JP2024047231A - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 制限板による成膜領域の制御の精度が高い成膜装置に関する技術を提供すること【解決手段】 本発明の成膜装置は、基板の被成膜面との間に位置するマスクを介して基板に成膜材料を放出する成膜源と、成膜源とマスクとの間に配置され、成膜材料が基板に入射する領域を制限する制限板と、制限板を成膜源に対して被成膜面に沿った方向に相対的に移動させる制限板移動手段と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、制限板を備える成膜装置およびその成膜方法に関する。

有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence: OEL）ディスプレイ等の製造設備として、成膜室に基板を搬送して基板に対する成膜を行う装置が知られている。特許文献１には、蒸着源から放出された成膜材料を、所定の範囲に着膜させるために蒸発源の近傍に制限板を配置する成膜装置が記載されている。

特開２０１７－１４６１６号公報

ここで、制限板が成膜源と一体となって構成される場合、成膜源から基板までの距離を変えずに制限板を基板に近づけることができず、成膜源によって基板上に成膜材料が成膜される成膜領域を高い精度で制御することが難しい場合がある。また、成膜源と制限板とが一体となって移動するような構成では、成膜源の移動などによって生じる振動が制限板に伝達し、制限板による成膜領域の制御の精度が低下してしまう場合があった。このように、制限板の配置の自由度が低いことによって、成膜領域の制御の精度が低下する場合があることが課題であった。

本発明は、上記課題に鑑み、制限板による成膜領域の制御の精度が高い成膜装置に関する技術を提供することを目的とする。

本発明によれば、成膜装置であって、
基板の被成膜面との間に位置するマスクを介して前記基板に成膜材料を放出する成膜源と、
前記成膜源と前記マスクとの間に配置され、前記成膜材料が前記基板に入射する範囲を制限する制限板と、
前記制限板を前記成膜源に対して前記被成膜面に沿った方向に相対的に移動させる制限板移動手段と、
を備える成膜装置が提供される。

本発明によれば、制限板による成膜領域の制御の精度が高い成膜装置に関する技術を提供することができる。

一実施形態に係る成膜システムのレイアウト図。 成膜装置の断面図。 成膜源移動ユニットの構成例を示す図。 制限板移動ユニットの構成例を示す図。 （Ａ）、（Ｂ）は制限ユニットのレイアウトに応じた成膜材料の放出範囲の変化を示す図。 （Ａ）、（Ｂ）は成膜源と制限板の移動例を示す図。 （Ａ）、（Ｂ）は基板と制限板の位置関係を示す図。 （Ａ）～（Ｄ）は変形例１に係る基板と制限板の位置関係を示す図。 （Ａ）、（Ｂ）は変形例２に係る基板と制限板の位置関係を示す図。 （Ａ）、（Ｂ）は変形例３に係る基板と制限板の位置関係を示す図。 （Ａ）は有機ＥＬ表示装置の全体図、（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜成膜システムの概要＞
図１は成膜システム１のレイアウト図である。なお、各図において矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示し、矢印Ｘ及び矢印Ｙは互いに直交する水平方向を示す。成膜システム１は、基板Ｗに成膜処理を行う成膜装置１０を備える。例えば複数の成膜システム１がＸ方向に沿って並んで設けられることで、電子デバイスの製造ラインが構成される。電子デバイスとしては、例えば、ＶＲ－ＨＭＤ(Virtual Reality Head Mount Display)用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルが挙げられる。ＶＲ－ＨＭＤ用の表示パネルの製造ラインとして成膜システム１が用いられる場合、成膜システム１は基板Ｗとしての半導体ウエハに有機ＥＬ素子の形成のための成膜を行う。成膜システム１によって成膜が行われた半導体ウエハは、下流の工程で素子形成領域の間の領域（スクライブ領域）に沿って切り出され、複数の小さなサイズのパネルが形成される。半導体ウエハとしては、シリコンウエハ、シリコンカーバイドウエハ等が挙げられる。

成膜システム１は、基板搬入装置１１、基板搬送装置１２、基板搬出装置１３、成膜装置１０、マスク搬送装置２１、マスクストック装置２２、ロードロック装置２３を含む。

基板搬入装置１１には、成膜システム１において成膜が行われる基板Ｗが搬入される。基板搬送装置１２には、基板Ｗを搬送する搬送ロボット１２１が設けられる。搬送ロボット１２１は、基板搬入装置１１に搬入された基板Ｗを成膜装置１０に搬送する。成膜装置１０に搬送された基板Ｗには、後述する成膜処理が施される。また、基板搬送装置１２の搬送ロボット１２１は、成膜装置１０において成膜処理が終了した基板Ｗを基板搬出装置１３に搬入する。基板搬出装置１３に搬入された基板Ｗは、成膜システム１の外部に搬出される。なお、成膜システム１が複数並んで設けられる場合には、基板Ｗの流れ方向（Ｘ方向）で上流側の成膜システム１の基板搬出装置１３が下流側の成膜システム１の基板搬入装置１１を兼ねていてもよい。

