WO2007074563A1 - 成膜装置および発光素子の製造方法 - Google Patents

成膜装置および発光素子の製造方法 Download PDF

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WO2007074563A1
WO2007074563A1 PCT/JP2006/318863 JP2006318863W WO2007074563A1 WO 2007074563 A1 WO2007074563 A1 WO 2007074563A1 JP 2006318863 W JP2006318863 W JP 2006318863W WO 2007074563 A1 WO2007074563 A1 WO 2007074563A1
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WO
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targets
gas supply
film forming
emitting element
forming apparatus
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PCT/JP2006/318863
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English (en)
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Inventor
Kazuki Moyama
Toshihisa Nozawa
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Tokyo Electron Limited
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3464—Sputtering using more than one target
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a light emitting element having an organic light emitting layer and a film forming apparatus for manufacturing the light emitting element.
  • organic electroluminescence devices Is attracting attention as a next-generation display device because it has features such as self-luminous emission and high-speed response.
  • the organic EL element may be used as a surface light emitting element.
  • An organic EL element has a structure in which an organic layer including an organic EL layer (light emitting layer) is sandwiched between a positive electrode (positive electrode) and a negative electrode (negative electrode).
  • the light emitting layer is configured to emit light by injecting holes from the positive electrode and electrons from the negative electrode to recombine them.
  • the organic layer may be provided between the anode and the light-emitting layer or between the cathode and the light-emitting layer as necessary, for example, for improving the light emission efficiency such as a hole transport layer or an electron transport layer. It is also possible to add layers.
  • the organic layer is formed by vapor deposition on a substrate on which a positive electrode made of ITO is patterned.
  • the vapor deposition method is a method of forming a thin film by evaporating, for example, vaporized or sublimated vapor deposition materials on a substrate to be processed.
  • the organic layer is formed by vapor deposition on a substrate on which a positive electrode made of ITO is patterned.
  • the vapor deposition method is a method of forming a thin film by evaporating, for example, vaporized or sublimated vapor deposition materials on a substrate to be processed.
  • A1 (aluminum) to be the negative electrode is formed by vapor deposition.
  • Such a light emitting element is sometimes called a so-called top force sword type light emitting element.
  • a light emitting device is formed, in which an organic layer is formed between a positive electrode and a negative electrode.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-225058
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-140066
  • the uniformity of the thickness of the negative electrode may be a problem, particularly when the substrate to be processed becomes large. in this way
  • the thickness of the negative electrode is insufficiently uniform in the surface of the substrate to be processed, there is a concern that the quality of the light emitting element in the surface of the substrate to be processed becomes non-uniform.
  • the film formation by the vapor deposition method needs to be performed by a so-called face-down film formation method in which the film formation surface of the substrate to be processed faces downward, and when the substrate to be processed becomes large, There was a problem that made it difficult to handle.
  • the sputtering method has a problem that the damage to the film formation target becomes larger than the vapor deposition method.
  • the negative electrode is formed on an organic layer having a relatively low mechanical strength. For this reason, for example, by sputtering
  • the organic layer When hard metal particles such as A1 collide with the organic layer at a high speed, the organic layer may be damaged and the quality of the light emitting element may be deteriorated.
  • organic materials are transformed by the collision of electrons with high energy generated during sputtering, and the quality of the light-emitting element is reduced.
  • the organic layer might be damaged by ultraviolet rays accompanying plasma excitation for sputtering. For this reason, it has been difficult to use a sputtering method with good film thickness uniformity for forming the negative electrode.
  • Patent Document 2 in order to suppress damage to a film formation target, a sputtering target is used by using a hollow-shaped target, and one end force sputtering gas of the target is introduced. Discloses a method of forming a thin film.
  • the capacity of the processing chamber (vacuum chamber) for diffusing sputtered particles is sufficient. It needs to be large. For this reason, there is a problem that the sputtering apparatus must be enlarged, and film formation on a large substrate becomes difficult.
  • Non-Patent Document 1 described above discloses a film forming method by sputtering using an opposing target.
  • this Non-Patent Document 1 describes the effect of magnetic field damage on the film formation target in the case of film formation, but there is nothing about reducing the damage of ultraviolet rays or ion bombardment on the film formation target. Les, not listed. Further, there is no description about the influence of damage when the film formation target is an organic layer.
  • the present invention has a general object to provide a novel and useful method for manufacturing a light-emitting element that solves the above problems, and a substrate processing apparatus for manufacturing the light-emitting element.
  • a specific problem of the present invention is a method for manufacturing a light-emitting element, in which an electrode is formed on an organic layer so as to reduce variation in film thickness while suppressing damage to the organic layer, and
  • An object of the present invention is to provide a film forming apparatus for forming a conductive layer on an organic layer so as to reduce variations in film thickness while suppressing damage to the organic layer.
  • the above-described problem is solved by adding a processing container having a holding table for holding a substrate to be processed therein, two targets facing each other, and a plasma-excited processing gas.
  • Gas supply means for supplying into the processing container, and applying a voltage to the two targets to excite the processing gas to form a conductive layer on the organic layer on the substrate to be processed.
  • the above problem is a method for manufacturing a light-emitting element in which an organic layer including a light-emitting layer is formed between a first electrode and a second electrode.
  • a light emitting device manufacturing method for manufacturing a light emitting device by forming an electrode on the organic layer and a conductive layer formed on the organic layer so as to reduce variation in film thickness while suppressing damage to the organic layer. It is possible to provide a film forming apparatus that forms a film.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a light emitting device according to Example 1.
  • FIG. 2A is a view (No. 1) showing a method for manufacturing the light-emitting element of FIG.
  • FIG. 2B is a view (No. 2) showing the method for manufacturing the light-emitting element of FIG. 1.
  • FIG. 2B is a view (No. 2) showing the method for manufacturing the light-emitting element of FIG. 1.
  • FIG. 2C is a view (No. 3) showing the method for manufacturing the light-emitting element of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a configuration example of a substrate processing apparatus for manufacturing the light emitting element of FIG.
  • FIG. 4 is a configuration example (No. 1) of a film forming apparatus used in the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 5 is a configuration example (No. 2) of a film forming apparatus used in the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the film forming apparatus of FIG.
  • FIG. 7A is a diagram (No. 1) showing a gas supply means used in the film forming apparatus of FIG.
  • FIG. 7B is a view (No. 2) showing the gas supply means used in the film forming apparatus of FIG.
  • FIG. 7C is a diagram (No. 3) showing a gas supply unit used in the film forming apparatus of FIG.
  • FIG. 7D is a diagram (No. 4) showing a gas supply means used in the film forming apparatus of FIG.
  • the method for manufacturing a light-emitting element according to the present invention includes a light-emitting layer between the first electrode and the second electrode.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device according to Example 1 of the present invention.
  • a light emitting device 100 according to this example includes a positive electrode (first electrode) 102 formed on a substrate 101 and a negative electrode (second electrode) 104 facing the positive electrode 102. And an organic layer 103 including a light emitting layer (organic EL layer) 103A formed between the positive electrode 102 and the negative electrode 104.
  • the light emitting element 100 may be called an organic EL element.
  • the light emitting layer 103A is exposed to the positive electrode 102 from the positive electrode 102.
  • the light-emitting layer 103A emits light by injecting electrons from the negative electrode 104 to recombine holes.
  • the light-emitting layer 103A can be formed using, for example, a material such as a polycyclic aromatic hydrocarbon, a heteroaromatic compound, or an organometallic complex compound. It is possible to form.
