KR20130046365A - Organic el device manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 유기 EL(Electro-Luminescence) 디바이스 제조 장치에 관한 것으로, 특히 성막시 등에 있어서, 기판과 마스크의 간극을 고정밀도로 제어할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
유기 EL 디바이스를 제조하는 유력한 방법으로서 진공 증착법이 있다. 진공 증착법은, 진공 처리실 내에서, 예를 들어 유리 기판 등의 기판과 마스크를 겹친 상태에서 처리 가스에 노출시켜, 증착 처리를 실시하는 것이다. 또한, 최근, 처리 기판은 대형화하고 있어, G6세대의 기판 크기는 1500mm×1800mm가 된다. 이러한 대형 기판에 대응하기 위해서, 기판면을 수직으로 보유 지지한 상태에서 처리 가스에 노출시키고, 증착 처리를 실시하는 것이 행해지고 있다. 하기의 특허문헌 1에는, 기판면을 수직으로 보유 지지한 상태에서, 기판에 마스크를 접근시켜, 기판과 마스크를 겹친 상태에서, 증착 처리를 실시하는 기술이 개시되어 있다.A viable method for producing an organic EL device is the vacuum deposition method. In the vacuum vapor deposition method, a vapor deposition process is performed by exposing to a processing gas in a state where a mask such as a glass substrate and a mask are overlapped in a vacuum processing chamber. Moreover, in recent years, a process board | substrate has enlarged and the board | substrate size of G6 generation becomes 1500 mm x 1800 mm. In order to cope with such a large substrate, it is performed by exposing to a process gas and performing a vapor deposition process in the state which hold | maintained the board | substrate surface vertically.
상술한 바와 같이, 진공 처리실 내에서 대형 기판의 기판면을 수직으로 유지하여, 마스크를 겹친 상태에서 증착 처리를 실시할 경우, 증착에 있어서의 흐려짐을 저감시키고, 고정밀도의 증착을 행하기 위해서는, 기판과 마스크의 간극을 고정밀도로 제어, 예를 들어 수십 ㎛ 이하로 하는 것이 필요하다. 종래는, 기판을 재치하는 기판 홀더 표면의 평탄도를, 예를 들어 약 20㎛ 이하의 정밀도로 기계 가공함과 함께, 기판 홀더를 이동시키는 이동 가이드 기구의 기계 가공 정밀도를 높이고, 기판과 마스크의 간극을 제어하도록 하고 있었지만, 특히 대형 기판을 수직으로 하는 경우에는, 기판 전체면에 걸쳐서 마스크와의 간극을 고정밀도로 제어하는 것은 용이하지 않았다.As described above, when the substrate surface of the large substrate is held vertically in the vacuum processing chamber and the vapor deposition treatment is performed in a state where the masks are overlapped, in order to reduce the blur in the vapor deposition and to perform high precision vapor deposition, It is necessary to control the clearance gap between a board | substrate and a mask with high precision, for example, several tens of micrometers or less. Conventionally, while machining the flatness of the surface of the board | substrate holder which mounts a board | substrate with the precision of about 20 micrometers or less, for example, while raising the machining precision of the movement guide mechanism which moves a board | substrate holder, Although the clearance gap was controlled, it was not easy to control the clearance gap with a mask with high precision over the board | substrate whole surface especially when a large substrate is made vertical.
본 발명의 목적은, 기판과 마스크의 간극을, 예를 들어 수십 ㎛ 이하의 고정밀도로 제어할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide an organic EL device manufacturing apparatus capable of controlling the gap between a substrate and a mask with a high precision of, for example, several tens of m or less.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 유기 EL 디바이스 제조 장치에 있어서는, 진공 처리실 내에 설치된 섀도우 마스크와,In order to achieve the said objective, in the organic electroluminescent device manufacturing apparatus which concerns on this invention, the shadow mask provided in the vacuum processing chamber,
진공 처리실 내에 설치되어 기판을 재치하기 위한 기판 재치 영역을 포함하는 제1면이 직사각형인 기판 홀더와,A substrate holder having a rectangular first surface disposed in the vacuum processing chamber and including a substrate placing region for placing the substrate thereon;
상기 기판 홀더에 재치된 기판과 상기 섀도우 마스크 사이를, 접근 또는 이격시키는 기판 밀착 수단과,Substrate adhesion means for accessing or spaced between the substrate placed on the substrate holder and the shadow mask;
상기 기판 홀더에 있어서 기판 재치 영역 외의 네 코너에 설치된 거리 계측 기구를 구비하고,In the said substrate holder, the distance measuring mechanism provided in four corners other than a board | substrate mounting area is provided,
상기 거리 계측 기구는,The distance measuring instrument,
상기 기판 홀더에 있어서 기판 재치 영역 외의 네 코너에 설치되고, 상기 기판 홀더의 제1면과, 상기 제1면과 반대측의 제2면을 관통하도록 설치된 거리 계측용 공간과,A distance measuring space provided at four corners of the substrate holder outside of the substrate placing region and provided to penetrate the first surface of the substrate holder and the second surface opposite to the first surface;
상기 거리 계측용 공간에 있어서 상기 기판 홀더의 제1면 상에 설치된 투명 유리판과,A transparent glass plate provided on the first surface of the substrate holder in the distance measuring space;
상기 거리 계측용 공간에 있어서 상기 기판 홀더의 제2면에 배치된 거리 계측부를 구비하며,A distance measuring unit disposed on a second surface of the substrate holder in the distance measuring space;
상기 거리 계측부는,The distance measuring unit,
대상물에 대하여 광을 발사해 그 대상물로부터 반사되어 온 반사광을 수광하여, 상기 대상물과의 사이의 거리를 계측하는 거리계와,A distance meter which emits light to the object, receives the reflected light reflected from the object, and measures the distance between the object and the object;
상기 거리계를 진공 처리실 내의 분위기로부터 격리하는 거리계 하우징과,A range finder housing that isolates the range finder from the atmosphere in the vacuum processing chamber;
상기 거리계 하우징의 일부에 설치된 투명 유리창을 구비하고,It is provided with a transparent glass window provided in a part of the rangefinder housing,
상기 거리계가, 상기 투명 유리창을 통해서 상기 투명 유리판으로부터 반사되어 온 반사광과, 상기 투명 유리창을 통해서 상기 섀도우 마스크로부터 반사되어 온 반사광을 수광하고, 그 수광 결과에 기초하여, 상기 투명 유리판과 상기 섀도우 마스크 사이의 거리를 계측하는 것을 특징으로 한다.The rangefinder receives the reflected light reflected from the transparent glass plate through the transparent glass window and the reflected light reflected from the shadow mask through the transparent glass window, and based on the received result, the transparent glass plate and the shadow mask. It is characterized by measuring the distance between them.
