KR20090028541A - 발광 소자의 제조 장치 및 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

발광 소자의 제조 장치 및 발광 소자의 제조 방법 Download PDF

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KR20090028541A
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KR1020087030945A
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토시히사 노자와
야스시 야기
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

발광 소자의 제조 장치는, 피처리 기판 상에, 발광층을 포함하는 유기층을 형성하여 발광 소자를 제조하는 발광 소자의 제조 장치로서, 상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 각각 기판 처리가 행해지는 복수의 처리실과, 상기 복수의 처리실에 각각 접속되는 복수의 기판 반송실을 가지며, 상기 피처리 기판을 내부에 지지 가능하게 구성된 기판 지지 용기가, 상기 복수의 기판 반송실에 순차로 접속됨으로써 상기 복수의 처리실로 상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 복수의 상기 기판 처리가 순차로 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

발광 소자의 제조 장치 및 발광 소자의 제조 방법{LIGHT EMITTING ELEMENT MANUFACTURING APPARATUS AND LIGHT EMITTING ELEMENT MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 유기 발광층을 포함하는 발광 소자의 제조 장치 및, 유기 발광층을 포함하는 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 종래 이용되어 왔던 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여, 박형으로 하는 것이 가능한 평면형 표시 장치의 실용화가 진행되고 있고, 예를 들면 유기 일렉트로루미네센스 소자(유기 EL 소자)는 자발광, 고속 응답 등의 특징을 갖기 때문에, 차세대의 표시 장치로서 주목받고 있다. 또한, 유기 EL 소자는, 표시 장치 외에, 면(面)발광 소자로서도 이용되는 경우가 있다.
유기 EL 소자는, 양전극(정(+)전극)과 음전극(부(-)전극)의 사이에 유기 EL층(발광층)을 포함하는 유기층이 협지(interpose)된 구조로 되어 있고, 당해 발광층에 정극(正極)으로부터 정공을, 부극(負極)으로부터 전자를 주입하여 그들을 재결합시킴으로써, 당해 발광층을 발광시키는 구조로 되어 있다.
또한, 상기 유기층에는, 필요에 따라 양극과 발광층의 사이, 또는 음극과 발광층의 사이에, 예를 들면 정공 수송층, 또는 전자 수송층 등 발광 효율을 양호하게 하기 위한 층을 부가하는 것도 가능하다.
상기의 발광 소자를 형성하는 방법의 일 예로서는, 이하의 방법을 취하는 것이 일반적이었다. 우선, ITO로 이루어지는 양전극이 패터닝된 기판 상에, 상기 유기층을 증착법에 의해 형성한다. 증착법이란, 예를 들면 증발 혹은 승화된 증착 원료를, 피처리 기판 상에 증착시킴으로써 박막을 형성하는 방법이다. 다음으로, 당해 유기층 상에, 음전극이 되는 Al(알루미늄)을, 증착법 등에 의해 형성한다.
예를 들면 이와 같이 하여, 양전극과 음전극의 사이에 유기층이 형성되어 이루어지는 발광 소자가 형성된다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
또한, 상기의 발광 소자를 제조하는 경우에는, 소위 클러스터형의 제조 장치가 이용되는 경우가 있었다. 클러스터형의 장치란, 평면에서 본 경우에 다각형상을 갖는 반송실에, 복수의 처리실(성막실 등)이 접속되어 이루어지는 구조를 말한다.
특허문헌 1 : 일본공개특허공보 2004-225058호
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그러나, 발광층을 포함하는 유기층은, 일반적인 대기 중에 포함되는 산소나 수분 등에 의해 용이하게 변질해 버려, 발광 소자의 품질이 저하되어 버릴 염려가 있다. 이 때문에, 발광 소자의 유기층은, 대기 중에서 비교적 안정된 성질을 나타내는 무기 재료(실리콘 산화막이나 실리콘 산질화막)로 이루어지는 보호막으로 덮어진 구조를 갖고 있는 경우가 태반이다.
그러나, 발광 장치의 제조 공정에서는, 유기층이 노출된 상태가 존재하기 때문에, 예를 들면 제조 장치의 고장이나 메인터넌스(maintenance) 등에 의해 유기층이 대기에 노출된 경우, 발광 소자의 제조의 수율이 저하되어 생산성이 저하되는 경우가 있었다. 또한, 종래의 클러스터형 장치에서는, 유기층이 대기에 노출되는 것을 방지하기 위해, 제조 장치의 고장의 대응이나 메인터넌스 등에 제한이 있어, 발광 소자의 생산성을 향상시키는 데에 있어서 장애가 되고 있었다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
그래서, 본 발명은 상기의 문제를 해결한, 신규이며 유용한 발광 소자의 제조 장치 및 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
보다 구체적으로는, 생산성이 양호한 발광 소자의 제조 장치 및 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 피처리 기판 상에, 발광층을 포함하는 유기층을 형성하여 발광 소자를 제조하는 발광 소자의 제조 장치로서, 상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 각각 기판 처리가 행해지는 복수의 처리실과, 상기 복수의 처리실에 각각 접속되는 복수의 기판 반송실을 가지며, 상기 피처리 기판을 내부에 지지 가능하게 구성된 기판 지지 용기가, 상기 복수의 기판 반송실에 순차로 접속됨으로써 상기 복수의 처리실로 상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 복수의 상기 기판 처리가 순차로 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치에 의하고,
또는, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 복수의 처리실에서 기판 처리 공정이 각각 실시되고, 피처리 기판 상에 발광층을 포함하는 유기층이 형성되어 발광 소자가 제조되는 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 피처리 기판을 내부에 지지하는 기판 지지 용기가, 상기 복수의 처리실에 각각 접속된 복수의 기판 반송실에 순차로 접속되어 상기 피처리 기판의 반송이 행해지고, 복수의 상기 기판 처리 공정이 실시되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 생산성이 양호한 발광 소자의 제조 장치 및 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
도1 은 실시예 1에 의한 발광 소자의 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도2 는 도1 의 제조 장치의 단면도이다.
도3A 는 실시예 1에 의한 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 도면(1번째)이다.
도3B 는 실시예 1에 의한 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 도면(2번째)이다.
도3C 는 실시예 1에 의한 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 도면(3번째)이다.
도3D 는 실시예 1에 의한 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 도면(4번째)이다.
도3E 는 실시예 1에 의한 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 도면(5번째)이다.
도3F 는 실시예 1에 의한 발광 소자의 제조 방법을 나타내는 도면(6번째)이다.
도4 는 도1 의 제조 장치에 이용하는 처리실(1번째)이다.
도5 는 도1 의 제조 장치에 이용하는 처리실(2번째)이다.
도6 은 도1 의 제조 장치에 이용하는 처리실(3번째)이다.
도7 은 도1 의 제조 장치에 이용하는 처리실(4번째)이다.
도8 은 도1 의 제조 장치의 변형예이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
100, 200 : 발광 소자의 제조 장치
CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1 : 처리실
T1, T2, T3, T4, T5, T6 : 기판 반송실
B1 : 기판 지지 용기
W : 피처리 기판
BA1, BA2 : 지지 용기 스테이션
100A : 제어 수단
11 : 기판
12 : 양극
13 : 인출선
14 : 유기층
15 : 음극
16 : 보호층
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 발광 소자의 제조 장치는, 피처리 기판 상에, 발광층을 포함하는 유기층을 형성하여 발광 소자를 제조하는 발광 소자의 제조 장치로서, 상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 각각 기판 처리가 행해지는 복수의 처리실과, 상기 복수의 처리실에 각각 접속되는 복수의 기판 반송실을 갖고 있다.