  • the conventional light emitting device has the following technical problems when forming the negative electrode. For example, when the negative electrode is formed by vapor deposition, the thickness of the negative electrode is not uniform enough. On the other hand, when the negative electrode is formed by sputtering, the thickness of the negative electrode is good, but there is a concern that the organic layer may be damaged.
  • the negative electrode 104 is formed on the organic layer 103 by a sputtering method that excites plasma between two targets facing each other. .
  • film formation by sputtering has characteristics that the film thickness is more uniform and the film formation rate is higher than conventional vapor deposition.
  • film formation by so-called face-up is easy, and has characteristics that are particularly advantageous for film formation on large substrates.
  • the influence of damage to the organic layer 103 is suppressed, and the film thickness of the negative electrode 104 is excellent in the substrate plane. It has the feature of being a high-quality light-emitting element that can be applied to large substrates.
  • the substrate 101 made of, for example, glass and having the positive electrode 102 made of, eg, ITO formed thereon is prepared.
  • an active matrix driving circuit including a TFT (thin film transistor) connected to the positive electrode 101 is formed on the substrate 101, for example.
  • the positive electrode 102 (on the substrate 101) is An organic layer 103 is formed.
  • the organic layer 103 is formed by, for example, a vapor deposition method, and sequentially from the positive electrode 102 side, a hole injection layer 103C, a hole transport layer 103B, a light emitting layer (organic EL layer) 103A, an electron transport layer 103D and electron injection layer 103E force S are formed to be laminated.
  • the hole transport layer 103B and the hole injection layer 103C may be formed by omitting the film formation of one or both of them.
  • the electron transport layer 103D and the electron injection layer 103E may be omitted from forming either one or both of them.
  • the light emitting layer 103A can be formed using, for example, an aluminoquinolinol complex (Alq3) as a host material and rubrene as a doping material, but is not limited thereto, and various materials are used. Can be formed.
  • Alq3 aluminoquinolinol complex
  • rubrene a doping material
  • a conductive negative electrode 104 made of, for example, Ag is sputtered on the organic layer 103 (the electron injection layer 103E) so as to be in contact with the organic layer 103.
  • the film is formed by the method.
  • a conductive layer constituting the negative electrode 104 is formed on the organic layer 103 by exciting plasma between two opposing targets. For this reason, the organic layer 103 can improve the uniformity of the thickness of the negative electrode 104 formed while reducing the damage caused by the irradiation of ultraviolet rays by plasma excitation and the impact of ions.
  • An example of the configuration of such a film forming apparatus and details of the film forming method will be described later with reference to FIG.
  • the material constituting the negative electrode 104 is preferably made of Ag, for example, in order to improve the reflectance of light emission from the light emitting layer.
  • the material constituting the negative electrode 104 is not limited to Ag.
  • the negative electrode 104 includes A1 and an additive (for example, 1% by weight of Pd) that improves durability. You may form using a material. In this manner, the light emitting device 100 according to this example can be manufactured.
  • the positive electrode 102 has a thickness of 100 zm to 200 zm
  • the organic layer 103 has a thickness of 50 ⁇ m to 200 ⁇ m
  • the negative electrode 104 has a thickness of 50 ⁇ m to 300 ⁇ m. Formed.
  • the light emitting element 100 includes a display device (organic EL display device), a surface light emitting element, and the like. Although it can be applied to a child (lighting / light source, etc.), it can be used for various electronic devices.
  • a display device organic EL display device
  • a surface light emitting element and the like.
  • it can be applied to a child (lighting / light source, etc.), it can be used for various electronic devices.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the substrate processing apparatus 1000 for manufacturing the light emitting element 100.
  • a substrate processing apparatus 1000 has a structure in which a plurality of film forming apparatuses or processing chambers are connected to one of transfer chambers 900A and 900B in which a substrate to be processed is transferred. have.
  • Each of the transfer chambers 900A and 900B has four connection surfaces for connecting a processing chamber or a film forming apparatus.
  • Each of the transfer chambers 900A and 900B has a structure in which transfer means (transfer arms) 900a and 900b for transferring the substrate to be processed are installed inside.
  • the processing chamber connected to the transfer chambers 900A and 900B, or the film forming apparatus may be, for example, a preprocessing chamber 500 that performs preprocessing (cleaning or the like) of the processing substrate, a processing substrate or a processing substrate.
  • Alignment processing chamber 600 for performing alignment (positioning) of a mask to be mounted the organic layer 103 is formed by a vapor deposition method (the process shown in FIG. 2B is performed), and the negative electrode 104 is formed (FIG. (The process shown in 2C is performed.)
  • the load lock chamber 400A, the pretreatment chamber 500, the alignment treatment chamber 600, and the film forming apparatus 700 are connected to the four connection surfaces of the transfer chamber 900A. Further, the opposite side of the film forming apparatus 700 to the side connected to the transfer chamber 900A is connected to the connection surface of the transfer chamber 900B, and the film formation device 700 is connected to the other connection surface of the transfer chamber 900B. 350 devices are connected to the load lock chamber 400B.
  • the transfer chambers 900A and 900B, the load lock chambers 400A and 400B, the pretreatment chamber 500, the alignment treatment chamber 600, and the film forming apparatuses 350 and 700 are respectively decompressed (vacuum state). ) Is connected to an exhaust means (not shown) such as a vacuum pump, and the inside is maintained in a reduced pressure state as necessary. [0048] Next, an outline of a procedure in the case of manufacturing the light emitting element 100 described in Example 1 by the substrate processing apparatus 1000 will be described. First, a substrate to be processed W (corresponding to the substrate 101 on which the positive electrode 102 is formed shown in FIG. 2A) is put into the substrate processing apparatus 1000 from the load lock chamber 400A. The substrate W to be processed put into the load lock chamber 400A is first transferred to the pretreatment chamber 500 by the transfer means 900a via the transfer chamber 900A, and preprocessing (cleaning, etc.) of the substrate to be processed is performed. Is called.
  • the substrate to be processed is transferred to the alignment processing chamber 600 by the transfer means 900a through the transfer chamber 900A, and a mask is set on the substrate to be processed.
  • the substrate to be processed is transferred by the transfer means 900a to the film forming apparatus 700 via the transfer chamber 900A, and the organic layer 103 of the light emitting element 100 is transferred to the film forming apparatus 700. It is formed by vapor deposition (the process shown in FIG. 2B is performed).
  • the substrate to be processed on which the organic layer 103 is formed is transported by the transport means 900b to any force of the film forming apparatus 350 (the two film forming apparatuses 350 connected to each other).
  • a negative electrode 104 made of Ag is deposited by sputtering that excites plasma between two targets facing each other.
  • the substrate processing apparatus 1000 may further include a film forming apparatus that forms, for example, a protective layer made of an insulating layer on the light emitting element 100.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a film forming apparatus (evaporation apparatus) 700 included in the substrate processing apparatus 1000.
  • the film forming apparatus 700 includes a processing container 701 in which an internal space 700A is defined.
  • the internal space 700A includes a vapor deposition source 702, a substrate holder, and the like. 705 is installed.
  • the internal space 700A is exhausted from an exhaust line 704 to which exhaust means (not shown) such as an exhaust pump is connected, and is maintained in a predetermined reduced pressure state. It is made.
  • a heater 703 is installed in the vapor deposition source 702, and the raw material 702A held inside by the heater 703 is heated to be vaporized or sublimated to be a gaseous raw material.
