JP2019192899A - Vacuum system, substrate transfer system, manufacturing apparatus for electronic device, and manufacturing method for electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は装置内の真空バルブの開閉制御に関するものである。 The present invention relates to opening / closing control of a vacuum valve in an apparatus.
最近、フラットパネル表示装置として有機EL表示装置が脚光を浴びている。有機EL表示装置は自発光ディスプレイであり、応答速度、視野角、薄型化などの特性が液晶パネルディスプレイより優れており、モニタ、テレビ、スマートフォンに代表される各種携帯端末などで既存の液晶パネルディスプレイを速いスピードで代替している。また、自動車用ディスプレイ等にも、その応用分野を広げている。 Recently, organic EL display devices have attracted attention as flat panel display devices. The organic EL display device is a self-luminous display and has characteristics such as response speed, viewing angle, and thinning that are superior to those of liquid crystal panel displays. Existing liquid crystal panel displays are used in various portable terminals such as monitors, televisions, and smartphones. Is replaced at high speed. In addition, the field of application has been expanded to automobile displays.
有機EL表示装置の素子は、2つの向かい合う電極(カソード電極、アノード電極)の間に発光を起こす有機物層が形成された基本構造を持つ。有機ELディスプレイ素子の有機物層及び電極金属層は、真空チャンバー(真空容器)内で、画素パターンが形成されたマスクを介して基板に蒸着物質を蒸着させることで製造されるが、基板上の所望の位置に所望のパターンで蒸着物質を蒸着させるためには、基板への蒸着が行われる前にマスクと基板の相対的位置を高精度で調整しなければならない。 The element of the organic EL display device has a basic structure in which an organic material layer that emits light is formed between two opposing electrodes (a cathode electrode and an anode electrode). The organic material layer and the electrode metal layer of the organic EL display element are manufactured by depositing a deposition material on the substrate through a mask in which a pixel pattern is formed in a vacuum chamber (vacuum container). In order to deposit the deposition material in a desired pattern at the position, the relative position between the mask and the substrate must be adjusted with high accuracy before the deposition on the substrate.
このため、マスクと基板上にマーク(これをアライメントマークと称する)を形成し、これらのアライメントマークを成膜室に設置されたカメラで撮影してマスクと基板との相対的な位置ずれを測定する。マスクと基板の位置が相対的にずれた場合、これらのうち一つを相対的に移動させて相対的な位置を調整する。 For this reason, marks (referred to as alignment marks) are formed on the mask and the substrate, and these alignment marks are photographed with a camera installed in the film forming chamber to measure the relative displacement between the mask and the substrate. To do. When the positions of the mask and the substrate are relatively displaced, one of these is relatively moved to adjust the relative position.
一方、有機EL表示装置の製造ラインでは、有機物層及び電極金属層の蒸着が行われる成膜室、バッファ室、旋回室、アライメント室(パス室)、搬送室、マスク積載室などのチャンバーの内部空間を高真空状態に維持するためにクライオポンプを用いる。 On the other hand, in the production line of the organic EL display device, the inside of chambers such as a film forming chamber, a buffer chamber, a swirl chamber, an alignment chamber (pass chamber), a transfer chamber, and a mask loading chamber where the organic material layer and the electrode metal layer are deposited. A cryopump is used to maintain the space in a high vacuum state.
特許文献1(特開2000−9036号公報)には、クライオポンプを用いて、真空チャンバーを排気する技術が開示されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-9036) discloses a technique for evacuating a vacuum chamber using a cryopump.
クライオポンプは、チャンバー内の気体分子を極低温板に凝縮または吸着させて捕集することで、排気するポンプであり、クライオポンプによる排気は冷却を伴う。 The cryopump is a pump that exhausts gas molecules in the chamber by condensing or adsorbing the gas molecules on a cryogenic plate, and exhausting the cryopump is accompanied by cooling.
従って、真空チャンバー内に配置された基板の温度がクライオポンプからの冷気によって低下する場合があり、これによる基板の伸縮が、μm単位で行われるアライメントに影響を及ぼすことがある。 Accordingly, the temperature of the substrate disposed in the vacuum chamber may be lowered by the cool air from the cryopump, and the expansion and contraction of the substrate due to this may affect the alignment performed in units of μm.
本発明は、真空容器内での基板のアライメントの精度を向上することを目的とする。 An object of this invention is to improve the precision of the alignment of the board | substrate within a vacuum vessel.
本発明の第1態様による真空システムは、アライメントが行われる空間を真空排気する
ための真空システムであって、前記空間を排気するためのクライオポンプ(cryopump)と、前記空間と前記クライオポンプとの間に配置された接続開閉手段と、前記接続開閉手段の開閉動作を制御する制御手段とを含み、前記制御手段は、前記空間で前記アライメントが行われる期間のうち、少なくとも一部の期間において、前記接続開閉手段を閉めるように制御することを特徴とする。
A vacuum system according to a first aspect of the present invention is a vacuum system for evacuating a space in which alignment is performed, and includes a cryopump for evacuating the space, and the space and the cryopump. Connection opening and closing means disposed between, and control means for controlling the opening and closing operation of the connection opening and closing means, the control means in at least a part of the period in which the alignment is performed in the space, The connection opening / closing means is controlled to be closed.
