JP6956244B2 - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、基板吸着手段(静電チャック)による基板吸着時に、基板の位置ずれを防止することを目的とする。
また、本発明は、このような基板分離時間の短縮および基板吸着時の位置ずれ防止を、
別途の駆動機構を追加設置せずに実現することで、装置構造の複雑化を抑制することを目的とする。
また、本発明によれば、基板吸着手段(静電チャック)による基板吸着時に、基板の位置ずれを防止することができる。
また、本発明によれば、このような基板分離時間の短縮および基板吸着時の位置ずれ防止を、別途の駆動機構を追加設置せずに実現することで、装置構造の複雑化を抑制することができる。
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。
Vapor Deposition)装置を含む成膜装置にも、本発明を適用することができる。本発明は、かかる成膜装置を用いた成膜方法にも適用することができる。本発明の技術は、具体的には、有機電子デバイス(例えば、有機発光素子、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、蒸着材料を蒸発させてマスクを介して基板に蒸着させることで有機発光素子を形成する有機発光素子の製造装置は、本発明の好ましい適用例の一つである。
図1は、電子デバイスの製造装置の一部の構成を模式的に示す平面図である。
図1の製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機EL表示装置、またはVRHMD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、4.5世代の基板(約700mm×約900mm)や6世代のフルサイズ(約1500mm×約1850mm)又はハーフカットサイズ(約1500mm×約925mm)の基板に、有機EL素子の形成のための成膜を行った後、該基板を切り抜いて複数の小さなサイズのパネルに製作する。VR HMD用の表示パネルの場合、例えば、所定のサイズ(例えば、300mm)のシリコンウェハに有機EL素子の形成のための成膜を行った後、素子形成領域の間の領域(スクライブ領域)に沿って該シリコンウェハを切り抜いて複数の小さなサイズのパネルに製作する。
クラスタ装置1は、基板Sに対する処理(例えば、成膜)を行う複数の成膜装置11と、使用前後のマスクMを収納する複数のマスクストック装置12と、その中央に配置される搬送室13と、を具備する。搬送室13は、図1に示すように、複数の成膜装置11およびマスクストック装置12のそれぞれと接続されている。
使用済みのマスクとが、二つのカセットに分けて収納される。搬送ロボット14は、使用済みのマスクを成膜装置11からマスクストック装置12のカセットに搬送し、マスクストック装置12の他のカセットに収納された新しいマスクを成膜装置11に搬送する。
以下、成膜装置11の具体的な構成について説明する。
図2は、成膜装置11の構成を示す模式図である。以下の説明においては、鉛直方向をZ方向とし、水平面をXY平面とするXYZ直交座標系を用いる。また、Z軸まわりの回転角をθで表示する。
able logic controller)を使用してもよい。または、制御部の機能の一部または全部をASICやFPGAのような回路で構成してもよい。また、成膜装置ごとに制御部が設置されていてもよく、一つの制御部が複数の成膜装置を制御するように構成してもよい。
図3を参照して本実施形態による基板吸着手段としての静電チャック24と、静電チャック24の上部に配置され磁力でマスクMを基板S側に引き寄せるマスク吸引手段としてのマグネット板30について説明する。
図4A〜図4Eは、本発明の一実施形態により、静電チャック24に基板Sを吸着させ、その後、基板に対してマスクを密着させ、成膜工程が完了したら、再びマスクと基板を順次分離する一連の工程を示す。図4Aは、真空容器21内の基板支持ユニット22(より詳細には、基板支持ユニットの支持部221)に基板Sが、そして、マスク支持ユニット23にマスクMがそれぞれ載置されている状態を示す。図4Aを参照すると、静電チャック24から所定の間隔で離隔されている基板Sは、マスクMとも所定の間隔をもって離隔されている。そして、静電チャック24の第1電極241と第2電極242には電位が付与されておらず、静電チャック24には静電引力が誘発されていない。
成膜工程が完了すると、図4Dに示すように、マグネット板30を再度上昇させ(第3位置)、マスクMへの磁力印加状態を解除することによって、マスクMを基板Sの成膜面から離脱させる。
再度下降(または、静電チャック24を上昇)させながら、静電チャック24の電極部に印加される電位差を基板分離が可能な電位差ΔV2に設定する。基板分離電位差ΔV2は、ゼロ(0)、または基板吸着電位差ΔV1とは逆極性である。
