KR20230052223A

KR20230052223A - 성막 장치

Info

Publication number: KR20230052223A
Application number: KR1020220126125A
Authority: KR
Inventors: 히로키 스가와라; 히로시 이시이; 박소민
Original assignee: 캐논 톡키 가부시키가이샤
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2023-04-19
Also published as: CN115961255A; JP2023057854A

Abstract

[과제] 성막한 기판의 막두께를 측정할 때의 편리성을 향상시키기 위한 기술을 제공하는 것이다.
[해결 수단] 본 발명의 성막 장치는, 기판에 대해 성막을 행하는 성막 유닛이 설치된 성막실과, 기판을 하측에 보유지지하면서, 기판의 성막 위치와 기판의 수취 위치의 사이에서 기판을 반송하는 반송 수단과, 반송 수단에 보유지지된 기판에 형성된 막의 두께를 측정하는 측정 수단을 구비한다.

Description

성막 장치{FILM FORMING APPARATUS}

본 발명은, 유리 기판에 증착된 유기 재료의 막두께를 계측하기 위한 성막 장치에 관한 것이다.

유기 EL 디스플레이 등의 제조 설비로서, 성막실에 기판을 반송하여 기판에 대한 성막을 행하는 장치를 구비하는 성막 라인이 알려져 있다. 일 예로서, 특허문헌 1에는 공통의 반송실로부터, 다관절 로봇에 의해, 복수의 성막실로 기판을 반송하는 클러스터형의 성막 장치가 개시되어 있다.

또한, 인용 문헌 2에는, 성막실에서 성막 처리가 행해진 기판 상에 형성된 막두께를 측정하는 막두께 검사실이 성막 라인 상에 배치되는 것이 개시되어 있다.

일본특허공개 2019-192898호 공보 일본특허공개 2005-322612호 공보

그러나, 기판의 대형화에 따라, 막두께 검사실도 큰 것이 필요하게 되어, 성막 라인 전체가 대형화한다고 하는 과제가 있었다.

상기의 과제를 감안하여, 본 발명은, 성막한 기판의 막두께를 측정할 때의 편리성을 향상시키기 위한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 성막 장치는,

기판에 대해 성막을 행하는 성막 유닛이 설치된 성막실과,

기판을 하측에 보유지지하면서, 기판의 성막 위치와 기판의 수취 위치의 사이에서 기판을 반송하는 반송 수단과,

반송 수단에 보유지지된 기판에 형성된 막의 두께를 측정하는 측정 수단,

을 구비한다.

이에 의해, 성막한 기판의 막두께를 측정할 때의 편리성을 향상시키기 위한 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 성막 시스템의 레이아웃도이다.
도 2의 (A) 및 (B)는 반송 유닛의 평면도와 측면도이다.
도 3은 도 2의 (A) 및 도 2의 (B)의 반송 유닛의 핸드의 사시도이다.
도 4의 (A) 및 (B)는 기판의 처짐과 지주 부재의 기능의 설명도이다.
도 5는 전달실에 있어서의 반송 유닛의 설명도이다.
도 6은 도 5의 반송 유닛의 단면도이다.
도 7의 (A) 및 (B)는 기판의 전달 동작의 설명도이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 기판의 전달 동작의 설명도이다.
도 9의 (A) 및 (B)는 기판의 전달 동작의 설명도이다.
도 10의 (A) 및 (B)는 기판의 전달 동작의 설명도이다.
도 11의 (A)∼(F)는 증착원의 이동의 설명도이다.
도 12의 (A) 및 (B)는 마스크대로의 마스크의 반송 동작의 설명도이다.
도 13의 (A) 및 (B)는 마스크대로의 마스크의 반송 동작의 설명도이다.
도 14의 (A) 및 (B)는 기판의 반송 동작 및 얼라인먼트 동작의 설명도이다.
도 15의 (A) 및 (B)는 기판에 대한 성막 동작의 설명도이다.
도 16의 (A)∼(C)는 성막 장치 전체의 동작 예를 나타내는 설명도이다.
도 17의 (A)∼(C)는 성막 장치 전체의 동작 예를 나타내는 설명도이다.
도 18의 (A)∼(C)는 성막 장치 전체의 동작 예를 나타내는 설명도이다.
도 19의 (A)∼(C)는 성막 장치 전체의 동작 예를 나타내는 설명도이다.
도 20의 (A)∼(D)는 성막 장치 전체의 동작 예를 나타내는 설명도이다.
도 21의 (A)∼(C)는 다른 증착원 및 그 이동 유닛의 설명도이다.
도 22의 (A) 및 (B)는 얼라인먼트 유닛의 설명도이다.
도 23의 (A)∼(D)는 성막 장치의 다른 구성예의 설명도이다.
도 24는 보유지지 유닛의 다른 구성예의 설명도이다.
도 25의 (A)는 유기 EL 표시 장치의 전체도, (B)는 1화소의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 26은 막두께 측정 장치의 배치예를 나타내는 설명도이다.
도 27은 각 배치예에 있어서의 막두께 측정 장치의 단면도이다.
도 28의 (A)∼(C)는 막두께 측정 장치의 측정 원리를 나타내는 설명도이다.
도 29의 (A)∼(C)는 막두께 측정 장치의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 30은 성막 전후의 기판의 반사율의 변화예를 나타내는 설명도이다.
도 31은 성막 장치의 천판의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 32는 기판 및 기판 캐리어를 나타내는 설명도이다.
도 33의 (A)∼(C)는 파이버 조인트의 구성을 나타내는 설명도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 실시형태는 특허청구의 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징 모두가 반드시 발명에 필수적인 것은 아니고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 나아가, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 마찬가지의 구성에 동일한 참조번호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.

<제1 실시형태>

<시스템의 개요>

도 1은 성막 시스템(100)의 레이아웃도이다. 한편, 각 도면에 있어서 화살표(Z)는 상하 방향(중력 방향)을 나타내고, 화살표(X) 및 화살표(Y)는 서로 직교하는 수평 방향을 나타낸다. 화살표(θ)는 Z축 주위의 회전 방향을 나타낸다.

성막 시스템(100)은, 중간 반송 장치(101), 성막 장치(1) 및 중간 반송 장치(102)가 X방향으로 배열된 구성으로서, 기판(W)이 이 순서로 반송되고, 처리된다. 중간 반송 장치(101)는 기판(W)의 반송 방향에서 상류측에 위치하고 있고, 중간 반송 장치(102)는 기판(W)의 반송 방향에서 하류측에 위치하고 있다. 도시의 예에서는, 성막 시스템(100)은, 성막 장치(1)를 하나 구비하고 있지만, 중간 반송 장치(101)의 상류측, 혹은, 중간 반송 장치(102)의 하류측에도 성막 장치(1)를 설치할 수 있다. 제어 장치(103)는, CPU 등의 프로세서, 반도체 메모리나 하드 디스크 등의 기억 디바이스, 입출력 인터페이스를 구비하고, 성막 시스템(100)을 제어한다.

중간 반송 장치(101 및 102)는, 반송 로봇(110)을 구비한다. 반송 로봇(110)은, 베이스부(110a) 상에 2세트의 아암(110b) 및 핸드(110c)가 지지된 더블아암형의 로봇이다. 2세트의 아암(110b) 및 핸드(110c)는, 베이스부(110a) 상에서 θ방향으로 선회하고, 또한, 신축 가능하다. 중간 반송 장치(101 및 102)에 인접하여, 마스크(M)가 수용되는 스토커(104)가 설치되어 있다. 반송 로봇(110)은, 기판(W)의 반송 외에, 마스크(M)의 반송도 행한다. 핸드(110c)는 포크 형상을 가지고 있고, 기판(W)이나 마스크(M)는 핸드(110c) 상에 재치되어 반송된다.

성막 장치(1)는, 중간 반송 장치(101)로부터 반입되는 기판(W)에 대해 성막 처리를 행하고, 중간 반송 장치(102)로 반출하는 장치이다. 성막 장치(1)는, 기판(W)의 전달을 행하는 전달실(2)과, 전달실(2)에 인접하여 배치된 복수의 성막실(3)을 구비한다. 본 실시형태에서는 성막실(3)은, 2개 설치되어 있고, 전달실(2)의 Y방향의 양측에 각각 하나씩 배치되어 있다. 전달실(2) 및 성막실(3)은 각각 벽부(20, 30)로 둘러싸여 기밀하게 유지 가능하다.

성막실에서는 기판(W)에 증착 물질이 성막된다. 기판(W)에는 마스크(M)를 사용하여 소정의 패턴의 증착 물질의 박막을 형성 가능하다. 기판(W)의 재질은, 유리, 수지, 금속 등의 재료를 적절히 선택 가능하고, 대표적으로는 유리 상에 폴리이미드 등의 수지층이 형성된 것이 사용된다. 본 실시형태의 경우, 기판(W)은 사각형이다. 증착 물질로서는, 유기 재료, 무기 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 물질이다. 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 가능하고, 특히, 유기 EL 패널을 제조하는 제조 장치에 적용 가능하다.

<전달실>

전달실(2)은, 중간 반송 장치(101 및 102)와, 성막 장치(1)의 사이에서의 기판(W)이나 마스크(M)의 전달 외에, 성막실(3)에 대한 기판(W)이나 마스크(M)의 배분을 행한다. 따라서, 전달실(2)은 구분실이라고 부를 수도 있다.

<다방향의 반송 유닛>

전달실(2)에는 기판(W) 및 마스크(M)를 반송하는 반송 유닛(4)이 설치되어 있다. 반송 유닛(4)은, 중간 반송 장치(101)로부터 기판(W) 또는 마스크(M)를 수취하여, 보유지지 유닛(6A∼6D)에 전달한다. 또한, 보유지지 유닛(6A∼6D)으로부터 수취한 기판(W) 또는 마스크(M)를 중간 반송 장치(102)로 반출한다. 도 2의 (A) 및 도 2의 (B)는 반송 유닛(4)의 평면도 및 측면도이다.

본 실시형태의 반송 유닛(4)은, X-Y평면 상의 다방향으로 기판(W) 등을 이동 가능한 수평 다관절형의 로봇이며, 원통 형상의 베이스부(40)와, 베이스부(40) 상에 지지된 아암부(41)와, 아암부(41)에 지지된 핸드(44)를 구비한다. 베이스부(40)는 구동축(40a)을 가지고, 구동축(40a)의 θ방향의 회전에 의한 Z1축 주위의 아암부(41)의 선회와, 구동축(40a)의 상하의 이동에 의한 아암부(41)의 승강을 행한다. 아암부(41)는, 아암 부재(42 및 43)를 가진다. 아암 부재(42)의 일단은 구동축(40a)에 연결되고, 타단은 아암 부재(43)의 일단에 연결되어 있다. 아암 부재(43)는 아암 부재(42)에 대해 Z2축 주위로 선회 가능하게 연결되어 있다. 핸드(44)는 아암 부재(43)의 타단에 Z3축 주위로 선회 가능하게 연결되어 있다.

