KR20200048840A - 정전척 시스템, 성막장치, 흡착방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법 - Google Patents

정전척 시스템, 성막장치, 흡착방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 정전척 시스템은, 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하며, 상기 정전척 플레이트부는, 상기 절결부와 이웃하는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 절결부로부터 떨어지게 배치된 제2 영역을 가지며, 상기 정전 플레이트부의 상기 제1 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력은, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력보다 큰 것을 특징으로 한다.

Description

정전척 시스템, 성막장치, 흡착방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법{ELECTROSTATIC CHUK SYSTEM, APPARATUS FOR FORMING FILM, ADSORPTION METHOD, METHOD FOR FORMING FILM, AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 정전척 시스템, 성막장치, 흡착방법, 성막방법 및 전자 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.
유기 EL 표시장치(유기 EL 디스플레이)의 제조에 있어서는, 유기 EL 표시장치를 구성하는 유기 발광소자(유기 EL 소자; OLED)를 형성할 때에, 성막장치의 증착원으로부터 증발한 증착재료를 화소 패턴이 형성된 마스크를 통해 기판에 증착시킴으로써, 유기물층이나 금속층을 형성한다.
상향 증착 방식(Depo-up)의 성막장치에 있어서, 증착원은 성막장치의 진공용기의 하부에 설치되고, 기판은 진공용기의 상부에 배치되며, 기판의 하면에 증착이 이루어진다. 이러한 상향 증착 방식의 성막장치의 진공용기 내에서, 기판은 그 하면의 주연부만이 기판홀더에 의해 보유 및 지지되기 때문에, 기판이 그 자중에 의해 처지며, 이것이 증착정밀도를 떨어뜨리는 하나의 요인이 되고 있다. 상향증착방식 이외의 방식의 성막장치에 있어서도, 기판의 자중에 의한 처짐은 발생할 가능성이 있다.
기판의 자중에 의한 처짐을 저감하기 위한 방법으로서 정전척을 사용하는 기술이 검토되고 있다. 즉, 기판의 상면을 그 전체에 걸쳐 정전척으로 흡착함으로써 기판의 처짐을 저감할 수 있다.
특허문헌 1에는, 정전척으로 기판 및 마스크를 흡착하는 기술이 제안되어 있다.
한국특허공개공보 제2007-0010723호
그러나, 특허문헌 1에는, 정전척에 구멍과 같은 절결부가 설치되는 구성 및 이러한 구성에 있어서의 정전척의 흡착력 제어에 대해서는 개시가 없다.
본 발명은, 정전척에 절결부가 설치된 경우라도 피흡착체를 양호하게 정전척에 흡착하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 정전척 시스템은, 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하며, 상기 정전척 플레이트부는, 상기 절결부와 이웃하는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 절결부로부터 떨어지게 배치된 제2 영역을 가지며, 상기 정전 플레이트부의 상기 제1 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력은, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 양태에 따른 정전척 시스템은, 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서, 복수의 전극부를 가지며, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부와, 상기 복수의 전극부에의 전압의 인가를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 복수의 전극부 중 제1 전극부에 인가되는 전압이 상기 절결부로부터 상기 제1 전극부보다 멀리 떨어진 제2 전극부에 인가되는 전압보다 크도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 양태에 따른 성막장치는, 기판에 마스크를 통하여 성막을 행하기 위한 성막장치로서, 적어도 상기 기판을 흡착하기 위한 정전척 시스템을 포함하며, 상기 정전척 시스템은 본 발명의 제1 양태 또는 제2 양태에 따른 정전척 시스템인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 양태에 따른 흡착방법은, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하는 정전척에 피흡착체를 흡착시키는 방법으로서, 상기 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 흡착단계를 포함하고, 상기 흡착단계에서는, 상기 절결부와 이웃하는 제1 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위면적당의 정전인력이, 상기 제1 영역보다 상기 절결부로부터 떨어져 배치된 제2 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위면적당의 정전인력보다 큰 상태에서, 상기 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5 양태에 따른 흡착방법은, 복수의 전극부를 가지며, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하는 정전척에 피흡착체를 흡착시키는 방법으로서, 상기 복수의 전극부에 전압을 인가하여 상기 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 흡착단계를 포함하며, 상기 흡착단계에서는, 상기 복수의 전극부 중 제1 전극부에, 상기 절결부로부터 상기 제1 전극부보다 멀리 떨어진 제2 전극부보다 큰 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제6 양태에 따른 성막방법은, 기판에 마스크를 통하여 증착재료를 성막하는 성막방법으로서, 진공용기 내로 마스크를 반입하는 단계와, 상기 진공용기 내로 기판을 반입하는 단계와, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트를 포함하는 정전척에 상기 기판을 흡착시키는 제1 흡착단계와, 상기 기판을 사이에 두고 상기 정전척에 상기 마스크를 흡착시키는 제2 흡착단계와, 상기 정전척에 상기 기판 및 상기 마스크가 흡착된 상태에서, 상기 증착재료를 방출시켜 상기 마스크를 통해 상기 기판에 상기 증착재료를 성막하는 단계를 포함하고, 상기 제1 흡착단계와 상기 제2 흡착단계 중 적어도 하나의 흡착단계에서는, 상기 절결부와 이웃하는 제1 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위면적당의 정전인력이, 상기 제1 영역보다 상기 절결부로부터 떨어져 배치된 제2 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위면적당의 정전인력보다 큰 상태에서, 상기 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7 양태에 따른 성막방법은, 기판에 마스크를 통하여 증착재료를 성막하는 성막방법으로서, 진공용기 내로 마스크를 반입하는 단계와, 상기 진공용기 내로 기판을 반입하는 단계와, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하는 정전척의 복수의 전극부에 전압을 인가하여 상기 정전척에 상기 기판을 흡착시키는 제1 흡착단계와, 상기 정전척의 상기 복수의 전극부에 전압을 인가하여 상기 정전척에 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 흡착시키는 제2 흡착단계와, 상기 정전척에 상기 기판 및 상기 마스크가 흡착된 상태에서, 상기 증착재료를 방출시켜 상기 마스크를 통해 상기 기판에 상기 증착재료를 성막하는 단계를 포함하고, 상기 제1 흡착단계와 상기 제2 흡착단계 중 적어도 하나의 흡착단계에서는, 상기 복수의 전극부 중 제1 전극부에, 상기 절결부로부터 제1 전극부보다 멀리 떨어진 제2 전극부보다 큰 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제8 양태에 따른 전자 디바이스의 제조방법은, 본 발명의 제6 또는 제7 양태에 따른 성막방법을 이용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 정전척에 절결부가 설치된 경우라도 피흡착체를 양호하게 정전척에 흡착할 수 있다.
