KR101075130B1

KR101075130B1 - 증착 장치

Info

Publication number: KR101075130B1
Application number: KR1020097005687A
Authority: KR
Inventors: 신고 와타나베; 유지 오노; 코유 하세가와; 마사히로 오가와; 코우이치 혼다
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2011-10-19
Also published as: JP2008088489A; JP5173175B2; DE112007002217T5; WO2008041671A1; KR20090045356A; US20100071623A1; TW200835796A

Abstract

증기 발생부에서 발생시킨 성막 재료의 증기를 온도 저하시키지 않고 증착 헤드에 보낼 수 있는 증착 장치를 제공한다. 증착에 의해 피처리체(G)를 성막 처리하는 증착 장치(13)로서, 피처리체(G)를 성막 처리하는 처리실(30)과, 성막 재료를 증발시키는 증기 발생실(31)을 인접시켜 배치하고, 처리실(30)의 내부와 증기 발생실(31)의 내부를 감압시키는 배기 기구(36, 41)를 설치하고, 처리실(30)에 성막 재료의 증기를 분출시키는 증기 분출구(80)를 배치하고, 증기 발생실(31)에 성막 재료를 증발시키는 증기 발생부(70 ~ 72)와, 성막 재료의 증기의 공급을 제어하는 제어 밸브(75 ~ 77)를 배치하고, 증기 발생부(70 ~ 72)에서 발생시킨 성막 재료의 증기를, 처리실(30)과 증기 발생실(31)의 외부로 내보내지 않고, 증기 분출구(80)에 공급시키는 유로(81~83, 85)를 설치했다.

Description

증착 장치 {EVAPORATING APPARATUS}

본 발명은, 증착에 의해 피처리체를 성막 처리하는 증착 장치에 관한 것이다.

근래, 일렉트로루미네센스(EL；electroluminescence)를 이용한 유기 EL 소자가 개발되고 있다. 유기 EL 소자는 열을 거의 내지 않으므로 브라운관 등에 비해 소비 전력이 작고, 또한 자발광이므로 액정 디스플레이(LCD) 등에 비해 시야각이 우수한 등의 이점이 있어 향후 발전이 기대되고 있다.

이 유기 EL 소자의 가장 기본적인 구조는, 글라스 기판 상에 애노드(양극)층, 발광층 및 캐소드(음극)층을 쌓아서 형성한 샌드위치 구조이다. 발광층의 빛을 밖으로 취출하기 위하여, 글라스 기판 상의 애노드층에는, ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 투명 전극이 이용된다. 이러한 유기 EL 소자는, 표면에 ITO층(애노드층)이 미리 형성된 글라스 기판 상에, 발광층과 캐소드층을 차례대로 성막함으로써 제조되는 것이 일반적이다.

이상과 같은 유기 EL 소자의 발광층을 성막시키는 장치로서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 나타내는 진공 증착 장치가 알려져 있다.

특허 문헌 1：일본특허공개공보 2000－282219호

발명이 해결하고자 하는 과제

그런데, 유기 EL 소자의 발광층을 성막시키는 공정에서는, 처리 용기 내를 소정의 압력까지 감압시키는 것이 행해진다. 그 이유는, 상기와 같이, 유기 EL 소자의 발광층을 성막시키는 경우, 증착 헤드로부터 200℃ ~ 500℃ 정도의 고온으로 한 성막 재료의 증기를 공급하여 기판 표면에 성막 재료를 증착시키는 것이지만, 만일 대기 중에서 성막 처리하면, 기화시킨 성막 재료의 증기의 열이 처리 용기 내의 공기를 전달함으로써, 처리실 내에 배치된 각종 센서 등의 부품을 고온으로 하여, 이들 부품의 특성을 악화시키거나 부품 자체의 파손을 초래하기 때문이다. 따라서, 유기 EL 소자의 발광층을 성막시키는 공정에서는, 처리 용기 내를 소정의 압력까지 감압시켜, 성막 재료의 증기의 열이 빠져나가지 않도록 유지하고 있다(진공 단열).

