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[Technisches Gebiet]
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheidungsvorrichtung und
ein Abscheidungssystem zum Bilden einer Schicht aus einem vorbestimmten
Material auf einem Substrat und betrifft auch ein Abscheidungsverfahren.
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[Technischer Hintergrund]
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In
den letzten Jahren ist unter Verwendung von Elektrolumineszenz (EL)
eine organische elektrolumineszierende (OEL) Einrichtung entwickelt worden.
Da die organische elektrolumineszierende (OEL) Einrichtung beinahe
keine Wärme erzeugt, verbraucht sie im Vergleich mit einer
Kathodenstrahlröhre weniger Energie. Da darüber
hinaus die OEL-Einrichtung eine selbstleuchtende Einrichtung ist,
gibt es weitere Vorteile, beispielsweise einen Betrachtungswinkel,
der breiter ist als der einer Flüssigkristallanzeige (LCD
von Liquid Crystal Display) so dass ihre zukünftige Ausbreitung
erwartet wird.
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Der üblichste
Aufbau einer organischen elektrolumineszierenden Einrichtung umfasst
eine Anodenschicht (positive Elektrode), eine lichtemittierende
Schicht und eine Kathodenschicht (negative Elektrode), die sequentiell
auf einem Glassubstrat gestapelt sind, um eine geschichtete Form
zu bilden. Um das Licht aus der lichtemittierenden Schicht herauszubringen,
wird eine transparente Elektrode, die aus Indiumzinnoxid (ITO) hergestellt
ist, als die Anodenschicht auf dem Glassubstrat verwendet. Hinsichtlich der
organischen elektrolumineszierenden Einrichtung dieses Typs wird
die OEL-Einrichtung im Allgemeinen hergestellt, indem die lichtemittierende Schicht
und die Kathodenschicht in dieser Reihenfolge auf einer im Voraus
auf dem Glassubstrat gebildeten ITO-Schicht (Anodenschicht) gebildet
werden.
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Um
zusätzlich die Elektronenbewegung von der Kathodenschicht
zu der lichtemittierenden Schicht zu erleichtern, ist dazwischen
eine Austrittsarbeits-Einstellungsschicht (Elektronentransportschicht)
gebildet. Diese Austrittsarbeits-Einstellungsschicht wird beispielsweise
durch Abscheiden von Alkalimetall, wie etwa Lithium, auf einer Grenzfläche der
lichtemittierenden Schicht auf der Seite der Kathodenschicht durch
Verdampfung gebildet. Beispielsweise ist aus Patentdruckschrift
1 eine Abscheidungsvorrichtung als eine Fertigungsvorrichtung für
die oben beschriebene organische elektrolumineszierende Einrichtung
bekannt. Patentdruckschrift 1:
Offengelegtes
japanisches Patent Veröffentlichungsnummer 2004-79904 -
[Offenbarung der Erfindung]
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[Durch die Erfindung zu lösende
Probleme]
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Bei
einem Herstellungsverfahren für eine organische elektrolumineszierende
Einrichtung sollte, obwohl ein Filmbildungsprozess, wie etwa ein
Verdampfungsverfahren oder ein CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition
Process) durchgeführt wird, um jede Schicht zu bilden,
eine Kreuzkontamination, die durch jeden Schichtbildungsprozess
entsteht, irgendwie vermieden werden. Beispielsweise gibt es einen
möglichen Weg, dass die Abscheidungsvorrichtung zum Bilden
der Austrittsfunktions-Einstellungsschicht durch Abscheidung aus
der Dampfphase in der gleichen Kammer vorgesehen ist, in der ein Abscheidungsmechanismus
für die lichtemittierende Schicht angeordnet ist, so dass
die lichtemittierende Schicht und die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht sukzessive
abgeschieden werden können. Wenn jedoch Alkalimetall als
ein Material für die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht
unbeabsichtigt in die lichtemittierende Schicht hineingemischt wird,
nimmt der Lichtemissionswirkungsgrad drastisch ab.
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Um
andererseits dieses unerwünschte Vermischen zu vermeiden,
sind Abscheidungsvorrichtungen für jede Schicht der organischen
EL-Einrichtung in unterschiedlichen Prozesskammern angeordnet. Jedoch
nimmt die Größe des Abscheidungssystems zu und
die Basisfläche des gesamten Abscheidungssystems wird größer,
wenn eine unabhängige Prozesskammer für jeden
Abscheidungsmechanismus benutzt wird. Darüber hinaus wird
das zu verarbeitende Substrat von der Prozesskammer zu der nachfolgenden
Prozesskammer jedes Mal nach Abschluss des Prozesses überführt,
was zu einer Zunahme der Hineintransport-/Heraustransportschritte führt.
Daher kann der Durchsatz begrenzt sein.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kreuzkontamination
in jeder Schicht, die durch jeden Filmbildungsprozess auftritt,
zu vermeiden und darüber hinaus ein Abscheidungssystem
mit reduzierter Basisfläche und höherer Produktivität
bereitzustellen.
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[Mittel zum Lösen der Probleme]
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist eine Abscheidungsvorrichtung zum Bilden
eines Films auf einem zu verarbeitenden Substrat vorgesehen, die
in einer Prozesskammer einen ersten Abscheidungsmechanis mus zum
Bilden einer ersten Schicht und einen zweiten Abscheidungsmechanismus
zum Bilden einer zweiten Schicht umfasst.
