JP2021106260A - 成膜装置、成膜方法および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
かかる成膜装置又はこれを含む成膜システムには、いわゆるクラスタ式のものとインライン式のものがある。
クラスタ式の成膜システムでは、基板に成膜が行われる複数の成膜室が、搬送ロボットが設けられる搬送室の周りにクラスタ状に配置され、基板が搬送ロボットによって各成膜室に順に搬送され成膜されることで、有機発光素子を構成する複数層の膜が形成される。
インライン式の成膜システムは、基板が搬入されるローディング部、搬送キャリアに搭載された基板への成膜が行われる成膜部、および基板を搬出するアンローディング部を含む第1搬送路を有している。インライン式の成膜システムはまた、基板が搭載されていない搬送キャリアを回収する第2搬送路を有している。
インライン式の成膜システムにおいて、基板は、成膜システムの外部から、第1搬送路のローディング部に搬入される。搬入された基板は、ロボットによって、第2搬送路から搬送され基板が搭載されていない搬送キャリアの上面に、成膜面が上方を向いた状態で載置される。搬送キャリアは、基板を吸着保持する。搬送キャリアに保持された基板は、搬送キャリアごと上下(表裏)が反転され、成膜面が下方を向いた状態で、成膜部に搬送される。成膜部では、基板の下方に配置された成膜源により、搬送キャリアとともに搬送されるマスクを介して、搬送キャリアに搭載された基板に成膜が行われる。
特許文献1(韓国登録特許第10−1764023号)は、インライン式の成膜システムで、搬送キャリアがマスクを兼ねるマスク一体型キャリアを用いる構成を開示している。
発生する熱のため、マスク一体型キャリアと基板などが加熱される。しかし、マスク一体型キャリアは、基板よりも蒸発源側の近くに配置されるので、輻射熱による影響を受けやすく、また、材質が基板と異なるためマスク一体型キャリアと基板との間に熱膨張における差が生じる。その結果、マスク一体型キャリアと基板との間に位置ずれが生じ、成膜精度を低下させる一つの要因となる。また、位置ずれによってマスク一体型キャリアが基板をチャッキングする位置が変わって、基板をチャッキングして保持するチャッキング性能も劣化する。
本発明は、成膜精度の低下又はチャッキング性能の劣化を抑制できる成膜装置および成膜方法を提供することを目的とする。
本発明は、成膜対象物に蒸発による成膜を行う成膜装置に好適であり、典型的には有機ELパネルを製造するために基板に対して有機材料及び/又は金属性材料等を蒸着して成膜する成膜装置に適用できる。成膜対象物たる基板の材料は、チャッキング可能な材料であればよく、ガラス以外にも、高分子材料のフィルム、金属、シリコンなどの材料を選択することができる。基板は、例えば、ガラス基板上にポリイミドなどのフィルムが積層された基板またはシリコンウエハであってもよい。成膜材料としても、有機材料以外に、金属性材料(金属、金属酸化物など)などを選択してもよい。
図1は、有機EL表示装置の成膜装置100の全体構成を示す概念図であり、マスク一体型搬送キャリアを用いる成膜装置の構成を示す。
概略、成膜装置100は、成膜搬送路100aと、リターン搬送路100bとを含み、成膜搬送路100aとリターン搬送路100bとの間で搬送キャリアCを回収及び供給するための、キャリア回収搬送路100c、および、キャリア供給搬送路100dを備えることで、循環型搬送路を構成する。搬送キャリアCは、基板Gを保持するとともに成膜動作を行うときのマスクを兼ねるマスク一体型キャリアである。マスク一体型搬送キャリアCを用いず搬送キャリアとマスクを個別に用いる成膜装置の場合は、成膜搬送路100aとリターン搬送路100bの間に、マスク回収搬送路とマスク供給搬送路がさらに備えられる。
成膜室105は、基板Gに対し処理(例えば、成膜)が行われる、一つまたは二つ以上の真空容器を備える。実施形態によって、アライメント室が基板搬入室と分離され、搬送方向を基準に基板搬入室の下流側にアライメント室が配置される場合もある。マスク一体型キャリアCを使わない成膜装置の場合は、アライメント室にマスクが搬入され、成膜室105の下流側に、マスク分離室をさらに備える。
成膜装置100の成膜搬送路100aでは、成膜装置外部から基板Gが基板搬入/アライメント室101に搬入されて、基板搬入/アライメント室101内に設けられている基板支持ユニット上に支持され、マスク一体型キャリアCとの相対位置が調整される。
そして、基板搬入/アライメント室101は、基板支持ユニットによって支持されている基板Gと、先に搬入されていたマスク一体型搬送キャリアCとの相対位置の調整を行う。このため、基板支持ユニットが上昇し、これに支持された基板Gが搬送キャリアCに接近し、所定の接近距離(計測位置)になったら、基板Gと搬送キャリアCとのアライメント動作が行われる。
そして、基板Gと搬送キャリアCの相対位置ずれ量が所定の閾値内に収まると、基板支持ユニットがさらに上昇して基板Gを搬送キャリアC、より具体的には、マスクの開口パ
