KR102783358B1 - 동작 설정 장치, 동작 설정 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

동작 설정 장치, 동작 설정 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 성막실에 대한 기판의 반송 정밀도를 향상시키는 기술을 제공한다.
[해결 수단] 기판이 지지되는 핸드를 가지고, 성막실에 기판을 반송하는 로봇의 동작을 설정하는 동작 설정 장치로서, 상기 기판 대신에 상기 핸드에 지지되고, 계측 수단이 탑재된 치구와, 상기 치구가 지지된 상기 핸드가 상기 성막실에 대한 계측 위치로 이동하도록, 상기 로봇을 제어하는 제어 수단과, 상기 성막실에 관한 상기 계측 수단의 계측 결과를 취득하여, 상기 기판의 반송시에 있어서의 상기 핸드의 이동에 관한 상기 로봇의 동작을 설정하는 설정 수단을 구비한다.

Description

동작 설정 장치, 동작 설정 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법{OPERATION SETTING DEVICE, OPERATION SETTING METHOD AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은, 기판을 반송하는 로봇의 동작 설정 기술에 관한 것이다.
로봇에 의해 기판을 반송하는 시스템에 있어서는, 반송 정밀도를 향상시키기 위해 티칭 작업이 행해진다. 티칭 작업은 작업자의 육안 확인에 의한 방법이나, 센서를 사용하여 반송 오차를 계측하여 제어를 수정하는 방법이 알려져 있다. 특허문헌 1 및 2에는 센서를 사용한 방법의 예가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허공표 2012-523682호 공보 특허문헌 2: 일본특허공개 2007-142269호 공보
유기 EL 디스플레이 등의 제조에 있어서는, 마스크를 사용하여 기판 상에 증착 물질이 성막된다. 성막실에 대한 기판의 반송 정밀도가 낮으면 수율을 저하시키거나, 에러 발생의 요인이 된다. 예를 들면, 일반적으로는 성막실 내에서 성막의 전처리로서 마스크와 기판의 얼라인먼트가 행해진다. 얼라인먼트에 있어서는, 기판과 마스크의 위치 어긋남의 검지와, 검지 결과에 기초한 기판과 마스크의 상대 위치의 조정이 행해진다. 얼라인먼트를 원활하게 행하기 위해서는, 기판의 검지 영역 내에 정확하게 기판을 반송할 필요가 있지만, 기판의 반송 정밀도가 낮으면 얼라인먼트를 원활하게 행할 수 없다.
본 발명은, 성막실에 대한 기판의 반송 정밀도를 향상시키는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면,
기판이 지지되는 핸드를 가지고, 성막실에 기판을 반송하는 로봇의 동작을 설정하는 동작 설정 장치로서,
상기 기판에 대신하여 상기 핸드에 지지되고, 계측 수단이 탑재된 치구(治具)와,
상기 치구가 지지된 상기 핸드가 상기 성막실에 대한 계측 위치로 이동하도록, 상기 로봇을 제어하는 제어 수단과,
상기 성막실에 관한 상기 계측 수단의 계측 결과를 취득하고, 상기 기판의 반송 시에 있어서의 상기 핸드의 이동에 관한 상기 로봇의 동작을 설정하는 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동작 설정 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 성막실에 대한 기판의 반송 정밀도를 향상시키는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 적용예인 처리 시스템의 레이아웃도이다.
도 2는 성막실의 구조의 모식도이다.
도 3은 성막실의 구조의 모식도이다.
도 4의 (A)는 반송용 로봇의 측면도이고, 도 4의 (B)는 핸드의 평면도이다.
도 5의 (A)는 치구(T)의 평면도이고, 도 5의 (B)는 치구(T)의 측면도이다.
도 6의 (A)는 핸드에 탑재된 상태에서의 치구(T)의 평면도이고, 도 6의 (B)는 핸드에 탑재된 상태에서의 치구(T)의 측면도이다.
도 7은 계측 유닛이 출력하는 계측값(측정값)의 특성의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 제어 장치가 실행하는 처리예를 나타내는 플로우차트이다.
도 9의 (A)는 계측 유닛에 의한 계측예의 설명도이고, 도 9의 (B)는 계측 결과의 예를 나타내는 도면이다.
도 10의 (A)는 계측 유닛에 의한 계측예의 설명도이고, 도 10의 (B)는 검지 유닛에 의한 검지예의 설명도이다.
도 11의 (A)는 기준 마크가 어긋나 있는 예를 나타내는 도면이고, 도 11의 (B)는 기준 마크의 위치가 적절한 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 제어 장치가 실행하는 처리예를 나타내는 플로우차트이다.
도 13의 (A)는 계측 유닛에 의한 계측예의 설명도이고, 도 13의 (B)는 계측 결과의 예를 나타내는 도면이다.
도 14의 계측 유닛에 의한 계측예의 설명도이다.
도 15는 제어 장치가 실행하는 처리예를 나타내는 플로우차트이다.
도 16의 (A)는 감압 하에서의 촬영 화상의 예를 나타내는 도면이고, 도 16의 (B)는 촬영 화상의 화소 휘도 변화를 나타내는 도면이다.
도 17은 각종 조건에서의 계측 결과를 이용한 이동 경로의 설정 방법의 개념도이다.
도 18은 계측 유닛의 계측 대상의 예를 나타내는 모식도이다.
도 19의 (A)는 유기 EL 표시 장치의 전체도이고, (B)는 1화소의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 실시형태는 특허청구의 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징 모두가 발명에 필수적인 것은 아니고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 나아가, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 마찬가지의 구성에 동일한 참조번호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.
<제1 실시형태>
<시스템의 개요>
도 1은, 본 발명의 적용예인 처리 시스템(100)의 레이아웃도이다. 처리 시스템(100)은, 평행 평판의 기판의 표면에 진공 증착에 의해 원하는 패턴의 박막(재료층)을 형성하는 장치이다. 기판의 재료로서는, 글래스, 수지, 금속 등의 임의의 재료를 선택할 수 있으며, 또한, 증착 재료로서도, 유기 재료, 무기 재료(금속, 금속 산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 처리 시스템(100)은, 예를 들면, 유기 박막을 사용한 전자 디바이스(예를 들면, 유기 EL 표시 장치, 박막 태양 전지), 광학 부재 등의 제조 장치에 적용 가능하다. 더 구체적으로 말하면, 처리 시스템(100)은, 예를 들면, 스마트폰용의 유기 EL 표시 장치의 표시 패널의 제조에 사용된다. 스마트폰용의 표시 패널의 경우, 예를 들면 약 1800mm × 약 1500mm, 두께 약 0.5mm의 사이즈의 기판에 유기 EL의 성막을 행한 후, 해당 기판을 다이싱하여 복수의 작은 사이즈의 패널이 제작된다.
처리 시스템(100)은, 성막실(101)과, 반송실(102)과, 반입실(103)과, 반출실(104)과, 반송용 로봇(4)과, 제어 장치(1)를 갖는다. 성막실(101)에는, 성막 대상인 기판을 재치하는 기판 홀더(11)가 설치되어 있다. 반송실(102)에는, 기판(W)을 보유지지하여 반송하는 반송용 로봇(4)이 설치되어 있다.
반송용 로봇(4)은, 성막실(101)으로 기판을 반송하고, 또한, 성막실(101)로부터 성막 완료된 기판을 반송한다. 본 실시형태의 반송용 로봇(4)은, 기판이 지지되는 핸드(6)와, 핸드(6)를 3차원으로 이동하는 다관절의 로봇 암(5)을 포함한다. 본 실시형태의 반송용 로봇(4)은 두 개의 핸드(6)를 구비하고 있지만, 핸드(6)는 하나이어도 된다. 반송용 로봇(4)은, 각 실로의 기판의 반입/반출을 행한다. 예를 들면, 반입실(103)에서 핸드(6)에 기판이 재치되고, 반송용 로봇(4)은 이것을 성막실(101)로 반송한다. 또한, 성막실(101)에서 성막 완료된 기판이 핸드(6)에 재치되고, 반송용 로봇(4)은 이것을 반출실(104)로 반송한다. 처리 시스템(100) 내에 있어서의 기판의 각 실 간의 이동은, 반송용 로봇(4)을 통해 자유롭게 행할 수 있다.