  • the gaseous raw material is vapor-deposited on the substrate W to be processed (the substrate 101 on which the positive electrode 102 is formed) held by the substrate holder 705 installed so as to face the vapor deposition source 702, and An organic layer 103 is formed.
  • the substrate holder 705 is configured to be movable in parallel on a moving rail 706 installed on the upper surface of the processing container 701 (the side facing the vapor deposition source 702). In other words, the uniformity of the deposited film within the surface of the substrate to be processed is improved by moving the holding table 705 during film formation.
  • the substrate W to be processed is loaded into the internal space 700A 'or the Unloading from the internal space 700A becomes possible.
  • the organic layer 103 can be formed by performing the process corresponding to FIG. 2B described in Example 1 using the film forming apparatus 700 described above. Further, by providing a plurality of the vapor deposition sources 702, the organic layer 103 can have a hole injection layer 103C, a hole transport layer 103B, an electron transport layer 103D, an electron injection layer 103E, etc. in addition to the light emitting layer 103A. It is also possible to form a multi-layer structure including the same.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a film forming apparatus 350 for forming the negative electrode 104 on the organic layer 103 (performing the process shown in FIG. 2C).
  • FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′.
  • the film forming apparatus 350 includes a processing container 351 in which a decompression space is defined, and is installed in the decompression space so as to face each other.
  • Targets 354A and 354B to which voltages are respectively applied and a substrate holding table 352 are installed.
  • the substrate holding table 352 is configured to be movable in parallel on a moving rail 353 installed on the lower surface of the processing container 351. That is, it is configured such that the uniformity of film formation within the surface of the substrate to be processed is improved by moving the holding table 352 during film formation.
  • the decompression space of the processing vessel 350 is structured to be exhausted from an exhaust line 359 to which an exhaust means (not shown) such as an exhaust pump is connected and held in a predetermined decompressed state.
  • the two targets 354A and 354B installed on the substrate holding table 352 each have a structure extending in a direction substantially orthogonal to the direction in which the substrate holding table 352 moves, and each other It is installed so as to face each other.
  • a gas supply means 355 for supplying a processing gas such as Ar is installed in a space 350A between the targets 354A and 354B.
  • the processing gas is plasma-excited by applying a voltage from the power source 361 to the pressure application targets 354A and 354B.
  • magnets may be installed on the targets 354A and 355B.
  • the gas supply means 355 has a structure extending in a direction substantially perpendicular to the direction in which the substrate holder 352 moves (the direction in which the two targets 354A and 354B extend). And is installed so as to face the substrate holding table 352 across the targets 354A and 354B.
  • the gas supply means 355 has a tubular hollow structure in which a gas flow path 356 is formed.
  • the gas flow path 356 is installed outside the processing container 351.
  • a processing gas such as Ar is supplied from a gas supply source (not shown) via a gas supply path 358.
  • the processing gas supplied to the gas flow path 356 is supplied from a plurality of gas holes 357 formed in the gas supply means 355 to a space 350A between the targets 354A and 354B.
  • the substrate W to be processed is loaded into the processing container 351 or the processing Unloading from inside the container 351 becomes possible.
  • the gas supply means 355 introduces the space 350A (in the processing container 351) into, for example, A.
  • a processing gas for plasma excitation such as r is supplied.
  • the target 354A the target 354A,
  • the targets 354A and 354B are sputtered by the Ar ions generated in this manner, whereby the target substrate W held on the substrate holder 352 (on the organic layer 1).
  • the negative electrode 104 is formed.
  • Film formation by sputtering is characterized by good uniformity of film thickness and high film formation speed compared to film formation by vapor deposition, for example. Therefore, the negative electrode 10 can be formed with good film thickness uniformity and good film formation speed by the film formation apparatus 350 described above.
  • the substrate to be processed W is separated from the space where the plasma is excited (the space 350A), and the organic layer 103 on the substrate W to be processed is It is less susceptible to damage due to ultraviolet rays associated with excitation and collisions with sputtered particles (Ar ions).
  • the film forming apparatus according to the present example has the characteristics that the film thickness uniformity is good and the productivity is good, and there is a problem in the film formation by the conventional sputtering method. It has become possible to suppress damage to the film formation target during film formation
  • the film forming apparatus is compared with a layer made of an inorganic material (for example, a metal layer, a metal oxide layer, a metal nitride layer, a Si oxide film layer, a Si nitride film layer, etc.).
  • This film forming apparatus is suitable for forming a conductive layer (electrode) on an organic layer (such as an organic light emitting layer) that is susceptible to damage.
  • the film forming apparatus according to this example is easier to reduce in size than a film forming apparatus using, for example, a hollow structure target (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-140066). There is a feature that is easy to handle.
  • the holding table 352 is configured to move in a direction perpendicular to the extending direction of the two targets 354A and 354B in response to film formation. It is preferable that In this case, it becomes easy to reduce the size of the film forming apparatus while improving the film thickness uniformity.
  • the pressure in the space 350A pressure in the processing vessel 351
  • the mean free of sputtered particles for example, Ar ions
  • the gas supply means 355 and the holding table 352 are installed so as to face each other with the two targets 354 A and 354 B interposed therebetween.
  • the processing gas (Ar) plasma-excited between the two targets 354A and 355B is supplied from the first side (the gas supply means 355 side) of the two targets 354A and 355B. It is supplied to flow on the second side (the side on which the holding table 352 on which the substrate W to be processed is held is installed).
  • the particles for film formation generated in the space 350A are formed in the counter force direction from the gas supply unit 355 to the substrate holder 352. And reaches the substrate to be processed W (on the organic layer 103). Therefore, it is possible to improve the productivity of the film forming apparatus by keeping the film forming speed high while suppressing damage to the organic layer 103.
  • the film forming apparatus 350 when configured, for example, the following may be performed. Moreover, these dimensions are examples of the structure, and are not limited to these.
  • the width of the substrate W to be processed (the length in the direction in which the targets 354A and 354B extend) is L0
  • the length L1 in the direction in which the targets 354A and 354B extend is about L0 + 100 mm That's it.
  • the distance H2 between the targets 354A and 354B is about 100 mm, and the height HI of the targets 354A and 354B is about 200 mm.
  • the following may be performed, for example.
  • these numerical values are examples of the conditions, and are not limited to these.
  • the flow rate of the processing gas (Ar) may be 8 sccm (8 s ccm Zmm) per unit length (lmm) of the length L1.
  • the pressure in the processing container 352 is lOOmTorr
  • the power applied to the targets 354A and 354B is the unit length (lmm
  • FIG. 7A shows a cross-sectional view of the gas supply means 355 and a plan view of the gas supply means 355 viewed from the direction in which the gas holes 357 are formed.
  • the same reference numerals are given to the parts described above, and detailed description will be omitted.
  • a plurality of the gas holes 357 for supplying the processing gas (Ar) to the space 350A (in the processing container) are provided along the direction in which the gas supply means 355 extends. For example, they are formed so as to be arranged at equal intervals.
  • the processing gas can be uniformly supplied into the space 350A, and the film forming speed of the gas supply means 355 extends (the targets 354A and 354B extend). In the direction in which the image is to be made uniform.
  • the pipe diameter of the gas supply means 355 is 25.4 mm
  • the hole diameter of the gas holes 357 is 0.3 mm
  • the pitch of the gas holes 357 is 10 mm.
  • the gas supply means is not limited to the configuration shown in FIG. 7A.
