KR20150096438A

KR20150096438A - 성막 장치

Info

Publication number: KR20150096438A
Application number: KR1020157017934A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 다무라; 마사나오 후지츠카; 데이지 다카하시; 다카시 시부야; 노부아키 시오이리; 사토시 다카하시; 게이지 우치다
Original assignee: 캐논 톡키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-08-24
Also published as: TWI593817B; JP2014118611A; KR101968801B1; TW201430156A; JP6008731B2; WO2014097879A1

Abstract

본 발명은 기판과 성막원(成膜源)의 위치 관계를 양호하게 유지할 수 있고, 저비용 및 경량이며 고정밀도의 성막이 가능한 성막 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다. 본 발명에 따른 성막 장치는, 성막원(1)으로부터 사출한 성막 재료가 퇴적함으로써 기판(2) 상에 박막이 형성되는 진공조(眞空槽; 3)를 갖는 성막 장치에 있어서, 기판(2)을 반송시키는 반송 기구의 가이드부(5)를, 진공조(3)의 외부에 설치되고 진공조(3)의 벽면에 형성한 관통 구멍(6)을 관통하는 가이드 지주(7)에 지지되는 구성으로 하고, 성막원(1)을, 진공조(3)의 외부에 설치되고 진공조(3)의 벽면에 형성한 관통 구멍(9)을 관통하는 베이스 지주(10)에 지지되는 베이스부(11)에 유지되는 구성으로 하여, 반송 기구 및 성막원(1)이 진공조(3)의 감압에 의한 벽면의 변형의 영향을 받지 않고 성막원(1)과 기판(2)의 위치 관계가 유지되도록 구성한다.

Description

성막 장치{FILM FORMATION DEVICE}

본 발명은 성막 장치에 관한 것이다.

최근, 유기 일렉트로루미네선스 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치가, CRT나 LCD를 대신하는 표시 장치로서 주목받고 있다.

이 유기 EL 표시 장치는, 기판에 전극층과 복수의 유기 발광층을 적층 형성하고, 또한 밀봉층을 피복 형성한 구성이며, 자발광이고, LCD에 비해 고속 응답성이 우수하며, 고시야각 및 고콘트라스트를 실현할 수 있는 것이다.

이러한 유기 EL 디바이스는, 일반적으로 진공 증착법에 의해 제조되고 있으며, 진공조(眞空槽) 내에서 기판과 증착 마스크를 얼라인먼트하여 밀착시켜 증착을 행하고, 이 증착 마스크에 의해 원하는 성막 패턴의 증착막을 기판에 형성하고 있다.

또한, 유기 EL 디바이스를 저렴하게 효율적으로 양산하기 위한 제조 방법으로서, 시트형의 플라스틱 필름을 이용한 플렉시블 기판에 대한 성막을, 롤투롤 방식에 의해, 플렉시블 기판을 연속적으로 이송하면서 행하는 방법도 있다.

그런데, 이러한 유기 EL 디바이스의 제조에 있어서는, 기판의 대형화에 따라, 진공조도 대형화할 필요가 있다. 또한, 진공조 내부에 증발원이나 반송 기구 등이 배치되기 때문에, 진공 배기에 의한 진공조 벽면의 휘어짐은 최소한으로 억제하지 않으면 안 된다.

따라서, 진공조의 대형화에 따라, 진공조의 벽 두께를 두껍게 할 필요가 있으며, 진공조 외벽에 배치하는 리브에 대해서도, 수를 늘려서, 판 두께를 두껍게, 높이를 높게 하지 않으면 안 되어, 성막 장치의 중량화, 고비용화가 문제가 되고 있다.

예컨대, 특허문헌 1에서는, 피성막 기판을 반송하면서, 하방에 배치한 증착원으로부터 분출한 증착 재료를 성막하는 성막 장치가 제안되어 있다. 그러나, 이러한 구성에서는, 증착원은 진공 용기 바닥면, 기판 반송 롤러는 진공 용기 측면에 지지되어 있기 때문에, 기판 반송 기구 구동시의 부하 및 대기 중에서의 세팅시에 있어서 기판과 증착원의 위치 관계가 어긋나는 것에 의한 막 두께 분포의 악화가 발생하기 때문에, 진공 배기 후의 진공 용기의 휘어짐을 전술한 바와 같은 수법으로 억제하지 않으면 안 되어, 진공 용기의 중량화가 현저해진다.

또한, 특허문헌 2에서는, 진공 챔버 내부의 압력 상태에 의존하지 않고, 증발원의 안정적인 스캔 동작을 행할 수 있는 진공 증착 장치가 제안되어 있으나, 기판 및 마스크의 지지 위치는 명기되어 있지 않고, 진공 챔버 배기 후의 기판과 마스크와 증발원의 위치 관계를 유지할 수 있는지가 불분명하며, 기판과 마스크를 포함하는 증발원의 위치 정밀도가 엄격히 요구되는, 기판과 마스크를 이격시킨 상태에서 스캔 성막을 행하는 방식에 있어서는, 원하는 위치에 원하는 성막 패턴을 형성시키는 것은 곤란하다.

일본 특허 공개 제2002-348659호 공보 일본 특허 공개 제2010-248584호 공보

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결한 것으로, 기판의 대형화에 따라 진공조가 대형화하더라도, 진공조 내의 압력 변동에 기인하는 벽면의 변형이 기판과 성막원(成膜源)의 위치 관계에 영향을 주는 일이 없어, 양자의 위치 관계를 양호하게 유지할 수 있고, 저비용 및 경량이며 고정밀도의 성막이 가능한 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 요지를 설명한다.