도 2의 (A) 및 도 2의 (B)에 더하여 도 3을 참조한다. 도 3은 핸드(44)의 사시도이다. 핸드(44)는, 판 형상의 핸드 본체(45)와, 핸드 본체(45)에 세워 설치되고, 기판(W)을 지지하는 복수의 지주 부재(46∼48)를 구비한다. 지주 부재(46∼48)는, 핸드 본체(45)의 중앙부에 위치하는 지주 부재(46)와, 주연부에 위치하는 지주 부재(47 및 48)로 크게 구별된다. 기판(W)은 복수의 지주 부재(46∼48) 상에 재치된다. 기판(W)이 핸드(44)에 지지된 상태에서, 지주 부재(46)는 기판(W)의 중앙부에 위치하고, 지주 부재(47 및 48)는 기판(W)의 주연부에 위치한다.

지주 부재(46)는, 핀(46a)과, 그 선단부에 설치된 탄성 부재(46b)를 구비한다. 지주 부재(47)는, 핀(47a)과, 그 선단부에 설치된 재치부(47b)와, 재치부(47b)의 상면에 설치되고, 지주 부재(47)의 선단부에 위치하는 탄성 부재(47c)를 구비한다. 지주 부재(48)는, 복수의 핀(48a)과, 복수의 핀(48a)의 선단부에 설치된 재치부(48b)와, 재치부(48b)의 상면에 설치되고, 지주 부재(48)의 선단부에 위치하는 복수의 탄성 부재(48c)를 구비한다.

이러한 지주 부재(46∼48)로 기판(W)을 지지함으로써, 적은 면적으로 기판(W)을 지지할 수 있고, 기판(W)의 표면에 긁힘 등이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 탄성 부재(46b, 47c 및 48c)는 기판(W)과 접하는 부분이며, 예를 들면 수지이다. 탄성 부재(46b, 47c 및 48c)가 기판(W)과 접촉함으로써, 기판(W)의 표면에 긁힘 등이 생기는 것을 보다 확실하게 방지한다.

도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 핸드 본체(45)로부터의 지주 부재(46)의 높이(H1)와, 지주 부재(47 및 48)의 높이(H2)의 관계는, H1>H2의 관계에 있다. 이에 의해, 기판(W)의 중앙부가 아래로 처지는 것을 방지할 수 있다. 도 4의 (A) 및 도 4의 (B)는 그 설명도이며, 기판(W)을 보유지지 유닛(6A)이 핸드(44)로부터 수취하는 상태를 예시하고 있다.

후술하는 바와 같이 본 실시형태의 경우, 보유지지 유닛(6A∼6D)은 기판(W)을 정전기력에 의해 보유지지한다. 보유지지 유닛(6A∼6D)이 기판(W)을 수취할 때, 그 평면도가 낮으면 흡착력이 저하된다. 또한, 성막시에 막의 형성 정밀도도 저하된다. 도 4의 (A)는 비교예로서, 핸드(44)가 지주 부재(46)를 구비하지 않고, 기판(W)이 지주 부재(47)(및 지주 부재(48))로 지지된 경우를 상정하고 있다. 대형의 기판(W)에서는, 자중에 의해 그 중앙부가 휘어 아래로 처진다. 이 상태에서 보유지지 유닛(6A)이 기판(W)을 흡착하면, 기판(W)의 중앙부와 보유지지 유닛(6A)의 하면(보유지지면)의 사이에 간극이 생길 가능성이 있어, 흡착력의 저하를 초래한다.

한편, 도 4의 (B)에 나타내는 본 실시형태에서는, 지주 부재(46)의 높이(H1)와, 지주 부재(47 및 48)의 높이(H2)의 관계가 H1>H2의 관계에 있음으로써, 기판(W)의 중앙부가 지주 부재(46)에 의해 지지되고, 기판(W)은 중앙부가 약간 올라온 상태가 된다. 대형의 기판(W)이라도, 자중에 의해 그 중앙부가 휘어 아래로 처지는 것을 방지하고, 오히려, 기판(W)의 중앙부가 주연부보다 먼저 보유지지 유닛(6A)에 접한다. 그 결과, 기판(W)의 중앙부로부터 주연부로 흡착이 확산되어 가고, 그 전체가 간극 없이 보유지지 유닛(6A)에 보유지지되게 된다.

<슬라이드식의 반송 유닛>

도 1에 나타낸 바와 같이, 성막 장치(1)는, 전달실(2)로부터 2개의 성막실(3)에 걸쳐 배치된 2세트의 반송 유닛(5A 및 5B)을 구비한다. 반송 유닛(5A)은 보유지지 유닛(6A 및 6C)과, 이들을 독립적으로 Y방향으로 평행 이동시키는 이동 유닛(7A)을 구비한다. 반송 유닛(5B)은, 반송 유닛(5A)과 마찬가지의 구조이며, 보유지지 유닛(6B 및 6D)과, 이들을 독립적으로 Y방향으로 평행 이동시키는 이동 유닛(7B)을 구비한다.

도 5는 반송 유닛(5A 및 5B) 중, 전달실(2)에 배치된 부분을 나타내고 있고, 도 6은 반송 유닛(5A)(이동 유닛(7A) 및 보유지지 유닛(6A))의 단면도를 나타내고 있다. 반송 유닛(5A 및 5B)은, 반송 유닛(4)보다 높은 위치에서 보유지지 유닛(6A∼6D)을 수평 자세로 Y방향으로 독립적으로 왕복시키는 유닛이며, X방향으로 병설(竝設)되어 있다. 한편, 도 6은 대표적으로 반송 유닛(5A)(이동 유닛(7A) 및 보유지지 유닛(6A))의 구조를 나타내지만, 보유지지 유닛(6A∼6D)은 같은 구조를 가지고, 이동 유닛(7A 및 7B)도 같은 구조를 가지고 있다.

본 실시형태의 이동 유닛(7A 및 7B)은, 보유지지 유닛(6A∼6D)을 자력(磁力)에 의해 이동시키는 기구이며, 특히 자력에 의해 부상 이동하는 기구이다. 이동 유닛(7A 및 7B)은, 각각, 보유지지 유닛(6A∼6D)의 Y방향의 이동 궤도를 규정하는 한 쌍의 가이드 부재(70)를 구비한다. 각 가이드 부재(70)는 C자형의 단면을 가지고, Y방향으로 연장 설치된 레일 부재이다. 한 쌍의 가이드 부재(70)는 서로, X방향으로 이격되어 있다.

각 가이드 부재(70)는, Z방향으로 이격된 한 쌍의 자기 소자(71)를 다수 구비한다. 다수의 한 쌍의 자기 소자(71)는, Y방향으로 등피치로 배열되어 있다. 한 쌍의 자기 소자(71) 중 적어도 일방은 전자석이며, 타방은 전자석 또는 영구 자석이다.

보유지지 유닛(6A∼6D)은, 기판(W)이나 마스크(M)를 반송하기 위한 캐리어이다. 보유지지 유닛(6A∼6D)은, 각각, 평면에서 보아 사각형상의 본체 부재(60)를 구비한다. 본체 부재(60)의 X방향의 각 단부는, 대응하는 가이드 부재(70)에 끼워넣어져 있다. 본체 부재(60)의 X방향의 각 단부의 상면, 하면에는 각각 도시하지 않은 요크가 설치된 영구 자석(61)이 고정되어 있다. 상하의 영구 자석(61)은 본체 부재(60)에 Y방향으로 복수 설치되어 있다. 영구 자석(61)은, 가이드 부재(70)의 자기 소자(71)와 대향하고 있다. 영구 자석(61)과 자기 소자(71)의 반발력에 의해 보유지지 유닛(6A∼6D)에 부상력을 발생시킬 수 있다. Y방향으로 다수 설치된 자기 소자(전자석)(71) 중, 자력을 발생시키는 자기 소자(71)를 순차적으로 전환함으로써, 영구 자석(61)과 자기 소자(71)의 흡인력에 의해 보유지지 유닛(6A∼6D)에 Y방향의 이동력을 발생시킬 수 있다.

한편, 본 실시형태에서는, 이동 유닛(7A 및 7B)을, 자기 부상 반송 기구로 했지만 롤러 반송 기구, 벨트 반송 기구, 랙-피니언 기구 등, 보유지지 유닛(6A∼6D)을 이동 가능한 다른 반송 기구여도 된다.

가이드 부재(70)에는 Y방향으로 연장 설치된 스케일(72)이 배치되어 있고, 본체 부재(60)에는 스케일(72)을 판독하는 센서(64)가 설치되어 있다. 센서(64)의 검지 결과에 따라, 각 보유지지 유닛(6A∼6D)의 Y방향의 위치를 특정할 수 있다.

보유지지 유닛(6A∼6D)은, 각각, 기판(W)을 보유지지하는 보유지지부(62)를 구비한다. 보유지지부(62)는 본 실시형태의 경우, 정전기력에 의해 기판(W)을 흡착하는 정전척이며, 보유지지부(62)는 보유지지 유닛(6A∼6D)의 하면에 배치된 복수의 전극(62a)을 포함한다. 보유지지 유닛(6A∼6D)은, 또한, 각각, 마스크(M)를 보유지지하는 보유지지부(63)를 구비한다. 보유지지부(63)는, 예를 들면, 자력에 의해 마스크(M)를 흡착하는 마그넷 척이며, 보유지지부(62)의 X방향에서 외측에 위치하고 있다. 보유지지부(63)는, 마스크(M)를 기계적으로 협지하는 클램프 기구여도 된다.

<기판의 수취 동작>

반송 유닛(4)으로부터 반송되는 기판(W)이나 마스크(M)의 보유지지 유닛(6A∼6D)에 의한 수취는, 전달실(2) 내의 소정의 위치에서 행해진다. 도 5는 보유지지 유닛(6A∼6D)이, 각 수취 위치(PA∼PD)에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다. 수취 위치(PA∼PD)는 X-Y평면 상에서 매트릭스 형상(2×2)으로 배치되어 있고, 성막실(3)의 외부인 전달실(2)의 내부에 설정되어 있다. 4군데의 다른 수취 위치(PA∼PD)가 있음으로써, 하류측에서의 시스템 장애가 생긴 경우에, 기판(W)을 정류시켜 두는 버퍼로서도 이들 수취 위치(PA∼PD)를 사용할 수도 있다.

