KR20190101440A - 스퍼터링 장치 - Google Patents

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츠요시 시미즈
마코토 다카하시
아키라 유야마
유스케 사토
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가부시키가이샤 아루박
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Abstract

본 발명의 스퍼터링 장치는, 챔버 내에서 스퍼터링에 의해 성막하는 기판에 대해서, 대략 수직 유지된 마스크 프레임을 교환 가능하게 하는 마스크 교환수단을 갖는다. 마스크 교환수단은, 복수의 마스크 프레임을 면 평행 상태로 복수 스톡 가능하게 하는 밀폐 가능한 스톡실과, 복수 스톡된 마스크 프레임을 챔버 내의 성막 위치가 되는 마스크실까지 반송하는 반송 수단을 갖는다. 스톡실에는, 마스크 프레임의 마스크면과 대략 직교 방향으로 전후 이동 가능하게 하는 스톡 지지부와, 스톡 지지부에 스톡된 마스크 프레임으로부터 선택하여 면 방향으로 구동 가능하게 하는 구동 지지부와, 구동 지지부에 의해 마스크 프레임이 이동될 때에 마스크 프레임 상단을 기울지 않게 지지 가능하게 하는 반송 상지지부가 설치된다.

Description

스퍼터링 장치
본 발명은, 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 특히, 종형 반송(縱型搬送)의 스퍼터링 장치에서의 마스크 프레임의 교환에 이용되는 바람직한 기술에 관한 것이다.
본원은, 2017년 10월 5일에 일본에 출원된 특원2017-195211호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
예를 들면, 유기 EL 디스플레이 등의 제조 공정에서, 유리 등으로 이루어지는 기판 상에 대해서, 진공 환경하에서 가열 처리, 성막 처리 등을 실시하는 성막 장치(스퍼터링 장치)가 이용된다.
일반적인 스퍼터링 장치에서는, 챔버 내에 스퍼터링용의 음극이 설치되고, 감압한 챔버 내에서, 음극에 장착된 타깃과 소정의 간격을 비워 대향하도록 피처리체(기판)가 배치된다.
다음으로, 챔버 내에 Ar 가스(불활성 가스) 등을 도입하고, 피처리체를 그라운드에 접속한 상태로 타깃에 부(負)의 전압을 인가함으로써 방전시키고, 방전에 의해 Ar 가스로부터 전리한 Ar 이온을 타깃에 충돌시킨다.
그리고, 타깃으로부터 비출(飛出)되는 입자를 피처리체에 부착시킴으로써, 성막 처리를 한다.
종래의 스퍼터링에서는 기판의 주위에 배치되는 방착판이 사용되는 것은 있었지만, 기판면 내에서의 성막 영역을 세세하게 제어하기 위한 마스크는 사용되는 것이 없었다. 기판과 마스크의 얼라이먼트는, 거의 고정된 마스크(방착판)에 대해서 기판측을 위치 제어함으로써 이루어지고 있었다.(특허문헌 1)
최근, 특허문헌 2에 기재되는 유기 EL 디스플레이의 제조에서는, 종래까지는 증착으로 밖에 성막할 수 없었던 막종(膜種)이 스퍼터에서도 성막할 수 있게 된다. 이 때문에, 장치 구조가 복잡하고 코스트도 드는 장치가 이용되고 있던 증착을 바꾸어, 스퍼터링에 의해서 성막을 실시하는 것이 검토되고 있다.
증착에 의한 성막에서는, 특허문헌 3에 기재되듯이, 엔드 이펙터와 같이, 마스크 얼라이먼트를 위한 구동계를 설치하고 얼라이먼트를 행하고 있었다.
일본 특허 제5309150호 공보 일본 특허 제5634522호 공보 일본 특허 제5074368호 공보
그러나, 스퍼터링에 사용하는 마스크는, 기판면 내에서의 성막 영역을 제어하는 개구를 갖는다. 이 마스크를 사용하는 경우에는, 성막 입자의 부착에 의해 마스크의 개구의 형상이 바뀌기 때문에, 마스크를 빈번히 교환할 필요가 생긴다. 그 결과, 마스크의 교환 회수가 증가함에 수반하여, 마스크의 교환에 필요한 작업 시간이 증대하여 버린다. 또한, 마스크의 교환 빈도가 낮은 경우에는 마스크의 위치 맞춤을 실시하는 빈도도 적었지만, 마스크의 교환 회수가 증가함에 따라, 마스크의 위치 맞춤에 필요한 작업 시간이 증대한다. 따라서, 이러한 작업 시간을 삭감하고자 하는 요구가 나왔다.
또, 기판의 주위를 둘러싸는 이른바 틀로서 기능하는 방착판을 이용하는 경우, 방착판과 기판 사이의 위치 정밀도(精度)는 0.1mm~수mm 정도이다. 이에 대해서, 기판 상의 성막 영역을 규제하기 위해서 이용되는 마스크와 기판 사이의 위치 정밀도는, 거의 수μm로부터 수십μm 정도이다. 따라서, 이 마스크와 기판 사이의 위치 정밀도로서는, 작업원이 얼라이먼트를 직접 행할 수 없는 정밀도가 요구된다. 이 때문에, 얼라이먼트 작업에 필요한 시간이 방대하게 될 우려가 있다.
이 때문에, 마스크와 기판 사이의 얼라이먼트를 자동화하고, 얼라이먼트 작업에 필요한 시간을 단축하고자 하는 요구가 있었다. 또, 마스크와 기판 사이의 얼라이먼트의 정밀도를 향상하고자 하는 요구가 있었다.
또, 유기 EL 디스플레이 등의 제조에서는, 기판 사이즈가 2000mm를 넘는 경우, 기판에 대해서 설치되는 마스크의 중량이 500kg~수톤이다. 특히, 엔드 이펙터와 같이, 마스크 얼라이먼트를 위한 구동계를 마스크에 설치했을 경우에는, 중량이 증대하여 작업원이 직접 취급하여 교환 작업을 실시하는 것이 어려워진다. 또한, 이 엔드 이펙터를 포함하는 마스크 얼라이먼트 기구가 매우 복잡하고, 또한 중량이 큰 구성이기 때문에 메인터넌스 작업에 대한 부담이 크다. 이 때문에, 이러한 메인터넌스 작업을 자동화하고자 하는 요구가 있었다.
또한, 다른 종류의 기판을 제조 가능하게 하고자 하는 요구가 있었다. 이 경우, 각각 다른 종류의 기판의 제조에 대응하는 다른 형상의 마스크를 차례로 교환할 수 있는 것이 필요하다. 이 때문에, 다른 형상의 마스크의 교환에 걸리는 작업의 시간을 단축하고, 다른 형상의 마스크의 교환에 걸리는 작업의 공정수를 삭감함으로써, 다른 종류의 기판의 제조 코스트를 저감하고자 하는 요구가 있었다.
또한, 성막 공정 종료 시에, 성막실을 대기 해방하여 마스크를 교환했을 경우에는, 마스크의 표면, 및, 음극측의 표면이 대기에 접촉한다. 이 대기 접촉에 의해서 마스크의 표면, 및, 음극측의 표면에 악영향이 미친다. 이 악영향은 종래 허용 범위로 되어 있었지만, 최근, 성막 특성의 요구가 엄격해지고 있기 때문에, 마스크의 교환을, 밀폐를 유지한 진공 중에서 실현하고자 하는 요구가 발생하여 왔다.
본 발명은, 상기의 사정을 감안한 것으로, 이하의 목적을 달성하려고 하는 것이다.
1. 중량물인 종형 반송(縱型搬送)용 마스크의 교환을 간단한 구성으로 용이하게 가능하게 하는 것.
2. 마스크의 교환을 자동화하는 것.
3. 성막실(챔버)을 대기(大氣) 해방하지 않고 마스크의 교환을 가능하게 하는 것.
4. 마스크의 교환에 필요한 시간을 단축하는 것.
5. 마스크를 교환할 때에, 기판에 대해서 마스크를 정밀도 좋게 얼라이먼트 가능하게 하는 것.
본 발명의 제1 태양(態樣)에 따른 스퍼터링 장치는, 스퍼터링 장치(sputtering device)로서, 챔버 내에서 스퍼터링에 의해 성막하는 기판에 대해서, 대략 수직 유지(保持)된 마스크 프레임을 교환 가능하게 하는 마스크 교환수단을 갖고, 상기 마스크 교환수단(mask replacement means)이, 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 면끼리가 대략 평행한 상태로 복수 스톡 가능하게 하는 밀폐 가능한 스톡실(stock chamber)과, 복수 스톡된 상기 마스크 프레임으로부터 선택된 한 장의 마스크 프레임을 상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 마스크실까지 반송하는 반송 수단(conveyance means)을 갖고, 상기 스톡실에는, 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면끼리가 대략 평행한 상태로 복수 지지 가능하게 이루어짐과 동시에 이들 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능하게 하는 스톡 지지부와, 상기 스톡 지지부에 스톡된 상기 마스크 프레임으로부터 선택된 한 장의 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 대략 수평 방향으로 구동 가능하게 하는 구동 지지부와, 상기 구동 지지부에 의해 상기 마스크 프레임이 이동될 때에 상기 마스크 프레임의 상단을 기울지 않게 지지 가능하게 하는 반송 상지지부가 설치되는 것으로 상기 과제를 해결했다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡 지지부가, 복수의 상기 마스크 프레임의 하단을 지지 가능하게 이루어진 복수의 스톡홈을 갖는 스톡 재치부와, 상승, 하강 및 전후 이동 가능하게 이루어지고, 상승시에 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치된 복수의 상기 마스크 프레임의 하단에 맞닿아서(當摺, contact) 복수의 상기 마스크 프레임을 들어 올리고, 상기 스톡 재치부로부터 이간한 상태인 상승 위치로서 복수의 상기 마스크 프레임을 지지함과 동시에, 상기 상승 위치로서 지지하고 있는 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동한 후에, 상기 마스크 프레임의 하단으로부터 이간할 때까지 하강하고, 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치 가능하게 하는 스톡 하지지부와, 상기 스톡 재치부에 스톡된 복수의 상기 마스크 프레임의 상측 위치를 지지 및 해방 가능하게 이루어짐과 동시에 상기 스톡 하지지부와 동일한 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능한 스톡 상지지부를 갖는 것이 가능해진다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡 하지지부가, 스톡된 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 평행한 방향으로 연재(延在)하여 상기 마스크 프레임의 하단을 지지하는 복수의 지지홈과, 이들 복수의 상기 지지홈을, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능하게 하는 스톡 위치 교환 구동부를 갖는 것이 가능해진다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡 상지지부가, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 방향으로 연재하는 축선 주위로 회동 가능하게 이루어짐과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상단을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 방향의 양측에서 협지 가능한 협지부를 갖고, 상기 협지부가, 상기 축선과 평행한 방향을 따라서 전후 이동 가능하게 되는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡 지지부가, 복수의 상기 마스크 프레임의 하단의 위치를 지지 가능하게 이루어진 복수의 스톡홈을 갖는 스톡 재치부를 갖고, 상기 구동 지지부가, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향과 평행한 축선을 가짐과 동시에 회전 구동부에 의해 구동 가능한 구동 롤러를 갖고, 상기 회전 구동부에 의해 상기 구동 롤러를 회전 구동하는 것에 의해서, 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치되고 있는 상기 마스크 프레임 중, 상기 구동 롤러에 맞닿고 있는 상기 마스크 프레임을 선택하여 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향으로 상기 마스크 프레임을 구동 가능하게 되는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 반송 상지지부가 상마그넷부를 갖고, 상기 상마그넷부에는, 상기 마스크 프레임의 상단에 설치된 마그넷부와 서로 끌어당김과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향과 대략 직교하는 연직면 내에 형성되는 자기회로를 갖도록 마그넷이 배치되는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡실이, 상기 마스크 프레임이 미사용인지 사용됐는지에 관계 없이, 상기 스톡실에 스톡된 상기 마스크 프레임과 상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 상기 마스크실에 있는 상기 마스크 프레임과의 교환을 실시하는 경우에는, 외부에 대해서 상기 스톡실을 밀폐하고, 또한, 상기 챔버에 연통한 상태로 상기 마스크 프레임을 반송 가능하게 함과 동시에, 상기 스톡실에 스톡된 상기 마스크 프레임을 외부에 대해서 반입 또는 반출하는 경우에는, 상기 챔버를 밀폐함과 동시에 상기 외부에 대해서 상기 스톡실을 연통한 상태로 상기 마스크 프레임을 반입 가능 또는 반출 가능하게 하는 밀폐 수단을 갖는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡실이, 스톡된 상기 마스크 프레임을 교환 가능하도록 복수의 상기 챔버에 대해서 각각 접속되는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 상기 마스크실에서, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 2방향 및 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 직교 방향의 3개의 축 방향과, 상기 3개의 축 방향의 축선 주위의 3개의 회전 방향에 의한 6 자유도로, 상기 마스크 프레임을 얼라이먼트 가능하게 하는 마스크 얼라이먼트 수단을 가질 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 따른 마스크 프레임에서는, 상기의 스퍼터링 장치에서의 상기 스톡실과 상기 마스크실 사이에 반송 가능하게 이루어지는 마스크 프레임으로서, 상기 반송 상지지부에 설치된 상기 상마그넷부와 서로 끌어당김과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향과 대략 직교하는 연직면 내에 형성되는 자기회로를 갖도록 마그넷이 배치된 마그넷부를 갖는 것이 가능해진다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치는, 챔버 내에서 스퍼터링에 의해 성막하는 기판에 대해서, 대략 수직 유지된 마스크 프레임을 교환 가능하게 하는 교환수단을 갖고, 상기 교환수단이, 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 면끼리가 대략 평행한 상태로 복수 스톡 가능하게 하는 밀폐 가능한 스톡실과, 복수 스톡된 상기 마스크 프레임으로부터 선택된 한 장의 마스크 프레임을 상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 마스크실까지 반송하는 반송 수단을 갖고, 상기 스톡실에는, 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면끼리가 대략 평행한 상태로 복수 지지 가능하게 이루어짐과 동시에 이들 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능하게 하는 스톡 지지부와, 상기 스톡 지지부에 스톡된 상기 마스크 프레임으로부터 선택된 한 장의 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 대략 수평 방향으로 구동 가능하게 하는 구동 지지부와, 상기 구동 지지부에 의해 상기 마스크 프레임이 이동될 때에 상기 마스크 프레임의 상단을 기울지 않게 지지 가능하게 하는 반송 상지지부가 설치된다. 이것에 의해, 교환수단은, 스톡실에서, 복수의 마스크 프레임을 스톡 지지부의 스톡홈에 재치하여 스톡한다. 교환수단은, 이 복수의 마스크 프레임을 스톡 지지부에 의해서 동시에 전후 이동시킴으로써, 복수의 마스크 프레임 중 한 장의 마스크 프레임을 선택하여 구동 지지부에 접하는 상태로 한다. 이 상태로, 교환수단은, 한 장의 마스크 프레임의 하단을 구동 지지부에 의해서 구동함으로써, 구동 지지부에 접하도록 선택된 한 장의 마스크 프레임을 스톡실로부터 챔버 내의 성막 위치가 되는 마스크실을 향해서 반송한다. 이 때, 교환수단은, 반송 상지지부에 의해서 마스크 프레임의 상단을 기울지 않게 지지하게 된다. 또한, 교환수단은, 스톡 지지부를 전후 이동시켜 구동 지지부에 맞닿는 위치를 비운 상태로 한다. 이 상태로, 교환수단은, 구동 지지부를 역 방향으로 구동하고, 마스크실로부터 스톡실로 마스크 프레임을 반송한다. 교환수단에서의 이러한 동작에 의해, 작업자가 크레인 등을 이용하여 직접 손대지 않고, 마스크 프레임의 교환을 자동화하여 행하는 것이 가능해진다. 동시에, 밀폐된 스톡실과 챔버 내의 성막 위치가 되는 마스크실 사이에 마스크 프레임의 교환을 자동화하여 행할 수 있다. 이 마스크 프레임의 교환을 자동화함으로써, 작업원이 직접 교환하는 경우에 비해 진공 챔버 내에서, 성막에 수반하는 부착물 등으로부터 발생하는 파티클을 지극히 줄이는 것이 가능해진다. 또, 스퍼터링 장치에서의 공간절약화를 도모할 수 있다.
또한, 상기와 같이 마스크 프레임의 교환을 자동화함으로써, 다른 종류의 기판에 대응하는 마스크를 순차적으로 교환하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 이 다른 종류의 기판에 대해서 순차적으로 성막을 연속하여 행하는 것이 가능해진다. 동시에, 마스크의 교환을 실시할 때마다 필요한 성막 처리 전에서의 마스크와 기판의 얼라이먼트를, 모든 성막 처리에서 자동화하는 것이 가능해진다. 또한, 보다 정밀한 마스크와 기판의 얼라이먼트를 용이하게 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡 지지부가, 복수의 상기 마스크 프레임의 하단을 지지 가능하게 이루어지는 복수의 스톡홈을 갖는 스톡 재치부와, 상승, 하강 및 전후 이동 가능하게 되고, 상승시에 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치된 복수의 상기 마스크 프레임의 하단에 맞닿아서 복수의 상기 마스크 프레임을 들어 올리고, 상기 스톡 재치부로부터 이간한 상태인 상승 위치로서 복수의 상기 마스크 프레임을 지지함과 동시에, 상기 상승 위치에서 지지하고 있는 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동한 후에, 상기 마스크 프레임의 하단으로부터 이간할 때까지 하강하고, 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치 가능하게 하는 스톡 하지지부와, 상기 스톡 재치부에 스톡된 복수의 상기 마스크 프레임의 상측의 위치를 지지 및 해방 가능하게 이루어짐과 동시에 상기 스톡 하지지부와 동일한 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능한 스톡 상지지부를 가질 수 있다. 이것에 의해, 스톡 재치부는, 그 상면에, 마스크 프레임의 면과 대략 직교 방향으로 복수 이간한 상태로 복수의 평행한 재치홈이 설치된다. 이 재치홈에 마스크 프레임을 재치하는 것에 의해서, 복수의 마스크 프레임의 면끼리가 평행한 상태로 또한 복수의 마스크 프레임이 서로 이간한 상태가 되도록, 스톡 재치부에서, 사용됐는지 및/또는 미사용인 복수의 마스크 프레임을 스톡할 수 있다. 또한, 이러한 상태로 스톡 재치부에 재치·지지함으로써, 복수 스톡된 마스크 프레임을, 스톡 상지지부에 의해서 상측의 위치를 지지한 상태로 스톡 하지지부에 의해서 상승·전후 이동·하강시킴으로써, 스톡 재치부에서, 마스크 프레임의 재치되는 스톡홈을 이동시킬 수 있다. 스톡 하지지부와 스톡 상지지부에 의해서 재치되는 스톡홈이 이동된 마스크 프레임은, 구동 지지부에 맞닿는 한 장을 선택하여 구동하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 스톡된 복수의 마스크 프레임으로부터, 구동 지지부에 의해서, 한 장을 선택하여 성막실의 성막 위치까지 반송하는 것이 가능해진다. 동시에, 스톡실 내 및 성막실에서의 마스크 프레임의 부착물 등으로부터 발생하는 파티클을 지극히 줄이는 것이 가능해진다. 또한, 마스크 프레임을 구동하기 위한 구동 부분으로부터 발생하는 파티클을 지극히 줄이는 것을 가능하게 할 수 있다. 이것에 의해, 마스크 프레임 등에의 파티클 재부착을 방지하고, 성막실 내에서의 성막 특성의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡 하지지부가, 스톡된 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 평행한 방향으로 연재하여 상기 마스크 프레임의 하단을 지지하는 복수의 지지홈과, 이들 복수의 상기 지지홈을, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능하게 하는 스톡 위치 교환 구동부를 갖는다. 이것에 의해, 중량물인 마스크 프레임을 서로 면끼리가 전후 방향(수평 방향)으로 등거리가 되도록 스톡 재치부에 스톡된 평행 상태를 유지한 채로 지지홈에 재치하고, 스톡 위치 교환 구동부에 의해서 마스크 프레임을 전후 방향으로 이동 가능하게 한다. 또, 마스크 프레임을 반송할 때, 해당하는 한 장의 마스크 프레임만을 구동 지지부에 의해 구동되는 위치가 되도록, 지지홈을 마스크 프레임의 마스크면과 대략 직교 방향으로 이동시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡 상지지부가, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 방향으로 연재하는 축선 주위로 회동 가능하게 됨과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상단을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 방향의 양측에서 협지 가능한 협지부를 갖고, 상기 협지부가, 상기 축선과 평행한 방향을 따라서 전후 이동 가능하게 되는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 협지부를 회동하여 축선 주위로 소정의 각도로서 유지함으로써, 스톡 재치부의 스톡홈, 또는, 스톡 하지지부의 지지홈에 재치된 복수의 마스크 프레임의 상단을 기울지 않게 지지할 수 있다. 이것에 의해, 복수의 마스크 프레임이 서로 간섭하지 않도록, 복수의 마스크 프레임을 스톡 재치부 또는 스톡 하지지부에 재치할 수 있다. 동시에, 구동 지지부에 의한 마스크 프레임의 반입 반출 시에, 복수의 마스크 프레임이 서로 간섭하지 않고 스톡 하지지부의 스톡 위치까지 이동하도록 할 수 있다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡 지지부가, 복수의 상기 마스크 프레임의 하단의 위치를 지지 가능하게 이루어지는 복수의 스톡홈을 갖는 스톡 재치부를 갖고, 상기 구동 지지부가, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향과 평행한 축선을 가짐과 동시에 회전 구동부에 의해 구동 가능한 구동 롤러를 갖고, 상기 회전 구동부에 의해 상기 구동 롤러를 회전 구동하는 것에 의해서, 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치되고 있는 상기 마스크 프레임 중, 상기 구동 롤러에 맞닿고 있는 상기 마스크 프레임을 선택하여 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향으로 상기 마스크 프레임을 구동 가능하게 이루어질 수 있다. 이것에 의해, 상기 마스크 프레임의 상기 면이 평행한 상태로 복수 지지하여 스톡된 복수의 마스크 프레임 중, 구동 롤러를 맞닿게 함으로써 선택한 한 장의 마스크 프레임만, 그 하단에 회전 맞닿은(當接) 구동 롤러를 동구동부(驅動部)에 의해 구동함으로써, 해당하는 한 장의 마스크 프레임만을 스톡실 밖으로 반송할 수 있다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 반송 상지지부가 상마그넷부를 갖고, 상기 상마그넷부에는, 상기 마스크 프레임의 상단에 설치된 마그넷부와 서로 끌어당김과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향과 대략 직교하는 연직면 내에 형성되는 자기회로를 갖도록 마그넷이 배치될 수 있다. 이 상마그넷부와 마그넷부가 서로 끌어당김으로써, 스톡실 내에서, 상마그넷부에 의해 마스크 프레임의 상단을 지지하여 기울어지는 것을 방지한 상태를 유지하는 것이 가능해진다. 동시에, 상마그넷부에 의해 스톡실과 성막실의 반송 경로에서, 마스크 프레임의 상단을 지지하여 기울어지는 것을 방지한 상태를 유지하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡실이, 상기 마스크 프레임이 미사용인지 사용됐는지에 관계없이, 상기 스톡실에 스톡된 상기 마스크 프레임과 상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 상기 마스크실에 있는 상기 마스크 프레임의 교환을 실시하는 경우에는, 외부에 대해서 상기 스톡실을 밀폐하고, 또한, 상기 챔버에 연통한 상태로 상기 마스크 프레임을 반송 가능하게 함과 동시에, 상기 스톡실에 스톡된 상기 마스크 프레임을 외부에 대해서 반입 또는 반출하는 경우에는, 상기 챔버를 밀폐함과 동시에 상기 외부에 대해서 상기 스톡실을 연통한 상태로 상기 마스크 프레임을 반입 가능 또는 반출 가능하게 하는 밀폐 수단을 가질 수 있다. 이것에 의해, 밀폐 수단에 의해 외부로의 밀폐를 유지한 상태로, 스톡실과 성막실 사이에 성막 분위기에 준한 진공 분위기로 마스크 교환을 가능하게 할 수 있다. 동시에, 밀폐 수단에 의해 성막실의 밀폐를 유지한 상태로, 스톡실과 외부 사이에 미사용의 마스크의 반입 및 사용된 마스크의 반출을 행하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 배킹 플레이트 등의 성막실측에 있는 내표면을 대기 해방하지 않고, 마스크 프레임의 교환을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 성막 특성의 저하를 방지할 수 있다. 또, 마스크 프레임 교환에 걸리는 작업 시간을 단축할 수 있다. 또한, 스퍼터링 장치의 메인터넌스에 걸리는 작업 시간 및 시행 코스트를 삭감할 수 있다. 그리고, 제조 코스트의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 스톡실이, 스톡된 상기 마스크 프레임을 교환 가능하도록 복수의 상기 챔버에 대해서 각각 접속될 수 있다. 이것에 의해, 1개의 스톡실에 의해서 복수의 챔버에 대해서 마스크 프레임을 자동적으로 교환하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 성막실(챔버)과 스톡실의 설치수를 동일하게 했을 경우에 비해 장치 구성을 간략화할 수 있다. 따라서, 공간절약화를 도모할 수 있다. 또, 스톡실 등에 대한 메인터넌스 회수를 삭감할 수 있다. 동시에, 스퍼터링 장치의 제조 코스트를 저감하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 상기 마스크실에서, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 2방향 및 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 직교 방향의 3개의 축 방향과, 상기 3개의 축 방향의 축선 주위의 3개의 회전 방향에 의한 6 자유도로, 상기 마스크 프레임을 얼라이먼트 가능하게 하는 마스크 얼라이먼트 수단을 가질 수 있다. 이것에 의해, 다른 종류의 기판에 대응하는 마스크의 마스크 프레임을 순차적으로 교환하는 것이 가능해진다. 그리고, 이러한 성막을 연속하여 행하는 것이 가능해진다. 동시에, 마스크 교환에 수반하는 마스크와 기판의 얼라이먼트를 자동화하고, 보다 정밀한 얼라이먼트를 용이하게 가능한 성막을 행할 수 있다.
또, 마스크 얼라이먼트 수단에 의해서, 기판에 대해서, 마스크 프레임의 얼라이먼트를 가능하게 할 수 있다. 여기서, 상기 마스크 얼라이먼트 수단이, 마스크 프레임의 하부에서의 양단에 설치된 계합부와, 상기 마스크 프레임의 성막 위치에서의 양단의 하부에 설치되어 상기 마스크 프레임을 지지 가능하게 이루어짐과 동시에 상기 계합부에 계합하여 얼라이먼트 가능하게 이루어지는 지지 얼라이먼트부와, 마스크 프레임의 상부를 지지하는 상부 얼라이먼트를 갖고, 상기 얼라이먼트 수단에 의해서, 상기 마스크 프레임을 상하 방향 및 전후 좌우가 되는 수평 방향으로 징동시킨다. 또한, 이 상태로, 상부 얼라이먼트부에 의해서 마스크 프레임의 상부를 마스크 프레임의 상기 면과 직교하는 전후 방향으로 징동시킨다. 이것에 의해, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 2방향 및 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 방향의 3개의 축 방향과, 상기 3개의 축 방향의 축선 주위의 3개의 회전 방향에 의한 6 자유도로서, 상기 마스크 프레임을 얼라이먼트 가능하게 할 수 있다.