  • the gas supply means can be used with various modifications. is there.
  • the same reference numerals are given to the parts described above, and the description is omitted.
  • the gas supply means 355 includes a gas supply means 355 for supplying the processing gas to the space 350A (in the processing container).
  • a slit 357A is formed that extends along the direction in which the film extends.
  • the slit width is For example, it is about 0.15 mm.
  • the gas supply means 355 includes a slit 3
  • a plurality of 57Bs are formed along the direction in which the gas supply means 355 extends, for example, at equal intervals so as to be IJ.
  • the holes (gas holes, slits, etc.) for supplying the processing gas can be formed in various structures.
  • 7A to 7C described above are not limited to the force in which the gas supply means 355 is configured by a pipe-like structure. For example, as shown in FIG. You can use it.
  • the gas supply means 355C shown in this figure has a substantially casing shape and a cross-sectional shape of a quadrangle.
  • gas holes 357C are arranged in a lattice pattern.
  • the gas supply means shown in this figure has a feature that it is easy to increase the flow rate of the processing gas as compared with the gas supply means shown in FIG. 7A, for example.
  • the structure of the film forming apparatus 350 can be variously modified and changed as necessary.
  • the above-described film forming apparatus is not limited to a manufacturing process of a light emitting element, for example, and can be used for various film formations that require good film forming uniformity while suppressing damage to a film forming target. It can be used.
  • a method for manufacturing a light-emitting element that manufactures a light-emitting element by forming an electrode on the organic layer so as to reduce variations in film thickness while suppressing damage to the organic layer, and
  • a film forming apparatus for forming a conductive layer on the organic layer so as to reduce the variation in film thickness while suppressing the damage.

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Abstract

　被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、互いに対向する２つのターゲットと、プラズマ励起される処理ガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し、前記２つのターゲットに電圧を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前記被処理基板上の有機層上に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とする成膜装置。

Description

明 細 書
成膜装置および発光素子の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、有機発光層を有する発光素子の製造方法および当該発光素子を製造 するための成膜装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、従来用いられてきた CRT (Cathode Ray Tube)に換わって、薄型にする ことが可能な平面型表示装置の実用化が進んでおり、例えば有機エレクト口ルミネッ センス素子 (有機 EL素子）は自発光、高速応答などの特徴を有するために、次世代 の表示装置として着目されている。また、有機 EL素子は、表示装置のほかに、面発 光素子としても用いられる場合がある。
[0003] 有機 EL素子は、陽電極 (正電極）と陰電極 (負電極）の間に有機 EL層（発光層）を 含む有機層が狭持された構造となっており、当該発光層に正極から正孔を、負極か ら電子を注入してそれらの再結合をさせることによって、当該発光層を発光させる構 造になっている。
[0004] また、前記有機層には、必要に応じて陽極と発光層の間、または陰極と発光層の間 に、例えば正孔輸送層、または電子輸送層など発光効率を良好とするための層を付 加することも可能である。
[0005] 上記の発光素子を形成する方法の一例としては、以下の方法を取ることが一般的 であった。まず、 IT〇よりなる陽電極がパターユングされた基板上に、前記有機層を 蒸着法により形成する。蒸着法とは、例えば蒸発あるいは昇華された蒸着原料を、被 処理基板上に蒸着させることで薄膜を形成する方法である。次に、当該有機層上に
、陰電極となる A1 (アルミニウム）を、蒸着法により形成する。このような発光素子を、 いわゆるトップ力ソード型発光素子と呼ぶ場合がある。
[0006] 例えばこのようにして、陽電極と陰電極の間に有機層が形成されてなる、発光素子 が形成される。
特許文献 1 :特開 2004— 225058号公報 特許文献 2：特開 2001— 140066号公報
特 3午文献 1：「Novel facing targets sputtering apparatus with uniiorm magneticfield and plasma-free substratesj Vacuum/Volume 51/number 4/pages 687 to 690/1998 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] しかし、上記のように、蒸着法を用いて陰電極を形成する場合、特に被処理基板が 大きくなつた場合には陰電極の膜厚の均一性が問題となる場合があった。このように
、被処理基板面内で陰電極の膜厚の均一性が不十分となると、被処理基板面内で の発光素子の品質が不均一となってしまう懸念がある。
[0008] また、蒸着法による成膜は、被処理基板の成膜面を下に向けた、いわゆるフェース ダウンの成膜方法により行う必要があり、被処理基板が大きくなつた場合には基板の 扱レ、が困難となる問題が生じてレ、た。
[0009] このような問題を解決するため、陰電極を形成する場合に、例えば蒸着法に比べて
、被処理基板の面内での成膜速度の均一性が良好である、スパッタリング法を用いる こと力考えられる。しかし、スパッタリング法は、蒸着法に比べて成膜対象に対するダ メージが大きくなつてしまう問題があった。
[0010] 例えば上記の発光素子を形成する場合、陰電極は、比較的機械的な強度が小さ い有機層上に形成されることになる。このため、例えばスパッタリング法などによって
A1などの硬い金属の粒子が高速度で有機層に衝突した場合、有機層がダメージを 受け、発光素子の品質が低下してしまう場合がある。また、有機材料は、スパッタ時に 生じる高いエネルギーを持った電子の衝突によって変質し、発光素子の品質が低下 すること力 Sある。また、スパッタリングのためのプラズマ励起に伴う紫外線により、有機 層がダメージを受ける懸念があった。このため、膜厚の均一性が良好であるスパッタリ ング法を陰電極の形成に用いることは困難となっていた。
