JP6703079B2

JP6703079B2 - 成膜装置、成膜方法及びそれを用いられる有機ｅｌ表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP6703079B2
Application number: JP2018200152A
Authority: JP
Inventors: 石井　博; 石井　　博; 一史柏倉
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2038-10-24
Also published as: CN109837519A; JP7241048B2; CN109837519B; JP2019102802A; JP2020122223A; KR101944197B1

Description

本発明は成膜装置に関するものであり、特に、静電チャックに基板を平らに付着させるための基板支持部に関するものである。

最近、フラットパネル表示装置として有機ＥＬ表示装置が脚光を浴びている。有機ＥＬ表示装置は自発光ディスプレイであり、応答速度、視野角、薄型化などの特性が液晶パネルディスプレイより優れており、モニタ、テレビ、スマートフォンに代表される各種携帯端末などで既存の液晶パネルディスプレイに対する代替が加速している。また、自動車用ディスプレイ等にも、その応用分野を広げている。

有機ＥＬ表示装置の素子は２つの向かい合う電極（カソード電極、アノード電極）の間に発光を起こす有機物層が形成された基本構造を持つ。有機ＥＬ表示装置素子の有機物層及び電極層は、成膜装置の真空チャンバーの下部に設けられた蒸着源を加熱することで蒸発された蒸着材料を画素パターンが形成されたマスクを通じて真空チャンバー上部に置かれた基板（の下面）に蒸着させることで形成される。

このような上向蒸着方式の成膜装置の真空チャンバー内において、基板は基板ホルダによって保持されるが、基板（の下面）に形成された有機物層／電極層に損傷を与えないように基板の下面の周縁を基板ホルダの支持部によって支持する。この場合、基板のサイズが大きくなるにつれて、基板ホルダの支持部によって支持されない基板の中央部が基板の自重によって撓み、蒸着精度を落とす要因となっている。

基板の自重による撓みを低減するための方法として、静電チャックを使う技術が検討されている。すなわち、基板の上部に静電チャックを設けて、基板ホルダの支持部によって支持された基板の上面を静電チャックで吸着させることで、基板の中央部が静電チャックの静電引力によって引っ張られるようになり、基板の撓みを低減することができる。

しかし、従来の基板ホルダにおいては、基板ホルダの支持部上に置かれた基板は自重によって基板の中央部が撓み、基板の周縁部が基板の中央部より高さが高い状態で支持されるので、平板形状の静電チャックを基板に向かって下降させると、基板ホルダの支持部によって支持された基板の周縁部がほぼ同時に静電チャックから静電引力を受けて静電チャックに吸着され、基板の中央部は一番遅く静電引力を受けるようになる。

すなわち、基板の静電チャックへの吸着が基板の周縁部から基板の中央部に向かって進むので、静電チャックと基板が充分に近くなっても基板が平らに静電チャックに吸着されるのではなく、基板の中央部に基板と静電チャックとの隙間が残ってしまう。また、基板の下面の周縁部が基板ホルダの支持部によって一番強い支持力で支持されて、静電引力が一番強く作用するので、一番遅く静電チャックの静電引力を受けるようになる基板の中央部の撓みを基板の周縁部に向かって充分に伸ばせることができず、しわが残るようになる。