여기서 각 실의 좌표축에 대해서 정의한다. 반송용 로봇(4)에서 보아 성막실(101)을 향하는 수평 방향으로 Y축을 취한다. Y 방향과 직교하는 수평 방향으로 X축을 취한다. X축 및 Y축에 직교하는 연직 방향을 Z축으로 한다. Z축 주위의 회전 방향의 각도를 θ로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 성막실(101)의 구조를 설명한다. 도 2는 성막실(101)의 구조를 X 방향으로 본 모식도이다. 도 3은 성막실(101)의 일부의 평면도이다. 성막실(101)은, 그 외벽부(101a)에 의해 내부를 기밀하게 유지 가능한 챔버이다. 성막실(101)은 기판(W)에 대한 성막 처리가 행해질 때에는 감압되어 진공 챔버로서 기능하고, 그 실내가 진공 분위기나 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지된다.
외벽부(101a)의 일부는 성막실(101)과 반송실(102)의 사이를 구획하는 격벽을 형성하고 있다. 이 격벽에는 개구부(OP)가 형성되어 있다. 게이트 밸브(14)는 개구부(OP)를 개폐한다. 게이트 밸브(14)에 의해 성막실(101)과 반송실(102)의 분위기 압력을 다르게 할 수 있다. 개구부(OP)에는 핸드(6)가 진입 가능하며, 반송용 로봇(4)은 개구부(OP)를 통해 성막실(101)로 기판(W)을 반입하고, 또한, 성막실(101)로부터 기판(W)을 반출한다.
성막실(101)의 내부에는 기판 홀더(11), 마스크(M), 증착 장치(8) 등이 설치되어 있다. 기판 홀더(11)는, 반송용 로봇(4)으로부터 수취한 기판(W)을 보유지지하는 부재이다. 마스크(M)는, 기판(W)에 형성하는 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 갖는 메탈 마스크이며, 프레임 형상의 마스크대(도시하지 않음) 상에 고정되어 있다. 성막 시에는 마스크(M) 상에 기판(W)이 재치된다. 기판(W) 상에는 냉각판을 설치할 수도 있다. 냉각판은, 성막 시에 기판(W)의 마스크에 대향하는 면과는 반대측의 면에 밀착하여, 기판(W)의 온도 상승을 억제함으로써 유기 재료의 변질이나 열화를 억제하는 부재이다. 냉각판은 마그넷판을 겸하고 있어도 된다. 마그넷판은, 자력에 의해 마스크를 끌어당김으로써, 성막 시의 기판(W)과 마스크(M)의 밀착성을 높이는 부재이다.
증착 장치(8)는, 증착 재료, 증착 재료를 수용하는 용기(도가니), 히터, 셔터, 증발 장치의 구동 기구, 증발 레이트 모니터 등으로 구성되고, 기화한 증착 재료를 기판(W)으로 방출하여 성막한다.
성막실(101)에는 기판(W)과 마스크(M)의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치(10)가 설치되어 있다. 얼라인먼트 장치(10)는 기판 홀더(11)에 보유지지된 기판(W)과, 마스크(M)의 위치 맞춤을 행한다. 얼라인먼트 장치(10)는, 기판(W)이나 마스크(M)의 얼라인먼트 마크를 검지하는 검지 유닛(12)과, 기판 홀더(11)를 이동하여 마스크(M)에 대한 기판(W)의 위치를 조정하는 위치 조정 기구(13)를 구비한다.
검지 유닛(12)은 본 실시형태의 경우, 카메라이고, 외벽부(101a)에 설치된 투명한 창부를 통해 성막실(101) 내의 기판(W)을 촬영한다. 검지 유닛(12)은 위치 조정부(15)에 지지되어 있고, 위치 조정부(15)에 의해 이동 가능하며, 초점 거리 등을 조정할 수 있다. 검지 유닛(12)의 촬영 화상으로부터, 기판 상의 얼라인먼트 마크(W1) 및 마스크(M) 상의 얼라인먼트 마크를 특정하고, 양자의 XY위치나 XY면 내에서의 상대 어긋남을 계측할 수 있다.
마스크(M)에 대해 기판(W)을 수평 및 회전 방향으로 얼라인먼트하기 위해서는, 적어도 2개의 검지 유닛(12)을 설치하지만, 얼라인먼트의 내용에 따라서는 1개만이어도 되고, 3개 이상을 설치해도 된다. 또한, 단시간에 고정밀도인 얼라인먼트를 실현하기 위해, 대략적으로 위치 맞춤을 행하는 제1 얼라인먼트(러프 얼라인먼트)와, 고정밀도로 위치 맞춤을 행하는 제2 얼라인먼트(파인 얼라인먼트)의 2단계의 얼라인먼트를 실시하는 것이 바람직하다. 그 경우, 저해상이지만 광시야의 제1 얼라인먼트용의 검지 유닛과 협시야이지만 고해상의 제2 얼라인먼트용의 검지 유닛에 2종류의 검지 유닛을 설치해도 된다.
위치 조정 기구(13)는, 예를 들면, 모터와 볼나사, 모터와 리니어 가이드 등으로 구성되는 액츄에이터를 복수 구비하고 있다. 예를 들면, 기판 홀더(11)의 전체를 Z 방향으로 승강시키기 위한 액츄에이터나, 기판 홀더(11)의 기판 보유지지/해제 기구를 개폐시키기 위한 액츄에이터, 기판 홀더(11)를 X-Y 방향 및 θ 방향으로 변위시키는 액츄에이터 등이다. 본 실시형태의 위치 조정 기구(13)는 기판 홀더(11)를 변위시킴으로써 기판(W)과 마스크(M)의 위치 조정을 행하지만, 마스크(M)를 변위시켜도 되고 기판(W)과 마스크(M) 쌍방을 변위시켜도 된다.
도 4의 (A)는 반송용 로봇(4)의 측면도이고, 도 4의 (B)는 핸드(6)의 평면도이다. 한편, 여기서 설명하는 반송용 로봇의 구성(로봇 암, 로봇 핸드의 구성)은 어디까지나 일례이며, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.
반송용 로봇(4)은, 대략적으로, 기판(W)을 담지하기 위한 핸드(6)와, 핸드(6)를 XYZ 직교 좌표상의 임의의 위치로 자유롭게 이동시키기 위한 로봇 암(5)을 구비한다.
로봇 암(5)은, 반송실(102)의 설치면에 고정되는 베이스(510)와, 베이스(510)에 대해 제1 조인트(520), 제2 조인트(521), 제3 조인트(522)를 통해 순차 연결된 제1 아암(511), 제2 아암(512), 제3 아암(513)을 갖는다. 제1 아암(511)은, 베이스(510)에 대해, 제1 조인트(520)을 통해, 설치면에 수직인 방향(Z 방향)으로 연장하는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 연결되어 있다. 제2 아암(512)은, 제1 아암(511)에 대해 제2 조인트(521)를 통해, 제3 아암(513)에 대해 제3 조인트(522)를 통해, 각각, 설치면에 수직인 방향(Z 방향)으로 연장하는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 연결되어 있다. 제3 아암(513)의 선단(양단)에는, 핸드(6)가 쌍으로 되어 연결되어 있다. 각 아암(511∼513)의 회전 조합에 의해, 핸드(6)의 수평 위치(XY 좌표)를 임의로 변위시킬 수 있다.