한편, 성막 재료를 증발시키는 증기 발생부, 또는 증기 발생부에서 발생시킨 성막 재료의 증기를 증착 헤드에 보내는 배관, 성막 재료의 증기의 공급을 제어하는 제어 밸브 등은, 성막 재료의 보충, 메인터넌스 등의 이유로 처리 용기의 외부에 놓여지는 것이 일반적이다. 그러나, 만일 이들 증기 발생부, 배관, 제어 밸브 등을 대기압 하에 배치한 경우, 공기 중을 통하여 방열함으로써, 증기 발생부에서 발생시킨 성막 재료의 증기를 증착 헤드에 보낼 때까지의 동안에 원하는 온도로 유지하기 어렵다고 하는 문제가 발생한다. 예를 들면, 증착 헤드에 보낼 때까지의 동안에 성막 재료의 증기가 설정 온도 이하가 되면, 성막 재료가 배관 중 등에서 석출되어 증착 헤드에 충분히 보내어지지 않게 된다. 이 때문에, 증착 헤드로부터의 증기의 공급량이 감소하여 증착 속도가 저하된다. 또한, 이러한 온도 저하를 방지하기 위하여 캐리어 가스의 예열(preheating) 또는 배관 등을 가열하는 히터를 설치하는 것이 필요시되어, 장치 비용, 런닝(running) 비용이 상승하고, 장치도 대형화된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 증기 발생부에서 발생시킨 성막 재료의 증기를 온도 저하시키지 않고 증착 헤드에 보낼 수 있는 증착 장치를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 의하면, 증착에 의해 피처리체를 성막 처리하는 증착 장치로서, 피처리체를 성막 처리하는 처리실과, 성막 재료를 증발시키는 증기 발생실을 인접시켜 배치하고, 상기 처리실의 내부와 상기 증기 발생실의 내부를 감압시키는 배기 기구를 설치하고, 상기 처리실과 상기 증기 발생실의 사이를 구획하고 있는 격벽에는, 성막 재료의 증기를 공급하는 복수의 증착 유닛이 장착되고, 상기 증착 유닛에는, 상기 처리실에 배치된, 성막 재료의 증기를 분출시키는 증기 분출구와, 상기 증기 발생실에 배치된, 성막 재료를 증발시키는 증기 발생부와, 성막 재료의 증기의 공급을 제어하는 제어 밸브와, 상기 처리실과 상기 증기 발생실의 외부에 노출되지 않고, 상기 증기 발생부에서 발생시킨 성막 재료의 증기를 상기 증기 분출구에 공급시키는 유로가 설치되고, 각 증착 유닛의 사이에는, 증기 구획벽이 배치되어 있는 증착 장치가 제공된다.

상기 처리실의 상방에는, 피처리체를 유지하여 이동시키는 지지 부재가 설치되고, 상기 복수의 증착 유닛은, 피처리체의 반송 방향에 따라 배치되고, 각 증착 유닛의 사이에 배치된 상기 증기 구획벽에 의해, 각 증착 유닛으로부터 공급되는 성막 재료의 증기가 서로 혼합되지 않고 피처리체의 하면에 차례로 성막되는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 상기 격벽의 적어도 일부를 단열재로 하면 좋다. 또한, 상기 증착 유닛은, 증착 헤드의 하방에 배관 케이스를 장착하고, 상기 배관 케이스에 증기 발생부와 제어 밸브를 장착한 구성이어도 좋다.

또한, 상기 증기 발생부에서 증발시킨 성막 재료의 증기를 상기 증기 분출구에 공급시키기 위한 캐리어 가스를, 상기 증기 발생부에 공급하는 캐리어 가스 공급 배관을 가지고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 증기 발생부는 전체를 일체적으로 가열할 수 있는 히터 블록을 가지고, 상기 히터 블록의 내부에, 성막 재료를 충전할 수 있는 재료 용기와, 상기 캐리어 가스 공급 배관으로부터 공급된 캐리어 가스를 상기 재료 용기에 통과시키는 캐리어 가스 경로를 배치해도 좋다.

상기 성막 재료는, 예를 들면, 유기 EL 소자의 발광층의 성막 재료이다. 또한, 상기 제어 밸브는, 예를 들면, 벨로우즈 밸브 또는 다이어프램 밸브이다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 증기 발생부에서 발생시킨 성막 재료의 증기를, 처리실과 증기 발생실의 외부에 노출되지 않는 배관을 통하여 증기 분출구에 공급시킴으로써, 진공 단열 상태로 성막 재료의 증기를 온도 저하시키지 않고 증착 헤드로 보낼 수 있다. 이 때문에, 배관 중 등에서의 성막 재료의 석출을 방지할 수 있어, 증착 헤드로부터의 증기의 공급량이 안정되고, 증착 속도의 저하가 방지된다. 또한, 배관 등을 가열하는 히터도 생략할 수 있어, 장치 비용, 런닝 비용을 저감시킬 수 있고, 장치도 소형화할 수 있다.