성막원(1)으로부터 사출(射出)한 성막 재료가 퇴적함으로써 기판(2) 상에 박막이 형성되는 진공조(3)를 갖는 성막 장치에 있어서, 상기 기판(2) 혹은 상기 성막원(1)을 반송시키는 반송 기구를 구비하고, 이 반송 기구는 이동부(4)와, 이 이동부(4)의 이동을 가이드하는 가이드부(5)로 이루어지며, 이 가이드부(5)는 진공조(3)의 외부에 설치되고 상기 진공조(3)의 벽면에 형성한 관통 구멍(6)을 관통하는 가이드 지주(7)에 지지되는 구성으로 하고, 이 가이드 지주(7) 혹은 가이드 지주(7)의 설치부와 상기 관통 구멍(6)의 주위의 벽면을 신축 부재(8)를 통해 기밀 상태로 연결하며, 상기 반송 기구에 의해 상기 기판(2)을 반송하는 경우에는, 상기 성막원(1)이, 진공조(3)의 외부에 설치되고 상기 진공조(3)의 벽면에 형성한 관통 구멍(9)을 관통하는 베이스 지주(10)에 지지되는 베이스부(11)에 유지되는 구성으로 하고, 이 베이스 지주(10) 혹은 베이스 지주(10)의 설치부와 상기 관통 구멍(9)의 주위의 벽면을 신축 부재(12)를 통해 기밀 상태로 연결하며, 상기 반송 기구에 의해 상기 성막원(1)을 반송하는 경우에는, 상기 기판(2)을 유지하는 유지부가, 진공조(3)의 외부에 설치되고 상기 진공조(3)의 벽면에 형성한 관통 구멍(9)을 관통하는 베이스 지주(10)에 지지되는 베이스부(11)에 유지되는 구성으로 하고, 이 베이스 지주(10) 혹은 베이스 지주(10)의 설치부와 상기 관통 구멍(9)의 주위의 벽면을 신축 부재(12)를 통해 기밀 상태로 연결하여, 상기 반송 기구 및 상기 성막원(1) 혹은 상기 기판(2)이 상기 진공조(3)의 감압에 의한 벽면의 변형의 영향을 받지 않고 상기 성막원(1)과 상기 기판(2)의 위치 관계가 유지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 성막원(1)으로부터 사출한 성막 재료를 증착 마스크(20)의 마스크 개구부를 통해 기판(2) 상에 퇴적하여 기판(2) 상에 박막을 형성하는 진공조(3)를 갖는 성막 장치에 있어서, 상기 기판(2) 혹은 상기 성막원(1)을 반송시키는 반송 기구를 구비하고, 이 반송 기구는 이동부(4)와, 이 이동부(4)의 이동을 가이드하는 가이드부(5)로 이루어지며, 이 가이드부(5)는 진공조(3)의 외부에 설치되고 상기 진공조(3)의 벽면에 형성한 관통 구멍(6)을 관통하는 가이드 지주(7)에 지지되는 구성으로 하고, 이 가이드 지주(7) 혹은 가이드 지주(7)의 설치부와 상기 관통 구멍(6)의 주위의 벽면을 신축 부재(8)를 통해 기밀 상태로 연결하며, 상기 반송 기구에 의해 상기 기판(2)을 반송하는 경우에는, 상기 성막원(1)이, 진공조(3)의 외부에 설치되고 상기 진공조(3)의 벽면에 형성한 관통 구멍(9)을 관통하는 베이스 지주(10)에 지지되는 베이스부(11)에 유지되는 구성으로 하고, 이 베이스 지주(10) 혹은 베이스 지주(10)의 설치부와 상기 관통 구멍(9)의 주위의 벽면을 신축 부재(12)를 통해 기밀 상태로 연결하며, 상기 반송 기구에 의해 상기 성막원(1)을 반송하는 경우에는, 상기 기판(2)을 유지하는 유지부가, 진공조(3)의 외부에 설치되고 상기 진공조(3)의 벽면에 형성한 관통 구멍(9)을 관통하는 베이스 지주(10)에 지지되는 베이스부(11)에 유지되는 구성으로 하고, 이 베이스 지주(10) 혹은 베이스 지주(10)의 설치부와 상기 관통 구멍(9)의 주위의 벽면을 신축 부재(12)를 통해 기밀 상태로 연결하여, 상기 반송 기구 및 상기 성막원(1) 혹은 상기 기판(2)이 상기 진공조(3)의 감압에 의한 벽면의 변형의 영향을 받지 않고 상기 성막원(1)과 상기 기판(2)의 위치 관계가 유지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 반송 기구의 상기 기판(2)이 유지되는 상기 이동부(4)의 이동을 가이드하는 상기 가이드부(5)를, 상기 가이드 지주(7)로 지지하는 구성으로 하고, 상기 성막원(1)을 유지하는 상기 베이스부(11)를, 상기 베이스 지주(10)로 지지하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 반송 기구의 상기 기판(2)이 유지되는 상기 이동부(4)의 이동을 가이드하는 상기 가이드부(5)를, 상기 가이드 지주(7)로 지지하는 구성으로 하고, 상기 성막원(1)을 유지하는 상기 베이스부(11)를, 상기 베이스 지주(10)로 지지하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 기판(2)과 상기 증착 마스크(20)를 이격 상태로 배치하고, 이 기판(2)을 상기 증착 마스크(20)에 대해 상대 이동 가능하게 구성하며, 이 상대 이동에 의해 상기 증착 마스크(20)보다 넓은 범위에 이 증착 마스크(20)에 의해 정해지는 성막 패턴의 박막이 기판(2) 상에 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 청구항 2 또는 4에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 가이드 지주(7) 혹은 상기 베이스 지주(10)를 상기 진공조(3)의 바닥부의 외부에 설치한 가대(架臺; 13)에 세워 설치하고, 상기 가이드 지주(7)가 관통하는 상기 관통 구멍(6) 혹은 상기 베이스 지주(10)가 관통하는 상기 관통 구멍(9)을 상기 진공조(3)의 바닥면에 형성한 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 반송 기구에 상기 이동부(4)를 이동시키는 리니어 모터를 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 이동부(4)는, 상기 진공조(3) 내에 있어서 대기로 채워진 수용부(14)와, 이 수용부(14)와 진공조(3)의 외부의 대기압 공간을 연통(連通)하고, 전력 공급용 배선 및 냉각용 배관을 상기 수용부(14)에 도입하는 중공 도입부가 형성된 관절부(15)와, 상기 기판(2)을 흡착하여 유지하는 흡착부(16)를 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 기판(2)을 상기 가이드부(5)에 대해 위치 맞춤시키는 기판 얼라인먼트 기구를 구비하고, 이 기판 얼라인먼트 기구는, 상기 수용부(14)에 배치되고 상기 흡착부(16)를 이동시키는 기판 이동 수단(29)과, 상기 가이드부(5)에 대해 평행하게 배치되고 기준 마크가 형성되는 기준 마크 표시부(17)와, 상기 기준 마크와 상기 기판(2)에 형성된 기판 마크를 촬상하는 촬상 수단과, 이 촬상 결과에 기초하여 기판 이동 수단(29)을 작동시키는 작동 수단과, 상기 촬상 수단을 수용하는 촬상 수단 수용부(18)를 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 8에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 촬상 수단 및 상기 기준 마크 표시부(17)는, 상기 가이드부(5) 혹은 상기 가이드 지주(7) 중 어느 한쪽에 배치되고, 상기 진공조(3)와는 기계적으로 독립하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 9에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 성막원(1)을 상기 기판(2)에 대해 위치 맞춤시키는 성막원 얼라인먼트 기구(19)를 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

