WO2008066103A1 - Appareil de traitement de substrat - Google Patents

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WO2008066103A1
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stage
substrate
processing
processing apparatus
processing container
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PCT/JP2007/073035
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Yasuhiro Tobe
Satoru Kawakami
Shinji Matsubayashi
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Tokyo Electron Limited
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N15/00—Holding or levitation devices using magnetic attraction or repulsion, not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a processing apparatus that performs processing such as film formation on a substrate inside a decompressed processing container.
  • the most basic structure of this organic EL element is a sandwich structure in which an anode (anode) layer, a light emitting layer, and a force sword (cathode) layer are formed on a glass substrate.
  • anode anode
  • a light emitting layer a light emitting layer
  • a force sword cathode
  • a transparent electrode made of ITOOndium Tin Oxide is used for the anode layer on the glass substrate.
  • Such an organic EL device is generally manufactured by sequentially forming a light emitting layer and a force sword layer on a glass substrate on which an ITO layer (anode layer) is formed in advance.
  • Patent Document 1 As an apparatus for forming a light emitting layer of the organic EL element as described above, for example, a film forming apparatus disclosed in Patent Document 1 is known.
  • Patent Document 1 JP 2004-79904 A
  • the inside of the processing container is depressurized to a predetermined pressure.
  • the vapor deposition material vapor supplied from the vapor deposition head is heated to about 200 ° C to 500 ° C to form the film on the substrate surface.
  • the material is vapor-deposited, but if film formation is performed in the atmosphere, the vaporized vapor of the film-forming material is transmitted to the air in the processing container, so that components such as various sensors placed in the processing chamber Causing the parts to deteriorate in temperature This may cause damage to the parts themselves.
  • the inside of the processing container is depressurized to a predetermined pressure, and the heat of the vapor of the film-forming material is maintained so that it does not escape! / Insulation).
  • the normal transport mechanism is a linear guide that guides the movement of the stage that holds the substrate, a driving motor that moves the stage, a force S that has metal rollers, etc., and a vacuum inside the processing container.
  • the grease used as a lubricant in the linear guide or the like evaporates, which may cause contamination in the light emitting layer of the organic EL element.
  • the linear guide or the like as a contamination source may be housed in the bellows or the like, and if the bellows can be placed in the decompression vessel, a considerably large force is applied and the structure is complicated. As a result, problems such as an increase in cost and an increase in device space occur. There is also a concern that the by-product adhering to the bellows may fall off into the vacuum container due to the contraction of the bellows, deteriorating the clean environment in the processing container. Furthermore, since the vacuum bellows has a large surface area in terms of structure, there is also a problem that the ultimate vacuum cannot be increased by the gas released from the bellows surface.
  • an object of the present invention is to provide a mechanism for transporting a substrate without causing contamination with a relatively simple structure in a decompressed processing container.
  • a processing apparatus for processing a substrate which is disposed inside a processing container for processing a substrate therein, a decompression mechanism for decompressing the inside of the processing container, and the processing container.
  • a transport mechanism for transporting the substrate including a guide member, A stage that holds the substrate; a driving member that moves the stage; and a moving member that supports the stage and is movable along the guide member.
  • the guide member and the moving member are magnets.
  • a processing device is provided that is characterized by being kept out of contact with each other by repulsive forces.
  • the stage when the stage is moved by the driving member, the moving member that moves together with the stage is maintained so as not to contact the guide member due to the repulsive force of the magnet. No friction occurs between the two. For this reason, the stage can be moved smoothly without using grease.
  • a cooling mechanism for cooling the magnet may be provided. Further, a space part that is blocked from the atmosphere inside the processing container is formed inside the stage, and a duct member that communicates the atmosphere between the space part and the outside of the processing container may be provided.
  • the stage may include an electrostatic chuck that holds a substrate, and a power supply wiring to the electrostatic chuck may be disposed inside the duct member.
  • the transport mechanism may be a motor, and power supply wiring to the motor may be disposed inside the duct member.
  • the motor is, for example, a shaft motor.
  • the stage may have a heat medium flow path for adjusting the temperature of the substrate, and the heat medium supply and piping force to the heat medium flow path heat medium may be disposed inside the duct member.
  • the stage has a heat transfer gas supply section for supplying a heat transfer gas between the substrate and the stage, and a gas supply piping force to the heat transfer gas supply section is provided inside the duct member. It may be arranged.
  • the space is maintained at atmospheric pressure, for example.
  • the duct member may be composed of a multi-joint arm.
  • an evaporation head for supplying vapor of a film forming material to the substrate held on the stage may be provided.
  • the film forming material is, for example, a film forming material of a light emitting layer of an organic EL element.
  • the stage can be smoothly moved without using grease.
  • a shaft motor as a drive member for moving the stage, it can be processed even under reduced pressure.
  • the barber can be kept in a very clean atmosphere.
  • maintenance such as replacement of parts due to wear and filling of lubricating grease becomes unnecessary, contributing to reduction in production downtime and production costs.
  • dry cleaning in the processing container can be easily performed.
  • the atmosphere in the space formed inside the stage is communicated with the atmosphere outside the processing vessel through the duct member, thereby providing power supply wiring for the electrostatic chuck, power supply wiring for the shaft motor, and heat medium.
  • Piping, heat transfer gas supply piping, etc. can be placed inside the duct member, and chuck holding, stage movement, substrate temperature control, etc. can be suitably performed from outside the processing vessel .
  • anode (anode) layer 1 As an example of substrate processing in a reduced-pressure atmosphere, an anode (anode) layer 1, a light emitting layer 3, and a force sword (cathode) layer 2 are formed on a glass substrate G to form an organic EL element A.
  • the processing system 10 for manufacturing the above will be specifically described.
  • components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • FIG. 1 is an explanatory view of an organic EL element A manufactured in an embodiment of the present invention.
  • the most basic structure of the organic EL element A is a sandwich structure in which a light emitting layer 3 is sandwiched between an anode 1 and a cathode 2.
  • the anode 1 is formed on the glass substrate G.
  • a transparent electrode made of, for example, ITOOndium Tin Oxide, which can transmit the light of the light emitting layer 3 is used.
  • the organic layer as the light emitting layer 3 has a force from one layer to a multilayer.
  • the organic layer has a six-layer structure in which the first layer al to the sixth layer a6 are stacked.
  • the first layer al is a hole transport layer
  • the second layer a2 is a non-light emitting layer (electron blocking layer)
  • the third layer a3 is a blue light emitting layer
  • the fourth layer a4 is a red light emitting layer
  • the fifth layer a5 is a green light emitting layer
  • the sixth layer a6 is an electron transport layer.
  • the organic EL element A is formed by sequentially forming the light emitting layer 3 (the first layer al to the sixth layer a6) on the anode 1 on the surface of the glass substrate G to form a work function adjusting layer (see FIG.
  • the cathode 2 made of Ag, Mg / Ag alloy or the like is formed, and finally the whole is sealed with a nitride film (not shown) or the like.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the film forming system 10 for manufacturing the organic EL element A.
  • the film forming system 10 includes a loader 11, a transfer chamber 12, a light emitting layer 3 deposition processing device 13, a transfer chamber 14, and a work function adjusting layer along a substrate G transfer direction (rightward in FIG. 2).
  • a film forming apparatus 15, a transfer chamber 16, an etching apparatus 17, a transfer chamber 18, a sputtering apparatus 19, a transfer chamber 20, a CVD apparatus 21, a transfer chamber 22, and an unloader 23 are arranged in series in this order.
  • the loader 11 is an apparatus for carrying the substrate G into the film forming system 10.
  • the transfer chambers 12, 14, 16, 18, 20, and 22 are devices for transferring the substrate G between the processing apparatuses.
  • the unloader 23 is an apparatus for carrying the substrate G out of the film forming system 10.
  • FIG. 3 is a perspective view of the vapor deposition processing apparatus 13
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view for explaining the internal structure of the vapor deposition processing apparatus 13.