本発明の第2態様による基板搬送システムは、基板を搬送するための基板搬送システムであって、真空容器と、前記真空容器に接続されたクライオポンプと、前記真空容器と前記クライオポンプとの間に配置された接続開閉手段と、前記真空容器内に配置された基板のアライメントを行うアライメント機構と、前記接続開閉手段の開閉動作を制御する制御手段とを含み、前記制御手段は、前記真空容器内で前記基板のアライメントが行われる期間のうち、少なくとも一部の期間において、前記接続開閉手段を閉めるように制御することを特徴とする。 A substrate transfer system according to a second aspect of the present invention is a substrate transfer system for transferring a substrate, the vacuum vessel, a cryopump connected to the vacuum vessel, and between the vacuum vessel and the cryopump. Connection opening / closing means, an alignment mechanism for aligning the substrate arranged in the vacuum container, and control means for controlling the opening / closing operation of the connection opening / closing means, the control means comprising the vacuum container The connection opening / closing means is controlled to be closed during at least a part of the period during which the substrate is aligned.
本発明の第3態様による電子デバイス製造装置は、複数の成膜室をそれぞれ含む複数のクラスタ装置と、基板の搬送方向において、上流側のクラスタ装置から前記基板を受けとって、下流側のクラスタ装置に前記基板を搬送する基板搬送システムとを含み、前記基板搬送システムは、本発明の第2態様による基板搬送システムであることを特徴とする。 An electronic device manufacturing apparatus according to a third aspect of the present invention includes: a plurality of cluster apparatuses each including a plurality of film forming chambers; and a downstream cluster apparatus that receives the substrate from the upstream cluster apparatus in the substrate transport direction. And a substrate transfer system for transferring the substrate, wherein the substrate transfer system is a substrate transfer system according to the second aspect of the present invention.
本発明の第4態様による電子デバイスの製造方法は、クライオポンプが接続開閉手段を介して接続された真空容器内を、前記接続開閉手段を開いて、前記クライオポンプで真空排気する工程と、真空排気された前記真空容器内に設置された基板支持台上に前記電子デバイス用の基板を配置する工程と、前記真空容器内で前記基板のアライメントを行う工程とを含み、前記アライメントを行う期間のうち、少なくとも一部の期間において、前記接続開閉手段を閉めることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electronic device comprising: a step of opening the connection opening / closing means and evacuating the inside of a vacuum vessel to which a cryopump is connected via connection opening / closing means; A step of arranging the substrate for the electronic device on a substrate support placed in the evacuated vacuum vessel, and a step of aligning the substrate in the vacuum vessel, Among these, the connection opening / closing means is closed in at least a part of the period.
本発明によれば、真空容器内での基板のアライメントの精度を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the precision of the alignment of the board | substrate within a vacuum vessel can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は、本発明の好ましい構成を例示的に表すものであり、本発明の範囲は、これらの構成に限定されない。また、以下の説明において、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理の流れ、製造条件、大きさ、材質、形状等は、特に特定的な記載がない限り、本発明の範囲をこれに限定しようとする趣旨ではない。 Hereinafter, preferred embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments and examples exemplify preferable configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these configurations. Further, in the following description, the hardware configuration and software configuration of the apparatus, the flow of processing, the manufacturing conditions, the size, the material, the shape, and the like will limit the scope of the present invention to this unless otherwise specified. Not intended.
本発明は、アライメントが行われる装置の内部空間を真空排気する真空システム、基板搬送システム、電子デバイス製造装置及び電子デバイスの製造方法に関するもので、特に、クライオポンプによって高真空排気された真空容器内で基板のアライメントを行う期間のうち、少なくとも一部の期間において、バルブによって真空容器へのクライオポンプの
接続を遮断することで、基板の位置による相対的熱膨張・収縮を均等にし、アライメントの精度を向上することができる技術に関するものである。
The present invention relates to a vacuum system that evacuates an internal space of an apparatus in which alignment is performed, a substrate transfer system, an electronic device manufacturing apparatus, and an electronic device manufacturing method, and more particularly, in a vacuum container that is highly evacuated by a cryopump. In at least a part of the period during which the substrate is aligned, the connection of the cryopump to the vacuum vessel is cut off by the valve, so that the relative thermal expansion and contraction due to the position of the substrate is made uniform, and the alignment accuracy It is related with the technique which can improve.
本発明は、平行平板の基板の表面に真空蒸着により所望のパターンの薄膜(材料層)を形成する装置に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属などの任意の材料を選択でき、また、蒸着材料としても、有機材料、無機材料(金属、金属酸化物など)などの任意の材料を選択できる。本発明の技術は、具体的には、有機電子デバイス(例えば、有機EL表示装置、薄膜太陽電池)、光学部材などの製造装置に適用可能である。なかでも、有機EL表示装置の製造装置は、基板の大型化あるいは表示パネルの高精細化により基板のより迅速かつ精密なアライメントが要求されているため、本発明の好ましい適用例の一つである。 The present invention can be preferably applied to an apparatus for forming a thin film (material layer) having a desired pattern by vacuum deposition on the surface of a parallel plate substrate. Arbitrary materials such as glass, resin, and metal can be selected as the material of the substrate, and any material such as organic material and inorganic material (metal, metal oxide, etc.) can be selected as the vapor deposition material. Specifically, the technology of the present invention can be applied to manufacturing apparatuses such as organic electronic devices (for example, organic EL display devices, thin film solar cells), optical members, and the like. In particular, an organic EL display device manufacturing apparatus is one of the preferred applications of the present invention because it requires faster and more precise alignment of the substrate due to an increase in the size of the substrate or a higher definition of the display panel. .
<電子デバイスの製造装置>
図1は、本発明による電子デバイス製造装置の構成の一例を示す模式図である。
<Electronic device manufacturing equipment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an electronic device manufacturing apparatus according to the present invention.