本発明は、基板を静電チャックにより平らな形状で吸着できる成膜装置、成膜方法及びこのような成膜方法を用いて電子デバイスを製造する方法を提供することを目的とする。

本発明の第１態様による成膜装置は、基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、前記支持部の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックとを含み、前記支持部は、前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第１支持部材と、前記第１支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第２支持部材とを含み、前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも高く、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は弾性体部を含み、前記第１支持部材の弾性体部
は前記第２支持部材の弾性体部より弾性係数が大きい。
本発明の第２態様による成膜装置は、基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、前記支持部の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックとを含み、前記支持部は、前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第１支持部材と、前記第１支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第２支持部材とを含み、前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも高く、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は弾性体部を含み、前記第１支持部材の弾性体部は前記第２支持部材の弾性体部より長さが長い。
本発明の第３態様による成膜装置は、基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、前記支持部の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックとを含み、前記支持部は、前記基板の第１方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第１支持部材と、前記第１支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第２支持部材とを含み、前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも高く、前記支持部は、前記第１方向と交差する前記基板の第２方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第３支持部材と、前記第３支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第４支持部材とをさらに含み、前記第３支持部材及び前記第４支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さは、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さより高く、前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも低く、前記第３支持部材及び前記第４支持部材は弾性体部を含み、前記第３支持部材及び前記第４支持部材の弾性体部は、前記第２支持部材の弾性体部より弾性係数が大きく、前記第１支持部材の弾性体部より弾性係数が小さい。
本発明の第４態様による成膜装置は、基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、前記支持部の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックとを含み、前記支持部は、前記基板の第１方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第１支持部材と、前記第１支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第２支持部材とを含み、前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも高く、前記支持部は、前記第１方向と交差する前記基板の第２方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第３支持部材と、前記第３支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第４支持部材とをさらに含み、前記第３支持部材及び前記第４支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さは、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さより高く、前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも低く、前記第３支持部材及び前記第４支持部材は弾性体部を含み、前記第３支持部材及び前記第４支持部材の弾性体部は、前記第２支持部材の弾性体部より長さが長く、前記第１支持部材の弾性体部より長さが短い。

本発明の第５態様による成膜方法は、本発明の第１態様〜第４態様のいずれか一態様による成膜装置内に前記基板を搬入して基板保持ユニットの支持部に前記基板を置く工程と、静電チャックにて、前記基板保持ユニットの前記支持部上に置かれた前記基板の上面を
吸着する工程と、前記マスクを介して前記基板に蒸着材料を堆積させる成膜工程とを含む。

本発明の第６態様による有機ＥＬ表示装置の製造方法は、本発明の第５態様による成膜方法を用いて有機ＥＬ表示装置を製造する。

本発明によれば、基板の下面の周縁部を支持するための基板保持ユニットの支持部材が互い異なる支持力を持つように設置されることで、支持部材によって支持される基板の周縁部の高さをそれぞれ異ならせ、基板保持ユニットの支持部材によって支持された基板が静電チャックに吸着される時、基板の対向する二辺の中で、支持力が大きな（周縁部の高さが高くなる）支持部材によって支持される辺側から支持力が弱い（周縁部の高さが低くなる）支持部材によって支持される他の辺側に向かって基板のしわを伸ばせることができるようになり、これによって、基板の中央部でも基板と静電チャックが間隙なく密着されるようになり、全体的に基板が静電チャックに平らにしわなく密着されるようになる。

図１は有機ＥＬ表示装置の製造ラインの一部の模式図である。図２は本発明の成膜装置の模式図である。図３は本発明の一実施形態による成膜装置に使われる基板保持ユニットの支持部を示す模式図である。図４は本発明の他の実施形態による成膜装置に使われる基板保持ユニットの支持部を示す模式図である。図５は本発明の他の実施形態による基板保持ユニットの支持部の構成を示す模式図である。図６は有機ＥＬ表示装置の構造を現わす模式図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がないかぎりは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本発明は、基板の表面に真空蒸着によってパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に望ましく適用することができる。基板の材料としては、硝子、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選択することができるし、また、蒸着材料としても、有機材料、金属性材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選択することができる。本発明の技術は、具体的には、有機電子デバイス（例えば、有機ＥＬ表示装置、薄膜太陽電池）、光学部材などの製造装置に適用可能である。その中でも、有機ＥＬ表示装置の製造装置に
おいては、蒸着材料を蒸発させて有機ＥＬ表示素子を形成しているので、本発明の望ましい適用例の一つである。

＜電子デバイス製造ライン＞

図１は、電子デバイスの製造ラインの構成の一部を模式的に示す上面図である。図１の製造ラインは、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の製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば約１８００ｍｍ×約１５００ｍｍのサイズの基板に有機ＥＬの成膜を行った後、該基板をダイシングして複数の小サイズのパネルに作製される。

電子デバイスの製造ラインは、一般に、図１に示すように、複数の成膜室１１、１２と、搬送室１３とを有する。搬送室１３内には、基板１０を保持し搬送する搬送ロボット１４が設けられている。搬送ロボット１４は、例えば、多関節アームに、基板を保持するロボットハンドが取り付けられた構造を有するロボットであり、各成膜室への基板１０の搬入／搬出を行う。
各成膜室１１、１２にはそれぞれ成膜装置（蒸着装置とも呼ぶ）が設けられている。搬送ロボット１４との基板１０の受け渡し、基板１０とマスクの相対位置の調整（アライメント）、マスク上への基板１０の固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスは、成膜装置によって自動で行われる。