또한, 상기 성막 재료를 유기 재료로 한 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 기재된 성막 장치에 관한 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같이 구성하였기 때문에, 기판의 대형화에 따라 진공조가 대형화하더라도, 진공조의 압력 변동에 기인하는 벽면의 변형이 기판과 성막원의 위치 관계에 영향을 주는 일이 없어, 양자의 위치 관계를 양호하게 유지할 수 있고, 저비용 및 경량이며 고정밀도의 성막이 가능한 성막 장치가 된다.

특히 유기 EL 디바이스의 제조에 있어서, 기판의 대형화에 대응할 수 있고, 유기층의 증착도 정밀도 좋게 행할 수 있으며, 고정밀도의 증착을 실현할 수 있는 유기 EL 디바이스 제조용의 성막 장치가 된다.

또한, 청구항 2 내지 5에 기재된 발명에서는, 기판과 증착 마스크의 위치를 고정밀도로 유지할 필요가 있어, 한층 본 발명의 작용·효과가 양호하게 발휘된 성막 장치가 된다.

또한, 청구항 6에 기재된 발명에서는, 간이한 구성으로 용이하게 실현할 수 있는 한층 실용성이 우수한 성막 장치가 된다.

또한, 청구항 7에 기재된 발명에서는, 구동원에 리니어 모터를 이용함으로써, 위치 결정 정밀도가 높으며, 반송 스트로크를 길게 할 수 있다.

또한, 청구항 8에 기재된 발명에서는, 이동부에 수용부, 관절부 및 흡착부를 구비함으로써, 기판을 흡착하면서 반송할 때, 전력 공급용 배선 및 냉각용 배관을, 수시로 관절부를 통해 대기측으로부터 흡착부에 공급할 수 있기 때문에, 기판의 온도가 상승하는 일 없이 성막 장치를 계속 가동시킬 수 있다.

또한, 청구항 9에 기재된 발명에서는, 기판을 가이드에 대해 평행하게 위치 맞춤시킬 수 있기 때문에, 기판 반송시에 원하는 성막 패턴폭보다 증착 패턴폭이 커지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 10에 기재된 발명에서는, 촬상 수단 및 기준 마크 표시부가, 진공조와는 기계적으로 독립하여 배치됨으로써, 진공조가 진공 배기함으로써 변형되더라도, 기판의 위치 맞춤에 영향을 미치지 않는다.

또한, 청구항 11에 기재된 발명에서는, 성막원을 축차(逐次) 고정밀도로 기판에 대해 위치 맞춤시키는 것이 가능해져, 기판 전면에 걸쳐 원하는 위치에 원하는 성막 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 청구항 12에 기재된 발명에서는, 유기 재료의 성막 장치가 되어, 한층 실용성이 우수하다.

도 1은 본 실시예의 개략 설명 측면도이다.
도 2는 본 실시예의 주요부의 개략 설명 측면도이다.
도 3은 본 실시예의 성막원의 개략 설명 측면도이다.
도 4는 본 실시예의 주요부의 개략 설명 정면도이다.
도 5는 본 실시예의 반송 기구의 개략 설명 평면도이다.
도 6은 본 실시예의 이동부의 개략 설명 정면도이다.
도 7은 본 실시예의 반송 기구의 개략 설명 정면도이다.
도 8은 본 실시예의 촬상 수단의 개략 설명 정면도이다.

