KR20240013471A

KR20240013471A - 성막 장치

Info

Publication number: KR20240013471A
Application number: KR1020220091031A
Authority: KR
Inventors: 타츠야 이와사키
Original assignee: 캐논 톡키 가부시키가이샤
Priority date: 2022-07-22
Filing date: 2022-07-22
Publication date: 2024-01-30

Abstract

성막 장치의 진공 챔버에 사용하는 배기 수단의 소형화나 비용 저감을 가능하게 하는 기술을 제공한다. 마스크에 게터 재료를 성막하는 제1 성막 수단과, 기판에, 게터 재료가 성막된 마스크를 통하여, 성막 재료를 성막하는 제2 성막 수단을 구비하는 성막 장치를 사용한다.

Description

성막 장치{FILM FORMING APPARATUS}

본 발명은, 성막 장치에 관한 것이다.

기판위에 금속 등의 성막 재료의 박막을 형성하는 기술로서, 진공 챔버 내에서 기판에 스퍼터링이나 증착을 행하는 방법이 알려져 있다. 여기에서, 진공 챔버의 분위기중에 산소나 물분자 등의 불순물이 존재하면 성막의 품질이 떨어지는 것이 알려져 있다. 진공 챔버에는 통상, 배기구나 펌프 등의 배기 수단이 설치되고 있어, 이러한 배기 수단에 의해 분위기내로부터 불순물이 제거된다.

나아가 불순물의 영향을 저감하여 양호한 성막을 행하기 위해서, 특허문헌 1은, 유기 EL 디스플레이를 제조할 때에, 분위기중의 불순물을 포착하는 게터 재료를 기판의 단부에 설치하는 것을 기재하고 있다. 이에 의해 특허문헌 1은, 불순물의 영향에 의한 디스플레이의 표시 휘도의 저하를 막으려고 하고 있다.

[특허문헌1] 일본특허공개 2015-216096호 공보

성막 장치에 있어서는 소형화나 비용 저감이 과제가 되고 있고, 그 때문에 배기 수단에 대해서도 소형화나 비용 저감이 요구되고 있다. 이에, 배기 수단 이외에 게터 재료를 사용하여 불순물의 제거 효율을 높임으로써, 배기 수단의 소형화나 비용 저감을 꾀하는 것이 검토되고 있다.

본 발명은 상기 과제에 감안해서 행해진 것으로, 그 목적은, 성막 장치의 진공 챔버에 사용하는 배기 수단의 소형화나 비용 저감을 가능하게 하는 기술을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 이하의 구성을 채용한다. 즉,

마스크에 게터 재료를 성막하는 제1 성막 수단과,

기판에, 상기 게터 재료가 성막된 상기 마스크를 통하여, 성막 재료를 성막하는 제2 성막 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치이다.

본 발명에 의하면, 성막 장치의 진공 챔버에 사용하는 배기 수단의 소형화나 비용 저감을 가능하게 하는 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태 1의 성막 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2a는 실시 형태 1의 성막 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2b는 실시 형태 1의 성막 장치의 동작을 설명하기 위한 다음 공정에서의 단면도이다.
도 2c는 실시 형태 1의 성막 장치의 동작을 설명하기 위한 다음 공정에서의 단면도이다.
도 2d는 실시 형태 1의 성막 장치의 동작을 설명하기 위한 다음 공정에서의 단면도이다.
도 3은 유기 EL 소자의 일반적인 층구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 2의 성막 클러스터의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 5는 실시 형태 2에 있어서 게터 재료를 성막하는 성막 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 실시 형태 2에 있어서 성막 재료를 성막하는 성막 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 실시 형태 2의 처리를 설명하는 흐름도이다.
도 8은 실시 형태 3의 인라인형의 성막 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 단, 이하의 실시 형태는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것에 지나지 않고, 본 발명의 범위를 이들의 구성에 한정하는 것이 아니다. 또한, 이하의 설명에 있어서의, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 플로우, 제조 조건, 치수, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이들에만 한정하는 취지의 것이 아니다.

본 발명은, 기판 등의 성막 대상물에 박막을 형성하는데 바람직하다. 예를 들면, 스퍼터링에 의해 금속이나 금속산화물의 박막을 형성할 경우나, 증착에 의해 유기막을 형성할 경우가 전형적이다. 본 발명은, 성막 장치나 그 제어방법, 또는, 성막 방법으로서 파악할 수 있다. 본 발명은 또한, 전자 디바이스의 제조 장치나 전자 디바이스의 제조방법으로서도 파악할 수 있다. 본 발명은 또한, 제어방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이나, 해당 프로그램을 저장한 기억 매체로서도 파악할 수 있다. 기억 매체는, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 비일시적인 기억 매체 이어도 된다.

[실시 형태 1]

본 실시형태의 성막 장치(1)의 기본적인 구성에 대해서 설명한다. 성막 장치(1)는, 반도체 디바이스, 자기 디바이스, 전자 부품 등의 각종 전자 디바이스나, 광학 부품 등의 제조에 있어서 기판위에 박막을 퇴적 형성하기 위해서 사용된다. 이하의 설명에서, 성막 대상물로서의 「기판」이란, 기판위에 적층체가 형성되어 있는 것도 포함한다. 전형적으로는, 성막 장치(1)는, 유기 EL 소자가 형성된 유기 EL 디스플레이용의 패널의 제조에 바람직하다.

본 실시형태에서는 하나의 진공 챔버를 구비하는 성막 장치(1)에 대해서 설명한다. 그러나 이후의 실시 형태에서 설명하듯이, 성막 장치(1)는, 클러스터형이나 인라인형 등의 성막 시스템의 일부를 구성하는 것이여도 된다. 이러한 성막 시스템이 구비하는 복수의 성막 장치는 각각, 기판위에 다수 적층되는 막의 일부를 형성한다.

본 실시형태에서는, 스퍼터링에 의해, 기판위에 금속 등의 성막 재료로 이루어지는 전극층을 형성할 때에 바람직한 예를 설명한다. 스퍼터링에 있어서는, 성막 재료로 이루어지는 타겟의 기판과 반대측의 면에 자석을 배치하고, 발생된 자장에 의해 전자밀도를 높게 하여 스퍼터링의 효율을 향상시키는 마그네트론 스퍼터링이 알려져 있다. 나아가, 타겟을 회전가능한 원통형상의 로터리 캐소드로 하여 원통부의 내측에 마그넷을 배치하는 방법도 알려져 있으며, 본 실시형태에서는 이것을 채용한다.

성막 장치의 챔버는, 펌프나 배기구, 배관 등의 배기 수단을 구비하고 있고, 배기 수단이 챔버 내부로부터 배기를 행함으로써 진공이 유지된다. 여기에서, 배기 수단으로서 소형인 것이나, 배기 능력이 비교적 낮은 것을 이용할 수 있으면, 성막 장치 전체의 소형화나 비용 저감이 가능해진다. 이에, 상기의 배기 수단의 이외에, 티탄 등의 반응성이 높은 게터 재료를 사용하여 배기를 행하는 것이 검토되고 있다.

나아가, 스퍼터링을 행하는 성막 장치는, 유기 EL 디스플레이의 제조 장치에 있어서 전극층을 형성하는데도 바람직하다. 이러한 성막 장치의 챔버 내부에 산소나 물분자 등의 불순물이 존재하면, 제조된 유기 EL 디스플레이의 소자특성이 저하될 우려가 있다. 이에, 상술한 게터 재료를 사용한 불순물의 제거 효율을 높임으로써, 성막의 품질을 높이는 것도 검토되고 있다. 예를 들면 상술한 특허문헌 1(일본특허공개 2015-216096호 공보)에서는, 기판에 게터 재료를 설치한 상태에서 성막을 행하고 있다. 그러나, 특허문헌 1에서는, 게터 재료의 설치장소가 성막 대상물인 기판이기 때문에, 기판의 단부에만 게터 재료를 설치할 수 있다. 그 때문에, 기판상에서 큰 면적을 차지하는 피성막 영역에서의 게터 재료에 의한 제거 효과가 저하되기 때문에, 면내에서의 소자특성에 불균일이 생길 우려가 있다.

(장치의 구성)

도 1은, 본 실시형태의 성막 장치(1)의 구성을 나타내는, 간략화된 단면도이다. 성막 장치(1)는, 챔버(10)를 가진다. 챔버(10)에는, 성막 장치 외부로부터 성막 대상물인 기판(6)이 반입된다. 기판(6)은, 제1 측벽(10a)에 설치된 게이트 밸브(17)로부터 반입된다. 성막 완료후의 기판(6)은, 제2 측벽(10b)에 설치된 게이트 밸브(18)로부터 반출된다.

