JP2024068531A - 成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板への成膜材料の飛散を制限するシャッタの小型化が可能となる技術を提供すること
【解決手段】成膜装置は、成膜材料を放出する成膜源を含み、基板の下方を含む成膜領域内に位置する場合に移動方向に移動しながら基板に成膜する成膜ユニットと、成膜領域と移動方向において重ならない待機位置に位置する成膜ユニットに対して、成膜源から基板への成膜材料の入射を規制するシャッタと、を備える。シャッタは、入射を抑制する第１高さと、該第１高さよりも高く、入射を許容する第２高さと、の間で昇降可能に構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法に関する。

有機ＥＬディスプレイ等の製造においては、蒸発源から放出された蒸着物質などの成膜材料が基板に付着することで基板に薄膜が形成される。特許文献１には、移動しながら基板に対して蒸着を行う蒸着源と、蒸着時にマスク及び基板を支持するマスク台と、マスク台に配置された基板への蒸着源からの蒸着材料の入射を開閉により制御するシャッタと、を有する蒸着装置が記載されている。この蒸着装置では、蒸着対象の基板を覆っていたシャッタが開かれた状態で、蒸発源が基板の下方を通過することにより基板に対する蒸着が行われる。

特開２０１６－１９６６８４号公報

ここで、シャッタが成膜対象の基板を覆うことで基板への成膜材料の付着を制限する場合、基板全体を覆うためにシャッタが大型化する。このような場合、シャッタが基板を覆わない場合の退避スペースが必要となるため、成膜装置が大型化してしまうという課題があった。

本発明は、基板への成膜材料の飛散を制限するシャッタの小型化が可能となる技術を提供する。

本発明の一側面によれば、
成膜材料を放出する成膜源を含み、基板の下方を含む成膜領域内に位置する場合に移動方向に移動しながら前記基板に成膜する成膜ユニットと、
前記成膜領域と前記移動方向において重ならない待機位置に位置する前記成膜ユニットに対して、前記成膜源から前記基板への前記成膜材料の入射を規制するシャッタと、
を備える成膜装置であって、
前記シャッタは、前記入射を抑制する第１高さと、該第１高さよりも高く、前記入射を許容する第２高さと、の間で昇降可能に構成される、ことを特徴とする成膜装置が提供される。

本発明によれば、基板への成膜材料の飛散を制限するシャッタの小型化が可能となる技術を提供することができる。

一実施形態に係る成膜装置が設けられる成膜システムの構成を模式的に示す平面図。 成膜装置の構成を模式的に示す正面図。 成膜ユニットと基板シャッタとの位置関係を説明するための図。 成膜装置の成膜処理における動作説明図。 成膜装置の成膜処理における動作説明図。 成膜装置の成膜処理における動作説明図。 （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。なお、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、一実施形態に係る成膜装置１が設けられる成膜システムＳＹの構成を模式的に示す平面図である。成膜システムＳＹは、搬入されてくる基板に対して成膜処理を行い、処理後の基板を搬出するシステムである。例えば、成膜システムＳＹが複数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、例えばスマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルが挙げられる。成膜システムＳＹは、成膜装置１の他、搬入室３０と、基板搬送室３２と、搬出室３４と、マスクストック室３６と、を含む。なお、成膜装置１の構成については後述する。

搬入室３０には、成膜装置１による成膜を行う基板６が搬入される。基板搬送室３２には、基板６を搬送する搬送ロボット３２０が設けられる。搬送ロボット３２０は、搬入室３０に搬入された基板６を成膜装置１に搬送する。また、搬送ロボット３２０は、成膜装置１において成膜処理が終了した基板６を搬出室３４に搬送する。搬送ロボット３２０により搬出室３４に搬送された基板６は、搬出室３４から成膜システムＳＹの外部に搬出される。なお、成膜システムＳＹが複数並んで設けられる場合には、上流側の成膜システムＳＹの搬出室３４が下流側の成膜システムＳＹの基板搬送室３２を兼ねていてもよい。また、マスクストック室３６には、成膜装置１での成膜に用いられるマスク７がストックされる。マスクストック室３６にストックされるマスク７は、搬送ロボット３２０により成膜装置１に搬送される。