도 1은 전자 디바이스의 제조 장치의 일부의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 성막장치의 모식도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척 시스템의 개념도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척의 모식적 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 정전척의 모식적 평면도이다.
도 4b 및 도 4c는 각각 도 4a의 AB 라인을 따라 절취한 정전척의 모식적 단면도이다.
도 5는 전자 디바이스를 나타내는 모식도이다.
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 장치에 적용할 수 있으며, 진공 증착에 의해 소망하는 패턴의 박막(재료층)을 형성하는 장치에 바람직하게 적용할 수 있다. 기판의 재료로는 유리, 고분자재료의 필름, 금속 등의 임의의 재료를 선택할 수 있고, 예컨대, 기판은 유리기판상에 폴리이미드 등의 필름이 적층된 기판이어도 된다. 또한 증착 재료로서도 유기 재료, 금속성 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 이하의 설명에서 설명하는 진공증착장치 이외에도, 스퍼터 장치나 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치를 포함하는 성막장치에도, 본 발명을 적용할 수 있다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 유기 전자 디바이스(예를 들면, 유기 EL 소자, 박막 태양 전지), 광학 부재 등의 제조 장치에 적용 가능하다. 그 중에서도, 증착재료를 증발시켜 마스크를 통해 기판에 증착시킴으로써 유기 EL 소자를 형성하는 유기 EL 소자의 제조장치는, 본 발명의 바람직한 적용예의 하나이다.
<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, 4.5세대의 기판(약 700 ㎜ × 약 900 ㎜)이나 6세대의 풀사이즈(약 1500 ㎜ × 약 1850 ㎜) 또는 하프컷 사이즈(약 1500 ㎜ × 약 925 ㎜)의 기판에 유기 EL 소자의 형성을 위한 성막을 행한 후, 해당 기판을 잘라 내어 복수의 작은 사이즈의 패널로 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, 증착원에 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, 성막장치(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 설치된다. 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.
이하, 성막장치(11)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
<성막장치>
도 2는 성막장치(11)의 구성을 나타낸 모식도이다. 이하의 설명에 있어서는, 연직 방향을 Z 방향으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 사용한다. 성막 시에 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 진공용기(21)와, 진공용기(21) 내에 설치되는 기판 지지 유닛(22)과, 마스크 지지 유닛(23)과, 정전척(24)과, 증착원(25)을 포함한다.
기판 지지 유닛(22)은 반송실(13)에 설치된 반송 로봇(14)이 반송하여 온 기판(S)을 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 기판 홀더라고도 부른다.
기판 지지 유닛(22)의 아래에는 마스크 지지 유닛(23)이 설치된다. 마스크 지지 유닛(23)은, 반송실(13)에 설치된 반송로봇(14)이 반송하여 온 마스크(M)를 수취하여, 보유 지지하는 수단으로서, 마스크 홀더라고도 부른다.
마스크(M)는, 기판(S) 상에 형성될 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 가지며, 마스크 지지 유닛(23)상에 재치된다. 특히, 스마트폰용 유기 EL 소자를 제조하는데 사용되는 마스크는 미세한 개구패턴이 형성된 금속제 마스크로서, FMM(Fine Metal Mask)이라고도 부른다.
기판 지지 유닛(22)의 상방에는 기판 및/또는 마스크를 정전 인력에 의해 흡착하여 고정하기 위한 정전척(24)이 설치된다. 즉, 정전척(24)은 성막전에 기판(S, 제1 피흡착체)을 흡착하여 보유지지하며, 실시형태에 따라서는 기판(S)너머로 마스크(M, 제2 피흡착체)도 흡착하여 보유지지하여도 된다. 그 후, 예컨대, 정전척(24)으로 기판(S)과 마스크(M)를 보유지지한 상태에서 성막을 행하며, 성막을 완료한 후에는 기판(S)과 마스크(M)에 대한 정전척(24)에 의한 보유지지를 해제한다.
