KR20220122504A - 성막 장치 - Google Patents

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KR20220122504A
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메구무 카와에
노부유키 타카하시
히로키 토미이
카츠시게 사쿠라이
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캐논 톡키 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 성막 정밀도의 향상을 도모하는 것이 가능한 성막 장치를 제공한다.
[해결 수단] 챔버의 내부에 설치되어, 마스크를 흡착판으로 끌어당기기 위한 자력을 발생하는 자석 플레이트(11)와, 자석 플레이트(11)를 승강하는 플레이트 유닛 승강 유닛과, 자석 플레이트(11)에 작용하는 외력에 따라, 자석 플레이트(11)가 회동 및 상하 이동 중 적어도 일방을 행하도록, 자석 플레이트(11)와 플레이트 유닛 승강 유닛을 접속하는 접속 기구(1100)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

성막 장치{FILM FORMING APPARATUS}
본 발명은, 기판 상에 박막을 형성하기 위한 성막 장치에 관한 것이다.
유기 EL 디스플레이 등의 제조에 있어서는, 마스크를 사용하여 기판 상에 성막 재료에 의해 박막이 형성된다. 성막의 전처리로서 마스크와 기판의 얼라인먼트가 행하여져, 양자가 중첩된다. 특허문헌 1에는, 정전척 등의 흡착판에 기판을 흡착시킨 상태로, 기판과 마스크를 접근시켜 얼라인먼트를 행하는 것이 개시되어 있다. 또한, 얼라인먼트의 후에, 자석 플레이트에 의해 마스크를 기판으로 끌어당기는 것이 개시되어 있다.
종래 기술에서는, 마스크를 기판으로 끌어당길 때에, 자석 플레이트가 흡착판으로부터 이격되어 있었다. 그 때문에, 마스크를 끌어당기는 힘이 약하여, 성막 시에 기판과 마스크의 사이에 갭이 생길 가능성이 있다. 결과적으로, 성막 정밀도가 저하될 가능성이 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 2014-65959호 공보
본 발명의 목적은, 성막 정밀도의 향상을 도모하는 것이 가능한 성막 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용하였다.
즉, 본 발명의 성막 장치는,
내부를 진공에 보유지지하는 챔버와,
상기 챔버의 내부에 설치되어, 기판을 흡착하기 위한 흡착판과,
상기 챔버의 내부에 설치되어, 마스크를 지지하는 마스크 지지 수단과,
상기 흡착판에 흡착된 상기 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 수단과,
상기 챔버의 내부에 설치되어, 상기 마스크를 상기 흡착판으로 끌어당기기 위한 자력을 발생하는 자력 발생 부재와,
상기 자력 발생 부재를 승강하는 승강 수단과,
상기 자력 발생 부재에 작용하는 외력에 따라, 상기 자력 발생 부재가 회동 및 상하 이동 중 적어도 일방을 행하도록, 상기 자력 발생 부재와 승강 수단을 접속하는 접속 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 성막 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 전자 디바이스의 제조 라인의 일부의 모식도이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 성막 장치의 개략도이다.
도 3은 기판 지지 유닛 및 흡착판의 설명도이다.
도 4는 흡착판의 전기 배선의 설명도이다.
도 5는 계측 유닛의 설명도이다.
도 6은 조정 유닛의 설명도이다.
도 7은 흡착판을 사용한 기판과 마스크의 중첩 프로세스의 설명도이다.
도 8은 실시예 1에 따른 접속 기구의 메커니즘의 설명도이다.
도 9는 실시예 2에 따른 접속 기구의 모식적 단면도이다.
도 10은 실시예 3에 따른 접속 기구의 모식적 단면도이다.
도 11은 실시예 4에 따른 접속 기구의 모식적 단면도이다.
도 12는 실시예 5에 따른 접속 기구의 모식적 단면도이다.
도 13은 실시예 6에 따른 접속 기구의 모식적 단면도이다.
도 14는 접속 기구의 적용예의 설명도이다.
도 15는 플레이트 유닛의 응용예의 설명도이다.
도 16은 유기 EL 표시 장치의 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 자세하게 설명한다. 한편, 이하의 실시형태는 특허청구의 범위에 따른 발명을 한정하는 것이 아니다. 실시형태에는 복수의 특징이 기재되어 있으나, 이들 복수의 특징 모두가 반드시 발명에 필수적인 것은 아니고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 유사한 구성에 동일한 참조 번호를 붙여, 중복 설명은 생략한다.
(실시형태)
<전자 디바이스의 제조 라인>
도 1은, 본 발명의 성막 장치가 적용 가능한 전자 디바이스의 제조 라인의 구성의 일부를 나타내는 모식도이다. 도 1의 제조 라인은, 예를 들면, 스마트폰용의 유기 EL 표시 장치의 표시 패널의 제조에 사용되는 것으로, 기판(100)이 성막 블록(301)으로 순차 반송되어, 기판(100)에 유기 EL의 성막이 행해진다. 한편, 본 실시예에 있어서는, 클러스터형의 제조 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명에 따른 성막 장치가 적용되는 제조 장치는, 인라인형의 제조 장치에도 적용 가능하다.
성막 블록(301)에는, 평면에서 보았을때 8각형의 형상을 갖는 반송실(302)의 주위에, 기판(100)에 대한 성막 처리가 행해지는 복수의 성막실(303a∼303d)과, 사용 전후의 마스크가 수납되는 마스크 격납실(305)이 배치되어 있다. 반송실(302)에는, 기판(100)을 반송하는 반송 로봇(302a)이 배치되어 있다. 반송 로봇(302a)은, 기판(100)을 보유지지하는 핸드와, 핸드를 수평 방향으로 이동시키는 다관절 아암을 포함한다. 바꾸어 말하면, 성막 블록(301)은, 반송 로봇(302a)의 주위를 둘러싸도록 복수의 성막실(303a∼303d)이 배치된 클러스터형의 성막 유닛이다. 한편, 성막실(303a∼303d)을 총칭하는 경우, 또는, 구별하지 않는 경우는 성막실(303)로 표기한다.
기판(100)의 반송 방향(화살표 방향)에서, 성막 블록(301)의 상류측, 하류측에는, 각각, 버퍼실(306), 선회실(307), 전달실(308)이 배치되어 있다. 제조 과정에 있어서, 각 실은 진공 상태로 유지된다. 한편, 도 1에 있어서는 성막 블록(301)을 하나 밖에 도시하고 있지 않지만, 본 실시형태에 따른 제조 라인은 복수의 성막 블록(301)을 가지고 있고, 복수의 성막 블록(301)이, 버퍼실(306), 선회실(307), 전달실(308)로 구성되는 연결 장치에 의해 연결된 구성을 갖는다. 한편, 연결 장치의 구성은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 버퍼실(306) 또는 전달실(308)만으로 구성되어 있어도 된다.
반송 로봇(302a)은, 상류측의 전달실(308)로부터 반송실(302)로의 기판(100)의 반입, 성막실(303)사이에서의 기판(100)의 반송, 마스크 격납실(305)과 성막실(303)의 사이에서의 마스크의 반송, 및 반송실(302)로부터 하류측의 버퍼실(306)로의 기판(100)의 반출을 행한다.
버퍼실(306)은, 제조 라인의 가동 상황에 따라 기판(100)을 일시적으로 저장하기 위한 실이다. 버퍼실(306)에는, 카세트라고도 불리는 기판 수납 선반과, 승강 기구가 설치된다. 기판 수납 선반은, 복수 매의 기판(100)을 기판(100)의 피처리면(피성막면)이 중력 방향 하방을 향하는 수평 상태를 유지한 채로 수납 가능한 다단 구조를 갖는다. 승강 기구는, 기판(100)이 반입 또는 반출되는 단을 반송 위치에 맞추기 위해, 기판 수납 선반을 승강시킨다. 이에 의해, 버퍼실(306)에는 복수의 기판(100)을 일시적으로 수용하고, 체류시킬 수 있다.
선회실(307)은 기판(100)의 방향을 변경하는 장치를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 선회실(307)은, 선회실(307)에 설치된 반송 로봇에 의해 기판(100)의 방향을 180도 회전시킨다. 선회실(307)에 설치된 반송 로봇이, 버퍼실(306)에서 수취한 기판(100)을 지지한 상태로 180도 선회시켜 전달실(308)로 넘겨줌으로써, 버퍼실(306) 내와 전달실(308)에서 기판의 전단과 후단이 바뀐다. 이에 의해, 성막실(303)에 기판(100)을 반입할 때의 방향이, 각 성막 블록(301)에서 같은 방향이 되기 때문에, 기판(S)에 대한 성막의 스캔 방향이나 마스크의 방향을 각 성막 블록(301)에 있어서 일치시킬 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 각 성막 블록(301)에 있어서 마스크 격납실(305)에 마스크를 설치하는 방향을 맞출 수 있고, 마스크의 관리가 간이화되어 사용성을 높일 수 있다.
제조 라인의 제어계는, 호스트 컴퓨터로서 라인 전체를 제어하는 상위 장치(300)와, 각 구성을 제어하는 제어 장치(14a∼14d, 309, 310)를 포함하고, 이들은 유선 또는 무선 통신 회선(300a)을 통해 통신 가능하다. 제어 장치(14a∼14d)는, 성막실(303a∼303d)에 대응하여 설치되고, 후술하는 성막 장치(1)를 제어한다. 한편, 제어 장치(14a∼14d)를 총칭하는 경우, 또는, 구별하지 않는 경우는 제어 장치(14)로 표기한다.
제어 장치(309)는 반송 로봇(302a)을 제어한다. 제어 장치(310)는 선회실(307)에 설치된 반송 로봇을 제어한다. 상위 장치(300)는, 기판(100)에 관한 정보나 반송 타이밍 등의 지시를 각 제어 장치(14, 309, 310)로 송신하고, 각 제어 장치(14, 309, 310)는 수신한 지시에 기초하여 각 구성을 제어한다.