成膜システムＳＹを構成する成膜装置１及び各室の内部は、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＞
図２は、成膜装置１の構成を模式的に示す正面図である。成膜装置１は、基板６に対して成膜源１４０を移動させながら成膜を行う成膜装置である。本実施形態では蒸着により基板６に成膜が行われる。成膜装置１で蒸着が行われる基板の材質としては、ガラス、樹脂、金属等を適宜選択可能であり、ガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが好適に用いられる。成膜材料としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などが用いられる。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。また、成膜装置１が成膜を行う基板のサイズとしては例えばＧ８Ｈサイズの基板（１１００ｍｍ×２５００ｍｍ、１２５０ｍｍ×２２００ｍｍ）が挙げられるが、成膜装置１が成膜を行う基板のサイズは適宜設定可能である。

成膜装置１は、チャンバ１０と、成膜ステージ１２Ａ、１２Ｂと、成膜ユニット１４と、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂと、制御部２０を含む。

チャンバ１０は、その内部空間１０１に成膜ユニット１４と、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂと、及び成膜ステージ１２Ａ、１２Ｂを収容する。チャンバ１０の内部空間１０１は、不図示の真空ポンプ等の排気機構により真空に維持可能である。例えば、チャンバ１０には、基板６の搬入及び搬出のための開口（不図示）が設けられ、この開口を介して基板搬送室３２との間で基板６の移動が行われる。

成膜ステージ１２Ａ，１２Ｂは、基板６に対して成膜が行われるステージである。本実施形態では、成膜ステージ１２Ａと成膜ステージ１２Ｂとが基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂを挟んで隣接して設けられている。以下の説明では、成膜ステージ１２Ａにおいて基板６Ａに対して成膜が行われ、成膜ステージ１２Ｂにおいて基板６Ｂに対して成膜が行われるものとする。

成膜ステージ１２Ａは、基板支持部１２０Ａと、マスク台１２２Ａと、支柱１２４Ａと、アライメント機構１２６Ａとを含む。

基板支持部１２０Ａは、基板６Ａを支持する。本実施形態では、基板支持部１２０Ａは、基板６Ａの短辺がＸ方向、基板６Ａの長辺がＹ方向に延びるように基板６Ａを支持する。また、基板支持部１２０Ａは、基板６Ａの縁を基板６Ａの下側から支持する。しかしながら、基板支持部１２０Ａは、基板６Ａの縁を挟持することで基板を支持してもよいし、静電チャック又は粘着チャック等によって基板６Ａを吸着することで基板６Ａを支持してもよい。例えば、基板支持部１２０Ａは、基板搬送室３２の搬送ロボット３２０から基板６Ａを受け取ることができる。また、基板支持部１２０Ａは、不図示の昇降機構により昇降可能であり、搬送ロボット３２０から受け取った基板６Ａをマスク台１２２Ａに支持されたマスク７Ａの上に重ね合わせることができる。昇降機構には、ボールねじ機構等の公知の技術を用いることができる。

マスク台１２２Ａは、マスク７Ａを支持する。マスク台１２２Ａには、不図示の開口が設けられ、この開口を介してマスク７Ａと重ね合わされた基板６Ａの成膜面に対して成膜材料が飛散する。また、マスク台１２２Ａは、支柱１２４Ａによってチャンバ１０に支持される。