본 발명에 따르면, 기판과 마스크의 간극을, 예를 들어 수십 ㎛ 이하의 고정밀도로 제어할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an organic EL device manufacturing apparatus capable of controlling the gap between the substrate and the mask with a high precision of, for example, several tens of m or less.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 유기 EL 디바이스 제조 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 반송 챔버와 처리 챔버의 구성의 개요를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 반송 챔버와 처리 챔버의 구성의 모식도와 동작 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 동작 플로우를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 기판 선회 수단 및 기판 밀착 수단을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 기판 홀더의 구성과 얼라인먼트 시의 기판의 자세를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 얼라인먼트부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 거리 계측 기구를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 기판 마스크 고정 수단의 실시예를 도시하는 도면으로, 도 5에 상기 실시예를 첨가한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the organic electroluminescent device manufacturing apparatus in embodiment of this invention.
It is a figure which shows the outline | summary of the structure of the conveyance chamber and a processing chamber in embodiment of this invention.
It is a schematic diagram and operation explanatory drawing of the structure of a conveyance chamber and a processing chamber in embodiment of this invention.
It is a figure which shows the operation flow in embodiment of this invention.
It is a figure which shows the board | substrate turning means and board | substrate adhesion means in embodiment of this invention.
It is a figure which shows the structure of the board | substrate holder in embodiment of this invention, and the attitude | position of the board | substrate at the time of alignment.
It is a figure which shows the structure of the alignment part in embodiment of this invention.
It is a figure which shows the distance measuring mechanism in embodiment of this invention.
It is a figure which shows the Example of the board | substrate mask fixing means in embodiment of this invention, and is a figure which added the said Example to FIG.
본 발명의 실시 형태를, 도 1부터 도 9를 사용해서 설명한다. 유기 EL 디바이스 제조 장치는, 단순히 발광 재료층(EL층)을 형성해 전극에서 끼우기만 하는 구조가 아니라, 양극 상에 정공 주입층이나 수송층, 음극 상에 전자 주입층이나 수송층을 형성하는 등, 다양한 재료가 박막으로 이루어진 다층 구조를 형성하거나, 기판을 세정하거나 한다. 도 1은, 그 제조 장치의 일례를 나타낸 수평 단면도이다.An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. The organic EL device manufacturing apparatus is not merely a structure in which a light emitting material layer (EL layer) is formed to be sandwiched by an electrode, but a variety of materials such as forming a hole injection layer or a transport layer on an anode and an electron injection layer or a transport layer on a cathode. A multi-layered structure made of a thin film is formed or the substrate is cleaned. 1 is a horizontal sectional view showing an example of the manufacturing apparatus.
본 실시 형태에 있어서의 유기 EL 디바이스 제조 장치(100)는, 크게 구별해서 처리 대상의 기판(6: 이하, 간단히 기판이라고도 한다)을 반입하는 로드 클러스터(3), 상기 기판(6)을 처리하는 4개의 클러스터(A 내지 D), 각 클러스터 사이 또는 클러스터와 로드 클러스터(3) 혹은 다음 공정(밀봉 공정)과의 사이에 설치된 5개의 전달실(4: 4a 내지 4e)로 구성되어 있다. 본 실시 형태의 유기 EL 디바이스 제조 장치(100)에서는, 기판의 증착면을 상면으로 해서 반송하고, 증착할 때에 기판을 세워서 증착한다.The organic electroluminescent
로드 클러스터(3)는, 전후로 진공을 유지하기 위해서 게이트 밸브(10)를 갖는 로드 로크실(31)과, 상기 로드 로크실(31)로부터 기판(6)을 받아, 선회해서 전달실(4a)에 기판을 반입하는 반송 로봇(5R)으로 이루어진다. 각 로드 로크실(31) 및 각 전달실(4)은, 전후에 게이트 밸브(10)를 갖고, 당해 게이트 밸브(10)의 개폐를 제어해 진공을 유지하면서, 로드 클러스터(3) 혹은 다음 클러스터 등에 기판을 전달한다.The
각 클러스터(A 내지 D)는, 각각, 1대의 반송 로봇(5)을 갖는 반송 챔버(2)와, 반송 로봇(5)으로부터 기판을 받아서, 소정의 처리를 하는 도면 상에서 상하에 배치된 2개의 처리 챔버(1: 제1 첨자 a 내지 d는 클러스터를 나타내고, 제2 첨자 u, d는 상측 하측을 나타낸다)를 갖는다. 반송 챔버(2)와 처리 챔버(1) 사이에는, 게이트 밸브(10)가 설치되어 있다.Each of the clusters A to D receives a substrate from the
도 2는, 반송 챔버(2)와 처리 챔버(1)의 구성의 개요를 도시하는 사시도이다. 처리 챔버(1)의 구성은 처리 내용에 따라 상이하지만, 진공에서 증착 재료인 발광 재료를 증착해 EL층을 형성하는 진공 처리실인 진공 증착 챔버(1bu)를 예로 서 설명한다. 도 3은, 반송 챔버(2b)와 진공 증착 챔버(1bu) 구성의 모식도와 동작 설명도이다. 도 2에 있어서의 반송 로봇(5)은, 전체를 상하로 이동 가능하고[도 3의 화살표(59) 참조], 좌우로 선회 가능한 3링크 구조의 아암(57)을 가지며, 그 선단에는 기판 반송용 빗살 모양 핸드(58)를 상하 2단에 2개를 갖는다.2 is a perspective view illustrating an outline of the configuration of the
1개 핸드의 경우에는, 기판을 다음 공정으로 전달하기 위한 회전 동작, 앞의 공정으로부터 기판을 받기 위한 회전 동작, 및 이에 부수되는 게이트 밸브의 개폐 동작이 반출입 처리 동안에 필요하지만, 상하 2단으로 함으로써, 한쪽 핸드에 반입하는 기판을 갖게 하고, 기판을 보유 지지하지 않고 있는 쪽의 핸드에서 진공 증착 챔버로부터 기판의 반출 동작을 시킨 후, 연속해서 반입 동작을 행할 수 있다. 2개 핸드로 할 것인지, 1개 핸드로 할 것인지는 요구되는 생산 능력에 의해 정한다. 이후의 설명에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서 1개 핸드로 설명한다.In the case of one hand, the rotation operation for transferring the substrate to the next process, the rotation operation for receiving the substrate from the previous process, and the opening / closing operation of the gate valve accompanying this are required during the carrying out process, but the upper and lower stages are After carrying out the carrying-out operation of the board | substrate from the vacuum deposition chamber in the hand which does not hold | maintain a board | substrate, the board | substrate carried in one hand can carry out carrying out operation continuously. Whether to use two hands or one hand is determined by the required production capacity. In the following description, for the sake of simplicity, one hand will be described.