  • the vapor deposition apparatus 13 includes a processing container 30 for vapor-depositing the substrate G inside.
  • the processing container 30 is made of aluminum, stainless steel, or the like, and is manufactured by cutting or welding.
  • the processing container 30 has a rectangular parallelepiped shape that is long in the front-rear direction, and a carrying-out port 31 is formed on the front surface of the processing container 30 and a carrying-in port 32 is formed on the rear surface.
  • the substrate G carried in from the carry-in port 32 on the rear surface of the processing container 30 is transported toward the front side in the processing container 30 and carried out from the carry-out port 31 on the front surface of the processing container 30.
  • the transport direction of the substrate G is defined as the X axis
  • the direction orthogonal to the X axis in the horizontal plane is defined as the Y axis
  • the vertical direction is defined as the Z axis.
  • An exhaust hole 35 is opened on the side surface of the processing container 30, and a vacuum pump 36, which is a decompression mechanism disposed outside the processing container 30, is connected to the exhaust hole 35 through an exhaust pipe 37. It is connected. By operating the vacuum pump 36, the inside of the processing container 30 is reduced to a predetermined pressure.
  • the transport mechanism 40 for transporting the substrate G along the X-axis direction.
  • the transport mechanism 40 includes a guide member 41 extending in the X-axis direction at the bottom of the processing container 30 and a stage 42 that holds the substrate G. Also, along the guide member 41 A moving member 43 movable in the X-axis direction is provided, and the stage 42 is supported by the moving member 43.
  • the moving member 43 has an inverted T shape in which a vertical portion 46 is erected at the center of the upper surface of the horizontal portion 45, and a stage is formed at the upper end of the vertical portion 46. 42 is supported. Further, the horizontal portion 45 of the moving member 43 is held in a groove formed in the guide member 41.
  • magnets 47 and 48 are arranged so as to face the outer surface of the horizontal portion 45 of the moving member 43 and the inner surface (groove inner surface) of the guide member 41.
  • the magnet 47 provided on the horizontal portion 45 of the moving member 43 and the magnet 48 provided on the guide member 41 are arranged such that the opposing magnets 47 and 48 have the same pole.
  • the magnet 47 provided on the horizontal portion 45 of the moving member 43 is the south pole
  • the magnet 48 provided on the guide member 41 is also the south pole, and conversely, on the horizontal portion 45 of the moving member 43.
  • the magnet 48 provided on the guide member 41 is also arranged so as to face the N pole.
  • the repulsion between the magnet 47 provided on the horizontal portion 45 of the moving member 43 and the magnet 48 provided on the guide member 41 is between the surface of the horizontal portion 45 of the moving member 43 and the inner surface of the guide member 41. There is a force and they are not in contact with each other!
  • the magnet 47 provided in the horizontal portion 45 of the moving member 43 and the magnet 48 provided in the guide member 41 are both permanent magnets. This eliminates the need for complicated controls such as a magnetic levitation mechanism using an electromagnet, and various sensors (gap sensor, acceleration sensor, etc.) for performing the control, and there is no fear of touchdown during a power failure. It also saves energy because no electromagnet is used.
  • a magnetic body 49 generally called a back yoke is disposed on the back of the magnet 47 provided on the horizontal portion 45 and the magnet 48 provided on the guide member 41. By surrounding the magnets 47 and 48 with these magnetic bodies 49 (back yokes), the repulsive force for magnetic levitation is increased and the magnetic field leakage to the surroundings is suppressed.
  • a refrigerant flow path 44 for flowing a refrigerant is formed inside the magnetic body 49.
  • the cooling medium flow path 44 functions as a cooling mechanism for cooling the magnet 47 provided in the horizontal portion 45 of the moving member 43 and the magnet 48 provided in the guide member 41.
  • a fluorine-based heat medium (Galden or the like) is used as the coolant flowing through the refrigerant flow path 44.
  • the magnetic force of a permanent magnet decreases with increasing temperature.
  • the magnets 47 and 48 are the vapor deposition head 90 etc. There is a possibility of exposure to high temperatures due to the heat input. If the temperature of the magnets 47 and 48 increases too much, the repulsive force decreases and the magnets 47 and 48 may come into contact with each other.
  • the temperature of the magnets 47 and 48 is prevented from flowing by flowing the refrigerant through the refrigerant flow path 44.
  • the magnets 47, 48 and the magnet 47, 48 and the magnet 47, 48 can be efficiently transferred from the magnetic body 49 to the magnets 47, 48. It is desirable to process the contact surface of the magnetic body 49 with high accuracy so that no gap is generated between the magnets 47 and 48 and the magnetic body 49 as much as possible.
  • the smoothness Ra of the contact surfaces of the magnets 47 and 48 and the magnetic body 49 is set in the range of 0.2 to 6.3, for example.
  • the temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 44 is set in the range of 10 ° C to 60 ° C, for example, and the temperature of the magnets 47 and 47 is set in the range of 15 ° C to 80 ° C, for example. It is desirable.
  • the floating gap between the surface of the horizontal portion 45 of the moving member 43 and the inner surface of the guide member 41 is about 10 ⁇ m to 5 mm, and during the movement of the moving member 43, the surface of the horizontal portion 45 of the moving member 43, A permanent magnet having a repulsive force that does not contact the inner surface of the guide member 41 is disposed.
  • a contact detection sensor may be provided.
  • the gap (Gap) between the magnets 47 and 48 as uniform as possible, fluctuations in the repulsive force between the magnets 47 and 48 can be suppressed, and a stable magnetic levitation guide can be realized.
  • the magnets 47 and 48 are placed in a vacuum inside the processing container 30, and may be exposed to corrosive gas or cleaning gas. For this reason, the magnets 47 and 48 need to be sealed with a non-magnetic material that is highly resistant to these conditions, or subjected to surface treatment.
  • a shaft motor 50 is provided as a driving member that moves the stage 42 along the X-axis direction inside the processing container 30.
  • the shaft motor 50 includes a cylindrical shaft shaft 51 arranged along the X-axis direction, and a coil case 52 made of a cylindrical nonmagnetic material that is movably mounted around the shaft shaft 51. It is a linear (linear) motor.
  • an electromagnet coil 53 is provided so as to surround the shaft 51.
  • the shaft 51 has a configuration in which permanent magnets are arranged so that north and south poles are alternately arranged along the X-axis direction.
  • shaft motor 50 By passing an electric current through 53, it is possible to move the stage 42 along the X-axis direction at a stable speed.
  • the surface of the shaft shaft 51 and the inner surface of the coil case 52 are not in contact and have no friction.
  • the shaft motor 50 for example, a shaft motor movable element manufactured by GM S. Hillston Co., Ltd. can be used.
  • a space portion 55 is formed inside the stage 42 so as to be blocked from the atmosphere inside the processing container 30.
  • the space 55 and the space formed in the coil case 52 of the shaft motor 50 and including the electromagnetic coil 53 are formed in the hole 56 formed in the lower surface of the stage 42 and the upper surface of the coil case 52. They are in communication with each other through the formed hole 57.
  • Sealing material 58 consisting of O-ring is interposed between the lower surface of the stage 42 and the upper surface of the coil case 52.
  • the power supply wiring 60 to the electromagnet coil 53 is drawn out to the space portion 55 inside the stage 42 through the hole 57 formed on the upper surface of the coil case 52 and the hole 56 formed on the lower surface of the stage 42. It is.
  • An electrostatic chuck 65 for holding the substrate G placed on the stage 42 is provided inside the upper surface of the stage 42.
  • the power supply wiring 66 to the electrostatic chuck 65 is drawn out to the space 55 inside the stage 42.
  • a heat medium flow path 70 for adjusting the temperature of the substrate G placed on the stage 42.
  • a pipe 71 for supplying a heat medium such as ethylene glycol to the heat medium flow path 70 is also drawn out to the space 55 inside the stage 42.