マスク搬送装置２１には、マスクＭを搬送する不図示の搬送ロボットが設けられている。マスクストック装置２２には、成膜装置１０での成膜処理に用いられるマスクＭがストックされる。ロードロック装置２３は、成膜システム１の各室内を大気開放することなくマスクＭの出し入れを行うための装置である。成膜システム１で用いられるマスクＭは、ロードロック装置２３を介して成膜システム１の外部から搬入される。マスク搬送装置２１の搬送ロボットは、成膜装置１０、マスク搬送装置２１、マスクストック装置２２及びロードロック装置２３の間でマスクＭの搬送を行う。

また、成膜システム１は、各構成要素の動作を制御する制御部３０を含む。例えば、制御部３０は、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ及び各種インタフェースを有する１つ以上の制御装置を含む。例えば、制御部３０の各制御装置は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することで、成膜システム１における各種の処理を実現する。なお、例えば成膜システム１を統括的に制御するホストコンピュータ等が、成膜システム１の各構成要素の動作を直接制御する態様も採用可能である。また、制御部３０は、成膜装置１０や基板搬送装置１２など、所定の装置と一体に形成されてもよいし、不図示の通信ネットワークを介して成膜システム１を制御してもよい。

また、成膜システム１を構成する各装置の内部は、不図示の真空ポンプ等の排気機構により真空状態に維持される。なお、本実施形態において「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた状態、換言すれば減圧状態をいう。

＜成膜装置の構成＞
図２は、一実施形態に係る成膜装置１０の構成を模式的に示す正面図である。成膜装置１０は、チャンバ２００と、基板支持部２０１と、マスク支持部２０２と、マグネット２０３と、成膜源２０４と、成膜源移動ユニット２０５と、遮蔽部２０６と、制限板２０７と、制限板移動ユニット２０８と、アライメントカメラ２０９と、成膜量モニタ２１０と、を含む。

チャンバ２００は、内部を真空状態に維持する成膜空間を形成する。また、チャンバ２００には、基板搬送装置１２から基板Ｗを受け取るための搬入口およびマスク搬送装置２１からマスクＭを受け取るための搬入口（いずれも不図示）が設けられる。

基板支持部２０１は、基板Ｗを支持する。本実施形態では基板支持部２０１は静電チャックであり、基板Ｗを吸着して支持する。しかしながら、基板支持部２０１としては公知の技術を適宜採用可能である。例えば、基板支持部２０１は、複数の受け爪によって基板Ｗの縁を下側から支持してもよいし、粘着チャック等によって基板Ｗを吸着して支持してもよい。

マスク支持部２０２は、マスクＭを支持する。本実施形態では、マスク支持部２０２は、受け爪を有し、マスクＭが張り付けられたマスクフレームＭＦを下側から支持する。マグネット２０３は、マスク支持部２０２に支持されたマスクＭを磁力で引きつけることによって、基板ＷとマスクＭとの密着性を向上させるためのものである。また、基板支持部２０１又はマスク支持部２０２の少なくとも一方は、ボールねじ機構等の公知の機構により上下方向に移動可能に構成されてもよい。これにより、基板ＷとマスクＭとの接近及び離間を行うことができる。

成膜源２０４は、移動しながら成膜材料を放出してマスクＭを介して基板Ｗに成膜を行う。本実施形態では、成膜源２０４はポイントセルであるものとして説明を行うが、ラインセルであってもよい。成膜源２０４は、蒸着物質の原材料を収容する坩堝や、坩堝を加熱するヒータ等を備え、原材料を加熱してその蒸気である蒸着物質を開口部から上方へ放出する。本実施形態では、成膜源２０４は１組の坩堝とヒータを備えるものとして説明しているが、坩堝とヒータとは複数設けられてもよい。また、坩堝が複数設けられる場合、坩堝ごとに種類の異なる複数の成膜材料を収容してもよい。具体的には、複数の成膜源２０４のうち、１つの坩堝にはホスト材料、別の坩堝にはドーパント材料を夫々収容している。なお、複数の坩堝に夫々同一の成膜材料を収容しても良い。また、本実施形態では成膜源２０４は蒸着源であるものとして説明を行うが、成膜材料を放出して薄膜の形成を行うスパッタなどの他の成膜源に適用することができる。

成膜源移動ユニット２０５は、成膜源２０４を基板Ｗの被成膜面（ＸＹ面）に沿って移動させる。図３に示すように、成膜源移動ユニット２０５は、一対の可動レール３０１と、一対の固定レール３０２と、アーム部材３０３、３０４と、駆動源３０５とを有する。アーム部材３０３の一端は駆動源３０５に連結されており、駆動源３０５によって旋回する。アーム部材３０３の他端はアーム部材３０４の一端と回動自在に連結されており、アーム部材３０４の他端は成膜源２０４の底部に回動自在に連結されている。一対の可動レール３０１は、成膜源２０４のＹ方向の移動を案内する。各可動レール３０１はＹ方向に延設されており、一対の可動レール３０１は互いにＸ方向に離間している。一対の固定レール３０２は、一対の可動レール３０１のＸ方向の移動を案内する。各固定レール３０２は、移動不能に固定されており、Ｘ方向に延設されている。一対の固定レール３０２は互いにＹ方向に離間している。駆動源３０５の駆動により、アーム部材３０３及びアーム部材３０４の姿勢が変化することによって、成膜源２０４は基板Ｗの下方においてＸＹ方向に移動することができる。なお、アーム部材３０３及びアーム部材３０４は、成膜源２０４や成膜量モニタの配線(電源・信号線・熱電対等)や冷却水を外部（大気）からチャンバ２００内（真空）に通す大気アームとして機能し得る。

