행한다. 끌어올림은 주동 지지부(81a, 81b)를 Z 방향으로 이동시켜 행한다. 따라서, 이격 기구(40)는 주동 지지부(81a, 81b)를 Z 방향으로 이동시키는 후술하는 Z 구동부(83Z)로 구성된다. 상술한 Z 방향의 끌어올림량은, 얼라인먼트에 전혀 지장이 없을 정도의 양이므로, 그다지 크지 않아도 된다. 끌어올림 동작에 수반하여, 주동 지지부(81a, 81b)와 종동 지지부(81c, 81d)의 Z 방향의 가동 범위를 그 만큼만 다소 길게 취할 필요가 있다.

이상 설명한 방법은, 원래 얼라인먼트부(8)가 갖고 있는 Z 방향의 동작 자유도를 이용하여 마스크를 끌어올려 마스크와 피니온을 이격시켰지만, 피니온을 강하시킴으로써 이격시켜도 된다.

상기한 본 실시 형태의 이격 기구에 따르면, 처리 챔버(1)에 마스크(81)를 반송하여 얼라인먼트 베이스(82)에 세트하고, 마스크와 피니온을 이격시킴으로써, 스무스하게 정밀도 좋게 얼라인먼트를 할 수 있어, 고정밀도로 증착시킬 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공할 수 있다.

또한, 이격 기구로서 원래 얼라인먼트부가 갖고 있는 자유도를 이용함으로써 간단한 기구로 스무스한 얼라인먼트를 실현할 수 있다.

다음으로, 마스크(81)의 자세를 규정하는 얼라인먼트 구동부(83)와 얼라인먼트 종동부(84)에 대해서 도 5로 되돌아가서 보다 상세하게 설명한다.

얼라인먼트 구동부(83)는, 진공 증착 챔버(1bu)의 상부벽(1T)(도 2도 참조) 상의 대기 중에 설치되고, 회전 지지부(81a)를 Z 방향으로 이동시키는 Z 구동부(83Z)를 갖는 좌측 구동부(83L)와, 회전 지지부(81b)를 좌측 구동부(83L)와 마찬가지로 Z 방향으로 이동시키는 Z 구동부(83Z)와 상기 Z 구동부 전체를 X 방향(도 5의 좌우 방향)으로 이동시키는 X 구동부(83X)를 갖는 우측 구동부(83R)로 이루어진다. 좌우 구동부(83L, 83R)의 Z 구동부는 기본적으로 동일한 구성이므로 동일한 번호를 붙이고, 또한 일부 번호를 생략하고 있다. 이하, 번호 붙이는 방법, 생략 방법은 다른 기구부에서도 마찬가지이다.

좌측 구동부(83L)를 예로 들어 Z 구동부(83Z)를 설명한다. Z 구동부(83Z)는, 상술한 바와 같이 레일(83r) 위를 X 방향으로 종동하는 Z 구동부 고정판(83k)에 고정되고, Z 방향 구동 모터(83zm)에 의해 볼 나사(83n), 테이퍼(83t)를 통하여 연결 막대(83j)를 Z 방향으로 이동한다. 얼라인먼트축(83a)은, 그 상부에서 연결한 연결 막대(83j)에 의해 Z 방향으로 이동한다. 테이퍼(83t)는, 얼라인먼트 베이스(82) 등의 중력을 이용하여 상기 Z 방향의 로스트모션을 방지하기 위해 설치함으로써, 그 결과 히스테리시스가 없어져 목표값에 빨리 수속하는 효과가 있다. 또한, 얼라인먼트축(83a)은, 진공 증착 챔버(1bu)의 상부벽(1T)에 설치된 시일부(도시 생략)에 일단이 고정된 벨로우즈(83v)를 통하여 동작하고, 스플라인(83s)에 의해 경사지지 않고 Z 방향으로 수직 또한/또는 X 방향으로 평행 이동한다.

