KR20230153052A - 성막장치, 성막방법, 전자 디바이스의 제조방법 및 컴퓨터 프로그램 기록매체 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 형태에 따른 성막장치는, 테두리 형상의 마스크 프레임에 접합된 마스크 박막에 설치된 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막장치로서, 상기 기판과 상기 마스크와의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 수단과, 상기 마스크 박막에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 얼라인먼트 수단에 의하여 상기 얼라인먼트가 행해진 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 성막장치, 성막방법, 전자 디바이스의 제조방법 및 컴퓨터 프로그램 기록매체에 관한 것이다.
유기 EL 표시장치(유기 EL 디스플레이)는, 스마트폰, TV, 자동차용 디스플레이뿐만 아니라 VR HMD(Virtual Reality Head Mount Display) 등으로 그 응용분야가 넓혀지고 있는 바, 특히, VR HMD에 사용되는 디스플레이는 사용자의 어지러움을 저감하기 위해 화소패턴을 높은 정밀도로 형성할 것이 요구된다.
유기 EL 표시장치의 제조에 있어서는, 유기 EL 표시장치를 구성하는 유기 발광소자(유기 EL 소자; OLED)를 형성할 때에, 성막장치의 성막원으로부터 방출된 성막재료를 화소 패턴이 설치된 마스크를 통해 기판에 성막함으로써, 유기물층이나 금속층을 형성한다.
이러한 성막장치에 있어서는, 성막정밀도를 높이기 위해, 성막공정 전에, 기판과 마스크의 상대적 위치를 측정하고, 상대적 위치가 어긋나 있는 경우에는, 기판 및/또는 마스크를 상대적으로 이동시켜 위치를 조정(얼라인먼트)한다. 기판과 마스크의 상대적 위치의 측정은, 진공용기의 외측(대기측) 상면에 설치된 얼라인먼트 카메라를 이용하여, 진공용기내의 기판과 마스크 각각에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크를 촬영함으로써, 행해진다.
이러한 얼라인먼트 공정은, 기판과 마스크의 상대위치 조정시에 발생할 수 있는, 마스크에 의한 기판의 손상을 방지하기 위하여, 기판과 마스크가 소정의 간격으로 이격된 상태에서 수행된다. 그리고 얼라인먼트 완료 후의 성막 공정은, 성막 정밀도를 높이기 위하여, 기판과 마스크를 가능한 한 밀착시킨 상태에서 수행한다.
이와 같이, 성막장치에 있어서는, 기판과 마스크를 비접촉 상태로 얼라인먼트한 이후에, 기판과 마스크를 서로 밀착시켜서 성막 공정을 수행하는 경우, 얼라인먼트할 때와 성막할 때의 기판과 마스크의 상대관계가 다르게 되는 경우가 있다. 따라서 성막 공정에서 기판에 소자를 형성하고자 하는 영역(패널 영역)과 마스크의 개구 영역의 사이에는 상대위치 어긋남이 발생할 우려가 있다.
이러한 상대위치 어긋남은 성막 정밀도를 저하시켜서 OLED 패널의 불량을 초래하는 원인이 된다. 하지만 현재는 이러한 패널 불량은 성막 공정을 통해 패널이 완성된 후에 점등 시험을 하여 비로서 판단한다. 점등 시험에서 불량으로 판단되면, 점등 시험 결과에 기초하여 위치 어긋남량을 산출하여, 이를 얼라인먼트 공정에 오프셋으로서 반영하고, 성막 공정을 수행한 다음 다시 점등 시험을 수행한다. 이러한 불량 판정을 위한 시간, 즉, 성막 공정에서부터 점등 시험을 하기까지는 통상적으로 2~3일 정도의 긴 시간이 소요된다.
본 발명은, 얼라인먼트 정밀도를 높여, 성막 정밀도를 향상시킬 수 있는 성막장치, 성막방법, 전자디바이스 제조방법 및 컴퓨터 프로그램 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 성막장치는, 테두리 형상의 마스크 프레임에 접합된 마스크 박막에 설치된 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막장치로서, 상기 기판과 상기 마스크와의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 수단과, 상기 마스크 박막에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 얼라인먼트 수단에 의하여 상기 얼라인먼트가 행해진 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 성막장치는, 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막장치로서, 상기 기판의 주연부에 설치된 기판 주연부 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 주연부에 설치된 마스크 주연부 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크와의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 수단과, 상기 마스크의 상기 개구영역에 인접한 위치로서 상기 마스크 주연부 얼라인먼트 마크보다 상기 개구영역에 더 가까운 개구영역 주변부에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 얼라인먼트 수단에 의해 상기 얼라인먼트가 행해진 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 성막방법은, 테두리 형상의 마스크 프레임에 접합된 마스크 박막에 설치된 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막방법으로서, 상기 기판과 상기 마스크의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계와, 상기 얼라인먼트 단계에서 상기 얼라인먼트를 수행한 후에, 상기 마스크 박막에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 성막방법은, 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막방법으로서, 상기 기판의 주연부에 설치된 기판 주연부 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 주연부에 설치된 마스크 주연부 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크와의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계와, 상기 얼라인먼트 단계에서 상기 얼라인먼트를 수행한 후에, 상기 마스크의 상기 개구영역에 인접한 위치로서 상기 마스크 주연부 얼라인먼트 마크보다 상기 개구영역에 더 가까운 개구영역 주변부에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 디바이스 제조방법은, 상기 성막방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 얼라인먼트 정밀도를 높여 성막 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 전자 디바이스의 제조 장치의 일부의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 성막장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 얼라인먼트 시스템의 모식도이다.
도 4는 패널 얼라인먼트 마크의 배치 위치의 일례를 보여 주는 모식도이다.
도 5는 주연부 얼라인먼트 공정을 위한 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 단면도와 평면도이다.
도 6은 패널 얼라인먼트 공정을 위한 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 단면도와 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 얼라인먼트 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 전자 디바이스를 나타내는 모식도이다.
도 9a는 종래의 얼라인먼트 시스템에서 얼라인먼트 완료시의 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 평면도와 단면도이다.
도 9b는 종래의 얼라인먼트 시스템에서 성막 공정시의 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 평면도와 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 성막장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 얼라인먼트 시스템의 모식도이다.
도 4는 패널 얼라인먼트 마크의 배치 위치의 일례를 보여 주는 모식도이다.
도 5는 주연부 얼라인먼트 공정을 위한 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 단면도와 평면도이다.
도 6은 패널 얼라인먼트 공정을 위한 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 단면도와 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 얼라인먼트 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 전자 디바이스를 나타내는 모식도이다.
도 9a는 종래의 얼라인먼트 시스템에서 얼라인먼트 완료시의 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 평면도와 단면도이다.
도 9b는 종래의 얼라인먼트 시스템에서 성막 공정시의 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 평면도와 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 설명한다. 다만, 이하의 실시형태 및 실시예는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위는 이들 구성에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 흐름, 제조조건, 크기, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이것으로 한정하려는 취지인 것은 아니다.
본 발명은, 기판의 표면에 각종 재료를 퇴적시켜 성막을 행하는 성막장치에 적용할 수 있으며, 진공 증착에 의해 소망하는 패턴의 박막(재료층)을 형성하는 장치에 바람직하게 적용할 수 있다.
기판의 재료로는 유리, 고분자재료의 필름, 금속, 반도체(예컨대, 실리콘) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 기판은, 예컨대 실리콘 웨이퍼, 유리기판상에 폴리이미드 등의 필름이 적층된 기판이어도 된다. 또한 성막 재료(증착의 경우에는 증착재료라고 칭하는 경우도 있다)로서도 유기 재료, 금속성 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택하는 것이 가능하다.
이하의 설명에서 성막장치로서 증착장치에 대해서 설명하지만, 본 발명에 관계되는 성막장치는, 이에 한정되지 않으며, 스퍼터링 장치나 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치여도 좋다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 반도체 디바이스, 자기 디바이스, 전자 부품 등의 각종 전자 디바이스와 광학 부품 등의 제조 장치에 적용 가능하다. 전자 디바이스의 구체적인 예로는, 발광 소자 및 광전 변환 소자, 터치 패널 등을 들 수 있다. 본 발명은 특히, OLED 등 유기 발광 소자 및 유기 박막 태양 전지 등의 유기 광전 변환 소자의 제조 장치에 바람직하게 적용 가능하다. 또한, 본 발명의 전자 디바이스는, 발광 소자를 구비한 표시 장치(예를 들면, 유기 EL 표시장치)와 조명 장치(예를 들면, 유기 EL 조명 장치), 광전 변환 소자를 구비한 센서(예를 들면, 유기 CMOS 이미지 센서)도 포함한다.
<전자 디바이스 제조 장치>
도 1은 전자 디바이스의 제조 장치의 일부의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 1의 제조 장치는, 예를 들면 스마트폰 용의 유기 EL 표시장치의 표시 패널의 제조에 이용된다. 스마트폰 용의 표시 패널의 경우, 예를 들면, 제4.5세대(G4.5)의 직사각형 기판(약 700 ㎜ × 약 900 ㎜)이나, 제6세대(G6)의 풀사이즈(약 1500 ㎜ × 약 1850 ㎜) 또는 하프컷 사이즈(약 1500 ㎜ × 약 925 ㎜)의 직사각형의 기판에 유기 EL 소자의 형성을 위한 성막을 행한 후, 해당 기판을 잘라 내어 복수의 작은 사이즈의 패널을 제작한다.