또한, 증착 헤드에 증기 발생부와 제어 밸브를 지지시킨 일체적인 구조로 하면, 증착 유닛이 컴팩트하게 되어, 처리실과 증기 발생실의 내부의 진공 단열에 의해, 증착 유닛 전체의 온도 제어성, 온도 균일성이 향상된다. 증착 헤드에 증기 발생부와 제어 밸브를 일체화시킴으로써, 각 부의 이음매가 없어져 온도 저하가 완화된다. 또한, 증착 유닛을 일체적으로 취출함으로써 메인터넌스도 용이해진다. 또한, 증기 발생부를 일체적으로 가열할 수 있는 히터 블록으로 하고, 이 히터 블록의 내부에 재료 용기와 캐리어 가스 경로를 배치하면, 캐리어 가스의 예열을 위한 히터도 생략할 수 있어, 전체적인 공간 절약화를 도모할 수 있다.

도 1은 유기 EL 소자의 설명도이다.

도 2는 성막 시스템의 설명도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 증착 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 4는 증착 유닛의 사시도이다.

도 5는 증착 유닛의 회로도이다.

도 6은 증기 발생부의 사시도이다.

도 7은 트랜스퍼 챔버의 주위에 각 처리 장치를 배치한 성막 시스템의 설명도이다.

도 8은 트랜스퍼 챔버의 주위에 6 대의 처리 장치를 설치한 처리 시스템의 설명도이다.

도 9는 반입출부로부터 각 처리 장치에 대해 기판을 직접 반입하도록 구성된 처리 시스템의 설명도이다.

*부호의 설명*

A : 유기 EL 소자

G : 글라스 기판

10 : 처리 시스템

11 : 로더

12, 14, 16, 18, 20, 22 : 트랜스퍼 챔버

13 : 발광층의 증착 장치

15 : 일 함수 조정층의 성막 장치

17 : 에칭 장치

19 : 스퍼터링 장치

21 : CVD 장치

23 : 언로더

30 : 처리실

31 : 증기 발생실

32 : 용기 본체

33 : 격벽

35, 40 : 배기 홀

36, 41 : 진공 펌프

45 : 가이드 부재

47 : 기판 유지부

55 ~ 60 : 증착 유닛

65 : 증착 헤드

66 : 배관 케이스

70 ~ 72 : 증기 발생부

75 ~ 77 : 제어 밸브

80 : 증기 분출구

81 ~ 83 : 가지 배관(branch pipes)

85 : 합류 배관

90 : 히터

91 : 히터 블록

92 : 재료 용기

93 : 캐리어 가스 공급 배관

94 : 캐리어 가스 경로

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 실시예에서는, 증착 처리의 일례로서, 피처리체로서의 글라스 기판(G) 상에 애노드(양극)층(1), 발광층(3) 및 캐소드(음극)층(2)을 성막하여 유기 EL 소자(A)를 제조하는 처리 시스템(10)을 예로 들어 구체적으로 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에서 제조되는 유기 EL 소자(A)의 설명도이 다. 유기 EL 소자(A)의 가장 기본이 되는 구조는, 양극(1)과 음극(2)의 사이에 발광층(3)을 개재한 샌드위치 구조이다. 양극(1)은 글라스 기판(G) 상에 형성되어 있다. 양극(1)에는, 발광층(3)의 빛을 투과시킬 수 있는, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 투명 전극이 이용된다.

발광층(3)인 유기층은 1 층에서부터 다층인 것까지 있으나, 도 1에서는, 제 1 층(a1) ~ 제 6 층(a6)을 적층한 6 층 구성이다. 제 1 층(a1)은 홀 수송층, 제 2 층(a2)은 비발광층(전자 블록층), 제 3 층(a3)은 청(靑)발광층, 제 4 층(a4)은 적(赤)발광층, 제 5 층(a5)은 녹(綠)발광층, 제 6 층(a6)은 전자 수송층이다. 이러한 유기 EL 소자(A)는, 후술하는 바와 같이, 글라스 기판(G) 표면의 양극(1) 위에, 발광층(3)(제 1 층(a1) ~ 제 6 층(a6))을 차례대로 성막하고, 일 함수 조정층(도시하지 않음)을 개재시킨 후, Ag, Mg/Ag 합금 등의 음극(2)을 형성하고, 마지막으로, 전체를 질화막(도시하지 않음) 등으로 봉지하여 제조된다.

