JP2020147830A - 成膜装置、成膜システム - Google Patents
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Abstract
Description
一般に、有機EL素子は、基板を成膜チャンバ内に搬入し、所定パターンの有機膜を基板上に成膜する方法で製造される。より詳しくは、減圧された成膜チャンバ内に基板を搬入する工程、基板とマスクとを高精度に位置合わせ(アライメント)する工程、有機材料を成膜する工程、成膜済みの基板を成膜チャンバから搬出する工程、等を経て製造される。
かかる製造工程を実施するために、成膜装置は、内部を減圧することが可能な真空チャンバと、それに付帯して設けられたアライメント機構等を備えている。
耐大気圧容器である真空チャンバを備える成膜装置は重量が大きな装置であるため、真空チャンバの底面を床面に直接載置するのではなく、複数の脚部を介して床面に設置される。
ここでは、図5(a)に示す成膜装置を一例に挙げて説明する。図5(a)は、チャンバ内が減圧される前、つまりチャンバ内が大気圧になっている状態の成膜装置を模式的に示す断面図である。図中の、1000は成膜装置、101は真空チャンバの天板、102は真空チャンバの側板、103は真空チャンバの底板であり、天板101と側板102と底板103は互いに接合されて気密容器を形成している。104はチャンバ内空間、115は蒸着源である。チャンバ内空間104には、マスク113を挟んで基板111と対向する位置に蒸着源115が配置されている。基板111は基板支持部112により支持され、マスク113はマスク支持部114により支持されている。基板支持部112とマスク支持部114は、気密性が確保された状態で天板101を貫通して真空チャンバの外側まで伸びて、アライメント機構117と接続している。アライメント機構117は、基板支持部112および/またはマスク支持部114の姿勢を調整して、基板111とマスク113の位置合わせを行う。
また、床面118にかかる荷重の分布が変化する事により床が変形し、成膜装置1000の姿勢が変化してアライメント精度が低下してしまう場合もあり得る。
(成膜装置の基本構成)
図1(a)は、実施形態1である成膜装置100の全体構成を示す模式的な断面図であり、図1(b)は、成膜装置100の下面図である。図1(a)は、図1(b)中に示されるH−H線に沿って切った断面に対応する。成膜装置100は、例えば有機EL表示装置の製造に用いられる成膜装置として使用されるものである。
マスク13は、パターニングのための開口を有する薄板形状の部材で、特に大型基板向けには、インバー等のように剛性が高く熱膨張率が小さな材料を用いたメタルマスクが用いられることが多い。マスク13は、マスク支持体14により両側(又は、4辺)から支持されている。
基板11としては、製造しようとする対象製品により、ガラス基板あるいはプラスチック基板等が適宜に選択して用いられる。基板11は、基板支持体12により両側(又は、4辺)から支持されている。
成膜装置100は、基板11とマスク13の位置合わせをするためのアライメント機構17を備える。詳細を図示してはいないが、アライメント機構17は、基板支持体12の微調整を行う位置調整手段とマスク支持体の位置調整手段のうちの一方または両方を備えている。
図2(a)は、成膜装置100の真空チャンバ10内を成膜時の圧力まで減圧した状態における装置の形状を模式的に示す断面図である。図2(a)は、図1(a)と同様に図1(b)のH−H線に沿った位置で切った断面である。
また、図2(b)は、図2(a)の状態における真空チャンバ10の底面の変形を模式的に示す図である。図2(b)では、変形の分布を示すため、変形(変位)の度合いが概ね等しい部分を同じ種類のテクスチャに塗り分けてあり、一種の等高帯表示になっている。
すなわち、真空チャンバ10を床面118に投影した時の投影形状がN角形であり、成膜装置100は脚部41をN+1個以上有し、床面118への脚部41の投影位置は、真空チャンバ10の投影形状内に包含される環状領域C0の内に存在する。
次に、本発明を実施した成膜システムについて説明する。図4は、本発明を実施した成膜システムの模式的な構成図で、有機ELパネルを製造する成膜システム300を例示している。
成膜システム300は、成膜装置100を複数備え、さらに搬送室1101、搬送室1102、搬送室1103、基板供給室1105、マスクストック室1106、受渡室1107、ガラス供給室1108、貼合室1109、取出室1110等を備えている。
成膜装置100は、有機ELパネルの発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電極層等の異なる機能層の成膜に用いられ得るため、成膜装置ごとに成膜材料やマスクなどが相違する場合がある。
ガラス供給室1108には、外部から封止用のガラス材が供給される。貼合室1109において、成膜された基板に封止用のガラス材を貼り合わせることで、有機ELパネルが製造される。製造された有機ELパネルは、取出室1110から取り出される。
高いアライメント精度で成膜可能な本成膜システムによれば、大面積基板に高精度かつ安定して成膜できるため、高画質の有機ELパネルを高い歩留まりで製造することが可能である。
本発明は、すでに説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
例えば、図1(a)に示した成膜装置においては、マスク13を基板11の鉛直方向下側に配置して基板11の被成膜面を下向きにしているが、成膜パターンを基板11の被成膜面に形成可能でさえあれば、基板とマスクの配置はこの例に限られない。例えば、基板11とマスク13とを鉛直方向に沿って縦置きに配置した状態で成膜してもよいし、あるいは蒸着源を鉛直方向上側に配置して基板11の被成膜面を上向きにしてもよい。
また、本発明は有機EL素子の有機膜を成膜する成膜装置において好適に実施され得るが、それ以外の用途の成膜装置に用いても差し支えない。
Claims (6)
- 内部を減圧可能な真空チャンバと、
前記真空チャンバの底面を床面に対して支持する複数の脚部を有する成膜装置において、
前記真空チャンバは、前記床面に投影した時に投影形状がN角形になる形状を有し、
前記成膜装置は、前記複数の脚部をN+1個以上有し、
前記床面への前記複数の脚部の投影位置は、前記真空チャンバの投影形状内に包含される環状領域の内に存在する、
ことを特徴とする成膜装置。 - 前記環状領域の内では、
真空チャンバの内部が大気圧状態から減圧状態に変化した時、前記真空チャンバの底面の変位量が等しい箇所を結ぶ線が閉ループを形成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 - 前記環状領域は、長径と短径の比が0.8以上で1.0以下である前記閉ループを集合した領域である、
ことを特徴とする請求項2に記載の成膜装置。 - 前記成膜装置は、有機材料を蒸発させることが可能な蒸着源と、マスクと基板の位置合わせをするアライメント機構を備える、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 前記蒸着源は、有機EL素子を構成する有機膜を成膜する蒸着源である、
ことを特徴とする請求項4に記載の成膜装置。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の成膜装置を複数備える、
ことを特徴とする成膜システム。
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