전자 디바이스 제조 장치는, 일반적으로 복수의 클러스터 장치(1)와, 클러스터 장치(1) 사이를 연결하는 중계장치를 포함한다.
클러스터 장치(1)는, 기판(S)에 대한 처리(예컨대, 성막)를 행하는 복수의 성막장치(11)와, 사용전후의 마스크(M)를 수납하는 복수의 마스크 스톡 장치(12)와, 그 중앙에 배치되는 반송실(13)을 구비한다. 반송실(13)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 성막장치(11) 및 마스크 스톡 장치(12) 각각과 접속된다.
반송실(13) 내에는, 기판 및 마스크를 반송하는 반송 로봇(14)이 배치된다. 반송로봇(14)은, 상류측에 배치된 중계장치의 패스실(15)로부터 성막장치(11)에 기판(S)을 반송한다. 또한, 반송로봇(14)은 성막장치(11)와 마스크 스톡 장치(12)간에 마스크(M)를 반송한다. 반송 로봇(14)은, 예를 들면, 다관절 아암에, 기판(S) 또는 마스크(M)를 보유지지하는 로봇 핸드가 장착된 구조를 갖는 로봇일 수 있다.
성막장치(11)(증착 장치라고도 부름)에서는, 증발원에 수납된 증착재료가 히터에 의해 가열되어 증발하고, 마스크를 통해 기판상에 증착된다. 반송 로봇(14)과의 기판(S)의 주고받음, 기판(S)과 마스크(M)의 상대 위치의 조정(얼라인먼트), 마스크(M) 상으로의 기판(S)의 고정, 성막(증착) 등의 일련의 성막 프로세스는, 성막 장치(11)에 의해 행해진다.
마스크 스톡 장치(12)에는 성막장치(11)에서의 성막 공정에 사용될 새로운 마스크 및 사용이 끝난 마스크가 두 개의 카세트에 나뉘어져 수납된다. 반송 로봇(14)은, 사용이 끝난 마스크를 성막장치(11)로부터 마스크 스톡 장치(12)의 카세트로 반송하며, 마스크 스톡 장치(12)의 다른 카세트에 수납된 새로운 마스크를 성막장치(11)로 반송한다.
클러스터 장치(1)에는 기판(S)의 흐름방향으로 상류측으로부터의 기판(S)을 해당 클러스터 장치(1)로 전달하는 패스실(15)과, 해당 클러스터 장치(1)에서 성막처리가 완료된 기판(S)을 하류측의 다른 클러스터 장치로 전달하기 위한 버퍼실(16)이 연결된다. 반송실(13)의 반송 로봇(14)은 상류측의 패스실(15)로부터 기판(S)을 받아서, 해당 클러스터 장치(1)내의 성막장치(11)중 하나(예컨대, 성막장치(11a))로 반송한다. 또한, 반송 로봇(14)은 해당 클러스터 장치(1)에서의 성막처리가 완료된 기판(S)을 복수의 성막장치(11) 중 하나(예컨대, 성막장치(11b))로부터 받아서, 하류측에 연결된 버퍼실(16)로 반송한다.
버퍼실(16)과 패스실(15) 사이에는 기판의 방향을 바꾸어 주는 선회실(17)이 설치되어도 된다. 선회실(17)에는 버퍼실(16)로부터 기판(S)을 받아 기판(S)을 180도 회전시켜 패스실(15)로 반송하기 위한 반송 로봇(18)이 설치된다. 이를 통해, 상류측 클러스터 장치와 하류측 클러스터 장치에서 기판(S)의 방향이 동일하게 되어 기판 처리가 용이해진다.
패스실(15), 버퍼실(16), 선회실(17)은 클러스터 장치 사이를 연결하는 소위 중계장치로서, 클러스터 장치의 상류측 및/또는 하류측에 설치된 중계장치는, 패스실, 버퍼실, 선회실 중 적어도 하나를 포함한다.
성막장치(11), 마스크 스톡 장치(12), 반송실(13), 버퍼실(16), 선회실(17) 등은 유기발광 소자의 제조과정에서, 고진공상태로 유지된다. 패스실(15)은, 통상 저진공상태로 유지되나, 필요에 따라 고진공상태로 유지될 수도 있다.
본 실시예에서는, 도 1을 참조하여, 전자 디바이스 제조 장치의 구성에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 종류의 장치나 챔버를 가질 수도 있으며, 이들 장치나 챔버간의 배치가 달라질 수도 있다. 예컨대, 전자디바이스 제조장치는, 클러스터 타입이 아니라, 인라인 타입이어도 된다. 즉, 기판과 마스크를 캐리어에 탑재하여, 일렬로 늘어서 있는 복수의 성막장치 내를 반송시키면서 성막하는 구성을 가져도 된다. 또한, 클러스터 타입과 인라인 타입을 조합한 타입의 구조를 가져도 된다. 예를 들어, 유기층의 성막까지는 클러스터 타입의 제조장치에서 수행하고, 전극층(음극층)의 성막 공정부터, 봉지 공정 및 절단 공정 등은 인라인 타입의 제조장치에서 행하는 것도 가능하다.
이하, 성막장치(11)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
<성막 장치>
도 2는 성막장치(11)의 구성을 나타낸 모식도이다. 이하의 설명에 있어서는, 연직 방향을 Z 방향으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 사용한다. 성막 시에 직사각형의 기판(S)이 수평면(XY 평면)과 평행하게 고정될 경우, 기판(S)의 단변방향(단변에 평행한 방향)을 X 방향, 장변방향(장변에 평행한 방향)을 Y 방향으로 한다. 또 Z 축 주위의 회전각을 θ로 표시한다.
성막장치(11)는, 진공 분위기 또는 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지되는 진공 용기(21)와, 진공 용기(21)내에 설치되는 기판 지지 유닛(22)과, 마스크 지지 유닛(23)과, 정전척(24)과, 마그넷판 (30)과, 증발원(25)을 포함한다.
기판 지지 유닛(22)은 반송실(13)에 설치된 반송 로봇(14)에 의해 반송되어 온 기판(S)을 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 기판 홀더라고도 부른다.
본 실시형태에 의하면, 기판(S)은 성막면에 복수의 패널영역을 갖는다. '패널영역'은, 기판(S)에 유기 EL 소자의 형성을 위한 성막을 행한 후에 잘라 내어 복수 개의 패널을 제작하기 위한, 기판(S)의 소자형성영역의 대응하는 영역을 가리킨다. 즉, 기판(S)의 소자형성영역은, 서로 소정의 간격으로 이격되어 있는 패널영역들의 집합(복수의 패널영역)이다.
그리고 본 명세서에서는, 기판(S)의 성막면에서 비패널영역으로서, 패널영역에 인접한 영역을 '패널영역 주변부'라고 칭한다. 본 실시형태에 의하면, 패널영역 주변부가 패널영역에 어느 정도 인접한지는 특별한 제한이 없으며, 해당 패널영역에 이웃한 다른 패널영역까지의 거리보다 가까운 거리의 영역이면 된다. 패널영역 주변부는, 기판(S)의 스크라이브 영역이어도 되지만, 이에만 한정되는 것은 아니다.
기판 지지 유닛(22)의 아래에는 마스크 지지 유닛(23)이 설치된다. 마스크 지지 유닛(23)은, 반송실(13)에 설치된 반송로봇(14)에 의해 반송되어 온 마스크(M)를 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 마스크 홀더라고도 부른다. 마스크 지지 유닛(23)은, 마스크 지지 유닛(23)이 지지하는 마스크(M)가, 기판 지지 유닛(22)이 지지하는 기판(S)과, 성막원인 증발원(25)과의 사이에 배치되도록 하는 위치에 배치된다.
마스크(M)는, 기판(S) 상에 형성될 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 가지며, 마스크 지지 유닛(23)상에 재치된다. 마스크(M)는, 테두리 형상의 마스크 프레임에 수μm ~ 수십μm 정도 두께의 마스크 박막이 용접 고정 등으로 접합된 구조를 가진 마스크를 사용할 수 있다. 마스크(M)의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 인바(invar)재 등과 같이 열팽창계수가 작은 금속을 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 스마트폰용 유기 EL 소자를 제조하는데 사용되는 마스크는 미세한 개구패턴이 설치된 금속제 마스크로서, FMM(Fine Metal Mask)이라고도 부른다.
