JP7120545B2 - Film forming apparatus, film forming method, and method for manufacturing organic EL display device using the same - Google Patents
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Description
本発明は成膜装置に関するもので、特に、静電チャックに基板を損傷なく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。 The present invention relates to a film forming apparatus, and more particularly to a substrate support for flatly attaching a substrate to an electrostatic chuck without damage.
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。 Recently, an organic EL display device has been spotlighted as a flat panel display device. Organic EL display devices are self-luminous displays, and are superior to liquid crystal panel displays in characteristics such as response speed, viewing angle, and thinness. is accelerating. In addition, the field of application is expanding to automobile displays and the like.
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介し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。 An element of an organic EL display device has a basic structure in which an organic material layer that emits light is formed between two electrodes (a cathode electrode and an anode electrode) facing each other. The organic layer and the electrode layer of the organic EL display device are formed by heating the vapor deposition source provided in the lower part of the vacuum chamber of the film forming apparatus to evaporate the vapor deposition material through a mask having a pixel pattern formed in the vacuum chamber. It is formed by vapor deposition on (the lower surface of) a substrate placed on top.
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。 In the vacuum chamber of such an upward vapor deposition type film forming apparatus, the substrate is held by a substrate holder. The peripheral edge of the lower surface is supported by the supporting portion of the substrate holder. In this case, as the size of the substrate increases, the central portion of the substrate that is not supported by the supporting portion of the substrate holder bends due to the weight of the substrate itself, which is a factor in lowering deposition accuracy.
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にて吸着させることで、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。 A technique using an electrostatic chuck is being studied as a method for reducing the deflection of the substrate due to its own weight. That is, an electrostatic chuck is provided above the substrate, and the upper surface of the substrate supported by the supporting portion of the substrate holder is attracted by the electrostatic chuck, so that the central portion of the substrate is pulled by the electrostatic attraction force of the electrostatic chuck. and the bending of the substrate can be reduced.
ところが、基板ホルダの支持部を構成する支持部材が剛性が高い場合、基板を静電チャックに吸着させるため、支持部材によって支持された基板と静電チャックを接触させるときに、静電チャックからの加圧力によって基板が損傷する可能性がある。 However, if the support member constituting the support portion of the substrate holder has a high rigidity, the substrate is attracted to the electrostatic chuck. The substrate can be damaged by the applied pressure.
また、支持部材を複数設置する場合、各支持部材の製造誤差によって高さが一定でないことがあり、この場合、支持部材によって基板が安定的に支持されない問題が生じることがあり、静電チャックに基板が平らに吸着されない恐れがある。 Also, when a plurality of supporting members are installed, the height of each supporting member may not be constant due to manufacturing errors. In this case, the substrate may not be stably supported by the supporting members. There is a risk that the substrate will not be evenly sucked.
本発明は、基板の損傷なく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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a film forming apparatus, a film forming method, and a method of manufacturing an electronic device using such a film forming method, which can hold a substrate in a flat shape by an electrostatic chuck without damaging the substrate. do.
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、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、第1方向に設置される第1支持部材及び前記第1支持部材と対向するように前記第1方向に設置される第2支持部材とを含み、前記第1支持部材及び前記第
2支持部材は、それぞれその基板支持面が基板を支持する方向に変位が可能である。
A film forming apparatus according to a first aspect of the present invention includes a substrate holding unit including a support for supporting a peripheral edge of a substrate, and an electrostatic chuck provided above the support for attracting the substrate. wherein the support includes a first support member installed in a first direction and a second support member installed in the first direction to face the first support member; and the second support member can be displaced in a direction in which the substrate support surface thereof supports the substrate.
本発明の第2態様による成膜方法は、本発明の第1態様による成膜装置内に基板を搬入して基板保持ユニットの支持部に基板を置く工程と、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基板の上面を吸着する工程と、マスクを介して基板に蒸着材料を堆積させる成膜工程とを含む。 A film forming method according to a second aspect of the present invention comprises the steps of loading a substrate into the film forming apparatus according to the first aspect of the present invention and placing the substrate on a supporting portion of a substrate holding unit; The method includes a step of sucking the upper surface of the substrate placed on the support portion of the holding unit, and a film forming step of depositing a vapor deposition material on the substrate through a mask.
本発明の第3態様による有機EL表示装置の製造方法は、本発明の第2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。 A method for manufacturing an organic EL display device according to the third aspect of the present invention manufactures an organic EL display device using the film forming method according to the second aspect of the present invention.