アライメント機構１２６Ａは、基板６Ａとマスク７Ａとのアライメントを行う。アライメント機構１２６Ａは、基板支持部１２０Ａとマスク台１２２Ａの水平方向の相対位置を調整することで、基板支持部１２０Ａに支持された基板６Ａとマスク台１２２Ａに支持されたマスク７Ａとのアライメントを行う。基板６Ａとマスク７Ａのアライメントについては公知の技術を用いることができるため、詳細な説明は省略する。一例として、アライメント機構１２６Ａは、不図示のカメラにより基板６Ａ及びマスク７Ａに形成されたアライメント用のマークを検知する。そして、アライメント機構１２６Ａは、基板６Ａに形成されたマークにより算出される基板６Ａの位置と、マスク７Ａに形成されたマークにより算出されるマスク７Ａの位置の関係が所定の条件を満たすように、基板６Ａ及びマスク７Ａの位置関係を調整する。

アライメント機構１２６Ａによるアライメントが終了すると、基板支持部１２０Ａは支持している基板６Ａをマスク７Ａの上に重ね合わせる。基板６Ａ及びマスク７Ａが重ね合わせられた状態で、成膜ユニット１４による基板６Ａへの成膜が行われる。

成膜ステージ１２Ｂについては、成膜ステージ１２Ａと同様の構成を有し得る。すなわち、成膜ステージ１２Ｂは、基板支持部１２０Ｂ、マスク台１２２Ｂ、支柱１２４Ｂ及びアライメント機構１２６Ｂを有し、これらは基板支持部１２０Ａ、マスク台１２２Ａ、支柱１２４Ａ及びアライメント機構１２６Ａにそれぞれ対応する。

成膜ユニット１４は、移動しながら成膜材料を放出して基板６に成膜を行う。本実施形態では、成膜ユニット１４は、成膜源１４０と、移動部１４２とを含む。

成膜源１４０は、成膜材料を放出する。図３に示すように、成膜源１４０は、成膜材料を収容する複数の収容部１４０１ａ～１４０１ｒと、複数の収容部１４０１ａ～１４０１ｒにそれぞれ設けられる。成膜源１４０は、蒸発した成膜材料を放出するための複数の放出部１４０２ａ～１４０２ｒと、成膜材料の放出範囲を画定する画定部１４０３と、を含む。

収容部１４０１ａ～１４０１ｒに収容された成膜材料は、不図示のヒータにより加熱されて蒸発し、放出部１４０２ａ～１４０２ｒからチャンバ１０の内部空間１０１へと放出される。本実施形態では、複数の収容部１４０１ａ、１４０１ｇ、１４０１ｍは、成膜ユニット１４の移動方向（Ｘ方向）に並んで設けられている。また、本実施形態では、複数の収容部１４０１ａ～１４０１ｆ、１４０１ｇ～１４０１ｌ、および１４０１ｍ～１４０１ｒは成膜ユニット１４の移動方向と交差する方向（Ｙ方向）に並んで設けられている。例えば、複数の収容部１４０１ａ～１４０１ｆ、１４０１ｇ～１４０１ｌ、および１４０１ｍ～１４０１ｒは、Ｙ方向の列ごとに異なる成膜材料を収容してもよい。これにより、基板６に対して複数の成膜材料を蒸着させる共蒸着を行うことができる。なお、収容部１４０１ａ～１４０１ｃに収容された成膜材料を加熱するヒータとしては、例えば電熱線を用いたシーズヒータを用いることができる。また、本実施形態ではＸ方向に三列の収容部が並ぶが、列の数は適宜変更可能である。例えば、列の数は、一つ又は二つであってもよいし、四つ以上であってもよい。また、Ｙ方向に並べられた収容部１４０１ａ～１４０１ｆの数も、六つであるものとして図示しているが、五つ以下であってもよいし、七つ以上であってもよい。

放出部１４０２ａ～１４０２ｒは、収容部１４０１ａ～１４０１ｒ内で蒸発した成膜材料が通過可能な筒状の部材である。放出部１４０２ａ～１４０２ｒは、収容部１４０１ａ～１４０１ｒの上面に形成された開口等であってもよい。