図1の電子デバイスの製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機EL表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば、フルサイズ(約1500mm×約1850mm)又はハーフカットサイズ(約1500mm×約925mm)の基板に有機ELの成膜を行った後、該基板を切り抜いて複数の小さなサイズのパネルに製作する。 The electronic device manufacturing apparatus of FIG. 1 is used, for example, for manufacturing a display panel of an organic EL display device for a smartphone. In the case of a display panel for a smartphone, for example, after forming an organic EL film on a full size (about 1500 mm × about 1850 mm) or half cut size (about 1500 mm × about 925 mm) substrate, Make small panels.
電子デバイスの製造装置は、一般的に図1に示すように、複数のクラスタ装置からなり、各クラスタ装置は、搬送室1と、搬送室1の周りに配置される複数の成膜室2と、使用前後のマスクが収納されるマスク積載室3を含む。搬送室1内には、基板Sを保持して搬送する搬送ロボットRが設置される。搬送ロボットRは、例えば、多関節アームに、基板Sを保持するロボットハンドが取り付けられた構造をもつロボットであり、各成膜室2またはマスク積載室3への基板S及びマスクの搬入及び搬出を行う。
As shown in FIG. 1, an electronic device manufacturing apparatus generally includes a plurality of cluster apparatuses. Each cluster apparatus includes a transfer chamber 1 and a plurality of
各成膜室2には、それぞれ成膜装置(蒸着装置とも称する)が設置される。搬送ロボットRとの基板Sの受け渡し、基板Sとマスクとの相対的な位置の調整(アライメント)、マスク上への基板Sの固定、成膜(蒸着)などの一連の成膜プロセスは、成膜装置によって自動的に行われる。
Each
各クラスタ装置の間には、基板Sの流れ方向において上流側のクラスタ装置から基板Sを受け取って、下流側のクラスタ装置に伝達する前に一時的に複数の基板Sを収納することができるバッファ室4と、バッファ室4から基板Sを受け取って、基板の向きを変える旋回室5と、旋回室5から基板Sを受け取って、下流側のクラスタ装置に伝達する前に後述のラフアライメントを行うアライメント室(パス室)6が設置される。
Between each cluster device, a buffer that can receive a substrate S from an upstream cluster device in the flow direction of the substrate S and temporarily store a plurality of substrates S before being transmitted to the downstream cluster device. The chamber 4 and the
旋回室5には、基板Sを回転させるための回転機構を設置することができる。回転機構の一例として、多関節アームに、基板Sを保持するロボットハンドが取り付けられた構造を有する搬送ロボットが用いられる。このような構成によって基板Sの向きを上流側と下流側のクラスタ装置で同一にすることができる。
A rotating mechanism for rotating the substrate S can be installed in the
アライメント室(パス室)6では、基板Sが搬送室1内の搬送ロボットRによってクラスタ装置に搬入される前に、位置ずれが発生した基板Sの位置を大まかに調整するラフアライメントが行われる。これによって、従来は成膜室2ごとに行われていたラフアライメントを、各成膜室2で行わなくてもよくなる。アライメント室(パス室)6におけるアライメント機構及びその動作については後述する。
In the alignment chamber (pass chamber) 6, before the substrate S is carried into the cluster apparatus by the transfer robot R in the transfer chamber 1, rough alignment is performed to roughly adjust the position of the substrate S where the positional deviation has occurred. This eliminates the need for rough alignment, which is conventionally performed for each
電子デバイス製造装置を構成する成膜室2、マスク積載室3、搬送室1、バッファ室4、旋回室5及びアライメント室6などは、電子デバイスの製造工程が行われる間、真空状態に維持される。このため、これらのチャンバーには該チャンバー内の空間を真空排気するための真空システムが設置される。
The
本明細書では、上流側のクラスタ装置と下流側のクラスタ装置との間に設置された、バッファ室4、旋回室5及びアライメント室(パス室)6を合わせて、中継装置と呼ぶ。また、中継装置と、中継装置内での基板のアライメント及び/又は、真空容器内の真空排気を制御する制御手段を合わせて基板搬送システムと呼ぶ。
In this specification, the buffer chamber 4, the
図1を参照して、本発明の電子デバイス製造装置の構成について説明したが、本発明の電子デバイス製造装置の構成はこれに限定されず、他のチャンバーを有してもよく、チャンバー間の配置が変わってもいい。 Although the configuration of the electronic device manufacturing apparatus according to the present invention has been described with reference to FIG. 1, the configuration of the electronic device manufacturing apparatus according to the present invention is not limited to this, and may have other chambers. The arrangement may be changed.
