KR20190140373A - 기판 회전 장치 및 기판 회전 방법 - Google Patents

기판 회전 장치 및 기판 회전 방법 Download PDF

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테이지 타카하시
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캐논 톡키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 기판 회전 장치는, 기판 회전 장치 내로 반입된 기판을 고정하는 고정 기구와, 상기 고정 기구에 연결되어 있고, 상기 고정 기구를 회전시킴으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판을 중력 방향 아래쪽으로부터 지지하는 지지 기구를 포함하고, 상기 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 회전 장치, 기판 회전 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법{SUBSTRATE ROTATION APPARATUS, SUBSTRATE ROTATION METHOD AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 기판 회전 장치, 기판 회전 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 평판 디스플레이로서 유기전계발광 디스플레이가 각광을 받고 있다. 유기전계발광 디스플레이는 자발광 디스플레이로서, 응답 속도, 시야각, 박형화 등의 특성이 액정 패널 디스플레이보다 우수하여, 모니터, 텔레비전, 스마트폰으로 대표되는 각종 휴대 단말 등에서 기존의 액정 패널 디스플레이를 빠르게 대체하고 있다. 또한, 자동차용 디스플레이 등으로도 그 응용분야를 넓혀가고 있다.
유기전계발광 디스플레이 소자는 2개의 마주보는 전극(캐소드 전극, 애노드 전극) 사이에 발광을 일으키는 유기물 층이 형성된 기본 구조를 가진다. 유기물 층은 적어도 발광층을 포함하며, 발광층 이외에도 전자수송층, 전자주입층, 정공수송층, 정공주입층 등을 더 포함할 수 있다. 유기전계발광 디스플레이 소자의 유기물 층 및 전극 금속층은 진공 챔버 내에서 원하는 화소 패턴이 형성된 마스크를 통해 기판에 증착 물질을 증착시킴으로써 제조된다.
한편, 이러한 증착 공정을 행하기 전 또는 후에, 필요에 따라 기판의 상면 및 하면의 위치를 변경시키도록 기판을 회전시키는 경우가 있다. 예컨대, 유기전계발광 소자의 유기물 층 형성을 위한 진공 증착 공정에서는, 통상 기판의 성막면이 아래를 향하도록 하여 상향으로 성막을 행하는 소위 상향 성막(depo-up) 방식이 사용되고 있는데, 이러한 증착 공정의 전 공정에서 기판의 성막면을 위로 하여 막을 형성하는 소위 하향 성막(depo-down) 방식이 사용된 경우에는, 증착 공정에 들어가기 전에 기판의 성막면을 상하 반전시키는 경우가 있다.
특허문헌 1에는, 이러한 종래의 기판 반전 장치로서, 기판의 반출입 시 승강 이동하여 기판을 수취하여 지지하는 기판승강기구와, 기판의 양단을 파지하여 고정하는 기판유지기구와, 기판유지기구를 회전시키는 회전 기구를 포함하여 구성된 것이 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래예의 것은, 복수의 지지핀을 통해 기판을 수취하여 지지하는 승강 기구가 기판 회전 기구와 별체로 설치되어 있어, 기판을 반전시키는 회전 동작 시, 간섭을 피하기 위해, 지지핀을 회전 기구의 회전 반경 밖으로까지 이동시켜여만 하고, 이에 따라 장치가 대형화되는 문제가 있다.
일본특허공개 제2010-168653호
본 발명은, 이상의 점을 감안하여, 장치 구조를 소형화할 수 있는 기판 회전 장치와, 이 기판 회전 장치를 이용한 기판 회전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따른 기판 회전 장치는, 기판 회전 장치 내로 반입된 기판을 고정하는 고정 기구와, 상기 고정 기구에 연결되어 있고, 상기 고정 기구를 회전시킴으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판을 중력 방향 아래쪽으로부터 지지하는 지지 기구를 포함하고, 상기 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 기판 회전 장치는, 상기 고정 기구에 대하여 상기 지지 기구의 반대쪽에 배치되어, 상기 기판 회전 장치 내로 반입되는 기판을 수취하여 지지하는 다른 지지 기구를 더 포함하고, 상기 다른 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 기판 회전 장치는, 상기 지지 기구 및 상기 다른 지지 기구를 각각 상기 고정 기구 방향으로 승강시키는 승강 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 기판 회전 장치는, 상기 회전 기구에 체결 고정되고, 상기 고정 기구의 중력 방향 상측 또는 하측에 상기 고정 기구와 인접하여 배치되는 기구 수용부를 더 포함하고, 상기 지지 기구 및 상기 다른 지지 기구는, 상기 각각의 승강 기구와, 상기 기구 수용부 내에 수용되어 상기 각각의 승강 기구를 구동하는 각각의 구동부를 통해, 상기 회전 기구에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 기판 회전 장치는, 상기 고정 기구로 기판을 고정하기 전에 상기 고정 기구에 대한 상기 기판의 위치를 조정하는 위치 조정 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 기판 회전 장치는, 상기 위치 조정 기구가, 일단부가 상기 고정 기구 상에 재치된 상기 기판의 측면과 대향하도록 배치되어, 상기 기판의 측면 방향으로의 전후 이동을 통해 상기 기판과 접촉 가능한 기판 접촉부와, 상기 기판 접촉부의 타단부에 연결되어, 상기 전후 이동이 가능하도록 상기 기판 접촉부를 구동하는 기판위치조정용 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 기판 회전 방법은, 기판 회전 장치를 이용하여 기판을 회전시키는 방법으로서, 상기 기판 회전 장치 내로 반입된 기판을 고정 기구로 고정하는 단계와, 상기 고정 기구에 연결된 회전 기구에 의해 상기 고정 기구를 회전시킴으로써, 상기 기판을 회전시키는 단계와, 상기 기판을 중력 방향 아래쪽으로부터 지지 기구에 의해 지지하는 단계를 포함하고, 상기 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 기판 회전 방법은, 반입된 상기 기판을 상기 고정 기구로 고정하는 상기 단계 이전에, 상기 고정 기구에 대하여 상기 지지 기구의 반대쪽에 배치된 다른 지지 기구에 의해, 상기 기판 회전 장치 내로 반입된 기판을 수취하여 지지하는 단계와, 상기 다른 지지 기구를 상기 고정 기구에 근접시켜 반입된 상기 기판을 상기 다른 지지 기구로부터 상기 고정 기구 상으로 전달하는 단계를 더 포함하고, 상기 다른 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 전자 디바이스의 제조 방법은, 기판의 제1 면을 처리하는 제1 처리 단계와, 상기 제1 처리 단계에서 처리된 상기 기판을 기판 회전 장치 내에 반입하는 단계와, 상기 기판 회전 장치 내에 반입된 기판을 고정 기구로 고정하는 단계와, 상기 고정 기구에 연결된 회전 기구에 의해 상기 고정 기구를 회전시킴으로써, 상기 기판을 회전시켜 상기 제1 면의 방향을 변경하는 단계와, 상기 기판을 중력 방향 하방으로부터 지지 기구에 의해 지지하는 단계와, 상기 기판을 상기 기판 회전 장치로부터 반출하는 단계와, 상기 제1 면의 방향이 변경된 상기 기판의 상기 제1 면을 처리하는 제2 처리 단계를 포함하고, 상기 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시에 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 회전 장치에 의하면, 장치를 소형화 할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 회전 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 대기 박스와 제1 핀 플레이트가 연결되는 상태를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 회전 장치를 이용한 기판 회전 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는, 기판이 장치 내부로 반입된 상태를 회전 드럼 측에서 본 측면도이다.