구체적으로는, 상기 마스크 얼라이먼트 수단이, 상기 마스크 프레임의 하면에서의 양단에 설치된 계합부와, 상기 마스크 프레임의 성막 위치에서의 양단의 하부에 설치되어 상기 마스크 프레임을 지지 가능하게 이루어짐과 동시에 상기 계합부에 계합하여 얼라이먼트 가능하게 이루어지는 지지 얼라이먼트부와, 상기 마스크 프레임의 면에 직교하는 방향에서의 상기 마스크 프레임의 상측의 위치를 설정 가능하게 하고, 상기 마스크 프레임을 지지 및 해방 가능한 상부 얼라이먼트부를 가질 수 있다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서, 상기 지지 얼라이먼트부에서의 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 횡 방향 및 면에 직교하는 방향에서 얼라이먼트를 실시하는 구동부가, 상기 챔버 내에 설치된다. 이것에 의해, 구동부가 챔버의 외부에 있는 경우에 비해, 구동부로부터 상기 구동부에 의해서 위치 제어되는 마스크 프레임까지의 거리를 단축할 수 있다. 이것에 의해, 마스크 프레임의 위치의 제어를 보다 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다. 동시에, 500kg이상이 되는 경우도 있는 중량을 갖는 마스크 프레임을 직접 지지된 상태로, 중력 방향으로 마스크 프레임을 변위시킬 필요가 없다. 이 때문에, 고출력이 요구되는 구동부를 이용할 필요가 없고, 스텝 모터를 이용하는 것이 가능해지기 때문에, 고출력인 써보 모터를 이용하는 경우에 비해 마스크 프레임의 위치의 제어를 보다 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다. 또한, 공간절약형의 스텝 모터를 이용하고, 또한, 챔버 내에서 스텝 모터를 커버에 의해 밀폐하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 구동에 관해서 티끌 등의 발진을 방지하는 것이 가능해지고, 성막 특성을 향상함과 동시에, 수율을 향상하고, 제조 코스트를 저감하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 지지 얼라이먼트부에서의 상하 방향에서 얼라이먼트를 실시하는 구동부 및 상기 상부 얼라이먼트부에서의 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 방향에서 향(向) 얼라이먼트를 실시하는 구동부가 상기 챔버의 외부에 설치된다. 이것에 의해, 500kg이상이 되는 경우도 있는 중량을 갖는 마스크 프레임을 지지하고, 마스크 프레임을 직접 구동할 때에, 챔버 내의 스페이스를 신경쓰지 않고 고출력의 구동부를 이용하는 것이 가능해진다. 또한, 구동부로부터 발생한 티끌은, 중력에 의해서 하방으로 낙하하지만, 성막 특성에 영향을 주는 마스크 프레임의 상측 위치에서는, 구동부가 챔버의 외측에 위치함으로써, 이 티끌이 발생하지 않고, 성막 특성에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 계합부가, 상기 마스크 프레임의 하면에서의 일단에 배치되어 상기 지지 얼라이먼트부의 볼록부에 계합하는 계합요부(係合凹部)와, 상기 마스크 프레임의 하면에서의 타단에 배치되어 상기 지지 얼라이먼트부의 볼록부에 계합하는 계합홈부(係合溝部)를 갖고, 상기 계합홈부가, 상기 마스크 프레임의 하단을 따라서 설치된다. 이것에 의해, 마스크 프레임의 하면에서의 일단측에서, 계합요부를 지지 얼라이먼트부의 볼록부에 계합함과 동시에, 마스크 프레임의 하면에서의 타단측에서, 계합홈부를 지지 얼라이먼트부의 볼록부에 계합함으로써, 마스크 프레임의 성막 위치에의 대략적인 위치 설정을 1 동작으로 행할 수 있다. 또, 계합홈부에 의해, 다소의 자유도를 갖게 하고, 마스크 프레임이 지지 얼라이먼트부에 대해서 다소 어긋난 상태여도, 계합홈부의 길이 치수에 따라 얼라이먼트를 실시하는 것이 가능해진다. 또, 계합요부 및 계합홈부를 지지 얼라이먼트부에 계합시키는 것에 의해서, 마스크 프레임을 미세조정(微調整) 가능하게 지지하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제1 태양에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 상부 얼라이먼트부가, 상기 마스크 프레임의 면에 직교하는 방향으로 연재하는 축선 주위로 회동 가능하게 이루어지고 상기 마스크 프레임의 상단을 상기 마스크 프레임의 면에 직교하는 방향의 양측에서 협지 가능한 협지부를 갖고, 상기 협지부가, 상기 축선 방향을 따라서 이동 가능하게 된다. 이것에 의해, 마스크 프레임의 상부의 규제가 해제된 상태로부터 협지부를 축선 주위로 회동함으로써, 마스크 프레임의 지지가 규제된 상태가 된다. 또한, 협지부를 축선을 따라서 이동함으로써, 마스크 프레임의 면에 직교하는 방향으로 마스크 프레임의 위치를 제어함으로써, 3개의 축 방향과 상기 3개의 선 주위의 3개의 회전 방향에서의 6 자유도로 상기 마스크 프레임을 얼라이먼트 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 따른 마스크 프레임에서는, 상기의 스퍼터링 장치에서의 상기 스톡실과 상기 마스크실 사이에 반송 가능하게 이루어지는 마스크 프레임으로서, 상기 반송 상지지부에 설치된 상기 상마그넷부와 서로 끌어당김과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향과 대략 직교하는 연직면 내에 형성되는 자기회로를 갖도록 마그넷이 배치된 마그넷부를 가질 수 있다. 이것에 의해, 스톡실의 내부에서의 반송 경로, 스톡실과 성막실 사이의 반송 경로, 및, 성막실의 내부에서의 얼라이먼트 위치까지의 반송 경로에서, 마스크 프레임의 상단을 지지하여 기울어지는 것을 방지한 상태를 유지하는 것이 가능해진다. 또, 스퍼터링 처리 전 혹은 스퍼터링 처리 후에서, 마스크를 교환할 때 등에서, 마스크 프레임의 상단을 지지하여 기울어지는 것을 방지한 상태를 유지하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제2 태양에 따른 마스크 프레임은, 스퍼터링 장치의 챔버 내에서 스퍼터링에 의해 성막하는 기판에 대해서 마스크 얼라이먼트 수단에 의해서 대략 수직 유지되는 마스크의 마스크 프레임으로서, 상기 마스크 얼라이먼트 수단이, 상기 스퍼터링 장치에서 상기 마스크 프레임의 성막 위치에서의 양단의 하부에 설치되어 상기 마스크 프레임을 지지 가능하게 이루어지는 지지 얼라이먼트부를 갖고 상기 지지 얼라이먼트부에 계합하여 얼라이먼트 가능하게 이루어지는 계합부가, 상기 마스크 프레임의 하면에서의 양단에 설치된다. 이것에 의해, 공간절약화된 지지 얼라이먼트부 및 티끌이 나오지 않는 상부 얼라이먼트부를 갖는 스퍼터링 장치에서, 용이하게 얼라이먼트 가능하고 성막 특성이 뛰어난 마스크 프레임을 저비용으로 제공하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 제2 태양에 따른 마스크 프레임에서는, 상기 계합부가, 상기 마스크 프레임의 하면에서의 일단에 배치되어 상기 지지 얼라이먼트부의 볼록부에 계합하는 계합요부와, 상기 마스크 프레임의 하면에서의 타단에 배치되어 상기 지지 얼라이먼트부의 볼록부에 계합하는 계합홈부를 갖고, 상기 계합홈부가, 상기 마스크 프레임 하단을 따라서 설치된다. 이것에 의해, 마스크 프레임의 하면에서의 일단측(제1 단)에서, 계합요부를 지지 얼라이먼트부의 볼록부에 계합함과 동시에, 마스크 프레임의 하면에서의 타단측(제1 단과는 반대 측에 위치하는 제2 단)에서, 계합홈부를 지지 얼라이먼트부의 볼록부에 계합함으로써, 마스크 프레임의 성막 위치에의 대략적인 위치의 설정을 1 동작으로 행할 수 있다. 또한, 계합홈부에 의해, 다소의 자유도를 갖게 하고, 마스크 프레임이 지지 얼라이먼트부에 대해서 다소 어긋난 상태여도, 계합홈부의 길이 치수에 따라 얼라이먼트를 실시하는 것이 가능해진다. 또, 계합요부 및 계합홈부를 지지 얼라이먼트부에 계합시키는 것에 의해서, 마스크 프레임을 미세조정 가능하게 지지하는 것이 가능해진다.
본 발명의 태양에 의하면, 간단한 구성에 의해, 중량물인 종형 반송의 마스크 프레임의 교환을 적은 공정수로 용이하게 가능하게 하고, 마스크 프레임의 교환에서의 마스크 얼라이먼트 정밀도를 향상하고, 마스크 프레임의 교환에서의 자동화를 가능하게 하고, 성막실을 대기 해방하지 않고 마스크 프레임의 교환을 가능하게 하고, 마스크 프레임의 교환에 필요한 시간을 단축할 수 있다고 하는 효과를 상주하는 것이 가능해진다.
[도 1] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 모식 평면도이다.
[도 2] 본 발명에 따른 마스크 프레임의 제1 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
[도 3] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 스톡실을 나타내는 사시도이다.
[도 4] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태의 스톡실에서의 스톡 지지부, 구동 지지부 및 밀폐 수단을 나타내는 모식 측면도이다.
[도 5a] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순(手順)을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 5b] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 5c] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 5d] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 5e] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 6a] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 6b] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 6c] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 6d] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 6e] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 6f] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 7a] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 7b] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 7c] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 7d] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 7e] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
[도 8] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 마스크 얼라이먼트 수단을 나타내는 사시도이다.
[도 9] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 지지 얼라이먼트부의 걸어 맞춤(係合) 상태를 나타내는 사시도이다.
[도 10] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 지지 얼라이먼트부의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 사시도이다.
[도 11] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 상부 얼라이먼트부의 해방 상태를 나타내는 사시도이다.
[도 12] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 상부 얼라이먼트부의 걸림(係止) 상태를 나타내는 사시도이다.
[도 13] 본 발명에 따른 마스크 프레임의 제1 실시 형태에서의 계합부를 나타내는 사시도이다.
[도 14] 본 발명에 따른 마스크 프레임의 제1 실시 형태에서의 계합부를 나타내는 사시도이다.
[도 15] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 지지 얼라이먼트부와 계합부의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 사시도이다.
[도 16] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 지지 얼라이먼트부와 계합부의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 사시도이다.
[도 17] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 얼라이먼트 수단의 지지 전(前) 상태를 나타내는 정면도이다.
[도 18] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태에서의 얼라이먼트 수단의 지지 상태를 나타내는 정면도이다.
[도 19] 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제2 실시 형태를 나타내는 모식 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제1 실시 형태를, 도면에 근거하여 설명한다. 또, 본 실시 형태는, 발명의 취지를 보다 좋게 이해시키기 위해서 구체적으로 설명하는 것으로, 특히 지정이 없는 한, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1은, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치를 나타내는 모식 평면도이다. 도 1에서, 부호 1은, 스퍼터링 장치이다.
본 실시 형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는, 예를 들면, 액정 디스플레이의 제조 공정에서 유리 등으로 이루어지는 피처리 기판(기판)(S) 상에 TFT(Thin Film Transistor)를 형성하는 경우 등, 유리나 수지로 이루어지는 피처리 기판(S)에 대해서, 진공 환경하에서 가열 처리, 성막 처리, 에칭 처리 등을 행하는 인터백식 혹은 인라인식의 진공 처리 장치로 이루어진다.
본 실시 형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는, 도 1에 나타내듯이, 대략 직사각형(矩形)의 유리 기판(피처리 기판)(S)을 반입/반출하는 로드·언로드실(챔버)(2)과, 유리 기판(S) 상에 예를 들면, ZnO계나 In2O3계의 투명 도전막 등의 피막을 스퍼터법에 의해 형성하는 내압의 성막실(챔버)(4)과, 성막실(4)과 로드·언로드실(2) 사이에 위치하는 반송실(챔버)(3)과, 교환하는 마스크 프레임(F)을 스톡하기 위한 스톡실(50)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는, 도면에서, 사이드 스퍼터식으로서 나타내고 있다.
스퍼터링 장치(1)는, 대략 수직 유지(保持)된 마스크 프레임(F)을 교환 가능한 마스크 교환수단(mask exchanging means)(100)을 구비한다. 마스크 교환수단(100)으로서는, 스톡실(stock chamber)(50)과, 마스크 프레임(mask frame)(F)을 챔버 내의 성막 위치가 되는 마스크실(mask chamber)(43)까지 반송하는 반송 수단(conveyance means)(60)을 갖는 것으로 이루어진다.
또, 스퍼터링 장치(1)에는, 성막실(4)과 대략 동등의 성막실(4B)이 설치되고 있다. 성막실(4B)은, 성막실(4)과 동일하게 반송실(3)에 접속되고, 스톡실(50)에 대해서 대칭으로 구성되어 있다.
또한, 스퍼터링 장치(1)는, 이들 복수의 로드·언로드실(챔버)(2), 성막실(챔버)(4), 성막실(챔버)(4B)가 각각 반송실(3)에 접속되고 있다. 이러한 챔버(2, 4, 4B)는, 예를 들면, 서로 성막 공정을 행하도록 반송실(3)에 인접하여 형성된 로드·언로드실(챔버)(2)과, 복수의 처리실(챔버)(4, 4B)로서 구성되게 된다.
또한, 로드·언로드실(챔버)(2)과 동등의 로드·언로드실을 반송실(3)에 접속하도록 설치할 수도 있다. 이 경우, 예를 들면, 일방의 로드·언로드실(2)은, 외부로부터 진공 처리 장치(스퍼터링 장치)(1)를 향해서 유리 기판(S)을 반입하는 로드실로 하고, 타방의 로드·언로드실은, 진공 처리 장치(1)로부터 외부로 유리 기판(S)을 반출하는 언로드실로 할 수 있다. 또, 성막실(4)과 성막실(4B)이 다른 성막 공정을 행하는 구성으로 할 수도 있다.
이러한 각각의 챔버(2)와 반송실(3) 사이, 반송실(3)과 챔버(4) 사이, 및, 반송실(3)과 챔버(4B) 사이에는, 각각 게이트 밸브(仕切 valve)가 형성되어 있으면 좋다.
또, 챔버(4)와 스톡실(50) 사이, 및, 챔버(4B)와 스톡실(50) 사이에는, 각각 밀폐 수단(58)이 되는 게이트 밸브(58a, 58a)가 형성된다.
로드·언로드실(2)에는, 외부로부터 반입된 유리 기판(S)의 재치 위치를 설정하여 얼라이먼트 가능한 위치 결정 부재가 배치되어 있어도 좋다.
로드·언로드실(2)에는, 또, 이 실내를 조진공(組眞空) 흡입(引)하는 로터리 펌프 등의 조인(組引) 배기 수단이 설치될 수 있다.
반송실(3)의 내부에는, 도 1에 나타내듯이, 반송 장치(반송 로봇)(3a)가 배치되어 있다.
반송 장치(3a)는, 회전축과, 이 회전축에 장착된 로봇 암과, 로봇 암의 일단에 형성된 로봇 핸드와, 상하동 장치를 갖고 있다. 로봇 암은, 서로 굴곡 가능한 제1, 제2 능동 암과, 제1, 제2 종동암으로 구성되어 있다. 반송 장치(3a)는, 피반송물인 유리 기판(S)을, 챔버(2, 3, 4, 4B) 간에 이동시킬 수 있다. 또, 반송 장치(3a)로서, 로봇 암을 수평 방향의 위치로 이동시키거나, 수평 방향으로 유리 기판(S)을 이동시키는 추가 이동 수단을 설치할 수도 있다.
성막실(4)에는, 도 1에 나타내듯이, 성막 재료를 공급하는 수단으로서, 성막실(4)의 내부에 입설된 타깃(7)과, 타깃(7)을 유지하는 배킹 플레이트(음극 전극)(6)와, 배킹 플레이트(6)에 부전위(負電位)의 스퍼터 전압을 인가하는 전원과, 성막실(4)의 내부에 가스를 도입하는 가스 도입 수단(8)과, 성막실(4)의 내부를 고진공 흡입하는 터보 분자 펌프 등의 고진공 배기 수단(9)을 구비한다. 성막실(4)의 내부에서, 예를 들면, 배킹 플레이트(6)가 반송실(3)로부터 가장 먼 위치에 입설된다.
배킹 플레이트(6)에는, 유리 기판(S)과 대략 평행으로 대면하는 전면 측에 타깃(7)이 고정된다. 배킹 플레이트(음극 전극)(6)는, 타깃(7)에 대해서 부전위의 스퍼터링 전압을 인가하는 전극의 역할을 수행한다. 배킹 플레이트(6)는, 부전위의 스퍼터링 전압을 인가하는 전원에 접속되고 있다.
음극 전극(6)의 이측(離側)에는, 타깃(7) 상에 소정의 자장을 형성하기 위한 마그네트론 자기회로가 설치되어 있다. 또, 마그네트론 자기회로는, 요동 기구에 장착되어, 자기회로 요동용 구동장치에 의해 요동할 수 있도록 구성되어 있어도 좋다.
성막실(4)은, 도 1에 나타내듯이, 성막시에 유리 기판(S)의 성막 표면측이 되는 스퍼터 공간(41)과, 성막시에 유리 기판(S)의 이면측이 되는 이측 공간(42)과, 이들 스퍼터 공간(41)과 이측 공간(42) 사이의 마스크실(43)을 구비한다. 스퍼터 공간(41)에는, 타깃(7)이 고정된 배킹 플레이트(음극 전극)(6)가 배치된다.
마스크실(43)에는, 도 1에 나타내듯이, 밀폐 수단(58)이 되는 게이트 밸브(58a)를 통해 스톡실(50)이 접속되고 있다.
이측 공간(42) 내부에는, 성막 중에 타깃(7)과 대향하도록 유리 기판(S)을 유지하는 기판 유지 수단(基板保持手段)(48)이 설치되고 있다.
마스크실(43)에는, 후술하듯이 마스크 얼라이먼트 수단(10)이 설치된다.
마스크실(43)과 스톡실(50)에는, 마스크를 유지하는 마스크 프레임(F)이 설치되고 있다. 마스크실(43)과 스톡실(50)에는, 후술하듯이, 이 사이에서 마스크 프레임(F)을 반송하는 반송 수단(60)이 설치되고 있다.
도 2는, 본 실시 형태에서의 마스크 프레임을 나타내는 사시도이다.
마스크 프레임(F)은, 도 2에 나타내듯이, 대략 직사각형의 틀(Fa)의 내측에, 도시하지 않은 성막 영역을 제한하는 마스크가 쳐진 구성을 갖는다. 마스크는 금속의 박체(薄體)이며, 틀(Fa)에 대해서 인장된 상태로 설치되어 있다.
마스크 프레임(F)은, 종형(縱型)으로 배치되어 반송되도록 구성되어 있다. 즉, 마스크 프레임(F)은, 알루미늄 등의 비자성체로부터 구성되는 대략 직사각형의 틀(프레임)(Fa)과, 틀(프레임)(Fa)의 상변(上邊)을 따라서 연재(延在)하도록 설치된 마그넷을 갖는 상측 프레임 지지체(F6)와, 틀(프레임)(Fa)의 하변(下邊)을 따라서 연재하도록 설치된 환봉으로 이루어진 슬라이더(F5)를 구비한다.
도 2에서, YZ 면과 대략 평행이 되도록 마스크 프레임(F)의 면이 설정되어 있고, 마스크 프레임(F)에서의 틀(프레임)(Fa)의 하단의 양단부, 즉, Z 방향에서의 하측에서 Y 방향에서의 양단 위치에, 후술하듯이, 계합부(係合部)(F1) 및 계합부(F2)가 각각 설치되고 있다.
도 3은, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치에서의 스톡실을 나타내는 사시도이다. 도 4는, 본 실시 형태에서의 스톡실에서의 스톡 지지부, 구동 지지부 및 밀폐 수단을 나타내는 모식 측면도이다.
스톡실(50)은, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 스톡실(50)에는, 도시하고 있지 않지만, 이 스톡실(50)의 내부를 성막실(4)과 동일하게 고진공 흡입하는 터보 분자 펌프 등의 고진공 배기 수단과, 스톡실(50)의 내부에 가스를 도입하는 가스 도입 수단이 설치된다.
스톡실(50)에는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 면이 서로 평행한 상태가 되도록, 복수의 마스크 프레임(F)을 지지 가능함과 동시에, 마스크 프레임(F)의 면에 대략 직교하는 방향(X 방향)으로, 이들 복수의 마스크 프레임(F)을 왕복시키는 전후 이동 가능한 스톡 지지부(51A, 51, 52A, 52, 53, 54)가 설치된다.
스톡실(50)에는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡 지지부(51A, 51, 52A, 52, 53, 54)에 스톡된 마스크 프레임(F)로부터 선택한 한 장의 마스크 프레임(F)을, 마스크 프레임(F)의 면에 평행한 방향(Y 방향)으로 구동 가능하게 하는 구동 지지부(55)가 설치된다.
또, 스톡실(50)에는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)을 X 방향, Y 방향 또는 Z 방향으로 이동할 때에, 마스크 프레임(F)이 기울지 않게 마스크 프레임(F)의 상단을 지지 가능하게 하는 반송 상지지부(56)가 설치된다. 또한, 스톡실(50)에는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡실(50)을 밀폐 가능하게 하는 밀폐 수단(58)이 설치된다.
스톡 지지부(51A, 51, 52A, 52, 53, 54)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡 재치부(51a)와, 스톡 재치부(52a)과, 스톡 하지지부(51, 52)와, 스톡 상지지부(53, 54)를 갖는다.
스톡 재치부(51a)은, 스톡실(50) 내에서, 복수의 마스크 프레임(F)의 하단을 지지 가능하게 이루어지는 복수의 스톡홈(재치홈)(51Aa)과, 구동홈(51Ab)을 갖는다.
스톡 재치부(52A)는, 스톡 재치부(51a)와 동일하게, 복수의 마스크 프레임(F)의 하단을 지지 가능하게 이루어지는 복수의 스톡홈(재치홈)(52Aa)과, 구동홈(52Ab)을 갖는다.
스톡 하지지부(51, 52)는, 상승, 하강 및 전후 이동 가능하게 이루어진다. 스톡 하지지부(51, 52)는, Z 방향으로 상승했을 때에, 스톡 재치부(51A, 52A)의 스톡홈(51Aa, 52Aa)에 재치된 복수의 마스크 프레임(F)의 하단에 맞닿고, 이들 복수의 마스크 프레임(F)을 들어 올리고, 스톡 재치부(51A, 52A)로부터 마스크 프레임(F)이 이간한 상태인 상승 위치로서 지지 가능하다. 스톡 하지지부(51, 52)는, 상승 위치에 있는 이들 복수의 마스크 프레임(F)을, 마스크 프레임(F)의 면에 대략 직교하는 방향(X 방향)으로 왕복하는 전후 이동이 가능하다. 또한, 스톡 하지지부(51, 52)는, 마스크 프레임(F)을 X 방향으로 전후 이동한 후에 Z 방향으로 하강하도록, 마스크 프레임(F)을 스톡 재치부(51A, 52A)의 스톡홈(51Aa, 52Aa)에 재치하여 마스크 프레임(F)의 지지를 해제 가능하다.
스톡 상지지부(53, 54)는, 스톡 재치부(51A, 52A)에 스톡되거나 스톡 하지지부(51, 52)에 지지된 복수의 마스크 프레임(F)의 상측이 되는 위치를 지지 및 해방 가능하게 이루어짐과 동시에, 스톡 하지지부(51, 52)와 동기하여 동일한 방향(X 방향)으로 왕복 동작(전후 이동) 가능하게 된다.
또한, 도 4에서는, 스톡 하지지부(51, 52) 중 도시를 생략한 구성이 있다.
스톡 재치부(51A, 52A)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡실(50)에 스톡하는 마스크 프레임(F)을 그 하단면의 양단이 되는 위치에 각각 맞닿아서 재치 가능하도록, X 방향으로 간격을 두고 스톡실(50)의 저부(50a)에 배치된다.
재치홈(51Aa)는, 재치된 마스크 프레임(F)의 하단을 지지 가능하도록 마스크 프레임(F)의 면에 대략 평행한 Y 방향(수평 방향)으로 연재한다. 재치홈(51Aa)은, 또, X 방향으로 이간하도록 블록상의 스톡 재치부(51A)의 정부(頂部)가 되는 위치에 복수 설치되고 있다. 이러한 재치홈(51Aa)은, X 방향으로 균등인 간격을 갖는다. 재치홈(51Aa)은, 모두 대략 동일한 깊이 치수로 이루어지고, 또한, 거의 동일한 높이 방향(Z 방향) 위치에 설치된다.
구동홈(51Ab)은, 복수의 재치홈(51Aa) 중, 후술하는 구동 롤러(55a)에 대응하는 X 방향의 위치가 되는 스톡 재치부(51A) 정부에 설치된다. 즉, 후술하는 구동 롤러(55a, 55a)를 묶는 Y 방향의 직선에 일치하도록, 구동홈(51Ab)이 배치된다.
구동홈(51Ab)은, 재치홈(51Aa)을 확대한 형상으로 이루어진다. 여기서, 구동홈(51Ab)이 재치홈(51Aa)을 확대한 형상이라는 것은, 구동홈(51Ab)의 깊이 치수 및 폭 치수를, 재치홈(51Aa)의 깊이 치수 및 폭 치수에 비해 크게 설정하는 것을 의미한다. 동시에, 구동홈(51Ab)이 재치홈(51Aa)을 확대한 형상이라는 것은, 구동홈(51Ab)의 형상이, 후술하는 구동 롤러(55a)에 의해서 마스크 프레임(F)을 구동할 때에, 구동되는 마스크 프레임(F)이 스톡 재치부(51a)와 간섭하지 않고 반송 가능한 것을 의미한다.
구동홈(51Ab)에 대응하는 X 방향의 위치가 되는 레인에서는, 마스크 프레임(F)이, 후술하는 구동 롤러(55a)에 재치된다.
스톡 하지지부(51, 52)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡실(50)의 저부(50a)에 배치되어 있다. 스톡 하지지부(51)와 스톡 하지지부(52)는, 스톡 재치부(51A, 52A)에 재치된 마스크 프레임(F)의 하단의 양단 위치에서, 스톡 재치부(51A, 52A)의 맞닿는 위치보다 내측 위치에 맞닿도록, 스톡 재치부(51a)와 스톡 재치부(52A)의 X 방향 간격보다 약간 좁은 간격으로 배치된다.
스톡 하지지부(51)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡실(50)의 저부(50a)에 설치된다. 스톡 하지지부(51)는, 마스크 프레임(F)의 면에 대략 평행한 Y 방향으로 연재하고, 또한, X 방향으로 이간하는 복수의 오목한 상태(凹狀)인 지지홈(51a, 51a)을 갖는다. 스톡 하지지부(51)는, 지지홈(51a, 51a)에 마스크 프레임(F)의 하단에 맞닿아서 마스크 프레임(F)을 지지 가능하다. 이들 복수의 지지홈(51a, 51a)은, 복수의 마스크 프레임(F)을 일체로서 이동 가능하도록, 홈 지지 기초부(51b)의 정부 위치에 설치되고 있다.
지지홈(51a, 51a)은, 재치홈(51Aa)과 동일하게 각각이 X 방향으로 균등인 간격을 갖고 설치되어 있다. 또, 지지홈(51a, 51a)은, 모두 대략 동일한 깊이 치수를 갖는다. 각각의 지지홈(51a, 51a)에서는, 그 저부 위치가, 모두 거의 동일한 높이 방향(Z 방향) 위치로 설정된다.
지지홈(51a, 51a)은, 홈 지지 기초부(51b)가 Z 방향으로 상하동했을 때에, 재치홈(51Aa)의 높이 위치보다 높은 위치로부터 낮은 위치까지 이동 가능하다.
이것에 의해, 홈 지지 기초부(51b)가 Z 방향으로 상승했을 때에, 스톡 재치부(51A)의 스톡홈(51Aa)에 재치된 복수의 마스크 프레임(F)의 하단에 지지홈(51a, 51a)이 맞닿고, 또한 홈 지지 기초부(51b)가 Z 방향으로 상승하고, 스톡홈(51Aa)을 복수의 마스크 프레임(F)의 하단으로부터 이간하여 지지 가능하다. 또, 홈 지지 기초부(51b)가 상승한 상태로, 스톡 재치부(51A)에 마스크 프레임(F)이 맞닿지 않도록, 마스크 프레임(F)의 면과 대략 직교 방향(X 방향)으로 이들 복수의 마스크 프레임(F)을 왕복하는 전후 이동이 가능하다. 또, 홈 지지 기초부(51b)가 Z 방향으로 하강했을 때에, 지지홈(51a, 51a)이 복수의 마스크 프레임(F)의 하단으로부터 이간하고, 복수의 마스크 프레임(F)을 스톡홈(51Aa)에 재치 가능하다.
스톡 하지지부(51)의 지지홈(51a)은, 스톡 재치부(51A)의 재치홈(51Aa)보다 적게 배치할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 4개의 재치홈(51Aa)을 설치하는데 대해서, 3개의 지지홈(51a)을 설치할 수 있다.
홈 지지 기초부(51b)는, X 방향에서의 지지홈(51a, 51a)의 배치 치수보다 큰 X 방향 치수를 갖고 있다. 홈 지지 기초부(51b)는, X 방향으로 연재하고 있는 X 방향 규제부(51c) 상에 X 방향 왕복동 가능하게 재치된다. 홈 지지 기초부(51b)는, X 방향 규제부(51c)에 의해서의 이동 방향을 X 방향으로 규제되고 있다.
홈 지지 기초부(51b)는, X 방향으로 연재하는 X 구동축(51b1)에 접속되고 있다. X 구동축(51b1)는, X 방향 규제부(51c) 상에 고정된 X 구동 모터(51b2)에 접속되고 있다.
X 방향 규제부(51c)는, X 방향에서의 홈 지지 기초부(51b)의 치수보다 큰 X 방향 치수를 갖고 있다. X 방향 규제부(51c)는, X 방향으로 연재하도록 스톡실(50)의 저부(50a) 근방에 설치되고 있다.
X 방향 규제부(51c)는, 대략 연직으로 입설된 Z 구동축(51d)에 접속되고 있다. Z 구동축(51d)는 볼 나사 등으로 이루어진다. Z 구동축(51d)은 스톡실(50)의 저부(50a)를 밀폐 가능하게 관통하고 있다. Z 구동축(51d)은, 챔버(50) 밖에 배치된 Z 구동 모터(51e)에 접속되고 있다.
X 방향 규제부(51c)는, 스톡실(50)의 저부(50a)에 입설된 Z 방향 규제부(51f)에 장착된다. X 방향 규제부(51c)는, Z 방향 규제부(51f)에 의해서 이동이 Z 방향으로 규제되고 있다.
홈 지지 기초부(51b), X 구동축(51b1), X 구동 모터(51b2), X 방향 규제부(51c), Z 구동축(51d), Z 구동 모터(51e), Z 방향 규제부(51f)는, 스톡 위치 교환 구동부를 구성한다. 스톡 위치 교환 구동부는, X 방향에서의 복수의 지지홈(51a, 51a)의 간격을 유지한 상태로, 이들 복수의 지지홈(51a, 51a)을 X 방향 및/또는 Z 방향으로 왕복 동작 가능하게 한다.
스톡 위치 교환 구동부(51b~51f)에서는, X 구동 모터(51b2)가 X 구동축(51b1)을 구동하고, X 방향 규제부(51c)에 의해서 이동 방향이 규제된 상태로, 홈 지지 기초부(51b)를 X 방향으로 왕복 동작한다. 스톡 위치 교환 구동부(51b~51f)에서는, 또, Z 구동 모터(51e)가 Z 구동축(51d)을 구동하고, Z 방향 규제부(51f)에 의해서 이동 방향이 규제된 상태로, X 방향 규제부(51c)를 Z 방향으로 왕복 동작한다.
동시에, 마스크 프레임(F)을 스톡하는 스톡 재치부(51A)에서는, 예를 들면, 5개의 재치홈(51Aa)이 설치되고 있고, 동시에 5매의 마스크 프레임(F)을 지지 가능하게 되어 있다. 마스크 프레임(F)에서의 스톡 위치의 이동 교환을 행하는 홈 지지 기초부(51b)에서는, 예를 들면, 3개의 지지홈(51a)이 설치되고 있고, 동시에 3매의 마스크 프레임(F)을 이동 가능하게 되어 있다.
스톡 재치부(51a)와 스톡 재치부(52A)는, 도 3에 나타내듯이, Y 방향에서의 배치 위치만 다르고, 대략 동일한 구성으로 되어 있다. 스톡 재치부(52A)는, 스톡 재치부(51a)와 마스크 프레임(F)의 Y 방향 치수에 대응하는 거리만 이간하도록 배치된다. 스톡 재치부(52A)는, X 방향 및 Z 방향에서의 위치가, 스톡 재치부(51a)와 거의 동일한 배치가 되도록 설치되고 있다.
재치홈(52Aa)은, 재치된 마스크 프레임(F)의 하단을 지지 가능하도록 마스크 프레임(F)의 면에 대략 평행한 Y 방향(수평 방향)으로 연재한다. 재치홈(52Aa)은, 또, X 방향으로 이간하도록 블록상의 스톡 재치부(52A)의 정부 위치에 복수 설치되고 있다. 이러한 재치홈(52Aa)은, 재치홈(51Aa)과 동일하게 X 방향으로 균등인 간격을 갖는다. 재치홈(52Aa)은, 모두 대략 동일한 깊이 치수로 이루어지고, 또한, 거의 동일한 높이 방향(Z 방향) 위치에 설치된다. 이것에 의해, 복수 재치된 마스크 프레임(F)이 대략 평행 상태가 되도록 설정되어 있다.