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In
dieser Abscheidungsvorrichtung ist ein Entleerungsdurchlass vorgesehen,
um das Innere der Prozesskammer zu evakuieren, und der erste Abscheidungsmechanismus
kann näher bei dem Entleerungsdurchlass als der zweite
Abscheidungsmechanismus angeordnet sein. In diesem Fall kann der erste
Abscheidungsmechanismus zwischen dem Entleerungsdurchlass und dem
zweiten Abscheidungsmechanismus angeordnet sein. Darüber
hinaus ist eine Überführungsöffnung zum
Beladen oder Entladen des zu verarbeitenden Substrats in oder aus
der Prozesskammer vorgesehen, und der erste Abscheidungsmechanismus
und der zweite Abscheidungsmechanismus können zwischen
dem Entleerungsdurchlass und der Überführungsöffnung
angeordnet sein. Darüber hinaus kann ein Ausrichtungsmechanismus
zum Ausrichten einer Maske mit einer entsprechenden Position des
Substrats zwischen dem zweiten Abscheidungsmechanismus und der Überführungsöffnung
vorgesehen sein. Zusätzlich kann in der Prozesskammer ein
Substratüberführungsmechanismus zum Überführen
des Substrats zu jeder Verarbeitungsposition des ersten Abscheidungsmechanismus,
des zweiten Abscheidungsmechanismus und des Ausrichtungsmechanismus
vorgesehen sein. Der erste Abscheidungsmechanismus ist beispielsweise
ein Filmbildungsmechanismus zum Bilden einer ersten Schicht auf
dem Substrat durch ein Verdampfungsverfahren, und der zweite Abscheidungsmechanismus
ist beispielsweise ein Filmbildungsmechanismus zum Bilden einer
zweiten Schicht auf dem Substrat durch ein Sputterverfahren.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein Abscheidungssystem zum Bilden eines
Films auf einem Substrat vorgesehen, das eine Abscheidungsvorrichtung
mit einem dritten Abscheidungsmechanismus zum Bilden einer dritten
Schicht in einer Prozesskammer und dem ersten Abscheidungsmechanismus
und dem zweiten Abscheidungsmechanismus, die innerhalb der Prozesskammer
vorgesehen sind, umfasst.
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Bei
diesem Abscheidungssystem kann ein Überführungsmechanismus
vorgesehen sein, der das Substrat zwischen der Abscheidungsvorrichtung mit
dem dritten Abscheidungsmechanismus und der Abscheidungsvorrichtung
mit dem ersten Abscheidungsmechanismus überführt.
Der dritte Abscheidungsmechanismus wird beispielsweise auch zum Bilden
der dritten Schicht durch ein Verdampfungsverfahren verwendet.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein Abscheidungsverfahren zum Bilden
eines Films auf einem zu verarbeitenden Substrat vorgesehen, das umfasst,
dass ein erster Film durch einen ersten Abscheidungsmechanismus
gebildet wird, und anschließend ein zweiter Film durch
einen zweiten Abscheidungsmechanismus gebildet wird.
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Bei
diesem Filmbildungsverfahren kann der Entleerungsarbeitsgang des
Inneren der Prozesskammer an einer Position näher bei dem
ersten Abscheidungsmechanismus als bei dem zweiten Abscheidungsmechanismus
durchgeführt werden. Darüber hinaus kann beispielsweise
eine erste Schicht auf dem Substrat durch ein Verdampfungsverfahren durch
den ersten Abscheidungsmechanismus abgeschieden werden, und eine
zweite Schicht kann beispielsweise auf dem Substrat durch ein Sputterverfahren
durch den zweiten Abscheidungsmechanismus gebildet werden.
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Ferner
ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Filmbildungsverfahren
zum Abscheiden auf einem zu verarbeitenden Substrat vorgesehen,
das umfasst, dass eine dritte Schicht durch einen dritten Abscheidungs mechanismus
in einer Prozesskammer gebildet wird, und anschließend
eine erste Schicht durch einen ersten Abscheidungsmechanismus gebildet
wird und dann eine zweite Schicht durch einen zweiten Abscheidungsmechanismus
in einer unterschiedlichen Prozesskammer gebildet wird.
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Bei
diesem Abscheidungsverfahren kann das Innere der Prozesskammer an
einem Punkt näher bei dem ersten Abscheidungsmechanismus
als bei dem zweiten Abscheidungsmechanismus evakuiert werden. Darüber
hinaus wird die dritte Schicht auf dem Substrat beispielsweise durch
ein Verdampfungsabscheidungsverfahren durch den dritten Abscheidungsmechanismus
gebildet, die erste Schicht wird auf dem Substrat beispielsweise
durch ein Verdampfungsverfahren in dem ersten Abscheidungsmechanismus
gebildet, und die zweite Schicht wird auf dem Substrat beispielsweise
durch ein Sputter-Abscheidungsverfahren in dem zweiten Abscheidungsmechanismus
gebildet.
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[Wirkung der Erfindung]
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Da
gemäß der vorliegenden Erfindung der erste Abscheidungsmechanismus
und der zweite Abscheidungsmechanismus in der gleichen Prozesskammer
vorgesehen sind, kann die Größe der Abscheidungsvorrichtung
und des Abscheidungssystems gering sein. Gleichermaßen
kann der Durchsatz erhöht werden, da die erste Schicht
und die zweite Schicht nacheinander in einer einzigen Prozesskammer
gebildet werden.
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Ferner
wird gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert,
dass das Material, das für den ersten Abscheidungsmechanismus
verwendet wird, zu der Seite des zweiten Abscheidungsmechanismus strömt,
da der erste Abscheidungsmechanismus in einem kürzeren
Abstand zu dem Entleerungsdurchlass als der Abstand von dem zweiten
Abscheidungsmecha nismus zu dem Entleerungsdurchlass vorgesehen ist,
und somit wird die Kontamination an der zweiten Schicht vermieden.
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Außerdem
ist der dritte Abscheidungsmechanismus in einer Prozesskammer angeordnet,
und der erste und zweite Abscheidungsmechanismus sind in einer unterschiedlichen
Prozesskammer angeordnet, so dass die Kontamination an der dritten Schicht
und die Kontamination an der ersten und zweiten Schicht vermieden
werden können.