본 명세서에서는, 기판(S)의 패널영역에 대응하는 넓이의 개구 또는 개구들의 집합을 '개구영역'이라 한다. 즉, 마스크(M)의 개구영역은 하나의 개구로 구성되는 경우도 있고, 복수의 개구들을 포함하여 구성되는 경우도 있다. 그리고 개구영역에 인접한 영역으로서, 기판(S)의 패널영역 주변부에 대응하는 마스크(M)의 영역을 '개구 주변부'라고 칭한다. 개구 주변부가 개구영역에 어느 정도 인접한지도 특별한 제한이 없으며, 패널영역 주변부와 마찬가지로, 해당 개구영역에 이웃한 다른 개구영역까지의 거리보다 가까운 거리의 영역이면 된다. 마스크(M)의 개구 주변부는 마스크(M)의 마스크 프레임 안쪽에 위치하며, 마스크 프레임과 개구영역 사이에 위치하는 마스크 박막의 일 부분이 이에 해당된다.
기판 지지 유닛(22)에 의해 지지되는 기판(S)의 성막면과 대향하는 위치(여기서는 기판 지지 유닛(22)의 상방)에는, 기판(S)을 정전 인력에 의해 흡착하여 고정하기 위한 기판흡착수단 또는 피흡착체 흡착수단으로서의 정전척(24)이 설치된다. 정전척(24)은 유전체(예컨대, 세라믹재질) 매트릭스내에 금속전극 등의 전기회로가 매설된 구조를 갖는다.
정전척(24)은, 전극과 흡착면 사이에 상대적으로 고저항의 유전체가 개재되어 전극과 피흡착체간의 쿨롱력에 의해 흡착이 이루어지는 쿨롱력 타입의 정전척이어도 되고, 전극과 흡착면 사이에 상대적으로 저항이 낮은 유전체가 개재되어 유전체의 흡착면과 피흡착체간에 발생하는 존슨 라벡력에 의해 흡착이 이루어지는 존슨-라벡력 타입의 정전척이어도 되며, 불균일 전계에 의해 피흡착체를 흡착하는 그래디언트력 타입의 정전척이어도 된다.
피흡착체가 도체나 반도체(실리콘 웨이퍼)인 경우에는 쿨롱력 타입의 정전척 또는 존슨-라벡력 타입의 정전척을 사용하는 것이 바람직하며, 피흡착체가 유리와 같은 절연체인 경우에는 그래디언트력 타입의 정전척을 사용하는 것이 바람직하다.
정전척(24)은 하나의 플레이트로 형성되어도 되고, 복수의 서브플레이트를 가지도록 형성되어도 된다. 또한, 하나의 플레이트로 형성되는 경우에도 그 내부에 복수의 전기회로를 포함하여, 하나의 플레이트내에서 위치에 따라 정전인력이 다르도록 제어할 수도 있다.
본 실시형태에서는 기판흡착수단으로서 정전척을 위주로 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 점착력으로 기판을 흡착하는 점착척을 사용하여도 된다.
도 2에 도시하지 않았으나, 정전척(24)의 흡착면과는 반대측에 기판(S)의 온도 상승을 억제하는 냉각기구(예컨대, 냉각판)를 설치함으로써, 기판(S)상에 퇴적된 유기재료의 변질이나 열화를 억제하는 구성으로 하여도 된다.
정전척(24)의 상방에는, 금속제 마스크(M)에 자력을 인가하여 마스크(M)를 끌어당겨, 마스크(M)를 기판(S)에 밀착시키기 위한 마그넷판(30)이 마련되어 있다. 마그넷판(30)은 영구자석 또는 전자석을 가지며, 정전척(24) 및 기판(S)을 통해 마스크(M)에 자력을 인가한다. 마그넷판(30)은, 정전척(24)의 흡착면에 수직인 방향에서 볼 때, 나란히 배열된 복수의 모듈로 구획되어 있어도 된다. 또한, 마그넷판(30)은 후술하는 냉각판과 일체로 형성되어 있어도 좋다.
마그넷판(30)은 마스크(M)를 끌어당기기 위한 마스크 견인수단의 일례이며, 마스크(M)의 재질에 따라 마스크 견인수단의 구성이 달라진다. 예컨대, 마스크(M)가 실리콘 등과 같은 비금속성 재료로 형성되는 경우, 정전척(24)이 마스크 견인수단으로서 기능해도 좋으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
증발원(25)은 기판에 성막될 증착 재료가 수납되는 도가니(미도시), 도가니를 가열하기 위한 히터(미도시), 증발원으로부터의 증발 레이트가 일정해질 때까지 증착재료가 기판으로 비산하는 것을 막는 셔터(미도시) 등을 포함한다. 증발원(25)은 점(point) 증발원, 선형(linear) 증발원, 면형 증발원 등, 용도에 따라 다양한 구성을 가질 수 있다.
도 2에 도시하지 않았으나, 성막장치(11)는 기판에 증착된 막두께를 측정하기 위한 막두께 모니터(미도시) 및 막두께 산출 유닛(미도시)를 포함한다. 막두께 모니터로는, 수정 진동자를 포함하는 수정 모니터를 이용하는 것이 가능하다.
진공 용기(21)의 상부 외측(대기측)에는 기판 지지 유닛 Z 액츄에이터(26), 마스크 지지 유닛 Z 액츄에이터(27), 정전척 Z 액츄에이터(28), 위치조정기구(29), 마그넷판 Z 액츄에이터(32) 등이 설치된다. 도면에는 정전척 Z 액츄에이터(28)와 마그넷판 Z 액츄에이터(32)가 일체로 도시되어 있으나, 이것은 단지 도시의 편의를 위한 것이다. 정전척 Z 액츄에이터(28)는 정전척(24)과 접속되어 있고 또한 마그넷판 Z 액츄에이터(32)는 마그넷판(30)과 접속되어 있으며, 각각 독립적으로 구동된다.
이들 액츄에이터(26, 27, 28, 32)와 위치조정기구(29)는, 예컨대, 모터와 볼나사, 또는 모터와 리니어가이드 등으로 구성되는데, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 당업계에서 공지된 다른 구성이 채용되어도 된다. 기판 지지 유닛 Z 액츄에이터(26)는, 기판 지지 유닛(22)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단, 즉 기판 지지 유닛 이동 기구 또는 피흡착체 지지 유닛 이동 기구이다. 마스크 지지 유닛 Z 액츄에이터(27)는, 마스크 지지 유닛(23)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단이다. 정전척 Z 액츄에이터(28)는, 정전척(24)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단, 즉 기판흡착수단 이동 기구 또는 피흡착체흡착수단 이동 기구이다. 마그넷판 Z 액츄에이터(32)는, 마그넷판(30)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단, 즉 마그넷판 이동 기구이다.
위치조정기구(29)는, 정전척(24)의 얼라인먼트를 위한 구동수단이다. 위치조정기구(29)는, 정전척(24) 전체를 기판 지지 유닛(22) 및 마스크 지지 유닛(23)에 대하여, X방향 이동, Y방향 이동, θ회전시킨다. 본 실시형태에서는, 기판(S)을 흡착한 상태에서, 정전척(24)을 XYθ방향으로 위치조정함으로써, 기판(S)과 마스크(M)의 상대적 위치를 조정하는 얼라인먼트를 행한다.
진공용기(21)의 외측상면에는, 전술한 구동기구 이외에, 진공 용기(21)의 상면에 설치된 투명창을 통해 기판(S) 및 마스크(M)에 설치된 얼라인먼트 마크를 촬영하기 위한 얼라인먼트용 카메라(20)를 설치하여도 된다.
본 실시예에 있어서는, 얼라인먼트용 카메라(20)는, 주연부 얼라인먼트 카메라와, 패널 얼라인먼트 카메라를 포함하는데, 이에 대해서는 후술한다.
본 실시형태의 성막장치(11)에 설치되는 얼라인먼트용 카메라(20)는, 기판(S)과 마스크(M)의 상대적 위치를 고정밀도로 조정하는데 사용되는 파인 얼라인먼트용 카메라이며, 그 시야각은 좁지만 고해상도를 가지는 카메라이다. 성막장치(11)는 파인 얼라인먼트용 카메라(20) 이외에 상대적으로 시야각이 넓고 저해상도인 러프 얼라인먼트용 카메라를 포함하여도 된다.
위치조정기구(29)는 얼라인먼트용 카메라(20)에 의해 취득한 기판(S)과 마스크(M)의 위치정보에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M)를 상대적으로 이동시켜 위치를 조정하는 얼라인먼트를 행한다. 본 실시예에 있어서는, 위치조정기구(29)는 주연부 얼라인먼트 카메라에 의해 취득한 화상(제2 화상)에 기초하여 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인먼트를 행하는 것과는 별도로, 패널 얼라인먼트 카메라로 취득한 화상(제1 화상)에 기초하여 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인먼트를 행하는데, 이에 대해서는 후술한다.
성막장치(11)는 제어부(31)를 구비한다. 제어부(31)는 기판(S)이나 마스크(M)의 반송 및 얼라인먼트의 제어(각 이동기구의 제어), 증발원(25)의 제어, 성막의 제어 등의 기능을 갖는다.