도 6 및 도 7은, 기판 위치조정기구의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기판 회전 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기판 회전 장치를 이용한 기판 회전 방법을 설명하는 도면이다.
도 10은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기판 회전 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12는, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기판 회전 장치를 이용한 기판 회전 방법을 설명하는 도면이다.
도 13은, 본 발명의 기판 회전 장치를 갖는 성막 장치에 의해 제조되는 유기 EL 장치의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명에는 다양한 변경이 가해질 수 있고 다양한 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정의 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
<제1 실시형태>
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 회전 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시형태는, 이전 공정에서 하향 성막(depo-down) 방식으로 처리가 행해진 기판을, 상향 성막(depo-up) 방식으로 진공 증착을 행하는 성막실 내로 반입하기에 앞서, 기판의 성막면을 상하 반전시키기 위한 기판 회전 장치에 본 발명을 적용한 것이다.
즉, 장치 외부로부터 수평 상태로 반입된 기판을 지지 고정시킨 뒤, 수평축을 중심으로 회전시켜 기판의 상하면을 반전시켜 반출하도록 구성한 것이다.
이하, 각 부를 구체적으로 설명한다.
기판 회전 장치(1)는, 크게, 장치 외부로부터의 기판의 반입 또는 장치 외부로의 기판의 반출 시 기판을 수취하여 지지하는 지지 기구와, 장치 내부에서 기판을 고정하는 고정 기구와, 고정된 기판을 회전시키는 회전 기구를 포함한다.
우선, 회전 기구로서, 진공 상태로 유지되는 진공조(도시 생략)의 내부 양측에, 기판(S)의 반입/반출 방향을 따라, 원반 형상의 1쌍의 회전 드럼(2)이 연결봉(3)에 의해 연결되어 대향 설치된다. 각 회전 드럼(2)의 대략 중심 위치에는 기판(S)의 반입/반출의 통로가 되는 장방형의 개구부(4a, 4b)가 형성되어 있다. 또한, 도시하지 않은 진공조의 벽에도, 회전 드럼(2)의 개구부(4a, 4b)에 대응하는 형상의 개구가 대응하는 위치에 형성되어 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, "연결"이란, 제1 부재와 제2 부재가 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 제1 부재와 제2 부재가 조인트 부재를 통해 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, "결합"이란, 제1 부재와 제2 부재가 직접적으로 결합되어 있는 경우뿐 아니라, 제1 부재와 제2 부재가 조인트 부재를 통해 간접적으로 결합되어 있는 경우도 포함한다.
각 회전 드럼(2)의 외주부에는 회전 동력을 전달받기 위한 동력전달수단으로서의 기어(5)가 형성되어 있고, 장치 하측에는 각 회전 드럼(2)의 기어(5)와 결합하는 1쌍의 구동기어(6)가 드럼 구동축(7) 상에 설치되어 구동 모터(8)에 연결되어 있다. 이로써, 도시되지 않은 제어부의 제어 하에, 구동 모터(8)에 의해 한 쌍의 회전 드럼(2)이 일체로 회전하도록 되어 있다.
도면 중 부호 '9'는, 회전 드럼(2)이 회전할 때 회전을 가이드하는 드럼 가이드이다.
이와 같이, 본 실시형태의 기판 회전 장치(1)에서는, 회전 드럼(2)을, 회전 드럼(2)에 설치된 기어(5)가 맞물리는 구동 기어(6)를 거쳐 구동 모터(8)에 의해 회전시킨다. 구동 모터(8)는 진공조의 외부에 배치되고, 구동 모터(8)의 구동축과 드럼 구동축(7)은 플렉시블 커플링(도시하지 않음)을 통해 결합되어 있다. 진공조의 내부의 압력을 낮추면 진공조를 구성하는 용기의 강성에 따라서는 진공조가 일그러진다고 알려져 있는데, 종래 기술과 같이 회전 드럼의 회전 주축이 진공조와 접속되어 있는 경우에는, 회전 드럼은 위에 설명한 진공조의 일그러짐에 의한 영향을 현저하게 받는다. 한편, 본 실시형태의 경우에는 위에 설명한 구성이기 때문에, 진공조의 일그러짐의 영향을 종래보다도 억제할 수 있는 이점을 갖는다.
대향하는 한 쌍의 회전 드럼(2)의 사이에는, 개구부(4a, 4b)보다 약간 아래 위치에, 반입된 기판(S)을 재치하여 위치 고정하기 위한 기판 고정 수단으로서의 정전척(10)이 배치되어 있다. 정전척(10)은 인가되는 전압을 제어함으로써 정전력에 의해 기판을 흡착 고정하는 수단이다. 정전척(10)의 하부에는 장치(1)의 진공 영역과는 구획되는 대기(大氣) 영역을 형성하는 대기 박스(11)가 배치되어 있고, 정전척(10)은 대기 박스(11)에 체결되어 대기 박스(11)와 함께 양측의 한 쌍의 회전 드럼(2)의 내면에 체결 고정된다. 또한, 정전척(10)은 복수의 정전 척이 배열된 상태에서 대기 박스(11)에 체결되어 있어도 된다. 예를 들어, 사각 형상의 정전 척이 어레이 배치된 상태에서, 대기 박스(11)에 체결되어 있어도 된다.
대기 박스(11) 내에는, 후술하는 기판 지지 기구로서의 제1 핀 플레이트(12)를 승강 구동시키기 위한 각종 구동 수단이 설치되어 있다. 대기 박스(11) 내의 구동 수단 및 이를 통한 제1 핀 플레이트(12)의 승강 동작에 대해서는 후술한다.