구동홈(52Ab)은, 복수의 재치홈(52A) 중, 후술하는 구동 롤러(55a)에 대응하는 X 방향의 위치에 스톡 재치부(52A) 정부 위치에 설치된다. 구동홈(52Ab)은, 재치홈(52Aa)을 확대한 형상으로 이루어진다. 여기서, 구동홈(52Ab)이 재치홈(52Aa)을 확대한 형상이라는 것은, 구동홈(52Ab)에서, 재치홈(52Aa)에 비해 깊이 치수 및 폭 치수를 크게 설정하는 것을 의미한다. 동시에, 구동홈(52Ab)이 재치홈(52Aa)을 확대한 형상이라는 것은, 구동홈(52Ab)의 형상이, 후술하는 구동 롤러(55a)에 의해서 마스크 프레임(F)을 구동할 때에, 구동되는 마스크 프레임(F)이 스톡 재치부(52a)과 간섭하지 않고 반송 가능한 형상인 것을 의미한다.
구동홈(52Ab)에 대응하는 X 방향의 위치가 되는 레인에서는, 마스크 프레임(F)이, 후술하는 구동 롤러(55a)에 재치된다.
스톡 하지지부(52)와 스톡 하지지부(51)는, 도 3에 나타내듯이, Y 방향에서의 배치 위치만 다르고, 대략 동일한 구성으로 되어 있다. 스톡 하지지부(52)는, 스톡 하지지부(51)와 마스크 프레임(F)의 Y 방향 치수에 대응하는 거리만 Y 방향으로 이간하도록 배치된다. 스톡 하지지부(52)는, X 방향 및 Z 방향에서의 위치가, 스톡 하지지부(51)와 거의 동일한 배치가 되도록 설치되고 있다.
스톡 하지지부(52)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡실(50)의 저부(50a)에 설치된다. 스톡 하지지부(52)는, 마스크 프레임(F)의 면에 대략 평행한 Y 방향으로 연재하고, 또한, X 방향으로 이간하는 복수의 오목한 상태인 지지홈(52a, 52a)을 갖는다. 스톡 하지지부(52)는, 지지홈(52a, 52a)에 마스크 프레임(F)의 하단에 맞닿아서 마스크 프레임(F)을 지지 가능하다. 이들 복수의 지지홈(52a, 52a)은, 복수의 마스크 프레임(F)을 일체로서 이동 가능하도록, 홈 지지 기초부(52b)의 정부 위치에 설치되고 있다.
지지홈(52a, 52a)은, 지지홈(51a)와 동일하게 각각이 X 방향으로 균등인 간격을 갖고 설치되고 있다. 또, 지지홈(52a, 52a)은, 모두 대략 동일한 깊이 치수를 갖는다. 각각의 지지홈(52a, 52a)에서는, 그 저부 위치가, 모두 거의 동일한 높이 방향(Z 방향) 위치로 설정된다.
지지홈(52a, 52a)은, 홈 지지 기초부(52b)가 Z 방향으로 상하동할 때에, 재치홈(52Aa)의 높이 위치보다 높은 위치로부터 낮은 위치까지 이동 가능하다.
이것에 의해, 홈 지지 기초부(52b)가 Z 방향으로 상승했을 때에, 스톡 재치부(52A)의 스톡홈(52Aa)에 재치된 복수의 마스크 프레임(F)의 하단에 지지홈(52a, 52a)이 맞닿고, 또한 홈 지지 기초부(52b)가 Z 방향으로 상승하고, 스톡홈(52Aa)을 복수의 마스크 프레임(F)의 하단으로부터 이간하여 지지 가능하다. 또, 홈 지지 기초부(52b)가 상승한 상태로, 스톡 재치부(52A)에 마스크 프레임(F)이 맞닿지 않도록, 마스크 프레임(F)의 면과 대략 직교 방향(X 방향)으로 이들 복수의 마스크 프레임(F)을 왕복하는 전후 이동이 가능하다. 또, 홈 지지 기초부(52b)가 Z 방향으로 하강했을 때에, 지지홈(52a, 52a)이 복수의 마스크 프레임(F)의 하단으로부터 이간하고, 복수의 마스크 프레임(F)을 스톡홈(52Aa)에 재치 가능하다.
스톡 하지지부(52)의 지지홈(52a)은, 스톡 재치부(52A)의 재치홈(52Aa)보다 적게 배치할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 스톡 하지지부(51) 및 스톡 재치부(51a)와 동일하게, 4개의 재치홈(52Aa)을 설치하는데 대해서, 3개의 지지홈(52a)을 설치할 수 있다.
홈 지지 기초부(52b)는, X 방향에서의 지지홈(52a, 52a)의 배치 치수보다 큰 X 방향 치수를 갖고 있다. 홈 지지 기초부(52b)는, X 방향으로 연재하고 있는 X 방향 규제부(52c) 상에 X 방향 왕복동 가능하게 재치된다. 홈 지지 기초부(52b)는, X 방향 규제부(52c)에 의해서 이동 방향을 X 방향으로 규제되고 있다.
홈 지지 기초부(52b)는, X 방향으로 연재하는 X 구동축(52b1)에 접속되고 있다. X 구동축(52b1)은, X 방향 규제부(52c) 상에 고정된 X 구동 모터(5122)에 접속되고 있다.
X 방향 규제부(52c)는, X 방향에서의 홈 지지 기초부(52b)의 치수보다 큰 X 방향 치수를 갖는다. X 방향 규제부(52c)는, X 방향으로 연재하도록 스톡실(50)의 저부(50a) 근방에 설치되고 있다.
X 방향 규제부(52c)는, 대략 연직으로 입설된 Z 구동축(52d)에 접속되고 있다. Z 구동축(52d)은, 볼 나사 등으로 이루어진다. Z 구동축(52d)은, 스톡실(50)의 저부(50a)를 밀폐 가능하게 관통하고 있다. Z 구동축(52d)은, 챔버(50) 밖에 배치된 Z 구동 모터(52e)에 접속되고 있다.
X 방향 규제부(52c)는, 스톡실(50)의 저부(50a)에 입설된 Z 방향 규제부(52f)에 장착된다. X 방향 규제부(52c)는, Z 방향 규제부(52f)에 의해서 이동이 Z 방향으로 규제되고 있다.
홈 지지 기초부(52b), X 구동축(52b1), X 구동 모터(52b2), X 방향 규제부(52c), Z 구동축(52d), Z 구동 모터(52e), Z 방향 규제부(52f)는, 스톡 위치 교환 구동부를 구성하고 있다. 스톡 위치 교환 구동부는, X 방향에서의 복수의 지지홈(52a, 52a)의 간격을 유지한 상태로, 이들 복수의 지지홈(52a, 52a)을 X 방향 및/또는 Z 방향으로 왕복 동작 가능하게 한다.
스톡 위치 교환 구동부(52b~52f)에서는, X 구동 모터(52b2)가 X 구동축(52b1)을 구동하고, X 방향 규제부(52c)에 의해서 이동 방향이 규제된 상태로, 홈 지지 기초부(52b)를 X 방향으로 왕복 동작한다. 스톡 위치 교환 구동부(52b~52f)에서는, 또, Z 구동 모터(52e)가 Z 구동축(52d)을 구동하고, Z 방향 규제부(52f)에 의해서 이동 방향이 규제된 상태로, X 방향 규제부(52c)가 Z 방향으로 왕복 동작한다.
동시에, 마스크 프레임(F)을 스톡하는 스톡 재치부(52A)에서는, 예를 들면, 5개의 재치홈(52Aa)이 설치되고 있고, 동시에 5매의 마스크 프레임(F)을 지지 가능하게 되어 있다. 마스크 프레임(F)에서의 스톡 위치의 이동 교환을 행하는 홈 지지 기초부(52b)에서는, 예를 들면, 3개의 지지홈(52a)이 설치되고 있고, 동시에 3매의 마스크 프레임(F)을 이동 가능하게 되어 있다.
스톡 하지지부(51, 52)에서는, 스톡 위치 교환 구동부(51b~51F)과 스톡 위치 교환 구동부(52b~52f)가 동기하여 구동 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 지지홈(51a, 51a) 및 지지홈(52a, 52a)이 동기하여 Z 방향 및 X 방향으로 구동 가능하게 된다.
또한, X 구동 모터(51b2)와 X 구동 모터(52b2), Z 구동 모터(51e)와 Z 구동 모터(52e) 등, 스톡 하지지부(51, 52)에서 구동이 동기된 구동부를 1개의 모터에 의해서 구동 가능한 구성으로 할 수도 있다.
스톡 하지지부(51, 52)에서는, X 방향에서 대응하는 위치에 있는 지지홈(51a)와 지지홈(52a)에 의해서, 한 장의 마스크 프레임(F)의 Y 방향 양단 부근을 지지할 수 있다. 또, 스톡 하지지부(51, 52)에서는, X 방향에서 대응하는 위치에 있는 지지홈(51a)와 지지홈(52a)에 의해서, 한 장의 마스크 프레임(F)의 Y 방향 양단 부근을 이동할 수 있다. 즉, 스톡 위치 교환 구동부(51b~52f)를 구동함으로써, 홈 지지 기초부(51b)의 지지홈(51a) 및 홈 지지 기초부(52b)의 지지홈(52a)에 마스크 프레임(F)을 재치하고, 스톡 재치부(51A) 및 스톡 재치부(52A)에 대해서 X 방향으로 이동하고, 재치 위치를 변경할 수 있다.
여기서, 지지홈(51a)와 지지홈(52a)이, X 방향에서 대응하는 위치에 있다는 것은, Y 방향으로 연재하는 동일한 직선 상에 지지홈(51a)와 지지홈(52a)이 위치하고 있는 것을 의미한다.
또, 스톡 하지지부(51, 52)에서는, 구동홈(51Ab)과 구동홈(52Ab)이, X 방향에서 대응하는 위치에 설치되고 있다.
이와 같이, 구동홈(51Ab)과 구동홈(52Ab)이, X 방향에서 대응하는 위치에 있다는 것은, Y 방향으로 연재하는 동일한 직선 상에 구동홈(51Ab)과 구동홈(52Ab)이 위치하고 있는 것을 의미한다.
구체적으로는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡 하지지부(51)에서의 제일 오른쪽에 도시된 지지홈(51a)와, 스톡 하지지부(52)에서의 제일 오른쪽에 도시된 지지홈(52a)이, X 방향에서 서로 대응하는 위치로 된다. 이하, 구동홈(51Ab)과 구동홈(52Ab)을 보면, 동일하게, 스톡 하지지부(51)에서의 오른쪽에서 n번째에 도시된 지지홈(51a)와, 스톡 하지지부(52)에서의 오른쪽에서 n번째에 도시된 지지홈(52a)이, X 방향에서 서로 대응하는 위치가 된다. 여기서, n은 자연수로 이루어진다.
이와 같이, 스톡 재치부(51a)와 스톡 재치부(52a)에서는, X 방향에서 대응하는 위치에 있는 재치홈(51Aa)과 재치홈(52Aa)에 의해서, 한 장의 마스크 프레임(F)의 Y 방향에서의 양단 부근을 지지할 수 있다.
지지홈(51a)은, 모두, 미리 설정된 스톡 수(數)인 재치홈(51Aa)(구동홈(51Ab)을 포함함)과 후술하는 취출 지지부(58g)의 취출 지지홈(58ga)의 합계 갯수보다 적은 갯수로서 배치된다.
이와 같이, 지지홈(52a)은, 모두, 미리 설정된 스톡 수인 재치홈(52Aa)(구동홈(52Ab)을 포함함)과 후술하는 취출 지지부(58g)의 취출 지지홈(58ga)의 합계 갯수보다 적은 갯수로서 배치된다.
스톡 하지지부(51) 및 스톡 하지지부(52)에서는, 한 장의 마스크 프레임(F)이, 각각 대응하는 지지홈(51a) 및 지지홈(52a)에 의해서 지지된다. 이 한 장의 마스크 프레임(F)은, 지지홈(51a) 및 지지홈(52a)에 의해서 지지된 상태로, X 방향으로 이동 가능하다.
스톡 상지지부(53) 및 스톡 상지지부(54)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡 하지지부(51) 및 스톡 하지지부(52)에 스톡된 복수의 마스크 프레임(F) 상측을 지지 및 해방 가능하게 된다. 또, 스톡 상지지부(53) 및 스톡 상지지부(54)는, 스톡 하지지부(51, 52)의 X 방향 동작과 동기하여 X 방향으로 왕복 동작 가능하다.
또한, 도 4에서는, 스톡 상지지부(53) 및 스톡 상지지부(54) 중 도시를 생략한 구성이 있다.
스톡 상지지부(53)는, 복수의 협지부(53a)를 갖는다. 복수의 협지부(53a)는, 마스크 프레임(F)의 상단 부근을 협지하여 지지한다. 특히, 복수의 협지부(53a)는, 마스크 프레임(F)의 상단에서의 좌우 방향(Y 방향)의 양단이 되는 위치에 있는 각부(角部)의 부근을 협지하여 지지한다.
또, 스톡 상지지부(53)는, X 회전 구동부(53rx)를 갖는다. X 회전 구동부(53rx)는, 협지부(53a)를 마스크면(ZY 평면)에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 구동한다. X 회전 구동부(53rx)는, 협지부(53a)를 구동하여 X 방향으로 위치 조정이 가능하다. X 회전 구동부(53rx)는, 또, 협지부(53a)를 마스크면에 대략 평행한 YZ 면 내에서 회동한다. X 회전 구동부(53rx)는, 협지부(53a)에 의한 마스크 프레임(F)의 걸림(係止) 및 해방을 가능하게 한다.
스톡 상지지부(53)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, X 방향으로 연재하는 회전축(53c)을 갖는다. 회전축(53c)의 선단에는, 협지부(53a)가 설치된다. 협지부(53a)는, 복수의 협지편(53b, 53b)을 갖는다. 복수의 협지편(53b, 53b)은, 스톡된 마스크 프레임(F)의 상단에서, 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면의 각각 맞닿는다.
복수의 협지편(53b, 53b)은, 회전축(53c)의 축선 방향으로 이간해서 배치된다. 회전축(53c)의 축선 방향에서의 협지편(53b, 53b) 사이의 거리가, 마스크 프레임(F)의 두께와 거의 동등하거나, 혹은, 조금 큰 상태로 이루어진다. 복수의 협지편(53b, 53b)은, 모두, 회전축(53c)의 지름 방향이 되는 YZ 방향으로 서로 평행 상태로 고정된다.
또, 회전축(53c)의 기단 측에는 X 회전 구동부(53rx)가 접속된다. 회전축(53c)은, X 방향으로 연재한다. 회전축(53c)의 기단측은, 스톡실(50)의 외측까지 연장하도록 배치되어 있다.
회전축(53c)과, 협지편(53b, 53b)은, 서로 대략 직교하도록 교차해서 배치된다. 회전축(53c)의 선단측은, 협지편(53b, 53b)에 접속된다.
협지편(53b, 53b)은, 회전축(53c)에, 예를 들면, 4개 설치된다. 인접하는 협지편(53b)과 협지편(53b) 사이에는, 한 장의 마스크 프레임(F)을 유지 가능하다. 따라서, 협지부(53a)는, 3장의 마스크 프레임(F)을 유지 가능하다. 협지편(53b)의 개수는, 스톡 재치부(51A)에 스톡되는 마스크 프레임(F) 중, 지지홈(51a) 및 지지홈(52a)에 의해서 이동되는 마스크 프레임(F)의 매수에 대응하고 있다.
회전축(53c)이 배치되는 Z 방향에서의 높이는, 스톡 하지지부(51) 및 스톡 하지지부(52)의 Z 방향의 동작에 의해서 승강하는 마스크 프레임(F)의 상단이 맞닿지 않는 높이 위치로 이루어진다. 협지편(53b, 53b)의 길이 치수는, 스톡 하지지부(51) 및 스톡 하지지부(52)의 Z 방향의 동작에 의해서 마스크 프레임(F)이 승강해도, 마스크 프레임(F)의 상단을 지지 가능한 길이이다. 이것에 의해, 협지부(53a)는, 스톡 하지지부(51) 및 스톡 하지지부(52)의 Z 방향의 동작에 의해서 마스크 프레임(F)이 승강해도, 마스크 프레임(F)의 상단을 지지하는 상태를 유지할 수 있다.
협지편(53b, 53b)의 선단에는, 서로 대향하는 내측면에 위치하도록 볼록부(53e)가 설치되어도 좋다. 이 볼록부(53e)는, 마스크 프레임(F)을 협지할 때에, 서로 대향하는 볼록부(53e)가 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면의 각각 점접촉한다. 서로 대향하는 볼록부(53e)는, 후술하는 볼록부(13Ad, 13Ae)와 동일하게, 마스크 프레임(F)을 협지할 때에 서로 근접하는 방향으로 힘을 가하는(付勢) 것이 가능하다.
회전축(53c)은, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 마스크면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 연재하고, 회전축(53c)의 축선의 주위로 회동 가능하게 된다. 회전축(53c)은, 회전축(53c)의 축선 방향(X 방향)으로 진퇴 가능하게 된다.
회전축(53c)의 선단에는, 협지부(53a)가 되는 협지편(53b, 53b)이 회전축(53c)의 지름 방향으로 돌출하도록, 회전축(53c)의 축선의 방향으로 복수 접속 고정된다. 회전축(53c)의 기단에는, X 회전 구동부(53rx)의 모터가 접속되고, 회전축(53c)을 회전축(53c)의 축선의 주위로 구동 가능하게 되어 있다.
또, X 회전 구동부(53rx)에서는, 예를 들면, 도시하지 않은 모터가 마스크면(YZ 면)과 평행으로 연재하는 평판부에 고정된다. X 회전 구동부(53rx)에서는, 평판부를 X 구동부에 의해서 구동함으로써, 회전축(53c)이, X 방향으로 구동된다. 협지부(53a)는, 회전축(53c)이 X 방향으로 구동되었을 때에, 회전축(53c)과 일체로서 X 방향으로 구동된다.
도시하지 않은 X 구동부는, 스텝 모터로 이루어지는 X 모터와, 이 X 모터에 의해서 회전 구동되어 X 방향으로 연재하는 X 회전축과, X 회전축에 나합되어 이 X 회전축의 축선 방향으로 상대 이동 가능한 X 위치 규제부와, 이 X 위치 규제부 및 X 모터의 이동을 X 방향으로 규제하는 X규제부를 갖는다.
도시하지 않은 X 구동부에서는, X 모터에 의해서 X 회전축을 회동함으로써, 이 X 회전축의 선단이 회동 가능한 상태로 X 회전축의 선단에 접속된 X 위치 규제부가, 평판부에 대해서 X 방향으로 이동한다. X규제부에 의해서, X 위치 규제부의 이동 방향이 규제되고 있다. 도시하지 않은 평판부는, 스톡실(챔버)(50)의 측부로 되어 있다. 스톡 상지지부(53)는, 협지부(53a)의 위치를 X 방향의 자유도로 조정 가능하다. 스톡 상지지부(53)는, 스톡실(챔버)(50)의 측부에 고정되고 있다.
또한, 도 4에서는, X 회전 구동부(53rx) 등의 도시를 생략하고 있다.
X 회전 구동부(53rx)의 X 구동부는, X 방향으로 이동 가능하다. X 회전 구동부(53rx)의 X 구동부에서의 X 방향의 동작은, 스톡 하지지부(51)의 스톡 위치 교환 구동부(51b, 51c, 51d, 51e, 51f) 및/또는 스톡 하지지부(52)의 스톡 위치 교환 구동부(52b, 52c, 52d, 52e, 52f)에서의 X 방향의 동작과 동기 가능하다. 이것에 의해, 스톡하고 있는 마스크 프레임(F)을, X 방향으로 이동한다.
또한, X 회전 구동부(53rx)에서는, 협지부(53a)를 X 방향으로 왕복동 가능하고, 또한, 회전축(53c)의 주위로 회동 가능한 구성이면, 상기의 구성으로 한정되지 않는다.
스톡 상지지부(53)에서는, 우선, X 회전 구동부(53rx)에 의해서 회전축(53c)을 회전축(53c)의 축선의 주위로 구동한다. 이것에 의해, 스톡 상지지부(53)에서는, 회전축(53c)의 축선의 주위에서의 협지부(53a)의 각도 위치를 설정한다. 협지부(53a)의 각도는, 외부로부터 스톡 위치에 반입되는 마스크 프레임(F)과 간섭하지 않는 위치가 되도록 설정한다. 여기서, 협지부(53a)가, 외부로부터 스톡 위치에 반입되는 마스크 프레임(F)과 간섭하지 않는 위치로서는, 예를 들면, 협지편(53b)이, 회전축(53c)에 대해서 Z 방향의 상향으로 이루어질 수 있다.
다음으로, X 회전 구동부(53rx)에서, X 구동부의 X 모터에 의해서 X 회전축을 회동하고, X 위치 규제부를 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 회전축(53c)을 X 방향으로 구동하여 협지부(53a)의 X 방향의 위치를 설정하고, 소정의 협지편(53b, 53b) 사이에 마스크 프레임(F)의 상단이 위치하도록 한다.
이 상태로, X 회전 구동부(53rx)에 의해서 회전축(53c)을 회전축(53c)의 축선의 주위로 회동한다. 이것에 의해, 협지부(53a)에서 인접하는 협지편(53b) 및 협지편(53b)이, 마스크 프레임(F)의 상단에서의 표면 및 이면에 맞닿는다. 또한, X 회전 구동부(53rx)에 의해서, 회전축(53c)의 축선의 주위에서의 협지부(53a)의 각도 위치를 설정한다. 이것에 의해, 인접하여 대향하는 협지편(53b) 및 협지편(53b)의 선단에서는, 볼록부(53e)가, 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에서의 상단 부근에 각각 맞닿는다. 이것에 의해, 협지부(53a)가 마스크 프레임(F)의 상단을 협지하는 상태가 된다.
이 상태로, X 회전 구동부(53rx)에서, X 구동부에 의해서 X 회전축을 회동하고, X 위치 규제부를 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 회전축(53c)을 X 방향으로 구동한다. 이 때, 회전축(53c)에서의 X 방향의 구동을, 스톡 하지지부(51, 52)에서의 X 방향의 구동과 동기한다. 이것에 의해, 스톡된 상태에서의 마스크 프레임(F)의 X 방향의 위치를 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 회전축(53c)에서의 축선 방향(X 방향)의 구동 범위로서, YZ 평면 내의 위치가 후술하는 취출 상지지부(58h)와 어긋난 위치로 된다. 이것에 의해, 회전축(53c) 및 협지부(53a)가 취출 상지지부(58h)에 간섭하지 않는 범위로 설정된다.
스톡 상지지부(53)에서, 스톡 상지지부(53)의 구동계인 X 회전 구동부(53rx)의 모터 및 X 구동부의 X 모터가, 스톡실(챔버)(50)의 외측에 배치된다. 따라서, 회전축(53c)의 축선의 주위에서의 협지부(53a)의 각도 위치의 조정은, 모두, 스톡실(챔버)(50)의 외측으로부터 행해진다. 또, 회전축(53c)의 축선과 평행한 방향에서의 협지부(53a)의 위치 조정도, 스톡실(챔버)(50)의 외측으로부터 행해진다. 이것에 의해, 스톡 상지지부(53)의 구동계로부터 발생한 티끌이 스톡실(챔버)(50) 내에 확산(낙하)하는 것을 방지할 수 있다.
스톡 상지지부(54)와 스톡 상지지부(53)는, 좌우 방향인 Y 방향에서 나란하게 배치되어 있다. 스톡 상지지부(54)와 스톡 상지지부(53)는, 도 3에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 중심선(Z 방향, 중력 방향)에 대해서, 대략 대칭인 구성을 갖도록 설치되고 있다.
스톡 상지지부(54)는, 복수의 협지부(54a)를 갖는다. 복수의 협지부(54a)는, 마스크 프레임(F)의 상단 부근을 협지하여 지지한다. 특히, 복수의 협지부(54a)는, 마스크 프레임(F)의 상단에서의 좌우 방향(Y 방향)의 양단이 되는 위치에 있는 각부(角部) 부근을 협지하여 지지한다.
또, 스톡 상지지부(54)는, X 회전 구동부(54rx)를 갖는다. X 회전 구동부(54rx)는, 협지부(54a)를 마스크면(ZY 평면)에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 구동한다. X 회전 구동부(54rx)는, 협지부(54a)를 구동하여 X 방향으로 위치 조정이 가능하다. X 회전 구동부(54rx)는, 또, 협지부(54a)를 마스크면에 대략 평행한 YZ 면 내에서 회동한다. X 회전 구동부(54rx)는, 협지부(54a)에 의한 마스크 프레임(F)의 걸림 및 해방을 가능하게 한다.
스톡 상지지부(54)는, 도 3에 나타내듯이, X 방향으로 연재하는 회전축(54c)을 갖는다. 회전축(54c)의 선단에는 협지부(54a)가 설치된다. 협지부(54a)는, 복수의 협지편(54b, 54b)을 갖는다. 복수의 협지편(54b, 54b)은, 스톡된 마스크 프레임(F)의 단부에서 표면 및 이면의 각각 맞닿는다.
복수의 협지편(54b, 54b)은, X 방향으로 연재하는 회전축(54c)에 이간해서 배치된다. 이러한 협지편(54b, 54b)은, 회전축(54c)의 축선 방향에서의 서로의 거리가 거의 마스크 프레임(F)의 두께와 동일하거나 약간 큰 상태로 이루어진다. 복수의 협지편(54b, 54b)은, 모두, 그러한 기단이 회전축(54c)의 지름 방향이 되는 YZ 방향으로 서로 평행 상태로 고정되고 있다.
또, 회전축(54c)의 기단 측에는, X 회전 구동부(54rx)가 접속된다. 회전축(54c)은, X 방향으로 연재한다. 회전축(54c)의 기단측은, 스톡실(50)의 외측까지 연장하도록 배치된다.
회전축(54c)과, 협지편(54b, 54b)은, 서로 대략 직교하도록 교차해서 배치된다. 회전축(54c)의 선단측은, 협지편(54b, 54b)에 접속된다.
협지편(54b, 54b)은, 회전축(54c)에, 예를 들면, 4개 설치된다. 인접하는 협지편(54b)과 협지편(54b) 사이에는, 한 장의 마스크 프레임(F)을 유지 가능하다. 따라서, 협지부(54a)는, 3장의 마스크 프레임(F)을 유지 가능하다. 협지편(54b)의 개수는, 스톡 재치부(52A)에 스톡되는 마스크 프레임(F) 중, 지지홈(51a) 및 지지홈(52a)에 의해서 이동되는 마스크 프레임(F)의 매수에 대응하고 있다.
회전축(54c)이 배치되는 Z 방향에서의 높이는, 스톡 하지지부(51) 및 스톡 하지지부(52)의 Z 방향의 동작에 의해서 승강하는 마스크 프레임(F)의 상단이 맞닿지 않는 높이 위치로 이루어진다. 협지편(54b, 54b)의 길이 치수는, 스톡 하지지부(51) 및 스톡 하지지부(52)의 Z 방향의 동작에 의해서 마스크 프레임(F)이 승강해도, 마스크 프레임(F)의 상단을 지지 가능한 길이이다. 이것에 의해, 협지부(54a)는, 스톡 하지지부(51) 및 스톡 하지지부(52)의 Z 방향의 동작에 의해서 마스크 프레임(F)이 승강해도, 마스크 프레임(F)의 상단을 지지하는 상태를 유지할 수 있다.
협지편(54b, 54b)의 선단에는, 서로 대향하는 내측면에 위치하도록 볼록부(54e)가 설치되어 있어도 좋다. 이 볼록부(54e)는, 마스크 프레임(F)을 협지할 때에, 서로 대향하는 볼록부(54e)가 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 각각 점접촉한다. 서로 대향하는 볼록부(54e)는, 후술하는 볼록부(14Ad, 14Ae)와 동일하게, 마스크 프레임(F)을 협지하듯이 서로 근접하는 방향으로 힘을 가하는 것이 가능하다.
회전축(54c)은, 도 3에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 연재하고, 회전축(54c)의 축선의 주위로 회동 가능하게 된다. 회전축(54c)은, 회전축(54c)의 축선이 될 방향(X 방향)으로 진퇴 가능하게 된다.
회전축(54c)의 선단에는, 협지부(54a)가 되는 협지편(54b, 54b)이 회전축(54c)의 지름 방향으로 돌출하도록, 회전축(54c)의 축선이 될 방향으로 복수 접속 고정된다. 회전축(54c)의 기단에는, X 회전 구동부(54rx)의 모터가 접속되어, 회전축(54c)을 회전축(54c)의 축선의 주위로 구동 가능하게 되어 있다.
또, X 회전 구동부(54rx)에서는, 예를 들면, 도시하지 않은 모터가 마스크면(YZ 면)과 평행으로 연재하는 평판부에 고정된다. X 회전 구동부(54rx)에서는, 이 평판부를 X 구동부에 의해서 구동함으로써, 회전축(54c)이, X 방향으로 구동된다. 협지부(54a)는, 회전축(54c)이 X 방향으로 구동되었을 때에, 회전축(54c)과 일체로서 X 방향으로 구동된다.
도시하지 않은 X 구동부는, 스텝 모터로 이루어지는 X 모터와, 이 X 모터에 의해서 회전 구동되어 X 방향으로 연재하는 X 회전축과, X 회전축에 나합되어 이 X 회전축의 축선 방향으로 상대 이동 가능한 X 위치 규제부와, 이 X 위치 규제부 및 X 모터의 이동을 X 방향으로 규제하는 X규제부를 갖는다.
도시하지 않은 X 구동부에서는, X 모터에 의해서 X 회전축을 회동함으로써, 이 X 회전축의 선단이 회동 가능한 상태로 X 회전축의 선단에 접속된 X 위치 규제부가, 평판부에 대해서 X 방향으로 이동한다. X규제부에 의해서, X 위치 규제부의 이동 방향이 규제되고 있다. 도시하지 않은 평판부는, 스톡실(챔버)(50)의 측부로 되어 있다. 스톡 상지지부(54)는, 협지부(54a)의 위치를 X 방향의 자유도로 조정 가능하고, 스톡실(챔버)(50)의 측부에 고정되고 있다.