적합하다고 고려하는 본 발명의 실시형태를, 도면에 기초하여 본 발명의 작용을 나타내어 간단히 설명한다.

성막원(1)으로부터 사출한 성막 재료는, 예컨대 증착 마스크(20)의 마스크 개구부를 통해 기판(2) 상에 퇴적하고, 이 증착 마스크(20)에 의해 정해진 성막 패턴의 박막이 기판(2) 상에 형성된다. 이때, 예컨대 기판(2)과 증착 마스크(20)를 이격 상태로 배치하고, 이 기판(2)을, 증착 마스크(20)와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동 가능하게 구성하며, 이 기판(2)을 상대 이동시킴으로써, 증착 마스크 자체보다 넓은 범위에 이 증착 마스크(20)에 의해 정해지는 성막 패턴의 박막을 기판(2) 상에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판(2)을 반송시키는 반송 기구 및 성막원(1)[또는 성막원(1)을 반송시키는 반송 기구 및 기판(2)] 양자 모두를, 진공조(3)의 외부에 설치한 지주(7, 10)로 지지하여, 진공조(3) 내의 압력 상태에 영향을 받지 않는 구성으로 함으로써, 기판(2)과 성막원(1)의 위치 관계가 변하는 일 없이, 고정밀도로 반송 성막할 수 있다.

즉, 대기압 공간에서 기판(2), 증착 마스크(20) 및 성막원(1)의 위치 관계를 조정하여, 진공조(3) 내를 성막 환경인 진공 상태로 하는 데 따른 압력 변동에 의해 진공조(3)의 벽면이 변형했다고 해도, 반송 기구 및 성막원(1)이 진공조(3)의 벽면이 아니라, 진공조(3)의 외부에 설치되는 지주, 예컨대 고강성의 가대(架臺; 13)에 세워져 설치되는 지주(7, 10)에 의해 지지되어 있기 때문에, 반송 기구 및 성막원(1)이, 진공조(3)의 벽면의 변형의 영향을 받는 일이 없고, 따라서 기판(2)과 성막원(1)과의 기판(2)의 피성막면과 직교하는 방향의 간격이 상기 변형에 기인하여 변화하는 일이 없어, 기판(2) 및 성막원(1)의 위치 관계를 유지할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 진공조(3)의 벽면의 변형을 방지하기 위해서, 벽면을 두껍게 하거나 리브를 다수 설치할 필요 없이, 즉 진공조(3)를 대형화 및 중량화시키는 일 없이, 감압에 의한 진공조(3)의 벽면의 변형에 기인하는 기판(2) 및 성막원(1)의 위치 관계의 변화를 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 반송 기구의 이동부(4)를 이동시키는 구동원으로서, 예컨대 리니어 모터를 이용함으로써, 고정밀도의 기판 반송이 가능해진다.

또한, 예컨대 상기 이동부(4)는, 상기 진공조(3) 내에 있어서 대기로 채워진 수용부(14)와, 이 수용부(14)와 진공조(3)의 외부의 대기압 공간을 연통하고, 전력 공급용 배선 및 냉각용 배관을 상기 수용부(14)에 도입하는 중공 도입부가 형성된 관절부(15)와, 상기 기판(2)을 흡착하는 흡착부(16)를 구비한 구성으로 함으로써, 기판 얼라인먼트, 전력 공급 기구, 냉각 기구 및 기판 착탈 기구를 구비한 고기능의 이동부(4)로 하는 것이 가능해진다.

또한, 흡착부(16)에 흡착된 기판(2)은, 흡착 후의 기판(2)은 가이드부(5)에 대해 평행하게 위치 맞춤시키지 않으면 안 되기 때문에, 가이드부(5)에 평행하게 위치 결정된 기준 마크 표시부(17) 상에 형성된 기준 마크를, 기판(2)의 반송 방향으로 배치하고, 촬상 수단으로 기준 마크와 기판(2) 상에 형성된 기판 마크를 촬영하여, 위치 어긋남을 적절히 보정하도록 구성하면 좋다. 이때, 촬상 수단은, 예컨대, 대기압 공간인 촬상 수단 수용부(18) 내에 수용하여, 촬상 수단 수용부(18)의 벽부에 설치하는 창 너머로 촬영하도록 한다.

또한, 촬상 수단 수용부(18) 및 기준 마크 표시부(17)는, 예컨대 가이드부(5) 혹은 가이드 지주(7) 중 어느 한쪽에 배치함으로써, 진공조(3)의 변형의 영향을 받는 일이 없고, 대기 중에서 조정된 촬상 수단 및 기준 마크 표시부(17)의 위치가, 진공 중에서도 변화하지 않는 구성이 된다.

실시예

본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면에 기초하여 설명한다.

본 실시예는, 성막원(1)으로부터 기화(氣化)된 성막 재료(예컨대, 유기 EL 디바이스 제조를 위한 유기 재료)를 증착 마스크(20)의 마스크 개구부를 통해 기판(2) 상에 퇴적하고, 이 증착 마스크(20)에 의해 정해진 성막 패턴의 박막이 기판(2) 상에 형성되도록 구성하며, 기판(2)과 증착 마스크(20)를 이격 상태로 배치하고, 이 기판(2)을 증착 마스크(20)와의 이격 상태를 유지한 채로 상대 이동 가능하게 구성하며, 이 상대 이동에 의해 증착 마스크(20)보다 넓은 범위에 이 증착 마스크(20)에 의해 정해지는 성막 패턴의 박막이 기판(2) 상에 형성되도록 구성한 성막 장치에 있어서의 문제점을 해결한 것이다.

