WO2007145255A1 - 発光素子および発光素子の製造方法 - Google Patents

発光素子および発光素子の製造方法 Download PDF

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WO2007145255A1
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substrate
light
light emitting
processed
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PCT/JP2007/061924
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Yasushi Yagi
Shingo Watanabe
Toshihisa Nozawa
Chuichi Kawamura
Kimihiko Yoshino
Tadahiro Ohmi
Original Assignee
Tokyo Electron Limited
National University Corporation Tohoku University
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Definitions

  • Light emitting device and method for manufacturing light emitting device are Light emitting device and method for manufacturing light emitting device
  • the present invention relates to a method for manufacturing a light emitting element including an organic light emitting layer, and an apparatus for manufacturing a light emitting element including an organic light emitting layer.
  • organic electroluminescence elements are attracting attention as elements for next-generation display devices because they have features such as self-luminescence and high-speed response.
  • organic EL element may be used as a surface light emitting element in addition to the display device.
  • An organic EL element is configured by sandwiching an organic layer including an organic EL layer (light emitting layer) between a positive electrode and a negative electrode. Light is emitted by injecting holes from the positive electrode and electrons from the negative electrode into the light-emitting layer and recombining them.
  • a hole transport layer is inserted between the positive electrode and the light-emitting layer, and an electron transport layer is inserted between the Z or negative electrode and the light-emitting layer. Luminous efficiency can be improved.
  • a general method for forming the light-emitting element is as follows. First, an organic layer is formed by vapor deposition on a substrate on which a positive electrode made of indium stannate (ITO) is patterned.
  • the vapor deposition method is a method of forming a thin film by depositing, for example, evaporated or sublimated vapor deposition materials on a substrate to be processed.
  • aluminum (A1) serving as a negative electrode is formed on the organic layer by vapor deposition or the like.
  • a light emitting element is formed in which an organic layer is formed between a positive electrode and a negative electrode (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 1 is a view schematically showing a vapor deposition apparatus constituting a part of a conventional light emitting element manufacturing apparatus.
  • a vapor deposition apparatus 10 includes a processing container 1 in which an internal space 11A is defined. Have one. In this internal space 11A, a vapor deposition source 12 and a substrate holder 15 facing the vapor deposition source 12 are installed. The internal space 11A is exhausted from an exhaust pump or the like (not shown) through the exhaust line 14, and is maintained in a predetermined reduced pressure state.
  • a heater 13 is installed in the vapor deposition source 12, and the raw material 12A held therein is heated by the heater 13. Thereby, the raw material 12A is evaporated or sublimated to generate the gaseous raw material G. This gaseous material is deposited on the substrate S to be processed held on the substrate holder 15.
  • an organic layer (light emitting layer) of a light emitting element, an electrode on the organic layer, and the like can be formed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Publication No. 2004-225058
  • a film is formed by using a vapor deposition method.
  • Display devices using L elements tend to be larger. For this reason, the substrate to be processed on which the light emitting element is formed tends to increase in size, and it becomes increasingly difficult to handle the substrate to be processed, such as setting.
  • the present invention has a general object to provide a novel and useful light-emitting element manufacturing apparatus and a light-emitting element manufacturing method that solve the above problems.
  • a specific problem of the present invention is that a light emitting element manufacturing apparatus capable of manufacturing a light emitting element having a plurality of layers including an organic layer with good productivity, and good productivity, It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a light emitting device capable of manufacturing a light emitting device having a plurality of layers including an organic layer.
  • a first aspect of the present invention includes a plurality of processing chambers in which substrate processing for forming a light emitting element having a plurality of layers including an organic layer is performed on a substrate to be processed.
  • Each of the processing chambers is configured such that a predetermined process is performed on the substrate to be processed so that an element formation surface on which the light emitting element of the substrate to be processed is formed faces in a direction opposite to the direction of gravity.
  • An apparatus for manufacturing a light emitting element is provided.
  • a second aspect of the present invention is the light-emitting element manufacturing apparatus according to the first aspect, wherein a plurality of processing chambers are connected, and a transfer chamber for transferring a substrate to be processed to the plurality of processing chambers is provided. And a transporting chamber in which a substrate to be processed is transported while being held such that an element formation surface of the substrate to be processed faces in a direction opposite to the direction of gravity.
  • a third aspect of the present invention provides a light emitting element manufacturing apparatus according to the second aspect, further comprising a plurality of transfer chambers.
  • a fourth aspect of the present invention is an apparatus for manufacturing a light-emitting device according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of processing chambers are used to form an organic layer.
  • a light emitting element manufacturing apparatus including a film forming chamber and an electrode film forming chamber for forming an electrode for applying a voltage to an organic layer.
  • a fifth aspect of the present invention is the light emitting element manufacturing apparatus according to the fourth aspect, wherein the organic layer deposition chamber has a multilayer structure including a light emitting layer that emits light when a voltage is applied.
  • a light emitting device manufacturing apparatus in which an organic layer is configured to be continuously formed by an evaporation method.
  • a sixth aspect of the present invention is a light emitting element manufacturing apparatus according to the fifth aspect, wherein a holding base for holding a substrate to be processed and a plurality of components for vapor deposition are provided in an organic layer deposition chamber.
  • a light emitting device manufacturing apparatus in which a plurality of film forming material gas supply units for supplying a film material gas onto a substrate to be processed are installed.
  • a seventh aspect of the present invention is a light-emitting element manufacturing apparatus according to the sixth aspect, wherein a film-forming raw material gas generating unit that generates a film-forming raw material gas by evaporating or sublimating a raw material for vapor deposition; Provided is a light emitting device manufacturing apparatus having a transport path for transporting a film forming material gas from a film forming material gas generating unit to a film forming material gas supplying unit.
  • An eighth aspect of the present invention is the light-emitting element manufacturing apparatus according to the seventh aspect, wherein a plurality of film forming source gas generation units and a plurality of transports corresponding to a plurality of film forming source gas supply units are provided.
  • a light emitting device manufacturing apparatus having a path.
  • a ninth aspect of the present invention is the light emitting element manufacturing apparatus according to the eighth aspect, wherein the holding table corresponds to the film formation along the arrangement of the plurality of film forming source gas supply units.
  • a moving device for manufacturing a light-emitting element is provided.
  • a tenth aspect of the present invention is the light emitting element manufacturing apparatus according to any one of the fourth to ninth aspects, wherein sputtering is performed using two targets facing each other in the electrode film forming chamber.
  • a light emitting device manufacturing apparatus configured to deposit an electrode by a method.
  • An eleventh aspect of the present invention is an apparatus for manufacturing a light-emitting element according to any one of the first to tenth aspects, wherein a plurality of processing chambers are used for patterning by etching an organic layer.
  • a light emitting device manufacturing apparatus including an etching chamber.
  • a twelfth aspect of the present invention is a method for manufacturing a light-emitting element that forms a light-emitting element having a plurality of layers including an organic layer on an element-forming surface of a substrate to be processed.
  • a plurality of substrate processing steps are performed.
  • a substrate to be processed is held such that a surface on which the element is formed faces in a direction opposite to the direction of gravity, and the substrate processing is performed on the substrate to be processed.
  • a manufacturing method is provided.
  • a thirteenth aspect of the present invention is a light emitting element manufacturing method according to the twelfth aspect, wherein the light emitting device is connected to a plurality of processing chambers and transports a substrate to be processed to a plurality of processing chambers.
  • a method for manufacturing a light-emitting element in which a substrate to be processed is held and transported so that an element formation surface faces a direction opposite to the direction of gravity.
  • a fourteenth aspect of the present invention is a method for manufacturing a light-emitting element according to the thirteenth aspect, wherein the substrate to be processed is transferred to a plurality of processing chambers via a plurality of transfer chambers. Manufacturing method provide.
  • a fifteenth aspect of the present invention is a method for manufacturing a light-emitting device according to any one of the twelfth to fourteenth aspects, wherein a plurality of substrate processing steps are organic layers for forming an organic layer.
  • a method for manufacturing a light emitting element which includes a layer film forming step and an electrode film forming step for forming an electrode for applying a voltage to an organic layer.
  • a sixteenth aspect of the present invention is a method for manufacturing a light-emitting element according to the fifteenth aspect, wherein an organic layer having a multilayer structure including a light-emitting layer that emits light when a voltage is applied in an organic layer forming step.
  • a method for manufacturing a light-emitting element, in which a film is continuously formed by vapor deposition, is provided.
  • a holding table for holding a substrate to be processed and a plurality of film forming source gases for vapor deposition are supplied to the substrate to be processed.
  • a method for manufacturing a light-emitting element is provided in which an organic layer is formed by a film-forming treatment chamber having a film-forming source gas supply unit.
  • An eighteenth aspect of the present invention is a method for manufacturing a light-emitting element according to the seventeenth aspect, in which a deposition raw material gas is obtained by evaporating or sublimating a deposition raw material into a plurality of deposition raw material gas supply units.
  • a method for manufacturing a light-emitting element in which a film forming raw material gas is supplied from a film forming raw material gas generating unit to be generated through a transport path for transporting the film forming raw material gas.
  • a plurality of film forming source gas supply units are supplied with a plurality of film forming source gas supply units from a plurality of corresponding film forming source gas generation units via a plurality of transport paths.
  • a method for manufacturing a light-emitting element wherein the holding table is moved along the arrangement of a plurality of film-forming source gas supply units corresponding to film formation.
  • a twenty-first aspect of the present invention is a method for manufacturing a light-emitting device according to any one of the fifteenth to twentieth aspects, wherein two targets facing each other are used in the electrode film-forming step.
  • a method for manufacturing a light-emitting element, in which an electrode is formed by a method is provided.
  • a twenty-second aspect of the present invention is a method for manufacturing a light-emitting device according to any one of the twelfth to twenty-first aspects, wherein the plurality of substrate processing steps are performed by etching and patterning the organic layer.
  • the manufacturing method of a light emitting element including the etching process of this is provided.
  • a light-emitting element manufacturing apparatus capable of manufacturing a light-emitting element having a plurality of layers including an organic layer with good productivity, and an organic layer with good productivity. It is possible to provide a method for manufacturing a light-emitting element capable of manufacturing a light-emitting element having a plurality of layers.
  • FIG. 1 shows an example of a conventional light emitting device manufacturing apparatus.
  • FIG. 2 (A) to (C) are diagrams showing a part of the method for manufacturing a light emitting device according to Example 1.
  • FIG. 3 (D) to (E) are views showing another part of the method for manufacturing the light emitting device according to Example 1.
  • FIG. 4 (F) to (G) are diagrams showing still another part of the method for manufacturing the light emitting device according to Example 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a light emitting device manufacturing apparatus according to Example 1.
  • FIG. 6 is a view showing another example of a light emitting device manufacturing apparatus according to Example 1.
  • FIG. 7 is a view showing another example of a light emitting device manufacturing apparatus according to Example 1.
  • FIG. 8 is a view showing another example of a light emitting device manufacturing apparatus according to Example 1.
  • FIG. 9 is a view showing another example of a light emitting device manufacturing apparatus according to Example 1.
  • FIG. 10 is a view showing one layout of a light emitting device manufacturing apparatus according to Example 1.
  • FIG. 11 is a view showing another layout of the light emitting element manufacturing apparatus according to Example 2.