[0011] 例えば、上記の特許文献 2には、成膜される対象へのダメージを抑制するため、中 空形状のターゲットを用レ、、該ターゲットの一端力 スパッタガスを導入してスパッタリ ング法により薄膜を形成する方法が開示されている。しかし、中空形状のターゲットを 用いた場合には、スパッタ粒子を拡散させるための処理室 (真空室）の容量を充分に 大きくとる必要がある。このため、スパッタリング装置を大型化せざるをえなくなり、また 、大型基板に対する成膜が困難となってしまう問題があった。
[0012] また、上記の非特許文献 1には、対向するターゲットを用いた、スパッタリング法によ る成膜方法が開示されている。しかし、当該非特許文献 1には、成膜する場合の成膜 対象への磁場のダメージの影響については記載されているが、成膜対象への紫外 線やイオン衝撃のダメージの低減についてはなんら記載されていなレ、。また、成膜対 象が有機層であった場合のダメージの影響についてはその記載がない。
[0013] そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な発光素子の製造方法 と、当該発光素子を製造する基板処理装置を提供することを統括的目的としている。
[0014] 本発明の具体的な課題は、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが 小さくなるように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法 と、有機層へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層 上に導電層を成膜する成膜装置を提供することである。
課題を解決するための手段
[0015] 本発明の第 1の観点では、上記の課題を、被処理基板を保持する保持台を内部に 備えた処理容器と、互いに対向する 2つのターゲットと、プラズマ励起される処理ガス を前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し、前記 2つのターゲットに電圧 を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前記被処理基板上の有機層上 に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とする成膜装置により、解決する。
[0016] また、本発明の第 2の観点では、上記の課題を、第 1の電極と第 2の電極の間に発 光層を含む有機層が形成されてなる発光素子の製造方法であって、前記第 1の電極 上に前記有機層を形成する有機層形成工程と、前記有機層上に前記第 2の電極を 形成する電極形成工程と、を有し、前記電極形成工程は、互いに対向する 2つのタ 一ゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層上に前記第 2の電極を構成す る導電層を成膜する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法により、解決 する。
発明の効果
[0017] 本発明によれば、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなる ように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層 へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電 層を成膜する成膜装置を提供することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]実施例 1による発光素子を模式的に示す図である。
[図 2A]図 1の発光素子の製造方法を示す図（その 1)である。
[図 2B]図 1の発光素子の製造方法を示す図（その 2)である。
[図 2C]図 1の発光素子の製造方法を示す図（その 3)である。
[図 3]図 1の発光素子を製造する基板処理装置の構成例である。
[図 4]図 3の基板処理装置に用いる成膜装置の構成例（その 1)である。
[図 5]図 3の基板処理装置に用いる成膜装置の構成例（その 2)である。
[図 6]図 5の成膜装置の断面図である。
[図 7A]図 5の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その 1)である。
[図 7B]図 5の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その 2)である。
[図 7C]図 5の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その 3)である。
[図 7D]図 5の成膜装置に用レ、るガス供給手段を示す図（その 4)である。
符号の説明
[0019] 100 発光素子
101 基板
102 陽電極
103 有機層
103A 発光層
103B 正孔輸送層
103C 正孔注入層
103D 電子輸送層
103E 電子注入層
104 陰電極
350 成膜装置 351 処理容器
352 基板保持台
353 移動レーノレ
354A, 354B 電圧印加ターゲット
355 ガス供給手段
356 ガス流路
357 ガス穴
358 ガス供給路
359 排気ライン
360 ゲートバノレブ
361 電源
400A, 400B ロードロック室
500 前処理室
600 ァライメント処理室
700 成膜装置
700A 内部空間
701 処理容器
702 蒸着源
702A 原料
703 ヒータ
704 排気ライン
705 基板保持台
706 移動レール
707 ゲートバルブ
900A, 900B 搬送室
900a, 900b 搬送手段
発明を実施するための最良の形態
本発明による発光素子の製造方法は、第 1の電極と第 2の電極の間に発光層を含 む有機層が形成されてなる発光素子の製造方法であって、前記第 1の電極上に前 記有機層を形成する有機層形成工程と、前記有機層上に前記第 2の電極を形成す る電極形成工程と、を有し、前記電極形成工程は、互いに対向する 2つのターゲット の間にプラズマを励起することで、前記有機層上に前記第 2の電極を構成する導電 層を成膜する工程を含むことを特徴としている。
[0021] 上記の方法によれば、従来のスパッタリング装置による成膜で問題となっていた、 有機層への、プラズマ励起による紫外線の照射やイオン衝突などによるダメージの影 響を低減することが可能である。
[0022] このため、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有 機層に電極を形成して、発光素子を製造することが可能となる。
[0023] 次に、上記の発光素子の製造方法に関る発明の実施の形態のさらなる詳細に関し て、また、上記の電極に相当する導電層を成膜する成膜装置に係る発明の実施の形 態のさらなる詳細に関して以下に説明する。
実施例 1
[0024] 図 1は、本発明の実施例 1による発光素子を模式的に示した断面図である。図 1を 参照するに、本実施例による発光素子 100は、基板 101上に形成された陽電極（第 1の電極） 102と、該陽電極 102に対向する陰電極（第 2の電極） 104と、該陽電極 10 2該陰電極 104の間に形成された発光層（有機 EL層） 103Aを含む有機層 103と、 を有している。
[0025] 上記の発光素子 100は、有機 EL素子と呼ばれる場合があり、前記陽電極 102と前 記陰電極 104の間に電圧を印加することで、当該発光層 103Aに前記陽電極 102か ら正孔を、前記陰電極 104から電子を注入してそれらの再結合をさせることによって 、当該発光層 103Aを発光させる構造になっている。
[0026] 当該発光層 103Aは、例えば、多環芳香族炭化水素、ヘテロ芳香族化合物、有機 金属錯体化合物等の材料を用いて形成することが可能であり、上記の材料は例えば 蒸着法により、形成することが可能である。
[0027] 従来の発光素子では、陰電極を形成する場合に以下のような技術的な問題があつ た。例えば、陰電極を蒸着法で形成する場合には、陰電極の厚さの均一性が不十分 となる場合があり、一方で陰電極をスパッタリング法で形成する場合には、陰電極の 厚さの均一性は良好であるものの、有機層にダメージが入る懸念が生じていた。
[0028] そこで、本実施例による上記の発光素子 100では、互いに対向する 2つのターゲッ トの間にプラズマを励起するスパッタリング法により、前記有機層 103上に前記陰電 極 104を形成している。
[0029] このため、前記有機層 103が、プラズマ励起による紫外線の照射や、イオンの衝撃 により受けるダメージが低減される。また、スパッタリング法による成膜は、従来の蒸着 法などに比べて成膜の膜厚の均一性が良ぐまた成膜速度が大きい特徴を有してい る。また、いわゆるフェースアップによる成膜も容易であり、特に大型基板に対する成 膜に有利である特徴を有してレ、る。
[0030] このため、上記の発光素子 100は、前記有機層 103へのダメージの影響が抑制さ れているとともに、前記陰電極 104の膜厚の、基板面内での均一性が良好であり、大 型基板にも対応可能な、高品質な発光素子である特徴を有している。