도 2는, 유기 EL 소자(A)를 제조하기 위한 성막 시스템(10)의 설명도이다. 이 성막 시스템(10)은, 기판(G)의 반송 방향(도 2에서 오른쪽 방향)을 따라, 로더(11), 트랜스퍼 챔버(12), 발광층(3)의 증착 장치(13), 트랜스퍼 챔버(14), 일 함수 조정층의 성막 장치(15), 트랜스퍼 챔버(16), 에칭 장치(17), 트랜스퍼 챔버(18), 스퍼터링 장치(19), 트랜스퍼 챔버(20), CVD 장치(21), 트랜스퍼 챔버(22), 언로더(23)를 직렬로 차례대로 배열한 구성이다. 로더(11)는, 기판(G)을 성막 시스템(10) 내로 반입하기 위한 장치이다. 트랜스퍼 챔버(12, 14, 16, 18, 20, 22)는, 각 처리 장치 간에서 기판(G)을 전달하기 위한 장치이다. 언로더(23) 는, 기판(G)을 성막 시스템(10) 밖으로 반출하기 위한 장치이다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 증착 장치(13)에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 도 3은 증착 장치(13)의 구성을 개략적으로 도시한 단면도, 도 4는 증착 장치(13)가 구비하는 증착 유닛(55(56, 57, 58, 59, 60))의 사시도, 도 5는 증착 유닛(55(56, 57, 58, 59, 60))의 회로도, 도 6은 증기 발생부(70, 71, 72)의 사시도이다.

이 증착 장치(13)는, 내부에서 기판(G)을 성막 처리하기 위한 처리실(30)과, 성막 재료를 증발시키는 증기 발생실(31)을 상하로 인접시켜 배치한 구성이다. 이들 처리실(30)과 증기 발생실(31)은, 알루미늄, 스테인레스 스틸 등으로 구성된 용기 본체(32)의 내부에 형성되어 있고, 처리실(30)과 증기 발생실(31)의 사이는, 단열재로 구성된 격벽(33)에 의해 구획되어 있다.

처리실(30)의 저면(底面)에는 배기 홀(35)이 개구되어 있고, 배기 홀(35)에는 용기 본체(32)의 외부에 배치된 배기 기구인 진공 펌프(36)가 배기관(37)을 개재하여 접속되어 있다. 이 진공 펌프(36)의 가동에 의해 처리실(30)의 내부는 소정의 압력으로 감압된다.

마찬가지로, 증기 발생실(31)의 저면에는 배기 홀(40)이 개구되어 있고, 배기 홀(40)에는 용기 본체(32)의 외부에 배치된 배기 기구인 진공 펌프(41)가 배기관(42)을 개재하여 접속되어 있다. 이 진공 펌프(41)의 가동에 의해 증기 발생실(31)의 내부는 소정의 압력으로 감압된다.

처리실(30)의 상방에는, 가이드 부재(45)와, 이 가이드 부재(45)를 따라 적 절한 구동원(도시하지 않음)에 의해 이동하는 지지 부재(46)가 설치되어 있다. 지지 부재(46)에는, 정전 척 등의 기판 유지부(47)가 설치되어 있고, 성막 대상인 기판(G)은 기판 유지부(47)의 하면에 수평으로 유지된다.

처리실(30)의 측면에는 반입구(50)와 반출구(51)가 형성되어 있다. 이 증착 장치(13)에서는 반입구(50)로부터 반입된 기판(G)이 기판 유지부(47)에서 유지되고, 처리실(30) 내에서 도 3 중의 오른쪽 방향으로 반송되어 반출구(51)로부터 반출된다.

처리실(30)과 증기 발생실(31)의 사이를 구획하고 있는 격벽(33)에는, 성막 재료의 증기를 공급하는 6 개의 증착 유닛(55, 56, 57, 58, 59, 60)이 기판(G)의 반송 방향을 따라 배치되어 있다. 이들 증착 유닛(55 ~ 60)은, 홀 수송층을 증착시키는 제 1 증착 유닛(55), 비발광층을 증착시키는 제 2 증착 유닛(56), 청발광층을 증착시키는 제 3 증착 유닛(57), 적발광층을 증착시키는 제 4 증착 유닛(58), 녹발광층을 증착시키는 제 5 증착 유닛(59), 전자 수송층을 증착시키는 제 6 증착 유닛(60)으로 이루어지고, 기판 유지부(47)에 의해 유지되면서 반송되는 기판(G)의 하면에 대해 성막 재료의 증기를 차례대로 성막시키도록 되어 있다. 또한, 각 증착 유닛(55 ~ 60)의 사이에는 증기 구획 벽(61)이 배치되어 있어, 각 증착 유닛(55 ~ 60)으로부터 공급되는 성막 재료의 증기가 서로 혼합하지 않고, 기판(G)의 하면에 차례대로 성막되도록 되어 있다.