  • the upper surface of the stage 42 has a heat transfer gas supply unit 72 for supplying heat transfer gas into the gap between the lower surface of the substrate G held on the stage 42 and the upper surface of the stage 42! /,
  • the A gas supply pipe 73 for supplying a heat transfer gas such as He to the heat transfer gas supply part 72 is also drawn out to the space part 55 inside the stage 42.
  • the stage 42 is connected to a duct member 80 having an articulated arm structure composed of a processing vessel side strut portion 75, two arm portions 76 and 77, and a stage side strut portion 78. It has been.
  • a processing vessel side strut portion 75 arm part 76, 77, stage side column part 78 All of these sections are hollow, and the space portion 55 inside the stage 42 and the processing container are passed through the inside of the duct member 80 composed of the processing container side struts 75, the arm parts 76 and 77, and the stage side struts 78. Thirty atmospheres are connected to the outside.
  • a hole communicating with the inside of the processing container-side column 75 is formed in the bottom surface of the 1S processing container 30 (not shown).
  • a hole communicating with the inside of the stage-side column portion 78 is formed on the side surface of the stage 42.
  • the power supply wiring 60 to the electromagnet coil 53 drawn into the space 55 inside the stage 42, the power supply wiring 66 to the electrostatic chuck 65, and the heat medium flow path 70 are supplied to the heat medium flow path 70, respectively.
  • the pipe 71 to be supplied and the gas supply pipe 73 for supplying the heat transfer gas to the heat transfer gas supply section 72 are both drawn out of the processing vessel 30 through the inside of the duct member 80.
  • the processing container-side support column 75 is erected on the bottom surface of the processing container 30, and one end of the arm unit 76 is connected to the processing container-side support column 75.
  • the connection between the processing vessel side strut portion 75 and one end of the arm portion 76 is performed by connecting the cylindrical convex portion 85 arranged in the Y-axis direction in the processing vessel side strut portion 75 to the arm portion 76.
  • the arm portion 76 can be rotated about the cylindrical convex portion 85 as a central axis by inserting into a cylindrical concave portion 86 arranged in the Y-axis direction at one end of the cylindrical portion.
  • a ring-shaped bearing (cross roller bearing) 88 for smoothly rotating the arm 76, and the inside of the processing vessel side support column 75 and the arm 76 are sealed.
  • a sealing material 87 consisting of an O-ring is attached.
  • the connection with the support 78 may be a structure using a rotary joint (liquid) or a rotary connector (electricity).
  • the sheath material 87 is used as a magnetic tenure fluid sheath in place of the O-ring. Also good.
  • each connection of the processing vessel side strut portion 75, the arm portions 56 and 77, and the stage side strut portion 78 constituting the duct member 80 in this way is connected to the cylindrical convex portion 85 arranged in the Y-axis direction.
  • the two arm portions 76 and 77 are both rotatable within a plane (XZ plane) perpendicular to the Y axis.
  • the duct member 80 is connected to the stage 42 in this way, whereby the posture of the stage 42 is restrained by the duct member 80. That is, as shown in the figure, the connection of the processing vessel side column 75, the arms 56 and 77, and the stage column 78 is performed by the cylindrical convex 85 and the cylindrical concave 86 arranged in the Y-axis direction, respectively. In this case, movement of the stage 42 in the Y-axis direction (lateral shift), rotational movement about the X-axis direction (rolling), and rotational movement about the Z-axis direction (chowing) are suppressed. This makes it easier to maintain the stage 42 in the correct posture.
  • An evaporation head 90 is provided on the upper surface of the processing container 30 to supply vapor of the film forming material to the surface of the substrate G that is held by the stage 42 and moves.
  • the vapor deposition head 90 includes a first head 91 for vapor deposition of a hole transport layer, a second head 92 for vapor deposition of a non-light emitting layer, a third head 93 for vapor deposition of a blue light emitting layer, and a fourth head for vapor deposition of a red light emitting layer.
  • a fifth head 95 for depositing a green light emitting layer and a sixth head 96 for depositing an electron transport layer are arranged along the moving direction (X-axis direction) of the stage 42.
  • the work function adjusting layer film forming apparatus 15 shown in FIG. 2 is configured to form a work function adjusting layer on the surface of the substrate G by vapor deposition.
  • the etching apparatus 17 is configured to etch each layer formed.
  • the sputtering apparatus 19 is configured to form the cathode 2 by sputtering an electrode material such as Ag.
  • the CVD device 21 is an organic EL device that forms a sealing film made of a nitride film or the like by CVD or the like. A is sealed.
  • the substrate G carried in via the loader 11 is first carried into the vapor deposition apparatus 13 by the transfer chamber 12.
  • the anode 1 made of ITO for example, is formed in advance on the surface of the substrate G in a predetermined pattern.
  • the substrate G is placed on the stage 42 with the surface (film formation surface) of the substrate G facing upward.
  • the inside of the processing container 30 of the vapor deposition processing apparatus 13 is previously depressurized to a predetermined pressure by the operation of the vacuum pump 36. .
  • the stage 42 moves in the X-axis direction along the guide member 41 in the decompressed processing container 30 of the vapor deposition processing apparatus 13, and during the movement, the vapor of the film forming material from the vapor deposition head 90. Is supplied, and the light emitting layer 3 is deposited on the surface of the substrate G.
  • the substrate G on which the light emitting layer 3 is formed in the vapor deposition apparatus 13 is then carried into the film forming apparatus 15 by the transfer chamber 14.
  • the work function adjusting layer is formed on the surface of the substrate G.
  • the substrate G is carried into the etching apparatus 17 by the transfer chamber 16, and the shape of each film is adjusted.
  • the substrate G is carried into the scanning device 19 by the transfer chamber 18 to form the cathode 2.
  • the substrate G is carried into the CVD apparatus 21 by the transfer chamber 20 and the organic EL element A is sealed.
  • the organic EL element A force S manufactured in this way, the transfer chamber 22 and the unloader 23 are carried out of the film forming system 10.
  • the stage 42 moves in the decompressed processing container 30 in the vapor deposition processing apparatus 13, the guide member 41 and the moving member 43 are always kept in non-contact. Since there is no friction between the two, the stage 42 can be moved smoothly without using grease. In this case, when the refrigerant flows through the refrigerant flow path 44, the temperature of the magnets 47 and 48 is prevented from rising, and contact between the magnets 47 and 48 is prevented.
  • the shaft motor 50 is used as a driving member for moving the stage 42, the surface of the shaft shaft 51 and the inner surface of the coil case 52 are not in contact with each other, and the processing chamber has a very clean atmosphere. Be kept in the atmosphere.
  • the atmosphere of the space 55 formed inside the stage 42 communicates with the external atmosphere of the processing vessel 30 via the duct member 80, and the power supply wiring 60 to the electromagnetic coil 53, the electrostatic chuck Power supply wiring 66 to 65, piping 71 for supplying the heat medium to the heat medium flow path 70, gas supply piping 73 for supplying the heat transfer gas to the heat transfer gas supply section 72, and the gap between them
  • the inside of the material 80 is drawn out of the processing container 30.
  • the force S can be suitably applied from the outside of the processing container 30 such as holding the substrate G, moving the stage 42, and controlling the temperature of the substrate G.
  • the space 55 inside the stage 42 and the inside of the coil case 52 are maintained at atmospheric pressure. For this reason, it is avoided that the stage 42 and the coil case 52 are in a so-called vacuum insulation state inside the processing container 30. For this reason, for example, heat generated by energization of the electromagnet coil 53 1S can be smoothly discharged to the outside of the processing vessel 30, and the electromagnet coil 53 can be cooled.
  • the processing container 30 may be a single piece, but is preferably divided into a loading area, a processing area, a loading area, and the like. The reason is that if the processing container 30 is enlarged, it can be divided into a plurality of parts and assembled on-site, which is advantageous in processing and production, and can be easily transferred to the factory. In addition, by changing only the processing area, it becomes possible to change to various processing devices.
  • the substrate G to be processed can be applied to various substrates such as a glass substrate, a silicon substrate, a square substrate, a round substrate, and the like.
