KR20230077676A - 기판 캐리어, 기판 박리 장치, 성막 장치, 및 기판 박리 방법 - Google Patents

기판 캐리어, 기판 박리 장치, 성막 장치, 및 기판 박리 방법 Download PDF

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KR20230077676A
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유야 토에
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캐논 톡키 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 기판을 박리할 때에 필요한 힘을 경감 가능한 기판 캐리어, 기판 박리 장치, 성막 장치, 및 기판 박리 방법을 제공한다.
[해결 수단] 기판을 흡착하는 흡착면을 가지는 흡착 패드(211)와, 상기 흡착면의 법선을 중심 축선으로 하여 흡착 패드(211)를 정역회전시키는 회전 기구에서의 일부의 구성 또는 전부의 구성을 구비함으로써, 흡착 패드(211)로부터 기판을 박리할 때에 필요한 힘을 경감시킬 수 있다.

Description

기판 캐리어, 기판 박리 장치, 성막 장치, 및 기판 박리 방법{SUBSTRATE CARRIER, SUBSTRATE PEELING DEVICE, FILM FORMING APPARATUS, AND SUBSTRATE PEELING METHOD}
본 발명은, 기판을 보유지지하는 기판 캐리어, 기판 박리 장치, 성막 장치 및 기판 박리 방법에 관한 것이다.
진공 증착 장치 등의 성막 장치에서는, 기판 캐리어에 기판을 보유지지시킨 상태로 이동시키고, 기판에 대해 성막 처리 등 각종 처리가 실시된다. 또한, 성막 장치에는, 기판에 성막 처리를 실시한 후에, 기판을 기판 캐리어로부터 박리하는 기판 박리 장치가 설치되어 있다. 기판 캐리어에 기판을 보유지지하는 수법으로서, 기판 캐리어에 복수의 흡착 패드를 설치하여, 기판을 흡착하는 기술이 알려져 있다. 이 경우, 기판을 박리할 때에, 흡착 패드에서의 흡착면의 법선 방향으로 기판을 박리시키려면 큰 힘이 필요하게 된다. 이에 대해, 특허문헌 1에는, 흡착 패드를 기울임으로써, 박리하기 위해 필요한 힘을 경감시키는 기술이 개시되어 있다.
일본특허공개 2016-39185호 공보
기판의 대형화에 수반하여, 흡착 패드에 의한 흡착력이 점점 더 커지는 경향에 있다. 그 때문에, 보다 더, 기판을 박리할 때에 필요한 힘을 경감시키는 것이 요구되고 있다.
　본 발명의 목적은, 기판을 박리할 때에 필요한 힘을 경감 가능한 기판 캐리어, 기판 박리 장치, 성막 장치 및 기판 박리 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 기판 캐리어는,
기판을 흡착하는 흡착면을 각각이 가지는 복수의 흡착 패드를 구비하고,
상기 복수의 흡착 패드의 적어도 일부가, 상기 흡착면의 법선을 중심 축선으로 하여 회동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 박리 장치는,
상기의 기판 캐리어를 지지하는 지지 부재와,
상기 지지 부재에 상기 기판 캐리어를 지지한 상태에서, 상기 기판 캐리어에 보유지지된 기판을 상기 기판 캐리어로부터 박리시키는 복수의 박리 핀을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 성막 장치는,
기판 캐리어에 보유지지된 기판에 박막을 형성하는 성막원과,
성막 후의 기판을 상기 기판 캐리어로부터 박리하는 상기의 기판 박리 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기판을 박리할 때에 필요한 힘을 경감시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1에 관한 기판 승강 장치의 동작 설명도이다.
도 2는 실시예 1에 관한 성막 처리실의 개략 구성도이다.
도 3은 실시예 1에 관한 기판 박리 장치의 동작 설명도이다.
도 4는 실시예 1에 관한 기판 캐리어 및 기판 박리 장치의 주요 구성도이다.
도 5는 실시예 1에 관한 회전 기구의 동작 설명도이다.
도 6은 실시예 1에 관한 기판 캐리어의 평면도이다.
도 7은 실시예 2에 관한 기판 캐리어 및 기판 박리 장치의 주요 구성도이다.
도 8은 실시예 3에 관한 기판 캐리어 및 기판 박리 장치의 주요 구성도이다.
도 9는 유기 EL 표시 장치의 설명도이다.
이하에 도면을 참조하여, 이 발명을 실시하기 위한 형태를, 실시예에 기초하여 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은, 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 이 발명의 범위를 그들만으로 한정하는 취지의 것이 아니다.
(실시예1)
도 1∼도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 관한 기판 캐리어, 기판 캐리어로부터 기판을 박리하는 기판 박리 장치, 및 기판 박리 장치를 구비하는 성막 장치에 대해 설명한다. 본 실시예에서는, 성막 장치의 일 예로서, 진공 증착법을 채용한 진공 증착 장치를 예로 하여 설명한다. 단, 본 발명은, 스퍼터링법을 채용한 성막 장치에도 적용 가능하다.
<성막 장치의 개요>
성막 장치의 개요를 설명한다. 성막 장치에서는, 먼저, 기판 승강 장치에 의해 기판 캐리어에 기판이 보유지지된다. 기판을 보유지지한 기판 캐리어는, 반전 장치에 의해 반전되어, 성막 처리실로 반송된다. 성막 처리실에 기판 캐리어가 설치되면, 기판의 성막면이 연직 방향 하방을 향한 상태가 된다. 그리고, 성막 처리실에서, 기판의 성막면측에 마스크가 배치된 상태로 성막 처리가 실시된다. 그 후, 기판 및 기판 캐리어는, 반전 장치에 의해 반전된 후에 기판 박리 장치로 반송되고, 기판 캐리어로부터 기판이 박리된다. 이하, 보다 상세하게 설명한다.