즉, 상기 구성의 성막 장치에서는, 기판(2), 증착 마스크(20) 및 성막원(1)의 위치 관계가 매우 고정밀도로 요구되기 때문에, 도 1에 도시한 바와 같이, 반송 기구의 기판(2)이 유지되는 이동부(4)의 이동을 가이드하는 가이드부(5)와, 성막원(1)을 유지하는 베이스부(11)를, 각각 진공조(3)의 외부에 설치한 가이드 지주(7) 및 베이스 지주(10)에 의해 지지하는 구성으로 함으로써, 대기압 공간에서 기판(2), 증착 마스크(20) 및 성막원(1)의 위치 관계를 조정하여, 진공조(3) 내를 성막 환경인 진공 상태로 하는 데 따른 압력 변동에 의해 진공조(3)의 벽면이 변형했다고 해도, 기판(2) 및 성막원(1)의 위치 관계가 변하는 일 없이, 고정밀도로 기판을 반송할 수 있도록 한 것이다.

각부를 구체적으로 설명한다.

가이드부(5)는, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 이동부(4)의 하면측에 설치되는 가이드 블록(22) 및 이 가이드 블록(22)이 끼워지는 가이드 레일(23)로 이루어지는 직선 가이드와, 상기 가이드 레일(23)이 배치되는 한 쌍의 가이드 베이스(24)로 구성되어 있다.

본 실시예에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 가이드 베이스(24)를 지지하는 가이드 지주(7)를, 진공조(3)의 바닥부의 외부의 바닥면에 설치한 강재 등의 고강성 부재로 구성되는 가대(13)에 세워 설치하며, 진공조(3)의 바닥면에 형성한 관통 구멍(6)을 관통하도록 설치하고 있다.

또한, 이 가이드 지주(7)와 상기 관통 구멍(6)의 주위의 벽면을, 가이드 지주(7)를 덮도록 설치한 신축 부재(8)[벨로우즈(8)]에 의해 기밀 상태로 연결하고 있다. 구체적으로는, 가이드 지주(7)의 대직경부(7a)의 하면과 이것과 대향하는 관통 구멍(6)의 주위의 벽면을 벨로우즈(8)에 의해 기밀 상태로 연결하고 있다. 한편, 가이드 지주(7)가 아니라, 가이드 지주(7)의 설치부인 가대(13)와 관통 구멍(6)의 주위의 벽면을 벨로우즈(8)에 의해 연결하는 구성으로 해도 좋다.

따라서, 진공조(3) 내를 진공 배기함으로써 진공조(3)의 외벽이 변형하더라도, 벨로우즈(8)의 신축에 의해 상기 변형을 흡수함으로써, 가이드 지주(7) 및 가이드 베이스(24)의 위치가 변하지 않고, 고정밀도로 기판(2)을 반송하는 것이 가능해진다.

성막원(1)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 호스트 재료 발생원(1a) 및 도펀트 재료 발생원(1b)을 포함하고, 증착 마스크(20)를 부설한 마스크 프레임(21)이 배치되는 베이스부(11)[베이스 플레이트(11)]에 지지되어 있다. 이 베이스 플레이트(11)를 지지하는 베이스 지주(10)는, 진공조(3)의 바닥부의 외부의 바닥면에 설치한 상기 가대(13) 상의 성막원 얼라인먼트 기구(19)에 세워 설치하며, 진공조(3)의 바닥면에 형성한 관통 구멍(9)을 관통하도록 설치하고 있다.

또한, 베이스 지주(10)와 상기 관통 구멍(9)의 주위의 벽면을, 베이스 지주(10)를 덮도록 설치한 신축 부재(12)[벨로우즈(12)]를 이용하여 기밀 상태로 연결하고 있다. 구체적으로는, 베이스 지주(10)의 대직경부(10a)의 상면과 이것과 대향하는 관통 구멍(9)의 주위의 벽면을 벨로우즈(12)에 의해 기밀 상태로 연결하고 있다. 한편, 베이스 지주(10)가 아니라, 베이스 지주(10)의 설치부인 성막원 얼라인먼트 기구(19)와 관통 구멍(9)의 주위의 벽면을 벨로우즈(12)에 의해 연결하는 구성으로 해도 좋다.

따라서, 진공조(3) 내를 진공 배기함으로써 진공조(3)의 외벽이 변형되더라도, 벨로우즈(12)의 신축에 의해 상기 변형을 흡수함으로써, 베이스 지주(10) 및 베이스 플레이트(11)의 위치가 변하지 않고, 반송시의 기판(2)에 대해 성막원(1)과, 증착 마스크(20)를 부설한 마스크 프레임(21)을 축차 고정밀도로 위치 맞춤시키는 것이 가능해진다.

또한, 반송 기구 및 성막원(1)을 지지하는 상기 가대(13)는, 진공조(3)도 동시에 지지하고 있다. 구체적으로는, 도 4에 도시한 바와 같이 진공조(3)와 가대(13)를, 레이디얼 하중과 양방향의 액시얼 하중(axial load)을 받을 수 있는 구면(球面) 베어링(25)으로 연결하여, 진공 배기에 의한 진공조(3)의 변형의 영향이 상기 가대(13)에 미치지 않도록 하고 있다.

