JP7354086B2 - 蒸着装置、成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蒸着装置、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、マスクを用いて基板上に有機材料や金属材料等の蒸着物質が蒸着される。その蒸着装置として、基板に対して蒸着源を開閉可能なシャッタを設けた蒸着装置が提案されている（特許文献１及び２）。シャッタは蒸着源の熱の影響を受け、熱害の防止のため、その冷却が望まれる。

特開２０２０－７５８７号公報 特開２０１９－５３４９３８号公報

シャッタの冷却方式として、シャッタを駆動する機構中に冷却水等の冷却媒体を循環させ、シャッタを間接的に冷却する方式が考えられる。しかし、シャッタを駆動する機構中に回転部分が存在すると回転部分における冷却媒体の漏れに対する対策が必要となる。対策として、回転部分にロータリジョイントを用いることが考えられるが高価であり、また、冷却媒体が漏れるという課題は残る。

本発明は、冷却媒体の漏れを防止できる技術を提供するものである。

本発明によれば、
水平方向に延設され、基板に蒸着物質を放出する蒸着源と、
シャッタと、
前記蒸着源と前記基板との間の位置を含む移動軌道上で前記シャッタを回動する回動手段と、
冷却媒体が流れる配管と、
を備えた蒸着装置であって、
前記回動手段は、
軸方向に延びる内部空間を有し、前記蒸着源の延設方向に沿う前記シャッタの回動中心を形成する回転軸と、
前記回転軸に接続され、前記シャッタを支持する支持部材と、
前記回転軸を支持する軸受けと、
駆動源として中空モータと、を含み、
前記回転軸は、
前記中空モータを通過する部分と、
前記軸受けに支持される部分と、を含み、
前記支持部材は、前記配管に接続され、前記冷却媒体が流れる流路を有し、
前記流路と前記配管とを接続する接続部が、前記回転軸の前記内部空間において前記支持部材に設けられ、
前記配管は、前記接続部に接続され、前記回転軸の前記内部空間において前記回転軸の前記軸方向に延設された可撓性チューブを含む、
ことを特徴とする蒸着装置が提供される。

本発明によれば、冷却媒体の漏れを防止できる技術を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る成膜装置の概略図。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１の成膜装置の動作説明図。 蒸着装置の概略図。 駆動ユニットの断面図。 （Ａ）は流路の説明図、（Ｂ）は可撓性チューブの変形態様を示す図。 監視装置及びその周辺の構造の斜視図。 図６の周辺の構造を反対側から見た斜視図。 （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。尚、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。

＜成膜装置の概要＞
図１は本発明の一実施形態に係る成膜装置１の概略図である。なお、各図において矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは垂直方向（鉛直方向）を示す。成膜装置１は、搬送装置２と、複数の蒸着装置３Ａ及び３Ｂ（以下、両者を総称する場合、又は、区別しない場合は蒸着装置３と表す）と、を備える。複数の蒸着装置３Ａ及び３ＢはＸ方向に並べて配置されており、搬送装置２はこれら蒸着装置３Ａ及び３Ｂの上方に配置されている。

搬送装置２は、使用時に真空に維持される搬送室２０ｃを内部に形成する搬送チャンバ２０を備える。搬送チャンバ２０のＸ方向の一端部には搬入口２０ａが、他端部には搬出口２０ｂが設けられており、処理対象物は、搬入口２０ａから搬送室２０ｃ内に搬入され、処理後に搬出口２０ｂから外部へ搬出される。搬送室２０ｃには、Ｘ方向に配列された複数の搬送ローラ２１が設けられている。この搬送ローラ２１の列は、Ｙ方向に離間して二列配置されている。各搬送ローラ２１はＹ方向の回転軸周りに回転する。搬送対象物は、二列の搬送ローラ２１の列に、そのＹ方向の両端部が載置され、搬送ローラ２１の回転によってＸ方向に水平姿勢で搬送される。本実施形態では処理対象物の搬送機構としてローラ機構を用いたが、磁気浮上搬送等、他の種類の搬送機構であってもよい。

蒸着装置３は、使用時に真空に維持される内部空間３ａを形成するソースチャンバ５を備える。ソースチャンバ５は、上部に開口部３ｂが形成された箱型を有しており、開口部３ｂを介して、搬送室２０ｃと内部空間３ａとが連通している。蒸着装置３は上方に蒸着物質を放出する蒸着源６を備える。本実施形態の蒸着源６はいわゆるラインソースであり、搬送装置２での処理対象物の搬送方向（Ｘ方向）と、交差する方向（本実施形態では搬送方向と直交するＹ方向）に延設されている。蒸着源６は、蒸着物質の原材料を収容する坩堝や、坩堝を加熱するヒータ等を備え、原材料を加熱してその蒸気である蒸着物質を搬送室２０ｃへ放出する。