遮蔽部２０６は、成膜源２０４から放出された成膜材料が基板Ｗ以外のチャンバ２００や制限板移動ユニット２０８などへの付着を抑制する、すなわち成膜源２０４から放出される成膜材料の放出範囲を制限する防着部材である。成膜源２０４と遮蔽部２０６、および成膜量モニタ２１０とをまとめて成膜ユニット２３０と称する場合がある。

制限板２０７は、成膜源２０４から放出される成膜材料の放出範囲を制限するために、基板Ｗの少なくとも一部を覆うように配置される部材である。制限板２０７は本実施形態に係る制限板２０７は、成膜ユニットとは分離してチャンバ２００内に配置される。これによって、図５を参照して後述するように、成膜源２０４から放出された成膜材料が基板Ｗに成膜される成膜領域の制御を高い精度で行うことができる。また、制限板移動ユニット２０８は、制限板２０７を成膜ユニット２３０と独立して被成膜面（ＸＹ面）に沿って移動させる。すなわち、制限板移動ユニット２０８は制限板２０７を成膜源２０４に対して相対的に移動させることができる。

ここで、図４（Ａ）、図４（Ｂ）を参照して制限板移動ユニット２０８の構成について説明する。制限板移動ユニット２０８は、アーム部材４０１、４０２、駆動部４０３、支持部材４０４を備える。アーム部材４０１の一端は駆動部４０３に接続され、他端はアーム部材４０２と回動可能に連結されている。アーム部材４０２は、一端がアーム部材４０１に連結され、他端が制限板２０７に対して回動可能に接続される。駆動部４０３はチャンバ２００に対して接続される支持部材４０４に連結される。駆動部４０３がアーム部材４０１、４０２を旋回されることで制限板２０７を移動させることができる。これによって、制限板移動ユニット２０８は、図４（Ａ）に示す制限板２０７の第一位置と、図４（Ｂ）に示す第二位置との間でＸ方向に往復移動を行うことができる。なお、本実施形態に係る制限板移動ユニット２０８は、可動アームによって制限板２０７を移動させるものとして説明した。しかしながら、載置された制限板２０７を搬送する搬送ローラによって制限板２０７を移動させてもよい。なお、制限板２０７および制限板移動ユニット２０８をまとめて制限ユニット２２０と称する場合がある。支持部材４０４は、除震部材２１１を介してチャンバ２００に対して接続される。また、支持部材４０４は、制限板２０７を支持しているため、制限板２０７は除震部材２１１を介してチャンバ２００に対して設けられる。除震部材２１１は、チャンバ２００の振動が制限板移動ユニット２０８に伝達する、またはその逆を防ぐための空気ばねや防振ゴムなどの構造を有する。

なお、基板支持部２０１およびマスク支持部２０２も除震部材を介してチャンバ２００に対して配置される。このため、成膜装置１０の制限ユニット２２０とは異なるユニットから振動が発生した場合にも、基板Ｗ、マスクＭ、制限板２０７に振動が伝わることを防ぐことができ、成膜領域を高精度に制御することができる。

アライメントカメラ２０９は、基板ＷとマスクＭとのアライメントに用いられるカメラである。本実施形態では、成膜装置１０は、基板支持部２０１に支持された基板Ｗとマスク支持部２０２に支持されたマスクＭの相対位置を調整するための不図示のアライメント機構を含む。例えば、成膜装置１０の制御部は、アライメントカメラ２０９の撮影画像から基板Ｗ及びマスクＭに形成されたアライメントマークを検出して基板Ｗ及びマスクＭの位置関係を特定する。そして、制御部３０は、基板Ｗ及びマスクＭの位置関係が所定の条件を満たすように、アライメント機構を制御してこれらの位置関係を調整する。

成膜量モニタ２１０は、成膜源から放出された成膜材料の量を推定する。一例では、成膜量モニタ２１０は、ケースの内部に膜厚センサとして水晶振動子を備えている。水晶振動子には、ケースに形成された導入部を介して成膜源から放出された蒸着物質が導入されて付着する。水晶振動子の振動数は成膜材料の付着量により変動する。これによって、成膜量モニタ２１０は、水晶振動子の振動数を監視することで、基板に蒸着した成膜材料の膜厚を算出することができる。単位時間に水晶振動子に付着する成膜材料の量は、成膜源２０４から放出される成膜材料の放出量と相関を有するため、結果的に複数の成膜源からの成膜材料の放出状態を監視することができる。