성막 장치(1)에 있어서, 챔버(10)의 상부 격벽(10d) 위에는, 기판(6)을 이동시켜서 마스크(7)와의 상대위치를 조정하는 위치조정수단인, 위치조정기구(70)가 배치된다. 챔버 내부에는, 챔버 내부로 반입된 기판(6)을 보유지지하는 기판보유지지부(8)가 존재한다.

위치조정기구(70)는, 챔버(10)의 상부 외측에 설치되어 있고, 기판(6)과 마스크(7)의 상대적인 위치 관계를 변화시키거나, 양자가 접촉한 상태에서 안정적으로 보유지지하거나 한다. 위치조정기구(70)는, 면내 이동 수단(71), Z 승강 베이스(73), Z 승강 슬라이더(72)를 포함하고 있다. 상부 격벽(10d)에 접속된 면내 이동 수단(71)은, Z 승강 베이스(73)를 XY이동 및 θ회전시킨다. Z 승강 베이스(73)는, 기판(6)이 Z방향으로 이동할 때의 베이스가 된다. Z 승강 슬라이더(72)는 Z방향으로 구동가능한 부재이며, 기판보유지지 샤프트(74)를 통해서 챔버 내부의 기판보유지지부(8)에 접속되어 있다. 이 예에서는, 기판(6)의 네 코너부에 각각 대응하는 4개의 기판보유지지 샤프트(74)가 있다.

면내 이동 수단(71)은, Z 승강 베이스(73), Z 승강 슬라이더(72) 및 기판보유지지 샤프트(74)를 일체로서 이동시키고, 기판보유지지부(8)에 구동력을 전달한다. 이에 의해, 보유지지되어 있는 기판(6)이, 기판(6)의 피성막면과 실질적으로 평행한 면내에서 XY이동 및 θ회전한다. 면내 이동 수단으로서는, 모터나 엔코더 등을 구비하는 이미 알려진 얼라인먼트 수단을 이용할 수 있다.

Z 승강 슬라이더(72)는, Z 승강 베이스(73)에 대하여 Z방향의 구동력을 줌으로써, 기판보유지지 샤프트(74)를 통해서 기판(6)에 구동력을 전달시켜서, 기판(6)을 Z방향(즉, 기판(6)의 피성막면에 교차하는 방향)으로 이동시킨다. 이에 의해, 기판(6)과 마스크(7)와의 상대거리가 변화(이격 또는 접근)한다. Z 승강 슬라이더(72)로서는, 모터나 볼나사, 엔코더 등을 구비하는 이미 알려진 구동 수단을 이용할 수 있다.

기판보유지지 샤프트(74)는, 상부 격벽(10d)에 설치된 관통 구멍을 통하여, 챔버(10)의 외부와 내부를 연통하도록 배치되어 있다. 챔버 내부에서는, 기판보유지지 샤프트(74)의 하부에, 기판 수취 핑거(8a)와 기판보유지지구(8b)를 포함하는 기판보유지지부(8)가 배치되어 있다. 기판(6)은, 챔버내에 반입된 후, 먼저 기판 수취 핑거(8a)에 재치된다. 계속해서, 기판보유지지구(8b)가 미도시의 액츄에이터에 의해 구동되어서 상하로 움직임으로써, 기판(6)이 보유지지된다.

마스크 보유지지부(85)는, 챔버 내부에 있어서, 상부 격벽(10d)에 접속하도록 설치되어 있다. 마스크 보유지지부(85)는, 기판(6)에의 성막 패턴에 따른 개구를 가지는 마스크(7)를, 마스크 수취부(85a)에 의해 보유지지한다. 마스크 수취부(85a)는 마스크의 형상에 따른 구성을 가진다. 예를 들면 박(箔)형상의 금속 마스크를 고강성의 마스크 테두리로 인장함으로써 처짐을 저감하는 마스크(7)라면, 수취 핑거 형상의 마스크 수취부(85a)를 이용할 수 있다. 마스크 보유지지부(85)는, 마스크(7)의 단부를 클램프 하는 구성이어도 된다. 또한, 마스크 보유지지부(85) 및 기판보유지지부(8)로서, 마스크(7)와, 마스크 위에 재치된 기판(6)을 모두 클램프하는 구성이어도 된다.

한편, 위치조정기구(70)는, 기판(6)만을 이동시키는 구성에 한정되지 않고, 마스크(7)만을 이동시키는 구성이어도 되고, 기판(6)과 마스크(7)의 양쪽을 이동시키는 구성이어도 된다.

기판(6)이 챔버 내부에 반입된 후, 위치조정기구(70)는 기판(6)과 마스크(7)를 위치맞춤한다. 기판보유지지부(8)는, 위치맞춤된 기판(6)과 마스크(7)를 밀착 상태에서, 소정의 성막 높이로 지지한다. 기판보유지지부(8)는, 기판(6)의 배면으로부터 마스크(7)를 가까이 끌어 당기기 위한 마그넷판을 구비하고 있어도 된다. 기판(6)으로서는 글래스 등 원하는 재료를 이용할 수 있고, 마스크(7)로서는 메탈 마스크 등 원하는 종류의 마스크를 이용할 수 있다.

카메라(88)는, 기판(6) 및 마스크(7)를 광학적으로 촬상해서 화상을 취득한다. 기판(6) 및 마스크(7)에 설치된 얼라인먼트 마크가 시야(촬상 범위)에 들어가게 설치된다. 카메라(88)는, 상부 격벽(10d) 위에 설치되어, 상부 격벽(10d)에 설치된 촬상용의 투명창을 통해서 챔버 내부를 촬상한다. 제어부(51)는, 촬상된 화상에 기초하여 면내 이동 수단(71)과 Z 승강 베이스(73)를 구동함으로써, 기판(6)과 마스크(7)의 얼라인먼트를 행한다.

제어부(51)는, 성막 장치(1)에 의한 각종의 동작(기판이나 마스크의 반출·반입, 얼라인먼트, 스퍼터링 제어 등)을 제어한다. 제어부(51)는, 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O등을 가지는 컴퓨터에 의해 구성가능하다. 이 경우, 제어부(51)의 기능은, 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행하는 것에 의해 실현된다. 컴퓨터로서는, 범용의 컴퓨터를 사용해도 되고, 임베디드형의 컴퓨터 또는 PLC(programmable logic controller)을 사용해도 된다. 혹은, 제어부(51)의 기능 일부 또는 전부를 ASIC이나 FPGA와 같은 회로로 구성해도 된다.

본 실시형태의 제어부(51)는, 전원(52)을 통해서 성막 장치(1)의 각 구성요소에 전력을 공급하고, 타겟 구동장치(53), 이동대 구동장치(54), 위치조정 구동장치(55)를 통해서 성막 장치(1)의 각 구성요소를 동작시킨다. 이 구동장치는, 제어부(51)의 일부를 구성하는 제어 블록이어도 된다. 전원(52)은 전원장치이다. 타겟 구동장치(53)는, 모터 등의 구동원을 가지고, 동력전달 기구를 통해서 제1 타겟(2) 및 제2 타겟(12)에 동력을 전달해서 회전시킨다.

전원(52)은, 제1 타겟(2) 및 제2 타겟(12)에 바이어스 전압을 인가한다. 한편, 제1 타겟(2)이나 제2 타겟(12)의 내측에, 미도시의 백킹 튜브의 층을 형성해도 된다. 그 경우에, 백킹 튜브가, 전원(52)로부터 바이어스 전압이 인가되는 캐소드로서 기능한다. 챔버(10)는 접지되어 있다.

챔버 내부에는, 게터 재료에 관련된 제1 로터리 캐소드 유닛(4)과, 성막 재료에 관련된 제2 로터리 캐소드 유닛(14)이 존재한다. 먼저, 제2 로터리 캐소드 유닛(14)에 대해서 설명한다. 챔버 내부에는, 성막 재료로 이루어지는 제2 타겟(12)과, 제2 타겟(12)을 통해서 기판(6)과 대향하는 자석 유닛(13)을 구비하는 제2 로터리 캐소드 유닛(14)이 배치되어 있다. 본 실시형태의 제2 타겟(12)은 원통형상의 로터리 캐소드이다. 한편, 여기에서 말하는 「원통형」이란, 수학적으로 엄밀한 원통형만을 의미하는 것이 아니고, 모선이 직선이 아니고 곡선인 것이나, 중심축에 수직한 단면이 수학적으로 엄밀한 「원」이 아닌 것도 포함한다. 즉, 본 발명에 있어서의 제2 타겟(12)은, 중심축을 축으로 회전가능한 실질적으로 원통형상이면 된다. 제2 로터리 캐소드 유닛(14)의 양단은 각각, 베이스(230)에 고정된 서포트 블록과 엔드 블록에 의해 지지되어 있다. 서포트 블록 또는 엔드 블록이, 타겟 구동장치(53)를 탑재하고 있어도 된다.