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[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
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1 ist
ein Flussdiagramm eines Fertigungsprozesses einer organischen elektrolumineszierenden
Einrichtung;
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2 ist
eine Draufsicht eines Abscheidungssystems gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein Aufbau einer Sputter-Verdampfungsvorrichtung im Überblick;
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4 ist
eine Substratüberführungsplattform im Inneren
der Sputter-Verdampfungsvorrichtung;
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5 ist
eine Draufsicht einer Verdampfungsvorrichtung (erster Abscheidungsmechanismus);
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6 ist
eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie (X-X) von 5;
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7 ist
ein Aufbau einer Sputter-Vorrichtung (Mechanismus) im Überblick;
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8 ist
ein Aufbau einer Verdampfungsvorrichtung (Mechanismus) im Überblick;
und
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9 ist
ein Aufbau einer Verdampfungsvorrichtung (dritter Abscheidungsmechanismus)
im Überblick.
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[Beste Ausführungsart der Erfindung]
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Nachstehend
werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand
der Zeichnungen erläutert. In der folgenden Ausführungsform
wird als ein Beispiel einer Abscheidung ein Herstellungsprozess
für eine organische elektrolumineszierende Einrichtung
A ausführlich beschrieben, die hergestellt wird, indem
eine Anodenschicht (positive Elektrode) 1, eine lichtemittierende
Schicht 2 und eine Kathodenschicht (negative Elektrode) 4 auf
einem Glassubstrat G gebildet werden. In der Beschreibung und den
Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit im
Wesentlichen identischen Funktionen und Ausgestaltungen, so dass
deren redundante Beschreibung weggelassen werden kann.
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Anhand
der 1(1) bis (7) wird
der Herstellungsprozess der organischen elektrolumineszierenden
Einrichtung A beschrieben. Wie es in 1(1) gezeigt
ist, wird auf einer Oberfläche des Glassubstrats G, das
für diese Ausführungsform verwendet wird, die
Anodenschicht (positive Elektrode 1) im Voraus als eine
vorbestimmte Struktur gebildet. Eine transparente Elektrode wird
für die Anodenschicht 1 verwendet, die beispielsweise
aus ITO (Indiumzinnoxid) hergestellt wird.
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Zuallererst
wird, wie es in 1(2) beschrieben ist,
die lichtemittierende Schicht 2 auf der Anodenschicht 1 über
dem Glassubstrat G gebildet. Diese lichtemittierende Schicht 2 wird
durch Abscheiden von beispielsweise Tris-(8-hydroxychinolinato)-aluminium
(Alq3) auf der Oberfläche des Glassubstrats G gebildet.
Bevor die lichtemittierende Schicht 2 gebildet wird, wird
eine Lochtransportschicht (HTL) (die in der Figur nicht gezeigt
ist), gebildet, die z. B. NPB (N,N-Di(naphthalin-1-yl)-N,N-diphenylbenzidin)
umfasst, auf der Anodenschicht 1 durch Verdampfung abgeschieden,
und daraufhin wird die lichtemittierende Schicht 2 auf
dieser gebildet, um einen mehrfachen gestapelten Aufbau zu bilden.
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Im
nächsten Schritt wird, wie es in 1(3) gezeigt
ist, auf einer Grenzfläche der lichtemittierenden Schicht 2 eine
Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3, um eine vorbestimmte
Form zu bilden, durch Verdampfen von Alkalimetall, wie etwa Li,
abgeschieden. Die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 wirkt
als eine ETL (Elektronentransportschicht), um den Elektronentransport
von der Kathodenschicht 4 (die später erläutert
wird) zu der lichtemittierenden Schicht 2 zu erleichtern.
Die vorstehend erwähnte Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 wird
durch Verdampfung mit z. B. Alkalimetall, wie etwa Li, unter Verwendung
einer Strukturierungsmaske abgeschieden.
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Anschließend
wird, wie es in 1(4) gezeigt ist,
die Kathodenschicht (negative Elektrode) 4 auf der Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 strukturiert.
Diese Kathodenschicht 4 wird durch Sputtern von beispielsweise
Ag, Mg/Ag-Legierung unter Verwendung einer Strukturierungsmaske
gebildet.
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Als
Nächstes wird, wie es in 1(5) gezeigt ist,
die lichtemittierende Schicht 2 zu einer vorbestimmten
Form entsprechend derjenigen der Kathodenschicht 4 ausgebildet.
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Ferner
wird, wie es in 1(6) gezeigt ist, ein
Verbindungsabschnitt 4' der Kathodenschicht 4 derart
gebildet, dass sie mit einer Elektrode 5 elektrisch verbunden
ist. Dieser Verbindungsabschnitt 4' wird durch Sputtern
von beispielsweise Ag, Mg/Ag-Legierung unter Verwendung einer Strukturierungsmaske
gebildet.
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Schließlich
wird, wie es in 1(7) beschrieben ist,
ein Versiegelungsfilm 6, der beispielsweise einen Nitridfilm
umfasst, durch eine CVD gebildet, um den gesamten Sandwichaufbau
zu verkapseln, wobei die lichtemittierende Schicht 2 zwischen
der Kathodenschicht 4 und der Anodenschicht 1 angeordnet
ist, und dann ist die organische elektrolumineszierende Einrichtung
A hergestellt.
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2 zeigt
eine Zeichnung, um das Abscheidungssystem 10 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Dieses Abscheidungssystem 10 ist ausgestaltet, um die organische
elektrolumineszierende Einrichtung A herzustellen, wie es in 1 beschrieben
ist. Hier werden bei der Herstellung der Einrichtung die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3,
die Kathodenschicht 4 und die lichtemittierende Schicht 2 (die
beispielsweise die Lochtransportschicht umfasst) jeweils ausführlich
als eine erste Schicht, eine zweite Schicht bzw. eine dritte Schicht
erläutert.