マグネット板30に設置される押しピン301は、静電チャック24に基板Sを吸着させる際に、その吸着動作を補助する構成としても用いることができる。
これにより、静電チャック24への基板Sの吸着精度を向上させることができ、成膜品質を向上させることができる。
マグネット板30に設置した押しピン301を、以上説明した基板吸着動作を補助する手段と基板分離動作を補助する手段の両方として兼用することもできる。
すなわち、マグネット板30の外周端部近傍に押しピン301を設置する。静電チャック24への基板S吸着時には、図6A〜図6Cを参照して説明したように、基板位置ずれを防止する吸着補助用手段として使用する。成膜完了後基板分離時には、図4Eを参照して説明したように、基板分離時間を短縮できる分離補助用手段としても使用する。これにより、吸着動作および分離動作補助による効果をともに得ることができる。
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。
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60の全体図、図7(b)は1画素の断面構造を表している。
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。
相当する。
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陰極68を成膜する。
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。
Claims (21)
- マスクを介して基板の成膜面に成膜する成膜装置において、
前記基板の前記成膜面と反対側の非成膜面を吸着する吸着面を有する基板吸着手段と、
前記基板吸着手段を挟んで前記マスクとは反対側に配され、当該マスクを前記成膜面に引き寄せるマスク吸引手段と、
前記マスク吸引手段に設けられ、前記基板吸着手段に向けて前記非成膜面と交差する方向に延びる押圧部と、を備え、
前記マスク吸引手段を前記基板吸着手段に向けて移動させることによって、前記押圧部が前記基板吸着手段に形成された貫通部を通して前記基板の前記非成膜面を押圧することを特徴とする成膜装置。 - 前記貫通部は、貫通孔である
ことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 - 前記マスク吸引手段は、前記基板吸着手段に吸着された前記基板を前記吸着面から分離する際に、前記基板吸着手段に向かって第1位置まで相対移動し前記押圧部によって前記基板の非成膜面を押すことで前記基板の分離動作を補助する
ことを特徴とする請求項2に記載の成膜装置。 - 前記基板吸着手段は、第1電極と第2電極を有する静電チャックであり、前記第1電極と第2電極それぞれに付与される電位の電位差が基板吸着電位差であれば前記基板を吸着し、前記電位差が基板分離電位差であれば前記基板を分離するものであり、
前記マスク吸引手段は、前記電位差が前記基板分離電位差となるタイミングに合わせて前記押圧部によって前記基板の非成膜面を押すことで前記基板の分離動作を補助する
ことを特徴とする請求項3に記載の成膜装置。 - 前記第1位置は、前記マスク吸引手段が前記基板吸着手段に接触せずに、前記押圧部によって前記基板の非成膜面を押すことが可能な位置である
ことを特徴とする請求項3または4に記載の成膜装置。 - 前記マスク吸引手段は、磁力によって前記マスクを引き寄せるマグネット板である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 前記押圧部と前記貫通部は、それぞれ、前記基板の外周端部に対応する、前記マスク吸引手段の外周位置と、前記基板吸着手段の外周位置に設置される
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 前記押圧部と前記貫通部は、それぞれ、前記基板の中心に対応する、前記マスク吸引手段の中央部位置と、前記基板吸着手段の中央部位置に設置される
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 前記基板の外周端部を支持する基板支持部をさらに含み、
前記マスク吸引手段は、前記基板支持部を前記基板吸着手段側に相対移動させて前記基板支持部に支持された前記基板を前記基板吸着手段の吸着面に吸着させるときには、前記基板吸着手段に向かって前記押圧部が前記貫通部を貫通する位置まで相対移動し、前記押圧部によって前記基板の外周端部の非成膜面を押す
ことを特徴とする請求項7に記載の成膜装置。 - 前記基板吸着手段への前記基板の吸着時に、前記マスク吸引手段の前記押圧部と前記基