[0031] また、上記の構成において、前記 2つのターゲットの間隔を D (mm)、前記処理ガス がプラズマ励起される空間の圧力を P (torr)とする場合、 P≥l/Dが成り立つように 前記処理ガスが当該空間に供給されると、スパッタ粒子の平均自由工程を短くするこ とが可能となり、有機層へのダメージを効果的に低減することが可能となり、好ましレ、
[0032] このような成膜装置 (スパッタリング装置）の構成の例と、具体的な成膜方法にっレ、 ては後述する。
[0033] 次に、上記の発光素子 100を製造する製造方法について、図 2A〜図 2Cに基づき 、手順を追って説明する。ただし、以降の図中では、先に説明した部分には同一の 参照符号を付し、説明を省略する場合がある。
[0034] まず、図 2Aに示す工程において、パターンユングされた、例えば IT〇よりなる前記 陽電極 102が形成された、例えばガラスよりなる前記基板 101を用意する。この場合 、前記基板 101には、前記陽電極 101に接続される、例えば TFT (薄膜トランジスタ） を含む、アクティブマトリクス駆動回路などが形成されてレ、てもよレ、。
[0035] 次に、図 2Βに示す工程において、前記陽電極 102上（前記基板 101上）に、前記 有機層 103を形成する。この場合、前記有機層 103は、例えば蒸着法により形成さ れ、前記陽電極 102の側から順に、正孔注入層 103C,正孔輸送層 103B,発光層（ 有機 EL層） 103A,電子輸送層 103D,電子注入層 103E力 S、積層されるようにして 形成される。また、先に説明したように、必要に応じて前記正孔輸送層 103B,および 前記正孔注入層 103Cは、そのいずれかの成膜を、またはその双方の成膜を省略し てもよレ、。同様に、前記電子輸送層 103D,電子注入層 103Eは、そのいずれかの成 膜を、またはその双方の成膜を省略してもよい。
[0036] また、前記発光層 103Aは、例えば、ホスト材料にアルミノキノリノール錯体 (Alq3) 、ドーピング材にはルブレンを用いて形成することができるが、これに限定されず、様 々な材料を用いて形成することが可能である。
[0037] 次に、図 2Cに示す工程において、前記有機層 103 (前記電子注入層 103E)上に 、該有機層 103に接するように、導電性の、例えば Agよりなる陰電極 104をスパッタリ ング法により成膜する。
[0038] 当該スパッタリング法においては、互いに対向する 2つのターゲットの間にプラズマ を励起することで、前記有機層 103上に前記陰電極 104を構成する導電層を成膜す る。このため、前記有機層 103が、プラズマ励起による紫外線の照射や、イオンの衝 撃により受けるダメージを低減しつつ、形成される陰電極 104の膜厚の均一性を良 好にすることができる。また、このような成膜装置の構成の一例と、成膜方法の詳細に ついては、図 5以下で後述する。
[0039] また、前記陰電極 104を構成する材料は、発光層からの発光の反射率を良好とす るために、例えば Agよりなることが好ましい。しかし、前記陰電極 104を構成する材料 は、 Agに限定されるものではなぐ例えば当該陰電極 104は、 A1や、 Agに耐久性を 向上させる添加物（例えば 1重量％の Pd)を添加した材料を用いて形成してもよい。 このようにして、本実施例による発光素子 100を製造することができる。
[0040] 例えば、前記陽電極 102の厚さは 100 z m乃至 200 z m、前記有機層 103の厚さ は 50 μ m乃至 200 μ m、前記陰電極 104の厚さは 50 μ m乃至 300 μ mに形成され る。
[0041] また、例えば、前記発光素子 100は、表示装置 (有機 EL表示装置）や、面発光素 子（照明 ·光源など）に適用することができるが、これらに限定されるものではなぐ様 々な電子機器に用いることが可能である。
実施例 2
[0042] 次に、実施例 1に記載した発光素子 100を製造する基板処理装置の構成の一例に ついて説明する。
[0043] 図 3は、前記発光素子 100を製造する基板処理装置 1000の構成の一例を模式的 に示した平面図である。
[0044] 図 3を参照するに、本実施例による基板処理装置 1000は、複数の成膜装置または 処理室が、被処理基板が搬送される搬送室 900A, 900Bのいずれかに接続された 構造を有している。前記搬送室 900A， 900Bは、処理室または成膜装置を接続する ための 4つの接続面それぞれ有している。また、前記搬送室 900A, 900Bは、被処 理基板を搬送する搬送手段 (搬送アーム） 900a， 900bが、それぞれ内部に設置さ れた構造を有している。
[0045] 前記搬送室 900A, 900Bに接続される処理室、または成膜装置は、例えば、被処 理基板の前処理（クリーニングなど）を行う前処理室 500、被処理基板または被処理 基板に装着するマスクのァライメント (位置決め）を行うァライメント処理室 600、前記 有機層 103を蒸着法により形成する（図 2Bに示した工程を実施する)成膜装置 700 、前記陰電極 104を形成する（図 2Cに示した工程を実施する）成膜装置 350、ロード ロック室 400A、 400Bである。
[0046] 前記搬送室 900Aの 4つの接続面には、前記ロードロック室 400A、前記前処理室 500、前記ァライメント処理室 600、および前記成膜装置 700が接続されている。ま た、前記成膜装置 700の、前記搬送室 900Aに接続された側の反対側は、前記搬送 室 900Bの接続面に接続され、当該搬送室 900Bの他の接続面には、前記成膜装置 350力 つと、前記ロードロック室 400Bとが接続されている。
[0047] また、前記搬送室 900A、 900B、前記ロードロック室 400A、 400B、前記前処理室 500、前記ァライメント処理室 600、前記成膜装置 350、 700には、それぞれ内部を 減圧状態 (真空状態）にするための、真空ポンプなどの排気手段（図示せず)が接続 されて、必要に応じて内部が減圧状態に維持されている。 [0048] 次に、前記基板処理装置 1000により、実施例 1に記載した前記発光素子 100を製 造する場合の手順の概略について説明する。まず、被処理基板 W (図 2Aに示した、 陽電極 102が形成された基板 101に相当）は、前記ロードロック室 400Aから前記基 板処理装置 1000に投入される。前記ロードロック室 400Aに投入された被処理基板 Wは、前記搬送手段 900aにより、まず前記搬送室 900Aを介して前記前処理室 500 に搬送され、被処理基板の前処理 (クリーニングなど）が行われる。
[0049] 次に、当該被処理基板は、前記搬送手段 900aにより、前記搬送室 900Aを介して 前記ァライメント処理室 600に搬送され、被処理基板上にマスクが設置される。次に 、当該被処理基板は、前記搬送手段 900aにより、前記搬送室 900Aを介して前記成 膜装置 700に搬送され、当該成膜装置 700において、前記発光素子 100の、前記 有機層 103が、蒸着法により形成される（図 2Bに示した工程が実施される）。
[0050] 次に、前記有機層 103が形成された被処理基板は、前記搬送手段 900bによって 前記成膜装置 350 (2台接続された成膜装置 350のうちのいずれ力 に搬送される。
[0051] 前記成膜装置 350に搬送された被処理基板の前記有機層 103 (前記電子注入層
103E)上には、例えば Agよりなる陰電極 104力 互いに対向する 2つのターゲットの 間にプラズマを励起するスパッタリング法により、成膜される。
[0052] このようにして実施例 1に記載した発光素子 100が形成され、当該発光素子 100は 、前記ロードロック室 400Bを介して、基板処理装置 1000より搬出される。なお、前記 基板処理装置 1000が、例えば絶縁層よりなる保護層を前記発光素子 100上に形成 する成膜装置を、さらに有するように構成してもよい。
[0053] 次に、上記に示した成膜装置 700および成膜装置 350の構成の一例について、説 明する。
[0054] まず、成膜装置 700について説明する。図 4は、上記の基板処理装置 1000に含ま れる成膜装置 (蒸着装置） 700の構成の一例を模式的に示した図である。
[0055] 図 4を参照するに、前記成膜装置 700は、内部に内部空間 700Aが画成される処 理容器 701を有し、当該内部空間 700Aには、蒸着源 702と、基板保持台 705が設 置された構造を有している。前記内部空間 700Aは、排気ポンプなどの排気手段（図 示せず)が接続された排気ライン 704より排気され、所定の減圧状態に保持される構 造になっている。
[0056] 前記蒸着源 702にはヒータ 703が設置され、該ヒータ 703によって内部に保持され た原料 702Aを加熱し、気化または昇華させて気体原料とすることが可能に構成され ている。当該気体原料は、前記蒸着源 702に対向するように設置された前記基板保 持台 705に保持された被処理基板 W (前記陽電極 102が形成された前記基板 101) に蒸着されて、前記有機層 103が形成される。
[0057] 前記基板保持台 705は、前記処理容器 701の上面（前記蒸着源 702に対向する 側）に設置された、移動レール 706上を、平行に移動可能に構成されている。すなわ ち、成膜時に前記保持台 705が移動されることによって、被処理基板の面内での蒸 着膜の均一性が良好になるように構成されている。
