KR20210029899A - 흡착 장치, 성막장치, 흡착방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 정전척 시스템은, 제1 피흡착체 및 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 제2 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서, 적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각, 접지전위에 대한 소정의 전위를 부여하는 전위 부여부와, 상기 전위 부여부에 의한 전위의 부여를 제어하기 위한 전위 제어부를 포함하고, 상기 전위 제어부는, 상기 정전척에 흡착된 상기 제1 피흡착체와, 상기 정전척에 흡착되어 있지 않은 상기 제2 피흡착체와의 상대위치의 조정시에는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 제1 전위와 제2 전위가 부여되고, 또한 상기 상대위치의 조정 이후에 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 상기 제2 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시킬 때에는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위 중에서 적어도 하나를 변화시켜, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 제3 전위와 제4 전위가 부여되도록, 상기 전위 부여부를 제어하고, 상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 합의 절대치는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 합의 절대치보다 큰 것을 특징으로 한다.

Description

정전척 시스템, 성막장치, 흡착방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법{ELECTROSTATIC CHUK SYSTEM, FILM FORMATION APPARATUS, SUCTION METHOD, FILM FORMATION METHOD, AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 정전척 시스템, 성막장치, 흡착방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.
최근 평판 표시 장치로서 유기 EL 표시장치(유기 EL 디스플레이)가 각광을 받고 있다. 유기 EL 표시장치는 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.
유기 EL 표시장치를 구성하는 유기 발광 소자(유기 EL 소자; OLED)는 2개의 마주보는 전극(캐소드 전극, 애노드 전극) 사이에 발광을 일으키는 유기물층이 형성된 기본 구조를 가진다. 유기 발광 소자의 유기물층 및 금속 전극층은, 성막장치내에서 성막재료가 수용된 성막원으로부터 방출되는 성막재료를 화소 패턴에 기초한 패턴이 형성된 마스크를 통해 기판에 퇴적시킴으로써 제조된다.
상향 증착 방식(Depo-up)의 성막장치에 있어서, 성막원은 성막장치의 진공용기의 하부에 설치되고, 기판은 진공용기의 상부에 배치되며, 기판의 하면에 증착이 이루어진다. 이러한 상향 증착 방식의 성막장치의 진공용기내에서, 기판은 그 하면의 주연부만이 기판홀더에 의해 보유 및 지지되기 때문에, 기판이 그 자중에 의해 처지며, 이것이 증착정밀도를 떨어뜨리는 하나의 요인이 되고 있다. 상향증착방식 이외의 방식의 성막장치에 있어서도, 기판의 자중에 의한 처짐은 발생할 가능성이 있다.
기판의 자중에 의한 처짐을 저감하기 위한 방법으로서 정전척을 사용하는 기술이 검토되고 있다. 즉, 기판의 상면을 그 전체에 걸쳐 정전척으로 흡착함으로써 기판의 처짐을 저감할 수 있다.
특허문헌 1(특허공개공보 2007-0010723호)에는, 정전척으로 기판 및 마스크를 흡착하는 기술이 제안되어 있다.
그런데, 이와 같이 정전척으로 기판 너머로 마스크를 흡착하는 경우에는, 기판과 마스크 간의 얼라인먼트가 완료된 이후에는 기판과 마스크 모두를 정전척에 의하여 충분히 흡착되도록 하여 양자 간의 밀착도를 높일 필요가 있지만, 얼라인먼트를 수행하는 동안에는 기판과 마스크가 서로 접촉하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 얼라인먼트 완료 후 성막을 행할 때는 성막 정밀도를 향상시키기 위해서는 기판과 마스크를 간극 없이 밀착시키는 것이 바람직한 반면, 얼라인먼트를 행하고 있는 동안에 양자 간의 접촉이 생기게 되면, 기판이나 마스크 그 자체 또는 이전 공정에서 기판 상에 성막된 막 등이 손상될 가능성이 있으며, 나아가 얼라인먼트의 정밀도도 저하될 수 있다.
따라서, 정전척으로 기판 너머로 마스크를 흡착하는 경우에는, 얼라인먼트 시의 요구 사항(기판/마스크의 손상 방지 및 얼라인먼트 정밀도 저하 억제)과 얼라인먼트 이후의 요구 사항(기판과 마스크 간의 밀착성 향상)을 모두 만족시키도록, 정전척에 부여되는 전위를 효과적으로 제어할 필요가 있으나, 종래에는 이에 대한 인식이나 연구가 이루어지고 있지 않았다.
이에, 본 발명은, 정전척에 부여되는 전위를 제어함으로써, 상기 얼라인먼트 전후의 요구 사항(얼라인먼트 정밀도 향상, 기판과 마스크간의 밀착성 향상)을 모두 달성할 수 있도록 하는, 정전척 시스템, 성막장치, 흡착방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 정전척 시스템은, 제1 피흡착체 및 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 제2 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서, 적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각, 접지전위에 대한 소정의 전위를 부여하는 전위 부여부와, 상기 전위 부여부에 의한 전위의 부여를 제어하기 위한 전위 제어부를 포함하고, 상기 전위 제어부는, 상기 정전척에 흡착된 상기 제1 피흡착체와, 상기 정전척에 흡착되어 있지 않은 상기 제2 피흡착체와의 상대위치의 조정시에는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 제1 전위와 제2 전위가 부여되고, 또한 상기 상대위치의 조정 이후에 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 상기 제2 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시킬 때에는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위 중에서 적어도 하나를 변화시켜, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 제3 전위와 제4 전위가 부여되도록, 상기 전위 부여부를 제어하고, 상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 합의 절대치는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 합의 절대치보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 정전척 시스템은, 제1 피흡착체 및 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 제2 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서, 적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각, 접지전위에 대한 소정의 전위를 부여하는 전위 부여부와, 상기 전위 부여부에 의한 전위의 부여를 제어하기 위한 전위 제어부를 포함하고, 상기 전위 제어부는, 상기 정전척에 흡착된 상기 제1 피흡착체와, 상기 정전척에 흡착되어 있지 않은 상기 제2 피흡착체와의 상대위치의 조정 이후에, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여되는 