板支持部によって前記基板の外周端部の両面が押された状態で、前記基板の非成膜面が前記基板吸着手段の吸着面に接触するまで、前記マスク吸引手段と前記基板支持部が同期して移動する
ことを特徴とする請求項9に記載の成膜装置。 - 基板吸着手段と、前記基板吸着手段を挟んでマスクとは反対側に配されるマスク吸引手段を有する成膜装置を用いて、基板の成膜面に前記マスクを介して蒸着材料を成膜する方法であって、
基板吸着手段の吸着面に前記基板の前記成膜面と反対側の非成膜面を吸着させる工程と、
前記マスク吸引手段によって前記マスクを引き寄せて、前記基板の前記成膜面に前記マスクを密着させる工程と、
前記蒸着材料を蒸発させて前記マスクを介して前記基板の前記成膜面に前記蒸着材料を成膜する工程と、
前記マスク吸引手段から前記マスクに及ぶ吸引力を除去し、前記基板の前記成膜面から前記マスクを分離する工程と、
前記基板吸着手段の吸着力を除去し、前記基板吸着手段の吸着面から前記基板を分離する工程とを含み、
前記マスク吸引手段には、前記基板吸着手段に向けて前記非成膜面と交差する方向に延びる押圧部が形成され、
前記基板を分離する工程では、前記マスク吸引手段を、前記押圧部が前記基板吸着手段に形成された貫通部を貫通する第1位置まで、前記基板吸着手段に向かって相対移動させて、前記貫通部を貫通した前記押圧部によって前記基板の前記非成膜面を押す
ことを特徴とする成膜方法。 - 前記貫通部は、貫通孔であることを特徴とする請求項11に記載の成膜方法。
- 前記基板吸着手段は、第1電極と第2電極を有する静電チャックであり、前記第1電極と第2電極それぞれに付与される電位の電位差が基板吸着電位差であれば前記基板を吸着し、前記電位差が基板分離電位差であれば前記基板を分離し、
前記基板を分離する工程では、前記電位差が前記基板分離電位差となるタイミングに合わせて、前記押圧部によって前記基板の前記非成膜面を押すことで基板分離動作を補助する
ことを特徴とする請求項12に記載の成膜方法。 - 前記第1位置は、前記マスク吸引手段が前記基板吸着手段に接触せずに、前記押圧部によって前記基板の非成膜面を押すことが可能な位置である
ことを特徴とする請求項13に記載の成膜方法。 - 前記マスク吸引手段は、磁力によって前記マスクを引き寄せるマグネット板である
ことを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載の成膜方法。 - 前記押圧部と前記貫通部は、それぞれ、前記基板の外周端部に対応する、前記マスク吸引手段の外周位置と、前記基板吸着手段の外周位置に設置される
ことを特徴とする請求項13に記載の成膜方法。 - 前記押圧部と前記貫通部は、それぞれ、前記基板の中心に対応する、前記マスク吸引手段の中央部位置と、前記基板吸着手段の中央部位置に設置される
ことを特徴とする請求項11から16のいずれか1項に記載の成膜方法。 - 前記基板の成膜面に前記マスクを密着させる工程は、前記マスク吸引手段を、前記基板吸着手段に向かって、マスク吸引が可能な第2位置まで相対移動させる工程を含み、
前記第2位置では、前記押圧部は前記貫通部の内部に位置し前記基板の非成膜面と接触しない
ことを特徴とする請求項11から17のいずれか1項に記載の成膜方法。 - 前記基板の前記成膜面から前記マスクを分離する工程は、前記マスクに前記マスク吸引手段からの吸引力が及ばない第3位置まで前記マスク吸引手段を前記基板吸着手段から離れる方向に相対移動させる工程を含む
ことを特徴とする請求項18に記載の成膜方法。 - 前記成膜装置は、前記基板の外周端部を支持する基板支持部をさらに含み、
前記基板吸着手段の吸着面に前記基板の前記非成膜面を吸着させる工程は、
前記マスク吸引手段を、前記基板吸着手段に向かって、前記押圧部が前記貫通部を貫通する位置まで相対移動させる工程と、
前記基板の外周端部の両面が、前記貫通部を貫通した前記押圧部と前記基板支持部によって押されるまで、前記基板支持部を前記基板吸着手段側に相対移動させる工程と、
前記押圧部と前記基板支持部によって前記基板の外周端部の両面が押された状態で、前記基板の非成膜面が前記基板吸着手段の吸着面に接触するまで、前記マスク吸引手段と前記基板支持部を同期して移動させる工程とを含む
ことを特徴とする請求項16に記載の成膜方法。 - 前記基板吸着手段の吸着面に前記基板の前記非成膜面を吸着させる工程は、前記基板吸着手段に前記基板吸着電位差を付与する工程をさらに含み、
前記基板吸着電位差を付与する工程は、前記マスク吸引手段と前記基板支持部の同期移動によって前記基板の前記非成膜面が前記基板吸着手段の前記吸着面に接触した後、または、前記マスク吸引手段と前記基板支持部の同期移動と同時に、行われる
ことを特徴とする請求項20に記載の成膜方法。
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