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弾性体部を含むように構成されるので、基板を静電チャックに吸着するために、基板保持ユニットの支持部材によって支持された基板を静電チャックに当接させる際に、基板が静電チャックからの加圧力を受けても、支持部材の弾性体部が弾性変形され、その加圧力を吸収できるようになる。これにより、基板が静電チャックからの加圧力によって損傷されることを防止することができる。また、複数の支持部材の基板支持面の高さが一定でない場合でも、支持部材の弾性体部が基板支持面の高さのばらつきを吸収することができ、基板を安定的で平らに支持することができる。 According to the present invention, the support member of the substrate holding unit for supporting the peripheral portion of the lower surface of the substrate is configured to include the elastic body portion. When the substrate supported by the supporting member is brought into contact with the electrostatic chuck, even if the substrate receives pressure from the electrostatic chuck, the elastic body portion of the supporting member is elastically deformed to absorb the pressure. become. This can prevent the substrate from being damaged by the pressure from the electrostatic chuck. In addition, even if the substrate supporting surfaces of the plurality of supporting members are not at a constant height, the elastic portion of the supporting member can absorb variations in the height of the substrate supporting surfaces, thereby stably and flatly supporting the substrate. be able to.
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。 Preferred embodiments and examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiments and examples merely exemplify preferred configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to those configurations. In addition, unless otherwise specified, the scope of the present invention is limited only to the hardware configuration and software configuration of the apparatus, process flow, manufacturing conditions, dimensions, materials, shapes, etc., in the following description. It's not intended.
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)を形成する装置に好適に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、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、本発明の好適な適用例の一つである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably applied to an apparatus for forming a patterned thin film (material layer) on the surface of a substrate by vacuum deposition. Any material such as glass, polymeric film, or metal can be selected as the material for the substrate, and organic materials, metallic materials (metals, metal oxides, etc.), etc. can be used as vapor deposition materials. Any material can be selected. The technology of the present invention is specifically applicable to manufacturing apparatuses for organic electronic devices (eg, organic EL display devices, thin-film solar cells), optical members, and the like. Among them, an apparatus for manufacturing an organic EL display device forms an organic EL display element by evaporating a deposition material, and is one of the preferred application examples of the present invention.
<電子デバイス製造ライン> <Electronic device production line>
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。
FIG. 1 is a top view schematically showing part of the configuration of a manufacturing line for electronic devices. The production line of FIG. 1 is used, for example, to produce display panels for organic EL display devices for smartphones. In the case of a display panel for smartphones, for example, after forming an organic EL film on a substrate having a size of about 1800 mm×about 1500 mm, the substrate is diced to produce a plurality of small-sized panels.
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。
A manufacturing line for electronic devices generally has a plurality of
各成膜室11、12にはそれぞれ成膜装置(蒸着装置とも称する)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。
Each of the
以下、成膜室の成膜装置の構成について説明する。 The configuration of the film forming apparatus in the film forming chamber will be described below.
<成膜装置> <Deposition equipment>
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10が水平面(XY平面)と平行に固定されると想定したときに、基板10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で示す。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the
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。
The film-forming
成膜装置2の真空チャンバー20内の上部には、基板を保持して搬送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印加す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。
A
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は基板ホルダとも称する。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、後述するところのように、基板が損傷なく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弾性体部を有する支持部材を含む。
The
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(Fine Metal Mask)とも称する。
A frame-shaped mask table 22 is installed under the
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。
An
静電チャック23の上部には、金属製のマスク221に磁力を印加し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。
A
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と一体に形成されてもよい。
Although not shown in FIG. 2, a cooling plate is provided between the
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用途によって多様な構成を持つことができる。
The
図2には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。
Although not shown in FIG. 2, the
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方向で)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。