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In
dem Abscheidungssystem 10 sind eine Substratladeschleusenvorrichtung 12,
eine Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13, eine Ausrichtungsvorrichtung 14,
eine Formbildungsvorrichtung 15 für die lichtemit tierende
Schicht 2, eine Maskenladeschleusenvorrichtung 16,
eine CVD-Vorrichtung 17, eine Substratwendevorrichtung 18 und
eine Verdampfungsvorrichtung 19 um eine Überführungsvorrichtung 11 herum
angeordnet. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 eine
Abscheidungsvorrichtung zum Bilden der Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 als
die erste Schicht und der Kathodenschicht 4 als die zweite Schicht.
Die Verdampfungsvorrichtung 19 entspricht einer Abscheidungsvorrichtung
zum Bilden der lichtemittierenden Schicht 2 als die dritte
Schicht.
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Die Überführungsvorrichtung 11 umfasst
einen Überführungsmechanismus 20, der
ein Substrat G in/aus den Vorrichtungen 12 bis 19 unabhängig überführt.
Daher kann die Überführungsvorrichtung 11 das
Substrat G zwischen den Vorrichtungen 12 bis 19 in
einer beliebigen Reihenfolge überführen.
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3 zeigt
schematisch eine Überblickzeichnung der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 zum
Bilden der ersten und zweiten Schicht. 4 zeigt
eine Seitenansicht einer Plattform 42, die es ermöglicht,
dass das Substrat G in der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 überführt
werden kann. Die 5 und 6 zeigen
eine Draufsicht eines Verdampfungsmechanismus 35 (5)
und eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie X-X in 5. 7 zeigt
eine schematische Zeichnung eines Sputter-Mechanismus 36,
der in der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 angeordnet
ist. Bei der vorliegenden Erfindung entspricht der Verdampfungsmechanismus 35 in
der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 einer ersten Abscheidungsvorrichtung zum
Bilden der Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 als die
erste Schicht. Ferner entspricht der Sputter-Mechanismus 36 einer
zweiten Abscheidungsvorrichtung zum Bilden der Kathodenschicht 4 als
die zweite Schicht.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, gibt es an der unteren Oberfläche
einer Prozesskammer 30, die die Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 bildet,
eine Entleerungsöffnung 31, durch die das Innere
der Prozesskammer 30 unter Verwendung einer nicht dargestellten
Vakuumeinheit auf einen reduzierten Druck evakuiert wird. Auf der
Seite der Prozesskammer 30 gibt es eine Überführungsöffnung 33,
die durch ein Absperrventil 32 geöffnet oder geschlossen
werden kann. Durch die Überführungsöffnung 33 wird
das Substrat G in oder aus der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 durch
den oben erwähnten Überführungsmechanismus 20 der Überführungsvorrichtung 11 überführt.
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Im
Inneren der Prozesskammer 30 sind der Verdampfungsmechanismus 35 als
der erste Abscheidungsmechanismus, der Sputter-Mechanismus 36 als
der zweite Abscheidungsmechanismus und ein Ausrichtungsmechanismus 37 zum
Ausrichten einer Maske M entsprechend dem Substrat G in einer Folge
zwischen dem Entleerungsdurchlass 31 und der Überführungsöffnung 33 angeordnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwischen dem
Entleerungsdurchlass 31 und der Überführungsöffnung 33 der
Verdampfungsmechanismus 35, der Sputter-Mechanismus 36 und
der Ausrichtungsmechanismus 37 in einer geradlinigen Form
angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung ist der Verdampfungsmechanismus 35 näher
bei dem Entleerungsdurchlass 31 angeordnet, und der Verdampfungsmechanismus 35 ist
zwischen dem Sputter-Mechanismus 36 und dem Entleerungsdurchlass 31 positioniert.
Der Ausrichtungsmechanismus 37 ist zwischen dem Sputter-Mechanismus 36 und
der Überführungsöffnung 33 positioniert.
Als ein Beispiel kann der Abstand von der Mitte des Verdampfungsmechanismus 35 zu
dem Entleerungsdurchlass 31 800 bis 900 mm (beispielsweise
832 mm) betragen, und der Abstand von der Mitte des Sputter-Mechanismus 36 zu
dem Entleerungsdurchlass 31 kann 1400 bis 1500 mm (beispielsweise
1422 mm) betragen.
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Im
Grunde ist der Sputter-Prozess, der in dem Sputter-Mechanismus 36 durchgeführt
wird, richtungsabhängig, und ein Targetmaterial 60 wird der
Oberfläche des Substrats G zugeführt. Im Gegensatz
dazu hat Dampf für die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3,
der in dem Verdampfungsmechanismus 35 erzeugt wird, isotrope
Eigenschaft, so dass sich der Dampf in alle Richtungen wie eine Punktlichtquelle
ausbreitet. Den Verdampfungsmechanismus 35 näher
bei dem Entleerungsdurchlass 31 anzuordnen verhindert so
in dieser Ausführungsform, dass Dampf für die
Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3, der von dem Verdampfungsmechanismus 35 erzeugt
wird, den in dem Sputter-Mechanismus 36 durchgeführten
Prozess beeinträchtigt.
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Zusätzlich
gibt es in der Prozesskammer 30 einen Überführungsmechanismus 40 zum Überführen
des Substrats G zu jeder Verarbeitungsposition des Verdampfungsmechanismus 35,
des Sputter-Mechanismus 36 und des Ausrichtungsmechanismus 37.
Wie es in 4 veranschaulicht ist, umfasst
der Überführungsmechanismus 40 die Plattform 42,
auf deren unterer Oberfläche das Substrat G und die Maske
M durch eine Aufnahme 41 gehalten sind, und einen Ausfahr-
und Zusammenziehungsmechanismus 43, um die Plattform 42 in
die Position über dem Verdampfungsmechanismus 35,
den Sputter-Mechanismus 36 und den Ausrichtungsmechanismus 37 zu
bewegen. Der Ausfahr- und Zusammenziehungsmechanismus 43 ist
vollständig durch Bälge bedeckt, um zu verhindern,
dass Partikel in die Prozesskammer 30 gelangen.