우측 구동부(83R)는, 또한 상기 Z 구동부(83Z) 외에, 진공 증착 챔버(1)의 상부벽(1T)에 고정되고, Z 구동부(83Z)를 탑재하고 있는 Z 구동부 고정판(83k)을 X축 레일(83r) 상을 따라서 구동하는 X 구동부(83X)를 갖는다. X 구동부(83X)의 구동 방법은 X 방향 구동 모터(83xm)의 회전력을 볼 나사(83n), 테이퍼(83t)를 통하는 등 기본적으로는 Z축 구동부(83Z)와 동일하지만, 그 구동력은, 얼라인먼트 베이스(82)를 회전 구동 및 얼라인먼트 베이스를 통하여 다른 구동부 혹은 종동부를 이동시키는 파워가 필요하다. 얼라인먼트축(83a)은, 좌측 구동부(83L)의 얼라인먼트축(83a)과 마찬가지로 스플라인(83s)에 의해 경사지지 않고 Z 방향으로 수직 또한/또는 X 방향으로 평행 이동한다. 또한, 얼라인먼트축(83a)은 X 방향으로도 이동하므로, 그 벨로우즈(83v)도 X 방향에 대한 자유도를 갖고 있고, 신축과 함께 좌우로 유연하게 이동한다.

얼라인먼트 종동부(84)는, 회전 지지부(81c, 81d)의 전술한 종동 회전에 대응할 수 있도록, 각각의 얼라인먼트축(84a)을 Z 방향, X 방향으로 이동할 수 있는 좌우의 종동부(84L, 84R)를 갖는다. 종동부는 중심부에 1군데이어도 되지만, 본 실시 형태에서는, 안정적으로 동작시키기 위해 2군데 설치하고 있다. 양 종동부는 기본적으로는 좌우 선대칭으로 동일 구조를 가지므로, 대표적으로 참조 부호 84R을 설명한다. 얼라인먼트축(84a)은, 진공 증착 챔버(1)의 하부벽(1Y)에 설치된 시일부(84c)에 일단이 고정된 진공 증착 챔버(1)의 진공을 시일하는 벨로우즈(84v), 스플라인(84s)을 통하여 X축 종동판(84k)에 고정되어 있다. 따라서, X 방향의 종동은 얼라인먼트 종동부(84)를 고정하는 얼라인먼트 지지부 고정대(84b)에 깔려진 레일(84r)을 이동시켜 행한다. 또한, Z 방향의 종동은 상기 스플라인(84s)에 의해 행한다.

상기의 얼라인먼트부의 실시 형태에서는, 4군데의 회전 지지부(81) 중 진공 증착 챔버 상부에 2군데 설치한 회전 지지부를 Z 방향으로, 또한 그 중 1군데를 X 방향으로 주동(액티브로 구동)함으로써, 마스크의 얼라인먼트를 실시하고 있다. 그 외에 다양한 구동 방법을 들 수 있다.

예를 들면, 상부 3군데에 회전 지지부를 설치하고, 중앙의 회전 지지부를 회전시켜, 좌우의 회전 지지부에서 Z 방향과 X 방향으로 주동 또는 종동시켜 얼라인먼트한다. 그리고 하부에 적어도 1군데의 종동부를 설치한다. 혹은, 상기 실시 형태와 마찬가지로 상부 회전 지지부를 2군데 설치하고, 그 1군데에 회전, Z 방향 및 X 방향의 주동을 집중시키고, 다른 것은 종동으로 하는 방법이다. 또한, 상기 실시 형태에서는 기본적으로는, 상부를 주동, 하부를 종동으로 하였지만 이것을 반대로 하여도 된다.

상기 얼라인먼트를 위한 기구부의 실시 형태에 따르면, 시일부를 통하여 대기측에 설치되어 있고, 진공 증착에 악영향을 미치는 먼지 등을 진공 내에 반입하지 않도록 하고 있어, 생산성이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 얼라인먼트를 위한 기구부의 실시 형태에 따르면, 구동부 등을 대기측에 배치함으로써 보수성을 높여, 가동율이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공할 수 있다.

다음으로, 얼라인먼트 광학계(85)에 대해서 설명한다. 얼라인먼트 광학계는, 상술한 각각 얼라인먼트 마크를 독립적으로 촬상할 수 있도록, 4개의 정밀 얼라인먼트 마크(81ms)에 대한 4개의 정밀 얼라인먼트 광학계(85s)와, 2개의 거친 얼라인먼트 마크(81mr)에 대한 2개의 거친 얼라인먼트 광학계(85r)와의, 합계 6개의 광학계로 구성된다.