또한, 본 발명에 의한 발광 소자의 제조 장치에서는, 상기 피처리 기판을 내부에 지지 가능하게 구성된 기판 지지 용기가, 상기 복수의 기판 반송실에 순차로 접속됨으로써 상기 복수의 처리실에 상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 복수의 상기 기판 처리가 순차로 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
예를 들면, 종래의 클러스터형의 발광 소자의 제조 장치의 경우, 장치의 고장이나 메인터넌스 때문에 유기층이 대기에 노출되어, 발광 소자의 품질이 저하되어 버릴 염려가 있었다. 또한, 유기층이 대기에 노출되는 것을 방지하기 위해, 제조 장치의 고장의 대응이나 지지 등에 제한이 있어, 발광 소자의 생산성을 향상시키는 데에 있어서 장애가 되고 있었다.
한편으로 본 발명에 의한 제조 장치에서는, 유기층이 형성되는 피처리 기판이 기판 지지 용기로 보호(밀폐)되어 반송되고, 기판 반송실에 순차로 접속되기 때 문에, 유기층이 대기에 노출될 염려가 적고, 양호한 품질의 발광 소자를 양호한 생산성으로 제조하는 것이 가능해지고 있는 것이 특징이다.
또한, 유기층이 형성되는 피처리 기판이 기판 지지 용기에 밀폐된 상태로 반송되기 때문에, 처리실의 메인터넌스나 고장의 대응이 용이해져, 제조 장치의 생산성이 양호해지는 효과를 가져온다.
또한, 피처리 기판이 대기로 노출되는 위험이 저감되기 때문에, 처리실의 구성이나 반송 경로, 또는 메인터넌스의 방법에 대한 자유도가 비약적으로 향상되어, 제조 장치의 생산성이 양호해진다.
다음으로, 상기의 발광 소자의 제조 장치의 구성의 예와, 당해 제조 장치를 이용한 발광 소자의 제조 방법의 예에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다.
1. 실시예 1
도1 은, 본 발명의 실시예 1에 의한 발광 소자의 제조 장치(100)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도1 을 참조하면, 상기 제조 장치(100)는, 피처리 기판(W)의 기판 처리를 행하는 복수의 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)을 갖고 있다. 상기 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)에는, 기판 반송실(T1, T2, T3, T4, T5, T6)이 각각 접속되어 있다. 또한, 당해 기판 반송실(T1∼T6)의 내부에는, 각각, 반송 아암 등으로 이루어지는 기판 반송 수단(본 도면에서는 도시하지 않음)이 설치되어 있고, 피처리 기판을 기판 지지 용기(후술)로부터 처리실로, 또는 처리실로부터 기판 지지 용기로 반송 가능하게 구성되어 있다.
상기의 제조 장치에 있어서, 피처리 기판(W)은, 상기 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)에 있어서 순차로 기판 처리가 행해진다. 이러한 복수의 처리실에 있어서의 복수의 기판 처리 공정을 거쳐, 상기 피처리 기판(W) 상에는 발광층을 포함하는 유기층이나, 나아가서는 당해 유기층에 전압을 인가하기 위한 전극이 형성되어, 발광 소자가 제조된다.
본 실시예에 의한 제조 장치(100)에서는, 내부에 피처리 기판(W)이 지지된 기판 지지 용기(B1)가 피처리 기판(W)마다 반송되어, 복수의 기판 반송실(T1∼T6)에 순차로 접속되는 것이 특징으로 되어 있다.
이 경우, 상기 기판 지지 용기(B1)가 접속된 상기 기판 반송실(T1∼T6)에는, 내부에 설치된 기판 반송 수단(도시하지 않음)에 의해, 피처리 기판(W)이, 상기 기판 지지 용기(B1)로부터 상기 기판 반송실(T1∼T6)이 접속되는 각각의 처리실로 반송된다.
예를 들면, 상기 기판 반송실(T1)에 접속된 상기 기판 지지 용기(B1)로부터는, 상기 피처리 기판(W)이, 상기 처리실(CL1)로 반송되어, 당해 처리실(CL1)에서 기판 처리가 행해지게 된다. 상기 처리실(CL1)에서 처리를 종료한 피처리 기판(W)은 재차 상기 기판 지지 용기(B1)로 되돌려진다. 이 후, 내부에 피처리 기판(W)을 지지한 기판 지지 용기(B1)는, 상기 기판 반송실(T2)에 접속되고, 동일한 처리(피처리 기판(W)의 처리실(EL1)로의 반송, 당해 처리실(EL1)에서의 기판 처리, 당해 피처리 기판(W)의 당해 기판 지지 용기(B1)로의 반송)가 행해진다.
동일하게 하여, 상기 기판 지지 용기(B1)는, 순차로 인접하는 기판 반송실로 접속된다. 예를 들면, 상기 기판 지지 용기(B1)는, 상기 기판 반송실(T1)에서 시 작되어, 상기 기판 반송실(T2, T3, T4, T5, T6)에 각각 순차로 접속된다. 또한, 상기 기판 지지 용기(B1)가 상기 기판 반송실(T1∼T6)에 접속되면, 각각의 기판 반송실(T1∼T6)에 접속되는 처리실에 피처리 기판(W)이 반송되어, 순차로 기판 처리가 실시된다. 즉, 피처리 기판(W)은, 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)에서 순차로 기판 처리가 행해져, 발광 소자가 형성된다.
이 경우, 상기 기판 지지 용기(B1)는, 지지 용기 반송 수단(TU1)에 의해 지지되어 반송된다. 상기 지지 용기 반송 수단(TU1)은, 반송 레일(L)을 따라 평행하게 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 지지 용기 반송 수단(TU1)에는, 반송 아암(AM1)이 설치되어 있고, 당해 반송 아암(AM1)은, 상기 기판 지지 용기(B1)를 기판 반송실(T1∼T6)로 가압하여 접속하거나, 또는, 당해 기판 지지 용기(B1)를 기판 반송실로부터 탈착한다.
또한, 발광 소자가 형성되기 전의 피처리 기판(W)을 내부에 지지하는, 상기 기판 지지 용기(B1)는, 예를 들면 지지 용기 스테이션(BA1)에 복수 배열된다. 상기 지지 용기 반송 수단(TU1)은, 상기 지지 용기 스테이션(BA1)으로부터 상기 기판 지지 용기(B1)를 픽업하여 반송하고, 상기 기판 반송실(T1)에 접속한다.
한편으로, 기판 처리가 완료되어 발광 소자가 형성된 피처리 기판(W)을 내부에 지지하는 기판 지지 용기(B1)는, 지지 용기 스테이션(BA2)에 복수 배열된다. 발광 소자가 형성된(상기 처리실(CVD1)에서 처리를 종료한) 피처리 기판(W)을 내부에 지지하는 기판 지지 용기(B1)는, 상기 지지 용기 반송 수단(TU1)에 의해 상기 기판 반송실(T6)로부터 탈착되고, 반송되어 상기 지지 용기 스테이션(BA2)에 올려 놓여진다.
또한, 상기의 지지 용기 반송 수단(TU1)이나, 상기 반송실(T1∼T6)의 내부에 설치된 기판 반송 수단(도시하지 않음), 또한 상기 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1) 등의 기판 처리(발광 소자의 제조)에 따른 동작은, 내부에 CPU(도시하지 않음)를 갖는 제어 수단(100A)에 의해 제조된다.
또한, 도2 는, 도1 의 A-A'단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 단, 앞서 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 상기 기판 반송실(T2)에는, 상기 기판 지지 용기(B1)가 접속된 상태를 나타내고 있다.