X 회전 구동부(54rx)의 X 구동부는, X 방향으로 이동 가능하다. X 회전 구동부(54rx)의 X 구동부에서의 X 방향의 동작은, X 회전 구동부(53rx)의 X 구동부, 스톡 하지지부(51)의 스톡 위치 교환 구동부(51b, 51c, 51d, 51e, 51f), 및, 스톡 하지지부(52)의 스톡 위치 교환 구동부(52b, 52c, 52d, 52e, 52f)에서의 X 방향의 동작과 동기 가능하다. X 회전 구동부(54rx), X 회전 구동부(53rx), 스톡 위치 교환 구동부(51b, 51c, 51d, 51e, 51f), 및, 스톡 위치 교환 구동부(52b, 52c, 52d, 52e, 52f)가 동기하여 X 방향으로 동작함으로써, 스톡하고 있는 마스크 프레임(F)을, X 방향으로 이동한다.
또한, X 회전 구동부(54rx)에서는, 협지부(54a)를 X 방향으로 왕복동 가능하고, 또한, 회전축(54c)의 주위로 회동 가능한 구성이면, 상기의 구성으로 한정되는 것은 아니다.
스톡 상지지부(54)에서는, 우선, X 회전 구동부(54rx)에 의해서 회전축(54c)을 회전축(54c)의 축선의 주위로 구동한다. 이것에 의해, 스톡 상지지부(54)에서는, 회전축(54c)의 축선의 주위에서 협지부(54a)의 각도 위치를 설정한다. 협지부(54a)의 각도는, 외부로부터 스톡 위치에 반입되는 마스크 프레임(F)과 간섭하지 않는 위치로 설정한다. 여기서, 협지부(54a)가, 외부로부터 스톡 위치에 반입되는 마스크 프레임(F)과 간섭하지 않는 위치로서는, 예를 들면, 협지편(54b)이, 회전축(54c)에 대해서 Z 방향의 상향으로 이루어질 수 있다.
다음으로, X 회전 구동부(54rx)에서, X 구동부의 X 모터에 의해서 X 회전축을 회동하고, X 위치 규제부를 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 회전축(54c)을 X 방향으로 구동하여 협지부(54a)의 X 방향의 위치를 설정하고, 소정의 협지편(54b, 54b) 사이에 마스크 프레임(F)의 상단이 위치하도록 한다.
이 상태로, X 회전 구동부(54rx)에 의해서 회전축(54c)을 축선 주위로 회동한다. 이것에 의해, 협지부(54a)에서 인접하는 협지편(54b) 및 협지편(54b)이, 마스크 프레임(F)의 상단에서의 표면 및 이면에 맞닿는다. 또한, X 회전 구동부(54rx)에 의해서, 회전축(54c)의 축선의 주위에서의 협지부(54a)의 각도 위치를 설정한다. 이것에 의해, 인접하여 대향하는 협지편(54b) 및 협지편(54b)에서의 선단에서, 볼록부(54e)가, 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에서의 상단 부근에 각각 맞닿는다. 이것에 의해, 협지부(54a)가 마스크 프레임(F)의 상단을 협지하는 상태가 된다.
이 상태로, X 회전 구동부(53rx)에서, X 구동부에 의해서 X 회전축을 회동하고, X 위치 규제부를 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 회전축(54c)을 X 방향으로 구동한다. 이 때, X 방향에서의 회전축(54c)의 구동을, X 방향에서의 스톡 하지지부(51, 52)의 구동과 동기한다. 이것에 의해, 스톡된 상태에서의 마스크 프레임(F)의 X 방향의 위치를 설정한다.
또한, 회전축(54c)에서의 축선 방향(X 방향)의 구동 범위로서는, YZ 평면 내의 위치가 후술하는 취출 상지지부(58h)와 어긋난 위치로 이루어진다. 이것에 의해, 회전축(54c) 및 협지부(54a)가 취출 상지지부(58h)에 간섭하지 않는 범위로 설정된다.
스톡 상지지부(54)에서는, X 회전 구동부(54rx)의 모터 및 X 구동부의 X 모터가 스톡실(챔버)(50)의 외측 위치에 배치되어 있다. 따라서, 협지부(54a)에서의 회전축(54c)의 축선 주위의 각도 위치 조정은, 스톡실(챔버)(50)의 외측으로부터 행해진다. 또, 협지부(54a)에서의 회전축(54c)의 축선 방향의 위치 조정은, 스톡실(챔버)(50)의 외측으로부터 행해진다. 이것에 의해, 스톡 상지지부(54)의 구동계로부터 발생한 티끌이 스톡실(챔버)(50) 내로 확산(낙하)하는 것을 방지할 수 있다.
구동 지지부(55)에는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 구동홈(51Ab), 구동홈(52Ab)에 대응하는 X 방향의 위치에 있는 마스크 프레임(F)이 재치 가능하게 된다. 구동 지지부(55)는, 재치된 마스크 프레임(F)의 하단에 맞닿고, 이 마스크 프레임(F)을 면 방향(Y 방향)으로 구동 가능하게 한다. 구동 지지부(55)는, 구동 롤러(55a)와, 구동 롤러(55a)를 회전 구동하는 회전 구동부(55b)를 갖는다.
또한, 도 4에서는, 구동 지지부(55) 중 도시를 생략한 구성이 있고, 구동 롤러(55a)만을 나타내고 있다.
구체적으로는, 구동 지지부(55)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 스톡 재치부(51A, 52A)에서, 오른쪽에서 2개째, 즉, 왼쪽에서 3개째의 레인(스톡 위치)이 되는 구동홈(51Ab) 및 구동홈(52Ab)을 묶은 선 상에 배치된다. 구동 지지부(55)에서는, 재치홈(51Aa) 및 재치홈(52Aa)에 재치된 마스크 프레임(F)의 하단과, 복수의 구동 롤러(55a)에 재치된 마스크 프레임(F)의 하단이, 모두 동일한 높이(Z 방향) 위치가 되도록, 구동 롤러(55a)의 상단 위치가 설정되어 있다.
구동 지지부(55)는, 스톡실(챔버)(50) 내의 Y 방향으로 복수 설치된다. 구동 지지부(55)에서는, 복수의 구동 롤러(55a)의 축선 방향이 평행이 되도록 설치된다. 구동 지지부(55)는, 스톡 재치부(51a)와 스톡 재치부(52A) 사이에 위치한다. 구동 지지부(55)는, 마스크 프레임(F)을 Y 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 도 3에서, 3개의 구동 지지부(55)가 나타나고 있지만, 이 개수에 한정하는 것은 아니다.
또한, 구동 지지부(55)에서는, Y 방향에서의 스톡 재치부(51a)와 스톡 재치부(52A) 사이의 위치에 더하여, Y 방향에서의 스톡 재치부(51a)와 스톡 재치부(52A)의 외측이 되는 위치에 구동 지지부(55)를 설치해도 좋다. 이 경우에서도, 구동 지지부(55)에서는, 도면의 스톡 재치부(51A, 52A)에서, 오른쪽에서 2개째, 즉, 왼쪽에서 3개째의 재치홈(51Aa) 및 재치홈(52Aa)을 묶은 직선을 연장한 직선 상에 위치하도록 구동 롤러(55a)를 배치한다.
Y 방향에서의 구동 지지부(55)의 배치 간격은, Y 방향에서의 마스크 프레임(F)의 길이 치수보다 작게 설정된다. 또한, Y 방향에서의 구동 지지부(55)의 배치 간격은, 마스크 프레임(F)의 중량, 위치 제어의 정밀도 등에 의해서 적당 설정할 수 있다.
복수의 구동 지지부(55)는, 반송되는 마스크 프레임(F)의 위치에 대응하고, 적당 동기하여 구동 제어되게 되어 있다.
구동 롤러(55a)는, 재치홈(51Aa)가 복수 배치될 방향에서 X 방향으로 연재하는 축선을 갖는다. 구동 롤러(55a)는, 구동홈(51Ab) 및 구동홈(52Ab)을 묶은 직선과 직교하는 X 방향으로 연재하는 축선을 갖는다.
회전 구동부(55b)는, 구동 롤러(55a)를 회전 구동 가능하게 지지한다. 회전 구동부(55b)의 정부에는, 구동 롤러(55a)의 상단이 돌출된 상태로 이루어진다.
회전 구동부(55b)에는 회전 구동 모터(55e)가 접속된다. 회전 구동 모터(55e)는, 스톡실(50)의 저부(50a) 외측에 고정된다. 또, 회전 구동 모터(55e)는, 스톡실(50)의 측부(50b) 외측에 고정되어도 좋다.
구동 롤러(55a)는, 스톡실(50)에 대해서 XY 면 내에서의 위치가 고정되고 있다. 구동 롤러(55a)는, 지지홈(51a, 52a)에 재치된 마스크 프레임(F)이 X 방향으로 이동할 때에, 이 지지홈(51a, 52a) 상에 재치된 마스크 프레임(F)이 간섭하지 않는 높이 위치에 설치된다.
복수의 회전 구동부(55b)에서는, 각각의 구동 롤러(55a)의 구동이 서로 동기되어, 복수의 구동 롤러(55a)가 동시에 맞닿고 있는 1매의 마스크 프레임(F)을 Y 방향으로 구동 가능하게 되어 있다.
반송 상지지부(56)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 스톡실(50)의 정부(50c)에 설치된다. 반송 상지지부(56)는, Y 방향에서 스톡 상지지부(53) 및 스톡 상지지부(54) 사이의 위치에 설치된다. 반송 상지지부(56)는, 마스크 프레임(F)이 Y 방향으로 이동될 때에 마스크 프레임(F)의 상단을 기울지 않게 지지한다. 반송 상지지부(56)는, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 스톡되고 있는 마스크 프레임(F)을 X 방향으로 이동할 때에, 이 마스크 프레임(F)의 지지를 해제 가능하게 된다.
반송 상지지부(56)는, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 상마그넷부(56a)와, 협지부(56b, 56c)와, Z 구동부(56f)를 갖는다.
상마그넷부(56a)는, 구동 롤러(55a)에 대응하는 X 방향의 위치에 설치된다. 상마그넷부(56a)는, Z 방향으로 승강 가능하게 된다. 상마그넷부(56a)는, Y 방향으로 연재한다.
협지부(56b, 56c)는, 상마그넷부(56a)에 대해서 X 방향 및 Y 방향으로 이간한다. 협지부(56b, 56c)는, 상마그넷부(56a)와 일체로서 Z 방향으로 승강 가능하게 된다.
Z 구동부(56f)는, 이들 상마그넷부(56a) 및 협지부(56b, 56c)를 Z 방향으로 왕복 동작한다. 이것에 의해, Z 구동부(56f)는, 마스크 프레임(F)의 걸림 및 해방을 가능하게 한다.
도 3에 나타내듯이, 협지부(56b) 및 협지부(56c)는, 좌우 방향인 Y 방향에서 나란하게 배치되어 있다. 협지부(56b) 및 협지부(56c)는, 각각 상마그넷부(56a)의 양단에 위치한다. 협지부(56b) 및 협지부(56c)는, 상마그넷부(56a)의 중심선(Z 방향, 중력 방향)에 대해서, 대략 대칭인 구성을 갖도록 설치되고 있다.
협지부(56b)에는, 상마그넷부(56a)보다 Z 방향 하측으로 돌출하는 복수의 협지편(56b1, 56b1)이 설치된다. 복수의 협지편(56b1, 56b1)은, 스톡된 마스크 프레임(F)의 단부에서 표면 및 이면의 각각 맞닿는 것이 가능하다. 복수의 협지편(56b1, 56b1)은, X 방향으로 연재하는 접속부(56b2)에 설치된다.
협지편(56b1, 56b1)은, 서로 평행 상태로 이루어진다. 협지편(56b1, 56b1)에서의 X 방향의 거리는, 마스크 프레임(F)의 두께와 거의 동등하거나 약간 크게 설정된다. 협지편(56b1, 56b1)은, 접속부(56b2)의 연재하는 X 방향으로 이간해서 배치된다.
접속부(56b2)는, 도 3에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 연재한다. 또, 접속부(56b2)의 상측은, Z 지지부(56d)에서의 Y 방향의 일방의 단부에 접속된다. Z 지지부(56d)는, 스톡실(50)의 외측까지 연재한다.
Z 지지부(56d)의 상단측은, Z 구동부(56f)에 접속된다. Z 지지부(56d)는, Z 구동부(56f)에 의해서 Z 방향으로 승강 가능하게 된다.
복수의 협지편(56b1, 56b1)의 기단은, 모두 접속부(56b2)에 접속 고정되고 있다. 복수의 협지편(56b1, 56b1)은, 서로 평행 상태로 되어 있다. 협지편(56b1, 56b1)은, 예를 들면, 4개 설치된다. 인접하는 협지편(56b1)과 협지편(56b1) 사이에는, 한 장의 마스크 프레임(F)을 유지 가능하다. 협지편(56b1)의 개수는, 스톡 재치부(52A)에 스톡되는 마스크 프레임(F) 중, 지지홈(51a) 및 지지홈(52a)에 의해서 이동되는 마스크 프레임(F)의 매수에 대응한다.
협지편(56b1, 56b1)의 길이 치수는, 스톡 하지지부(51, 52)의 Z 방향 동작에 의해서 마스크 프레임(F)이 이동했을 때에, 마스크 프레임(F)의 상단이 상마그넷부(56a) 및 접속부(56b2)에 맞닿지 않게 되어 있다.
협지편(56b1, 56b1)의 선단에는, 서로 대향하는 내측면에 위치하도록 볼록부(56e)가 설치되어도 좋다. 이 볼록부(56e)는, 마스크 프레임(F)을 협지할 때에, 서로 대향하는 볼록부(56e)가 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 각각 점접촉한다. 서로 대향하는 볼록부(56e)는, 후술하는 볼록부(14Ad, 14Ae)와 동일하게 마스크 프레임(F)을 협지하듯이 서로 근접하는 방향으로 힘을 가하는(付勢) 것이 가능하다.
협지부(56c)에는, 상마그넷부(56a)보다 Z 방향 하측으로 돌출하는 복수의 협지편(56c1, 56c1)이 설치된다. 복수의 협지편(56c1, 56c1)은, 스톡된 마스크 프레임(F)의 단부에서 표면 및 이면의 각각 맞닿는 것이 가능하다. 복수의 협지편(56c1, 56c1)은, X 방향으로 연재하는 접속부(56c2)에 설치된다.
협지편(56c1, 56c1)은, 서로 평행 상태로 이루어진다. 협지편(56c1, 56c1)에서의 X 방향의 거리는, 거의 마스크 프레임(F)의 두께와 동일하거나 약간 큰 상태로 이루어진다. 협지편(56c1, 56c1)은, 접속부(56c2)의 연재하는 X 방향으로 이간해서 배치된다.
접속부(56c2)는, 도 3에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 연재한다. 또, 접속부(56c2)의 상측은, Y 방향에서의 접속부(56b2)의 접속된 Z 지지부(56d)의 단부와 반대측의 단부가 되는 위치에서 Z 지지부(56d)에 접속된다.
접속부(56c2)는, 접속부(56b2) 및 Z 지지부(56d)와 일체로서 Z 방향으로 승강 가능하게 된다. 협지편(56b1, 56b1) 및 협지편(56c1, 56c1)은, 모두 Z 방향으로 연재하고 있다. 이 때문에, 접속부(56c2), 접속부(56b2) 및 Z 지지부(56d)가 Z 방향으로 승강했을 경우에서도, 협지편(56b1, 56b1) 및 협지편(56c1, 56c1)의 연재하는 방향은 변화하지 않는다.
협지편(56c1, 56c1)의 기초부는, 모두 접속부(56c2)에 접속 고정되고 있다. 복수의 협지편(56c1, 56c1)은, 서로 평행 상태로 이루어진다. 협지편(56c1, 56c1)은, 예를 들면, 4개 설치된다. 인접하는 협지편(56c1)과 협지편(56c1) 사이에는, 한 장씩의 마스크 프레임(F)을 유지 가능하다. 협지편(56c1)의 개수는, 스톡 재치부(52A)에 스톡되는 마스크 프레임(F) 중, 지지홈(51a) 및 지지홈(52a)에 의해서 이동되는 마스크 프레임(F)의 매수에 대응한다.
협지편(56c1, 56c1)의 길이 치수는, 스톡 하지지부(51, 52)의 Z 방향 동작에 의해서 마스크 프레임(F)이 이동했을 때에, 마스크 프레임(F)의 상단이 상마그넷부(56a) 및 접속부(56c2)에 맞닿지 않게 되어 있다.
협지편(56c1, 56c1)의 선단에도, 서로 대향하는 내측면에 위치하도록 볼록부(56e)가 설치되어도 좋다. 이 볼록부(56e)는, 마스크 프레임(F)을 협지할 때에, 서로 대향하는 볼록부(56e)가 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 각각 점접촉한다. 서로 대향하는 볼록부(56e)는, 후술하는 볼록부(14Ad, 14Ae)와 동일하게 마스크 프레임(F)을 협지하듯이 서로 근접하는 방향으로 힘을 가하는 것이 가능하다.
Z 구동부(56f)는, 스톡실(50)의 외부에 배치된다. Z 지지부(56d)는, 밀폐 상태를 유지하도록 스톡실(50)의 정부(50c)를 관통한다. Z 지지부(56d)는, Z 구동부(56f)에 의해서 신퇴 가능하게 배치된다.
또, Z 구동부(56f)에서는, Z 지지부(56d) 및 협지부(56b, 56c)가 일체로서 Z 방향으로 진퇴 가능하게 되어 있다. Z 구동부(56f)에서는, Z 지지부(56d) 및 협지부(56b, 56c)가, 서로의 자세를 바꾸지 않게 Z 방향으로 진퇴 가능하게 되어 있다.
Z 구동부(56f)는, 스톡 상지지부(53, 54) 및 스톡 하지지부(51, 52)가 X 방향으로 동작할 때에, 미리 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a) 및 협지부(56b, 56c)를 Z 방향 상향으로 이동한다. 이것에 의해, 상마그넷부(56a), 협지편(56b1) 및 협지편(56c1)이, X 방향으로 이동되는 마스크 프레임(F)과 간섭하지 않는다.
이것에 의해, 한 장 혹은 복수매의 마스크 프레임(F)이, 스톡 하지지부(51, 52)의 지지홈(51a, 52a)에 의해서 하단부의 슬라이더(F5)를 지지되고, 동시에, 스톡 상지지부(53, 54)에 의해서 상단부를 지지된 상태로, Z 구동부(56f), 상마그넷부(56a), 협지편(56b1) 및 협지편(56c1)에 의해서, 이 한 장 혹은 복수매의 마스크 프레임(F)이 X 방향으로 이동된다.
이와 같이, 우선, 스톡 상지지부(53, 54) 및 스톡 하지지부(51, 52)가 X 방향으로 이동된다. 이것에 의해, 지지홈(51a, 52a)에 의해서 하단부의 슬라이더(F5)를 지지된 마스크 프레임(F)이 X 방향으로 이동된다.
그 후, Z 구동부(56f)를 구동함으로써, 상마그넷부(56a) 및 협지부(56b, 56c)가 Z 방향 하향으로 이동된다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)이 반송 상지지부(56)에 의해서 재차 지지된다.
상마그넷부(56a)는, 마스크 프레임(F)의 반송 방향과 평행한 Y 방향으로 연재하는 복수의 마그넷을 갖는다. 상마그넷부(56a)의 마그넷은, 후술하듯이 마스크 프레임(F)의 상단에 설치된 상측 프레임 지지체(F6)와 서로 끌어당긴다. 또, 상마그넷부(56a)의 마그넷은, 마스크 프레임(F)의 면내 방향(YZ 면내 방향)과 대략 직교하는 연직면 내(XZ 면 내)에서 자기회로를 형성한다.
상마그넷부(56a)는, 반송 상지지부(56)의 Y 방향에서의 전체 길이에서 대략 동일 단면을 갖도록 배치된다. 상마그넷부(56a)는, 마스크 프레임(F)의 상측 프레임 지지체(F6)와 서로 XZ 면 내에서 형성되는 자기회로에 의해서 서로 끌어당긴다. 상마그넷부(56a)와 상측 프레임 지지체(F6) 사이에 형성되는 자기회로는, 반송 상지지부(56)의 Y 방향에서의 전체 길이에서 형성된다.
반송 상지지부(56)에서는, 상마그넷부(56a)와 마스크 프레임(F)이 서로 끌어당겨 지지된다. 이 때, 상마그넷부(56a)와 마스크 프레임(F)이 소정의 Z 방향 거리이므로, 상마그넷부(56a)의 바로 아래(直下)에 마스크 프레임(F)의 상측 프레임 지지체(F6)가 위치하는 것이 필요하다.
스톡실(50)의 내부에서, 구동 롤러(55a)에 의해서 구동된 마스크 프레임(F)이 Y 방향으로 이동될 때에, 반송 상지지부(56)에서는, 상마그넷부(56a)에 의해서 마스크 프레임(F)의 상측을 끌어당겨 지지한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)을 Y 방향으로 이동할 수 있다. 동시에, 반송 상지지부(56)에서는, 재치홈(51Aa, 52Aa)에 의해서 하단부의 슬라이더(F5)를 지지된 마스크 프레임(F)도, 마스크 프레임(F)의 상측을 지지한다.
또, 스톡 상지지부(53, 54) 및 스톡 하지지부(51, 52)에 의해서 마스크 프레임(F)을 X 방향으로 이동할 때, Z 구동부(56f)에 의해서, Z 지지부(56d)를 상승시킨다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 상단과 상마그넷부(56a)의 거리를 이간시킨다. 이것에 의해, 상마그넷부(56a)와 상측 프레임 지지체(F6)에 의해서 XZ 면 내에서 형성되는 자기회로를 해제한다. 이것에 의해, 상마그넷부(56a)가 마스크 프레임(F)의 상부를 끌어당겨 지지하는 것을 해제한다.
또, 마스크 프레임(F)의 X 방향으로의 이동이 종료한 후에는, Z 구동부(56f)에 의해서, Z 지지부(56d)를 하강시킨다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 상단과 상마그넷부(56a)의 거리를 근접시킨다. 이것에 의해, 상마그넷부(56a)와 상측 프레임 지지체(F6)에 의해서 XZ 면 내에서 형성되는 자기회로를 재형성한다. 이것에 의해, 상마그넷부(56a)가 마스크 프레임(F)을 끌어당겨 지지하는 것을 개시한다.
반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a)와 마스크 프레임(F)의 상측 프레임 지지체(F6)는, Y 방향의 전체 길이로 거의 동일하게 자기회로를 XZ 면 내에서 형성한다. 이것에 의해, 상마그넷부(56a)와 상측 프레임 지지체(F6) 사이에는, 서로 거래하는 힘을 Y 방향에서의 상측 프레임 지지체(F6)의 전체 길이로 균등하게 설정할 수 있다. 이 때문에, 마스크 프레임(F)의 경사 방지를 확실히 행할 수 있다.
밀폐 수단(58)으로서는, 도 1, 도 3, 도 4에 나타내듯이, 반입 출구(58b)와, 마스크 취출 충전구(58c)를 갖는다. 반입 출구(58b)는, 스톡실(50)과 성막실(4)을 접속하는 게이트 밸브(58a)를 갖는다. 반입 출구(58b)는, 스톡실(50)의 Y 방향이 되는 측부(50b)의 위치에 설치된다. 마스크 취출 충전구(58c)는, 스톡실(50)의 X 방향이 되는 측부(50b)의 위치에 설치된다.
반입 출구(58b)는, 도 1, 도 3에 나타내듯이, 게이트 밸브(58a)를 통해 성막실(챔버)(4)에 접속된다. 반입 출구(58b)는, 마스크 취출 충전구(58c)를 닫힌 상태로서 스톡실(50)을 외부와 밀폐 상태로 하는 반입 출구(58b)는, 챔버(4) 내의 성막 위치에 대한 마스크 교환시에는 개방된다. 이것에 의해, 반입 출구(58b)가 챔버(4)와 연통한다. 반입 출구(58b)를 통해, 마스크 프레임(F)이 반송된다. 또, 반입 출구(58b)가 닫혀서(閉塞) 챔버(4)를 밀폐 상태로 했을 경우에는, 스톡실(50) 내의 미사용 및 사용된 마스크 프레임(F)이 스톡실(50) 외부로 반입 및 반출된다.
마스크 취출 충전구(58c)는, 도 3에 나타내듯이, 스톡실(50)이 외부에 연결한 상태와, 스톡실(50)이 외부와 밀폐한 상태를 전환(切替)할 수 있다.
마스크 프레임(F)을 외부로 반송하는 경우에는, 마스크 취출 충전구(58c)가 개방된다. 이 경우, 반입 출구(58b)가 닫힌 상태로 이루어져서 챔버(4)를 밀폐한다.
또한, 마스크 프레임(F)을 챔버(4)에 반송하는 경우에는, 마스크 취출 충전구(58c)가 닫힌다. 이 경우, 반입 출구(58b)가 열린 상태로 되어서 챔버(4)와 연통된다.
구체적으로는, 마스크 취출 충전구(58c)는, 스톡실(50)의 측부(50b) 중 X 방향이 되는 위치에 설치된 판상(板狀)의 개폐부(58d)와, 개폐부(58d)의 하부에 접속되어 Y 방향으로 연재하는 요동축(58e)과, 요동축(58e)에 접속되어 요동축(58e)을 요동 구동하는 요동 구동부(58f)를 갖는다.
개폐부(58d)에는, 도 3에 나타내듯이, Y 방향의 양단이 되는 하단측의 위치에 취출 지지부(58g)가 설치된다. 개폐부(58d)에는, 취출 지지부(58g)의 상측이 되는 위치에서 Y 방향에서의 양단이 되는 위치에 취출 상지지부(58h)가 설치된다. 또, 평판상(平板狀)의 개폐부(58d)의 주연이 되는 위치에는, 마스크 프레임(F)에 맞닿아서 지지하는 복수의 지지 볼록부(58k)가 설치된다. 복수의 지지 볼록부(58k)는, 모두 개폐부(58d)에서의 스톡실(50)의 내측에 위치한다. 복수의 지지 볼록부(58k)는, 모두 X 방향으로 돌출되어서 설치된다.
지지 볼록부(58k)는, 마스크 프레임(F)의 주연이 되는 위치에 대응하도록 개폐부(58d)에 대해서 배치되는 위치가 설정된다.
스톡실(50)로부터 외부로 마스크 프레임(F)을 반출할 때에, 개폐부(58d)는, 요동축(58e)을 중심으로 회동한다. 이 때, 지지 볼록부(58k), 취출 지지부(58g) 및 취출 상지지부(58h)는, 반출하는 마스크 프레임(F)이, 개폐부(58d)와 동기하여 회동하도록 지지한다. 또, 외부로부터 스톡실(50)에 마스크 프레임(F)을 반입할 때에, 지지 볼록부(58k), 취출 지지부(58g) 및 취출 상지지부(58h)는, 홈 지지 기초부(51b, 52b) 및 협지부(53a, 34a)가 마스크 프레임(F)을 지지하는 동작에 영향을 미치지 않는 위치에 설치된다.
취출 지지부(58g)는, 도 3에 나타내듯이, 개폐부(58d)의 스톡실(50)의 내측에서 X 방향으로 돌출한다. 취출 지지부(58g)의 상측에는, 취출 지지홈(58ga)이 설치된다. 취출 지지홈(58ga)은, 마스크 프레임(F)의 하단을 재치 가능하다. 취출 지지부(58g)에서, 취출 지지홈(58ga)은, 개폐부(58d)가 스톡실(50)을 닫았을 때에, 후술하듯이, 스톡 재치부(51A, 52A)에서의 재치홈(51Aa, 52Aa)과 대응하도록 배치되어 있다.
취출 지지홈(58ga)이 재치홈(51Aa, 52Aa)과 대응하도록 배치된다는 것은, 스톡 하지지부(51, 52)가, 취출 지지홈(58ga)에 재치된 마스크 프레임(F)과 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치된 마스크 프레임(F)을 동시에 지지할 수 있는 것을 의미한다.
구체적으로는, X 방향 및 Z 방향에서의 취출 지지홈(58ga)과 재치홈(51Aa, 52Aa)의 위치 관계가, 스톡 하지지부(51, 52)가 구동되었을 때에, 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치된 마스크 프레임(F)과, 취출 지지홈(58ga)에 재치된 마스크 프레임(F)을, 동시에 스톡 하지지부(51, 52)와 지지 가능한 X 방향 및 Z 방향의 위치로 이루어진다.
이 때, 취출 지지홈(58ga)과 재치홈(51Aa, 52Aa)란, Z 방향에서의 동일한 위치(높이)로 설정된다. 또, 취출 지지홈(58ga)과, 인접한 재치홈(51Aa)의 X 방향의 간격은, 스톡 재치부(51A)에서의 서로 인접한 재치홈(51Aa)와 재치홈(51Aa)의 X 방향의 간격과 거의 동일하다. 이와 같이, 취출 지지홈(58ga)은 재치홈(51Aa)에 근접한 배치로 이루어진다.
취출 상지지부(58h)는, 도 3에 나타내듯이, Z축(58h1)과, 지지편(58h2)을 갖는다. Z축(58h1)은, 개폐부(58d)에서의 스톡실(50)의 내측에도 받을 수 있다. Z축(58h1)은, X 방향으로 돌출한다. Z축(58h1)은, 회동 가능하게 설치된다. 지지편(58h2)은, Z축(58h1)에서의 스톡실(50)의 내측에서 선단이 되는 위치에 설치된다. 지지편(58h2)은, Z축(58h1)에서의 지름 방향의 외측으로 돌출되어서 설치된다. 지지편(58h2)은, Z축(58h1) 주위로 회동 가능하게 된다. Z축(58h1)은, 도시하지 않은 회전 구동부에 의해, 개폐부(58d)에서의 스톡실(50)의 외측으로부터 지지편(58h2)의 각도와 위치를 설정 가능하게 된다.
개폐부(58d)를 요동할 때, 취출 지지부(58g)에 마스크 프레임(F)의 하단이 재치된다. 동시에, 개폐부(58d)를 요동할 때, 지지편(58h2)이 Z축(58h1) 주위로 회동하고, 마스크 프레임(F) 상측 표면에 맞닿는다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)이 개폐부(58d)와 동기하여 요동한다. 또, 개폐부(58d)를 요동할 때, 마스크 프레임(F)이, 복수의 지지 볼록부(58k)에 맞닿는다. 이것들에 의해, 마스크 프레임(F)이 개폐부(58d)에 지지된다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)이 개폐부(58d)와 일체로 요동한다.
개폐부(58d)가 요동하고, 개폐부(58d)에 의해 마스크 취출 충전구(58c)를 닫는다. 동시에, 개폐부(58d)가 요동하고, 마스크 프레임(F)을 스톡실(50)에 반입한다. 그 후, 반입된 마스크 프레임(F)을 이동하고, 마스크 프레임(F)을 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치한다. 이것에 의해 반입된 마스크 프레임(F)을 스톡실(50)에 스톡한다.