도 7에 6개의 얼라인먼트 광학계의 기본 구성을 도시한다. 광학계의 기본적 구성은, 마스크(81)를 사이에 두고 얼라인먼트 베이스(82)측에, 진공 증착 챔버(1bu)의 상부(1T)에 고정되어 광학창(85w)을 통하여 조사하는 광원(85k)과 후술하는 차단 아암(85as)에 고정된 광원측 반사 미러(85km)를 설치하고, 기판(6)측에, 촬상 카메라 수납통(85t)으로부터의 아암(85a)에 부착한 촬상 카메라측 반사 미러(85cm) 및 촬상 카메라 수납통(85t)에 수납된 촬상 수단인 촬상 카메라(85c)를 설치한, 소위 투과형의 구성을 갖고 있다. 또한, 촬상 카메라 수납통(85t), 아암(85a) 등은, 기판이 수직 자세로 될 때의 궤도 K의 방해되지 않도록 파선으로 나타낸 아암(85a) 위치까지 벨로우즈(85v) 등에 의해 이동할 수 있게 되어 있다.

투과형이므로, 광이 통과할 수 있도록 마스크(81M)에 사각형의 관통 구멍의 얼라인먼트 마크(81m)를 설치하고, 또한, 프레임(81F)에도 원통형의 관통 구멍(81k)을 형성하고 있다. 한편, 기판(6)의 얼라인먼트 마크(6m)는 광 투과성의 기판 상에 금속성의 사각형 마스크의 얼라인먼트 마크(81m)에 비해 충분히 작은 마크이다.

관통 구멍(81k)을 형성하면, 증착 시에 증착 재료가 관통 구멍에 들어가 얼라인먼트 마크 상에 증착되므로, 다음 공정으로부터 얼라인먼트를 할 수 없다. 이를 방지하기 위해, 증착 시에는 증착 재료가 관통 구멍(81k)에 들어가지 않도록 차폐한다. 본 실시 형태에서는, 얼라인먼트 시에 광원측 반사 미러를 부착한 아암이 증착 시에는 증착에 유효한 영역을 차단하므로, 그 아암을 이동 가능하게 하고, 또한 증착 시에는 관통 구멍(81k)을 차폐하는 구조를 갖는 차폐형 아암(85as)으로 하였다. 차폐형 아암(85as)은, 대기측에 설치한 구동부(도시 생략)에 상하로 구동되는 연결 막대(85b)에 의해 신축하고, 그 일단을 시일부(85s)에 고정된 벨로우즈(85v)를 통하여 구동시킨다. 도 7에 도시한 파선이 차폐 상태를 나타내고, 실선이 얼라인먼트 상태를 나타낸다.

상기 실시 형태에서는, 광원측 반사 미러(85km)를 차단 아암(85as)에 부착하였지만, 마스크의 프레임(81F)의 두께가 충분하면, 프레임(81F)에 L자형의 관통 구멍(81k)을 형성하고, 광원측 반사 미러(85km)를 내장하는 것도 가능하다. 그 경우는, 차폐형 아암은 불필요하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 얼라인먼트 시에 광원측 반사 미러(85km)가 증착 영역을 차단하므로 차폐형 아암을 이동시켰지만, 차단하지 않은 경우는, 차폐형 아암을 고정으로 할 수 있다.

한편, 카메라 수납통(85t)은, 도 5에 도시한 바와 같이 진공 증착 챔버(1)의 상부(1T)로부터 돌출된 구조를 갖고, 선단에 광학창(85w)을 형성하여, 촬상 카메라(85c)를 대기측으로 유지함과 함께, 얼라인먼트 마크(6m, 81m)를 촬상할 수 있도록 하고 있다(부호는 도 7을 참조).

상기 실시 형태에서는, 촬상 카메라측 반사 미러를 진공 내에 설치하였지만, 촬상 카메라 수납통(85)을 길게 하고, 상기 미러를 내장하여도 된다.

정밀 얼라인먼트 광학계(85s)와 거친 얼라인먼트 광학계(85r)의 구성상의 차이는, 전자가 고정밀도로 얼라인먼트하기 위해, 시야를 작게 하여 고분해로 얼라인먼트를 촬상하기 위한 고배율 렌즈(85h)를 갖고 있는 점이다. 이에 수반하여, 도 7에 도시한 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크(6m, 81m)의 치수가 다르다. 정밀의 경우, 거친 것과 비교하여 1자리 이상 작고, 최종적으로는 ㎛오더의 얼라인먼트가 가능하다.