<기판 승강 장치>
도 1을 참조하여, 기판 승강 장치(100), 및 기판 승강 장치(100)를 사용하여 기판 캐리어(200)에 기판(S)을 보유지지시키는 동작에 대해 설명한다. 기판 승강 장치(100)는, 내부가 진공에 가까운 상태(감압 분위기)가 되도록 구성되는 챔버(110)와, 챔버(110) 내에 배치되고, 기판 캐리어(200)를 지지하는 지지 부재(120)를 구비하고 있다. 또한, 기판 승강 장치(100)는, 기판(S)을 재치한 상태로 기판(S)을 승강시키는 복수의 지지핀(131)과, 복수의 지지핀(131)을 승강시키는 승강 기구(130)를 구비하고 있다. 또한, 기판 승강 장치(100)는, 기판 캐리어(200)에 기판(S)을 흡착시키기 위해서 기판(S)을 압압하는 복수의 압압 핀(141)과, 복수의 압압 핀(141)을 승강시키는 승강 기구(140)를 구비하고 있다. 승강 기구(130) 및 승강 기구(140)로서는, 볼 나사 기구나 랙 앤 피니언 방식 등 각종 공지 기술을 적용할 수 있다.
먼저, 복수의 지지핀(131)이 하강하고, 복수의 압압 핀(141)이 상승한 대기 상태에서, 챔버(110) 내에 기판 캐리어(200)가 반입되고, 기판 캐리어(200)는 지지 부재(120)에 지지된다(도 1의 (a) 참조). 그 후, 승강 기구(130)에 의해 복수의 지지핀(131)이 상승한 상태에서, 챔버(110) 내에 기판(S)이 반입되고, 복수의 지지핀(131)에 기판(S)이 재치된다(동일 도면 (b) 참조). 한편, 기판 캐리어(200)에는, 복수의 지지핀(131)의 승강 동작을 방해하지 않도록, 이들 복수의 지지핀(131)을 삽통 가능하게 하는 복수의 관통 구멍이 설치되어 있다. 그리고, 승강 기구(130)에 의해 복수의 지지핀(131)이 하강하고, 기판 캐리어(200)에 기판(S)이 재치된다(동일 도면 (c) 참조). 기판 캐리어(200)에는 복수의 흡착 패드가 설치되어 있고, 기판(S)은 복수의 흡착 패드에 의해 흡착된 상태가 된다. 단, 기판(S)이 기판 캐리어(200)에 재치된 것 만으로는, 복수의 흡착 패드에 의한 기판(S)에의 흡착은 불충분하게 될 우려가 있다. 이에, 본 실시예에서는, 승강 기구(140)에 의해 복수의 압압 핀(141)이 하강하고, 기판(S)이 기판 캐리어(200)를 향해 압압되어, 기판(S)은, 복수의 흡착 패드에 의해, 보다 확실하게 흡착된 상태가 된다(동일 도면 (d) 참조). 한편, 복수의 압압 핀(141)은, 복수의 흡착 패드의 배치 위치에 대응하도록 각각 설치되어 있고, 기판(S)은 흡착 패드와 압압 핀(141)에 의해, 각각의 위치에서 끼워진 상태가 된다.
챔버(110)에는, 복수의 지지핀(131)과 복수의 압압 핀(141)은 삽입되지만, 승강 기구(130)와 승강 기구(140)는 챔버(110)의 외부에 배치되어 있다. 이에 의해, 윤활제나 마모 가루 등이 챔버(110)에 침입하는 것을 억제할 수 있다.
기판 캐리어(200)에 기판(S)이 보유지지된 후에, 승강 기구(140)에 의해 복수의 압압 핀(141)이 상승하고, 기판 캐리어(200)와 기판(S)은 챔버(110)로부터 반출된다. 그 후, 기판 캐리어(200)와 기판(S)은, 도시하지 않은 반전 장치에 의해 반전된 후에, 성막 처리실(300)로 반송된다.
<성막 처리>
도 2를 참조하여, 성막 처리실(300)에서의 성막 처리에 대해, 보다 상세하게 설명한다. 성막 처리실(300)은, 내부가 진공에 가까운 상태(감압 분위기)가 되도록 구성되는 챔버(310)와, 챔버(310) 내에 배치되는 성막원으로서의 증발원(320)을 구비하고 있다. 챔버(310) 내에서, 기판 캐리어(200)에 보유지지된 기판(S)이 하향이 되도록, 이들은 챔버(310) 내에 위치 결정된 상태로 지지된다. 또한, 기판(S)의 하측에는, 기판(S)에 대해 위치 결정된 상태에서 마스크(M)도 배치된다. 마스크(M)에는, 기판(S)에 박막을 형성하는 위치에 대응하는 위치에 개구가 설치되어 있다. 이에 의해, 기판 캐리어(200)에 보유지지된 기판(S) 상에, 마스크(M)를 통해 성막이 행해진다.
본 실시예에 있어서는, 진공 증착에 의한 성막(증착)이 행해진다. 구체적으로는, 성막원으로서의 증발원(320)으로부터 성막 재료가 증발 또는 승화하고, 기판(S) 상에 성막 재료가 증착하여 기판(S) 상에 박막이 형성된다. 증발원(320)에 대해서는, 공지 기술이기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다. 예를 들면, 증발원(320)은, 도가니 등의 성막 재료를 수용하는 용기와, 용기를 가열하는 가열 장치 등에 의해 구성할 수 있다. 한편, 성막원은 증발원(320)에 한정되는 것이 아니고, 성막원은 스퍼터링에 의해 성막을 행하기 위한 스퍼터링 캐소드여도 된다.