한편, 진공 증착 챔버(1bu)는, 크게 구별하여, 발광 재료를 승화시켜 기판(6)에 증착시키는 증착부(7)와, 기판(6)의 필요한 부분에 증착시키기 위해서 기판(6)과 섀도우 마스크(81)의 위치 정렬을 행하는 얼라인먼트부(8)와, 반송 로봇(5)과 기판(6)의 전달을 행하여, 증착부(7)로 기판(6)을 이동시키는 처리 전달부(9)로 이루어진다.On the other hand, the vacuum deposition chamber 1bu is largely divided into a
얼라인먼트부(8)와 처리 전달부(9)는, 우측 R라인과 좌측 L라인의 2계통을 설치한다. 본 실시 형태에서의 처리의 기본적인 사고 방식은, 한쪽의 라인(예를 들어, R 라인)에서 증착하고 있는 동안, 다른 쪽의 L 라인에서는 기판(6)을 반출입하고, 기판(6)과 섀도우 마스크(81)의 얼라인먼트를 행하여, 증착하는 준비를 완료시키는 것이다. 이 처리를 교대로 행함으로써, 증착 재료를 기판(6)에 증착시키지 않고 불필요하게 기화되고 있는 시간을 감소시킬 수 있다.The
본 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 우선, [1] 기판(6)을 처리 전달부(9)에 반입하고, 그 후, [2] 상기 기판을 거의 수직으로 세우고, 이어서, [3] 기판(6)을 섀도우 마스크(81)로부터 일정한 거리, 예를 들어 0.5mm 이격된 위치까지 접근시켜, [4] 그 상태에서 얼라인먼트를 행한다. 얼라인먼트 종료 후, [5] 기판(6)과 섀도우 마스크(81) 사이의 간극이 수십 ㎛ 이하가 되도록, 기판(6)과 섀도우 마스크(81)를 밀착시켜, [6] 자석에 의해 기판(6)과 섀도우 마스크(81)를 흡착 고정시켜, [7] 증착 재료를 기판(6)에 증착한다. 증착 종료 후에는 [8] 자석에 의한 기판(6)과 섀도우 마스크(81)의 고정을 해제하고, [9] 기판(6)을 섀도우 마스크(81)로부터 일정한 거리를 이격하여, [10] 기판(6)을 수평으로 하고, [11] 기판(6)을 처리 전달부(9)로부터 반출한다.In this embodiment, as shown in FIG. 4, first, [1] the
우선, 도 5를 사용하여, 상기 스텝 중, [2], [10]을 실현하는 기판 선회 수단(92)을 설명한다. 도 5는, 상기 스텝 중, [2], [10]을 실현하는 기판 선회 수단(92), [3], [5], [9]를 실현하는 기판 밀착 수단(93)을 갖는 처리 전달부(9: 도 3 참조)를 나타낸 것이고, 게다가, 배선의 피복재로부터의 아웃 가스의 문제를 해소하는 진공 내 배선 링크 기구의 적용을 도시한 도면이다.First, the board turning means 92 which implements [2] and [10] is demonstrated among the said steps using FIG. FIG. 5 shows a process delivery unit including substrate turning means 92 for implementing [2] and [10] and substrate adhesion means 93 for implementing [3], [5], and [9] during the above steps. (9: FIG. 3) is shown, and also the application of the in-vacuum wiring link mechanism which solves the problem of outgas from the wiring covering material is shown.