蒸着装置３は、シャッタ７と、シャッタ７を回動する回動ユニット８とを備える。回動ユニット８は、蒸着源６と搬送室２０ｃ内を搬送される処理対象物との間の位置を含む移動軌道上でシャッタ７を回動する。移動軌道は、シャッタ７の移動する経路であり、典型的には円軌道であるが、回動ユニット８に他の可動部（リンク機構等）が追加されることで、楕円軌道や直線軌道となることもある。本実施形態の場合、シャッタ７は、蒸着源６の延設方向（本実施形態ではＹ方向）に沿って延設されており、回動ユニット８は、蒸着源６の延設方向に沿う回動中心（本実施形態ではＹ方向の回動中心）周りにシャッタ７を回動する。本実施形態の場合、一つの蒸着源６に対して二組のシャッタ７及び回動ユニット８が設けられている。二組のシャッタ７及び回動ユニット８は、蒸着源６の延設方向と交差する方向（本実施形態では延設方向と直交するＸ方向）に離間して配置されている。そして、搬送室２０ｃに対して蒸着源６の放出口を二つのシャッタ７で開閉し、蒸着物質の搬送室２０ｃへの放出の規制や、入射角の規制を行うことができる。

蒸着装置３には、また、蒸着源６からの蒸着物質の放出状態を監視する監視装置９が設けられている。蒸着源６の上部やシャッタ７の周囲には防着板４が設けられており、蒸着物質が周囲に付着することを抑制する。防着板４は上下が開放した角筒形状を有しており、内部空間３ａから搬送室２０ｃに渡って配置されている。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は成膜装置１の動作の一例を示す説明図である。成膜装置１は、搬送装置２により処理対象物を搬送しながら（搬送工程）、蒸着装置３により処理対象物に蒸着物質を蒸着する（蒸着工程）成膜方法を実行可能な、インライン型の成膜装置である。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、電子デバイスの製造方法を実行する製造装置に適用可能である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、処理対象物として基板１０が例示されている。基板１０はマスク１１と共に搬送され、基板１０の下側に位置するマスク１１を通して蒸着物質を基板１０に蒸着することにより、所定のパターンの蒸着物質の薄膜を基板１００に形成することができる。基板１０は例えばガラス、樹脂、金属等の材料からなる板材であり、蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの物質である。

本実施形態では、複数の蒸着装置３Ａ、３Ｂが基板１０の搬送方向に配置されている。蒸着装置３Ａ、３Ｂにより異なる種類の蒸着物質を放出する場合、基板１０に異なる蒸着物質を連続的に蒸着することができる。なお、蒸着装置３の数は２つに限られず、１つでもよいし、３以上であってもよい。

図２（Ａ）は、蒸着装置３Ａのシャッタ７が開放されており、蒸着装置３Ａの上方に位置する基板１０に蒸着材料１２が放出されている態様を模式的に示している。図２（Ａ）において蒸着装置３Ｂのシャッタ７は閉鎖されており、シャッタ７は蒸着源６と搬送室２０ｃ内を搬送される基板１０との間となる位置に位置している（但し、図２（Ａ）の態様では蒸着装置３Ｂの上方に基板１０は存在していない。）。蒸着装置３Ｂの蒸着源６から搬送室２０ｃへ蒸着物質が到達することが規制される。

図２（Ｂ）は、蒸着装置３Ａにより蒸着物質が蒸着された基板１０が蒸着装置３Ｂの上方に到達した態様を模式的に示している。蒸着装置３Ｂのシャッタ７が開放されており、蒸着装置３Ｂの上方に位置する基板１０に蒸着材料１２が放出されている。図２（Ｂ）において蒸着装置３Ａのシャッタ７は閉鎖されており、シャッタ７は蒸着源６と搬送室２０ｃ内を搬送される基板１０との間となる位置に位置している（但し、図２（Ｂ）の態様では蒸着装置３Ａの上方に基板１０は存在していない。）。蒸着装置３Ａの蒸着源６から搬送室２０ｃへ蒸着物質が到達することが規制される。

このように本実施形態では、基板１０に対して複数の蒸着装置３Ａ、３Ｂによって連続的に蒸着物質を蒸着することができる。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の例では、シャッタ７の動作として、その開閉によって蒸着源６から搬送室２０ｃへの蒸着物質の放出と遮断を行う例を例示した。しかし、シャッタ７の動作はこれに限られず、二つのシャッタ７の開度を中間の開度としたり、二つのシャッタ７の一方を開放位置、他方を閉鎖位置に位置させることで、蒸着物質の放出範囲を規制し、基板１０への単位時間当たりの蒸着物質の蒸着量や基板１０への蒸着物質の入射角を制御することもできる。