특히, 본 실시형태에 따른 제어부(31)는, 기판(S)과 마스크(M)의 얼라인먼트 공정에 있어서, 얼라인먼트용 카메라를 이용한 화상의 취득, 취득한 화상을 이용한 기판과 마스크의 상대위치의 확인, 마스크 지지 유닛 Z 액츄에이터(27)에 의한 마스크 지지 유닛(23)의 승강, 마그넷판 Z 액츄에이터(32)에 의한 마그넷판(30)의 승강, 정전척 Z 액츄에이터(28)에 의한 정전척(24)의 승강 및 위치조정기구(28)에 의한 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치 조정을 제어하는, 얼라인먼트 제어수단으로서 기능한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 성막장치의 제어부와 별도로 얼라인먼트 제어수단을 가져도 된다.
제어부(31)는 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어부(31)의 기능은 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행함으로써 실현된다. 컴퓨터로서는 범용의 퍼스널 컴퓨터를 사용하여도 되고, 임베디드형의 컴퓨터 또는 PLC(programmable logic controller)를 사용하여도 좋다. 또는, 제어부(31)의 기능의 일부 또는 전부를 ASIC나 FPGA와 같은 회로로 구성하여도 좋다. 또한, 성막 장치별로 제어부가 설치되어도 되고, 하나의 제어부가 복수의 성막 장치를 제어하는 것으로 구성하여도 된다.
이러한 성막장치에 있어서, 예의 검토한 결과, 본원의 발명자는 다음과 같은 과제를 찾아냈다. 이하에서는 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 본원의 발명자가 찾아낸 과제에 대해 설명한다.
성막장치에 있어서는, 기판과 마스크를 비접촉 상태로 얼라인먼트한 이후에, 기판과 마스크를 서로 밀착시켜서 성막 공정을 수행한다. 도 9a는 얼라인먼트 완료시의 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 평면도와 단면도이고, 도 9b는 성막 공정이 행해질 때의 기판과 마스크의 상대위치를 모식적으로 보여주는 평면도와 단면도이다.
도 9a를 참조하면, 기판(S)과 마스크(M)가 이격된 상태에서, 얼라인먼트용 카메라(20)로 기판(S)과 마스크(M)의 각각의 주연부에 설치되어 있는 주연부 얼라인먼트 마크(AMc)를 촬영하여, 얼라인먼트를 행한다. 통상적으로, 기판(S)의 주연부 얼라인먼트 마크(AMc)는 기판(S)의 주연부에 설치되어 있고, 마스크(M)의 주연부 얼라인먼트 마크(AMc)는, 마스크(M)의 주연부로서, 마스크 프레임(Mb) 또는 이와 겹치는 위치의 마스크 박막(Ma)에 설치되어 있다. 얼라인먼트의 수행 결과, 평면도에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)과의 상대위치가 어긋남이 없이 잘 정렬되어 있다.
반면, 도 9b에 도시된 바와 같이, 얼라인먼트된 기판(S)을 성막 공정을 위해 마스크(M) 상에 재치하여 밀착시킬 때, 기판(S)이 자중에 의해 처진 상태로 마스크(M)와 접촉하게 됨으로써, 마스크 박막(Ma)에 변형이 초래되는 경우가 있다. 또한, 얼라인먼트 후의 승강 움직임으로 인하여, 기판(S) 및/또는 마스크(M)의 위치 변동이 생기는 경우도 있다. 그 결과, 평면도에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 주연부 얼라인먼트 마크(AMc)와 마스크(M)의 주연부 얼라인먼트 마크(AMc)는 서로 정렬되어 있지만, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)과의 사이에는 상대위치 어긋남이 생긴다. 자중에 의한 기판(S)의 처짐 양이 클수록, 이 위치 어긋남도 커진다.
그래서 본원의 발명자는, 이하에 설명하는 얼라인먼트 시스템을 이용한 성막장치를 이용함으로써 상기 과제를 해결하는 것을 도출하였다. 이하에, 얼라인먼트 시스템에 대해서 설명한다.
<얼라인먼트 시스템>
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 얼라인먼트 시스템의 구성을 보여주는 모식도이고, 도 3의 (b)는 기판(S) 또는 마스크(M)의 일부에 대한 평면 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시형태의 얼라인먼트 시스템(100)은, 마스크 지지 유닛(123)과, 정전척(124)과, 마그넷판(130)과, 마스크 지지 유닛 승강기구(127)와, 정전척 승강기구(128)와, 마그넷판 승강기구(132)와, 위치조정기구(129)와, 얼라인먼트용 카메라(120a, 120b)와, 제어부(131)를 포함한다. 이하, 중복 설명을 피하기 위하여, 도 2를 참조하여 설명한 성막장치(11)에 포함된 얼라인먼트 시스템과의 차이점을 중심으로, 본 실시형태의 얼라인먼트 시스템(100)에 대해서 설명한다. 따라서 이하에서 구체적으로 설명하지 않은 사항은, 도 2를 참조하여 전술한 내용이 동일하게 적용된다.
도 3의 얼라인먼트 시스템(100)은, 성막장치(11)로 반입되는 기판(S)에, 성막재료를 증착하는 성막공정을 수행하기 이전에, 기판(S)과 마스크(M)의 상대적인 위치 조정을 행하기 위한 장치이다. 본 실시형태에 의하면, 얼라인먼트 시스템(100)에 의한 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치의 조정은, 주연부 얼라인먼트 카메라(120a)로 촬영한 주연부 얼라인먼트 마크(AMc)의 화상에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M) 상대 위치를 조정하는 얼라인먼트 공정(이하, '주연부 얼라인먼트 공정'이라 함)과는 별개로, 패널 얼라인먼트 카메라(120b)로 촬영한 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)와 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)의 화상에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 조정하는, 얼라인먼트 공정(이하, '패널 얼라인먼트 공정'이라 함)을 포함한다.
여기서, 기판(S)에 설치된 주연부 얼라인먼트 마크(기판 주연부 얼라인먼트 마크, SAMc)는, 기판(S) 의 주연부(42)에 설치되어 있는 얼라인먼트 마크를 가리킨다. 또한, 마스크(M)에 설치된 주연부 얼라인먼트 마크(마스크 주연부 얼라인먼트 마크, MAMc)는, 마스크(M)의 주연부(42)에 설치되어 있는 얼라인먼트 마크를 가리킨다. 기판 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc)는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 직사각형의 기판(S)의 코너부 각각에 설치되거나, 직사각형의 기판(S)의 대각선상의 두 코너부나 대향하는 두 변의 중앙부에 설치되는 경우도 있다. 또한, 마스크 주연부 얼라인먼트 마크(MAMc)는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 직사각형의 마스크(M)의 마스크 프레임(Mb)의 코너부 각각에 설치되거나, 마스크 프레임(Mb)의 대각선상의 두 코너부나 대향하는 두 변의 중앙부에 설치되는 경우도 있다.
그리고 얼라인먼트 마크(AM)는, 마스크(M)의 개구 주변부(43)로서, 마스크 주연부 얼라인먼트 마크(MAMc) 보다도 개구영역(41)에 가깝게 설치되어 있는 얼라인먼트 마크를 가리킨다. 개구 주변부(43)는, 마스크 프레임(Mb)의 내측으로서 마스크 박막(Ma)으로 이루어진 영역이다. 얼라인먼트 마크(AM)는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 직사각형의 마스크(M)의 개구영역(41)의 대향하는 두변측의 개구 주변부(43)에 해당하는 마스크 박막(Ma)에 설치되어도 좋다(따라서, 얼라인먼트 마크(AM)는'마스크 박막 얼라인먼트 마크'라고도 칭할 수 있음). 또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 얼라인먼트 마크(AM)는, 개구영역(41)의 네 변측의 개구 주변부(43)에 해당하는 마스크 박막(Mb) 모두에 설치되어도 좋다. 전술한 바와 같이, 마스크(M)는 테두리 형상의 마스크 프레임(Mb)에 마스크 박막(Ma)이 용접 고정된 구조의 마스크를 사용할 수 있다.
실시 형태에 따라서, 기판(S)의 패널영역 주변부로서, 기판 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc) 보다도 패널영역에 가까운 위치에, 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)가 추가로 설치되어 있어도 된다. 이 때, 기판(S)의 패널 얼라인먼크 마크(AMp)는, 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)에 대응하는 위치에 설치된다.
마스크 지지 유닛(123)은 마스크(M)의 마스크 프레임(Mb)을 지지하기 위한 수단이다. 마스크 지지 유닛(123)은, 마스크 지지 유닛 이동기구인 마스크 지지 유닛 승강기구(132)에 의하여 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 정전척(124)은 기판(S)을 흡착하여 보유지지하는 수단으로서, 기판흡착수단의 일례이다. 정전척(124)은, 기판흡착수단 이동기구인 정전척 승강기구(128)에 의하여 Z축 방향으로 이동될 수 있다.
마그넷판(130)은, 마스크(M)를 끌어당기기 위한 수단으로서, 마스크 견인수단으로의 일례이다. 마그넷판(130)은, 마스크 견인수단 이동기구인 마그넷판 승강기구(132)에 의하여 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 후술하는 패널 얼라인먼트 공정 시에, 마그넷판(130)이 정전척(124)쪽으로 이동(하강)되어 마스크(M)를 끌어당김으로서, 마스크(M)가 기판(S)의 성막면쪽으로 들어올려지도록 한다. 그리고 성막 공정시에는, 마그넷판(130)은 정전척(124)쪽으로 더 가깝게 이동(하강)되어 마스크(M)를 끌어당김으로서, 마스크(M)가 기판(S)에 밀착되도록 한다. 이와는 달리, 실시형태에 따라서는 마스크(M)가 마그넷판(130)쪽으로 이동(상승)되어도 된다.