전위 중 적어도 하나를 변화시킴으로써 상기 제2 피흡착체에 미치는 인력이 변화되도록, 상기 전위 부여부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 성막장치는, 기판에 마스크를 통하여 성막을 행하기 위한 성막장치로서, 제1 피흡착체인 기판 및 상기 기판 너머로 제2 피흡착체인 마스크를 흡착하기 위한 정전척 시스템을 포함하며, 정전척 시스템은 상기 실시형태에 따른 정전척 시스템 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 흡착 방법은, 적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척에 제1 피흡착체 및 상기 제1 피흡착체 너머로 제2 피흡착체를 흡착하기 위한 방법으로서, 상기 제1 피흡착체와 상기 제2 피흡착체와의 상대위치 조정시에, 접지전위에 대한 제1 전위와 제2 전위를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여하여, 상기 제2 피흡착체는 흡착하지 않고 상기 제1 피흡착체를 상기 정전척에 흡착하는 제1 흡착 단계와, 상기 제1 피흡착체와 상기 제2 피흡착체의 상대위치 조정 이후에, 상기 접지전위에 대한 제3 전위와 제4 전위를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여하여, 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 상기 제2 피흡착체를 상기 정전척에 흡착하는 제2 흡착 단계를 포함하고, 상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 합의 절대치는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 합의 절대치보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 성막방법은, 적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척에, 기판 및 상기 기판 너머로 마스크를 흡착하여 성막재료를 성막하는 성막방법으로서, 진공 용기내로 마스크를 반입하는 단계와, 상기 진공 용기내로 기판을 반입하는 단계와, 접지전위에 대한 제1 전위와 제2 전위를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여하여, 상기 마스크는 흡착하지 않고 상기 기판을 상기 정전척에 흡착한 상태로, 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치 조정을 행하는 단계와, 상기 접지전위에 대한 제3 전위와 제4 전위를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여하여, 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 상기 정전척에 흡착하는 단계와, 상기 정전척에 상기 기판과 상기 마스크가 흡착된 상태에서, 상기 성막재료를 방출시켜 상기 마스크를 통해 상기 기판에 상기 성막재료를 성막하는 단계를 포함하고, 상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 합의 절대치는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 합의 절대치보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 얼라인먼트 이후에는, 기판과 마스크가 모두 정전척에 충분히 흡착되도록 하여, 성막 정밀도를 높일 수가 있다. 뿐만 아니라, 얼라인먼트 시에는, 정전척에 흡착된 기판이, 마스크와 접촉하지 않은 상태로 얼라인먼트가 행해지도록 하여, 기판이나 마스크 자체, 또는 기판 상에 형성된 막의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 전자 디바이스의 제조 장치의 일부의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 성막장치의 모식도이다.
도 3은 본 실시형태의 정전척 시스템의 개념적인 블록도이다.
도 4a 내지 4c는 기판 및 마스크의 정전척에의 흡착방법을 나타내는 단면 모식도이다.
도 5는 전자 디바이스를 나타내는 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 설명한다. 다만, 이하의 실시형태 및 실시예는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위는 이들 구성에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 흐름, 제조조건, 크기, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이것으로 한정하려는 취지인 것은 아니다.
본 발명은, 기판의 표면에 각종 재료를 퇴적시켜 성막을 행하는 장치에 적용할 수 있으며, 진공 증착에 의해 소망하는 패턴의 박막(재료층)을 형성하는 장치에 바람직하게 적용할 수 있다. 기판의 재료로는 유리, 고분자재료의 필름, 금속 등의 임의의 재료를 선택할 수 있고, 예컨대, 기판은 유리기판상에 폴리이미드 등의 필름이 적층된 기판이어도 된다. 또한 증착 재료로서도 유기 재료, 금속성 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 이하의 설명에서 설명하는 진공증착장치 이외에도, 스퍼터 장치나 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치를 포함하는 성막장치에도, 본 발명을 적용할 수 있다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 유기 전자 디바이스(예를 들면, 유기 발광 소자, 박막 태양 전지), 광학 부재 등의 제조 장치에 적용 가능하다. 그 중에서도, 증착재료를 증발시켜 마스크를 통해 기판에 증착시킴으로써 유기 발광 소자를 형성하는 유기 발광소자의 제조장치는, 본 발명의 바람직한 적용예의 하나이다.
<전자 디바이스 제조 장치>
도 1은 전자 디바이스의 제조 장치의 일부의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 1의 제조 장치는, 예를 들면 스마트폰 용의 유기 EL 표시장치의 표시 패널의 제조에 이용된다. 스마트폰 용의 표시 패널의 경우, 예를 들면, 4.5세대의 기판(약 700 ㎜ × 약 900 ㎜)이나 6세대의 풀사이즈(약 1500 ㎜ × 약 1850 ㎜) 또는 하프컷 사이즈(약 1500 ㎜ × 약 925 ㎜)의 기판에 유기 EL 소자의 형성을 위한 성막을 행한 후, 해당 기판을 잘라 내어 복수의 작은 사이즈의 패널로 제작한다.
전자 디바이스 제조 장치는, 일반적으로 복수의 클러스터 장치(1)와, 클러스터 장치(1) 사이를 연결하는 중계장치를 포함한다.
클러스터 장치(1)는, 기판(S)에 대한 처리(예컨대, 성막)를 행하는 복수의 성막장치(11)와, 사용 전후의 마스크(M)를 수납하는 복수의 마스크 스톡 장치(12)와, 그 중앙에 배치되는 반송실(13)을 구비한다. 반송실(13)은 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 성막장치(11) 및 마스크 스톡 장치(12) 각각과 접속된다.
반송실(13) 내에는, 기판 및 마스크를 반송하는 반송 로봇(14)이 배치된다. 반송 로봇(14)은, 상류측에 배치된 중계장치의 패스실(15)로부터 성막장치(11)에 기판(S)을 반송한다. 또한, 반송 로봇(14)은 성막장치(11)와 마스크 스톡 장치(12)간에 마스크(M)를 반송한다. 반송 로봇(14)은, 예를 들면, 다관절 아암에, 기판(S) 또는 마스크(M)를 보유지지하는 로봇 핸드가 장착된 구조를 갖는 로봇일 수 있다.
성막장치(11)(증착 장치라고도 부름)에서는, 증착원에 수납된 증착재료가 히터에 의해 가열되어 증발하고, 마스크를 통해 기판상에 증착된다. 반송 로봇(14)과의 기판(S)의 주고받음, 기판(S)과 마스크(M)의 상대 위치의 조정(얼라인먼트), 마스크(M) 상으로의 기판(S)의 고정, 성막(증착) 등의 일련의 성막 프로세스는, 성막 장치(11)에 의해 행해진다.