<성막 장치의 개요>
도 2는 일 실시형태에 따른 성막 장치(1)의 개략도이다. 성막실(303)에 설치되는 성막 장치(1)는, 기판(100)에 성막 재료에 의해 박막을 형성하는 장치이며, 마스크(101)를 사용하여 소정의 패턴의 박막을 형성한다. 성막 장치(1)에 의해 성막이 행해지는 기판(100)의 재질은, 글래스, 수지, 금속 등의 재료를 적절히 선택 가능하며, 예를 들면, 글래스 상에 폴리이미드 등의 수지층이 형성된 것이 바람직하게 사용된다. 성막 재료로서는, 유기 재료, 무기 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 물질이 채용된다. 성막 장치(1)는, 예를 들면 표시 장치(플랫 패널 디스플레이 등)나 박막 태양 전지, 유기 광전 변환 소자(유기 박막 촬상 소자) 등의 전자 디바이스나, 광학 부재 등을 제조하는 제조 장치에 적용 가능하며, 특히, 유기 EL 패널을 제조하는 제조 장치에 바람직하게 사용된다. 이하의 설명에서는, 성막 장치(1)가 진공 증착에 의해 기판(100)에 성막을 행하는 예에 대해 설명한다. 단, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 스퍼터나 CVD 등을 행하는 각종 성막 장치에 적용 가능하다. 한편, 각 도면에 있어서 화살표(Z)는 연직 방향을 나타내고, 화살표(X) 및 화살표(Y)는 서로 직교하는 수평 방향을 나타낸다.
성막 장치(1)는, 내부를 진공으로 유지가능한 상자형의 진공 챔버(3)(단순히 챔버라고도 부름)를 갖는다. 진공 챔버(3)의 내부 공간(3a)은, 진공 분위기나, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지되어 있다. 본 실시형태에서는, 진공 챔버(3)는 도시하지 않은 진공 펌프에 접속되어 있다. 한편, 본 명세서에 있어서 「진공」이란, 대기압보다 낮은 압력의 기체로 채워진 상태, 바꾸어 말하면 감압 상태를 말한다. 진공 챔버(3)의 내부 공간(3a)에는, 기판(100)을 수평 자세로 지지하는 기판 지지 유닛(6), 마스크(101)를 지지하는 마스크 지지수단으로서의 마스크대(5), 성막 유닛(4), 플레이트 유닛(9), 흡착판(15)이 배치된다. 마스크(101)는, 기판(100) 상에 형성하는 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 갖는 메탈 마스크이며, 마스크대(5) 상에 재치되어 있다. 한편, 마스크대(5)는, 마스크(101)를 소정의 위치에 고정하는 다른 형태의 수단으로 치환 가능하다. 마스크(101)로서는, 프레임 형상의 마스크 프레임에 수 μm∼수 십 μm 정도 두께의 마스크 박이 용접 고정된 구조를 갖는 마스크를 사용할 수 있다. 마스크(101)의 재질은 특히 한정은 되지 않지만, 인바(invar) 재료 등의 열팽창 계수가 작은 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 성막 처리는, 기판(100)이 마스크(101) 상에 재치되고, 기판(100)과 마스크(101)가 서로 중첩된 상태에서 행해진다.
플레이트 유닛(9)은, 냉각 플레이트(10)와 자력 발생부로서의 자석 플레이트(11)를 구비한다. 냉각 플레이트(10)는 자석 플레이트(11) 아래에, 자석 플레이트(11)에 대해 Z 방향으로 변위 가능하도록 매달려 있다. 냉각 플레이트(10)는, 성막 시에 흡착판(15)과 접촉함으로써, 흡착판(15)에 흡착된 기판(100)을 냉각하는 기능을 갖는다. 냉각 플레이트(10)는 수냉 기구 등을 구비하여 적극적으로 기판(100)을 냉각하는 것에 한정되지 않고, 수냉 기구 등은 설치되어 있지 않지만 흡착판(15)과 접촉함으로써 기판(100)의 열을 빼앗도록 하는 판형상 부재이어도 된다. 자석 플레이트(11)는, 자력에 의해 마스크(101)를 끌어당기는 플레이트이며, 기판(100)의 상면에 재치되어, 성막 시에 기판(100)과 마스크(101)의 밀착성을 향상시키는 기능을 발휘한다.
한편, 냉각 플레이트(10)에 대해서는, 설치하지 않는 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들면, 흡착판(15)에 냉각 기구가 설치되어 있는 경우, 냉각 플레이트(10)는 설치하지 않아도 된다.
성막 유닛(4)은, 증발원을 갖는 유닛이며, 증발원 외에, 히터, 셔터, 증발원의 구동 기구, 증발 레이트 모니터 등을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태에서는, 성막 유닛(4)은 복수의 노즐(도시하지 않음)이 X 방향으로 배열되어 배치되며, 각각의 노즐로부터 증착 재료가 방출되는 리니어 증발원이다. 예를 들면, 리니어 증발원은, 증발원 이동 기구(도시하지 않음)에 의해 Y 방향(장치의 깊이 방향)으로 왕복 이동된다. 본 실시형태에서는, 성막 유닛(4)이 후술하는 얼라인먼트 장치(2)와 동일한 진공 챔버(3)에 설치되어 있다. 그러나, 얼라인먼트가 행해지는 진공 챔버(3)와는 다른 챔버에서 성막 처리를 행하는 실시 형태에서는, 성막 유닛(4)은 진공 챔버(3)에는 배치되지 않는다.
<얼라인먼트 장치>
성막 장치(1)는, 기판(100)과 마스크(101)의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 수단으로서의 얼라인먼트 장치(2)를 구비한다. 얼라인먼트 장치(2)는, 기판 지지 유닛(6), 흡착판(15), 위치 조정 유닛(20), 거리 조정 유닛(22), 플레이트 유닛 승강 유닛(13), 계측 유닛(7, 8), 조정 유닛(17), 플로팅부(19), 검출 유닛(16)을 구비한다. 이하, 얼라인먼트 장치의 각 구성에 대해 설명한다.
<<기판 지지 유닛>>
얼라인먼트 장치(2)는, 기판(100)의 주연부를 지지하는 기판 지지 유닛(6)을 구비한다. 도 2에 더하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 기판 지지 유닛(6) 및 흡착판(15)의 설명도이며, 이들을 하측에서부터 본 도면이다.
기판 지지 유닛(6)은, 그 외측 프레임을 구성하는 복수의 베이스부(61a∼61d)와, 베이스부(61a∼61d)로부터 내측으로 돌출한 복수의 재치부(62 및 63)를 구비한다. 한편, 재치부(62 및 63)는 「수취 핑거」또는 「핑거」라고도 불리는 경우가 있다. 베이스부(61a∼61d)는, 각각 지지축(R3)에 의해 지지되어 있다. 복수의 재치부(62)는 기판(100)의 주연부의 장변측을 받도록 베이스부(61a∼61d)에 간격을 두고 배치된다. 또한, 복수의 재치부(63)는, 기판(100)의 주연부의 단변측을 받도록 베이스부(61a∼61d)에 간격을 두고 배치되어 있다. 반송 로봇(302a)에 의해 성막 장치(1)로 반입된 기판(100)은, 복수의 재치부(62 및 63)에 의해 지지된다. 이하, 베이스부(61a∼61d)를 총칭하는 경우, 또는, 구별하지 않는 경우는 베이스부(61)로 표기한다.
본 실시형태에서는, 복수의 재치부(62 및 63)는 판 스프링으로 구성되어 있고, 복수의 재치부(62 및 63)에 의해 지지되어 있는 기판(100)을 흡착판(15)에 흡착시킬 때에는, 판 스프링의 탄성력에 의해 기판(100)을 흡착판(15)에 대해 누를 수 있다.
한편, 도 3의 예에서는 4개의 베이스부(61)에 의해 부분적으로 절결이 있는 사각형의 프레임이 구성되어 있지만, 이에 한정되지 않으며, 베이스부(61)는 사각형 형상의 기판(100)의 외주를 둘러싸도록 하는 잘린 곳이 없는 사각형 프레임이어도 된다. 다만, 복수의 베이스부(61)에 의해 절결이 설치됨으로써, 반송 로봇(302a)이 재치부(62 및 63)에 기판(100)을 전달할 때, 반송 로봇(302a)이 베이스부(61)를 피해 퇴피할 수 있다. 이에 의해, 기판(100)의 반송 및 전달의 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 기판 지지 유닛(6)에는, 복수의 재치부(62 및 63)에 대응하여 복수의 클램프부가 설치되고, 재치부(62 및 63)에 재치된 기판(100)의 주연부를 클램프부에 의해 끼워 보유지지하는 양태가 채용되어도 된다.
<<흡착판>>
계속해서 도 2 및 3을 참조한다. 얼라인먼트 장치(2)는, 진공 챔버(3)의 내부에 설치되며, 기판(100)을 흡착 가능한 흡착판(15)을 구비한다. 본 실시형태에서는, 흡착판(15)은, 기판 지지 유닛(6)과 플레이트 유닛(9)의 사이에 설치되고, 1개 또는 복수의 지지축(R1)에 의해 지지되어 있다. 본 실시형태에서는, 흡착판(15)은, 4개의 지지축(R1)에 의해 지지되어 있다. 일 실시형태에 있어서, 지지축(R1)은 원기둥 형상의 샤프트이다.
또한, 본 실시형태에서는, 흡착판(15)은, 기판(100)을 정전기력에 의해 흡착하는 정전척이다. 예를 들면, 흡착판(15)은, 세라믹스 재질의 매트릭스(기체라고도 불림)의 내부에 금속 전극 등의 전기 회로가 매립된 구조를 갖는다. 예를 들면, 각 전극 배치 영역(151)에서는, 정전 인력을 발생시키기 위해 플러스 및 마이너스의 전압이 인가되는 한 쌍의 전극이 배치된다. 플러스 전극 및 마이너스 전극은, 하나의 전극 배치 영역(151) 내에서 교대로 배치된다. 전극 배치 영역(151)에 배치된 금속 전극에 플러스(+) 및 마이너스(-) 전압이 인가되면, 세라믹스 매트릭스를 통해 기판(100)에 분극 전하가 유도되고, 기판(100)과 흡착판(15)의 사이의 정전기적인 인력(정전기력)에 의해, 기판(100)이 흡착판(15)의 흡착면(150)에 흡착 고정된다.
또한, 흡착판(15)은, 전극에 가해지는 전압의 크기, 전압의 인가 개시 시점, 전압의 유지 시간, 전압의 인가 순서 등을 제어하는 전압 제어부(도시하지 않음)를 구비한다. 전압 제어부는, 복수의 전극 배치 영역(151)에의 전압 인가를, 서로 독립적으로 제어할 수 있다.
한편, 전극 배치 영역(151)은 적절히 설정 가능하다. 예를 들면, 본 실시형태에서는 복수의 전극 배치 영역(151)이 서로 이격하여 설치되어 있지만, 1개의 전극 배치 영역(151)이 흡착판(15)의 흡착면(150)의 대략 전면에 걸쳐 형성되어도 된다.