위치조정기구(129)는, 얼라인먼트용 카메라(120a, 120b)로 취득한 화상에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 XYθ 방향으로 조정하는 얼라인먼트 스테이지 기구(얼라인먼트 수단)이다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 위치조정기구(129)는, 주연부 얼라인먼트 카메라(120a)에 의해 취득한 화상(제2 화상)에 있어서의, 기판 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc)와 마스크 주연부 얼라인먼트 마크(MAMc)의 위치정보에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 조정한다. 또한, 위치조정기구(129)는, 패널 얼라인먼트 카메라(20b)의 의해 취득한 화상(제1 화상)에 있어서의, 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)의 위치정보에 기초하여,기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 재조정한다. 실시 형태에 따라서는, 위치조정기구(129)는 제1 화상에 포함되어 있는 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)와 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)의 위치정보에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 재조정해도 된다.
얼라인먼트용 카메라(120a,120b)는, 주연부 얼라인먼트 카메라(120a)와 패널 얼라인먼트 카메라(120b)를 포함한다.
주연부 얼라인먼트 카메라(120a)는, 기판 주연부 얼라인먼트 마크(SMAc)와 마스크 주연부 얼라인먼트 마크(MAMc)를 포함하는 화상을 촬상하기 위한 것으로, 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc 및 MAMc)에 대응하는 위치에 설치된다. 일례로, 주연부 얼라인먼트 카메라(120a)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 직사각형의 기판(S) 또는 마스크(M)의 코너부 각각에 설치된 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc 및 MAMc)에 대응하는 위치에 설치된다.
패널 얼라인먼트 카메라(120b)는, 마스크(M)에 설치된 얼라인먼트 마크(AM)를 포함하는 화상을 촬상하기 위한 것이다. 패널 얼라인먼트 카메라(120b)는 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)에 대응하는 위치에 설치된다. 일례로, 패널 얼라인먼트 카메라(120b)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 개구영역(41)의 대향하는 양변측의 개구 주변부(43)에 설치된, 얼라인먼트 마크(AM)에 대응하는 위치에 설치된다.
제어부(131)는, 얼라인먼트 시스템(100)의 동작을 제어하기 위한 것으로서, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치의 확인 및 조정을 위하여 얼라인먼트 시스템(100)에 포함되는 구성요소들을 제어한다. 이러한 제어부(131)의 기능은, 얼라인먼트 시스템(100)용의 독립적인 기능 유닛으로서 구현되어도 되고, 또는 성막장치(11)의 제어부(31)의 일 기능 유닛으로서 구현되어도 된다.
제어부(131)는, 우선, 정전척 승강기구(128)와 마스크 지지 유닛 승강기구(128) 중에서 적어도 하나를 제어하여, 기판(S)과 마스크(M)와의 거리를 조정한다. 예컨대, 제어부(131)는, 주연부 얼라인먼트 공정을 수행하기 위하여 기판(S)과 마스크(M)를 근접시킨다. 그리고 제어부(131)는, 주연부 얼라인먼트 공정 후에 패널 얼라인먼트 공정을 수행하기 위하여, 기판(S)과 마스크(M)와의 거리가 더 가까워지도록 제어해도 된다.
그리고 제어부(131)는 마그넷판 승강기구(132)를 제어하여, 마스크(M)에 대한 마그넷판(130)의 거리를 조정한다. 예컨대, 제어부(131)는, 패널 얼라인먼트 공정을 위하여 기판(S)과 마스크(M)의 거리가 가까워진 때에, 마그넷판(130)이 마스크(M)쪽으로 이동되도록 제어하여, 마스크(M)가 기판(S)의 성막면쪽으로 들어올려지도록 한다.
제어부(131)는 또한 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc 및 MAMc)가 포함된 화상(제2 화상)을 취득하도록 주연부 얼라인먼트 카메라(120a)를 제어한 다음, 취득한 제2 화상에 포함된 기판 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc)와 마스크 주연부 얼라인먼트 마크(MAMc)를 이용하여 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 확인한다. 그리고 확인 결과, 기판(S)과 마스크(M)의 위치어긋남이 허용치 범위를 벗어나면, 위치조정기구(129)를 제어하여, 취득한 제2 화상에 포함된 기판 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc)와 마스크 주연부 얼라인먼트 마크(MAMc)의 위치정보에 기초하여 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 조정하도록 제어한다.
그리고 제어부(131)는 얼라인먼트 마크(AM)가 포함된 화상(제1 화상)을 취득하도록 패널 얼라인먼트 카메라(120b)를 제어한 다음, 취득한 제1 화상에 포함된 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)를 이용하여 기판(S)의 패널영역과 마스크(M)의 개구영역의 상대위치를 확인한다(확인 수단). 실시 형태에 따라서는, 제1 화상에는 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)도 추가로 포함되어 있으며, 제어부(131)는 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)와 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)를 이용하여, 기판(S)의 패널영역과 마스크(M)의 개구영역의 상대위치를 확인해도 된다. 그리고 확인 결과, 기판(S)의 패널 영역과 마스크(M)의 개구영역의 위치어긋남이 허용치 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 제어부(131)는 위치조정기구(129)를 제어하여, 취득한 제1 화상에 포함된 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)의 위치정보에 기초하여 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 재조정하도록 제어한다. 실시 형태에 따라서는, 제어부(131)는 위치조정기구(129)를 제어하여, 취득한 제1 화상에 포함된 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)와 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)의 위치정보에 기초하여 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 재조정하도록 제어해도 된다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 제어부(131)의 제어에 의한, 주연부 얼라인먼트 공정과 패널 얼라인먼트 공정에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 얼라인먼트 시스템에서 주연부 얼라인먼트 공정을 위한 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 모식적으로 보여주는 단면도(도 5의 (a))와 평면도(도 5의 (b))이고, 도 6은 패널 얼라인먼트 공정을 위한 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 모식적으로 보여주는 단면도(도 6의 (a))와 평면도(도 6의 (b))이다. 도 5의 (b) 및 도 6의 (b)에서 실선으로 도시된 것은 기판(S)에 대한 평면도이고, 점선으로 도시된 것은 마스크(M)에 대한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 기판(S)과 마스크(M)는 소정의 간격으로 이격되어 있다. 기판(S)과 마스크(M) 사이의 간격은 특별한 제한이 없는데, 종래의 기판(S)과 마스크(M) 사이의 러프 얼라인먼트 공정이나 파인 얼라인먼트 공정에서의 간격과 동일하거나 또는 그 이상이어도 된다. 이 때, 마그넷판(130)은 마스크(M)에 자기력이 작용하지 않을 정도로 마스크(M)로부터 떨어진 위치에 배치되어 있다.
주연부 얼라인먼트 카메라(120a)로 기판(S)과 마스크(M) 각각의 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc 및 MAMc)가 포함된 화상(제2 화상)을 취득한 다음, 취득한 화상에 있어서의, 기판(S)과 마스크(M)의 각각의 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc 및 MAMc)의 위치정보에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 조정(얼라인먼트)한다. 이러한 상대위치의 조정은, 기판(S)과 마스크(M) 각각의 주연부 얼라인먼트 마크(AMc) 사이의 위치어긋남이 소정의 임계치 이하가 될 때까지 반복된다. 그 결과, 기판(S)과 마스크(M)가 정렬됨과 함께, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)도 서로 정렬된다.
계속해서 도 6을 참조하면, 정전척(124)을 하방으로 이동시켜 기판(S)과 마스크(M)를 상대적으로 접근시킨다. 실시형태에 따라서는, 마스크 지지 유닛(123)을 상방으로 이동시켜도 된다. 그 결과, 기판(S)과 마스크(M) 사이의 거리는, 도 5에 도시된 상태보다 가까워지지만, 서로 접촉하지 않은 정도로 이격되는 것이 바람직하다.
그리고 패널 얼라인먼트 카메라(120b)로 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)가 포함된 화상(제1 화상)을 취득한 다음, 취득한 화상에 있어서의, 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)를 이용하여, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)의 상대위치를 확인한다. 그리고 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)의 위치 어긋남이 허용치 범위를 벗어나면, 마스크(M)의 얼라인먼크 마크(AM)의 위치정보에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 재조정한다. 이에 의하면, 기판(S)과 마스크(M)를 상대적으로 가까이 가져갈 때, 의도하지 않은 접촉이나 승강 과정에서의 흔들림으로 인하여, 기판(S)과 마스크(M) 사이의 위치 어긋남이 초래되더라도, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)이 정렬되도록 할 수 있다.