정전척(24)은 유전체(예컨대, 세라믹재질) 매트릭스 내에 금속전극 등의 전기회로가 매설된 구조를 갖는다. 정전척(24)은, 쿨롱력 타입의 정전척이어도 되고, 존슨-라벡력 타입의 정전척이어도 되며, 그래디언트력 타입의 정전척이어도 된다. 정전척(24)은, 그래디언트력 타입의 정전척인 것이 바람직하다. 정전척(24)을 그래디언트력 타입의 정전척으로 함으로써, 기판(S)이 절연성 기판인 경우라도, 정전척(24)에 의해 양호하게 흡착될 수 있다. 정전척(24)이 쿨롱력 타입의 정전척인 경우에는, 금속전극에 플러스(+) 및 마이너스(-)의 전위가 인가되면, 유전체 매트릭스를 통해 기판(S)과 같은 피흡착체에 금속 전극과 반대극성의 분극전하가 유도되며, 이들간의 정전 인력에 의해 기판(S)이 정전척(24)에 흡착 고정된다.
정전척(24)은 하나의 플레이트로 형성되어도 되고, 복수의 서브플레이트를 가지도록 형성되어도 된다. 또한, 하나의 플레이트로 형성되는 경우에도 그 내부에 복수의 전기회로를 포함하여, 하나의 플레이트 내에서 위치에 따라 정전인력이 다르도록 제어할 수도 있다.
정전척(24)에는 하나 이상의 절결부(예컨대, 구멍)이 플레이트를 관통하도록 형성된다. 절결부는 예컨대, 기판(S)이나 마스크(M)에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크가 보이도록 하기 위한 얼라인먼트용 구멍이어도 되며, 정전척(24) 및 기판(S) 사이의 흡착도나 기판(S)과 마스크(M) 사이의 흡착 정도를 확인하기 위한 밀착도확인용 구멍이어도 된다. 얼라인먼트용 구멍은 예컨대, 장방형의 정전척 플레이트의 대각선 방향의 2개의 코너부 또는 4개의 코너부 전체에 각각 설치된다. 실시형태에 따라서는 대향하는 한 쌍의 변(예컨대, 단변)의 중앙에도 각각 얼라이먼트용 구멍이 추가로 설치되어 있어도 된다. 밀착도확인용 구멍은, 예컨대 정전척 플레이트의 중앙부를 관통하도록 뚫려 있어도 되고, 실시형태에 따라서는, 장방형의 정전척(24)의 대향하는 한쌍의 변(예컨대, 단변 또는 장변)의 중앙부에 설치되어도 된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 절결부는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다른 위치나 개수로 설치될 수 있다.
본 실시형태에서는 후술하는 바와 같이, 구멍에 이웃하는 정전척 플레이트의 일 영역(제1 영역)은, 제1 영역보다 구멍으로부터 멀리 떨어진 다른 영역(제2 영역)보다 단위면적당 정전인력이 크도록 정전척(24)이 구성된다. 본 실시형태에서는, 정전척(24)의 복수의 전극부 중 구멍(H)에 이웃하는 일 전극부(제1 전극부)에는, 제1 전극부보다 구멍(H)으로부터 멀리 떨어진 다른 전극부(제2 전극부)보다 큰 전압이 인가되도록 제어될 수도 있다.
이에 의하여, 제1 영역 (또는 제1 전극부)은 제2 영역 (또는 제2 전극부)에 비하여 상대적으로 강한 단위면적당 흡착력을 기판(S)이나 마스크(M)에 가한다. 따라서, 정전척(24)의 제1 영역 (또는 제1 전극부)에 구멍(H)이 이웃하여도, 제1 영역 (또는 제1 전극부)에 대응하는 기판(S)이나 마스크(M)의 부분(예컨대, 4개의 코너부 및/또는 중앙부)의 정전척(24)에의 밀착도를 높일 수 있다. 그 결과, 정전척(24)의 일부 위치에 구멍이 형성되어 있더라도, 기판(S)이나 마스크(M)는 전체적으로 양호하게 정전척(24)에 흡착될 수 있다.
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.
증착원(25)은 기판에 성막될 증착 재료가 수납되는 도가니(미도시), 도가니를 가열하기 위한 히터(미도시), 증착원으로부터의 증발 레이트가 일정해질 때까지 증착재료가 기판으로 비산하는 것을 막는 셔터(미도시) 등을 포함한다. 증착원(25)은 점(point) 증착원이나 선형(linear) 증착원 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.
진공용기(21)의 상부 외측(대기측)에는 기판 Z 액츄에이터(26), 마스크 Z 액츄에이터(27), 정전척 Z 액츄에이터(28), 위치조정기구(29) 등이 설치된다. 이들 액츄에이터와 위치조정장치는, 예컨대, 모터와 볼나사, 또는 모터와 리니어가이드 등으로 구성된다. 기판 Z 액츄에이터(26)는, 기판 지지 유닛(22)을 승강(Z방향 이동)시키기 위한 구동수단이다. 마스크 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 구동수단이다.
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, 진공용기(21)의 상면에 설치된 투명창과 정전척(24)에 설치된 얼라인먼트용 구멍을 통해 기판(S) 및 마스크(M)에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬영하기 위한 얼라인먼트용 카메라(20)를 설치하여도 된다. 본 실시예에 있어서는, 얼라인먼트용 카메라(20)는, 직사각형의 기판(S), 마스크(M) 및 정전척(24)의 대각선에 대응하는 위치 또는 직사각형의 4개의 코너부에 대응하는 위치에 설치하여도 된다.