도2 를 참조하면, 상기 기판 지지 용기(B1)의 내부에는, 상기 피처리 기판(W)이 올려놓여지는 지지대(Bh)와, 당해 피처리 기판(W)을 들어올리는 밀어올림핀(Bp)이 설치되어 있다. 또한, 상기 기판 지지 용기(B1)에는, 밸브(V1)가 붙여진 가스라인(GAS1)이 접속되어 있다. 상기 밸브(V1)를 개방함으로써, 상기 가스라인(GAS1)으로부터 상기 기판 지지 용기(B1) 내에 소정의 충전 가스(예를 들면 Ar 등의 불활성 가스, 또는, N2 등의 가스)를 공급하는 것이 가능해지고 있다.
또한, 상기 기판 지지 용기(B1)의 상기 기판 반송실(T2)에 접속되는 측에는, 게이트 밸브(GVa)가 설치되어 있다. 상기 게이트 밸브(GVa)를 개방함으로써, 피처리 기판(W)의 기판 지지 용기(B1)로부터의 반출이나, 피처리 기판(W)의 기판 지지 용기(B1)로의 반입이 가능해지도록 구성되어 있다.
한편, 상기 기판 반송실(T2)의 내부에는, 상기 피처리 기판(W)을 반송하기 위한 반송 수단(반송 아암)(AM2)이 설치되어 있다. 상기 반송 수단(AM2)은, 상기 피처리 기판(W)을 상기 기판 지지 용기(B1)로부터 상기 처리실(EL1)로, 또는, 상기 피처리 기판(W)을 상기 처리실(EL1)로부터 상기 기판 지지 용기(B1)로 반송한다.
또한, 상기 기판 반송실(T2)의 상기 기판 지지 용기(B1)측에는 게이트 밸브(GVt)가, 상기 기판 반송실(T2)의 처리실(EL1)측에는 게이트 밸브(311a)가 각각 설치되어 있다. 상기 피처리 기판(W)을 상기 기판 지지 용기(B1)로부터 상기 처리실(EL1)로, 또는, 상기 피처리 기판(W)을 상기 처리실(EL1)로부터 상기 기판 지지 용기(B1)로 반송하는 경우에는, 상기 게이트 밸브(GVt, 311a)를 개방한다.
또한, 상기 기판 반송실(T2)에는, 밸브(V2)가 붙여진 가스라인(GAS2)이 접속되어 있다. 상기 밸브(V2)를 개방함으로써, 상기 가스라인(GAS2)으로부터 상기 기판 반송실(T2) 내에 소정의 충전 가스(예를 들면 Ar 등의 불활성 가스, 또는, N2 등의 가스)를 공급하는 것이 가능해지고 있다. 또한, 상기 기판 반송실(T2)에는, 진공 펌프(PV) 및 밸브(V4)가 설치된 배기라인(EX1)이 접속되어, 당해 밸브(V4)를 개방함으로써, 당해 기판 반송실(T2) 내를 소정의 감압 상태로 유지하는 것이 가능해지고 있다.
또한, 상기 기판 반송실(T2)은, 상기 게이트 밸브(GVt)측에서 상기 기판 지지 용기(B1)와 접속된다. 이 경우, 상기 게이트 밸브(GVt)와 상기 게이트 밸브(GVa)의 사이에는, 공간(SP)이 획성(define)된다. 또한, 상기 기판 반송실(T2)과 상기 기판 지지 용기(B1)는, 시일 재료(Ba)를 통하여 접속되어, 상기 기판 반송 실(T2)과 상기 기판 지지 용기(B1) 내부의 기밀성이 유지된다.
또한, 상기 공간(SP)은, 밸브(V5)가 붙여진 가스라인(GAS3)으로부터, 소정의 충전가스(예를 들면 Ar 등의 불활성 가스 또는, N2 등의 가스)를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 상기 공간(SP)은, 상기 배기라인(EX1)에 접속됨과 함께, 밸브(V3)가 붙여진 배기라인(EX2)에 의해, 소정의 감압 상태로 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.
예를 들면, 처리실(EL1)에 있어서의 피처리 기판(W)의 기판 처리는, 이하에 나타내는 바와 같이 하여 행해진다. 상기 피처리 기판(W)을 상기 지지대(Bp) 상에 지지한 상기 기판 지지 용기(B1)가, 상기 지지 용기 반송 수단(TU1)에 의해 반송되어, 상기 기판 반송실(T2)에 접속된다.
상기 기판 반송실(T2) 내는, 미리 상기 배기라인(EX1)으로부터 진공 배기됨으로써 소정의 감압 상태로 되어 있지만, 여기에서 더욱 상기 밸브(V3)가 개방됨으로써, 상기 공간(SP)이 감압 상태로 된다.
다음으로, 상기 게이트 밸브(GVa, GVt)가 개방되고, 상기 기판 반송 수단(AM2)에 의해, 상기 피처리 기판(W)이, 상기 기판 지지 용기(B1)로부터 상기 기판 반송실(T2) 내로 반송된다. 다음으로, 게이트 밸브(GVt, GVa)가 닫혀진 후, 상기 게이트 밸브(311a)가 개방된다. 여기에서, 상기 기판 반송 수단(AM2)에 의해, 상기 피처리 기판(W)이 상기 처리실(EL1) 내로 반송되고, 상기 게이트 밸브(311a)가 닫혀진다. 이 후, 상기 처리실(EL1)에서 소정의 기판 처리(예를 들면 유기층의 성막)가 행해지고, 기판 처리가 완료된 피처리 기판(W)은, 재차 상기 반송 수단(AM2)에 의해, 상기 기판 반송실(T2)을 통하여 상기 기판 지지 용기(B1)로 되돌려진다.
이 경우, 상기 기판 지지 용기(B1) 내는, 상기 배기라인(EX1, EX2)에서 소정의 시간(상기 게이트 밸브(GVt, GVa)가 개방되어 있는 동안) 진공 배기되기 때문에, 상기 게이트 밸브(GVa)가 닫혀져 재차 피처리 기판(W)이 밀폐된 후도, 소정의 감압 상태로 되어 있다. 이 때문에, 상기 기판 지지 용기(B1)가 다음의 기판 반송실에 접속되기까지의 동안, 상기 피처리 기판 상의 유기층이 대기 중의 산소나 수분에 노출되어 품질이 열화되는 영향이 억제된다.
또한, 피처리 기판(W)이 상기 기판 지지 용기(B1) 내로 되돌려진 후에, 당해 기판 지지 용기(B1) 내가, 상기 가스라인(GAS1)으로부터 공급되는 소정의 충전 가스로 충전되도록 해도 좋다. 예를 들면, 당해 충전 가스로서는, Ar 등의 희가스(rare gas)나, 또는 질소 등을 이용할 수 있다. 즉, 상기 기판 지지 용기(B1) 내는, 당해 충전 가스로 치환되게 된다. 이 경우, 상기 피처리 기판에 형성된 유기층의 열화를 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 기판 지지 용기(B1) 내를 감압 상태로 한 경우에 비하여, 상기 기판 지지 용기(B1)를 당해 충전 가스로 치환한 경우에는, 당해 기판 지지 용기(B1) 내의 압력과 주위의 대기와의 압력차가 작아지는 효과를 가져온다. 이 때문에, 리크(leak)에 의해 기판 지지 용기(B1) 내에 침입하는 대기가 적어져, 유기층의 품질 열화를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 기판 처리를 완료한 피처리 기판(W)을 지지한 상기 기판 지지 용기(B1)는, 상기 기판 반송실(T2)로부터 탈착되고, 다음으로 상기 기판 반송실(T3)에 접속된다. 상기 기판 지지 용기(B1)를 상기 기판 반송실(T2)로부터 탈착하는 경우에는, 상기 가스라인(GAS3)으로부터 상기 공간(SP)에 소정량의 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여, 상기 기판 지지 용기(B1)는 순차로 기판 반송실에 접속되어, 순차로 기판 처리가 행해진다.