  • FIG. 12 is a view showing still another layout of the light-emitting element manufacturing apparatus according to Example 3. Explanation of symbols
  • the light emitting element manufacturing apparatus includes a plurality of processing chambers in which substrate processing is performed to form a light emitting element having a plurality of layers including organic layers on a substrate.
  • the processing substrate is held so that the element formation surface on which the light emitting element of the substrate to be processed is formed faces in a direction opposite to the direction of gravity, and predetermined substrate processing is performed.
  • the light emitting element manufacturing apparatus it is possible to form a light emitting element while holding the substrate to be processed in a so-called face-up in a plurality of processing chambers. . Therefore, the above-described light emitting element manufacturing apparatus can easily cope with a particularly large substrate.
  • an electrostatic holding mechanism for example, an electrostatic chuck (ESC)
  • ESC electrostatic chuck
  • a mechanism for holding the substrate to be processed becomes unnecessary.
  • the probability of breakage of the large substrate to be processed is reduced.
  • the “face-up process” means that the processing substrate is processed so that the element formation surface on which the light emitting element of the substrate to be processed is formed faces in the direction opposite to the gravitational direction. Status This means that the substrate processing is performed. That is, in film formation, etching, surface processing, and other substrate processing, the substrate to be processed is held so that the processing surface faces in the direction opposite to the direction of gravity (upward in the processing chamber). It is called face-up film formation, face-up etching, etc., and is also called “the substrate is held face-up”.
  • a raw material for film formation is evaporated or sublimated to generate a gaseous film forming raw material.
  • face-up processing face-up film formation
  • a substrate with a so-called electrode is prepared.
  • This substrate is made of, for example, a transparent substrate 201 made of glass or the like, and a transparent material such as ITO formed on one surface of the substrate 201 on which an element is formed (element formation surface) 201A.
  • the positive electrode 202 made of the lead wire 203 and the lead wire 203 electrically connected to the negative electrode formed in a later process are also configured.
  • the positive electrode 202 and the lead wire 203 are formed by, for example, a sputtering method.
  • the substrate 201 may include a control element for controlling light emission of a light emitting element such as a TFT on the element forming surface 201A side.
  • a control element for controlling light emission of a light emitting element such as a TFT on the element forming surface 201A side.
  • a control element such as a TFT is often incorporated for each pixel!
  • the TFT source electrode and the positive electrode 202 are connected, and the TFT gate electrode and drain electrode are connected to a gate line and a drain line formed in a grid pattern, respectively.
  • display control for each pixel is performed.
  • the lead wire 203 is connected to a predetermined control circuit (not shown).
  • Such a display device driving circuit is called an active matrix driving circuit. In the figure, such an active matrix driving circuit is not shown.
  • the positive electrode 202, the lead line 203, and the positive electrode 202, the lead line 203, and the exposed portion of the element formation surface 201A of the substrate 201 are covered.
  • An organic layer 204 including a light emitting layer (organic EL layer) is formed on the substrate 201 by a vapor deposition method. In this case, the organic layer 204 is formed on substantially the entire surface of the substrate without using a mask.
  • the organic layer 204 is formed by face-up film formation.
  • the light emitting element manufacturing apparatus first transports a gaseous film forming source gas to above the substrate 201 and supplies it to the substrate 201 from there. It is comprised so that. The configuration of such a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described later.
  • a negative electrode 205 made of, for example, Ag is formed on the organic layer 204 by sputtering using, for example, a pattern mask.
  • the negative electrode 205 has a predetermined pattern.
  • the negative electrode 205 having a predetermined pattern may be formed by an etching method using a photolithography method after the negative electrode 205 is formed on the entire surface.
  • the electrode 205 may have a multilayer structure of a layer made of Ag and a layer made of AU. Also in this step, the negative electrode 205 is formed by face-up film formation.
  • the patterned negative electrode 205 formed in the step shown in FIG. 2 (C) is used as a mask, for example, by plasma etching.
  • the organic layer 204 is etched, the organic layer 204 is patterned.
  • a region where the organic layer 204 needs to be peeled (for example, a region on the lead wire 203 or other region where the light emitting layer is unnecessary) is removed by etching, and the organic layer 204 is patterned.
  • the organic layer 204 is patterned by etching (for example, reactive ion etching (RIE) or inductively coupled plasma (ICP) etching) while the substrate is held face-up.
  • RIE reactive ion etching
  • ICP inductively coupled plasma
  • an insulating protection made of, for example, silicon nitride (SiN) so as to cover a part of the positive electrode 202, the organic layer 204, and the negative electrode 205.
  • a film 206 is formed on the substrate 201 by a CVD method using a pattern mask. Further, the protective film 206 has an opening H so that a part of the negative electrode 205 is exposed. In this step, the protective film 206 is formed while holding the substrate face up.
  • connection line 205a that electrically connects the negative electrode 205 and the lead wire 203 through the opening H is formed by sputtering, for example, using a pattern mask. Formed by the In this step, as in the step shown in FIG. 2C, the connection line 205a is formed while the substrate is held face up.
  • an insulating protective film 206a made of, for example, silicon nitride (SiN) is formed so as to cover the connection line 205a and part of the lead line 203. It is formed on the substrate 201 by a CVD method using a mask. In this step, as in the step of FIG. 3E, the protective film 206a is formed with the substrate held face up.
  • a light emitting element 200 having a positive electrode 202, a negative electrode 205, and an organic layer 204 formed therebetween is formed on the substrate 201.
  • the light emitting element 200 is sometimes called an organic EL element.
  • the light emitting device 200 when a voltage is applied between the positive electrode 202 and the negative electrode 205, electrons from the positive electrode 202 to the hole force negative electrode 205 are transferred to the light emitting layer included in the organic layer 204. Injected, they recombine and emit light.
  • the light-emitting layer can be formed using a material such as a polycyclic aromatic hydrocarbon, a heteroaromatic compound, an organometallic complex compound, and the like. Can be formed.
  • a hole transport layer, a hole injection layer, or the like may be formed between the light emitting layer and the positive electrode 202. Further, a structure in which either one or both of the hole transport layer and the hole injection layer is omitted may be employed.
  • an electron transport layer and an electron injection layer may be formed between the light emitting layer and the negative electrode 205.
  • a structure in which either one or both of the electron transport layer and the electron injection layer is omitted may be employed.
  • a substance for adjusting the work function of the interface for example, Li, LiF, CsCO, or the like is added to the interface between the organic layer 204 and the negative electrode 205.
  • the light-emitting layer 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 is formed using various materials. Is possible.
  • Alq3 aluminoquinolinol complex
  • rubrene a doping material
  • the positive electrode 202 is formed with a thickness of lOOnm to 200nm
  • the organic layer 203 is formed with a thickness of 50nm to 200nm
  • the negative electrode 204 is formed with a thickness of 50nm to 300nm.
  • the light emitting element 200 can be applied to a display device (organic EL display device) or a surface light emitting element (such as an illumination or a light source), but is not limited thereto. It can be used for electronic equipment.
  • a display device organic EL display device
  • a surface light emitting element such as an illumination or a light source
  • the substrate is held face-up and predetermined processing is performed in substantially all substrate processing steps performed by the manufacturing apparatus. It becomes possible. Further, in the light emitting element manufacturing apparatus described above, since it is not necessary to hold a large substrate to be processed face down, an electrostatic holding mechanism (for example, an electrostatic chuck (ESC)) or the like can be used against gravity. A mechanism for holding the processing substrate is not required. In addition, in the manufacturing process, there is no possibility of mixing a device that holds the substrate face down and a device that holds the substrate face up. The probability of breakage of the processing substrate is reduced. In addition, it is not necessary to pay excessive attention to the amount of warpage of the large substrate to be processed, and the productivity of light-emitting elements using the large substrate to be processed can be improved.
  • an electrostatic holding mechanism for example, an electrostatic chuck (ESC)
  • ESC electrostatic chuck
  • the mask vapor deposition method for forming the organic layer as in the past. No. For this reason, various problems resulting from the mask vapor deposition method can be avoided. For example, when a mask is used, the mask is deformed as the temperature of the mask is increased during vapor deposition, thereby reducing the patterning accuracy of the vapor deposition film (organic layer 204). However, since the mask is not used in the method for manufacturing the light emitting device of the above embodiment, such a problem can be avoided. Also, the mask is a force mask that is a source of particles. Since it is not used, this can be suppressed. Therefore, a high-quality light-emitting element can be manufactured with good yield.
  • the organic layer 204 is etched using the positive electrode 205 as a mask, the organic layer 104 between the adjacent negative electrodes 205 is removed, for example. However, since light emission for display occurs in the region sandwiched between the negative electrode 205 and the positive electrode 202, there is no problem in display.
  • the display quality is as good as a normal display device.
  • etching using the negative electrode 205 as a mask ensures that the organic layer (light emitting layer) for display (light emission) is reliably secured (masked) and protected, and the manufacturing method is simple, and is a suitable method. is there.
  • Such a processing chamber for etching the organic layer is also configured such that processing can be performed with the substrate held face up as described above (described later in FIG. 8).
  • Manufacturing apparatuses that perform the above-described method for manufacturing a light emitting element include, for example, FIGS. 2 (A) to 2 (C) and FIG.
  • It has a processing chamber (for example, a film forming chamber) corresponding to each of the steps (D) to (E) and FIGS. 4 (F) to (G). Next, examples of the configuration of these processing chambers will be described.
  • a processing chamber for example, a film forming chamber
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a processing chamber (film formation chamber) EL1 of the light emitting element manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the processing chamber EL1 is a processing chamber (film forming chamber) for performing the film forming process by vapor deposition of the organic layer shown in FIG. 2 (B).
  • the film formation chamber EL1 includes a processing container 311 having a holding table 312 for holding a substrate W to be processed (corresponding to the substrate 201 in FIG. 2A).
  • the inside of the processing vessel 311 is evacuated by a vacuum pump (not shown) through an exhaust line 311A to be in a reduced pressure state.
  • a film forming raw material gas generating unit 322A that generates a gaseous film forming raw material (gas raw material) by evaporating or sublimating a solid or liquid deposition raw material 321 is provided. is set up.
  • the film forming raw material gas generating section 322 A has a raw material container 319 and a carrier gas supply line 320.
  • the film forming raw material 321 held in the raw material container 319 is heated by a heater (not shown) or the like, and thereby a gaseous film forming raw material (film forming raw material gas) is generated.
  • the generated film forming source gas is supplied with the carrier gas supplied from the carrier gas supply line 320 through the transport path 318A, and the film forming source gas supplying unit 317 installed in the processing vessel 311 is provided. Transported to A.
  • the deposition source gas is supplied from the deposition source gas supply unit 317A to the space above the substrate to be processed W in the processing container 311 and decomposes in the vicinity of the substrate to be processed W and at Z or above. Therefore, a film is deposited on the substrate W to be processed.
  • the organic layer 204 can be formed face-up.
  • a material to be evaporated or sublimated from a vapor deposition source in a processing container is adsorbed to the substrate to be processed. It was necessary to use a so-called face-down film formation method with the film surface facing down. For this reason, when the substrate to be processed becomes large, it becomes difficult to handle the substrate to be processed, resulting in a disadvantage that the productivity of the light emitting element is lowered.
  • the above processing chamber is configured to allow face-up film formation, it can be easily applied to a large substrate to be processed. For this reason, the productivity of manufacturing the light emitting device is improved, and the manufacturing cost is suppressed.