＜シャッタと回動ユニット＞
図１～図２（Ｂ）に加えて、図３～図５（Ｂ）を参照してシャッタ７と回動ユニット８の構造について説明する。主に、図３を参照する。図３は蒸着装置３の内部構造を示す概略図であり、図２（Ａ）のＡ－Ａ線断面図に相当する。回動ユニット８は、一対の駆動ユニットＤＵ１及びＤＵ２（以下、両者を総称する場合、又は、区別しない場合は駆動ユニットＤＵと表す）と、駆動ユニットＤＵ１及びＤＵ２に支持された支持部材３０とを備え、蒸着源６の延設方向（本実施形態ではＹ方向）の回動中心線ＡＬ周りにシャッタ７を回動する。シャッタ７を回動することで、平行移動させる構成に比べて、防着板４に囲まれた狭い空間で蒸着源６の開閉動作を行うことができる。

支持部材３０はシャッタ７を支持する部材であり、蒸着源６の延設方向（本実施形態ではＹ方向）に沿って延設された取付部３１と、取付部３１の延設方向の各端部に固定された一対のアーム部３２とを備える。取付部３１は、屋根型の断面形状を有する板状の部材によって構成されており、その長手方向に離間した一対のアーム部３２に架設されている。取付部３１には、ボルト締結構造等の固定構造（不図示）によってシャッタ７が交換可能に取り付けられる。蒸着装置３の使用により、シャッタ７には蒸着物質が付着したり、熱の影響により劣化が生じ、回動ユニット８よりも寿命が短い場合がある。シャッタ７が交換可能であることにより、回動ユニット８とシャッタ７が不可分の構成に比べて、回動ユニット８をより長期に渡って使用することができる。

図５（Ａ）等に示すように、シャッタ７は回動中心線ＡＬの径方向Ｒで取付部３１の内側に取り付けられている。取付部３１と蒸着源６との間にシャッタ７が介在することから、取付部３１に対する蒸着物質の付着や熱の影響を低減でき、取付部３１の寿命を長くすることができる。また、本実施形態の場合、回動中心線ＡＬと直交する平面におけるシャッタ７の断面形状（Ｘ－Ｚ面切断面形状）が、図５（Ａ）等に示すように回動中心線ＡＬの径方向Ｒで外側に凸の弧状断面形状を有している。換言するとシャッタ７は、蒸着源６から遠ざかる方向に凸形状となる、表面が曲面の殻形状を有している。シャッタ７が平板形状の構成と比べて、本実施形態のシャッタ７は、防着板４に囲まれた狭い空間で防着板４と干渉することなく、その回動範囲（移動軌跡長）を大きくとることができる。本実施形態の場合、シャッタ７の断面形状は、回動中心線ＡＬと同心円弧形状を有しているが、これに限られず、異心円弧形状でもよいし、また、楕円弧形状等、円弧形状以外の弧形状であってもよい。

各アーム部３２は、回転軸方向（Ｙ方向）に交差する方向に延び、かつ、Ｘ－Ｚ面に沿った方向、すなわち、回動中心線ＡＬの径方向Ｒに延びる板状の部材によって構成されている。アーム部３２の一方端部には取付部３１が接続され、他方端部には駆動ユニットＤＵの回転軸３３が接続される。アーム部３２の長さは、シャッタ７の移動軌道が、蒸着源６と搬送室２０ｃ内を搬送される処理対象物との間の位置を含むように設定される。

シャッタ７は蒸着源６の熱にさらされる。特に蒸着物質が金属材料の場合、蒸着源６の温度が高く、シャッタ７が高温になり易い。シャッタ７が高温になるとシャッタ７に付着した蒸着物質がシャッタ７から放出される場合がある。よってシャッタ７の冷却が望まれる。本実施形態の場合、支持部材３０に冷却媒体を流通させることで支持部材３０を冷却し、これによりシャッタ７を間接的に冷却する。冷却媒体は例えば冷却水である。図３、図５（Ａ）を参照して冷却媒体の流路について説明する。図５（Ａ）は駆動ユニットＤＵ１に接続されているアーム部３２を示しているが、駆動ユニットＤＵ２に接続されているアーム部３２も同様である。

支持部材３０のうち、取付部３１には流路３１ａが内部に形成されている。大型のシャッタ７の場合、その長手方向（本実施形態ではＹ方向）の長さが長く、その結果、取付部３１の長手方向（本実施形態ではＹ方向）の長さも長くなって数ｍに及ぶ場合がある。冷却媒体の流路は、取付部３１を長手方向に貫通した流路でもよいが、そうすると取付部３１の長手方向に大きな温度差が生じる場合がある。本実施形態では、取付部３１に独立した二つの流路３１ａが形成されている。各流路３１ａは、取付部３１の長手方向の一方端部から取付部３１の長手方向の途中部（本実施形態では中央部ＣＬ付近）へ延び、折り返し部３１ｂで折り返されて一方端部に戻るＵ字形状を有している。取付部３１の長手方向に二分して、流路３１ａを形成することで、取付部３１をその長手方向に、より均一に冷却することができる。