성막 처리가 종료된 후에, 기판(S) 및 기판 캐리어(200)는 챔버(310)로부터 반출되어, 도시하지 않은 반전 장치에 의해 반전된 후에, 기판 박리 장치(400)로 반송된다. 한편, 기판 박리 장치(400)에 대해서는, 상기의 기판 승강 장치(100)에서, 승강 기구(140) 및 압압 핀(141)이 불필요한 것과, 본 실시예에서는, 후술하는 압압 부재(441) 등이 필요한 것을 제외하고, 기본적인 구성은 동일하다. 따라서, 기판 승강 장치(100)에 압압 부재(441) 등의 구성을 설치하면 기판 박리 장치(400)로서 사용할 수도 있다. 즉, 기판 박리 동작을 행하기 위해서, 기판(S) 및 기판 캐리어(200)를 상기의 기판 승강 장치(100)에 반입시켜 기판 박리 동작을 행하도록 해도 된다. 한편, 실시예 2, 3에 나타내는 구성의 경우에는, 압압 부재(441) 등의 구성도 불필요하기 때문에, 상기의 기판 승강 장치(100)를 그대로 기판 박리 장치(400)로서 사용할 수도 있다.
<기판 박리 장치>
도 3을 참조하여, 기판 박리 장치(400), 및 기판 박리 장치(400)를 사용하여 기판 캐리어(200)로부터 기판(S)을 박리시키는 동작에 대해 설명한다. 기판 박리 장치(400)는, 내부가 진공에 가까운 상태(감압 분위기)가 되도록 구성되는 챔버(410)와, 챔버(410) 내에 배치되고, 기판 캐리어(200)를 지지하는 지지 부재(420)를 구비하고 있다. 또한, 기판 박리 장치(400)는, 기판(S)을 재치한 상태에서 기판(S)을 승강시키는 복수의 지지핀(431)과, 복수의 지지핀(431)을 승강시키는 승강 기구(430)를 구비하고 있다. 승강 기구(430)로서는, 볼 나사 기구나 랙 앤 피니언 방식 등 각종 공지 기술을 적용할 수 있다. 한편, 지지핀(431)은, 기판 캐리어(200)로부터 기판(S)을 박리하기 위한 박리 핀으로서의 역할을 하고 있다.
먼저, 복수의 지지핀(431)이 하강한 대기 상태에서, 챔버(410) 내에, 기판(S)을 보유지지한 기판 캐리어(200)가 반입되고, 기판 캐리어(200)는 지지 부재(420)에 지지된다(도 3의 (a) 참조). 그리고, 승강 기구(430)에 의해 복수의 지지핀(431)이 상승함으로써, 기판 캐리어(200)로부터 기판(S)은 박리된다(동일 도면 (b) 참조). 박리된 기판(S)은 챔버(410)로부터 반출된다.
여기서, 단지, 복수의 지지핀(431)을 상승시켜, 기판 캐리어(200)로부터 기판(S)을 박리하는 경우, 흡착 패드에서의 흡착면의 법선 방향으로 기판(S)이 박리되게 되어, 기판(S)을 박리할 때에 필요한 힘이 커지게 된다. 이에, 본 실시예에 관한 기판 캐리어(200) 및 기판 박리 장치(400)에서는, 기판(S)을 박리할 때에 필요한 힘을 경감 가능한 구성을 채용하고 있다. 이 구성 및 메커니즘에 대해서, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 실시예에 관한 기판 캐리어 및 기판 박리 장치의 주요 구성도이며, 주요한 구성에 대해, 적절히, 외관도와 모식적 단면도와 간략도로 나누어 나타내고 있다. 도 5는 본 실시예에 관한 회전 기구의 동작 설명도이다.
본 실시예에서는, 기판 캐리어(200)에는, 기판(S)을 흡착하는 흡착면을 가지는 흡착 패드(211)가 복수 설치되어 있다. 이 흡착 패드(211)의 선단에 점착성을 가지는 점착 부재(211a)가 설치되어 있고, 이 점착 부재(211a)의 표면이 흡착면으로 되어 있다. 또한, 흡착 패드(211)의 흡착면은, 기판 캐리어(200)에서의 기판(S)을 보유지지하는 면보다 약간 돌출되도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 복수의 흡착 패드(211)의 적어도 일부가, 흡착면의 법선을 중심 축선으로 하여 회동 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 기판 캐리어(200)는, 흡착 패드(211)의 흡착면의 법선을 중심 축선으로 하여 회동 가능한 흡착 패드(211)를 정역회전시키는 회전 기구(회동 기구라고 할 수도 있다)에서의 일부의 구성을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 점착 부재(211a)는 원판 형상의 부재이며, 그 중심 축선을 중심으로, 흡착 패드(211)가 정역회전하도록 구성되어 있다. 이하, 흡착 패드(211)의 회전 중심(회동 중심)을 "중심 축선"이라고 칭한다. 한편, 회전 기구에서의 다른 구성에 대해서는, 기판 박리 장치 본체에 구비되어 있다. 본 실시예에서는, 회전 기구 중, 기판 캐리어(200)에 구비되는 복수의 구성으로 이루어지는 유닛을, 회전 유닛(210)이라고 칭한다. 이하, 보다 상세하게 설명한다.
기판 캐리어(200)에는, 기판 박리 장치(400)의 지지핀(431)을 삽통 가능하게 하는 관통 구멍(201)이 복수 설치되어 있다. 한편, 복수의 지지핀(431)에 대응하는 위치에, 각각 관통 구멍(201)이 설치되어 있다. 지지핀(431)의 선단에는, 기판(S)에 흠집이 생기는 것을 억제하고, 또한, 기판(S)의 미끄러짐을 억제하기 위한 탄성체(432)가 설치되어 있다. 그리고, 기판 캐리어(200)에는, 회전 유닛(210)을 보유지지하기 위한 관통 구멍(202)도 복수 설치되어 있다.