도 7의 (A)∼도 8의 (B)는 수취 위치(PB)에서의 반송 유닛(4)으로부터의 기판(W)의 보유지지 유닛(6B)에 의한 수취 동작의 예를 나타내고 있다. 도 7의 (A)는 중간 반송 장치(101)로부터 기판(W)을 반송 유닛(4)이 수취한 상태를 나타내고 있다. 기판(W)은 핸드(44) 상에 재치되어 있다. 다시 말하면 기판(W)은 그 하측으로부터 핸드(44)에 지지되고 있다. 보유지지 유닛(6B)은 이동 유닛(7B)에 의해 수취 위치(PB)로 이동된다. 도 7의 (B)는, 반송 유닛(4)의 아암부(41)의 동작에 의해 핸드(44)가 보유지지 유닛(6B)의 아래쪽으로 이동한 상태를 나타내고 있다. 도 7의 (B)의 상태에서는, 도 7의 (A)의 상태에 대해 핸드(44)는 θ방향으로 90도 선회하고 있다. 이 때문에, 기판(W)은 그 길이 방향이 X방향을 향한 자세(도 7의 (A))로부터 Y방향을 향한 자세(도 7의 (B))로 변화하고 있다.

도 7의 (B)의 단계에서, 보유지지 유닛(6B)과 기판(W)의 위치맞춤(얼라인먼트)을 행한다. 전달실(2)에는 얼라인먼트용의 카메라(21)가 설치되어 있다. 카메라(21)의 촬상 화상으로부터 보유지지 유닛(6B)과 기판(W)의 상대위치를 특정하고, 기판(W)의 X방향, Y방향 및 θ방향의 위치를 반송 유닛(4)에 의해 조정한다.

도 8의 (A)는, 반송 유닛(4)의 아암부(41)를 상승시켜, 기판(W)을 보유지지 유닛(6B)의 보유지지부(62)에 당접한 상태를 나타내고 있다. 보유지지부(62)의 정전력에 의해 기판(W)은 보유지지부(62)에 보유지지된다. 이와 같이 본 실시형태에서는, 반송 유닛(4)으로부터 보유지지 유닛(6B)에 대해 기판(W)을 아래로부터 위로 전달하도록 하고 있다. 도 8의 (B)는, 반송 유닛(4)의 아암부(41)를 강하시켜, 보유지지 유닛(6B)에 의한 기판(W)의 수취가 완료된 상태를 나타내고 있다.

반송 유닛(4)과 다른 보유지지 유닛(6A, 6C 및 6D)의 사이에서의 기판(W)의 전달도 마찬가지이다. 일 예로서, 도 9의 (A)∼도 10의 (B)는 수취 위치(PA)에서의 반송 유닛(4)으로부터의 기판(W)의 보유지지 유닛(6A)에 의한 수취 동작의 예를 나타내고 있다. 도 9의 (A)는 중간 반송 장치(101)로부터 기판(W)을 반송 유닛(4)이 수취한 상태를 나타내고 있다. 기판(W)은 그 하측으로부터 핸드(44)에 지지되고 있다. 보유지지 유닛(6A)은 이동 유닛(7A)에 의해 수취 위치(PA)로 이동된다. 도 9의 (B)는, 반송 유닛(4)의 아암부(41)의 동작에 의해 핸드(44)가 보유지지 유닛(6B)의 아래쪽으로 이동한 상태를 나타내고 있다. 도 9의 (B)의 상태에서는, 도 9의 (A)의 상태에 대해 핸드(44)는 θ방향으로 90도 선회하고 있다. 이 때문에, 기판(W)은 그 길이 방향이 X방향을 향한 자세(도 9의 (A))로부터 Y방향을 향한 자세(도 9의 (B))로 변화하고 있다.

도 9의 (B)의 단계에서, 보유지지 유닛(6A)과 기판(W)의 위치맞춤을 행한다. 전달실(2)에 설치된 카메라(21)의 촬상 화상으로부터 보유지지 유닛(6A)과 기판(W)의 상대 위치를 특정하고, 기판(W)의 X방향, Y방향 및 θ방향의 위치를 반송 유닛(4)에 의해 조정한다.

도 10의 (A)는, 반송 유닛(4)의 아암부(41)를 상승시켜, 기판(W)을 보유지지 유닛(6A)의 보유지지부(62)에 당접한 상태를 나타내고 있다. 보유지지부(62)의 정전력에 의해 기판(W)은 보유지지부(62)에 보유지지된다. 도 10의 (B)는, 반송 유닛(4)의 아암부(41)를 강하시켜, 보유지지 유닛(6A)에 의한 기판(W)의 수취가 완료된 상태를 나타내고 있다.

이상은 기판(W)의 수취 동작에 대해 설명했지만, 마스크(M)의 수취 동작에 대해서도 마찬가지이다.

<성막실>

성막실(3)에서는, 마스크(M)를 사용하여 기판(W)에 대한 성막을 행한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 2개의 성막실(3)에는, 각각, 2개의 마스크대(31)가 배치되어 있다. 합계로 4개의 마스크대(31)에 의해, 증착 처리를 행하는 증착 위치(JA∼JD)가 규정된다. 2개의 성막실(3)의 구조는 같다. 각 성막실(3)에는, 증착원(8)과, 증착원(8)을 이동시키는 이동 유닛(9)이 설치되어 있다. 증착원(8)과 이동 유닛(9)의 구조 및 동작에 대해 도 11의 (A)∼도 11의 (F)를 참조하여 설명한다.

증착원(8)은, 증착 물질의 원재료를 수용하는 도가니나, 도가니를 가열하는 히터 등을 구비하고, 원재료를 가열하여 그 증기인 증착 물질을 개구부(8a)로부터 상방으로 방출하는 성막 유닛이다. 이동 유닛(9)은, 액츄에이터(90)와, 한 쌍의 가동 레일(94)과, 한 쌍의 고정 레일(95)을 구비한다. 액츄에이터(90)는, 구동원(93)과, 아암 부재(91)와, 아암 부재(92)를 구비한다. 아암 부재(91)의 일단은 구동원(93)에 연결되어 있고, 구동원(93)에 의해 선회한다. 아암 부재(91)의 타단은 아암 부재(92)의 일단과 회동 가능하게 연결되어 있고, 아암 부재(92)의 타단은 증착원(8)의 저부에 회동 가능하게 연결되어 있다.

한 쌍의 가동 레일(94)은, 증착원(8)의 Y방향의 이동을 가이드한다. 각 가동 레일(94)은 Y방향으로 연장 설치되어 있고, 한 쌍의 가동 레일(94)은 서로 X방향으로 이격되어 있다. 한 쌍의 고정 레일(95)은, 한 쌍의 가동 레일(94)의 X방향의 이동을 가이드한다. 각 고정 레일(95)은, 이동 불능으로 고정되어 있고, Y방향으로 연장 설치되어 있다. 한 쌍의 고정 레일(95)은 서로 Y방향으로 이격되어 있다.

액츄에이터(90)의 구동에 의해, 증착원(8)은, 증착 위치(JA)의 아래(마스크대(31)의 아래)를 Y방향으로 슬라이딩하고, 또한, 증착 위치(JA)측으로부터 증착 위치(JB)측으로 슬라이딩하고, 또한, 증착 위치(JB)의 아래(마스크대(31)의 아래)를 Y방향으로 슬라이딩한다. 구체적으로 서술하면, 도 11의 (A)의 위치로부터 액츄에이터(90)의 구동에 의해 아암 부재(91 및 92)를 선회시키면, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이 증착원(8)이 한 쌍의 가동 레일(94)의 안내에 의해 증착 위치(JA)의 아래를 Y방향으로 통과한다. 이 상태로부터 액츄에이터(90)의 구동에 의해 아암 부재(91 및 92)를 역방향 선회시키면, 도 11의 (C)에 나타낸 바와 같이 증착원(8)이 증착 위치(JA)의 아래를 Y방향으로 통과하여 도 11의 (A)의 위치로 되돌아간다.

액츄에이터(90)의 구동에 의해 아암 부재(91 및 92)를 더 선회시키면, 증착원(8) 및 한 쌍의 가동 레일(94)은, 한 쌍의 고정 레일(95)의 안내에 따라 증착 위치(JB)측으로 X방향으로 이동한다. 도 11의 (D)의 위치로부터 액츄에이터(90)의 구동에 의해 아암 부재(91 및 92)를 더 선회시키면, 도 11의 (E)에 나타낸 바와 같이 증착원(8)이 한 쌍의 가동 레일(94)의 안내에 의해 증착 위치(JB)의 아래를 Y방향으로 통과한다. 이 상태로부터 액츄에이터(90)의 구동에 의해 아암 부재(91 및 92)를 역방향 선회시키면, 도 11의 (F)에 나타낸 바와 같이 증착원(8)이 증착 위치(JB)의 아래를 Y방향으로 통과하여 도 11의 (D)의 위치로 되돌아간다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 하나의 증착원(8)을 이동시킴으로써, 증착 위치(JA)와 증착 위치(JB)의 2개의 증착 위치에서 증착원(8)을 공용할 수 있다.

다음으로, 마스크(M)의 마스크대(31)에의 탑재, 마스크(M)와 기판(W)의 위치맞춤(얼라인먼트) 동작, 및, 그 후의 성막 동작에 대해 도 12의 (A)∼도 15의 (B)를 참조하여 설명한다.

먼저, 마스크(M)를 마스크대(31)에 탑재하는 동작에 대해 설명한다. 도 12의 (A)∼도 13의 (B)는 증착 위치(JA)에서 마스크(M)를 마스크대(31)에 탑재하는 동작을 나타내고 있다. 도 12의 (A)의 상태로부터, 마스크(M)를 보유지지한 보유지지 유닛(6A)이 이동 유닛(7A)에 의해 마스크대(31) 상으로 이동해 온다. 도 13의 (A)에 나타낸 바와 같이 마스크(M)가 마스크대(31) 상의 소정의 위치에 도달하면, 도 13의 (B)에 나타낸 바와 같이 이동 유닛(7A)의 자기 소자(71)의 자력을 조절하여 보유지지 유닛(6A)의 부상량을 낮추어, 보유지지 유닛(6A)에 의한 마스크(M)의 보유지지를 해제한다. 이에 의해 마스크대(31) 상에 마스크(M)가 탑재된다.