＜制限板のレイアウト例＞
ウェハへの成膜において、成膜源２０４から基板Ｗに到達する粒子の入射角度は所定の閾値以上、一例では８５°以上となるように成膜領域が規定される。このように、粒子の入射角度が９０°に近くなればなるほど、一度に成膜できる範囲が狭くなるため、基板Ｗ全体に成膜するためには、成膜領域の下方（Ｚ方向）に成膜源２０４を移動させて複数回成膜する必要がある。

ここで、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に制限板のレイアウトと成膜領域の対応関係を示す。

図５（Ａ）は、制限板２０７が基板Ｗから比較的離れた位置にある場合の成膜領域の変化を示し、図５（Ｂ）は制限板２０７が基板Ｗから比較的近い位置にある場合の成膜領域の変化を示す。なお、図５（Ａ）および図５（Ｂ）において制限板移動ユニット２０８や成膜源移動ユニット２０５などの構成は表示を省略している。また、図５（Ａ）と図５（Ｂ）とで、同程度の面積の成膜領域に成膜を行うよう制限板２０７の開口の大きさは変更している。

成膜源２０４から放出される成膜材料の放出方向によって、基板Ｗに付着する際の成膜材料の入射角は変化しうる。領域５０１は、図５（Ａ）の配置において成膜材料が入射する成膜領域を示す。領域５１１は、図５（Ｂ）の配置で成膜材料が入射する成膜領域を示す。領域５０２、５１２には、成膜源２０４の開口の一部分から特定の角度で放出された成膜材料のみが付着するため、成膜量の制御が難しい。また、領域５０２および５１２には、成膜領域として規定された角度の閾値以下の入射角度で成膜材料が入射しうる領域である。これらの領域５０２、５１２は、成膜材料が回り込む回り込み領域として扱われ、成膜領域としては扱われない。

ここで、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、成膜材料が回り込む領域５０２、５１２の範囲は、制限板２０７が基板Ｗとの距離が近い方が小さくすることができる。

本実施形態に係る制限板２０７は、成膜源２０４と分離して設けられるため、基板Ｗとの距離を小さくすることができ、回り込み領域の面積を小さくすることができる。すなわち、制限板２０７を基板Ｗに対して近づけることで、より高精度に成膜領域を制御することができる。

ここで、制限板２０７と成膜源２０４とが分離して設けられるということは、制限板２０７と成膜源２０４との位置を独立して調整可能であることを含む。図２に示すように、本実施形態に係る成膜源２０４は成膜源移動ユニット２０５によって位置が調整され、制限板２０７は制限板移動ユニット２０８によって位置が調整される。このような場合、成膜源２０４に対する制限板２０７の相対位置を調整することによって、成膜源２０４によって成膜される基板上の成膜領域を高精度に制御することができる。

また、制限板２０７と成膜源２０４とが分離して設けられるということは、制限板２０７と成膜源２０４とが、分離して配置されることによって、振動が伝わらないことを含む。図２に示すように、本実施形態に係る制限板２０７が保持される制限板移動ユニット２０８は、成膜源２０４が支持される成膜源移動ユニット２０５の図２に示すように、本実施形態に係る制限板２０７は、除震部材２１１を介してチャンバ２００に対して固定される。これによって、成膜ユニット２３０が成膜源移動ユニット２０５によって移動しながら成膜を行う場合に、成膜ユニット２３０または成膜源移動ユニット２０５から生じた振動がチャンバ２００を介して制限板移動ユニット２０８および制限板２０７に伝達することを防ぐことができる。このため、制限板２０７に付着した成膜材料が振動によって落下し、成膜源２０４による成膜材料の放出に影響したり、制限板２０７が振動することによって制限板２０７によって規定される成膜領域の変動を防ぐことができる。

また、制限板２０７と成膜源２０４とが分離して設けられるということは、上下方向（Ｚ方向）において制限板２０７と成膜源２０４との間に、他のユニットを配置可能であることを含む。例えば、成膜源２０４および制限板２０７が図５（Ａ）に示す位置から図５（Ｂ）に示す位置に移動する間、成膜源２０４は成膜材料を放出し続ける場合がある。このような場合、成膜処理を一時停止するために、シャッタによって基板Ｗの全体を覆うことで、成膜領域５０１と５１１とに成膜する成膜量を均一化することができる。しかしながら、制限板２０７と成膜源２０４とが一体となって構成される場合、制限板２０７と基板Ｗとの間にシャッタユニットを配置する必要があり、制限板２０７と基板Ｗとの距離を十分に近づけることができない場合が生じうる。一方、本実施形態によれば、制限板２０７と成膜源２０４とが分離して配置することができる。このため、成膜源２０４と制限板２０７との間にシャッタユニットを配置することで、制限板２０７と基板Ｗとの間の距離を変動させることなくシャッタユニットの配置を行うことができる。