이하, 마스크 교환수단(100)에 의해서, 마스크 프레임(F)을 스톡실(50)에 스톡할 때의 동작을 설명한다.
우선, 마스크 프레임(F)을 반입하기 전에서는, 마스크 교환수단(100)이 반입 반출 상태로 이루어진다. 마스크 교환수단(100)의 반입 반출 상태에서는, 개폐부(58d)의 표면이 수평이다. 이것에 의해, 마스크 교환수단(100)의 반입 반출 상태에서는, 마스크 취출 충전구(58c)가 전면 개방된다. 마스크 교환수단(100)은, 반입 반출 상태로부터 개폐부(58d)가 요동하여 마스크 취출 충전구(58c)를 닫는 폐색 상태(閉塞狀態)가 된다. 마스크 교환수단(100)의 반입 반출 상태로부터 마스크 취출 충전구(58c)의 폐색이 완료하는 마스크 교환수단(100)의 폐색 상태까지의 사이에, 스톡 상지지부(53, 54)가 회전 구동된다. 스톡 상지지부(53, 54)는, 협지편(53b, 54b)이 마스크 프레임(F)과 간섭하지 않는 밖으로 향한 각도 위치까지 회동된다. 이것에 의해, 스톡 상지지부(53, 54)에서는, 협지편(53b, 54b)이 퇴피한 상태가 된다.
또, 마스크 교환수단(100)의 폐색 상태에서는, 마스크 프레임(F)의 하단이 취출 지지부(58g)의 취출 지지홈(58ga)에 재치된다. 또, 마스크 교환수단(100)에서, 반입 반출 상태로부터 폐색 상태까지의 사이에서는, 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 구동하고, 지지홈(51a, 52a)이, 취출 지지홈(58ga) 및 재치홈(51Aa, 52Aa)보다 낮은 위치(Z 방향 하측 위치)가 된다.
이 상태로, 개폐부(58d)를 요동하여 마스크 취출 충전구(58c)를 닫고, 마스크 교환수단(100)의 폐색 상태로 한다. 폐색 상태에서는, 마스크 프레임(F)이 Z 방향으로 서있는 세로 위치(縱位置)가 된다.
이 때, 마스크 프레임(F)의 하단에서의 양측이 되는 위치는, 각각 취출 지지홈(58ga)에 재치되고 있다. 또, 마스크 프레임(F)의 상단에서의 양측이 되는 위치는, 취출 상지지부(58h)의 지지편(58h2)에 맞닿고 있다. 동시에, 마스크 프레임(F)의 개폐부(58d) 측이 지지 볼록부(58k)에 맞닿고 있다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)이 개폐부(58d)에 대해서 평행으로 ?은(屹立) 상태로 지지된다.
다음으로, 스톡 상지지부(53, 54)를 구동하고, X 방향에서 협지편(53b, 54b)을 개폐부(58d)에 근접시킨다. 협지편(53b, 54b)은, 이 협지편(53b, 54b)에 의해서, 취출 지지홈(58ga)에 재치된 마스크 프레임(F)의 상단의 양측이 되는 위치를 협지 가능한 위치까지 X 방향으로 구동된다. 또한, 스톡 상지지부(53, 54)를 구동하고, 협지편(53b, 54b)을 YZ 면 내에서 회동시킨다. 협지편(53b, 54b)은, 취출 지지홈(58ga)에 재치된 마스크 프레임(F)의 상단에서의 양측으로 표면 및 이면의 각각 맞닿아서 협지 가능한 위치까지 회동된다.
동시에, 취출 상지지부(58h)에서, 지지편(58h2)이 Z축(58h1)의 주위로 회동된다. 이것에 의해, 지지편(58h2)이 마스크 프레임(F) 상측 표면에 맞닿지 않는 각도가 된다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)이 X 방향으로 이동 가능해진다.
다음으로, 스톡 하지지부(51, 52)에서, 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 가장 개폐부(58d)에 근접한 X 방향의 위치까지 구동한다. 이것에 의해, 개폐부(58d)의 하단의 양측이 되는 위치에 배치된 취출 지지홈(58ga) 및 취출 지지홈(58ga)을 묶는 직선과, 지지홈(51a, 52a)의 연재하는 방향으로 연결한 직선이 일치한다.
또한, 가장 개폐부(58d)에 근접한 지지홈(51a, 52a)과 취출 지지홈(58ga)이 X 방향으로 일치한 상태로, 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 Z 방향으로 상승 구동한다. 이것에 의해, 지지홈(51a, 52a)이 취출 지지홈(58ga) 및 취출 지지홈(58ga)을 묶은 직선보다 높은 Z 방향의 위치가 된다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 하단을 지지홈(51a, 52a)에 재치한 지지 상태가 된다. 이 때, 마스크 프레임(F)의 하단은, 취출 지지홈(58ga)으로부터 상방으로 이간한다.
또한, 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 상승 구동하는 Z 방향의 거리는, 마스크 프레임(F)의 상단이 스톡 상지지부(53, 54)의 회전축(53c, 54c)과 간섭하지 않는 범위로 이루어진다. 동시에, 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 상승 구동하는 Z 방향 거리는, 마스크 프레임(F)의 상단이 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a)와 간섭하지 않는 범위로 이루어진다.
다음으로, 스톡 하지지부(51, 52) 및 스톡 상지지부(53, 54)를 X 방향으로 동기하여 구동한다. 여기서, X 방향에서의 스톡 하지지부(51, 52)의 이동거리는, 스톡 상지지부(53, 54)의 이동거리와 동일해진다. 또, X 방향에서의 스톡 하지지부(51, 52)의 이동거리 및 스톡 상지지부(53, 54)의 이동거리는, 마스크 프레임(F)을 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치할 수 있도록, X 방향에서의 재치홈(51Aa, 52Aa)의 위치에 대응하는 위치로 이루어진다.
그 후, 스톡 하지지부(51, 52)에서 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 하강하도록 Z 방향으로 구동한다. 이것에 의해, 지지홈(51a, 52a)이 재치홈(51Aa, 52Aa)보다 낮은 위치로 이루어진다. 그러면, 홈 지지 기초부(51b, 52b)의 하강 도중에, 마스크 프레임(F)의 하단이 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치된다.
여기서, 마스크 프레임(F)의 하단을 재치하는 재치홈(51Aa, 52Aa)은, 스톡 하지지부(51, 52)의 구동 범위이면 적당 선택할 수 있다. 예를 들면, 개폐부(58d)에 가장 근접한 X 방향의 위치인 재치홈(51Aa, 52Aa)에 마스크 프레임(F)을 재치할 수 있다. 이 경우, 스톡 하지지부(51, 52) 및 스톡 상지지부(53, 54)의 X 방향에서의 이동거리는, 가장 짧아진다.
여기에서는 설명 때문에, 마스크 교환수단(100)에서, X 방향으로 이동한 마스크 프레임(F)을 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치한다. 마스크 교환수단(100)에서의 마스크 프레임(F)의 이동으로서는, X 방향으로 이동한 마스크 프레임(F)을 구동 롤러(55a, 55a)에 재치하는 경우도 포함한다. 구동 롤러(55a, 55a)는, X 방향에서 구동홈(51Ab, 52Ab)에 일치하고 있다.
또, 마스크 교환수단(100)에서 마스크 프레임(F)을 이동할 때에, 마스크 프레임(F)의 하단을, 도 3, 도 4의 오른쪽에서 2번째의 구동홈(51Ab, 52Ab)에 대응하는 구동 롤러(55a, 55a)에 재치할 수 있다. 이 경우에는, 마스크 프레임(F)의 하단이, 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치했을 경우에서의 마스크 프레임(F)과 동일한 높이 위치가 된다.
동시에, 마스크 교환수단(100)에서 마스크 프레임(F)을 이동할 때에, 마스크 프레임(F)의 하단을 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치했을 경우에는, 모두, 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a) 및 협지부(56b, 56c)를 하강하고, 협지부(56b, 56c)의 협지편(56b1, 56c1)과 마스크 프레임(F)에서의 상단의 양단이 되는 위치를 협지한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 상단을 협지부(56b, 56c)의 협지편(56b1, 56c1)으로 협지하고, 스톡 상지지부(53, 54)에 의한 지지로부터 개방할 수 있다.
또한, 마스크 교환수단(100)에서 마스크 프레임(F)을 이동할 때에, 마스크 프레임(F)의 하단을, 도 3, 도 4의 오른쪽에서 2번째의 구동홈(51Ab, 52Ab)에 대응하는 구동 롤러(55a, 55a)에 재치했을 경우에는, 마스크 프레임(F)의 상단을 상마그넷부(56a)에 의해서 지지한다. 이것에 의해, 상단을 상마그넷부(56a)에 의해서 지지한 마스크 프레임(F)을, 구동 지지부(55)의 구동 롤러(55a)에 의해서 반송할 수 있다.
마스크 교환수단(100)에서의 마스크 프레임(F)의 반출에는, 상기의 순서를 반대로 하여 행한다.
이것에 의해, 마스크 교환수단(100)에서의 밀폐 수단(58)은, 챔버(4)를 밀폐 상태로서, 미사용 및 사용된 마스크 프레임(F)을 스톡실(50)과 외부 사이로 반입하는 것, 및, 미사용 및 사용된 마스크 프레임(F)을 스톡실(50)과 외부 사이로 반출할 수 있다.
반송 수단(60)은, 도 3에 나타내듯이, 스톡실(50)에 스톡된 마스크 프레임(F)을, 스톡실(50)로부터 챔버(4) 내의 성막 위치가 되는 마스크실(43)까지 반송한다. 반송 수단(60)은, 반송 구동부(65)와, 반송 상지지부(66)를 갖는다.
반송 구동부(65)는, 마스크 프레임(F)의 반송 경로를 따라서 설치된다. 반송 구동부(65)는, 마스크 프레임(F) 상부를 지지한다. 반송 상지지부(66)는, 마스크 프레임(F) 상부를 지지한다.
반송 구동부(65)는, 도 3에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)을 지지한다. 이 때, 반송 구동부(65)는, 마스크 프레임(F)의 하단의 슬라이더(F5)에 맞닿는다. 또, 반송 구동부(65)는, 마스크 프레임(F)을 면 방향(Y 방향)으로 구동 가능하게 하는 구동 롤러(65a)와, 구동 롤러(65a)를 회전 구동하는 회전 구동부(65b)를 갖는다.
반송 구동부(65)는, 스톡실(50)로부터 성막 위치가 되는 마스크실(43)에서의 마스크 프레임(F)의 반송 경로를 따라서 복수 설치된다. 이것에 의해, 반송 구동부(65)는, 마스크 프레임(F)을 지속적으로 이동 가능하게 된다. 또, 마스크 프레임(F)의 반송 경로에서의 반송 구동부(65)의 배치 간격은, Y 방향에서의 마스크 프레임(F)의 길이 치수보다 작게 설정된다. 마스크 프레임(F)의 반송 경로에서의 반송 구동부(65)의 배치 간격은, 마스크 프레임(F)의 중량, 위치 제어의 정밀도 등에 의해서 더 짧게 설정되어도 좋다.
복수의 반송 구동부(65)는, 반송되는 마스크 프레임(F)의 위치에 대응하고, 적당 동기하여 구동 제어되게 되어 있다.
구동 롤러(65a)는, 마스크 프레임(F)의 반송 경로와 직교하는 X 방향으로 연재하는 축선을 갖는다.
회전 구동부(65b)는, 구동 롤러(65a)를 회전 구동한다. 반송 구동부(65)의 정부에서, 구동 롤러(65a)의 상단이 돌출된 상태로 이루어진다. 구동 롤러(65a)는, 모두 챔버(50, 4)의 내측에 배치된다. 회전 구동부(65b)는, 모두 챔버(50, 4)의 외측에 배치되는 것이 바람직하다.
반송 상지지부(66)는, 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a)와 거의 동등의 구성을 갖는다. 반송 상지지부(66)는, 상측 프레임 지지체(F6)와 서로 끌어당기는 마그넷을 갖는다. 반송 상지지부(66)의 마그넷은, 마스크 프레임(F)의 면내 방향(YZ 면내 방향)과 대략 직교하는 연직면 내(XZ 면 내)에서 자기회로를 형성한다. 이것에 의해, 반송 상지지부(66)는, 반송중의 마스크 프레임(F) 상부를 지지한다.
반송 상지지부(66)는, 마스크 프레임(F) 상단에 설치된 상측 프레임 지지체(F6)와 서로 끌어당기는 복수의 마그넷을 갖는다. 반송 상지지부(66)는, 마스크 프레임(F)의 면내 방향(YZ 면내 방향)과 대략 직교하는 연직면 내(XZ 면 내)에서 자기회로를 형성하는 복수의 마그넷을 갖는다. 반송 상지지부(66)의 복수의 마그넷은, 마스크 프레임(F)의 반송 방향과 평행한 Y 방향으로 연재한다.
반송 상지지부(66)는, 반송 상지지부(66)의 Y 방향에서의 전체 길이에서 대략 동일이 되는 단면 형상을 갖는다. 반송 상지지부(66)는, 반송 상지지부(66)의 Y 방향에서의 전체 길이에서, 마스크 프레임(F)의 상측 프레임 지지체(F6)와 서로 XZ 면 내에서 형성되는 자기회로가 Y 방향으로 대략 동일하게 된다. 이것에 의해, 반송 상지지부(66)와 상측 프레임 지지체(F6)는, 자기회로에 의해서 Y 방향으로 대략 균일하게 서로 끌어당긴다.
반송 상지지부(66)는, 마스크 프레임(F)과 소정의 Z 방향의 거리를 갖는 상태로, 반송 상지지부(66)와 마스크 프레임(F)이 서로 끌어당긴다. 이것에 의해, 반송 상지지부(66)는, 마스크 프레임(F)을 지지한다. 또, 반송 상지지부(66)의 바로 아래(直下)가 되는 반송 경로에 마스크 프레임(F)의 상측 프레임 지지체(F6)가 위치한 상태로, 반송 상지지부(66)와 마스크 프레임(F)이 서로 끌어당긴다. 이것에 의해, 반송 상지지부(66)는, 마스크 프레임(F)을 지지한다.
반송 상지지부(66)는, 스톡실(50)로부터 마스크실(43)까지의 반송 경로에서, 구동 롤러(65a, 65a) 등에 의해서 구동된 마스크 프레임(F)을 Y 방향으로 이동한다. 이 때, 반송 경로를 따라서 연재하는 반송 상지지부(66)에 의해서, 마스크 프레임(F)의 상측을 끌어당겨 넘어지지 않게 한다. 즉, 구동 롤러(65a, 65a)에 의해서 마스크 프레임(F)의 하단부가 지지됨과 동시에, 반송 상지지부(66)에 의해서 마스크 프레임(F)의 상측이 지지된 상태로, 마스크 프레임(F)을 반송한다.
이하, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)의 마스크 교환수단(100)에 의한 마스크 교환 수순을 설명한다.
도 5a~도 5e는, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다. 도 6a~도 6f는, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다. 도 7a~도 7e는, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치에서의 마스크 교환 수순을 나타내는 모식 평면도이다.
본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)의 마스크 교환수단(100)에서, 마스크 교환을 행할 때, 다음의 상태를 상정한다.
우선, 도 5a에 나타내듯이, 성막실(4)의 마스크실(43)에는 마스크 프레임(FA)이 배치된다. 마스크 프레임(FA)은, 사용중이다. 성막실(4)에서는, 스퍼터링에 의한 성막이 행해진다. 동시에, 성막실(4B)의 마스크실(43)에는 마스크 프레임(FB)이 배치된다. 마스크 프레임(FB)은, 사용중이다. 성막실(4B)에서는, 스퍼터링에 의한 성막이 행해진다.
이 상태로, 도 5b에 나타내듯이, 스톡실(50)에, 성막실(4)에서 이용하는 미사용의 마스크 프레임(FC)을 반입한다.
마스크 프레임(FC)을 스톡실(50)에 반입하려면, 우선, 도 3에 나타내는 밀폐 수단(58)의 개폐부(58d)를 개방 상태로 한다. 그리고, 취출 지지부(58g, 58g)와 취출 상지지부(58h, 58h)와 지지 볼록부(58k)에 의해서, 마스크 프레임(FC)이 개폐부(58d)에 지지된다.
이 때, 도 3에 나타내는 반송 상지지부(56), 스톡 상지지부(53, 54)의 협지부(53a, 54a)는, 퇴피 상태로 이루어진다. 퇴피 상태로 이루어진 반송 상지지부(56)는, 개폐부(58d)의 요동에 따른 마스크 프레임(FC)의 이동에 대해서 간섭하지 않는 위치에 있다. 퇴피 상태로 이루어진 스톡 상지지부(53, 54)의 협지부(53a, 54a)는, 개폐부(58d)의 요동에 따른 마스크 프레임(FC)의 이동에 대해서 간섭하지 않는 위치에 있다. 동시에, 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)는, 퇴피 상태로 되어 있다. 퇴피 상태로 이루어진 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)는, 개폐부(58d)의 요동에 따른 마스크 프레임(FC)의 이동에 대해서 간섭하지 않는 위치에 있다.
동시에, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 반입 출구(58b)가 닫힌 상태가 된다.
다음으로, 도 3에 나타내는 요동 구동부(58f)에 의해서 요동축(58e)의 주위로 개폐부(58d)를 요동시킨다. 이것에 의해, 개폐부(58d)가 ?아 있다. 개폐부(58d)는, 마스크 취출 충전구(58c)를 밀폐한다. 동시에, 도 5c에 나타내듯이, 개폐부(58d)에 지지된 마스크 프레임(FC)을 서 있는 세로 상태로 한다.
이 상태로, 우선, 스톡 상지지부(53, 54)의 협지부(53a, 54a)를 회전 구동한다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)가 마스크 프레임(FC)에서의 상단의 양측이 되는 위치에 맞닿아서 마스크 프레임(FC)을 협지한다. 이것에 의해, 스톡 상지지부(53, 54)가 마스크 프레임(FC)에서의 상단의 양측이 되는 위치를 지지한다.
다음으로, 취출 상지지부(58h, 58h)를 회동하고, 취출 상지지부(58h, 58h)에 의한 마스크 프레임(FC)의 상단에서의 양측이 되는 위치의 지지를 해제한다.
이 상태로, 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 상승 구동한다. 이것에 의해, 지지홈(51a, 52a)에 마스크 프레임(FC)의 하단을 재치한다. 동시에, 마스크 프레임(FC)의 하단을 취출 지지홈(58ga)으로부터 이간시킨다.
다음으로, 스톡 하지지부(51, 52) 및 스톡 상지지부(53, 54)를 X 방향으로 동기하여 구동한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FC)을 X 방향으로 이동한다. 마스크 프레임(FC)을, 도 5d에 나타내듯이, 개폐부(58d)에 제일 가까운 재치홈(51Aa, 52Aa)에 일치하는 X 방향의 위치로 한다.
이 상태로, 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 하강 구동한다. 이것에 의해, 재치홈(51Aa, 52Aa)에 마스크 프레임(FC)의 하단을 재치한다. 또한, 마스크 프레임(FC)의 하단으로부터 지지홈(51a, 52a)을 이간시킨다.
다음으로, 반송 상지지부(56)를 하강시킨다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FC)의 상단을 협지부(56b, 56c)에 의해서 지지한다. 동시에, 스톡 상지지부(53, 54)에 의한 마스크 프레임(FC)의 상단에서의 양측이 되는 위치의 지지를 해제한다.
여기서, 반송 상지지부(56)의 협지부(56b, 56c)는, 취출 상지지부(58h)와 간섭하지 않는 X 방향의 위치 및 YZ 면에 평행한 방향의 위치로 이루어진다.
이와 같이, 스톡 하지지부(51, 52), 스톡 상지지부(53, 54) 및 반송 상지지부(56)에 의해서, 마스크 프레임(FC)을 X 방향으로 이동하고, 마스크 프레임(FC)을 레인 체인지 한다. 이 때, 취출 지지홈(58ga)에 대응하는 스톡 위치(레인)는, 비어 있다.
다음으로, 도 5e에 나타내듯이, 스톡실(50)에, 성막실(4B)에서 이용하는 미사용의 마스크 프레임(FD)을 반입한다.
이 마스크 프레임(FD)의 반입은, 상술한 마스크 프레임(FC)의 반입과 동일하게 행한다. 우선, 도 3에 나타내는 밀폐 수단(58)의 개폐부(58d)를 개방 상태로 한다. 다음으로, 취출 지지부(58g, 58g)와 취출 상지지부(58h, 58h)와 지지 볼록부(58k)에 의해서, 마스크 프레임(FD)을 개폐부(58d)에 지지한다.
다음으로, 도 3에 나타내는 요동 구동부(58f)에 의해서 요동축(58e)을 요동시킨다. 이것에 의해 개폐부(58d)에 의해서, 마스크 취출 충전구(58c)를 밀폐한다. 동시에, 도 6a에 나타내듯이, 마스크 프레임(FD)을 입설한 세로 상태로 한다.
이것에 의해, 마스크 프레임(FC)에 인접하는 레인에 마스크 프레임(FD)이 스톡된다.
상기와 같이, 마스크 프레임(FC) 및 마스크 프레임(FD)을 스톡실(50)에 반입한다. 또한 마스크 프레임(FC) 및 마스크 프레임(FD)을 레인 체인지 하고, 도 6a에 나타내듯이, 스톡 지지부(51~54), 취출 지지부(58g)에 형성되는 복수 레인 중, X 방향에서 스퍼터 공간(41)에 가까운 쪽인 2개소의 레인에 스톡한다.
그 후, 성막실(4)에서의 스퍼터링에 의한 성막 처리를 종료한다.
다음으로, 도 6b에 나타내듯이, 스톡실(50)에, 성막실(4)에 이용한 사용된 마스크 프레임(FA)을 성막실(4)로부터 반입한다.
우선, 성막실(4)로의 성막 처리가 종료한 후, 도 3에 나타내는 개폐부(58d)에 의해서 마스크 취출 충전구(58c)를 밀폐 상태로 한다. 그 후, 도시하지 않은 고진공 배기 수단과 가스 도입 수단에 의해서, 스톡실(50) 내를 성막실(4) 내와 동등의 진공 분위기로 한다. 또한, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 성막실(4)에 연통하는 반입 출구(58b)를 열린 상태로 한다.
다음으로, 성막실(4)의 마스크실(43)에서, 후술하는 마스크 얼라이먼트 수단(10)에 의해서 지지되어 있는 마스크 프레임(FA)을 반출한다. 마스크 프레임(FA)의 반출에서는, 도 3에 나타내는 반송 수단(60)의 반송 상지지부(66)에 의해서 마스크 프레임(FA)의 상단의 상측 프레임 지지체(F6)를 지지한다. 마스크 프레임(FA)의 반출에서는, 반송 구동부(65)의 회전 구동부(65b)에 의해서 구동 롤러(65a)를 구동한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA)이, 복수의 반송 구동부(65) 및 반송 상지지부(66)에 의해서 형성되는 반송 경로를 따라서 반송된다.
반송되는 마스크 프레임(FA)은, 도 3에 나타내는 반입 출구(58b)를 통과한다. 그 후, 구동 지지부(55)의 구동 롤러(55a)가 마스크 프레임(FA)의 하단의 슬라이더(F5)에 맞닿는다. 동시에, 구동 롤러(55a)는, 회전 구동 모터(55e)에 의해서 회전 구동된다. 이 때, 회전 구동 모터(55e)에 의한 구동 롤러(55a)의 회전은, 반송 구동부(65)의 회전 구동부(65b)에 의한 구동 롤러(65a)의 회전과 동기된다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA)의 슬라이더(F5)가 재치홈(51Aa), 재치홈(52Aa)에 대응하는 Y 방향의 위치까지 마스크 프레임(FA)이 반송된다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA)이 구동홈(51Ab, 52Ab)에 대응하는 구동 롤러(55a, 55a)에 재치된다.
이 때, 반송 상지지부(56)가 반송 상지지부(66)에 연속하여 반송 경로가 형성된다. 이것에 의해, 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a)에 의해 마스크 프레임(FA)의 상단이 지지된다. 또, 마스크 프레임(FA)의 반송 중에는, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 성막실(4)에 연통하는 반입 출구(58b)의 열린 상태를 유지한다. 마스크 프레임(FA)이 반입 출구(58b)를 통과한 후에, 반입 출구(58b)를 닫힌 상태로 한다.
이것에 의해, 도 6b에 나타내듯이, 마스크 프레임(FC)에 인접하는 레인에 마스크 프레임(FA)이 스톡된다.
다음으로, 도 6c에 나타내듯이, 마스크 프레임(FA, FC, FD)을 X 방향으로 1 레인만 레인 체인지 한다.
우선, 스톡 상지지부(53, 54)를 X 방향에서의 개폐부(58d) 측으로 이동시킨다. 이 상태로, 마스크 프레임(FA, FC, FD)의 상단에서의 양측이 되는 위치를 스톡 상지지부(53, 54)에 의해서 동시에 협지한다.
이 상태로, 반송 상지지부(66)를 상승시켜 마스크 프레임(FA, FC)의 상단에서의 지지를 해제한다.
동시에, 취출 상지지부(58h)에 의한 마스크 프레임(FD)의 상단에서의 양측이 되는 위치의 지지를 해제한다.
이 상태로, 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 상승 구동한다. 이것에 의해, 지지홈(51a, 52a)에 마스크 프레임(FA, FC, FD)의 하단을 동시에 재치한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA)의 하단을 구동홈(51Ab, 52Ab)에 대응하는 구동 롤러(55a, 55a)로부터 이간시킨다. 동시에, 마스크 프레임(FC)의 하단을 재치홈(51Aa, 52Aa)으로부터 이간시킨다. 동시에, 마스크 프레임(FD)의 하단을 취출 지지홈(58ga)으로부터 이간시킨다.
다음으로, 스톡 하지지부(51, 52) 및 스톡 상지지부(53, 54)를 X 방향으로 동기하여 구동한다. 이것에 의해, 도 6c에 나타내듯이, 마스크 프레임(FC)을, 구동 지지부(55)의 구동 롤러(55a)에 맞닿는 위치까지 X 방향으로 1 레인 이동한다. 동시에, 마스크 프레임(FA, FD)을 마스크 프레임(FC)과 함께 X 방향으로 1 레인 이동한다.
이 상태로, 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)를 하강 구동한다. 이것에 의해, 재치홈(51Aa, 52Aa)에 마스크 프레임(FA, FD)하단을 재치한다. 동시에, 구동홈(51Ab, 52Ab)에 대응하는 구동 롤러(55a, 55a)에 마스크 프레임(FC) 하단을 재치한다. 또한, 스톡 하지지부(51, 52)의 홈 지지 기초부(51b, 52b)의 하강을 계속한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA, FC, FD) 하단으로부터 지지홈(51a, 52a)을 이간시킨다.
이 때, 취출 지지홈(58ga)에 대응하는 스톡 위치가 되는 레인, 및, X 방향에서 가장 이측 공간(42) 측의 스톡 위치가 되는 레인은, 비어 있다.
다음으로, 도 6d에 나타내듯이, 스톡실(50)로부터, 미사용의 마스크 프레임(FC)을 성막실(4)의 마스크실(43)까지 반송한다.
우선, 반송 상지지부(56)를 하강시킨다. 이것에 의해, 협지부(56b, 56c)에 의해서 마스크 프레임(FA, FC, FD)의 상단에서의 양측이 되는 위치를 지지한다. 동시에, 상마그넷부(56a)에 의해 마스크 프레임(FC)의 상단의 상측 프레임 지지체(F6)를 지지한다.
다음으로, 스톡 상지지부(53, 54)에서 협지부(53a, 54a)를 회전 구동한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA, FC, FD)의 상단에서의 양측이 되는 위치의 스톡 상지지부(53, 54)에 의한 지지를 해제한다.
이 상태로, 구동 롤러(55a), 구동 롤러(65a)를 구동한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FC)을 반송 경로를 따라서 스톡실(50)로부터 성막실(4)의 마스크실(43)까지 반송한다. 이 때, 도 3에 나타내는 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a) 및 반송 상지지부(66)에 의해서, 마스크 프레임(FC)에서의 상단의 상측 프레임 지지체(F6)가 지지된 상태를 유지한다.
마스크 프레임(FC)이 반입 출구(58b)를 통과하고, 스톡실(50)로부터 마스크 프레임(FC)이 반출된다. 그 후, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 반입 출구(58b)를 닫힌 상태로 한다. 이것에 의해, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 성막실(4)이 스톡실(50)로부터 밀폐된다.
마스크 프레임(FC)은, 성막실(4)의 마스크실(43)에서의 성막 위치에 도착한다. 마스크 프레임(FC)은, 성막실(4)의 마스크실(43)의 성막 위치에서, 후술하듯이 마스크 얼라이먼트 수단(10)에 의해서 얼라이먼트 된다. 마스크 프레임(FC)은, 마스크 얼라이먼트 수단(10)에 의해서 지지된다. 얼라이먼트가 완료된 후, 성막실(4)에서 스퍼터링에 의한 성막을 개시한다.
이 때, X 방향에서, 스톡 지지부(51~54)에 지지된 마스크 프레임(FA)과 마스크 프레임(FD) 사이에 위치하는 스톡 위치가 되는 레인은, 비어 있다.
다음으로, 도 6e에 나타내듯이, 스톡실(50)에, 성막실(4B)에서 이용한 사용된 마스크 프레임(FB)을 반입한다.
우선, 성막실(4B)에서의 성막 처리가 종료한 후, 성막실(4B)에 연통하는 반입 출구(58b)를, 도 3에 나타내는 게이트 밸브(58a)에 의해서 열린 상태로 한다.
이 때, 스톡 지지부(51~54)에 의해서 지지된 마스크 프레임(FA)과 마스크 프레임(FD) 사이에 비어 있는 레인에는, 구동 지지부(55)의 구동 롤러(55a)가 위치한다. 따라서, 이 레인에 반입되는 마스크 프레임(FB)에서의 하단의 슬라이더(F5)에는, 구동 지지부(55)의 구동 롤러(55a)가 맞닿는다.
다음으로, 성막실(4B)의 마스크실(43)에서, 후술하는 마스크 얼라이먼트 수단(10)에 의해서 지지되어 있는 사용된 마스크 프레임(FB)을 반출한다. 마스크 프레임(FB)의 반출에서는, 도 3에 나타내는 반송 수단(60)의 반송 상지지부(66)에 의해서 상단의 상측 프레임 지지체(F6)가 지지한다. 된 상태로, 마스크 프레임(FB)의 반출에서는, 반송 구동부(65)의 회전 구동부(65b)에 의해서 구동 롤러(65a)를 구동한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FB)이, 복수의 반송 구동부(65) 및 반송 상지지부(66)에 의해서 형성되는 반송 경로를 따라서 반송된다.