다음으로, 얼라인먼트 동작 및 성막 동작에 대해 설명한다. 도 14의 (A)는, 증착 위치(JA)에, 기판(W)을 보유지지한 보유지지 유닛(6A)이 이동 유닛(7A)에 의해 이동하고 있는 상태를 나타내고 있다. 기판(W)이 마스크(M)의 상방에 도달하면, 기판(W)과 마스크(M)의 X-Y평면 상의 얼라인먼트를 행한다. 얼라인먼트에서는, 도 14의 (B)에 나타낸 바와 같이, 카메라(32)에 의해 기판(W)과 마스크(M)에 각각 붙어 있는 얼라인먼트 마크를 촬상하고, 그 촬상 화상으로부터 기판(W)과 마스크(M)의 위치 어긋남량을 연산한다. 그리고, 연산한 위치 어긋남량을 감소시키도록 기판(W)의 위치를 조정한다. 기판(W)의 위치의 조정은 본 실시형태의 경우, 이동 유닛(7A)의 자기 소자(71)의 자력을 조절하여 행한다. X방향, Y방향으로 이간된 각 자기 소자(71)의 자력을 조정함으로써, 보유지지 유닛(6A)의 위치를 X방향, Y방향, θ방향으로 변위시킬 수 있고, 이에 의해 보유지지 유닛(6A)에 보유지지되고 있는 기판(W)의 X방향, Y방향, θ방향의 위치를 변위시킬 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 가이드 부재(70) 중, 일방의 가이드 부재(70)에 설치되어 있는 자기 소자(71)의 자력을 강하게 하면, 보유지지 유닛(6A) 및 기판(W)을, 자력의 흡인에 의해 일방의 가이드 부재(70)측으로(또는 자력의 반발에 의해 타방의 가이드 부재(70)측으로) 변위시킬 수 있다.

카메라(32)에 의한 촬상과, 자기 소자(71)의 자력의 조정에 의한 기판(W)과 마스크(M)의 얼라인먼트는, 양자의 위치 어긋남량이 허용 범위 내가 될 때까지 반복하여 행해도 된다. 얼라인먼트가 완료되면, 도 15의 (A)에 나타낸 바와 같이 이동 유닛(7A)의 자기 소자(71)의 자력을 조절하여 보유지지 유닛(6A)의 부상량을 낮추고, 마스크(M) 상에 기판(W)을 겹친다. 보유지지 유닛(6A)에 의한 기판(W)의 보유지지는 해제하지 않는다. 다음으로 성막 동작을 행한다. 도 15의 (B)에 나타낸 바와 같이 증착원(8)을 이동하면서, 증착원(8)으로부터 증착 물질을 기판(W)으로 방출한다. 기판(W)에는 마스크(M)를 통과한 증착 물질의 막이 형성된다. 성막 중, 기판(W)은 보유지지 유닛(6A)에 보유지지된 상태가 유지된다.

<성막 장치의 동작 예>

도 16의 (A) 내지 도 20의 (D)를 참조하여 성막 장치(1)에서 복수의 기판(W)에 대해 연속적으로 성막을 행하는 동작 예에 대해 설명한다. 먼저, 마스크(M)를 각 증착 위치(JA∼JD)의 마스크대(31)에 반송한다. 도 16의 (A)는 1장째의 마스크(M)가 중간 반송 장치(101)로부터 반송되어 온 상태를 나타낸다. 반송 유닛(4)은 핸드(44) 상에서 마스크(M)를 수취하고, 도 16의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수취 위치(PA)에서 보유지지 유닛(6A)에 마스크(M)를 전달한다. 보유지지 유닛(6A)은 마스크(M)를, 마스크(M)의 상측으로부터 보유지지한다.

도 16의 (C)에 나타낸 바와 같이 2장째의 마스크(M)가 중간 반송 장치(101)로부터 반송되어 온다. 병행하여, 보유지지 유닛(6A)이 이동 유닛(7A)에 의해 증착 위치(JA)로 평행 이동된다. 반송 유닛(4)은 핸드(44) 상에서 2장째의 마스크(M)를 수취하고, 도 17의 (A)에 나타낸 바와 같이, 수취 위치(PC)에서 보유지지 유닛(6C)에 마스크(M)를 전달한다. 보유지지 유닛(6C)은 마스크(M)를, 마스크(M)의 상측으로부터 보유지지한다. 병행하여, 1장째의 마스크(M)가 증착 위치(JA)에서 마스크대(31) 상에 재치되고, 보유지지 유닛(6A)은 수취 위치(PA)로 되돌아간다.

도 17의 (B)에 나타낸 바와 같이 3장째의 마스크(M)가 중간 반송 장치(101)로부터 반송되어 온다. 병행하여, 보유지지 유닛(6C)이 이동 유닛(7A)에 의해 증착 위치(JC)로 평행 이동된다. 반송 유닛(4)은 핸드(44) 상에서 3장째의 마스크(M)를 수취하고, 수취 위치(PB)에서 보유지지 유닛(6B)에 마스크(M)를 전달한다. 이상의 순서를 반복함으로써, 도 17의 (C)에 나타낸 바와 같이 증착 위치(JA∼JD)에 각각 마스크(M)가 배치된다.

다음으로, 기판(W)에 성막을 행하는 일련의 동작에 대해 설명한다. 도 18의 (A)는 1장째의 기판(W)이 중간 반송 장치(101)로부터 반송되어 온 상태를 나타낸다. 반송 유닛(4)은 핸드(44) 상에서 기판(W)을 수취하고, 도 18의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수취 위치(PA)에서 보유지지 유닛(6A)에 기판(W)을 전달한다. 보유지지 유닛(6A)은 기판(W)을, 기판(W)의 상측으로부터 보유지지한다.

도 18의 (C)에 나타낸 바와 같이 2장째의 기판(W)이 중간 반송 장치(101)로부터 반송되어 온다. 병행하여, 기판(W)을 수취한 보유지지 유닛(6A)이 이동 유닛(7A)에 의해 증착 위치(JA)로 평행 이동된다. 증착 위치(JA)에서는 기판(W)과 마스크(M)의 얼라인먼트가 행해진다. 반송 유닛(4)은 핸드(44) 상에서 2장째의 기판(W)을 수취하고, 도 19의 (A)에 나타낸 바와 같이, 수취 위치(PC)에서 보유지지 유닛(6C)에 기판(W)을 전달한다. 보유지지 유닛(6C)은 기판(W)을, 기판(W)의 상측으로부터 보유지지한다. 병행하여, 1장째의 기판(W)에 대해, 증착 위치(JA)에서 증착원(8)에 의한 성막 동작이 행해진다.

도 19의 (B)에 나타낸 바와 같이 3장째의 기판(W)이 중간 반송 장치(101)로부터 반송되어 온다. 병행하여, 2장째의 기판(W)을 수취한 보유지지 유닛(6C)이 이동 유닛(7A)에 의해 증착 위치(JC)로 평행 이동된다. 증착 위치(JC)에서는 기판(W)과 마스크(M)의 얼라인먼트가 행해진다. 반송 유닛(4)은 핸드(44) 상에서 3장째의 기판(W)을 수취하고, 도 19의 (C)에 나타낸 바와 같이, 수취 위치(PB)에서 보유지지 유닛(6B)에 기판(W)을 전달한다. 보유지지 유닛(6B)은 기판(W)을, 기판(W)의 상측으로부터 보유지지한다. 병행하여, 증착 위치(JA)에서 성막을 끝낸 증착원(8)이 증착 위치(JB)측으로 이동된다. 또한, 2장째의 기판(W)에 대해, 증착 위치(JC)에서 증착원(8)에 의한 성막 동작이 행해진다.

도 20의 (A)에 나타낸 바와 같이 4장째의 기판(W)이 중간 반송 장치(101)로부터 반송되어 온다. 병행하여, 3장째의 기판(W)을 수취한 보유지지 유닛(6B)이 이동 유닛(7B)에 의해 증착 위치(JB)로 평행 이동된다. 증착 위치(JB)에서는 기판(W)과 마스크(M)의 얼라인먼트가 행해진다. 또한, 성막을 끝낸 1장째의 기판(W)을 보유지지하는 보유지지 유닛(6A)이 이동 유닛(7A)에 의해 수취 위치(PA)로 이동된다.

반송 유닛(4)은 핸드(44) 상에서 4장째의 기판(W)을 수취하고, 도 20의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수취 위치(PD)에서 보유지지 유닛(6D)에 기판(W)을 전달한다. 보유지지 유닛(6D)은 기판(W)을, 기판(W)의 상측으로부터 보유지지한다. 병행하여, 증착 위치(JC)에서 성막을 끝낸 증착원(8)이 증착 위치(JD)측으로 이동되고, 성막을 끝낸 2장째의 기판(W)을 보유지지하는 보유지지 유닛(6C)이 이동 유닛(7A)에 의해 수취 위치(PC)로 이동된다. 또한, 3장째의 기판(W)에 대해, 증착 위치(JB)에서 증착원(8)에 의한 성막 동작이 행해진다.

성막을 끝낸 1장째의 기판(W)을 보유지지하는 보유지지 유닛(6A)이 이동 유닛(7A)으로 되돌아가면, 도 20의 (C)에 나타낸 바와 같이, 반송 유닛(4)이 수취 위치(PA)에서, 1장째의 기판(W)을 보유지지 유닛(6A)으로부터 수취한다. 병행하여, 4장째의 기판(W)을 수취한 보유지지 유닛(6D)이 이동 유닛(7B)에 의해 증착 위치(JD)로 평행 이동된다. 반송 유닛(4)은 도 20의 (D)에 나타낸 바와 같이 성막을 끝낸 1장째의 기판(W)을, 중간 반송 장치(102)로 반출한다. 이상의 순서를 반복함으로써, 다수의 기판(W)에 대해 순차 성막이 행해지게 된다.

이상의 성막 장치(1)에 의하면, 중간 반송 장치(101)로부터 각 증착 위치(JA∼JD)로의 기판(W)이나 마스크(M)의 반송은, 반송 유닛(4)과, 반송 유닛(5A 또는 5B)을 병용함으로써 행해진다. 단일의 반송 기구로 반송하는 것 보다, 각 반송 유닛의 반송 거리를 짧게 하면서, 보다 긴 거리에서 기판(W)을 반송할 수 있다. 대형의 기판(W)을 반송할 때에, 긴 반송 거리를 실현하면서, 각 반송 유닛이 고강성화로 인해 대형화하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 대형화에 대응 가능한 성막 장치(1)를 제공할 수 있다.

또한, 반송 유닛(4)과 반송 유닛(5A 및 5B)에서 다른 기구를 채용하였다. 즉, 반송 유닛(4)을 다관절 로봇으로 구성함으로써, 기판(W)의 반송처의 위치에 자유도나, 기판(W)의 자세(방향)의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 반송 유닛(5A 및 5B)을 기판(W)의 평행 이동 기구로 구성하여, 긴 반송 거리에 대응 가능하게 하였다.

반송 유닛(4)으로부터 반송 유닛(5A 및 5B)으로의 기판(W)의 전달은, 정전척인 보유지지부(62)에서 행하도록 했기 때문에, 반송 유닛(4)으로부터 보유지지부(62)로 기판(W)을 접착하도록 하여, 기판(W)의 전달을 행할 수 있다. 기판(W)을 치환하는 방식에 대해, 기판(W)의 재치가 불필요하게 되고, 전달 시간을 단축할 수 있다. 이에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다.