以下、アライメント室6を真空排気するための真空システム及び基板搬送システムの構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the vacuum system and the substrate transfer system for evacuating the
<真空システム及び基板搬送システム>
図2は、本発明による基板搬送システムを模式的に示す。図3は、アライメント室6の下面におけるアライメント機構及び真空装置の接続位置関係を示す図である。
<Vacuum system and substrate transfer system>
FIG. 2 schematically shows a substrate transfer system according to the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating a connection positional relationship between the alignment mechanism and the vacuum apparatus on the lower surface of the
図2に示したように、基板搬送システムは、内部が真空状態に維持される真空容器60と、真空容器60内で基板Sが載置される基板支持台10と、基板支持台10上の基板の位置を調整するためのアライメント機構と、真空容器60を真空排気するための真空装置と、アライメント機構によるアライメントの動作と真空装置による真空排気動作を制御するための制御部20とを含む。
As shown in FIG. 2, the substrate transfer system includes a
真空容器60の側壁には、基板Sが搬出入される基板搬出入口(基板の搬出入用ゲートバルブ)11、12が設置される。
Substrate carry-in / out ports (substrate carry-in / out gate valves) 11 and 12 through which the substrate S is carried in and out are installed on the side wall of the
本発明の真空装置は、真空容器60に接続されて真空容器60の内部空間を低真空(例えば、〜10−3Torr)に排気するためのラフ排気用ポンプ14と、真空容器60に接続されて真空容器60の内部空間を高真空(例えば、〜10−8Torr)に排気するためのクライオポンプ18と、クライオポンプ18に接続されたコンプレッサー19とを含む。真空装置と制御部20とが、真空システムを構成する。
The vacuum apparatus of the present invention is connected to the
クライオポンプ18は、真空容器60の底面に設置された排気口15、配管部16及び高真空排気用バルブ17(接続開閉手段)を介して真空容器60に接続される。
The
クライオポンプ18は、極低温板にチャンバー内の気体分子を凝縮または吸着させて捕集することによって真空容器60の内部空間を高真空に排気するポンプであり、極低温板(クライオパネルとも呼ばれる)と、極低温板の温度を下げるための冷凍機(不図示)とを含む。極低温板の表面には、凝縮された気体や水分を捕集するための多孔性層(不図示)が形成される。クライオポンプ18の冷凍機は、高圧に圧縮された冷媒(例えば、ヘリウムガス)を低圧に断熱膨張させることで、極低温板の温度を所定の極低温に下げることができる。
The
図2には、アライメント室6に一つのクライオポンプ18が設置されることを図示したが、本発明はこれに限定されず、実施環境によって複数の(例えば、2つの)クライオポンプ18を設置することができる。これにより、真空排気速度を高めて工程時間(Tac
t)を短縮することができ、真空容器60に接続された一つのクライオポンプ18による真空排気が正常に行われない場合であっても、他のクライオポンプにより真空容器60内を高真空状態に維持することができる。
Although FIG. 2 illustrates that one
t) can be shortened, and even if evacuation by one
コンプレッサー19は、クライオポンプ18の冷媒として使われるヘリウムガスを高圧に圧縮し、高圧のヘリウム冷媒をクライオポンプ18の冷凍機に提供する。
The
ラフ排気用ポンプ14は、真空容器60のチャンバー壁に設置されたラフ排気用バルブ13を介して、真空容器60に接続される。ラフ排気用ポンプ14は、クライオポンプ18が真空容器60の内部空間を高真空状態に排気する前に、真空容器60の内部空間を低真空状態(例えば、〜10−3Torr)に排気する。これにより、クライオポンプ18による真空排気の効率を向上させることができる。ラフ排気用ポンプ14は、通常、コンプレッサーが不要なロータリーポンプやドライポンプなどが用いられるが、本発明はこれに限定されない。また、図2には、真空容器60に一つのラフ排気用ポンプ14が設置されることを図示したが、本発明はこれに限定されず、具体的な実施環境によって複数の(例えば、2つの)ラフ排気用ポンプ14を設置することができる。
The
以下、本発明の真空システムを用いて真空容器60の内部空間を真空排気する過程を説明する。
Hereinafter, a process of evacuating the internal space of the
真空排気が開始されると、真空容器60の内部空間を低真空状態にするためにラフ排気用ポンプ14が作動する。つまり、真空容器60のチャンバー壁に設置されたラフ排気用バルブ13が開かれ、ラフ排気用ポンプ14が作動して真空容器60内を所定の低真空状態に排気する。
When evacuation is started, the
クライオポンプ18は、高真空排気用バルブ17が閉じた状態で作動し、クライオポンプ18の極低温板を所定の温度に冷却する。つまり、コンプレッサー19によって高圧に圧縮されたヘリウム冷媒がクライオポンプ18に供給され、クライオポンプ18の冷凍機で高圧のヘリウム冷媒が低圧に断熱膨張しながら、極低温板を所定の極低温の温度に冷却させる。
The
真空容器60内の圧力がラフ排気用ポンプ14によって所定の低真空圧力となり、クライオポンプ18の極低温板が所定の極低温に達すると、ラフ排気用バルブ13を閉め、高真空排気用バルブ17を開けて、排気口15及び配管部16を介し、真空容器60内に残っている気体及び水分などを極低温板に凝縮/吸着させ捕集/固定することによって、真空容器60の内部空間を所定の高真空雰囲気に排気する。つまり、低真空排気が行われた後にも真空容器60内に残っている気体や水分のうち、凝固点が比較的高いものは固体に凝縮させ、凝固点が低いものは、極低温板の表面上に設置された表面積の大きい多孔性物質の内部空間に閉じ込めておくことによって、真空容器60内に残っている気体や水分などを除去し、高真空状態に排気する。
When the pressure in the
制御部20は、このような真空システムの真空排気動作を制御する。つまり、制御部20はクライオポンプ18、これに接続されたコンプレッサー19及びラフ排気用ポンプ14などの動作を制御する。
The
本発明による基板搬送システムは、真空容器60内の基板支持台10上に置かれた基板Sのアライメントを行うためのアライメント機構を備え、制御部20は、アライメント機構によるアライメント動作を制御する。本実施例では、真空装置による真空排気動作を制御する制御部20がアライメント機構によるアライメント動作も制御するものと説明するが、本発明はこれに限らず、真空排気動作とアライメント動作を異なる制御部によって制
御してもいい。
The substrate transfer system according to the present invention includes an alignment mechanism for aligning the substrate S placed on the