마스크 스톡 장치(12)에는 성막장치(11)에서의 성막 공정에 사용될 새로운 마스크 및 사용이 끝난 마스크가 두 개의 카세트에 나뉘어져 수납된다. 반송 로봇(14)은, 사용이 끝난 마스크를 성막장치(11)로부터 마스크 스톡 장치(12)의 카세트로 반송하며, 마스크 스톡 장치(12)의 다른 카세트에 수납된 새로운 마스크를 성막장치(11)로 반송한다.
클러스터 장치(1)에는 기판(S)의 흐름방향으로 상류측으로부터의 기판(S)을 해당 클러스터 장치(1)로 전달하는 패스실(15)과, 해당 클러스터 장치(1)에서 성막처리가 완료된 기판(S)을 하류측의 다른 클러스터 장치로 전달하기 위한 버퍼실(16)이 연결된다. 반송실(13)의 반송 로봇(14)은 상류측의 패스실(15)로부터 기판(S)을 받아서, 해당 클러스터 장치(1)내의 성막장치(11)중 하나(예컨대, 성막장치(11a))로 반송한다. 또한, 반송 로봇(14)은 해당 클러스터 장치(1)에서의 성막처리가 완료된 기판(S)을 복수의 성막장치(11) 중 하나(예컨대, 성막장치(11b))로부터 받아서, 하류측에 연결된 버퍼실(16)로 반송한다.
버퍼실(16)과 패스실(15) 사이에는 기판의 방향을 바꾸어 주는 선회실(17)이 설치된다. 선회실(17)에는 버퍼실(16)로부터 기판(S)을 받아 기판(S)을 180도 회전시켜 패스실(15)로 반송하기 위한 반송 로봇(18)이 설치된다. 이를 통해, 상류측 클러스터 장치와 하류측 클러스터 장치에서 기판(S)의 방향이 동일하게 되어 기판 처리가 용이해진다.
패스실(15), 버퍼실(16), 선회실(17)은 클러스터 장치 사이를 연결하는 소위 중계장치로서, 클러스터 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치된 중계장치는, 패스실, 버퍼실, 선회실 중 적어도 하나를 포함한다.
성막장치(11), 마스크 스톡 장치(12), 반송실(13), 버퍼실(16), 선회실(17) 등은 유기발광 소자의 제조과정에서, 고진공상태로 유지된다. 패스실(15)은, 통상 저진공상태로 유지되나, 필요에 따라 고진공상태로 유지될 수도 있다.
본 실시예에서는, 도 1을 참조하여, 전자 디바이스 제조 장치의 구성에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 종류의 장치나 챔버를 가질 수도 있으며, 이들 장치나 챔버간의 배치가 달라질 수도 있다.
이하, 성막장치(11)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
<성막 장치>
도 2는 성막장치(11)의 구성을 나타낸 모식도이다. 이하의 설명에 있어서는, 연직 방향을 Z 방향으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 사용한다. 성막 시에 기판(S)이 수평면(XY 평면)과 평행하게 고정될 경우, 기판(S)의 단변방향(단변에 평행한 방향)을 X 방향, 장변방향(장변에 평행한 방향)을 Y 방향으로 한다. 또 Z 축 주위의 회전각을 θ로 표시한다.
성막장치(11)는, 진공 분위기 또는 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지되는 진공 용기(21)와, 진공 용기(21)내에 설치되는 기판 지지 유닛(22)과, 마스크 지지 유닛(23)과, 정전척(24)과, 성막원(25)을 포함한다.
기판 지지 유닛(22)은 반송실(13)에 설치된 반송 로봇(14)이 반송하여 온 기판(S)을 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 기판 홀더라고도 부른다.
기판 지지 유닛(22)의 아래에는 마스크 지지 유닛(23)이 설치된다. 마스크 지지 유닛(23)은, 반송실(13)에 설치된 반송 로봇(14)이 반송하여 온 마스크(M)를 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 마스크 홀더라고도 부른다.
마스크(M)는, 기판(S) 상에 형성될 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 가지며, 마스크 지지 유닛(23)상에 재치된다. 특히, 스마트폰용 유기 EL 소자를 제조하는데 사용되는 마스크는 미세한 개구패턴이 형성된 금속제 마스크로서, FMM(Fine Metal Mask)이라고도 부른다.
기판 지지 유닛(22)의 상방에는 기판을 정전 인력에 의해 흡착하여 고정하기 위한 정전척(24)이 설치된다. 정전척(24)은 유전체(예컨대, 세라믹재질) 매트릭스내에 금속전극 등의 전기회로가 매설된 구조를 갖는다. 금속전극은 전극쌍을 포함하도록 설치될 수 있는데, 이하에서는 전극쌍을 이루는 금속전극을 제1 전극과 제2 전극이라고 칭하기로 한다.
정전척(24)은, 쿨롱력 타입의 정전척이어도 되고, 존슨-라벡력 타입의 정전척이어도 되며, 그래디언트력 타입의 정전척이어도 된다. 정전척(24)은, 그래디언트력 타입의 정전척인 것이 바람직하다. 정전척(24)을 그래디언트력 타입의 정전척으로 함으로써, 기판(S)이 절연성 기판인 경우라도, 정전척(24)에 의해 양호하게 흡착될 수 있다. 정전척(24)이 쿨롱력 타입의 정전척인 경우에는, 금속전극에 플러스(+) 및 마이너스(-)의 전위가 부여되면, 유전체 매트릭스를 통해 기판(S)과 같은 피흡착체에 금속 전극과 반대극성의 분극전하가 유도되며, 이들간의 정전 인력에 의해 기판(S)이 정전척(24)에 흡착 고정된다.
정전척(24)은 하나의 플레이트로 형성되어도 되고, 복수의 서브플레이트를 가지도록 형성되어도 된다. 또한, 하나의 플레이트로 형성되는 경우에도 그 내부에 복수의 전기회로를 포함하여, 하나의 플레이트내에서 위치에 따라 정전인력이 다르도록 제어할 수도 있다. 또한, 정전척(24)은, 하나의 플레이트로 형성되든 또는 복수의 플레이트로 형성되든, 위치에 상관없이 전면이 동일한 정전인력이 되도록 제어될 수도 있다.
본 실시형태에서는 후술하는 바와 같이, 성막전에 정전척(24)으로 기판(S, 제1 피흡착체)뿐만 아니라, 마스크(M, 제2 피흡착체)도 흡착하여 보유지지한다.