＜成膜処理の流れ＞
続いて、図６（Ａ）、（Ｂ）を参照して成膜処理について説明する。

図６（Ａ）に示すように、成膜源２０４は基板Ｗの第一領域６０１に成膜を行う。ここで、本実施形態に係る制限板２０７は制限板の第一位置６０２に配置され、成膜源２０４は、Ｘ方向の位置６０３においてＹ方向に移動してスキャン成膜を行う。ここで、制限板２０７は成膜源２０４の成膜処理中は移動しないものとする。

続いて、図６（Ｂ）に示すように、基板Ｗの第二領域６１１に成膜するために、制限板２０７を制限板の第二位置６１２に移動させ、成膜源２０４のＸ方向における位置を位置６１３に移動させ、成膜源２０４をＹ方向に移動させながら成膜を行う。制限板移動ユニット２０８は成膜源２０４の成膜処理中は制限板２０７を移動させない。

ここで、成膜源移動ユニット２０５の移動によって振動が生じたり、成膜源２０４の加熱やシャッタ（不図示）の開閉などに伴い、振動が生じる場合がある。このような場合でも、本実施形態に係る制限板２０７は成膜ユニットとは分離して設けられているため、成膜ユニットによって生じる振動の影響を受けずに成膜領域を高精度に制御することができる。また、本実施形態に係る制限ユニットは、除震部材を介してチャンバ２００に対して配置される。これによって、成膜ユニットによって生じた振動がチャンバ２００を介して制限ユニット２２０に伝わることを防ぐことができる。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、それぞれ図６（Ａ）、図６（Ｂ）における基板Ｗと制限板２０７との位置関係を示すＸＹ平面の平面図である。図７（Ａ）は図６（Ａ）の制限板の第一位置６０２における基板Ｗと制限板２０７の位置を示し、図７（Ｂ）は図６（Ｂ）の制限板の第二位置６１２における基板Ｗと制限板２０７の位置を示す。矢印７０１、７１１は、成膜源２０４の移動方向を示す。基板Ｗには、素子が形成される複数の素子形成領域７０２が配置される。図７（Ａ）、図７（Ｂ）のそれぞれにおいて、制限板２０７の開口が対向する基板Ｗの一部の領域が成膜領域に対応する。この成膜範囲を複数の成膜位置ごとに変化させることで、基板Ｗの全体の複数の素子形成領域７０２に対して成膜を行うことができる。なお、成膜領域は、各素子形成領域７０２が完全に含まれるように配置される。これによって、第一の成膜領域における成膜によって１つの素子形成領域７０２の一部が成膜され、第二の成膜領域における成膜処理によって当該１つの素子形成領域７０２の他の部分の成膜がされることで付着する成膜材料の量が素子形成領域７０２内で偏ることを防ぐことができる。

ここで、基板Ｗの成膜すべき領域の全体に対して成膜を行うために、異なる成膜領域はその一部が重複するように制限板２０７の位置が規定される。これによって、図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）に示す成膜領域と重複する領域７１２が生じる。この場合、重複する領域７１２は、重複しない領域と比較して入射される成膜材料の量が多くなり、成膜量の偏りが生じうる。このため、複数の成膜領域が重複する領域７１２は、素子形成領域間のスクライブ領域に配置される。別の例では、制限板２０７によって規定される複数の成膜領域が重複する領域７１２には製品として使用されないダミー素子が配置される。これによって、制限板２０７によって規定される成膜領域の重なりによる成膜量の偏りによる影響を抑えることができる。

なお、図７（Ａ）および図７（Ｂ）の例では、１つの基板Ｗを２つの成膜領域に分けて成膜を行うものとして図示している。しかしながら、１つの基板Ｗを３つ以上の成膜領域に分けて成膜してもよく、制限板移動ユニット２０８および成膜源移動ユニット２０５によって各成膜領域に対応する制限板２０７および成膜源２０４の位置に移動させることで、成膜領域を高精度に制限しながら成膜処理を行うことができる。

また、図７（Ａ）および図７（Ｂ）の例では、制限板２０７が有する開口は、成膜ユニット２３０が移動しながら成膜を行うために長方形上の形状を有するものとして説明を行った。しかしながら、制限板２０７が有する開口はこれに制限されず、その他の形状を有する開口であってもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、制限板２０７を成膜源２０４から離して配置することができるため、制限板２０７に付着する成膜材料の量を減らすことができ、制限板２０７に固着した成膜材料が剥がれ落ちる膜剥がれの影響を低減することができる。