따라서, 정밀 얼라인먼트 시는, 시야가 벗어나지 않도록 마스크(81)의 얼라인먼트 마크(81m)의 이동에 맞춰, 정밀 얼라인먼트 광학계(85s)도 추종하여 이동할 필요가 있다. 따라서, 도 5에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 베이스의 상부측의 정밀 얼라인먼트 광학계(85s)에서는, 촬상 카메라(85c)를 고정하는 고정판(85p)을 Z 구동부 고정판(83k) 혹은 X축 종동판(84k)에 접속하여 추종시킨다. 또는, 모터가 달린 스테이지를 설치하여 수치 제어에 의해 추종시켜도 된다. 또한, 거친 얼라인먼트 광학계(85r)에 대해서는, 초기의 부착 시에 위치 조정을 할 수 있도록 카메라 위치 정렬 스테이지(85d)를 설치하고 있다.

상기 실시 형태에서는, 6개의 얼라인먼트 광학형을 이용하였지만, 얼라인먼트의 요구 정밀도에 따라서는, 거친 얼라인먼트 광학계를 설치할 필요가 없고, 또한, 정밀 얼라인먼트 광학계에서도 4개도 필요가 없으며, 거친ㆍ정밀 포함하여 최저 2개 있으면 된다.

상기 얼라인먼트부(8)의 실시 형태에서는, 얼라인먼트 구동부(83), 얼라인먼트 종동부(84), 얼라인먼트 광학계(85)를 진공 증착 챔버(1bu)의 상부 혹은 하부의 대기측에 설치하였지만, 진공 증착 챔버(1bu)의 측벽측의 대기에 설치하여도 된다. 물론, 상부, 하부 및 측벽부에 분산시켜도 된다.

상기 얼라인먼트 광학계(85)의 실시 형태에 따르면, 카메라 및 광원 등을 진공측으로 돌출된 내부가 대기 속인 수납통에 수납되어 있고, 진공 증착에 악영향을 미치는 먼지 등을 진공 내에 반입하지 않도록 하고 있어, 생산성이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공할 수 있다.

다음으로 반송 기구 및 이격 기구의 제2 실시 형태를 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8에는 마스크 교환 챔버(5)를 나타내고 있지 않지만 기본적으로는 마찬가지이다. 도 8에서 설명에 관계 없는 부호는 생략하고 있다.

제2 실시 형태가 제1 실시 형태와 다른 점은 다음과 같다. 첫째는, 래크(81r)를 마스크(81)를 고정하는 마스크 하부 고정부(81k)의 측부에 설치한 점이다. 둘째는, 제1 변경에 수반하여, 피니온(86g(56g))의 회전축을 90도 변경할 필요가 없기 때문에 베벨 기어를 이용하지 않고 반송 구동 모터(86m(56m))의 회전축을 피니온(86g(56g))에 직접 접속하고 있는 점이다. 셋째로, 제1 변경에 수반하여, 반송 레일(82r(56r))의 형상은 H 형상으로 할 필요가 없어져 평탄이어도 되는 점이다. 넷째로, 이격 기구(45)로서 피니온(86g)을 마스크로부터 분리하기 위해 처리 챔버 반송 구동부(86B) 전체를 구동하는 구동부 이격 수단(87)을 설치하고 있는 점이다. 구동부 이격 수단(87)은, 구동부 이격 수단(87)을 재치하는 이격판(87k)을 구동 모터(87m)에 의해 볼 조인트(87b)를 선회하여 레일(87r) 상을 이동시켜 행한다. 다섯째로, 처리 챔버 반송 구동부(86B)도 이격 동작에 대응할 수 있도록 시일(86s) 상에 벨로우즈(86v)를 갖는다. 또한, 상기 설명에서는 이격 기구로서 피니온(86)을 이격시키는 구동부 이격 수단(87)을 설치하였지만, 마스크측을 이격시켜도 된다.

제2 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 확실하게 마스크를 교환할 수 있어, 피니온과 마스크를 이격시킴으로써, 스무스하게 정밀도 좋게 얼라인먼트를 할 수 있어, 고정밀도로 증착할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공할 수 있다.

이상의 반송 기구의 제1 및 제2 실시 형태에서는, 소위 래크 및 피니온을 이용하여 설명하였지만, 마스크에 설치된 평탄한 레일 위를 롤러로 구동하여 반송시켜도 된다. 그 경우, 충분한 마찰력이 얻어지지 않는 경우에는, 레일 또는 롤러 표면을 처리하여 마찰력을 크게 하여 사용한다.