A drive mechanism for moving a
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。
A film forming process by the film forming apparatus of the present invention will be described. A substrate is carried into the
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。
In this state, the shutter of the
基板に蒸着された蒸着材料の膜厚が所定の厚さに到逹すると、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に搬出される。
When the film thickness of the deposition material deposited on the substrate reaches a predetermined thickness, the shutter of the
<基板保持ユニットの支持部> <Support portion of substrate holding unit>
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。
Hereinafter, the configuration of the
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。
The
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212は複数の第1支持部材211と対向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。
That is, the
基板の下面の周縁部を支持する支持部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(すなわち、基板を支持する方向に)移動可能に設置される。すなわち、支持部211、212はその高さが変わり得る。
The
このため、本発明の基板保持ユニット21の支持部は弾性体を含んで構成される。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。
For this reason, the supporting portion of the
弾性体部31に使われる弾性体としてはコイルスプリング、板スプリング、シリコーンゴムなどを用いることができるが、本発明はこれに限定されず、支持部材の基板支持面部を弾性的に変位可能に支持することができる限り、他の構成を含むことができる。
As the elastic body used for the
本実施形態においては、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23から加圧力を受けるとき、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す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の高さが一定でなくても、全体的な支持部の機能に及ぼす影響を弾性体部31の弾性変位によって低減することができる。
In this embodiment, the support member is configured to include the
本発明において、複数の支持部材211、212中、基板のある一辺(第1辺)に沿った周縁部に対応する位置に設置される第1支持部材211は、他の支持部材に比べて基板支持面部30の高さが高い。例えば、図4(a)に図示したように、第1支持部材211の弾性体部31の長さは第2支持部材212の弾性体部31の長さより長い。
In the present invention, among the plurality of supporting
このような構成によって、基板保持ユニット21の支持部に基板が置かれた状態で、基板保持ユニット21の上昇または静電チャック23の下降によって基板10が静電チャック23と接触する際、基板支持面部30の高さが高い第1支持部材211によって支持される基板の第1辺側の周縁部が静電チャック23の下面と先に接触して吸着される。
With such a configuration, when the substrate is placed on the supporting portion of the
そして、静電チャック23と基板10との間の距離がさらに縮むと、例えば、第1支持
部材211の弾性体部31は静電チャック23からの加圧力によって弾性的に圧縮され、これによって第1支持部材211の基板支持面部30は変位、すなわち、下方に下がるようになる。第1支持部材211の弾性体部31が弾性的に圧縮されるにつれて、第1支持部材211の基板支持面部30の高さと第2支持部材212の基板支持面部30の高さとの差が小さくなりながら、基板の第1辺側周縁部から基板の中央部に向かって基板の静電チャック23への吸着が進む。静電チャック23と基板10の間の距離がさらに縮むと、基板の中央部から基板の第2辺側の周縁部に向かって基板の吸着が進む。
Then, when the distance between the
静電チャック23が第2支持部材212の基板支持面部30の高さまで近接すると、第2支持部材212によって支持される基板の第2辺側の周縁部が静電チャック23に吸着されて、このとき、第1支持部材211の基板支持面部30の高さが第2支持部材212の基板支持面部30の高さと同じくなり、全体的に基板は静電チャック23に平らな状態で吸着されるようになる。
When the
図4(a)には支持部材の基板支持面部30の変位軸と弾性体部31の変位軸が一致するように図示したが、本発明はこれに限定されず、基板支持面部30の変位軸と弾性体部31の変位軸とが互いに異なるように形成されることもできる。すなわち、図4(d)に図示したように、基板支持面部30の変位軸と弾性体部31の変位軸とが基板面に平行な方向において互いに離隔されるように(すなわち、ずれるように)構成されることもできる(すなわち、両変位軸が互いに平行になるように形成されることができる)。このような構成において、基板保持ユニット21の支持部材は基板支持面部30の変位をガイドするガイド部32をさらに含むことができる。弾性体部31は図4(d)に図示したように、基板が静電チャック23と接触するによって圧縮変位する構成だけではなく引張変位するように構成されることもできる。
Although FIG. 4A shows that the displacement axis of the substrate
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変わるように設定されてもよい。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でど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。
The support portion of the
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の長さが長くなると第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)される距離が第2支持部材212の弾性体部31が弾性変位され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を第2支持部材212が基板を支持する支持力より大きくすることができる。
For this reason, as shown in FIG. 4, the elastic modulus of the
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側の方に伸ばすことができるので、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可能になる。
By making the supporting force of the first supporting
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に組み合わせるができる。
In the present invention, as long as the supporting force of the first supporting
例えば、図4(a)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
及び長さを、第2支持部材212の弾性体部31の弾性係数及び長さより、大きく及び長くすることができ、図4(b)に図示したように、第1支持部材211の弾性体部31の弾性係数と第2支持部材212の弾性体部31の弾性係数は同じであるが、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こともできる。また、図4(c)に図示したように、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じでも、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できる。
For example, as shown in FIG. 4A, the elastic modulus and length of the
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による支持力より大きくなるように弾性係数及び/または長さを設定する。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に吸着されるときに、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)側に向かって吸着を順次に進めることができ、基板が平らに静電チャックに吸着されることが可能になる。
As shown in FIG. 5, the supporting portion of the
<電子デバイスの製造方法> <Method for manufacturing electronic device>
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。 Next, an example of a method for manufacturing an electronic device using the film forming apparatus of this embodiment will be described. The configuration and manufacturing method of an organic EL display device will be exemplified below as an example of an electronic device.