대향하는 한 쌍의 회전 드럼(2)의 사이, 보다 구체적으로는 반입되는 기판(S)을 사이에 두고 정전척(10)에 대향하는 위치에는, 기판 지지 기구로서의 판 형상의 제1 핀 플레이트(12)가 설치되어 있다. 여기서는, 제1 핀 플레이트(12)는 정전척(10)의 연직 방향 상측에 배치되어 있다. 제1 핀 플레이트(12)는, 장치(1) 외부로 기판(S)을 반출할 때 기판(S)을 수취하여 지지하기 위한 수단이다. 제1 핀 플레이트(12)의 정전척(10)과 대향하는 면에는, 복수의 지지핀(P)이 설치되어 있다. 복수의 지지핀(P)은 제1 핀 플레이트(12)의 외주 가장자리를 따라 간격을 두고 하방으로 배치되어 있다.
전술한 바와 같이, 제1 핀 플레이트(12)는, 대기 박스(11)에 연결된 상태로, 대기 박스(11) 내에 배치된 구동 수단에 의해, 정전척(10) 방향으로 수직 승강 가능하도록 구성된다.
도 2를 참조하여, 대기 박스(11) 내의 구동 수단 및 이를 통한 제1 핀 플레이트(12)의 승강 동작에 대해 상세히 설명한다.
도 2는, 대기 박스(11)와 제1 핀 플레이트(12)가 연결되는 상태를 모식적으로 도시한 도면으로, 설명의 편의를 위해, 대기 박스(11) 상면의 정전척(10), 회전 드럼(2)을 구동하기 위한 전술한 구동 수단 등은 도시를 간략화 또는 생략하고 있다.
도시된 바와 같이, 대기 박스(11) 내에는, 구동 서보 모터(13)와, 제1 회전축(14)과, 한 쌍의 제2 회전축(15)과, 복수의 베벨 기어(16, 17, 18)가 설치되어 있다.
제1 회전축(14)은 대기 박스(11) 내부의 대략 중앙 위치에, 기판(S)의 반입/반출 방향과 평행한 방향(X 방향)으로 배치되고, 제2 회전축(15)은, 제1 회전축(14)의 양단 위치에 있어서, 제1 회전축과 직교하는 방향(Y 방향)으로 한 쌍의 제2 회전축(15)이 대향하여 배치된다. 제1 회전축(14)의 양단의 위치에 있어서, 제1 회전축(14)과, 한 쌍의 제2 회전축(15) 각각은, 교차축 사이에서 동력을 전달하는 한 쌍의 베벨 기어(17, 18)를 통해 연결되고 있다. 제1 회전축(14)의 일　측방에 배치된 구동 서보 모터(13)와 제1 회전축(14) 간의 연결 역시 베벨 기어(1６)를 통해 연결된다.
각 제2 회전축(15)의 양단은 대기 박스(11) 외부로 노출되고, 노출된 양단에는 피니언(19)이 설치되어 있다. 피니언(19)의 설치 위치에 대응하는 제1 핀 플레이트(12)의 4 코너부에는 랙(20)이 대기 박스(11) 측을 향해 고정 설치되어, 피니언(19)과 기어 결합하도록 되어 있다.
이로써, 대기 박스(11) 내의 구동 서보 모터(13)가 도시하지 않은 제어부의 제어 하에 회전하면, 베벨 기어(16, 17, 18) 결합을 통해 제1 회전축(14) 및 제2 회전축(15)으로 회전력이 전달되고, 이 회전력은 제2 회전축(15) 양단의 피니언(19)과 랙(20) 간의 기어 결합을 통해 직선 이동을 가능하게 하는 동력으로 변환되어, 랙(20)에 연결된 제1 핀 플레이트(12)를 승강 구동하게 된다.
이와 같이, 본 발명은, 기판(S)을 수취하여 지지하는 지지 기구로서의 제1 핀 플레이트(12)를, 랙(20)/피니언(19) 결합을 통해 대기 박스(11)에 연결하고, 기판을 고정하는 고정 기구로서의 정전척(10) 및 대기 박스(11)는 양측의 회전 드럼(2)에 체결 고정함으로써, 기판 지지 기구(제1 핀 플레이트(12)) 및 고정 기구(정전척(10))가 회전 기구(회전 드럼(2))와 일체로 회전 가능하도록 구성하고 있다.
따라서, 기판(S) 반전을 위한 회전 시, 기판 지지 기구를 회전 기구의 회전 반경 외측으로까지 퇴피시킬 필요가 없어, 장치의 소형화가 가능하게 된다.
본 실시형태에 있어서의 제1 핀 플레이트(12)를 승강시키기 위한 전술한 구동 수단의 배치 구조는 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 핀 플레이트(12)를 대기 박스(11)에 연결시키는 랙/피니언의 결합을 반드시 4 군데 설치할 필요는 없으며, 대기 박스(11) 내의 X 방향의 대략 중앙 위치에 Y 방향으로 연장하는 하나의 회전축을 설치하고, 동 회전축의 양단에 피니언을 축설함으로써, 대향하는 변의 중앙 위치(2 군데)에서의 랙/피니언 결합을 통해 제1 핀 플레이트(12)와 대기 박스(11)가 연결되도록 하여도 된다.
이하, 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 실시형태에 따른 기판 회전 장치를 이용한 기판 회전 방법을 설명한다.
도 3 및 도 4에서는, 이해를 쉽게 하기 위하여, 기판 지지 기구로서의 제1 핀 플레이트(12), 기판 고정 기구로서의 정전척(10), 회전 기구로서의 회전 드럼(2)의 대략적인 배치를 도시하고, 전술한 제1 핀 플레이트(12) 및 정전척(10)의 대기 박스(11)를 통한 회전 드럼(2)으로의 체결 상태나, 구동 모터 및 기어 등의 각종 구동 수단에 대해서는 도시를 생략하고 있다.