기판 선회 수단(92)은, 처리 전달부(9)에 반입된 기판을 재치, 보유 지지하는 기판 홀더(91) 및 기판(6)을 일체로 하여, 얼라인먼트 실시 전에 거의 수직으로 세워, 얼라인먼트 종료 후에는 수평 상태로 복귀시키는 기능을 갖는다.The board | substrate turning means 92 integrates the board |
도 5에 있어서, 기판 선회 수단(92)은, 크게 구별하여, 선회 대상인 기판(6) 및 기판 홀더(91) 등의 선회부를 선회시키는 진공 내 배선 링크 기구(92L)와, 상기 선회부를 화살표 A 방향으로 상기 기구를 통해서 선회 구동시키는 선회 구동부(92B)로 이루어진다. In FIG. 5, the board | substrate turning means 92 is distinguished largely, The vacuum wiring link mechanism 92L which rotates turning parts, such as the board |
진공 내 배선 링크 기구(92L)는, 제1 링크(92L1)와 제2 링크(92L2) 및 그들을 진공측으로부터 격리하여, 그 내부를 대기 분위기로 하는 시일부(92S)로 이루어진다. 상기 제1 링크(92L1)는, 일단부가 회전 지지대(92k)에 지지되고, 타단부가 후술하는 거리계 하우징(62)에, 중공부를 갖도록 접속되어 있다. 상기 제2 링크(92L2)는, 상기 거리계 하우징(62)에 대하여 상기 제1 링크(92L1)의 반대측에 설치되고, 일단부를 제1 링크(92L1)와 마찬가지로, 중공부를 갖도록 상기 거리계 하우징(62)에, 타단부를 도 1에 도시하는 구획부(11)에 설치된 지지부(11A)에 접속하고 있다.The in-vacuum wiring link mechanism 92L is composed of a seal portion 92S that isolates the first link 92L1 and the second link 92L2 from the vacuum side and sets the inside thereof as an atmospheric atmosphere. One end of the first link 92L1 is supported by the
상기 시일부(92S)는, 일단부가 상기 거리계 하우징(62)의 접속부에, 타단부가 진공 증착 챔버(1bu)의 측벽에 접속된 제1 시일부(92S1)와, 일단부가 상기 거리계 하우징(62)의 접속부에, 타단부가 지지부(11A)에 접속된 제2 시일부(92S2)로 이루어진다. 각각의 시일부(92S1, 92S2)는, 각각의 양단부를 연결하는 벨로즈(92V1, 92V2)를 갖고 있으며, 또한, 각각의 시일부(92S1, 92S2)의 거리계 하우징(62) 측의 접속부는, 제1 링크(92L1)와 제2 링크(92L2)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 상기 실시 형태에서는, 배선(94f)을 링크 내에 부설하기 위해서 링크 내를 중공으로 했지만, 시일부(92S)는 각각의 링크를 포함하도록 구성하고 있으므로, 링크와 진공시일부 사이에 배선을 부설해도 좋다. 이 경우, 링크는 반드시 중공으로 할 필요는 없다.The seal portion 92S includes a first seal portion 92S1, one end of which is connected to a sidewall of the vacuum deposition chamber 1bu, one end of which is connected to the side wall of the vacuum deposition chamber 1bu, and one end of the
한편, 선회 구동부(92B)는, 대기측에 설치된 선회용 모터(92m)와, 선회용 모터(92m)의 선회 운동을 상기 제1 링크(92L1)에 전달하는 기어(92h1, 92h2)와, 제1 링크(L1)의 일단부를 지지하는 회전 지지대(92k)를 갖는다. 또한, 선회용 모터(92m)는 대기 측에 설치된 제어 장치(60)로 제어된다.On the other hand, the turning
또한, 도 5는, 진공 증착 챔버(1bu)의 R 라인을 도시하고 있고, 도 1에 도시하는 구획부(11)를 면 대상 중심으로 하며, 진공 증착 챔버(1bu)의 L 라인에도 동일한 구조가 배치된다. 따라서, R 라인의 제1 링크(92L1), 거리계 하우징(62), 제2 링크(92L2) 및 L 라인의 제1 링크(92L1), 거리계 하우징(62), 제2 링크(92L2)의 각 중공부는, 구획부(11)에 설치된 지지부(11A)를 통하여, 대기로 연결되어 있는 구조로 된다. 제2 링크(92L2)는 반드시 중공일 필요는 없지만, 후술하는 바와 같이 제2 링크(92L2)는, 구획부(11)의 중공부에서 도 5에 도시하는 B 방향으로 이동할 필요가 있으므로, 이동부에서 분진이 나갈 가능성이 있고, 지지부(11A)의 중공부에 연결시켜, 대기로 연결되는 구조로 했다.5 shows the R line of the vacuum vapor deposition chamber 1bu, and makes the
상술에 있어서, 기판(6)을 수직으로 세우면, 기판(6)과 기판 홀더(91) 사이에 미소한 간극이 발생할 가능성도 있으므로, 도 6에 도시한 바와 같이, 기판(6)을 재치하는 기판 홀더(91)를, 예를 들어 1도 정도, 다소 경사지게 한다. 이와 같이, 다소 경사지게 하면, 기판(6)과 기판 홀더(91) 사이에 간극이 생길 수 없어, 안정적으로 재치할 수 있음과 함께, 기판(6)의 자중에 의해 확실하게 기판(6)의 휨을 해소할 수 있다. 또한, 기판 홀더(91)의 하부에는, 기판(6)의 두께 정도의 높이를 갖는 기판 지지용 돌기체(91t)를 복수 설치하고 있다. 기판 홀더(91) 상에 정전 흡착이나 기계적 클램프 등의 기판 보유 지지 수단을 사용하지 않아도, 상기 경사에 의해 기판(6)은 기판 홀더(91)와의 마찰에 의해, 미끄러지지 않고 상기 돌기체(91t)에 의해 보유 지지되는 것을 알았다. 또한, 돌기체(91)의 높이는 기판(6) 두께 정도이므로, 섀도우 마스크(81)에 불필요한 형상을 설치할 필요가 없어, 안정된 신뢰성이 높은 증착이 가능하게 된다.In the above description, if the
이상, 본 실시 형태에 의한 기판 선회 수단(92)을 사용하면, 기판 증착면을 상면으로 해서 반송하고 있으므로, 기판(6)을 세우면 그대로 전술한 얼라인먼트가 가능하다.As mentioned above, when the board | substrate turning means 92 which concerns on this embodiment is used, since the board | substrate vapor deposition surface is conveyed as an upper surface, the above-mentioned alignment is possible as it is when the board |