다음으로, 본 발명의 유기 EL 디바이스 제조 장치에서의 제2 실시 형태를 도 9 내지 도 11을 이용하여 설명한다. 본 제2 실시 형태와 제1 실시 형태와의 다른 점은, 마스크 교환 챔버는 마스크 교환 챔버(5)에 인접하여 새로운 마스크와 교환할 수 있는 마스크 반입출실(12)을 갖는 점이다. 인접하는 위치는, 전면 또는 후방 혹은 상부 또는 하부로 된다. 본 실시 형태에서는 도 3에 도시한 마스크 반송 기구를 살리는 것 및 스페이스 팩터를 고려하여 후방에 설치하는 것으로 하였다. 그로 인해, 마스크 교환 챔버(5)는, 마스크를 90도 방향 전환하는 방향 전환 기구, 예를 들면 턴테이블 기구(57)를 갖는다.

이하 순서대로, 마스크 교환 챔버(5)와 마스크 반입출실(12)의 구성과 동작을 설명한다.

도 9에서의 마스크 교환 챔버(5)는, 도 3에 도시한 교환 챔버 반송부(56)를 갖는 타입에, 교환 챔버 반송부를 90도 선회하는 턴테이블 기구(57)와 마스크 반입출실(12)과의 사이에 게이트 밸브(10A)를 부가한 구성을 갖는다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 형태인 마스크 교환 챔버(5)의 보다 상세한 구성과 그 동작을 도시하는 도면이며, 교환 챔버 반송부(56)와 턴테이블 기구(57)를 도시한다. 교환 챔버 반송부(56)의 기본적인 구성은 이미 도 3에서 설명한 바와 같다. 도 3과 다른 것은, 교환 챔버 반송 구동부(56B)의 일부 반송 구동 모터(56m) 등 이외의 교환 챔버 반송부(56)는 턴테이블(57t) 상에 고정되어 있는 점이다. 좌우의 진공 증착 챔버(1) 또는 후방에 있는 마스크 반입출실(12)과의 사이에서 마스크(81)를 반입출하기 위해, 교환 챔버 반송 구동부(56B)는, 도 9의 일점 쇄선의 크로스 위치에 배치할 필요가 있다. 예를 들면, 교환 챔버 반송 구동부(56B)의 반송 구동 모터(56m)의 회전 중심을 턴테이블(57t)의 회전 중심 위치에 오도록 배치한다. 구동 모터를 턴테이블(57t)의 회전 중심 위치에 배치함으로써 구동 모터를 턴테이블 상에 설치하지 않아도 되고, 그 결과, 구동 모터를 대기측의 설치할 수 있다.

또한, 턴테이블 기구(57)는, 그 주위에 기어(57r)를 갖는 턴테이블(57t)과 턴테이블 구동부(57B)로 이루어진다. 턴테이블 구동부(57B)는, 대기측인 마스크 교환 챔버(5)의 하부벽(5Y) 아래에 설치한 턴테이블 구동 모터(57m), 진공 시일하는 시일부(57s), 턴테이블(57t)의 기어(57r)와 맞물리는 기어(57g) 및 마스크 교환 챔버(5)의 하부벽(5Y) 위를 주행하는 복수의 주행륜(57k)으로 이루어진다.

본 실시 형태에 따르면, 마스크 교환 챔버(5)에 반입된 마스크를, 좌우의 처리 챔버(1) 또는 마스크 반입출실(12)에 반입출할 수 있다.