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, 제1 피흡착체)과 마스크(M, 제2 피흡착체)의 위치정보에 기초하여, 기판(S, 제1 피흡착체)과 마스크(M, 제2 피흡착체)를 상대적으로 이동시켜 위치를 조정하는 얼라인먼트를 행한다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 진공용기(21)의 외측상면에는 진공용기(21)의 상면에 설치된 투명창과 정전척(24)에 뚫려 있는 밀착도확인용 구멍(H)을 통해 기판(S) 및/또는 마스크(M)의 밀착도를 확인하기 위한 밀착도확인용 카메라를 설치하여도 된다. 밀착도확인용 카메라는 밀착도 확인용 구멍(H)이 뚫려 있는 정전척(24)의 중앙부에 대응하는 위치에 설치하여도 되지만, 기판(S) 및/또는 마스크(M)에서 밀착도 확인이 필요한 다른 위치, 예컨대 정전척(24)의 장변 또는 단변의 중앙부에 대응하는 위치에 설치하여도 된다.
성막장치(11)는 제어부(40)를 구비한다. 제어부는 기판(S)의 반송 및 얼라인먼트, 증착원(25)의 제어, 성막의 제어 등의 기능을 갖는다. 제어부(40)는 또한 정전척(24)에의 전압의 인가를 제어하는 기능, 즉 후술하는 도 3a의 전압 제어부(32)의 기능을 가질 수 있다.
제어부(40)는 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어부(40)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(40)의 기능의 일부 또는 전부를 ASIC나 FPGA와 같은 회로로 구성하여도 좋다. 또한, 성막장치별로 제어부가 설치되어도 되고, 하나의 제어부가 복수의 성막장치를 제어하는 것으로 구성하여도 된다.
<정전척 시스템 및 흡착방법>
도 3a, 도 3b, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 실시형태에 따른 정전척 시스템(30) 및 흡착방법에 대하여 설명한다.
도 3a는 본 실시형태의 정전척 시스템(30)의 개념적인 블록도이고, 도 3b는 정전척(24)의 모식적 평면도이다. 그리고 도 4a는 일 실시형태에 따른 정전척(24)의 구성을 설명하기 위한 모식적 평면도이고, 도 4b 및 도 4c는 각각 도 4a의 정전척(24)을 AB 선을 따라 절취한 모식적 단면도이다.
본 실시형태의 정전척 시스템(30)은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 정전척(24), 전압 인가부(31) 및 전압 제어부(32)를 포함한다.
전압 인가부(31)는, 정전척(24)의 전극부에 정전인력을 발생시키기 위한 전압을 인가한다.
전압 제어부(32)는, 정전척 시스템(30)의 흡착공정 또는 성막장치(11)의 성막 프로세스의 진행에 따라 전압 인가부(31)로부터 전극부에 가해지는 전압의 크기, 전압의 인가 개시 시점, 전압의 유지 시간, 전압의 인가 순서 등을 제어한다. 전압 제어부(32)는 예컨대, 정전척(24)의 전극부에 포함되는 복수의 서브 전극부(241 ~ 249)에의 전압 인가를 서브 전극부별로 독립적으로 제어할 수 있다. 본 실시형태에서는, 전압 제어부(32)가 성막장치(11)의 제어부(40)와 별도로 구현되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 성막장치(11)의 제어부(40)에 통합되어도 된다.
정전척(24)은 유전체(예컨대, 세라믹재질) 매트릭스 내에 금속전극 등의 전기회로가 매설된 구조의 정전척 플레이트부(240)를 포함한다.
정전척 플레이트부(240)는 전극부(240a)와 유전체부(240b)을 포함한다. 전극부(240a)는 전압 인가부(31)에 의한 전압의 인가에 의하여 흡착면에 피흡착체(예컨대, 기판(S), 마스크(M))를 흡착시키기 위한 흡착력을 발생시킨다. 그리고 유전체부(240b)는 하나 이상의 유전체 물질로 형성되어서, 적어도 전극부(240a)와 상기 흡착면 사이에 개재된다. 정전척 플레이트부(240)는 기판(S)의 형상에 대응하는 형상, 예컨대, 장방형의 형상을 가져도 된다.
정전척 플레이트부(240)에는 하나 이상의 구멍(H)이 수직 방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 구멍(H)이 관통하는 부분에는 전극부가 형성되지 않는다. 구멍(H)은 아무것도 채워지지 않은 빈 공간이어도 되며, 실시형태에 따라서는 구멍(H)에 투명한 절연성 물질이 채워져 있어도 된다. 구멍(H)은, 예컨대 정전척(24)의 4개의 코너부에 설치된 얼라인먼트용 구멍 및/또는 정전척(24)의 중앙부에 설치된 밀착도확인용 구멍을 포함할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 전극부(240a)는 복수의 서브전극부(241 ~ 249)를 포함할 수 있다. 예컨대, 본 실시형태의 전극부(240a)는, 정전척 플레이트부(240)의 장변과 평행한 방향(Y방향) 및/또는 정전척 플레이트부(240)의 단변과 평행한 방향(X방향)을 따라 분할된 복수의 서브 전극부(241 내지 249)를 포함해도 된다. 도 3b에는 복수의 서브 전극부(241 내지 249)가, 정전척 플레이트부(240)의 전면에 있어서, 전극밀도가 균일하게 설치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 구멍(H)에 인접한지 여부에 따라서 영역별(흡착부별)로 전극밀도가 다르게 설치될 수도 있다.
각 서브 전극부는 정전흡착력을 발생시키기 위해 플러스(제1 극성) 및 마이너스(제2 극성)의 전위가 인가되는 전극쌍(33)을 포함한다. 예컨대, 각각의 전극쌍(33)은 플러스 전위가 인가되는 제1 전극(331)과 마이너스 전위가 인가되는 제2 전극(332)를 포함한다.