또한, 반송 기구의 구동원에는 리니어 모터를 이용하고 있다. 따라서, 위치 결정 정밀도, 등속도 안정성, 청정성 및 메인터넌스성이 높은 반송 기구가 되며, 대형 기판(2)을 반송시킬 때에 필요한 스트로크도 제약 없이 길게 할 수 있다. 또한, 진공조(3) 외부에 설치한 구동 모터의 회전 동력을, 자성 유체 시일을 통해 진공조(3) 내의 볼 나사에 전달시켜 회전시키는 경우에는, 진공조(3)의 내부와 외부에서 연결되어 있기 때문에, 진공조(3)의 외벽이 변형하는 영향을 받지만, 리니어 모터는 구동원이 진공조(3) 내부에 배치되어 있어, 진공조(3)의 외벽 변형의 영향을 받지 않는 구조로 할 수 있다.

구체적으로는, 기판(2)을 유지하여 기판(2)과 함께 이동하는 이동부(4)는, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 가이드 베이스(24) 상에 배치된 상기 직선 가이드를 따라 이동하여, 가이드 베이스(24)의 내측면측에 부착된 플레이트(26) 상에 배치된 복수의 자석(27)과, 이동부(4)측에 부착된 코일 유닛(28) 사이에서 추력(推力)을 발생시키도록 하고 있다.

또한, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 이동부(4)는 진공조(3) 내에 있어서 대기압 공간인 수용부(14)와, 이 수용부(14)와 진공조(3)의 외부의 대기압 공간을 연통하고, 전력 공급용 배선 및 냉각용 배관을 상기 수용부(14)에 도입하는 중공 도입부가 형성된 관절부(15)와, 상기 기판(2)을 흡착하여 유지하는 흡착부(16)를 구비하고 있다.

흡착부(16)는, 평탄하게 형성된 스테이지 베이스(30)에 정전척(31)을 복수 분할하여 배치하고 있으며, 정전척(31) 표면에 기판(2)을 흡착시키도록 구성하고 있다. 또한, 수용부(14)의 바닥면의 관통 구멍(34)을 관통하여 스테이지 베이스(30)를 지지하는 지주(32)를 설치하고 있다. 또한, 스테이지 베이스(30)와 수용부(14)의 관통 구멍(34)의 주위의 벽면을, 이 지주(32)를 덮도록 설치한 신축 부재(33)[벨로우즈(33)]에 의해 기밀 상태로 연결하여, 대기와 진공을 기밀 상태로 유지하도록 하고 있다. 한편, 지주(32)와 관통 구멍(34)의 주위의 벽면을 벨로우즈(33)로 연결하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 기판 얼라인먼트 기구는 서보 모터를 갖고 있으며, 진공 환경하에 배치할 수 없기 때문에, 통상은 진공조(3)의 외측[데포지션 다운(deposition down)의 경우에는 진공조(3) 상면]의 대기압하에 배치하고 있어, 진공조(3)의 변형 영향이 얼라인먼트 정밀도에 영향을 주지 않도록 강성을 높게 하고 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 수용부(14) 내에, 기판 얼라인먼트 기구의 상기 지주(32)를 움직여 스테이지 베이스(30)를 이동시키는 기판 이동 수단(29)을 구비함으로써, 진공조(3)의 변형 영향이 기판 얼라인먼트 정밀도에 영향을 미치는 일이 없기 때문에, 진공조(3)를 고강성으로 할 필요가 없어, 경량화할 수 있다.

또한, 수용부(14)는, 대기와 진공의 압력차에 의한 변형이 기판 얼라인먼트 기구에 영향을 주지 않도록 고강성의 구조로 할 필요가 있으나, 진공조(3)와 비교하여 체적이 작고, 예컨대 알루미늄 등의 경량 부재로 제작할 수 있기 때문에, 장치 전체로는 경량이며 또한 저비용이고, 대형화·중량화를 초래하는 일 없이 고강성의 구조로 할 수 있다.

또한, 수용부(14) 내의 기판 얼라인먼트 기구용의 모터, 리니어 모터의 코일 유닛 및 정전척(31)에의 전력 공급은, 진공조(3) 밖의 대기 공간에 있는 전원으로부터 배선을 관절부(15)의 중공 도입부에 통과시켜 행하고 있다. 구체적으로는, 관절부(15)는, 수용부(14)의 이동에 추종하는 중공 구조로 한 링크 기구를 이용하고 있고, 이 중공 부분을 중공 도입부로 하고 있다. 마찬가지로, 냉각이 필요한 모터, 코일 유닛 및 스테이지 베이스(30)에는, 진공조(3) 밖의 대기 공간으로부터 에어 혹은 수냉 배관을 관절부(15)의 중공 도입부를 통과시켜 배치하고 있다.

또한, 관절부(15)는 진공조(3)의 외벽과 수용부(14)를 연결하고 있으며, 진공조(3)가 진공 배기에 의해 휘어지면, 관절부(15)의 구동 동작 및 기밀성에 영향이 있고, 또한 수용부(14)에도 하중이 가해져, 기판(2)의 고정밀도 반송에도 영향이 있기 때문에, 진공조(3)와 관절부(15) 사이에 신축 부재(35)[벨로우즈(35)]를 배치하여, 진공조(3)의 변형의 영향을 완화하고 있다. 구체적으로는, 진공조(3)의 관통 구멍(36)의 주위의 벽면과 관절부(15)의 일단부를 벨로우즈(35)에 의해 기밀 상태로 연결하고 있다. 한편, 관절부(15)의 타단부와 수용부(14) 사이에 벨로우즈(35)를 배치하도록 해도 좋다.