画定部１４０３は、放出部１４０２ａ～１４０２ｒから放出される成膜材料の放出範囲を画定する。画定部１４０３は、Ｘ方向正側から負側に向かって並ぶ複数の板状部材１４０３ａ～１４０３ｄを含む。板状部材１４０３ａは、放出部１４０２ａよりもＸ方向正側に設けられる。板状部材１４０３ｂは、Ｘ方向において放出部１４０２ａと１４０２ｇとの間に設けられる。板状部材１４０３ｃは、Ｘ方向において放出部１４０２ｇと１４０２ｍとの間に設けられる。板状部材１４０３ｄは、放出部１４０２ｍよりもＸ方向負側に設けられる。

移動部１４２は、成膜源１４０を移動する。本実施形態では、移動部１４２は、成膜源１４０を複数の成膜ステージ１２Ａ、１２Ｂが並ぶ方向（Ｘ方向）に往復移動する。移動部１４２には公知の技術を用いることができる。本実施形態では、移動部１４２は、成膜源１４０が載置される移動体１４２１と、移動体１４２１に回転可能に支持された転動体１４２２と、不図示の駆動部とを含むリニアガイドである。すなわち、移動体１４２１は、ボールねじ機構等の不図示の駆動部により駆動されると、転動体１４２２を介してチャンバ１０の床に設けられたレール１０２に沿って移動する。このような構成により、成膜源１４０の移動機構が１軸で成り立つため、チャンバ１０内の機構を簡素化することができる。

成膜源シャッタ１６Ａ～１６Ｃ（以下、区別せずに成膜源シャッタ１６と呼ぶ場合がある）は、成膜源１４０に設けられ、成膜材料の基板６への飛散を抑制する。また、成膜源シャッタ１６は、移動方向に交差する交差方向（Ｙ方向）を軸方向として遮蔽部材１６０１を回動させる回動部１６０２を備える。詳細には、各成膜源シャッタ１６は、放出部１４０２ａ～１４０２ｒから放出される成膜材料の基板６への飛散を抑制する抑制位置（図４のＳＴ１参照）、及び成膜材料の基板６への飛散を許容する許容位置（図４のＳＴ２参照）の間で変位可能に設けられている。例えば、成膜源シャッタ１６Ａは、遮蔽部材１６０１ａが放出部１４０２ａ～１４０２ｆから放出される成膜材料の基板への飛散を抑制する抑制位置、及び放出部１４０２ａ～１４０２ｆから放出される成膜材料の基板への飛散を許容する許容位置の間で回動部１６０２ａによって変位可能に設けられている。同様に、遮蔽部材１６０１ｂ、１６０１ｃが放出部１４０２ｇ～１４０２ｌ、１４０２ｍ～１４０２ｒから放出される成膜材料の基板への飛散を抑制する抑制位置、及び放出部１４０２ｇ～１４０２ｌ、１４０２ｍ～１４０２ｒから放出される成膜材料の基板への飛散を許容する許容位置の間で回動部１６０２ｂ、１６０２ｃによって変位可能に設けられている。

基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂ（以下、区別せずに基板シャッタ１８と呼ぶ場合がある）は、成膜ユニット１４が待機位置ＰＯＳ１（図４のＳＴ１参照）に位置する場合に、成膜ユニット１４から基板６への成膜材料の飛散を抑制する。詳細には、基板シャッタ１８Ａは、遮蔽部材１８０１ａ、支持部材１８０２ａ、および昇降部１８０３ａを備え、基板シャッタ１８Ｂは、遮蔽部材１８０１ｂ、支持部材１８０２ｂ、および昇降部１８０３ｂを備える。基板シャッタ１８Ａは、基板６Ａへの成膜材料の入射を制御するシャッタの一例であり、基板シャッタ１８Ｂは、基板６Ｂへの成膜材料の入射を制御するシャッタの一例である。

支持部材１８０２ａ、１８０２ｂは、それぞれ遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂをＺ方向上方から支える支柱を備え、昇降部１８０３ａ、１８０３ｂによってＺ方向で上下に昇降可能に構成される。このように基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂが上下方向に昇降するよう構成し、成膜源１４０が基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂによって覆われるよう構成することで、基板全体を覆う必要がなくなり、シャッタの小型化が実現される。

遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂは、抑制位置ＰＯＳ１０（図４のＳＴ１参照）と許容位置ＰＯＳ２０（図４のＳＴ３参照）との間で移動可能である。抑制位置ＰＯＳ１０は、遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂが位置する場合に、成膜ユニット１４から基板６Ａ、６Ｂへの成膜材料の飛散を抑制する遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂの位置の一例（第１高さ）である。また、許容位置ＰＯＳ２０は、遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂが位置する場合に、成膜ユニット１４から基板６Ａ、６Ｂへの成膜材料の飛散を許容する位置であって、抑制位置より高い位置の一例（第２高さ）である。また、遮蔽部材１８０１ａは抑制位置ＰＯＳ１０に位置する場合に、遮蔽部材１８０１ｂが抑制位置ＰＯＳ１０に位置する場合でも許容位置ＰＯＳ２０に位置する場合であっても基板６Ａへの成膜材料の飛散を抑制するように、Ｚ方向で上下に伸びる部分を有する。

また、遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂは、成膜ユニット１４の移動方向（Ｘ方向）において基板６Ａ、６Ｂと重ならない位置に配置される。これによって、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂが許容位置に位置する場合に、遮蔽部材１８０１ａ、１８０１ｂによって成膜源１４０から放出された成膜材料が遮蔽されることを防ぐことができる。

制御部２０は、成膜装置１の各構成要素の動作を制御する。例えば、制御部２０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含んで構成され得る。例えば、制御部２０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、成膜装置１による各種の処理を実現する。例えば、制御部２０は、成膜システムＳＹを統括的に制御するホストコンピュータから受け付けた指示に基づいて、成膜処理等の各種の処理を実行する。なお、例えば成膜システムＳＹを統括的に制御するホストコンピュータ等が、成膜装置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２０は、図４～図６を参照して説明する基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂの昇降動作の制御を行う。

＜動作例＞
図４～図６は、成膜装置１の成膜処理における動作説明図である。本実施形態では、成膜ユニット１４は、成膜ステージ１２Ａ及び成膜ステージ１２Ｂの下方をＸ方向に往復移動しながら基板に成膜を行う。また、成膜ユニット１４は、各基板の下方をＸ方向に一往復することで、各基板に対する成膜を行う。換言すれば、成膜ユニット１４は、各基板に対して、Ｘ方向正側に移動しながらの成膜を一回、Ｘ方向負側に移動しながらの成膜を一回の計二回、移動しながらの成膜を行う。以下、各基板に対する一回目の成膜を往方向の成膜と、二回目の成膜を復方向の成膜と、それぞれ表記する場合がある。なお、本実施形態では、後述するように基板６Ａに対する往方向の成膜と、基板６Ｂに対する往方向の成膜とは、成膜ユニット１４の移動する方向が逆となっている。復方向についても同様である。

図４～図６では、成膜ユニット１４がＸ方向負側の端部の位置ＰＯＳ１から正側端部の位置ＰＯＳ２に移動し、そこで折り返して再度位置ＰＯＳ２まで移動する。そして、その間に、成膜ユニット１４は、一枚目の基板６Ｂに対する復方向の成膜、基板６Ａに対する往方向の成膜、基板６Ａに対する復方向の成膜、二枚目の基板６Ｂに対する往方向の成膜を順次行う。