또한, 기판 홀더(91)에 기판 보유 지지용 돌기체(91t)를 사용하는 간단한 기구로, 기판(6)을 보유 지지할 수 있고, 섀도우 마스크(81)의 텐션을 어지럽히지 않고, 신뢰성이 높은 증착을 할 수 있다.Moreover, it is a simple mechanism which uses the board |
이어서, 스텝(4)의 얼라인먼트를 달성하는 구성과 동작을, 도 7을 사용해서 설명한다. 도 7에, 본 실시 형태에 의한 얼라인먼트부(8)를 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 기판(6)과 섀도우 마스크(81)를 대강 수직으로 세워, 얼라인먼트를 행한다. 얼라인먼트부(8)는 섀도우 마스크(81), 섀도우 마스크(81)를 고정하는 얼라인먼트 베이스(82), 얼라인먼트 베이스(82)를 보유 지지하고, 얼라인먼트 베이스(82), 즉 섀도우 마스크(81)의 XZ 평면에서의 자세를 규정하는 얼라인먼트 구동부(83), 얼라인먼트 베이스(82)를 밑에서부터 지지하고, 얼라인먼트 구동부(83)의 움직임에 협조해서 섀도우 마스크(81)의 자세를 규정하는 얼라인먼트 종동부(84), 기판(6)과 상기 섀도우 마스크(81)에 설치된 얼라인먼트 마크를 검출하는 4개소에 설치된 얼라인먼트 광학계(85), 얼라인먼트 마크의 영상을 처리하고, 얼라인먼트 양을 구해 얼라인먼트 구동부(83)를 제어하는 제어 장치(60: 도 5 참조)로 이루어진다.Next, the structure and operation | movement which achieve the alignment of
이러한, 구성을 사용해서 다음과 같이 얼라인먼트를 행한다. 얼라인먼트 베이스(82)는, 그 네 코너 근처로서, 상부에 2개소(81a, 81b), 그 2개소의 각각 밑에 설치된 참조 부호 81c, 81d의 계 4개소의 회전 지지부에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.Using this configuration, alignment is performed as follows. The
상기 4개소에 설치된 얼라인먼트 광학계(85)에 의해, 기판(6)과 섀도우 마스크(81)의 위치 어긋남(△X, △Y, θ)을 검출한다. θ, 도 7의 XZ면에 있어서의 기울기이다. 이 결과에 기초하여, 얼라인먼트 베이스(82) 상부에 설치된 회전 지지부(81a)를 도 7에 도시한 X 방향, Z 방향으로, 동일하게 상부에 설치한 회전 지지부(81b)를 Z 방향으로 이동시켜, 상기 위치 어긋남을 해소하고, 얼라인먼트한다. 이때, 얼라인먼트 베이스(82)의 상기 이동에 수반하여, 회전 지지부(81b)는 X 방향으로, 얼라인먼트 베이스(82) 하부에 설치된 회전 지지부(81c, 81d)는 X 및 Z 방향으로 종동적으로 이동한다. 회전 지지부(81a)의 구동은, 진공 증착 챔버(1bu)의 상부벽(1T) 상에 설치된 구동 모터를 갖는 얼라인먼트 구동부(83L), 회전 지지부(81b)의 구동 및 수동은 얼라인먼트 구동부(83R) 및 회전 지지부(81c, 81d)의 종동은 진공 증착 챔버(1bu)의 하부벽(1Y) 아래에 설치된 얼라인먼트 종동부(84L, 84R)에서 행한다.By the alignment
얼라인먼트를 위한 기구부는, 시일부를 통해서 대기 측에 설치되어 있고, 진공 증착에 악영향을 미치는 분진 등을 진공 내에 가져오지 않도록 하고 있고, 또한, 이것에 의해 보수성도 향상시킬 수 있다. 또한, 얼라인먼트 광학계(85)에 대해서도, 카메라 및 광원 등을, 진공 측으로 돌출된 내부가 대기중인 수납통에 수납하여, 마찬가지 효과를 발휘하고 있다.The mechanism part for alignment is provided in the air | atmosphere side through a seal part, and does not bring in the dust etc. which adversely affect vacuum deposition in a vacuum, and also it can improve water retention. Moreover, also about the alignment
이어서, 스텝[3], [5], [9]의 기판(6)과 섀도우 마스크(81)를 밀착시키는 기판 밀착 수단(93)의 구성 및 동작에 대해서, 도 5를 사용해서 설명한다. 기판 밀착 수단(93)은, 기판 선회 수단(92)을 전체적으로, 화살표 B방향으로 이동시킴으로써, 기판(6)을 우선, 섀도우 마스크(81)까지 일정 거리까지 접근시켜 얼라인먼트를 행하고, 그 후 밀착시켜, 증착 후에는 원래의 위치까지 복귀시키는 수단이다. 그 때문에, 기판 밀착 수단(93)은, 기판 선회 수단(92)을 재치하는 선회 구동부 재치대(93t)와, 선회 구동부 재치대(93t)의 주행용 레일(93r)과, 선회 구동부 재치대(93t)를 볼 나사(93n)를 통해서 구동시키는 접근용 모터(93m)를 갖는다. 구획부(11)의 중공부에도, 선회 구동부 재치대(93t)의 움직임에 종동하여, 기판 선회 수단(92)의 제2 링크(92L2)를 B 방향으로 이동시키는 레일(도시하지 않음)이 있다. 레일이라고 해도, 그 가동 길이는 기껏 2mm 정도이다.Next, the structure and operation | movement of the board | substrate adhesion | attachment means 93 which make the board |
다음에 설명하는 거리 계측 기구에 의해, 기판(6)과 섀도우 마스크(81) 사이의 거리를 계측하고, 상기 계측 결과에 기초하여, 기판 밀착 수단(93)을 제어 장치(60)에 의해 제어함으로써, 기판(6)과 섀도우 마스크(81) 사이의 거리를 고정밀도로 제어하고, 기판(6)을 섀도우 마스크(81)에 밀착시킬 수 있다.By measuring the distance between the board |
거리 계측 기구에 대해서, 도 8을 사용해서 설명한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(91)의 기판 재치 영역 외에 있어서, 기판 홀더(91)의 제1면(91h)과, 상기 제1면(91h)과 반대측의 제2면(91j)을 관통하도록, 거리 계측용 공간(91k)이 설치되어 있다. 제1면(91h)은 기판(6)을 재치하기 위한 기판 재치 영역을 포함하는 면으로, 면 형상은 직사각형이다.The distance measuring mechanism will be described using FIG. 8. As shown in FIG. 8, outside the substrate placing region of the