기판(S)이 반입되기 전의 도 3(a)로부터, 기판(S)이 로봇 핸드(21a)에 올려진 상태로 개구부(4a)를 통해 장치(1) 내부로 반입된다(도 3(b)). 도 5는, 기판(S)이 장치(1) 내부로 반입된 상태를 로봇 핸드(21a)의 진입 방향에서 본 도면이다. 도시된 바와 같이, 기판(S)은 정전척(10)으로부터 이격된 상태로 반입된다. 이어서, 로봇 핸드(21a)가 하강하여 정전척(10) 위에 기판(S)을 재치한다. 본 실시형태에서는, 대기 박스(11) 위에는, 정전척(10) 위에 기판(S)을 재치했을 때에 로봇 핸드(21a)와 대기 박스(11) 및 정전척(11)이 접촉하지 않도록 구성되어 있다. 그렇기 때문에, 로봇 핸드(21a)는 기판(S)을 정전척(10) 위에 재치한 후에, 후퇴하여 퇴피할 수 있다. 이는 도 5에 도시된 바와 같이, 정전척(10) 및 대기 박스(11)에 로봇 핸드(21a)의 하강 공간을 제공하기 위한 오목부를 형성함으로써 실현할 수 있다. 또는, 정전척(10)에만 오목부를 형성하여도 된다. 혹은, 정전척(10)을 복수의 정전척을 배열하여 구성한 경우에는, 복수의 정전척 중 인접하는 2개의 정전척을 로봇 핸드(21a)의 형상에 따른 간극으로 배치하는 것으로도 실현가능하다.
정전척(10) 상에 기판(S)을 재치하고 나서 로봇 핸드(21a)가 장치(1) 외부로 후퇴하면, 정전척(10)에 소정의 전압을 인가함으로써 재치된 기판(S)을 흡착 고정한다(도 3(c)).
한편, 본 실시형태의 기판 회전 장치(1)는, 이와 같이 전압을 인가하여 기판(S)을 정전척(10)에 흡착 고정하기에 앞서, 정전척(10) 상에 기판(S)이 단순히 올려진 상태에서 기판(S)의 위치를 조정하는 위치조정기구를 더 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7은, 기판 위치조정기구(X1~X8, Y1~Y4)의 구성을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 대기 박스(11)의 변부 외측에는 "ㄱ" 형상(또는 갈고리 형상)으로 절곡 형성된 기판 접촉부(22)가 변부를 따라 복수 배치되어 있다. 대기 박스(11) 상면의 정전척(10) 상부 위치로 절곡된 기판 접촉부(22)의 일측 단부는 정전척(10)에 재치된 기판(S)의 단면 측에 대향한다. 대기 박스(11) 상면 위치로부터 하방으로 절곡된 기판 접촉부(22)의 타측 단부는 샤프트(23)에 체결되어 대기 박스(11) 내부에 배치된 실린더부(24)에 접속된다(도 7 참조).
따라서, 구동 수단(미도시)에 의해 실린더부(24)가 구동되어(실린더부(24)의 구동은 공기압 구동이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다) 왕복 이동함으로써, 샤프트(23)에 접속된 기판 접촉부(22)가 화살표로 도시한 것처럼 전후로 이동 가능하게 된다. 이러한 전후 이동되는 기판 접촉부(22)의 기판(S)에 대한 접촉을 통해, 정전척(10) 상에서의 기판(S)의 위치 조정을 행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 기판 접촉부(22) 및 실린더부(24)로 구성되는 위치조정기구(X1~X8, Y1~Y4)는, 대기 박스(11)의 변부를 따라 복수 배치될 수 있다. 도시된 예에서는, 대기 박스(11)의 장변을 따라 총 8개소에 위치조정기구(X1~X8)가 배치되고, 단변을 따라 총 4개소에 위치조정기구(Y1~Y4)가 배치되고 있으나, 위치조정기구의 수는 이에 한정되지 않는다.
이들 위치조정기구(X1~X8, Y1~Y4)를 이용한 기판의 위치 조정 방법으로서는, 기판의 한쪽 단변측의 위치조정기구(Y1, Y2)와 한쪽 장변측의 위치조정기구(X1~X4)를 주로 움직여 기판(S)을 이동시켜 위치 조정을 행하고, 다른쪽 단변측 및 다른쪽 장변측에 각각 배치된 위치조정기구(Y3, Y4 및 X5~X8)로는 기판(S)이 지나치게 이동하지 않도록 주 위치조정기구에 의한 조정을 보조하는 역할을 하도록 할 수 있다. 즉, 한쪽 단변측에 배치된 위치조정기구(Y1, Y2)에 의한 기판(S)의 1차 이동, 한쪽 장변측에 배치된 위치조정기구(X1~X4)에 의한 기판(S)의 2차 이동을 통해, X 방향 및 Y 방향으로의 위치 조정을 행하고, 나머지 위치조정기구(Y3, Y4 및 X5~X8)로는 기판(S)을 직접적으로 이동시키기 않고 상기 기판(S)의 1차 및 2차 이동을 단순히 보조하는 방식으로 위치 조정을 행할 수 있다.
그러나, 위치조정기구에 의한 기판의 위치 조정 방식은 반드시 이에 한정되지 않고, 필요에 따라, 각 위치조정기구(X1~X8, Y1~Y4)를 모두 개별적으로 이동시켜가면서 기판(S)의 위치 조정을 행하는 것으로 하여도 된다.
도 3으로 돌아와, 정전척(10) 상에 재치된 기판(S)에 대한 위치 조정이 완료되면, 정전척(10)에 소정의 전압을 인가하여 위치 조정된 기판(S)을 정전척(10)에 흡착 고정시킨다(도 3(c)).
이어서, 회전 드럼(2)을 회전시켜 정전척(10)에 고정된 기판(S)을 반전시킨다(도 4(a)). 이 때, 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에서는, 기판 고정 기구로서의 정전척(10) 뿐만 아니라, 기판(S) 반출 시 기판을 수취·지지하는 기판 지지 기구로서의 제1 핀 플레이트(12)도 회전 드럼(2)에 일체　연결되어 함께 회전된다. 즉, 회전 드럼(2)의 회전 시 간섭을 피하기 위해, 기판 지지 기구를 회전 드럼의 회전 반경 밖의 위치로 퇴피시킬 필요가 없다.
기판(S)의 성막면이 아래를 향하도록 기판(S)의 반전이 행해진 이후, 회전에 의해 기판(S)의 아래쪽 위치로 이동된 제1 핀 플레이트(12)를 전술한 승강기구(대기 박스(11) 내의 구동 수단 및 랙(20)/피니언(19) 결합)를 통해 개구부(4a, 4b) 근처의 기판(S) 하부 위치까지 상승시킨다. 이어서, 정전척(10)에 인가된 전압을 해제하여 정전척(10)으로부터 기판(S)의 흡착을 해제하고, 흡착 해제된 기판(S)을 핀 플레이트(12)의 복수의 지지핀(P)으로 수취하여 지지한다(도 4(b)).