제1 전극(331) 및 제2 전극(332)은, 도 3b에 도시한 바와 같이, 각각 빗형상을 가진다. 예컨대, 제1 전극(331) 및 제2 전극(332)은 각각 복수의 빗살부 및 복수의 빗살부가 연결되는 기부(基部)를 가진다. 각 전극(331, 332)의 기부는 복수의 빗살부에 전위를 공급하며, 복수의 빗살부는 피흡착체와의 사이에서 정전흡착력을 발생시킨다. 하나의 서브 전극부 내에서 제1 전극(331)의 빗살부 각각은 제2 전극(332)의 빗살부 각각과 대향하도록 교대로 배치된다. 이처럼, 각 전극(331, 332)의 각 빗살부가 대향하고 또한 서로 얽힌 구성으로 함으로써, 다른 전위가 인가된 전극간의 간격을 좁힐 수 있고, 커다란 불평등 전계를 형성하여, 그래디언트력에 의해 기판(S)을 흡착할 수 있다.
본 실시예에서는, 정전척(24)의 서브 전극부(241 ~ 249)의 각 전극(331, 332)이 빗형상을 가지는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 피흡착체와의 사이에서 정전인력을 발생시킬 수 있는 한, 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 실시형태의 정전척(24)은 복수의 서브 전극부에 대응하는 복수의 흡착부를 가진다. 예컨대, 본 실시예의 정전척(24)은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 9개의 서브 전극부(241 ~ 249)에 대응하는 9개의 흡착부(141 ~ 149)를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(S) 및/또는 마스크(M)의 흡착을 보다 정밀하게 제어하기 위해, 이와 다른 개수의 흡착부를 가질 수도 있다.
흡착부는 정전척(24)의 장변 방향(Y축 방향) 및 단변 방향(X축 방향)으로 분할되도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 정전척(24)의 장변 방향 또는 단변 방향으로만 분할될 수도 있다. 복수의 흡착부는, 물리적으로 하나인 플레이트가 복수의 전극부를 가짐으로써 구현될 수도 있고, 물리적으로 분할된 복수의 플레이트 각각이 하나 또는 그 이상의 전극부를 가짐으로써 구현될 수도 있다.
도 3b에 도시한 실시예에 있어서, 복수의 흡착부 각각이 복수의 서브 전극부 각각에 대응하도록 구현할 수 있으나, 하나의 흡착부가 복수의 서브 전극부를 포함하도록 구현할 수도 있다.
예컨대, 전압 제어부(32)에 의한 서브 전극부(241 ~ 249)에의 전압의 인가를 제어함으로써, 후술하는 바와 같이, 기판(S)의 흡착진행 방향(X 방향)과 교차하는 방향(Y방향)으로 배치된 3개의 서브 전극부(241, 244, 247)가 하나의 흡착부를 이루도록 할 수 있다. 즉, 3개의 서브 전극부(241, 244, 247) 각각은 독립적으로 전압 제어가 가능하지만, 이들 3개의 서브 전극부(241, 244, 247)에 동시에 전압이 인가되도록 제어함으로써, 이들 3개의 서브 전극부(241, 244, 247)가 하나의 흡착부로서 기능하게 할 수 있다. 복수의 흡착부 각각에 독립적으로 기판 흡착이 이루어질 수 있는 한, 그 구체적인 물리적 구조 및 전기회로적 구조는 다를 수 있다.
본 발명 실시형태에 의하면, 정전척 플레이트부(240)는, 구멍(H)에 이웃한 제1 영역(101, 101a, 101b)에서의 기판(S)에 대한 면적당 정전인력이 제1 영역(101, 101a, 101b) 이외의 영역, 즉 제1 영역(101, 101a, 101b) 보다 구멍(H)으로부터 멀리 떨어진 제2 영역(102)에서의 면적당 정전인력보다 크도록 구성된다. 이에 의하면, 제1 영역(101, 101a, 101b)에서 상대적으로 큰 면적당 정전인력이 인가되므로, 정전척 플레이트부(240)에 뚫려 있는 구멍(H)으로 인하여 해당 부분, 예컨대 기판의 4개의 코너부 및/또는 중앙부에서 약해진 기판(S)에 대한 흡착력을 보완할 수 있다. 따라서 정전척 플레이트부(240)의 제1 영역(101, 101a, 101b)에 대응하는 코너부나 중앙부에서의 밀착도가 상대적으로 향상되어서, 기판(S)은 전체적으로 양호하게 정전척(24)에 흡착될 수 있다.
정전척 플레이트부(240)의 제1 영역(101, 101a, 101b)에서의 정전인력이 제2 영역(102)에서의 정전인력보다 더 크도록 구성하는 하나의 방법은, 정전척 플레이트부(240)를 구성하는 전극부(240a)에 인가되는 전압이 영역별(즉, 흡착부별)로 상이하도록 제어하는 것이다.
예를 들어, 정전척 플레이트부(240)가 영역별로 분할되어 있는 복수의 전극부를 갖는 경우에, 구멍(H)에 이웃하는 제1 전극부에는 제1 전극부보다 구멍(H)으로부터 멀리 떨어진 제2 전극부보다 상대적으로 높은 전압이 인가되도록 할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압 제어부(32)는, 구멍(H)에 이웃하는 5개의 서브 전극부(241, 243, 245, 247, 249) 또는 이에 대응하는 흡착부(141, 143, 145, 147, 149)에 인가되는 전압이, 이보다 구멍(H)으로부터 멀리 떨어진 4개의 서브 전극부(242, 244, 246, 248) 또는 이에 대응하는 흡착부(142, 144, 146, 148)에 인가되는 전압보다 그 크기가 크도록 제어한다.