  • the shaft motor 50 and the like can be omitted by providing the duct member 80 with a robot arm function for driving the stage and having the duct member 80 also serve as a transport mechanism. is there. Further, when it is not necessary to introduce wiring or piping to the stage 42, the duct member 80 may be omitted. There may be a case where the wiring is omitted due to non-contact power feeding. Further, the stage 42 may include a heater for heating.
  • a cooling mechanism such as cooling using a stage cooling chiller may be provided.
  • heat output can be reduced by selecting an output motor that has sufficient margin for the load.
  • the duct member 80 may be installed on both sides of the stage 42, or may be one side or asymmetric. There is no limit to the number of duct members 80.
  • FIG. 2 along the transfer direction of the substrate G, a loader 11, a transfer chamber 12, a light-emitting layer 3 deposition processing device 13, a transfer chamber 14, a work function adjusting layer film forming device 15, a transfer chamber 16,
  • a film forming system 10 having a configuration in which an etching apparatus 17, a transfer chamber 18, a sputtering apparatus 19, a transfer chamber 20, a CVD apparatus 21, a transfer chamber 22, and an unloader 23 are arranged in series is shown. As shown in FIG.
  • a substrate load lock device 91 for example, a substrate load lock device 91, a sputtering deposition film forming device 92, an alignment device 93, an etching device 94, a mask load lock device 95, and a CVD device 96 are provided.
  • a film forming system 10 ′ having a configuration in which the substrate reversing device 97 and the vapor deposition film forming device 98 are arranged may be used. The number and arrangement of each processing device can be changed arbitrarily
  • the present invention can also be applied to a processing system 107 in which six processing apparatuses 10;! To 106 are provided around a transfer chamber 100.
  • the substrate G is transferred into and out of the transfer chamber 100 from the loading / unloading section 108 via the two load lock chambers 109, and each processing apparatus 101 is transferred by the transfer chamber 100.
  • the board G is brought into and out of 106.
  • the number and arrangement of processing devices provided in the processing system are arbitrary.
  • the substrate G carried into the processing container 30 from the carry-in port 32 is carried out from the carry-out port 31 after processing.
  • a loading / unloading port that serves both as a loading / unloading port is provided, and the substrate G loaded into the processing container 30 from the loading / unloading port is processed. Later, the loading / unloading force may be unloaded again. Note that after the processing, it is preferable that the transport path be such that the substrate G can be transported out of the processing container 30 in as short a time as possible.
  • the material ejected from each head 9;! To 96 of the vapor deposition head 90 may be the same or different. Further, the number of stations of each head is not limited to six and is arbitrary. Further, not only the vapor deposition head 90 but also any processing source may be installed. For example, the present invention can be applied to various processing apparatuses such as film formation (PVD, CVD), etching, “heat treatment” and light irradiation.
  • the present invention can be applied to the field of manufacturing organic EL devices, for example.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an organic EL element.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a film forming system.
  • FIG. 3 is a perspective view of a vapor deposition processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the vapor deposition apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view of the transport mechanism.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a prefectural police of a magnet provided on a moving member and a magnet provided on a guide member.