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Das
Substrat G und die Maske M werden in die Prozesskammer 30 und
zu dem Ausrichtungsmechanismus 37 durch die Überführungsöff nung 33 von dem
vorstehend erwähnten Überführungsmechanismus 20 der Überführungsvorrichtung 11 überführt. Daraufhin
werden das Substrat G und die Maske M, die dem Ausrichtungsmechanismus 37 übergeben worden
sind, zur Ausrichtung auf der Unterseitenfläche der Plattform 42 gehalten.
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An
erster Stelle überführt der Überführungsmechanismus 40 das
Substrat G und die Maske M, die auf der Unterseitenfläche
der Plattform 42 gehalten sind, zu der Position über
dem Verdampfungsmechanismus 35. Dann wird die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 (erste
Schicht) durch Verdampfung auf der Oberfläche des Substrats
G zum Bilden einer vorbestimmten Struktur durch den Verdampfungsmechanismus 35 abgeschieden.
Als Nächstes werden das Substrat G und die Maske M, die
auf der Unterseitenfläche der Plattform 42 gehalten
sind, zu dem Punkt über dem Sputter-Mechanismus 36 überführt. Anschließend
wird die Kathodenschicht 4 (zweite Schicht) durch Sputtern
auf der Oberfläche des Substrats G zum Bilden einer vorbestimmten
Struktur durch den Sputter-Mechanismus 36 abgeschieden. Danach
werden das Substrat G und die Maske M zu dem Ausrichtungsmechanismus 37 überführt. Schließlich überführt
der oben erwähnte Überführungsmechanismus 20 der Überführungsvorrichtung 11 das
Substrat G und die Maske M, die zu der Ausrichtungsvorrichtung 37 überführt
worden sind, aus der Prozesskammer 30 heraus durch die Überführungsöffnung 33.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, ist an der oberen Oberfläche
des Verdampfungsmechanismus 35 entsprechend dem ersten
Abscheidungsmechanismus ein Schlitz 50 gebildet, so dass
ein rechter Winkel mit der Überführungsrichtung
(Bewegungsrichtung der Plattform 42) des Substrats G gebildet
wird. Die Länge des Schlitzes 50 ist beinahe gleich
der Breite des Substrats G, das über den Verdampfungsmechanismus 35 überführt
wird.
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Ein
bezüglich der Wärme steuerbarer Behälter 51,
der das Material für die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 (als
die erste Schicht), beispielsweise Alkalimetall, wie etwa Lithium,
enthält, ist an der Unterseite des Verdampfungsmechanismus 35 vorgesehen.
Dampf des Alkalimetalls, das in dem in Bezug auf die Wärme
steuerbaren Behälter 51 erwärmt und geschmolzen
worden ist, wird aus dem Schlitz 50 nach oben über
eine Pufferkammer 52 zugeführt. Daraufhin wird
das Alkalimetall auf der Oberfläche des Substrats G, welches
durch die obere Seite des Verdampfungsmechanismus 35 hindurchtritt, abgeschieden,
so dass die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 gebildet
wird.
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Wie
es in 7 gezeigt ist, ist der Sputter-Mechanismus 36 als
der zweite Abscheidungsmechanismus ein Sputter mit zugewandten Targets (FTS
von facing target sputter), bei dem ein Paar plattenförmige
Targets 60 derart angeordnet ist, dass sie einander mit
einem vorbestimmten Abstand zugewandt sind. Jedes Target 60 ist
beispielsweise Ag oder eine Mg/Ag-Legierung. Masseelektroden 61 sind
an oberen und unteren Seiten jedes Targets 60 angeordnet,
und eine Spannung wird zwischen jedem Target 60 und den
Masseelektroden 61 von einer Stromquelle 62 angelegt.
Ferner ist außerhalb jedes Targets 60 ein Magnet 63 angeordnet,
um zwischen den Targets 60 ein Magnetfeld zu erzeugen. Während
des Erzeugens des Magnetfeldes zwischen den Targets 60 wird
zwischen jedem Target 60 und den Masseelektroden 61 eine
Gasentladung erzeugt, und es wird zwischen dem Target 60 ein
Plasma erzeugt. Indem unter Verwendung dieses Plasmas ein Sputter-Phänomen
benutzt wird, wird Material des Targets 60 gesputtert,
so dass es auf der Oberfläche des Substrats G abgeschieden
wird, das über den Sputter-Mechanismus 36 hinweg
tritt, um die Kathodenschicht 4 zu bilden.
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8 zeigt
eine schematische Ansicht des Aufbaus der Verdampfungsvorrichtung 19 als
die Abscheidungsvorrichtung zum Bilden der dritten Schicht. 9 zeigt
eine schematische Zeichnung des Verdampfungsmechanismus 85,
der in der Verdampfungsvorrichtung 19 angeordnet ist. Bei
der vorliegenden Erfindung entspricht der Verdampfungsmechanismus 85,
der in der Verdampfungsvorrichtung angeordnet ist, einem dritten
Abscheidungsmechanismus zum Bilden der lichtemittierenden Schicht 2 als
die dritte Schicht (die die Lochtransportschicht usw. umfasst).
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Auf
der Seite einer Prozesskammer 70, die die Verdampfungsvorrichtung 19 bildet,
ist eine Überführungsöffnung 72 vorgesehen,
die durch ein Absperrventil 71 geöffnet und geschlossen
wird, durch welches das Substrat G zu der Verdampfungsvorrichtung 19 von
dem vorstehend erwähnten Überführungsmechanismus 20 in
der Überführungsvorrichtung 11 überführt
wird.