이와 같이, 구멍(H)에 이웃하는 영역에 대응하는 전극부에, 이보다 구멍(H)으로부터 멀리 떨어진 다른 영역에 대응하는 전극부보다 상대적으로 큰 전압을 인가함으로써, 흡착부(142, 144, 146, 148)에 대응하는 4개의 서브 전극부(242, 244, 246, 248)보다 흡착부(141, 143, 145, 147, 149)에 대응하는 5개의 서브 전극부(241, 243, 245, 247, 249)에 의하여 상대적으로 큰 면적당 정전인력이 발생한다. 이에 따라, 구멍(H)의 존재로 인하여 흡착력이 작아진 부분을 보완할 수 있으며, 구멍(H)에 이웃한 흡착부와 이보다 구멍(H)으로부터 떨어진 다른 흡착부에 의한 흡착력이 실질적으로 동일하게 되도록 제어할 수 있다.
정전척 플레이트부(240)의 제1 영역(101, 101a, 101b)에서의 면적당 정전인력이 제2 영역(102)에서의 면적당 정전인력보다 크도록 구성하는 다른 하나의 방법은, 정전척 플레이트부(240)의 전극부(240a) 및/또는 유전체부(240b)를, 영역별로 전기적 특성이 상이한 물질로 구성하거나 또는 동일한 물질이라도 전기적 특성이 상이하게 나타나도록 구성하는 것이다. 예를 들어, 전극부(240a)를 구성하는 전극의 밀도를 영역별로 상이하게 하여도 되며, 유전체부(240b)를 구성하는 유전체의 종류나 두께 등을 영역별로 상이하게 하여도 된다. 이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 이에 대하여 구체적으로 설명한다.
우선, 도 4b에 개념적으로 도시한 바와 같이, 정전척 플레이트(240)의 유전체부(240b)는 영역에 따라서 다른 유전체 물질로 형성하여도 되며, 동일한 유전체 물질이라도 그 두께를 상이하게 하여도 된다. 보다 구체적으로, 전자의 경우에, 정전척 플레이트(240)의 제1 영역(101, 101a, 101b)을 구성하는 유전체 물질은 제2 영역(102)을 구성하는 유전체 물질보다 비저항이 작거나 및/또는 유전율이 더 클 수 있다. 후자의 경우에, 정전척 플레이트(240)의 제1 영역(101, 101a, 101b)에서의 유전체부(240b)의 두께는 제2 영역(102)에서의 유전체부(240b)의 두께보다 작게 할 수 있다. 여기서, '유전체부(240b)의 두께'는 해당 영역(101b, 102)에서 전극부의 하면과 정전척(24)의 흡착면 사이의 거리를 가리킨다.
이러한 실시형태에 의하면, 영역에 관계없이 전극부(240a)의 전극들에 동일한 전압이 인가되더라도 제1 영역(101, 101a, 101b)의 전극부는 제2 영역(102)의 전극부보다 큰 면적당 정전인력을 유발할 수 있다. 다만, 도 4b에 도시된 실시형태에서는, 전극부(240a)의 구성(예컨대, 전극밀도 등)은 영역에 따른 차이가 없는 것을 전제로 하였는데, 본 발명은 이에만 한정되는 것은 아니다.
그리고 도 4c에 개념적으로 도시한 바와 같이, 정전척 플레이트부(240)의 전극부(240a)를 구성하는 전극들은 영역에 따라 전극밀도가 상이하게 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 정전척 플레이트부(240)의 제1 영역(101, 101a, 101b)에는 제2 영역(102)보다 높은 전극밀도를 갖도록 전극들이 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 플레이트부(240)의 전극부(240a)가 각각 빗 형상을 갖는 한 쌍의 전극들로 구성되어 있다면, 제1 영역(101, 101a, 101b)에서의 빗살부 사이의 간격을 제2 영역(102)에서의 빗살부 사이의 간격보다 좁게 함으로써, 제1 영역(101, 101a, 101b)이 제2 영역(102)보다 전극밀도가 크도록 할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시형태에 의하면, 영역에 관계없이 전극부(240a)의 전극들에 동일한 전압이 인가되더라도, 전극밀도가 상대적으로 높은 제1 영역(101, 101a, 101b)의 전극부는 제2 영역(102)의 전극부보다 큰 면적당 정전인력을 유발할 수 있다. 다만, 도 4c에 도시된 실시형태에서는 유전체부(240b)의 구성(예컨대, 유전체의 비저항이나 유전율 등)은 영역에 따라서 차이가 없는 것으로 가정하였는데, 본 발명은 이에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전극밀도가 영역별로 상이할 뿐만 아니라 유전체의 비저항이나 유전율도 영역별로 상이할 수 있다.
<성막프로세스>
이하 본 실시형태의 피흡착체의 흡착방법을 채용한 성막방법에 대하여 설명한다.
진공용기(21) 내의 마스크 지지 유닛(23)에 마스크(M)가 지지된 상태에서, 반송실(13)의 반송로봇(14)에 의해 성막장치(11)의 진공용기(21) 내로 기판이 반입된다.
진공용기(21) 내로 진입한 반송로봇(14)의 핸드가 하강하여 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.