상기의 발광 소자를 제조하는 경우의, 각 처리실에서의 기판 처리의 개요는 대략 이하와 같이 된다. 도1 을 참조하여 설명한다. 우선, 양전극이 형성된 피처리 기판(W)을 내부에 지지하는 복수의 기판 지지 용기(B1)가, 상기 지지 용기 스테이션(BA1)에 배열된다. 상기 지지 용기 반송 수단(1)은, 당해 기판 지지 용기(B1)를 픽업하여 상기 기판 반송실(T1)에 접속한다. 이 후, 앞서 설명한 바와 같이 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)에 있어서 순차로 기판 처리가 행해진다.
우선, 상기 처리실(CL1)에서는, 음전극이 형성된 피처리 기판의 클리닝 처리가 행해진다. 다음으로, 상기 처리실(EL1)에서는, 발광층(유기 EL층)을 포함하는 유기층이, 예를 들면 증착법에 의해 형성된다. 다음으로, 상기 처리실(SP1)에서는, 당해 유기층 상에, 음전극이 마스크 스퍼터링에 의해, 패터닝되어 형성된다. 다음으로, 상기 처리실(ET1)에서는, 패터닝된 당해 음전극이 마스크로 되어, 예를 들면 플라즈마 에칭에 의해, 상기 유기층이 에칭되어 당해 유기층의 패터닝이 행해진다. 이 에칭에 의해, 유기층의 박리가 필요한 영역이 제거되어, 당해 유기층의 패터닝이 행해진다.
다음으로, 상기 처리실(SP2)에 있어서, 상기 음전극의 인출선이, 마스크 스퍼터링에 의해, 패터닝되어 형성된다. 다음으로, 상기 처리실(CVD1)에 있어서, 상기 유기층을 덮도록, 예를 들면 질화 실리콘(SiN) 등의 무기물로 이루어지는 절연성의 보호막을 CVD법에 의해 형성한다. 또한, 상기의 각각의 기판 처리 공정은, 도3A∼도3F 에서 후술한다.
이와 같이 하여 상기 피처리 기판(W) 상에, 양전극과 음전극의 사이에 유기층이 형성되어 이루어지는 발광 소자를 형성할 수 있다. 상기의 발광 소자는, 유기 EL 소자로 불려지는 경우가 있다.
상기의 본 실시예에 의한 제조 장치(100)에서는, 피처리 기판(W)이, 다른 처리실의 사이를 반송되는 경우에는, 상기 기판 지지 용기(B1)에 의해 밀폐된 상태로 되어 있다. 이 경우, 피처리 기판 상의 유기층은, 산소나 수분을 많이 포함하는 일반적인 대기로부터 격리된다. 이 때문에, 발광 소자의 품질의 저하를 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 종래의 클러스터형의 발광 소자의 제조 장치의 경우, 피처리 기판은 노출된 상태인 채로 반송되는 것이 통상이었다. 또한, 감압 상태 또는 불활성 가스로 내부가 치환된 기판 반송실에는, 복수의 처리실이 접속된 구조로 되어 있었다.
이로 인해, 장치의 고장이나 메인터넌스 때문에 유기층(피처리 기판)이 대기에 노출되어, 발광 소자의 품질이 저하되어 버릴 염려가 있었다. 또한, 유기층이 대기에 노출되는 것을 방지하기 위해, 제조 장치의 고장의 대응이나 메인터넌스 등 에 제한이 있어, 발광 소자의 생산성을 향상시키는 데에 있어서 장애가 되고 있었다.
한편으로 본 발명에 의한 제조 장치에서는, 유기층이 형성되는 피처리 기판(W)이 기판 지지 용기(B1)로 보호(밀폐)되어 반송되고, 기판 반송실(T1∼T6)에 순차로 접속되는 구조로 되어 있다. 이 때문에, 유기층이 대기에 노출될 염려가 적어, 양호한 품질의 발광 소자를 양호한 생산성으로 제조하는 것이 가능해지고 있는 것이 특징이다. 이 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 기판 지지 용기(B1) 내는 감압 상태로 되던지, 또는 소정의 충전 가스가 충전(대기로부터 충전 가스로 치환)된 상태로 되는 것이 바람직하다.
또한, 유기층이 형성되는 피처리 기판(W)이 기판 지지 용기(B1)에 밀폐된 상태로 반송되기 때문에, 각각의 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)의 메인터넌스나 고장의 대응이 용이해져, 제조 장치의 생산성이 양호해지는 효과를 가져온다. 또한, 상기 반송실(T1∼T6)에 대해서도 메인터넌스나 고장의 대응이 용이해지는 효과를 가져온다.
또한, 피처리 기판(W)이 대기로 노출되는 위험이 저감되기 때문에, 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)의 구성이나 반송 경로, 또는 메인터넌스의 방법에 대한 자유도가 비약적으로 향상하여, 제조 장치의 생산성이 양호해진다.
다음으로, 상기의 제조 장치(100)를 이용하여 발광 소자를 제조하는 제조 방법의 상세에 대하여, 도3A∼도3F 에 기초하여, 순서에 따라 설명한다. 단, 앞서 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 설명을 생략하는 경우가 있다.
우선, 도3A 에 나타내는 공정은, 상기 처리실(CL1)에서의 기판 처리에 대응하는 공정이다. 본 공정에서는, 예를 들면 유리 등으로 이루어지는 투명한 기판(11) 상에, ITO 등의 투명한 재료로 이루어지는 양전극(12)과, 음전극의 인출선(13)이 형성되어 이루어지는, 소위 전극이 딸린 기판(상기 피처리 기판(W)에 상당)의 클리닝을 행한다. 또한, 상기 양전극(12)(상기 인출선(13))은, 예를 들면 스퍼터링법 등에 의해 형성된다.
또한, 상기 기판(11)에는, 예를 들면 TFT 등의 발광 소자의 발광을 제어하는 제어 소자가 편입되어 있어도 좋다. 예를 들면, 본 실시예에 의해 형성되는 발광 소자를 표시 장치에 이용하는 경우에는, 화소마다, 예를 들면 TFT 등의 제어용의 소자가 편입되는 경우가 많다.
이 경우, TFT의 소스 전극과 상기의 양전극(12)이 접속되고, 또한 TFT의 게이트 전극과 드레인 전극은, 격자 형상으로 형성된 게이트선과 드레인선에 접속되어, 화소마다의 표시의 제어가 행해진다. 이 경우, 상기 인출선(13)은, 소정의 제어 회로(도시하지 않음)에 접속된다. 이와 같은 표시 장치의 구동 회로는, 액티브 매트릭스 구동 회로로 불려지고 있다. 또한, 본 도면에서는, 이러한 액티브 매트릭스 구동 회로의 도시는 생략하고 있다.
다음으로, 도3B 에 나타내는 상기 처리실(EL1)에 있어서의 기판 처리 공정에 있어서, 상기 양전극(12), 상기 인출선(13) 및, 상기 기판(11)의 위에, 상기 양전극(12), 상기 인출선(13) 및, 상기 기판(11)의 노출부를 덮도록, 발광층(유기 EL층)을 포함하는 유기층(14)을, 증착법에 의해 형성한다. 이 경우, 증착시에 마스 크는 이용하지 않고, 실질적으로 기판의 전면(全面)에 상기 유기층(14)을 형성한다.