  • the film-forming source gas supply unit 317A has a supply unit body 314 having, for example, a cylindrical shape or a casing shape, to which a transport path 318A is connected. One end of the supply unit main body 314 opens toward the substrate W to be processed. At one end, a filter plate 316 made of, for example, a porous metal material (metal filter) is installed. In addition, a current plate 315 for controlling the flow of the film forming raw material gas is installed inside the supply unit main body 314.
  • film forming source gas supply units 317B to 317F having the same structure as the film forming source gas supply unit 317A are arranged in a straight line together with the film forming source gas supply unit 317A.
  • film forming source gas generation units 322B to 322F are connected to the film forming source gas supply units 317B to 317F via transport paths 318B to 318F, respectively.
  • the film forming source gas generating units 322B to 322F have the same structure as the film forming source gas generating unit 322A.
  • a moving rail 313 is provided on the bottom surface of the processing container 311, and the holding table 312 is installed so as to be able to move along the moving rail.
  • the holding table 312 moves in the direction of the arrow in FIG. 5, the substrate W to be processed placed on the holding table 312 passes below the film forming material gas supply units 317A to 317F in this order.
  • the processing vessel 311 is provided with a gate valve 311a and a 3 l ib force S.
  • a transfer chamber which will be described later, is connected to the processing container 311 via these.
  • an organic layer having a multilayer structure is formed in a plurality of processing chambers for face-down film formation. For this reason, there is a problem that a large number of processing chambers are required for forming the organic layer.
  • the manufacturing apparatus is increased in size and complexity, and it is difficult to transport a large substrate to be processed.
  • an organic layer having a multilayer structure can be continuously faced up in one processing chamber. For this reason, the structure of the manufacturing apparatus is simplified, and it is easy to downsize the manufacturing apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a processing chamber (deposition chamber) SP1 according to the light emitting element manufacturing apparatus.
  • the processing chamber SP1 is a processing chamber (deposition chamber) for performing the negative electrode film formation step by sputtering shown in FIG.
  • the process shown in FIG. 4F can be performed by the above-described treatment chamber SP1.
  • the film forming chamber SP1 has a processing container 331 having a holding table 332 for holding the substrate W to be processed therein.
  • the processing vessel 331 may be evacuated by an exhaust line (not shown) connected to a vacuum pump and maintained at a reduced pressure.
  • the holding table 332 is configured to be able to move in parallel on a moving rail 338 installed on the bottom surface of the processing container 331.
  • a holding base 332 is installed so as to be opposed to each other.
  • Targets 333 and 335 are connected to power sources 334 and 336, respectively.
  • a gas supply unit 337 that supplies a gas for sputtering such as Ar into the processing container 331 is installed on the side surface of the processing container 331.
  • the processing vessel 331 is provided with a gate valve 33la.
  • a transfer chamber (described later) is connected to the processing container 331 via a gate valve 331a.
  • Gate valve 33 la By opening, the substrate W to be processed can be carried into the processing container 331a or unloaded from the processing container 331.
  • various materials can be formed by selecting various targets 333 and 335, for example.
  • a silver (Ag) target is used as the target 333
  • an aluminum (A1) target is used as the target 335
  • the holding table 332 on which the substrate W to be processed is placed is attached in the direction of the arrow in FIG.
  • an Ag layer is formed on the organic layer
  • an A1 layer is formed on the Ag layer. That is, it is possible to continuously form the two negative electrodes, Ag layer and A1 layer, in one processing chamber.
  • the negative electrode is face-up deposited both in the above process chamber.
  • a layer for improving the light emission efficiency can be formed between the organic layer and the negative electrode using the processing chamber.
  • the light emission efficiency may decrease due to a difference in work function between the organic layer and the electrode.
  • a layer containing a predetermined metal for example, a metal layer or a metal compound layer is formed between the organic layer and the electrode (that is, on the organic layer).
  • a layer (work function adjusting layer) for suppressing a decrease in luminous efficiency for example, a layer made of Li, LiF, CsCO, or the like can be used.
  • a material having a good light emission reflectance may be used as a material constituting the negative electrode (top force sword) formed in the upper layer.
  • a material constituting the negative electrode (top force sword) formed in the upper layer For example, Ag is preferably used. Further, when Ag is used for the negative electrode, it is preferable to use a Li layer as the work function adjusting layer.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of a processing chamber SP1 A, which is a modification of the above processing chamber SP1.
  • targets 340A and 340B to which a voltage is applied are installed in the processing container 331 of the processing chamber SP1A so as to face each other!
  • the two targets 340A and 340B installed on the substrate holding table 332 extend in a direction substantially orthogonal to the direction in which the substrate holding table 332 moves, and are installed so as to face each other. Yes.
  • a gas supply means 341 for supplying a processing gas for sputtering such as Ar is installed in the space 331A between the targets 340A and 340B, inside the processing container 331.
  • the process gas is plasma excited when a voltage is applied from the power source 342 to the targets 340A and 340B.
  • the substrate W to be processed is also separated by the space (space 331A) force in which the plasma is excited, and the film formation target is UV light accompanying plasma excitation, It has the characteristic that it is not easily affected by damage caused by collision of sputtered particles. For this reason, when the above processing chamber SP1A is used, the negative electrode (Ag, A1) and work function adjusting layer (Li, etc.) can be formed while suppressing damage to the organic layer to be formed. Is possible.
  • FIG. 8 is a view schematically showing a processing chamber (etching processing chamber) ET1 according to the light emitting element manufacturing apparatus.
  • the processing chamber ET1 is a processing chamber for performing the patterning process by etching of the organic layer shown in FIG. 3 (D).
  • the processing chamber ET1 includes processing containers 501, 502, and an internal space 500A is defined inside by combining them.
  • a ground plate 506 and a substrate holding table 505 are installed facing each other.
  • the internal space 500A is exhausted from an exhaust line 509 to which exhaust means (not shown) such as an exhaust pump is connected, and is held at a reduced pressure with a predetermined pressure.
  • the processing container 501 is made of, for example, metal, and the processing container 502 is made of a dielectric.
  • a coil 503 to which high-frequency power is applied from a high-frequency power source 504 is installed outside the processing container 502. Further, high frequency power is applied to the substrate holding table 505 from a high frequency power source 510.
  • the gas supply means 508 is used to etch, for example, N ZAr. Processing gas is supplied.
  • the processing gas is plasma-excited by applying high frequency power to the coil 503.
  • Such a plasma is sometimes referred to as a high density plasma (eg, ICP).
  • the process shown in FIG. 3D can be performed using the processing gas dissociated by the high-density plasma (the organic layer 204 is etched using the negative electrode 205 as a mask).
  • the processing vessel 501 is provided with a gate valve 5007 on the side connected to a transfer chamber (described later). By opening the gate valve 507, it becomes possible to carry the substrate W to be processed into the processing container 5001, or to carry out the substrate W to be processed from the processing container 501.
  • the organic layer 204 can be patterned by face-up etching.
  • the negative electrode 205 contains Ag, for example, nitrogen (N) is used as a processing gas.
  • N nitrogen
  • nitrogen has less influence to corrode metals such as Ag than oxygen and hydrogen, and can etch the organic layer 204 efficiently.
  • the plasma of the etching apparatus that dissociates the processing gas is preferably so-called high-density plasma that dissociates nitrogen with high efficiency.
  • the high-density plasma is not limited to ICP. Similar results can be obtained using wave plasma or the like.
  • the organic layer may be patterned by etching using parallel plate plasma (for example, RIE)!
  • parallel plate plasma for example, RIE
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a processing chamber (CVD film forming chamber) CVD 1 according to the light emitting element manufacturing apparatus.
  • Processing chamber CVD1 is a processing chamber for forming a protective layer shown in FIG. 3 (E). Further, the process shown in FIG. 4G can be performed by the above processing chamber CVD1.
  • the processing chamber CVD1 has a processing container 301 in which a holding table 305 for holding the substrate W to be processed is installed.
  • the inside of the processing vessel 301 is exhausted by an exhaust line 301A to which a vacuum pump (not shown) is connected, and is brought into a reduced pressure state.
  • a lid 301B is installed at an opening at one end of a substantially cylindrical lower container 301A.
  • a substantially disk-shaped antenna 302 is installed on the lid 302, and a microwave is applied to the antenna 302 from a power supply 303.
  • a gas supply unit 304 for supplying a film forming material gas for film formation is installed in the processing container.
  • the gas supply unit 304 is formed in a lattice shape, for example, and has a structure in which microwaves pass through holes in the lattice.
  • the film forming source gas supplied from the gas supply unit 304 is plasma-excited by the microwave supplied from the antenna 302, and a protective layer (on the substrate W to be processed held on the holding table 305 ( SiN layer) is formed.
  • the processing vessel 301 is provided with a gate valve 3001a on the side connected to a transfer chamber (described later). By opening the gate valve 301a, the substrate W to be processed can be loaded into the processing container 301 or unloaded from the processing container 301.
  • the protective layers 206 and 206a can be formed by face-up film formation.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the layout of the light-emitting element manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the parts described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
  • the light emitting element manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment includes a plurality of transfer chambers TM1, TM2, TM3, and TM4 to which a plurality of processing chambers are connected.
  • the transfer chambers TM1, TM2, TM3, and TM4 are connected to a vacuum pump (not shown) such that the inside is in a depressurized state. (Not shown). For this reason, it is possible to transport the substrate to be processed under reduced pressure. In this case, the substrate to be processed is transported while being kept face up.
  • these transfer chambers TM1, TM2, TM3, TM4 are arranged on a straight line, for example, and a plurality of processing chambers for processing a substrate to be processed are connected to each of them. . Further, the transfer chambers TM1, TM2, TM3, and TM4 are hexagonal when viewed from above, and the processing chamber is connected to each side (connection surface) of the hexagon.
  • the transfer chamber TM1 is connected to a load lock chamber L1 into which a substrate to be processed is placed and cleaning processing chambers CLN1 and CLN2 for performing surface treatment (cleaning, etc.) of the substrate to be processed. . Further, the organic layer described in FIG. 5 is formed in the transfer chamber TM1. A processing chamber for ELI is connected.
  • the end of the processing chamber EL1 opposite to the end connected to the transfer chamber TM1 is connected to one connection surface of the transfer chamber TM2.
  • Load lock chamber L2 is connected.
  • the end of the load lock chamber L2 opposite to the end connected to the transfer chamber TM2 is connected to one connection surface of the transfer chamber TM3.
  • the processing chamber SP3 having the same structure as the processing chambers SP 1 and SP2, the mask processing having the same structure as the processing chamber ET1 and the mask processing chamber Ml described above with reference to FIG.
  • the chamber M2 and the load lock chamber L2 having the same structure as the load lock chamber L2 are connected.
  • the end of the load lock chamber L3 opposite to the end connected to the transfer chamber TM3 is connected to one connection surface of the transfer chamber TM4.
  • the transfer chamber TM4 On the other connecting surface of the transfer chamber TM4, mask processing chambers M3 and M4 having the same structure as the mask processing chamber M2, and processing having the same structure as the processing chamber CV Dl and the processing chamber CVD1 described above with reference to FIG.
  • the chamber CVD2 is connected to a load lock chamber L4 having the same structure as the load lock chamber L1.