以下、成膜室の成膜装置の構成について説明する。

＜成膜装置＞

図２は成膜装置２の構成を概略的に示す断面図である。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。成膜時に基板が水平面（ＸＹ平面）と平行に固定されると想定したとき、基板の短辺に平行な方向をＸ方向、長辺に平行な方向をＹ方向とする。またＺ軸周りの回転角をθで表示する。

成膜装置２は、成膜工程が行われる空間を定義する真空チャンバー２０を具備する。真空チャンバー２０の内部は真空雰囲気、或いは、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気で維持される。

成膜装置２の真空チャンバー２０内の上部には、基板を保持する基板保持ユニット２１、マスクが置かれるマスク台２２、基板を静電引力によって吸着させる静電チャック２３、金属製のマスクに磁力を作用させるためのマグネット２４などが設けられ、成膜装置の真空チャンバー２０内の下部には、蒸着材料が収納される蒸着源２５などが設けられる。

基板保持ユニット２１は、搬送室１３の搬送ロボット１４から基板１０を受け取り、保持及び搬送する。基板保持ユニット２１は基板ホルダとも呼ぶ。基板保持ユニット２１は、基板の下面の周縁部を支持する支持部２１１，２１２を含む。支持部上には、基板の損傷を防止するためにフッ素コーティングされたパッド（不図示）が設けられる。本発明の支持部は、後述するように、基板が静電チャックに全体的に平らに吸着されることができるように支持力が異なる複数の支持部材を含む。

基板保持ユニット２１の下にはフレーム状のマスク台２２が設置され、マスク台２２には基板１０上に形成される薄膜パターンに対応する開口パターンを有するマスク２２１が置かれる。特に、スマホ用の有機ＥＬ素子を製造するのに使われるマスクは、微細な開口パターンが形成された金属製のマスクであり、ＦＭＭ（ＦｉｎｅＭｅｔａｌＭａｓｋ
）とも呼ぶ。

基板保持ユニット２１の支持部２１１，２１２の上方には基板を静電引力によって吸着して固定させるための静電チャック２３が設けられる。静電チャックは、セラミックス材質のマトリックス内に金属電極などの電気回路が埋め込まれた構造を持ち、金属電極にプラス（＋）及びマイナス（−）電圧が印加されると、セラミックスマトリックスを通じて基板に分極電荷が誘導され、これら間の静電気的な引力によって基板が静電チャック２３に吸着固定される。静電チャックは埋め込まれた電気回路の構造によって複数のモジュールに区画されることができる。

静電チャック２３の上部には、金属製のマスク２２１に磁力を作用させてマスクの撓みを防止し、マスク２２１と基板１０を密着させるためのマグネット２４が設けられる。マグネット２４は永久磁石または電磁石からなることができ、複数のモジュールに区画されることができる。

図２には図示されていないが、静電チャック２３とマグネット２４との間には基板を冷却するための冷却板が設けられる。冷却板はマグネット２４と一体に形成されることもできる。

蒸着源２５は、基板に成膜される蒸着材料が収納されるるつぼ（不図示）、るつぼを加熱するためのヒータ（不図示）、蒸着源からの蒸発レートが一定になるまで蒸着材料が基板に飛散することを阻むシャッタ（不図示）などを含む。蒸着源２５は、点（ｐｏｉｎｔ）蒸着源、線形（ｌｉｎｅａｒ）蒸着源、リボルバ蒸着源などの用途によって多様な構成を持つことができる。

図２に図示されていないが、成膜装置２は基板に蒸着された膜の厚さを測定するための膜厚モニタ（不図示）及び膜厚算出ユニット（不図示）を含む。

成膜装置２の真空チャンバー２０の外部上面には、基板保持ユニット２１、静電チャック２３、マグネット２４などを鉛直方向（Ｚ方向）に移動させるための駆動機構、及び基板とマスクのアラインメントのために水平面に平行に（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に）静電チャック２３や基板保持ユニット２１などを移動させるための駆動機構などが設けられる。また、マスクと基板のアラインメントのために真空チャンバー２０の天井に設けられた窓を通じて基板及びマスクに形成されたアラインメントマークを撮影するアラインメント用カメラ（不図示）も設けられる。