회전 기구는, 기판 캐리어(200)에 설치되는 회전 유닛(210)과, 기판 박리 장치 본체에 설치되는 압압 부재(441)를 구비하고 있다. 압압 부재(441)는, 기판 박리 장치 본체에 설치되는 승강 기구(440)에 의해 연직 방향(중심 축선을 따르는 방향)으로 왕복 이동하도록 구성되어 있다. 승강 기구(440)로서는, 볼 나사 기구나 랙 앤 피니언 방식 등 각종 공지 기술을 적용할 수 있다.
회전 유닛(210)은, 상기의 흡착 패드(211)와, 흡착 패드(211)를 지지하는 지지체로서의 요동 레버(212)와, 요동 레버(212)에 설치되는 캠(212a)과, 기판 캐리어(200)의 관통 구멍(202)에 고정되는 보유지지 부재(213)를 구비하고 있다. 흡착 패드(211)는 요동 레버(212)에 고정되어 있고, 이들은 일체적으로 동작한다. 또한, 보유지지 부재(213)는, 원통부(213a)와, 원통부(213a)의 단부에 설치되는 한 쌍의 평판부(213b)를 구비하고 있다. 원통부(213a)가 기판 캐리어(200)의 관통 구멍(202)에 들어간 상태로, 한 쌍의 평판부(23lb)가 기판 캐리어(200)에 고정된다. 그리고, 원통부(213a)의 통 내부에 흡착 패드(211)가 배치된다. 흡착 패드(211)의 외주면과, 원통부(213a)의 내주면의 사이에는 클리어런스가 설치되어 있고, 흡착 패드(211)는, 원통부(213a)의 통 내에서, 회동과 왕복 이동이 허용되도록 구성되어 있다. 또한, 회전 유닛(210)은, 일단이 요동 레버(212)에 고정되고, 타단이 보유지지 부재(213)에 고정되는 부세(付勢) 부재로서의 토션 스프링(214)을 구비하고 있다.
그리고, 기판 박리 장치(400)의 장치 본체(기판 박리 장치 본체)에, 회전 기구를 구성하는 압압 부재(441), 및, 압압 부재(441)를 승강시키는 승강 기구(440)가 설치되어 있다.
캠(212a)은, 적어도 압압 부재(441)에 의해 압압되는 피압압면이, 중심이 흡착 패드(211)의 회전 중심이 되는 중심 축선과 직교하는 원기둥면에 의해 구성되어 있다. 도시의 예에서는, 캠(212a)이 원기둥 형상의 부재에 의해 구성되는 경우를 나타내고 있지만, 상기한 바와 같이, 압압 부재(441)에 의해 압압되는 피압압면이 상기와 같은 원기둥면에 의해 구성되면 된다. 따라서, 예를 들면, 캠을 반원기둥의 부재에 의해 구성할 수도 있다. 또한, 압압 부재(441)에서의 캠(212a)에의 압압면(441a)은, 흡착 패드(211)의 회전 중심이 되는 중심 축선에 수직인 면에 대해 경사지는 경사면에 의해 구성되어 있다.
이상과 같이 구성되는 회전 기구의 메커니즘에 대해 설명한다. 요동 레버(212)는, 보유지지 부재(213)에 대해, 토션 스프링(214)에 의해, 제1 회전 방향으로서의 정회전 방향(도 5의 (a)에서, 시계 방향)으로 부세되고 있다. 이에 의해, 캠(212a)에 대해 압압 부재(441)가 이격된 상태에서는, 요동 레버(212)는, 보유지지 부재(213)에 대해 정지한 상태를 유지하고 있다. 그리고, 승강 기구(440)에 의해, 압압 부재(441)가 상승하여, 압압 부재(441)가 캠(212a)을 압압하면, 토션 스프링(214)의 부세력에 대항하여 요동 레버(212)가 역회전한다. 즉, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 요동 레버(212)는, 도면 중, 반시계 방향(제1 회전 방향과는 반대의 제2 회전 방향)으로 회전(회동)한다. 한편, 승강 기구(440)에 의해, 압압 부재(441)가 하강하면, 토션 스프링(214)의 부세력에 의해, 요동 레버(212)는, 정회전 방향으로 회전(회동)하여, 원래의 위치로 돌아간다. 이상과 같이, 캠(212a)은, 압압 부재(441)의 왕복 이동을, 요동 레버(212)의 정역회전 운동으로 변환하는 기능을 구비하고 있다.
이상과 같은 회전 기구를 설치함으로써, 흡착 패드(211)에 기판(S)이 흡착된 상태에서, 회전 기구에 의해 흡착 패드(211)를 회전(회동)시켜, 흡착 패드(211)로부터 기판(S)을 박리하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 흡착 패드(211)를 회전(회동)시켜 흡착 패드(211)로부터 기판(S)을 박리한 후에, 지지핀(431)을 상승시켜, 기판(S)을 기판 캐리어(200)로부터 이격시킬 수 있다. 이 경우, 승강 기구(440)에 의해 압압 부재(441)를 상승시키는 동작후에, 승강 기구(430)에 의해 지지핀(431)을 상승시키는 동작을 행하도록 하면 된다. 또한, 지지핀(431)에 의해 기판(S)을 기판 캐리어(200)로부터 이격시키는 힘을 부여하면서, 흡착 패드(211)를 회전(회동)시켜 흡착 패드(211)로부터 기판(S)을 박리하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 승강 기구(440)에 의해 압압 부재(441)를 상승시키는 동작과, 승강 기구(430)에 의해 지지핀(431)을 상승시키는 동작을 동시에 행하도록 하면 된다.