ターン領域に接近させてから、搬送キャリアCに設けられた基板保持手段(例えば、静電チャック、粘着チャックおよび/またはクランピング手段)で基板Gを吸着し保持する。
続いて、基板Gを保持した搬送キャリアCは、反転室103の回転駆動装置200(不図示)により上下反転(表裏反転)される。例えば、回転駆動装置は、基板Gを保持した搬送キャリアCを進行方向を軸として180度回転させる。これにより、搬送キャリアCおよび基板Gの上下が反転し、基板Gが搬送キャリアCのチャッキング面の下方側になり、基板Gの成膜面は下方を向く。実施形態によって、回転駆動装置は、アライメント機構を含んでもよく、基板Gを保持する搬送キャリアCが反転室103に搬入される過程および/または反転室103からの反転過程で発生した基板Gと搬送キャリアCとの位置ずれを調整する。
反転した搬送キャリアCは、ローラ搬送または、磁気浮上搬送方式によって、成膜室105に搬入される。
成膜処理を終えた搬送キャリアCは、基板反転/排出室107に搬送される。基板反転/排出室107内では、回転駆動装置(不図示)が搬送キャリアCを進行方向を軸として180度回転させる。これによって、基板Gの成膜面が上方を向くことになる。
基板反転/排出室107で基板Gを排出して基板Gを搭載しない状態になった搬送キャリアCは、キャリア回収搬送路100cに沿って、リターン搬送路100bの始点位置に搬送される。
基板Gが搭載されていない搬送キャリアCは、リターン搬送路100bに沿って基板搬入/アライメント室101側に搬送される。搬送キャリアCが使用済みの場合は、洗浄やメンテナンスなどのため、リターン搬送路100bから成膜装置100の外部に排出され、基板搬入/アライメント室101には新しい搬送キャリアCが供給される。
これによって、本発明の一実施形態による成膜装置100は、循環型の搬送路をなすこととなる。
図2は、本発明の一実施形態による搬送キャリアCの温度調整機構を備える成膜システムの断面模式図である。図2は、図1に示した成膜室105の断面模式図であるが、これに限定されない。図2は、基板Gの任意の処理室又は搬送キャリアCと基板Gとのアライ
メントが行われるアライメント室の断面模式図としてもよい。
容器22は、基板Gを保持する搬送キャリアCを搬送する搬送機構が設けられた空間を定義する。容器22は、高真空状態に維持され、基板Gに対して所定の処理が行われる真空容器である場合もある。ただし、図2に図示された断面図は、基板Gに所定の処理が行われる空間(処理部)ではなく、基板Gの搬送方向において処理部の上流側または処理部の下流側のスペースについての断面図である。
冷却板は板状の部材に冷却用流体が流れることができる流路が形成されているか、管が埋め込まれている形態であるか、冷却用流体の入口と出口を有する貯水槽(reservoir)の形態であってもよい。そして、冷却用流体は、液体に限定されず、気体であってもよい。
加熱板も、冷却板と同様に、高温の流体を用いる形態であってもよい。または、加熱板は、電気などを利用した発熱プレートや発熱コイルが板状の部材に埋め込まれている形態であってもよい。
、温度調整用プレート26aは、搬送キャリアCの底面と対向するように配置され、搬送キャリアCと所定の距離だけ離隔された状態で、搬送キャリアCの温度を調整したり、あるいは、図3のように、温度調整用プレート26aを昇降可能な場合は、温度調整用プレート26aを搬送キャリアCに接触して搬送キャリアCの温度を調整してもよい。これによれば、搬送キャリアCの温度調整に必要な所要時間が短縮可能になる。
昇降機構26bは、温度調整用プレート26aの昇降をガイドできるガイド部材と、ガイド部材に沿って温度調整用プレート26aを昇降できる駆動機構を含む。駆動機構は、例えば、サーボモータとサーボモータからの動力を、温度調整用プレート26aに伝える動力伝達部材などを含む。
図3の成膜装置は、温度調整機構26の温度調整用プレート26aが搬送ローラ24の上側に配置される点で、図2の実施形態と異なる。この構成によれば、温度調整用プレート26aが昇降機構26bによって下降して、搬送キャリアCに接触し搬送キャリアCの温度を調整することができるので、搬送キャリアCに近接している場合より温度調整効率を高めることができる。
の断面模式図である。
図4の成膜装置は、温度調整機構26の温度調整用プレート26aが搬送ローラ24の下側に支持部26cで固定されて設けられる点で、図2または図3の実施形態と異なる。この構成によれば、温度調整用プレート26aが容器22の底面側の壁又は底面側のステージ(不図示)に固定されているので、装置の構成が簡単である。
図5の成膜装置は、温度調整機構26の温度調整用プレート26aが支持部26cで固定されて設けられるという点で、図2、図3の実施形態と異なる。そして、温度調整用プレート26aが搬送ローラ24の上側に設けられる点で、図4の実施形態と異なる。この構成によれば、温度調整用プレート26aが容器22の上面側の壁又は上面側のステージ(不図示)に固定されているので、装置の構成が簡単である。
次に、本実施形態の成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機EL表示装置の構成及び製造方法を例示する。