以下、本発明の成膜装置による成膜プロセスを説明する。

搬送室１３の搬送ロボット１４によって基板が真空チャンバー２０内に搬入されて基板保持ユニット２１に置かれる。続いて、基板保持ユニット２１に置かれた基板１０とマスク台２２に置かれているマスク２２１との相対的位置の測定及び調整を行うアラインメント工程が行われる。アラインメント工程が完了すると、基板保持ユニット２１が駆動機構によって降りて基板１０をマスク２２１上に置き、その後マグネット２４が降りて基板１０とマスク２２１を密着させる。このようなアラインメント工程、基板をマスク上に置くための下降工程、マグネットによる基板とマスクの密着工程などにおいて、基板は基板保持ユニット２１の支持部２１１，２１２と静電チャック２３によって固定される。

この状態で、蒸着源２５のシャッタが開かれて蒸着源２５のるつぼから蒸発された蒸着材料がマスクの微細パターン開口を通して基板に蒸着される。

基板に蒸着された蒸着材料の膜厚が所定の厚さに到達すると、蒸着源２５のシャッタが閉じ、その後、搬送ロボット１４が基板を真空チャンバー２０から搬送室１３に搬出する。

＜基板保持ユニットの支持部＞

以下、図３を参照して基板保持ユニット２１の構成、特に、静電チャックとともに基板を保持する支持部２１１，２１２の構成を説明する。

基板保持ユニット２１は、支持部２１１，２１２によって基板１０の周縁部を保持して搬送する。図３に図示した本発明の実施形態において、支持部２１１，２１２は基板の対向する二つの辺（例えば、二つの長辺）側の周縁部を支持するように設けられる。

すなわち、基板保持ユニット２１の支持部２１１，２１２は基板の対向する二つの辺中いずれかの一つの辺（第１辺）に沿って設けられる複数の第１支持部材２１１ともう一つの辺（第２辺）に沿って設けられる複数の第２支持部材２１２を含む。例えば、複数の第１支持部材２１１は基板の長辺方向（Ｙ方向、第１方向）に沿って設けられ、複数の第２支持部材は２１２複数の第１支持部材２１１と対向する位置で基板の一端側あるいは他端側の周縁部を支持するように基板の長辺方向（Ｙ方向、第１方向）に設置される。図３には第１支持部材２１１及び第２支持部材２１２がそれぞれ複数の支持部材からなる構成を図示したが、本発明はこれに限定されず、第１支持部材２１１及び／または第２支持部材２１２はそれぞれ第１方向に長く延びる一つの支持部材で構成されてもよい。また、図３には、第１支持部材２１１及び第２支持部材２１２が基板の長辺に沿って設けられることと示されたが、本発明はこれに限定されず、第１支持部材２１１及び第２支持部材２１２が基板の対向する短辺に沿って設けられてもよい。

基板の下面の一端側の周縁部と他端側の周縁部をそれぞれ支持する支持部２１１、２１２は、その基板支持面が基板保持ユニット２１に対して鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能に設置される。このために、支持部は弾性部材を含むことができる。

例えば、図３（ａ）に図示したように、支持部の複数の支持部材２１１、２１２それぞれは、基板支持面部３０と弾性体部３１を含む。基板支持面部３０は基板の下面の周縁部を支持し、弾性体部３１は基板支持面部３０を弾性的に変位可能に支持する。

支持部材が弾性体部３１を含むように構成することで、基板支持面部３０によって支持された基板が静電チャックから加圧力を受ける際、弾性体部３１が弾性変位（例えば、圧縮変位または引張変位）するため、静電チャック２３からの加圧力を吸収して、基板が破損されることを防止することができる。また、各支持部材が製造誤差によって基板支持面部３０の高さが同じではなくても全体的な支持部の機能に及ぶ影響を弾性体部３１の弾性変位によって低減することができる。