마지막으로, 반출측의 개구부(4b)로부터 로봇 핸드(21b)가 장치(1) 내로 진입하여 기판(S)의 하부에 도달한다. 다음으로, 제1 핀 플레이트(12)가 하강하고, 기판(S)이 제1 핀 플레이트(12)로부터 로봇 핸드(21b)로 전달된다. 그 후, 로봇 핸드(21b)가 후퇴함으로써, 반출측의 개구부(4b)를 통해 기판(S)이 반출된다(도 4(c))
이와 같이 하여, 성막면이 아래를 향하도록 수평 반전된 기판(S)은, 이후, 진공 증착을 위한 성막실 내로 반송되어 증착 공정이 행해지게 된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 기판 지지 기구(제1 핀 ?레이트)가 회전 기구(회전 드럼)에 일체로 연결된 상태로 기판 고정 기구(정전척)에 대하여 상대 이동하도록 구성되어 있으므로, 기판(S) 반전을 위한 회전 시, 기판 지지 기구를 회전 기구의 회전 반경 밖으로 퇴피시킬 필요가 없어, 장치의 소형화가 가능하게 된다.
<제2 실시형태>
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기판 회전 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 제1 실시형태와 같은 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 나타내고 있다.
본 실시형태는, 기판(S)을 고정하는 고정 수단으로서의 정전척(10)을 개구부(4a, 4b)보다 약간 위의 위치에 오도록 배치하고, 또한, 대기 박스(11)는 정전척(10)의 중력 방향 상측에 정전척(10)과 인접하여 배치함으로써, 장치(1) 내부에 반입된 기판(S)을 상측으로부터 수취하여 고정하는 구성으로 한 것이 상기 제1 실시형태와 다르며, 그 외는 제1 실시형태와 마찬가지이다.
도 9는, 본 실시형태에 따른 기판 회전 장치를 이용하는 기판 회전 방법을 나타낸 도면이다.
기판(S)이 반입되기 전의 도 9(a)로부터, 기판(S)이 로봇 핸드(21a)에 놓여진 상태에서 개구부(4a)를 통해 장치(1) 내로 반입된다. 이어서, 정전척(10)에 소정의 전압을 인가하여, 기판(S)을 로봇 핸드(21a)로부터 수취하여 흡착 고정한다(도 9(b)).
그 후, 로봇 핸드(21a)는 장치(1) 외부로 후퇴하고, 회전 드럼(2)을 회전시켜 흡착 고정된 기판(S)을 반전시킨다(도 9(c)). 이때, 제1 실시형태와 마찬가지로, 기판 고정 기구인 정전척(10)뿐만 아니라, 반출 시의 기판 지지 기구인 제1 핀 플레이트(12)도 회전 드럼(2)에 일체 연결되어 함께 회전하도록 되어 있으므로, 기판 지지 기구(제1 핀 플레이트(12))를 회전 드럼의 회전 반경 외측 위치로 퇴피시킬 필요가 없다.
기판(S)이 반전되면, 정전척(10)에 인가되어 있던 전압을 해제하여 정전척(10)으로부터 기판(S)의 흡착을 해제한다. 이어서, 회전 드럼(2)의 회전에 의해 기판(S)의 중력 방향 하방으로 이동하여 온 제1 핀 플레이트(12)를 전술한 승강 기구(대기 박스(11) 내의 구동 수단, 랙(20)/피니언(19) 결합)에 의해 상승시킨다. 정전척(10) 및 대기 박스(11)의 외주부의, 제1 핀 플레이트(12)의 지지 핀(P)에 대응하는 부분에는 관통 구멍이 마련되어 있으며, 제1 핀 플레이트(12)가 상승하면, 제1 핀 플레이트(12)의 지지 핀(P)이 대기 박스(11) 및 정전척(10)을 관통하여 상부로 돌출한다. 이에 의해, 제1 핀 플레이트(12)의 지지 핀(P)에 의해 기판(S)이 지지되고 정전척(10)으로부터 이격된다(도 9(d)).
다음으로, 반출 측의 개구부(4b)로부터 로봇 핸드(21b)가 진입하여 기판(S)의 하부에 도달하면, 제1 핀 플레이트(112)가 하강하고, 기판(S)이 제1 핀 플레이트(12)로부터 로봇 핸드(21b)로 전달된다. 마지막으로, 로봇 핸드(21b)가 후퇴함으로써 반출 측의 개구부(4b)를 통해서 기판(S)이 반출된다(도 9(e)).
또한, 본 실시형태에서도, 기판(S)을 로봇 핸드(21a)로부터 수취하여 정전척(10)에 흡착 고정하기 전에, 전술한 기판 위치 조정 기구를 이용하여, 기판(S)의 위치를 조정하는 것으로 하여도 된다.
본 실시형태에 의해서도, 기판(S)을 반전시키는 회전 시에, 기판 지지 기구를 회전 기구의 회전 반경 외측으로 퇴피시킬 필요가 없어 장치의 소형화가 가능하게 된다.
<제3 실시형태>
도 10은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기판 회전 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 제1, 2 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 나타내고 있다.
본 실시형태에서는, 기판(S)을 고정하는 고정 수단으로서의 정전척(10)을 사이에 두고 제1 핀 플레이트(12)에 대향하는 위치에 제2 핀 플레이트(112)를 추가로 설치하고 있다.
제2 핀 플레이트(112)는, 배치 위치에 있어서 차이가 있을 뿐, 세부 구성은 제1 핀 플레이트(12)와 마찬가지로 구성된다.
즉, 판 형상의 제2 핀 플레이트(112)에는 정전척(10)과 대향하는 면에 복수의 지지핀(P)이 제2 핀 플레이트(112)의 외주 가장자리를 따라 간격을 두고 상방으로 배치되어 있다. 또한, 제1 핀 플레이트(12)와 마찬가지로, 제2 핀 플레이트(112) 역시 대기 박스(11)에 연결되어, 대기 박스(11) 내의 구동 수단에 의해 정전척(10) 방향으로 승강 가능하도록 구성된다.
또한, 대기 박스(11) 내의 구동 수단 및 이를 통한 제2 핀 플레이트(112)의 승강 구성은, 전술한 제1 핀 플레이트(12)의 승강 구성과 마찬가지로 구성된다. 즉, 제1 핀 플레이트(12) 승강용의 전술한 랙(20)/피니언(19) 결합, 대기 박스(11) 내에 배치되는 구동 서보 모터(13), 복수의 베벨 기어(16, 17, 18) 등의 구동 수단은, 제2 핀 플레이트(112) 승강용을 위해서도 마찬가지로 배치된다.