각 증착 유닛(55 ~ 60)은 모두 동일한 구성을 가지고 있으므로, 대표적으로 제 1 증착 유닛(55)에 대해 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 증착 유닛(55)은 증착 헤드(65)의 하방에 배관 케이스(수송로)(66)를 장착하고, 이 배관 케이스(66)의 양측면에 3 개의 증기 발생부(70, 71, 72)와, 3 개의 개폐 밸브(75, 76, 77)를 장착한 구성이다.

증착 헤드(65)의 상면에는 유기 EL 소자(A)의 발광층(3)의 성막 재료의 증기를 분출시키는 증기 분출구(80)가 형성되어 있다. 증기 분출구(80)는, 기판(G)의 반송 방향에 직교하는 방향을 따라 슬릿 형상으로 배치되어 있고, 기판(G)의 폭과 동일하거나 약간 긴 길이를 가지고 있다. 이 슬릿 형상의 증기 분출구(80)로부터 성막 재료의 증기를 분출시키면서, 상술한 기판 유지부(47)에 의해 기판(G)을 반송함으로써, 기판(G)의 하면 전체에 성막시키도록 되어 있다.

증착 헤드(65)는, 증기 분출구(80)가 형성된 상면을 처리실(30) 내에 노출시킨 자세로, 처리실(30)과 증기 발생실(31)을 구획하는 격벽(33)에 지지되어 있다. 증착 헤드(65)의 하면은, 증기 발생실(31) 내에 노출되어 있고, 이 증착 헤드(65)의 하면에 장착된 배관 케이스(수송로)(66)와, 배관 케이스(66)에 장착된 증기 발생부(70, 71, 72) 및 제어 밸브(75, 76, 77)가 모두 증기 발생실에 배치되어 있다.

3 개의 증기 발생부(70, 71, 72)와 3 개의 제어 밸브(75, 76, 77)는 서로 대응하는 관계이며, 제어 밸브(75)는 증기 발생부(70)에서 발생시킨 성막 재료의 증기의 공급을 제어하고, 제어 밸브(76)는 증기 발생부(71)에서 발생시킨 성막 재료의 증기의 공급을 제어하고, 제어 밸브(77)는 증기 발생부(72)에서 발생시킨 성막 재료의 증기의 공급을 제어하도록 되어 있다. 배관 케이스(66)의 내부에는, 각 증기 발생부(70 ~ 72)와 각 제어 밸브(75 ~ 77)를 접속하는 가지 배관(81, 82, 83) 과, 각 증기 발생부(70 ~ 72)로부터 각 제어 밸브(75 ~ 77)를 거쳐 공급된 성막 재료의 증기를 합류시켜 증착 헤드(65)에 공급하는 합류 배관(85)이 설치되어 있다.

각 증기 발생부(70 ~ 72)는 모두 동일한 구성을 가지고 있고, 도 6에 도시한 바와 같이, 증기 발생부(70 ~ 72)는 측면에 복수의 히터(90)가 장착된, 전체를 일체적으로 가열할 수 있는 히터 블록(91)을 가지고 있다. 히터 블록(91) 전체는 히터(90)에 의해 성막 재료를 증발시킬 수 있는 온도로 가열된다.

히터 블록(91)의 내부 중앙에는, 유기 EL 소자(A)의 발광층(3)의 성막 재료(증착 재료)를 충전할 수 있는 재료 용기(92)가 배치되어 있고, 히터 블록(91)의 열에 의해, 이 재료 용기(92)에 충전된 성막 재료가 증발되도록 되어 있다. 또한, 히터 블록(91)의 측면에는 Ar 등의 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급 배관(93)이 접속되어 있다. 히터 블록(91)의 내부에는, 이 캐리어 가스 공급 배관(93)으로부터 공급된 캐리어 가스를 히터 블록(91)의 내부에서 우회시켜 충분한 거리를 통과한 후, 재료 용기(92)에 공급시키는 캐리어 가스 경로(94)가 형성되어 있다. 이 때문에, 캐리어 가스 공급 배관(93)으로부터 공급된 캐리어 가스는 캐리어 가스 경로(94)를 통과함으로써, 거의 히터 블록(91)과 동일한 온도까지 승온되고 나서, 재료 용기(92)에 공급되도록 되어 있다. 또한, 성막 재료를 충전하는 경우, 용기 본체(32)의 하부에 형성된 게이트 밸브 등(도시하지 않음)을 통해 증기 발생실(31) 내를 일단 대기 개방하고, 각 증기 발생부(70 ~ 72)의 재료 용기(92)에 대한 성막 재료의 보충을 행한다. 단, 처리실(30)과 증기 발생실(31)은 상술한 격벽(33)에 의해 구획되어 있으므로, 이러한 성막 재료의 충전 시에도 처리실(30) 내 는 감압되어 있어, 진공 단열 상태가 유지된다.