다음으로, 도 9에 도시한 마스크 반입출실(12)의 구성 및 동작을 도 11을 이용하여 설명한다. 마스크 반입출실(12)은 마스크 보관부(121)(이하, 간단히 보관부라고 약칭함)를 갖고 있다. 보관부(121)는, 세트 베이스(52)와 기본적으로는 마찬가지의 구조를 갖고 복수 배치된 보관 베이스(122)와, 보관 베이스를 탑재하는 보관대(121d) 및 마스크를 턴테이블(57t)과 보관대(121d)를 이동시키는 도 5에 도시한 교환 챔버 반송 구동부(56B)와 동일 구조를 갖는 반입출실 반송 구동부(126B)로 이루어진다. 반입출실 반송 구동부(126B)(구동 모터(126m))는, 처리 챔버 반송 구동부(86B)(반송 구동 모터(86m))와 교환 챔버 반송 구동부(56B)(반송 구동 모터(56m))를 연결하는 직선과 교환 챔버 반송 구동부(56B)(반송 구동 모터(56m))와 반입출실 반송 구동부(126B)(구동 모터(126m))를 연결하는 직선이 직각으로 되도록 배치되어 있다. 보관 베이스(122)의 턴테이블(57t)측은, 보관대(121d)로부터 α=반입출실 반송 구동부(126B)+β폭분만큼 돌출된 상태로 설치되어 있다. 따라서, 보관대(121d)를 화살표 A 방향으로 이동함과 함께, 화살표 B 방향으로 이동함으로써, 모든 보관 베이스(122)가 반입출실 반송 구동부(126B)와 맞물리도록 할 수 있다. 또한, 참조 부호 121r은 보관대(121d)의 주행 레일이다.

도 11은 도 9에 도시한 마스크 반입출실(12)을 화살표 C 방향에서 본 도면이며, 보관 베이스(122)를 1대만 나타내고 반입출실 반송부(126)를 주체로 나타낸 도면이다. 도 11은 게이트 밸브(10A)를 경계로 하여 좌측이 마스크 교환 챔버(5)이며, 우측이 처리 챔버(1) 또는 반송 챔버(2)이다. 반입출실 반송부(126)는 교환 챔버 반송부(56)와 기본적으로 동일하지만 다음의 점에서 다르다.

첫째로, 반입출실 반송 구동부(126B)의 배치 위치는, 반송 수단의 입장에서 보면 도 3의 처리 챔버 반송 구동부(86B)와 동일한 위치에 있을 필요가 있다. 이 위치에 의해, 반입출실 반송 구동부(126B)는 교환 챔버 반송부(56)와 마스크의 수수가 가능하게 된다.

둘째로, 마스크 상부 고정부(122u)가 개폐 가능하게 되어 있는 점이다. 마스크 반입출실(12)의 천장에 설치한 개폐 가능한 개구부(도시 생략)로부터 크레인(도시 생략)으로 마스크(81)를 반입하여, 반송 롤러(122r)로 세트할 때 방해되지 않도록 하기 위해서이다. 세트 후에는 마스크 상부 고정부(122u)에 설치한 세트 갈고리(122t)를 세트 구멍(122h)에 삽입하여, 마스크(81)를 유지하고, 안정적으로 가이드 롤러(126ur)에 의해 반송할 수 있다.

마스크 반입출실(12)은 대기 분위기의 실이어도 되지만, 진공 챔버함으로써 게이트 밸브(10A)를 열 때에 마스크 교환 챔버(5)의 진공도를, 구태여 말하면 처리 챔버(1)의 진공도를 저하시키지 않고 마스크를 교환할 수 있다. 이 결과, 진공으로 끌어당기기 위한 시간을 단축할 수 있어, 가동율이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공할 수 있다.

상기, 실시 형태에서는 보관부(121)를 마스크 반입출실(12)에 설치하였지만, 마스크 교환 챔버(5)에도 설치하여도 된다.

상기 본 발명의 유기 EL 디바이스 제조 장치에서의 제2 실시 형태에 따르면, 마스크의 교환 시에서, 기판 반송계에는 영향을 주지 않고 처리할 수 있으므로, 가동율 및 생산성이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 유기 EL 디바이스 제조 장치에서의 제2 실시 형태에 따르면, 마스크 반입출하는 장소로서 폐공간으로 되는 마스크 반입출실(12)을 설치함으로써, 진공 증착 챔버의 진공도 저하를 억제할 수 있으므로, 동일한 진공 증착 챔버 내의 다른 처리는 계속 가능하다. 따라서, 가동율이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 적어도, 마스크의 교환 시간을 단축할 수 있으므로, 가동율 및 생산성이 높은 유기 EL 디바이스 제조 장치 또는 제조 방법을 제공할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태인 유기 EL 디바이스 제조 장치를 도 12를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태의 유기 EL 디바이스 제조 장치(200)는, 도 1에 도시한 유기 EL 디바이스 제조 장치의 클러스터 A∼D가 육각형의 반송 챔버(2)와 육각형 중 대각하는 2변에 설치한 교환실(14f, 14g)과 남은 4변에 처리 라인으로서 1라인을 갖는 진공 증착 챔버 등의 처리 챔버(1)로 구성되는 장치를 나타내고 있다.