이들 각 수단을 이용한 제2 핀 플레이트(112)의 대기 박스(11)와의 연결 구성 및 승강 동작은, 전술한 제1 핀 플레이트(12)의 구성과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태에서 추가로 설치한 제2 핀 플레이트(112)는, 장치(1) 외부로부터 반입된 기판(S)을 수취하여 지지하기 위한 기판 지지 기구이다.
즉, 상기 제1, 2 실시형태에서는 반출 시의 기판을 지지하기 위한 지지 기구로서 제1 핀 플레이트(12)를 설치하고, 반입된 기판의 수취·지지는 별도의 지지 기구 설치 없이 정전척(10)을 지지 기구로서 겸용하여 사용하는 구성이었으나, 본 실시형태는 반출 시의 기판 지지 기구에 더하여, 반입된 기판을 수취 지지하기 위한 기판 지지 기구도 별도 설치한 구성이다.
본 실시형태에 있어서도, 기판 지지 기구인 제1 핀 플레이트(12)와 제2 핀 플레이트(112)는, 각각의 랙/피니언 결합을 통해 대기 박스(11)에 연결되어 회전 드럼(2)에 체결됨으로써, 기판을 고정하는 고정 기구로서의 정전척(10)과 함께, 기판 지지 기구(제1 핀 플레이트(12) 및 제2 핀 플레이트(112))도 회전 기구(회전 드럼(2))와 일체로 회전 가능하도록 구성되어 있다.
따라서, 본 실시형태에 있어서도, 기판(S)을 반전시키는 회전 시, 각 기판 지지 기구를 회전 기구의 회전 반경 밖으로 퇴피시킬 필요가 없어, 장치의 소형화가 가능하게 된다.
도 11 및 도 12는, 본 실시형태에 따른 기판 회전 장치를 이용한 기판 회전 방법을 나타낸 도면이다.
제2 핀 플레이트(112)를 추가로 설치하는 본 실시형태에 있어서도, 정전척(10)과 대기 박스(11)의 배치에 대해서는, 상기 제1 실시형태와 같이, 정전척(10)의 중력 방향 하측에 대기 박스(11)를 배치하고, 반입된 기판(S)을 하측으로부터 수취하여 고정하는 구성과, 상기 제2 실시형태와 같이, 정전척(10)의 중력 방향 상측에 대기 박스(11)를 배치하고, 반입된 기판(S)을 상측으로부터 수취하여 고정하는 구성의 두가지 유형이 가능하지만, 이하에서는 제2 실시형태와 같은 배치를 기준으로 하여 설명한다.
기판(S)이 반입되기 전의 도 11(a)로부터, 기판(S)이 로봇 핸드(21a)에 놓여진 상태에서 개구부(4a)를 통해 장치(1) 내로 반입된다. 다음으로, 제2 핀 플레이트(112)를 전술한 승강 기구에 의해 상승시켜 제2 핀 플레이트(112)의 지지 핀(P)으로 기판(S)을 지지한다. 다음으로, 로봇 핸드(21a)가 후퇴한 뒤, 제2 핀 플레이트(112)를 더 상승시켜, 기판(S)을 정전척(1)에 접촉시킨다. 다음으로, 정전척(10)에 소정의 전압을 인가하여, 기판(S)을 흡착 고정한다(도 11(b)). 또한, 여기서, 제2 핀 플레이트(112)로 지지된 기판(S)을 정전척(10)에 접촉시키기 전에, 전술한 실시형태와 마찬가지로, 기판 위치 조정 기구를 이용하여 기판(S)의 위치를 조정해도 좋다.
기판(S)이 정전척에 의해 흡착 고정되면, 제2 핀 플레이트(112)를 하강시킨다(도 11(c)).
그 뒤, 회전 드럼(2)을 회전시켜 흡착 고정된 기판(S)을 반전시킨다(도 12(a)). 이때, 반입 시의 기판 지지 기구인 상기 제2 핀 플레이트(112)와, 후술하는 반출 시의 기판 지지 기구인 제1 핀 플레이트(12)도, 회전 드럼(2) 및 정전척(10)과 함께 회전한다.
기판(S)이 반전되면, 정전척(10)에 인가된 전압을 해제하여 정전 척(10)으로부터 기판(S)의 흡착을 해제하고, 이어서, 기판(S)의 하방으로 이동해 온 제1 핀 플레이트(12)를 상승시킨다. 정전척(10) 및 대기 박스(11)의 외주부의, 제1 핀 플레이트(12)의 지지 핀(P)에 대응하는 부분에는 관통 구멍이 마련되어 있으며, 제1 핀 플레이트(12)가 상승하면, 제1 핀 플레이트(12)의 지지 핀(P)이 대기 박스(11) 및 정전척(10)을 관통하여 상부로 돌출한다. 이에 의해, 제1 핀 플레이트(12)의 지지 핀(P)에 의해 기판(S)이 지지되고 정전척(10)으로부터 이격된다(도 12(b)).
다음으로, 반출 측의 개구부(4b)로부터 로봇 핸드(21b)가 진입하여 기판(S)의 하부에 도달하면, 제1 핀 플레이트(12)가 하강하여, 기판(S)이 제1 핀 플레이트(12)로부터 로봇 핸드(21b)로 전달된다. 마지막으로, 로봇 핸드(21b)가 후퇴함으로써, 반출 측의 개구부(4b)를 통해 기판(S)이 반출된다(도 12(c)).
한편, 전술한 바와 같이, 제2 핀 플레이트(112)를 추가로 설치하는 본 실시형태는, 상기 제1 실시형태와 같이, 정전척(10)의 중력 방향 하측에 대기 박스(11)를 배치하여, 반입된 기판(S)을 하측으로부터 수취하여 고정하는 구성도 가능하지만, 이 경우에는, 상기 제1 실시형태와 거의 같은 순서로 기판 반입·회전·반출의 동작이 행해진다. 즉, 본 실시형태에서는 반입 시의 기판 지지 기구인 제2 핀 플레이트(112)를 별도로 설치하고 있으므로, 반입된 기판(S)을 정전척(10)에 고정할 때에는, 제2 핀 플레이트(112)를 제2 핀 플레이트(112)의 지지 핀(P)이 대기 박스(11) 및 정전척(10)을 관통하여 상부로 돌출할 때까지 상승시키고(정전척(10) 및 대기 박스(11)의 외주부에는 제2 핀 플레이트(112)의 지지 핀(P)이 관통할 수 있는 구멍이 마련되어 있음), 기판(S)을 수취하고, 이후, 제2 핀 플레이트(112)를 하강시켜 정전척(10) 위에 기판(S)을 전달하고 흡착 고정한다. 그 밖에, 회전 후의 기판 반출 시에 제1 핀 플레이트(12)에 의한 동작은, 상기 제1 실시형태에 있어서의 도 4(a)~(c)와 같은 순서로 행해진다.