＜基板保持ユニットの支持部の基板支持力＞

本発明の基板保持ユニット２１の支持部は、複数の支持部材２１１、２１２が基板を支持する支持力が支持部材によって異なるように設定されることができる。すなわち、基板保持ユニット２１の支持部は、基板の対向する二つの辺の中いずれかの一つの辺である第１辺側を支持する第１支持部材２１１が基板を支持する支持力と、他の一つの辺である第２辺側を支持する第２支持部材２１２が基板を支持する支持力が互いに異なるように設置される。例えば、第１支持部材２１１が基板を支持する支持力は、第２支持部材２１２が基板を支持する支持力より大きくなるように設定される。ここで、支持部材による基板の
支持力は、支持部材によって支持されているときの基板の高さであるとも言える。すなわち、上記のように支持力が設定されることは、第１支持部材２１１によって支持される基板の周縁部の高さが、第２支持部材２１２によって支持される基板の周縁部の高さと異なるように設定されることであり、より具体的には、第１支持部材２１１によって支持される基板の周縁部の高さが第２支持部材２１２によって支持される基板の周縁部の高さよりも高くなるように設定されることであると言える。

このため、図４に図示したように、第１支持部材２１１の弾性体部３１の弾性係数を第２支持部材２１２の弾性体部３１の弾性係数より大きくするか、第１支持部材２１１の弾性体部３１の長さを第２支持部材２１２の弾性体部３１の長さより長くする。第１支持部材２１１の弾性体部３１の長さが長ければ第１支持部材２１１の弾性体部３１が静電チャック２３からの加圧力によって弾性変位（引張変位または圧縮変位）する距離が第２支持部材２１２の弾性体部３１が弾性変位する距離より長くなるので、結果的に第１支持部材２１１が基板を支持する支持力は、第２支持部材２１２が基板を支持する支持力より大きくなることができる。

このように第１支持部材２１１の支持力を第２支持部材２１２の支持力より大きくすることで、基板中央部の撓みを支持力が小さな第２支持部材２１２側の方に伸ばせることができるので、基板が全体的に静電チャック２３に平らに吸着されることができるようになる。

本発明では第１支持部材２１１の支持力が第２支持部材２１２の支持力より大きくなる限り、弾性体部の弾性係数と長さは様々な他の組み合わせができる。

例えば、図４に図示したように、第１支持部材２１１の弾性体部３１が第２支持部材２１２の弾性体部３１より弾性係数も大きく、長さも長くすることができ、第１支持部材２１１の弾性体部３１の弾性係数と第２支持部材２１２の弾性体部３１の弾性係数とは同じであるが、第１支持部材２１１の弾性体部３１の長さが第２支持部材２１２の弾性体部３１の長さより長くすることもできる。また、図４（ｃ）に示したとおり、第１支持部材２１１と第２支持部材２１２の弾性体部の長さが同一であるが、その弾性係数を互いに異なるようにすることで、支持力の差を付与することもある。例えば、第１支持部材２１１の弾性体部３１の長さが第２支持部材２１２の弾性体部３１の長さと同一であるが、第１支持部材２１１の弾性体部３１の弾性係数が第２支持部材２１２の弾性係数より大きくすることもできる。

また、第１支持部材２１１の弾性体部の弾性係数が第２支持部材２１２の弾性体部の弾性係数より小さくても、第１支持部材２１１の弾性体部３１の長さが第２支持部材２１２の弾性体部の長さより十分に長ければ、結果的に第１支持部材２１１の支持力が第２支持部材２１２の支持力より大きくなることができる。

本発明の基板保持ユニット２１の支持部は、図５に図示したように、基板の第１辺側の周縁部を支持するように配置される複数の第１支持部材２１１、第１辺と対向する第２辺側の基板周縁部を支持するように配置される複数の第２支持部材２１２以外に、第１辺と第２辺とを繋ぐ第３辺側及び第４辺側の基板周縁部を支持するように配置される複数の第３支持部材２１３及び複数の第４支持部材２１４を含むことができる。