  • the substrate to be processed W (the substrate 201 shown in FIG. 2A) is loaded from the load lock chamber L1. Therefore, the transfer chambers TM1 to TM4 are transferred between a plurality of processing chambers by a transfer means (transfer arm or the like) (not shown), and substrate processing is performed by the plurality of processing chambers. Therefore, the processes shown in FIGS. 2B to 4G are performed, and a light emitting element is formed on the element formation surface of the substrate to be processed.
  • the substrate to be processed on which the light emitting element is formed is discharged out of the manufacturing apparatus from the load lock chamber L4.
  • the process shown in Fig. 2 (B) is the process chamber EL1
  • the process shown in Fig. 2 (C) is any force of the process chambers SP1, SP2, and SP3, as shown in Fig. 3 (D).
  • the process shown in FIG. 2E is either process chamber CVD1 or CVD2
  • the process shown in FIG. 4 (F) is any process chamber process chamber SP1, SP2, or SP3.
  • the process shown in Fig. 4 (G) is carried out in the processing chambers CVD1, CV D2,!
  • a cleaning process may be performed in one of the process chambers CLN1 and CLN2 before the process shown in FIG. 2 (B). Also, before and after the above steps as needed, In the mask processing chambers M1 to M4, a mask is attached to or detached from the substrate to be processed.
  • the processing chambers of the light-emitting element manufacturing apparatus 1 described above are configured to perform various processes while holding the substrate face-up. It becomes easy. Further, in the light emitting element manufacturing apparatus according to this embodiment, the orientation of the substrate is unified face-up in all the processing chambers and transfer chambers, so that the substrate to be processed can be easily transferred and set.
  • the structure of the light emitting element manufacturing apparatus can be simplified, the productivity of the light emitting element is improved, and the manufacturing cost is suppressed.
  • the light emitting device manufacturing apparatus responds to the increase in the size of the substrate to be processed, and provides features that are excellent in operability and reliability such as transfer and setting of the large substrate to be processed.
  • the light emitting device manufacturing apparatus according to the present invention is not limited to the above structure, and can be variously modified and changed.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the layout of the light-emitting element manufacturing apparatus 2 according to Example 2 of the present invention.
  • the parts described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the transfer chamber TM1A corresponding to the transfer chamber TM1 of the first embodiment has a pentagonal shape when viewed from above.
  • the load lock chamber Ll, the cleaning process chambers CLN1, CLN2, and the process chamber ELI are connected to the transfer chamber TM1A.
  • the transfer chambers TM2A and TM3A corresponding to the transfer chambers TM2 and TM3 of Example 1 have a pentagonal shape when viewed from above, similarly to the transfer chamber TM1A.
  • the processing chamber connected to the transfer chamber is the same as that in the first embodiment. That is, the transfer chamber TM2A Offices ELI, SP1, SP2, mask processing room Ml, and load lock room L2 are connected. Further, processing chambers ET1, SP3, mask processing chamber M2, load lock chambers L2, L3 are connected to transfer chamber TM3A.
  • the light emitting element can be manufactured in the same manner as in the case of the light emitting element manufacturing apparatus 1 of the first embodiment. Has the same effect as the case.
  • a plurality of transfer chambers (transfer chambers TM1A, TM2A, TM3A, TM4) are not arranged in a straight line.
  • the plurality of transfer chambers are not necessarily limited to being arranged on a straight line, and can be arranged in various ways to constitute a light emitting element manufacturing apparatus.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing the layout of the light-emitting element manufacturing apparatus 3 according to Example 3 of the present invention.
  • the parts described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the transfer chambers TM5, TM6, TM7, and TM8 corresponding to the transfer chambers TM1, TM2, TM3, and TM4 of Example 1 are provided, respectively. When viewed, it has an octagonal shape.
  • the processing chambers connected to the respective transfer chambers TM6 to TM8 are the same as those in the transfer chambers TM1 to TM4 of the first embodiment.
  • a load lock chamber Ll, cleaning processing chambers CLN1, CLN2, and a processing chamber ELI are connected to the transfer chamber TM5.
  • Processing chambers EL1, SP1, SP2, mask processing chamber Ml, and load lock chamber L2 are connected to transfer chamber TM6.
  • the processing chambers ET1, SP3, mask processing chamber M2, load lock chambers L2, L3 are connected to the transfer chamber TM7.
  • processing chambers CVD1, CVD2, mask processing chambers M3, M4, and load lock chambers L3, L4 are connected to the transfer chamber TM8.
  • the light emitting element can be manufactured in the same manner as in the case of the light emitting element manufacturing apparatus 1 of the first embodiment. Has the same effect as the case.
  • the shape of the transfer chamber or the position of the processing chamber connected to the connection surface of the transfer chamber can be variously modified and changed.
  • the number of processing chambers to be connected can be variously changed in view of productivity and costs related to the manufacturing apparatus.
  • a light-emitting element manufacturing apparatus capable of manufacturing a light-emitting element having a plurality of layers including an organic layer with good productivity, and an organic layer with good productivity. It is possible to provide a method for manufacturing a light-emitting element capable of manufacturing a light-emitting element having a plurality of layers.