전달실(2)로부터 성막실(3)로의 기판(W) 및 마스크(M)의 반송에 있어서, 이들의 자세를 반송 유닛(4)에 의해 90도 전환하여, 기판(W) 및 마스크(M)의 길이 방향이 Y방향을 지향하도록 하였다. 이것은 성막 장치(1)의 X방향의 폭의 소형화에 기여한다. 물론, 기판(W) 및 마스크(M)의 자세를 전환하지 않는 구성도 채용 가능하다. 이 경우, 성막 장치(1)의 Y방향의 폭의 소형화에 기여한다.

<제2 실시형태>

제1 실시형태에서는, 증착원(8)을 X방향과 Y방향의 양쪽으로 이동 가능한 구성으로 했지만, X방향으로만 이동 가능한 구성이어도 된다. 도 21의 (A)∼도 21의 (C)는 그 일 예를 나타내고, 증착 위치(JA, JB)에서의 구성을 예시하고 있다. 증착 위치(JC, JD)에서도 마찬가지의 구성을 채용 가능하다.

증착원(8)을 대신하는 증착원(8')은 Y방향으로 긴 형태를 가지고 있고, 증착 물질을 방출하는 개구부(8a')는 증착 위치(JA, JB)의 Y방향의 길이에 대응한 길이를 가지고 있다. 이동 유닛(9)을 대신하는 이동 유닛(9')은, 한 쌍의 고정 레일(96)을 가지고 있다. 각 고정 레일(96)은 X방향으로 연장 설치되고, 한 쌍의 고정 레일(96)은 서로 Y방향으로 이격되어 있다. 이동 유닛(9')은, 액츄에이터(90)에 상당하는 도시하지 않은 액츄에이터를 가진다.

증착원(8')은, 도 21의 (A)에 나타낸 바와 같이, 증착 위치(JA)와 증착 위치(JB)의 사이의 위치를 대기 위치로 하고, 증착 위치(JA)에서 기판(W)에 대해 성막을 행하는 경우에는 도 21의 (B)에 나타낸 바와 같이 증착 위치(JA)를 X방향으로 횡단한다. 또한, 증착 위치(JB)에서 기판(W)에 대해 성막을 행하는 경우에는 도 21의 (C)에 나타낸 바와 같이 증착 위치(JB)를 X방향으로 횡단한다. 본 실시형태에 의하면, 이동 유닛(9')의 기구를 비교적 간단한 기구로 할 수 있다.

<제3 실시형태>

제1 실시형태에서는, 증착 위치(JA∼JD)에서의 기판(W)과 마스크(M)의 얼라인먼트에 있어서, 자기 소자(71)의 자력의 조정을 이용했지만, 전용의 얼라인먼트 장치를 설치해도 된다. 도 22의 (A) 및 도 22의 (B)는 그 일 예를 나타낸다. 얼라인먼트 장치(10)는, 각 증착 위치(JA∼JD)에 배치되고, 도시한 예에서는 증착 위치(JA)에 배치된 얼라인먼트 장치(10)를 예시하고 있다.

얼라인먼트 장치(10)는, 보유지지 유닛(6A)으로부터 기판(W)을 수취하고, 마스크(M)와 기판(W)의 얼라인먼트를 행하여, 기판(W)을 마스크(M)에 중첩하는 장치이다. 얼라인먼트 장치(10)는, 기판(W)을 보유지지하는 핑거를 가지는 아암 부재(11)를 가진다. 보유지지 유닛(6A)에 보유지지된 기판(W)은, 보유지지가 해제되어 아암 부재(11)에 재치된다. 아암 부재(11)는, 구동 유닛(12)에 의해, X방향, Y방향 및 θ방향으로 변위 가능하고, 이에 의해 아암 부재(11)에 재치된 기판(W)의 X방향, Y방향 및 θ방향의 위치를 조정한다. 구동 유닛(12)은 승강 유닛(13)에 의해 승강 가능하다.

얼라인먼트 장치(10)는, 또한, 플레이트 유닛(14)과, 플레이트 유닛(14)을 승강하는 승강 유닛(15)을 구비한다. 플레이트 유닛(14)은, 기판(W)과 마스크(M)를 밀착시키기 위한 플레이트로, 예를 들면, 철제의 마스크(M)와 서로 끌어당기는 자석이나, 기판(W)을 냉각하는 냉각기를 가진다.

얼라인먼트에 있어서는, 도 22의 (A)에 나타낸 바와 같이, 카메라(32)에 의해 기판(W)과 마스크(M)에 각각 붙어 있는 얼라인먼트 마크를 촬상하고, 그 촬상 화상으로부터 기판(W)과 마스크(M)의 위치 어긋남량을 연산한다. 그리고, 연산한 위치 어긋남량을 감소시키도록 기판(W)의 위치를 조정한다. 기판(W)의 위치의 조정은, 기판(W)과 마스크(M)가 상하로 이격된 상태에서, 기판(W)이 재치된 아암 부재(11)를 구동 유닛(12)이 변위시킴으로써 행한다.

카메라(32)에 의한 촬상과, 자기 소자(71)의 자력의 조정에 의한 기판(W)과 마스크(M)의 얼라인먼트는, 양자의 위치 어긋남량이 허용 범위 내가 될 때까지 반복하여 행해도 된다. 얼라인먼트가 완료되면, 도 22의 (B)에 나타낸 바와 같이, 보유지지 유닛(6A)이 증착 위치(JA)로부터 퇴피한 후에, 승강 유닛(13)에 의해 구동 유닛(12) 및 아암 부재(12)와 함께 기판(W)을 마스크(M) 상에 강하하여 양자를 중첩하고, 또한, 승강 유닛(15)에 의해 플레이트 유닛(14)을 기판(W) 상에 강하하여 기판(W)과 마스크(M)를 밀착시킨다. 이 상태에서 기판(W)에 대한 성막을 행한다.

성막이 종료되면, 승강 유닛(15)에 의해 플레이트 유닛(14)을 상승한다. 보유지지 유닛(6A)이 증착 위치(JA)로 다시 이동된 후, 승강 유닛(13)에 의해 구동 유닛(12) 및 아암 부재(12)와 함께 기판(W)을 상승시켜, 기판(W)을 보유지지 유닛(6A)에 전달한다.

<제4 실시형태>

반송 유닛(5A 및 5B)을 개재하지 않고, 반송 유닛(4)만으로 기판(W)이나 마스크(M)를 성막실(3)로 반송하는 것도 가능하다. 도 23의 (A)∼도 23의 (D)는 그 일 예를 나타낸다. 도시의 예에서는, 각 증착 위치(JA, JC)에, 대응하는 보유지지 유닛(6A, 6C)이 배치되어 있다. 보유지지 유닛(6A, 6C)은 고정적으로 배치되어 있고, 그 위치는 부동이다. 각 증착 위치(JA, JC)는, 아래부터 순서대로, 증착원(8, 8), 마스크대(31, 31), 보유지지 유닛(6A, 6C)이 배치된 형태이다. 증착원(8)은 고정되어 배치되는 것이어도 되지만, 본 실시형태에서는, 다른 실시형태와 마찬가지로 이동하는 형태이다. 마스크(M)는, 마스크대(31)에 미리 재치된다.

도 23의 (A)에 나타낸 바와 같이, 기판(W)이 중간 반송 장치(101)로부터 반송되어 오면, 반송 유닛(4)은 핸드(44) 상에서 기판(W)을 수취하고, 도 24의 (B) 및 도 24의 (C)에 나타낸 바와 같이, 증착 위치(JA)에서 보유지지 유닛(6A)에 기판(W)을 전달한다. 증착 위치(JA)는 수취 위치(PA)를 겸하고 있다. 보유지지 유닛(6A)은 기판(W)을, 기판(W)의 상측으로부터 보유지지한다. 기판(W)의 전달은, 정전척인 보유지지부(62)에서 행하도록 했기 때문에, 반송 유닛(4)으로부터 보유지지부(62)로 기판(W)을 접착하도록 하여, 기판(W)의 전달을 행할 수 있다. 기판(W)을 치환하는 방식에 대해, 기판(W)의 재치가 불필요하게 되고, 전달 시간을 단축할 수 있다. 이에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다. 마스크(M)와 기판(W)의 얼라인먼트는 반송 유닛(4)에 의해 기판(W)의 위치나 자세를 조정함으로써 행할 수 있다.

그 후, 도 23의 (D)에 나타낸 바와 같이 증착원(8)을 Y방향으로 이동시켜, 보유지지 유닛(6A)에 보유지지된 기판(W)에 대한 성막을 행한다. 증착 위치(JC)에서의 성막 동작도 마찬가지이며, 증착 위치(JA)와 증착 위치(JC)에서 병행적으로 기판(W)의 반송과 성막을 실시할 수 있다. 성막을 끝내면, 반송 유닛(4)은 보유지지 유닛(6A 또는 6C)으로부터 기판(W)을 수취하여, 중간 반송 장치(102)로 반출한다.

<제5 실시형태>

제1 실시형태에서는 기판(W)을 보유지지하는 보유지지부(62)를 정전척으로 구성했지만, 다른 흡착 방식이어도 된다. 도 24는 그 일 예를 나타내어 보유지지부(62)의 하면을 나타내고 있다. 보유지지부(62)의 하면에는 복수의 흡착 패드(65)가 설치되어 있다. 흡착 패드(65)는, 예를 들면, 점착력에 의해 기판(W)을 보유지지하는 점착 부재이다. 혹은, 흡착 패드(65)는 진공 패드이다.

<제6 실시형태>

다음으로, 전자 디바이스의 제조 방법의 일 예를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시 장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다.

먼저, 제조하는 유기 EL 표시 장치에 대해 설명한다. 도 25의 (A)는 유기 EL 표시 장치(50)의 전체도, 도 25의 (B)는 1화소의 단면 구조를 나타내는 도면이다.

도 25의 (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 나중에 설명하지만, 발광 소자의 각각은, 한 쌍의 전극 사이에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 가지고 있다.

한편, 여기서 말하는 화소란, 표시 영역(51)에서 원하는 색의 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 가리키고 있다. 컬러 유기 EL 표시 장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광 소자(52R), 제2 발광 소자(52G), 제3 발광 소자(52B)의 복수의 부화소의 조합에 의해 화소(52)가 구성되어 있다. 화소(52)는, 적색(R) 발광 소자와 녹색(G) 발광 소자와 청색(B) 발광 소자의 3종류의 부화소의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 이것에 한정은 되지 않는다. 화소(52)는 적어도 1종류의 부화소를 포함하면 되고, 2종류 이상의 부화소를 포함하는 것이 바람직하고, 3종류 이상의 부화소를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 화소(52)를 구성하는 부화소로서는, 예를 들면, 적색(R) 발광 소자와 녹색(G) 발광 소자와 청색(B) 발광 소자와 황색(Y) 발광 소자의 4종류의 부화소의 조합이어도 된다.