<본 실시예에 관한 기판 캐리어, 기판 박리 장치, 및 성막 장치의 뛰어난 점>
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 회전 기구에 의해 흡착 패드(211)를 회전(회동)시킴으로써, 기판(S)을 박리할 때에 필요한 힘을 경감시킬 수 있다. 이에 의해, 기판이 대형화하더라도, 기판 캐리어(200)로부터 기판(S)을 바람직하게 박리하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기판(S)을 박리할 때에, 흡착 패드(211)나 기판(S)에 작용하는 부하를 억제할 수 있다.
여기서, 복수의 흡착 패드(211)에서, 흡착 패드(211)로부터 기판(S)을 박리하는데에 필요한 힘(흡착력에 상당)은, 균일하지 않고, 흡착 패드(211)가 배치된 위치에 따라 다르다. 따라서, 반드시, 모든 흡착 패드(211)를, 회전 기구를 사용하여, 정역회전 가능하도록 구성할 필요는 없다. 이 점에 대해, 도 6을 참조하여 설명한다.
일반적으로, 기판에 대해 복수 종류의 성막을 실시한 후에, 기판을 복수매로 분할하도록 재단하는 공정을 거쳐, 최종 제품이 얻어진다. 도 6에 나타내는 기판 캐리어(200)에서, 도면 중, 굵은 점선(C)은, 보유지지하는 기판(S)에서의 성막 처리 후의 재단선에 대응하는 위치에 상당한다. 또한, 도면 중, 점선(I)으로 둘러싼 영역은, 기판(S)이 디스플레이에 사용되는 경우에, 화상 표시부(디스플레이 소자 영역)에 대응하는 위치에 상당한다.
화상 표시부에 대해 지지핀(131, 431), 및 흡착 패드(211)가 당접하지 않도록, 관통 구멍(201, 202)은, 화상 표시부에 상당하는 영역을 피한 위치에 설치되어 있다. 즉, 지지핀(131, 431)이 삽통되는 관통 구멍(201)과, 회전 유닛(210)이 보유지지되는 관통 구멍(202)은, 기판 캐리어(200)에서의 외주와, 재단선(C)에 대응하는 위치를 따라 설치되어 있다. 이에 의해, 기판(S)을 승강할 때, 및, 기판(S)을 기판 캐리어(200)로부터 박리할 때에, 화상 표시부가 어떠한 악영향을 받는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 기판(S)을 박리하기 위해서, 복수의 지지핀(431)으로 기판(S)을 상승시킬 때에는, 기판(S)의 중심(重心)(O)에 가까울수록 하중이 크고, 중심(O)으로부터 멀어질수록 하중은 작아진다. 그 때문에, 복수의 흡착 패드(211)에서는, 기판(S)의 중심(O)에 가까운 위치에 배치된 흡착 패드(211)일수록, 큰 하중이 작용한다. 따라서, 기판(S)의 중심(O)에 가까운 위치에 배치된 흡착 패드(211)일수록, 기판(S)을 박리하는데에 필요한 힘은 크게 된다. 이에, 기판(S)의 중심(O)에 가까운 위치에는, 상기의 회전 기구에 의해 회전하는 흡착 패드(211)를 배치하고, 중심(O)으로부터 떨어진 위치에는, 비회전형 흡착 패드(211X)를 배치하도록 하면 바람직하다.
예를 들면, 기판 캐리어(200)에 대해, 도 6 중 중심(O)으로부터 일정 거리의 범위 내(중앙 영역(A)의 범위 내)에는 흡착 패드(211)를 가지는 회전 유닛(210)을 부착하고, 중앙 영역(A)을 제외한 외주 영역에는 비회전형 흡착 패드(211X)를 부착할 수 있다. 비회전형 흡착 패드(211X)는, 회전 기구를 가지지 않는 일반적인 흡착 패드를 채용할 수 있다. 예를 들면, 이 비회전형 흡착 패드는, 기판 캐리어(200)에 대해 고정되도록 구성되어도 되고, 기판 캐리어(200)에 대해, 어느 정도, 상하 이동이나 요동이 허용되도록 구성되어도 된다.
이상과 같은 구성을 채용함으로써, 회전 기구의 수를 필요 최소한으로 억제할 수 있기 때문에, 기판 캐리어(200) 및 기판 박리 장치(400)의 기구가 복잡해지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 비용의 증가도 억제할 수 있다. 한편, 이러한 구성을 채용했을 경우에도, 회동 가능하게 구성된 복수의 흡착 패드(211)에 대해서는, 흡착 패드(211)를 회전(회동)시켜 흡착 패드(211)로부터 기판(S)을 박리한 후에, 지지핀(431)을 상승시켜, 기판(S)을 기판 캐리어(200)로부터 이격시킬 수 있다. 또한, 지지핀(431)에 의해 기판(S)을 기판 캐리어(200)로부터 이격시키는 힘을 부여하면서, 흡착 패드(211)를 회전(회동)시켜 흡착 패드(211)로부터 기판(S)을 박리하도록 할 수도 있다. 또한, 다음과 같은 기판 박리 방법도 채용할 수 있다. 즉, 먼저, 복수의 흡착 패드 중 회동하지 않는 흡착 패드(비회전형 흡착 패드(211X))로부터 기판(S)을 박리한다(제1 박리 공정). 즉, 복수의 지지핀(431)을 상승시키면, 박리에 필요한 힘이 약한 위치에 설치된 비회전형 흡착 패드(211X)로부터 기판(S)이 박리된다. 다음으로, 복수의 흡착 패드 중 회동하는 흡착 패드(211)로부터 기판(S)을 박리한다(제2 박리 공정). 이 경우, 흡착 패드(211)를 회동시킨 후에 복수의 지지핀(431)을 상승시켜도 되고, 흡착 패드(211)를 회동시키면서 복수의 지지핀(431)을 상승시켜도 된다. 이러한 박리 방법에 의해, 기판(S)을 박리할 때에 필요한 힘을 경감시킬 수 있다.