제2 자석 유닛(13)은, 제2 로터리 캐소드 유닛(14)의 회전축과 실질적으로 평행한 긴 길이방향으로 연장하는 중심자석과, 중심자석을 둘러싸는 중심자석과는 다른 극의 주변자석과, 요크판을 구비하고 있다. 제2 자석 유닛(13)은, 제2 타겟(12)의 주위에 루프 형상의 자장을 형성한다. 이에 의해, 제2 타겟(12)의 표면 근방에, 제2 타겟(12)의 긴 길이방향으로 연장한 자장의 터널이 형성된다. 이 자장에 의해 전자가 포착되어, 제2 타겟(12)의 표면 근방에 플라스마를 집중시키기 때문에, 스퍼터링의 효율을 높일 수 있다. 이 자석 유닛의 자장이 누설되는 제2 타겟(12)의 표면 영역이, 스퍼터 입자가 발생하는 스퍼터링 영역(A2)이 된다.

성막 공정에 있어서는, 제2 로터리 캐소드 유닛(14)의 제2 타겟(12)이, 회전 중심축을 중심으로 회전한다. 한편, 제2 자석 유닛(13)은, 제2 타겟(12)과 달리 회전하지 않는다. 제2 타겟(12)의 기판(6)과 대향하는 표면측에는 자장이 형성되어, 제2 타겟(12)의 근방의 전자밀도를 높인다. 이 영역이, 스퍼터 입자가 발생하는 스퍼터링 영역(A2)이다. 스퍼터 입자의 방착판으로서, 제2 타겟(12)의 긴 길이방향을 따라 제1 사이드판(261)을 설치해도 된다.

계속해서, 게터 재료에 관련된 제1 로터리 캐소드 유닛(4)에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 챔버 내부에는, 게터 재료로 이루어지는 제1 타겟(2)과, 제1 타겟(2)을 통해서 기판(6)과 대향하는 제1 자석 유닛(3)을 구비하는 제1 로터리 캐소드 유닛(4)이 배치되어 있다. 제1 타겟(2)도 원통형상의 로터리 캐소드이다. 제1 로터리 캐소드 유닛(4)에 있어서 자장이 생성되는 영역이, 게터 재료의 스퍼터 입자가 발생하는 제1 스퍼터링 영역(A1)이다. 후술하는 바와 같이, 제1 타겟(2)을 구성하는 성막 재료로서는, 게터 재료로 해서 기능할 수 있는 재료가 사용된다. 방착판으로서, 제1 타겟(2)의 긴 길이방향을 따라 제2 사이드판(262)을 설치해도 된다.

제2 타겟(12)은, 기판(6)에 성막을 행하는 성막 재료의 공급원이 된다. 제2 타겟(12)의 재질로서 예를 들면, Cu, Al, Ti, Mo, Cr, Ag, Au, Ni 등의 금속, 혹은, 그들의 금속 원소를 주성분으로서 포함하는 합금을 들 수 있다. 혹은, ITO, IZO, IWO, AZO, GZO, IGZO 등의 투명도전산화물이어도 된다. 단 제2 타겟(12)의 재질은 이들에 한정되지 않는다.

제1 타겟(2)의 재료는, 챔버 안에서 산소나 물분자 등의 불순물을 제거하는데 바람직한 게터 재료로 한다. 게터 재료로서는 반응성이 높은 물질이 바람직하고, 예를 들면, Ti, Zr, V, Mg, Al, Ta, W, Mo, Hf, Nb, Fe, Ag, Ba, 또는, Yb를 이용할 수 있다. 또한, 게터 재료로서, 상기의 금속 원소를 주성분으로서 포함하는 합금 또는 화합물을 이용할 수 있다. 단 제1 타겟(2)의 재질은 이들에 한정되지 않는다. 또한, 본 실시형태에 있어서 후술하는 바와 같이, 제1 타겟(2)이, 게터 재료와, 기판(6)에의 성막 재료를 겸용하는 구성이어도 된다.

본 실시형태에서는, 제1 로터리 캐소드 유닛(4)이, 게터 재료를 기판(6)에 성막하는 제1 성막 수단이며, 제2 로터리 캐소드 유닛(14)이, 성막 재료를 마스크(7)에 성막하는 제2 성막 수단이다. 본 실시형태에서는, 제1 성막 수단과 제2 성막 수단이 같은 챔버에 설치되어 있다.

하부 격벽(10c)에는, 배기구(86)가 배치된다. 배기 장치(59)는 펌프나 그 제어기구를 구비하는 배기 수단이며, 제어부(51)의 제어를 따라, 배기구(86)로부터 배관을 통해서 챔버내의 공기를 배출하고, 내부를 진공으로 유지한다. 펌프로서는, 기지의 진공펌프 등을 이용할 수 있다. 이에 의해 챔버(10)의 내부는 진공분위기로 유지된다. 한편, 여기에서 말하는 진공이란, 통상의 대기압(전형적으로는 1023hPa)보다 낮은 압력의 기체로 채워진 상태를 말한다.

챔버 내부의 하방(하부 격벽(10c)의 근방)에는, X축 방향으로 연장하는 안내 레일(250)이 배치되어 있다. 안내 레일(250)을 따라, 이동대로서 기능하는 베이스(230) 채로, 제1 로터리 캐소드 유닛(4) 및 제2 로터리 캐소드 유닛(14)이 X축 방향으로 왕복 이동가능하다. 이동대 구동장치(54)는, 회전 모터의 회전운동을 구동력으로 변환하는 볼나사 등을 사용한 나사 이송 기구, 리니어 모터 등, 공지의 다양한 운동 기구를 사용할 수 있다. 이동대 구동장치(54)는, 제1 타겟(2) 및 제2 타겟(12)의 긴 길이방향(Y축방향)과 교차하는 방향(X축방향)으로 베이스(230)를 이동시킨다.

베이스(230)는, 리니어 베어링 등의 반송 가이드를 통하여, 한 쌍의 안내 레일(250)을 따라 이동가능하게 지지되어 있다. 제1 타겟(2) 및 제2 타겟(12)은, 회전축이 Y축 방향으로 연장된 상태에서, 회전축을 중심으로 회전하면서, 기판(6)에 실질적으로 평행한 평면인 이동 영역내를 이동한다. 이에 의해, 제1 타겟(2) 및 제2 타겟(12)으로부터 비상하는 스퍼터 입자가 기판(6)에 부착되는 부착 영역도 이동하기 때문에, 부착 영역의 크기가 기판(6)의 면적에 비하여 작을 경우라도 기판 전체적으로 성막을 행할 수 있다. 또 후술하는 바와 같이, 제1 타겟(2)으로부터의 스퍼터 입자의 부착 영역이 마스크(7)의 면적에 비하여 작을 경우라도, 마스크 전체에의 게터 재료의 성막이 가능해진다. 한편, 성막용의 스퍼터링 중에, 성막 얼룩을 저감하여 균일한 성막을 실현하는 등의 목적에서, 베이스(230)를 복수회 왕복시켜도 된다.

(장치의 동작)

도 2a∼도 2d를 참조하여, 본 실시형태에 있어서의 장치의 동작을 설명한다. 간략화를 위해, 각 도면에 있어서, 일부의 구성요소나 부호를 생략할 경우가 있다. 여기에서는, 제1 타겟(2)의 재료는 Mg이며, 제2 타겟(12)의 재료는 Ag로 한다.

도 2a는, 챔버 내부에 기판(6)이 반입되기 이전의 상태이며, 마스크(7)가 마스크 보유지지부(85)의 마스크 수취부(85a)에 재치되어 있다. 타겟 구동장치(53)는, 제1 타겟(2)을 흰색 화살표의 방향으로 회전시킨다. 그리고 전원(52)은, 제1 타겟(2)에 전압을 인가하여, 제1 스퍼터링 영역(A1)에 스퍼터 입자를 비산시킨다. 스퍼터 입자는, 점선에서 나타낸 범위내에서 비상하여, 마스크(7)의 하면 부착 영역(A3)에 부착된다. 본 공정에 있어서는, 기판(6)은, 챔버 내부에 존재하지 않거나, 챔버 내부에 있다고 하여도 스퍼터 입자의 도달 범위내에 존재하지 않는다. 즉, 기판(6)에는 Mg가 부착되지 않는 상태에서, 마스크(7)에 Mg가 부착되게 된다.