도 25의 (B)는, 도 25의 (A)의 A-B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(52)는, 기판(53) 상에, 제1 전극(양극)(54)과, 정공 수송층(55)과, 적색층(56R)·녹색층(56G)·청색층(56B) 중 어느 하나와, 전자 수송층(57)과, 제2 전극(음극)(58)을 구비하는 유기 EL 소자로 구성되는 복수의 부화소를 가지고 있다. 이들 중, 정공 수송층(55), 적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B), 전자 수송층(57)이 유기층에 해당한다. 적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B)은, 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광 소자(유기 EL 소자라고 기술하는 경우도 있다)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다.

또한, 제1 전극(54)은, 발광 소자마다 분리되어 형성되어 있다. 정공 수송층(55)과 전자 수송층(57)과 제2 전극(58)은, 복수의 발광 소자(52R, 52G, 52B)에 걸쳐 공통으로 형성되어 있어도 되고, 발광 소자마다 형성되어 있어도 된다. 즉, 도 25의 (B)에 나타낸 바와 같이 정공 수송층(55)이 복수의 부화소 영역에 걸쳐 공통의 층으로서 형성된 위에 적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B)이 부화소 영역마다 분리되어 형성되고, 나아가 그 위에 전자 수송층(57)과 제2 전극(58)이 복수의 부화소 영역에 걸쳐 공통의 층으로서 형성되어 있어도 된다.

한편, 근접한 제1 전극(54)의 사이에서의 쇼트를 막기 위해서, 제1 전극(54) 사이에 절연층(59)이 설치되어 있다. 나아가, 유기 EL층은 수분이나 산소에 의해 열화하기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(60)이 설치되어 있다.

도 25의 (B)에서는 정공 수송층(55)이나 전자 수송층(57)이 하나의 층으로 나타나 있지만, 유기 EL 표시 소자의 구조에 따라, 정공 블록층이나 전자 블록층을 가지는 복수의 층으로 형성되어도 된다. 또한, 제1 전극(54)과 정공 수송층(55)의 사이에는 제1 전극(54)으로부터 정공 수송층(55)으로의 정공의 주입이 원활하게 행해지도록 할 수 있는 에너지밴드 구조를 가지는 정공 주입층을 형성해도 된다. 마찬가지로, 제2 전극(58)과 전자 수송층(57)의 사이에도 전자 주입층을 형성해도 된다.

적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B)의 각각은, 단일의 발광층으로 형성되어 있어도 되고, 복수의 층을 적층함으로써 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 적색층(56R)을 2층으로 구성하고, 상측의 층을 적색의 발광층으로 형성하고, 하측의 층을 정공 수송층 또는 전자 블록층으로 형성해도 된다. 혹은, 하측의 층을 적색의 발광층으로 형성하고, 상측의 층을 전자 수송층 또는 정공 블록층으로 형성해도 된다. 이와 같이 발광층의 하측 또는 상측에 층을 설치함으로써, 발광층에서의 발광 위치를 조정하고, 광로 길이를 조정함으로써, 발광 소자의 색순도를 향상시키는 효과가 있다.

한편, 여기서는 적색층(56R)의 예를 나타냈지만, 녹색층(56G)이나 청색층(56B)에서도 마찬가지의 구조를 채용해도 된다. 또한, 적층수는 2층 이상으로 해도 된다. 나아가, 발광층과 전자 블록층과 같이 다른 재료의 층이 적층되어도 되고, 예를 들면 발광층을 2층 이상 적층하는 등, 같은 재료의 층이 적층되어도 된다.

다음으로, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법의 예에 대해 구체적으로 설명한다. 여기서는, 적색층(56R)이 하측층(56R1)과 상측층(56R2)의 2층으로 이루어지고, 녹색층(56G)과 청색층(56B)은 단일의 발광층으로부터 이루어지는 경우를 상정한다.

먼저, 유기 EL 표시 장치를 구동하기 위한 회로(도시하지 않음) 및 제1 전극(54)이 형성된 기판(53)을 준비한다. 한편, 기판(53)의 재질은 특별히 한정은 되지 않고, 유리, 플라스틱, 금속 등으로 구성할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 기판(53)으로서, 유리 기판 상에 폴리이미드의 필름이 적층된 기판을 사용한다.

제1 전극(54)이 형성된 기판(53) 상에 아크릴 또는 폴리이미드 등의 수지층을 바 코트나 스핀 코트로 코트하고, 수지층을 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 성막실에 반입하고, 정공 수송층(55)을, 표시 영역의 제1 전극(54) 상에 공통되는 층으로서 성막한다. 정공 수송층(55)은, 최종적으로 하나 하나의 유기 EL 표시 장치의 패널 부분이 되는 표시 영역(51) 마다 개구가 형성된 마스크를 사용하여 성막된다.

다음으로, 정공 수송층(55)까지가 형성된 기판(53)을 제2 성막실에 반입한다. 기판(53)과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 기판을 마스크 상에 재치하고, 정공 수송층(55) 위의, 기판(53)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분(적색의 부화소를 형성하는 영역)에, 적색층(56R)을 성막한다. 여기서, 제2 성막실에서 사용하는 마스크는, 유기 EL 표시 장치의 부화소가 되는 기판(53) 상에서의 복수의 영역 중, 적색의 부화소가 되는 복수의 영역에만 개구가 형성된 매우 세밀한(고정세) 마스크이다. 이에 의해, 적색 발광층을 포함하는 적색층(56R)은, 기판(53) 상의 복수의 부화소가 되는 영역 중 적색의 부화소가 되는 영역에만 성막된다. 바꾸어 말하면, 적색층(56R)은, 기판(53) 상의 복수의 부화소가 되는 영역 중 청색의 부화소가 되는 영역이나 녹색의 부화소가 되는 영역에는 성막되지 않고, 적색의 부화소가 되는 영역에 선택적으로 성막된다.

적색층(56R)의 성막과 마찬가지로, 제3 성막실에서 녹색층(56G)을 성막하고, 나아가 제4 성막실에서 청색층(56B)을 성막한다. 적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B)의 성막이 완료된 후, 제5 성막실에서 표시 영역(51)의 전체에 전자 수송층(57)을 성막한다. 전자 수송층(57)은, 3색의 층(56R, 56G, 56B)에 공통인 층으로서 형성된다.

전자 수송층(57)까지가 형성된 기판을 제6 성막실로 이동하고, 제2 전극(58)을 성막한다. 본 실시형태에서는, 제1 성막실∼제6 성막실에서는 진공 증착에 의해 각 층의 성막을 행한다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정은 되지 않고, 예를 들면 제6 성막실에서의 제2 전극(58)의 성막은 스퍼터에 의해 성막하도록 해도 된다. 그 후, 제2 전극(58)까지가 형성된 기판을 봉지 장치로 이동하여 플라스마 CVD에 의해 보호층(60)을 성막하여(봉지 공정), 유기 EL 표시 장치(50)가 완성된다. 한편, 여기서는 보호층(60)을 CVD법에 의해 형성하는 것으로 했지만, 이것에 한정은 되지 않고, ALD법이나 잉크젯법에 의해 형성해도 된다.

여기서, 제1 성막실∼제6 성막실에서의 성막은, 형성되는 각각의 층의 패턴에 대응한 개구가 형성된 마스크를 사용하여 성막된다. 성막시에는, 기판(53)과 마스크의 상대적인 위치 조정(얼라인먼트)을 행한 후에, 마스크 상에 기판(53)을 재치하여 성막이 행해진다.

<제7 실시 형태>

다음으로, 성막이 행해진 기판의 막두께를 측정하는 막두께 측정 장치에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 광학 센서를 사용하여 기판 표면의 광의 반사율에 기초하여 막두께 측정을 행하는 막두께 측정 장치를 예로 설명을 행한다.

도 26은 성막 장치에서 막두께 측정 장치(120)가 배치될 수 있는 측정 위치(MAA∼MDC)를 나타낸다. 측정 위치(MAA, MBA, MCA, MDA)는, 수취 위치(PA∼PD)와 증착 위치(JA∼JD)의 사이로서, 전달실(2) 내, 즉 성막실(3) 밖에서 반송 유닛(5A, 5B)에 의해 반송되는 기판(53)의 막두께를 측정하는 위치이다. 측정 위치(MAB, MBB, MCB, MDB)는, 수취 위치(PA∼PD)와 증착 위치(JA∼JD)의 사이로서, 성막실(3) 내에서 반송 유닛(5A, 5B)에 의해 반송되는 기판의 막두께를 측정하는 위치이다. 측정 위치(MAC, MBC, MCC, MDC)는, 성막실(3) 내의 증착 위치(JA∼JJD)에 위치하는 기판의 막두께를 측정하는 위치이다. 한편, 측정 위치(MAA∼MDC) 중, 수취 위치(PA∼PD)와 증착 위치(JA∼JD)의 사이의 각각의 적어도 1군데에 막두께 측정 장치(120)가 배치되면 되고, 모든 측정 위치에 막두께 측정 장치(120)가 배치될 필요는 없다.

도 27은, YZ면에서의 성막 장치의 단면도이다. 도 27에 나타낸 바와 같이, 막두께 측정 장치(120)가 배치될 수 있는 측정 위치(MAA∼MDC)는, 모두 기판(53)의 연직 방향(Z방향)에서 아래쪽으로 배치된다. 이에 의해, 기판(53)의 막두께를 반송 유닛(5A, 5B)에 의한 반송 중에 막두께 측정 장치(120)에 의해 측정할 수 있다.

이와 같이, 기판(W)의 막두께를 기판(W)이 ESC에 의해 흡착된 상태로 측정하기 때문에, 측정 정밀도를 높이면서, 박막 측정실 등의 추가의 대형 설비를 필요로 하지 않고 박막 측정을 행할 수 있다. 또한, 반송 중에 막두께 측정을 행하기 때문에, 성막 후에 고속으로 막두께의 측정을 행할 수 있다.

도 28의 (A)∼(C)는, 측정 위치(MAA)에 막두께 측정 장치(120)가 배치되는 예를 사용하여 측정 원리를 설명하는 설명도이다.