図５（Ａ）に示すように、アーム部３２には流路３１ａと連通した流路３２ａ、３２ｂが内部に形成されている。流路３２ａ、３２ｂのうちの一方の流路は冷却媒体の供給用の流路であり、他方の流路は冷却媒体の排出用の流路である。

主に図３、図４を参照して駆動ユニットＤＵの構成について説明する。図４は駆動ユニットＤＵ１周辺の断面図であり、主に駆動ユニットＤＵ１の構造を示している。なお、駆動ユニットＤＵ２は駆動ユニットＤＵ１と同様の構造を有している。

駆動ユニットＤＵは、回転軸３３、軸受け３４、駆動源３６及び軸受け３７を含む。回転軸３３は、回動中心線ＡＬ上の軸であり、シャッタ７の回動中心を形成する。駆動ユニットＤＵ１及びＤＵ２の各回転軸３３は同軸上（共通の回動中心線ＡＬ上）に配置されている。駆動ユニットＤＵ１及びＤＵ２は、蒸着源６に対して、蒸着源６の延設方向（本実施形態ではＹ方向）の側方に配置されている。換言すると、Ｙ方向で駆動ユニットＤＵ１とＤＵ２との間に蒸着源６が位置している。したがって、駆動ユニットＤＵ１及びＤＵ２の各回転軸３３は、蒸着源６の延設方向（本実施形態ではＹ方向）に離間し、蒸着源６に対してその延設方向の側方において同軸上に配置されている。

回転軸３３はその軸方向（本実施形態の場合Ｙ方向）に延びる内部空間３３ａ（本実施形態の場合、回転軸３３を貫通している）を有する中空の回転軸であり、その軸方向の両端部が開口している。本実施形態の回転軸３３は、複数の部材を連結して構成されており、軸受け３４に支持された軸部材３３１と、駆動源３６を通過した軸部材３３２とを含む。軸受け３４はステム３５を介してソースチャンバ５の壁部に支持されている。軸受け３４は中空のケース３４ａと、回転軸３３の軸方向でケース３４ａの両端部にそれぞれ支持されたボールベアリング３４ｂとを備える。軸部材３３１はボールベアリング３４ｂの内輪に嵌合している。

駆動源３６は、回転軸３３に回転力を付勢する。本実施形態の場合、駆動源３６は中空モータであり、軸部材３３２はそのロータと一体的に設けられている。駆動源３６はソースチャンバ５の外部に配置されており、そのフランジ部３６ａがソースチャンバ５の壁部に固定されている。なお、本実施形態では駆動源３６として中空モータを利用したが、これに限られない。例えば、駆動源は、回転軸３３から離間した通常のモータとし、歯車装置やベルト伝動機構等の伝達機構によりモータの駆動力を回転軸３３に伝達してもよい。

軸受け３７は、回転軸３３の端部を支持する軸受けである。軸受け３７は、回転軸３３の内部空間３３ａと連通し、回転軸３３の軸方向に延びる内部空間３７ｃを有する中空の本体３７ａと、回動中心線ＡＬ周りに回転自在に本体３７ａに支持された円盤３７ｂとを有する。回転軸３３の端部は円盤３７ｂに連結されている。軸受け３７は、複数の連結部材３８を介して駆動源３６のフランジ部３６ａに支持されている。

支持部材３０のアーム部３２は、回転軸３３の端部の開口を塞ぐように回転軸３３に接続されている。以上の構成によって、駆動ユニットＤＵ１及びＤＵ２の各駆動源３６を同期的に駆動することで、支持部材３０が回動中心線ＡＬの周りに回動し、シャッタ７が回動することになる。支持部材３０の長手方向の両側に駆動ユニットＤＵを設けたことで、支持部材３０を一つの駆動ユニットＤＵで片持ち状態で回動する構成に比べて、安定した動作を行うことができる。

支持部材３０に冷却媒体を循環させる構成について図４を参照して説明する。成膜装置１は、冷却媒体を循環させる循環装置５０を備える。循環装置５０は、例えば、冷却媒体を収容するタンク、冷却媒体を圧送するポンプ、冷却媒体を冷却する熱交換器等を備える。循環装置５０と、アーム部３２の流路３２ａ及び３２ｂとは、配管４０を介して接続されている。配管４０は、冷却媒体の供給側の配管として、金属製配管４２ａと、可撓性チューブ４１ａと、これらを接続する接続部４３ａとを含む。また、配管４０は、冷却媒体の排出側（戻り側）の配管として、金属製配管４２ｂと、可撓性チューブ４１ｂと、これらを接続する接続部４３ｂとを含む。金属製配管４２ａ、４２ｂ及び接続部４３ａ、４３ｂは、駆動ユニットＤＵの外部に位置し、接続部４３ａ、４３ｂは不図示のステイに固定されている。