본 유기 EL 디바이스 제조 장치(200)에서도 도 3에 도시한 바와 같이 기판과 마스크를 거의 수직 또는 수직으로 하여 증착하는 장치이다. 기판을 수평으로 하여 반송하여 수직으로 할지 처음부터 수직의 자세로 반송할지는 어느 쪽이어도 된다. 도 12에서도 도 9와 마찬가지로 각 진공 증착 챔버(1)의 가로에 마스크 교환 챔버(5)가 설치되고, 또한 마스크 교환 챔버(5)에 인접하여 마스크 반입출실(12)이 설치되어 있다. 마스크 교환 챔버(5)는, 진공 증착 챔버(1)와의 마스크 반송을 게이트 밸브(10B)를 통하여 행하고, 마스크 반입출실(12)과의 마스크 반송을 게이트 밸브(10A)를 통하여 행한다. 그리고, 본 유기 EL 디바이스 제조 장치(200)에 본 발명의 유기 EL 디바이스 제조 장치의 제1 또는 제2 실시 형태로 나타낸 반송 기구, 이격 기구 및 얼라인먼트 기구를 적용한다.

따라서, 제3 실시 형태에서도, 제1 또는 제2 실시 형태로 나타낸 효과를 발휘할 수 있다.

이상의 설명에서는, 진공 증착 챔버 등의 처리 챔버에 인접하여 마스크 교환 챔버를 설치하는 실시 형태를 설명하였다. 예를 들면, 처리 챔버간에 도 3에 도시한 반송 기구를 복수의 처리 챔버간을 릴레이 형식과 같이 반송하고, 각각의 처리 챔버로 이격시켜 얼라인먼트하고, 처리를 행하는 유기 EL 디바이스 제조 장치에도 본 발명을 적용할 수 있고, 상기의 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 이상의 설명에서는 마스크를 반송하고, 마스크를 현수하여 얼라인먼트한 실시 형태를 설명하였다. 마스크에 적용한 기술을 반대로 기판을 반송하고, 기판을 현수하여 얼라인먼트하여도 된다.

또한, 이상 설명에서는, 유기 EL 디바이스를 예로 설명하였지만, 유기 EL 디바이스와 동일한 배경에 있는 증착 처리를 하는 성막 장치에도 적용할 수 있다.

1 : 처리 챔버
1ad, 1bd, 1bu : 진공 증착 챔버
2 : 반송 챔버
3 : 로드 클러스터
5 : 마스크 교환 챔버
6 : 기판
6m : 기판의 얼라인먼트 마크
7 : 증착부
8 : 얼라인먼트부
9 : 처리 교환부
10, 10A, 10B : 게이트 밸브
12 : 마스크 반입출실
20 : 제어 장치
40, 45 : 이격 기구
56 : 교환 챔버 반송부
56B : 교환 챔버 반송 구동부(마스크 반송 구동 수단)
56g, 86g : 피니온
71 : 증발원
81 : 마스크
81a∼d : 회전 지지부
81m : 마스크의 얼라인먼트 마크
81r : 래크
82 : 얼라인먼트 베이스
83 : 얼라인먼트 구동부
83Z : Z축 구동부
83X : X축 구동부
84 : 얼라인먼트 종동부
85 : 얼라인먼트 광학계
86 : 처리 챔버 반송부
86B : 처리 챔버 반송 구동부(마스크 반송 구동 수단)
87 : 구동부 이격 수단
100, 200 : 유기 EL 디바이스의 제조 장치
A∼D : 클러스터

Claims (20)