다음으로, 도3C 에 나타내는 상기 처리실(SP1)에 있어서의 기판 처리 공정에 있어서, 상기 유기층(14) 상에, 예를 들면 Ag으로 이루어지는 음전극(15)을, 예를 들면 패턴 마스크를 이용한 스퍼터링에 의해, 소정의 형상으로 패터닝하여 형성한다. 또한, 상기 음전극(15)의 패터닝은, 상기 음전극(15)을 전면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 이용한 에칭법에 의해 행해도 좋다.
다음으로, 도3D 에 나타내는 상기 처리실(ET1)에 있어서의 기판 처리 공정에 있어서, 도3C 에 나타낸 공정에 있어서 형성된, 패터닝된 상기 음전극(15)을 마스크로 하여, 예를 들면 플라즈마 에칭에 의해, 상기 유기층(14)의 에칭을 행하고, 당해 유기층(14)의 패터닝을 행한다. 이 공정에 있어서, 상기 유기층(14)의 박리가 필요한 영역(예를 들면 상기 인출선(13) 상이나, 그 외 발광층이 불필요한 영역)이 에칭에 의해 제거되어, 당해 유기층(14)의 패터닝이 행해진다.
상기의 경우, 상기 유기층(14)의 패터닝을, 종래와 같이 마스크 증착법을 이용하여 행할 필요가 없어진다. 이 때문에, 마스크 증착법에 기인하는 여러 가지의 문제를 회피할 수 있다. 예를 들면, 증착시의 마스크의 온도 상승에 따른 마스크 변형에 기인하는, 증착막(유기막(14))의 패터닝 정밀도의 저하의 문제를 회피할 수 있다.
다음으로, 도3E 에 나타내는 상기 처리실(SP2)에 있어서의 기판 처리 공정에 있어서, 상기 음전극(15)과 상기 인출선(13)을 전기적으로 접속하는 접속선(15a) 을, 예를 들면 패턴 마스크를 이용한 스퍼터링에 의해, 패터닝하여 형성한다.
다음으로, 도3F 에 나타내는 상기 처리실(CVD1)에 있어서의 기판 처리 공정에 있어서, 상기 양전극(12)의 일부, 상기 인출선(13)의 일부, 상기 유기층(14), 상기 음전극(15) 및, 상기 접속선(15a)을 덮도록, 예를 들면 질화 실리콘(SiN)으로 이루어지는 절연성의 보호막(16)을, 패턴 마스크를 이용한 CVD법에 의해, 상기 기판(11) 상에 형성한다.
이와 같이 하여, 상기 기판(11) 상에, 상기 양전극(12)과 상기 음전극(15)의 사이에 상기 유기층(14)이 형성되어 이루어지는, 발광 소자(10)를 형성할 수 있다. 상기의 발광 소자(10)는, 유기 EL 소자로 불려지는 경우가 있다.
상기 발광 소자(10)는, 상기 양전극(12)과 상기 음전극(15)의 사이에 전압이 인가됨으로써, 상기 유기층(14)에 포함되는 발광층에, 상기 양전극(12)으로부터 정공이, 상기 음전극(15)으로부터 전자가 주입되어 그들이 재결합되고, 발광하는 구조로 되어 있다.
당해 발광층은, 예를 들면, 다환(多環)방향족 탄화수소, 헤테로방향족 화합물, 유기 금속착체 화합물 등의 재료를 이용하여 형성하는 것이 가능하며, 상기의 재료는 예를 들면 증착법에 의해, 형성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 발광층에서의 발광 효율이 양호해지는 바와 같이, 상기 유기층(14)에는, 당해 발광층과 상기 양전극(12)과의 사이에, 예를 들면, 정공 수송층, 정공 주입층 등이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 당해 정공 수송층, 정공 주입층은, 그 어느 하나가 또는 그 쌍방이 생략되는 구조여도 좋다.
동일하게, 상기 발광층에서의 발광 효율이 양호해지는 바와 같이, 상기 유기층(14)에는, 당해 발광층과 상기 음전극(15)과의 사이에, 예를 들면, 전자 수송층, 전자 주입층 등이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 당해 전자 수송층, 전자 주입층은, 그 어느 하나가 또는 그 쌍방이 생략되는 구조여도 좋다.
또한, 상기 유기층(14)과 상기 음전극(15)과의 계면에는, 당해 계면의 워크 함수를 조정하기 위한(발광 효율을 양호하게 하기 위한) 물질, 예를 들면, Li, LiF, CsCO3 등이 첨가된 층이 형성되어 있어도 좋다.
예를 들면, 상기 발광층은, 예를 들면, 호스트 재료에 알루미노퀴놀리놀착체(Alq3), 도핑재에는 루브렌을 이용하여 형성할 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 여러 가지의 재료를 이용하여 형성하는 것이 가능하다.
예를 들면, 상기 양전극(12)의 두께는 100㎛ 내지 200㎛, 상기 유기층(13)의 두께는 50㎛ 내지 200㎛, 상기 음전극(14)의 두께는 50㎛ 내지 300㎛로 형성된다.
또한, 예를 들면, 상기 발광 소자(10)는, 표시 장치(유기 EL 표시 장치)나, 면 발광 소자(조명·광원 등)에 적용할 수 있지만, 이들에 한정되는 것이 아니고, 여러 가지의 전자 기기에 이용하는 것이 가능하다.
다음으로, 상기의 제조 장치(100)에 이용되는 처리실의 구성의 예에 대하여, 도면에 기초하여 이하에 설명한다. 단, 앞서 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 설명을 생략하는 경우가 있다.
도4 는, 발광 소자의 제조 장치에 따른 처리실(성막실)(EL1)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 처리실(EL1)은, 도3B 에 나타낸 유기층의 증착에 의한 성막의 공정을 실시하기 위한 처리실(성막실)이다.
도4 를 참조하면, 상기 성막실(EL1)은, 내부에 피처리 기판(W)(도3A 의 기판(11)에 상당)을 지지하는 지지대(312)를 갖는 처리 용기(311)를 갖고 있다. 상기 처리 용기(311) 내는, 진공 펌프(도시하지 않음)가 접속된 배기라인(311A)에 의해 배기되어, 감압 상태로 되는 구조로 되어 있다.
상기 처리 용기(311)의 외측에는, 예를 들면 고체 도는 액체로 이루어지는 증착의 원료(321)를 증발 또는 승화시켜, 성막 원료 가스(기체 원료)를 생성하는 성막 원료 가스 생성부(322A)가 설치되어 있다.
상기 성막 원료 가스 생성부(322A)는, 원료 용기(319) 및, 캐리어 가스 공급 라인(320)을 갖고 있다. 상기 원료 용기(319)에 지지된 성막 원료(321)는, 도시를 생략하는 히터 등에 의해 가열되고, 그 결과 성막 원료 가스(기체 원료)가 생성된다. 생성된 성막 원료 가스는, 캐리어 가스 공급 라인(320)으로부터 공급되는 캐리어 가스와 함께, 수송로(318A) 내를 수송되어, 상기 처리 용기(311)에 설치된 성막 원료 가스 공급부(317A)에 공급되는 구조로 되어 있다. 상기 성막 원료 가스 공급부(317A)에 수송된 성막 원료 가스는, 상기 처리 용기(311) 내의 상기 피처리 기판(W)의 근방으로 공급되어, 피처리 기판(W) 상에 성막(증착)이 행해지는 구조로 되어 있다.