즉, 본 실시예에서는, 정전척(24)의 연직방향의 하측에 놓인 기판(S, 제1 피흡착체)을 정전척(24)으로 흡착 및 보유지지한 상태에서, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치 조정을 하며, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치 조정이 끝나면, 기판(S, 제1 피흡착체)을 사이에 두고 정전척(24)의 반대측에 놓인 마스크(M, 제2 피흡착체)도 정전척(24)으로 흡착하여 보유지지한다. 특히, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치 조정 이후에 기판(S) 너머로 마스크(M)를 정전척(24)으로 흡착할 때, 전극쌍을 이루는 제1 전극과 제2 전극에 각각 부여되는, 접지전위에 대한 전위(이하, 간략히 '전위'라고 한다)의 합의 절대치는, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치 조정시에, 제1 전극과 제2 전극에 각각 부여되는 전위의 합의 절대치 보다 더 크게 되도록, 제1 전극과 제2 전극 중에서 적어도 하나의 전극에 부여되는 전위를 제어한다. 이에 대해서는, 도 3 내지 5를 참조하여 후술한다.
도 2에 도시하지 않았으나, 정전척(24)의 흡착면과는 반대측에 기판(S)의 온도 상승을 억제하는 냉각기구(예컨대, 냉각판)를 설치함으로써, 기판(S)상에 퇴적된 유기재료의 변질이나 열화를 억제하는 구성으로 하여도 된다.
성막원　또는 증착원(25)은 기판에 성막될 증착 재료가 수납되는 도가니(미도시), 도가니를 가열하기 위한 히터(미도시), 성막원(25)으로부터의 증발 레이트가 일정해질 때까지 증착재료가 기판으로 비산하는 것을 막는 셔터(미도시) 등을 포함한다. 성막원(25)은 점(point) 성막원이나 선형(linear) 성막원 등, 용도에 따라 다양한 구성을 가질 수 있다.
도 2에 도시하지 않았으나, 성막장치(11)는 기판에 증착된 막두께를 측정하기 위한 막두께 모니터(미도시) 및 막두께 산출 유닛(미도시)을 포함한다.
진공 용기(21)의 상부 외측(대기측)에는 기판 Z 액츄에이터(26), 마스크 Z 액츄에이터(27), 정전척 Z 액츄에이터(28), 위치조정기구(29) 등이 설치된다. 이들 액츄에이터와 위치조정기구는, 예컨대, 모터와 볼나사, 또는 모터와 리니어가이드 등으로 구성된다. 기판 Z 액츄에이터(26)는, 기판 지지 유닛(22)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단이다. 마스크 Z 액츄에이터(27)는, 마스크 지지 유닛(23)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단이다. 정전척 Z 액츄에이터(28)는, 정전척(24)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단이다.
위치조정기구(29)는, 정전척(24)의 얼라인먼트를 위한 구동수단이다. 위치조정기구(29)는, 정전척(24) 전체를 기판 지지 유닛(22) 및 마스크 지지 유닛(23)에 대하여, X방향 이동, Y방향 이동, θ회전시킨다. 본 실시형태에서는, 기판(S)을 흡착한 상태에서, 정전척(24)을 XYθ방향으로 위치조정함으로써, 기판(S)과 마스크(M)의 상대적 위치를 조정하는 얼라인먼트를 행한다.
진공용기(21)의 외측상면에는, 전술한 구동기구 이외에, 진공 용기(21)의 상면에 설치된 투명창을 통해 기판(S) 및 마스크(M)에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬영하기 위한 얼라인먼트용 카메라(20)를 설치하여도 된다. 본 실시예에 있어서는, 얼라인먼트용 카메라(20)는, 직사각형의 기판(S), 마스크(M) 및 정전척(24)의 대각선에 대응하는 위치 또는 직사각형의 4개의 코너부에 대응하는 위치에 설치하여도 된다.
본 실시형태의 성막장치(11)에 설치되는 얼라인먼트용 카메라(20)는, 기판(S)과 마스크(M)의 상대적 위치를 고정밀도로 조정하는데 사용되는 파인 얼라인먼트용 카메라이며, 그 시야각은 좁지만 고해상도를 가지는 카메라이다. 성막장치(11)는 파인 얼라인먼트용 카메라(20) 이외에 상대적으로 시야각이 넓고 저해상도인 러프 얼라인먼트용 카메라를 포함하여도 된다.
위치조정기구(29)는 얼라인먼트용 카메라(20)에 의해 취득한 기판(S, 제1 피흡착체)과 마스크(M, 제2 피흡착체)의 위치정보에 기초하여, 기판(S, 제1 피흡착체)과 마스크(M, 제2 피흡착체)를 상대적으로 이동시켜 위치를 조정하는 얼라인먼트를 행한다.
성막장치(11)는 제어부(미도시)를 구비한다. 제어부는 기판(S)의 반송 및 얼라인먼트, 증착원(25)의 제어, 성막의 제어 등의 기능을 갖는다. 제어부는 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어부의 기능은 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행함으로써 실현된다. 컴퓨터로서는 범용의 퍼스널 컴퓨터를 사용하여도 되고, 임베디드형의 컴퓨터 또는 PLC(programmable　logic　controller)를 사용하여도 좋다. 또는, 제어부의 기능의 일부 또는 전부를 ASIC나 FPGA와 같은 회로로 구성하여도 좋다. 또한, 성막 장치별로 제어부가 설치되어도 되고, 하나의 제어부가 복수의 성막 장치를 제어하는 것으로 구성하여도 된다.
<정전척 시스템>
도 3을 참조하여 본 실시형태에 따른 정전척 시스템(30)에 대하여 설명한다.
도 3은 본 실시형태의 정전척 시스템(30)의 개념적인 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시형태의 정전척 시스템(30)은 정전척(24), 전위 부여부(31), 전위 제어부(32)를 포함한다.
전위 부여부(31)는, 정전척(24)의 전극부에 전위를 부여하고, 2개의 전극부의 사이에 전위차를 발생시켜 정전인력을 발생시킨다. 또한, 전위 부여부(31)에 의한 각 전극부로의 전위의 부여는, 각 전극부와 도시하지 않은 접지 전극 사이에 소망하는 전압을 각각 인가함으로써 행하여도 된다.