또한, 제1 아암(511)은, 베이스(510)에 대해, 제1 조인트(520)를 따른 방향으로 승강 이동 가능하게 구성되어 있다(Z 방향). 제1 아암(511)의 승강에 의해 제2 아암(512) 및 제3 아암(513)도 승강함으로써, 핸드(6)의 높이를 변화시켜, 기판(W)의 높이를 변화시킬 수 있다(Z 방향). 로봇 암(5)의 각 조인트에는, 모터와 엔코더가 각각 설치되어 있다. 각 아암의 회전량 및 승강 높이, 또는, 이들의 정보를 환산하여 취득되는 3차원 좌표로부터, 필요하게 되는 핸드(6)의 이동량(각 아암의 동작량)을 연산할 수 있다.
핸드(6)는, 제3 아암(513)의 선단으로부터 연장하는 한 쌍의 스파인 로드(21)와, 스파인 로드의 측면으로부터 각각 스파인 로드(21)에 대해 직교하는 방향 외향으로 연장하는 복수의 리브 로드(22)를 가지고 있다. 리브 로드(22)의 단부에는, 기판(W)의 하면을 지지하기 위한 패드(24)가 설치되어 있다. 패드(24)는, 기판(W)의 표면을 상처를 입히지 않고 지지할 수 있도록 실리콘 고무 등의 탄성 부재로 구성되고, 기판(W)의 처짐을 고려하여 기판(W)의 외주변을 따라 복수 설치되어 있다. 한편, 스파인 로드(21)의 연장 방향에 있어서의 양단에 배치된 리브 로드(22)에는, 스파인 로드(21)와 평행하게 연장하는 제2 리브 로드(23)가 복수 설치되고 있고, 이들의 단부에도 패드(24)가 설치되어 있다.
핸드(6)에는, 기준부(7a) 및 기준부(7b)가 설치되어 있다. 기준부(7a) 및 기준부(7b)는, 후술하는 치구(T)의 위치 결정용의 계합부이다. 본 실시형태에서는, 기준부(7a) 및 기준부(7b)는, 원통 형상의 구멍이다.
제어 장치(1)는, 처리 시스템(100)을 제어하는 동시에 각종의 설정에 관한 처리도 행한다. 제어 장치(1)는, 하나 또는 복수의 프로세서, 하나 또는 복수의 기억 디바이스, 외부 디바이스와 프로세서의 사이의 인터페이스를 포함한다. 프로세서는, 기억 디바이스에 기억된 프로그램을 실행하고, 성막실(101)의 실압 제어, 위치 조정 기구(13)의 각종 액츄에이터의 제어, 검지 유닛(12)으로 촬영한 화상의 화상 처리, 얼라인먼트 마크의 어긋남량 연산, 반송용 로봇(4)의 동작 설정 및 제어, 증착 장치(8)의 동작 제어 등을 행한다. 또한, 반송용 로봇(4)의 동작 설정에는, 핸드(6)의 이동 경로의 설정이 포함된다. 기억 디바이스에는, RAM, ROM 등의 반도체 메모리, HDD 등의 스토리지가 포함된다.
성막실(101)에서의 성막 프로세스에 대해서 설명한다. 반송용 로봇(4)에 의해 기판(W)을 성막실(101)에 반입하고, 반송용 로봇(4)으로부터 기판 홀더(11)로 기판(W)을 전달한다. 반송용 로봇(4)은, 핸드(6)에 재치된 기판(W)을 성막실(101) 내의 기판 홀더(11)에 재치할 때, 기판(W)의 얼라인먼트 마크(W1)가 수평 방향에서 검지 유닛(12)의 화각 내가 되는 위치까지 핸드(6)를 이동한다. 반송용 로봇(4)은, 핸드(6)를 강하하여 기판 홀더(11)에 기판을 재치한다.
다음으로, 얼라인먼트 장치(10)에 의해, 기판(W)과 마스크(M)의 상대 위치의 얼라인먼트를 행한다. 얼라인먼트 후, 기판(W)과 마스크(M)를 중첩시킨다. 그 후, 증착 장치(8)로부터 증착 물질을 기판(W)으로 방출하여 성막을 행한다. 성막이 종료되면, 기판 홀더(11)로부터 반송용 로봇(4)이 기판(W)을 수취하고, 성막실(101)로부터 반출한다.
한편, 도 1∼도 3에 나타낸 처리 시스템(100)의 구성은, 어디까지나 일례이며, 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 1개의 처리 시스템(100) 내에 2개 이상의 성막실(101)을 설치해도 된다. 또한, 스퍼터링 장치가 설치된 성막실이 설치되어 있어도 된다. 또한, 1개의 성막실(101) 내에 2개 이상의 기판 홀더(11)를 설치해도 된다. 반송용 로봇(4)은, 1개의 처리 시스템(100) 내에 복수 설치되어도 된다.
<반송용 로봇의 동작 설정>
반송용 로봇(4)에 기판(W)의 반송 경로(핸드(6)의 이동 경로)를 설정하기 위한 구성 및 순서에 대해서 설명한다. 핸드(6)의 이동 경로의 설정은, 기판(W) 대신에 핸드(6)에 치구를 지지시켜 성막실(101)에 대한 계측을 행하고, 그 계측 결과에 기초하여 행한다.
도 5의 (A)는 치구(T)의 평면도이고, 도 5의 (B)는 치구(T)의 측면도이다. 또한, 도 6의 (A)는 핸드(6)에 탑재된 상태에서의 치구(T)의 평면도이고, 도 6의 (B)는 핸드(6)에 탑재된 상태에서의 치구(T)의 측면도이다.
치구(T)는 우물정(井)자 형상을 갖는 판형상의 부재이다. 치구(T)에는, 핸드(6)의 기준부(7a) 및 기준부(7b)에 대응한 계합부(84a) 및 계합부(84b)가 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 계합부(84a 및 84b)는 기준부(7a) 및 기준부(7b)에 감합하는 돌기이다. 기준부(7a 및 7b)와, 계합부(84a 및 84b)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 핸드(6) 측의 계합부와 치구(T) 측의 계합부에 각각 계합하는 별체의 부재를 사용하여 위치 결정을 행하도록 해도 된다.
치구(T)에는, 기준 마크(T1)가 설치되어 있다. 기준 마크(T1)는, 핸드(6)가 기판 홀더(11)에 대한 기판(W)의 전달 위치까지 이동하였을 때에, 검지 유닛(12)의 화각 내 및 피사계 심도 내에 들어가는 위치에 설치되어 있다. 검지 유닛(12)에 의해 기준 마크(T1)를 촬영하고, 그 화상으로부터 기준 마크(T1)의 위치를 확인함으로써, 핸드(6)가 기판 홀더(11)에 대해 적절한 위치로 이동하고 있는지 여부를 판정할 수 있다.
한편, 기준 마크(T1)는, 핸드(6)가 기판 홀더(11)에 대한 기판(W)의 전달 위치까지 이동하였을 때에 기판(W)의 얼라인먼트 마크(W1)와, 수평 방향에 있어서 설계상 동일 위치에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 기준 마크(T1)는, 본 실시형태에서는 십자 형상의 마크이지만, 검지 유닛(12)으로 촬상하였을 때에, 작업자 또는 화상 처리부에 의해 정밀도 높게 위치를 인식할 수 있는 특징적인 형상이라면 상기한 것 이외의 형상이어도 된다.
치구(T)는, 기판(W)과 동일한 중량, 동일한 중심 위치인 것이 바람직하다. 즉, 실제로 기판(W)을 핸드(6)에 탑재하였을 때와, 동일한 중량 밸런스를 재현할 수 있도록 치구(T)가 구성되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 중량 밸런스를 재현할 수 있으면, 치구(T)의 형상은 특정한 형상으로 한정되는 것은 아니다.