본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 정전척(24)의 정전척 플레이트부(240)에 적어도 하나의 구멍, 예컨대 정전척 플레이트(240)의 코너부 각각에 얼라인먼트용 구멍(H)이 뚫려 있고, 정전척 플레이트(240)의 중앙부에는 밀착도확인용 구멍(H)이 뚫려 있다. 그리고 기판(S)을 흡착하는 과정에서는, 구멍(H)에 이웃하는 흡착부에, 이보다 구멍(H)으로부터 멀리 떨어진 흡착부보다 더 큰 전압을 인가한다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서는, 정전척(24)의 흡착부에 구멍(H)과 상관없이 동일한 전압을 인가하되, 구멍(H)에 이웃하는 흡착부나 영역는 그렇지 않은 흡착부나 영역과 전극부의 전극밀도나 유전체부의 비저항 또는 유전율이 다르도록 한다.
정전척(24)에 기판(S)의 흡착이 완료되면, 기판(S)이 정전척(24)에 잘 흡착되었는지를 확인하는 흡착도 확인 과정을 수행할 수 있다. 예컨대, 흡착도 확인을 위하여, 흡착도 확인용 카메라(도시하지 않음)로 흡착도 확인용 구멍(H)을 통해 기판(S)을 촬영하여, 기판(S)의 정전척(24)에 대한 밀착도를 확인한다.
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 향해 하강시킨다. 기판(S)이 계측위치까지 하강하면, 얼라인먼트용 카메라(20)로 얼라인먼트용 구멍(H)을 통해 기판(S)과 마스크(M)에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬영하여 기판과 마스크의 상대적인 위치 어긋남을 계측한다.
계측결과, 기판의 마스크에 대한 상대적 위치 어긋남이 임계치를 넘는 것으로 판명되면, 정전척(24)에 흡착된 상태의 기판(S)을 수평방향(XYθ 방향)으로 이동시켜, 기판을 마스크에 대해 위치조정(얼라인먼트)한다.
얼라인먼트 공정 후에, 정전척(24)의 전극부 또는 서브 전극부에 소정의 전압을 인가하여, 마스크(M)를 기판(S) 너머로 정전척(24)에 흡착시킨다. 이 때에, 기판(S)을 흡착할 때와 마찬가지의 구성을 채용할 수 있다.
이어서, 증착원(25)의 셔터를 열고 증착재료를 마스크를 통해 기판(S)에 증착시킨다.
원하는 두께까지 증착한 후, 정전척(24)의 전극부 또는 서브전극부에 인가되는 전압을 낮추어서 마스크(M)를 분리하고, 정전척(24)에 기판만이 흡착된 상태에서, 정전척 Z 액츄에이터(28)에 의해, 정전척(24)을 상승시킨다.
이어서, 반송로봇(14)의 핸드가 성막장치(11)의 진공용기(21) 내로 들어오고 정전척(24)의 전극부 또는 서브전극부에 제로(0) 또는 역극성의 전압이 인가되어 기판이 정전척(24)으로부터 분리된다. 이후, 증착이 완료된 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 성막장치를 이용한 전자 디바이스의 제조방법의 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시장치의 구성 및 제조방법을 예시한다.
우선, 제조하는 유기 EL 표시장치에 대해 설명한다. 도 5(a)는 유기 EL 표시장치(60)의 전체도, 도 5(b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다.
도 5(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 5(b)는 도 5(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 5(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 제조방법의 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 개구부가 발광소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.
절연층(69)이 패터닝된 기판(63)을 제1 유기재료 성막장치에 반입하여 및 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 성막장치에 반입하고, 정전척으로 보유 지지한다. 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 정전척으로 마스크를 기판 너머로 보유지지하여, 기판(63)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에 적색을 발하는 발광층(66R)을 성막한다.
발광층(66R)의 성막과 마찬가지로, 제3 유기재료 성막장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(66G)을 성막하고, 나아가 제4 유기재료 성막장치에 의해 청색을 발하는 발광층(66B)을 성막한다. 발광층(66R, 66G, 66B)의 성막이 완료된 후, 제5 유기재료 성막장치에 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 성막장치로 이동시켜 음극(68)을 성막한다.
본 발명에 따르면, 정전척에 얼라인먼트용 구멍이나 흡착도 확인용 구멍과 같이 절결부가 설치된 경우에도, 정전척 전체에 걸쳐 흡착력을 실질적으로 동일하게 유지할 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 성막장치로 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, 성막장치 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 범위 내에서 적절히 변형하여도 된다.