흡착부(16)에 흡착된 기판(2)은, 직선 가이드에 대해 평행하게 배치되어 있지 않으면, 기판(2)과 증착 마스크(20)가 상대 이동하면서 성막되는 직선 패턴이 기판(2) 상의 원하는 위치에 성막되지 않기 때문에, 흡착 후의 기판(2)은 직선 가이드에 대해 위치 맞춤시키지 않으면 안 된다.

그래서, 본 실시예에서는, 기판(2)을 가이드부(5)에 대해 위치 맞춤시키는 기판 얼라인먼트 기구를 구비하고 있다. 이 기판 얼라인먼트 기구는, 상기 수용부(14)에 배치되고 상기 흡착부(16)를 이동시키는 기판 이동 수단(29)과, 상기 가이드부(5)에 대해 평행하게 배치된 투명부(39)에 기준 마크가 형성되는 기준 마크 표시부(17)와, 상기 기준 마크와 상기 기판(2)에 형성된 기판 마크를 촬상하는 촬상 수단과, 이 촬상 결과에 기초하여 기판 이동 수단(29)을 작동시키는 작동 수단과, 상기 촬상 수단을 수용하는 촬상 수단 수용부(18)를 갖고 있다.

구체적으로는, 직선 가이드에 평행하게 위치 결정된 기준 마크 표시부(17) 상에 형성된 기준 마크를, 기판(2)의 반송 방향에 대해 적어도 2개 이상 배치하고, 예컨대 CCD 카메라(37) 등의 촬상 수단으로 기준 마크와 기판(2) 상에 형성된 기판 마크를 촬영한다. 이때, 촬상 수단은 진공 중에 직접 배치할 수 없기 때문에, 대기압 공간인 촬상 수단 수용부(18) 내에 수용하여, 촬상 수단 수용부(18)의 창(38) 너머로 촬영한다.

흡착한 기판(2)의 기판 마크가, 기준 마크에 대해 소정의 위치 관계가 되도록, 기판 이동 수단(29)에 의해 흡착부(16)를 이동시켜 위치 맞춤을 행함으로써, 기판(2)이 기울어지는 일 없이 직선 가이드에 대해 평행하게 반송된다.

또한, 촬상 수단 수용부(18) 및 기준 마크 표시부(17)는, 가이드 베이스(24) 혹은 가이드 지주(7)의 적어도 한쪽에 배치됨으로써, 진공조(3)로부터는 기계적으로 독립되어, 진공조(3)의 변형의 영향을 받는 일이 없고, 대기 중에서 조정된 촬상 수단 및 기준 마크 표시부(17)의 위치가, 진공 중에서도 변화하지 않도록 구성함으로써, 얼라인먼트 정밀도가 나빠지는 것을 방지하고 있다. 본 실시예에서는, 가이드 베이스(24)에 배치하는 구성으로 하고 있다.

또한, 본 실시예에서는, 반송 기구에 의해 기판(2)을 반송하는 경우에 대해 설명하였으나, 반송 기구에 의해 성막원(1)을 반송하는 경우도 마찬가지이다. 또한, 본 실시예에서는, 증착 마스크(20)를 이용하는 경우에 대해 설명하였으나, 증착 마스크를 이용하지 않는 경우도 마찬가지이다.

또한, 본 실시예에서는, 지주(7, 10)를 가대(13)에 세워 설치한 구성으로 하고 있으나, 강성을 확보할 수 있는 것이면, 가대(13)를 설치하지 않고, 성막 장치를 설치하는 바닥면 등에 직접 지주(7, 10)를 설치하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 본 실시예에서는, 기판(2)은 유리 기판(2)에 한하지 않고, 플렉시블 기판(2)(예컨대, 시트형의 플라스틱 필름)을 이송하면서 성막하는 경우도 마찬가지로 고정밀도로 성막하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예는, 진공 증착에 한하지 않고, 진공조(3)를 갖는 CVD나 스퍼터 장치 등에도 널리 적용하는 것이 가능하다.