즉, 상기의 구조에서는, 페이스 업(face up) 성막에 의해 상기 유기층(204)이 형성 가능하게 되어 있다. 예를 들면, 종래의 발광 소자의 제조 장치에서는, 예를 들면 증착법을 이용하여 성막을 행하는 경우, 처리 용기 내의 증착원으로부터 증발 또는 승화하는 원료를 피처리 기판에 성막시키기 위해, 피처리 기판의 성막면을 아래로 향한, 소위 페이스 다운(face down)의 성막 방법에 의해 행할 필요가 있었다. 이 때문에, 피처리 기판이 커지는 경우에는 피처리 기판의 취급이 곤란해져, 발광 소자의 생산성이 저하되어 버리는 문제가 생기고 있었다.
한편, 상기의 처리실에서는, 페이스 업에 의한 성막이 가능하게 구성되어 있기 때문에, 대형의 피처리 기판으로의 대응이 용이해지는 효과를 가져온다. 이 때문에, 발광 소자의 생산성이 양호해져, 제조 비용이 억제되는 효과를 가져온다.
상기 성막 원료 가스 공급부(317A)는, 상기 수송로(318A)가 접속된, 예를 들면 원통형상 또는 통체형상의 공급부 본체(314)를 가지며, 그 내부에 성막 원료 가스의 흐름을 제어하는 정류판(315)이 설치되어 있다. 또한, 상기 공급부 본체(314)의 피처리 기판(W)에 면하는 측에는, 예를 들면 다공질의 금속 재료(금속 필터)로 이루어지는 필터판(316)이 설치되어 있다.
또한, 상기 처리 용기(311)에는, 상기 성막 원료 가스 공급부(317A)와 동일한 구조를 갖는 성막 원료 가스 공급부(317B∼317F)가, 당해 성막 원료 가스 공급부(317A)와 함께 직선 형상으로 배열되어 있다. 또한, 상기 성막 원료 가스 공급부(317B∼317F)는, 각각 수송로(318B∼318F)를 통하여, 각각 성막 원료 가스 생성부(322B∼322F)에 접속되어 있다. 상기 성막 원료 가스 생성부(322B∼322F)는, 상기 성막 원료 가스 생성부(322A)와 동일한 구조를 갖고 있다.
또한, 상기 지지대(312)는, 상기 성막 원료 가스 공급부(317A∼317F)로부터 의 복수의 성막 원료 가스의 공급에 대응하여, 이동 가능하게 구성되어 있다. 예를 들면, 상기 지지대(312)는, 상기 처리 용기(311)의 저면(底面)에 설치된, 이동 레일(313) 상을, 성막 원료 가스 공급부의 배열을 따라 평행하게 이동 가능하게 구성되어 있다.
이 경우, 상기 성막 원료 가스 공급부(317A∼317F)로부터의 복수의 성막 원료 가스의 공급에 대응하여, 상기 지지대(312)가 이동됨으로써, 상기 피처리 기판(W) 상에는, 다층 구조로 이루어지는 유기층이, 페이스 업 성막에 의해 형성된다.
또한, 상기 처리 용기(311)에는, 상기 기판 반송실(T2)에 접속되는 측에, 게이트 밸브(311a)가 형성되어 있다. 당해 게이트 밸브(311a)를 개방함으로써, 상기 피처리 기판(W)의 상기 처리 용기(311) 내로의 반입이나 또는, 상기 피처리 기판(W)의 상기 처리 용기(311) 내로부터의 반출이 가능해진다.
또한, 도5 는, 발광 소자의 제조 장치(100)에 따른 처리실(성막실)(SP1)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 처리실(SP1)은, 도3C 에 나타낸, 스퍼터링에 의한 음전극의 성막의 공정을 실시하기 위한 처리실(성막실)이다. 또한, 상기 처리실(SP2)은, 당해 처리실(SP1)과 동일한 구조를 갖고 있다.
도5 를 참조하면, 상기 성막실(SP1)은, 내부에 피처리 기판(W)을 지지하는 지지대(332)를 갖는 처리 용기(331)를 갖고 있다. 상기 처리 용기(331) 내는, 진공 펌프가 접속된 배기라인(도시하지 않음)에 의해 배기되어, 감압 상태로 되는 구조로 되어 있다. 상기 지지대(332)는, 상기 처리 용기(331)의 저면에 설치된, 이 동 레일(338) 상을, 평행하게 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 상기 처리 용기(331)에는, 상기 기판 반송실(T3)에 접속되는 측에, 게이트 밸브(331a)가 형성되어 있다. 당해 게이트 밸브(331a)를 개방함으로써, 상기 피처리 기판(W)의 상기 처리 용기(331a) 내로의 반입이나 또는, 상기 피처리 기판(W)의 상기 처리 용기(331) 내로부터의 반출이 가능해진다.
또한, 상기 처리 용기(331) 내에는, 각각에 전압이 인가되는 타겟(340A, 340B)이 서로 대향하도록 설치되어 있다. 상기 기판 지지대(332) 상에 설치된, 2개의 상기 타겟(340A, 340B)은, 각각, 상기 기판 지지대(332)가 이동하는 방향과 대략 직교하는 방향으로 연신(extend)한 구조를 가지며, 서로 대향하도록 하여 설치되어 있다.
또한, 상기 처리 용기(331) 내에는, 상기 타겟(340A, 340B)의 사이의 공간(331A)에, 예를 들면 Ar 등의 스퍼터링을 위한 처리 가스를 공급하는 가스 공급 수단(341)이 설치되어 있다. 당해 처리 가스는, 당해 전압 인가 타겟(340A, 340B)에 전원(342)으로부터 전압이 인가됨으로써 플라즈마 여기(plasma excitation)된다.
상기 타겟(340A, 340B)에, 각각, 전원(342)으로부터 전력이 인가됨으로써, 당해 공간(331A)에 플라즈마가 여기되고, 타겟이 스퍼터링됨으로써, 상기 피처리 기판(W) 상에 성막이 행해진다.
상기의 처리실(SP1)에 있어서는, 피처리 기판(W)이, 플라즈마가 여기되는 공간(공간(331A))으로부터 이간(separate)되어 있고, 성막 대상이, 플라즈마 여기에 수반하는 자외선이나, 스퍼터 입자의 충돌에 의한 대미지의 영향을 받기 어려운 특징이 있다. 이 때문에, 상기의 처리실(SP1A)을 이용하면, 성막 대상이 되는 유기층 상에 주는 대미지를 억제하면서, 음전극(Ag, Al)을 성막하는 것이 가능해진다.
또한, 음전극을 성막하는 장치로서는, 예를 들면 상기의 장치에 한정되지 않고, 통상의 타겟 구조를 갖는 스퍼터링 장치를 이용해도 좋다.
또한, 도6 은, 발광 소자의 제조 장치에 따른 처리실(에칭 처리실)(ET1)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 처리실(ET1)은, 도3D 에 나타낸, 유기층의 에칭에 의한 패터닝의 공정을 실시하기 위한 처리실이다.
도6 을 참조하면, 상기 처리실(ET1)은, 조합됨으로써 내부에 내부 공간(500A)이 획성되는 처리 용기(501, 502)를 가지며, 당해 내부 공간(500A)에는, 어스판(506)과, 기판 지지대(505)가 대향하여 설치된 구조를 갖고 있다. 상기 내부 공간(500A)은, 배기 펌프 등의 배기 수단(도시하지 않음)이 접속된 배기라인(509)으로부터 배기되어, 소정의 감압 상태로 유지되는 구조로 되어 있다.