アライメント機構は、基板Sが基板支持台10に置かれた位置情報を取得するための基板位置情報取得手段(アライメント用カメラ)22と、基板支持台10を基板支持台10の載置面に平行なX軸方向、X軸方向と交差するY軸方向、及びX軸方向とY軸方向と交差するZ軸方向を中心に回転するθ方向に駆動するためのXYθアクチュエータ21を含む。基板支持台10はXYθアクチュエータ21にシャフトを介して連結される。
The alignment mechanism includes substrate position information acquisition means (alignment camera) 22 for acquiring position information on the substrate S placed on the
アライメント用カメラ22は、基板Sの大まかな位置調整機能を行うための位置情報取得手段であり、成膜装置で使われるファインアライメント用カメラに比べて低解像度で、広視野角を持つカメラである。本実施例では、基板位置情報取得手段としてカメラを例示的に説明するが、本発明はこれに限定されず、他の構成、例えば、レーザ変位計を使ってもいい。
The
アライメント用カメラ22は、図2及び図3に示したように、真空容器60の鉛直方向の底面に設けられた窓40を介して、基板Sの特定の部分を撮影できるように設置される。例えば、アライメント用カメラ22は、基板Sの対角線上の二つのコーナーに対応する位置に設置される。ただし、本発明のアライメント用カメラ22の位置及び個数はこれに限定されない。例えば、アライメント用カメラ22は、基板Sの全てのコーナーに対応する部分に設置してもいい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
一方、本発明の基板搬送システムは、基板Sの亀裂を検知できる基板亀裂検知センサー23をさらに含むことができ、この基板亀裂検知センサー23は、図2及び図3に示したように、真空容器60の鉛直方向の底面に設けられた窓41を通じて、レーザーによる光量を測定し、基板Sの亀裂を検知する。
On the other hand, the substrate transfer system of the present invention may further include a substrate
また、XYθアクチュエータ21は、真空容器60の鉛直方向の底面の外側(大気側)に設置され、シャフトを介して基板支持台10に繋がっている。例えば、XYθアクチュエータ21は、図2に示したように、真空容器60の底面の大気側の中央部に設けられる。XYθアクチュエータ21は、サーボモータ(不図示)と、サーボモータからの回転駆動力を直線駆動力に転換するための動力転換機構(例えば、リニアガイド)(不図示)を通じてXYθ方向への駆動力を基板支持台10に伝達する。
Further, the
このようなXYθアクチュエータ21は、成膜室2での基板Sとマスク間の精細な位置調整に使われるファインアライメント用XYθアクチュエータに比べて、位置調整の精度は低いが、移動範囲が広く、調整可能な位置ずれの範囲も広い。
Such an
制御部20は、アライメント用カメラ22によって得られた、基板支持台10上の基板Sの位置情報(基板位置情報)に基づいて、XYθアクチュエータ21の駆動を制御する。
The
<中継装置内でのアライメント及びアライメント工程中の高真空排気用バルブの開閉制御>
上述したように、クラスタ装置の搬送室1内に基板Sが搬送される前に、基板Sの搬送方向における上流側の中継装置(バッファ室4、旋回室5、アライメント室6)で事前にラフアライメントを行い、クラスタ装置の成膜室2ではファインアライメントを行うことによって、アライメント工程を効率化し、工程時間を短縮することができる。ここでは、中継装置のうち、例えば、アライメント室6内でラフアライメント工程が行われる実施例について説明する。ただし、本発明はこれに限定されず、中継装置の他の部分、例えば、バッファ室4や旋回室5でアライメント工程を行っても良い。
<Alignment in the relay device and opening / closing control of the high vacuum exhaust valve during the alignment process>
As described above, before the substrate S is transferred into the transfer chamber 1 of the cluster apparatus, the upstream relay device (buffer chamber 4,
アライメント室6でのアライメント工程においては、基板の基準位置情報と、基板支持台10上に置かれた基板の位置情報である基板位置情報とに基づいて、基板支持台10上に置かれた基板の基準位置からの位置ずれ量を算出し、基板の位置を調整する。
In the alignment process in the
更に詳しく説明すると、まず、図4に示したように、真空容器60に固定された部材(基準マーク設置部31、32)に基準マーク311、321を設けて、この基準マーク311、321の位置情報から、基板の位置調整の基準となる基準位置情報を算出する。
More specifically, first, as shown in FIG. 4, reference marks 311 and 321 are provided on members (reference
例えば、基板支持台10に置かれた基板の対角上の二つのコーナー部に対応する位置に設けられた二つの基準マーク設置部31、32の基準マーク311,321、又はこれら二つの基準マーク311,321からXY方向に所定の距離だけ離れた位置にあると想定する二つの仮想基準マーク312,322を結ぶ線分の中心点の位置情報を、基板のアライメントの基準位置情報として制御部20のメモリ(不図示)に記憶しておく。
For example, the reference marks 311 and 321 of the two reference
次に、基板Sがアライメント室6に搬入されると、基板Sの対角上の二つのコーナー(または、基板のコーナーが面取りされている場合は、基板の隣接する二つの辺の延長線が交差する仮想コーナー)、或いは、基板の対角のコーナー部に形成される基板アライメントマーク(不図示)を、アライメント用カメラ22で撮影して、基板の対角上の二つのコーナー(仮想コーナー)の位置情報、或いは、基板アライメントマークの位置情報を画像処理によって取得する。そして、基板の二つのコーナー(仮想コーナー)、或いは二つのアライメントマークを結ぶ線分の中心点の位置座標を算出する。この基板の中心点の位置に関する情報が基板位置情報として用いられる。
Next, when the substrate S is carried into the
このように得られた基板位置情報及び制御部20のメモリに格納された基準位置情報に基づいて、基板の位置ずれ量を算出し、これに基づいて基板が置かれた基板支持台10をXYθアクチュエータ21によって動かして、基板の位置を調整する。本実施例においては、仮想基準マークの中心点の位置と基板支持台10に置かれた基板の中心点の位置を合わせる方式のアライメント動作を説明したが、本発明はこれに限定されず、具体的な実施環境に応じて、多様な方式でアライメントを行うことができる。
Based on the substrate position information obtained in this way and the reference position information stored in the memory of the
例えば、中心点ではなく、対角上の二つの仮想基準マークの位置と、基板支持台10に置かれた基板の対角上の二つのコーナー(仮想コーナー)又は基板アライメントマークの位置とを合わせる方式でアライメントを行ってもよい。また、基準マーク設置部31、32を別途設けずに、アライメント用カメラ22で撮像できる限り、真空容器60内の他の部分、例えば、基板支持台10に基準マークを形成してもよい。
