JP5095990B2 - 基板処理装置およびクリーニング方法 - Google Patents
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Description
遮断機構を動作させることにより前記処理容器により画定された空間から前記有機材料が収納された空間を遮断し、前記遮断後、クリーニング装置により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングし、前記被処理体をクリーニングした後、遮断機構を動作させることにより前記被処理体をクリーニングした空間と前記有機材料が収納された空間とを連通し、前記収納された有機材料を気化させ、前記連通後、気化させた有機材料を前記有機材料が収納された空間から、前記被処理体をクリーニングする空間と同一の閉空間を形成している前記被処理体に有機膜を形成する空間に吹き出させることにより、前記被処理体をクリーニングした処理容器と同一の処理容器内にて前記クリーニングされた被処理体に有機膜を形成するクリーニング方法が提供される。
まず、本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置について、図1を参照しながら説明する。
(基板処理装置)
第1実施形態にかかる基板処理装置10は、複数の処理容器を有するクラスタ型の製造装置であり、ロードロック室LLM、搬送室TM(Transfer Module)、前処理室CMおよび4つの処理容器PM(Process Module)1〜PM4から構成されている。
つぎに、図2に模式的に示したPM1の縦断面図を参照しながら、処理容器PM1の内部構成についてさらに詳しく説明する。処理容器PM1は、第1の処理容器100および第2の処理容器200を有している。
第1の処理容器100は、直方体の形状であり、その内部に摺動機構110、プラズマ処理装置120、UVオゾンクリーナー122、リモートプラズマ124、6つの吹き出し機構130a〜130fおよび7つの隔壁140を有している。第1の処理容器100の側壁には、開閉により基板Gを搬出入可能なゲートバルブ150が設けられている。
プラズマ処理装置120には、電極120aが設けられている。電極120aは、その下部に設けられた絶縁材120bにより第1の処理容器100に対して電気的に分離されている。電極120aには、整合回路120cを介して高周波電源120dが接続されていて、高周波電源120dは、コンデンサ120eを介して接地されている。
UVオゾンクリーナー122は、UVランプ122a、固定部材122bおよびOリング122cを有している。UVランプ122aは、O2ガスを供給しつつ基板GにUV光を照射する。固定部材122bは、PM1の外部側壁にてUVランプ122aを固定するとともに、処理容器100の側壁に設けられた開口を封鎖する。Oリング122cは、処理容器100内の機密を保持するために、固定部材122bと処理容器100との接合面に設けられる。
リモートプラズマ124は、容器124a、コイル124b、高周波電源124c、搬送管124dおよび容量Cを有している。容器124aには、ガス供給源120gから、たとえば、O2ガスが供給される。高周波電源124cから出力された高周波電力がコイル124bに印加されると、コイル124bの周りに高周波磁界が生じる。この磁界の時間的変化により誘導された誘導電界によって容器124a内にてO2ガスがプラズマ化される。このようにして生成された誘導結合プラズマ中、O2ラジカルのライフタイムは長い。この結果、活性なO2ラジカルのみが搬送管124dを介して処理容器100の内部に供給される。
つぎに、第2の処理容器200の形状および内部構成について説明する。第2の処理容器200は、形状および構造が同一の6つの蒸着源210a〜210fをそれぞれ内蔵している。蒸着源210a〜210fは、収納部210a1〜210f1に異なる有機材料をそれぞれ収納していて、各収納部210近傍を200〜500℃程度の高温にすることにより各有機材料を気化させるようになっている。
以上に説明した通り、基板処理装置10の処理容器PM1は、6層の有機膜を連続して形成するために、蒸着源210、連結管160および吹き出し機構130を一組とした蒸着装置を6つ備え、6組の蒸着装置の各蒸着源210は、異なる種類の有機材料を収納し、6組の蒸着装置の各吹き出し機構130は、クリーニング装置とともに処理容器PM1に内蔵されている。かかる構成により、6組の蒸着装置の蒸着源210にて気化された有機材料は、処理容器PM1に内蔵された各吹き出し機構130から吹き出される。
つぎに、上述したように構成された基板処理装置10を用いて基板Gをクリーニングする方法について、特に、処理容器PM1にて実行される処理を中心に説明する。
基板Gは、図1に示した搬送室TMに配設された搬送アームArmにより、搬送室TMを介してロードロック室LLMから前処理室CMに搬送される。前処理室CMでは、基板G上のITOの表面に付着した汚染物(コンタミネーション)が取り除かれる。