(실시예 2)
도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예 2에 관한 기판 캐리어, 및 기판 캐리어로부터 기판을 박리하는 기판 박리 장치에 대해 설명한다. 실시예 1에서는, 흡착 패드를 정역회전시키는 회전 기구에서의 일부의 구성을 기판 캐리어가 구비하는 경우의 구성을 나타냈지만, 본 실시예에서는, 회전 기구의 전부의 구성을 기판 캐리어가 구비하는 경우의 구성을 나타낸다. 그 밖의 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하기 때문에, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
본 실시예에 관한 기판 캐리어로부터 기판을 박리하는 기판 박리 장치를 구비하는 성막 장치에 대해서는, 상기 실시예 1에서 설명한 바와 같기 때문에, 그 설명은 생략한다. 본 실시예에 관한 기판 박리 장치(400)에 대해서는, 회전 기구를 구성하는 압압 부재(441), 및, 압압 부재(441)를 승강시키는 승강 기구(440)가 불필요한 것을 제외하고, 실시예 1에 나타낸 기판 박리 장치(400)와 마찬가지의 구성이다.
도 7은 본 실시예에 관한 기판 캐리어 및 기판 박리 장치의 주요 구성도로서, 주요한 구성에 대해, 적절히, 외관도와 모식적 단면도와 간략도로 나누어 나타내고 있다. 본 실시예에서도, 기판 캐리어(200)에, 상기 실시예 1에서 나타낸 회전 유닛(210)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 기판 캐리어(200)가, 압압 부재(221)와, 압압 부재(221)를 승강시키는 승강 기구(220)를 구비하고 있다. 승강 기구(220)로서는, 볼 나사 기구나 랙 앤 피니언 방식 등 각종 공지 기술을 적용할 수 있다. 압압 부재(221)에서의 캠(212a)에의 압압면(221a)은, 실시예 1에서의 압압 부재(441)와 마찬가지로, 흡착 패드(211)의 회전 중심이 되는 중심 축선에 수직인 면에 대해 경사지는 경사면에 의해 구성되어 있다.
이상과 같이 구성되는 회전 기구의 메커니즘은, 상기 실시예 1과 마찬가지인 것은 말할 필요도 없다. 따라서, 본 실시예에 관한 기판 캐리어(200), 및, 기판 박리 장치(400)를 채용했을 경우에도, 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 3)
도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예 3에 관한 기판 캐리어, 및 기판 캐리어로부터 기판을 박리하는 기판 박리 장치에 대해 설명한다. 실시예 1에서는, 흡착 패드를 정역회전시키는 회전 기구에서의 일부의 구성을 기판 캐리어가 구비하는 경우의 구성을 나타냈지만, 본 실시예에서는, 회전 기구의 전부의 구성을 기판 캐리어가 구비하는 경우의 구성을 나타낸다. 그 밖의 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하기 때문에, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
본 실시예에 관한 기판 캐리어로부터 기판을 박리하는 기판 박리 장치를 구비하는 성막 장치에 대해서는, 상기 실시예 1에서 설명한 바와 같기 때문에, 그 설명은 생략한다. 본 실시예에 관한 기판 박리 장치(400)에 대해서는, 회전 기구를 구성하는 압압 부재(441), 및, 압압 부재(441)를 승강시키는 승강 기구(440)가 불필요한 것을 제외하고, 실시예 1에 나타낸 기판 박리 장치(400)와 마찬가지의 구성이다.
도 8의 (a)는 본 실시예에 관한 기판 캐리어 및 기판 박리 장치의 주요 구성도이며, 주요한 구성에 대해, 적절히, 외관도와 모식적 단면도와 간략도로 나누어 나타내고 있다. 도 8의 (b)는 본 실시예에 관한 회전 기구의 동작 설명도이다.
본 실시예에서도, 기판 캐리어(200)에, 상기 실시예 1에서 나타낸 회전 유닛(210)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 기판 캐리어(200)가, 압압 부재(231)와, 압압 부재(231)를 왕복 이동시키는 왕복 이동 기구(230)를 구비하고 있다. 왕복 이동 기구(230)로서는, 볼 나사 기구나 랙 앤 피니언 방식 등 각종 공지 기술을 적용할 수 있다. 본 실시예에서는, 왕복 이동 기구(230)에 의해, 압압 부재(231)를 수평 방향으로 왕복 이동시키도록 구성되어 있다. 이에 의해, 왕복 이동 기구(230)에 의해, 압압 부재(231)를, 도 8의 (b) 중, 우측 방향으로 이동시켜 캠(212a)을 압압하면, 토션 스프링(214)의 부세력에 대항하여 요동 레버(212)가 역회전한다. 즉, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 요동 레버(212)는, 도면 중, 반시계 방향으로 회전한다. 또한, 왕복 이동 기구(230)에 의해, 압압 부재(231)를, 도 8의 (b) 중, 좌측 방향으로 이동시키면, 토션 스프링(214)의 부세력에 의해, 요동 레버(212)는, 정회전 방향으로 회전하여, 원래의 위치로 돌아간다. 따라서, 본 실시예에 관한 기판 캐리어(200), 및, 기판 박리 장치(400)를 채용했을 경우에도, 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
<전자 디바이스의 제조 방법>
상기 각 실시예에서 나타낸 기판 캐리어로부터 기판을 박리하는 기판 박리 장치를 구비하는 성막 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법의 일 예를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시 장치의 구성을 나타내고, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법을 예시한다.