도 28의 (A)는, 기판이 성막실(3)에 반입되기 전에 막두께 측정 장치(120)로부터 레이저광의 사출을 행하고, 반사 광의 강도를 측정할 때의 도면이다. 여기서, 수신한 레이저광의 수광 강도를 P_BG라 한다. 수광 강도를 측정함으로써, 수광 센서의 온도 특성 등에 기인하는 노이즈(백그라운드 노이즈)의 크기나, 후술하는 측정기 내의 파이버간의 광의 누출을 특정할 수 있다.

계속해서, 도 28의 (B)는, 레퍼런스 기판(W_REF)이 성막실(3)에 반입될 때에 막두께 측정 장치(120)에 의해 레이저광의 사출을 행하고, 레퍼런스로서 반사 광의 강도를 측정할 때의 도면이다. 도 28의 (B)에서는, 예를 들면 베어 글래스(bare glass) 등, 반사율(R_ref)을 알고 있는 기판(W_REF)이 사용된다. 여기서, 송신한 레이저광의 조사 강도를 P_Tref라 하고, 수신한 레이저광의 수광 강도를 P_Rref라 하면, 이하의 수식(1)이 성립한다.

R_ref=(P_Rref-P_BG)/(P_Tref-P_BG) (1)

여기서 상술한 바와 같이, 반사율(R), 도 28의 (A)에 있어서의 수광 강도(P_BG), 도 28의 (B)에 있어서의 수광 강도(P_ref)가 취득 가능하기 때문에, 상기 식에 기초하여 레이저광의 조사 강도(P_Tref)를 특정할 수 있다. 이에 의해, 반사율과 수광 강도의 대응 관계를 특정할 수 있다.

계속해서, 도 28의 (C)는, 기판(W)이 성막실(3)에서 성막된 후에 성막실(3)로부터 반출될 때에 막두께 측정 장치(120)에 의해 레이저광의 사출을 행하고, 반사 광의 강도를 측정할 때의 도면이다. 도 28의 (C)에서는, 도 28의 (B)에서 특정한 레이저광의 조사 강도(P_Tref)를 참조하여, 수신한 레이저광의 수광 강도(P_R)에 기초하여 이하의 수식(2)에 의해 성막한 기판(W)의 반사율(R)을 특정할 수 있다.

R=(P_R-P_BG)/(P_Tref-P_BG) (2)

이에 의해, 반사율의 변화를 특정할 수 있다.

한편, 도 28의 (A) 및 도 28의 (B)에 나타내는 바와 같은, 백그라운드 노이즈의 측정 및 레퍼런스의 측정은, 기판마다 행해도 되고, 소정의 매수의 기판 성막이 행해진 후, 또는, 소정의 시간 경과 후에 행해져도 된다.

도 30에, 성막한 막두께마다의 반사율의 측정 결과의 일 예를 나타낸다. 도 30에 나타낸 바와 같이, 막두께 40옹스트롬(Å)의 경우의 기판의 반사율과 비교하여, 막두께 1600Å의 경우에는, 파장 280, 330∼420nm 주변의 반사율이 크게 되어 있다. 이 때문에, 이 파장대의 반사율을 측정함으로써, 막두께를 추정할 수 있다. 반사율에 기초한 막두께의 추정에는, 공지의 기술을 사용할 수 있다. 예를 들면, 복수의 막두께에서 반사율을 미리 측정하고, 측정한 반사율로부터 어느 측정 결과에 가까운지를 추정해도 된다.

또한, 반사율의 측정 결과에 기초한 막두께의 추정에는, 복수의 주파수대에서 측정한 반사율에 기초하여 막두께를 추정해도 된다. 예를 들면, 파장이 280nm와 330nm에서의 반사율의 측정 결과에 기초한 막두께의 추정 결과가 각각 1000Å과 1200Å인 경우, 막두께의 추정 결과의 평균을 취하여, 막두께는 1100Å인 것으로 해도 된다.

<<막두께 측정 장치의 구성예>>

(구성예 1)

도 29의 (A)는, 막두께 측정 장치(120)의 일 구성예를 나타낸다. 구성예 1에 관한 막두께 측정 장치(120)는, 광원(2901), 진공 플랜지(2902), 투수광부(投受光部)(2903), 분광기(2904), 및 PC(2905)를 구비한다. 광원(2901), 진공 플랜지(2902), 투수광부(2903), 및 분광기(2904) 사이는, 광섬유에 의해 접속된다.

광원(2901)은, 셔터(29011)를 동작시켜 광의 출력과 비출력을 전환할 수 있는 발광 장치이다. 일 예에서는, 광원(2901)은, 하나의 출사구로부터 할로겐과 중수소의 연속 광을 출사하는 중수소(D2) 할로겐 광원(29012)을 구비한다. 다른 예에서는, 광원(2901)은 레이저 여기 플라스마(Laser-Driven Light Source) 광원을 구비한다.

진공 플랜지(2902)는, 진공 환경과 대기 환경의 접속부에 배치된다. 예를 들면, 광원(2901), 분광기(2904), PC(2905)는 대기 환경에 유지되는 케이스 내에 배치되고, 케이스 밖의 진공 상태에 놓여 질 수 있는 성막실 내에는 투수광부(2903)가 배치되고, 투수광부(2903)와 광원(2901) 및 분광기(2904)를 접속하는 광섬유는, 진공 플랜지(2902)를 통해 케이스 내외를 접속한다. 다른 예에서는, 성막실(3)이나 전달실(2)의 내측에는 투수광부(2903)가 배치되고, 광원(2901), 분광기(2904), 및 PC(2905)는 성막실(3)이나 전달실(2)의 외측에 배치되어도 된다. 이 경우, 진공 플랜지(2902)는 성막실(3)이나 전달실(2)의 벽면에 설치되어도 된다.

투수광부(2903)는, 광원(2901)으로부터 출사된 광을 도 27에 나타낸 바와 같이, 수직 상방으로 출사하기 위한 투광부와, 반사광을 수광하여 분광기(2904)에 송출하기 위한 수광부를 구비한다. 분광기(2904)는, 광의 입력구를 구비하고, 입력된 광을 분광하여 파장대마다 광 강도를 측정한다. 그리고, 측정한 광의 강도에 관한 정보를 PC(2905)에 송신한다.

PC(2905)는, 분광기(2904)가 측정한 광의 강도에 기초하여, 상기 수식(1) 및 (2)를 사용하여 막두께의 측정값을 계산한다. 또한, 일 예에서는, PC(2905)는, 막두께의 측정 값을, 성막 장치(1)의 성막 프로세스가 걸리는 시간의 조정이나, 성막 장치(1)의 증착원(8)으로부터의 증착 재료의 방출량의 조정이나, 후단의 성막 프로세스의 파라미터의 조정 등을 위해서 사용할 수 있다.

(구성예 2)

도 29의 (B)는, 막두께 측정 장치(120)의 구성예 2를 나타낸다. 구성예 2에 관한 막두께 측정 장치(120)는, 광원(2921), 진공 플랜지(2922a 및 2922b)(이하, 구별하지 않고 진공 플랜지(2922)라고 부르는 경우가 있다), 투수광부(2923a, b)(이하, 구별하지 않고 투수광부(2923)라고 부르는 경우가 있다), 분광기(2924), PC(2925), 파이버 전환기(2926), 조인트(2927)를 구비한다. 광원(2921), 진공 플랜지(2922), 투수광부(2923), 분광기(2924), 파이버 전환기(2926), 및 조인트(2927)의 사이는, 광섬유에 의해 접속된다.

광원(2921), 진공 플랜지(2922), 투수광부(2923), 분광기(2924), PC(2925)는 실시예 1에서 설명한 광원(2901), 진공 플랜지(2902), 투수광부(2903), 분광기(2904), PC(2905)와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.

조인트(2927)는, 광원(2921)으로부터 출력된 광을 파이버 전환기(2926)의 복수의 입력 포트에 분기하기 위한 분기 파이버와, 광원(2921)을 접속한다.

파이버 전환기(2926)는, 분기 파이버로부터 입력된 광의 출력/비출력을 전환하는 전환기이며, 어느 출력구로부터 광을 송출한다. 본 실시예에서는, 파이버 전환기(2926)는 3입력 3출력인 것으로서 설명을 하지만, 복수의 입력구와 출력구의 쌍이 설치되면 되고, 개수는 한정되지 않는다. 본 실시예에서는, 1번째의 출력구(포트 1이라 한다)로부터 출력된 광은 투수광부(2923a)에, 2번째의 출력구(포트 2라 한다)로부터 출력된 광은 투수광부(2923b)에, 3번째의 출력구(포트 3이라 한다)로부터 출력된 광은 분광기에 직접 입력된다. 이에 의해, 투수광부(2923a, b)를 다른 측정 위치(MAA∼MDD)에 배치함으로써 복수의 반송 라인의 막두께의 측정을 행할 수 있다. 또한, 투수광부(2923a, b)를 1개의 측정 위치가 다른 장소에 배치함으로써 1개의 반송 라인의 막두께의 측정 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 포트 3에 의해 광원(2921)으로부터 출력되는 광의 강도 변화를 검출할 수 있다.

(구성예 3)

도 29의 (C)는, 막두께 측정 장치(120)의 구성예 3을 나타낸다. 구성예 3에 관한 막두께 측정 장치(120)는, 광원(2941a, b)(이하, 구별하지 않고 광원(2941)이라고 부르는 경우가 있다), 진공 플랜지(2942a, b)(이하, 구별하지 않고 진공 플랜지(2942)라고 부르는 경우가 있다), 투수광부(2943a, b)(이하, 구별하지 않고 투수광부(2943)라고 부르는 경우가 있다), 분광기(2944), 및 PC(2945)를 구비한다. 광원(2941), 진공 플랜지(2942), 투수광부(2943), 및 분광기(2944)의 사이는, 광섬유에 의해 접속된다.

광원(2941), 진공 플랜지(2942), 투수광부(2943), 분광기(2944), PC(2945)는 실시예 1에서 설명한 광원(2901), 진공 플랜지(2902), 투수광부(2903), 분광기(2904), PC(2905)와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.

구성예 3에 의하면, 분광기 및 PC를 측정 위치마다 준비할 필요가 없게 된다.

<<테이퍼 부재>>

도 27과 같이, 막두께 측정 장치(120)가 배치되는 배치 위치(MAA∼MDC)에서, 막두께 측정 장치(120)로부터 송출된 측정광이, 전달실(2)이나 성막실(3)의 천장 부분에 반사되어, 투수광부에 입력된 결과, 측정 정밀도가 떨어지는 경우가 있다. 이 때문에, 막두께 측정 장치(120)의 광의 조사 방향, 도 31의 예에서는 전달실(2)의 천장 부분에, 테이퍼 부재(3101)가 배치된다. 예를 들면, 테이퍼 부재(3101)는, 삼각 기둥이나, 각뿔, 원뿔형의 형상을 가진다. 이에 의해, 측정광을 막두께 측정 장치(120)와는 다른 방향으로 반사시킬 수 있다. 또한, 일 예에서는 테이퍼 부재(3101)는 광의 흡수율이 높은 흑색 부재이다. 또한, 일 예에서는, 막두께 측정 장치(120)로부터의 측정광이 조사되는 표면 부분은, 샌드 블라스트 가공 등의 표면 가공이 실시되어, 광의 확산을 촉진할 수 있다.