전위 제어부(32)는, 정전척 시스템(30)의 흡착공정 또는 성막장치(11)의 성막 공정의 진행에 따라, 전위 부여부(31)로부터 전극부에 가해지는 전위의 크기, 전위의 부여 개시 시점, 전위의 유지 시간, 전위의 부여 순서 등을 제어한다. 전위 제어부(32)는 예컨대, 정전척(24)의 전극부에 포함되는 제1 전극(241)과 제2 전극(242)에의 전위 부여를 독립적으로 제어할 수 있다. 본 실시형태에서는, 전위 제어부(32)가 성막장치(11)의 제어부와 별도로 구현되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 성막장치(11)의 제어부에 통합되어도 된다.
정전척(24)은, 흡착면에 피흡착체(예컨대, 기판(S), 마스크(M))를 흡착하기 위한 정전흡착력을 발생시키는, 복수의 전극을 갖는 전극부를 포함하며, 전극부는 전극쌍을 이루는 제1 전극(241)과 제2 전극(242)을 포함한다. 제1 전극(241)은, 전위 제어부(32)에 제어에 의하여 전위 부여부(31)가 소정의 전위(Va)를 부여하는 전극 또는 전극들의 집합을 가리키며, 제2 전극(242)은, 전위 제어부(32)에 제어에 의하여 전위 부여부(31)가, 제1 전극(241)에 부여되는 전위(Va)와는 다른 소정의 전위(Vb)를 부여하는 전극 또는 전극들의 집합을 가리킨다. 그리고 제1 전극(241)과 제2 전극(242)에 각각 부여되는 전위에 의하여, 정전척(24)은 기판(S)만을 흡착하거나 또는 기판(S)과 마스크(M)를 함께 흡착하는 정전인력을 발생시킬 수 있다.
도 3에는, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)이 하나씩 교대로 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)은 다른 형태로(예컨대, 2개씩 교대로) 배치되어 있을 수도 있다.
교대로 배치되어 있는 제1 전극(241) 및 제2 전극(242)은, 피흡착체와의 사이에서 정전인력을 발생시킬 수 있는 한, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(241) 및 제2 전극(242)은 각각 빗형상을 가질 수 있다. 빗형상의 제1 전극(241) 및 제2 전극(242)은 각각 복수의 빗살부 및 복수의 빗살부가 연결되는 기부(基部)를 가진다. 각 전극(241, 242)의 기부는 복수의 빗살부에 전위를 공급하며, 복수의 빗살부는 피흡착체와의 사이에서 정전흡착력을 발생시킨다. 이를 위하여, 제1 전극(241)의 빗살부 각각은 제2 전극(242)의 빗살부 각각과 대향하도록 교대로 배치된다. 이처럼, 각 전극(241, 242)의 각 빗살부가 대향하고 또한 서로 얽힌 구성으로 함으로써, 다른 전위가 부여된 전극간의 간격을 좁힐 수 있고, 커다란 불평등 전계를 형성하여, 그래디언트력에 의해 피흡착체를 흡착할 수 있다.
<정전척 시스템에 의한 흡착방법 및 전위 제어>
도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 흡착방법에 따라 정전척(24)에 기판(S) 및 마스크(M)를 순차적으로 흡착하는 과정과 그 때의 전위 제어를 나타내는 단면모식도이다.
도 4a는 진공 용기(21) 내의 기판 지지 유닛(22)에 기판(S)이, 그리고 마스크 지지 유닛(23)에 마스크(M)가 각각 재치되어 있는 상태를 도시한다. 도 4a를 참조하면, 정전척(24)으로부터 소정의 간격으로 이격되어 있는 기판(S)은, 정전척(24)이 있는 방향과는 반대 방향으로 마스크(M)와도 소정의 간격으로 이격되어 있다. 그리고 정전척(24)의 제1 전극(241)과 제2 전극(242)에는 전위가 부여되어 있지 않고, 정전척(24)에는 정전인력이 유발되고 있지 않다.
이어서, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)에 소정의 전위를 부여하여 정전척(24)에 기판(S)을 흡착시킨 뒤, 정전척(24)에 흡착된 기판(S)과 마스크(M)간의 상대 위치를 조정한다.
도 4b는 이와 같이 기판(S)을 정전척(24)에 흡착시킨 상태에서 마스크(M)와의 상대위치를 조정하는 공정을 도시한다. 구체적인 도시는 생략하였으나, 마스크와의 상대위치 조정은, 기판(S)과 마스크(M)가 접촉하지 않는 범위 내에서 상호 간의 이격 거리가 좁혀진 상태에서 행해지는 것이 바람직하고, 이를 위해 기판 흡착 이후, 정전척(24)을 하강시키거나 마스크 지지 유닛(23)을 상승시켜, 기판(S)과 마스크(M)와의 상대위치 조정을 행하는 높이까지 기판(S) 또는 마스크(M)를 이동시키는 공정이 추가로 행해질 수도 있다.
도 4b를 참조하면, 정전척(24)의 제1 전극(241)에는 제1 전위(V1)가 부여되고 동시에 제2 전극(242)에는, 제2 전위(V2)가 부여된다. 제1 전위(V1) 및 제2 전위(V2)는, 정전척(24)에 기판(S)을 흡착시킬 때 제1 전극(241) 및 제2 전극(242)에 각각 부여하던 전위로서, 이러한 기판 흡착 시 부여 전위가 그대로 유지되는 상태로 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치 조정(얼라인먼트)을 행한다.
이 때, 정전척(24)에 기판(S)만이 흡착되고 또한 마스크(M)는 흡착하지 않을 정도의 흡인력이 유발되는 한, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2) 각각의 크기나 극성 등에 특별한 제한이 없다. 바람직하게는, 제1 전위(V1)는 1kV이고, 제2 전위(V2)는 -1kV인 것과 같이, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)는, 접지전위에 대한 전위의 절대치의 크기는 같지만 극성은 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이에 의하면, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)과의 사이의 전위차(△V)는, 기판(S)을 충분히 흡착하는 것이 가능한 크기로 되고, 한편, 제1 전위(V1) 또는 제2 전위(V2) 자체의 크기, 즉 제1 전극(241) 또는 제2 전극(242)의 접지전위에 대한 전위는 상대적으로 작아서(예컨대, 1kV), 마스크(M)는 정전척(24)의 정전인력에 의해 흡인되지 않는다. 따라서, 정전척(24)에 기판(S)을 흡착한 상태에서 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인먼트를 수행하더라도, 기판(S)과 마스크(M)는 서로 접촉하지 않으므로, 기판(S)의 표면이나 그 상부에 형성되어 있는 물질막의 손상을 방지할 수 있다.