또한, 흡착판(15)에는, 흡착판(15)과 기판(100)의 접촉을 검지하는 복수의 터치 센서(1621)가 매설되어 있다. 본 실시형태에서는, 합계 9개의 터치 센서(1621)가 설치되어 있다. 흡착판(15)의 주연부에서는, 양쪽 장변을 따라 각각 4개씩이 설치되고, 흡착판(15)의 중앙부에 1개가 설치되어 있다. 이와 같이, 흡착판(15)의 복수 위치에 터치 센서(1621)가 설치됨으로써, 기판(100)의 전체 면이 흡착면(150)에 흡착되어 있는지 여부를 검지할 수 있다. 한편, 터치 센서(1621)의 수나 배치는 적절히 변경 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는, 터치 센서(1621)는, 자신과 대상의 접촉을 기계적으로 검지한다. 일례로서, 터치 센서(1621)는, 그 선단부가 스프링 등에 의해 부세(付勢)되어, 선단부가 기판(100) 등과 접촉하고 있지 않는 상태에서는 선단부가 흡착면(150)으로부터 돌출하도록 설치된다. 그리고, 기판(100)이 터치 센서(1621)의 선단부에 접촉하면, 선단부가 기판(100)에 의해 눌려 흡착판(15)측으로 들어가, 내부의 접점과 접촉함으로써 소정의 전기 신호가 출력되도록 구성된다. 한편, 선단부의 형상은 특히 한정되지 않으며, 버튼 형상이나 로드 형상일 수 있다. 대상과 접촉하고 있지 않는 상태의 선단부가 흡착면(150)으로부터 돌출하는 길이를 적절히 설정함으로써, 터치 센서(1621)는 실질적으로 흡착판(15)과 기판(100)의 접촉을 검지할 수 있다. 또한, 복수의 터치 센서(1621)는, 후술하는 바와 같이, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 사이의 평행도를 검출하는 검출 유닛(16)을 구성한다.
또한, 본 실시형태에서는, 흡착판(15)에는, 기판(100)의 흡착판(15)에의 흡착 상태를 검출하는 파이버 센서(1622)가 설치되어 있다. 파이버 센서(1622)는, 발광부(1622a) 및 수광부(1622b)를 포함한다. 발광부(1622a) 및 수광부(1622b)는, 흡착판(15)의 아래쪽, 예를 들면 흡착판(15)의 수 mm∼수 십 mm 아래쪽에서 광로(1622c)를 형성하도록 설치된다. 기판(100)의 일부가 흡착판(15)에 흡착되지 않는 경우, 중력에 의해 해당 일부가 아래쪽으로 처진다. 흡착판(15)에의 기판(100)의 흡착 처리를 행한 후에 기판(100)에 처짐이 발생하는 경우에는, 그 처짐의 부분이 광로(1622c)를 차단함으로써, 기판(100)의 처짐이 검출된다. 즉, 기판(100)의 흡착이 적절하게 행해지지 않은 것을 검출할 수 있다. 한편, 파이버 센서(1622)에 대해서는, 설치하지 않는 구성을 채용할 수도 있다.
또한, 흡착판(15)에는 복수의 개구(152)가 형성되어 있고, 후술하는 계측 유닛(제1 계측 유닛(7) 및 제2 계측 유닛(8))이 복수의 개구(152)를 통해 후술하는 마스크 마크를 촬상한다.
도 4를 아울러 참조한다. 도 4는, 흡착판(15)으로부터 지지축(R1)에 이르는 구조를 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 도 4는, 흡착판의 전기 배선의 설명도이며, 흡착판(15)의 전극 배치 영역(151)에 배치되는 전극에 전기를 공급하기 위한 배선이 도시되어 있다. 본 실시형태의 경우, 흡착판(15)을 지지하는 복수의 지지축(R1)이 중공의 통 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 플러스(+) 및 마이너스(-) 전압을 인가하기 위한 전선(153)이 그 내부를 통과하도록 배선되어 있다. 도 4의 예에서는, 플러스(+) 및 마이너스(-) 전압을 인가하기 위한 전선(153)이 각각 1개씩, 총 2개 도시되어 있다. 또한, 지지축(R1)의 하부로부터 진공 챔버(3)로 연장된 전선(153)은, 흡착판(15)의 단변을 따라 연장하여, 단변의 대략 중앙에 설치된 전기 접속부(154)에 접속되어 있다. 즉, 전선(153)은, 지지축(R1)을 통해 진공 챔버(3)의 외부로부터 내부로 가이드되어, 전기 접속부(154)와 접속되어 있다. 또한, 전선(153)으로부터 전기 접속부(154)로 공급된 전력이, 전극 배치 영역(151)에 배치된 각 전극으로 공급된다.
또한, 본 실시형태에서는, 4개의 지지축(R1)이 설치되어 있고, 이들 지지축(R1)을 통해, 각종의 전선(케이블)이 진공 챔버(3)의 내부로 가이드된다. 일 실시형태에 있어서, 대각으로 설치된 2개의 지지축(R1)의 내측을, 흡착판(15)에 전기를 공급하는 전선(153)이 각각 통과하고, 나머지 2개의 지지축(R1)의 내측을, 터치 센서(1621)나 후술하는 파이버 센서(1622) 등의 케이블이 묶인 상태로 통과한다.
<<위치 조정 유닛>>
얼라인먼트 장치(2)는, 기판 지지 유닛(6)에 의해 주연부가 지지된 기판(100), 또는, 흡착판(15)에 의해 흡착된 기판(100)과, 마스크(101)와의 상대 위치를 조정하는 위치 조정 유닛(20)을 구비한다. 위치 조정 유닛(20)은, 기판 지지 유닛(6) 또는 흡착판(15)을 X-Y 평면 상에서 변위시킴으로써, 마스크(101)에 대한 기판(100)의 상대 위치를 조정한다. 즉, 위치 조정 유닛(20)은, 마스크(101)와 기판(100)의 수평 위치를 조정하는 유닛이라고도 말할 수 있다. 예를 들면, 위치 조정 유닛(20)은, 기판 지지 유닛(6)을, X 방향 및 Y 방향과, Z 방향의 축 주위의 회전 방향으로 변위시킬 수 있다. 본 실시형태에서는, 마스크(101)의 위치를 고정하고, 기판(100)을 변위시켜, 이들의 상대 위치를 조정하지만, 마스크(101)를 변위시켜 조정해도 되고, 또는, 기판(100)과 마스크(101)의 양쪽을 변위시켜도 된다.
본 실시형태에서는, 위치 조정 유닛(20)은, 고정 플레이트(20a)와, 가동 플레이트(20b)와, 이들 플레이트의 사이에 배치된 복수의 액츄에이터(201)를 구비한다. 고정 플레이트(20a)는 진공 챔버(3)의 상벽부(30) 상에 고정되어 있다. 또한, 가동 플레이트(20b) 상에는 프레임 형상의 가대(21)가 탑재되어 있고, 가대(21)에는 거리 조정 유닛(22) 및 플레이트 유닛 승강 유닛(13)이 지지되어 있다. 액츄에이터(201)에 의해 가동 플레이트(20b)가 고정 플레이트(20a)에 대해 수평 방향으로 변위되면, 가대(21), 거리 조정 유닛(22) 및 플레이트 유닛 승강 유닛(13)이 일체적으로 변위한다.
복수의 액츄에이터(201)는, 예를 들면, 가동 플레이트(20b)를 X 방향으로 변위시키는 것이 가능한 액츄에이터 및 가동 플레이트(20b)를 Y 방향으로 변위시키는 것이 가능한 액츄에이터 등을 포함한다. 그리고, 이들 이동량을 제어함으로써, 가동 플레이트(20b)를, X 방향 및 Y 방향과, Z 방향의 축 주위의 회전 방향에 대해 변위시킬 수 있다. 예를 들면, 복수의 액츄에이터(201)는, 구동원인 모터와, 모터의 구동력을 직선 운동으로 변환하는 볼나사 기구 등의 기구를 포함할 수 있다.
<<거리 조정 유닛>>
거리 조정 유닛(22)은, 흡착판(15) 및 기판 지지 유닛(6)을 승강시킴으로써, 이들과 마스크대(5)와의 거리를 조정하여, 기판(100)과 마스크(101)를 기판(100)의 두께 방향(Z 방향)으로 접근 및 이격(이간)시킨다. 바꾸어 말하면, 거리 조정 유닛(22)은, 기판(100)과 마스크(101)를 중첩시키는 방향으로 접근시키거나, 그 역방향으로 이격시킨다. 한편, 거리 조정 유닛(22)에 의해 조정하는 「거리」는 소위 수직 거리(또는 연직 거리)이며, 거리 조정 유닛은, 마스크(101)와 기판(100)의 수직 위치를 조정하는 유닛이라고도 말할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 거리 조정 유닛(22)은 제1 승강 플레이트(220)를 구비한다. 가대(21)의 측부에는 Z 방향으로 연장하는 가이드 레일(21a)이 형성되어 있고, 제1 승강 플레이트(220)는 가이드 레일(21a)을 따라 Z 방향으로 승강 가능하다.
제1 승강 플레이트(220)는, 복수의 지지축(R1)에 의해 흡착판(15)을 지지하고 있다. 제1 승강 플레이트(220)가 승강하면 이에 따라 흡착판(15)이 승강한다. 바꾸어 말하면, 제1 승강 플레이트(220)는 흡착판(15)을 지지하는 복수의 지지축(R1)을 지지하고 있고, 제1 승강 플레이트(220)의 승강에 의해 복수의 지지축(R1)이 동기하여 승강하고, 흡착판(15)이 그 평행도를 유지한 상태로 승강한다. 또한, 제1 승강 플레이트(220)는, 복수의 액츄에이터(65) 및 복수의 지지축(R3)을 통해 기판 지지 유닛(6)을 지지하고 있다. 제1 승강 플레이트(220)가 승강하면 이에 따라 기판 지지 유닛(6)이 승강한다. 또한, 복수의 액츄에이터(65)는, 이들 액츄에이터(65)에 각각 접속된 복수의 지지축(R3)을 연직 방향으로 이동시킬 수 있다. 기판 지지 유닛(6)은 복수의 액츄에이터(65)에 의해 흡착판(15)에 대해 수직 방향으로 상대적으로 이동한다. 복수의 액츄에이터(65)는, 예를 들면, 모터와 볼나사 기구 등에 의해 구성됨으로써, 지지축(R3)을 연직 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 승강 플레이트(220)의 승강에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 거리 조정 유닛(22)은, 가대(21)에 의해 지지되고, 제1 승강 플레이트(220)를 승강시키는 액츄에이터로서의 구동 유닛(221)을 구비하고 있다. 구동 유닛(221)은, 구동원인 모터(221a)의 구동력을 제1 승강 플레이트(220)로 전달하는 기구이다. 구동 유닛(221)의 전달 기구로서, 본 실시형태에서는, 볼나사 축(22lb)과 볼 너트(221c)를 갖는 볼나사 기구가 채용되어 있다. 볼나사 축(22lb)는 Z 방향으로 연장 설치되며, 모터(221a)의 구동력에 의해 Z 방향의 축 주위로 회전한다. 볼 너트(221c)는 제1 승강 플레이트(220)에 고정되어 있고, 볼나사 축(22lb)과 맞물려 있다. 볼나사 축(22lb)의 회전과 그 회전 방향의 스위칭에 의해, 제1 승강 플레이트(220)는 Z 방향으로 승강한다. 제1 승강 플레이트(220)의 승강량은, 예를 들면, 모터(221a)의 회전량을 검지하는 로터리 인코더 등의 센서의 검지 결과로부터 제어할 수 있다. 이에 의해, 기판(100)을 흡착하여 지지하고 있는 흡착판(15)의 Z 방향에 있어서의 위치를 제어하고, 기판(100)과 마스크(101)와의 접촉, 이격을 제어할 수 있다. 또한, 제1 승강 플레이트(220)의 상부에는, 후술하는 조정 유닛(17)이 설치되어 있다.