또한, 상기 처리 용기(501)는 예를 들면 금속으로, 상기 처리 용기(502)는 유전체로 구성되어 있다. 상기 처리 용기(502)의 외측에는, 고주파 전원(504)으로부터 고주파 전력이 인가되는 코일(503)이 설치되어 있다. 또한, 상기 기판 지지대(505)에는, 고주파 전원(510)으로부터 고주파 전력이 인가되는 구조로 되어 있다.
상기 내부 공간(500A)에는, 가스 공급 수단(508)으로부터, 예를 들면 N2/Ar 등의 에칭을 위한 처리 가스가 공급된다. 당해 처리 가스는, 상기 코일(503)에 고주파 전력이 인가됨으로써 플라즈마 여기된다. 이러한 플라즈마를 고(高)밀도 플라즈마(예를 들면, ICP)로 부르는 경우가 있다. 고밀도 플라즈마에 의해 해리(dissociate)된 처리 가스에 의해, 도3D 에 나타낸 공정을 실시할(상기 유기층(14)을, 상기 음전극(15)을 마스크로 하여 에칭할) 수 있다.
또한, 상기 처리 용기(501)에는, 상기 기판 반송실(T4)에 접속되는 측에, 게이트 밸브(507)가 형성되어 있다. 당해 게이트 밸브(507)를 개방함으로써, 상기 피처리 기판(W)의 상기 처리 용기(501) 내로의 반입이나, 또는, 상기 피처리 기판(W)의 상기 처리 용기(501) 내로부터의 반출이 가능해진다.
예를 들면, 상기 음전극(15)이 Ag을 포함하는 경우에는, 예를 들면 상기 처리 가스로서 질소(N2)를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 질소는 상기의 산소나 수소에 비하여 Ag 등의 금속을 부식시키는 영향이 적고, 또한 효율적으로 상기 유기층(14)을 에칭하는 것이 가능하다.
또한, 처리 가스를 해리하는 에칭 장치의 플라즈마는, 질소를 고(高)효율로 해리하는 소위 고밀도 플라즈마를 이용하는 것이 바람직하지만, 고밀도 플라즈마는 ICP에 한정되지 않고, 예를 들면 마이크로파 플라즈마 등을 이용해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 예를 들면, 평행 평판 플라즈마를 이용한 에칭(예를 들면 RIE 등)에 의해, 유기층을 패터닝해도 좋다.
또한, 도7 은, 발광 소자의 제조 장치에 따른 처리실(CVD 성막실)(CVD1)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 처리실(CVD1)은, 도3F 에 나타낸, 보호층의 성막을 실시하기 위한 처리실이다.
도7 을 참조하면, 상기 처리실(CVD1)은, 내부에 피처리 기판(W)을 지지하는 지지대(305)가 설치된 처리 용기(301)를 갖고 있다. 상기 처리 용기(301) 내는, 진공 펌프(도시하지 않음)가 접속된 배기라인(301A)에 의해 배기되어, 감압 상태로 되는 구조로 되어 있다. 상기 처리 용기(301)는, 예를 들면 대략 원통형상의 하부 용기(301A)의 일단(一端)의 개구부에, 덮개부(301B)가 설치된 구조를 갖고 있다. 상기 덮개부(302)에는, 예를 들면 대략 원반형상의 안테나(302)가 설치되고, 당해 안테나(302)에는, 전원(303)으로부터 마이크로파가 인가되는 구조로 되어 있다.
또한, 상기 안테나(302)와 상기 지지대(305)의 사이에는, 처리 용기 내에 성막을 위한 성막 원료 가스를 공급하는 가스 공급부(304)가 설치되어 있다. 상기 가스 공급부(304)는, 예를 들면 격자 형상으로 형성되어, 당해 격자의 구멍으로부터 마이크로파가 통과하는 구조로 되어 있다.
이 때문에, 상기 가스 공급부(304)로부터 공급된 성막 원료 가스는, 상기 안테나(302)로부터 공급되는 마이크로파에 의해 플라즈마 여기되고, 상기 지지대(305) 상에 지지되는 피처리 기판(W) 상에 보호층(SiN층)의 성막이 행해진다.
또한, 상기 처리 용기(301)에는, 상기 반송실(T6)에 접속되는 측에, 게이트 밸브(301a)가 형성되어 있다. 당해 게이트 밸브(301a)를 개방함으로써, 상기 피처리 기판(W)의 상기 처리 용기(301a) 내로의 반입이나 또는, 상기 피처리 기판(W)의 상기 처리 용기(301a) 내로부터의 반출이 가능해진다.
또한, 상기에 나타낸 처리실(EL1, SP1, ET1, CVD1)은, 처리실의 구성의 일 예이며, 본 발명은 이들의 구성에 한정되는 것은 아니다.
또한, 처리실의 구성, 레이아웃이나 처리실의 개수는, 여러 가지로 변형·변경하는 것이 가능하다. 예를 들면 기판 처리의 효율을 양호하게 하기 위해, 기판 처리의 시간이 긴 처리실을 증설하거나, 또는 메인터넌스시에 정지하는 처리실의 백업용으로, 복수의 처리실을 형성하도록 해도 좋다.
도8 은, 도1 에 나타낸 발광 소자의 제조 장치(100)의 변형예인 발광 소자의 제조 장치(200)를 나타내는 도면이다. 단, 앞서 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 설명을 생략한다. 또한, 특별히 설명하지 않는 부분은 도1 의 제조 장치(100)와 동일한 것으로 한다. 또한, 본 도면에서는, 도1 에 나타낸 지지 용기 스테이션(BA1, BA2)은 도시를 생략하고 있다.
도8 을 참조하면, 본 도면에 나타내는 제조 장치(200)의 경우, 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)이, 각각 2개씩 설치되고, 이들의 처리실에 대응하여, 각각 기판 반송실(T1∼T6)이 증설되어 있다.
또한, 상기 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1)은, 상기 반송 레일(L)을 협지하여 각각 대향하도록 2개씩 설치되어 있다. 이 경우, 상기 지지 용기 반송 수단(TU1)은, 상기 기판 지지 용기(B1)를, 대향하는 처리 용기 중의 어느 하나에 접속한다.
상기의 구성에 있어서는, 각각의 처리실을 복수 갖고 있기 때문에, 제조 장 치의 생산의 효율이 양호함과 함께, 메인터넌스나 수리의 효율이 양호한 효과를 가져온다. 예를 들면, 상기의 제조 장치(200)의 경우, 상기 처리실(CL1, EL1, SP1, ET1, SP2, CVD1) 중의 어느 하나가 고장난 경우여도, 각각의 처리실이 2개씩 있기 때문에, 발광 소자의 제조를 계속해서 행하는 것이 가능해진다.
또한, 어느 하나의 처리실 또는 기판 반송실이 메인터넌스 또는 고장의 수리 등으로 정지되고, 개방된 상태로 된 경우여도, 개개의 처리실 또는 개개의 기판 반송실이 독립이기 때문에, 다른 처리실 또는 개개의 기판 반송실은 실질적으로 영향을 받는 일이 없다.