먼저, 제조하는 유기 EL 표시 장치에 대해 설명한다. 도 9의 (a)는 유기 EL 표시 장치(800)의 전체도, 도 9의 (b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다.
도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(800)의 표시 영역(801)에는, 발광 소자를 복수 구비하는 화소(802)가 매트릭스 형상으로 복수 배치되어 있다. 상세한 것은 후에 설명하지만, 발광 소자의 각각은, 한 쌍의 전극에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 가지고 있다. 한편, 여기서 말하는 화소란, 표시 영역(801)에서 원하는 색의 표시를 가능하게 하는 최소단위를 가리키고 있다. 본 실시예에 관한 유기 EL 표시 장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광 소자(802R), 제2 발광 소자(802G), 제3 발광 소자(802B)의 조합에 의해 화소(802)가 구성되어 있다. 화소(802)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 특별히 제한되는 것은 아니다.
도 9의 (b)는, 도 9의 (a)의 V-V선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(802)는, 복수의 발광 소자로 이루어지고, 각 발광 소자는, 기판(803) 상에, 제1 전극(양극)(804)과, 정공 수송층(805)과, 발광층(806R, 806G, 806B) 중 어느 하나와, 전자 수송층(807)과, 제2전극(음극)(808)을 가지고 있다. 이들 중, 정공 수송층(805), 발광층(806R, 806G, 806B), 전자 수송층(807)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시예에서는, 발광층(806R)은 적색을 발하는 유기 EL층, 발광층(806G)은 녹색을 발하는 유기 EL층, 발광층(806B)은 청색을 발하는 유기 EL층이다. 발광층(806R, 806G, 806B)은, 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광 소자(유기 EL 소자라고 기술하는 경우도 있다)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다.
또한, 제1 전극(804)은, 발광 소자마다 분리하여 형성되어 있다. 정공 수송층(805)과 전자 수송층(807)과 제2 전극(808)은, 복수의 발광 소자(802R, 802G, 802B)에서 공통으로 형성되어 있어도 되고, 발광 소자마다 형성되어 있어도 된다. 한편, 제1 전극(804)과 제2전극(808)이 이물질에 의해 쇼트 되는 것을 막기 위해서, 제1 전극(804) 사이에 절연층(809)이 설치되어 있다. 또한, 유기 EL층은 수분이나 산소에 의해 열화하기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(810)이 설치되어 있다.
도 9의 (b)에서는 정공 수송층(805)이나 전자 수송층(807)은 하나의 층으로 나타나 있지만, 유기 EL 표시 소자의 구조에 따라서는, 정공 블록층이나 전자 블록층을 구비하는 복수의 층으로 형성되어도 된다. 또한, 제1 전극(804)과 정공 수송층(805)의 사이에는 제1 전극(804)으로부터 정공 수송층(805)으로의 정공의 주입이 원활하게 행해지도록 할 수 있는 에너지 밴드 구조를 가지는 정공 주입층을 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 제2 전극(808)과 전자 수송층(807)의 사이에도 전자 주입층을 형성할 수도 있다.
다음으로, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법의 예에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 유기 EL 표시 장치를 구동하기 위한 회로(도시하지 않음) 및 제1 전극(804)이 형성된 기판(마더 글래스)(803)을 준비한다.
제1 전극(804)이 형성된 기판(803) 상에 아크릴 수지를 스핀 코트로 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피법에 의해, 제1 전극(804)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(809)을 형성한다. 이 개구부가, 발광 소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.
절연층(809)이 패터닝된 기판(803)을 점착 부재가 배치된 기판 캐리어에 재치한다. 점착 부재에 의해, 기판(803)은 보유지지된다. 제1 유기 재료 성막 장치에 반입하고, 반전 후, 정공 수송층(805)을, 표시 영역의 제1 전극(804) 상에 공통되는 층으로서 성막한다. 정공 수송층(805)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공 수송층(805)은 표시 영역(801)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 매우 세밀한(고정세) 마스크는 불필요하다.
다음으로, 정공 수송층(805)까지가 형성된 기판(803)을 제2 유기 재료 성막 장치에 반입한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 기판을 마스크 위에 재치하고, 기판(803)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에, 적색을 발하는 발광층(806R)을 성막한다.
발광층(806R)의 성막과 마찬가지로, 제3 유기 재료 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(806G)을 성막하고, 나아가 제4 유기 재료 성막 장치에 의해 청색을 발하는 발광층(806B)을 성막한다. 발광층(806R, 806G, 806B)의 성막이 완료된 후, 제5 성막 장치에 의해 표시 영역(801)의 전체에 전자 수송층(807)을 성막한다. 전자 수송층(807)은, 3색의 발광층(806R, 806G, 806B)에 공통의 층으로서 형성된다.
전자 수송층(807)까지 형성된 기판을 금속성 증착 재료 성막 장치로 이동시켜 제2 전극(808)을 성막한다.
그 후 플라스마 CVD 장치로 이동하여 보호층(810)을 성막하여, 기판(803)에의 성막 공정을 완료한다. 반전 후, 상술한 실시예에서 설명한 바와 같이 점착 부재를 기판(803)으로부터 박리함으로써, 기판 캐리어로부터 기판(803)을 분리한다. 그 후, 재단을 거쳐 유기 EL 표시 장치(800)가 완성된다.
절연층(809)이 패터닝된 기판(803)을 성막 장치에 반입하고 나서 보호층(810)의 성막이 완료될 때까지는, 수분이나 산소를 포함하는 분위기에 노출되면, 유기 EL 재료로 이루어지는 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화하게 될 우려가 있다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 성막 장치간의 기판의 반입 반출은, 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기하에서 행해진다.