치구(T)에는 계측 유닛(84X∼84Z)이 탑재되어 있다. 본 실시형태의 경우, 계측 유닛(84X∼84Z)은 모두 레이저 변위계이다. 그러나, 계측 유닛(84X∼84Z)은 측정 대상물과의 거리를 계측 가능하면 되고, 예를 들면, 카메라이어도 된다. 계측 유닛(83X∼83X)은, 제어 장치(1)와 통신 가능하도록 접속되어 있고, 제어 장치(1)는 계측 유닛(83X∼83Z)의 계측 결과를 취득 가능하다.
계측 유닛(83X), 계측 유닛(83Z), 계측 유닛(83Y)은, 각각, 치구(T)에 대해 X 방향, Z 방향, Y 방향으로 존재하는 측정 대상물과의 거리를 측정한다. 도 7은 계측 유닛(83X∼83Z)이 출력하는 계측값(측정값)의 특성의 예를 나타내고 있다. 도 7은 횡축에 각 계측 유닛(83X∼83Z)과 측정 대상물과의 사이의 Gap(거리)을, 종축에 그 측정값을 취한 그래프이다. 계측 유닛(83X∼83Z)에는 소정의 검출 범위가 있고, 그 검출 범위 내라면 측정값을 반환하지만, 그 이외의 영역에서는 검출 불능의 신호를 반환한다. 측정값은 Gap에 선형인 특성이다.
핸드(6)를 이동시켰을 때에, 핸드(6)의 위치와, 계측 유닛(83X∼83X)의 계측 결과로부터 핸드(6)에 대한 측정 대상물의 위치를 특정할 수 있다. 보다 구체적으로는 예를 들면 핸드(6)를 성막실(101) 내에 진입시킬 때의, 성막실(101)의 외벽부(101a)와 핸드(6)의 상대 위치 관계를 특정할 수 있다. 또한, 검지 유닛(12)에 의한 치구(T)의 기준 마크(T1)의 검지 결과로부터, 성막실(101) 내에서의 핸드(6)의 위치를 특정할 수 있다. 이들의 계측 결과, 검지 결과를 사용하여, 핸드(6)의 이동 경로에 관한 반송용 로봇(4)의 동작 설정을 행할 수 있다.
<이동 경로의 설정예 1>
반송용 로봇(4)이 기판(W)을, 성막실(101) 내의 기판 홀더(11)까지 반송하기 위해서는, 성막실(101)의 외벽부(101a)에 기판(W)이나 반송용 로봇(4)이 간섭하지 않고, 개구부(OP)를 기판(W) 및 핸드(6)가 통과할 필요가 있다. 치구(T) 및 계측 유닛(83X∼83Z)을 사용하여 미리 개구부(OP)의 주변의 외벽부(101a)를 계측해 둠으로써, 성막실(101)에 대한 기판(W)의 반송 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 8은 제어 장치(1)의 프로세서가 실행하는 처리예를 나타내는 플로우차트이며, 특히 반송용 로봇(4)의 기판 반송시의 동작을 설정하는 처리예를 나타내는 플로우차트이다. 핸드(6)의 이동 경로 및 그 이동 경로를 실현하는 반송용 로봇(4)의 동작은, 먼저, 처리 시스템(100)의 설계 정보 등에 기초하여 가설정 된다. 구체적으로는, 핸드(6)가 반송실(102) 내의 홈 위치로부터 성막실(101) 내의 기판 홀더(11)까지의 이동 경로(Zth1) 및 이를 위한 반송용 로봇(4)의 동작이, 처리 시스템(100)의 설계 정보 등에 기초하여 가설정 된다. 그리고, 이동 경로(Zth1)를 도 8의 처리에 의해 보정하여 최종적인 이동 경로 및 동작을 설정한다. 여기서는 주로 이동 경로의 Z 방향의 보정에 대해서 설명한다.
S1에서는, 치구(T)를 지지한 핸드(6)를 성막실(101)에 대한 소정의 계측 위치로 이동시킨다. 도 9의 (A)는 그 일례를 나타내고 있다. 도 9의 (A)는, 외벽부(101a) 중, 개구부(OP)에 인접하는 외벽부(101a)에 대향하는 위치(반송실(102) 내)로 핸드(6)가 이동된 양태를 예시하고 있다. 핸드(6)는, 치구(T)에 탑재된 계측 유닛(83Y)의 계측 범위(Ms)에 외벽부(101a)의 표면이 포함되는 위치로 이동된다. 한편, 도 8의 처리예는 성막실(101) 및 반송실(102)이 대기압인 상태에서 행해지는 것을 상정하고 있다.
도 8의 S2에서는 핸드(6)를 외벽부(101a)를 따라 연속적으로 이동하면서, 측거를 행한다. 도 9의 (A)의 예에서는, 핸드(6)를 Z 방향으로 이동(상승)하면서, 계측 유닛(83Y)에 의한 측거를 행한다. 계측 유닛(83Y)에 의해, 핸드(6)로부터 외벽부(101a)까지의 Y 방향의 거리(보다 정확하게는 계측 유닛(83Y)으로부터 외벽부(101a)까지의 Y 방향의 거리)가 계측된다.
도 8의 S3에서는 S2의 계측 결과로부터 개구부(OP)의 Z 방향의 에지(도 9의 (A)에 나타내는 상측의 에지(OP-U) 및 하측의 에지(OP-D))의 위치가 특정된다. 도 9의 (B)는 계측 유닛(83Y)의 계측 결과의 예를 나타낸다. 계측 유닛(83Y)이 개구부(OP)에 대향하고 있는 경우, 측정 범위(Ms)에 외벽면(101a)이 존재하지 않기 때문에 계측 유닛(83Y)은 측정 불능 신호를 반환한다. 이 측정 불능 신호가 있는 영역에서 개구부(OP)의 하측 에지(OP-D) 및 상측 에지(OP-U)의 위치를 검출할 수 있다.
도 8의 S4에서는 개구부(OP)로의 핸드(6)의 진입 높이를 설정한다. 하측 에지(OP-D) 및 상측 에지(OP-U)의 위치의 관계로부터 개구부(OP)를 통과하는 높이를, 가설정한 이동 경로(Zth1)에 대해 보정하고, 이동 경로(Zth2)를 가설정한다. 그리고, 이동 경로(Zth2)의 높이로 핸드(6)를 이동한다.
도 8의 S5에서는 핸드(6)를 성막실(101)에 대한 다음 계측 위치로 이동시킨다. 본 실시형태에서는, 다음 계측 위치는 개구부(OP)의 내부이다. 이동 경로(Zth2)를 따라 핸드(6)를 Y 방향으로 이동시켜 도 10의 (A)에 나타낸 바와 같이 개구부(OP) 내에 핸드(6) 및 치구(T)를 진입시킨다. 핸드(6)는 계측 유닛(83Z)이 개구부(OP)의 천장면에 대향하는 위치까지 이동된다. 이 때, 계측 유닛(83Z)의 계측 범위(Ms)에 개구부(OP)의 천장면이 포함된다.
도 8의 S6에서는, 계측 유닛(83Z)에 의한 측거를 행한다. 계측 유닛(83Z)에 의해, 핸드(6)로부터 개구부(OP)의 천장면까지의 Z 방향의 거리(보다 정확하게는 계측 유닛(83Z)으로부터 천장면까지의 Z 방향의 거리)가 계측된다. 도 8의 S7에서는 가설정한 이동 경로(Zth2)를 S6의 측거 결과에 기초하여 필요에 따라 보정한다. 이 단계에서 설정되는 보정 후 또는 보정되지 않은 이동 경로를 이동 경로(Zth3)로 한다.