可撓性チューブ４１ａ及び４１ｂは、例えば、ナイロンチューブやポリウレタンチューブである。可撓性チューブ４１ａ及び４１ｂと、流路３２ａ及び３２ｂとの接続部３９ａ、３９ｂは内部空間３３ａ内においてアーム部３２に設けられている。可撓性チューブ４１ａは接続部３９ａに接続されており、可撓性チューブ４１ｂは接続部３９ｂに接続されている。可撓性チューブ４１ａ、４１ｂは、接続部３９ａ、３９ｂから回転軸３３の軸方向に延設されており、本実施形態の場合、回転軸３３の軸受け３７側の端部の開口よりも外部に延設され、更に軸受け３７の外部へ延設されて接続部４３ａ、４３ｂに接続されている。

回転軸３３の回動する範囲は、３６０度以下の範囲で設定される。本実施形態の場合、シャッタ７の回動の際、回転軸３３は約６０度回動する。配管４０のうち、回転軸３３の内部を通る可撓性チューブ４１ａ及び４１ｂは、接続部４３ａ、４３ｂ側の端部は不動である一方、アーム部３２側の端部は変位する。しかし、可撓性チューブ４１ａ及び４１ｂは可撓性を有しているため、弾性的に変形して、端部間の位置のずれを吸収する。図５（Ｂ）はその説明図である。図示のように、可撓性チューブ４１ａ及び４１ｂは、回転軸３３の回動によってアーム部側３２の端部が変位することにより捻りが生じるが、その可撓性によって破断することはなく、また、回転軸３３が元の位置に戻ることによって、当初の状態に復元する。本実施形態では、このように回転軸３３内の配管を可撓性チューブ４１ａ、４１ｂで構成し、回転軸３３の回転に伴うチューブの端部間の位置ずれをチューブの変形で吸収することができる。回転部分に冷却媒体を通過させる構造としては、ロータリジョイントが知られているが高価であるところ、本実施形態では可撓性チューブを用いることで比較的安価に冷却媒体の流路構造を提供できる。しかも、ロータリジョイントのように互いにシールされる摺動部材が存在せず、可撓性チューブ４１ａ、４１ｂの捻りを利用しているので、構造的に冷却媒体が漏れる部位がなく、冷却媒体の漏れをより確実に防止できる。

本実施形態のように、回転軸３３の回転に伴うチューブの端部間の位置ずれを可撓性チューブ４１ａ及び４１ｂの変形で吸収する場合、可撓性チューブ４１ａ、４１ｂが長い程、より大きな回転量に対応することができる。本実施形態の軸受け３４は、Ｙ方向に離間したボールベアリング３４ｂを有しており、比較的長い全長を有している。この軸受け３４の構造は回転軸３３の回転安定性を高めるだけでなく、回転軸３３の長尺化による可撓性チューブ４１ａ、４１ｂの長尺化の点でも有利である。また、接続部４３ａ、４３ｂは回転軸３３の内部に位置していてもよいが、本実施形態のように、外部に位置していることで、配管作業の作業性を向上すると共に、可撓性チューブ４１ａ、４１ｂの長尺化の点でも有利である。また、可撓性チューブ４１ａ、４１ｂが、軸受け３７を通過して外部に延設されていることもこれらの長尺化の点で有利である。

＜監視装置＞
監視装置９について図３、図４を参照して説明する。監視装置９は台座部材１３に搭載されており、台座部材１３はソースチャンバ５の底部に立設された支柱１５に支持されている。本実施形態の場合、一つの台座部材１３に二つの監視装置９が搭載されている。監視装置９は取り付け部材９ｃを介して交換可能に台座部材１３に固定される。

台座部材１３の蒸着源６側の端部には壁部材１４が設けられており、監視装置９は壁部材１４の背後に位置している。台座部材１３、壁部材１４及び監視装置９は、蒸着源６に対して、蒸着源６の延設方向（本実施形態ではＹ方向）の側方に配置されており、本実施形態では蒸着源６の両側方にそれぞれ配置されている。このような配置によって、蒸着源６から基板１０への蒸着物質の放出に影響を与えずに、監視装置９によって放出状態を監視することができる。

監視装置９は、また、回転軸３３に対して、その径方向Ｒの側方に回転軸３３から離間して配置されており、特に、軸受け３４の側方に位置している。回転軸３３の周囲の空のスペースを監視装置９の配置スペースとして有効に活用することができる。