For example, the positions of the two virtual reference marks on the diagonal, not the center point, and the two corners (virtual corners) on the diagonal of the substrate placed on the
以下、図2を参照して、アライメント室6でのアライメント工程における高真空排気用バルブ17の開閉制御について説明する。
Hereinafter, the opening / closing control of the high
本発明によれば、制御部20は、アライメント室6内で上述のアライメント動作を行う期間のうち、少なくとも一部の期間において高真空排気用バルブ17を閉めるように制御する。
According to the present invention, the
上述したように、クライオポンプ18による真空排気は、極低温への冷却を伴うので、アライメント室6内の温度が下がり、これによって基板Sの温度も下がる。
As described above, evacuation by the
ところが、図2に示したように、真空容器60の鉛直方向底面の大気側の中央部にはXYθアクチュエータ21が設置されるので、真空容器60内を真空排気するためのクライオポンプ18は、アライメント室6への基板の搬出口側または基板の搬入口側に偏って、
真空容器60に接続される。図3の符号30は、真空容器60内の基板支持台10とXYθアクチュエータ21を連結するシャフトが真空容器60の底面に接続する位置を示す。そのため、クライオポンプ18は、その設置位置を確保するために、真空容器60の搬出入口側に近い位置に設けられた排気口15と、排気口15に接続される配管部16を介して真空容器60に接続される。
However, as shown in FIG. 2, since the
Connected to the
このような、クライオポンプ18の接続位置のため、真空容器60の基板支持台10に置かれた基板は、クライオポンプ18に連結された排気口15に近くなるほど、その温度が低くなり、基板全体の温度が不均一になる。
Due to the connection position of the
つまり、基板Sにおいて、排気口15に近い部分の温度が、排気口15から遠く離れた部分の温度よりも下がり、これが基板アライメントの精度を落とす重要な要因となっている。基板Sは温度によって熱膨張・収縮するが、一つの基板内でのこのような不均一な温度分布が生じると、基板の各部分において、熱膨張量や熱収縮量が不均一になり、μm単位で行われる基板アライメントに影響を及ぼす。特に、成膜室2に比べて内部体積が相対的に小さなアライメント室6では、その影響がさらに大きくなる傾向があり、クライオポンプ18がアライメント室6の中央部を基準に搬入口側または搬出口側に偏ってアライメント室6の真空容器60に接続される場合、その影響がより大きくなる。
That is, in the substrate S, the temperature of the portion near the
したがって、少なくともアライメント室6内でアライメント工程が行われる間には、基板Sの全体的な温度を均一に維持することが望ましい。しかし、クライオポンプ18による真空排気は基板の不均一な冷却を伴うので、本発明では、制御部20がアライメント動作を行う期間のうち、少なくとも一部において高真空排気用バルブ17を閉めるように制御することで、アライメント動作中に、基板S内の不均一な温度分布による影響を最小化する構成を採用する。
Therefore, it is desirable to keep the entire temperature of the substrate S uniform at least during the alignment process in the
具体的には、クライオポンプ18によるアライメント工程への影響を最小化するために、アライメント工程が行われる期間において、高真空排気用バルブ17を閉めるように制御することが好ましい。
Specifically, in order to minimize the influence of the
例えば、制御部20は、基板Sがアライメント室6に搬入され、基板支持台10上に置かれた後に、高真空排気用バルブ17を閉め、基板Sのアライメントを行った後に、高真空排気用バルブ17を開けるように制御することができる。
For example, after the substrate S is carried into the
ただし、本発明はこれに限定されず、アライメント工程が行われる期間の一部において、高真空排気用バルブ17が閉まっているように制御してもよい。例えば、アライメント用カメラ22によって基板支持台10に置かれた基板のコーナー部、又は基板アライメントマークが撮影され、基板の基準位置からの位置ずれ量を算出している間は、高真空排気用バルブ17を閉めておき、基板の位置ずれ量の算出が終わってXYθアクチュエータ21により基板支持台10の移動/回転が始まると、高真空排気用バルブ17を開けるように制御してもいい。これによると、アライメント工程に対するクライオポンプ18の影響を低減させながらも、アライメント室6内の真空度の低下を抑えることができ、アライメント工程後に基板をアライメント室6から搬送室1に搬送する前に、アライメント室6を再び高真空状態にするのにかかる時間を短縮することができる。また、基板搬入後、基板が配置されている時間が一定時間をすぎてから、高真空排気用バルブ17が閉まるように制御してもいい。
However, the present invention is not limited to this, and the high
以下、本発明によって電子デバイスを製造する工程において、アライメント室6でのアライメントと、クライオポンプ18への接続開閉手段の開閉動作を制御する方法について説明する。
Hereinafter, a method for controlling the alignment in the
まず、本発明の基板搬送システム、例えば、アライメント室6の真空容器60に配管部を通じて接続された接続開閉手段としての高真空排気用バルブ17を開いて、クライオポンプ18によって真空容器60の内部空間を真空排気する。
First, the high
真空容器60が排気された後、真空容器60の基板搬入口から基板が搬入され、基板支持台10上に置かれる。
After the
続いて、本発明の一実施例によると、制御部20が高真空排気用バルブ17を閉め、基板支持台10上に置かれた基板に対して前述したアライメント工程を行う。例えば、アライメント用カメラ22で基板の対角上の両コーナー部を撮影して基板の基準位置からのずれ量を算出し、これに基づいて、基板支持台10をXYθアクチュエータ21によって駆動する。アライメント工程が行われた後、制御部20は、高真空排気用バルブ17を開いて、真空容器60内を再び高真空状態に排気する。続いて、基板支持台10上の基板を真空容器60の搬出口から搬出する。
Subsequently, according to an embodiment of the present invention, the
<電子デバイスの製造方法>
次に、本実施形態の真空システム及び基板搬送システムを用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機EL表示装置の構成及び製造方法を例示する。
<Method for manufacturing electronic device>
Next, an example of an electronic device manufacturing method using the vacuum system and the substrate transfer system of the present embodiment will be described. Hereinafter, as an example of an electronic device, a configuration and a manufacturing method of an organic EL display device will be exemplified.