第３支持部材２１３及び第４支持部材２１４も基板支持面部３０と弾性体部３１を含む。この際、第３支持部材２１３及び第４支持部材２１４の弾性体部３１の弾性係数及び長さは、第３支持部材２１３及び第４支持部材２１４が基板の第３辺側の周縁部及び第４辺側の周縁部を支持する支持力が、第１支持部材２１１の支持力より小さくなるように設定
するのが望ましい。より望ましくは、第３支持部材２１３及び第４支持部材２１４による支持力が第２支持部材２１２による支持力より高くなるように弾性係数及び／または長さを設定する。これにより、第３支持部材及び第４支持部材によって支持される基板の周縁部の高さは、第２支持部材によって支持される基板の周縁部の高さより高く、第１支持部材によって支持される基板の周縁部の高さよりも低くなる。このように、支持部材の支持力を調節することで、基板１０が静電チャック２３に吸着される時、第１辺（例えば、対向する二つの長辺の中である一長辺）側の基板周縁部から基板の中央部を経て第２辺（例えば、対向する二つの長辺の中で他の一つの長辺）側を向かって吸着が順次に進むことができ、基板が平らに静電チャックに吸着されることができるようになる。

＜電子デバイスの製造方法>＞

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。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図６（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図６（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

図６（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６０の表示領域６１には、発光素子を複数備える画素６２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６１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。本実施例にかかる有機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６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、第３発光素子６２Ｂの組み合わせにより画素６２が構成されている。画素６２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組み合わせで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも１色以上であれば特に制限されるものではない。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ｂ線における部分断面模式図である。画素６２は、基板６３上に、第１電極（陽極）６４と、正孔輸送層６５と、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂのいずれかと、電子輸送層６７と、第２電極（陰極）６８と、を備える有機ＥＬ素子を有している。これらのうち、正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂ、電子輸送層６７が有機層に当たる。また、本実施形態では、発光層６６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂ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電極６４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層６５と電子輸送層６７と第２電極６８は、複数の発光素子６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂと共通で形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第１電極６４と第２電極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、第１電極６４間に絶縁層６９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７０が設けられている。

図６（ｂ）では正孔輸送層６５や電子輸送層６７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含む複数の層で形成されてもよい。また、第１電極６４と正孔輸送層６５との間には第１電極６４から正孔輸送層６５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することもできる。同様に、第２電極６８と電子輸送層６７の間にも電子注入層が形成されことができる。

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。

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）および第１電極６４が形成された基板６３を準備する。

第１電極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、第１電極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。

絶縁層６９がパターニングされた基板６３を第１の有機材料成膜装置に搬入し、基板保持ユニット及び静電チャックにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の第１電極６４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層６５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層６５は表示領域６１よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。

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、基板保持ユニット及び静電チャックにて保持する。基板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、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。

発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の有機材料成膜装置により緑色を発する発光層６６Ｇを成膜し、さらに第４の有機材料成膜装置により青色を発する発光層６６Ｂを成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域６１の全体に電子輸送層６７を成膜する。電子輸送層６７は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。

電子輸送層６７まで形成された基板を金属性蒸着材料成膜装置で移動させて第２電極６８を成膜する。

本発明によれば、有機ＥＬ表示素子の製造のために、多様な有機材料及び金属性材料を基板上に蒸着する場合において、基板を支持する基板保持ユニットの支持部２１１、２１２、２１３、２１４の支持部材が異なる支持力を持つので、基板保持ユニットの支持部によって支持された基板が静電チャックに吸着される際、基板がより平らに吸着され、蒸着工程全般的にその精度を向上させることができる。

その後プラズマ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。

絶縁層６９がパターニングされた基板６３を成膜装置に搬入してから保護層７０の成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機ＥＬ材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。

上記実施例は本発明の一例を示し、本発明は上記実施例の構成に限定されず、また、その技術思想の範囲内で適切に変形されてよい。

２１：基板保持ユニット
２２：マスク台
２３：静電チャック
２４：マグネット
３０：基板支持面部
３１：弾性体部
２１１：第１支持部材
２１２：第２支持部材
２１３：第３支持部材
２１４：第４支持部材