각 제어 밸브(75 ~ 77)는, 개폐 조작을 행함으로써, 각 증기 발생부(70 ~ 72)에서 증발되어 캐리어 가스와 함께 각 가지 배관(81 ~ 83)을 거쳐 공급되는 성막 재료의 증기를, 합류 배관(85)측에 공급하는 상태와, 공급하지 않는 상태로 적절히 전환하는 것이 가능하다. 제어 밸브(75 ~ 77)에는, 벨로우즈 밸브, 다이어프램 밸브 등을 이용할 수 있다. 이 제어 밸브(75 ~ 77)의 개폐 조작에 의해, 각 증기 발생부(70 ~ 72)에서 증발된 성막 재료의 증기가 임의의 조합으로 합류 배관(85)에서 합류되도록 되어 있다. 그리고, 이리하여 합류 배관(85)에서 합류된 성막 재료의 증기가, 증기를 공급하기 위한 배관이 처리실(30)과 증기 발생실(31)의 외부에 노출되지 않는 상태로 증착 헤드(65) 상면의 증기 분출구(80)로부터 분출되도록 되어 있다. 또한, 대표적으로 제 1 증착 유닛(55)에 대하여 설명하였으나, 다른 증착 유닛(56 ~ 60)도 동일한 구성이다.

이 외에, 도 2에 도시한 일 함수 조정층의 성막 장치(15)는, 증착에 의해 기판(G)의 표면에 대해 일 함수 조정층을 성막하도록 구성되어 있다. 에칭 장치(17)는 성막된 각 층 등을 에칭하도록 구성되어 있다. 스퍼터링 장치(19)는, Ag 등의 전극 재료를 스퍼터링하여 음극(2)을 형성시키도록 구성되어 있다. CVD 장치(21)는, 질화막 등으로 이루어지는 봉지(封止)막을 CVD 등에 의해 성막하여 유기 EL 소자(A)의 봉지를 행하는 것이다.

그런데, 이상과 같이 구성된 성막 시스템(10)에서, 로더(11)를 통하여 반입된 기판(G)이 트랜스퍼 챔버(12)에 의해, 우선 증착 장치(13)로 반입된다. 이 경 우, 기판(G)의 표면에는, 예를 들면 ITO로 이루어지는 양극(1)이 소정의 패턴으로 사전에 형성되어 있다.

그리고, 증착 장치(13)에서는, 표면(성막면)을 아래로 향하게 한 자세로 하여 기판 유지부(47)에서 기판(G)이 유지된다. 또한, 이와 같이 기판(G)이 증착 장치(13)로 반입되기 전에, 증착 장치(13)의 처리실(30)과 증기 발생실(31)의 내부는, 진공 펌프(36, 41)의 가동에 의해 모두 사전에 소정의 압력으로 감압되어 있다.

그리고, 감압된 증기 발생실(31) 내에서, 각 증기 발생부(70 ~ 72)에서 증발된 성막 재료의 증기가 제어 밸브(75 ~ 77)의 개폐 조작에 의해 임의의 조합으로 합류 배관(85)에서 합류되고, 증기를 공급하기 위한 배관이 증기 발생실(31)의 외부에 노출되지 않는 상태로 증착 헤드(65)에 공급된다. 이리하여 증착 헤드(65)에 공급된 성막 재료의 증기가 처리실(30) 내에서 증착 헤드(65) 상면의 증기 분출구(80)로부터 분출된다.

한편, 감압된 처리실(30) 내에서는, 기판 유지부(47)에 유지된 기판(G)이 도 3 중의 오른쪽 방향으로 반송된다. 그리고, 이동 중에, 증착 헤드(65) 상면의 증기 분출구(80)로부터 성막 재료의 증기가 공급되어, 기판(G)의 표면에 발광층(3)이 성막·적층된다.

그리고, 증착 장치(13)에서 발광층(3)을 성막시킨 기판(G)은 트랜스퍼 챔버(14)에 의해, 이어서 성막 장치(15)로 반입된다. 이리 하여, 성막 장치(15)에서는 기판(G)의 표면에 일 함수 조정층이 성막된다.