まず、製造する有機EL表示装置について説明する。図5(a)は有機EL表示装置50の全体図、図5(b)は1画素の断面構造を表している。
First, an organic EL display device to be manufactured will be described. FIG. 5A shows an overall view of the organic
図5(a)に示すように、有機EL表示装置50の表示領域51には、発光素子を複数備える画素52がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域51において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。
As shown in FIG. 5A, in the
本実施例にかかる有機EL表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第1発光素子52R、第2発光素子52G、第3発光素子52Bの組合せにより画素52が構成されている。
In the case of the organic EL display device according to this example, the
画素52は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組合せで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも1色以上であれば特に制限されるものではない。
The
図5(b)は、図5(a)のA−B線における部分断面模式図である。画素52は、基板53上に、第1電極(陽極)54と、正孔輸送層55と、発光層56R、56G、56Bと、電子輸送層57と、第2電極(陰極)58を備える有機EL素子を有している。これらのうち、正孔輸送層55、発光層56R、56G、56B、電子輸送層57が有機層に当たる。また、本実施形態では、発光層56Rは赤色を発する有機EL層、発光層56Gは緑色を発する有機EL層、発光層56Bは青色を発する有機EL層である。発光層56R、56G、56Bは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子(有機EL素子と記述する場合もある)に対応するパターンに形成されている。また、第1電極54は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層55と電子輸送層57と第2電極58は、複数の発光素子52R、52G、52Bと共通で形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第1電極54と第2電極58とが異物によってショートするのを防ぐために、第1電極54間に絶縁層59が設けられている。さらに、有機EL層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機EL素子を保護するための
保護層60が設けられている。
FIG. 5B is a schematic partial cross-sectional view taken along the line AB of FIG. The
図5(b)では、正孔輸送層55や電子輸送層57が一つの層で示されているが、有機EL表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を含む複数の層で形成されてもよい。また、第1電極54と正孔輸送層55との間には第1電極54から正孔輸送層55への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成することもできる。同様に、第2電極58と電子輸送層57の間にも電子注入層が形成されことができる。
In FIG. 5B, the
次に、有機EL表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。 Next, an example of a method for manufacturing an organic EL display device will be specifically described.
まず、有機EL表示装置を駆動するための回路(不図示)および第1電極54が形成された基板53を準備する。
First, a circuit (not shown) for driving the organic EL display device and a
第1電極54が形成された基板53の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第1電極54が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層59を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
An acrylic resin is formed by spin coating on the
絶縁層59がパターニングされた基板53を第1の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、正孔輸送層55を、表示領域の第1電極54の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層55は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層55は表示領域51よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。
The
次に、正孔輸送層55までが形成された基板53を第2の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板53の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層56Rを成膜する。本発明においては、成膜装置内で基板に成膜を行う前に、中継装置、例えば、アライメント室6でラフアライメントを行い、成膜装置では、これより位置調整の精度の高いファインアライメントを行う。特に、アライメント室6で行われるラフアライメントの精度を上げるために、アライメント室6でのアライメント工程の間、アライメント室6へのクライオポンプ18の接続を遮断する。
Next, the
発光層56Rの成膜と同様に、第3の成膜装置により緑色を発する発光層56Gを成膜し、さらに第4の成膜装置により青色を発する発光層56Bを成膜する。発光層56R、56G、56Bの成膜が完了した後、第5の成膜装置により表示領域51の全体に電子輸送層57を成膜する。電子輸送層57は、3色の発光層56R、56G、56Bに共通の層として形成される。
Similarly to the formation of the
電子輸送層57までが形成された基板をスパッタリング装置に移動し、第2電極58を成膜し、その後プラズマCVD装置に移動して保護層60を成膜して、有機EL表示装置50が完成する。
The substrate on which the
絶縁層59がパターニングされた基板53を成膜装置に搬入してから保護層60の成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機EL材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。
When the
前記実施例は本発明の一例を示したものであり、本発明は前記実施例の構成に限られず、その技術思想の範囲内において適宜変形しても構わない。 The above embodiment shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and may be appropriately modified within the scope of its technical idea.