Claims

マスクを介して基板に成膜を行うための成膜装置であって、
基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、
前記支持部の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックとを含み、
前記支持部は、前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第１支持部材と、前記第１支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第２支持部材とを含み、
前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも高く、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は弾性体部を含み、前記第１支持部材の弾性体部は前記第２支持部材の弾性体部より弾性係数が大きい成膜装置。
マスクを介して基板に成膜を行うための成膜装置であって、
基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、
前記支持部の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックとを含み、
前記支持部は、前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第１支持部材と、前記第１支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第２支持部材とを含み、
前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも高く、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は弾性体部を含み、前記第１支持部材の弾性体部は前記第２支持部材の弾性体部より長さが長い成膜装置。
マスクを介して基板に成膜を行うための成膜装置であって、
基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、
前記支持部の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックとを含み、
前記支持部は、前記基板の第１方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第１支持部材と、前記第１支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第２支持部材とを含み、
前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも高く、
前記支持部は、前記第１方向と交差する前記基板の第２方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第３支持部材と、前記第３支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第４支持部材とをさらに含み、
前記第３支持部材及び前記第４支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さは、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さより高く、前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも低く、
前記第３支持部材及び前記第４支持部材は弾性体部を含み、前記第３支持部材及び前記第４支持部材の弾性体部は、前記第２支持部材の弾性体部より弾性係数が大きく、前記第１支持部材の弾性体部より弾性係数が小さい成膜装置。
マスクを介して基板に成膜を行うための成膜装置であって、
基板の周縁部を支持するための支持部を含む基板保持ユニットと、
前記支持部の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックとを含み、
前記支持部は、前記基板の第１方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第１支持部材と、前記第１支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第２支持部材とを含み、
前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも高く、
前記支持部は、前記第１方向と交差する前記基板の第２方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第３支持部材と、前記第３支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第４支持部材とをさらに含み、
前記第３支持部材及び前記第４支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さは、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さより高く、前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも低く、
前記第３支持部材及び前記第４支持部材は弾性体部を含み、前記第３支持部材及び前記第４支持部材の弾性体部は、前記第２支持部材の弾性体部より長さが長く、前記第１支持部材の弾性体部より長さが短い成膜装置。
前記第１支持部材は前記基板の第１方向に沿って配置される複数の支持部材を含み、前記第２支持部材は複数の前記第１支持部材と対向するように前記第１方向に沿って配置される複数の支持部材を含む請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の成膜装置。
前記基板の第１方向は前記基板の長辺方向と平行である請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の成膜装置。
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は弾性体部を含み、前記第１支持部材の弾性体部は前記第２支持部材の弾性体部より弾性係数が大きい請求項３に記載の成膜装置。
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は弾性体部を含み、前記第１支持部材の弾性体部は前記第２支持部材の弾性体部より長さが長い請求項４のいずれか一項に記載の成膜装置。
前記支持部は、前記基板の第１方向と交差する前記基板の第２方向における位置で前記基板の一端側の周縁部を支持するように設置される第３支持部材と、前記第３支持部材と対向する位置で前記基板の他端側の周縁部を支持するように設置される第４支持部材とをさらに含み、
前記第３支持部材及び前記第４支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さは、前記第２支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さより高く、前記第１支持
部材によって支持される前記基板の周縁部の高さよりも低い請求項１または２に記載の成膜装置。
前記第３支持部材は前記第２方向に沿って配置される複数の支持部材を含み、前記第４支持部材は複数の前記第３支持部材と対向するように前記第２方向に沿って配置される複数の支持部材を含む請求項３、請求項４、請求項９のいずれか一項に記載の成膜装置。
複数の前記第３支持部材及び複数の前記第４支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さは、前記第２方向に沿って段階的に変わるように設置される請求項１０に記載の成膜装置。
複数の前記第３支持部材及び複数の前記第４支持部材は、複数の前記第３支持部材及び複数の前記第４支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さが同じであるように設置される請求項１０に記載の成膜装置。
前記第３支持部材及び前記第４支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さは前記第１支持部材によって支持される前記基板の周縁部の高さと同じである請求項１０に記載の成膜装置。
金属製のマスクを支持するために前記基板保持ユニットの下方に設けられるマスク台と、
前記静電チャックの上方に設けられ、前記マスクに磁力を作用させて前記基板と前記マスクを密着させるためのマグネットとをさらに含む
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の成膜装置。
マスクを介して基板上に蒸着材料を成膜するための成膜方法であって、
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の成膜装置内に前記基板を搬入して基板保持ユニットの支持部に前記基板を置く工程と、
静電チャックにて、前記基板保持ユニットの前記支持部上に置かれた前記基板の上面を吸着する工程と、
前記マスクを介して前記基板に蒸着材料を堆積させる成膜工程と
を含む成膜方法。
請求項１５に記載の成膜方法を用いて有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法。