본 실시형태에 의해서도, 기판(S)을 반전시키는 회전 시에, 기판 지지 기구를 회전 기구의 회전 반경 외측으로 퇴피시킬 필요가 없어 장치의 소형화가 가능하게 된다.
<전자 디바이스의 제조방법>
다음으로, 전술한 실시형태에 따른 기판 회전 장치를 갖는 성막 장치를 이용한 전자 디바이스의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다.
우선, 제조하는 유기 EL 표시장치에 대해 설명한다. 도 13(a)는 유기 EL 표시장치(50)의 전체도, 도 13(b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다.
도 13(a)에 도시한 바와 같이, 유기 EL 표시장치(50)의 표시 영역(51)에는 발광소자를 복수 구비한 화소(52)가 매트릭스 형태로 복수 개 배치되어 있다. 상세 내용은 후술하지만, 발광소자의 각각은 한 쌍의 전극에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 가지고 있다. 또한, 여기서 말하는 화소란 표시 영역(51)에 있어서 소망의 색 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 지칭한다. 본 실시예에 따른 유기 EL 표시장치(50)의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광소자(52R), 제2 발광소자(52G), 제3 발광소자(52B)의 조합에 의해 화소(52)가 구성되어 있다. 화소(52)는 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 황색 발광소자, 시안 발광소자, 백색 발광소자의 조합이어도 되며, 적어도 1 색 이상이면 특히 제한되는 것은 아니다.
도 13(b)는 도 13(a)의 A－B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(52)는 기판(53) 상에 제1 전극(양극)(54), 정공 수송층(55), 발광층(56R, 56G, 56B) 중 어느 하나, 전자 수송층(57), 제2 전극(음극)(58)을 구비한 유기 EL 소자를 가지고 있다. 이들 중 정공 수송층(55), 발광층(56R, 56G, 56B), 전자 수송층(57)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시형태에서는, 발광층(56R)은 적색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(56G)은 녹색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(56B)은 청색을 발하는 유기 EL 층이다. 발광층(56R, 56G, 56B)은 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광소자(유기 EL 소자라고 부르는 경우도 있음)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 제1 전극(54)은 발광소자별로 분리되어 형성되어 있다. 정공 수송층(55)과 전자 수송층(57)과 제2 전극(58)은, 복수의 발광소자(52R, 52G, 52B)와 공통으로 형성되어 있어도 되고, 발광소자별로 형성되어 있어도 된다. 또한, 제1 전극(54)과 제2 전극(58)이 이물에 의해 단락되는 것을 방지하기 위하여, 제1 전극(54) 사이에 절연층(59)이 설치되어 있다. 또한, 유기 EL 층은 수분이나 산소에 의해 열화되기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(60)이 설치되어 있다.
유기 EL층을 발광소자 단위로 형성하기 위해서는, 마스크를 통하여 성막하는 방법이 이용된다. 최근, 표시장치의 고정밀화가 진행되어, 유기 EL층의 형성에는 개구의 폭이 수십 ㎛인 마스크가 이용된다. 이들 유기 EL층의 성막에는 본 발명에 따른 성막장치(진공증착장치)가 적합하게 이용된다.
다음으로, 유기 EL 표시장치의 제조 방법의 예에 대하여 구체적으로 설명한다.
우선, 유기 EL 표시장치를 구동하기 위한 회로(미도시) 및 제1 전극(54)이 형성된 기판(53)을 준비한다.
제1 전극(54)이 형성된 기판(53) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트로 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피 법에 의해 제1 전극(54)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(59)을 형성한다. 이 개구부가 발광소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.
절연층(59)이 패터닝된 기판(53)을 제1 성막 장치에 반입하여 기판 보유 지지 유닛으로 기판을 보유 지지하고, 정공 수송층(55)을 표시 영역의 제1 전극(54) 위에 공통층으로서 성막한다. 정공 수송층(55)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공 수송층(55)은 표시 영역(51)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 고정밀의 마스크는 필요치 않다.
다음으로, 정공 수송층(55)까지 형성된 기판(53)을 제2 성막 장치에 반입하고, 기판 보유 지지 유닛으로 보유 지지한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 기판을 마스크 상에 재치하여, 기판(53)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에 적색을 발하는 발광층(56R)을 성막한다. 본 예에 따르면, 마스크와 기판을 잘 겹쳐지게 할수 있어, 고정밀한 성막을 행할 수 있다.
발광층(56R)의 성막과 마찬가지로, 제3 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(56G)을 성막하고, 나아가 제4 성막 장치에 의해 청색을 발하는 발광층(56B)을 성막한다. 발광층(56R, 56G, 56B)의 성막이 완료된 후, 제5 성막 장치에 의해 표시 영역(51)의 전체에 전자 수송층(57)을 성막한다. 전자 수송층(57)은 3 색의 발광층(56R, 56G, 56B)에 공통의 층으로서 형성된다.
전자 수송층(57)까지 형성된 기판을 스퍼터링 장치로 이동시켜 제2 전극(58)을 성막하고, 그 후 플라스마 CVD 장치로 이동시켜 보호층(60)을 성막하여, 유기 EL 표시장치(50)를 완성한다.
절연층(59)이 패터닝 된 기판(53)을 성막 장치로 반입하고 나서부터 보호층(60)의 성막이 완료될 때까지는, 수분이나 산소를 포함하는 분위기에 노출되면 유기 EL 재료로 이루어진 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화될 우려가 있다. 따라서, 성막 장치 간의 기판의 반입, 반출은 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기 하에서 행하여진다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명의 취지는 이들 기재로 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위의 기재에 기초하여 넓게 해석되어야 한다. 또한, 이들 기재에 기초하여, 다양한 변경, 개변 등을 한 것 역시도 본 발명의 취지에 포함되는 것은 말할 필요도 없다.