  • FIG. 7 is an AA cross-sectional enlarged view in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining an indirect portion of the outer member.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a film forming system in which processing apparatuses are arranged around a transfer chamber.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a processing system in which six processing apparatuses are provided around a transfer chamber.
  • a Organic EL device [0062] A Organic EL device
  • Gas transfer section for heat transfer 73 Gas supply piping 80
  • Duct member 85 Cylindrical convex part 86 Cylindrical concave part 90 Deposition head

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Description

明 細 書
基板の処理装置
技術分野
[0001] 本発明は、減圧された処理容器の内部において、基板に対して例えば成膜などの 処理を行う処理装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、エレクト口ルミネッセンス (EL;Electro Luminescence)を利用した有機 EL素子 が開発されている。有機 EL素子は、熱をほとんど出さないのでブラウン管などに比べ て消費電力が小さぐまた、自発光なので、液晶ディスプレー (LCD)などに比べて視 野角に優れてレ、る等の利点があり、今後の発展が期待されて!/、る。
[0003] この有機 EL素子のもっとも基本的な構造は、ガラス基板上にアノード（陽極)層、発 光層および力ソード（陰極)層を重ねて形成したサンドイッチ構造である。発光層の光 を外に取り出すために、ガラス基板上のアノード層には、 ITOOndium Tin Oxide)から なる透明電極が用いられる。かかる有機 EL素子は、表面に ITO層（アノード層）が予 め形成されたガラス基板上に、発光層と力ソード層を順に成膜することによって製造 されるのが一般的である。
[0004] 以上のような有機 EL素子の発光層を成膜させる装置としては、例えば特許文献 1 に示す成膜装置が知られてレ、る。
特許文献 1 :特開 2004— 79904号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ところで、有機 EL素子の発光層を成膜させる工程では、処理容器内を所定の圧力 まで減圧させることが行われる。その理由は、上記のように有機 EL素子の発光層を 成膜させる場合、蒸着ヘッドから 200°C〜500°C程度の高温にした成膜材料の蒸気 を供給して、基板表面に成膜材料を蒸着させるのであるが、仮に大気中で成膜処理 すると、気化させた成膜材料の蒸気の熱が処理容器内の空気を伝わることにより、処 理室内に配置された各種センサ等の部品を高温にさせ、それら部品の特性を悪化さ せたり、部品自体の破損を招いてしまうからである。そこで、有機 EL素子の発光層を 成膜させる工程では、処理容器内を所定の圧力まで減圧させ、成膜材料の蒸気の 熱が逃げな!/、ように維持して!/、る (真空断熱)。
[0006] しかし一方で、処理容器内には、基板の搬送機構が存在しており、処理容器内を 減圧した場合、搬送機構から汚染源が発生し、成膜処理に悪影響を与えてしまう。即 ち、通常搬送機構は、基板を保持するステージの移動を直線状にガイドするためのリ ユアガイドやステージを移動させる駆動モータ、金属ころ等を有している力 S、処理容 器内を減圧した場合、リニアガイド等で潤滑剤として使用されているグリスが蒸発し、 それが有機 EL素子の発光層中にコンタミとして混入してしまう恐れを生ずる。
[0007] この場合、グリス無しではリニアガイドでの物理的接触によりパーティクルの発生が 免れなくなり、処理容器内を優れたクリーン環境に保てなくなってしまう。また最近で は、いわゆる固体潤滑として金属ボールの表面に MoSなどの薄膜をスパッタで形成
2
させて潤滑性を担保し、グリスを省略する試みもなされている。し力、しながら、この固 体潤滑でもパーティクルの発生が無いわけではなぐまた、いまだ寿命が十分でなく
、メンテナンスが煩雑になると!/、う別の問題を生じてしまう。
[0008] また、汚染源となるリニアガイドなどをべローズ等の内部に収納してしまうことも考え られる力 S、減圧容器内に配置できるベローズとなると相当に大掛力、りとなり、構造が複 雑となって、コスト高騰、装置スペースの増大といった問題を生じてしまう。また、ベロ ーズに付着した副生成物がベローズの収縮によって真空容器内に剥がれ落ち、処 理容器内のクリーン環境を悪化させる心配もある。更に、さらに、構造上真空べロー ズは表面積が大きいため、ベローズ表面からの放出ガスにより到達真空度が上がら ないという問題もある。
[0009] 従って本発明の目的は、減圧された処理容器の内部において、比較的簡単な構 造で、汚染を生じさせずに基板を搬送させる機構を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明によれば、基板を処理する処理装置であって、内部において基板を処理す る処理容器と、前記処理容器の内部を減圧させる減圧機構と、前記処理容器の内部 に配置された、基板を搬送する搬送機構とを備え、前記搬送機構は、ガイド部材と、 基板を保持するステージと、前記ステージを移動させる駆動部材と、前記ステージを 支持し、前記ガイド部材に沿って移動可能な移動部材とを備え、前記ガイド部材と前 記移動部材とは、磁石の反発力により、互いに接触しないように維持されることを特 徴とする、処理装置が提供される。
[0011] この処理装置によれば、ステージを駆動部材によって移動させるに際し、ステージ と共に移動する移動部材が、磁石の反発力によりガイド部材と接触しないように維持 されているので、ガイド部材と移動部材との間で摩擦が発生しなくなる。このため、グ リスを用いないでも、ステージを円滑に移動させることができる。
[0012] 前記磁石を冷却する冷却機構を備えても良い。また、前記ステージの内部に、前記 処理容器の内部の雰囲気と遮断された空間部が形成され、前記空間部と前記処理 容器の外部との雰囲気を連通させるダクト部材が設けられていても良い。その場合、 前記ステージは、基板を保持する静電チャックを有し、前記静電チャックへの電力供 給配線が、前記ダクト部材の内部に配置されていても良い。また、前記搬送機構はモ ータであり、前記モータへの電力供給配線が、前記ダクト部材の内部に配置されてい ても良い。なお、前記モータは、例えばシャフトモータである。また、前記ステージは、 基板の温度を調節するための熱媒流路を有し、前記熱媒流路熱媒への熱媒供給配 管力 前記ダクト部材の内部に配置されていても良い。この場合、前記ステージは、 基板とステージとの間に伝熱用のガスを供給する伝熱用ガス供給部を有し、伝熱用 ガス供給部へのガス供給配管力 前記ダクト部材の内部に配置されていても良い。
[0013] なお、前記空間部は、例えば大気圧に維持される。また、前記ダクト部材は、多関 節アームで構成されても良い。
[0014] また、前記ステージに保持された基板に対して成膜材料の蒸気を供給する蒸着へ ッドを備えても良い。その場合、前記成膜材料は、例えば有機 EL素子の発光層の成 膜材料である。
発明の効果
[0015] 本発明によれば、ガイド部材と移動部材との間で摩擦が発生しなくなるので、グリス を用いないでも、ステージを円滑に移動させることができるようになる。特に、ステージ を移動させる駆動部材としてシャフトモータを用いることにより、減圧下においても処 理室内を非常にクリーンな雰囲気に保つことができる。また、物理的な接触が無いこ とから、磨耗による部品の交換や潤滑グリスの充填等のメンテナンスが不要となり、生 産時のダウンタイムや生産コストの低減に寄与する。また、潤滑グリスが無いことから、 処理容器内のドライクリーニングも容易に行うことができる。
[0016] また、ステージの内部に形成した空間部の雰囲気を、ダクト部材を介して処理容器 の外部雰囲気に連通させることにより、静電チャックの電力供給配線、シャフトモータ の電力供給配線、熱媒配管、伝熱用ガスの供給配管などを、ダクト部材の内部に配 置でき、チャックの保持、ステージの移動、基板の温調などを、処理容器の外部から 好適に行うことができるようになる。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照にして説明する。以下の実施の形態で は、減圧雰囲気で基板処理の一例として、ガラス基板 G上にアノード（陽極)層 1、発 光層 3および力ソード（陰極)層 2を成膜して有機 EL素子 Aを製造する処理システム 1 0を例にして具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一 の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明 を省略する。
[0018] 先ず、図 1は、本発明の実施の形態において製造される有機 EL素子 Aの説明図で ある。有機 EL素子 Aのもっとも基本となる構造は、陽極 1と陰極 2との間に発光層 3を 挟んだサンドイッチ構造である。陽極 1はガラス基板 G上に形成されている。陽極 1に は、発光層 3の光を透過させることが可能な、例えば ITOOndium Tin Oxide)からなる 透明電極が用いられる。