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Abstract

　被処理基板上に有機層を含む複数の層を有する発光素子を形成するための基板処理が行われる、複数の処理室を有し、複数の処理室は、それぞれ、被処理基板の発光素子が形成される素子形成面が、重力方向と反対の方向を向くようにして被処理基板の基板処理が行われるように構成されていることを特徴とする発光素子の製造装置が開示される。

Description

明 細 書
発光素子および発光素子の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、有機発光層を含む発光素子の製造方法、および有機発光層を含む発 光素子の製造装置に関する。
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いる。例えば、有機エレクトロルミネ 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、次世代 の表示装置用の素子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、正電極と負電極の間に有機 EL層 (発光層）を含む有機層が狭持 されて構成されている。この発光層へ正電極から正孔が、負電極から電子が注入さ れ、それらが再結合することによって、光が発せられる。
[0004] また、有機層においては、必要に応じて、正電極と発光層の間に正孔輸送層を、か つ Zまたは負電極と発光層の間に電子輸送層を挿入することにより、発光効率を改 善することができる。
[0005] 上記の発光素子を形成する一般的な方法は、以下のとおりである。まず、インジゥ ムスズ酸ィ匕物 (ITO)よりなる正電極がパターユングされた基板上に、有機層を蒸着 法により形成する。蒸着法とは、例えば蒸発または昇華された蒸着原料を被処理基 板上に堆積させることにより、薄膜を形成する方法である。次に、この有機層上に、負 電極となるアルミニウム (A1)を、蒸着法などにより形成する。
[0006] このようにして、正電極と負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 (例えば特許文献 1参照)。
[0007] 図 1は、従来の発光素子の製造装置の一部を構成する蒸着装置を模式的に示した 図である。
[0008] 図 1を参照するに、蒸着装置 10は、内部に内部空間 11Aが画成される処理容器 1 1を有する。この内部空間 11Aには、蒸着源 12と、蒸着源 12に対向する基板保持台 15とが設置されている。内部空間 11Aは、排気ライン 14を通して排気ポンプなど（図 示せず)より排気され、所定の減圧状態に保持される。
[0009] 蒸着源 12にはヒータ 13が設置され、ヒータ 13によって内部に保持された原料 12A が加熱される。これにより、原料 12Aが蒸発または昇華されて気体原料 Gが発生する 。この気体原料は、基板保持台 15に保持された被処理基板 Sに堆積される。
[0010] 上記の成膜装置 10を用いて、例えば発光素子の有機層 (発光層）や、有機層上の 電極などを成膜することができる。
特許文献 1 :日本国特許出願公開公報第 2004— 225058号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] しかし、従来の発光素子の製造装置では、例えば蒸着法を用いて成膜を行う場合
、処理容器内の蒸着源から蒸発または昇華する原料を被処理基板に堆積させるた め、被処理基板を成膜面が下に向くように (フェースダウンに)保持する必要があった
。このため、被処理基板が大きくなつた場合には被処理基板の扱いが困難となって、 発光素子の生産性が低下してしまう問題が生じて 、た。
[0012] 特に、近年のフラットパネルディスプレイは大型化が進んでおり、発光素子 (有機 E
L素子)を用いた表示装置は大型化する傾向にある。このため、発光素子が形成され る被処理基板もこれに伴!、大型化する傾向にあり、被処理基板の搬送ゃセッティン グなどの扱 ヽが益々困難となってきて 、る。
[0013] また、発光素子を製造する複数の基板処理工程にお!ヽて、基板をフェースダウンで 保持する処理装置と、基板をフェースアップで保持する処理装置とが混在して ヽると
、被処理基板の搬送やハンドリングが複雑となり、発光素子の生産性が低下して製造 コストが増大してしまう問題が生じてしまう。
[0014] さらに、被処理基板が破損する確率が増大し、また、被処理基板の反り量について も十分に配慮しなければならず、生産性が低下する問題が生じる懸念があった。
[0015] 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装置 と、発光素子の製造方法を提供することを統括的目的としている。 [0016] 本発明の具体的な課題は、良好な生産性で、有機層を含む複数の層を有する発 光素子を製造することが可能な発光素子の製造装置と、良好な生産性で、有機層を 含む複数の層を有する発光素子を製造することが可能な発光素子の製造方法を提 供することである。
課題を解決するための手段
[0017] 本発明の第 1の態様は、被処理基板上に有機層を含む複数の層を有する発光素 子を形成するための基板処理が行われる、複数の処理室を有し、これら複数の処理 室の各々が、被処理基板の発光素子が形成される素子形成面が重力方向と反対の 方向を向くようにして、被処理基板に対し所定の処理が行われるように構成されて ヽ る、発光素子の製造装置を提供する。
[0018] 本発明の第 2の態様は、第 1の態様の発光素子の製造装置であって、複数の処理 室が接続されるとともに、複数の処理室に被処理基板を搬送する搬送室を有し、搬 送室では、被処理基板の素子形成面が重力方向と反対の方向を向くように保持され て被処理基板が搬送される、発光素子の製造装置を提供する。
[0019] 本発明の第 3の態様は、第 2の態様の発光素子の製造装置であって、複数の搬送 室を更に有する、発光素子の製造装置を提供する。
[0020] 本発明の第 4の態様は、第 1から第 3の態様のいずれか一つの発光素子の製造装 置であって、複数の処理室が、有機層を成膜するための有機層成膜室と、有機層に 電圧を印加するための電極を成膜するための電極成膜室と、を含む、発光素子の製 造装置を提供する。
[0021] 本発明の第 5の態様は、第 4の態様の発光素子の製造装置であって、有機層成膜 室は、電圧が印加されることで発光する発光層を含む多層構造を有する有機層が、 蒸着法によって、連続的に成膜されるように構成されている、発光素子の製造装置を 提供する。
[0022] 本発明の第 6の態様は、第 5の態様の発光素子の製造装置であって、有機層成膜 室に、被処理基板を保持する保持台と、蒸着のための複数の成膜原料ガスを被処理 基板上に供給するための複数の成膜原料ガス供給部とが設置されている、発光素子 の製造装置を提供する。 [0023] 本発明の第 7の態様は、第 6の態様の発光素子の製造装置であって、蒸着の原料 を蒸発または昇華させて成膜原料ガスを生成する成膜原料ガス生成部と、成膜原料 ガス生成部から成膜原料ガス供給部に成膜原料ガスを輸送する輸送路を有する、発 光素子の製造装置を提供する。
[0024] 本発明の第 8の態様は、第 7の態様の発光素子の製造装置であって、複数の成膜 原料ガス供給部に対応する、複数の成膜原料ガス生成部と複数の輸送路をそれぞ れ有する、発光素子の製造装置を提供する。
[0025] 本発明の第 9の態様は、第 8の態様の発光素子の製造装置であって、保持台が、 成膜に対応して、複数の成膜原料ガス供給部の配列に沿って移動される、発光素子 の製造装置を提供する。
[0026] 本発明の第 10の態様は、第 4から第 9の態様のいずれか一つの発光素子の製造 装置であって、電極成膜室では、互いに対向する 2つのターゲットを用いたスパッタリ ング法により電極が成膜されるよう構成されている、発光素子の製造装置を提供する
[0027] 本発明の第 11の態様は、第 1から第 10の態様のいずれか一つの発光素子の製造 装置であって、複数の処理室が、有機層をエッチングしてパターユングするためのェ ツチング室を含む、発光素子の製造装置を提供する。
[0028] 本発明の第 12の態様は、被処理基板の素子形成面に、有機層を含む複数の層を 有する発光素子を形成する発光素子の製造方法であって、複数の処理室でそれぞ れ実施される複数の基板処理工程を有する。複数の処理室では、被処理基板が、そ の素子が形成される面が重力方向と反対の方向を向くように保持されて、その被処 理基板に対して基板処理が行われる、発光素子の製造方法を提供する。
[0029] 本発明の第 13の態様は、第 12の態様の発光素子の製造方法であって、複数の処 理室に接続され、複数の処理室に被処理基板を搬送する搬送室において、被処理 基板が、その素子形成面が重力方向と反対の方向を向くように保持されて搬送され る、発光素子の製造方法を提供する。
[0030] 本発明の第 14の態様は、第 13の態様の発光素子の製造方法であって、被処理基 板が、複数の搬送室を介して複数の処理室に搬送される、発光素子の製造方法を 提供する。
[0031] 本発明の第 15の態様は、第 12から第 14の態様のいずれか一つの発光素子の製 造方法であって、複数の基板処理工程が、有機層を成膜するための有機層成膜ェ 程と、有機層に電圧を印加するための電極を成膜するための電極成膜工程と、を含 む、発光素子の製造方法を提供する。
[0032] 本発明の第 16の態様は、第 15の態様の発光素子の製造方法であって、有機層成 膜工程において、電圧の印加により発光する発光層を含む多層構造を有する有機 層が、蒸着法により連続的に成膜される、発光素子の製造方法を提供する。
[0033] 本発明の第 17の態様は、有機層成膜工程において、被処理基板を保持する保持 台と、蒸着のための複数の成膜原料ガスを被処理基板上に供給するための複数の 成膜原料ガス供給部と、を有する成膜処理室により、有機層が成膜される、発光素子 の製造方法を提供する。
[0034] 本発明の第 18の態様は、第 17の態様の発光素子の製造方法であって、複数の成 膜原料ガス供給部へ、蒸着の原料を蒸発または昇華させて成膜原料ガスを生成する 成膜原料ガス生成部から、成膜原料ガスを輸送する輸送路を介して成膜原料ガスを 供給する、発光素子の製造方法を提供する。
[0035] 本発明の第 19の態様は、複数の成膜原料ガス供給部へ、対応する複数の成膜原 料ガス生成部から、複数の輸送路を介して、複数の成膜原料ガスをそれぞれ供給す る、発光素子の製造方法を提供する。
[0036] 本発明の第 20の態様は、保持台を、成膜に対応して、複数の成膜原料ガス供給部 の配列に沿って移動する、発光素子の製造方法を提供する。
[0037] 本発明の第 21の態様は、第 15から第 20の態様のいずれか一つの発光素子の製 造方法であって、電極成膜工程において、互いに対向する 2つのターゲットを用いた スパッタリング法により電極が成膜される、発光素子の製造方法を提供する。
[0038] 本発明の第 22の態様は、第 12から第 21の態様のいずれか一つの発光素子の製 造方法であって、複数の基板処理工程が、有機層をエッチングしてパターニングする ためのエッチング工程を含む、発光素子の製造方法を提供する。
発明の効果 [0039] 本発明によれば、良好な生産性で、有機層を含む複数の層を有する発光素子を製 造することが可能な発光素子の製造装置と、良好な生産性で、有機層を含む複数の 層を有する発光素子を製造することが可能な発光素子の製造方法を提供することが 可能となる。
図面の簡単な説明
[0040] [図 1]従来の発光素子の製造装置の例である。
[図 2] (A)〜 (C)は、実施例 1による発光素子の製造方法の一部を示す図である。
[図 3] (D)〜 (E)は、実施例 1による発光素子の製造方法の他の一部を示す図である
[図 4] (F)〜 (G)は、実施例 1による発光素子の製造方法のまた別の一部を示す図で ある。
[図 5]実施例 1による発光素子の製造装置の一例を示す図である。
[図 6]実施例 1による発光素子の製造装置の他の例を示す図である。
[図 7]実施例 1による発光素子の製造装置の他の例を示す図である。
[図 8]実施例 1による発光素子の製造装置の他の例を示す図である。
[図 9]実施例 1による発光素子の製造装置の他の例を示す図である。
[図 10]実施例 1による発光素子の製造装置の一のレイアウトを示す図である。
[図 11]実施例 2による発光素子の製造装置の他のレイアウトを示す図である。
[図 12]実施例 3による発光素子の製造装置のまた別のレイアウトを示す図である。 符号の説明
[0041] 200 発光素子
201 基板
201 A 素子形成面
202 陽電極
203 引き出し線
204 有機層
205 陰電極
205a 引き出し線 206, 206a 保護層
ELI, SP1, SP2, SP3, ET1, CVD1, CVD2 処理室
CNL1, CLN2 クリーニング処理室
Ml, M2, M3, M4 マスク搬送室
LI, L2, L3, L4 ロード、ロック室
TM1, TM2, TM3, TM4, TM5, TM6, TM7, TM8, TM1A, TM2A, TM3
A 搬送室
発明を実施するための最良の形態
[0042] 以下、添付図面を参照しながら、本発明による実施形態を説明する。
[0043] 本発明の実施形態による、発光素子の製造装置は、基板に有機層を含む複数の 層を有する発光素子を形成するための基板処理が行われる、複数の処理室を有す る。これら複数の処理室においては、被処理基板の発光素子が形成される素子形成 面が重力方向と反対の方向を向くように処理基板が保持され、所定の基板処理が行 われる。