이와 같이 테이퍼 부재(3101)를 배치함으로써, 막두께 측정 장치(120)로부터 조사한 측정광이, 기판(W)과는 다른 위치에서 반사됨으로써 막두께의 측정 정밀도가 저하되는 것을 막을 수 있다.

<<기판 및 보유지지 유닛의 구성예>>

도 32에 나타낸 바와 같이, 기판 상에는, 막두께 측정 장치(120)에 의해 측정이 행해지는 위치마다 측정용의 성막 에리어(3201a∼3201c)(이하, 구별하지 않고 성막 에리어(3201)라고 부르는 경우가 있다)가 배치된다. 도 32에서는, 기판(W)의 3개의 위치에서 측정을 행하기 위해서 3개의 성막 에리어(3201a∼c)가 배치되는 것으로서 도시되고 있지만, 막두께의 측정을 행하기 위한 성막 에리어는, 측정 위치의 수에 대응하여 결정되어도 되고, 복수의 위치의 막두께의 측정을 위해서 1개의 성막 에리어가 배치되어도 된다. 예를 들면, 성막 에리어(3201a∼3201c)를 포함하는 1개의 긴 구멍 형상의 성막 에리어가 배치되어도 된다.

일 예에서는, 성막 에리어(3201)는, 실제로 기판(W) 상에 전자 디바이스가 제조되는 영역과는 다른 영역에 배치된다. 예를 들면, 다른 전자 디바이스가 제조되는 복수 종류의 기판에서 공통의 위치를 측정할 수 있도록, 성막 에리어는 기판(W)의 단부 부근에 배치된다.

또한, 측정 위치(MAA, MAB) 등, 기판(W)이 보유지지 유닛(6)에 의해 반송되고 있는 동안에 막두께의 측정이 행해지는 경우, 막두께 측정 장치로부터의 측정광이 보유지지 유닛(6)에 반사됨으로써 막두께의 측정 정밀도가 낮아지는 경우가 있다. 이 때문에, 성막 에리어(3201)에 대응하는 위치, 예를 들면 성막 에리어(3201)의 연직 상방의 위치에는 보유지지 유닛(6)에도 개구가 배치된다. 이에 의해, 막두께 측정 장치(120)로부터 조사된 측정광이 기판을 보유지지하는 보유지지 유닛(6)에 반사되고, 반사광이 막두께 측정 장치(120)의 수광부에 입사하여, 측정의 노이즈가 되는 것을 막을 수 있다.

또한, 측정용의 성막 에리어(3201)에 성막이 행해지도록, 마스크(M)에도 개구가 배치된다. 이 때문에, 도 27의 측정 위치(MAC)와 같이, 성막 위치에서 막두께의 측정이 행해지는 위치에서는, 기판(W)에 마스크(M)가 위치 결정되어 있는 상태에서 막두께의 측정이 행해진다.

<<조인트 구조>>

도 33의 (A)∼도 33의 (C)는, 예를 들면 도 29의 (B)의 조인트(2927) 등의, 막두께 측정 장치(120)에서 광을 전송하는 파이버의 접속에 사용되는 조인트 구조를 나타내는 설명도이다.

도 33의 (A)는, 조인트 구조의 사시도이다. 커넥터(3301)에, 플러그(3302)를 끼워 넣음으로써 파이버의 접속이 행해진다. 커넥터(3301)는, 광의 출력측의 1개의 소선(素線)(3311)을, 케이블 마운터(3312)로 고정하고, 케이블 마운터(3312)를 어댑터(3313)에 접속하고, 어댑터(3313)와 통형상 부재(3314)를 접속함으로써 형성된다.

플러그(3302)는, 복수의 입력측의 소선(3321)이 다발이 되고, 다발이 된 소선전체가 수지로 싸여진 구조로 되어 있다. 수지는 스테인리스제의 통형상 부재(3322)에 의해 보호된다. 다발이 된 소선이, 분기수별로 할당됨으로써, 조인트(2927)와 파이버 전환기(2926)의 접속에 사용되는 파이버의 분기를 행할 수 있다.

도 33의 (B)는 조인트의 단면도를 나타낸다. 소선(3311)은 클래드와 코어와 피복을 포함한다. 케이블 마운터(3312)는, 어댑터(3313)에 끼워 넣는 길이(L₁)가 소정의 규격에 의해 미리 정해져 있다. 케이블 마운터(3312)의 선단과 소선(3311)이 위치 맞춤되도록 고정된다. 어댑터(3313)에 케이블 마운터(3312)를 끼워 넣은 경우의 어댑터(3313)측의 마진 길이(L₂)도 소정의 규격에 의해 미리 정해져 있다.

여기서, 도 33의 (B)에 나타낸 바와 같이, 소선(3311)으로부터 광이 송출되면, 소선(3311)의 선단으로부터 광이 소정의 출사각으로 출사된다. 일 예에서는, 출사각은 출사 방향을 0도로 하여 11도 ∼13도이다. 이 때문에, 플러그(3302)의 선단 위치가 위치(3341)에 위치하는 경우에는, 플러그(3302)의 중심 부근의 소선에는 광이 입사하지만, 플러그(3302)의 외주측에 위치하는 소선에는 광이 입사하지 않는다. 한편, 플러그(3302)의 선단 위치가 위치(3343)에 위치하는 경우에는, 전체의 소선에 광이 입사하지만, 플러그(3302)의 스테인리스제의 통형상 부재에도 광이 도달하게 되어, 소선에 입사하는 광의 강도가 작아지게 된다. 이 때문에, 플러그(3302)의 선단 위치가 위치(3342)와 같이, 소선 전체에 광이 입사하고, 또한 소선 이외에 광이 조사하게 되지 않도록 함으로써, 파이버의 접속시에 생기는 광의 손실을 억제할 수 있다.

이 때문에, 본 실시형태에 나타내는 조인트(2927)에서는, 도 33의 (C)에 나타낸 바와 같이, 통형상 부재의 내측에, 끼워 넣어진 플러그(3302)의 선단이 당접하는 스페이서(3361)가 배치된다. 도 33의 (C)에서는, 스페이서(3361)는 통형상부재인 것으로서 나타내고 있지만, 원기둥 형상의 유리로 구성되어도 된다. 이 경우, 입사면에서의 광의 굴절을 고려하여 스페이서(3361)의 두께가 결정되어도 된다. 이와 같이, 본 실시형태에 관한 조인트 구조에서는, 출력측의 소선과 입력측의 복수의 소선의 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위해서 스페이서(3361)를 배치한다.

또한, 소선(3311)측의 스페이서(3361)의 입사면을 볼록 형상으로 하여, 스페이서(3361)에 의해 렌즈 효과가 얻어지도록 해도 된다. 이에 의해, 플러그(3302)의 선단 단면에 대해 수직으로 광을 입사시킬 수 있다.

<다른 실시형태>

본 발명은, 상술한 실시형태의 1 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에서의 하나 이상의 프로세서가 프로그램을 판독하여 실행하는 처리로도 실현 가능하다. 또한, 1 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들면, ASIC)에 의해서도 실현 가능하다.

발명은 상기 실시형태에 제한되는 것이 아니고, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 공고히 하기 위해서 청구항을 첨부한다.

1; 성막 장치
3; 성막실
4; 반송 유닛
5A 및 5B; 반송 유닛
6A∼6D; 보유지지 유닛
7A 및 7B; 이동 유닛

Claims

성막 장치로서,
기판에 대해 성막을 행하는 성막 유닛이 설치된 성막실과,
기판을 하측에 보유지지하면서, 기판의 성막 위치와 기판의 수취 위치의 사이에서 기판을 반송하는 반송 수단과,
반송 수단에 보유지지된 기판에 형성된 막의 두께를 측정하는 측정 수단,
을 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,
상기 기판을 보유지지하고 있는 상기 반송 수단이 이동함으로써, 상기 측정 수단은, 상기 기판의 복수의 위치의 막두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,
기판을 핸드의 상측에 보유지지하여 반송하는 반송 로봇을 더 구비하고,
상기 반송 수단은,
상기 반송 로봇에 의해 상기 수취 위치에 반송된 기판을 수취하여, 상기 기판을 상기 성막 위치로 반송하고,
상기 성막 유닛에 의해 성막이 행해진 상기 기판을 상기 성막 위치로부터 상기 수취 위치로 반송하는,
것을 특징으로 하는 성막 장치.
제3항에 있어서,
복수의 수취 위치를 더 구비하고,
상기 반송 로봇은, 상기 복수의 수취 위치로 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제4항에 있어서,
상기 성막실은, 복수의 성막 위치를 구비하고,
상기 성막 장치는, 상기 복수의 성막 위치의 각각으로 기판을 반송하기 위한 복수의 반송 수단을 구비하고,
상기 반송 로봇은, 상기 복수의 반송 수단에 대응하는 수취 위치로 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,
상기 측정 수단은, 상기 성막 위치에서, 상기 기판에 형성된 막의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,
상기 측정 수단은, 상기 성막실 내의 위치로서, 상기 성막 위치와 상기 수취 위치의 사이의 위치에서, 상기 기판에 형성된 막의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,
상기 측정 수단은, 상기 성막실 밖의 위치로서, 상기 성막 위치와 상기 수취 위치의 사이의 위치에서, 상기 기판에 형성된 막의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,
상기 측정 수단은 레이저광을 상기 기판에 조사함으로써 막의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제5항에 있어서,
상기 측정 수단은, 레이저광을 상기 기판에 조사함으로써 막의 두께를 측정하고,
상기 측정 수단은, 상기 복수의 반송 수단마다 레이저광을 기판에 조사하도록 출력이 분기된 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제10항에 있어서,
상기 광원으로부터의 출력을 분기하기 위해서, 1개의 출력측의 소선으로부터 출력된 광을 복수의 입력측의 소선에 입력하기 위한 조인트 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제11항에 있어서,
상기 조인트 구조는, 상기 1개의 출력측의 소선과, 상기 복수의 입력측의 소선과의 거리를 일정하게 유지하는 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제10항에 있어서,
분기된 상기 광원으로부터의 출력은, 강도의 측정을 위한 측정 장치에 입력되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제9항에 있어서,
상기 레이저광의 조사 방향에 있어서 상기 반송 수단을 상기 레이저광의 투광부와 함께 사이에 두도록 배치된 흑색 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.