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An
dem oberen Abschnitt der Prozesskammer 70 sind ein Führungselement 75 und
ein Halteelement 76 vorgesehen, das sich entlang des Führungselements 75 durch
ein geeignetes Stellglied (nicht gezeigt) bewegt. An dem Halteelement 76 ist ein
Substrathalteelement 77, wie etwa eine elektrostatische
Aufnahme, vorgesehen, und das Substrat G wird auf der unteren Oberfläche
des Substrathalteelements 77 horizontal gehalten.
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Zusätzlich
ist ein Ausrichtungsmechanismus 80 zwischen der Überführungsöffnung 72 und
dem Substrathalteelement 77 vorgesehen. Der Ausrichtungsmechanismus 80 weist
eine Plattform 81 zum Ausrich ten des Substrats auf, und
das Substrat G, das in die Prozesskammer 70 durch die Überführungsöffnung 72 überführt
wird, wird zunächst auf der Plattform 81 gehalten.
Nachdem die Ausrichtung abgeschlossen ist, bewegt sich die Plattform 81 nach oben,
und das Substrat G wird zu dem Substrathalteelement 77 überführt.
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Im
Inneren der Prozesskammer 70 ist der Verdampfungsmechanismus 85 als
der dritte Abscheidungsmechanismus auf der entgegengesetzten Seite
der Überführungsöffnung 72 angeordnet,
und der Ausrichtungsmechanismus 80 ist dazwischen angeordnet.
Wie es in 9 gezeigt ist, umfasst der Verdampfungsmechanismus 85 eine
Abscheidungseinheit 86 unterhalb des Substrats G, das auf
dem Substrathalteelement 77 gehalten ist, und eine Verdampfungseinheit 87,
die das Verdampfungsmaterial für die lichtemittierende
Schicht 2 aufnimmt. Die Verdampfungseinheit 87 weist
eine Heizung (nicht gezeigt) auf, und Dampf des Verdampfungsmaterials für
die lichtemittierende Schicht 2 wird in der Verdampfungseinheit 87 durch
von der Heizung erzeugte Wärme erzeugt.
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Mit
der Verdampfungseinheit 87 sind eine Trägergas-Einleitungsleitung 91 für
das Einleiten eines Trägergases von einer Versorgungsquelle 90 und
eine Versorgungsleitung 92 zum Zuführen des Dampfes
des Verdampfungsmaterials für die lichtemittierende Schicht 2,
der in der Verdampfungseinheit 87 erzeugt wird, zusammen
mit dem Trägergas zu der Abscheidungseinheit 86 verbunden.
Es ist ein Durchflussventil 93 vorgesehen, um die Menge
des Trägergases zu steuern, die in die Verdampfungseinheit 87 in
der Trägergas-Einleitungsleitung 91 strömt. Ein
normal offenes Ventil 94 ist an der Versorgungsleitung 92 vorgesehen,
das geschlossen werden kann, wenn beispielsweise das Verdampfungsmaterial
der lichtemittierenden Schicht 2 in der Verdampfungseinheit 87 wiederaufgefüllt
wird.
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Im
Inneren der Abscheidungseinheit 86 ist ein Diffusionselement 95 vorgesehen,
um den Dampf des Verdampfungsmaterials für die lichtemittierende Schicht 2,
das von der Verdampfungseinheit 87 transportiert wird,
zu streuen. Außerdem ist an einer oberen Seite der Abscheidungseinheit 86 ein
Filter 96 vorgesehen, das der unteren Oberfläche
des Substrats G zugewandt ist.
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Zusätzlich
wird die Substratladeschleusenvorrichtung 12, die in 2 gezeigt
ist, zum Überführen des Substrats G in/aus dem
Abscheidungssystem 10 in einen Zustand verwendet, wenn
die innere Atmosphäre des Abscheidungssystems 10 von
der Außenumgebung abgetrennt ist. Die Ausrichtungsvorrichtung 14 richtet
das Substrat G oder das Substrat G und die Maske M aus und ist für
die Vorrichtung, beispielsweise die CVD-Vorrichtung 17,
die keinen Ausrichtungsmechanismus aufweist, vorgesehen. Die Formbildungsvorrichtung 15 wird
zum Ausbilden der lichtemittierenden Schicht 2, die auf
dem Substrat G gebildet wird, zu einer gewünschten Form
verwendet. In der Maskenladeschleusenvorrichtung 16 wird eine
Maske in/aus dem Abscheidungssystem 10 in einem Zustand überführt,
in dem die innere Atmosphäre des Abscheidungssystems 10 von
der Außenumgebung abgetrennt ist. Die CVD-Vorrichtung 17 wird
zum Bilden des Versiegelungsfilms 6, der aus einem Nitridfilm
oder dergleichen durch die CVD hergestellt wird, benutzt, um die
organische lumineszierende Einrichtung A einzukapseln. Die Substratwendevorrichtung 18 wendet
das Substrat G geeignet, um die Oberflächenorientierung
zu verändern, so dass die Oberfläche (Zieloberfläche)
des Substrats G gegen die Richtung einer Schwerkraft orientiert
ist oder in Richtung der Schwerkraft orientiert ist. In der vorliegenden
Ausführungsform wird die Filmbildung ausgeführt,
während die Oberfläche des Substrats G in der
Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 und der Verdampfungsvorrichtung 19 nach
unten weist, und die Prozesse werden durchgeführt, während
die Oberfläche des Substrats G in der Formbildungsvorrichtung 15 und
der CVD-Vorrichtung 17 nach oben weist. Daher überführt
die Überführungsvorrichtung 11 das Substrat
G in die Substratwendevorrichtung 18 und ändert
gegebenenfalls die Oberflächenorientierung, während
sie es zwischen Vorrichtungen überführt.