도 8의 S8에서는, 이동 경로(Zth3)에 따라 핸드(6)를 Y 방향으로 이동시킨다. 여기서는 도 10의 (B)에 나타낸 바와 같이, 다음 계측 위치로서 기판 홀더(11)에 대한 기판의 전달 위치(검지 유닛(12)의 검지 범위 내의 위치)까지 핸드(6)를 이동한다. 그리고, S9에서는 검지 유닛(12)에 의해 치구(T)의 기준 마크(T1)를 검지하고, 그 위치를 확인한다. 기준 마크(T1)가 검지되지 않는 경우, 검지되었지만 기준 마크(T1)의 위치가 적절하지 않을 경우는 이동 경로(Zth3)를 보정한다.
도 11의 (A)는 검지 유닛(12)의 촬영 화상의 예를 나타내고 있고, 기준 마크(T1)가 기준 위치(C)로부터 어긋나 있는 예를 나타내고 있다. 이러한 경우, 이동 경로(Zth3)를 보정한다. 도 11의 (B)는 검지 유닛(12)의 촬영 화상의 예를 나타내고 있고, 기준 마크(T1)가 기준 위치(C)에 들어가 있는 예를 나타내고 있다. 이러한 경우, 이동 경로(Zth3)를 보정할 필요는 없다.
이상의 보정을 필요에 따라 행하고, 도 8의 S10에서 핸드(6)의 최종적인 이동 경로 및 이를 위한 반송용 로봇(4)의 동작을 확정한다.
이상의 순서를 거침으로써 핸드(6)를 정밀도 높게, 검지 유닛(12)의 화각까지 자동적으로 반송할 수 있다. 특히, 최초의 단계에서, 성막실(101)의 개구부(OP)에 핸드(6)가 진입하지 않고 그 개구부(OP)의 영역을 계측할 수 있기 때문에, 핸드(6)와 성막실(101)이 간섭하여 서로 파손되거나 고장나는 리스크를 억제할 수 있다.
또한, 개구부(OP) 내부에서도 다시 반송 높이의 보정을 행함으로써 더욱 정밀도 높게 검지 유닛(12)의 화각 내에 핸드(6) 및 치구(T)를 반송할 수 있기 때문에, 기준 마크(T1)를 검지 유닛(12)의 초점 심도상의 최적인 높이로 운반하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에 검지 유닛(12)에 의한 기준 마크(T1)의 측정 오차가 작아진다. 또한, 일련의 작업이 자동화됨으로써 작업 시간의 단축에도 연결된다.
<이동 경로의 설정예 2>
상기의 설정예 1에서는, 개구부(OP)의 상하의 에지를 검출할 때, 핸드(6)를 Z 방향으로 이동하였지만, X 방향으로 이동하여 개구부(OP)를 검출하고, 이동 궤도를 보정할 수도 있다.
도 12는 제어 장치(1)의 프로세서가 실행하는 처리예를 나타내는 플로우차트이며, 특히 반송용 로봇(4)의 기판 반송시의 동작을 설정하는 처리예를 나타내는 플로우차트이다. 여기서는 주로 이동 경로의 X 방향 및 핸드(6)의 방향 보정에 대해서 설명한다.
S11에서는, 치구(T)를 지지한 핸드(6)를 성막실(101)에 대한 소정의 계측 위치로 이동시킨다. 도 13의 (A)는 그 일례를 나타내고 있다. 도 13의 (A)는, 외벽부(101a) 중, 개구부(OP)에 인접하는 외벽부(101a)에 대향하는 위치(반송실(102) 내)에 핸드(6)가 이동된 양태를 예시하고 있다. 핸드(6)는, 치구(T)에 탑재된 계측 유닛(83Y)의 계측 범위(Ms)에 외벽부(101a)의 표면이 포함되는 위치로 이동된다. 한편, 도 12의 처리예는 성막실(101) 및 반송실(102)이 대기압인 상태에서 행해지는 것을 상정하고 있다.
도 13의 (A)에 예시된 바와 같이, 가설정한 이동 경로(Zth1)의 단계에서는, 설계 정보에 기초한 이동 경로이기 때문에, 핸드(6)의 X축과 성막실(101)의 외벽면(101a)은 반드시 평행하지 않다. 성막용의 기판(W)은 장변이 2m를 초과하는 큰 것도 있기 때문에, θ 방향의 각도 어긋남이 얼마되지 않더라도 기판(W)과 성막실(101)의 외벽부(101a)가 충돌하는 요인이 될 수 있다. 또한, 개구부(OP)는 될 수 있는 한, 작은 쪽이 장치 설계상으로도 용이하기 때문에, 핸드(6) 및 기판(W)과 성막실(101) 개구부(OP)와의 사이의 간극에는 여유가 없다.
도 12의 S12에서는 핸드(6)를 외벽부(101a)를 따라 연속적으로 이동하면서, 측거를 행한다. 도 13의 (A)의 예에서는, 핸드(6)를 X 방향으로 이동하면서, 계측 유닛(83Y)에 의한 측거를 행한다. 계측 유닛(83Y)에 의해, 핸드(6)로부터 외벽부(101a)까지의 Y 방향의 거리(보다 정확하게는 계측 유닛(83Y)로부터 외벽부(101a)까지의 Y 방향의 거리)가 계측된다.
도 12의 S13에서는 S12의 계측 결과로부터 개구부(OP)의 X 방향의 에지(도 13의 (A)에 나타내는 우측의 에지(OP-R) 및 좌측의 에지(OP-L))의 위치가 특정된다. 도 13의 (B)는 계측 유닛(83Y)의 계측 결과의 예를 나타낸다. 계측 유닛(83Y)이 개구부(OP)에 대향하고 있는 경우, 측정 범위(Ms)에 외벽면(101a)이 존재하지 않기 때문에 계측 유닛(83Y)은 측정 불능 신호를 반환한다. 이 측정 불능 신호가 있는 영역에서 개구부(OP)의 우측 에지(OP-R) 및 좌측 에지(OP-L)의 위치를 검출할 수 있다. 나아가, 각 측거점의 거리 추이로부터, 외벽면(101a)에 대한 핸드(6)의 경사(θ)를 연산할 수 있다.
도 12의 S14에서는 개구부(OP)로의 핸드(6)의 X 방향 및 Y 방향의 진입 위치와 방향을 설정한다. 방향은 경사(θ)가 0이 되도록 이동 경로(Zth1)가 보정된다. 그리고 나서, 개구부(OP)의 X 방향의 중앙을 핸드(6)가 통과할 수 있도록 진입 위치가 보정되어 보정 후의 이동 경로(Zth2)가 가설정 된다.
도 12의 S15에서는 핸드(6)를 성막실(101)에 대한 다음 계측 위치로 이동한다. 본 실시형태에서는, 다음 계측 위치는 개구부(OP)의 내부이다. 이동 경로(Zth2)를 따라 핸드(6)를 Y 방향으로 이동하여 도 14에 나타낸 바와 같이 개구부(OP)내에 핸드(6) 및 치구(T)를 진입시킨다. 핸드(6)는 계측 유닛(83X)이 개구부(OP)의 측면에 대향하는 위치까지 이동된다. 이 때, 계측 유닛(83X)의 계측 범위(Ms)에 개구부(OP)의 측면이 포함된다.
도 12의 S16에서는, 계측 유닛(83X)에 의한 측거를 행한다. 계측 유닛(83X)에 의해, 핸드(6)로부터 개구부(OP)의 측면까지의 X 방향의 거리(보다 정확하게는 계측 유닛(83X)로부터 측면까지의 X 방향의 거리)가 계측된다. 도 12의 S17에서는 가설정한 이동 경로(Zth2)를 S16의 측거 결과에 기초하여 필요에 따라 보정한다. 이 단계에서 설정되는 보정 후 또는 보정되지 않은 이동 경로를 이동 경로(Zth3)로 한다.