本実施形態の監視装置９は、ケース９ａの内部に膜厚センサとして水晶振動子９ｃを備えている。水晶振動子９ｃには、ケース９ａに形成された導入部９ｂを介して蒸着源６から放出された蒸着物質が導入されて付着する。水晶振動子９ｃの振動数は蒸着物質の付着量により変動する。水晶振動子９ｃの振動数を監視することで、基板１０に蒸着した蒸着物質の膜厚を監視することができる。

図６及び図７を参照して台座部材１３及び壁部材１４の構成を更に説明する。図６は監視装置９及びその周辺の台座部材１３及び壁部材１４の斜視図であり、図７は台座部材１３及び壁部材１４を反対側から見た斜視図である。

台座部材１３は板状の部材であり、水平姿勢で支柱１５に支持されており、その上面１３ａが監視装置９の設置面である。壁部材１４は板状の部材であり、垂直姿勢で台座部材１３に支持されている。台座部材１３と壁部材１４とは全体としてＬ字型をなしている。壁部材１４は、監視装置９と蒸着源６との間に介在するように台座部材１３に設けられており、かつ、監視装置９を蒸着源６に露出させる窓部１４ａを有する。窓部１４ａは、二つの監視装置９に対応して二つ形成されており、本実施形態の場合、上側が開放した切り欠き状の窓部である。監視装置９の導入部９ｂは窓部１４ａから蒸着源６に対して露出している。

水晶振動子９ｃはその温度変化により振動特性が変化し、振動数の変化と蒸着源６の蒸着物質の放出状態との相関関係が変動する。このため、蒸着源６の熱により水晶振動子９ｃの温度が上昇すると、監視精度が低下する。壁部材１４は、蒸着物質の周囲への飛散を抑制する他、監視装置９と蒸着源６との間に介在して、蒸着源６から監視装置９へ熱の輻射を低減する冷却板としての機能も有している。

本実施形態では、更に台座部材１３及び壁部材１４に冷却媒体を循環させることで、監視装置９を間接的に冷却する。監視装置９の冷却性能を向上できる。

台座部材１３は、配管４４、４５が接続される接続部１３ｂ、１３ｃを有している。接続部１３ｂ、１３ｃはＸ方向で台座部材１３の一方端部、他方端部に形成されている。配管４４、４５は例えば、循環装置５０に接続されており、配管４４が冷却媒体の供給側の配管であり、配管４５が冷却媒体の排出側（戻り側）の配管である。台座部材１３には、冷却媒体が流れる流路１３ｄが内部に形成されており、冷却媒体は接続部１３ｂから接続部１３ｃへ向けて流路１３ｄを流れる。これにより台座部材１３が冷却される。

また、壁部材１４にも冷却媒体の流路１４ｂが内部に形成されている。流路１４ｂは、台座部材１３の流路１３ｄから分岐した流路であり、これらの流路１３ｄ、１４ｂは連通点１４ｃで連通している。連通点１４ｃは壁部材１４と台座部材１３との接続部分に位置している。流路１３ｄと流路１４ｂとが連通していることで、共通の配管４４、４５により冷却媒体を台座部材１３及び壁部材１４に流通させることができる。

＜電子デバイス＞
次に、電子デバイスの一例を説明する。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８（Ａ）は有機ＥＬ表示装置５００の全体図、図８（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。

図８（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５００の表示領域５１には、発光素子を複数備える画素５２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５１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５２Ｒ、第２発光素子５２Ｇ、第３発光素子５２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素５２が構成されている。画素５２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５２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５２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８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２は、基板５３上に、第１の電極（陽極）５４と、正孔輸送層５５と、赤色層５６Ｒ・緑色層５６Ｇ・青色層５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、第２の電極（陰極）５８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５５、赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ、電子輸送層５７が有機層に当たる。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ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５４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５５と電子輸送層５７と第２の電極５８は、複数の発光素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂ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８（Ｂ）に示すように正孔輸送層５５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５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ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５７と第２の電極５８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５４の間でのショートを防ぐために、第１の電極５４間に絶縁層５９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６０が設けられている。

図８（Ｂ）では正孔輸送層５５や電子輸送層５７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５４と正孔輸送層５５との間には第１の電極５４から正孔輸送層５５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５８と電子輸送層５７の間にも電子注入層を形成してもよい。

赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ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５６Ｒ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５６Ｒの例を示したが、緑色層５６Ｇや青色層５６Ｂ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。