1. 기판과 마스크와의 위치 정렬을 상기 기판 또는 상기 마스크를 구비하는 현수체로서 현수한 상태에서 행하는 얼라인먼트부를 구비하는 진공 챔버와, 그 기판에 증착 재료를 증착하는 증착부를 구비하는 진공 증착 챔버를 갖는 유기 EL 디바이스 제조 장치로서,
   상기 진공 챔버에 인접한 인접 챔버로부터 상기 진공 챔버에 상기 현수체와 접촉하여 상기 현수체를 수직 자세로 반송하고, 상기 현수체의 접촉부인 현수체 접촉부 위를 이동시키는 반송 접촉부를 구비하는 반송 기구를 상기 진공 챔버 내와 인접 챔버 내에 설치하고, 상기 현수체 접촉부와 상기 반송 접촉부를 이격하는 이격 기구를 상기 진공 챔버 내에 설치한 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 현수체는 마스크를 구비하는 현수체이며, 상기 현수체 접촉부가 상기 마스크를 따라서 설치한 래크이고, 또한 상기 반송 접촉부가 피니온이거나, 혹은, 상기 현수체 접촉부가 현수체 자체 또는 상기 마스크를 따라서 설치된 레일이고, 또한 상기 반송 접촉부가 회전 구동 롤러인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 이격 기구의 구동 수단을 대기 분위기 속에 설치한 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 현수체 접촉부는 상기 현수체의 저부인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 얼라인먼트부는 상기 현수체를 상하로 이동시키는 상하 구동 수단을 구비하고, 상기 이격 기구는 상기 상하 구동 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 현수체 접촉부는 상기 현수체의 하부측부인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 이격 기구는 상기 반송 접촉부를 현수체 접촉부로부터 이격하는 수단인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 이격 기구는 상기 반송 접촉부를 현수체 접촉부로부터 이격하는 수단인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 챔버와 상기 진공 증착 챔버는 동일 챔버인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 인접 챔버는 상기 마스크를 교환하기 위한 마스크 교환 챔버인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 마스크 교환 챔버는 상기 교환 시에 소정의 진공도를 유지하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 마스크 교환 챔버에 인접하여 상기 마스크를 반입출하기 위한 대기 분위기 속의 마스크 반입출실을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 인접 챔버는 다른 진공 증착 챔버인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
14. 제1항, 제10항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 챔버와 인접 챔버의 사이에 진공 차단부를 설치한 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.
15. 진공 챔버 내에서의 기판과 마스크와의 얼라인먼트를 상기 기판 또는 상기 마스크를 구비하는 현수체로서 현수한 상태에서 행하고, 그 기판에 증착 재료를 증착하는 유기 EL 디바이스 제조 방법으로서,
    상기 현수체 위의 접촉부를 이동시켜 상기 현수체를 수직으로 하여 진공 챔버 내에 반송하여, 상기 얼라인먼트의 위치에 세트하고, 상기 현수체의 현수체 접촉부와 상기 반송하는 반송 수단의 상기 현수체 접촉부와의 반송 접촉부를 이격하고, 그 후 상기 얼라인먼트를 행하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 이격은 상기 얼라인먼트를 하는 얼라인먼트부가 갖는 상기 현수체를 상하(上下)하는 수단으로 행하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 이격은 상기 반송 접촉부를 현수체 접촉부로부터 이격시키는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 방법.
18. 제15항에 있어서,
    상기 현수체는 마스크를 구비하는 현수체이며, 상기 현수체 접촉부는 상기 마스크를 따라서 설치한 래크이며, 상기 반송 접촉부는 피니온인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 방법.
19. 기판과 마스크와의 위치 정렬을 상기 기판 또는 상기 마스크를 구비하는 현수체로서 현수한 상태에서 행하는 얼라인먼트부를 구비하는 진공 챔버와, 그 기판에 증착 재료를 증착하는 증착부를 구비하는 진공 증착 챔버를 갖는 성막 장치로서,
    상기 진공 챔버에 인접한 인접 챔버로부터 상기 진공 챔버에 상기 현수체와 접촉하여 상기 현수체를 수직 자세로 반송하고, 상기 현수체의 접촉부인 현수체 접촉부 위를 이동시키는 반송 접촉부를 구비하는 반송 기구를 상기 진공 챔버 내와 인접 챔버 내에 설치하고, 상기 현수체 접촉부와 상기 반송 접촉부를 이격하는 이격 기구를 상기 진공 챔버 내에 설치한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
20. 진공 챔버 내에서의 기판과 마스크와의 얼라인먼트를 상기 기판 또는 상기 마스크를 구비하는 현수체로서 현수한 상태에서 행하고, 그 기판에 증착 재료를 증착하는 성막 방법으로서,
    상기 현수체 위의 접촉부를 이동시켜 상기 현수체를 수직으로 하여 진공 챔버 내에 반송하여, 상기 얼라인먼트의 위치에 세트하고, 상기 현수체의 현수체 접촉부와 상기 반송하는 반송 수단의 상기 현수체 접촉부와의 반송 접촉부를 이격하고, 그 후 상기 얼라인먼트를 행하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.

Images