도 12의 S18에서는, 이동 경로(Zth3)를 따라 핸드(6)를 Y 방향으로 이동한다. 여기서는 도 10의 (B)에 나타낸 예와 마찬가지로, 기판 홀더(11)에 대한 기판의 전달 위치(검지 유닛(12)의 검지 범위 내의 위치)까지 핸드(6)를 이동한다. 그리고, S19로 검지 유닛(12)에 의해 치구(T)의 기준 마크(T1)를 검지하고, 그 위치를 확인한다. 기준 마크(T1)가 검지되지 않는 경우, 검지되었지만 기준 마크(T1)의 위치가 적절하지 않을 경우는 이동 경로(Zth3)를 보정하고, S20로 최종적인 이동 경로 및 이를 위한 반송용 로봇(4)의 동작을 확정한다.
이상의 순서를 거침으로써 핸드(6)를 정밀도 높게 검지 유닛(12)의 화각까지 자동적으로 반송할 수 있고, 경로 정보를 보정하여 교시할 수 있다. 특히, 수평면 내의 경로 보정을 성막실(101)의 외벽부(101a)를 기준으로 하여 보정하면서 검지 유닛(12)의 위치까지 반송할 수 있기 때문에 오차가 작다. 또한, 일련의 작업이 자동화됨으로써 작업 시간의 단축에도 연결된다.
<제2 실시형태>
도 8이나 도 12의 처리에 의해 치구(T)를 핸드(6)에 탑재하여 핸드(6)의 이동 경로 및 이를 위한 반송용 로봇(4)의 동작을 설정한 후, 나아가, 치구(T) 대신에 기판(W)을 핸드(6)에 탑재하여 설정한 이동 경로로 핸드(6)를 이동시켜도 된다. 그리고, 기판 홀더(11)에 대한 기판의 전달 위치(검지 유닛(12)의 검지 범위 내의 위치)까지 핸드(6)를 이동하였을 때에, 기판(W)의 얼라인먼트 마크(W1)을 검지 유닛(12)으로 검지한다. 치구(T)의 기준 마크(T1)의 검지 결과와 얼라인먼트 마크(W1)의 검지 결과를 비교하여, 핸드(6)의 이동 경로 및 이를 위한 반송용 로봇(4)의 동작을 더 보정해도 된다.
치구(T)와 기판(W)은 질량 등이 다르기 때문에 핸드(6)의 반송 위치도 다른 것이 일반적이다. 그 때문에 치구(T)를 사용한 계측과는 별개로, 기판(W)을 사용하여 검지 유닛(12)에 의한 계측을 행하고 그 차이에 따라 핸드(6)의 이동 경로 및 이를 위한 반송용 로봇(4)의 동작을 더 보정한다. 이에 의해 기판(W)의 반송 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.
<제3 실시형태>
제1 실시형태, 제2 실시형태에서는, 대기압 환경 하에서 계측을 행하여 핸드(6)의 이동 경로의 설정을 행하였으나, 대기압 환경 하에서 계측을 행한 후, 성막 시와 마찬가지의 감압 환경 하(진공 환경 하)에서 계측을 행하고, 핸드(6)의 이동 경로의 설정을 행해도 된다. 도 15는 제어 장치(1)의 프로세서가 실행하는 처리예를 나타내는 플로우차트이다.
S21에서는, 대기압 하에서의 계측·이동 경로의 설정을 행한다. 이것은 도 8이나 도 12의 처리와 동일하다. S22에서는 감압 환경 하에서의 계측을 위한 준비를 행한다. 여기서는 성막실(101) 및 반송실(102)을 감압하여 진공으로 한다. 한편, 그 전에 작업자의 작업에 의해, 치구(T)로부터, 계측 유닛(83X∼83Z)를 분리한다. 시판되는 계측 유닛의 대부분은 내부에 수지 부품이나 접착제 등 진공 중에서 아웃 가스를 발생하는 부재를 사용하고 있거나, 진공 중에서는 그 동작이 보증되지 않는 경우가 있다. 본 실시형태에서는 치구(T)로부터, 계측 유닛(83X∼83Z)를 분리하고, 계측에는 사용하지 않는 것을 전제로 하고 있다.
S23에서는, 현재 설정되어 있는 이동 경로(Zth3)로 핸드(6)를 계측 위치로 이동한다. 본 실시형태의 경우, 계측 위치로서 기판 홀더(11)에 대한 기판의 전달 위치(검지 유닛(12)의 검지 범위 내의 위치)까지 핸드(6)를 이동시킨다. S24에서는 검지 유닛(12)에 의해 기준 마크(T)를 검지하고, 그 촬영 화상으로부터 핸드(6)의 위치 변화를 계측한다. 도 16의 (A)는 촬영 화상의 예를 나타내고 있고, 기준 마크(T)가 기준 위치(C)로부터 어긋나 있는 예를 나타내고 있다. 이 위치 어긋남이 대기압 하와 감압 하에서의 핸드(6)의 위치 어긋남이 된다.
X, Y 방향의 위치 어긋남에 더하여, 이하의 방법에 의해 Z 방향의 위치 어긋남도 계측할 수 있다. 위치 조정부(15)에 의해 검지 유닛(12)의 Z 방향의 위치를 바꾸면서, 그 촬영 화상을 비교하는 것에 의해 행한다.
도 16의 (B)는, 도 16의 (A)의 A-A'선에 있어서, 검지 유닛(12)의 Z 방향의 위치를 바꾸면서 촬영을 행한 경우의 화소 휘도의 변화의 예를 나타내고 있다. 도시의 예는 검지 유닛(12)과 기준 마크(T1)의 거리가 베스트 포커스의 경우(실선)와 디포커스 한 경우(파선)를 모식적으로 설명하고 있다. 감압 하에서의 기준 마크(T1)의 상이, 대기압 하에서의 상과 마찬가지로 보이는 형태를 하는 Z 방향의 위치를 특정하면, 그 Z 방향의 위치 차이가, 감압 하에서의 핸드(6)의 높이 변화량이 된다.
한편, 이러한 감압 하에 있어서의 Z 방향의 핸드(6)의 위치 변화를 계측하기 위해, 검지 유닛(12)에 더하여, 레이저 변위계와 같은 거리계를 병용해도 된다. 거리계는 검지 유닛(12)과 같이 외벽부(101a)의 외부에 배치하고, 외벽부(101a)에 설치한 창부를 통해 기준 마크(T1) 또는 치구(T)를 측거하도록 해도 된다. 검지 유닛(12)의 촬영 화상에 의해 X, Y 방향의 보정을 행하고, 거리계의 계측 결과에 따라 Z 방향의 보정을 행해도 된다.
<제4 실시형태>
대기압 하, 감압 하, 치구, 기판, 기판의 반송 속도의 조합으로 계측을 행하고, 핸드(6)의 이동 경로 및 이를 위한 반송용 로봇(4)의 동작을 설정하여도 된다. 도 17은 그 개념도이다. 치구(T)를 사용한 측정에서는, 대기 중에 있어서의 측정 결과와 진공 중의 측정 결과를 비교 연산하여 대기 중과 진공 중의 차이를 연산한다.
기판(W)을 사용한 측정에서는, 대기 중에 있어서의 측정 결과와 진공 중에 있어서의 측정 결과 및 그 때의 반송 속도로부터 기판 반송에 있어서의 대기와 진공의 분위기의 차이에의 의존성, 반송 속도에 따른 의존성인, 대기∼진공∼기판 반송 속도 의존성을 연산한다.