こうした電子デバイスの製造において、上述した成膜装置１が適用可能であり、当該製造方法は、搬送装置２により基板５３を搬送する搬送工程と、搬送されている基板５３に蒸着装置３によって各層の少なくともいずれか一つの層を蒸着する蒸着工程と、を含むことができる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、一つの蒸着源６に対して二つのシャッタ７を設けたが、一つの蒸着源６に対して一つのシャッタ７を設けた構成でもよい。また、一つの支持部材３０に対して二つの駆動ユニットＤＵ１、ＤＵ２を設けたが、一つの支持部材３０に対して一つの駆動ユニットＤＵを設けてもよい。

蒸着源６はラインソース以外にスポットソースであってもよい。上記実施形態では、シャッタ７の回動中心線ＡＬは水平方向（Ｙ方向）であるが、垂直方向（Ｚ方向）であってもよい。この場合、シャッタ７は水平姿勢に支持される板状のシャッタであってもよく、支持部材３０はアーム部３２が無い取付部３１が回転軸３３に接続される構成であってもよい。蒸着源６がスポットソースである場合に有利な構成である。

冷却媒体は循環されなくてもよく、排出された冷却媒体は再度支持部材３０等に供給されることなく廃棄されてもよい。

取付部３１の流路３１ａは途中部で折り返さずに取付部３１の長手方向の一方端部から他方端部へ貫通していてもよい。この場合、アーム部３２内の流路も一つとなり、駆動ユニットＤＵ１→アーム部３２→取付部３１→アーム部３２→駆動ユニットＤＵ２の順に一方向に冷却媒体が流通するようにすることができる。そして、駆動ユニットＤＵ１の回転軸３３内には供給側の可撓性チューブ４１ａのみが配置され、駆動ユニットＤＵ２の回転軸３３内には排出側の可撓性チューブ４１ｂのみが配置される。

台座部材１３及び壁部材１４の冷却構造は、上記実施形態の蒸着装置３に限られず、多様な蒸着装置に適用可能である。

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、２ 搬送装置、３ 蒸着装置、９ 監視装置

Claims (12)