한편, 본 실시형태의 거리 조정 유닛(22)에 있어서는, 마스크대(5)의 위치가 고정되고, 기판 지지 유닛(6) 및 흡착판(15)이 이동함으로써, 이들 Z 방향의 거리를 조정하는 구성이 채용되어 있다. 그러나, 거리 조정 유닛에 있어서는, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 기판 지지 유닛(6) 또는 흡착판(15)의 위치를 고정하고, 마스크대(5)를 이동시켜 조정해도 되고, 또는, 기판 지지 유닛(6), 흡착판(15), 및 마스크대(5)의 각각을 이동시켜 서로의 거리를 조정하는 구성을 채용할 수도 있다.
<<플레이트 유닛 승강 유닛(승강 수단)>>
승강 수단으로서의의 플레이트 유닛 승강 유닛(13)은, 진공 챔버(3)의 외부에 배치된 제2 승강 플레이트(12)를 승강시킴으로써, 제2 승강 플레이트(12)에 연결되어, 진공 챔버(3)의 내부에 배치된 플레이트 유닛(9)을 승강시킨다. 제2 플레이트(12)에는 1개 또는 복수의 지지축(R2)이 고정되어 있다. 그리고 플레이트 유닛(9)에 설치된 자석 플레이트(11)와 지지축(R2)이 접속 기구(1100)에 의해 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 플레이트 유닛(9)은 2개의 지지축(R2)에 의해 지지되어 있다. 지지축(R2)은, 자석 플레이트(11)부터 접속 기구(1100)를 통해 상방으로 연장 설치되어 있어, 상벽부(30)의 개구부, 고정 플레이트(20a) 및 가동 플레이트(20b)의 각 개구부, 및 제1 승강 플레이트(220)의 개구부를 통과하여 제2 승강 플레이트(12)에 연결되어 있다.
제2 승강 플레이트(12)는 안내축(12a)을 따라 Z 방향으로 승강 가능하다. 플레이트 유닛 승강 유닛(13)은, 가대(21)에 지지되고, 제2 승강 플레이트(12)를 승강시키는 구동 기구를 구비하고 있다. 이 구동 기구는, 구동원인 모터(13a)의 구동력을 제2 승강 플레이트(12)에 전달하는 기구이다. 플레이트 유닛 승강 유닛(13)의 전달 기구로서, 본 실시형태에서는, 볼나사 축(13b)와 볼 너트(13c)를 갖는 볼나사 기구가 채용되어 있다. 볼나사 축(13b)은 Z 방향으로 연장 설치되며, 모터(13a)의 구동력에 의해 Z 방향의 축 주위로 회전한다. 볼 너트(13c)는 제2 승강 플레이트(12)에 고정되어 있고, 볼나사 축(13b)와 맞물려 있다. 볼나사 축(13b)의 회전과 그 회전 방향의 전환에 의해, 제2 승강 플레이트(12)는 Z 방향으로 승강한다. 제2 승강 플레이트(12)의 승강량은, 예를 들면, 각 모터(13a)의 회전량을 검지하는 로터리 인코더 등의 센서의 검지 결과로부터 제어할 수 있다. 이에 의해, 플레이트 유닛(9)의 Z 방향에 있어서의 위치를 제어하고, 플레이트 유닛(9)과 기판(100)과의 접촉, 이격을 제어할 수 있다. 한편, 본 실시예에 있어서는, 구동 기구로서 볼나사 기구를 채용하는 경우를 나타내었으나, 구동 기구로서는, 랙 앤드 피니언(rack and pinion) 기구 등 각종 공지 기술을 채용할 수 있다.
전술한 각 지지축(R1∼R3)이 통과하는 진공 챔버(3)의 상벽부(30)의 개구부는, 각 지지축(R1∼R3)이 X 방향 및 Y 방향으로 변위 가능한 크기를 갖고 있다. 진공 챔버(3)의 기밀성을 유지하기 위해, 각 지지축(R1∼R3)이 통과하는 상벽부(30)의 개구부에는 벨로우즈 등이 설치된다. 예를 들면, 제1 승강 플레이트(220)를 지지하는 지지축(R1)은, 벨로우즈(31)(도 4 등 참조)로 덮인다.
<<계측 유닛>>
얼라인먼트 장치(2)는, 기판 지지 유닛(6)에 의해 주연부가 지지된 기판(100)과 마스크(101)의 위치 어긋남을 계측하는 계측 유닛(제1 계측 유닛(7) 및 제2 계측 유닛(8))을 구비한다. 도 2에 더하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 제1 계측 유닛(7) 및 제2 계측 유닛(8)의 설명도이며, 기판(100)과 마스크(101)의 위치 어긋남의 계측 양태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 제1 계측 유닛(7) 및 제2 계측 유닛(8)은 모두 화상을 촬상하는 촬상 장치(카메라)이다. 제1 계측 유닛(7) 및 제2 계측 유닛(8)은, 상벽부(30)의 상방에 배치되며, 상벽부(30)에 형성된 창부(도시하지 않음)를 통해 진공 챔버(3) 내의 화상을 촬상 가능하다.
기판(100)에는 기판 러프 얼라인먼트 마크(100a) 및 기판 파인 얼라인먼트 마크(100b)가 형성되어 있고, 마스크(101)에는 마스크 러프 얼라인먼트 마크(101a) 및 마스크 파인 마크(10lb)가 형성되어 있다. 이하, 기판 러프 얼라인먼트 마크(100a)를 기판 러프 마크(100a)라고 부르고, 기판 파인 얼라인먼트 마크(100b)를 기판 파인 마크(100b)라고 부르고, 양자를 통칭해 기판 마크라고 부르는 경우가 있다. 또한, 마스크 러프 얼라인먼트 마크(101a)를 마스크 러프 마크(101a)라고 부르고, 마스크 파인 얼라인먼트 마크(10lb)를 마스크 파인 마크(10lb)라고 부르고, 양자를 통칭해 마스크 마크라고 부르는 경우가 있다.
기판 러프 마크(100a)는, 기판(100)의 단변 중앙부에 형성되어 있다. 기판 파인 마크(100b)는, 기판(100)의 네 코너에 형성되어 있다. 마스크 러프 마크(101a)는, 기판 러프 마크(100a)에 대응하여 마스크(101)의 단변 중앙부에 형성되어 있다. 또한, 마스크 파인 마크(10lb)는 기판 파인 마크(100b)에 대응하여 마스크(101)의 네 코너에 형성되어 있다.
제2 계측 유닛(8)은, 대응하는 기판 파인 마크(100b)와 마스크 파인 마크(10lb)의 각 조(組)(본 실시형태에서는 4조)를 촬상하도록 4개 설치되어 있다. 제2 계측 유닛(8)은, 상대적으로 시야가 좁지만 높은 해상도 (예를 들면 수 μm의 오더)를 갖는 고배율 CCD 카메라(파인 카메라)이며, 기판(100)과 마스크(101)의 위치 어긋남을 고정밀도로 계측한다. 제1 계측 유닛(7)은, 하나 설치되어 있고, 대응하는 기판 러프 마크(100a)와 마스크 러프 마크(101a)의 각 조(본 실시형태에서는 2조)를 촬상한다.
제1 계측 유닛(7)은, 상대적으로 시야가 넓지만 낮은 해상도를 갖는 저배율 CCD 카메라(러프 카메라)이며, 기판(100)과 마스크(101)의 대략적인 위치 어긋남을 계측한다. 도 5의 예에서는 2조의 기판 러프 마크(100a) 및 마스크 러프 마크(101a)의 조를 1개의 제1 계측 유닛(7)으로 촬상하는 구성을 나타내었으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 계측 유닛(8)과 마찬가지로, 기판 러프 마크(100a) 및 마스크 러프 마크(101a)의 각 조를 각각 촬영하도록, 각각의 조에 대응하는 위치에 제1 계측 유닛(7)을 2개 설치하여도 된다.
본 실시형태에서는, 제1 계측 유닛(7)의 계측 결과에 기초하여 기판(100)과 마스크(101)의 대략적인 위치 조정을 행한 후, 제2 계측 유닛(8)의 계측 결과에 기초하여 기판(100)과 마스크(101)의 정밀한 위치 조정을 행하도록 제어하고 있다.
<<조정 유닛>>
얼라인먼트 장치(2)는, 조정 유닛(17)을 구비한다. 도 6은, 조정 유닛(17)(조정 장치)의 설명도이다. 조정 유닛(17)은, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 상대적인 경사를 조정하는 유닛이다. 본 실시형태에서는, 조정 유닛(17)은, 흡착판(15)을 움직임으로써, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 상대적인 경사를 조정한다. 덧붙여 말하면, 복수의 지지축(R1) 중 적어도 일부의 지지축(R1)의 축 방향의 위치를 조정함으로써, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 상대적인 경사를 조정한다.