（変形例１）
上述の説明では、制限板移動ユニット２０８は、制限板をＸ方向に移動させて制限板の第一位置および第二位置の間を移動させるものとして説明した。

本変形例では、制限板移動ユニット２０８は、制限板をＸＹ方向に移動させる場合について説明する。

図８（Ａ）～図８（Ｄ）は、本変形例にかかる制限板２０７と基板ＷとのＸＹ平面図である。マスクや基板支持部２０１などのその他の部材は省略して示している。

図８（Ａ）に示すように、制限板２０７の開口は基板Ｗの第一領域８０１に示す位置に成膜を行うように配置される。第一領域８０１の成膜が終了すると、制限板移動ユニット２０８は制限板２０７を矢印８０２に従って＋Ｙ方向に移動させ、成膜源移動ユニット２０５は成膜源２０４を矢印８０２に従って＋Ｙ方向に移動させる。なお、成膜源２０４を移動させる際は、成膜源２０４からの成膜材料の放出が行われないように成膜源２０４のシャッタ（不図示）を閉状態に設定し、成膜源２０４から成膜材料の放出が行われないようにしてもよい。また、成膜ユニット２３０と制限ユニット２２０とは同時に移動させてもよいし、何れか一方の移動が完了した後に他方の移動を行ってもよい。

成膜源２０４と制限板２０７の移動後の配置を図８（Ｂ）に示す。移動によって、制限板２０７の開口は基板Ｗの第二領域８１１に示す位置に成膜を行うように配置される。続いて、第二領域８１１に成膜した後、制限板２０７および成膜源２０４を矢印８１２に従って－Ｘ方向に移動させ、第三領域６２１に成膜する。続いて、第三領域８２１に成膜した後、制限板２０７および成膜源２０４を矢印８２２に従って－Ｙ方向に移動させ、第四領域６３１に成膜する。

以上説明したように、本変形例に係る成膜源移動ユニット２０５および制限板移動ユニット２０８は、交差する２つの方向に成膜源２０４および制限板２０７を移動させ、基板Ｗの複数の領域に成膜処理を行う。これによって、成膜領域に対して基板Ｗのサイズが大きい場合であっても成膜領域を高精度に制御しながら基板Ｗに成膜を行うことができる。

なお、本変形例に係る制限板移動ユニット２０８は、制限板２０７をＸ方向およびＹ方向に移動させる必要がある。このため、例えば制限板移動ユニット２０８は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）を参照して説明した成膜源移動ユニット２０５と同様の構造を備えることで制限板２０７をＸ方向およびＹ方向に移動させてもよい。あるいは、制限板２０７のＸ方向の辺に制限板のＹ方向の位置を制御する可動アームを配置し、制限板２０７のＹ方向の辺に制限板のＸ方向の位置を制御する可動アームを配置することで制限板のＸＹ平面上の位置を変更することができる。

（変形例２）
本変形例では、制限板移動ユニット２０８が、制限板２０７を回転移動させる場合について説明する。図９（Ａ）、図９（Ｂ）は本変形例にかかる制限板２０７と基板ＷとのＸＹ平面図である。マスクＭや基板支持部２０１などのその他の部材は省略して示している。

図９（Ａ）に示すように、基板Ｗは制限板２０７は半円状の開口を有し、基板Ｗの第一領域９０１を成膜する。ここで、成膜源２０４は矢印９０２に従って移動して成膜を行う。続いて、制限板移動ユニット２０８は制限板２０７を矢印９０３に従って回転させ、図９（Ｂ）に示す第二領域９１１を成膜するための制限板２０７の位置に移動させる。ここで、成膜源移動ユニット２０５は矢印９０４に示すように、成膜源２０４をＸ方向に移動させて第二領域９１１を成膜するための成膜源２０４の位置に移動させてもよい。

続いて、図９（Ｂ）に示す位置で、成膜源２０４は矢印９１２に従って移動し、基板Ｗの第二領域９１１に対して成膜を行う。

なお、図９（Ａ）、図９（Ｂ）では成膜源２０４は移動成膜を行うものとして説明したが、成膜源２０４は移動せずに静止成膜を行ってもよい。この場合、成膜源移動ユニット２０５は、制限板移動ユニット２０８と同様、成膜源２０４を回転移動させてもよい。

（変形例３）
本変形例では、制限板移動ユニット２０８が、成膜源２０４による成膜処理中に制限板２０７を移動させる場合について説明する。

図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、本変形例に係る制限板２０７と基板ＷとのＸＹ平面図である。マスクや基板支持部２０１などのその他の部材は省略して示している。

図１０（Ａ）に示すように、基板Ｗの成膜領域である第一領域１００１を成膜する際に、制限板移動ユニット２０８は矢印１００２に従い＋Ｙ方向に制限板２０７を移動させながら成膜を行う。また、成膜源移動ユニット２０５も矢印１００２に従い＋Ｘ方向に成膜源２０４を移動させながら成膜を行う。

第一領域１００１への成膜が終了すると、制限板移動ユニット２０８および成膜源移動ユニット２０５は制限板２０７を矢印１００３に従って成膜領域である第二領域１０１１への成膜を行うために制限板２０７および成膜源２０４を移動させる。その結果、図１０（Ｂ）に示す基板Ｗと制限板２０７の位置に制限板２０７を移動させる。また、成膜源移動ユニット２０５は成膜源２０４を第二領域１０１１に対応する位置に移動させる。そして、制限板移動ユニット２０８および成膜源移動ユニット２０５は、矢印１０１２に示すように、制限板２０７および成膜源２０４を－Ｘ方向に移動させながら成膜を行う。これによって、ＸＹ面における成膜源２０４の成膜領域を制御しながら成膜処理を行うことができる。