11: 성막장치
21: 진공용기
22: 기판 지지 유닛
23: 마스크 지지 유닛
24: 정전척
30: 정전척 시스템
31: 전압 인가부
32: 전압 제어부
240: 정전척 플레이트부
240a: 전극부
240b: 유전체부

Claims (19)

  1. 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서,
    적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하며,
    상기 정전척 플레이트부는, 상기 절결부와 이웃하는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 상기 절결부로부터 떨어지게 배치된 제2 영역을 가지며,
    상기 정전 플레이트부의 상기 제1 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력은, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위 면적당 정전인력보다 큰 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전척 플레이트부는 상기 제1 영역에 설치되어 있는 제1 전극부의 전극밀도가 상기 제2 영역에 설치되어 있는 제2 전극부의 전극밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부 각각은, 서로의 빗살부가 교대로 얽히도록 대향하여 배치된 한 쌍의 빗살전극을 각각 가지며,
    상기 제1 전극부의 상기 빗살부간의 간격은 상기 제2 전극부의 상기 빗살부간의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정전척 플레이트부는, 전극부 및 적어도 상기 전극부와 상기 피흡착체의 흡착면 사이에 개재되는 유전체부를 포함하고,
    상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 두께가 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정전척 플레이트부는, 전극부 및 적어도 상기 전극부와 상기 피흡착체의 흡착면 사이에 개재되어 있는 유전체부를 포함하고,
    상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 비저항이 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 비저항보다 작은 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 정전척 플레이트부는, 전극부 및 적어도 상기 전극부와 상기 피흡착체의 흡착면 사이에 개재되어 있는 유전체부를 포함하고,
    상기 제1 영역에 있어서의 상기 유전체부의 유전율이 상기 제2 영역에 있어서의 상기 유전체부의 유전율보다 큰 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절결부에는 전극부가 설치되지 않으며, 상기 절결부는 얼라인먼트용 절결부와 상기 피흡착체의 밀착도 확인용 절결부 중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절결부는, 상기 정전척 플레이트부를 관통하는 관통공인 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절결부는, 장방형의 상기 정전척 플레이트부의 코너부에 설치되는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절결부는, 상기 정전척 플레이트부의 중앙부에 설치되는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  11. 피흡착체를 흡착하기 위한 정전척 시스템으로서,
    복수의 전극부를 가지며, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부와,
    상기 복수의 전극부에의 전압의 인가를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 복수의 전극부 중 제1 전극부에 인가되는 전압이 상기 절결부로부터 상기 제1 전극부보다 멀리 떨어진 제2 전극부에 인가되는 전압보다 크도록 제어하는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 전극부 각각은 한 쌍의 전극을 각각 가지며,
    상기 제어부는, 상기 제1 전극부의 한 쌍의 전극 사이에 인가되는 전압이, 상기 제2 전극부의 한 쌍의 전극 사이에 인가되는 전압보다 크도록 제어하는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 전극부의 상기 피흡착체에 대한 흡착력이 상기 제2 전극부의 상기 피흡착체에 대한 흡착력과 실질적으로 동일하도록, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부 각각에 인가되는 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 정전척 시스템.
  14. 기판에 마스크를 통하여 성막을 행하기 위한 성막장치로서,
    적어도 상기 기판을 흡착하기 위한 정전척 시스템을 포함하며,
    상기 정전척 시스템은 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 정전척 시스템인 것을 특징으로 하는 성막장치.
  15. 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하는 정전척에 피흡착체를 흡착시키는 방법으로서,
    상기 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 흡착단계를 포함하고,
    상기 흡착단계에서는, 상기 절결부와 이웃하는 제1 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위면적당의 정전인력이, 상기 제1 영역보다 상기 절결부로부터 떨어져 배치된 제2 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위면적당의 정전인력보다 큰 상태에서, 상기 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  16. 복수의 전극부를 가지며, 적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하는 정전척에 피흡착체를 흡착시키는 방법으로서,
    상기 복수의 전극부에 전압을 인가하여 상기 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 흡착단계를 포함하며,
    상기 흡착단계에서는, 상기 복수의 전극부 중 제1 전극부에, 상기 절결부로부터 상기 제1 전극부보다 멀리 떨어진 제2 전극부보다 큰 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 흡착방법.
  17. 기판에 마스크를 통하여 증착재료를 성막하는 성막방법으로서,
    진공용기 내로 마스크를 반입하는 단계와,
    상기 진공용기 내로 기판을 반입하는 단계와,
    적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트를 포함하는 정전척에 상기 기판을 흡착시키는 제1 흡착단계와,
    상기 기판을 사이에 두고 상기 정전척에 상기 마스크를 흡착시키는 제2 흡착단계와,
    상기 정전척에 상기 기판 및 상기 마스크가 흡착된 상태에서, 상기 증착재료를 방출시켜 상기 마스크를 통해 상기 기판에 상기 증착재료를 성막하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 흡착단계와 상기 제2 흡착단계 중 적어도 하나의 흡착단계에서는, 상기 절결부와 이웃하는 제1 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위면적당의 정전인력이, 상기 제1 영역보다 상기 절결부로부터 떨어져 배치된 제2 영역에 있어서의 상기 피흡착체에 대한 단위면적당의 정전인력보다 큰 상태에서, 상기 피흡착체를 상기 정전척에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 성막방법.
  18. 기판에 마스크를 통하여 증착재료를 성막하는 성막방법으로서,
    진공용기 내로 마스크를 반입하는 단계와,
    상기 진공용기 내로 기판을 반입하는 단계와,
    적어도 하나의 절결부가 설치된 정전척 플레이트부를 포함하는 정전척의 복수의 전극부에 전압을 인가하여 상기 정전척에 상기 기판을 흡착시키는 제1 흡착단계와,
    상기 정전척의 상기 복수의 전극부에 전압을 인가하여 상기 정전척에 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 흡착시키는 제2 흡착단계와,
    상기 정전척에 상기 기판 및 상기 마스크가 흡착된 상태에서, 상기 증착재료를 방출시켜 상기 마스크를 통해 상기 기판에 상기 증착재료를 성막하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 흡착단계와 상기 제2 흡착단계 중 적어도 하나의 흡착단계에서는, 상기 복수의 전극부 중 제1 전극부에, 상기 절결부로부터 제1 전극부보다 멀리 떨어진 제2 전극부보다 큰 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 성막방법.
  19. 제17항 또는 제18항의 성막방법을 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.
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