조정 유닛(17)은, 작업자에 의해 조작되는 복수의 조작부(171)를 갖는다. 본 실시형태에서는, 복수의 조작부(171)가, 복수의 지지축(R1)의 각각에 대응하여 설치된다. 그리고, 조작부(171)가 조작되면, 대응하는 지지축(R1)이 다른 지지축(R1)과는 독립적으로 그 축 방향인 연직 방향으로 이동한다. 즉, 복수의 조작부(171)는, 각각 대응하는 지지축(R1)이 흡착판(15)을 지지하는 연직 방향의 위치를 독립적으로 조정할 수 있다. 따라서, 작업자가 조작부(171)를 조작함으로써 흡착판(15)과 마스크대(5)의 상대적인 경사가 조정된다. 조정의 자유도를 높이기 위해서는, 복수의 지지축(R1)의 각각에 조작부(171)가 설치되는 것이 바람직하지만, 적어도 하나의 지지축(R1)에 조작부(171)가 설치되면 흡착판(15)과 마스크대(5)의 상대적인 경사를 일정한 범위에서 조정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 조작부(171)는, 지지축(R1)을 그 축 방향인 연직 방향으로 이동시키는 조정 너트이다. 조정 너트와 지지축(R1)에 형성된 나사산(172)이 나사 결합하도록 설치되어 있고, 작업자에 의해 조정 너트가 돌려지면, 지지축(R1)이 이동한다.
또한, 본 실시형태에서는, 조작부(171)는, 진공 챔버(3)의 외부에 설치된다. 구체적으로는, 지지축(R1)이 슬라이드 부시(173)를 통해 제1 승강 플레이트(220)에 지지되어 있고, 슬라이드 부시(173)의 상측에 조작부(171)가 설치되어 있다. 조작부(171)가 진공 챔버(3)의 외부에 설치됨으로써, 진공 챔버(3)의 내부가 진공으로 유지되어 있는 상태에서, 작업자가 조정 유닛(17)에 의한 조정을 행할 수 있다.
또한, 지지축(R1)과 흡착판(15)의 사이에는, 지지축(R1)에 대한 흡착판(15)의 각도가 가변되도록 지지축(R1) 및 흡착판(15)을 접속하는 조인트부(18)가 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 조인트부(18)는 구면 베어링이며, 구형상부(181)와, 구형상부(181)를 슬라이딩 이동 가능하게 받는 베어링부(182)를 포함한다.
본 실시형태에서는, 복수의 지지축(R1)은 연직 방향(축 방향)으로만 이동 가능하도록 구성되어 있다. 따라서, 도 6의 좌측에 나타내는 상태(ST1)와 같이 흡착판(15)이 수평하게 유지되어 있는 상태와, 도 6의 우측에 나타내는 상태(ST2)와 같이 흡착판(15)이 경사져 있는 상태에서는, 지지축(R1)에 대한 흡착판(15)의 이루는 각도가 다르다. 본 실시형태에서는, 조인트부(18)에 의해 지지축(R1)에 대해 흡착판(15)이 회동함으로써, 흡착판(15)이 경사진 상태에서도 지지축(R1)이 흡착판(15)을 지지할 수 있다. 한편, 조인트부(18)는, 유니버설 조인트(universal joint) 등, 2개의 부재를 그 접속 각도를 변경 가능하도록 접속하는 구조를 적절히 채용할 수 있다.
여기서, 조정 유닛(17)의 구성을 거리 조정 유닛(22)과 비교하여 설명한다. 거리 조정 유닛(22)의 제1 승강 플레이트(220)가 승강하는 경우, 제1 승강 플레이트(220)에 지지되어 있는 복수의 지지축(R1)은 모두 동일 양만큼 승강시킨다. 즉, 복수의 지지축(R1)을 동기하여 승강시킨다. 따라서, 흡착판(15)의 마스크대(5)에 대한 평행도 내지는 상대적인 경사가 유지된 상태로 흡착판(15)이 승강한다. 한편, 조정 유닛(17)은, 복수의 지지축(R1) 중 어느 하나를, 다른 지지축(R1)과 독립적으로 제1 승강 플레이트(220)에 대해 연직 방향(축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 조정 유닛(17)은, 3개의 지지축(R1)의 위치를 변경시키지 않고, 나머지 1개의 지지축(R1)의 축 방향의 위치를 조정할 수 있다. 이에 의해, 조정 유닛(17)은 복수의 지지축(R1)에 의해 지지되는 흡착판(15)의 경사를 조정할 수 있다.
<<플로팅부>>
얼라인먼트 장치(2)는, 플로팅부(19)를 구비한다. 플로팅부(19)는, 조인트부(18)와 흡착판(15)의 사이에 설치되어 있다. 플로팅부(19)는, 탄성 부재(191)와, 부시(192)와, 축 부재(193)와, 흡착판 지지부(194)와, 플랜지(195)를 포함한다. 축 부재(193)는, 조인트부(18)로부터 하방으로 연장하도록 설치되어 있다. 부시(192)는, 축 부재(193)와 흡착판 지지부(194)의 사이의 환상 간극에 개재하도록 설치되어, 이들 사이의 마찰을 경감하거나, 덜컹거림을 저감한다. 예를 들면, 부시(192)는 미끄럼성이 좋은 금속 소결 재료 등에 의해 형성된다. 흡착판 지지부(194)는, 흡착판(15)을 지지한다. 탄성 부재(191)는, 흡착판 지지부(194)와, 축 부재(193)에 설치된 플랜지(195)의 사이에 설치되어, 흡착판(15)의 하중을 받도록 구성된다. 즉, 플로팅부(19)는 조인트부(18)을 통해 지지축(R1)에 접속되며, 플로팅부(19)의 탄성 부재(191)가 흡착판(15)을 지지하고 있다. 이와 같이, 지지축(R1)이 플로팅부(19)의 탄성 부재(191)를 통해 흡착판(15)을 지지함으로써, 흡착판(15)이 마스크(101)에 접촉할 때에 마스크(101)에 가해지는 하중을 경감함과 함께, 흡착판(15)과 마스크(101)가 접촉했을 때의 흡착판(15)의 퇴피를 확보할 수 있다.
<<검출 유닛>>
얼라인먼트 장치(2)는, 검출 유닛(16)을 구비한다. 다시 도 2 및 3을 참조한다. 검출 유닛(16)은, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 사이의 평행도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 평행도는, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 상대적인 경사의 정도를 나타내는 정도이다. 본 실시형태에서는, 검출 유닛(16)은, 흡착판(15) 측에 설치되어 있는, 전술한 복수의 터치 센서(1621) 등으로 구성된다. 복수의 터치 센서(1621)는, 선단부의 흡착면(150)으로부터 돌출하는 길이가 서로 대략 동등하게 되도록, 흡착판(15)에 부착된다. 터치 센서(1621)가 흡착판(15)에 부착됨으로써, 대기압에 의해 진공 챔버(3)가 변형하더라도, 흡착판(15)과 터치 센서(1621)와의 상대 위치에 생기는 변화를 작게 할 수 있다. 즉, 진공 상태가 되어도, 터치 센서(1621)의 선단부의 돌출 길이는 거의 변화되지 않고, 서로 대략 동등한 채로 유지된다. 따라서, 흡착판(15)이 이동했을 때, 복수의 터치 센서(1621)의 전부가 거의 동시에 반응하면, 평행도가 높다고, 환언하면, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 상대적인 경사가 작다고 판단할 수 있다. 선단부의 흡착면(150)으로부터 돌출하는 길이를 적절히 바꿈으로써, 평행하지는 않은 소정의 경사를 목표값으로서 설정할 수도 있다. 검출 유닛(16)을 사용한 흡착판(15)의 평행도의 검출 동작에 대해서는 후술한다. 또한, 본 실시형태에서는, 터치 센서(1621)가, 흡착판(15)과 기판(100)의 접촉의 검지, 및 흡착판(15)과 마스크대(5)의 사이의 평행도 검출의 양쪽을 실행하는 역할을 담당하고 있다. 이에 의해, 이들을 검지·검출하기 위한 센서를 따로따로 설치하는 경우와 비교하여 센서의 수를 삭감할 수 있다.
<제어 장치>
제어 장치(14)는, 성막 장치(1)의 전체를 제어한다. 제어 장치(14)는, 처리부(141), 기억부(142), 입출력 인터페이스(I/O)(143), 통신부(144), 표시부(145) 및 입력부(146)를 구비한다. 처리부(141)는, CPU로 대표되는 프로세서이며, 기억부(142)에 기억된 프로그램을 실행하여 성막 장치(1)를 제어한다. 기억부(142)는, ROM, RAM, HDD 등의 기억 디바이스이며, 처리부(141)가 실행하는 프로그램의 외에, 각종의 제어 정보를 기억한다. I/O(143)는, 처리부(141)와 외부 디바이스의 사이의 신호를 송수신하는 인터페이스이다. 통신부(144)는 통신 회선(300a)을 통해 상위 장치(300) 또는 다른 제어 장치(14, 309, 310) 등과 통신을 행하는 통신 디바이스이며, 처리부(141)는 통신부(144)를 통해 상위 장치(300)로부터 정보를 수신하거나, 또는, 상위 장치(300)로 정보를 송신한다. 표시부(145)는, 예를 들면 액정 디스플레이이며, 각종 정보를 표시한다. 입력부(146)는, 예를 들면 키보드나 포인팅 디바이스이며, 사용자로부터의 각종 입력을 접수한다. 한편, 제어 장치(14, 309, 310)나 상위 장치(300)의 전부 또는 일부가 PLC나 ASIC, FPGA로 구성되어도 된다.
<기판과 마스크의 중첩 프로세스>
도 7은, 흡착판(15)을 사용한 기판(100)과 마스크(101)의 중첩 프로세스의 설명도이다. 도 7은, 프로세스의 각 상태를 나타내고 있다.
상태(ST100)는, 반송 로봇(302a)에 의해 성막 장치(1) 내로 기판(100)이 반입되고, 반송 로봇(302a)이 퇴피한 후의 상태이다. 이 때, 기판(100)은 기판 지지 유닛(6)에 의해 지지되어 있다.
상태(ST101)는, 흡착판(15)에 의한 기판(100)의 흡착 준비 단계로서, 기판 지지 유닛(6)이 상승한 상태를 나타내고 있다. 기판 지지 유닛(6)은, 상태(ST100)로부터, 액츄에이터(65)에 의해 흡착판(15)에 접근하도록 상승한다. 상태(ST101)에서는, 기판 지지 유닛(6)에 의해 지지되어 있는 기판(100)의 주연부는, 흡착판(15)에 접촉하고 있거나, 또는 약간 이격된 위치에 있다. 한편, 기판(100)의 중앙부는, 자중에 의해 처져 있기 때문에, 주연부와 비교하여 흡착판(15)으로부터 이격된 위치에 있다.
상태(ST102)는, 흡착판(15)에 의해 기판(100)이 흡착된 상태를 나타내고 있다. 흡착판(15)의 전극 배치 영역(151)에 배치된 전극에 전압이 인가됨으로써, 정전기력에 의해 기판(100)이 흡착판(15)에 흡착된다.