＜電子デバイスの製造方法＞
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。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１１（Ａ）は有機ＥＬ表示装置１１００の全体図、図１１（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。

図１１（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置１１００の表示領域１１０１には、発光素子を複数備える画素１１０２がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。

なお、ここでいう画素とは、表示領域１１０１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。カラー有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第一発光素子１１０２Ｒ、第二発光素子１１０２Ｇ、第三発光素子１１０２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素１１０２が構成されている。画素１１０２は、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素１１０２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素１１０２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよい。

図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素１１０２は、基板１１０３上に、第一電極（陽極）１１０４と、正孔輸送層１１０５と、赤色層１１０６Ｒ・緑色層１１０６Ｇ・青色層１１０６Ｂのいずれかと、電子輸送層１１０７と、第二電極（陰極）１１０８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層１１０５、赤色層１１０６Ｒ、緑色層１１０６Ｇ、青色層１１０６Ｂ、電子輸送層１１０７が有機層に当たる。赤色層１１０６Ｒ、緑色層１１０６Ｇ、青色層１１０６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。

また、第一電極１１０４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層１１０５と電子輸送層１１０７と第二電極１１０８は、複数の発光素子１１０２Ｒ、１１０２Ｇ、１１０２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図１１（Ｂ）に示すように正孔輸送層１１０５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層１１０６Ｒ、緑色層１１０６Ｇ、青色層１１０６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層１１０７と第二電極１１０８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。

なお、近接した第一電極１１０４の間でのショートを防ぐために、第一電極１１０４間に絶縁層１１０９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層１１１０が設けられている。

図１１（Ｂ）では正孔輸送層１１０５や電子輸送層１１０７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第一電極１１０４と正孔輸送層１１０５との間には第一電極１１０４から正孔輸送層１１０５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成してもよい。同様に、第二電極１１０８と電子輸送層１１０７の間にも電子注入層を形成してもよい。

赤色層１１０６Ｒ、緑色層１１０６Ｇ、青色層１１０６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。例えば、赤色層１１０６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。

なお、ここでは赤色層１１０６Ｒの例を示したが、緑色層１１０６Ｇや青色層１１０６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。

次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。ここでは、赤色層１１０６Ｒが下側層１１０６Ｒ１と上側層１１０６Ｒ２の２層からなり、緑色層１１０６Ｇと青色層１１０６Ｂは単一の発光層からなる場合を想定する。

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第一電極１１０４が形成された基板１１０３を準備する。なお、基板１１０３の材質は特に限定はされず、ガラス、プラスチック、金属などで構成することができる。本実施形態においては、基板１１０３として、ガラス基板上にポリイミドのフィルムが積層された基板を用いる。

第一電極１１０４が形成された基板１１０３の上にアクリル又はポリイミド等の樹脂層をバーコートやスピンコートでコートし、樹脂層をリソグラフィ法により、第一電極１１０４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１１０９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。

絶縁層１１０９がパターニングされた基板１１０３を第一の成膜装置に搬入し、正孔輸送層１１０５を、表示領域の第一電極１１０４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層１１０５は、最終的に１つ１つの有機ＥＬ表示装置のパネル部分となる表示領域１１０１ごとに開口が形成されたマスクを用いて成膜される。

次に、正孔輸送層１１０５までが形成された基板１１０３を第二の成膜装置に搬入する。基板１１０３とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、正孔輸送層１１０５の上の、基板１１０３の赤色を発する素子を配置する部分（赤色の副画素を形成する領域）に、赤色層１１０６Ｒを成膜する。ここで、第二の成膜装置で用いるマスクは、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板１１０３上における複数の領域のうち、赤色の副画素となる複数の領域にのみ開口が形成された高精細マスクである。これにより、赤色発光層を含む赤色層１１０６Ｒは、基板１１０３上の複数の副画素となる領域のうちの赤色の副画素となる領域のみに成膜される。換言すれば、赤色層１１０６Ｒは、基板１１０３上の複数の副画素となる領域のうちの青色の副画素となる領域や緑色の副画素となる領域には成膜されずに、赤色の副画素となる領域に選択的に成膜される。

赤色層１１０６Ｒの成膜と同様に、第三の成膜装置において緑色層１１０６Ｇを成膜し、さらに第四の成膜装置において青色層１１０６Ｂを成膜する。赤色層１１０６Ｒ、緑色層１１０６Ｇ、青色層１１０６Ｂの成膜が完了した後、第五の成膜装置において表示領域１１０１の全体に電子輸送層１１０７を成膜する。電子輸送層１１０７は、３色の層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂに共通の層として形成される。