-
Nun
wird in dem Abscheidungssystem 10, das wie oben ausgestaltet
ist, das Substrat G, das über die Substratladeschleusenvorrichtung 12 überführt
wird, zunächst 19 von dem Überführungsmechanismus 20 in
der Überführungsvorrichtung 11 in die
Verdampfungsvorrichtung überführt. In diesem Fall
wird, wie es in 1(1) erläutert
ist, die Anodenschicht 1, die aus beispielsweise dem ITO
hergestellt wird, im Voraus als eine vorbestimmte Struktur auf der
Oberfläche des Substrats G gebildet.
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In
der Verdampfungsvorrichtung 19 wird das Substrat G nach
dem Ausrichten in dem Ausrichtungsmechanismus 80 auf dem
Substrathalteelement 77 gehalten, während die
Oberfläche (Abscheidungsoberfläche) des Substrats
G nach unten gewandt ist. Dann wird in dem Verdampfungsmechanismus 85,
der in der Prozesskammer 70 der Verdampfungsvorrichtung 19 angeordnet
ist, der Dampf des Verdampfungsmaterials für die lichtemittierende Schicht 2,
der von der Verdampfungseinheit 87 zugeführt wird,
von der Abscheidungseinheit 86 zu der Oberfläche
des Substrats G emittiert. Dementsprechend wird, wie es in 1(2) erläutert ist, die lichtemittierende
Schicht 3 (die die Lochtransportschicht usw. umfasst) als
die dritte Schicht auf der Oberfläche des Substrats G abgeschieden.
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Das
Substrat G mit der in der Verdampfungsvorrichtung 19 gebildeten
lichtemittierenden Schicht 2 wird anschließend
von dem Überfüh rungsmechanismus 20 in
der Überführungsvorrichtung 11 zu der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 überführt.
Daraufhin werden in der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 das
Substrat G und die Maske M auf der unteren Oberfläche der
Plattform 42 nach deren Ausrichten in dem Ausrichtungsmechanismus 37 gehalten.
Ferner wird die Maske M von dem Überführungsmechanismus 20 in
der Überführungsvorrichtung 11 in das
Abscheidungssystem 10 über die Maskenladeschleusenvorrichtung 16 überführt
und anschließend zu der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 überführt.
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Danach überführt
der Überführungsmechanismus 40, der in
der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 vorgesehen ist,
dass Substrat G und die Maske M, die auf der unteren Oberfläche
der Plattform 42 gehalten sind, nach oberhalb den Verdampfungsmechanismus 35.
Dann wird die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 durch
den Verdampfungsmechanismus 35, wie es in 1(3) erläutert ist,
als die erste Schicht durch Abscheidung aus der Dampfphase auf der
Oberfläche des Substrats G abgeschieden, um eine vorbestimmte
Struktur zu bilden.
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Als
Nächstes werden das Substrat G und die Maske M, die auf
der unteren Oberfläche der Plattform 42 gehalten
sind, nach oberhalb den Sputter-Mechanismus 36 überführt.
Daraufhin wird, wie es in 1(4) beschrieben
ist, die Kathodenschicht 4 als die zweite Schicht auf der
Oberfläche des Substrats G zum Bilden einer vorbestimmten
Struktur durch den Sputter-Mechanismus 36 gebildet.
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Wenn
die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 und die Kathodenschicht 4 in
der Sputter-Verdampfungsvorrichtung 13 gebildet werden, wird
die Prozesskammer 30 durch den Entleerungsdurchlass 31 evakuiert.
Dampf, der von dem Verdampfungsmechanismus 35, aus Alkalime tall,
wie etwa Lithium, erzeugt wird und der zum Bilden der Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 verwendet wird,
wird von der Prozesskammer 30 durch den Entleerungsdurchlass 31 nach
außen abgesaugt, so dass die Strömung des Dampfes
des Materials für die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 in
Richtung des Sputter-Mechanismus 36 verhindert wird. Infolgedessen
kann die Kathodenschicht 4 in dem Sputter-Mechanismus 36 ohne
Kontamination aufgrund des Einflusses des adhäsiven Alkalimetalls,
wie etwa Lithium, gebildet werden.
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Auf
diese Weise wird das Substrat G, das mit der Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 und
der Kathodenschicht 4 in dem Sputter-Mechanismus 36 gebildet
wird, dann von dem Überführungsmechanismus 20 der Überführungsvorrichtung 11 in
die Formbildungsvorrichtung 15 überführt.
Daraufhin wird in der Formbildungsvorrichtung 15, wie es
in 1(5) erläutert ist, die
lichtemittierende Schicht 2 zu einer vorbestimmten Form,
die der Kathodenschicht 4 entspricht, gebildet.
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Das
Substrat G mit der in der Formbildungsvorrichtung 15 geformten
lichtemittierenden Schicht 2 wird wieder in die Sputter-Verdampfungvorrichtung 13 überführt,
um einen Verbindungsabschnitt 4' bezüglich der
Elektrode 5 zu bilden, wie es in 1(6) beschrieben
ist.
-
Daraufhin
wird das Substrat G von dem Überführungsmechanismus 20 der Überführungsvorrichtung 11 in
die CVD-Vorrichtung 17 überführt, und, wie
es in 1(7) beschrieben ist, die OEL-Einrichtung
A mit der lichtemittierenden Schicht 2, die durch die Kathodenschicht 4 und
die Anodenschicht 1 als Sandwich angeordnet ist, wird mit
dem Versiegelungsfilm 6, beispielsweise einem Nitridfilm,
verkapselt. Somit wird die organische elektrolumineszierende Einrichtung
A (Substrat G) aus dem Abscheidungssystem 10 heraus über
die Substratladeschleusenvorrichtung 12 überführt.