このようにしてITO表面をクリーニングした後、基板Gは、搬送アームArmにより搬送室TMを介して処理容器PM1に真空搬送される。処理容器PM1では、図2のゲートバルブ150を開くことにより基板Gが搬入される。搬入された基板Gは、図示しない高電圧電源から印加された高電圧により、ステージ110aに静電吸着される。その後、摺動機構110を摺動させることにより、基板Gをプラズマ処理装置120の真上まで移動させる。
最終クリーニング終了後、基板Gにホール輸送層を形成する前に、すべてのバルブ300a〜300fを開くことにより、有機材料が収納された空間と成膜処理を実行する第1の処理容器100の内部空間が連通する。
発明者は、以上に説明した最終クリーニングにより、基板GのITO表面から汚染物がどれほど除去されるかについての実験を、上記クリーニング装置の一例であるUVオゾンクリーナーを用いて大気中にて行った。
図6に示した実験結果では、ステージとSi02基板との間にスペーサー(げた)がある場合とない場合が示されている。実験結果から、上記条件により、ITO表面をクリーニングした場合には、ITO表面をクリーニングしていない場合に比べて、接触角は位置a〜位置iのいずれの位置についても約1オーダー小さくなっていて、スペーサーの有無に左右されていないことがわかる。
つぎに、第2実施形態にかかる基板処理装置10について説明する。第2実施形態にかかる基板処理装置10では、処理容器PM1にて形成される有機膜がホール輸送層の一層のみである点で、処理容器PM1にて複数層の有機膜を形成した第1実施形態にかかる基板処理装置10と構造上相違する。よって、この相違点を中心に本実施形態にかかる基板処理装置10について図7〜図9を参照しながら説明する。
処理容器PM1では、最終クリーニングおよびホール輸送層の成膜が行われる。処理容器PM1は、直方体の形状であり、その内部に設けられた摺動機構110、クリーニング装置は、第1実施形態と同一の構成である。しかし、第2実施形態では、蒸着源210が処理容器PM1に1つのみ内蔵されている。すなわち、処理容器PM1には、クリーニング装置とともに蒸着源210が1つのみ内蔵されている。よって、第2実施形態では、収納部210aと開口とを有し、収納部210aに収納された有機材料を気化させ、気化させた有機材料を開口から吹き出す蒸着源210そのものが、蒸着装置に相当する。
つぎに、第3実施形態にかかる基板処理装置10について説明する。第3実施形態にかかる基板処理装置10では、図10に示したように、蒸着源210a〜210fおよびバルブ300a〜300fが、有機成膜処理が実行される第1の処理容器100と別の真空処理容器(第2の処理容器200)に内蔵されている点で、蒸着源210a〜210fのみが第2の処理容器200に内蔵され、バルブ300a〜300fは、大気系に放出されている第1実施形態にかかる基板処理装置10と構造上相違する。
100 第1の処理容器
110 摺動機構
120 プラズマ処理装置
122 UVオゾンクリーナー
124 リモートプラズマ
130、130a〜130f 吹き出し機構
140 隔壁
160、160a〜160f 連結管
200 第2の処理容器
210、210a〜210f 蒸着源
220 シャッター
230 Oリング
210a1〜210f1 収納部
300、300a〜300f バルブ
CM 前処理室
PM、PM1〜PM6 処理容器
LLM ロードロック室
TM 搬送室
Claims (19)
- 処理容器と、
有機材料を収納し、収納された有機材料により前記処理容器内にて被処理体に有機膜を形成する蒸着装置と、
前記処理容器と同じ処理容器内にて被処理体をクリーニングするクリーニング装置と、
開閉により前記被処理体をクリーニングする空間と前記有機材料を収納する空間とを遮断または連通する遮断機構とを備え、
前記被処理体に有機膜を形成する際に、前記被処理体をクリーニングする空間と、前記被処理体に有機膜を形成する空間とが同一の閉空間を形成している基板処理装置。 - 前記蒸着装置は、
収納部を有し、前記収納部に収納された有機材料を気化させる蒸着源と、前記蒸着源に連結された連結管と、開口を有し、前記蒸着源から前記連結管を介して運搬された有機材料を開口から吹き出す吹き出し機構とを含み、
前記吹き出し機構は、
前記クリーニング装置とともに前記処理容器に内蔵されている請求項1に記載された基板処理装置。 - 前記遮断機構は、
前記連結管に設けられ、開閉により前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断または連通するバルブである請求項2に記載された基板処理装置。 - 前記蒸着装置は、
収納部と開口とを有し、前記収納部に収納された有機材料を気化させ、気化させた有機材料を開口から吹き出す蒸着源を含み、
前記蒸着源は、
前記クリーニング装置とともに前記処理容器に内蔵されている請求項1に記載された基板処理装置。 - 前記遮断機構は、
前記開口を開閉するように設けられ、開閉により前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断または連通する蓋体である請求項2または請求項4のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記開口の周縁には、前記蓋体により前記有機材料が収納された空間がクリーニングする空間から遮断されるときの密閉性を高めるために、Oリングが設けられている請求項5に記載された基板処理装置。