그리고 기판(S)의 패널영역(41a) 주변부로서, 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)에 대응하는 위치에, 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)가 추가로 설치되어 있는 실시 형태의 경우에는, 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM) 및 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)가 포함된 화상(제1 화상)을 취득한 후에, 취득한 화상에 있어서, 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)와 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)를 이용하여, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)의 상대위치를 확인한다. 그리고 필요한 경우에는, 마스크(M)의 얼라인먼트 마크(AM)와 기판(S)의 패널 얼라인먼트 마크(AMp)의 위치정보에 기초하여 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 재조정해도 된다.
본 실시형태의 일 측면에 의하면, 정전척(124)을 하방으로 이동시켜 기판(S)과 마스크(M)를 상대적으로 접근시키는 것과 동시에 또는 그 이후에, 마그넷판(130)에 의한 자기력이 마스크(M)에 작용하도록, 마그넷판(130)을 정전척(124)쪽으로 이동시켜도 된다. 이에 의하면, 마스크(M)에 대한 마그넷판(130)의 거리가 가까워지므로, 마스크(M)가 마그넷판(130)쪽으로 당겨져서, 마스크(M)가 기판(S)의 성막면 방향으로 들어올려지게 된다. 그 결과, 패널 얼라인먼트 마크(AMp)를 이용한 얼라인먼트 공정의 정밀도가 향상된다.
<얼라인먼트 방법>
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 얼라인먼트 방법을 도시한 흐름도이다. 이하 도 7을 참조하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 조정(얼라인먼트)하는 방법에 대하여 설명한다.
우선, 기판(S)이 성막장치(11) 내로 반입되어 기판 지지 유닛(22)에 의해 지지된다. 이 때, 마스크(M)는, 마스크 지지 유닛(23)에 의해 지지되어 있다.
이어서, 정전척(24)을 기판 지지 유닛(22)에 지지되어 있는 기판(S)을 향해 접근시킨 후(예컨대, 정전척(24)을 기판(S)을 향해 하강시킨 후), 정전척(24)에 소정의 전압을 인가하여, 정전인력에 의해 기판(S)을 정전척(24)에 흡착시킨다. 그리고 정전척 액츄에이터(28) 및/또는 마스크 지지 유닛 액츄에이터(27)를 구동하여, 정전척(24)과 마스크 지지 유닛(23)을 상대적으로 접근시켜 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치가 소정의 계측위치가 되도록 한다(S1).
그리고, 주연부 얼라인먼트 카메라(120a)로, 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc 및 MAMc)가 포함된 화상(제2 화상)을 취득한다(S2). 일례로, 도시하지 않은 소정의 광원으로 얼라인먼트 마크를 조명한 상태에서, 주연부 얼라인먼트 카메라(120a)로, 직사각형의 기판(S) 및 마스크(M)의 코너부에 형성되어 있는 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc 및 MAMc)를 촬상하여, 화상을 취득할 수 있다.
그리고 단계 S2에서 취득한 제2 화상에 기초하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 1차적으로 조정한다(S3). 실시형태에 따라서는, 기판(S)의 주연부 얼라인먼트 마크(SAMc)와 마스크(M)의 주연부 얼라인먼트 마크(MAMc)의 위치어긋남이, 소정의 범위 이내에 들어올 때까지, 단계 S2와 단계 S3의 주연부 얼라인먼트 공정이 반복하여 수행되어도 된다. 단계 S2와 단계 S3의 주연부 얼라인먼트 공정은, 기판(S)과 마스크(M)의 위치를 개략적으로 조정하는 러프 얼라인먼트와, 기판(S)과 마스크(M)의 위치를 정밀하게 조정하는 파인 얼라인먼트를 포함해도 된다.
계속해서, 기판(S)과 마스크(M)를 추가적으로 근접시킨 후에, 마그넷판(130)을 마스크(M)에 근접시킨다(S4). 그 결과, 마스크(M)가 마그넷판(130)쪽으로 당겨져서, 위쪽으로 들어올려진 형태가 된다. 실시형태에 따라서는, 예컨대 단계 S1에서 기판(S)과 마스크(M)가 충분히 근접한 경우라면, 단계 S4에서는 기판(S)과 마스크(M)를 추가로 접근시키는 공정은 수행하지 않아도 된다. 또한, 마그넷판(130)을 마스크(M)에 근접시키는 공정은, 기판(S)과 마스크(M)를 근접시키는 공정과 동시에 수행되거나 먼저 수행되어도 된다.
계속해서, 마스크(M)가 기판(S)쪽으로 들어올려진 상태가 되면, 패널 얼라인먼트 카메라(120b)로 얼라인먼트 마크(AM)가 찍힌 화상(제1 화상)을 취득한다(S5). 일례로, 도시하지 않은 소정의 광원으로, 마스크(M)의 개구 주변부(42)에 설치되어 있는 얼라인먼트 마크(AM)를 조명한 상태에서, 패널 얼라인먼트 카메라(120b)로 촬상하여, 화상을 취득할 수 있다.
그리고 단계 S5에서 취득한 제1 화상을 이용하여, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)의 상대위치를 확인한다(S6). 그리고 단계 S6에서의 확인 결과, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)의 위치 어긋남이 허용치 범위를 벗어나면, 기판(S)과 마스크(M)의 위치를 2차적으로 재조정한다(S7). 실시형태에 따라서는, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)의 위치어긋남이, 소정의 범위(허용치 범위) 이내에 들어올 때까지, 단계 S5 내지 단계 S7의 패널 얼라인먼트 공정이 반복하여 수행되어도 된다.
본 실시형태에 의하면, 단계 S2와 단계 S3의 주연부 얼라인먼트 공정 이후에 추가로, 단계 S5에서 취득한 화상을 이용하여, 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)의 위치어긋남이 허용치 범위 이내인지를 확인하고 또한 필요한 경우에는 패널 얼라인먼트 공정을 추가로 수행하므로, 얼라인먼트 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<성막프로세스>
이하 본 실시형태에 따른 얼라인먼트 방법을 채용한 성막방법에 대하여 설명한다.
진공 용기(21)내의 마스크 지지 유닛(23)에 마스크(M)가 지지된 상태에서, 반송실(13)의 반송로봇(14)에 의해 성막장치(11)의 진공 용기(21)내로 기판(S)이 반입된다.
진공 용기(21)내로 진입한 반송로봇(14)의 핸드가 기판(S)을 기판 지지 유닛(22)의 지지부상에 재치한다.
이어서, 정전척(24)이 기판(S)을 향해 하강하여 기판(S)에 충분히 근접하거나 접촉한 후에, 정전척(24)에 소정의 전압을 인가하여 기판(S)을 흡착시킨다. 그리고 정전척(24)에 기판(S)이 흡착된 상태에서, 기판(S)의 마스크(M)에 대한 상대적인 위치어긋남을 계측하기 위해, 기판(S)을 마스크(M)를 접근시킨다.
기판(S)과 마스크(M)가 상대위치 계측위치까지 접근하면, 전술한 본 실시형태에 따른 얼라인먼트 방법에 따라, 얼라인먼트 공정을 진행한다. 즉, 기판(S)과 마스크(M)가 상대위치 계측위치까지 접근한 상태에서, 주연부 얼라인먼트 마크(AMc)가 포함된 화상에 기초하여 주연부 얼라인먼트 공정을 수행한 다음, 얼라인먼트 마크(AM)가 포함된 화상에 기초하여 패널 얼라인먼트 공정을 수행한다. 실시형태에 따라, 주연부 얼라인먼트 공정 이후에 기판(S)과 마스크(M)를 더 근접시켜도 된다. 그리고 패널 얼라인먼트 공정 전에, 마그넷판(130)을 마스크(M)에 근접시켜서, 마스크(M)가 기판(S)쪽으로 들어올려지도록 해도 된다.
본 실시형태의 얼라인먼트 방법에 의해, 기판(S)과 마스크(M) 사이의 상대위치 어긋남이 소정의 임계치(허용치)보다 작아지면, 증발원(25)의 셔터를 열고 마스크(M)를 통해 기판(S)에 증착재료를 증착시킨다.
원하는 두께까지 증착한 후, 정전척(24)에 인가되는 전압을 낮추어 마스크(M)를 분리하고, 정전척(24)에 기판(S)만이 흡착된 상태에서, 정전척 액츄에이터(28)에 의해, 기판을 상승시킨다.
또한, 얼라인먼트 마크(AM)가 포함된 화상이 기초하여 기판(S)의 패널영역(41a)과 마스크(M)의 개구영역(41b)의 위치어긋남이 허용치 범위 이내인지를 확인하는 과정은, 증발원(25)의 셔터를 열고 마스크(M)를 통해 기판(S)에 증착재료를 증착시키는 과정 중에 행해져도 된다.
이어서, 반송로봇(14)의 핸드가 성막장치(11)의 진공용기(21) 내로 들어오고 정전척(24)의 전극부 또는 서브전극부에 제로(0) 또는 역극성의 전압이 인가되어 기판(S)을 정전척(24)으로부터 분리한다. 분리된 기판을 반송로봇(14)에 의해 진공용기(21)로부터 반출한다.