제1 타겟(2)을 사용한 스퍼터링의 도중에, 이동대 구동장치(54)는, 이동대로서의 베이스(230) 채로, 제1 로터리 캐소드 유닛(4)을 X방향으로 이동시킨다. 그 결과, 부착 영역(A3)도 마스크(7)에 대하여 이동하기 때문에, 마스크(7)의 넓은 범위에 Mg가 부착되게 된다. 필요에 따라, 베이스(230)를 1회 또는 복수회, 왕복 이동시켜도 된다.

이상의 처리를 계속함으로써, 도 2a에 나타내는 게터 재료 부착 공정에 있어서는, 마스크(7)의 하면에 제1 타겟(2)으로부터의 게터 재료가 부착된다. 여기서 제1 타겟(2)의 재료는, 게터 재료로서 기능할 수 있는 Mg이기 때문에, 본 공정에 의해 마스크(7)에 게터 재료가 성막되게 된다. 즉, 본 공정 이후는, 챔버 내부의 진공분위기가 유지되는 한, 마스크(7)에 활성이 있는 게터 재료가 부착되어진 상태가 된다.

한편, 게터 재료 부착 공정에 있어서의 마스크(7)에의 게터 재료의 부착 위치, 부착 면적, 부착량 등은 특별히 한정되지 않고, 후속의 공정에서 원하는 배기 능력을 발휘할 수 있는 정도로 게터 재료가 부착되어 있으면 된다. 따라서, 「마스크(7)에 게터 재료가 성막된다」라고 하는 표현을 사용할 경우이여도, 반드시 기능층 (유기 EL 소자의 경우 유기막이나 전극막)과 같은 정도의 성막 정밀도일 필요는 없다. 예를 들면, 게터 재료가 마스크 하면을 빈틈 없이 덮고 있지 않고, 일부에 게터 재료가 부착되어 있지 않는 위치가 있을 경우나, 장소에 따라 게터 재료의 두께가 다른 경우라도, 게터 재료가 기능을 발휘할 수 있다.

도 2b는, 게이트 밸브(17)를 통해서 챔버내에 기판(6)이 반입되는 반입 공정을 나타낸다. 기판(6)은, 예를 들면 미도시의 로봇 핸드에 의해 반입되어, 기판보유지지부(8)의 기판 수취 핑거(8a)에 재치된다. 계속해서, 기판보유지지구(8b)가 하강함으로써, 기판 수취 핑거(8a)와 기판보유지지구(8b)의 사이에 기판(6)의 단부가 협지된다.

도 2c는, 기판(6)과 마스크(7)가 위치맞춤되는, 얼라인먼트 공정을 나타낸다. 제어부(51)는, 카메라(88)가 기판(6) 및 마스크(7)의 코너부를 촬상해서 얻어진 화상을 해석하고, 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남량을 산출한다. 그리고, 위치조정 구동장치(55)가, 위치조정기구(70)의 면내 이동 수단(71)을 구동하고, 촬상 화상내에서의 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남량이 소정의 범위내가 되도록, 기판(6)을 XY이동 및 θ회전시킨다.

계속해서, 위치조정 구동장치(55)가, 위치조정기구의 Z 승강 슬라이더(72)를 구동하여, 기판(6)과 마스크(7)를 밀착시킨다. 이에 의해, 기판(6)과 마스크(7)가 소정의 성막 높이에 배치된 상태가 된다. 한편, 대략적인 위치조정을 행하는 러프 얼라인먼트와, 미세한 위치조정을 행하는 파인 얼라인먼트를 포함하는, 2단계 얼라인먼트를 실시해도 된다.

도 2d는, 기판(6)에 마스크(7)를 통해서 성막이 행하여지는, 성막 공정을 나타낸다. 타겟 구동장치(53)는, 제1 타겟(2)과, 제2 타겟(12)을, 흰색 화살표의 방향으로 회전시킨다. 그리고 전원(52)은, 제1 타겟(2)에 전압을 인가하여, 스퍼터링 영역(A1)에 스퍼터 입자를 비산시킴과 함께, 제2 타겟(12)에 전압을 인가하여, 제2 스퍼터링 영역(A2)에 스퍼터 입자를 비산시킨다. 제1 타겟(2)으로부터의 스퍼터 입자는, A1의 상방으로 점선으로 나타낸 범위내에서 비상하고, 부착 영역(A3)에 있어서, 마스크(7)의 마스크 패턴에 따른 형상으로, 기판(6)에 부착된다. 한편, 제2 타겟(12)으로부터의 스퍼터 입자는, A2의 상방으로 점선으로 나타낸 범위내에서 비상하여, 부착 영역(A4)에 있어서, 마스크(7)의 마스크 패턴에 따른 형상으로, 기판(6)에 부착된다. 즉, 본 실시형태의 성막 공정에 있어서는, 두 개의 타겟으로부터 동시에 스퍼터링하는 코스퍼터링(co-sputtering)이 행하여진다.

또한, 스퍼터링의 도중에, 이동대 구동장치(54)는, 이동대로서의 베이스(230) 채로, 제1 로터리 캐소드 유닛(4)과, 제2 로터리 캐소드 유닛(14)을 X방향으로 이동시킨다. 그 결과, 부착 영역(A3) 및 부착 영역(A4)도, 기판(6) 및 마스크(7)에 대하여 이동한다. 그 결과, 기판(6)의 전체적으로, 마스크(7)의 마스크 패턴에 따른 형상으로, Ag-Mg합금이 부착된다. 필요에 따라, 베이스(230)를 1회 또는 복수회, 왕복 이동시켜도 된다.

여기에서, 상술한 바와 같이, 마스크(7)의 하면에 활성이 있는 게터 재료가 성막되어 있다. 그 때문에, 분위기중의 산소나 물분자 등의 불순물, 혹은 스퍼터링 시에 방출되는 불순물이, 기판(6)까지 도달하기 전에 마스크(7)의 높이에서 포착되어, 분위기내로부터 제거된다. 특히, 게터 재료를 기판 근방에 배치할 수 있기 때문에, 기판표면의 근방에 있어서 효과적으로 불순물을 저감할 수 있다. 이에 의해, 성막된 박막내부나, 박막과 하지의 계면으로의 불순물의 혼입을 억제할 수 있다. 이 때문에, 특허문헌 1과 같이 기판의 단부에만 게터 재료가 배치되어 있을 경우와 비교하여, 마스크(7)의 넓은 영역에 걸쳐 게터 재료가 존재하기 때문에, 면내에 있어서의 소자특성의 불균일을 저감할 수 있다.

(적용예)

본 실시형태의 성막 장치(1)의 바람직한 적용예를 설명한다. 도 3은, 유기 EL 소자(600)의 일반적인 층구성을 모식적으로 나타내고, 유기 EL 소자를 포함하는 전자 디바이스의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다. 유기 EL 소자(600)는, 기판(6)에 양극(601)(하부전극), 정공주입층(602), 정공수송층(603), 유기발광층(604), 전자수송층(605), 전자주입층(606), 음극(607)(상부전극)이, 이 순서대로 적층된 구성이다. 필요에 따라, 전극간의 쇼트를 방지하는 절연층이나, 열화를 억제하기 위한 보호층을 형성해도 된다.

본 실시형태의 성막 장치(1)는, 전형적으로는, 스퍼터링에 의해 상부전극층(음극)에 사용되는 금속이나 금속산화물 등의 막을 형성할 때에 바람직하다. 즉, 유기막 등이 적층된 상태의 기판(6)에 대하여, Ag-Mg합금의 전극막을 형성하는 처리이다. 여기에서, 출원인들의 검토에 의하면, 유기막이 형성되어 있는 기판상으로의 스퍼터링 시에, 산소분자나 물분자 등의 불순물이 존재하면, 유기 EL 소자의 소자특성이 저하되는 것을 알고 있다. 그러나, 본 실시형태의 구성이라면, 배기 수단의 펌프 비용 저감이나 소형화라고 하는 효과에 추가해서, 금속막 형성시의 불순물을 효율적으로 제거해서 소자특성을 향상시킨다고 하는 효과도 얻어진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 성막 장치에 의하면, 먼저 마스크에 게터 재료가 성막되고, 그 후, 기판과 마스크의 얼라인먼트, 및, 기판위에 기능층을 형성하기 위한 본 성막이 행하여진다. 그 때문에, 기판상에의 성막시에, 마스크에 부착되어진 게터 재료가 불순물을 효율적으로 제거한다. 또한, 배기 수단의 진공펌프로서, 비교적 성능이 낮은 것이나 소형인 것을 이용할 수 있기 때문에, 장치의 비용 저감이나 소형화가 가능해진다.