状態ＳＴ１は、成膜ユニット１４が待機位置ＰＯＳ１において加熱を開始し、成膜準備を行う状態である。ここで、成膜源１４０からの成膜材料の放出量が安定するまで、成膜源シャッタ１６Ａ～１６Ｃおよび基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂが抑制位置に配置される。これによって、成膜ユニット１４から放出された成膜材料が基板６に付着することを防ぐことができる。また、状態ＳＴ１において、基板またはマスクの搬入動作や、基板とマスクとのアライメント動作が行われる。なお、成膜ユニット１４が移動可能な位置のうち、基板６Ａへの成膜を行うために移動する領域を成膜領域ＡＲ１と呼ぶ、基板６Ｂへの成膜を行うために移動する領域を成膜領域ＡＲ２と呼ぶ場合がある。また、待機位置ＰＯＳ１を含む、成膜を行わない場合に成膜ユニット１４が位置する領域を非成膜領域ＡＲ３と呼ぶ場合がある。

状態ＳＴ２は、成膜ユニット１４が成膜を開始する状態である。成膜源の加熱が行われ、成膜材料の放出が可能になった場合には、制御部２０は遮蔽部材１６０１ａ～１６０１ｃを抑制位置から許容位置に移動するよう回動部１６０２を回動させる。なお、状態ＳＴ２においては、成膜ユニット１４から放出された成膜材料は抑制位置ＰＯＳ１０に位置する基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂによって抑制されるため、基板６Ａ、６Ｂへの成膜は行われない。

状態ＳＴ３は、基板６Ａへの成膜を開始する状態である。基板シャッタ１８Ａが抑制位置ＰＯＳ１０から許容位置ＰＯＳ２０に移動することで、基板６Ａ側に成膜材料の飛散が許容される状態となる。続いて、状態ＳＴ４に示すように、成膜ユニット１４がＸ方向正側に移動しながら成膜材料を放出することで、基板６Ａへの成膜材料の付着が可能となる。ここで、基板シャッタ１８Ｂは抑制位置ＰＯＳ１０に位置したままであるため、基板６Ｂへの成膜は行われない。

成膜ユニット１４は、折り返し位置ＰＯＳ２に到達すると、状態ＳＴ５に示すように、成膜ユニット１４の移動方向をＸ方向負側に切り替えて折り返し動作を行う。そして、折り返し位置ＰＯＳ２から待機位置ＰＯＳ１まで、成膜材料の放出を行いながらＸ方向負側に移動する。

状態ＳＴ６は、成膜ユニット１４が折り返し位置ＰＯＳ２から待機位置ＰＯＳ１に移動が完了した状態である。言い換えると、状態ＳＴ６は成膜ユニット１４による基板６Ａへの一往復の成膜処理が完了した状態を示している。状態ＳＴ６では、基板シャッタ１８Ａが許容位置ＰＯＳ２０から抑制位置ＰＯＳ１０に移動する。

状態ＳＴ７は、状態ＳＴ６の後、基板シャッタ１８Ａが許容位置ＰＯＳ２０から抑制位置ＰＯＳ１０に移動が完了した状態である。続いて、成膜ユニット１４は、基板６Ｂへの成膜を行うために、制御部２０は基板シャッタ１８Ｂを抑制位置ＰＯＳ１０から許容位置ＰＯＳ２０に移動させることで、基板６Ｂ側に成膜材料の飛散が許容される状態となる。続いて、状態ＳＴ８に示すように、成膜ユニット１４がＸ方向負側に移動しながら成膜材料を放出することで、基板６Ｂへの成膜材料の付着が可能となる。ここで、基板シャッタ１８Ａは抑制位置ＰＯＳ１０に位置したままであるため、基板６Ａへの成膜は行われない。

状態ＳＴ９は、成膜ユニット１４が状態ＳＴ７の後、折り返し位置ＰＯＳ３で折り返してＸ方向正側に移動する状態である。成膜ユニット１４が待機位置ＰＯＳ１に到達すると、基板シャッタ１８Ｂが許容位置ＰＯＳ２０から抑制位置ＰＯＳ１０に移動する。これによって、状態ＳＴ２に示す状態に戻る。