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In
dem vorstehend erwähnten Abscheidungssystem 10 wird
eine Kontamination, die von dem adhäsiven Alkalimetall,
wie etwa Lithium, ausgeht, verhindert, wenn die lichtemittierende
Schicht 2 gebildet wird, da der Verdampfungsmechanismus 35 für
die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3 als der erste
Abscheidungsmechanismus in der Prozesskammer 30 angeordnet
ist, welche verschieden ist von derjenigen, in der der Verdampfungsmechanismus 85 als
der dritte Abscheidungsmechanismus für die lichtemittierende
Schicht 2 angeordnet ist, und es kann möglich
sein, die ausgezeichnete organische EL-Einrichtung A mit einem guten
Lichtemissionswirkungsgrad zu produzieren. Zusätzlich wird
in der Verdampfungsvorrichtung 19 eine Verunreinigung aufgrund
eines Metallmaskenkontaktes vermieden, da die Strukturierungsmaske
nicht verwendet wird, wenn die lichtemittierende Schicht 2 gebildet
wird.
-
Da
die Kathodenschicht 4 durch Sputtern abgeschieden wird,
wird eine gleichmäßige Filmbildung im Vergleich
mit derjenigen durch ein Verdampfungsverfahren realisiert. Wenn
ferner ein Sputter mit zugewandten Targets (FTS) als der Sputter-Mechanismus 36 verwendet
wird, kann ein beschädigungsloses Sputtern an dem Substrat
G und der lichtemittierenden Schicht 2 realisiert werden.
Darüber hinaus ist es, wie es in 1(7) gezeigt
ist, durch Verkapseln des Substrats G mit dem Versiegelungsfilm 6, wie
etwa einem Nitridfilm, möglich, die organische EL-Einrichtung
A mit einer überlegenen Versiegelungsfähigkeit
und einer guten Haltbarkeit herzustellen.
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Obwohl
vorstehend eine günstige Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erläutert worden ist, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die in den Zeichnungen beschriebene Ausführungsform begrenzt.
Fachleute werden verstehen, dass verschiedene Änderungen
und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten
Ansprüche vorgenommen werden können. Daher sollten
diese als darin eingeschlossen betrachtet werden. Obwohl die vorliegende
Erfindung beispielsweise unter Bezugnahme auf den Herstellungsprozess
der organischen elektrolumineszierenden Einrichtung A erläutert
worden ist, kann die vorliegende Erfindung auch für Filmbildungen
von anderen elektronischen Einrichtungen angewandt werden. Zusätzlich
sind in dem Herstellungsprozess der organischen elektrolumineszierenden
Einrichtung A, obwohl die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3,
die Kathodenschicht 4 und die lichtemittierende Schicht 2 als
die erste Schicht, die zweite Schicht bzw. die dritte Schicht erläutert
worden sind, diese erste bis dritte Schicht nicht auf die Austrittsarbeits-Einstellungsschicht 3,
die Kathodenschicht 4 und die lichtemittierende Schicht 2 begrenzt.
Darüber hinaus können der erste bis dritte Abscheidungsmechanismus
der Verdampfungsmechanismus, der Sputter-Mechanismus, der CVD-Mechanismus
oder andere Abscheidungsmechanismen sein. In 2 ist ein
Beispiel des Abscheidungssystems 10 gezeigt, aber eine
Kombination dieser Vorrichtungen kann geeignet verändert
werden.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
-
Die
vorliegende Erfindung kann auf dem Gebiet der Herstellung von beispielsweise
einer organischen elektrolumineszierenden Einrichtung angewandt
werden.
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Zusammenfassung
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Ein
Abscheidungssystem ist vorgesehen, um eine Kreuzkontamination in
jeder Schicht, die in einem Herstellungsprozess einer organischen
elektrolumineszierenden Einrichtung usw. gebildet wird, zu vermeiden,
und ist auch vorgesehen, um die Basisfläche zu verringern.
Es ist eine Vorrichtung (13) zum Bilden eines Films auf
einem Substrat vorgesehen, die einen ersten Abscheidungsmechanismus
(35) zum Bilden einer ersten Schicht und einen zweiten Abscheidungsmechanismus
(36) zum Bilden einer zweiten Schicht in einer Prozesskammer
(30) umfasst. Die Vorrichtung (13) umfasst ferner
eine Entleerungsöffnung (31), durch die das Innere
der Prozesskammer (30) evakuiert wird, und der erste Abscheidungsmechanismus
(35) ist näher bei der Entleerungsöffnung
(31) als der zweite Abscheidungsmechanismus (36)
positioniert. Die erste Schicht wird beispielsweise auf dem Substrat
durch ein Verdampfungsverfahren durch den ersten Abscheidungsmechanismus
(35) gebildet, und die zweite Schicht wird beispielsweise
auf dem Substrat durch ein Sputter-Verfahren durch den zweiten Abscheidungsmechanismus
(36) gebildet.
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- A
- organische
EL-Einrichtung
- G
- Substrat
- M
- Maske
- 1
- Anodenschicht
- 2
- lichtemittierende
Schicht (dritte Schicht)
- 3
- Austrittsarbeits-Einstellungsschicht
(erste Schicht)
- 4
- Kathodenschicht
(zweite Schicht)
- 10
- Abscheidungssystem
- 11
- Überführungsvorrichtung
- 12
- Substratladeschleusenvorrichtung
- 13
- Sputter-Verdampfungsvorrichtung
- 14
- Ausrichtungsvorrichtung
- 15
- Formbildungsvorrichtung
- 16
- Maskenladeschleusenvorrichtung
- 17
- CVD-Vorrichtung
- 18
- Substratwendevorrichtung
- 19
- Verdampfungsvorrichtung
- 30
- Prozesskammer
- 31
- Entleerungsdurchlass
- 33
- Überführungsöffnung
- 35
- Verdampfungsmechanismus
(erster Abscheidungsmechanismus)
- 36
- Sputter-Mechanismus
(zweiter Abscheidungsmechanismus)
- 37
- Ausrichtungsmechanismus
- 40
- Überführungsmechanismus
- 70
- Prozesskammer
- 85
- Verdampfungsmechanismus
(dritter Abscheidungsmechanismus)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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