이 때문에, 발광 소자의 유기층이 대기 중의 산소나 수분에 노출되는 위험이 저감됨과 함께, 양호한 생산성으로 당해 발광 소자를 제조하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 피처리 기판 상에, 발광층을 포함하는 유기층을 형성하여 발광 소자를 제조하는 발광 소자의 제조 장치로서, 상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 각각 기판 처리가 행해지는 복수의 처리실과, 상기 복수의 처리실에 각각 접속되는 복수의 기판 반송실을 가지며, 상기 피처리 기판을 내부에 지지 가능하게 구성된 기판 지지 용기가, 상기 복수의 기판 반송실에 순차로 접속됨으로써 상기 복수의 처리실에 상기 피처리 기판이 순차로 반송되고, 복수의 상기 기판 처리가 순차로 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치를 제공할 수 있다.
상기 기판 지지 용기는, 상기 피처리 기판을 밀폐하는 것이 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 상기 기판 지지 용기가 상기 기판 반송실에 접속된 상태로, 당해 기판 지지 용기의 내부가 진공 배기되도록 구성되어 있어도 좋다. 상기 기판 지지 용기가 상기 기판 반송실에 접속된 상태로, 당해 기판 지지 용기의 내부가 소정의 충전 가스로 충전되도록 구성되어 있어도 좋다. 상기 기판 지지 용기의 내부에는, 상기 피처리 기판을 들어올리는 밀어올림 핀이 설치되어 있어도 좋다. 상기 복수의 처리실은, 상기 유기층을 성막하기 위한 유기층 성막실과, 상기 유기층에 전압을 인가하기 위한 전극을 성막하기 위한 전극 성막실을 포함하는 것으로 해도 좋다. 상기 유기층 성막실은, 전압이 인가됨으로써 발광하는 상기 발광층을 포함하는 다층 구조를 갖는 상기 유기층이, 증착법에 의해 연속적으로 성막되도록 구성되어 있어도 좋다. 상기 전극 성막실에서는, 서로 대향하는 2개의 타겟을 이용한 스퍼터링법에 의해 상기 전극이 성막되도록 구성되어 있어도 좋다. 상기 복수의 처리실은, 상기 유기층을 에칭하여 패터닝하기 위한 에칭실을 포함하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 복수의 처리실에서 기판 처리 공정이 각각 실시되고, 피처리 기판 상에 발광층을 포함하는 유기층이 형성되어 발광 소자가 제조되는 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 피처리 기판을 내부에 지지하는 기판 지지 용기가, 상기 복수의 처리실에 각각 접속된 복수의 기판 반송실에 순차로 접속되어 상기 피처리 기판의 반송이 행해지고, 복수의 상기 기판 처리 공정이 실시되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
상기 피처리 기판은 상기 기판 지지 용기의 내부에서 밀폐된 상태로 반송되고, 상기 복수의 기판 반송실에 순차로 접속되는 것으로 해도 좋다. 상기 기판 지지 용기가 상기 기판 반송실에 접속된 상태로, 당해 기판 지지 용기의 내부가 진공 배기되는 것으로 해도 좋다. 상기 기판 지지 용기가 상기 기판 반송실에 접속된 상태로, 당해 기판 지지 용기의 내부가 소정의 충전 가스로 충전되는 것으로 해도 좋다. 상기 복수의 기판 처리 공정은, 상기 유기층을 성막하기 위한 유기층 성막 공정과, 상기 유기층에 전압을 인가하기 위한 전극을 성막하기 위한 전극 성막 공정을 포함하는 것으로 해도 좋다. 상기 유기층 성막 공정에서는, 전압이 인가됨으로써 발광하는 발광층을 포함하는 다층 구조를 갖는 상기 유기층이, 증착법에 의해 연속적으로 성막되는 것으로 해도 좋다. 상기 전극 성막 공정에서는, 서로 대향하는 2개의 타겟을 이용한 스퍼터링법에 의해 상기 전극이 성막되는 것으로 해도 좋다. 상기 복수의 기판 처리 공정은, 상기 유기층을 에칭하여 패터닝하기 위한 에칭 공정을 포함하는 것으로 해도 좋다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 특정의 실시예에 한정되는 것이 아니고, 특허 청구의 범위에 기재된 요지 내에 있어서 여러 가지의 변형·변경이 가능하다.
본 국제 출원은, 2006년 6월 7일에 출원한 일본국 특허출원 2006-158724호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 일본국 특허출원 2006-158724호의 전 내용을 본 국제 출원에 원용한다.
본 발명에 의하면, 생산성이 양호한 발광 소자의 제조 장치 및 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.

Claims (17)

  1. 피처리 기판 상에, 발광층을 포함하는 유기층을 형성하여 발광 소자를 제조하는 발광 소자의 제조 장치로서,
    상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 각각 기판 처리가 행해지는 복수의 처리실과,
    상기 복수의 처리실에 각각 접속되는 복수의 기판 반송실
    을 가지며,
    상기 피처리 기판을 내부에 지지 가능하게 구성된 기판 지지 용기가, 상기 복수의 기판 반송실에 순차로 접속됨으로써 상기 복수의 처리실로 상기 피처리 기판이 순차로 반송되어, 복수의 상기 기판 처리가 순차로 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지 용기는, 상기 피처리 기판을 밀폐하는 것이 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판 지지 용기가 상기 기판 반송실에 접속된 상태에서, 상기 기판 지지 용기의 내부가 진공 배기되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지 용기가 상기 기판 반송실에 접속된 상태에서, 상기 기판 지지 용기의 내부가 소정의 충전 가스로 충전되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지 용기의 내부에는, 상기 피처리 기판을 들어올리는 밀어올림 핀이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 처리실은,
    상기 유기층을 성막하기 위한 유기층 성막실과,
    상기 유기층에 전압을 인가하기 위한 전극을 성막하기 위한 전극 성막실을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유기층 성막실은, 전압이 인가됨으로써 발광하는 상기 발광층을 포함하는 다층 구조를 갖는 상기 유기층이, 증착법에 의해, 연속적으로 성막되도록 구성 되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 전극 성막실에서는, 서로 대향하는 2개의 타겟을 이용한 스퍼터링법에 의해 상기 전극이 성막되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 처리실은, 상기 유기층을 에칭하여 패터닝하기 위한 에칭실을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 장치.
  10. 복수의 처리실에서 기판 처리 공정이 각각 실시되고, 피처리 기판 상에 발광층을 포함하는 유기층이 형성되어 발광 소자가 제조되는 발광 소자의 제조 방법으로서,
    상기 피처리 기판을 내부에 지지하는 기판 지지 용기가, 상기 복수의 처리실에 각각 접속된 복수의 기판 반송실에 순차로 접속되어 상기 피처리 기판의 반송이 행해지고, 복수의 상기 기판 처리 공정이 실시되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피처리 기판은 상기 기판 지지 용기의 내부에서 밀폐된 상태로 반송되어, 상기 복수의 기판 반송실에 순차로 접속되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 기판 지지 용기가 상기 기판 반송실에 접속된 상태에서, 상기 기판 지지 용기의 내부가 진공 배기되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지 용기가 상기 기판 반송실에 접속된 상태에서, 상기 기판 지지 용기의 내부가 소정의 충전 가스로 충전되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 기판 처리 공정은,
    상기 유기층을 성막하기 위한 유기층 성막 공정과,
    상기 유기층에 전압을 인가하기 위한 전극을 성막하기 위한 전극 성막 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유기층 성막 공정에서는, 전압이 인가됨으로써 발광하는 발광층을 포함하는 다층 구조를 갖는 상기 유기층이, 증착법에 의해 연속적으로 성막되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 전극 성막 공정에서는, 서로 대향하는 2개의 타겟을 이용한 스퍼터링법에 의해 상기 전극이 성막되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 기판 처리 공정은, 상기 유기층을 에칭하여 패터닝하기 위한 에칭 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
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