[0019] 発光層 3である有機層は一層から多層のものまである力 図 1では、第 1層 al〜第 6 層 a6を積層した 6層構成である。第 1層 alはホール輸送層、第 2層 a2は非発光層（ 電子ブロック層）、第 3層 a3は青発光層、第 4層 a4は赤発光層、第 5層 a5は緑発光層 、第 6層 a6は電子輸送層である。かかる有機 EL素子 Aは、後述するように、ガラス基 板 G表面の陽極 1の上に、発光層 3 (第 1層 al〜第 6層 a6)を順次成膜し、仕事関数 調整層（図示せず)を介在させた後、 Ag、 Mg/Ag合金などの陰極 2を形成し、最後 に、全体を窒化膜（図示せず）などで封止して、製造される。 [0020] 図 2は、有機 EL素子 Aを製造するための成膜システム 10の説明図である。この成 膜システム 10は、基板 Gの搬送方向（図 2において右向き）に沿って、ローダ 11、トラ ンスファーチャンバ 12、発光層 3の蒸着処理装置 13、トランスファーチャンバ 14、仕 事関数調整層の成膜装置 15、トランスファーチャンバ 16、エッチング装置 17、トラン スファーチャンバ 18、スパッタリング装置 19、トランスファーチャンバ 20、 CVD装置 2 1、トランスファーチャンバ 22、アンローダ 23を直列に順に並べた構成である。ローダ 11は、基板 Gを成膜システム 10内に搬入するための装置である。トランスファーチヤ ンバ 12、 14、 16、 18、 20、 22は、各処理装置間で基板 Gを受け渡しするための装 置である。アンローダ 23は、基板 Gを成膜システム 10外に搬出するための装置であ
[0021] ここで、本発明の実施の形態に力、かる蒸着処理装置 13について、更に詳細に説明 する。図 3は、蒸着処理装置 13の斜視図であり、図 4は、蒸着処理装置 13の内部構 造を説明するための部分断面図である。
[0022] この蒸着処理装置 13は、内部において基板 Gを蒸着処理するための処理容器 30 を備えている。処理容器 30は、アルミニウム、ステンレススチール等で構成され、切 削加工や溶接により製作される。処理容器 30は、全体として前後に長い直方体形状 をなしており、処理容器 30の前面に搬出口 31が形成され、後面に搬入口 32が形成 されている。この蒸着処理装置 13では、処理容器 30後面の搬入口 32から搬入され た基板 Gが、処理容器 30内において手前側に向かって搬送され、処理容器 30前面 の搬出口 31から搬出される。なお、説明のため、この基板 Gの搬送方向を X軸、水平 面内において X軸と直交する方向を Y軸、鉛直方向を Z軸と定義する。
[0023] 処理容器 30の側面には、排気孔 35が開口しており、排気孔 35には、処理容器 30 の外部に配置された減圧機構である真空ポンプ 36が、排気管 37を介して接続され ている。この真空ポンプ 36の稼動により、処理容器 30の内部は所定の圧力に減圧さ れる。
[0024] 処理容器 30の内部には、基板 Gを X軸方向に沿って搬送する搬送機構 40が設け られている。この搬送機構 40は、処理容器 30の底部に X軸方向に延設されたガイド 部材 41と、基板 Gを保持するステージ 42を備えている。また、ガイド部材 41に沿って X軸方向に移動可能な移動部材 43が設けられており、ステージ 42は、この移動部材 43に支持されている。
[0025] 図 5に示すように、移動部材 43は、水平部 45の上面の中央に垂直部 46を立設さ せた、逆 T字形状を有しており、垂直部 46の上端にステージ 42が支持されている。ま た、移動部材 43の水平部 45は、ガイド部材 41に形成された溝内に保持されている。
[0026] 図 6に示すように、移動部材 43の水平部 45の外面と、ガイド部材 41の内面（溝内 面）には、磁石 47、 48が対向するように配置されている。この場合、移動部材 43の水 平部 45に設けられた磁石 47と、ガイド部材 41に設けられた磁石 48は、対向する磁 石 47、 48同士が、互いに同じ極となるように配置されており、移動部材 43の水平部 4 5に設けられた磁石 47が S極である場合は、ガイド部材 41に設けられた磁石 48も S 極であり、逆に、移動部材 43の水平部 45に設けられた磁石 47が N極である場合は 、ガイド部材 41に設けられた磁石 48も N極となるように対向して配置されている。この ため、移動部材 43の水平部 45表面と、ガイド部材 41内面との間には、移動部材 43 の水平部 45に設けられた磁石 47と、ガイド部材 41に設けられた磁石 48との反発力 が生じており、両者が互いに接触しな!/、ように維持されて!/、る。
[0027] なお、移動部材 43の水平部 45に設けられた磁石 47と、ガイド部材 41に設けられた 磁石 48は、いずれも永久磁石である。このため、電磁石を用いた磁気浮上機構のよ うな複雑な制御や、制御を行うための各種センサ（ギャップセンサ'加速度センサ等） が必要無ぐさらには停電時のタツチダウンの心配も無い。また電磁石を使わないの で省エネルギである。また、水平部 45に設けられた磁石 47と、ガイド部材 41に設け られた磁石 48の背部には、一般にバックヨークと呼ばれる磁性体 49が配置されてい る。これら磁性体 49 (バックヨーク）で磁石 47、磁石 48を囲むことにより、磁気浮上の ための反発力を高めると共に、周囲への磁場の漏れを抑制した構造になっている。
[0028] 磁性体 49の内部には、冷媒を流すための冷媒流路 44が形成されている。この冷 媒流路 44は、移動部材 43の水平部 45に設けられた磁石 47と、ガイド部材 41に設け られた磁石 48を冷却するための冷却機構として機能する。冷媒流路 44に流される冷 媒には、例えばフッ素系熱媒体 (ガルデン等）が用いられる。一般的に、永久磁石の 磁気力は温度上昇とともに低下する。磁石 47、 48は、後述する蒸着ヘッド 90などか らの入熱により、高温に曝される可能性がある。磁石 47、 48の温度が上がりすぎると 反発力が低下し、磁石 47、 48同士が接触してしまう可能性がある。そこで、冷媒流路 44に冷媒が流されることによって、磁石 47、 48の温度上昇が防止されている。なお、 図 6に示したように磁性体 49の内部に冷媒流路 44が形成される場合、冷媒の冷熱を 磁性体 49から磁石 47、 48に効率良く伝達させるために、磁石 47, 48および磁性体 49の接触面を高精度に加工し、磁石 47, 48と磁性体 49との間に極力すき間が生じ ないようにすることが望ましい。この場合、磁石 47, 48および磁性体 49の接触面の 平滑度 Raを例えば 0. 2〜6. 3の範囲とする。また、冷媒流路 44に流される冷媒の温 度は例えば 10°C〜60°Cの範囲に設定し、磁石 47, 47の温度が例えば 15°C〜80 °Cの範囲となるようにすることが望ましい。
[0029] 移動部材 43の水平部 45表面と、ガイド部材 41内面との間の浮上ギャップは、 10 μ m〜5mm程度とし、移動部材 43の移動中、移動部材 43の水平部 45表面と、ガイド 部材 41内面とが互いに接触しないような反発力を有する永久磁石を配置する。なお 、移動部材 43の水平部 45表面と、ガイド部材 41内面とが万が一接触する事態を回 避するために、接触検知センサを設けても良い。また、磁石 47, 48同士の隙間（Gap )を極力均一化することにより、磁石 47, 48間の反発力の変動も抑えられ、安定した 磁気浮上によるガイドが実現できると考えられる。
[0030] なお、磁石 47、 48は、処理容器 30の内部において真空中に設置されることになり 、腐食性ガスやクリーニングガスにさらされる可能性がある。そのため、磁石 47、 48は 、それらの条件に対して耐性の高い非磁性材料で封止する力、、もしくは表面処理を 施す必要がある。
[0031] また、処理容器 30の内部において、ステージ 42を X軸方向に沿って移動させる駆 動部材としてのシャフトモータ 50を備えている。このシャフトモータ 50は、 X軸方向に 沿って配置された円柱形状のシャフト軸 51と、シャフト軸 51の周りに移動自在に装着 された円筒形状の非磁性材料からなるコイルケース 52で構成される直動 (リニア)モー タである。コイルケース 52の内部には、シャフト軸 51を囲むように配置された電磁石 コイル 53が内蔵されている。シャフト軸 51は、 X軸方向に沿って N極と S極が交互に くるように永久磁石を配置した構成である。力、かるシャフトモータ 50は、電磁石コイル 53に電流を流すことにより、安定した速度でステージ 42を X軸方向に沿って移動さ せること力 Sできる。この場合、シャフト軸 51表面と、コイルケース 52内面とは非接触で 摩擦がない。シャフトモータ 50には、例えば（株）ジイエムシ一ヒルストン社製シャフト モータ可動子を用いることができる。
[0032] 図 7に示すように、ステージ 42の内部には、処理容器 30の内部の雰囲気と遮断さ れた空間部 55が形成されている。この空間部 55と、シャフトモータ 50のコイルケース 52の内部に形成された、電磁石コイル 53を内蔵している空間は、ステージ 42の下 面に形成された孔 56と、コイルケース 52の上面に形成された孔 57を通じて、互いに 連通した状態になっている。なお、これらステージ 42の内部の空間部 55とコイルケー ス 52の内部空間が、処理容器 30の内部の雰囲気と遮断されるように、ステージ 42の 下面と、コイルケース 52の上面との間に、 Oリングからなるシール材 58が介在してい