이어서, 트랜스퍼 챔버(16)에 의해, 기판(G)은 에칭 장치(17)로 반입되고, 각 성막의 형상 등이 조정된다. 다음으로, 트랜스퍼 챔버(18)에 의해 기판(G)은 스퍼터링 장치(19)로 반입되어 음극(2)이 형성된다. 이어서, 트랜스퍼 챔버(20)에 의해, 기판(G)은 CVD 장치(21)로 반입되어 유기 EL 소자(A)의 봉지가 행해진다. 이렇게 제조된 유기 EL 소자(A)가, 트랜스퍼 챔버(22), 언로더(23)를 통하여 성막 시스템(10) 밖으로 반출된다.

이상의 성막 시스템(10)에 있어서는, 증착 장치(13)에 있어서, 증기 발생부(70 ~ 72)에서 발생시킨 성막 재료의 증기를, 처리실(30)과 증기 발생실(31)의 외부에 노출되지 않는 배관을 통하여 증기 분출구(80)에 공급시킬 수 있어, 성막 재료의 증기를 진공 단열 상태를 유지하여 온도를 저하시키지 않고 증착 헤드(65)로 보낼 수 있다. 이 때문에, 가지 배관(81, 82, 83) 또는 각 제어 밸브(75 ~ 77), 합류 배관(85) 등에서의 성막 재료의 석출을 방지할 수 있어, 증착 헤드(65)로부터의 증기의 공급량이 안정되고, 증착 속도의 저하가 방지된다. 또한, 배관 케이스(66)를 일체적으로 가열함으로써, 가지 배관(81, 82, 83) 또는 각 제어 밸브(75 ~ 77), 합류 배관(85) 등을 가열하는 히터도 생략할 수 있어, 장치 비용, 런닝 비용을 낮출 수 있고, 장치도 소형화할 수 있다.

또한, 도시한 바와 같이 증착 헤드(65)의 하방에 배관 케이스(66), 증기 발생부(70 ~ 72), 제어 밸브(75, 76, 77)를 일체적으로 장착한 증착 유닛(55 ~ 60)을 채용하면, 각 증착 유닛(55 ~ 60)을 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 각 증착 유닛(55 ~ 60)을 각각 일체적으로 취출함으로써, 메인터넌스도 용이해진다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 증기 발생부(70, 71, 72)를 일체적으로 가 열할 수 있는 히터 블록(91)으로 하고, 이 히터 블록(91)의 내부에 재료 용기(92)와 캐리어 가스 경로(94)를 배치하면, 캐리어 가스의 예열을 위한 히터도 생략할 수 있어, 공간 절약화를 도모할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예의 일예를 설명하였으나, 본 발명은 도시한 실시예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허 청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예를 도출할 수 있음은 자명하며, 이들에 대해서도 마땅히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 예를 들면, 유기 EL 소자(A)의 발광층(3)의 증착 장치(13)에 기초하여 설명하였으나, 본 발명은 그 밖의 각종 전자 디바이스 등의 처리에 이용되는 증착 장치에 적용할 수 있다.

처리의 대상이 되는 기판(G)은, 글라스 기판, 실리콘 기판, 각형, 환형(丸形) 등의 기판 등, 각종 기판에 적용할 수 있다. 또한, 기판 이외의 피처리체에도 적용할 수 있다.

도 2에서는, 기판(G)의 반송 방향을 따라, 로더(11), 트랜스퍼 챔버(12), 발광층(3)의 증착 장치(13), 트랜스퍼 챔버(14), 일 함수 조정층의 성막 장치(15), 트랜스퍼 챔버(16), 에칭 장치(17), 트랜스퍼 챔버(18), 스퍼터링 장치(19), 트랜스퍼 챔버(20), CVD 장치(21), 트랜스퍼 챔버(22), 언로더(23)를 직렬로 차례대로 배열한 구성의 성막 시스템(10)을 도시하였다. 그러나, 도 7에 도시한 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(100)의 주위에, 예를 들면, 기판 로드록 장치(101), 스퍼터링 증착 성막 장치(102), 얼라이먼트 장치(103), 에칭 장치(104), 마스크 로드록 장치(105), CVD 장치(106), 기판 반전 장치(107), 증착 성막 장치(108)를 배치한 구 성의 성막 시스템(109)으로 해도 좋다. 각 처리 장치의 대수(臺數)·배치는 임의로 변경 가능하다.