[0058] また、前記処理容器 701の、前記搬送室 900Aに接続される側に形成されたゲート バルブ 707を開放することにより、前記被処理基板 Wの前記内部空間 700Aへの搬 入'または前記内部空間 700Aからの搬出が可能になる。
[0059] 上記の成膜装置 700を用いて、実施例 1に記載した図 2Bに相当する工程を実施 することにより、前記有機層 103を形成することが可能となる。また、前記蒸着源 702 を複数設置することで、前記有機層 103が、前記発光層 103Aに加えて、正孔注入 層 103C,正孔輸送層 103B,電子輸送層 103D,電子注入層 103Eなどを含む多 層構造となるように形成することも可能である。
[0060] 次に、成膜装置 350について説明する。図 5は、前記陰電極 104を前記有機層 10 3上に成膜する（図 2Cに示した工程を実施する）、成膜装置 350を模式的に示した 図であり、図 6は、図 5の A— A'断面図である。
[0061] 図 5および図 6を参照するに、成膜装置 350は、内部に減圧空間が画成される処理 容器 351を有し、当該減圧空間には、互いに対向するように設置されるとともに、そ れぞれに電圧が印加されるターゲット 354A, 354Bと、基板保持台 352とが設置され ている。
[0062] 前記基板保持台 352は、前記処理容器 351の下面に設置された、移動レール 353 上を、平行に移動可能に構成されている。すなわち、成膜時に前記保持台 352が移 動されることによって、被処理基板の面内での成膜の均一性が良好になるように構成 されている。前記処理容器 350の減圧空間は、排気ポンプなどの排気手段（図示せ ず）が接続された排気ライン 359より排気され、所定の減圧状態に保持される構造に なっている。
[0063] 前記基板保持台 352上に設置された、 2つの前記ターゲット 354A, 354Bは、それ ぞれ、前記基板保持台 352が移動する方向と略直交する方向に延伸した構造を有 し、互いに対向するようにして設置されている。
[0064] また、前記処理容器 351内には、前記ターゲット 354A， 354Bの間の空間 350A に、例えば Arなどの処理ガスを供給するガス供給手段 355が設置されている。当該 処理ガスは、当該圧印加ターゲット 354A, 354Bに電源 361より電圧が印加されるこ とでプラズマ励起される。
[0065] また、上記のターゲット 354A， 355Bには、マグネット（図示せず）が設置されてい てもよい。
[0066] 前記ガス供給手段 355は、前記ターゲット 354A, 354Bと同様に、前記基板保持 台 352が移動する方向と略直交する方向に延伸した構造 (前記 2つのターゲット 354 A, 354Bが延伸する方向に対応して延伸した構造)を有し、前記ターゲット 354A, 3 54Bを挟んで、前記基板保持台 352と対向するように設置されている。
[0067] また、前記ガス供給手段 355は、内部にガス流路 356が形成された管状の中空構 造を有しており、該ガス流路 356には、前記処理容器 351の外部に設置されたガス 供給源（図示せず）からガス供給路 358を介して、例えば Arなどの処理ガスが供給さ れる。前記ガス流路 356に供給された処理ガスは、前記ガス供給手段 355に形成さ れた複数のガス穴 357から、記ターゲット 354A, 354Bの間の空間 350Aに供給さ れる構造になっている。
[0068] また、前記処理容器 351の、前記搬送室 900Bに接続される側に形成されたゲート バルブ 360を開放することにより、被処理基板 Wの前記処理容器 351内への搬入' または前記処理容器 351内からの搬出が可能になる。
[0069] 前記基板保持台 352に保持された被処理基板 Wに前記陰電極 104を形成する場 合には、以下のようにする。
[0070] まず、前記空間 350A (前記処理容器 351内）に、ガス供給手段 355より、例えば A rなどのプラズマ励起のための処理ガスが供給される。ここで、前記ターゲット 354A,
354Bに、それぞれ、電源 361より電力が印加されることで、当該空間 350Aにプラズ マが励起され、 Arイオンが生成される。
[0071] このようにして生成された Arイオンにより、前記ターゲット 354A, 354Bがスパッタリ ングされることで、前記基板保持台 352に保持された被処理基板 W上 (前記有機層 1
03上）に、前記陰電極 104が形成される。
[0072] また、スパッタリング法による成膜は、例えば蒸着法による成膜に比べて成膜される 膜厚の均一性が良好であり、成膜速度が大きい特徴がある。このため、上記の成膜 装置 350によって、膜厚の均一性が良好に、また良好な成膜速度で前記陰電極 10
4を形成することが可能である。
[0073] また、上記の成膜装置 350においては、被処理基板 Wが、プラズマが励起される空 間（前記空間 350A)から離間しており、被処理基板 W上の有機層 103が、プラズマ 励起に伴う紫外線や、スパッタ粒子 (Arイオン）の衝突によるダメージの影響を受け にくい特徴がある。
[0074] すなわち、本実施例による成膜装置は、成膜の膜厚の均一性が良好であることや 生産性が良好である特長を有するとともに、従来のスパッタリング法による成膜で問 題になっていた、成膜時の成膜対象へのダメージを抑制することが可能になっている
[0075] このため、本実施例による成膜装置は、例えば無機材料よりなる層（例えば金属層 、金属酸化物層、金属窒化物層、 Si酸化膜層、 Si窒化膜層など）に比べてダメージ を受けやすレ、有機層（有機発光層など）に対して、導電層（電極)を形成する場合に 好適な成膜装置である。また、本実施例による成膜装置は、例えば中空構造のター ゲット（特開 2001 _ 140066号公報参照）を用いた成膜装置と比べて、小型化が容 易であるととともに、大型基板への対応が容易である特徴がある。
[0076] この場合、先に説明したように、前記保持台 352が、成膜に対応して前記 2つのタ 一ゲット 354A、 354Bが延伸する方向と直交する方向に移動するように構成されて レ、ることが好ましい。この場合に、成膜の膜厚の均一性を良好としつつ、成膜装置を 小型化することが容易となる。 [0077] また、上記の成膜においては、前記空間 350Aの圧力（処理容器内 351内の圧力） を所定の圧力以上とすると、当該空間 350Aでのスパッタ粒子（例えば Arイオンなど )の平均自由工程が小さくなり、スパッタ粒子が有機層に衝突する確率が減少して有 機層へのダメージをさらに抑制することが可能となる。
[0078] この場合、前記ガス供給手段 355と前記保持台 352が、前記 2つのターゲット 354 A, 354Bを挟んで対向するように設置されていることが好ましい。この場合、前記 2つ のターゲット 354A, 355Bの間でプラズマ励起される処理ガス（Ar)は、前記 2つのタ 一ゲット 354A, 355Bの第 1の側（前記ガス供給手段 355の側）から、第 2の側（前記 被処理基板 Wが保持される前記保持台 352が設置される側）に、流れるように供給さ れることになる。
[0079] すなわち、上記の構造とすることで、前記空間 350Aで生成された、成膜のための 粒子は、前記ガス供給手段 355から前記基板保持台 352に向力 方向に形成される 処理ガスの流れにより輸送され、前記被処理基板 W上（前記有機層 103上）に到達 する。このため、前記有機層 103へのダメージを抑制しつつ、成膜速度を高く維持し て、成膜装置の生産性を良好にすることが可能となる。
[0080] また、上記の構成において、前記 2つのターゲット 354A, 354Bの間隔を D (mm) 、前記処理ガスがプラズマ励起される空間 350Aの圧力を P (torr)とする場合、 P≥l /Dが成り立つように前記処理ガスが当該空間 350Aに供給されると、スパッタ粒子 の平均自由工程を短くすることが可能となり、有機層へのダメージを効果的に低減す ることが可能となり、好ましい。
[0081] また、本実施例による成膜装置 350を構成する場合の寸法の一例としては、例えば 以下のようにすればよい。また、これらの寸法はその構成の一例であり、これらに限定 されるものではない。
[0082] 例えば、前記被処理基板 Wの幅（前記ターゲット 354A, 354Bが延伸する方向の 長さ）を L0とすると、前記ターゲット 354A， 354Bが延伸する方向の長さ L1は、 L0 + 100mm程度以上とする。
[0083] また、前記ターゲット 354A, 354Bの間隔 H2は、 100mm程度、前記ターゲット 35 4A, 354Bの高さ HIは、 200mm程度とする。 [0084] また、上記の図 2Cに示した工程を実施する場合の条件の一例としては、例えば以 下のようにすればよい。また、これらの数値はその条件の一例であり、これらに限定さ れるものではない。
[0085] 例えば、処理ガス（Ar)の流量は、前記長さ L1の単位長さ（lmm)あたり 8sccm (8s ccmZmm)となるようにすればよレ、。また、処理容器 352内の圧力は、 lOOmTorr, 前記前記ターゲット 354A， 354Bに印加する電力は、前記長さ L1の単位長さ（lmm
)あたり 5W (5W/mm)となるようにすればょレヽ。