(그 외)
흡착 패드를 정역회전시키는 회전 기구에 대해서는, 상기 실시예에서 나타낸 기구에 한정하지 않고, 각종 공지 기술을 채용할 수 있다. 예를 들면, 상기 실시예에서는, 왕복 이동을 회전 운동으로 변환하는 기구를 나타냈지만, 모터 등을 사용하여, 흡착 패드를 직접적으로 정역회전시키는 기구를 채용할 수도 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 흡착 패드(211)의 흡착면은, 기판 캐리어(200)에서의 기판(S)을 보유지지하는 면보다 약간 돌출되도록 구성되어 있다. 그러나, 기판(S)을 박리한 후, 또는, 기판(S)을 박리하는 동작과 동시에, 흡착 패드(211)를 하강시켜, 흡착면이 기판(S)을 보유지지하는 면보다 아래쪽으로 물러나는 구성을 채용할 수도 있다. 이 경우, 흡착 패드(211)를 회전시키는 회전 기구와는 별도로, 흡착 패드(211)를 상하 이동시키는 공지의 기구를 설치하면 된다. 또한, 흡착 패드(211)를 회전시키면서, 상하 이동시키는 기구를 채용해도 된다. 예를 들면, 실시예 3의 구성에서, 압압 부재(231)의 선단을 만곡면(231a)에 의해 구성하면 된다(도 8의 (a) 참조). 이에 의해, 압압 부재(231)의 선단의 만곡면(231a)에 의해 캠(212a)이 압압되면, 요동 레버(212)와 함께 흡착 패드(211)는, 회전하면서 하강한다. 따라서, 흡착 패드(211)의 회전과, 흡착면이 기판 캐리어(200)에 매몰되는 동작이 동시에 행해진다.
200; 기판 캐리어
201, 202; 관통 구멍
210; 회전 유닛
211; 흡착 패드
211X; 비회전형 흡착 패드
211a; 점착 부재
212; 요동 레버
212a; 캠
213; 보유지지 부재
214; 토션 스프링
220; 승강 기구
221; 압압 부재
230; 왕복 이동 기구
231; 압압 부재
231a; 만곡면
400; 기판 박리 장치
410; 챔버
420; 지지 부재
430; 승강 기구
431; 지지핀
440; 승강 기구
441; 압압 부재

Claims (10)

  1. 기판을 흡착하는 흡착면을 각각이 가지는 복수의 흡착 패드를 구비하고,
    상기 복수의 흡착 패드의 적어도 일부가, 상기 흡착면의 법선을 중심 축선으로 하여 회동하는,
    것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡착 패드와 함께 회동하고, 상기 흡착 패드를 지지하는 지지체와,
    상기 중심 축선을 따라 이동하는 압압 부재에 의해 압압되고, 상기 압압 부재의 이동을 상기 지지체의 회동으로 변환하는 캠을 구비하는,
    것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지체를 제1 회전 방향으로 부세하는 부세 부재를 구비하고,
    상기 압압 부재에 의해 상기 캠이 압압되면, 상기 부세 부재의 부세력에 대항하여 상기 지지체가 상기 제1 회전 방향과는 반대의 제2 회전 방향으로 회동하는,
    것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 캠은, 적어도 상기 압압 부재에 의해 압압되는 피압압면이, 중심이 상기 중심 축선과 직교하는 원기둥면에 의해 구성되어 있고,
    상기 압압 부재에서의 상기 캠에의 압압면은, 상기 중심 축선에 수직인 면에 대해 경사지는 경사면에 의해 구성되어 있는,
    것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  5. 제1항, 제2항, 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 흡착 패드 중, 기판의 중앙 영역에 배치된 흡착 패드가 회동하고,
    상기 복수의 흡착 패드 중, 기판의 외주 영역에 배치된 흡착 패드는 회동하지 않는,
    것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  6. 제1항, 제2항, 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 흡착 패드 중 회동하는 흡착 패드로부터 기판을 박리하기 위한 힘이, 상기 복수의 흡착 패드 중 회동하지 않는 흡착 패드로부터 기판을 박리하는 힘보다 큰,
    것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  7. 제1항, 제2항, 및 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기판 캐리어를 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재에 상기 기판 캐리어를 지지한 상태에서, 상기 기판 캐리어에 보유지지된 기판을 상기 기판 캐리어로부터 박리시키는 복수의 박리 핀을 구비하는,
    것을 특징으로 하는 기판 박리 장치.
  8. 제2항 또는 제3항에 기재된 기판 캐리어를 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재에 상기 기판 캐리어를 지지한 상태에서, 상기 기판 캐리어에 보유지지된 기판을 상기 기판 캐리어로부터 박리시키는 복수의 박리 핀과,
    상기 압압 부재를 구비하는,
    것을 특징으로 하는 기판 박리 장치.
  9. 기판 캐리어에 보유지지된 기판에 박막을 형성하는 성막원과,
    성막 후의 기판을 상기 기판 캐리어로부터 박리하는 제7항에 기재된 기판 박리 장치를 구비하는,
    것을 특징으로 하는 성막 장치.
  10. 제1항, 제2항, 및 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기판 캐리어로부터 기판을 박리하는 방법으로서,
    상기 복수의 흡착 패드 중 회동하지 않는 흡착 패드로부터 기판을 박리하는 제1 박리 공정과,
    상기 제1 박리 공정 후에, 상기 복수의 흡착 패드 중 회동하는 흡착 패드로부터 기판을 박리하는 제2 박리 공정을 가지는,
    것을 특징으로 하는 기판 박리 방법.
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