[0044] このため、本発明の実施形態による発光素子の製造装置では、複数の処理室にお いて、被処理基板を、いわゆるフェースアップに保持したまま発光素子を形成するこ とが可能となる。したがって、上記の発光素子の製造装置では、特に大型の被処理 基板への対応が容易となる。
[0045] 上記の発光素子の製造装置では、大型の被処理基板をフェースダウンに保持する 必要が無いため、静電保持機構 (例えば、静電チャック (ESC) )などの、重力に逆ら つて被処理基板を保持する機構が不要となる。発光素子の製造工程にお！ヽてこのよ うな製造装置を用いる場合は、基板をフェースダウンに保持する装置と、基板をフエ ースアップに保持する装置とが混在することが無 、ため、被処理基板を裏返すなど の動作が不要となり、大型の被処理基板の破損の確率が減少する。さらに、大型の 被処理基板の反り量に対する過度の配慮が不要となり、大型の被処理基板を用いた 発光素子の生産性が改善される。
[0046] また、本明細書にぉ 、て「フェースアップ処理」とは、被処理基板の発光素子が形 成される素子形成面が重力方向と反対の方向を向くように処理基板を処理した状態 で、基板処理が行われることを意味している。すなわち、成膜、エッチング、および表 面処理その他の基板処理において、被処理基板が、その処理面が重力方向と反対 の方向を向く（処理室内で上向きになる）ように保持されていることをフェースアップ成 膜、フェースアップエッチングなどと呼び、また、「基板がフェースアップに保持される 」という。
[0047] 上記の発光素子の製造装置では、例えば、蒸着法を実施する処理室 (成膜室)で は、成膜のための原料を蒸発または昇華させて気体状の成膜原料を生成し、成膜原 料を輸送して被処理基板上に供給することで、フェースアップ処理 (フェースアップ成 膜)が可能になって!/、る。このような製造装置にっ 、ては後述する。
[0048] 次に、上記の製造装置による発光素子の製造方法の一例について、図面に基づき 手順を追って説明する。
[実施例 1]
本発明の実施例 1による発光素子の製造方法の一例について、図 2 (A)〜（C)、 図 3 (D)〜 (E)、および図 4 (F)〜 (G)に基づき、手順を追って説明する。ただし以下 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。
[0049] まず、図 2 (A)に示す工程にぉ 、て、 、わゆる電極つき基板が用意される。この基 板は、例えばガラスなどよりなる透明な基板 201と、基板 201の一方の面であって素 子が形成される面（素子形成面） 201A上に形成される、 ITOなどの透明な材料より なる陽電極 202と、後の工程で形成される陰電極に電気的に接続する引き出し線 20 3と力も構成される。この場合、陽電極 202および引き出し線 203は、例えばスパッタ リング法などにより形成される。
[0050] また、基板 201〖こは、素子形成面 201A側に、例えば TFTなどの発光素子の発光 を制御する制御素子が組み込まれていても良い。例えば、本実施例により形成され る発光素子を表示装置に用いる場合には、画素ごとに、例えば TFTなどの制御用の 素子が組み込まれる場合が多!、。
[0051] この場合、 TFTのソース電極と上記の陽電極 202が接続され、さらに TFTのゲート 電極とドレイン電極は、格子状に形成されたゲート線とドレイン線にそれぞれ接続さ れ、画素ごとの表示の制御が行われる。この場合、引き出し線 203は、所定の制御回 路（図示せず）に接続される。このような表示装置の駆動回路は、アクティブマトリクス 駆動回路と呼ばれている。なお、本図では、このようなアクティブマトリクス駆動回路の 図示は省略している。
[0052] 次に、図 2 (B)に示す工程において、陽電極 202、引き出し線 203、および基板 20 1の素子形成面 201Aの露出部を覆うように、陽電極 202、引き出し線 203、および 基板 201の上に、発光層（有機 EL層）を含む有機層 204が蒸着法により形成される 。この場合、マスクを用いずに、実質的に基板の全面に有機層 204が形成される。
[0053] 本工程においては、フェースアップ成膜によって有機層 204が形成される。基板を フェースアップに保持したまま蒸着を行うため、本実施例による発光素子の製造装置 は、気体状の成膜原料ガスが、まず基板 201の上方まで輸送され、そこから基板 20 1へ供給されるように構成されている。本発明の実施形態によるこのような製造装置 の構成については、後述する。
[0054] 次に、図 2 (C)に示す工程において、有機層 204上に、例えば Agよりなる陰電極 2 05力 例えばパターンマスクを用いたスパッタリングにより形成される。パターンマスク の使用により、この陰電極 205は、所定のパターンを有している。また、所定のパター ンを有する陰電極 205は、陰電極 205を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用 いたエッチング法により形成してよい。また、電極 205は、 Agよりなる層と AUりなる 層の多層構造としてもよい。本工程においても、フェースアップ成膜により陰電極 20 5が形成される。
[0055] 次に、図 3 (D)に示す工程において、図 2 (C)に示した工程において形成された、 パター-ングされた陰電極 205をマスクとして使用して、例えばプラズマエッチングに より、有機層 204をエッチングすると、有機層 204がパターンィ匕される。この工程にお いて、有機層 204の剥離が必要な領域 (例えば引き出し線 203上や、その他発光層 が不要な領域）がエッチングにより除去され、有機層 204がパターン化される。本ェ 程においては、基板をフェースアップに保持したままエッチング (例えば、反応性ィォ ンェツチング (RIE)、または誘導結合プラズマ (ICP)によるエッチングなど）により、有 機層 204がパターンィ匕される。 [0056] 次に、図 3 (E)に示す工程において、陽電極 202の一部と、有機層 204と、陰電極 205とを覆うように、例えば窒化シリコン (SiN)よりなる絶縁性の保護膜 206が、パタ ーンマスクを用いた CVD法により、基板 201上に形成される。また、保護膜 206は、 陰電極 205の一部が露出するように開口部 Hを有する。本工程においては、基板を フェースアップに保持したまま、保護膜 206が形成される。
[0057] 次に、図 4 (F)に示す工程において、開口部 Hを介して陰電極 205と引きだし線 20 3とを電気的に接続する接続線 205aが、例えばパターンマスクを用いたスパッタリン グにより、形成される。本工程では、図 2 (C)に示した工程と同様に、基板をフェース アップに保持したまま、接続線 205aが形成される。
[0058] さらに、図 4 (G)に示す工程において、接続線 205aと、引き出し線 203の一部とを 覆うように、例えば窒化シリコン (SiN)よりなる絶縁性の保護膜 206aが、パターンマス クを用いた CVD法により、基板 201上に形成される。本工程においては、図 3 (E)の 工程と同様に、基板をフェースアップに保持したまま、保護膜 206aが形成される。
[0059] 以上の工程により、基板 201上に、陽電極 202と、陰電極 205と、これらの間に形 成された有機層 204とを有する発光素子 200が形成される。上記の発光素子 200は 、有機 EL素子と呼ばれる場合がある。
[0060] 発光素子 200においては、陽電極 202と陰電極 205との間に電圧が印加されると、 有機層 204に含まれる発光層に、陽電極 202から正孔力 陰電極 205から電子が注 入されてそれらが再結合し、発光する。
[0061] 発光層は、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。
[0062] また、発光層での発光効率を改善するため、発光層と陽電極 202との間に、例えば 、正孔輸送層，正孔注入層などが形成されていてもよい。また、正孔輸送層および正 孔注入層のいずれかが、またはその双方が省略される構造であってもよい。
[0063] 同様に、発光層での発光効率を改善するため、発光層と陰電極 205との間に、例 えば、電子輸送層，電子注入層が形成されていてもよい。また、電子輸送層および 電子注入層のいずれかが、またはその双方が省略される構造であってもよい。 [0064] また、有機層 204と陰電極 205との界面には、界面の仕事関数を調整するため（発 光効率を良好とするため）の物質、例えば、 Li、 LiF、 CsCOなどが添加された層が
3
形成されていてもよい。
[0065] 例えば、発光層は、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力 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。
[0066] 例えば、陽電極 202の厚さは lOOnm乃至 200nm、有機層 203の厚さは 50nm乃 至 200nm、陰電極 204の厚さは 50nm乃至 300nmに形成される。
[0067] また、例えば、発光素子 200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。
[0068] 上記に説明した、本実施例による発光素子の製造方法によれば、製造装置で行わ れる実質的にすべての基板処理の工程において、基板をフェースアップに保持して 所定の処理を行うことが可能となる。また、上記の発光素子の製造装置では、大型の 被処理基板をフェースダウンで保持する必要が無 ヽため、静電保持機構 (例えば、 静電チャック (ESC) )などの、重力に逆らって被処理基板を保持する機構が不要とな る。また、製造工程において、基板をフェースダウンに保持する装置と、基板をフエ一 スアップに保持する装置とが混在することが無 ヽため、被処理基板を裏返すなどの 作業が不要となり、大型の被処理基板の破損の確率が減少する。さらに、大型の被 処理基板の反り量についての過度の配慮が不要となり、大型の被処理基板を用いた 発光素子の生産性を改善することができる。
[0069] また、本実施例による発光素子の製造方法では、有機層 204のパターユングをエツ チングにより行って 、るため、従来のように有機層の成膜にマスク蒸着法を用いる必 要が無い。このため、マスク蒸着法に起因する様々な問題を回避することができる。 例えば、マスクを使用すると、蒸着時にマスクの温度上昇に伴ってマスクが変形し、こ れにより、蒸着膜 (有機層 204)のパターユング精度が低下してしまう。しかし、上記の 実施例の発光素子の製造方法においては、マスクを使用しないので、そのような問 題を回避することができる。また、マスクはパーティクルの発生源ともなる力 マスクを 使用しないため、これを抑制することが可能となる。したがって、高品質の発光素子を 、歩留まりを良好に製造することが可能となる。
[0070] また、陽電極 205をマスクにして有機層 204をエッチングしているため、例えば隣接 する陰電極 205との間の有機層 104が除去される。しかし、表示のための発光は陰 電極 205と陽電極 202に挟まれた領域で生じるため、表示上問題が生じることは無く
、表示品質は通常の表示装置と同様に良好である。すなわち、陰電極 205をマスク にしたエッチングは、表示 (発光）のための有機層（発光層）が確実に確保 (マスク）さ れ、保護されるとともに製造方法が単純であり、好適な方法である。このような有機層 のエッチングのための処理室についても、先に説明したように基板をフェースアップ に保持したまま処理が可能なように構成されて 、る（図 8で後述)。
[0071] 上記の発光素子の製造方法を実施する製造装置は、例えば、図 2 (A)〜 (C)、図 3
(D)〜 (E)、および図 4 (F)〜（G)のそれぞれの工程に対応した処理室 (例えば成膜 室など）を有している。次に、これらの処理室の構成の例について説明する。
[0072] 図 5は、本発明の実施形態にかかる発光素子の製造装置の処理室 (成膜室) EL1 を模式的に示した図である。処理室 EL1は、図 2 (B)に示した、有機層の蒸着による 成膜の工程を実施するための処理室 (成膜室)である。
[0073] 図 5を参照するに、成膜室 EL1は、内部に被処理基板 W (図 2 (A)の基板 201に相 当）を保持する保持台 312を有する処理容器 311を有して 、る。処理容器 311内は、 排気ライン 311Aを介して真空ポンプ（図示せず）により排気され、減圧状態とされる
[0074] 処理容器 311の外側には、例えば固体状または液体状の蒸着の原料 321を蒸発 または昇華させて、気体状の成膜原料 (気体原料)を生成する成膜原料ガス生成部 322Aが設置されている。
[0075] 成膜原料ガス生成部 322Aは、原料容器 319、およびキャリアガス供給ライン 320 を有している。原料容器 319に保持された成膜原料 321は、図示を省略するヒータな どにより加熱され、これにより、気体状の成膜原料 (成膜原料ガス）が生成される。生 成された成膜原料ガスは、キャリアガス供給ライン 320から供給されるキャリアガスとと もに、輸送路 318Aを通して、処理容器 311に設置された成膜原料ガス供給部 317 Aに輸送される。その後、成膜原料ガスは、成膜原料ガス供給部 317Aから、処理容 器 311内の被処理基板 Wの上方の空間へ供給され、被処理基板 Wの近傍かつ Zま たは上において分解し、よって、被処理基板 W上に膜が堆積する。
[0076] すなわち、上記の構造では、有機層 204のフェースアップ成膜が可能である。例え ば、従来の発光素子の製造装置では、例えば蒸着法を用いて成膜を行う場合、処理 容器内の蒸着源から蒸発または昇華する原料を被処理基板に吸着させるため、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 があった。このため、被処理基板が大きくなつた場合には被処理基板の扱いが困難 となって、発光素子の生産性が低下してしまう不都合があった。