[0086] また、図 7Aには、前記ガス供給手段 355の断面図と、該ガス供給手段 355を前記 ガス穴 357が形成された方向から見た平面図を示す。ただし図中、先に説明した部 分には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
[0087] 図 7Aを参照するに、前記処理ガス (Ar)を前記空間 350A (処理容器内）に供給す る前記ガス穴 357は、前記ガス供給手段 355が延伸する方向に沿って複数が、例え ば等間隔に、配列されるようにして形成されている。
[0088] このため、前記処理ガスを前記空間 350A内に均一に供給することが可能になって おり、成膜速度の、前記ガス供給手段 355が延伸する方向（前記ターゲット 354A, 3 54Bが延伸する方向）での均一性を良好とすることが可能になってレ、る。
[0089] 上記のガス供給手段 355では、例えば、ガス供給手段 355のパイプ径を 25. 4mm 、前記ガス穴 357の穴径を 0. 3mm、該ガス穴 357のピッチを 10mmとして構成する
[0090] また、ガス供給手段は、図 7Aに示した構成に限定されるものではなぐ例えば、以 下の図 7B〜図 7Dに示すように、様々に変形 '変更して用いることが可能である。た だし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
[0091] まず、図 7Bを参照するに、本図に示す場合、前記ガス供給手段 355には、前記処 理ガスを前記空間 350A (処理容器内）に供給するために、当該ガス供給手段 355 が延伸する方向に沿って延伸する、スリット 357Aが形成されている。この場合、当該 スリット 357Aは、前記ガス供給手段 355が延伸する方向するように形成されているた め、前記処理ガスを前記空間 350A内に均一に供給することが可能になっており、成 膜速度の均一性を良好とすることが可能になっている。この場合、スリット幅は、例え ば、 0. 15mm程度する。
[0092] また、図 7Cを参照するに、本図に示す場合、前記ガス供給手段 355には、スリット 3
57Bが、前記ガス供給手段 355が延伸する方向に沿って複数が、例えば等間隔に、 酉己歹 IJされるようにして形成されてレ、る。このように処理ガスを供給するための穴部（ガ ス穴、スリットなど）は様々な構造で形成することができる。
[0093] また、上記の図 7A〜図 7Cは、ガス供給手段 355をパイプ状の構造体で構成して いる力 これに限定されず、例えば図 7Dに示すように、筐体形状のものを用いてもよ レ、。
[0094] 図 7Dを参照するに、本図に示すガス供給手段 355Cは、略筐体形状を有し、断面 形状が四角形となる構造を有している。該ガス供給手段 355Cの、被処理基板に面 する側には、例えば格子状にガス穴 357Cが配列されている。このため、本図に示す ガス供給手段では、例えば図 7Aに示したガス供給手段と比べて、処理ガスの流量を 増大させることが容易である特徴を有している。
[0095] このように、前記成膜装置 350の構造は、必要に応じて、様々に変形 ·変更すること が可能である。
[0096] また、上記の成膜装置は、例えば発光素子の製造工程に限定されず、成膜対象へ のダメージを抑制しながら、良好な成膜の均一性が要求される様々な成膜に用いる ことが可能である。
[0097] 以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施 例に限定されるものではなぐ特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変 形 ·変更が可能である。
産業上の利用可能性
[0098] 本発明によれば、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなる ように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層 へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電 層を成膜する成膜装置を提供することが可能となる。
[0099] 本国際出願は、 2005年 12月 27日に出願した日本国特許出願 2005— 374976 号に基づく優先権を主張するものであり、 2005— 374976号の全内容を本国際出 願に援用する。

Claims

請求の範囲
[1] 被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、
互いに対向する 2つのターゲットと、
プラズマ励起される処理ガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し 前記 2つのターゲットに電圧を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前 記被処理基板上の有機層上に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とす る成膜装置。
[2] 前記保持台が、成膜に対応して前記 2つのターゲットが延伸する方向と直交する方 向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。
[3] 前記ガス供給手段と前記保持台が、前記 2つのターゲットを挟んで対向するように 設置されていることを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。
[4] 前記処理ガスは、前記ガス供給手段から前記 2つのターゲットの間を介して前記被 処理基板上に流れるように供給されることを特徴とする請求項 3記載の成膜装置。
[5] 前記ガス供給手段は、前記 2つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸するよ うに形成されていることを特徴とする請求項 1記載の成膜装置。
[6] 前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、 前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項 5記 載の成膜装置。
[7] 前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前 記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項 5記載の成膜 装置。
[8] 前記有機層は、電圧の印加により発光する発光層を含み、前記導電層は該発光層 に電圧を印加するための電極を構成することを特徴とする請求項 1記載の成膜装置
[9] 前記 2つのターゲットの間隔を Dmm、前記処理容器内の圧力を Ptorrとする場合、 P≥l/Dが成り立つように前記処理ガスが前記処理容器内に供給されることを特徴 とする請求項 1記載の成膜装置。
[10] 第 1の電極と第 2の電極の間に発光層を含む有機層が形成されてなる発光素子の 製造方法であって、
前記第 1の電極上に前記有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層上に前記第 2の電極を形成する電極形成工程と、を有し、 前記電極形成工程は、
互いに対向する 2つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層上 に前記第 2の電極を構成する導電層を成膜する工程を含むことを特徴とする発光素 子の製造方法。
[11] 前記 2つのターゲットの間でプラズマ励起される処理ガスは、前記 2つのターゲット の第 1の側から、前記発光素子が形成される被処理基板が設置される、前記第 1の 側の反対側の第 2の側に流れるように供給されることを特徴とする請求項 10記載の 発光素子の製造方法。
[12] 前記発光素子が形成される被処理基板が、前記導電層の成膜に対応して、前記 2 つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動されることを特徴とする請求項
10記載の発光素子の製造方法。
[13] 前記 2つのターゲットの間に供給される、プラズマ励起される処理ガスは、前記 2つ のターゲットが延伸する方向に対応して延伸する形状を有するガス供給手段により、 供給されることを特徴とする請求項 10記載の発光素子の製造方法。
[14] 前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、 前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項 13 記載の発光素子の製造方法。
[15] 前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前 記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項 13記載の発 光素子の製造方法。
[16] 前記 2つのターゲットの間隔を Dmm、前記処理ガスがプラズマ励起される空間の 圧力を Ptorrとする場合、 P≥lZDが成り立つように前記処理ガスが当該空間に供 給されることを特徴とする請求項 10記載の発光素子の製造方法。
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