한편, 본 실시형태에서는, 제1 로터리 캐소드 유닛(4)은, 마스크(7)에의 게터 재료의 성막에 사용될 뿐만 아니라, 제2 로터리 캐소드 유닛(14)과 협동하여 기판(6)에의 본 성막에도 사용된다. 이렇게, 제1 로터리 캐소드 유닛(4)이 2개의 용도를 겸용하고 있음으로써, 게터 재료 성막 전용의 로터리 캐소드 유닛을 설치할 필요가 없어지기 때문에, 비용의 저감이나 장치구성의 간략화 등의 효과도 얻어진다. 단 본 발명은 이에는 한정되지 않고, 게터 재료 성막 전용의 성막원을 설치해도 된다.

<변형예>

이하, 본 실시형태의 다양한 변형예를 설명한다. 이 변형예는, 모순을 생기게 하지 않는 범위내에서, 후속의 모든 실시 형태에도 적용할 수 있다.

(변형예1)

성막 장치(1)가 복수의 기판(6)을 성막할 경우, 기판 1장 마다 마스크(7)를 교환하지 않고, 1장의 마스크(7)를 사용해서 복수 장의 기판(6)을 성막할 경우가 있다. 그러한, 마스크 대 기판이 일 대 다수의의 관계에 있을 경우, 반드시, 기판(6)을 1장 성막할 때마다 마스크(7)에 게터 재료를 성막할 필요는 없다. 마스크(7)에 성막한 게터 재료의 활성이 남아있는 동안은, 상술한 게터 재료 부착 공정을 생략해도, 성막시의 배기 효과는 얻어진다. 한편, 기판(6)을 교환해도 게터 재료의 활성을 유지하기 위해서는, 기판 교환시에 챔버내의 진공상태를 유지할 필요가 있다. 예를 들면, 10^-3Pa이하의 진공중이라면, 몇시간 이상에 걸쳐 게터의 활성을 유지할 수 있다.

예를 들면, 100장의 기판(6) 마다 마스크(7)를 교환하는 구성에 있어서, 마스크(7)에 성막한 게터 재료의 활성이, 적어도 10장의 기판(6)을 성막하는 동안은 유지가능할 경우, 게터 재료 부착 공정은 10장의 기판마다 행하면 된다. 바꿔 말하면, 이미 챔버 내부에, 활성이 있는 게터 재료가 부착 완료된 마스크(7)가 배치되어 있을 경우는, 게터 재료 부착 공정을 생략하고, 반입 공정부터 성막 공정까지를 행하면 된다.

(변형예2)

본 실시형태에서는, 마스크(7)에의 게터 재료의 부착을, 로터리 캐소드 유닛을 사용한 스퍼터링에 의해 행했다. 그러나, 평판상의 플래너 타겟을 구비하는 플래너 캐소드 유닛 등 다른 스퍼터링 방법을 사용해도 되고, 증착 등의 방법이어도 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판(6)에의 성막을, 로터리 캐소드 유닛을 사용한 스퍼터링에 의해 행했다. 그러나, 플래너 캐소드 유닛 등 다른 스퍼터링 방법을 사용해도 되고, 증착 등의 방법이어도 된다.

(변형예3)

본 실시형태에서는, 성막원(제1 로터리 캐소드 유닛(4)이나 제2 로터리 캐소드 유닛(14))을 이동시키면서, 마스크(7)에의 게터 재료의 성막이나 기판(6)에의 성막을 행하는 것에 의해, 넓은 면적에 빈틈 없이 성막을 행했다. 그러나, 성막원의 이동은 반드시 필요인 것은 아니고, 마스크(7)나 기판(6)의 사이즈나, 성막원의 능력에 따라 실시할 지 여부를 정하면 된다.

(변형예4)

본 실시형태에서는, 마스크(7)에의 게터 재료의 성막이나, 기판(6)에의 본 성막은, 성막 재료가 챔버 하방부터 상방으로 비상하는 상향 데포지션 방식으로 행하여졌다. 그러나, 게터 재료의 성막과 본 성막 중 어느 일방, 또는 양쪽을, 성막 재료가 하방으로 비상하는 하향 데포지션 방식이나, 세워 걸어둔 피성막물에 측방으로 성막 재료를 부착되게 하는 사이드 데포지션 방식으로 행해도 된다. 기타, 마스크(7)나 기판(6)의 설치 각도가 어떤 경우라도, 그 각도에 따른 성막을 행할 수 있다.

[실시 형태2]

실시 형태 2에 관한 성막 장치(1)의 구성과 기능에 대해서 설명한다. 실시 형태 1과 마찬가지인 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 간략화한다.

(장치의 구성)

본 실시형태는, 전자 디바이스로서의 유기 EL 소자를 진공일관으로 제조하는, 전자 디바이스의 제조 장치에 관한 것이다. 도 4은, 전자 디바이스의 제조 장치에 있어서의 성막 클러스터(300)를 모식적으로 나타내는 상면도다. 본 성막 클러스터는, 동일한 클러스터가 복수개 연결된 제조 라인의 일부 이어도 된다. 성막 클러스터(300)는, 기판(6)에 대한 성막 등의 처리가 행하여지는 복수의 성막실(110)(110a∼110d)과, 사용전후의 마스크가 수납되는 마스크 스톡 챔버(120)와, 그 중앙에 배치되는 반송실(130)을 가진다.

반송실(130)내에 설치된 반송 로봇(140)은, 기판(6)이나 마스크(7)의 반송실(130)에의 반출입을 행한다. 반송 로봇(140)은, 예를 들면, 다관절 아암에, 기판(6) 또는 마스크(7)를 보유지지하는 로봇 핸드가 부착된 구조를 가지는 로봇이다.

성막 클러스터(300)에는, 기판(6)의 흐름 방향에 있어서 상류측으로부터의 기판(6)을 성막 클러스터(300)로 반송하는 패스실(150)과, 해당 성막 클러스터(300)에서 성막 처리가 완료한 기판(6)을 하류측의 다른 성막 클러스터로 반송하기 위한 버퍼실(160)이 연결된다. 반송실(130)의 반송 로봇(140)은, 상류측의 패스실(150)로부터 기판(6)을 수취하고, 해당 성막 클러스터(300)내의 성막실(110) 중 하나에 반송한다. 또한, 반송 로봇(140)은, 어떤 성막실(110)에서 성막을 끝낸 기판(6)을, 다른 성막실(110)로 다른 층의 성막을 행하기 위해서 이동시킨다. 또한, 반송 로봇(140)은, 해당 성막 클러스터(300)에서의 성막 처리가 완료한 기판(6)을 복수의 성막실(110) 중 하나로부터 수취하여, 하류측에 연결된 버퍼실(160)에 반송한다. 버퍼실(160)과 더 하류측의 패스실(150)과의 사이에는, 기판(6)의 방향을 바꾸는 선회실(170)이 설치된다. 이에 의해, 상류측 성막 클러스터와 하류측 성막 클러스터에서 기판의 방향이 동일해져서, 기판처리가 용이해진다.

마스크 스톡 챔버(120)에는, 성막실(110)에서의 성막 공정에 사용되는 미사용 마스크와, 성막을 끝낸 후의 사용 완료 마스크가, 2개의 카세트에 나누어져 수납된다. 반송 로봇(140)은, 사용 완료 마스크를 성막실(110)로부터 마스크 스톡 챔버(120)의 카세트로 반송하고, 마스크 스톡 챔버(120)의 다른 카세트에 수납된 새로운 마스크를 성막실(110)로 반송한다. 성막실(110), 마스크 스톡 챔버(120), 반송실(130), 버퍼실(160), 선회실(170) 등의 각 챔버는, 유기 EL 소자의 제조 과정에서, 진공분위기로 유지된다. 또한, 성막 클러스터(300) 전체도 진공일관으로 유지되고 있다.

본 실시형태의 제어 유닛(500)은, 각 성막실(110)의 제어부(51)에 대하여 지시를 내리는 것이 가능하고, 성막 클러스터 전체에서의 성막 공정을 관리한다. 단, 이러한 종합적인 제어 유닛(500)을 설치하는 대신, 각 성막실(110)의 제어부(51)끼리가 연계해서 처리를 행해도 된다.

각 성막실(110)에는, 각각 성막 장치(1)가 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 성막실(110a)을, 플래너 캐소드 유닛에 의해 마스크(7)에 게터 재료를 성막하기 위한 챔버로 한다. 또한, 성막실(110b)를, 게터 재료가 성막된 마스크(7)를 통하여, 기판(6)에 증착에 의한 기능층의 성막을 행하기 위한 챔버로 한다.