[0077] 一方、上記の処理室では、フェースアップ成膜が可能に構成されているため、大型 の被処理基板への対応が容易となる。このため、発光素子の製造の生産性が改善さ れ、製造コストが抑制される。
[0078] 成膜原料ガス供給部 317Aは、輸送路 318Aが接続された、例えば円筒状または 筐体状の供給部本体 314を有している。供給部本体 314の一端部は、被処理基板 Wに向けて開口している。この一端部には、例えば多孔質の金属材料 (金属フィルタ )よりなるフィルタ板 316が設置されている。また、供給部本体 314の内部には、成膜 原料ガスの流れを制御する整流板 315が設置されて ヽる。
[0079] また、処理容器 311には、成膜原料ガス供給部 317Aと同様の構造を有する成膜 原料ガス供給部 317B〜317Fが、成膜原料ガス供給部 317Aとともに直線上に配列 されている。また、成膜原料ガス供給部 317B〜317Fには、それぞれ輸送路 318B 〜318Fを介して、それぞれ成膜原料ガス生成部 322B〜322Fが接続されている。 成膜原料ガス生成部 322B〜322Fは、成膜原料ガス生成部 322Aと同様の構造を 有している。
[0080] また、処理容器 311の底面には移動レール 313が設けられ、保持台 312は移動レ 一ル上をこれに沿って移動できるように設置されている。図 5の矢印の方向に、保持 台 312が移動すると、保持台 312上に載置された被処理基板 Wは、成膜原料ガス供 給部 317Aから 317Fの下方をこの順に通過する。
[0081] この場合、成膜原料ガス供給部 317A〜317Fから、それぞれ異なる成膜原料ガス を供給するとともに、保持台 312が移動されることによって、被処理基板 W上には、多 層構造よりなる有機層が、フェースアップ成膜される。
[0082] また、処理容器 311には、ゲートバルブ 311a、 3 l ib力 S設けられている。これらを介 して、処理容器 311に対して後述する搬送室が接続されている。ゲートバルブ 311a またはゲートバルブ 31 lbを開放することにより、被処理基板 Wを処理容器 311内へ 搬入したり、処理容器 311を搬出したりすることが可能になる。
[0083] 例えば、従来のクラスター構造の発光素子の製造装置では、多層構造よりなる有機 層は、複数のフェースダウン成膜の処理室により成膜されていた。そのため、有機層 の成膜のために多くの処理室が必要となる問題があった。また、製造装置が大型化' 複雑ィ匕するとともに、大型の被処理基板の搬送が困難となる問題を有していた。一方 、本実施例では、多層構造よりなる有機層を、 1つの処理室において、連続的にフエ ースアップ成膜することが可能となっている。このため、製造装置の構造が単純となる とともに、製造装置を小型化することが容易となっている。
[0084] また、図 6は、発光素子の製造装置に係る処理室 (成膜室） SP1を模式的に示した 図である。処理室 SP1は、図 2 (C)に示した、スパッタリングによる陰電極の成膜のェ 程を実施するための処理室 (成膜室)である。また、上記の処理室 SP1によって、図 4 (F)に示した工程を実施することも可能である。
[0085] 図 6を参照するに、成膜室 SP1は、内部に被処理基板 Wを保持する保持台 332を 有する処理容器 331を有している。処理容器 331は、真空ポンプが接続された排気 ライン（図示せず）により排気され、減圧に維持され得る。保持台 332は、処理容器 3 31の底面に設置された移動レール 338上を、平行に移動することができるように構 成されている。
[0086] また、処理容器 331内【こお!ヽて、保持台 332【こ対向するよう【こターゲッ卜 333、 335 力 S設置されている。ターゲット 333、 335には、それぞれ電源 334、 336に接続されて いる。さらに、 Arなどのスパッタリングのためのガスを処理容器 331内に供給するガス 供給部 337が、処理容器 331の側面に設置されている。
[0087] また、処理容器 331には、ゲートバルブ 33 laが設けられている。ゲートバルブ 331 aを介して、処理容器 331に搬送室 (後述）が接続されている。ゲートバルブ 33 laを 開放することにより、被処理基板 Wを処理容器 331a内へ搬入したり、処理容器 331 内から搬出したりすることができる。
[0088] 上記の処理室では、例えばターゲット 333、 335を様々に選択することによって、様 々な材料を成膜することができる。例えば、有機層の形成後、ターゲット 333として銀 (Ag)ターゲットを用い、ターゲット 335としてアルミニウム（A1)ターゲットを用い、被処 理基板 Wが載置される保持台 332を図 6の矢印の方向に移動することにより、有機層 上にまず Ag層が形成され、 Ag層上に A1層が形成される。すなわち、 Ag層と A1層と の二層の陰電極を一つの処理室において、連続的に形成することが可能となる。し 力も、上記の処理室においても、陰電極がフェースアップ成膜される。
[0089] また、上記の処理室を用いて、発光効率の改善を可能とするための層を有機層と 陰電極の間に形成することも可能である。例えば、有機層と金属電極を用いた発光 素子においては、有機層と電極の間の仕事関数の差によって発光効率が低下してし まう場合がある。このような発光効率の低下を抑制するために、有機層と電極の間（す なわち有機層上）に、例えば所定の金属を含む層（例えば金属層、または金属化合 物層など)を形成する場合がある。
[0090] このような、発光効率の低下を抑制するための層（仕事関数調整層）としては、例え ば、 Li、 LiF、 CsCOなどよりなる層を用いることができる。
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[0091] また、例えばボトムェミッションタイプの発光素子を製造する場合、上層に形成され る陰電極 (トップ力ソード)を構成する材料は、発光の反射率が良好である材料を用 いることが好ましぐ例えば、 Agを用いることが好ましい。また、陰電極に Agを用いた 場合には、仕事関数調整層としては、 Li層を用いることが好ましい。
[0092] また、例えばスパッタリング法による成膜においては、 2つのターゲットを平行に設 置することにより、成膜対象 (例えば有機層）に与えるダメージを抑制することも可能 である。
[0093] 図 7は、上記の処理室 SP1の変形例である、処理室 SP1 Aの構成を模式的に示す 図である。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。図 7を参照するに、処理室 SP1Aの処理容器 331内には、それぞれに電圧が 印加されるターゲット 340A, 340Bが互いに対向するように設置されて!、る。 [0094] 基板保持台 332上に設置された、 2つのターゲット 340A, 340Bは、それぞれ、基 板保持台 332が移動する方向と略直交する方向に延伸し、互いに対向するようにし て設置されている。
[0095] また、処理容器 331内〖こは、ターゲット 340A, 340Bの間の空間 331Aに、例えば Arなどのスパッタリングのための処理ガスを供給するガス供給手段 341が設置されて いる。処理ガスは、ターゲット 340A, 340Bに電源 342より電圧が印加されることでプ ラズマ励起される。
[0096] 処理室 SP1Aにおいては、ターゲット 340A, 340Bに、それぞれ、電源 342より電 力が印加されることで、空間 331Aにプラズマが励起され、ターゲットがスパッタリング されることで、被処理基板 W上に成膜が行われる。
[0097] 上記の処理室 SP1 Aにお 、ては、被処理基板 Wが、プラズマが励起される空間（空 間 331A)力も離間しており、成膜対象が、プラズマ励起に伴う紫外線や、スパッタ粒 子の衝突によるダメージの影響を受けにくい特徴がある。このため、上記の処理室 S P1Aを用いると、成膜対象となる有機層上に与えるダメージを抑制しながら、陰電極 (Ag、 A1)や仕事関数調整層 (Liなど)を成膜することが可能となる。
[0098] また、図 8は、発光素子の製造装置に係る処理室 (エッチング処理室) ET1を模式 的に示した図である。処理室 ET1は、図 3 (D)に示した、有機層のエッチングによる パター-ングの工程を実施するための処理室である。
[0099] 図 8を参照するに、処理室 ET1は、処理容器 501、 502を有し、これらを組み合わ せることにより、内部に内部空間 500Aが画成される。内部空間 500Aには、アース 板 506と、基板保持台 505が対向して設置されている。内部空間 500Aは、排気ボン プなどの排気手段（図示せず)が接続された排気ライン 509より排気され、所定の圧 力で減圧に保持される。
[0100] また、処理容器 501は例えば金属により、処理容器 502は誘電体により構成されて いる。処理容器 502の外側には、高周波電源 504より高周波電力が印加されるコィ ル 503が設置されている。また、基板保持台 505には、高周波電源 510より高周波 電力が印加される。
[0101] 内部空間 500Aには、ガス供給手段 508より、例えば N ZArなどのエッチングのた めの処理ガスが供給される。処理ガスは、コイル 503に高周波電力が印加されること でプラズマ励起される。このようなプラズマを高密度プラズマ（例えば、 ICP)と呼ぶ場 合がある。高密度プラズマにより解離された処理ガスにより、図 3 (D)に示した工程を 実施する（有機層 204を、陰電極 205をマスクにしてエッチングする）ことができる。
[0102] また、処理容器 501には、搬送室 (後述）に接続される側に、ゲートバルブ 5007が 設けられている。ゲートバルブ 507を開放することにより、被処理基板 Wの処理容器 5 01内への搬入や、または、被処理基板 Wの処理容器 501内からの搬出が可能にな る。
[0103] 上記の処理室においては、フェースアップエッチングにより、有機層 204をパターン 化することができる可能になっている。
[0104] 例えば、陰電極 205が Agを含む場合には、例えば処理ガスとして窒素 (N )を用い
2 ることが好ましい。例えば、窒素は上記の酸素や水素に比べて Agなどの金属を腐食 させる影響が少なぐまた効率的に有機層 204をエッチングすることが可能である。
[0105] また、処理ガスを解離する、エッチング装置のプラズマは、窒素を高効率で解離す る、いわゆる高密度プラズマを用いることが好ましいが、高密度プラズマは ICPに限 定されず、例えばマイクロ波プラズマなどを用いても同様の結果を得ることができる。
[0106] また、例えば、平行平板プラズマを用いたエッチング (例えば RIEなど）により、有機 層をパターニングしてもよ!、。
[0107] また、図 9は、発光素子の製造装置に係る処理室 (CVD成膜室) CVD1を模式的 に示した図である。処理室 CVD1は、図 3 (E)に示した、保護層の成膜を実施するた めの処理室である。また、上記の処理室 CVD1によって、図 4 (G)に示した工程を行 うことも可能である。
[0108] 図 9を参照するに、処理室 CVD1は、内部に被処理基板 Wを保持する保持台 305 が設置された処理容器 301を有している。処理容器 301内は、真空ポンプ（図示せ ず)が接続された排気ライン 301Aにより排気され、減圧状態とされる。処理容器 301 には、例えば略円筒状の下部容器 301Aの一端の開口部に、蓋部 301Bが設置され ている。蓋部 302には、例えば略円盤状のアンテナ 302が設置され、アンテナ 302に は、電源 303からマイクロ波が印加される。 [0109] また、アンテナ 302と保持台 305の間には、処理容器内に成膜のための成膜原料 ガスを供給するガス供給部 304が設置されている。ガス供給部 304は、例えば格子 状に形成され、格子の穴からマイクロ波が通過する構造となって 、る。
[0110] このため、ガス供給部 304から供給された成膜原料ガスは、アンテナ 302から供給 されるマイクロ波によってプラズマ励起され、保持台 305上に保持される被処理基板 W上に保護層（SiN層）の成膜が行われる。
[0111] また、処理容器 301には、搬送室 (後述）に接続される側に、ゲートバルブ 3001a が設けられている。ゲートバルブ 301aを開放することにより、被処理基板 Wを処理容 器 301内へ搬入したり、処理容器 301内から搬出したりすることが可能になる。
[0112] 上記の処理室においては、フェースアップでの成膜によって、保護層 206、 206a の成膜を行うことが可能になっている。
[0113] 次に、先に説明した処理室 ELI, SP1, ET1, CVD1を有する、発光素子の製造 装置のレイアウトの一例について説明する。
[0114] 図 10は、実施例 1による発光素子の製造装置 1のレイアウトを模式的に示す図であ る。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 図 10を参照するに、本実施例による発光素子の製造装置 1は、複数の処理室が接 続される、複数の搬送室 TM1, TM2, TM3, TM4を有している。
[0115] 上記の搬送室 TM1, TM2, TM3, TM4は、内部が減圧状態となるような真空ポ ンプ（図示せず)が接続されるとともに、内部に搬送アームなどの被処理基板の搬送 手段（図示せず)を有している。このため、減圧下で被処理基板を搬送することが可 能である。この場合、被処理基板はフェースアップに維持されたまま搬送される。