거리 계측용 공간(91k)에 있어서의 제1면(91h) 상에는, 투명 유리판(65)이 설치되어 있다. 투명 유리판(65)에 있어서의 섀도우 마스크(81) 측의 표면은, 제1면(91h)과 동일 평면으로 되어 있다. 거리 계측용 공간(91k)의 제2면(91j)에는, 거리 계측부(67)가 설치되어 있다. 거리 계측용 공간(91k)과, 투명 유리판(65)과, 거리 계측부(67)로 거리 계측 기구가 구성되어 있다.The
거리 계측부(67)는, 거리계(61)와, 거리계 하우징(62)과, 투명 유리창(63)과, O링(64a, 64b)을 구비하고 있다. 거리계(61)는, 본 예에서는 레이저 변위계이며, 대상물에 대하여 광을 발사하고, 상기 대상물로부터 반사되어 온 반사광을 수광하여, 상기 대상물과의 사이의 거리를 계측한다. 거리계 하우징(62)은, 거리계(61)를 진공 처리실 내의 분위기로부터 격리하기 위한 것이다. 거리계 하우징(62) 내는, 대기 분위기로 하는 것이 바람직하다. 거리계(61)는, 고정 금속 부재(66)에 의해, 거리계 하우징(62)에 설치되어 있고, 케이블에 의해 제어부(60)와 접속되어 있다. 투명 유리창(63)은, 거리계 하우징(62)의 일부, 구체적으로는, 거리계(61)로부터 투명 유리판(65)을 전망할 수 있는 위치에 설치되어 있다. 투명 유리창(63)과 거리계 하우징(62) 사이에는, O링(64a, 64b)이 삽입되고, 거리계 하우징(62) 밖의 진공 분위기와, 거리계 하우징(62) 내의 분위기를 기밀하게 분리하고 있다.The
이와 같이, 거리계(61)는, 거리 계측용 공간(91k)으로부터 투명 유리판(65)을 통해서 섀도우 마스크(81)를 전망할 수 있도록 배치되어 있다.Thus, the
기판(6)과 섀도우 마스크(81) 사이의 거리를 계측하는 방법에 대해서 설명한다.A method of measuring the distance between the
도 8에 도시한 바와 같이, 거리계(61)로부터 발사된 레이저광은, 투명 유리판(65)의 표면에서 반사되어, 거리계(61)에 복귀된다. 거리계(61)에서는, 이 반사광을 수광하여, 투명 유리판(65)의 표면과의 사이의 거리를 계측한다. 또한, 거리계(61)로부터 발사된 레이저광은, 섀도우 마스크(81)의 표면(81h)에서 반사되어, 거리계(61)에 복귀된다. 거리계(61)에서는, 이 반사광을 수광하여, 섀도우 마스크(81)의 표면(81h)과의 사이의 거리를 계측한다. 투명 유리판(65)의 두께와 기판(6)의 두께는 기지이기 때문에, 이상의 계측 결과에 기초하여, 기판(6)의 표면(6h)과 섀도우 마스크(81)의 표면(81h) 사이의 거리 t가 산출된다.As shown in FIG. 8, the laser light emitted from the
상술한 거리 계측 기구는, 기판 홀더(91)에 있어서 기판 재치 영역 외의 네 코너에 설치되고, 상기 네 코너에 있어서의 기판(6)의 표면(6h)과 섀도우 마스크(81)의 표면(81h) 사이의 거리 t가 산출되고, 상기 산출 결과에 기초하여, 기판 밀착 수단(93)이 제어된다.The above-described distance measuring mechanism is provided at four corners outside the substrate placing region in the
상기 실시 형태에 따르면, 증착시에 있어서 기판(6)의 휨을 해소할 수 있다. 또한, 기판(6)과 섀도우 마스크(81)가 접촉하지 않는 거리, 예를 들어 0.5mm 전후를 유지하면서 얼라인먼트할 수 있고, 그 후, 기판(6)을 섀도우 마스크(81)에 밀착 시킴으로써, 증착에 있어서의 흐려짐을 저감시킬 수 있으며, 고정밀도의 증착이 가능하게 된다.According to the said embodiment, the curvature of the board |
이어서, 스텝[6], [8], 즉 증착시에 기판(6)과 섀도우 마스크(81)를 고정하고, 안정적으로 증착할 수 있도록 하며, 증착 종료 후에 그 고정을 해제하는 기판 마스크 고정 수단(20)의 본 실시 형태에 있어서의 실시예를, 도 9를 사용해서 설명한다. 도 9는, 도 5에 기판 마스크 고정 수단(20)을 부가한 도면이다. 도면의 복잡함을 고려하여, 설명에 직접 관계없는 부호를 생략하고 있다.Subsequently, in step [6], [8], i.e., the substrate mask fixing means which fixes the
본 실시 형태에 있어서의 기판 마스크 고정 수단(20)은, 기판(6)과 섀도우 마스크(81)를 흡착 고정하는 영구 자석(21J)을 보유 지지하는 기판 마스크 흡착체(21)와, 상기 기판 마스크 흡착체(21)를 처리 전달부(9)의 상부로부터 화살표 C와 같이 선회하여, 상기 기판 마스크 흡착체(21)를 기판 홀더(91)의 위치까지 이동시키는 흡착체 이동 수단인 흡착체 선회 수단(22)으로 이루어진다.The substrate mask fixing means 20 in the present embodiment includes a
상기 기판 마스크 흡착체(21)는, 선회해서 기판 홀더(91)에 근접하면, 비자성 재료의 기판(6)을 끼우고, 자성 재료로 구성된 섀도우 마스크(81)를 흡착하기 시작하며, 접근함에 따라서 흡착력을 강하게 하여, 접촉되면 흡착 고정시킨다. 이때, 흡착력이 지나치게 강해서 섀도우 마스크(81)가 변형되는 경우에는, 접촉시키지 않고, 적절한 흡착력이 얻어지는 위치까지 선회시켜서 흡착 고정시켜도 좋다. 그 결과, 기판(6)과 섀도우 마스크(81)는 일체화되고, 그 일체화된 상태에서 증착 됨으로써 안정적이고 확실하게 증착할 수 있다.When the
도 9에 있어서, 흡착체 선회 수단(22)은, 크게 구별하여, 선회 대상인 기판 마스크 흡착체(21)를 선회시키는 링크 기구(22L)와, 상기 선회물을 화살표 C 방향으로 상기 기구를 통해서 선회 구동하는 흡착체 선회 구동부(22B)로 이루어진다.In Fig. 9, the adsorbent swinging means 22 is divided largely into a link mechanism 22L for swinging the
링크 기구(22L)는, 제1 링크(22L1) 및 제2 링크(22L2)와, 그들을 진공측으로부터 격리하는 시일부(22S)로 이루어진다. 링크 기구(22L)의 기본적인 구성은, 기판 밀착 수단(93)의 진공 내 배선 링크 기구(92L)와 같지만, 다음의 점이 상이하다.The link mechanism 22L includes the first link 22L1 and the second link 22L2 and a seal portion 22S that isolates them from the vacuum side. Although the basic structure of the link mechanism 22L is the same as that of the in-vacuum wiring link mechanism 92L of the substrate adhesion means 93, the following points differ.