Claims

성막원(成膜源)으로부터 사출(射出)한 성막 재료가 퇴적함으로써 기판 상에 박막이 형성되는 진공조(眞空槽)를 갖는 성막 장치에 있어서, 상기 기판 혹은 상기 성막원을 반송(搬送)시키는 반송 기구를 구비하고, 이 반송 기구는 이동부와, 이 이동부의 이동을 가이드하는 가이드부를 구비하며, 이 가이드부는 진공조의 외부에 설치되고 상기 진공조의 벽면에 형성한 관통 구멍을 관통하는 가이드 지주에 지지되는 구성으로 하고, 이 가이드 지주 혹은 가이드 지주의 설치부와 상기 관통 구멍의 주위의 벽면을 신축 부재를 통해 기밀 상태로 연결하며, 상기 반송 기구에 의해 상기 기판을 반송하는 경우에는, 상기 성막원이, 진공조의 외부에 설치되고 상기 진공조의 벽면에 형성한 관통 구멍을 관통하는 베이스 지주에 지지되는 베이스부에 유지되는 구성으로 하고, 이 베이스 지주 혹은 베이스 지주의 설치부와 상기 관통 구멍의 주위의 벽면을 신축 부재를 통해 기밀 상태로 연결하며, 상기 반송 기구에 의해 상기 성막원을 반송하는 경우에는, 상기 기판을 유지하는 유지부가, 진공조의 외부에 설치되고 상기 진공조의 벽면에 형성한 관통 구멍을 관통하는 베이스 지주에 지지되는 베이스부에 유지되는 구성으로 하고, 이 베이스 지주 혹은 베이스 지주의 설치부와 상기 관통 구멍의 주위의 벽면을 신축 부재를 통해 기밀 상태로 연결하여, 상기 반송 기구 및 상기 성막원 혹은 상기 기판이 상기 진공조의 감압에 의한 벽면의 변형의 영향을 받지 않고 상기 성막원과 상기 기판의 위치 관계가 유지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
성막원으로부터 사출한 성막 재료를 증착 마스크의 마스크 개구부를 통해 기판 상에 퇴적하여 기판 상에 박막을 형성하는 진공조를 갖는 성막 장치에 있어서, 상기 기판 혹은 상기 성막원을 반송시키는 반송 기구를 구비하고, 이 반송 기구는 이동부와, 이 이동부의 이동을 가이드하는 가이드부로 이루어지며, 이 가이드부는 진공조의 외부에 설치되고 상기 진공조의 벽면에 형성한 관통 구멍을 관통하는 가이드 지주에 지지되는 구성으로 하고, 이 가이드 지주 혹은 가이드 지주의 설치부와 상기 관통 구멍의 주위의 벽면을 신축 부재를 통해 기밀 상태로 연결하며, 상기 반송 기구에 의해 상기 기판을 반송하는 경우에는, 상기 성막원이, 진공조의 외부에 설치되고 상기 진공조의 벽면에 형성한 관통 구멍을 관통하는 베이스 지주에 지지되는 베이스부에 유지되는 구성으로 하고, 이 베이스 지주 혹은 베이스 지주의 설치부와 상기 관통 구멍의 주위의 벽면을 신축 부재를 통해 기밀 상태로 연결하며, 상기 반송 기구에 의해 상기 성막원을 반송하는 경우에는, 상기 기판을 유지하는 유지부가, 진공조의 외부에 설치되고 상기 진공조의 벽면에 형성한 관통 구멍을 관통하는 베이스 지주에 지지되는 베이스부에 유지되는 구성으로 하고, 이 베이스 지주 혹은 베이스 지주의 설치부와 상기 관통 구멍의 주위의 벽면을 신축 부재를 통해 기밀 상태로 연결하여, 상기 반송 기구 및 상기 성막원 혹은 상기 기판이 상기 진공조의 감압에 의한 벽면의 변형의 영향을 받지 않고 상기 성막원과 상기 기판의 위치 관계가 유지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서, 상기 반송 기구의 상기 기판이 유지되는 상기 이동부의 이동을 가이드하는 상기 가이드부를, 상기 가이드 지주로 지지하는 구성으로 하고, 상기 성막원을 유지하는 상기 베이스부를, 상기 베이스 지주로 지지하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제2항에 있어서, 상기 반송 기구의 상기 기판이 유지되는 상기 이동부의 이동을 가이드하는 상기 가이드부를, 상기 가이드 지주로 지지하는 구성으로 하고, 상기 성막원을 유지하는 상기 베이스부를, 상기 베이스 지주로 지지하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 기판과 상기 증착 마스크를 이격 상태로 배치하고, 이 기판을 상기 증착 마스크에 대해 상대 이동 가능하게 구성하며, 이 상대 이동에 의해 상기 증착 마스크보다 넓은 범위에 이 증착 마스크에 의해 정해지는 성막 패턴의 박막이 기판 상에 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가이드 지주 혹은 상기 베이스 지주를 상기 진공조의 바닥부의 외부에 설치한 가대(架臺)에 세워 설치하고, 상기 가이드 지주가 관통하는 상기 관통 구멍 혹은 상기 베이스 지주가 관통하는 상기 관통 구멍을 상기 진공조의 바닥면에 형성한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반송 기구에 상기 이동부를 이동시키는 리니어 모터를 설치한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동부는, 상기 진공조 내에 있어서 대기로 채워진 수용부와, 이 수용부와 진공조의 외부의 대기압 공간을 연통(連通)하고, 전력 공급용 배선 및 냉각용 배관을 상기 수용부에 도입하는 중공 도입부가 형성된 관절부와, 상기 기판을 흡착하여 유지하는 흡착부를 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제8항에 있어서, 상기 기판을 상기 가이드부에 대해 위치 맞춤시키는 기판 얼라인먼트 기구를 구비하고, 이 기판 얼라인먼트 기구는, 상기 수용부에 배치되고 상기 흡착부를 이동시키는 기판 이동 수단과, 상기 가이드부에 대해 평행하게 배치되고 기준 마크가 형성되는 기준 마크 표시부와, 상기 기준 마크와 상기 기판에 형성된 기판 마크를 촬상하는 촬상 수단과, 이 촬상 결과에 기초하여 기판 이동 수단을 작동시키는 작동 수단과, 상기 촬상 수단을 수용하는 촬상 수단 수용부를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제9항에 있어서, 상기 촬상 수단 및 상기 기준 마크 표시부는, 상기 가이드부 혹은 상기 가이드 지주 중 어느 한쪽에 배치되고, 상기 진공조와는 기계적으로 독립하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성막원을 상기 기판에 대해 위치 맞춤시키는 성막원 얼라인먼트 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성막 재료를 유기 재료로 한 것을 특징으로 하는 성막 장치.