- 前記クリーニング装置は、
クリーニングガスを前記処理容器内に供給し、前記クリーニングガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマの作用により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングするプラズマ処理装置、光を照射することにより前記処理容器内にて被処理体をクリーニングする光学的洗浄装置、または、ラジカルを供給し、供給されたラジカルの作用により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングするリモートプラズマの少なくともいずれかである請求項1〜6のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記クリーニング装置は、
前記処理容器内にて前記蒸着装置により被処理体に有機膜を形成する直前に、前記処理容器と同一の処理容器内にて前記被処理体をクリーニングする請求項1〜7のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記遮断機構は、
前記被処理体をクリーニングする前に、前記被処理体をクリーニングする空間から前記有機材料が収納された空間を遮断する請求項1〜8のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記クリーニング装置は、
前記処理容器と別の処理容器にて前処理としてクリーニングされた被処理体をさらにクリーニングする請求項1〜9のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記遮断機構は、
前記処理容器内にて被処理体をクリーニングした後であって、前記被処理体に有機膜を形成する前に、前記被処理体をクリーニングした空間と前記有機材料が収納された空間とを連通する請求項1〜10のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記処理容器は、真空処理容器である請求項1〜11のいずれかに記載された基板処理装置。
- 前記蒸着源は、前記処理容器と別の真空処理容器に内蔵され、
前記バルブは、大気系に放出されている請求項3、7〜12のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記蒸着源および前記バルブは、前記処理容器と別の真空処理容器に内蔵されている請求項3、7〜12のいずれかに記載された基板処理装置。
- 前記蒸着源、前記連結管および前記吹き出し機構を一組とした蒸着装置を複数備え、
前記複数組の蒸着装置の各蒸着源は、異なる種類の有機材料を収納し、
前記複数組の蒸着装置の各吹き出し機構は、前記処理容器に内蔵され、
前記複数組の蒸着装置の蒸着源にて気化された有機材料を、前記処理容器に内蔵された各吹き出し機構から吹き出すことにより、前記処理容器と同一の処理容器内にてクリーニングされた直後の被処理体に異なる種類の有機膜を連続的に形成する請求項2、3、7〜14のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記蒸着装置は、
有機EL成膜材料または有機金属成膜材料を有機材料として被処理体に有機EL膜または有機金属膜のいずれかを形成する請求項1〜15のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記クリーニング装置は、
被処理体を構成する基板上に形成された陽極層の表面をクリーニングする請求項1〜16のいずれかに記載された基板処理装置。 - 処理容器と、有機材料を収納し、収納された有機材料により前記処理容器内にて被処理体に有機膜を形成する蒸着装置とを備えた基板処理装置を用いて被処理体をクリーニングする方法であって、
遮断機構を動作させることにより前記処理容器により画定された空間から前記有機材料が収納された空間を遮断し、
前記遮断後、クリーニング装置により前記処理容器内にて被処理体をクリーニングし、
前記被処理体をクリーニングした後、遮断機構を動作させることにより前記被処理体をクリーニングした空間と前記有機材料が収納された空間とを連通し、
前記収納された有機材料を気化させ、
前記連通後、気化させた有機材料を前記有機材料が収納された空間から、前記被処理体をクリーニングする空間と同一の閉空間を形成している前記被処理体に有機膜を形成する空間に吹き出させることにより、前記被処理体をクリーニングした処理容器と同一の処理容器内にて前記クリーニングされた被処理体に有機膜を形成するクリーニング方法。 - 前記処理容器と別の処理容器にて被処理体をクリーニングし、
前記別の処理容器にてクリーニングされた後、前記別の処理容器から前記処理容器に搬送された被処理体を前記クリーニング装置によりさらにクリーニングし、クリーニングした直後の被処理体に有機膜を形成する請求項18に記載されたクリーニング方法。
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