이상의 설명에서는, 성막장치(11)는, 기판(S)의 성막면이 연직방향 하방을 향한 상태에서 성막이 이루어지는, 소위 상향증착방식(Depo-up)의 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않으며, 기판(S)이 진공용기(21)의 측면측에 수직으로 세워진 상태로 배치되고, 기판(S)의 성막면이 중력방향과 평행한 상태에서 성막이 이루어지는 구성이어도 된다.
<전자디바이스의 제조방법>
다음으로, 본 실시형태의 성막 장치를 이용한 전자 디바이스의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다.
우선, 제조하는 유기 EL 표시장치에 대해 설명한다. 도 8(a)는 유기 EL 표시장치(60)의 전체도, 도 8(b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다.
도 8(a)에 도시한 바와 같이, 유기 EL 표시장치(60)의 표시 영역(61)에는 발광소자를 복수 구비한 화소(62)가 매트릭스 형태로 복수 개 배치되어 있다. 상세 내용은 후술하지만, 발광소자의 각각은 한 쌍의 전극에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 가지고 있다. 또한, 여기서 말하는 화소란 표시 영역(61)에 있어서 소망의 색 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 지칭한다. 본 실시예에 관한 유기 EL 표시장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광소자(62R), 제2 발광소자(62G), 제3 발광소자(62B)의 조합에 의해 화소(62)가 구성되어 있다. 화소(62)는 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 황색 발광소자, 시안 발광소자, 백색 발광소자의 조합이어도 되며, 적어도 1 색 이상이면 특히 제한되는 것은 아니다.
도 8(b)는 도 8(a)의 A-B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(62)는 기판(63) 상에 양극(64), 정공 수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자 수송층(67), 음극(68)을 구비한 유기 EL 소자를 가지고 있다. 이들 중 정공 수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자 수송층(67)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시형태에서는, 발광층(66R)은 적색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(66G)는 녹색을 발하는 유기 EL 층, 발광층(66B)는 청색을 발하는 유기 EL 층이다. 발광층(66R, 66G, 66B)은 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광소자(유기 EL 소자라고 부르는 경우도 있음)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 양극(64)은 발광소자별로 분리되어 형성되어 있다. 정공 수송층(65)과 전자 수송층(67)과 음극(68)은, 복수의 발광소자(62R, 62G, 62B)와 공통으로 형성되어 있어도 좋고, 발광소자별로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 양극(64)과 음극(68)이 이물에 의해 단락되는 것을 방지하기 위하여, 양극(64) 사이에 절연층(69)이 설치되어 있다. 또한, 유기 EL 층은 수분이나 산소에 의해 열화되기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(70)이 설치되어 있다.
도 8(b)에서는 정공수송층(65)이나 전자 수송층(67)이 하나의 층으로 도시되었으나, 유기 EL 표시 소자의 구조에 따라서, 정공블록층이나 전자블록층을 포함하는 복수의 층으로 형성될 수도 있다. 또한, 양극(64)과 정공수송층(65) 사이에는 양극(64)으로부터 정공수송층(65)으로의 정공의 주입이 원활하게 이루어지도록 할 수 있는 에너지밴드 구조를 가지는 정공주입층을 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 음극(68)과 전자수송층(67) 사이에도 전자주입층이 형성될 수 있다.
다음으로, 유기 EL 표시장치의 제조 방법의 예에 대하여 구체적으로 설명한다.
우선, 유기 EL 표시장치를 구동하기 위한 회로(미도시) 및 양극(64)이 형성된 기판(63)을 준비한다.
양극(64)이 형성된 기판(63) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트로 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피 법에 의해 양극(64)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(69)을 형성한다. 이 개구영역이 발광소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.
절연층(69)이 패터닝된 기판(63)을 제1 유기재료 성막 장치에 반입하여 정전척으로 기판을 보유 지지하고, 정공 수송층(65)을 표시 영역의 양극(64) 위에 공통층으로서 성막한다. 정공 수송층(65)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공 수송층(65)은 표시 영역(61)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 고정밀의 마스크는 필요치 않다.
다음으로, 정공 수송층(65)까지 형성된 기판(63)을 제2 유기재료 성막 장치에 반입하고, 정전척으로 보유 지지한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 마스크를 정전척(24)에 기판(S)을 사이에 두고 흡착한 후, 기판(63)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에 적색을 발하는 발광층(66R)을 성막한다.
발광층(66R)의 성막과 마찬가지로, 제3 유기재료 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(66G)을 성막하고, 나아가 제4 유기재료 성막 장치에 의해 청색을 발하는 발광층(66B)을 성막한다. 발광층(66R, 66G, 66B)의 성막이 완료된 후, 제5 유기재료 성막 장치에 의해 표시 영역(61)의 전체에 전자 수송층(67)을 성막한다. 전자 수송층(67)은 3 색의 발광층(66R, 66G, 66B)에 공통의 층으로서 형성된다.
전자 수송층(67)까지 형성된 기판을 금속성 증착재료 성막 장치로 이동시켜 음극(68)을 성막한다.
본 발명에 따르면, 얼라인먼트 공정에서, 주연부 얼라인먼트 마크(AMc)가 포함된 화상을 취득하여 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 1차로 조정한 다음, 얼라인먼트 마크(AM)가 포함된 화상을 취득하여, 기판(S)과 마스크(M)의 상대위치를 확인하며, 필요한 경우에는 재조정한다. 이에 의해 얼라인먼트 공정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
그 후 플라스마 CVD 장치로 이동시켜 보호층(70)을 성막하여, 유기 EL 표시장치(60)를 완성한다.
절연층(69)이 패터닝 된 기판(63)을 성막 장치로 반입하고 나서부터 보호층(70)의 성막이 완료될 때까지는, 수분이나 산소를 포함하는 분위기에 노출되면 유기 EL 재료로 이루어진 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화될 우려가 있다. 따라서, 본 예에 있어서, 성막 장치 간의 기판의 반입, 반출은 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기 하에서 행하여진다.
상기 실시예는 본 발명의 일 예를 나타낸 것으로, 본 발명은 상기 실시예의 구성에 한정되지 않으며, 그 기술사상의 범위내에서 적절히 변형하여도 된다.
20: 얼라인먼트용 카메라
120a: 주연부 얼라인먼트 카메라
120b: 패널 얼라인먼트 카메라
22: 기판 지지 유닛
23, 123: 마스크 지지 유닛
24, 124: 정전척
25: 증발원
26: 기판 지지 유닛 Z 액츄에이터
27, 127: 마스크 지지 유닛 Z 액츄에이터
28, 128: 정전척 Z 액츄에이터
29, 129: 위치조정기구
30, 130: 마그넷판
31, 131: 제어부
41: 패널영역(41a)/개구영역(41b)
42: 주연부
43: 패널영역 주변부/개구영역 주변부
AM: 얼라인먼트 마크
AMc: 주연부 얼라인먼트 마크
SAMc: 기판 주연부 얼라인먼트 마크
MAMc: 마스크 주연부 얼라인먼트 마크
AMp: 패널 얼라인먼트 마크
120a: 주연부 얼라인먼트 카메라
120b: 패널 얼라인먼트 카메라
22: 기판 지지 유닛
23, 123: 마스크 지지 유닛
24, 124: 정전척
25: 증발원
26: 기판 지지 유닛 Z 액츄에이터
27, 127: 마스크 지지 유닛 Z 액츄에이터
28, 128: 정전척 Z 액츄에이터
29, 129: 위치조정기구
30, 130: 마그넷판
31, 131: 제어부
41: 패널영역(41a)/개구영역(41b)
42: 주연부
43: 패널영역 주변부/개구영역 주변부
AM: 얼라인먼트 마크
AMc: 주연부 얼라인먼트 마크
SAMc: 기판 주연부 얼라인먼트 마크
MAMc: 마스크 주연부 얼라인먼트 마크
AMp: 패널 얼라인먼트 마크
Claims (32)
- 테두리 형상의 마스크 프레임에 접합된 마스크 박막에 설치된 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막장치로서,
상기 기판과 상기 마스크와의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 수단과,
상기 마스크 박막에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 얼라인먼트 수단에 의하여 상기 얼라인먼트가 행해진 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 수단,
을 구비하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제1항에 있어서,
상기 얼라인먼트 수단은, 상기 기판의 주연부에 설치된 기판 주연부 얼라인먼트 마크와 전기 마스크의 주연부에 설치된 마스크 주연부 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크의 얼라인먼트를 수행하고,
상기 얼라인먼트 마크는, 상기 개구영역에 인접한 위치로서 상기 마스크 주연부 얼라인먼트 마크보다 상기 개구영역에 더 가까운, 개구영역 주변부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막장치로서,
상기 기판의 주연부에 설치된 기판 주연부 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 주연부에 설치된 마스크 주연부 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크와의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 수단과,
상기 마스크의 상기 개구영역에 인접한 위치로서 상기 마스크 주연부 얼라인먼트 마크보다 상기 개구영역에 더 가까운 개구영역 주변부에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 얼라인먼트 수단에 의해 상기 얼라인먼트가 행해진 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 수단,
을 구비하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 얼라인먼트 마크가 포함된 화상을 촬상하여 취득하기 위한 화상 획득 수단을 더 구비하고,
상기 확인 수단은, 획득한 상기 화상을 이용하여 상기 상대위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 얼라인먼트 수단은, 확인된 상기 상대위치가 허용치 범위를 벗어나면, 상기 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 기초하여, 상기 기판과 상기 마스크를 다시 얼라인먼트하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 확인수단은, 상기 마스크를 매개로 상기 패널영역에 증착재료를 성막하는 공정 중에, 상기 상대위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 기판은, 상기 얼라인먼트 마크에 대응하는 위치의 패널영역 주변부에 설치된 패널 얼라인먼트 마크를 포함하고,