상태(ST103)는, 흡착판(15)에 기판(100)이 정상적으로 흡착되어 있는지 여부를 검출할 때의 상태를 나타내고 있다. 기판 지지 유닛(6)이 강하하여, 기판(100)으로부터 떨어진 상태에서, 기판(100)이 흡착판(15)에 흡착되어 있는지 여부가 터치 센서(1621)의 검출 값에 기초하여 검출된다. 예를 들면, 제어 장치(14)는, 흡착판(15)에 매설되어 있는 모든 터치 센서(1621)가 기판(100)의 접촉을 검출하고 있는 경우, 기판(100)이 흡착판(15)에 정상적으로 흡착되어 있다고 판단한다. 또한, 파이버 센서(1622)가 설치되어 있는 경우는, 파이버 센서(1622)로부터의 출력에 기초하여 기판(100)의 흡착이 정상적으로 행해지고 있는지의 판단을 행할 수도 있다.
상태(ST104)는, 기판(100)과 마스크(101)의 얼라인먼트 동작 중의 상태를 나타내고 있다. 제어 장치(14)는, 거리 조정 유닛(22)에 의해 흡착판(15)을 강하시켜 기판(100)과 마스크(101)를 접근시킨 상태에서, 위치 조정 유닛(20)에 의해 얼라인먼트 동작을 실행시킨다.
상태(ST105)는, 자석 플레이트(11)에 의해 기판(100)과 마스크(101)를 보다 밀착시킨 상태를 나타내고 있다. 제어 장치(14)는, 얼라인먼트 동작의 종료 후, 플레이트 유닛 승강 유닛(13)에 의해 플레이트 유닛(9)을 강하시킨다. 자석 플레이트(11)가 기판(100) 및 마스크(101)에 접근함으로써, 마스크(101)가 기판(100)측으로 끌어당겨져, 기판(100)과 마스크(101)의 밀착성이 향상된다.
이상 설명한 동작에 의해, 기판(100)과 마스크(101)의 중첩 프로세스가 종료한다. 예를 들면, 본 프로세스의 종료 후, 성막 유닛(4)에 의한 증착 처리가 실행된다.
그런데, 이상 설명한 프로세스 중에서 기판(100)과 마스크(101)의 얼라인먼트를 행함에 있어서는, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 사이의 경사가 얼라인먼트의 정밀도에 영향을 끼치는 경우가 있다. 기판(100)과 마스크(101)의 거리를 가까이하여 얼라인먼트를 행함으로써, 얼라인먼트의 정밀도를 높일 수 있다. 그러나, 흡착판(15)과 마스크대(5)와의 사이에 상대적인 경사가 있으면, 기판(100)의 일부가 마스크(101)에 접촉할 가능성이 있고, 이에 의해 기판(100)에 상처 등이 생기는 우려가 발생한다. 기판(100)의 보호를 위해 기판(100)과 마스크(101)의 거리를 크게 하는 만큼, 얼라인먼트의 정밀도가 저하될 수 있다. 이에, 일반적으로, 진공 챔버(3)의 내부 공간(3a)이 대기압의 환경하에서 흡착판(15)과 마스크대(5)의 평행 조정이 행해지는 경우가 있다. 대기압 환경하에서의 평행 조정은, 예를 들면, 기판 지지 유닛(6)의 연결 부분에 끼움쇠(shim)를 삽입하는 등에 의해 행해진다.
다음으로, 자력 발생 부재로서의 자석 플레이트(11)와, 승강 수단으로서의 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 접속하는 접속 기구(1100)에 대해서, 보다 구체적인 실시예를 몇 가지 설명한다. 한편, 자석 플레이트(11)는, 영구자석을 구비하는 구성을 채용해도 되고, 전자석을 구비하는 구성을 채용해도 된다.
(실시예 1)
도 8을 참조하여, 실시예 1에 따른 접속 기구(1100)의 상세한 구성 및 메커니즘에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 접속 기구(1100)의 메커니즘을 설명하는 도면이며, 다양한 상태에 대해, 각각 모식적 단면도로 나타내고 있다.
본 실시예에 따른 접속 기구(1100)는, 지지 축(R2)의 선단에 설치되는 구형상부(1110)와, 이 구형상부(1110)를 슬라이딩 이동 가능하도록 받는 구면 형상의 베어링부를 갖는 베어링 부재(1120)로 이루어지는 유니버설 조인트를 갖고 있다. 이에 의해, 자석 플레이트(11)에 작용하는 외력에 따라, 자석 플레이트(11)는 회동할 수 있다. 한편, 본 실시예에 있어서는, 구형상부(1110)와, 구면 형상의 베어링부를 갖는 베어링 부재(1120)로 이루어지는 유니버설 조인트를 채용한 경우의 구성을 나타내었으나, 본 발명에 있어서의 유니버설 조인트는, 교차하는 2개의 축부를 갖는 유니버설 조인트 등, 각종 공지 기술을 채용할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100)는, 승강 수단측인 베어링 부재(1120)에 구비되는 축부(1130)와, 자석 플레이트(11)에 구비되고, 축부(1130)가 삽입 통과되는 삽통 구멍을 갖는 지지부(1141)를 구비하고 있다. 지지부(1141)의 삽통 구멍 내에는 베어링으로서 기능하는 부시(1142)가 설치되어 있다. 또한, 축부(1130)에는 플랜지부(1131)가 설치되어 있다. 그리고, 일단측이 플랜지부(1131)에 접하고, 타단측이 지지부(1141) 또는 부시(1142)에 접하도록, 부세 부재로서의 스프링(1150)이 축부(1130)에 부착되어 있다. 이에 의해, 지지부(1141)는, 스프링(1150)에 의해, 축부(1130)를 따라 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 향해 부세되어 있다. 이상의 구성에 의해, 자석 플레이트(11)(자석 플레이트(11)를 갖는 플레이트 유닛(9))은, 스프링(1150)을 통해, 플레이트 유닛 승강 유닛(13)에 접속 그리고 지지되어 있다. 따라서, 자석 플레이트(11)에 작용하는 외력에 따라, 자석 플레이트(11)는 상하 이동할 수 있다.
도 8(a)는, 자석 플레이트(11)에는 플레이트 유닛(9)의 하중 만이 작용하고, 그 외의 외력이 작용하지 않는 상태를 나타내고 있다. 도 8(b)는, 흡착판(15)에 대해 자석 플레이트(11)가 경사진 상태(평행이 아닌 상태)에서, 플레이트 유닛(9)에 있어서의 냉각 플레이트(10)와 흡착판(15)이 접촉하였을 때에 있어서의 자석 플레이트(11)와 접속 기구(1100)의 모습을 나타내고 있다.
냉각 플레이트(10)와 흡착판(15)이 접촉함으로써, 플레이트 유닛(9)은 연직 방향 상방을 향해 힘을 받게 된다. 이에 의해, 자석 플레이트(11)는 축부(1130)를 따라 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 향해 이동한다. 또한, 흡착판(15)에 대해 자석 플레이트(11)가 경사진 상태의 경우에는, 접속 기구(1100)에 있어서의 유니버설 조인트에 의해, 플레이트 유닛(9)이 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다. 즉, 자석 플레이트(11)는 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100)에 의하면, 자석 플레이트(11)와 흡착판(15)을 평행하게 할 수 있기 때문에, 자석 플레이트(11)와 마스크(101)의 사이의 거리가 국소적으로 길게 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 성막 시에 기판(100)과 마스크(101)의 사이에 갭이 생기게 되는 것을 억제할 수 있고, 성막 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 냉각 플레이트(10)가 흡착판(15)에 접촉하는 과정에서, 흡착판(15)에의 응력 집중을 억제할 수 있기 때문에, 흡착판(15)의 위치가 어긋나게 되는 것을 억제할 수 있고, 또한 흡착판(15)의 내구성을 높일 수 있다.
나아가, 본 실시예에 있어서는, 자석 플레이트(11)를 갖는 플레이트 유닛(9)을 지지하는 지지부(1141)는, 스프링(1150)에 의해, 축부(1130)를 따라 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 향해 부세되어 있다. 그 때문에, 플레이트 유닛(9)에 있어서의 냉각 플레이트(10)와 흡착판(15)이 접촉한 상태에 있어서, 흡착판(15)은 플레이트 유닛(9)의 하중을 직접 받는 경우가 없기 때문에, 흡착판(15)이 받는 부하를 억제할 수 있는 효과도 있다.
(실시예 2)
도 9를 참조하여, 실시예 2에 따른 접속 기구(1100X)가 상세한 구성 및 메커니즘에 대해서 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 접속 기구(1100X)의 모식적 단면도이다. 상기의 실시예 1에 따른 접속 기구(1100)에 있어서는, 자석 플레이트(11)에 작용하는 외력에 따라, 자석 플레이트(11)가 회동 그리고 상하 이동하도록, 자석 플레이트(11)와 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 접속하는 구성을 채용한 경우를 나타내었다. 그러나, 접속 기구의 배치 위치에 따라서는, 자석 플레이트(11)와 흡착판(15)을 평행하게 하기 위해서는, 자석 플레이트(11)가 회동 가능하게 구성되면 충분한 경우가 있다. 본 실시예에 있어서는, 그러한 경우에 있어서의 접속 기구(1100X)의 구성을 나타낸다.
본 실시예에 따른 접속 기구(1100X)는, 지지 축(R2)의 선단에 설치되는 구형상부(1110)와, 이 구형상부(1110)를 슬라이딩 이동 가능하도록 받는 구면 형상의 베어링부를 갖는 베어링 부재(1120)로 이루어지는 유니버설 조인트를 갖고 있다. 본 실시예에 있어서는, 베어링 부재(1120)는 자석 플레이트(11)에 직접 고정되어, 이 자석 플레이트(11)를 갖는 플레이트 유닛(9)을 지지하는 역할을 담당하고 있다. 이러한 구성에 의하면, 자석 플레이트(11)에 작용하는 외력에 따라, 자석 플레이트(11)는 회동할 수 있다. 한편, 유니버설 조인트가, 교차하는 2개의 축부를 갖는 유니버설 조인트 등, 각종 공지 기술을 채용하는 것이 가능한 경우에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이다.