図6(a)は、有機EL表示装置60の全体図、図6(b)は、1画素の断面構造を示している。
を形成することもできる。
まず、有機EL表示装置を駆動するための回路(不図示)および陽極64が形成された基板63を準備する。
陽極64が形成された基板63の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、陽極64が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層69を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
次に、正孔輸送層65までが形成された基板63を第2の有機材料成膜装置に搬入し、基板63の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層66Rを成膜する。
電子輸送層67まで形成された基板63を金属性蒸着材料成膜装置に移動して陰極68を成膜する。
その後、基板63をプラズマCVD装置に移動して保護層70を成膜して、有機EL表示装置60が完成する。
前記実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明は前記実施形態の構成に限定されず、その技術思想の範囲内で適宜に変形してもよい。
Claims (13)
- 基板を保持するとともに成膜動作を行うときのマスクを兼ねるマスク一体型キャリアと、
前記マスク一体型キャリアを搬送方向に搬送する搬送機構と、
前記マスク一体型キャリアに保持された基板に対して処理を行う処理部と、
前記搬送方向において前記処理部の上流側または下流側に配され、前記マスク一体型キャリアの温度を調整するための温度調整機構と、
を備えることを特徴とする成膜装置。 - 前記温度調整機構は、前記マスク一体型キャリアの基板保持面に対向するよう設けられた温度調整用プレートを含むことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
- 前記温度調整機構は、前記マスク一体型キャリアに対する距離が可変されるように前記温度調整用プレートを昇降させる昇降機構を含むことを特徴とする請求項2に記載の成膜装置。
- 前記温度調整機構は、前記マスク一体型キャリアを冷却させる冷却部を含み、前記搬送方向において、前記処理部の下流側に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の成膜装置。
- 前記温度調整機構は、前記マスク一体型キャリアを加熱する加熱部を含み、前記搬送方向において、前記処理部の上流側に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の成膜装置。
- 前記搬送方向において、前記処理部の上流側に配置されており、前記加熱部によって加熱された前記マスク一体型キャリアと前記マスク一体型キャリアに保持された前記基板をアライメントするためのアライメント部をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の成膜装置。
- 基板を保持するとともに成膜動作を行うときのマスクを兼ねるマスク一体型キャリアを搬送方向に搬送する搬送ステップと、
マスク一体型キャリアに保持された基板に対して処理を行う処理ステップと、
前記処理ステップの前又は前記処理ステップの後に前記マスク一体型キャリアの温度を調整する温度調整ステップと、
を備えることを特徴とする成膜方法。 - 前記温度調整ステップでは、前記マスク一体型キャリアの基板保持面に対向するよう設置された温度調整用プレートを上昇または下降させて、前記マスク一体型キャリアに接近させることを特徴とする請求項7に記載の成膜方法。
- 前記温度調整ステップでは、前記温度調整用プレートを前記マスク一体型キャリアに接触させることを特徴とする請求項8に記載の成膜方法。
- 前記処理ステップの後に前記温度調整ステップを行い、
前記温度調整ステップでは、前記マスク一体型キャリアを冷却させることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の成膜方法。 - 前記処理ステップの前に前記温度調整ステップを行い、
前記温度調整ステップでは、前記マスク一体型キャリアを加熱することを特徴とする請
求項7〜9のいずれか1項に記載の成膜方法。 - 前記温度調整ステップの後であり、前記処理ステップの前に、温度調整された前記マスク一体型キャリアと前記基板の相対位置を調整するアライメントステップをさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の成膜方法。
- 請求項7〜12のいずれか1項に記載の成膜方法を用いて電子デバイスを製造することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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