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画素の断面構造を示す。
First, the organic EL display device to be manufactured will be described. FIG. 6(a) is an overall view of an organic
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る構造を有している。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す。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。
As shown in FIG. 6A, in a
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。
FIG. 6(b) is a schematic partial cross-sectional view taken along line AB in FIG. 6(a). The
It is formed in a pattern corresponding to an organic EL element). Also, the
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てもよい。
In FIG. 6B, the
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。 Next, an example of a method for manufacturing an organic EL display device will be specifically described.
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。
First, a
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。
An acrylic resin is formed by spin coating on the
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。
A
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。
Next, the
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。
Similarly to the deposition of the light-emitting
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。
The substrate on which the
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際に、基板を支持する基板保持ユニットの支持部211、212、213、214の支持部材が弾性体部31を有するので、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ときに、基板への損傷なく平らに吸着され、蒸着工程全般的にその精度を向上させることができる。
According to the present invention,
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。
After that, the substrate is moved to a plasma CVD apparatus to form a
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。したがって、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。
If the
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。 The above embodiment shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and may be appropriately modified within the scope of its technical concept.
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
32:ガイド部
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
21: Substrate holding unit 22: Mask stand 23: Electrostatic chuck 24: Magnet 30: Substrate support surface portion 31: Elastic body portion 32: Guide portion 211: First support member 212: Second support member 213: Third support member 214 : Fourth support member
Claims (13)
前記基板の第1辺の周縁部を支持する第1支持部材と、前記基板の前記第1辺に対向する第2辺の周縁部を支持する第2支持部材と、を含む基板保持ユニットと、
前記基板の上方に設けられ、前記基板を吸着するための静電チャックと、
前記基板保持ユニット及び前記静電チャックを駆動するための駆動部と、を備え、
前記第1支持部材及び前記第2支持部材のそれぞれは、基板支持面部と、弾性体部を介して前記基板支持面部に接続され、前記駆動部によって駆動される軸部と、を有し、
前記第1支持部材及び前記第2支持部材のそれぞれの前記基板支持面部が、前記弾性体部を構成する板スプリングの弾性変形によって、前記軸部に対して前記静電チャックの吸着面に交差する方向に弾性的に変位する
成膜装置。 A film forming apparatus for forming a film on a substrate through a mask,
a substrate holding unit including a first supporting member that supports a peripheral portion of a first side of the substrate; and a second supporting member that supports a peripheral portion of a second side of the substrate that faces the first side;
an electrostatic chuck provided above the substrate for attracting the substrate;
a drive unit for driving the substrate holding unit and the electrostatic chuck ,
each of the first supporting member and the second supporting member has a substrate supporting surface portion and a shaft portion connected to the substrate supporting surface portion via an elastic body portion and driven by the driving portion;
The substrate supporting surface portion of each of the first supporting member and the second supporting member intersects the attraction surface of the electrostatic chuck with respect to the shaft portion due to elastic deformation of a plate spring that constitutes the elastic body portion. A film forming device that is elastically displaced in the direction of movement.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の成膜装置。 6. The first support member includes a plurality of support members arranged along the first side, and the second support member includes a plurality of support members arranged along the second side. The film forming apparatus according to the item.
前記第3支持部材及び前記第4支持部材のそれぞれの基板支持面が前記方向に変位可能である
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の成膜装置。 The substrate holding unit includes a third supporting member that supports a peripheral edge portion of a third side that intersects with the first side and the second side of the substrate, and a fourth side that faces the third side of the substrate. and a fourth support member that supports the peripheral edge,
The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the substrate supporting surfaces of the third supporting member and the fourth supporting member are displaceable in the direction.
請求項7に記載の成膜装置。 8. The film forming apparatus according to claim 7 , wherein said third support member includes a plurality of support members arranged along said third side, and said fourth support member includes a plurality of support members arranged along said fourth side. .
前記マスクを保持するために前記基板保持ユニットの下方に設置されているマスク台と、
上記静電チャックの上方に設置され、前記マスクに磁力を印加し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10のいずれか一項に記載の成膜装置。 The mask is made of metal,
a mask table installed below the substrate holding unit to hold the mask;
11. The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 10 , further comprising a magnet installed above the electrostatic chuck and applying a magnetic force to the mask to bring the substrate and the mask into close contact with each other.
請求項1乃至11のいずれか一項に記載の成膜装置内に基板を搬入して基板保持ユニットの支持部に基板を置く工程と、
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基板の上面を吸着する工程と、
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。 A film formation method for forming a film on a substrate through a mask, comprising:
A step of loading a substrate into the film forming apparatus according to any one of claims 1 to 11 and placing the substrate on a supporting portion of a substrate holding unit;
a step of attracting the upper surface of the substrate placed on the support portion of the substrate holding unit with an electrostatic chuck;
and a film forming step of depositing a vapor deposition material on the substrate through a mask.
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