반송되는 마스크 프레임(FB)은, 성막실(4B) 측의 반입 출구(58b)를 통과한다. 그 후, 도 3에 나타내는 구동 지지부(55)의 구동 롤러(55a)가 마스크 프레임(FB)의 하단의 슬라이더(F5)에 맞닿는다. 동시에, 구동 롤러(55a)가 회전 구동 모터(55e)에 의해서 회전 구동된다. 이 때, 회전 구동 모터(55e)에 의한 구동 롤러(55a)의 회전은, 반송 구동부(65)의 회전 구동부(65b)에 의한 구동 롤러(65a)의 회전과 동기된다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FB)의 슬라이더(F5)가 재치홈(51Aa) 및 재치홈(52Aa)에 맞닿음 가능한 Y 방향의 위치까지, 마스크 프레임(FB)을 반송한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FB)이 구동홈(51Ab, 52Ab)에 대응하는 구동 롤러(55a, 55a)에 재치된다.
이것에 의해, 도 3에 나타내는 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에서, 마스크 프레임(FA)과 마스크 프레임(FD) 사이에 위치하는 레인에 마스크 프레임(FB)이 스톡된다.
동시에, 반송 상지지부(56)이 반송 상지지부(66)에 연속하여 반송 경로가 형성된다. 이것에 의해, 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a)에 의해 마스크 프레임(FB)의 상단이 지지된다. 또, 마스크 프레임(FB)의 반송중은, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 성막실(4B)에 연통하는 반입 출구(58b)를 열린 상태로 유지한다. 마스크 프레임(FB)이 반입 출구(58b)를 통과한 후에, 이 반입 출구(58b)를 닫힌 상태로 한다.
다음으로, 도 6f에 나타내듯이, 스톡실(50)로부터, 성막실(4B)에서 이용하는 미사용의 마스크 프레임(FD)을 성막실(4B)에 반송할 준비 상태가 되도록, 마스크 프레임(FA, FB, FD)을 레인 체인지 한다.
이 때, 성막실(4B)에 연통하는 반입 출구(58b)는, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 열린 상태 또는 닫힌 상태가 된다.
우선, 도 3에 나타내는 반송 상지지부(56)를 상승시킨다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA, FB, FD)에서의 협지부(56b, 56c)로의 상단 지지 상태를 해제한다. 동시에, 회전축(53c, 54c)을 회전 구동하고, 회전축(53c, 54c)의 주위의 각도를 설정한다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)가, 마스크 프레임(FA, FB, FD)의 상단을 각각 동시에 지지한다.
이 상태로, 상기의 레인 체인지와 동일하게, 도 3에 나타내는 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 지지홈(51a, 51a)와 협지부(53a, 54a)를 X 방향으로 이동한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA, FB, FD)의 레인 체인지를 행한다. 여기서, 마스크 프레임(FD)이 구동 롤러(55a)에 맞닿는 레인 상태가 되도록 X 방향에서의 위치를 설정한다. 이것에 의해 마스크 프레임(FA, FB, FD)을 레인 체인지 한다.
마스크 프레임(FA, FB, FD)의 레인 체인지 완료 시에서는, 취출 지지홈(58ga)에 대응하는 스톡 위치가 되는 레인, 및, 스톡 재치부(51A, 52A)의 X 방향에서 가장 스퍼터 공간(41) 측의 위치가 되는 1개소의 레인은, 비어 있다. 이 때, X 방향에서 이측 공간(42) 측에 가장 가까운 스톡 위치가 되는 레인에는 마스크 프레임(FA)이 스톡되고 있다. 따라서, X 방향에서 가장 이측 공간(42) 측의 스톡 위치가 되는 레인은, 비어 있지 않다.
그리고, 마스크 프레임(FA, FB, FD)의 레인 체인지가 완료하면, 반송 상지지부(56)를 하강시켜 마스크 프레임(FA, FB, FD)의 상단을 협지부(56b, 56c)에 의해서 지지 상태로 한다. 동시에, 협지부(53a, 54a)를 회전축(53c, 54c)의 주위로 회전 구동하여 각도 설정한다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)에 의한 마스크 프레임(FA, FB, FD)의 상단의 지지를 해제한다. 이것에 의해, 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a)가 마스크 프레임(FD)의 상단의 상측 프레임 지지체(F6)를 지지한다.
다음으로, 도 7a에 나타내듯이, 스톡실(50)로부터, 미사용의 마스크 프레임(FD)을 성막실(4B)의 마스크실(43)까지 반송한다.
우선, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 성막실(4B)에 연통하는 반입 출구(58b)를 열린 상태로 하거나 열린 상태를 유지한다.
여기서, 도 3에 나타내는 반송 상지지부(56)는, 하강하고 있다. 이것에 의해, 상마그넷부(56a)가, 마스크 프레임(FD)의 상단의 상측 프레임 지지체(F6)를 지지하고 있다. 또, 협지부(53a, 54a)에 의한 마스크 프레임(FD)의 상단의 지지는, 해제되고 있다.
이 상태로, 구동 롤러(55a), 구동 롤러(65a)를 구동한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FD)을 스톡실(50)로부터 성막실(4B)의 마스크실(43)까지 반송 경로를 따라서 반송한다. 이 때, 도 3에 나타내는 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a) 및 반송 상지지부(66)에 의해서, 마스크 프레임(FD)에서의 상단의 상측 프레임 지지체(F6)가 지지된 상태를 유지한다.
마스크 프레임(FD)이 반입 출구(58b)를 통과하고, 스톡실(50)로부터 마스크 프레임(FD)이 반출된다. 이 후, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 반입 출구(58b)를 닫힌 상태로 한다. 이것에 의해, 게이트 밸브(58a)에 의해서, 성막실(4B)이 스톡실(50)로부터 밀폐된다.
마스크 프레임(FD)은, 성막실(4B)의 마스크실(43)에서의 성막 위치에 도착한다. 마스크 프레임(FD)은, 성막실(4B)의 마스크실(43)의 성막 위치에서, 후술하듯이 마스크 얼라이먼트 수단(10)에 의해서, 얼라이먼트 된다. 마스크 프레임(FD)은, 마스크 얼라이먼트 수단(10)에 의해서 지지된다. 얼라이먼트가 완료된 후, 성막실(4B)에서 스퍼터링에 의한 성막을 개시한다.
이 때, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 지지된 마스크 프레임(FB)보다 스퍼터 공간(41) 측에 위치하는 레인은, 모두 비어 있다.
다음으로, 도 7b에 나타내듯이, 스톡실(50)로부터, 사용된 마스크 프레임(FB)을 외부로 반출할 준비의 레인 체인지를 행한다.
마스크 프레임(FB)의 반출에서는, 우선, 도 3에 나타내는 회전축(53c, 54c)을 회전 구동한다. 이것에 의해, 회전축(53c, 54c)의 주위에서의 협지부(53a, 54a)의 각도 설정을 행한다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)에 의해서 마스크 프레임(FA, FB) 상단을 각각 동시에 지지한다. 동시에, 반송 상지지부(56)를 상승시켜 퇴피 상태로 한다.
그리고, 상술한 레인 체인지와 동일하게, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 지지홈(51a, 52a)을 Z 방향으로 상승시킨다. 그 후, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 지지홈(51a, 52a)을 X 방향에서 스퍼터 공간(41)을 향해 이동시킨다. 또한, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 지지홈(51a, 52a)을 Z 방향으로 하강한다. 동시에, 지지홈(51a, 52a)에 동기하고, 협지부(53a, 54a)를 X 방향에서 스퍼터 공간(41)을 향해 이동시킨다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA, FB)을 밀폐 상태인 개폐부(58d)에 대해서 근접하는 방향으로 X 방향으로 이동한다. 이와 같이, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 마스크 프레임(FA, FB)을 레인 체인지 한다. 이 때, 마스크 프레임(FB)이, 취출 지지부(58g)의 취출 지지홈(58ga)에 재치된다. 동시에, 마스크 프레임(FB)이, X 방향에서의 가장 개폐부(58d) 측이 되는 재치홈(51Aa, 52Aa)에 재치되도록, X 방향에서의 마스크 프레임(FB)의 위치를 설정한다.
이 때, 마스크 프레임(FA)은, X 방향에서, 마스크 프레임(FB)에 인접한 스톡 위치가 되는 레인에 위치한다.
다음으로, 마스크 프레임(FB)의 좌우에 위치하는 취출 상지지부(58h)의 지지편(58h2)를 각각 Z축(58h1)주위에서 내측으로 회동한다. 이것에 의해, 지지편(58h2)에 의해서 마스크 프레임(FB)의 상측을 지지한다.
다음으로, 도 3에 나타내는 반송 상지지부(56)를 하강시킨다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA)의 상측이 협지부(56b, 56c)에 의해서 지지된다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA)이 넘어지지 않게 된다.
다음으로, 도 3에 나타내는 스톡 상지지부(53, 54)의 협지부(53a, 54a)를 회동한다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)가 퇴피 상태가 된다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)에 의한 마스크 프레임(FA, FB)의 상측의 지지를 해제한다.
이 상태로, 도 3에 나타내는 요동 구동부(58f)에 의해서 요동축(58e)의 주위로 개폐부(58d)를 요동한다. 이것에 의해, 도 7c에 나타내듯이, 마스크 취출 충전구(58c)를 개방 상태로 한다. 이 때, 취출 지지부(58g, 58g)와 취출 상지지부(58h, 58h)에 의해서, 마스크 프레임(FB)을 개폐부(58d)에 지지한 상태를 유지한다.
다음으로, 취출 상지지부(58h, 58h)를 Z축(58h1) 주위에서 외측으로 회동한다. 취출 상지지부(58h, 58h)에 의한 마스크 프레임(FB)의 지지를 해제한 상태로 한다. 이 후, 마스크 프레임(FB)을 개폐부(58d)로부터 떼어내 외부로 반출한다.
다음으로, 도 3에 나타내는 요동 구동부(58f)에 의해서 요동축(58e)을 요동시킨다. 이것에 의해, 개폐부(58d)를 입설한 세로 상태로 한다. 이것에 의해, 개폐부(58d)로 마스크 취출 충전구(58c)를 밀폐한다.
또한, 상술한 마스크 프레임(FB)과 동일하게, 마스크 프레임(FA)을 스톡실(50)로부터 외부로 꺼낼 준비의 레인 체인지를 행한다.
마스크 프레임(FA)의 반출에서는, 우선, 도 3에 나타내는 회전축(53c, 54c)의 주위로 회전 구동한다. 이것에 의해, 회전축(53c, 54c)의 주위에서의 협지부(53a, 54a)의 각도 설정을 행한다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)에 의해서 마스크 프레임(FA) 상단을 각각 동시에 지지한다. 동시에, 반송 상지지부(56)를 상승시켜 퇴피 상태로 한다.
그리고, 상술한 마스크 프레임(FB)의 레인 체인지와 동일하게, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 지지홈(51a, 52a)을 Z 방향으로 상승시킨다. 그 후, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 지지홈(51a, 52a)을 X 방향에서 스퍼터 공간(41)을 향해 이동시킨다. 또한, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 지지홈(51a, 52a)을 Z 방향으로 하강한다. 동시에, 지지홈(51a, 52a)에 동기하고, 협지부(53a, 54a)를 X 방향에서 스퍼터 공간(41)을 향해 이동시킨다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA)을 밀폐 상태인 개폐부(58d)에 대해서 근접하는 방향으로 이동한다. 이와 같이, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 마스크 프레임(FA)이, 도 7d에 나타내듯이, 취출 지지부(58g)의 취출 지지홈(58ga)에 재치된다. 이것에 의해, X 방향에서의 마스크 프레임(FA)의 위치를 설정한다. 이것에 의해, 마스크 프레임(FA)을 레인 체인지 한다.
다음으로, 마스크 프레임(FA)의 좌우에 위치하는 취출 상지지부(58h)의 지지편(58h2)를 각각 Z축(58h1)주위에서 내측으로 회동한다. 이것에 의해, 지지편(58h2)에 의해서 마스크 프레임(FA)의 상측을 지지한다.
다음으로, 도 3에 나타내는 스톡 상지지부(53, 54)의 협지부(53a, 54a)를 회동한다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)가 퇴피 상태가 된다. 이것에 의해, 협지부(53a, 54a)에 의한 마스크 프레임(FA)의 상측의 지지를 해제한다.
이 상태로, 도 3에 나타내는 요동 구동부(58f)에 의해서 요동축(58e)의 주위로 개폐부(58d)를 요동한다. 이것에 의해, 도 7e에 나타내듯이, 마스크 취출 충전구(58c)를 개방 상태로 한다. 이 때, 취출 지지부(58g, 58g)와 취출 상지지부(58h, 58h)에 의해서, 마스크 프레임(FA)을 개폐부(58d)에 지지한 상태를 유지한다.
다음으로, 취출 상지지부(58h, 58h)를 Z축(58h1) 주위에서 외측으로 회동한다. 취출 상지지부(58h, 58h)에 의한 마스크 프레임(FA)의 지지를 해제한 상태로 한다. 이 후, 마스크 프레임(FA)을 개폐부(58d)로부터 떼어내 외부로 반출한다.
이것에 의해, 마스크 교환수단(100)에서의 마스크 교환 수순을 종료한다.
본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 교환수단(100)에 의해서, 미사용의 마스크 프레임(F)을 복수매 스톡한다. 또한, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 복수 스톡된 미사용의 마스크 프레임(F)으로부터 필요에 따라서 한 장을 선택한다. 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 선택한 미사용의 마스크 프레임(F)을 성막 위치가 되는 마스크실(43)까지 반송한다. 이것에 의해, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 성막실(챔버)(4)에 대한 마스크 교환 및 성막실(챔버)(4B)에 대한 마스크 교환을 자동화할 수 있다. 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 성막실(4)에 대한 복수의 마스크 교환을 연속할 수 있다. 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 성막실(4B)에 대한 복수의 마스크 교환을 연속할 수 있다. 또, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 성막실(4)에 대한 마스크 교환과 성막실(4B)에 대한 마스크 교환을 연속할 수 있다. 이것에 의해, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 교환에 필요한 시간을 단축할 수 있다.
본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 이러한 마스크 교환이 성막실(4) 및 성막실(4B)을 대기 개방하지 않고 할 수 있다. 이것에 의해, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 교환에 기인하고, 성막실(4) 및 성막실(4B)의 내부에서 마스크 프레임(F) 혹은 기판(S) 등에 부착하는 파티클 등을 삭감할 수 있다. 동시에, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 대기 해방했을 때에, 음극 등 성막실(4) 및 성막실(4B)의 내부의 표면에 발생하는 악영향을 저감할 수 있다. 이것에 의해, 스퍼터링 장치(1)에서의 성막 품질을 향상할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 사용된 마스크 프레임(F)을 스톡실(50)에 스톡한다. 또한, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 스톡실(50)을 외부에 대해서 개방할 수 있는 타이밍을 선택하고, 사용된 마스크 프레임(F)을 스톡실(50)로부터 장치 외부로 꺼낼 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 성막실(4, 4B)로의 처리 중 등 반입 출구(58b)를 닫힌 상태로 하고 있는 시간을 선택하고, 사용된 마스크 프레임(F)을 스톡실(50)로부터 장치 외부로 꺼낼 수 있다. 이것에 의해, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)의 택트 타임을 단축할 수 있다.
본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 반송 상지지부(56, 66)와 상측 프레임 지지체(F6)가 자기회로에 의해서 서로 끌어당기는 방식에 의해, 마스크 프레임(F)을 지지하는 구성으로 한다. 이것에 의해, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 반송시에 마스크 프레임(F)에서 진동 발생 등의 예기치 못한 움직임을 하지 않는다. 동시에, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 프레임(F)의 반송 경로의 상방 위치에서의 티끌·파티클의 발생을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 프레임(F)에 티끌·파티클이 낙하할 가능성을 저감할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 성막 품질이 저하하지 않는다. 또, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 프레임(F)을 안정되게 반송하는 것이 가능하다.
본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 스톡 지지부(51, 52, 53, 54)에 의해서, 스톡하고 있는 복수매의 마스크 프레임(F)을 레인 체인지 한다. 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 복수매의 마스크 프레임(F)으로부터 한 장을 선택하여 성막실(4, 4B)에 반송할 수 있다. 이 때문에, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 복수 종류의 기판(S)에 대해서 다른 성막을 행할 때에, 각각의 설정 조건에 대응하여, 소정의 마스크 프레임(F)을 성막 위치에 반송하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 교환을 자동화할 수 있다. 이것에 의해 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 다른 종류의 기판(S)에 대응하여, 다른 종류의 마스크 프레임(F)을 순차적으로 교환 가능하게 할 수 있다. 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 다른 종류의 기판(S)에 대응하여, 다른 종류의 마스크 프레임(F)을 이용하는 성막 처리를 연속하여 행하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 프레임(F)의 반송이나 레인 체인지에 관해서, 마스크 프레임(F)보다 상측에 위치하는 구동계가, 스톡 상지지부(53, 54), 반송 상지지부(56) 및 취출 상지지부(58h)로 이루어진다. 이들 스톡 상지지부(53, 54), 반송 상지지부(56) 및 취출 상지지부(58h)는, 모두 스톡실(50)의 외측에 위치한다. 또, 스톡 상지지부(53, 54), 반송 상지지부(56) 및 취출 상지지부(58h)는, 중량물인 마스크 프레임(F)의 중량을 지지하는 연직 방향으로 마스크 프레임(F)을 이동시키는 기능을 가지지 않는다. 또한, 이 중량물인 마스크 프레임(F)은, 마스크 프레임(F)보다 하측에 위치하는 구동 지지부(55)의 구동 롤러(55a)에 의해서 챔버(4, 50) 내에서 반송된다. 즉, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 프레임(F)보다 상측에 위치하는 스톡 상지지부(53, 54), 반송 상지지부(56) 및 취출 상지지부(58h)가, 소출력의 모터를 채용하면 좋다. 동시에, 마스크 프레임(F)보다 하측에 위치하는 구동 지지부(55)에 의해서 마스크 프레임(F)의 하측을 구동한다. 이러한 구동계에 의해, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 마스크 교환 가능이 가능하게 된다. 이것에 의해, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 챔버(4, 50) 내부의 구동계를 대형화하고, 고출력으로 할 필요가 없다. 이 때문에, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 챔버(4, 50)를 공간절약화할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치(1)에서는, 장치 전체를 공간절약화할 수 있다.
이하, 본 실시 형태에서의 마스크 프레임의 얼라이먼트에서 설명한다.
도 8은, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치의 마스크실에서의 마스크 얼라이먼트 수단을 나타내는 사시도이다.
마스크 얼라이먼트 수단(10)은, 도 1에 나타내듯이, 마스크실(43)에서, 도 2에 나타내는 마스크 프레임(F)을 지지함과 동시에, 마스크 프레임(F)의 면에 평행한 2방향 및 마스크 프레임(F)의 면에 직교하는 직교 방향의 3개의 축 방향과, 이러한 3개의 축 방향의 축선 주위의 3개의 회전 방향에 의한 6 자유도로, 마스크 프레임(F)의 얼라이먼트를 가능하게 하고 있다.
구체적으로는, 마스크 얼라이먼트 수단(10)이, 도 8에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 하측의 양단 위치를 지지하는 지지 얼라이먼트부(11, 12)와, 마스크 프레임(F)의 상측의 위치를 마스크 프레임(F)의 면에 직교하는 방향으로 설정 가능하게 하고, 마스크 프레임(F)을 지지 및 해방 가능한 상부 얼라이먼트부(13, 14)와, 상측 지지부(16, 16)를 구비한다.
마스크실(43)에서는, 도 2에 나타내는 마스크 프레임(F)이 YZ 면과 대략 평행이 되도록 성막 위치가 설정되어 있다. 또, 마스크 얼라이먼트 수단(10)으로서는, 도 8에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 하단의 양단부, 즉, Z 방향에서의 하측에서 Y 방향에서의 양단 위치에, 얼라이먼트시에 이용하는 계합부(F1) 및 계합부(F2)가 각각 설치된다.
도 9는, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치의 지지 얼라이먼트부를 나타내는 사시도이다. 도 10은, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치의 지지 얼라이먼트부를 나타내는 사시도이다.
지지 얼라이먼트부(11)는, 볼록부(11a)와, X 구동부(11X)와, Y 구동부(11Y)와, Z 구동부(11Z)를 갖는다. 볼록부(11a)는, 후술하는 마스크 프레임(F)에 설치된 계합부(F1)에 계합한다. 볼록부(11a)는, 지지 얼라이먼트부(11)의 정부에서 상방으로 돌출된 상태로 설치되고 있다. X 구동부(11X)는, 볼록부(11a)를 마스크면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 위치 조정할 때에 구동 가능하다. Y 구동부(11Y)는, 볼록부(11a)를 마스크면에 평행한 대략 수평 방향(Y 방향)으로 위치 조정할 때에 구동 가능하다. Z 구동부(11Z)는, 볼록부(11a)를 연직 방향(Z 방향)으로 위치 조정할 때에 구동 가능하다.
지지 얼라이먼트부(11)는, 도 1에 나타내는 마스크실(43) 내의 성막 위치에서의 마스크 프레임(F)의 단부에 위치한다. 지지 얼라이먼트부(11)에서는, 볼록부(11a)의 위치가, 도 8에 나타내듯이, 복수의 반송 수단(60)에 의해서 규정되는 마스크 프레임(F)의 반송 경로와 겹쳐지도록 설정된다.
구체적으로는, 지지 얼라이먼트부(11)의 XY 방향에서의 위치는, 반송 경로에 설치된 반송 구동부(65)의 구동 롤러(65a)를 묶는 선 상에, 볼록부(11a)의 XY 방향에서의 위치가 거의 일치하도록 설정된다.
또, 볼록부(11a)의 Z 방향에서의 위치로서는, 후술하듯이, 볼록부(11a)가 하강한 상태로, 반송 경로에 설치된 복수의 반송 구동부(65)의 구동 롤러(65a)를 묶는 선보다 볼록부(11a)의 상측이 낮은 위치가 된다. 동시에, 볼록부(11a)가 상승한 얼라이먼트 상태(성막 상태)에서는, 반송 경로에 설치된 복수의 반송 구동부(65)의 구동 롤러(65a)를 묶는 선보다 볼록부(11a)의 상측이 높은 위치가 된다.
볼록부(11a)는, 도 8, 도 9에 나타내듯이, 기초부(11b)에 대해서 상방향으로 힘이 가해진 상태로 설치되고 있다. 볼록부(11a)의 상측은, 구면(球面) 혹은 반구면 형상을 갖고, 볼록부(11a)는, 예를 들면, 금속으로 구성되고, 중량을 갖는 마스크 프레임(F)을 지지 가능하게 되어 있다.
X 구동부(11X)는, 도 8, 도 9에 나타내듯이, 모터(11Xa)와, 회전축(11Xb)과, X 위치 규제부(11Xc)와, 규제부(11Xd)를 갖는다. 모터(11Xa)는, 스텝 모터로 구성된다. 회전축(11Xb)은, X 방향으로 연재하여 모터(11Xa)에 의해서 회전 구동된다. X 위치 규제부(11Xc)는, 회전축(11Xb)에 나합되어 회전축(11Xb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(11Xd)는, X 위치 규제부(11Xc)와 모터(11Xa)의 이동을 규제한다.
X 구동부(11X)에서는, 모터(11Xa)에 의해서 회전축(11Xb)을 회동함으로써, 이 회전축(11Xb)의 선단이 회동 가능한 상태로 회전축(11Xb)의 선단에 접속된 기초부(11b)가, X 위치 규제부(11Xc)에 대해서 X 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 규제부(11Xd)에 의해서, 기초부(11b)의 이동 방향이 규제되고 있다.
X 위치 규제부(11Xc)의 하단은, 대략 평판상의 수평판(11c)에 접속 고정되고 있다. 수평판(11c) 상에서는, 기초부(11b)의 중량이 수평판(11c)에서 지지되고, 수평판(11c)에 대해서 기초부(11b)는, 이동 가능하게 된다.
Y 구동부(11Y)는, 도 8, 도 9에 나타내듯이, 모터(11Ya)와, 회전축(11Yb)과, Y 위치 규제부(11Yc)와, 규제부(11Yd)를 갖는다. 모터(11Ya)는, 스텝 모터로 구성된다. 회전축(11Yb)은, Y 방향으로 연재하여 모터(11Ya)에 의해서 회전 구동된다. Y 위치 규제부(11Yc)는, 회전축(11Yb)에 나합되어 회전축(11Yb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(11Yd)는, Y 위치 규제부(11Yc)와 모터(11Ya)의 이동을 규제한다.
Y 구동부(11Y)에서는, 모터(11Ya)에 의해서 회전축(11Yb)을 회동함으로써, 이 회전축(11Yb)의 선단이 회동 가능한 상태로 회전축(11Yb)의 선단에 접속된 대좌(台座)(11d)가, Y 위치 규제부(11Yc)에 대해서 X 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 규제부(11Yd)에 의해서, 대좌(11d)의 이동 방향이 규제되고 있다.
Y 위치 규제부(11Yc)의 상단은, 대략 평판상의 수평판(11c)에 접속 고정되고 있다. 수평판(11c) 상에서는, 수평판(11c) 상에 배치된 부재의 중량이 대좌(11d)에서 지지되고, 대좌(11d)에 대해서 수평판(11c)은, 이동 가능하게 되어 있다.
Z 구동부(11Z)는, 도 8, 도 9에 나타내듯이, 모터(11Za)와, 회전축(11Zb)과, Z 위치 규제부(11Zc)와, 규제부(11Zd)를 갖는다. 모터(11Za)는, 스텝 모터 또는 써보 모터로 구성된다. 회전축(11Zb)은, Z 방향으로 연재하여 모터(11Za)에 의해서 회전 구동된다. Z 위치 규제부(11Zc)는, 회전축(11Zb)에 나합되어 회전축(11Zb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(11Zd)는, Z 위치 규제부(11Zc)와 모터(11Za)의 이동을 규제한다.
Z 구동부(11Z)에서는, 모터(11Za)에 의해서 회전축(11Zb)을 회동함으로써, 이 회전축(11Zb)의 선단이 회동 가능한 상태로 회전축(11Zb)의 선단에 접속된 대좌(11d)가, Z 위치 규제부(11Zc)에 대해서 Z 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 규제부(11Zd)에 의해서, 대좌(11d)의 이동 방향이 규제되고 있다.
Z 위치 규제부(11Zc)는, 성막실(챔버)(4)의 저부이다. 지지 얼라이먼트부(11)는, 볼록부(11a)의 위치를 XYZ 방향의 자유도로 조정 가능하고, 성막실(챔버)(4)의 저부에 고정되고 있다.
지지 얼라이먼트부(11)에서는, 모터(11Xa), 모터(11Ya)가 모두 챔버(4) 내에 배치되고, 또한, 성막 영역인 마스크 프레임(F)보다 하측에 위치하고 있다. 이 구성에서는, X 구동부(11X), Y 구동부(11Y)가, 모두 중량물인 마스크 프레임(F)의 중량을 지지하면서 구동하는 기능을 가지지 않고, 수평 방향의 위치 맞춤만을 행하기 때문에, 소출력의 모터를 채용하면 좋기 때문에, 챔버(4) 내에 배치하는 것이 가능해지고 있다.
이 때문에, X 구동부(11X), Y 구동부(11Y)에서는, 모터(11Xa), 모터(11Ya)가 모두 스텝 모터로 구성되어 있기 때문에, 구동 제어성을 높일 수 있다. 동시에, X 구동부(11X), Y 구동부(11Y)는, 피구동물인 마스크 프레임(F)에 대해서, 챔버(4)의 내부에서, 근접한 위치에 배치할 수 있다. 이 때문에, 샤프트, 암 등을 구비하는 구동 기구를 이용하는 경우, 예를 들어 챔버(4)의 외부로부터 거리를 멀리하고 구동을 행하는 경우에 비해, X 구동부(11X), Y 구동부(11Y)는, 고정밀도로 마스크 프레임(F)의 위치의 설정을 행하는 것이 가능해진다.
또, Z 구동부(11Z)는, 중량물인 마스크 프레임(F)의 중량을 지지하면서 구동하기 때문에, 고출력인 대형의 모터가 필요하고, 동시에, 챔버(4)의 외부에 배치하여 스페이스에 관해서 제한되지 않게 되어 있다.
지지 얼라이먼트부(12)는, 볼록부(12a)와, X 구동부(12X)와, Y 구동부(12Y)와, Z 구동부(12Z)를 갖는다. 볼록부(12a)는, 후술하는 마스크 프레임(F)에 설치된 계합부(F2)에 계합한다. 볼록부(12a)는, 지지 얼라이먼트부(12)의 정부에서 상방으로 돌출된 상태로 설치되고 있다. X 구동부(12X)는, 이 볼록부(12a)를 마스크면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 위치 조정할 때에 구동 가능하다. Y 구동부(12Y)는, 볼록부(12a)를 마스크면에 평행한 대략 수평 방향(Y 방향)으로 위치 조정할 때에 구동 가능하다. Z 구동부(12Z)는, 볼록부(12a)를 연직 방향(Z 방향)으로 위치 조정할 때에 구동 가능하다.
지지 얼라이먼트부(12)는, 도 1에 나타내는 마스크실(43) 내의 성막 위치에서, 마스크 프레임(F)의 단부에 위치한다. 지지 얼라이먼트부(12)의 XY 방향에서의 배치는, 도 8에 나타내듯이, 복수의 반송 수단(60)의 배치에 의해서 규정된 마스크 프레임(F)의 반송 경로와, 볼록부(12a)의 XY 방향에서의 위치가 겹치도록 설정되어 있다.
구체적인 지지 얼라이먼트부(12)의 XY 방향에서의 위치로서는, 반송 경로에 설치된 복수의 반송 구동부(65)에서, 구동 롤러(65a)를 묶는 직선 상에 볼록부(12a)의 XY 방향에서의 위치가 거의 일치하도록 설정된다.
또, 볼록부(12a)의 Z 방향에서의 위치로서는, 후술하듯이, 볼록부(12a)가 하강한 상태로, 반송 경로에 설치된 복수의 반송 구동부(65)의 구동 롤러(65a)를 묶는 선보다 볼록부(12a)의 상측이 낮은 위치가 된다. 동시에, 볼록부(12a)가 상승한 얼라이먼트 상태(성막 상태)에서는, 반송 경로에 설치된 복수의 반송 구동부(65)의 구동 롤러(65a)를 묶는 선보다 볼록부(12a)의 상측이 높은 위치가 된다.