상기 확인수단은, 상기 패널 얼라인먼트 마크도 함께 이용하여, 상기 상대위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 기판을 흡착하여 보유지지하는 기판흡착수단과,
상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 유닛과,
상기 얼라인먼트 마크를 촬상하는 패널 얼라인먼트 카메라와,
상기 기판흡착수단의 기판흡착면에 평행한 제1 방향과, 상기 기판흡착면에 평행하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향과, 상기 기판흡착면에 수직인 제3 방향을 축으로 하는 회전 방향 중에서 적어도 하나의 방향으로, 상기 기판흡착수단과 상기 마스크 지지 유닛 중에서 적어도 하나를 이동시켜, 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치를 조정하는 위치조정기구를 더 포함하고,
상기 확인 수단은, 상기 패널 얼라인먼트 카메라로 촬상하여 취득한 제1 화상을 이용하여, 상기 패널영역과 상기 개구영역의 상대위치를 확인하고, 확인된 상기 상대위치가 허용치 범위를 벗어나면, 상기 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 기초하여, 상기 위치조정기구에 의해, 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치를 조정하도록 제어하는 제어부인 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제8항에 있어서,
상기 기판흡착수단의 기판흡착면의 반대측에 배치되어 마스크를 끌어당기는 마스크 견인수단을 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 마스크 견인수단에 의해, 상기 마스크가 상기 기판과 접촉하지 않으면서 상기 기판 방향으로 들어올려지도록 한 다음, 상기 패널영역과 상기 개구영역의 상대위치를 확인하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제9항에 있어서,
상기 제3 방향으로 상기 마스크 견인수단을 이동시키기 위한 마스크 견인수단 이동기구를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 마스크가 상기 기판 방향으로 들어올려지도록, 상기 마스크 견인수단 이동기구에 의해, 상기 마스크 견인수단을 상기 마스크에 접근시키는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제8항에 있어서,
상기 얼라인먼트 마크는, 상기 하나 또는 복수의 개구영역 중 적어도 하나의 개구영역에 대하여, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각의 양측으로 인접한, 개구영역 주변부들 각각에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제11항에 있어서,
상기 패널 얼라인먼트 카메라는, 상기 얼라인먼트 마크에 대응하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제8항에 있어서,
상기 기판 및 상기 마스크 각각의 주연부에 설치된 주연부 얼라인먼트 마크를 촬상하는 주연부 얼라인먼트 카메라를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 위치조정기구에 의해, 상기 주연부 얼라인먼트 카메라로 촬상하여 취득한 제2 화상에 기초하여, 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치를 조정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제13항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제2 화상에 기초하여 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치를 조정한 이후에, 상기 제1 화상도 이용하여 상기 패널영역과 상기 개구영역의 상대위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제14항에 있어서,
상기 기판흡착면에 수직인 제3 방향으로 상기 기판흡착수단을 이동하기 위한 기판흡착수단 이동기구와, 상기 제3 방향으로 상기 마스크 지지 유닛을 이동하기 위한 마스크 지지 유닛 이동기구를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 위치조정기구에 의해, 상기 제2 화상에 기초하여 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치를 조정한 이후에, 상기 기판흡착수단 이동기구와 상기 마스크 지지 유닛 이동기구 중에서 적어도 하나에 의해, 상기 기판과 상기 마스크를 상대적으로 접근시킨 다음, 상기 제1 화상을 이용하여 상기 패널영역과 상기 개구영역의 상대위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제14항에 있어서,
상기 기판흡착면에 수직인 제3 방향으로 상기 마스크 견인수단을 이동시키기 위한 마스크 견인수단 이동기구를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제2 화상에 기초하여 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치를 조정한 이후에, 상기 마스크 견인수단 이동기구에 의해, 상기 마스크가 상기 기판 방향으로 들어올려지도록, 상기 마스크 견인수단을 상기 마스크에 근접시킨 다음, 상기 제1 화상을 이용하여 상기 패널영역과 상기 개구영역의 상대위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 제8항에 있어서,
상기 기판은, 상기 얼라인먼트 마크에 대응하는 위치의 패널영역 주변부에 설치된 패널 얼라인먼트 마크를 포함하고,상기 패널 얼라인먼트 카메라는, 상기 패널 얼라인먼트 마크도 같이 촬상하여 상기 제1 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
- 테두리 형상의 마스크 프레임에 접합된 마스크 박막에 설치된 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막방법으로서,
상기 기판과 상기 마스크의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계와,
상기 얼라인먼트 단계에서 상기 얼라인먼트를 수행한 후에, 상기 마스크 박막에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서, 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막방법으로서,
상기 기판의 주연부에 설치된 기판 주연부 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 주연부에 설치된 마스크 주연부 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 기판과 상기 마스크와의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계와,
상기 얼라인먼트 단계에서 상기 얼라인먼트를 수행한 후에, 상기 마스크의 상기 개구영역에 인접한 위치로서 상기 마스크 주연부 얼라인먼트 마크보다 상기 개구영역에 더 가까운 개구영역 주변부에 설치된 얼라인먼트 마크를 이용하여, 상기 기판의 패널영역과 상기 마스크의 개구영역의 상대위치를 확인하는 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제18항 또는 제19항에 있어서,
상기 확인 단계에서 확인된 상기 상대위치가 허용치 범위를 벗어나면, 상기 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 기초하여, 상기 기판의 성막면에 평행한 제1 방향과, 상기 성막면에 평행하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향과, 상기 성막면에 수직인 제3 방향을 축으로 하는 회전 방향 중에서 적어도 하나의 방향으로, 상기 기판과 상기 마스크 중에서 적어도 하나를 이동시켜, 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치를 조정하는 제1 상대위치조정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제20항에 있어서,
상기 확인 단계 이전에, 상기 마스크가 상기 기판과 접촉하지 않으면서 상기 기판 방향으로 들어올려지도록, 상기 마스크를 상기 기판 방향으로 끌어당기는 마스크 견인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제21항에 있어서,
상기 마스크 견인 단계에서는, 상기 기판에 대하여 상기 마스크의 반대쪽에 배치되어 상기 마스크를 끌어당기는 마스크 견인수단을, 상기 제3 방향을 따라 상기 마스크에 접근시키는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제18항 또는 제19항에 있어서,
상기 얼라인먼트 마크는, 상기 하나 또는 복수의 개구영역 중 적어도 하나의 개구영역에 대하여, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각의 양측으로 인접한, 개구영역 주변부들 각각에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제23항에 있어서,
상기 얼라인먼트 마크에 대응하는 위치에 각각 설치되어 있는 패널 얼라인먼트 카메라를 이용하여, 상기 얼라인먼트 마크를 촬상하여 제1 화상을 취득하는 제1 화상취득 단계를 더 포함것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제24항에 있어서,
상기 기판 및 상기 마스크 각각의 주연부에 형성된 주연부 얼라인먼트 마크를 촬영하여 제2 화상을 취득하는 제2 화상취득 단계와,
상기 제2 화상에 기초하여, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 중에서 적어도 하나의 방향으로, 상기 기판과 상기 마스크의 상대위치를 조정하는 제2 상대위치조정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제25항에 있어서,
상기 제2 상대위치조정 단계를 수행한 이후에 상기 확인단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제26항에 있어서,
상기 제2 상대위치조정 단계를 수행한 이후에, 상기 기판과 상기 마스크를 상대적으로 접근시킨 다음, 상기 확인단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제26항에 있어서,
상기 제2 상대위치조정 단계를 수행한 이후에, 상기 마스크가 상기 기판과 접촉하지 않으면서 상기 기판 방향으로 들어올려지도록, 상기 마스크를 상기 기판 방향으로 끌어당킨 다음, 상기 확인단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 제24항에 있어서,
상기 기판은, 상기 얼라인먼트 마크에 대응하는 위치의 패널영역 주변부에 설치된 패널 얼라인먼트 마크를 포함하고,
상기 제1 화상 취득 단계에서는 상기 패널 얼라인먼트 마크도 같이 촬상하여 상기 제1 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
- 컴퓨터에, 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능 기록매체로서,
상기 성막방법은, 제18항 또는 제19항에 기재된 성막방법인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 기록매체.
- 컴퓨터에, 하나 또는 복수의 개구영역을 갖는 마스크를 통해서 기판의 상기 개구영역에 대응하는 하나 또는 복수의 패널영역에 성막하는 성막방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 성막방법은, 제18항 또는 제19항에 기재된 성막방법인 것을 특징으로 하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 제18항 또는 제19항에 기재된 성막방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.
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