[0033] 電磁石コイル 53への電力供給配線 60は、コイルケース 52の上面に形成された孔 5 7と、ステージ 42の下面に形成された孔 56を通じて、ステージ 42の内部の空間部 55 に引き出されている。
[0034] ステージ 42の上面内部には、ステージ 42上に載せた基板 Gを保持するための静 電チャック 65を有している。この静電チャック 65への電力供給配線 66は、ステージ 4 2の内部の空間部 55に引き出されている。
[0035] また、ステージ 42の上面内部には、ステージ 42上に載せた基板 Gの温度を調節す るための熱媒流路 70を有している。この熱媒流路 70へ例えばエチレングリコールな どの熱媒を供給する配管 71も、ステージ 42の内部の空間部 55に引き出されている。 更に、ステージ 42の上面には、ステージ 42上に保持した基板 Gの下面とステージ 42 の上面との隙間に伝熱用のガスを供給する伝熱用ガス供給部 72を有して!/、る。この 伝熱用ガス供給部 72へ例えば Heなどの伝熱用のガスを供給するガス供給配管 73 も、ステージ 42の内部の空間部 55に引き出されている。
[0036] 図 4に示すように、ステージ 42には、処理容器側支柱部 75、 2つのアーム部 76、 7 7、ステージ側支柱部 78で構成される多関節アーム構造のダクト部材 80が接続され ている。これら処理容器側支柱部 75、アーム部 76、 77、ステージ側支柱部 78の内 部はいずれも空洞であり、これら処理容器側支柱部 75、アーム部 76、 77、ステージ 側支柱部 78で構成されるダクト部材 80の内部を通して、ステージ 42の内部の空間 部 55と、処理容器 30の外部との雰囲気が連通させられている。なお、図示はしない 1S 処理容器 30の底面には、処理容器側支柱部 75の内部と連通する孔が形成され ている。同様に、ステージ 42の側面には、ステージ側支柱部 78の内部と連通する孔 が形成されている。
[0037] 上記のようにステージ 42の内部の空間部 55にそれぞれ引き出された電磁石コイル 53への電力供給配線 60、静電チャック 65への電力供給配線 66、熱媒流路 70へ熱 媒を供給する配管 71、伝熱用ガス供給部 72へ伝熱用のガスを供給するガス供給配 管 73は、いずれもダクト部材 80の内部を通して、処理容器 30の外部へと引き出され ている。
[0038] ダクト部材 80において、処理容器側支柱部 75は、処理容器 30の底面に立設され ており、この処理容器側支柱部 75に、アーム部 76の一端部が接続されている。図 8 に示すように、これら処理容器側支柱部 75とアーム部 76の一端部との接続は、処理 容器側支柱部 75において Y軸方向に配置された円筒形状凸部 85を、アーム部 76 の一端部において Y軸方向に配置された円筒形状凹部 86に揷入することにより行わ れており、円筒形状凸部 85を中心軸として、アーム部 76が回転できるようになつてい る。円筒形状凹部 86の外周面には、アーム部 76を円滑に回転させるための、リング 形状のベアリング（クロスローラベアリング） 88と、処理容器側支柱部 75とアーム部 76 の内部を、密閉するための Oリングからなるシール材 87が装着してある。なお、重複 説明を省略するが、アーム部 56の他端部とアーム部 56の一端部との接続、アーム部 56の他端部とステージ側支柱部 78との接続も、同様な構成になっている。これにより 、処理容器 30の内部の雰囲気と遮断された状態を維持しながら、ダクト部材 80の内 部を通して、ステージ 42の内部の空間部 55と、処理容器 30の外部との雰囲気を連 通させている。なお、これら処理容器側支柱部 75とアーム部 76の一端部との接続、 アーム部 56の他端部とアーム部 56の一端部との接続、アーム部 56の他端部とステ ージ側支柱部 78との接続は、ロータリジョイント（液体）やロータリコネクタ（電気）を使 つた構造としても良い。また、シーノレ材 87は、 Oリングに代えて磁十生流体シーノレとして も良い。
[0039] また、このようにダクト部材 80を構成する処理容器側支柱部 75、アーム部 56、 77、 ステージ側支柱部 78の各接続を、 Y軸方向に配置された円筒形状凸部 85と円筒形 状凹部 86でそれぞれ行うことにより、 2つのアーム部 76、 77は、いずれも Y軸に垂直 な平面（X—Z平面）内において回転自在である。このため、ステージ 42がガイド部材 41に沿って X軸方向に移動する際に、 2つのアーム部 76、 77が Y軸に垂直な平面（ X— Z平面）内において適宜回転し、ステージ 42の内部の空間部 55と、処理容器 30 の外部との雰囲気の連通状態が維持される。
[0040] また、このようにステージ 42にダクト部材 80を接続していることにより、ステージ 42 の姿勢は、ダクト部材 80によって拘束される。即ち、図示のように処理容器側支柱部 75、アーム部 56、 77、ステージ側支柱部 78の各接続を、 Y軸方向に配置された円 筒形状凸部 85と円筒形状凹部 86でそれぞれ行った場合、ステージ 42の Y軸方向の 移動 (横ずれ）、 X軸方向を中心とする回転運動（ローリング）、 Z軸方向を中心とする 回転運動（ョーイング）が抑制される。これにより、ステージ 42を正しい姿勢に維持し やすい。なお、円筒形状凸部 85と円筒形状凹部 86の軸方向を変えることにより、ス テージ 42について抑制する運動の種類（X、 Y、 Ζ軸方向の移動、ローリング、ョーィ ング、ピッチング）の組み合わせを容易に変更することができる。
[0041] 処理容器 30の上面には、ステージ 42に保持されて移動していく基板 Gの表面に対 して成膜材料の蒸気を供給する蒸着ヘッド 90を備えている。この蒸着ヘッド 90は、ホ ール輸送層を蒸着させる第 1ヘッド 91、非発光層を蒸着させる第 2ヘッド 92、青発光 層を蒸着させる第 3ヘッド 93、赤発光層を蒸着させる第 4ヘッド 94、緑発光層を蒸着 させる第 5ヘッド 95、電子輸送層を蒸着させる第 6ヘッド 96を、ステージ 42の移動方 向（X軸方向）に沿って配置した構成である。
[0042] 次に、図 2に示す仕事関数調整層の成膜装置 15は、蒸着によって基板 Gの表面に 対して仕事関数調整層を成膜するように構成されている。エッチング装置 17は、成 膜された各層などをエッチングするように構成されている。スパッタリング装置 19は、 Agなどの電極材料をスパッタリングして、陰極 2を形成させるように構成されている。
CVD装置 21は、窒化膜などからなる封止膜を、 CVD等によって成膜し有機 EL素子 Aの封止を行うものである。
[0043] さて、以上のように構成された成膜システム 10において、ローダ 11を介して搬入さ れた基板 Gが、トランスファーチャンバ 12によって、先ず、蒸着処理装置 13に搬入さ れる。この場合、基板 Gの表面には、例えば ITOからなる陽極 1が所定のパターンで 予め形成されている。
[0044] そして、蒸着処理装置 13では、基板 Gの表面（成膜面）を上に向けた姿勢にしてス テージ 42上に基板 Gが載せられる。なお、このように基板 Gが蒸着処理装置 13に搬 入される前に、蒸着処理装置 13の処理容器 30の内部は、真空ポンプ 36の稼動によ り、予め所定の圧力に減圧されている。
[0045] こうして、減圧された蒸着処理装置 13の処理容器 30内において、ステージ 42がガ イド部材 41に沿って X軸方向に移動し、その移動中に、蒸着ヘッド 90から成膜材料 の蒸気が供給されて、基板 Gの表面に発光層 3が成膜'積層されていく。
[0046] そして、蒸着処理装置 13において発光層 3を成膜させた基板 Gは、トランスファー チャンバ 14によって、次に、成膜装置 15に搬入される。こうして、成膜装置 15では、 基板 Gの表面に仕事関数調整層が成膜される。
[0047] 次に、トランスファーチャンバ 16によって、基板 Gはエッチング装置 17に搬入され、 各成膜の形状等が調整される。次に、トランスファーチャンバ 18によって、基板 Gはス ノ クタリング装置 19に搬入され、陰極 2が形成される。次に、トランスファーチャンバ 2 0によって、基板 Gは CVD装置 21に搬入され、有機 EL素子 Aの封止が行われる。こ うして製造された有機 EL素子 A力 S、トランスファーチャンバ 22、アンローダ 23を介し て、成膜システム 10外に搬出される。
[0048] 以上の成膜システム 10にあっては、蒸着処理装置 13において、減圧された処理容 器 30内でステージ 42が移動する場合、ガイド部材 41と移動部材 43は常に非接触に 保たれ、両者間で摩擦が発生しないので、グリスを用いないでも、ステージ 42を円滑 に移動させること力できる。この場合、冷媒流路 44に冷媒が流されることによって、磁 石 47、 48の温度上昇が防止され、磁石 47、 48同士の接触が防止される。特に、ス テージ 42を移動させる駆動部材としてシャフトモータ 50を用いているので、シャフト 軸 51表面と、コイルケース 52内面とが非接触であり、処理室内は非常にクリーンな雰 囲気に保たれる。