정전척(24)으로 기판(S)을 흡착한 상태에서 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인먼트 공정을 수행한 이후에는, 기판(S) 너머로 마스크(M)를 정전척(24)으로 흡착하는 공정을 수행한다. 도 4c는 정전척(24)에, 기판(S) 너머로 마스크(M)를 흡착시키는 공정을 도시한다. 도 4c를 참조하면, 정전척(24)의 제1 전극(241)에는 제3 전위(V3)를 부여하고 동시에 제2 전극(242)에는 제4 전위(V4)를 부여한다.
본 발명의 실시예에서는, 기판(S) 너머로 마스크(M)를 정전척(24)에 흡착할 수 있는 충분한 크기의 흡인력이 유발되도록, 제1 전극(241)과 제2 전극(242) 중에서 적어도 하나의 전극에 부여되는 전위를 변화시킨다. 즉, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)의 합의 절대치가, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)의 합의 절대치보다 더 크도록, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)의 전위를 제어한다.
보다 구체적으로, 도 4b를 참조하여 전술한 바와 같이, 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인먼트 시에는, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)와의 전위차(△V)가 소정의 크기가 되도록, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)의 전위를 제어한다. 즉, 정전척(24)에 기판(S)만이 흡착되는 흡인력이 유발되도록 전위차(△V)를 제어한다. 요컨대, 기판(S)을 흡착하는 힘은, 주로 정전척(24)의 전극쌍(241, 242)의 전위차의 크기를 조정함으로써 컨트롤할 수 있다. 반면, 마스크(M)를 흡착하는 힘은, 전위차(△V)는 같더라도, 정전척(24)의 전극쌍(241, 242)을 구성하는 각 전극의 전위의 크기를 조정함으로써도 변화시킬 수 있다. 이에, 도 4c에 도시된 바와 같이, 기판(S) 너머로 마스크(M)를 흡착할 때에는, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4) 중 적어도 하나의 크기(절대치)를 크게 하도록, 제1 전극(241)과 제2 전극(242) 각각의 전위를 제어한다.
예를 들어, 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인먼트 시에는, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)는 절대치의 크기는 서로 같지만 극성은 다른 전위가 되도록 제어된다. 반면, 얼라인먼트가 종료된 후 기판(S) 너머로 마스크(M)를 흡착할 때에는, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)의 합의 절대치가, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)의 합의 절대치보다 더 크도록, 제1 전극(241)과 제2 전극(242) 중 적어도 하나의 전극에 부여되는 전위를 변화시킨다. 즉, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)에 부여되는 전위가, +측 또는 -측으로 치우치도록 제어한다.
이 때, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4) 간의 전위차(△V)는, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2) 간의 전위차(△V)와 동일하도록 제어될 수 있다. 같은 전위차를 유지함으로써, 마스크(M)의 흡착이 행해지는 동안, 기판(S)은 계속 정전척(24)에 흡착되어 있는 상태로 된다. 예를 들어, 전술한 예와 같이, 제1 전위(V1)는 1kV이고, 제2 전위(V2)는 -1kV인 경우에, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)는, 2kV의 전위차(△V)를 유지하면서 제어될 수 있다. 즉, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)는 각각, 2kV와 0kV, 4kV와 2kV, 0kV와 -2kV 또는 -2kV와 -4kV 등이 되도록 제어될 수 있다. 이 중에서, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4) 중 어느 하나가 접지전위와 동일한 경우(예컨대, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)가 2kV와 0kV 또는 0kV와 -2kV인 경우)에는 다른 경우(예컨대, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)가 4kV와 2kV 또는 -2kV와 -4kV인 경우)에 비하여, 상대적으로 저전위의 전원으로 제1 전극(241)과 제2 전극(242) 각각에 전위를 부여할 수 있다.
이와는 달리, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4) 간의 전위차(△V)가, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2) 간의 전위차(△V)보다 크게 되도록 제어할 수도 있다. 이 경우에는, 기판(S)을 흡착하는 힘이 증가하여 기판(S)은 계속 정전척(24)에 흡착되어 있을 수 있고, 또한, 마스크(M)를 흡착하는 힘도 함께 증가하여, 기판(S)과 마스크(M)의 밀착도를 높일 수도 있다.
<성막프로세스>
이하 본 실시형태의 정전척의 전위 제어를 채용한 성막방법에 대하여 설명한다.
진공 용기(21)내의 마스크 지지 유닛(23)에 마스크(M)가 지지된 상태에서, 반송실(13)의 반송 로봇(14)에 의해 성막장치(11)의 진공 용기(21)내로 기판이 반입된다.
진공 용기(21)내로 진입한 반송 로봇(14)의 핸드가 하강하여 기판(S)을 기판 지지 유닛(22)의 지지부상에 재치한다.
이어서, 정전척(24)이 기판(S)을 향해 하강하여 기판(S)에 충분히 근접하거나 접촉한 후에, 정전척(24)의 전극쌍, 즉 제1 전극(241)과 제2 전극(242)에 각각 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)를 부여하여 기판(S)을 흡착시킨다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 기판(S)을 정전척(24)에 충분히 흡착시키고 또한 후술하는 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인먼트시에 마스크(M)가 흡인되어 기판(S)과 접촉하는 것을 방지하기 위해, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)는, 크기는 같지만 극성은 서로 다르도록 제어된다.
정전척(24)에 기판(S)이 흡착된 상태에서, 기판(S)의 마스크(M)에 대한 상대적인 위치어긋남을 계측하기 위해 기판(S)을 마스크(M)를 향해 하강시킨다. 이 때, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)에 각각 부여되는 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)는 동일하게 유지될 수 있다.