なお、状態ＳＴ７～ＳＴ９の間に、成膜処理が完了した基板６Ａを搬出し、新たな基板６Ａを搬入し、マスク７Ａとアライメントを行ってもよい。状態ＳＴ９の後に状態ＳＴ２に戻った後、状態ＳＴ３～ＳＴ６を繰り返すことで、成膜処理を連続して実行することができる。同様に、状態ＳＴ３～ＳＴ６の間に、成膜済みの基板６Ｂを交換し、マスク７Ｂとのアライメントを行っておくことで、基板の搬出やアライメントに係る時間を削減して効率的に基板の成膜を行うことができる。

なお、本実施形態では、成膜ユニット１４が各基板の下方を一往復することで基板に対する成膜を行うが、往方向の成膜のみ、或いは一往復半以上の成膜も採用可能である。

また、本実施形態では、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂの抑制位置ＰＯＳ１０から許容位置ＰＯＳ２０への移動が完了した後に成膜ユニット１４が移動するものとして説明を行った。しかしながら、基板シャッタ１８Ａ、１８Ｂの移動中に成膜ユニット１４が移動を開始してもよい。例えば、制御部２０は、図４の状態ＳＴ３において、基板シャッタ１８Ａが、抑制位置ＰＯＳ１０と許容位置ＰＯＳ２０との間の所定の位置に到達した場合に成膜ユニット１４の移動を開始してもよい。所定の位置は、例えば遮蔽部材１８０１ａの上下方向（Ｚ方向）で下端の高さが成膜ユニット１４の上下方向の上端の高さより高くなる位置であってもよい。同様に、基板シャッタ１８の許容位置ＰＯＳ２０から抑制位置ＰＯＳ１０への移動も、成膜ユニット１４の移動中に行われてもよい。

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、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。この例の場合、図１に例示した成膜システムＳＹが製造ライン上に複数設けられる。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図７（Ａ）は有機ＥＬ表示装置７００の全体図、図７（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。

図７（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置７００の表示領域７０１には、発光素子を複数備える画素７０２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７０１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１発光素子７０２Ｒ、第２発光素子７０２Ｇ、第３発光素子７０２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素７０２が構成されている。画素７０２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７０２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７０２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７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素７０２は、基板７０３上に、第１の電極（陽極）７０４と、正孔輸送層７０５と、赤色層７０６Ｒ・緑色層７０６Ｇ・青色層７０６Ｂのいずれかと、電子輸送層７０７と、第２の電極（陰極）７０８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７０５、赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂ、電子輸送層７０７が有機層に当たる。赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂ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１の電極７０４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層７０５と電子輸送層７０７と第２の電極７０８は、複数の発光素子７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂ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７（Ｂ）に示すように正孔輸送層７０５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７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂ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７０７と第２の電極７０８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１の電極７０４の間でのショートを防ぐために、第１の電極７０４間に絶縁層７０９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７１０が設けられている。

図７（Ｂ）では正孔輸送層７０５や電子輸送層７０７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１の電極７０４と正孔輸送層７０５との間には第１の電極７０４から正孔輸送層７０５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２の電極７０８と電子輸送層７０７の間にも電子注入層を形成してもよい。

赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂ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７０６Ｒ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７０６Ｒの例を示したが、緑色層７０６Ｇや青色層７０６Ｂ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７０６Ｒが下側層７０６Ｒ１と上側層７０６Ｒ２の２層からなり、緑色層７０６Ｇと青色層７０６Ｂ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１の電極７０４が形成された基板７０３を準備する。なお、基板７０３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７０３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１の電極７０４が形成された基板７０３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１の電極７０４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７０９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。なお、本実施形態では、絶縁層７０９の形成までは大型基板に対して処理が行われ、絶縁層７０９の形成後に、基板７０３を分割する分割工程が実行される。