[0049] また、ステージ 42の内部に形成した空間部 55の雰囲気は、ダクト部材 80を介して 処理容器 30の外部雰囲気に連通しており、電磁石コイル 53への電力供給配線 60、 静電チャック 65への電力供給配線 66、熱媒流路 70へ熱媒を供給する配管 71、伝 熱用ガス供給部 72へ伝熱用のガスを供給するガス供給配管 73は、レ、ずれもダクト部 材 80の内部を通して、処理容器 30の外部へと引き出されている。このため、基板 G の保持、ステージ 42の移動、基板 Gの温調などを、処理容器 30の外部から好適に行 うこと力 Sできる。また、処理容器 30の外部雰囲気に連通していることにより、ステージ 4 2の内部の空間部 55と、コイルケース 52内部は大気圧に維持される。このため、処理 容器 30の内部において、ステージ 42とコイルケース 52がいわゆる真空断熱状態とな ることが回避される。このため、例えば電磁石コイル 53への通電によって発生した熱 1S 円滑に処理容器 30の外部へ放出され、電磁石コイル 53を冷却することができる
〇
[0050] 以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に 限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内にお いて、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについて も当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、有機 EL素子 Aの 発光層 3の蒸着処理装置 13に基づいて説明した力 S、本発明は、その他の各種電子 デバイス等の処理に利用される真空処理装置に適用することができる。
[0051] なお、処理容器 30は、 1ピースでも良いが、好ましくは搬入エリア、処理エリア、搬 出エリアなどに分割すると良い。その理由は、処理容器 30が大型化した場合、複数 に分割して現地で組み立てるようにすれば、加工 '製作において有利であり、搬送、 工場への搬入も容易になる。また、処理エリアのみを変更することにより、各種の処理 装置に変更できるようになる。
[0052] 処理の対象となる基板 Gは、ガラス基板、シリコン基板、角形、丸形等の基板など、 各種基板に適用できる。
[0053] また、ダクト部材 80にステージ駆動用のロボットアーム機能をもたせて、ダクト部材 8 0に搬送機構を兼用させることにより、シャフトモータ 50などを省略することも可能で ある。また、ステージ 42に配線や配管の導入が必要ない場合は、ダクト部材 80は無 くても良い。非接触給電化により配線を省略する場合も考えられる。また、ステージ 4 2は、加熱用ヒータ等を備えていても良い。
[0054] また、真空中に設置されるステージ 42は、温度上昇が懸念される。その対策として ステージ冷却用チラ一を利用し、冷却を行う等なんらかの冷却機構を備えてもよい。 また、負荷に対し余裕を持った出力のモータを選定することにより、発熱量をおさえる ことあでさる。
[0055] ダクト部材 80は、ステージ 42の両側に設置しても良いし、片側でも非対称でもよい 。ダクト部材 80の本数に制限は無い。
[0056] 図 2では、基板 Gの搬送方向に沿って、ローダ 11、トランスファーチャンバ 12、発光 層 3の蒸着処理装置 13、トランスファーチャンバ 14、仕事関数調整層の成膜装置 15 、トランスファーチャンバ 16、エッチング装置 17、トランスファーチャンバ 18、スパッタ リング装置 19、トランスファーチャンバ 20、 CVD装置 21、トランスファーチャンバ 22、 アンローダ 23を直列に順に並べた構成の成膜システム 10を示した。し力、し、図 9に 示すように、トランスファーチャンバ 90の周囲に、例えば、基板ロードロック装置 91、 スパッタリング蒸着成膜装置 92、ァライメント装置 93、エッチング装置 94、マスクロー ドロック装置 95、 CVD装置 96、基板反転装置 97、蒸着成膜装置 98を配置した構成 の成膜システム 10'としても良い。各処理装置の台数 ·配置は任意に変更可能である
〇
[0057] 例えば、図 10に示すように、トランスファーチャンバ 100の周りに 6台の処理装置 10 ；!〜 106を設けた処理システム 107について本発明を適用することも可能である。な お、この図 10に示す処理システム 107では、搬入出部 108から、 2つのロードロック 室 109を介して、基板 Gをトランスファーチャンバ 100に搬入出させ、トランスファーチ ヤンバ 100によって、各処理装置 101〜； 106に対して基板 Gを搬入出させるようにな つている。このように、処理システムに設ける処理装置の台数、配置は任意である。
[0058] また、蒸着処理装置 13内において、搬入口 32から処理容器 30内に搬入された基 板 Gが、処理後、搬出口 31から搬出される例を示した。しかし、搬入口と搬出口を兼 用する搬入出口を設け、搬入出口から処理容器 30内に搬入された基板 Gが、処理 後、再び搬入出口力 搬出されても良い。なお、処理後は、なるべく短時間で基板 G を処理容器 30内から搬出できるような搬送経路とすることが好ましい。
[0059] なお、蒸着ヘッド 90の各ヘッド 9；!〜 96から噴出される材料は同じでも異なってい ても良い。また、各ヘッドの連数は 6つに限らず、任意である。また、蒸着ヘッド 90に 限らず、あらゆる処理ソースが設置されていても良い。例えば、成膜 (PVD、 CVD) · エッチング'熱処理'光照射等の各種処理装置に本発明を適用できる。
産業上の利用可能性
[0060] 本発明は、例えば有機 EL素子の製造分野に適用できる。
図面の簡単な説明
[0061] [図 1]有機 EL素子の説明図である。
[図 2]成膜システムの説明図である。
[図 3]本発明の実施の形態にかかる蒸着処理装置の斜視図である。
[図 4]本発明の実施の形態にかかる蒸着処理装置の内部構造を示す部分断面図で ある。
[図 5]搬送機構の正面図である。
[図 6]移動部材に設けられた磁石と、ガイド部材に設けられた磁石の県警を示す説明 図である。
[図 7]図 5における A— A断面拡大図である。
[図 8]ダ外部材の間接部分を説明するための断面図である。
[図 9]トランスファーチャンバの周囲に各処理装置を配置した成膜システムの説明図 である。
[図 10]トランスファーチャンバの周りに 6台の処理装置を設けた処理システムの説明 図である。
符号の説明
[0062] A 有機 EL素子
G ガラス基板
10 処理システム
11 ローダ 11 、 14、 16、 18、 20、 22 卜ランスファ 発光層の蒸着処理装置 仕事関数調整層の成膜装置 エッチング装置
スパッタリング装置
CVD装置
アンローダ
処理容器
搬出口
搬入口
排気孔
真空ポンプ
搬送機構
ガイド部材
ステージ
移動部材
冷媒流路
、 48 磁石
シャフトモータ
電磁石コイル
空間部
、 57 孑し
、 87 シーノレ材
、 66 電力供給配線
静電チャック
熱媒流路
配管
伝熱用ガス供給部 73 ガス供給配管 80 ダクト部材 85 円筒形状凸部 86 円筒形状凹部 90 蒸着ヘッド

Claims

請求の範囲
[1] 基板を処理する処理装置であって、
内部において基板を処理する処理容器と、
前記処理容器の内部を減圧させる減圧機構と、
前記処理容器の内部に配置された、基板を搬送する搬送機構とを備え、 前記搬送機構は、ガイド部材と、基板を保持するステージと、前記ステージを移動さ せる駆動部材と、前記ステージを支持し、前記ガイド部材に沿って移動可能な移動 部材とを備え、
前記ガイド部材と前記移動部材とは、磁石の反発力により、互いに接触しないよう に維持されることを特徴とする。
[2] 請求項 1に記載の処理装置であって、
前記磁石を冷却する冷却機構を備えることを特徴とする。
[3] 請求項 1に記載の処理装置であって、
前記ステージの内部に、前記処理容器の内部の雰囲気と遮断された空間部が形 成され、前記空間部と前記処理容器の外部との雰囲気を連通させるダクト部材が設 けられて!/、ることを特徴とする。
[4] 請求項 3に記載の処理装置であって、
前記ステージは、基板を保持する静電チャックを有し、前記静電チャックへの電力 供給配線が、前記ダクト部材の内部に配置されていることを特徴とする。
[5] 請求項 3に記載の処理装置であって、
前記搬送機構はモータであり、前記モータへの電力供給配線が、前記ダクト部材 の内部に配置されていることを特徴とする。
[6] 請求項 5に記載の処理装置であって、
前記モータは、シャフトモータであることを特徴とする。
[7] 請求項 3に記載の処理装置であって、
前記ステージは、基板の温度を調節するための熱媒流路を有し、前記熱媒流路熱 媒への熱媒供給配管が、前記ダクト部材の内部に配置されていることを特徴とする。
[8] 請求項 7に記載の処理装置であって、 前記ステージは、基板とステージとの間に伝熱用のガスを供給する伝熱用ガス供給 部を有し、伝熱用ガス供給部へのガス供給配管が、前記ダクト部材の内部に配置さ れていることを特徴とする。
[9] 請求項 3に記載の処理装置であって、
前記空間部は大気圧に維持されることを特徴とする。
[10] 請求項 3に記載の処理装置であって、
前記ダクト部材は、多関節アームで構成されることを特徴とする。
[11] 請求項 1〜； 10のいずれかに記載の処理装置であって、
前記ステージに保持された基板に対して成膜材料の蒸気を供給する蒸着ヘッドを 備えることを特 ί毁とする。
[12] 請求項 11に記載の処理装置であって、
前記成膜材料は、有機 EL素子の発光層の成膜材料であることを特徴とする。
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