상기한 바와 같이 구성된 이동 기구(1100X)에 의하면, 흡착판(15)에 대해 자석 플레이트(11)가 경사진 상태의 경우에는, 접속 기구(1100X)에 있어서의 유니버설 조인트에 의해, 플레이트 유닛(9)이 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다. 즉, 자석 플레이트(11)는 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100X)에 있어서도, 상기 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 3)
도 10을 참조하여, 실시예 3에 따른 접속 기구(1100Y)의 상세한 구성 및 메커니즘에 대해서 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 접속 기구(1100Y)의 모식적 단면도이다. 상기의 실시예 1에 따른 접속 기구(1100)에 있어서는, 자석 플레이트(11)에 작용하는 외력에 따라, 자석 플레이트(11)가 회동 그리고 상하 이동하도록, 자석 플레이트(11)와 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 접속하는 구성을 채용한 경우를 나타내었다. 그러나, 접속 기구의 배치 위치에 따라서는, 자석 플레이트(11)와 흡착판(15)을 평행하게 하기 위해서는, 자석 플레이트(11)가 상하 이동 가능하게 구성되면 충분한 경우가 있다. 본 실시예에 있어서는, 그러한 경우에 있어서의 접속 기구(1100Y)의 구성을 나타낸다.
본 실시예에 따른 접속 기구(1100Y)는, 승강 수단측인 축부로서의 지지 축(R2)과, 자석 플레이트(11)에 구비되고, 지지 축(R2)이 삽입 통과되는 삽통 구멍을 갖는 지지부(1141)를 구비하고 있다. 지지부(1141)의 삽통 구멍 내에는 베어링으로서 기능하는 부시(1142)가 설치되어 있다. 또한, 지지 축(R2)에는 플랜지부(1131)가 설치되어 있다. 그리고, 일단측이 플랜지부(1131)에 접하고, 타단측이 지지부(1141) 또는 부시(1142)에 접하도록, 부세 부재로서의 스프링(1150)이 지지 축(R2)에 부착되어 있다. 이와 같이, 지지부(1141)는, 스프링(1150)에 의해, 지지 축(R2)을 따라 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 향해 부세되어 있다. 이상의 구성에 의해, 자석 플레이트(11)(자석 플레이트(11)를 갖는 플레이트 유닛(9))은, 스프링(1150)을 통해, 플레이트 유닛 승강 유닛(13)에 접속 그리고 지지되어 있다. 따라서, 자석 플레이트(11)에 작용하는 외력에 따라, 자석 플레이트(11)는 상하 이동할 수 있다.
이상과 같이 구성된 접속 기구(1100Y)에 의하면, 냉각 플레이트(10)와 흡착판(15)이 접촉함으로써, 플레이트 유닛(9)은 연직 방향 상방을 향해 힘을 받게 된다. 이에 의해, 자석 플레이트(11)는 지지 축(R2)을 따라 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 향해 이동한다. 그리고, 흡착판(15)에 대해 자석 플레이트(11)가 경사진 상태의 경우에는, 복수 설치되는 접속 기구(1100Y)에 있어서, 플레이트 유닛(9)의 이동량이 접속 기구(1100Y)의 배치 위치에 따라 다름으로써, 플레이트 유닛(9)이 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다. 즉, 자석 플레이트(11)는 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100Y)에 있어서도, 상기 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 4)
도 11을 참조하여, 실시예 4에 따른 접속 기구(1100Z)가 상세한 구성 및 메커니즘에 대해서 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 접속 기구(1100Z)의 모식적 단면도이다. 상기의 실시예 1에 따른 접속 기구(1100)에 있어서는, 유니버설 조인트 등을 채용함으로써, 자석 플레이트(11)에 작용하는 외력에 따라, 자석 플레이트(11)가 회동 그리고 상하 이동하도록, 자석 플레이트(11)와 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 접속하는 구성을 채용한 경우를 나타내었다. 이에 대해, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100Z)에 있어서는, 자석 플레이트(11)가 회동하는 방향과 상하 이동하는 방향의 양쪽에 탄성 변형 가능한 탄성 부재(1170)를 구비하는 구성을 채용하고 있다.
본 실시예에 따른 접속 기구(1100Z)에 있어서는, 지지 축(R2)과, 자석 플레이트(11)에 설치된 지지부(1160)의 사이에 탄성 부재(1170)가 설치되어 있다. 이 탄성 부재(1170)는 고무 등의 엘라스토머 재료 등에 의해 구성된다.
이상과 같이 구성되는 접속 기구(1100Z)에 의하면, 냉각 플레이트(10)와 흡착판(15)이 접촉함으로써, 플레이트 유닛(9)은 연직 방향 상방을 향해 힘을 받게 된다. 이에 의해, 탄성 부재(1170)가 압축되어, 자석 플레이트(11)는 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 향해 이동한다. 또한, 흡착판(15)에 대해 자석 플레이트(11)가 경사진 상태의 경우에는, 탄성 부재(1170)에 있어서의 압축량이 부위에 따라 다름으로써, 플레이트 유닛(9)이 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다. 즉, 자석 플레이트(11)는 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100Z)에 있어서도, 상기 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 5)
도 12를 참조하여, 실시예 5에 따른 접속 기구(1100S)가 상세한 구성 및 메커니즘에 대해서 설명한다. 도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 접속 기구(1100S)의 모식적 단면도이다. 상기 실시예 1에 따른 접속 기구(1100)에 있어서는, 지지부를 축부를 따라 승강 수단을 향해 부세하는 부세 부재를 구비하는 구성을 나타내었으나, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100S)에 있어서는, 지지부를 축부를 따라 승강 수단과는 반대측을 향해 부세하는 부세 부재를 구비하는 구성을 나타낸다.
본 실시예에 따른 접속 기구(1100S)에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로, 지지 축(R2)의 선단에 설치되는 구형상부(1110)와, 이 구형상부(1110)를 슬라이딩 이동 가능하도록 받는 구면 형상의 베어링부를 갖는 베어링 부재(1120)로 이루어지는 유니버설 조인트를 갖고 있다. 한편, 유니버설 조인트가, 교차하는 2개의 축부를 갖는 유니버설 조인트 등, 각종 공지 기술을 채용하는 것이 가능한 경우에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이다.
또한, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100S)는, 실시예 1과 마찬가지로, 플랜지부(1131)가 설치된 축부(1130)와, 지지부(1141)와, 부시(1142)를 구비하고 있다. 그리고, 본 실시예에 있어서는, 플랜지부(1131)에 지지부(1141)가 접하도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 일단측이 지지부(1141) 또는 부시(1142)에 접하고, 타단측이 베어링 부재(1120)에 접하도록, 부세 부재로서의 스프링(1150)이 축부(1130)에 부착되어 있다. 이와 같이, 지지부(1141)는, 스프링(1150)에 의해, 축부(1130)를 따라 플레이트 유닛 승강 유닛(13)과는 반대측을 향해 부세되어 있다.
이상과 같이 구성되는 접속 기구(1100S)에 의하면, 냉각 플레이트(10)와 흡착판(15)이 접촉함으로써, 플레이트 유닛(9)은 연직 방향 상방을 향해 힘을 받게 된다. 이에 의해, 자석 플레이트(11)는 스프링(1150)에 의한 부세력에 저항하여, 축부(1130)를 따라 플레이트 유닛 승강 유닛(13)을 향해 이동한다. 또한, 흡착판(15)에 대해 자석 플레이트(11)가 경사진 상태의 경우에는, 접속 기구(1100S)에 있어서의 유니버설 조인트에 의해, 플레이트 유닛(9)이 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다. 즉, 자석 플레이트(11)는 흡착판(15)과 평행하게 되도록 회동한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100S)에 있어서도, 상기 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 한편, 스프링(1150)을 설치하지 않아도, 축부(1130)를 따라 자석 플레이트(11)가 자중에 의해 부드럽게 하강 가능한 경우에는, 스프링(1150)을 설치하지 않는 구성을 채용할 수도 있다.
(실시예 6)
도 13을 참조하여, 본 실시예 6에 따른 접속 기구(1100YS)의 상세한 구성 및 메커니즘에 대해서 설명한다. 도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 접속 기구(1100YS)의 모식적 단면도이다. 상기의 실시예 3에 따른 접속 기구(1100Y)에 있어서는, 지지부를 축부를 따라 승강 수단을 향해 부세하는 부세 부재를 구비하는 구성을 나타내었으나, 본 실시예에 따른 접속 기구(1100YS)에 있어서는, 지지부를 축부를 따라 승강 수단과는 반대측을 향해 부세하는 부세 부재를 구비하는 구성을 나타낸다.
본 실시예에 따른 접속 기구(1100YS)는, 실시예 3과 마찬가지로, 제1 플랜지부(1131)가 설치된 지지 축(R2)과, 지지부(1141)와, 부시(1142)가 설치되어 있다. 또한, 지지 축(R2)에는 제2 플랜지부(1132)도 설치되어 있다. 그리고, 본 실시예에 있어서는, 제1 플랜지부(1131)에 지지부(1141)가 접하도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 일단측이 지지부(1141) 또는 부시(1142)에 접하고, 타단측이 제2 플랜지부(1132)에 접하도록, 부세 부재로서의 스프링(1150)이 지지 축(R2)에 부착되어 있다. 이와 같이, 지지부(1141)는, 스프링(1150)에 의해, 축부(1130)를 따라 플레이트 유닛 승강 유닛(13)과는 반대측을 향해 부세되어 있다.
이상과 같이 구성된 접속 기구(1100YS)에 있어서도, 상기 실시예 3과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 한편, 스프링(1150)을 설치하지 않아도, 축부(1130)를 따라 자석 플레이트(11)가 자중에 의해 부드럽게 하강 가능한 경우에는, 스프링(1150)을 설치하지 않는 구성을 채용할 수도 있다.
(접속 기구의 적용예)
상기 실시예 1∼6에 나타낸 접속 기구의 적용예에 대해, 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14(a) 중 화살표로 나타낸 바와 같이, 자석 플레이트(11)에 대해, 흡착판(15)이, 그 길이 방향으로 크게 경사질 가능성이 있는 경우에는, 그 양단 부근에서는 경사 각도 및 상하 방향의 변위량이 커질 가능성이 있다. 이에, 자석 플레이트(11)의 길이 방향 양단에 설치되는 접속 기구(1100)는, 실시예 1, 4, 5와 같이, 자석 플레이트(11)를 회동 그리고 상하 이동 가능하게 접속하는 구성을 채용하는 것이 바람직하다. 단, 경사 각도가 비교적 작은 경우에는, 접속 기구(1100)는, 실시예 3, 6과 같이, 자석 플레이트(11)를 상하 이동 가능하게 접속하면 충분하다.