기판(S)이 계측위치까지 하강하면, 얼라인먼트용 카메라(20)로 기판(S)과 마스크(M)에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬영하여 기판과 마스크의 상대적인 위치 어긋남을 계측한다. 계측 결과, 기판의 마스크에 대한 상대적 위치 어긋남이 임계치를 넘는 것으로 판명되면, 정전척(24)에 흡착된 상태의 기판(S)을 수평방향(XYθ 방향)으로 이동시켜, 기판을 마스크에 대해 위치조정(얼라인먼트)한다. 또한, 기판(S)과 마스크(M)에 각각 형성된 얼라인먼트 마크의 계측을 행하는 계측 공정의 이후에 행해지는, 기판(S)과 마스크(M)의 적어도 한 쪽을 이동시키는 위치 조정 공정 시에는, 계측 공정에서의 기판(S)과 마스크(M) 간의 간격 보다도, 위치 조정 공정에서의 기판(S)과 마스크(M) 간의 간격이 크게 되도록 하여도 된다. 이와 같이 함으로써, 기판(S)과 마스크(M)를 상대 이동시킬 때에 기판(S)과 마스크(M)가 접촉하여 기판(S) 또는 기판(S) 상에 형성되어 있는 소자, 마스크(M)의 손상을 보다 확실히 억제할 수 있게 된다. 이러한 경우에는, 적어도 얼라인먼트 공정 중 계측 공정에 있어서, 제1 전극(241)에 제1 전위(V1)가 부여되고, 제2 전극(242)에 제2 전위(V2)가 부여되도록 하는 것이 바람직하다.
얼라인먼트 공정 후에, 마스크(M)를 기판(S) 너머로 정전척(24)에 흡착시킨다. 이를 위해, 정전척(24)의 전극쌍 즉, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)에 각각 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)를 부여한다. 이 때, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)의 전위차는, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)의 전위차와 동일하고 또한 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)와의 합의 절대치는, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)와의 합의 절대치보다 더 크도록, 제1 전극(241)과 제2 전극(242) 중에서 적어도 하나의 전극에 부여되는 전위를 변화시킬 수 있다. 실시예에 따라서는, 제3 전위(V3)와 제4 전위(V4)의 전위차는, 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2)의 전위차보다 더 클 수도 있다.
이러한 마스크(M)의 흡착 공정이 완료된 후에, 성막원(25)의 셔터를 열고 증착재료를 마스크를 통해 기판(S)에 증착시킨다.
이상의 설명에서는, 성막장치(11)는, 기판(S)의 성막면이 연직방향 하방을 향한 상태에서 성막이 이루어지는, 소위 상향증착방식(Depo-up)의 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않으며, 기판(S)이 진공용기(21)의 측면측에 수직으로 세워진 상태로 배치되고, 기판(S)의 성막면이 중력방향과 평행한 상태에서 성막이 이루어지는 구성이어도 된다.
<전자디바이스의 제조방법>
다음으로, 본 실시형태의 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 5(a)는 유기 EL 표시장치(60)의 전체도, 도 5(b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다.
도 5(a)에 도시한 바와 같이, 유기 EL 표시장치(60)의 표시 영역(61)에는 발광소자를 복수 구비한 화소(62)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(61)에 있어서 소망의 색 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 지칭한다. 본 실시예에 관한 유기 EL 표시장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광소자(62R), 제2 발광소자(62G), 제3 발광소자(62B)의 조합에 의해 화소(62)가 구성되어 있다. 화소(62)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 5(b)는 도 5(a)의 A－B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(62)는 기판(63) 상에 양극(64), 정공 수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자 수송층(67), 음극(68)을 구비한 유기 EL 소자를 가지고 있다. 이들 중 정공 수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자 수송층(67)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시형태에서는, 발광층(66R)은 적색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(66G)는 녹색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(66B)는 청색을 발하는 유기 EL 층이다. 발광층(66R, 66G, 66B)은 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광소자(유기 EL 소자라고 부르는 경우도 있음)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 양극(64)은 발광소자별로 분리되어 형성되어 있다. 정공 수송층(65)과 전자 수송층(67)과 음극(68)은, 복수의 발광소자(62R, 62G, 62B)와 공통으로 형성되어 있어도 좋고, 발광소자별로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 양극(64)과 음극(68)이 이물에 의해 단락되는 것을 방지하기 위하여, 양극(64) 사이에 절연층(69)이 설치되어 있다. 또한, 유기 EL 층은 수분이나 산소에 의해 열화되기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(70)이 설치되어 있다.
도 5(b)에서는 정공 수송층(65)이나 전자 수송층(67)이 하나의 층으로 도시되었으나, 유기 EL 표시 소자의 구조에 따라서, 정공블록층이나 전자블록층을 포함하는 복수의 층으로 형성될 수도 있다. 또한, 양극(64)과 정공 수송층(65) 사이에는 양극(64)으로부터 정공 수송층(65)으로의 정공의 주입이 원활하게 이루어지도록 할 수 있는 에너지밴드 구조를 가지는 정공주입층을 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 음극(68)과 전자 수송층(67) 사이에도 전자주입층이 형성될 수 있다.
다음으로, 유기 EL 표시장치의 제조 방법의 예에 대하여 구체적으로 설명한다.
우선, 유기 EL 표시장치를 구동하기 위한 회로(미도시) 및 양극(64)이 형성된 기판(63)을 준비한다.
양극(64)이 형성된 기판(63) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트로 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피 법에 의해 양극(64)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(69)을 형성한다. 이 개구부가 발광소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.
절연층(69)이 패터닝된 기판(63)을 제1 유기재료 성막 장치에 반입하여 정전척으로 기판을 보유 지지하고, 정공 수송층(65)을 표시 영역의 양극(64) 위에 공통층으로서 성막한다. 정공 수송층(65)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공 수송층(65)은 표시 영역(61)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 고정밀의 마스크는 필요치 않다.
다음으로, 정공 수송층(65)까지 형성된 기판(63)을 제2 유기재료 성막 장치에 반입하고, 정전척으로 보유 지지한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 정전척으로 마스크를 기판너머로 보유지지하고, 기판(63)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에 적색을 발하는 발광층(66R)을 성막한다.
발광층(66R)의 성막과 마찬가지로, 제3 유기재료 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(66G)을 성막하고, 나아가 제4 유기재료 성막 장치에 의해 청색을 발하는 발광층(66B)을 성막한다. 발광층(66R, 66G, 66B)의 성막이 완료된 후, 제5 유기재료 성막 장치에 의해 표시 영역(61)의 전체에 전자 수송층(67)을 성막한다. 전자 수송층(67)은 3 색의 발광층(66R, 66G, 66B)에 공통의 층으로서 형성된다.
전자 수송층(67)까지 형성된 기판을 금속성 증착재료 성막 장치로 이동시켜 음극(68)을 성막한다.
그 후 플라스마 CVD 장치로 이동시켜 보호층(70)을 성막하여, 유기 EL 표시장치(60)를 완성한다.