絶縁層７０９がパターニングされた基板７０３を第１の成膜装置１に搬入し、正孔輸送層７０５を、表示領域の第１の電極７０４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層７０５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７０１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７０５までが形成された基板７０３を第２の成膜装置１に搬入する。基板７０３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７０５の上の、基板７０３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７０６Ｒを成膜する。ここで、第２の成膜室で用いるマスクは、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板７０３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７０６Ｒは、基板７０３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７０６Ｒは、基板７０３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７０６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜装置１において緑色層７０６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜装置１において青色層７０６Ｂを成膜する。赤色層７０６Ｒ、緑色層７０６Ｇ、青色層７０６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置１において表示領域７０１の全体に電子輸送層７０７を成膜する。電子輸送層７０７は、３色の層７０６Ｒ、７０６Ｇ、７０６Ｂに共通の層として形成される。

電子輸送層７０７までが形成された基板を第６の成膜装置１に移動し、第２の電極７０８を成膜する。本実施形態では、第１の成膜装置１～第６の成膜装置１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６の成膜装置１における第２の電極７０８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２の電極７０８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７１０を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置７００が完成する。なお、ここでは保護層７１０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。

＜その他の実施形態＞
本実施形態では、２枚の基板６Ａ、６Ｂに成膜処理を行うものとして、２つの成膜領域と１つの非成膜領域を成膜ユニット１４が移動するものとして説明した。しかしながら、成膜装置１内に配置可能な基板の数は１枚であってもよいし、３枚以上であってもよい。この場合、それぞれの１つの成膜領域および非成膜領域が配置されてもよい。

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。

１：成膜装置、６：基板、７：マスク、１４：成膜ユニット、１６：成膜源シャッタ、１８：基板シャッタ

Claims (8)

1. 成膜材料を放出する成膜源を含み、基板の下方を含む成膜領域に位置する場合に移動方向に移動しながら前記基板に成膜する成膜ユニットと、
   前記成膜領域と前記移動方向において重ならない待機位置に位置する前記成膜ユニットに対して、前記成膜源から前記基板への前記成膜材料の入射を制御するシャッタと、
   を備える成膜装置であって、
   前記シャッタは、前記入射を抑制する第１高さと、該第１高さよりも高く、前記入射を許容する第２高さと、の間で昇降可能に構成される、ことを特徴とする成膜装置。
2. 前記シャッタの昇降動作を制御する制御手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記成膜源が前記待機位置から前記成膜領域へ移動することに応じて、前記シャッタを前記第１高さから前記第２高さへ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。
3. 前記成膜源は、第１基板に前記成膜源が成膜を行う第１成膜領域と、第２基板に前記成膜源が成膜を行う第２成膜領域と、の間を移動し、
   前記待機位置は、前記第１成膜領域と前記第２成膜領域との間に位置することを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
4. 前記シャッタは、第１シャッタと第２シャッタとを含み、前記第１シャッタは前記待機位置において前記第２シャッタよりも前記第１成膜領域に近い位置に配されており、前記第２シャッタは前記待機位置において前記第１シャッタよりも前記第２成膜領域に近い位置に配されていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
5. 前記制御手段は、前記成膜源が前記待機位置から前記第１成膜領域へ移動することに応じて、前記第１シャッタを前記第１高さから前記第２高さへ移動させることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
6. 前記制御手段は、前記成膜源が前記第１成膜領域から前記待機位置へ移動することに応じて、前記第１シャッタを前記第２高さから前記第１高さへ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. 成膜材料を放出する成膜源を含み、基板の下方を含む成膜領域に位置する場合に移動方向に移動しながら前記基板に成膜する成膜ユニットと、
   前記成膜領域と前記移動方向において重ならない待機位置に位置する前記成膜ユニットに対して、前記成膜源から前記基板への成膜材料の入射を制御するシャッタと、
   を備える成膜装置によって実行される成膜方法であって、
   前記成膜源が前記待機位置に位置する場合に、前記シャッタを、前記入射を抑制する第１高さに移動することと、
   前記待機位置から前記成膜領域への前記成膜源の移動に応じて、前記シャッタを、該第１高さよりも高く、前記入射を許容する第２高さに移動することと、
   を含むことを特徴とする成膜方法。
8. 請求項７に記載の成膜方法により基板に成膜を行う成膜工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

Images