1. 水平方向に延設され、基板に蒸着物質を放出する蒸着源と、
   シャッタと、
   前記蒸着源と前記基板との間の位置を含む移動軌道上で前記シャッタを回動する回動手段と、
   冷却媒体が流れる配管と、
   を備えた蒸着装置であって、
   前記回動手段は、
   軸方向に延びる内部空間を有し、前記蒸着源の延設方向に沿う前記シャッタの回動中心を形成する回転軸と、
   前記回転軸に接続され、前記シャッタを支持する支持部材と、
   前記回転軸を支持する軸受けと、
   駆動源として中空モータと、を含み、
   前記回転軸は、
   前記中空モータを通過する部分と、
   前記軸受けに支持される部分と、を含み、
   前記支持部材は、前記配管に接続され、前記冷却媒体が流れる流路を有し、
   前記流路と前記配管とを接続する接続部が、前記回転軸の前記内部空間において前記支持部材に設けられ、
   前記配管は、前記接続部に接続され、前記回転軸の前記内部空間において前記回転軸の前記軸方向に延設された可撓性チューブを含む、
   ことを特徴とする蒸着装置。
2. 請求項１に記載の蒸着装置であって、
   前記回転軸の、前記軸方向の両端部が開口しており、
   前記支持部材は、前記回転軸の前記軸方向の一方端部の開口を塞ぐように前記回転軸に接続され、
   前記可撓性チューブは、前記回転軸の前記軸方向の他方端部の開口よりも外部へ延設されている、
   ことを特徴とする蒸着装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の蒸着装置であって、
   前記配管として、前記冷却媒体の供給用の配管と、前記冷却媒体の排出用の配管とを備え、
   前記接続部として、前記供給用の配管が接続される供給用の接続部と、前記排出用の配管が接続される排出用の接続部と、を備え、
   前記供給用の配管は、前記可撓性チューブとして前記供給用の接続部に接続される可撓性チューブを含み、
   前記排出用の配管は、前記可撓性チューブとして前記排出用の接続部に接続される可撓性チューブを含む、
   ことを特徴とする蒸着装置。
4. 請求項１に記載の蒸着装置であって、
   前記蒸着源からの蒸着物質の放出状態を監視する監視手段を備え、
   前記監視手段は、前記軸受けから前記回転軸の径方向に離間した位置に配置されている、
   ことを特徴とする蒸着装置。
5. 基板を搬送する搬送装置と、
   前記基板に蒸着物質を蒸着する蒸着装置と、を備え、
   前記基板を搬送しながら蒸着を行うインライン型の成膜装置であって、
   前記蒸着装置は、
   前記基板の搬送方向と交差する方向に延設され、前記基板に蒸着物質を放出する蒸着源と、
   シャッタと、
   前記蒸着源と前記基板との間の位置を含む移動軌道上で前記シャッタを回動する回動手段と、
   冷却媒体が流れる配管と、
   前記蒸着源からの蒸着物質の放出状態を監視する監視手段と、を備え、
   前記回動手段は、
   軸方向に延びる内部空間を有し、前記蒸着源の延設方向に沿う前記シャッタの回動中心を形成する回転軸と、
   前記回転軸に接続され、前記シャッタを支持する支持部材と、
   前記回転軸を支持する軸受けと、
   駆動源として中空モータと、を含み、
   前記回転軸は、
   前記中空モータを通過する部分と、
   前記軸受けに支持される部分と、を含み、
   前記監視手段は、前記軸受けから前記回転軸の径方向に離間した位置に配置され、
   前記支持部材は、前記配管に接続され、前記冷却媒体が流れる流路を有し、
   前記流路と前記配管とを接続する接続部が、前記回転軸の前記内部空間において前記支持部材に設けられ、
   前記配管は、前記接続部に接続され、前記回転軸の前記内部空間を前記回転軸の前記軸方向に延設された可撓性チューブを含む、
   ことを特徴とする成膜装置。
6. 請求項５に記載の成膜装置であって、
   前記支持部材は、
   前記蒸着源の前記延設方向に沿って延設され、前記シャッタが取り付けられる取付部と、
   前記回転軸の径方向に延設され、前記延設方向で前記取付部の端部と前記回転軸とを接続するアーム部と、を含み、
   前記流路は、前記アーム部及び前記取付部に渡って形成され、
   前記接続部は、前記アーム部に設けられている、
   ことを特徴とする成膜装置。
7. 請求項５に記載の成膜装置であって、
   前記シャッタは、前記回動中心の径方向で外側に凸の弧状断面形状を有している、
   ことを特徴とする成膜装置。
8. 請求項６に記載の成膜装置であって、
   前記シャッタは、前記取付部に対して、前記回動中心の径方向で内側に取り付けられている、
   ことを特徴とする成膜装置。
9. 請求項６に記載の成膜装置であって、
   前記シャッタは、前記取付部に対して、交換可能に取り付けられている、
   ことを特徴とする成膜装置。
10. 基板を搬送する搬送装置と、
    前記基板に蒸着物質を蒸着する蒸着装置と、を備え、
    前記基板を搬送しながら蒸着を行うインライン型の成膜装置であって、
    前記蒸着装置は、
    前記基板の搬送方向と交差する方向に延設され、前記基板に蒸着物質を放出する蒸着源と、
    シャッタと、
    前記蒸着源と前記基板との間の位置を含む移動軌道上で前記シャッタを回動する回動手段と、
    冷却媒体が流れる配管と、を備え、
    前記回動手段は、
    軸方向に延びる内部空間を有し、前記蒸着源の延設方向に沿う前記シャッタの回動中心を形成する回転軸と、
    前記回転軸に接続され、前記シャッタを支持する支持部材と、を含み、
    前記支持部材は、前記配管に接続され、前記冷却媒体が流れる流路を有し、
    前記流路と前記配管とを接続する接続部が、前記回転軸の前記内部空間において前記支持部材に設けられ、
    前記配管は、前記接続部に接続され、前記回転軸の前記内部空間を前記回転軸の前記軸方向に延設された可撓性チューブを含み、
    前記蒸着装置は、
    前記回転軸として、同軸上に配置された第一の回転軸及び第二の回転軸を備え、
    前記支持部材は、
    前記蒸着源の前記延設方向に沿って延設され、前記シャッタが取り付けられる取付部と、
    前記第一の回転軸の径方向に延設され、前記取付部の一方の端部と前記第一の回転軸とを接続する第一のアーム部と、
    前記第二の回転軸の径方向に延設され、前記取付部の他方の端部と前記第二の回転軸とを接続する第二のアーム部と、を含み、
    前記流路は、
    前記第一のアーム部及び前記取付部の途中部に渡って形成された第一の流路と、
    前記第二のアーム部及び前記取付部の途中部に渡って形成された第二の流路と、を含み、
    前記蒸着装置は、前記可撓性チューブとして、
    前記第一の流路と接続され、前記第一の回転軸の内部空間に配置される第一の可撓性チューブと、前記第二の流路と接続され、前記第二の回転軸の内部空間に配置される第二の可撓性チューブと、を備える、
    ことを特徴とする成膜装置。
11. 請求項５乃至請求項１０のいずれか一項に記載の成膜装置を用いた成膜方法であって、
    前記搬送装置によって前記基板を搬送する搬送工程と、
    搬送されている前記基板に、前記蒸着装置によって蒸着を行う蒸着工程と、を有する
    ことを特徴とする成膜方法。
12. 請求項５乃至請求項１０のいずれか一項に記載の成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
    前記搬送装置によって前記基板を搬送する搬送工程と、
    搬送されている前記基板に、前記蒸着装置によって蒸着を行う蒸着工程と、を有する
    ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

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