1: 搬送室
2: 成膜室
3: マスク積載室
4: バッファ室
5: 旋回室
6: アライメント室(パス室)
10: 基板支持台
11: 基板搬入口(基板搬入用ゲートバルブ)
12: 基板搬出口(基板搬出用ゲートバルブ)
13: ラフ排気用バルブ
14: ラフ排気用ポンプ
15: 排気口
16: 配管部
17: 高真空排気用バルブ
18: クライオポンプ
19: コンプレッサー
20: 制御部
21: XYθアクチュエータ
22: アライメント用カメラ
23: 基板亀裂検知センサー
30: 基板支持台と基板アライメント機構との接続部
31、32: 基準マーク設置部
40: アライメントカメラ用窓
41: 基板亀裂検知センサー用窓
60: 真空容器
311、312: 基準マーク
321、322: 仮想基準マーク
1: Transfer chamber 2: Film formation chamber 3: Mask loading chamber 4: Buffer chamber 5: Swivel chamber 6: Alignment chamber (pass chamber)
10: Substrate support 11: Substrate carry-in port (gate valve for substrate carry-in)
12: Substrate unloading port (Gate valve for substrate unloading)
13: Rough exhaust valve 14: Rough exhaust pump 15: Exhaust port 16: Piping section 17: High vacuum exhaust valve 18: Cryo pump 19: Compressor 20: Control section 21: XYθ actuator 22: Alignment camera 23: Substrate Crack detection sensor 30:
Claims (25)
前記空間を排気するためのクライオポンプ(cryopump)と、
前記空間と前記クライオポンプとの間に配置された接続開閉手段と、
前記接続開閉手段の開閉動作を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記空間で前記アライメントが行われる期間のうち、少なくとも一部の期間において、前記接続開閉手段を閉めるように制御することを特徴とする、真空システム。 A vacuum system for evacuating a space in which alignment is performed,
A cryopump for exhausting the space;
Connection opening and closing means disposed between the space and the cryopump;
Control means for controlling the opening and closing operation of the connection opening and closing means,
The vacuum system according to claim 1, wherein the control means controls the connection opening / closing means to be closed during at least a part of a period in which the alignment is performed in the space.
真空容器と、
前記真空容器に接続されたクライオポンプと、
前記真空容器と前記クライオポンプとの間に配置された接続開閉手段と、
前記真空容器内に配置された基板のアライメントを行うアライメント機構と、
前記接続開閉手段の開閉動作を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記真空容器内で前記基板のアライメントが行われる期間のうち、少なくとも一部の期間において、前記接続開閉手段を閉めるように制御することを特徴とする基板搬送システム。 A substrate transfer system for transferring a substrate,
A vacuum vessel;
A cryopump connected to the vacuum vessel;
Connection opening and closing means disposed between the vacuum vessel and the cryopump;
An alignment mechanism for aligning the substrate disposed in the vacuum vessel;
Control means for controlling the opening and closing operation of the connection opening and closing means,
The substrate transfer system, wherein the control means controls the connection opening / closing means to be closed during at least a part of a period during which the alignment of the substrate is performed in the vacuum vessel.
前記制御手段は、前記基板が前記基板支持台上に置かれた後に、前記接続開閉手段を閉めるように制御することを特徴とする請求項4に記載の基板搬送システム。 A substrate support for supporting the substrate in the vacuum vessel;
5. The substrate transfer system according to claim 4, wherein the control unit controls the connection opening / closing unit to be closed after the substrate is placed on the substrate support.
前記アライメント機構は、前記基板支持台を駆動するための基板支持台駆動機構と、前記真空容器に対する基板の位置を示す基板位置情報を取得するための基板位置情報取得手段とを含むことを特徴とする請求項4に記載の基板搬送システム。 A substrate support for supporting the substrate in the vacuum vessel;
The alignment mechanism includes a substrate support drive mechanism for driving the substrate support, and substrate position information acquisition means for acquiring substrate position information indicating the position of the substrate with respect to the vacuum container. The substrate transfer system according to claim 4.
前記基板亀裂検知センサーは、レーザーによる光量測定を通じて前記基板の亀裂を検知することを特徴とする請求項4〜請求項15のうちいずれか一項に記載の基板搬送システム。 A substrate crack detection sensor for detecting a crack of the substrate carried into the vacuum container;
The substrate transport system according to any one of claims 4 to 15, wherein the substrate crack detection sensor detects a crack in the substrate through light quantity measurement using a laser.
複数の成膜室をそれぞれ含む複数のクラスタ装置と、
基板の搬送方向において、上流側のクラスタ装置から前記基板を受けとって、下流側のクラスタ装置に前記基板を搬送する基板搬送システムとを含み、
前記基板搬送システムは、請求項4〜請求項16のいずれか一項に記載の基板搬送システムであることを特徴とする電子デバイス製造装置。 An electronic device manufacturing apparatus,
A plurality of cluster apparatuses each including a plurality of film forming chambers;
A substrate transport system for receiving the substrate from the upstream cluster device in the substrate transport direction and transporting the substrate to the downstream cluster device;
The said board | substrate conveyance system is a board | substrate conveyance system as described in any one of Claims 4-16, The electronic device manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記基板搬送システムは、前記下流側のクラスタ装置の搬送室に接続され、前記下流側のクラスタ装置の前記搬送室に基板を搬送することを特徴とする請求項17に記載の電子デバイス製造装置。 The cluster apparatus further includes a transfer chamber connected to the plurality of film forming chambers,
The electronic device manufacturing apparatus according to claim 17, wherein the substrate transfer system is connected to a transfer chamber of the downstream cluster device and transfers the substrate to the transfer chamber of the downstream cluster device.
クライオポンプが接続開閉手段を介して接続された真空容器内を、前記接続開閉手段を開いて、前記クライオポンプで真空排気する工程と、
真空排気された前記真空容器内に設置された基板支持台上に前記電子デバイス用の基板を配置する工程と、
前記真空容器内で前記基板のアライメントを行う工程とを含み、
前記アライメントを行う期間のうち、少なくとも一部の期間において、前記接続開閉手段を閉めることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 An electronic device manufacturing method comprising:
A step of opening the connection opening / closing means and evacuating the cryopump with the cryopump, wherein the cryopump is connected via the connection opening / closing means;
Placing the electronic device substrate on a substrate support placed in the evacuated vacuum vessel; and
Including aligning the substrate in the vacuum vessel,
The method for manufacturing an electronic device, wherein the connection opening / closing means is closed during at least a part of the alignment period.
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