電子輸送層１１０７までが形成された基板を第六の成膜装置に移動し、第二電極１１０８を成膜する。本実施形態では、第一の成膜装置～第六の成膜装置では真空蒸着によって各層の成膜を行う。しかし、本発明はこれに限定はされず、例えば第六の成膜装置における第二電極１１０８の成膜はスパッタによって成膜するようにしてもよい。その後、第二電極１１０８までが形成された基板を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層１１１０を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置１１００が完成する。なお、ここでは保護層１１１０をＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。

ここで、第一の成膜装置～第六の成膜装置での成膜は、形成されるそれぞれの層のパターンに対応した開口が形成されたマスクを用いて成膜される。成膜の際には、基板１１０３とマスクとの相対的な位置調整（アライメント）を行った後に、マスクの上に基板１１０３を載置して成膜が行われる。

＜他の実施形態＞
本実施形態では、制限板２０７によって規定される複数の成膜領域は、重ね合わせた場合に基板Ｗの全体を覆うものとして説明された。しかしながら、複数の成膜領域を重ね合わせた場合に、基板Ｗの全体を覆わなくてもよい。言い換えると、基板Ｗ上には成膜が行われない領域が存在してもよい。このような場合、成膜が行われない領域は、素子形成領域を含まないよう、スクライブ領域に配置される。

成膜源２０４がショット蒸着を行う蒸着源である場合には、遮蔽部２０６と制限板２０７との間にシャッタが設けられてもよい。この場合、シャッタは、基板Ｗの全体を覆う閉状態と、基板Ｗの全体を成膜可能に開放する開状態とを切り替えられることができる。このような場合であっても、制限板２０７を成膜ユニット２３０と分離して配置することができるため、シャッタより基板Ｗ側に制限板２０７を配置することができ、成膜領域を高精度に制御することができる。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１０ 成膜装置、２０４ 成膜源、２０５ 成膜源移動ユニット、２０７ 制限板、２０８ 制限板移動ユニット

Claims (12)

1. 基板の被成膜面との間に位置するマスクを介して前記基板に成膜材料を放出する成膜源と、
   前記成膜源と前記マスクとの間に配置され、前記成膜材料が前記基板に入射する領域を制限する制限板と、
   前記制限板を前記成膜源に対して前記被成膜面に沿った方向に相対的に移動させる制限板移動手段と、
   を備える成膜装置。
2. 前記成膜源を前記被成膜面に沿った方向に移動させる成膜源移動手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記制限板移動手段は、前記制限板によって前記基板の一部の第一領域に成膜を行う第一位置から、前記第一領域に含まれない前記基板の一部の領域を含む前記基板の一部の第二領域に成膜を行う第二位置へ、前記制限板を移動させることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
4. 前記制限板移動手段は、前記成膜源による成膜時に、前記基板に対して前記制限板を移動させないことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
5. 前記成膜源移動手段は、前記成膜源による成膜時に、前記成膜源を前記基板に対して相対的に移動させることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
6. 前記制限板移動手段は、前記基板の前記被成膜面に沿った第一方向に前記制限板を移動させ、
   前記成膜源移動手段は、前記成膜源による成膜時に、前記第一方向と交差する第二方向に前記成膜源を移動させることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
7. 前記制限板移動手段は、非成膜時に、前記基板の前記被成膜面に沿った第一方向に前記制限板を移動させ、
   前記成膜源移動手段は、前記制限板移動手段による前記制限板が前記第一方向に移動させたことに応じて、前記成膜源を前記第一方向に移動させることを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。
8. 前記成膜源によって前記基板の前記基板の一部の第一領域に成膜し、
   前記成膜源によって前記基板の前記第一領域に成膜した後、前記成膜源移動手段および前記制限板移動手段は、それぞれ前記成膜源および前記制限板を前記第一方向に移動させ、
   前記成膜源および前記制限板を前記第一方向に移動させた後、前記成膜源は前記第一領域に含まれない前記基板の一部の領域を含む前記基板の一部の第二領域に成膜することを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。
9. 前記成膜源は、前記成膜源の前記成膜材料の放出範囲を制限する防着部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
10. 前記制限板移動手段は、前記制限板を回転移動させることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
11. 内部を真空に維持可能なチャンバを備え、
    前記制限板移動手段は、前記制限板を支持し、
    前記制限板移動手段は、振動を軽減する除震部材を介して前記チャンバに配置されることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
12. 成膜装置の成膜方法であって、
    前記成膜装置は、
    基板の被成膜面との間に位置するマスクを介して前記基板に成膜材料を放出する成膜源と、
    前記成膜源と前記マスクとの間に配置され、前記成膜材料が前記基板に入射する領域を制限する制限板と、
    前記制限板を前記成膜源に対して前記被成膜面に沿った方向に相対的に移動させる制限板移動手段と、
    を備え、
    前記成膜源によって前記基板の一部の第一領域に成膜を行うことと、
    前記制限板移動手段によって、前記第一領域に対応する位置から、少なくとも前記第一領域に含まれない前記基板の一部の領域を含む第二領域に対応する位置へ、前記制限板を移動させることと、
    前記成膜源によって前記基板の前記第二領域に成膜を行うことと、
    を含むことを特徴とする成膜方法。

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