볼록부(12a)는, 볼록부(11a)와 동등의 구성으로 이루어지고, 도 8, 도 10에 나타내듯이, 기초부(12b)에 대해서 상방향으로 힘이 가해진 상태로 설치되고 있다. 볼록부(12a)의 상측은, 구면 혹은 반구면 형상을 갖고, 볼록부(12a)는, 예를 들면, 금속으로 구성되고, 중량을 갖는 마스크 프레임(F)을 지지 가능하게 되어 있다.
X 구동부(12X)는, 도 8, 도 10에 나타내듯이, 모터(12Xa)와, 회전축(12Xb)과, X 위치 규제부(12Xc)와, 규제부(12Xd)를 갖는다. 모터(12Xa)는, 스텝 모터로 구성된다. 회전축(12Xb)은, X 방향으로 연재하여 모터(12Xa)에 의해서 회전 구동된다. X 위치 규제부(12Xc)는, 회전축(12Xb)에 나합되어 회전축(12Xb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(12Xd)는, X 위치 규제부(12Xc)와 모터(12Xa)의 이동을 규제한다.
X 구동부(12X)에서는, 모터(12Xa)에 의해서 회전축(12Xb)을 회동함으로써, 이 회전축(12Xb)의 선단이 회동 가능한 상태로 회전축(12Xb)의 선단에 접속된 기초부(12b)가, X 위치 규제부(12Xc)에 대해서 X 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 규제부(12Xd)에 의해서, 기초부(12b)의 이동 방향이 규제되고 있다.
X 위치 규제부(12Xc)의 하단은, 대략 평판상의 수평판(12c)에 접속 고정되고 있다. 수평판(12c) 상에서는, 기초부(12b)의 중량이 수평판(12c)에서 지지되고, 수평판(12c)에 대해서 기초부(12b)는, 이동 가능하게 되어 있다.
Y 구동부(12Y)는, 도 8, 도 10에 나타내듯이, 모터(12Ya)와, 회전축(12Yb)과, Y 위치 규제부(12Yc)와, 규제부(12Yd)를 갖는다. 모터(12Ya)는, 스텝 모터로 구성된다. 회전축(12Yb)은, Y 방향으로 연재하여 모터(12Ya)에 의해서 회전 구동된다. Y 위치 규제부(12Yc)는, 회전축(12Yb)에 나합되어 회전축(12Yb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(12Yd)는, Y 위치 규제부(12Yc)와 모터(12Ya)의 이동을 규제한다.
Y 구동부(12Y)에서는, 모터(12Ya)에 의해서 회전축(12Yb)을 회동함으로써, 이 회전축(12Yb)의 선단이 회동 가능한 상태로 회전축(12Yb)의 선단에 접속된 대좌(12d)가, Y 위치 규제부(12Yc)에 대해서 X 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 규제부(12Yd)에 의해서, 대좌(12d)의 이동 방향이 규제되고 있다.
Y 위치 규제부(12Yc)의 상단은, 대략 평판상의 수평판(12c)에 접속 고정되고 있다. 대좌(12d) 상에서는, 수평판(12c) 상에 배치된 부재의 중량이 대좌(12d)에서 지지되고, 대좌(12d)에 대해서 수평판(12c)은, 이동 가능하게 되어 있다.
Z 구동부(12Z)는, 도 8, 도 10에 나타내듯이, 모터(12Za)와, 회전축(12Zb)과, Z 위치 규제부(12Zc)와, 규제부(12Zd)를 갖는다. 모터(12Za)는, 스텝 모터 또는 써보 모터로 구성된다. 회전축(12Zb)은, Z 방향으로 연재하여 모터(12Za)에 의해서 회전 구동된다. Z 위치 규제부(12Zc)는, 회전축(12Zb)에 나합되어 회전축(12Zb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(12Zd)는, Z 위치 규제부(12Zc)와 모터(12Za)의 이동을 규제한다.
Z 구동부(12Z)에서는, 모터(12Za)에 의해서 회전축(12Zb)을 회동함으로써, 이 회전축(12Zb)의 선단이 회동 가능한 상태로 회전축(12Zb)의 선단에 접속된 대좌(12d)가, Z 위치 규제부(12Zc)에 대해서 Z 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 규제부(12Zd)에 의해서, 대좌(12d)의 이동 방향이 규제되고 있다.
Z 위치 규제부(12Zc)는, 성막실(챔버)(4)의 저부이다. 지지 얼라이먼트부(12)는, 볼록부(12a)의 위치를 XYZ 방향의 자유도로 조정 가능하고, 성막실(챔버)(4)의 저부에 고정되고 있다.
지지 얼라이먼트부(12)에서는, 모터(12Xa), 모터(12Ya)가 모두 챔버(4) 내에 배치되고, 또한, 성막 영역인 마스크 프레임(F)보다 하측에 위치하고 있다. 이 구성에서는, X 구동부(12X), Y 구동부(12Y)가, 모두 중량물인 마스크 프레임(F)의 중량을 지지하면서 구동하는 기능을 가지지 않고, 수평 방향의 위치 맞춤만을 행하기 때문에, 소출력의 모터를 채용하면 좋기 때문에, 챔버(4) 내에 배치하는 것이 가능해지고 있다.
이 때문에, X 구동부(12X), Y 구동부(12Y)에서는, 모터(12Xa), 모터(12Ya)가 모두 스텝 모터로 구성되어 있기 때문에, 구동 제어성을 높일 수 있다. 동시에, X 구동부(12X), Y 구동부(12Y)는, 피구동물인 마스크 프레임(F)에 대해서, 챔버(4) 내에서, 근접한 위치에 배치할 수 있다. 이 때문에, 샤프트, 암 등을 구비하는 구동 기구를 이용하는 경우, 예를 들어 챔버(4)의 외부로부터 거리를 멀리하고 구동을 행하는 경우에 비해, X 구동부(12X), Y 구동부(12Y)는, 고정밀도로 마스크 프레임(F)의 위치의 설정을 행하는 것이 가능해진다.
또, Z 구동부(12Z)는, 중량물인 마스크 프레임(F)의 중량을 지지하면서 구동하기 때문에, 고출력인 대형의 모터가 필요하고, 동시에, 챔버(4)의 외부에 배치하여 스페이스에 관해서 제한되지 않게 되어 있다.
지지 얼라이먼트부(11)와 지지 얼라이먼트부(12)는, 대략 동일한 구성으로 이루어지고, 마스크 프레임(F)에서의 성막 위치의 좌우 방향에서의 양단측이 되는 위치에 배치되어 있다.
도 11은, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치의 상부 얼라이먼트부를 나타내는 사시도이다. 도 12는, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치의 상부 얼라이먼트부를 나타내는 사시도이다.
상부 얼라이먼트부(13)는, 협지부(13A)와, X 구동부(13X)와, 회전 구동부(13R)를 갖는다. 협지부(13A)는, 마스크 프레임(F)의 상단에서의 좌우 방향(Y 방향)에서의 단부인 각부(角部)의 부근의 부위를 협지하여 걸림 가능하다. X 구동부(13X)는, 협지부(13A)를 마스크면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 구동하여 위치 조정하도록 구동 가능하다. 회전 구동부(13R)는, 협지부(13A)를 마스크면에 대략 평행한 YZ 면 내에서 회동 가능하다.
협지부(13A)는, 도 8, 도 11에 나타내듯이, 협지편(13Aa, 13Ab)과, 기초부(13Ac)를 갖고 있다. 협지편(13Aa, 13Ab)은, 마스크 프레임(F)의 단부에서, 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면의 각각 맞닿는다. 기초부(13Ac)는, 협지편(13Aa, 13Ab)을 평행 상태로 유지하고, 협지편(13Aa, 13Ab) 사이의 거리를 마스크 프레임(F)의 두께와 거의 동등하게 설정한다. 기초부(13Ac)에는, 협지편(13Aa, 13Ab)의 기단이 고정된다.
또, 협지부(13A)의 기초부(13Ac)에서, 협지편(13Aa, 13Ab)의 연재 방향에서의 볼록부(13Ad, 13Ae)와는 반대측의 위치에는, 이들 협지편(13Aa, 13Ab)과 대략 직교하도록 교차하여 회전축(13B)의 선단이 접속된다.
협지편(13Aa, 13Ab)의 선단에는, 서로 대향하는 내측면에 위치하도록 볼록부(13Ad, 13Ae)가 설치되고 있다.
볼록부(13Ad, 13Ae)는, 협지편(13Aa, 13Ab)이 마스크 프레임(F)을 협지한 상태로, 협지편(13Aa, 13Ab)과 마스크 프레임(F)이 X 방향으로 어긋나지 않게, 서로 근접하는 방향으로 힘이 가해지고 있다. 또, 볼록부(13Ad, 13Ae)는, 협지편(13Aa, 13Ab)이 마스크 프레임(F)을 협지할 때에, 협지편(13Aa, 13Ab)과 마스크 프레임(F)이 X 방향으로 어긋나 있었을 때에, 이 차이를 흡수하여 협지편(13Aa)과 협지편(13Ab) 사이에 마스크 프레임(F)을 유지하는 것이 가능하도록, 서로 근접하는 방향으로 힘이 가해지고 있다.
볼록부(13Ad, 13Ae)는, 모두, 서로 근접하는 방향으로 돌출하는 구면 혹은 반구면 형상을 갖고, 예를 들면, 금속으로 구성되고, 마스크 프레임(F)의 중량을 지지 가능하게 되어 있다.
회전축(13B)은, 마스크면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 연재하고, 회전축(13B)의 축선의 주위로 회동 가능하게 된다. 또, 회전축(13B)은, 축선 방향(X 방향)으로 진퇴 가능하게 되어 있다.
회전축(13B)의 선단에는, 협지부(13A)의 기초부(13Ac)가 지름 방향으로 돌출하도록 접속 고정된다. 회전축(13B)의 기단에는, 회전 구동부(13R)의 모터(13Ra)가 접속되어, 회전축(13B)의 축선 주위로 구동 가능하게 되어 있다.
회전 구동부(13R)의 모터(13Ra)는, 마스크면과 평행으로 연재하는 평판부(13C)에 고정되고 있다. 이 평판부(13C)에 대해서 X 위치 규제부(13Xc)가 X 구동부(13X)에 의해서 구동됨으로써, 회전축(13B) 및 협지부(13A)가 회전축(13B)의 축선 방향으로 구동 가능하게 되어 있다.
X 구동부(13X)는, 도 8, 도 11에 나타내듯이, 모터(13Xa)와, 회전축(13Xb)과, X 위치 규제부(13Xc)와, 규제부(13Xd)를 갖는다.
모터(13Xa)는, 스텝 모터로 구성된다. 회전축(13Xb)은, X 방향으로 연재하여 모터(13Xa)에 의해서 회전 구동된다. X 위치 규제부(13Xc)는, 회전축(13Xb)에 나합되어 회전축(13Xb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(13Xd)는, X 위치 규제부(13Xc)와 모터(13Xa)의 이동을 X 방향으로 규제한다.
X 구동부(13X)에서는, 모터(13Xa)에 의해서 회전축(13Xb)을 회동함으로써, 이 회전축(13Xb)의 기단측이 접속된 X 위치 규제부(13Xc)가, 평판부(13C)에 대해서 X 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 규제부(13Xd)에 의해서, X 위치 규제부(13Xc)의 이동 방향이 규제되고 있다.
평판부(13C)는, 성막실(챔버)(4)의 측부이다. 상부 얼라이먼트부(13)는, 협지부(13A)의 위치를 X 방향의 자유도로 조정 가능하고, 성막실(챔버)(4)의 측부에 고정되고 있다.
상부 얼라이먼트부(13)에서는, 우선, 회전 구동부(13R)의 모터(13Ra)에 의해서 회전축(13B)을 축선 주위로 구동한다. 이것에 의해, 협지부(13A)가, 성막 위치로 이루어지는 마스크 프레임(F)과 간섭하지 않는 위치가 되도록, 회전축(13B)의 축선 주위의 각도 위치를 설정한다.
다음으로, 도 11에 나타내듯이, X 구동부(13X)의 모터(13Xa)에 의해서 회전축(13Xb)을 회동하고, X 위치 규제부(13Xc)를 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 회전축(13B)을 축선 방향으로 구동하여 협지부(13A)의 X 방향에서의 위치를 설정하고, 협지편(13Aa, 13Ab) 사이에 마스크 프레임(F)의 상단이 위치하도록 한다.
이 상태로, 도 12에 나타내듯이, 회전 구동부(13R)의 모터(13Ra)에 의해서 회전축(13B)을 축선 주위로 회동함으로써, 협지부(13A)에서의 협지편(13Aa, 13Ab) 사이에 마스크 프레임(F)의 상단이 위치하도록, 협지부(13A)에서의 회전축(13B)의 축선 주위의 각도 위치를 설정한다. 이것에 의해, 볼록부(13Ad, 13Ae)가 각각 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 맞닿고, 마스크 프레임(F)이 협지편(13Aa, 13Ab)에 의해서 협지된 상태가 된다.
이 상태로, X 구동부(13X)의 모터(13Xa)에 의해서 회전축(13Xb)을 회동하고, X 위치 규제부(13Xc)를 X 방향으로 이동시킴으로써, 회전축(13B)을 축선 방향으로 구동하여 마스크 프레임(F)의 상단에서의 X 방향에서의 위치를 미세조정하는 것이 가능해진다.
상부 얼라이먼트부(13)에서는, 회전 구동부(13R)의 모터(13Ra)가 성막실(챔버)(4)의 외측 위치에 배치되어 있고, 또, X 구동부(13X)의 모터(13Xa)가 성막실(챔버)(4)의 외측 위치에 배치되어 있다. 따라서, 회전축(13B)의 축선 주위에서의 협지부(13A)의 각도 위치의 조정은, 성막실(챔버)(4)의 외측으로부터 행해진다. 또, 회전축(13B)의 축선 방향에서의 협지부(13A)의 위치의 조정도, 성막실(챔버)(4)의 외측으로부터 행해진다. 이것에 의해, 챔버(4) 내에 발생한 티끌이 확산하는 것을 방지할 수 있다.
상부 얼라이먼트부(13, 14)는, 좌우 방향인 Y 방향에서 나란하도록 배치되어 있다. 상부 얼라이먼트부(13, 14)는, 도 8에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 중심선(Z 방향, 중력 방향)에 대해서, 대략 대칭인 구성을 갖도록 설치되고 있다. 이 때문에, 상부 얼라이먼트부(14)는, 이하에 부호만 기재되어, 도면에서 숨어 있는 구성도 있다.
상부 얼라이먼트부(14)는, 협지부(14A)와, X 구동부(14X)와, 회전 구동부(14R)를 갖는다. 협지부(14A)는, 마스크 프레임(F)의 상단에서의 좌우 방향(Y 방향)에서의 단부인 각부(角部)의 부근의 부위를 협지하여 걸림 가능하다. X 구동부(14X)는, 협지부(14A)를 마스크면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 구동하여 위치 조정할 때에 구동 가능하다. 회전 구동부(14R)는, 협지부(14A)를 마스크면에 대략 평행한 YZ 면 내에서 회동 가능하다.
협지부(14A)는, 도 8에 나타내듯이, 협지편(14Aa, 14Ab)과, 기초부(14Ac)를 갖고 있다. 협지편(14Aa, 14Ab)은, 마스크 프레임(F)의 단부에서, 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면의 각각 맞닿는다. 기초부(14Ac)는, 협지편(14Aa, 14Ab)을 평행 상태로 유지하고, 협지편(14Aa, 14Ab) 사이의 거리를 마스크 프레임(F)의 두께와 거의 동등하게 설정한다. 기초부(14Ac)에는, 협지편(14a, 14Ab)의 기단이 고정되고 있다.
또, 협지부(14A)의 기초부(14Ac)에서, 협지편(14Aa, 14Ab)의 연재 방향에서의 볼록부(14Ad, 14Ae)와는 반대측의 위치에는, 이들 협지편(14Aa, 14Ab)과 대략 직교하도록 교차하여 회전축(14B)의 선단이 접속된다.
협지편(14Aa, 14Ab)의 선단에는, 서로 대향하는 내측면에 위치하도록 볼록부(14Ad, 14Ae)가 설치되고 있다.
볼록부(14Ad, 14Ae)는, 협지편(14Aa, 14Ab)이 마스크 프레임(F)을 협지한 상태로, 협지편(14Aa, 14Ab)과 마스크 프레임(F)이 X 방향으로 어긋나지 않게, 서로 근접하는 방향으로 힘이 가해지고 있다. 또, 볼록부(14Ad, 14Ae)는, 협지편(14Aa, 14Ab)이 마스크 프레임(F)을 협지할 때에, 협지편(14Aa, 14Ab)과 마스크 프레임(F)이 X 방향으로 어긋나 있었을 때에 이 차이를 흡수하고, 협지편(14Aa)과 협지편(14Ab) 사이에 마스크 프레임(F)을 유지하는 것이 가능하도록, 서로 근접하는 방향으로 힘이 가해지고 있다.
볼록부(14Ad, 14Ae)는, 모두, 서로 근접하는 방향으로 돌출하는 구면 혹은 반구면 형상을 갖고, 예를 들면, 금속으로 구성되고, 마스크 프레임(F)의 중량을 지지 가능하게 되어 있다.
회전축(14B)은, 마스크면에 수직인 대략 수평 방향(X 방향)으로 연재하고, 회전축(14B)의 축선 주위로 회동 가능하게 된다. 또, 회전축(14B)은, 축선 방향(X 방향)으로 진퇴 가능하게 되어 있다.
회전축(14B)의 선단에는, 협지부(14A)의 기초부(14Ac)가 지름 방향으로 돌출하도록 접속 고정된다. 회전축(14B)의 기단에는, 회전 구동부(14R)의 모터(14Ra)가 접속되어, 회전축(14B)의 축선 주위로 구동 가능하게 되어 있다.
회전 구동부(14R)의 모터(14Ra)는, 마스크면과 평행으로 연재하는 평판부(14C)에 고정되고 있다. 이 평판부(14C)에 대해서 X 위치 규제부(14Xc)가 X 구동부(14X)에 의해서 구동됨으로써, 회전축(14B) 및 협지부(14A)가 회전축(14B)의 축선 방향으로 구동 가능하게 되어 있다.
X 구동부(14X)는, 도 8에 나타내듯이, 모터(14Xa)와, 회전축(14Xb)과, X 위치 규제부(14Xc)와, 규제부(14Xd)를 갖는다. 모터(14Xa)는, 스텝 모터로 구성된다. 회전축(14Xb)은, X 방향으로 연재하여 모터(14Xa)에 의해서 회전 구동된다. X 위치 규제부(14Xc)는, 회전축(14Xb)에 나합되어 회전축(14Xb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(14Xd)는, X 위치 규제부(14Xc)와 모터(14Xa)의 이동을 X 방향으로 규제한다.
X 구동부(14X)에서는, 모터(14Xa)에 의해서 회전축(14Xb)을 회동함으로써, 이 회전축(14Xb)의 기단측이 접속된 X 위치 규제부(14Xc)가, 평판부(14C)에 대해서 X 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 규제부(14Xd)에 의해서, X 위치 규제부(14Xc)의 이동 방향이 규제되고 있다.
평판부(14C)는, 성막실(챔버)(4)의 측부이다. 상부 얼라이먼트부(14)는, 협지부(14A)의 위치를 X 방향의 자유도로 조정 가능하고, 성막실(챔버)(4)의 측부에 고정되고 있다.
상부 얼라이먼트부(14)에서는, 우선, 회전 구동부(14R)의 모터(14Ra)에 의해서 회전축(14B)을 축선 주위로 구동한다. 이것에 의해, 협지부(14A)가, 성막 위치로 이루어지는 마스크 프레임(F)과 간섭하지 않는 위치가 되도록, 회전축(14B)의 축선 주위의 각도 위치를 설정한다.
다음으로, X 구동부(14X)의 모터(14Xa)에 의해서 회전축(14Xb)을 회동하고, X 위치 규제부(14Xc)를 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 회전축(14B)을 축선 방향으로 구동하여 협지부(14A)의 X 방향에서의 위치를 설정하고, 협지편(14Aa, 14Ab) 사이에 마스크 프레임(F)의 상단이 위치하도록 한다.
이 상태로, 회전 구동부(14R)의 모터(14Ra)에 의해서 회전축(14B)을 축선 주위로 회동한다. 이것에 의해, 도 8에 나타내듯이, 협지부(14A)에서의 협지편(14Aa, 14Ab) 사이에 마스크 프레임(F)의 상단이 위치가 되도록, 협지부(13A)에서의 회전축(13B)의 축선 주위의 각도 위치를 설정한다. 이것에 의해, 볼록부(14Ad, 14Ae)가 각각 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 맞닿고, 마스크 프레임(F)이 협지편(14Aa, 14Ab)에 의해서 협지된 상태가 된다.
이 상태로, X 구동부(14X)의 모터(14Xa)에 의해서 회전축(14Xb)을 회동하고, X 위치 규제부(14Xc)를 X 방향으로 이동시킴으로써, 회전축(14B)을 축선 방향으로 구동하여 마스크 프레임(F)의 상단에서의 X 방향에서의 위치를 미세조정하는 것이 가능해진다.
상부 얼라이먼트부(14)에서도, 회전 구동부(14R)의 모터(14Ra)가 성막실(챔버)(4)의 외측 위치에 배치되어 있고, 또, X 구동부(14X)의 모터(14Xa)가 성막실(챔버)(4)의 외측 위치에 배치되어 있다. 따라서, 협지부(14A)에서의 회전축(14B)의 축선 주위의 각도 위치 조정, 및, 협지부(14A)에서의 회전축(14B)의 축선 방향의 위치 조정은, 모두, 성막실(챔버)(4)의 외측으로부터 행해진다. 이것에 의해, 챔버(4) 내에 발생한 티끌이 확산하는 것을 방지할 수 있다.
도 13은, 본 실시 형태에서의 마스크 프레임의 계합부를 나타내는 사시도이다. 도 14는, 본 실시 형태에서의 마스크 프레임의 계합부를 나타내는 사시도이다. 도 15는, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치에서의 지지 얼라이먼트부와 마스크 프레임에서의 계합부의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 사시도이다. 도 16은, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치에서의 지지 얼라이먼트부와 마스크 프레임에서의 계합부의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 사시도이다.
마스크 프레임(F)은, 도 2, 도 8, 도 13, 도 14에 나타내듯이, 대략 직사각형의 틀(Fa)의 하단의 양단부, 즉, Z 방향에서의 하측에서 Y 방향에서의 양단 위치에, 계합부(F1) 및 계합부(F2)가 각각 설치되고 있다.
계합부(F1)는, 도 8, 도 13에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 일단 측에 설치되어, 틀(Fa)의 하단보다 하측으로 돌출한다. 계합부(F1)의 저면에는, 계합요부(係合凹部)(F1a)가 설치되고 있다.
계합요부(F1a)는, 도 13에 나타내듯이, 대략 구면상의 표면 형상을 갖고 있고, 지지 얼라이먼트부(11)의 볼록부(11a)가 계합하고, XY 방향으로 위치 규제가 가능하도록 형성되고 있다.
즉, 평면에서 보았을 때, 계합요부(F1a)의 중심 위치에 대해서 볼록부(11a)의 중심 위치가 지름 방향으로 어긋난 상태로, 볼록부(11a)가 계합요부(F1a)에 맞닿았을 경우에서도, Z 방향에서 볼록부(11a)와 계합요부(F1a)가 근접함에 따라, 볼록부(11a)의 외면이 계합요부(F1a)의 내면을 따라서 XY 방향으로 이동한다.
그리고, 최종적으로, 도 15에 나타내듯이, Z 방향에서 볼록부(11a)와 계합요부(F1a)가 가장 근접한 상태, 즉, 계합요부(F1a)가 볼록부(11a)에 재치된 상태로, 볼록부(11a)의 사방이 계합요부(F1a)의 사방에, 원을 형성하도록 선접촉한다. 이것에 의해, 평면에서 보았을 때, 계합요부(F1a)의 중심 위치에 대해서 볼록부(11a)의 중심 위치가 XY 방향으로 일치한 상태가 되도록, 마스크 프레임(F)의 위치가 설정된다.
또한, 계합요부(F1a) 및 볼록부(11a)의 형상은, 각각이 서로 중심 위치를 XY 방향에서의 위치를 설정 가능한 형상이면, 상술한 형상에 한정되는 것이 아니고, 다른 형상을 이용하는 것도 가능하다.
예를 들면, 계합요부(F1a) 및 볼록부(11a)가 서로 감합하는 요철 형상이 상술한 실시 형태와는 반대로 설정되어 있는 구조가 채용되어도 좋다. 구체적으로, 마스크 프레임(F)에 볼록한 형상(凸形狀)의 부재가 설치되고, 지지 얼라이먼트부(11)에 오목한 형상(凹形狀)의 부재가 설치되고 있는 구조가 채용되어도 좋다. 또, 계합요부(F1a)와 볼록부(11a)의 몇개의 형상으로서, 구면 형상은 아니고 원추형으로 형성된 형상, 또는, 다각추(多角錐) 등의 형상을 채용할 수도 있다.
계합부(F2)는, 도 8, 도 14에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 일단 측에 설치되어, 틀(Fa)의 하단보다 하측으로 돌출한다. 계합부(F2)의 저면에는, 계합홈부(係合溝部)(F2a)가 설치되고 있다.
계합홈부(F2a)는, 도 14에 나타내듯이, 틀(Fa)의 하단이 연재하는 방향, 즉, Y 방향으로 대략 동일 형상을 갖도록 연재하고 있다. 또한 계합홈부(F2a)는, 계합홈부(F2a)의 XZ 방향의 단면이, 계합홈부(F2a)의 연재하는 방향에서 대략 동일하다, 원호상의 표면 형상을 갖는다. 계합홈부(F2a)의 원호 형상은, 지지 얼라이먼트부(12)의 볼록부(12a)가 계합하고, Y 방향으로 자유도를 갖고, X 방향에서의 볼록부(12a)의 위치가 설정 가능하도록 형성되고 있다.
즉, 평면에서 보았을 때, 계합홈부(F2a)의 중심 위치에 대해서 볼록부(12a)의 중심 위치가 볼록부(12a)의 지름 방향인 X 방향 또는 Y 방향의 어느 쪽인가로 어긋난 상태로, 볼록부(12a)가 계합홈부(F2a)에 맞닿았을 경우에서도, Z 방향에서 볼록부(12a)와 계합홈부(F2a)가 근접함에 따라, 볼록부(12a)의 외면이 계합홈부(F2a)의 내면을 따라서 XY 방향으로 이동한다.
그리고, 최종적으로, 도 16에 나타내듯이, Z 방향에서 볼록부(12a)와 계합홈부(F2a)가 가장 근접한 상태, 즉, 계합홈부(F2a)가 볼록부(12a)에 재치된 상태로, 볼록부(12a)의 X 방향을 따르는 단면에서의 원호가, 계합홈부(F2a)의 내면에, 계합홈부(F2a)의 X 방향을 따르는 단면과 일치하도록 선접촉한다. 이것에 의해, 평면에서 보았을 때, 계합홈부(F2a)의 X 방향 중심 위치에 대해서 볼록부(12a)의 중심 위치가 X 방향으로 일치한 상태가 되도록, 마스크 프레임(F)의 위치가 설정된다. 동시에, Y 방향으로 연재하는 계합홈부(F2a)에 대해서 볼록부(12a)의 Y 방향에서의 위치는, 계합홈부(F2a)의 Y 방향의 길이에 대응하는 자유도를 갖고 Y 방향의 위치로 설정된다.
상측 지지부(16, 16)는, 도 8에 나타내듯이, 마스크 프레임(F)의 상측의 중앙 위치에서, Y 방향의 상부 얼라이먼트부(13) 및 상부 얼라이먼트부(14) 사이에 위치해서 설치된다.
상측 지지부(16, 16)는, 지지 얼라이먼트부(11, 12)에 의해서 마스크 프레임(F)을 지지하고, 상부 얼라이먼트부(13, 14)에 의해서 마스크 프레임(F)을 지지·얼라이먼트 하기 직전에, 마스크 프레임(F)이 넘어지지 않게 마스크 프레임(F)의 상측을 지지한다.
상측 지지부(16, 16)는, 도 8에 나타내듯이, 마그넷부(16a)와, Z 구동부(16Z)를 갖는다. 마그넷부(16a)는, 마스크 프레임(F)의 상단의 중앙부를 포함하는 부분, 구체적으로는, 마스크 프레임(F)의 좌우 양단의 위치를 제외한 마스크 프레임(F)의 전체 길이에 설치되고 있다. 마그넷부(16a)는, 마스크 프레임(F)을 구성하는 마그넷 등의 상측 프레임 지지체(F6)와 서로 끌어당기고, 마스크 프레임(F)의 중량을 지지 가능하다. Z 구동부(16Z)는, 마그넷부(16a)를 Z 방향으로 구동 가능하다.
상측 지지부(16, 16)에서는, 도 8에 나타내듯이, X 방향에서의 마그넷부(16a)의 위치가, 평면에서 보았을 때, 복수의 반송 수단(60)에 의해서 규정되는 마스크 프레임(F)의 반송 경로와 마그넷부(16a)가 겹치도록 설정되어 있다.
또한, Z 방향에서의 상측 지지부(16)의 위치가, 반송 경로에 설치된 반송 상지지부(66)를 묶는 선 상에, 최하강 위치가 되는 마그넷부(16a)가 거의 일치하도록 설정된다.
상측 지지부(16, 16)에서는, 마그넷부(16a)의 XZ 면에서의 단면 구성이, 전술한 반송 상지지부(56, 66)와 동등의 XZ 면에서의 단면 구성을 갖도록 설정된다. 마그넷부(16a)는, 마스크 프레임(F) 상단에 설치된 상측 프레임 지지체(F6)와 서로 끌어당긴다. 마그넷부(16a)와 상측 프레임 지지체(F6)는, 마스크 프레임(F)의 면내 방향(YZ 면내 방향)과 대략 직교하는 연직면 내(XZ 면 내)에서 자기회로를 형성함으로써 이루어진다.
또한, 상측 지지부(16)의 마그넷부(16a)는, 도 3에 나타내는 반송 상지지부(56)의 상마그넷부(56a)와 동등의 구성으로 이루어지고, 도면에서의 부호 56a를 16a로 읽어 바꿈으로써 이루어진다.