첫번째, 본 실시 형태에서는, 스텝[6]은, 도 4에 도시하는 기판 밀착 수단(93)으로 기판(6)을 섀도우 마스크에 밀착시키는 스텝[5] 후에 행하므로, 기판 마스크 고정 수단(20)을 전후로 이동시킬 필요는 없다. 따라서, 링크를 전후로 이동시키기 위한 벨로즈는 불필요하게 되고, 시일부(22S)도 진공 증착 챔버(1bu)의 측벽에 제1 시일부(22s1)를, 지지부(11A)에 제2 시일부(22s2)를, 링크 기구(22)가 회전 가능하도록 설치하면 좋다. 반대로 말하면, 상기 동작 플로우[5] 전에 행하는 것이라면, 진공 내 배선 링크 기구(92L)와 동일 구조로 하고, 기판 선회 수단(92)과 마찬가지로 흡착체 선회 수단(22) 전체를 전후로 이동시키는 것이 필요하다.First, in the present embodiment, the step [6] is performed after the step [5] of adhering the
두번째, 진공 내 배선 링크 기구(92L)의 링크는 배선을 하기 위해 중공이었지만, 링크 기구(22L)에서는 배선이 없기 때문에 반드시 중공일 필요는 없다. Second, although the link of the wiring link mechanism 92L in the vacuum was hollow for wiring, the link mechanism 22L does not necessarily have to be hollow because there is no wiring.
또한, 제2 링크(22L2)의 지지부(11A) 내의 회전 지지체(도시하지 않음)에 있어서, 가령 분진이 발생해도, 진공 내 배선 링크 기구(92L)의 제2 링크의 지지체와 동일한 공간을 갖고 있으므로, 상기 진공 내 배선 링크 기구(92L)를 통해서 상기 분진을 대기측으로 배기하는 것이 가능하다.In addition, in the rotary support (not shown) in the
한편, 흡착체 선회 구동부(22B)는, 전술한 선회 구동부(92B)과 파워적인 규모는 상이하지만, 기본적으로는 선회 구동부(92B)와 동일한 구조를 갖고 있다. 따라서, 기판 선회 수단(92)에 있어서의 부호 번호를 92에서 22로 치환할 수 있으므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 또한, 기판 마스크 흡착체(21)의 대기 위치는, 기판 선회 수단(92)의 선회에 지장이 안 되도록, 기판 선회 수단(92)의 선회 영역의 상부에 설치하면 좋다. On the other hand, although the adsorbent swing drive part 22B differs in power from the
기판 마스크 고정 수단(20)의 본 실시 형태에 따르면, 기판 마스크 흡착체(21)를 처리 전달부(9)와 분리된, 혹은 별체의 독립된 구조로 할 수 있으므로, 기판 마스크 흡착체(21) 혹은 처리 전달부(9)의 구성 기구를, 고장 등에 의해 교환할 필요가 발생해도, 기판 마스크 흡착체(21)에 대해서는, 처리 전달부(9)에 관계없이, 기판 마스크 흡착체(21)만을 교환하면 좋고, 처리 전달부(9)에 대해서는, 기판 마스크 흡착체(21)에 관계없이, 처리 전달부(9)만을 교환하면 좋다. 또한, 특히 처리 전달부(9)에 대해서 말하면, 그 구조가 간소화되어 보수하기 쉬워진다. 따라서, 보수성이 높은 기판 마스크 흡착체 혹은 처리 전달부를 제공할 수 있다.According to the present embodiment of the substrate mask fixing means 20, the
기판 마스크 고정 수단(20)의 본 실시 형태에 따르면, 기판 홀더(91) 상에 기계적 클램프 등의 보유 지지 수단을 사용하지 않아도 좋으므로, 상기 기계적 클램프에 대응한 섀도우 마스크 부분에, 상기 기계적 클램프를 수납하는 기구적인 변형부를 설치할 필요가 없기 때문에, 자장 등의 흐트러짐에 의한 마스크부의 변형도 없어 정밀도가 좋은 증착을 할 수 있다.According to this embodiment of the board | substrate mask fixing means 20, it is not necessary to use holding means, such as a mechanical clamp, on the board |
마지막으로, 스텝(7)의 증착 처리에 대해서, 본 실시 형태에 있어서의 실시예를, 도 3을 사용해서 설명한다. 증착부(7)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 증착원(71)을 레일(76) 상을 따라 상하 방향으로 이동시키는 상하 구동 수단(72), 증착원(71)을 레일(75) 상을 따라 좌우의 얼라인먼트부 사이를 이동하는 좌우 구동 베이스(74)를 갖는다. 증착원(71)은, 내부에 증착 재료인 발광 재료를 갖고, 상기 증착 재료를 가열 제어(도시하지 않음)함으로써 안정된 증발 속도가 얻어지고, 도 3의 인출도에 도시한 바와 같이, 라인 형상으로 배열한 복수의 분사 노즐로부터 분사(73)되는 구조로 되어 있다. 필요에 따라, 안정된 증착막이 얻어지도록 첨가제도 동시에 가열해서 증착한다. Finally, the Example in this embodiment is demonstrated using FIG. 3 about the vapor deposition process of
또한, 상기 설명에서는 유기 EL 디바이스를 예를 들어 설명했지만, 유기 EL 디바이스와 같은 배경에 있는 증착 처리를 하는 성막 장치에도 적용할 수 있다.In addition, in the above description, the organic EL device has been described as an example, but the present invention can also be applied to a film forming apparatus for performing vapor deposition on the same background as the organic EL device.