도 5는, 성막실(110a)에 배치된 성막 장치(1)의 모식적인 단면도이다. 성막 장치(1)에는, 마스크(7)에 게터 재료를 성막하기 위한 성막원으로서, 평판형상의 플래너 타겟(102)을 사용한 플래너 캐소드 유닛(104)이 배치되어 있다. 플래너 캐소드 유닛(104)은, 성막 대상물인 마스크(7)의 하면과 대략 평행하게 배치된 플래너 타겟(102)과, 플래너 타겟(102)에 대하여 마스크(7)와 반대측에 배치된 자장 발생 수단인 자석 유닛(103)을 가지고 있다. 플래너 타겟(102)에 전력이 인가됨으로써, 스퍼터링 영역(A1)에 스퍼터 입자가 발생한다. 한편, 플래너 타겟(102)의 기판(6)과는 반대측의 면에 백킹 플레이트를 설치해도 되고, 그 경우는 전원(52)으로부터 백킹 플레이트에 전력이 인가된다.

본 실시형태의 성막실(110a)는 마스크(7)에의 게터 재료 부착에만 사용되기 때문에, 기판(6)의 보유지지나, 기판(6)과 마스크(7)의 얼라인먼트에 관한 구성은 필요없다. 또한, 마스크(7)에 게터 재료를 부착될 때의 정밀도는, 불순물의 흡착이 가능해지는 정도이면 되기 때문에, 본 성막시와 같은 막두께 제어나 균일성 제어는 필요없다. 한편, 여기에서는 플래너 캐소드 유닛(104)이 챔버 하부에 고정되어 있는 것으로 했지만, 장치의 구성이나 각 부재의 크기에 따라서는, 상기 실시 형태와 같이 성막원을 이동 가능하게 해도 된다. 또한, 성막실(110a)와 같이 게터 재료의 부착 전용의 챔버를 준비하는 대신, 통상의 성막과 겸용의 챔버를 사용해도 된다.

도 6은, 성막실(110b)에 배치된 성막 장치(1)의 모식적인 단면도이다. 기판(6)의 반입 및 반출에 관한 구성이나, 기판(6)과 마스크(7)의 얼라인먼트에 관한 구성은, 상기 실시 형태와 마찬가지이다.

성막실(110b)의 성막 장치(1)에는, 기판(6)에 성막 재료를 성막하기 위한 성막원으로서, 증발원(304)이 배치되어 있다. 증발원(304)은, 내부에 성막 재료(307)를 수용가능한 용기(305)와, 가열을 행하기 위한 히터(306)를 구비하고 있다. 증발원(304)은 그 외에, 케이스, 열효율을 향상시키기 위한 리플렉터, 성막 재료의 방출을 제어하기 위한 개폐가능한 셔터, 및, 막두께 제어에 사용하는 증착 레이트 모니터 등을 구비하고 있어도 된다. 용기(305)는, 예를 들면 세라믹, 금속, 카본 재료 등으로 구성되는 도가니이다. 히터(306)로서는, 예를 들면 시즈 히터 등의 저항 가열식의 히터가 바람직하다. 히터(306)의 형상은, 도시한 것 같은 와이어 형상 이외에, 플레이트 형상, 메쉬 형상 등 임의의 형상을 채용할 수 있다. 한편, 성막원인 증발원(304)은, 챔버 하부에 고정되어 있어도 되고, 장치의 구성이나 각 부재의 크기에 따라서는, 상기 실시 형태와 같이, 안내 레일(250)과 베이스(230)를 사용해서 성막원을 이동 가능하게 해도 된다.

제어부(51)는, 용기 내부에 성막 재료(307)가 수용되어, 기판(6)과 마스크(7)의 얼라인먼트가 완료하면, 전원(52)을 제어해서 히터(306)를 발열시켜, 성막 재료(307)를 가열한다. 온도가 충분히 높아지면, 증발한 성막 재료가 용기(305)의 노즐로부터 비상한다. 그 결과, 부착 영역(A4)에의 성막이 행하여진다. 본 실시형태에서는, 기판위에 Ag-Mg합금의 전극막을 형성하기 위해서, 성막 재료(307)로서 Ag와 Mg를 사용한다. 하나의 용기(305)에 Ag 및 Mg를 수용해도 되고, 둘의 용기 각각에 Ag와 Mg를 수용해서 공증착을 행해도 된다.

본 실시형태에서는, 증발원(304)이, 성막 재료를 기판(6)에 성막하는 제2 성막 수단이며, 플래너 캐소드 유닛(104)이, 게터 재료를 마스크(7)에 성막하는 제1 성막 수단이다. 본 실시형태에서는, 성막실(110a)이, 제1 성막 수단이 설치되는 제1 챔버이며, 성막실(110b)이, 제2 성막 수단이 설치되는 제2 챔버이다.

(장치의 동작)

도 7의 플로우차트에 따라, 본 실시형태에 있어서, 제어 유닛(500)의 제어를 따라 성막 클러스터(300)가 행하는 동작을 설명한다. 한편, 복수의 성막 장치(1)가 협동하여, 전자 디바이스의 제조 장치에 있어서의 성막을 행하는 것으로부터, 성막 클러스터(300) 전체를 성막 장치라고 부를 수도 있다.

본 플로우는, 마스크 스톡 챔버(120)에 필요한 마스크(7)가 배치되고, 상류측의 클러스터로부터는 기판(6)이 흘러오는 상태에서 스타트한다. 스텝(S1)에서, 반송 로봇(140)은, 마스크 스톡 챔버(120)로부터 성막실(110a)에 마스크(7)를 반송한다. 스텝(S2)에 있어서, 성막실(110a)의 성막 장치(1)는, 마스크(7)에 게터 재료를 성막한다. 구체적으로는, 전원(52)이 플래너 타겟(102)에 전력을 인가하고, 스퍼터링 영역(A1)에 스퍼터 입자를 발생시킨다. 그 결과, 부착 영역(A3)에 있어서 마스크(7)에 게터 재료가 부착되어진다. 게터 재료의 재질은, 위에서 말한 여러가지 재료로부터 선택가능하고, 예를 들면 Ti로 한다. 스텝(S3)에 있어서, 반송 로봇(140)은, 성막실(110a)로부터 성막실(110b)에 마스크(7)를 반송한다. 여기에서, 반송중의 마스크(7)가, 대기나, 불순물을 포함하는 분위기에 노출되면, 게터 재료의 활성이 상실될 우려가 있다. 그 때문에, 성막 클러스터(300)는, 적어도 마스크(7)가 반송되는 루트에 있어서는 진공일관으로 유지될 필요가 있다.

스텝(S4)에 있어서, 반송 로봇(140)은, 패스실(150)로부터 성막실(110b)에 기판(6)을 반송한다. 스텝(S5)에 있어서, 성막실(110b)의 성막 장치(1)는, 기판(6)과 마스크(7)를 얼라인먼트한다. 얼라인먼트 시의 위치조정기구(70)의 동작에 대해서는 상기 실시 형태와 마찬가지이다.

스텝(S6)에 있어서, 성막실(110b)의 성막 장치(1)는, 마스크(7)를 통해서 기판(6)에의 증착 성막을 행한다. 구체적으로는, 전원(52)이 히터(306)에 전력을 투입해서 발열시킴으로써, 성막 재료(307)로서의 Ag 및 Mg가, 마스크(7)의 마스크 패턴에 따른 형상으로, 기판(6)의 부착 영역(A3)에 성막된다. 이 때, 마스크(7)에는 게터 재료로서의 활성이 있는 Ti막이 존재하고 있기 때문에, 분위기중의 산소나 물분자 등의 불순물이 효율적으로 제거되어서 양호한 성막이 행하여진다. 스텝(S7)에서, 반송 로봇(140)은, 성막실(110b)로부터 기판(6)을 반출하고, 하류의 버퍼실(160)에 반송한다.

스텝(S8)에 있어서, 제어 유닛(500)은, 마스크(7)가 몇 장의 기판(6)의 성막에 이용되었는지를 산출한다. 그리고, 산출된 매수를, 마스크(7)에 부착되어진 게터 재료의 활성이 충분히 유지되는 기판매수 (예를 들면 10장)인, 처리 가능 매수와 비교한다. 처리 가능 매수를 성막완료한 것이 아니면(S8=No), 스텝(S4)으로 돌아가고, 다음 기판(6)의 성막을 행한다. 한편, 처리 가능 매수를 성막완료하였다면(S8=Yes), 스텝(S9)으로 진행하여, 반송 로봇(140)이 성막실(110b)로부터 마스크(7)를 반출하고, 마스크 스톡 챔버(120)에 반입한다. 한편, 통상의 마스크(7)의 교환 타이밍에 있어서 마스크(7)를 교환해도 되고, 그 경우는, 마스크(7)에 부착되는 게터 재료의 양을, 통상의 교환 타이밍의 사이에서는 활성이 유지되는 만큼의 양으로 한다.