특히 기판(W)을 사용한 반송은 핸드(6)의 반송 속도나 사용하는 패드(24)의 종류 또는 사용하는 기판의 종류에 의한 마찰의 영향의 차이가 나는 경우가 있어, 수평 방향의 반송 위치가 영향을 받는 경우가 있다. 그리고, 이들로부터, 핸드(6)의 이동 경로 및 이를 위한 반송용 로봇(4)의 동작을 설정한다.
<제5 실시형태>
계측 유닛(83X∼83X)의 계측 대상은, 외벽부(101a)에 한정되지 않고, 성막실(101)의 내부에 배치되어 있는 구성을 계측 대상으로 하여도 된다. 도 18은 그 일례를 나타내는 모식도이다. 도시의 예에서는 기판 홀더(11)를 계측 대상으로 하고 있다. 계측 유닛(83Z)에 의해 핸드(6)와 기판 홀더(11)의 Z 방향의 거리가 측거된다. 계측 유닛(83Y)에 의해 핸드(6)와 기판 홀더(11)의 Y 방향의 거리가 측거된다. 기판 홀더(11)의 위치를 기준으로 하여 핸드(6)의 이동 경로를 설정할 수 있다.
<제6 실시형태>
다음으로, 전자 디바이스의 제조 방법 일례를 설명한다. 이하, 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시 장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다. 여기서는 복수의 성막실(101)에 의해 순차적으로 성막을 행하는 경우를 상정하고 있다.
먼저, 제조하는 유기 EL 표시 장치에 대해서 설명한다. 도 19의 (A)는 유기 EL 표시 장치(50)의 전체도, 도 19의 (B)는 1화소의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 19의 (A)에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(50)의 표시 영역(51)에는, 발광 소자를 복수 구비하는 화소(52)가 매트릭스 형상으로 복수 배치되어 있다. 상세한 것은 나중에 설명하지만, 발광 소자의 각각은, 한 쌍의 전극 사이에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 가지고 있다.
한편, 여기서 말하는 화소란, 표시 영역(51)에서 원하는 색의 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 가리킨다. 컬러 유기 EL 표시 장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광 소자(52R), 제2 발광 소자(52G), 제3 발광 소자(52B)의 복수의 부화소의 조합에 의해 화소(52)가 구성되어 있다. 화소(52)는, 적색(R) 발광 소자와 녹색(G) 발광 소자와 청색(B) 발광 소자의 3종류의 부화소의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 이것에 한정은 되지 않는다. 화소(52)는 적어도 1종류의 부화소를 포함하면 되고, 2종류 이상의 부화소를 포함하는 것이 바람직하고, 3종류 이상의 부화소를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 화소(52)를 구성하는 부화소로서는, 예를 들면, 적색(R) 발광 소자와 녹색(G) 발광 소자와 청색(B) 발광 소자와 황색(Y) 발광 소자의 4종류의 부화소의 조합이어도 된다.
도 19의 (B)는, 도 19의 (A)의 A-B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(52)는, 기판(53) 상에, 제1 전극(양극)(54)과, 정공 수송층(55)과, 적색층(56R)·녹색층(56G)·청색층(56B) 중 어느 하나와, 전자 수송층(57)과, 제2 전극(음극)(58)을 구비하는 유기 EL 소자로 구성되는 복수의 부화소를 가지고 있다. 이들 중, 정공 수송층(55), 적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B), 전자 수송층(57)이 유기층에 해당한다. 적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B)은, 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광 소자(유기 EL 소자라고 기술하는 경우도 있음)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다.
또한, 제1 전극(54)은, 발광 소자마다 분리되어 형성되어 있다. 정공 수송층(55)과 전자 수송층(57)과 제2 전극(58)은, 복수의 발광 소자(52R, 52G, 52B)에 걸쳐 공통으로 형성되어 있어도 되고, 발광 소자마다 형성되어 있어도 된다. 즉, 도 19의 (B)에 나타낸 바와 같이 정공 수송층(55)이 복수의 부화소 영역에 걸쳐 공통의 층으로서 형성된 위에 적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B)이 부화소 영역마다 분리되어 형성되고, 나아가 그 위에 전자 수송층(57)과 제2 전극(58)이 복수의 부화소 영역에 걸쳐 공통의 층으로서 형성되어 있어도 된다.
한편, 근접한 제1 전극(54)의 사이에서의 쇼트를 막기 위해서, 제1 전극(54) 사이에 절연층(59)이 설치되어 있다. 나아가, 유기 EL층은 수분이나 산소에 의해 열화하기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(60)이 설치되어 있다.
도 19의 (B)에서는 정공 수송층(55)이나 전자 수송층(57)이 하나의 층으로 나타나 있지만, 유기 EL 표시 소자의 구조에 따라, 정공 블로킹층이나 전자 블로킹층을 가지는 복수의 층으로 형성되어도 된다. 또한, 제1 전극(54)과 정공 수송층(55)의 사이에는 제1 전극(54)으로부터 정공 수송층(55)으로의 정공의 주입이 원활하게 행해지도록 할 수 있는 에너지밴드 구조를 가지는 정공 주입층을 형성해도 된다. 마찬가지로, 제2 전극(58)과 전자 수송층(57)의 사이에도 전자 주입층을 형성해도 된다.
적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B)의 각각은, 단일의 발광층으로 형성되어 있어도 되고, 복수의 층을 적층함으로써 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 적색층(56R)을 2층으로 구성하고, 상측의 층을 적색의 발광층으로 형성하고, 하측의 층을 정공 수송층 또는 전자 블로킹층으로 형성해도 된다. 혹은, 하측의 층을 적색의 발광층으로 형성하고, 상측의 층을 전자 수송층 또는 정공 블로킹층으로 형성해도 된다. 이와 같이 발광층의 하측 또는 상측에 층을 설치함으로써, 발광층에서의 발광 위치를 조정하고, 광로 길이를 조정함으로써, 발광 소자의 색순도를 향상시키는 효과가 있다.
한편, 여기서는 적색층(56R)의 예를 나타냈지만, 녹색층(56G)이나 청색층(56B)에서도 마찬가지의 구조를 채용해도 된다. 또한, 적층수는 2층 이상으로 해도 된다. 나아가, 발광층과 전자 블로킹층과 같이 다른 재료의 층이 적층되어도 되고, 예를 들면, 발광층을 2층 이상 적층하는 등, 같은 재료의 층이 적층되어도 된다.
다음으로, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법의 예에 대해 구체적으로 설명한다. 여기서는, 적색층(56R)이 하측층(56R1)과 상측층(56R2)의 2층으로 이루어지고, 녹색층(56G)과 청색층(56B)은 단일의 발광층으로부터 이루어지는 경우를 상정한다.
먼저, 유기 EL 표시 장치를 구동하기 위한 회로(도시하지 않음) 및 제1 전극(54)이 형성된 기판(53)을 준비한다. 한편, 기판(53)의 재질은 특별히 한정은 되지 않고, 유리, 플라스틱, 금속 등으로 구성할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 기판(53)으로서, 유리 기판 상에 폴리이미드의 필름이 적층된 기판을 사용한다.
제1 전극(54)이 형성된 기판(53) 상에 아크릴 또는 폴리이미드 등의 수지층을 바 코트나 스핀 코트로 코트하고, 수지층을 리소그래피법에 의해, 제1 전극(54)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(59)을 형성한다. 이 개구부가, 발광 소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.
절연층(59)이 패터닝된 기판(53)을 제1 성막실(101)에 반입하고, 정공 수송층(55)을, 표시 영역의 제1 전극(54) 상에 공통되는 층으로서 성막한다. 정공 수송층(55)은, 최종적으로 하나 하나의 유기 EL 표시 장치의 패널 부분이 되는 표시 영역(51) 마다 개구가 형성된 마스크를 사용하여 성막된다.