1: 처리 챔버
1bu: 진공 증착 챔버
2: 반송 챔버
3: 로드 클러스터
6: 기판
6h: 기판 표면
7: 증착부
8: 얼라인먼트부
9: 처리 전달부
11: 구획부
20: 기판 마스크 고정 수단
21: 영구 자석을 보유 지지하는 기판 마스크 흡착체
21J: 영구 자석
22: 흡착체 선회 수단
22B: 흡착체 선회 구동부
23: 전자석을 보유 지지하는 기판 마스크 흡착체
23d: 전자석
23H: 23의 수납 케이스
60: 제어 장치
61: 거리계
62: 거리계 하우징
63: 투명 유리창
64a: O링
64b: O링
65: 투명 유리판
66: 고정 금속 부재
67: 거리 계측부
71: 증발원
81: 섀도우 마스크
81a 내지 d: 회전 지지부
81h: 표면
82: 얼라인먼트 베이스
83: 얼라인먼트 구동부
84: 얼라인먼트 종동부
85: 얼라인먼트 광학계
91: 기판 홀더
91h: 제1면
91j: 제2면
91k: 거리 계측용 공간
92: 기판 선회 수단
93: 기판 밀착 수단
100: 유기 EL 디바이스의 제조 장치
A 내지 D: 클러스터1: treatment chamber
1bu: vacuum deposition chamber
2: conveying chamber
3: load cluster
6: substrate
6h: substrate surface
7: deposition unit
8: alignment
9: processing delivery department
11: compartment
20: substrate mask fixing means
21: substrate mask adsorbent holding permanent magnet
21J: permanent magnet
22: adsorbent turning means
22B: Adsorbent swing drive
23: substrate mask adsorber holding electromagnet
23d: electromagnet
23 H: 23 storage cases
60: control unit
61: rangefinder
62: odometer housing
63: clear glass window
64a: o-ring
64b: O-ring
65: transparent glass plate
66: fixed metal member
67: distance measurement unit
71: evaporation source
81: shadow mask
81a to d: rotational support
81h: surface
82: alignment base
83: alignment drive unit
84: alignment follower
85: alignment optical system
91: substrate holder
91h:
91j:
91k: space for distance measurement
92: substrate turning means
93: substrate adhesion means
100: manufacturing apparatus for organic EL device
A to D: cluster
Claims (3)
진공 처리실 내에 설치되어 기판을 재치하기 위한 기판 재치 영역을 포함하는 제1면이 직사각형인 기판 홀더와,
상기 기판 홀더에 재치된 기판과 상기 섀도우 마스크 사이를, 접근 또는 이격시키는 기판 밀착 수단과,
상기 기판 홀더에 있어서 기판 재치 영역 외의 네 코너에 설치된 거리 계측 기구를 구비하는 유기 EL 디바이스 제조 장치에 있어서,
상기 거리 계측 기구는,
상기 기판 홀더에 있어서 기판 재치 영역 외의 네 코너에 설치되고, 상기 기판 홀더의 제1면과, 상기 제1면과 반대측의 제2면을 관통하도록 설치된 거리 계측용 공간과,
상기 거리 계측용 공간에 있어서 상기 기판 홀더의 제1면 상에 설치된 투명 유리판과,
상기 거리 계측용 공간에 있어서 상기 기판 홀더의 제2면에 배치된 거리 계측부를 구비하고,
상기 거리 계측부는,
대상물에 대하여 광을 발사해 그 대상물로부터 반사되어 온 반사광을 수광하여, 상기 대상물과의 사이의 거리를 계측하는 거리계와,
상기 거리계를 진공 처리실 내의 분위기로부터 격리하는 거리계 하우징과,
상기 거리계 하우징의 일부에 설치된 투명 유리창을 구비하고,
상기 거리계가, 상기 투명 유리창을 통해서 상기 투명 유리판으로부터 반사되어 온 반사광과, 상기 투명 유리창을 통해서 상기 섀도우 마스크로부터 반사되어 온 반사광을 수광하고, 그 수광 결과에 기초하여, 상기 투명 유리판과 상기 섀도우 마스크 사이의 거리를 계측하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디바이스 제조 장치.A shadow mask installed in the vacuum processing chamber,
A substrate holder having a rectangular first surface disposed in the vacuum processing chamber and including a substrate placing region for placing the substrate thereon;
Substrate adhesion means for accessing or spaced between the substrate placed on the substrate holder and the shadow mask;
In the organic EL device manufacturing apparatus provided with the distance measuring mechanism provided in four corners other than a board | substrate mounting area | region in the said substrate holder,
The distance measuring instrument,
A distance measuring space provided at four corners of the substrate holder outside of the substrate placing region and provided to penetrate the first surface of the substrate holder and the second surface opposite to the first surface;
A transparent glass plate provided on the first surface of the substrate holder in the distance measuring space;
A distance measuring unit disposed on the second surface of the substrate holder in the distance measuring space;
The distance measuring unit,
A distance meter which emits light to the object, receives the reflected light reflected from the object, and measures the distance between the object and the object;
A range finder housing that isolates the range finder from the atmosphere in the vacuum processing chamber;
It is provided with a transparent glass window provided in a part of the rangefinder housing,
The rangefinder receives the reflected light reflected from the transparent glass plate through the transparent glass window and the reflected light reflected from the shadow mask through the transparent glass window, and based on the light reception result, the transparent glass plate and the shadow mask. The organic EL device manufacturing apparatus characterized by measuring the distance between them.
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