예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(110)의 주위에 6 대의 처리 장치(111 ~ 116)를 설치한 처리 시스템(117)에서 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 또한, 이 도 8에 도시한 처리 시스템(117)에서는, 반입출부(118)로부터 2 개의 로드록실(119)을 통하여 기판(G)을 트랜스퍼 챔버(110)에 반입출시키고, 트랜스퍼 챔버(110)에 의해 각 처리 장치(111 ~ 116)에 대해 기판(G)을 반입출하도록 되어 있다.

또한, 예를 들면, 도 9에 도시한 바와 같이, 반입출부(120)로부터 로드록실(121)을 통하여, 각 처리 장치(122, 122)에 대해 기판(G)을 직접(트랜스퍼 챔버를 통하지 않고) 반입출하도록 구성된 처리 시스템(123)에서 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 이와 같이, 처리 시스템에 설치하는 처리 장치의 대수, 배치는 임의적이다.

또한, 증착 장치(13) 내에서, 반입구(50)로부터 처리실(30) 내로 반입된 기판(G)이, 처리 후, 반출구(51)로부터 반출되는 예를 도시하였다. 그러나, 반입구와 반출구를 겸용하는 반입출구를 설치하고, 반입출구로부터 처리실(30) 내로 반입된 기판(G)이, 처리 후, 다시 반입출구로부터 반출되어도 좋다. 또한, 처리 후에는, 가능한 한 단시간에 기판(G)을 처리실(30) 내로부터 반출할 수 있는 반송 경로로 하는 것이 바람직하다.

또한, 각 증착 유닛(55 ~ 60)의 증착 헤드(65)로부터 분출되는 재료는 동일 하거나 또는 상이해도 좋다. 또한, 증착 유닛의 연수(連數)는 6 개로 한정되지 않고 임의적이다. 또한, 증착 유닛에 설치되는 증기 발생부 또는 제어 밸브의 수도 임의적이다.

본 발명은, 예를 들면 유기 EL 소자의 제조 분야에 적용할 수 있다.

Claims

증착에 의해 피처리체를 성막 처리하는 증착 장치로서,

피처리체를 성막 처리하는 처리실과, 성막 재료를 증발시키는 증기 발생실을 인접시켜 배치하고,

상기 처리실의 내부와 상기 증기 발생실의 내부를 감압시키는 배기 기구를 설치하고,

상기 처리실과 상기 증기 발생실의 사이를 구획하고 있는 격벽에는, 성막 재료의 증기를 공급하는 복수의 증착 유닛이 장착되고,

상기 증착 유닛에는, 상기 처리실에 배치된, 성막 재료의 증기를 분출시키는 증기 분출구와, 상기 증기 발생실에 배치된, 성막 재료를 증발시키는 증기 발생부와, 성막 재료의 증기의 공급을 제어하는 제어 밸브와, 상기 처리실과 상기 증기 발생실의 외부에 노출되지 않고, 상기 증기 발생부에서 발생시킨 성막 재료의 증기를 상기 증기 분출구에 공급시키는 유로가 설치되고,

각 증착 유닛의 사이에는, 증기 구획벽이 배치되어 있는 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 처리실의 상방에는, 피처리체를 유지하여 이동시키는 지지 부재가 설치되고,

상기 복수의 증착 유닛은, 피처리체의 반송 방향에 따라 배치되고,

상기 지지 부재의 이동에 따라, 상기 피처리체의 하면에 대해 성막 재료의 증기가 차례대로 성막되고,

각 증착 유닛의 사이에 배치된 상기 증기 구획벽에 의해, 각 증착 유닛으로부터 공급되는 성막 재료의 증기가 서로 혼합되지 않고 피처리체의 하면에 차례로 성막되는 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 격벽의 적어도 일부를 단열재로 한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 증착 유닛은, 증착 헤드의 하방에 배관 케이스를 장착하고, 상기 배관 케이스에 증기 발생부와 제어 밸브를 장착한 구성인 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 증기 발생부에서 증발시킨 성막 재료의 증기를 상기 증기 분출구에 공급시키기 위한 캐리어 가스를, 상기 증기 발생부에 공급하는 캐리어 가스 공급 배관을 가지는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 증기 발생부는, 전체를 일체적으로 가열할 수 있는 히터 블록을 가지고, 상기 히터 블록의 내부에, 성막 재료를 충전할 수 있는 재료 용기와, 상기 캐리어 가스 공급 배관으로부터 공급된 캐리어 가스를 상기 재료 용기에 통과시키는 캐리어 가스 경로를 배치한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 성막 재료는 유기 EL 소자의 발광층의 성막 재료인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 밸브는 벨로우즈 밸브 또는 다이어프램 밸브인 것을 특징으로 하는 증착 장치.