1: 기판 회전 장치
2: 회전 드럼
3: 연결봉
4a, 4b: 개구부
5: 기어
6: 구동기어
7: 드럼 구동축
8: 구동 모터
9: 드럼 가이드
10: 정전척
11: 대기 박스
12: 제1 핀 플레이트
112: 제2 핀 플레이트
14: 제1 회전축
15: 제2 회전축
16, 17, 18: 베벨 기어
19: 피니언
20: 랙
21a, 21b: 로봇 핸드
22: 기판 접촉부
23: 샤프트
24: 실린더부
P: 지지핀
X1~X8, Y1~Y4: 위치조정기구

Claims (25)

  1. 기판 회전 장치로서,
    상기 기판 회전 장치 내로 반입된 기판을 고정하는 고정 기구와,
    상기 고정 기구에 연결되어 있고, 상기 고정 기구를 회전시킴으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 기구와,
    상기 기판을 중력 방향 아래쪽으로부터 지지하는 지지 기구를 포함하고,
    상기 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 기구는, 상기 회전 기구에 의해 회전시켜진 상기 기판을 상기 고정 기구로부터 수취하여 지지하는 기구인 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지 기구는, 상기 기판이 상기 기판 회전 장치 내에 반입된 때에, 상기 기판의 중력 방향 상측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지 기구를 상기 고정 기구 방향으로 승강시키는 승강 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지 기구는, 상기 고정 기구와 평행하게 배치되는 판 형상의 부재로서, 상기 판 형상의 부재의 가장자리를 따라 상기 고정 기구를 향해 입설(立設)된 복수의 핀에 의해 상기 기판을 수취하여 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고정 기구는, 정전척인 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 회전 기구에 체결 고정되고, 상기 고정 기구의 중력 방향 상측 또는 하측에 상기 고정 기구와 인접하여 배치되는 기구 수용부를 더 포함하고,
    상기 지지 기구는, 상기 승강 기구와, 상기 기구 수용부 내에 수용되어 상기 승강 기구를 구동하는 구동부를 통해, 상기 회전 기구에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 승강 기구는, 상기 지지 기구에 연결되는 랙과, 상기 랙과 기어 결합하고 상기 구동부에 의해 구동되는 피니언을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정 기구로 기판을 고정하기 전에 상기 고정 기구에 대한 상기 기판의 위치를 조정하는 위치 조정 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 위치 조정 기구는,
    일단부가 상기 고정 기구 상에 재치된 상기 기판의 측면과 대향하도록 배치되어, 상기 기판의 측면 방향으로의 전후 이동을 통해 상기 기판과 접촉 가능한 기판 접촉부와,
    상기 기판 접촉부의 타단부에 연결되어, 상기 전후 이동이 가능하도록 상기 기판 접촉부를 구동하는 기판위치조정용 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판위치조정용 구동부는, 상기 기구 수용부 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 위치 조정 기구는, 상기 기판의 4변을 따라 복수 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 기판 회전 장치는 진공 분위기로 유지되는 진공조 내에 배치되고,
    상기 기구 수용부는, 상기 진공 분위기와는 구획되는 대기(大氣) 영역을 형성하는 대기 박스인 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 기구에 대하여 상기 지지 기구의 반대쪽에 배치되어, 상기 기판 회전 장치 내로 반입되는 기판을 수취하여 지지하는 다른 지지 기구를 더 포함하고,
    상기 다른 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 다른 지지 기구를 상기 고정 기구 방향으로 승강시키는 제2 승강 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 다른 지지 기구는, 상기 고정 기구와 평행하게 배치되는 판 형상의 부재로서, 상기 판 형상의 부재의 가장자리를 따라 상기 고정 기구를 향해 입설된 복수의 핀에 의해 상기 기판을 수취하여 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 다른 지지 기구는, 상기 제2 승강 기구와, 상기 기구 수용부 내에 수용되어 상기 제2 승강 기구를 구동하는 제2 구동부를 통해, 상기 회전 기구에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 승강 기구는, 상기 다른 지지 기구에 연결되는 제2 랙과, 상기 제2 랙과 기어 결합하고 상기 제2 구동부에 의해 구동되는 제2 피니언을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  19. 기판 회전 장치를 이용하여 기판을 회전시키는 방법으로서,
    상기 기판 회전 장치 내로 반입된 기판을 고정 기구로 고정하는 단계와,
    상기 고정 기구에 연결된 회전 기구에 의해 상기 고정 기구를 회전시킴으로써, 상기 기판을 회전시키는 단계와,
    상기 기판을 중력 방향 아래쪽으로부터 지지 기구에 의해 지지하는 단계를 포함하고,
    상기 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 지지하는 단계는, 상기 기판의 중력 방향 하방에 배치된 상기 지지 기구를 상기 기판에 근접시키고, 상기 회전 기구에 의해 회전시켜진 상기 기판을 상기 고정 기구로부터 수취하여 지지하는 단계인 것을 특징으로 하는 기판 회전 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 고정하는 단계에 있어서, 상기 지지 기구는, 상기 기판의 중력 방향 상측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 회전 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    반입된 상기 기판을 상기 고정 기구로 고정하는 단계 이전에,
    상기 고정 기구에 대하여 상기 지지 기구의 반대쪽에 배치된 다른 지지 기구에 의해, 상기 기판 회전 장치 내로 반입된 기판을 수취하여 지지하는 단계와,
    상기 다른 지지 기구를 상기 고정 기구에 근접시켜, 반입된 상기 기판을 상기 다른 지지 기구로부터 상기 고정 기구 상으로 전달하는 단계를 더 포함하고,
    상기 다른 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 방법.
  23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    반입된 상기 기판을 상기 고정 기구로 고정하는 단계 이전에, 상기 고정 기구에 대한 상기 기판의 위치 조정을 행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 방법.
  24. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 기구는 정전척인 것을 특징으로 하는 기판 회전 방법.
  25. 전자 디바이스의 제조 방법으로서,
    기판의 제1 면을 처리하는 제1 처리 단계와,
    상기 제1 처리 단계에서 처리된 상기 기판을 기판 회전 장치 내에 반입하는 단계와,
    상기 기판 회전 장치 내로 반입된 기판을 고정 기구로 고정하는 단계와,
    상기 고정 기구에 연결된 회전 기구에 의해 상기 고정 기구를 회전시킴으로써, 상기 기판을 회전시켜 상기 제1 면의 방향을 변경하는 단계와,
    상기 기판을 중력 방향 하방으로부터 지지 기구에 의해 지지하는 단계와,
    상기 기판을 상기 기판 회전 장치로부터 반출하는 단계와,
    상기 제1 면의 방향이 변경된 상기 기판의 상기 제1 면을 처리하는 제2 처리 단계를 포함하고,
    상기 지지 기구는, 상기 회전 기구에 연결되어 있고, 상기 회전 기구의 회전 시에 상기 고정 기구와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
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