스텝(S10)에 있어서, 제어 유닛(500)은, 성막 클러스터(300)가 처리해야 할 모든 기판(6)에의 성막이 완료된 것인지 여부를 판정한다. 이 판정은, 미리 설정된 기판매수에 기초하여 행해도 되고, 조작자로부터의 종료 지시에 따라 행해도 된다. 아직 처리해야 할 기판(6)이 남아있을 경우(S10=No), 스텝(S1)로 되돌아가고, 반송 로봇(140)이 마스크(7)를 성막실(110a)에 반입하고, 다시 게터 재료를 부착하는 처리로 나아간다. 한편, 모든 기판(6)의 성막이 완료되어 있으면(S10=Yes), 처리를 종료한다.

한편, 성막실(110c)은 성막실(110a)과 마찬가지의 구성을 가지고, 성막실(110d)은 성막실(110b)과 마찬가지의 구성을 가진다. 이에 의해, 성막실(110c 및 110d)이, 성막실(110a) 및 성막실(110b)와는 다른 성막 경로를 구성할 수 있으므로, 성막 클러스터 전체의 기판처리 매수가 증가한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 기판(6)에 성막 재료(307)가 성막될 때, 마스크(7)에는 활성이 있는 게터 재료의 막이 존재하고 있기 때문에, 분위기중의 산소나 물분자 등의 불순물이 효율적으로 제거된다. 특히, 게터 재료를 기판 근방에 배치할 수 있기 때문에, 기판 표면의 근방에 있어서 효과적으로 불순물을 저감할 수 있다. 그 때문에, 배기 수단의 진공펌프로서, 비교적 성능이 낮은 것이나 소형인 것을 이용할 수 있기 때문에, 장치의 비용 저감이나 소형화가 가능해진다. 한편, 마스크(7)에 게터 재료를 성막하는 제1 챔버와, 기판(6)에 마스크를 통해서 본 성막을 행하는 제2 챔버 각각에 있어서의, 성막의 방식, 성막 재료의 종류, 성막원의 이동의 유무 등은, 필요에 따라 적당히 정하면 된다.

[실시 형태3]

실시 형태 3에 관한 성막 장치(1)의 구성과 기능에 대해서 설명한다. 실시 형태 1, 2과 마찬가지의 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고, 설명을 간략화한다.

(장치의 구성)

본 실시형태는, 전자 디바이스로서의 유기 EL 소자를 제조하는 전자 디바이스의 제조 장치에 관한 것이다. 도 8은, 기판(6)이 기판 캐리어(9)에 보유지지된 상태에서 반송되면서 성막을 행하는, 인라인형의 전자 디바이스의 제조 장치(700)를 모식적으로 나타내는 상면도이다. 한편, 복수의 구성요소가 협동해서 기판에의 성막을 행하는 것부터, 제조 장치(700)의 전체를 성막 장치라고 부를 수도 있다.

제조 장치(700)는, 마스크 반입실(790)과, 얼라인먼트실(795)과, 복수의 성막실(110a, 110b)과, 반전실(711a, 711b)과, 반송실(712)과, 마스크 분리실(713)과, 기판분리실(714)과, 캐리어 반송실(715)과, 마스크 반송실(716)과, 마스크 처리실(719)과, 기판반입실(717)(기판설치실)의 각 챔버를 가진다. 제조 장치(700)는 나아가, 기판(6)을 보유지지하는 기판 캐리어(9)을 각 챔버내를 통과하는 소정의 반송 경로를 따라 반송하는 반송 수단을 구비한다.

구체적으로는, 기판 캐리어(9)는, 기판반입실(717), 반전실(711a), 마스크 반입실(790), 얼라인먼트실(795), 복수의 성막실(110a, 110b), 반송실(712), 마스크 분리실(713), 반전실(711b), 기판분리실(714), 반송실(715)의 순서대로 각 챔버내를 통과해서 반송되어, 다시, 기판반입실(717)에 되돌아간다. 한편, 마스크(7)는, 마스크 반입실(790), 얼라인먼트실(795), 복수의 성막실(110a, 110b), 반송실(712), 마스크 분리실(713), 마스크 반송실(716)의 순서대로 각 챔버내를 통과해서 반송되어, 다시, 마스크 반입실(790)에 되돌아간다. 마스크(7)는 또한, 마스크 반송실(716)과 마스크 처리실(719)과의 사이를 출입가능하다. 한편, 제조 장치(700) 내부는 진공일관으로 유지되고 있다. 이렇게, 기판 캐리어(9)와 마스크(7)는, 각각 파선과 점선에서 나타낸 소정의 반송 경로(순환 반송 경로)를 따라 순환되어 반송된다. 이하, 각 챔버의 기능에 대해서 설명한다.

미성막의 기판(6)은, 기판반입실(717)로부터 순환 반송 경로에 투입되어, 기판 캐리어(9)에 보유지지된 상태로 성막된다. 그 후, 성막완료된 기판(6)은, 기판분리실(714)로부터 반출된다. 기판반입실(717)에 반입된 미성막의 기판(6)은, 먼저 기판반입실(717)에서 기판 캐리어(9)에 부착되어, 보유지지된다. 그리고 성막 전에, 반전실(711a), 마스크 반입실(790)을 경유해서 얼라인먼트실(795)에 반입된다.

반전실(711a, 711b)에는 기판 캐리어(9)의 기판보유지지면의 방향을 연직방향 상향으로부터 연직방향 하향으로, 또는, 연직방향 하향으로부터 연직방향 상향으로 적합하게 반전시키는 반전 기구(720a, 720b)가 구비되어 있다. 반전 기구(720a, 720b)는, 기판 캐리어(9)을 파지 등을 하여 자세(방향)를 변화시킬 수 있는 종래의 기지의 기구를 적당히 채용하여도 된다.

기판(6)은, 기판반입실(717)에, 피성막면이 연직방향 상향의 상태에서 반입된다. 그 때 기판반입실(717)내에는, 기판 캐리어(9)가, 보유지지면이 연직방향 상향의 상태로 배치되어 있다. 따라서, 반입된 기판(6)은, 기판 캐리어(9)의 보유지지면 위에 재치되어, 기판 캐리어(9)에 의해 보유지지된다. 그 후, 반전실(711a)에 있어서, 기판(6)을 보유지지한 기판 캐리어(9)가 반전되어, 기판(6)의 피성막면이 연직방향 하향인 상태가 된다.

한편, 기판 캐리어(9)가 마스크 분리실(713)로부터 반전실(711b)에 반입되는 때는, 기판(6)의 피성막면이 연직방향 하향인 상태로 반입되어 온다. 반입후, 반전 기구 (720b)에 의해 기판(6)을 보유지지한 기판 캐리어(9)가 반전되어, 기판(6)의 피성막면이 연직방향 상향의 상태가 된다. 그 후, 기판(6)은 피성막면이 연직방향 상향인 상태로 기판분리실(714)로부터 반출된다.

기판(6)을 보유지지한 상태에서 반전된 기판 캐리어(9)는, 마스크 반입실(790)을 경과해서 얼라인먼트실(795)에 반입된다. 이에 맞춰, 마스크(7)도 마스크 반입실(790)로부터 얼라인먼트실(795)에 반입된다. 얼라인먼트실(795)에는, 얼라인먼트 장치로서 위치조정기구(70)가 탑재되어 있다. 얼라인먼트실(795)에서는, 위치조정기구(70)가, 기판 캐리어(9)에 실린 기판(6)과 마스크(7)를 고정밀도로 위치맞춤하고, 마스크(7)에 기판 캐리어(9)(기판(6))를 재치한다.

그 후, 기판 캐리어(9)가 재치된 마스크(7)를 미도시의 반송 롤러에 전달하고, 다음 공정을 향해서 반송을 시작한다. 반송 롤러는, 반송 경로의 양편에 반송 방향을 따라 복수 배치되어 있고, AC 서보 모터의 구동력에 의해 회전하면서 기판 캐리어(9)나 마스크(7)를 반송한다.

성막실(110a, 110b)에서는, 반입되어 온 기판 캐리어(9)에 흡착된 기판(6)이 성막원(404)상을 통과함으로써, 기판(6)의 피성막면에 있어서 마스크(7)에 의해 가로막아지는 개소이외의 면이 성막된다. 성막실(110)은, 배기 수단으로서, 진공펌프 등을 구비하는 배기 장치를 구비한다. 성막실(110)의 내부에는 성막 재료를 수납한 성막원(404)이 배치되어 있다. 성막원(404)으로부터 기판(6)을 향해서 성막 재료가 비상하고, 기판위에 막이 형성된다. 성막원(404)은, 제조하는 유기 EL 소자의 성능이나, 장치구성상의 요청에 따라 선택가능하고, 예를 들면 스퍼터 장치나 증착 장치를 이용할 수 있다. 또한, 기판 캐리어(9) 및 마스크(7)와 대략 평행한 평면내에서 성막원을 이동시키는 기구를 구비해도 된다.