또한, 도 14(b)에 나타낸 바와 같이, 자석 플레이트(11)에 대해, 흡착판(15)이 경사질 가능성이 있는 경우라도, 그 길이 방향의 중앙 부근에서는, 상하 방향에 대해서는 변위량이 적다. 따라서, 자석 플레이트(11)의 길이 방향 중앙 부근에 설치되는 접속 기구는, 실시예 2와 같이, 자석 플레이트(11)를 회동 가능하게 접속하면 충분하다.
이상의 적용예는, 일례에 불과하며, 접속 기구의 배치 위치에 따라, 적절히, 상기 각종 실시예에서 나타낸 접속 기구를 채용할 수 있다.
(플레이트 유닛의 응용예)
도 15를 참조하여 플레이트 유닛(9)의 응용예에 대해서 설명한다. 도 15 (a)에 나타낸 바와 같이, 자석 플레이트(11)와 동기하여 이동하는 이동 부재로서의 냉각 플레이트(10)에, 흡착판(15)에의 접촉의 유무를 검지하는 검지 수단으로서의 터치 센서(10X)를 복수 설치하는 구성을 채용할 수도 있다. 터치 센서(10X)의 구성에 대해서는, 상술한 흡착판(15)에 설치된 터치 센서(1621)와 마찬가지의 구성을 채용할 수 있다. 이와 같이, 냉각 플레이트(10)에 복수의 터치 센서(10X)를 설치함으로써, 흡착판(15)에 접촉한 터치 센서(10X)의 개수와 배치 위치에 의해, 플레이트 유닛(9)을 구성하는 자석 플레이트(11) 및 냉각 플레이트(10)와 흡착판(15)의 평행도를 검출할 수 있다. 한편, 평행도의 검출의 방법에 대해서는, 흡착판(15)에 설치된 복수의 터치 센서(1621)에 의해, 흡착판(15)과 마스크대(5)의 사이의 평행도를 검출하는 방법과 마찬가지이다.
이와 같이, 플레이트 유닛(9)을 구성하는 자석 플레이트(11) 및 냉각 플레이트(10)와 흡착판(15)의 평행도를 검출하는 구성을 채용함으로써, 흡착판(15)의 경사를 조정한 후에, 냉각 플레이트(10)의 전체를 흡착판(15)에 접촉시킬 수 있다. 이러한 구성을 채용하면, 접속 기구에 있어서, 자석 플레이트(11)를 회동 가능하게 하는 각도를 좁게 할 수 있거나, 상하 이동 가능하게 하는 이동 거리를 짧게 할 수 있다. 또한, 흡착판(15)에의 응력 집중을, 한층 더 억제할 수 있다.
또한, 플레이트 유닛(9)에 있어서, 냉각 플레이트(10)가 설치되지 않는 구성이 채용되는 경우에는, 도 15(b)에 나타낸 바와 같이, 자석 플레이트(11)에, 흡착판(15)에의 접촉의 유무를 검지하는 검지 수단으로서의 터치 센서(11X)를 복수 설치하는 구성을 채용할 수도 있다. 이에 의해, 냉각 플레이트(10)에 복수의 터치 센서(10X)를 설치한 경우와 마찬가지의 기능이 발휘된다.
<전자 디바이스의 제조방법>
다음으로, 본 실시예의 성막 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시 장치의 구성을 나타내고, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법을 예시한다.
먼저, 제조하는 유기 EL 표시 장치에 대해서 설명한다. 도 16(a)는 유기 EL 표시 장치(60)의 전체 도면, 도 16(b)는 1화소의 단면 구조를 나타내고 있다.
도 16(a)에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(50)의 표시 영역(51)에는, 발광 소자를 복수 구비하는 화소(52)가 매트릭스 형상으로 복수 배치되어 있다. 상세한 것은 후에 설명하겠으나, 발광 소자의 각각은, 한 쌍의 전극에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 갖고 있다. 한편, 여기서 말하는 화소란, 표시 영역(51)에서 원하는 색의 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 가리키고 있다. 본 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광 소자(52R), 제2 발광 소자(52G), 제3 발광 소자(52B)의 조합에 의해 화소(52)가 구성되어 있다. 화소(52)는, 적색 발광 소자와 녹색 발광 소자와 청색 발광 소자의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 황색 발광 소자와 시안 발광 소자와 백색 발광 소자의 조합이어도 되고, 적어도 1색 이상이라면 특히 제한되지 않는다.
도 16(b)는, 도 16(a)의 A-B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(52)는, 복수의 발광 소자로 이루어지고, 각 발광 소자는, 기판(63) 상에, 제1 전극(양극)(54)과, 정공 수송층(55)과, 발광층(56R, 56G, 56B) 중 어느 하나와, 전자 수송층(57)과, 제2 전극(음극)(58)을 갖고 있다. 이들 중, 정공 수송층(55), 발광층(56R, 56G, 56B), 전자 수송층(57)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시예에서는, 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 발광 소자(유기 EL 소자라고 기술하는 경우도 있음)에 대응하는 패턴에 형성되어 있다. 또한, 제1 전극(64)은, 발광 소자마다 분리하여 형성되어 있다. 정공 수송층(55)과 전자 수송층(57)과 제2 전극(58)은, 복수의 발광 소자(52R, 52G, 52B)로 공통으로 형성되어 있어도 되고, 발광 소자마다 형성되어 있어도 된다. 한편, 제1 전극(54)과 제2 전극(58)이 이물에 의해 쇼트되는 것을 방지하기 위해, 제1 전극(54) 사이에 절연층(59)이 설치되어 있다. 나아가, 유기 EL 층은 수분이나 산소에 의해 열화되기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(40)이 설치되어 있다.
도 16(b)에서는 정공 수송층(55)이나 전자 수송층(57)은 하나의 층으로 도시되어 있지만, 유기 EL 표시 소자의 구조에 따라서는, 정공 블록층이나 전자 블록층을 구비하는 복수의 층으로 형성되어도 된다. 또한, 제1 전극(54)과 정공 수송층(55)의 사이에는 제1 전극(54)으로부터 정공 수송층(55)에의 정공의 주입이 원활하게 행해지도록 하는 것이 가능한 에너지밴드 구조를 갖는 정공 주입층을 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 제2 전극(58)과 전자 수송층(57)의 사이에도 전자 주입층이 형성할 수도 있다.
다음으로, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법 예에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 유기 EL 표시 장치를 구동하기 위한 회로(도시하지 않음) 및 제1 전극(54)이 형성된 기판(53)을 준비한다.
제1 전극(54)이 형성된 기판(53) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트에 의해 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피법에 의해, 제1 전극(54)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(59)을 형성한다. 이 개구부가, 발광 소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.
절연층(59)이 패터닝된 기판(53)을 제1 유기 재료 성막 장치에 반입하고, 기판 지지대 및 정전척에서 기판을 보유지지하고, 정공 수송층(55)을, 표시 영역의 제1 전극(54) 위에 공통되는 층으로서 성막한다. 정공 수송층(55)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공 수송층(55)은 표시 영역(51)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 세밀한(고정세) 마스크는 불필요하다.
다음으로, 정공 수송층(55)까지 형성된 기판(53)을 제2 유기 재료 성막 장치에 반입하고, 기판 지지대 및 정전척으로 보유지지한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 기판을 마스크 위에 재치하고, 기판(53)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에, 적색을 발하는 발광층(56R)을 성막한다.
발광층(56R)의 성막과 마찬가지로, 제3 유기 재료 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(56G)을 성막하고, 나아가 제4 유기 재료 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 전체적으로 전자 수송층(57)을 성막한다. 전자 수송층(57)은, 3색의 발광층(56R, 56G, 56B)에 공통인 층으로서 형성된다.
전자 수송층(57)까지 형성된 기판을 금속성 증착 재료 성막 장치로 이동시켜 제2 전극(58)을 성막한다.
그 후 플라스마 CVD 장치로 이동하여 보호층(40)을 성막하여, 유기 EL 표시 장치(50)가 완성된다.
절연층(59)이 패터닝된 기판(53)을 성막 장치에 반입하고 나서 보호층(50)의 성막이 완료할 때까지는, 수분이나 산소를 포함하는 분위기에 노출되면, 유기 EL 재료로 이루어지는 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화될 우려가 있다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 성막 장치간의 기판의 반입 반출은, 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기 하에서 행해진다.
상기의 실시예는 본 발명에 일례를 나타낸 것이지만, 본 발명은 상기의 실시예의 구성에 한정되지 않고, 그 기술 사상의 범위내에서 적절하게 변형하여도 된다.
1: 성막 장치
2: 얼라인먼트 장치
5: 마스크대
6: 기판지지 유닛
141: 처리부
16: 검출 유닛
17: 조정 유닛
22: 거리 조정 유닛
100: 기판
101: 마스크

Claims (7)

  1. 내부를 진공으로 유지하는 챔버와,
    상기 챔버의 내부에 설치되어, 기판을 흡착하기 위한 흡착판과,
    상기 챔버의 내부에 설치되어, 마스크를 지지하는 마스크 지지 수단과,
    상기 흡착판에 흡착된 상기 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 수단과,
    상기 챔버의 내부에 설치되어, 상기 마스크를 상기 흡착판으로 끌어당기기 위한 자력을 발생하는 자력 발생 부재와,
    상기 자력 발생 부재를 승강하는 승강 수단과,
    상기 자력 발생 부재에 작용하는 외력에 따라, 상기 자력 발생 부재가 회동 및 상하 이동 중 적어도 일방을 행하도록, 상기 자력 발생 부재와 승강 수단을 접속하는 접속 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속 기구는, 상기 자력 발생 부재와 상기 승강 수단을 접속하기 위한 유니버설 조인트를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접속 기구는,
    상기 승강 수단측에 구비되는 축부와,
    상기 자력 발생 부재측에 구비되고, 상기 축부가 삽입 통과되는 삽통 구멍을 갖는 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지부를 상기 축부를 따라 상기 승강 수단을 향해 부세하는 부세 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 지지부를 상기 축부를 따라 상기 승강 수단과는 반대측을 향해 부세 하는 부세 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기재된 성막 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접속 기구는,
    상기 자력 발생 부재가 회동하는 방향과 상하 이동하는 방향 양쪽으로 탄성 변형하는 탄성 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자력 발생 부재 또는 상기 자력 발생 부재와 동기하여 이동하는 이동 부재에는, 상기 흡착판에의 접촉의 유무를 검지하는 검지 수단이 복수 설치되어 있고,
    상기 흡착판에 접촉한 상기 검지 수단의 개수와 배치 위치에 의해, 상기 자력 발생 부재와 상기 흡착판의 평행도가 검출되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
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JP2014065959A (ja) 2012-09-27 2014-04-17 Hitachi High-Technologies Corp 蒸着装置、および、蒸着装置における基板設置方法

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