[0116] また、これらの搬送室 TM1, TM2, TM3, TM4は、例えば直線上に配列され、こ れらには、被処理基板を処理するための複数の処理室がそれぞれ接続されて ヽる。 また、搬送室 TM1, TM2, TM3, TM4は、上方から見ると六角形状となっており、 六角形の各辺 (接続面）に処理室が接続される構造になっている。
[0117] 具体的には、搬送室 TM1には、被処理基板が投入されるロードロック室 L1と、被 処理基板の表面処理 (クリーニングなど）を行うクリーニング処理室 CLN1、 CLN2が 接続されている。さらに、搬送室 TM1には、先に図 5で説明した、有機層を成膜する ための処理室 ELIが接続されている。
[0118] また、処理室 EL1の、搬送室 TM1と接続された端部と反対の端部は、搬送室 TM 2の一の接続面に接続されている。搬送室 TM2の他の接続面には、先に図 6で説明 した処理室 SP1と、 SP1と同様の構造を有する処理室 SP2、被処理基板へのマスク の装着 ·脱着を行うマスク処理室 M 1、ロードロック室 L2が接続されて 、る。
[0119] また、ロードロック室 L2の、搬送室 TM2と接続された端部と反対の端部は、搬送室 TM3の一の接続面に接続されている。搬送室 TM3の他の接続面には、処理室 SP 1、 SP2と同様の構造を有する処理室 SP3、先に図 8で説明した処理室 ET1、マスク 処理室 Mlと同様の構造を有するマスク処理室 M2、さらに、ロードロック室 L2と同様 の構造を有するロードロック室 L2が接続されて 、る。
[0120] また、ロードロック室 L3の、搬送室 TM3と接続された端部と反対の端部は、搬送室 TM4の一の接続面に接続されている。搬送室 TM4の他の接続面には、マスク処理 室 M2と同様の構造を有するマスク処理室 M3、 M4、先に図 9で説明した処理室 CV Dl、処理室 CVD1と同様の構造を有する処理室 CVD2、さらに、ロードロック室 L1と 同様の構造を有するロードロック室 L4が接続されて 、る。
[0121] 上記の発光素子の製造装置では、被処理基板 W (図 2 (A)に示した基板 201)は、 ロードロック室 L1から投入される。そこで、上記の搬送室 TM1〜TM4の、図示を省 略する搬送手段 (搬送アームなど）によって、複数の処理室の間を搬送され、複数の 処理室によって基板処理が行われる。そこで、図 2 (B)〜図 4 (G)に示した処理が行 われ、被処理基板の素子形成面に発光素子が形成される。発光素子が形成された 被処理基板は、ロードロック室 L4から製造装置の外に排出される。
[0122] この場合、図 2 (B)に示した工程は処理室 EL1で、図 2 (C)に示した工程は処理室 SP1、 SP2、 SP3のいずれ力で、図 3 (D)に示した工程は、処理室 ET1で、図 2Eに 示した工程は処理室 CVD1, CVD2のいずれかで、図 4 (F)に示した工程は処理室 処理室 SP1、 SP2、 SP3のいずれ力で、図 4 (G)に示した工程は処理室 CVD1、 CV D2の!、ずれかで実施される。
[0123] また、必要に応じて、図 2 (B)に示した工程の前に処理室 CLN1、 CLN2のいずれ かでクリーニング工程を実施してもよい。また、必要に応じて上記の工程の前後で、 マスク処理室 M1〜M4において、被処理基板へのマスクの装着、または脱着が行わ れる。
[0124] 上記の発光素子の製造装置 1の処理室は、いずれも基板をフェースアップに保持 したまま種々の処理を行うことができるよう構成されているため、大型の被処理基板へ の対応が容易となる。また、本実施例による発光素子の製造装置では、すべての処 理室と搬送室において基板の向きがフェースアップに統一されており、被処理基板 の搬送やセッティングが容易となって 、る。
[0125] このため、発光素子の製造装置の構造を単純にすることが可能となり、また、発光 素子の生産性が良好となって、製造コストが抑制される。
[0126] さらに、被処理基板の破損の発生が抑制され、また、被処理基板の反り量の管理が 容易となって、生産性が向上される。
[0127] 特に、近年のフラットパネルディスプレイは大型化が進んでおり、発光素子 (有機 E L素子)用いた表示装置は大型化する傾向にある。このため、発光素子が形成される 被処理基板もこれに伴い大型化する傾向にある。本実施例による発光素子の製造装 置では、これらの被処理基板の大型化に対応し、大型の被処理基板の搬送やセッテ イングなどの操作性 ·信頼性に優れた特徴を提供する。
[実施例 2]
また、本発明による発光素子の製造装置は、上記の構造に限定されず、様々に変 形 ·変更することが可能である。
[0128] 図 11は、本発明の実施例 2による発光素子の製造装置 2のレイアウトを模式的に示 す図である。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する。図 11を参照するに、本実施例による発光素子の製造装置 2では、実施例 1の搬送室 T Mlに相当する搬送室 TM1Aが、上方から見ると五角形状となっている。また、搬送 室 TM1Aには、搬送室 TM1の場合と同様に、ロードロック室 Ll、クリーニング処理 室 CLN1、 CLN2、および処理室 ELIが接続されている。
[0129] また、実施例 1の搬送室 TM2、 TM3に相当する搬送室 TM2A、 TM3Aについて も、搬送室 TM1Aと同様に上方から見ると五角形状となっている。また、搬送室に接 続される処理室は、実施例 1の場合と同様である。すなわち、搬送室 TM2Aには、処 理室 ELI、 SP1、 SP2、マスク処理室 Ml、ロードロック室 L2が接続されている。また 、搬送室 TM3Aには、処理室 ET1、 SP3、マスク処理室 M2、ロードロック室 L2、 L3 が接続されている。
[0130] 本実施例による発光素子の製造装置 2においても、実施例 1の発光素子の製造装 置 1の場合と同様にして、発光素子の製造を行うことが可能であり、実施例 1の場合と 同様の効果を奏する。本実施例の場合、搬送室の形状が異なるため、複数の搬送室 (搬送室 TM1A、 TM2A、 TM3A、 TM4)が直線上に配列されていない。このように 、複数の搬送室は、必ずしも直線上に配列される場合に限定されず、様々に配置し て発光素子の製造装置を構成することが可能である。
[実施例 3]
図 12は、本発明の実施例 3による発光素子の製造装置 3のレイアウトを模式的に示 す図である。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する。図 12を参照するに、本実施例による発光素子の製造装置 3では、実施例 1の搬送室 T Ml、 TM2、 TM3、 TM4にそれぞれ相当する搬送室 TM5、 TM6、 TM7、 TM8が 、上方力も見ると八角形状となっている。それぞれの搬送室 TM6〜TM8に接続され る処理室は、実施例 1の搬送室 TM 1〜TM4の場合と同様である。
[0131] 搬送室 TM5には、ロードロック室 Ll、クリーニング処理室 CLN1、 CLN2、および 処理室 ELIが接続されている。搬送室 TM6には、処理室 EL1、 SP1、 SP2、マスク 処理室 Ml、ロードロック室 L2が接続されている。搬送室 TM7には、処理室 ET1、 S P3、マスク処理室 M2、ロードロック室 L2、 L3が接続されている。また、搬送室 TM8 には、処理室 CVD1、 CVD2、マスク処理室 M3、 M4、ロードロック室 L3、 L4がそれ ぞれ接続されている。
[0132] 本実施例による発光素子の製造装置 3においても、実施例 1の発光素子の製造装 置 1の場合と同様にして、発光素子の製造を行うことが可能であり、実施例 1の場合と 同様の効果を奏する。
[0133] このように、搬送室の形状や、または搬送室の接続面に接続される処理室の位置 は、様々に変形 '変更することが可能である。また、接続される処理室の個数は、生 産性と製造装置に係るコストを鑑みて、様々に変更することが可能である。 [0134] 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く、特許請求の範囲に記載した要旨内にお 、て様々な変 形 ·変更が可能である。
産業上の利用可能性
[0135] 本発明によれば、良好な生産性で、有機層を含む複数の層を有する発光素子を製 造することが可能な発光素子の製造装置と、良好な生産性で、有機層を含む複数の 層を有する発光素子を製造することが可能な発光素子の製造方法を提供することが 可能となる。
[0136] 本国際出願は、 2006年 6月 14日に出願された日本国特許出願第 2006— 16496 5号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。

Claims

請求の範囲
[1] 被処理基板上に有機層を含む複数の層を有する発光素子を形成するための基板 処理が行われる、複数の処理室を有し、
前記複数の処理室の各々が、前記被処理基板の前記発光素子が形成される素子 形成面が重力方向と反対の方向を向くようにして、前記被処理基板に対し所定の処 理が行われるように構成されている、発光素子の製造装置。
[2] 前記複数の処理室に接続され、該複数の処理室に前記被処理基板を搬送する搬 送室を有し、前記搬送室では、前記被処理基板の前記素子形成面が重力方向と反 対の方向を向くように保持されて該被処理基板が搬送される、請求項 1に記載の発 光素子の製造装置。
[3] 複数の前記搬送室を有する、請求項 2に記載の発光素子の製造装置。
[4] 前記複数の処理室は、
前記有機層を成膜するための有機層成膜室と、
前記有機層に電圧を印加するための電極を成膜するための電極成膜室と、を含む 、請求項 1に記載の発光素子の製造装置。
[5] 前記有機層成膜室は、電圧が印加されることで発光する発光層を含む多層構造を 有する有機層が、蒸着法により、連続的に成膜されるように構成されている、請求項 4 に記載の発光素子の製造装置。
[6] 前記有機層成膜室には、
前記被処理基板を保持する保持台と
蒸着のための複数の成膜原料ガスを前記被処理基板上に供給するための複数の 成膜原料ガス供給部が設置されている、請求項 5に記載の発光素子の製造装置。
[7] 蒸着の原料を蒸発または昇華させて前記成膜原料ガスを生成する成膜原料ガス生 成部と、該成膜原料ガス生成部から前記成膜原料ガス供給部に前記成膜原料ガス を輸送する輸送路を有する、請求項 6に記載の発光素子の製造装置。
[8] 複数の前記成膜原料ガス供給部に対応する、複数の前記成膜原料ガス生成部と 複数の前記輸送路をそれぞれ有する、請求項 7に記載の発光素子の製造装置。
[9] 前記保持台は、前記複数の成膜原料ガス供給部の配列方向に沿って移動されるよ うに構成されて!、る、請求項 8に記載の発光素子の製造装置。
[10] 前記電極成膜室では、互いに対向する 2つのターゲットを用いたスパッタリング法に より前記電極が成膜されるよう構成されている、請求項 4乃至 9のいずれか 1項に記 載の発光素子の製造装置。
[11] 前記複数の処理室は、前記有機層をエッチングしてパターユングするためのエッチ ング室を含む、請求項 1に記載の発光素子の製造装置。
[12] 被処理基板の素子形成面に、有機層を含む複数の層を有する発光素子を形成す る発光素子の製造方法であって、
複数の処理室でそれぞれ実施される複数の基板処理工程を有し、
前記複数の処理室では、前記素子形成面が、重力方向と反対の方向を向くように して前記被処理基板に対して処理が行われる、発光素子の製造方法。
[13] 前記複数の処理室に接続され該複数の処理室に前記被処理基板を搬送する搬送 室において、前記被処理基板は、前記素子形成面が重力方向と反対の方向を向く ように保持されて搬送される、請求項 12に記載の発光素子の製造方法。
[14] 前記被処理基板は、複数の前記搬送室を介して複数の前記処理室に搬送される、 請求項 13に記載の発光素子の製造方法。
[15] 前記複数の基板処理工程は、
前記有機層を成膜するための有機層成膜工程と、
前記有機層に電圧を印加するための電極を成膜するための電極成膜工程と、を含 む、請求項 12に記載の発光素子の製造方法。
[16] 前記有機層成膜工程では、電圧が印加されることで発光する発光層を含む多層構 造を有する前記有機層が、蒸着法により連続的に成膜される、請求項 15に記載の発 光素子の製造方法。
[17] 前記有機層成膜工程では、
前記被処理基板を保持する保持台と
蒸着のための複数の成膜原料ガスを前記被処理基板上に供給するための複数の 成膜原料ガス供給部と、を有する成膜処理室により、前記有機層の成膜が行われる 、請求項 16に記載の発光素子の製造方法。
[18] 前記複数の成膜原料ガス供給部には、蒸着の原料を蒸発または昇華させて前記 成膜原料ガスを生成する成膜原料ガス生成部から、当該成膜原料ガスを輸送する輸 送路を介して前記成膜原料ガスが供給される、請求項 17に記載の発光素子の製造 方法。
[19] 複数の前記成膜原料ガス供給部には、対応する複数の前記成膜原料ガス生成部 から、複数の前記輸送路を介して、複数の前記成膜原料ガスがそれぞれ供給される
、請求項 18に記載の発光素子の製造方法。
[20] 前記保持台は、前記複数の成膜原料ガス供給部の配列に沿って移動される、請求 項 19に記載の発光素子の製造方法。
[21] 前記電極成膜工程では、互いに対向する 2つのターゲットを用いたスパッタリング法 により前記電極が成膜される、請求項 15に記載の発光素子の製造方法。
[22] 前記複数の基板処理工程は、前記有機層をエッチングしてパターユングするため のエッチング工程を含む、請求項 12に記載の発光素子の製造方法。
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