다음으로, 정공 수송층(55)까지가 형성된 기판(53)을 제2 성막실(101)에 반입한다. 기판(53)과 마스크의 얼라인먼트를 행하고, 기판을 마스크 상에 재치하고, 정공 수송층(55) 위의, 기판(53)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분(적색의 부화소를 형성하는 영역)에, 적색층(56R)을 성막한다. 여기서, 제2 성막실(101)에서 사용하는 마스크는, 유기 EL 표시 장치의 부화소가 되는 기판(53) 상에서의 복수의 영역 중, 적색의 부화소가 되는 복수의 영역에만 개구가 형성된 매우 세밀한(고정세) 마스크이다. 이에 의해, 적색 발광층을 포함하는 적색층(56R)은, 기판(53) 상의 복수의 부화소가 되는 영역 중 적색의 부화소가 되는 영역에만 성막된다. 바꾸어 말하면, 적색층(56R)은, 기판(53) 상의 복수의 부화소가 되는 영역 중 청색의 부화소가 되는 영역이나 녹색의 부화소가 되는 영역에는 성막되지 않고, 적색의 부화소가 되는 영역에 선택적으로 성막된다.
적색층(56R)의 성막과 마찬가지로, 제3 성막실(101)에서 녹색층(56G)을 성막하고, 나아가 제4 성막실(101)에서 청색층(56B)을 성막한다. 적색층(56R), 녹색층(56G), 청색층(56B)의 성막이 완료된 후, 제5 성막실(101)에서 표시 영역(51)의 전체에 전자 수송층(57)을 성막한다. 전자 수송층(57)은, 3색의 층(56R, 56G, 56B)에 공통인 층으로서 형성된다.
전자 수송층(57)까지가 형성된 기판을 제6 성막실(101)로 이동하고, 제2 전극(58)을 성막한다. 본 실시형태에서는, 제1 성막실(101)∼제6 성막실(101)에서는 진공 증착에 의해 각 층의 성막을 행한다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정은 되지 않고, 예를 들면, 제6 성막실(101)에서의 제2 전극(58)의 성막은 스퍼터에 의해 성막하도록 해도 된다. 그 후, 제2 전극(58)까지가 형성된 기판을 봉지 장치로 이동하여 플라스마 CVD에 의해 보호층(60)을 성막하여(봉지 공정), 유기 EL 표시 장치(50)가 완성된다. 한편, 여기서는 보호층(60)을 CVD법에 의해 형성하는 것으로 했지만, 이것에 한정은 되지 않고, ALD법이나 잉크젯법에 의해 형성해도 된다.
여기서, 제1 성막실(101)∼제6 성막실(101)에서의 성막은, 형성되는 각각의 층의 패턴에 대응한 개구가 형성된 마스크를 사용하여 성막된다. 성막 시에는, 기판(53)과 마스크의 상대적인 위치 조정(얼라인먼트)을 행한 후에, 마스크 상에 기판(53)을 재치하여 성막이 행해진다.
<다른 실시형태>
본 발명은, 상술한 실시형태의 1 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 1 개 이상의 프로세서가 프로그램을 판독하여 실행하는 처리로도 실현 가능하다. 또한, 1 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들면, ASIC)에 의해서도 실현 가능하다.
발명은 상기 실시형태에 제한되는 것이 아니며, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 공표하기 위해 청구항을 첨부한다.
1: 제어 장치
4: 반송용 로봇
6: 핸드
101: 성막실
T: 치구
83X∼83Z: 계측 유닛

Claims (9)

  1. 기판이 지지되는 핸드를 가지고, 성막실에 기판을 반송하는 로봇의 동작을 설정하는 동작 설정 장치로서,
    상기 기판 대신에 상기 핸드에 지지되며, 계측 수단이 탑재된 치구(治具)와,
    상기 치구가 지지된 상기 핸드가 상기 성막실에 대한 계측 위치로 이동하도록, 상기 로봇을 제어하는 제어 수단과,
    상기 성막실에 관한 상기 계측 수단의 계측 결과를 취득하여, 상기 기판의 반송시에 있어서의 상기 핸드의 이동에 관한 상기 로봇의 동작을 설정하는 설정 수단을 구비하고,
    상기 계측 수단은, 제1 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제1 계측 유닛과, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제2 계측 유닛과, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제3 계측 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 설정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성막실에는, 상기 기판의 위치를 검지하는 검지 수단이 설치되어 있고,
    상기 제어 수단은, 상기 치구가 상기 검지 수단의 검지 범위에 위치하도록, 상기 로봇을 제어하고,
    상기 설정 수단은, 상기 치구에 관한 상기 검지 수단의 검지 결과를 취득하고, 상기 계측 결과와 상기 검지 결과에 기초하여 상기 핸드의 이동에 관한 상기 로봇의 동작을 설정하는 것을 특징으로 하는 동작 설정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 성막실에 관한 상기 계측 수단의 계측은 대기압 하에서 행해지고,
    상기 검지 수단에 의한 상기 치구의 검지는 성막시와 같은 감압 하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 동작 설정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 성막실은, 상기 핸드가 진입 가능한 개구부를 갖는 외벽부를 구비하고,
    상기 제어 수단은, 상기 계측 위치로서, 상기 외벽부를 상기 계측 수단이 계측 가능한 위치로 상기 핸드가 이동하도록, 상기 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 동작 설정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 계측 위치로서, 상기 외벽부를 따른 위치를 상기 핸드가 연속적으로 이동하도록, 상기 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 동작 설정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로봇의 동작에는, 상기 핸드의 방향에 관한 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 설정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 계측 위치로서, 상기 성막실의 내부에 배치된 미리 정해진 구성을 상기 계측 수단이 계측 가능한 위치로 상기 핸드가 이동하도록, 상기 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 동작 설정 장치.
  8. 기판이 지지되는 핸드를 가지고, 성막실에 기판을 반송하는 로봇의 동작을 설정하는 동작 설정 방법으로서,
    제1 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제1 계측 유닛과, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제2 계측 유닛과, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제3 계측 유닛을 포함하는 계측 수단이 탑재된 치구를 상기 핸드에 의해 지지하는 공정과,
    상기 치구가 지지된 상기 핸드가 상기 성막실에 대한 계측 위치로 이동하도록, 상기 로봇을 제어하는 제어 공정과,
    상기 성막실에 관한 상기 계측 수단의 계측 결과를 취득하여, 상기 기판의 반송시에 있어서의 상기 핸드의 이동에 관한 상기 로봇의 동작을 설정하는 설정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 동작 설정 방법.
  9. 기판이 지지되는 핸드를 가지고, 성막실에 기판을 반송하는 로봇의 동작을 설정하는 동작 설정 공정과,
    상기 동작 설정 공정에서 설정된 동작에 기초하여 상기 로봇을 제어하여, 상기 성막실에 기판을 반송하는 공정과,
    상기 성막실에서 상기 기판에 성막하는 공정을 구비한 전자 디바이스의 제조 방법으로서,
    상기 동작 설정 공정은,
    제1 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제1 계측 유닛과, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제2 계측 유닛과, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 존재하는 측정 대상물과의 거리를 계측하는 제3 계측 유닛을 포함하는 계측 수단이 탑재된 치구를 상기 핸드에 지지하는 공정과,
    상기 치구가 지지된 상기 핸드가 상기 성막실에 대한 계측 위치로 이동하도록, 상기 로봇을 제어하는 제어 공정과,
    상기 성막실에 관한 상기 계측 수단의 계측 결과를 취득하여, 상기 기판의 반송시에 있어서의 상기 핸드의 이동에 관한 상기 로봇의 동작을 설정하는 설정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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