성막실(110a, 110b)에서의 성막 완료후, 기판 캐리어(9)는 마스크 분리실(713)에 도달하고, 마스크(7)가 분리된다. 분리후의 마스크(7)는 마스크 반송실(716)에 반송된다. 마스크 반송실(716)과 진공일관으로 연결된 마스크 처리실(719)은, 마스크 스톡커(722)와, 게터 재료 부착 기구(724)을 구비한다. 마스크 스톡커(722)는, 복수의 마스크(7)를 수용하고, 선택적으로 반출입 가능한 랙을 구비한다. 그리고, 미도시의 로봇 기구가, 마스크 스톡커(722)와 마스크 반송실(716)의 사이나, 마스크 스톡커(722)와 게터 재료 부착 기구(724)의 사이에서 마스크(7)를 이동시킨다.

게터 재료 부착 기구(724)는, 게터 재료를 마스크(7)에 성막하기 위한 성막원이다. 게터 재료 부착 기구(724)로서는, 상술한 실시 형태와 같이 스퍼터링 장치나 증착 장치를 이용할 수 있다. 한편, 게터 재료 부착 기구를 설치하는 위치는 도시 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 마스크 반송실(716) 내부나, 마스크 반입실(790) 내부나, 마스크 반입실(790)과 진공일관으로 연결된 챔버 내부이어도 된다. 기판(6)이 없는 상태에서 마스크(7)에 게터 재료를 성막할 수 있는 것이라면, 배치되는 장소를 묻지 않는다.

마스크 반송실(716)로 되돌아간 마스크(7)는, 새로운 기판(6)의 성막 공정에 사용된다. 한편, 기판(6)을 보유지지한 기판 캐리어(9)는, 반전실(711b)에서 반전되어, 기판분리실(714)에 반송된다. 기판분리실(714)에 있어서, 기판(6)이 기판 캐리어(9)로부터 분리되어, 순환 반송 경로내로부터 회수되어서 다음 공정에 보내진다. 한편, 기판 캐리어(9)는, 기판반입실(717)에 반송되어, 새로운 기판(6)의 반송에 사용된다.

게터 재료 부착 기구(724)이 성막 재료로서 사용하는 게터 재료는, 상기 실시 형태와 같이 여러 가지 재질로부터 선택할 수 있다. 예를 들면, 증착에 의해 Mg로 이루어지는 게터 재료를 성막해도 된다. 또한, 기판(6)에 마스크(7)를 통해서 부착되는 성막 재료도, 여러가지 재질로부터 선택할 수 있다. 예를 들면, 증착에 의해 성막되는 유기재료이어도 된다.

본 실시형태에서는, 성막원(404a, 404b)이, 성막 재료를 기판(6)에 성막하는 제2 성막 수단이며, 게터 재료 부착 기구(724)가, 게터 재료를 마스크(7)에 성막하는 제1 성막 수단이다. 본 실시형태에서는, 마스크 처리실(719)이, 제1 성막 수단이 설치되는 제1 챔버이며, 성막실(110a, 110b)이, 제2 성막 수단이 설치되는 제2 챔버이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 기판(6)과 분리된 상태에서 마스크(7)에 게터 재료가 성막되어, 기판(6)이 기판 캐리어(9) 채로 마스크(7)와 합체한 후에, 성막실(110)에서 성막이 행해진다. 따라서, 기판(6)에 본 성막이 행하여질 때에, 마스크(7)에는 활성이 있는 게터 재료의 막이 존재하고 있기 때문에, 분위기중의 산소나 물분자 등의 불순물이 효율적으로 제거된다. 특히, 게터 재료를 기판 근방에 배치할 수 있기 때문에, 기판표면의 근방에 있어서 효과적으로 불순물을 저감할 수 있다. 그 때문에, 배기 수단의 진공펌프로서, 비교적 성능이 낮은 것이나 소형인 것을 이용할 수 있기 때문에, 장치의 비용 저감이나 소형화가 가능해진다. 한편, 마스크(7)에 게터 재료를 성막하는 제1 챔버와, 기판(6)에 마스크를 통해서 본 성막을 행하는 제2 챔버 각각에 있어서의, 성막의 방식, 성막 재료의 종류, 성막원의 이동의 유무 등은, 필요에 따라 적당히 정하면 된다.

1 성막 장치
4 로터리 캐소드 유닛
6 기판
7 마스크
14 제2 로터리 캐소드 유닛

Claims

마스크에 게터 재료를 성막하는 제1 성막 수단과,
기판에, 상기 게터 재료가 성막된 상기 마스크를 통하여, 성막 재료를 성막하는 제2 성막 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 성막 수단에 의해 상기 마스크에 상기 게터 재료가 성막된 후, 상기 제2 성막 수단에 의해 상기 기판에 상기 성막 재료가 성막될 때까지의 동안에, 상기 마스크는 진공분위기로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 성막 수단과 상기 제2 성막 수단은, 동일한 챔버에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 성막 수단과 상기 제2 성막 수단은, 각각 제1 챔버와 제2 챔버에 설치되어 있고,
상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버는, 진공일관으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제4항에 있어서,
상기 마스크는, 상기 제1 챔버에서 상기 제1 성막 수단에 의해 상기 게터 재료가 성막된 뒤, 상기 제2 챔버로 반송되어, 상기 제2 성막 수단에 의한 상기 기판에의 상기 성막 재료의 성막에 사용되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 성막 장치는, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 구비하는 클러스터형의 성막 장치인 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 성막 장치는, 상기 기판을 상기 마스크와 합체된 상태로 반송하면서 상기 성막 재료를 성막하는, 인라인형의 성막 장치이며,
상기 마스크는,
상기 제1 챔버에 있어서, 상기 기판과 합체되지 않은 상태에서 상기 제1 성막 수단에 의해 상기 게터 재료가 성막되고,
상기 기판과 합체된 상태에서 상기 제2 챔버로 반송되어, 해당 제2 챔버에서 상기 제2 성막 수단에 의한 상기 성막 재료의 성막에 사용되는,
것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 성막 수단은, 스퍼터링에 의해 상기 마스크에 상기 게터 재료를 성막하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 성막 수단은, 스퍼터링에 의해 상기 기판에 상기 성막 재료를 성막하는 것이고,
상기 제1 성막 수단이, 상기 제2 성막 수단의 상기 기판에의 스퍼터링과 동시에 상기 기판에 상기 게터 재료를 스퍼터링하는 코스퍼터링을 행하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제9항에 있어서,
상기 게터 재료는 Mg이며, 상기 성막 재료는 Ag이고, 상기 코스퍼터링에 있어서는 상기 기판에 Ag-Mg합금으로 이루어지는층이 성막되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제10항에 있어서,
상기 성막 장치는, 유기 EL 소자를 제조하는 것이며,
유기막이 형성된 상기 기판에 대하여, 상기 코스퍼터링에 의해 Ag-Mg합금으로 이루어지는 상부전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 성막 수단 및 상기 제2 성막 수단을, 상기 성막 장치의 챔버에서, 상기 기판의 피성막면과 실질적으로 평행한 이동 영역에서 이동시키는 구동 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 성막 수단에 의해 상기 게터 재료가 성막된 상기 마스크와, 상기 기판과의 상대위치를 조정하는 위치조정수단을 더 구비하고,
상기 제2 성막 수단은, 상기 위치조정수단에 의해 상기 마스크와 상기 기판의 상기 상대위치가 조정된 후, 상기 마스크를 통해서 상기 기판에 상기 성막 재료를 성막하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 성막 수단은, 상기 기판에 상기 게터 재료가 부착되지 않게 되는 상태에서, 상기 마스크에 상기 게터 재료를 성막하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 게터 재료의 재질은, Ti, Zr, V, Mg, Al, Ta, W, Mo, Hf, Nb, Fe, Ag, Ba, 및, Yb를 포함하는 금속 원소 중 어느 하나, 또는, 상기 금속 원소 중 어느 하나를 주성분으로 하는 합금인 것을 특징으로 하는 성막 장치.
마스크에 게터 재료를 성막하는 제1 성막 수단과,
기판에, 상기 게터 재료가 성막된 상기 마스크를 통하여, 성막 재료를 성막하는 제2 성막 수단을 구비하고,
상기 제1 성막 수단은, 상기 기판에 상기 게터 재료가 부착되지 않게 되는 상태에서, 상기 마스크에 상기 게터 재료를 성막하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.