절연층(69)이 패터닝 된 기판(63)을 성막 장치로 반입하고 나서부터 보호층(70)의 성막이 완료될 때까지는, 수분이나 산소를 포함하는 분위기에 노출되면 유기 EL 재료로 이루어진 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화될 우려가 있다. 따라서, 본 예에 있어서, 성막 장치 간의 기판의 반입, 반출은 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기 하에서 행하여진다.
상기 실시예는 본 발명의 일 예를 나타낸 것으로, 본 발명은 상기 실시예의 구성에 한정되지 않으며, 그 기술사상의 범위내에서 적절히 변형하여도 된다.
11: 성막장치
21: 진공용기
22: 기판 지지 유닛
23: 마스크 지지 유닛
24: 정전척
30: 정전척 시스템
31: 전위 부여부
32: 전위 제어부
241, 242: 전극쌍(제1 전극, 제2 전극)

Claims (21)

  1. 제1 피흡착체 및 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 제2 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서,
    적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척과,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각, 접지전위에 대한 소정의 전위를 부여하는 전위 부여부와,
    상기 전위 부여부에 의한 전위의 부여를 제어하기 위한 전위 제어부를 포함하고,
    상기 전위 제어부는, 상기 정전척에 흡착된 상기 제1 피흡착체와, 상기 정전척에 흡착되어 있지 않은 상기 제2 피흡착체와의 상대위치의 조정시에는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 제1 전위와 제2 전위가 부여되고, 또한 상기 상대위치의 조정 이후에 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 상기 제2 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시킬 때에는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위 중에서 적어도 하나를 변화시켜, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 제3 전위와 제4 전위가 부여되도록, 상기 전위 부여부를 제어하고,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 합의 절대치는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 합의 절대치보다 큰 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 전위차는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 전위차와 동일한 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 전위차는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 전위차보다 큰 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전위와 상기 제2 전위는, 절대치 크기는 동일하고 반대 극성인 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위 중에서 하나는 0V인 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 번갈아 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 피흡착체는 절연성의 기판이고, 상기 제2 피흡착체는 금속성 마스크인 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  8. 제1 피흡착체 및 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 제2 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서,
    적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척과,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각, 접지전위에 대한 소정의 전위를 부여하는 전위 부여부와,
    상기 전위 부여부에 의한 전위의 부여를 제어하기 위한 전위 제어부를 포함하고,
    상기 전위 제어부는, 상기 정전척에 흡착된 상기 제1 피흡착체와, 상기 정전척에 흡착되어 있지 않은 상기 제2 피흡착체와의 상대위치의 조정 이후에, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여되는 전위 중 적어도 하나를 변화시킴으로써 상기 제2 피흡착체에 미치는 인력이 변화되도록, 상기 전위 부여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전위 제어부는, 상기 정전척에 흡착된 상기 제1 피흡착체와, 상기 정전척에 흡착되어 있지 않은 상기 제2 피흡착체와의 상대위치의 조정 이후에, 상기 정전척과 상기 제2 피흡착체를 지지하는 지지 기구간의 이격 거리를 유지한 채로, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여되는 전위 중 적어도 하나를 변화시킴으로써 상기 제2 피흡착체에 미치는 인력이 변화되도록, 상기 전위 부여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전위 제어부는, 상기 제1 전극에 부여되는 전위와 상기 제2 전극에 부여되는 전위 간의 전위차는 변화시키지 않으면서, 상기 제1 전극에 부여되는 전위와 상기 제2 전극에 부여되는 전위의 합의 절대치가 크게 되도록, 상기 전위 부여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전위 제어부는, 상기 제1 전극에 부여되는 전위와 상기 제2 전극에 부여되는 전위 간의 전위차 및 전위의 합의 절대치가 크게 되도록, 상기 전위 부여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  12. 기판에 마스크를 통하여 성막을 행하기 위한 성막장치로서,
    제1 피흡착체인 기판 및 상기 기판 너머로 제2 피흡착체인 마스크를 흡착하기 위한 정전척 시스템을 포함하며,
    상기 정전척 시스템은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 정전척 시스템인 것을 특징으로 하는 성막장치.
  13. 적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척에 제1 피흡착체 및 상기 제1 피흡착체 너머로 제2 피흡착체를 흡착하기 위한 방법으로서,
    상기 제1 피흡착체와 상기 제2 피흡착체와의 상대위치 조정시에, 접지전위에 대한 제1 전위와 제2 전위를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여하여, 상기 제2 피흡착체는 흡착하지 않고 상기 제1 피흡착체를 상기 정전척에 흡착하는 제1 흡착 단계와,
    상기 제1 피흡착체와 상기 제2 피흡착체의 상대위치 조정 이후에, 상기 접지전위에 대한 제3 전위와 제4 전위를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여하여, 상기 제1 피흡착체를 사이에 두고 상기 제2 피흡착체를 상기 정전척에 흡착하는 제2 흡착 단계를 포함하고,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 합의 절대치는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 합의 절대치보다 큰 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 전위차는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 전위차와 동일한 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 전위차는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 전위차보다 큰 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전위와 상기 제2 전위는, 절대치 크기는 동일하고 반대 극성인 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위 중에서 하나는 0V인 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 번갈아 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제1 피흡착체는 절연성의 기판이고, 상기 제2 피흡착체는 금속성 마스크인 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  20. 적어도 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 정전척에, 기판 및 상기 기판 너머로 마스크를 흡착하여 성막재료를 성막하는 성막방법으로서,
    진공 용기내로 마스크를 반입하는 단계와,
    상기 진공 용기내로 기판을 반입하는 단계와,
    접지전위에 대한 제1 전위와 제2 전위를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여하여, 상기 마스크는 흡착하지 않고 상기 기판을 상기 정전척에 흡착한 상태로, 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치 조정을 행하는 단계와,
    상기 접지전위에 대한 제3 전위와 제4 전위를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 부여하여, 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 상기 정전척에 흡착하는 단계와,
    상기 정전척에 상기 기판과 상기 마스크가 흡착된 상태에서, 상기 성막재료를 방출시켜 상기 마스크를 통해 상기 기판에 상기 성막재료를 성막하는 단계를 포함하고,
    상기 제3 전위와 상기 제4 전위와의 합의 절대치는, 상기 제1 전위와 상기 제2 전위와의 합의 절대치보다 큰 것을 특징으로 하는 성막방법.
  21. 제20항의 성막방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.
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