마그넷부(16a)는, 전술한 상마그넷부(56a)와 동일하게, 마스크 프레임(F)의 반송 방향과 평행한 Y 방향으로 연재하는 복수의 마그넷을 갖는다. 마그넷부(16a)의 마그넷은, 마스크 프레임(F) 상단에 설치된 상측 프레임 지지체(F6)와 서로 끌어당긴다. 마그넷부(16a)의 마그넷은, 마스크 프레임(F)의 면내 방향(YZ 면내 방향)과 대략 직교하는 연직면 내(XZ 면 내)에서 자기회로를 형성한다.
마그넷부(16a)는, Y 방향에서의 상측 지지부(16)의 전체 길이에서, 단면 구성이 대략 동일로 이루어진다. 이것에 의해, 상측 프레임 지지체(F6)와 마그넷부(16a) 사이에 형성되는 자기회로가, Y 방향에서의 상측 지지부(16)의 전체 길이에서, 거의 동일하게 형성된다. 따라서, Y 방향에서의 상측 지지부(16)의 전체 길이에서, 상측 프레임 지지체(F6)와 마그넷부(16a)가 서로 끌어당기는 인력을 거의 동일하게 할 수 있다.
상측 지지부(16)에 의해서 마스크 프레임(F)의 상측을 지지하려면, 마그넷부(16a)와 상측 프레임 지지체(F6)의 Z 방향 거리를 소정의 범위로 설정하는 것이 필요하다. 동시에, 상측 지지부(16)에 의해서 마스크 프레임(F)의 상측을 지지하려면, 마그넷부(16a)의 바로 아래에 상측 프레임 지지체(F6)가 위치하는 것이 필요하다. 이러한 조건을 채웠을 경우에, 마그넷부(16a)와 상측 프레임 지지체(F6)가 서로 끌어당기고, 상측 지지부(16)에 의해서 마스크 프레임(F)이 지지된다.
상측 지지부(16, 16)에서는, Y 방향으로 연재하는 반송 경로에 위치하는 마스크 프레임(F)의 상단을 따라서, 복수의 마그넷부(16a)가 배치되어도 좋다. 상측 지지부(16, 16)에서, 예를 들면, 도 8에 나타내듯이, 마그넷부(16a)가 2분할될 수 있다. 또한, 상측 지지부(16, 16)에서, 마그넷부(16a)가 3분할되거나, 그보다 다수로 분할되어 있어도 좋다.
Z 구동부(16Z)는, 도 8, 도 11에 나타내듯이, 모터(16Za)와, 회전축(16Zb)과, Z 판부(16c)와, 규제부(16Zd)와, 접속부(16b)와, Z 위치 규제부(16Zc)를 갖는다. 모터(16Za)는, 스텝 모터 또는 써보 모터로 구성된다. 회전축(16Zb)은, Z 방향으로 연재하여 모터(16Za)에 의해서 회전 구동된다. Z 판부(16c)는, 회전축(16Zb)에 나합되어 회전축(16Zb)의 축선 방향으로 상대 이동 가능하다. 규제부(16Zd)는, Z 판부(16c)와 모터(16Za)의 이동을 규제한다. 접속부(16b)는, Z 판부(16c)와 마그넷부(16a)를 접속한다. Z 위치 규제부(16Zc)에는, 회전축(16Zb)의 하단(선단)이 접속된다.
Z 구동부(16Z)에서는, 회전축(16Zb)의 하단(선단)은, 회동 가능한 상태로 Z 위치 규제부(16Zc)에 접속되고 있다. 모터(16Za)에 의해서 회전축(16Zb)을 회동함으로써, Z 위치 규제부(16Zc)에 대해서 Z 방향으로는 이동하지 않도록 회전축(16Zb)은, 회동한다. 규제부(16Zd)에 의해서, Z 판부(16c)의 이동 방향이 규제되고 있다. Z 판부(16c)는, Z 위치 규제부(16Zc)에 대해서 Z 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, Z 판부(16c)와 접속부(16b)에 의해서 접속된 마그넷부(16a)가 Z 방향으로 왕복 이동 가능하게 되어 있다.
Z 위치 규제부(16Zc)는, 성막실(챔버)(4)의 정부이다. Z 구동부(16Z)는, 마그넷부(16a)를 Z 방향으로의 신장 또는 후퇴시키는 것이 가능하고, 성막실(챔버)(4)의 정부에 고정되고 있다.
상측 지지부(16, 16)에서는, 모터(16Za)가, 성막실(챔버)(4)의 정부에 위치하는 Z 위치 규제부(16Zc)의 외측, 즉 챔버(4)의 외부에 배치되어 있다. 접속부(16b)가 밀폐 상태로 유지된 채로 Z 방향으로 신퇴 가능하게 되어 있으므로, 챔버(4)의 내부에서 발생한 티끌이 확산하는 것을 방지할 수 있다.
도 17은, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치의 마스크실에서의 얼라이먼트 전 상태를 나타내는 정면도이다. 도 18은, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치의 마스크실에서의 얼라이먼트 상태를 나타내는 정면도이다.
본 실시 형태에 따른 스퍼터링 장치(1)에서, 마스크 프레임(F)의 얼라이먼트를 행할 때, 우선, 도 2에 나타내는 스톡실(50)로부터 마스크실(43)에서 구동 롤러(65a, 65a) 등에 의해서 구동된 마스크 프레임(F)을, 이들 구동 롤러(65a, 65a)에 의해서 하단부의 슬라이더(F5)를 지지한 상태로, 또한, 반송 상지지부(66)에 의해서 마스크 프레임(F) 상측을 끌어당겨 넘어지지 않게 유지한 상태로, 반송 경로를 따라서 반송하고, 반송하여 온 마스크 프레임(F)을 마스크실(43)의 성막 위치의 부근에 위치한다.
여기서, 마스크 프레임(F)의 반송 시에는, 상측 지지부(16, 16)에서, 도 17에 나타내듯이, Z 구동부(16Z)를 구동하고, 마그넷부(16a)를 마스크 프레임(F) 상단에 근접시킨다. 동시에, 마그넷부(16a)를 최하 위치까지 하강시킨다. 이것에 의해, 마그넷부(16a)가 반송 상지지부(66)를 묶는 선 상에 위치한다.
이 때, 마스크 프레임(F)의 상단에서는, 상측 지지부(16)와 마그넷부(26a)가 서로 끌어당긴다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 상단이 넘어지지 않게 지지되고 있다. 또, 마스크 프레임(F)의 하부에서는, 슬라이더(F5)가 지지 얼라이먼트부(11, 12)에 맞닿고 있지 않고, 슬라이더(F5)가 반송 구동부(65)의 구동 롤러(65a, 65a)에 맞닿고 있다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 하부가 지지되고 있다.
반송 경로를 형성하는 복수의 구동 롤러(65a)의 정부를 묶은 직선은, Z 방향 위치에서, 지지 얼라이먼트부(11, 12)의 볼록부(11a, 12a)의 위치보다 높은 위치로 설정됨과 동시에, 후술하는 지지 얼라이먼트부(11, 12)의 얼라이먼트 동작에 따라 상승하는 볼록부(11a, 12a) 상지점보다 낮은 위치가 되도록 설정할 수 있다.
마스크 프레임(F)의 얼라이먼트 동작 전에서, 지지 얼라이먼트부(11, 12)는, 도 17에 나타내듯이, 볼록부(11a, 12a)의 위치가 Z 방향의 최저 위치가 되도록 Z 구동부(11Z, 12Z)에서 설정되어 있다. X 구동부(11X, 12X) 및 Y 구동부(11Y, 12Y)에서는, 볼록부(11a, 12a)가 XY 면내 방향에서 성막 위치의 가까운 위치에 있으면 좋다. 이것은, 볼록부(11a)의 상승에 수반하여, 계합요부(F1a)의 내면의 몇개의 위치에 볼록부(11a)가 맞닿음 가능한 것, 및, 볼록부(12a)의 상승에 수반하여, 계합홈부(F2a) 내면의 몇개의 위치에 볼록부(12a)가 맞닿음 가능한 것을 의미한다.
동시에, 마스크 프레임(F)의 얼라이먼트 동작 전에서, 상부 얼라이먼트부(13)는, 도 17에 나타내듯이, 회전 구동부(13R)에서 회전축(13B)의 축선 주위에서의 협지부(13A)의 각도가, 마스크 프레임(F)을 성막 위치의 부근에 위치할 때에, 마스크 프레임(F)에 간섭하지 않는 각도로 되어 있다. 구체적으로는, 협지부(13A)가 마스크 프레임(F)의 근처에 위치함과 동시에, 회전축(13B)의 축선 주위에서 협지부(13A)가 적어도 향상상향으로 기울어지는 각도로 협지부(13A)의 위치가 설정되는 것이 바람직하다.
또, 상부 얼라이먼트부(13)에서는, X 구동부(13X)에서, 협지부(13A)에서의 협지편(13Aa, 13Ab) 사이에 마스크 프레임(F)의 상단이 위치하도록 설정하여 둔다.
이와 같이, 마스크 프레임(F)의 얼라이먼트 동작 전에서, 상부 얼라이먼트부(14)는, 도 14에 나타내듯이, 회전 구동부(14R)에서 회전축(14B)의 축선 주위에서의 협지부(14A)의 각도가, 마스크 프레임(F)을 성막 위치의 부근에 위치할 때에, 마스크 프레임(F)에 간섭하지 않는 각도로 되어 있다. 구체적으로는, 협지부(14A)가 마스크 프레임(F)의 근처에 위치함과 동시에, 회전축(14B)의 축선 주위에서 협지부(14A)가 적어도 상향으로 기울어지는 각도로 협지부(13A)의 위치가 설정되는 것이 바람직하다.
또, 상부 얼라이먼트부(14)에서는, X 구동부(14X)에서, 협지부(14A)에서의 협지편(14Aa, 14Ab) 사이에 마스크 프레임(F)의 상단이 위치하도록 설정하여 둔다.
다음으로, 얼라이먼트 동작을 행하려면, 도 18에 나타내듯이, 상부 얼라이먼트부(13)의 회전 구동부(13R)를 구동하고, 도 18의 화살표 r13로 나타내듯이, 협지부(13A)를 회전축(13B)의 축선 주위로 회동한다. 이것에 의해, 협지부(13A)의 각도는, 협지편(13Aa) 및 협지편(13Ab) 사이에 위치하는 2개의 대향면에 설치된 볼록부(13Ad) 및 볼록부(13Ae)가 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 각각 맞닿아서 지지 가능한 각도로 한다.
동시에, 얼라이먼트 동작을 행하려면, 도 18에 나타내듯이, 상부 얼라이먼트부(14)의 회전 구동부(14R)를 구동하고, 도 18의 화살표 r14로 나타내듯이, 협지부(14A)를 회전축(14B)의 축선 주위로 회동한다. 이것에 의해, 협지부(14A)의 각도는, 협지편(14Aa) 및 협지편(14Ab) 사이에 위치하는 2개의 대향면에 설치된 볼록부(14Ad) 및 볼록부(14Ae)가 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 각각 맞닿아서 지지 가능한 각도로 한다.
또한, 도 18의 화살표 r13, r14로 나타내는 상부 얼라이먼트부(13, 14)에서의 회전 구동부(13R, 14R)의 동작의 후에, 혹은, 이 동작과 동시에, 지지 얼라이먼트부(11, 12)에서, Z 구동부(11Z, 12Z)를 구동한다. 이것에 의해, 도 18의 화살표 r11, r12로 나타내듯이, 볼록부(11a, 12a)를 상승시키고, 볼록부(11a)를 계합요부(F1a)의 내면에 맞닿도록 함과 동시에, 볼록부(12a)를 계합홈부(F2a)의 내면에 맞닿도록 한다.
이 도 18의 화살표 r11, r12로 나타내 보이는 Z 구동부(11Z, 12Z)의 동작에 의해, 마스크 프레임(F)의 하단에서는, 슬라이더(F5)가 반송 수단(60)의 구동 롤러(65a, 65a)로부터 이간한다. 동시에, 지지 얼라이먼트부(11, 12)에 의해서, 마스크 프레임(F)의 중량이 지지된 상태가 된다.
도 18의 화살표 r11, r12로 나타내 보이는 Z 구동부(11Z, 12Z)의 동작에 동기하고, 상측 지지부(16, 16)에서의 Z 구동부(16Z)를 구동한다. 이것에 의해, 도 18의 화살표 r16로 나타내듯이, 마그넷부(16a)를 상승시키고, 마그넷부(16a)가, 상승하는 마스크 프레임(F)에 맞닿지 않게 동작시킨다.
이와 같이, 도 18의 화살표 r11, r12로 나타내듯이, 볼록부(11a)가 계합요부(F1a)의 내면에 맞닿음과 동시에, 볼록부(12a)가 계합홈부(F2a)의 내면에 맞닿는다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 하단은, 볼록부(11a, 12a)에 의해서 설정되는 XY 면 내의 위치에 규제되게 된다.
동시에, 도 18의 화살표 r13로 나타내듯이, 협지편(13Aa)의 볼록부(13Ad) 및 협지편(13Ab)의 볼록부(13Ae)가 각각 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 맞닿는다. 또, 도 18의 화살표 r14로 나타내듯이, 협지편(14Aa)의 볼록부(14Ad) 및 협지편(14Ab)의 볼록부(14Ae)가 각각 마스크 프레임(F)의 표면 및 이면에 맞닿는다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 상단은, 협지부(13A, 14A)에 의해서 설정되는 X 방향 위치에 규제되게 된다.
또한, 도시하지 않은 카메라 등의 검출 수단에 의해서 검출된 유리 기판(S)과, 마스크 프레임(F)의 위치 관계의 정보로부터, 도시하지 않은 제어부 등의 연산 수단에 의해서 연산됨과 동시에 출력되는 얼라이먼트 신호에 근거하고, 마스크 얼라이먼트 수단(10)을 동작시킨다. 이것에 의해서, 유리 기판(S)과, 마스크 프레임(F)의 위치 관계를 미리 설정된 스퍼터링의 성막 위치가 되도록 제어한다.
이 때, 지지 얼라이먼트부(11, 12)에서, X 구동부(11X, 12X), Y 구동부(11Y, 12Y), Z 구동부(11Z, 12Z)를 구동한다. 또한, 상부 얼라이먼트부(13, 14)에서의 X 구동부(13X)를 구동한다. 이것에 의해서, 마스크 프레임(F)의 ZY 면에서의 2방향의 위치, 및, 마스크 프레임(F)의 ZY 면에 직교하는 X 방향의 위치, 즉, 3개의 축 방향에서의 위치와, 3개의 축 방향의 축선 주위의 3개의 회전 방향(각도)에 의한 6 자유도로, 마스크 프레임(F)의 얼라이먼트를 행한다.
구체적으로는, 지지 얼라이먼트부(11)에 의한 마스크 프레임(F)의 하단에서의 계합부(F1)의 측단부의 XYZ 방향이 되는 3방향의 위치 설정, 및, 지지 얼라이먼트부(12)에 의한 마스크 프레임(F)의 하단에서의 계합부(F2)의 측단부의 XYZ 방향이 되는 3방향의 위치 설정, 상부 얼라이먼트부(13)에 의한 마스크 프레임(F)의 상단에서의 계합부(F1)의 측단부의 X 방향이 되는 위치 설정, 상부 얼라이먼트부(14)에 의한 마스크 프레임(F)의 상단에서의 계합부(F2)의 측단부의 X 방향이 되는 위치 설정을 행하게 된다.
이것에 의해, 유리 기판(S)과 마스크 프레임(F)의 면내 방향의 위치 설정과, 유리 기판(S)과 마스크 프레임(F)의 면끼리의 기울기 설정을 동시에 행하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에서는, 지지 얼라이먼트부(11, 12)에서, X 구동부(11X, 12X), Y 구동부(11Y, 12Y)가, 챔버(4) 내에 설치되고 있다. 이것에 의해, 구동부(11X, 12X, 11Y, 12Y)가 챔버(4)의 외부에 설치되고 있는 경우에 비해, 구동부(11X, 12X, 11Y, 12Y)로부터 상기 구동부에 의해서 위치가 제어되는 마스크 프레임(F)까지의 거리를 단축할 수 있다. 이것에 의해, 마스크 프레임(F)의 위치의 제어를, 보다 고정밀도에 행하는 것이 가능해진다. 동시에, 구동부(11X, 12X, 11Y, 12Y)에 스텝 모터를 이용하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 고출력인 써보 모터를 이용하는 경우에 비해, 마스크 프레임(F)의 위치의 제어를, 보다 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다.
또한, 구동부(11X, 12X, 11Y, 12Y)에 공간절약형의 스텝 모터를 이용하고, 챔버(4) 내에서 밀폐하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 구동부(11X, 12X, 11Y, 12Y)의 구동에 관해서 티끌 등의 발생을 방지하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 유리 기판(S)에 대한 스퍼터링의 성막 특성을 향상함과 동시에, 수율을 향상하고, 제조 코스트를 저감하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에서는, 지지 얼라이먼트부(11, 12)에서의 Z 구동부(11Z, 12Z), 및, 상부 얼라이먼트부(13, 14)에서의 회전 구동부(13R, 14R)와 X 구동부(13X, 14X)가, 챔버(4)의 외부에 설치된다. 이것에 의해, 500kg이상이 되는 경우도 있는 중량을 갖는 마스크 프레임(F)을 지지하고, 마스크 프레임(F)을 직접 구동할 때에, 챔버(4) 내의 스페이스를 신경쓰지 않고 고출력의 모터를 이용하는 것이 가능해진다. 또한, Z 구동부(11Z, 12Z)로부터 발생한 티끌은, 중력에 의해서 하방으로 낙하하지만, 성막 특성에 영향을 주는 마스크 프레임(F)의 상측 위치에 배치되어 있는 회전 구동부(13R, 14R), 및, X 구동부(13X, 14X)가 챔버(4)의 외측에 위치함으로써, 이 티끌이 발생하지 않고, 유리 기판(S)에 대한 스퍼터링 성막 특성에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 계합부(F1, F2) 및 지지 얼라이먼트부(11, 12)의 볼록부(11a, 12a)가, 상기의 구성을 가지므로, 마스크 프레임(F)을 볼록부(11a, 12a)에서 지지하고, 이것을 지지 얼라이먼트부(11, 12)에서의 Z 구동부(11Z, 12Z)의 구동만으로, 마스크 프레임(F)의 하단부에서의 위치 설정을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 계합요부(F1a) 및 계합홈부(F2a)를 지지 얼라이먼트부(11, 12)의 볼록부(11a, 12a)에 계합시키는 것만으로, 마스크 프레임(F)을 미세조정 가능하게 지지하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에서는, 상부 얼라이먼트부(13, 14)가 상기의 구성을 가지므로, X 구동부(13X, 14X)가 협지부(13A, 14A)를 회전축(13B, 14B)을 따라서 이동시킴으로써, X 방향으로 마스크 프레임(F)의 위치를 제어하는 것이 가능하고, 이것에 의해, 상술한 6 자유도로 마스크 프레임(F)을 얼라이먼트 가능하게 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 공간절약화된 스퍼터링 장치(1)에서, 간단한 구성, 또한, 티끌이 나오지 않는 상태로, 용이하게 마스크 프레임(F)을 얼라이먼트 가능하게 하는 것이 가능하고, 뛰어난 성막 특성을 저비용으로 실현되는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 마스크 교환수단(100)에 의한 마스크 교환, 및, 마스크 얼라이먼트 수단(10)에 의한 마스크 프레임(F)의 얼라이먼트를, 상기와 같이 행하는 것이 가능하면, 마스크 프레임(F)을 각각 구동 및 제어하는 수단으로서는, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다.
또, 본 실시 형태에서는, 기판(S) 및 마스크 프레임(F)이 입위(立位)로 이루어지는 종형 반송·종형 성막으로서 설명했지만, 마스크 프레임(F)이 수평위(水平位)로 이루어지는 수평 반송으로 할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 제2 실시 형태를, 도면에 근거하여 설명한다.
도 19는, 본 실시 형태에서의 스퍼터링 장치의 일부를 나타내는 모식 평면도이며, 본 실시 형태에서, 상술한 제1 실시 형태와 다른 것은, 스톡실 및 성막실의 배치에 관한 점이며, 그 이외의 상술한 제1 실시 형태와 대응하는 구성에는 동일한 부호를 교부하여 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 도 19에 나타내듯이, 1개의 성막실(4)에 대해서, 2개의 스톡실(50, 50A)이 접속되고 있다. 또, 도면에서, 로드·언로드실(2), 반송실(3) 등은, 생략되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 타방의 스톡실(50)을, 마치 마스크 프레임(F)에 대한 로드실로서, 외부로부터 소정 종류, 소정 매수로 이루어지는 마스크 프레임(F)을 성막실(4)에 순차적으로 반입할 수 있다. 또, 다른 일방의 스톡실(50A)을, 마치 마스크 프레임(F)에 대한 언로드실로서, 소정 종류, 소정 매수로 이루어지는 마스크 프레임(F)을 성막실(4)로부터 순차적으로 반출할 수 있다.
이 경우, 성막실(4)을 대기 개방하지 않고, 자동화한 마스크 교환을 행할 수 있다. 동시에, 성막 전의 마스크 프레임(F)에 대해서, 성막 후의 마스크 프레임(F)이 다른 로드·언로드실로 반송된다. 이 때문에, 성막 전의 마스크 프레임(F)에 대한 파티클의 부착을 저감하고, 스퍼터링에서의 파티클의 영향을 억제된다고 하는 효과를 상주하는 것이 가능해진다.
본 발명이 바람직한 실시 형태를 설명하고, 상기로 설명하여 왔지만, 이들은 본 발명의 예시적인 것이며, 한정하는 것으로서 고려되어서는 아니되는 것을 이해해야 한다. 추가, 생략, 치환, 및 그 외의 변경은, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않고 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 전술의 설명에 의해서 한정되고 있다고 보여져야 하는 것이 아니고, 청구범위에 의해서 제한되고 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 활용예로서, 증착, CVD, 에칭 등을 들 수 있다.
1…스퍼터링 장치
2…로드·언로드실(챔버)
3…반송실(챔버)
4, 4B…챔버(성막실)
41…스퍼터 공간
42…이측 공간(離側空間)
43…마스크실
6…배킹 플레이트(음극 전극)
7…타깃
8…가스 도입 수단
9…고진공 배기 수단
S…유리 기판(기판)
F, FA, FB, FC, FD…마스크 프레임
Fa…틀
F1, F2…계합부
F1a…계합요부(係合凹部)
F2a…계합홈부(係合溝部)
F5…슬라이더
F6…상측 프레임 지지체
F6a, F6b, F6c, F6d…마그넷
F6f…비자성부
F6e…자성부
F6g…보호층
100…마스크 교환수단
50…스톡실
50a…저부(底部)
50b…측부
50c…정부(頂部)
51, 52…스톡 하지지부(스톡 지지부)
51A, 52A…스톡 재치부(스톡 지지부)
51Aa, 52Aa…재치홈(載置溝)
51Ab, 52Ab…구동홈(驅動溝)
51a, 52a…지지홈(支持溝)
51b, 52b…홈 지지 기초부(溝支持基部)(스톡 위치 교환 구동부)
51b1, 52b1…X 구동축
51b2, 52b2…X 구동 모터
51c, 52c…X 방향 규제부(스톡 위치 교환 구동부)
51d, 52d…Z 구동축(스톡 위치 교환 구동부)
51e, 52e…Z 구동 모터(스톡 위치 교환 구동부)
51f, 52f…Z 방향 규제부(스톡 위치 교환 구동부)
53, 54…스톡 상지지부(스톡 지지부)
53a, 54a…협지부
53b, 54b…협지편
53c, 54c…회전축
53e, 54e…볼록부
53rx, 54rx…X 회전 구동부
55…구동 지지부
55a…구동 롤러
55b…회전 구동부
55c…맞닿음 해제 구동부
55d…Z 위치 규제부
55e…회전 구동 모터
55f…회전 구동부
55g…구동축
56…반송 상지지부
56a…상마그넷부
56b, 56c…협지부
56b1, 56c1…협지편
56b2, 56c2…접속부
56d…Z 지지부
56e…볼록부(凸部)
56f…Z 구동부
58…밀폐 수단
58a…게이트 밸브
58b…반입 출구
58c…마스크 취출 충전구
58d…개폐부
58e…요동축
58f…요동 구동부
58g…취출 지지부(取出支持部)
58ga…취출 지지홈
58h…취출 상지지부
58h1…Z축
58h2…지지편
60…반송 수단
65…반송 구동부
65a…구동 롤러
65b…회전 구동부
66…반송 상지지부
661, 662, 663, 664…마그넷
665…자성부
666…비자성부
667…하면
10…마스크 얼라이먼트 수단
11, 12…지지 얼라이먼트부
11a, 12a…볼록부
13, 14…상부 얼라이먼트부
13A, 14A…협지부
16…상측 지지부
16a…마그넷부

Claims (10)

  1. 스퍼터링 장치로서,
    챔버 내에서 스퍼터링에 의해 성막하는 기판에 대해서, 대략 수직 유지된 마스크 프레임을 교환 가능하게 하는 마스크 교환수단을 갖고,
    상기 마스크 교환수단이,
    복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 면끼리가 대략 평행한 상태로 복수 스톡 가능하게 하는 밀폐 가능한 스톡실과,
    복수 스톡된 상기 마스크 프레임으로부터 선택된 한 장의 마스크 프레임을 상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 마스크실까지 반송하는 반송 수단,
    을 갖고,
    상기 스톡실에는,
    복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면끼리가 대략 평행한 상태로 복수 지지 가능하게 이루어짐과 동시에 이들 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능하게 하는 스톡 지지부와,
    상기 스톡 지지부에 스톡된 상기 마스크 프레임으로부터 선택된 한 장의 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 대략 수평 방향으로 구동 가능하게 하는 구동 지지부와,
    상기 구동 지지부에 의해 상기 마스크 프레임이 이동될 때에 상기 마스크 프레임의 상단을 기울어지지 않게 지지 가능하게 하는 반송 상지지부,
    가 설치되는,
    스퍼터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스톡 지지부가,
    복수의 상기 마스크 프레임의 하단을 지지 가능하게 이루어지는 복수의 스톡홈을 갖는 스톡 재치부와,
    상승, 하강 및 전후 이동 가능하게 이루어지고, 상승시에 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치된 복수의 상기 마스크 프레임의 하단에 맞닿게 하여 복수의 상기 마스크 프레임을 들어 올리고, 상기 스톡 재치부로부터 이간한 상태인 상승 위치로서 복수의 상기 마스크 프레임을 지지함과 동시에, 상기 상승 위치에서 지지하고 있는 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동한 후에, 상기 마스크 프레임의 하단으로부터 이간할 때까지 하강하고, 복수의 상기 마스크 프레임을 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치 가능하게 하는 스톡 하지지부와,
    상기 스톡 재치부에 스톡된 복수의 상기 마스크 프레임의 상측의 위치를 지지 및 해방 가능하게 이루어짐과 동시에, 상기 스톡 하지지부와 동일한 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능한 스톡 상지지부,
    를 갖는,
    스퍼터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스톡 하지지부가,
    스톡된 상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 평행한 방향으로 연재하여 상기 마스크 프레임의 하단을 지지하는 복수의 지지홈과,
    이들 복수의 상기 지지홈을, 대략 연직 방향 및 상기 마스크 프레임의 면에 대략 직교하는 방향으로 전후 이동 가능하게 하는 스톡 위치 교환 구동부,
    를 갖는,
    스퍼터링 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스톡 상지지부가,
    상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 방향으로 연재하는 축선 주위로 회동 가능하게 이루어짐과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상단을 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 방향의 양측에서 협지 가능한 협지부를 갖고,
    상기 협지부가, 상기 축선과 평행한 방향을 따라서 전후 이동 가능하게 이루어지는,
    스퍼터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스톡 지지부가,
    복수의 상기 마스크 프레임의 하단의 위치를 지지 가능하게 이루어진 복수의 스톡홈을 갖는 스톡 재치부를 갖고,
    상기 구동 지지부가,
    상기 마스크 프레임의 상기 면에 대략 직교하는 방향과 평행한 축선을 가짐과 동시에 회전 구동부에 의해 구동 가능한 구동 롤러를 갖고,
    상기 회전 구동부에 의해 상기 구동 롤러를 회전 구동하는 것에 의해서, 상기 스톡 재치부의 상기 스톡홈에 재치되어 있는 상기 마스크 프레임 중, 상기 구동 롤러에 맞닿고 있는 상기 마스크 프레임을 선택하여 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향으로 상기 마스크 프레임을 구동 가능하게 이루어지는,
    스퍼터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반송 상지지부가 상마그넷부를 갖고,
    상기 상마그넷부에는, 상기 마스크 프레임의 상단에 설치된 마그넷부와 서로 끌어당김과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향과 대략 직교하는 연직면 내에 형성되는 자기회로를 갖도록 마그넷이 배치되는,
    스퍼터링 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스톡실이,
    상기 마스크 프레임이 미사용인지 사용됐는지 여부에 관계없이,
    상기 스톡실에 스톡된 상기 마스크 프레임과 상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 상기 마스크실에 있는 상기 마스크 프레임과의 교환을 실시하는 경우에는, 외부에 대해서 상기 스톡실을 밀폐하고, 또한, 상기 챔버에 연통한 상태로 상기 마스크 프레임을 반송 가능하게 함과 동시에,
    상기 스톡실에 스톡된 상기 마스크 프레임을 외부에 대해서 반입 또는 반출하는 경우에는, 상기 챔버를 밀폐함과 동시에 상기 외부에 대해서 상기 스톡실을 연통한 상태로 상기 마스크 프레임을 반입 가능 또는 반출 가능하게 하는 밀폐 수단을 갖는,
    스퍼터링 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스톡실이, 스톡된 상기 마스크 프레임을 교환 가능하도록 복수의 상기 챔버에 대해서 각각 접속되는,
    스퍼터링 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내의 성막 위치가 되는 상기 마스크실에서, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 2 방향 및 상기 마스크 프레임의 상기 면에 직교하는 직교 방향의 3개의 축 방향과, 상기 3개의 축 방향의 축선 주위의 3개의 회전 방향에 의한 6 자유도로, 상기 마스크 프레임을 얼라이먼트 가능하게 하는 마스크 얼라이먼트 수단을 갖는,
    스퍼터링 장치.
  10. 제6항 기재의 스퍼터링 장치에서의 상기 스톡실과 상기 마스크실 사이에 반송 가능한 마스크 프레임으로서,
    상기 반송 상지지부에 설치된 상기 상마그넷부와 서로 끌어당김과 동시에, 상기 마스크 프레임의 상기 면에 평행한 방향과 대략 직교하는 연직면 내에 형성되는 자기회로를 갖도록 마그넷이 배치된 마그넷부를 갖는,
    마스크 프레임.
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