WO2012014881A1 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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WO2012014881A1
WO2012014881A1 PCT/JP2011/066944 JP2011066944W WO2012014881A1 WO 2012014881 A1 WO2012014881 A1 WO 2012014881A1 JP 2011066944 W JP2011066944 W JP 2011066944W WO 2012014881 A1 WO2012014881 A1 WO 2012014881A1
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substrate
chamber
light
carry
cleaning
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PCT/JP2011/066944
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澄美 大島
林　輝幸
拓 石川
斉藤　美佐子
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東京エレクトロン株式会社
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for forming, for example, an organic electroluminescence (hereinafter also referred to as organic EL) element.
  • organic EL organic electroluminescence
  • organic EL elements using organic electroluminescence (EL), which is a light-emitting device including an organic material layer, have been developed. Since organic EL elements emit light by themselves, they have advantages such as low power consumption and superior viewing angle as compared with liquid crystal displays (LCDs).
  • LCDs liquid crystal displays
  • 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 cathode (cathode) layer are formed on a glass substrate.
  • a transparent electrode made of ITO is used for the anode layer on the glass substrate.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • Such an organic EL element is manufactured by sequentially forming a light emitting layer and a cathode layer on a glass substrate on which an ITO layer (anode layer) is formed in advance, and further forming a sealing film layer. Is common.
  • a film forming process is performed after performing a cleaning process for removing contaminants such as organic substances adsorbed on the substrate surface. It is common to do. Therefore, a conventional organic EL film forming apparatus is equipped with a cleaning apparatus that performs the above-described cleaning process. Also, in a general semiconductor device manufacturing process other than the manufacturing of an organic EL element, a cleaning process for removing impurities and the like on the substrate is performed. For example, oxygen plasma treatment and UV-03 (ultraviolet irradiation treatment) are known as cleaning treatment methods.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus for manufacturing an organic EL display panel having a cleaning chamber that performs ultraviolet irradiation processing, a film forming chamber, and an intermediate chamber that connects the cleaning chamber and the film forming chamber.
  • the organic EL display panel manufacturing apparatus described in Patent Document 1 has a configuration in which a cleaning chamber for performing cleaning processing (ultraviolet irradiation processing) is provided separately from the film formation chamber and the intermediate chamber.
  • the increase in the size of the entire apparatus and the accompanying increase in manufacturing costs are problems.
  • the size of one chamber (processing chamber) is large.
  • the increase in size was a big problem.
  • an increase in the number of chambers in the entire manufacturing apparatus has a problem that it leads to a decrease in processing throughput in the entire apparatus.
  • an ultraviolet irradiation system is provided at the upper part of the cleaning chamber, and ultraviolet irradiation is performed with the substrate fixed at the lower center of the cleaning chamber.
  • the amount of ultraviolet rays irradiated on the substrate surface for example, at the central portion and the peripheral portion may not be uniform.
  • the substrate is not uniformly cleaned.
  • an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can clean a substrate surface efficiently and uniformly in a short time without providing a cleaning chamber (chamber) for cleaning. It is an object to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of improving the throughput. Furthermore, it aims at providing the substrate processing apparatus and substrate processing method which can wash
  • a carry-in chamber for carrying a substrate, a film forming chamber for performing a film forming process on the substrate, and a substrate for transferring a substrate between the carry-in chamber and the film forming chamber.
  • a substrate processing apparatus comprising a transfer chamber having a transfer mechanism, wherein the carry-in chamber and the transfer chamber are connected in an adjacent state, and a substrate is transferred to the outside of either the carry-in chamber or the transfer chamber.
  • a light irradiation mechanism that irradiates light on the path, and a control unit that controls an irradiation amount and an irradiation intensity of light emitted from the light irradiation mechanism, and the carry-in chamber or the transport provided with the light irradiation mechanism
  • a substrate processing apparatus wherein the chamber is provided with a transmission window that transmits light emitted from the light irradiation mechanism, and the light irradiated to the substrate from the light irradiation mechanism is irradiated while moving relative to the substrate.
  • the substrate may be irradiated with light from the light irradiation mechanism when the substrate is transferred between the carry-in chamber and the transfer chamber.
  • the light irradiation mechanism may irradiate light having a wavelength of 172 nm or less. Further, the light irradiation from the light irradiation mechanism to the substrate may be performed in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 600 Pa or less.
  • the transmission window may have a linear shape extending in a direction orthogonal to the substrate transport direction. Further, the transmission window is composed of a plurality of window portions, and the adjacent window portions are arranged so as to be separated from each other in the substrate transport direction, and are disposed so as to cover the substrate in a direction orthogonal to the substrate transport direction. May be.
  • a substrate processing method comprising a cleaning process for cleaning a substrate and a film forming process for forming a film on the substrate, wherein the cleaning process is performed in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 600 Pa or less.
  • a substrate processing method is provided which is a step of irradiating the substrate with light having a wavelength of 172 nm or less.
  • the substrate surface can be efficiently and uniformly cleaned in a short time without providing a cleaning chamber (chamber) in the substrate processing apparatus, and the throughput of the substrate processing can be improved.
  • a substrate processing apparatus and a substrate processing method are provided. Furthermore, a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of efficiently cleaning a substrate even with a large substrate are provided.
  • FIG. 1 It is a schematic plan view of the substrate processing apparatus concerning the modification of this invention.
  • A It is sectional drawing of the permeation
  • B is a plan view of a transmission window according to a modification of the present invention.
  • A It is sectional drawing of the permeation
  • B is a plan view of a transmission window according to a modification of the present invention. It is sectional drawing which looked at the permeation
  • FIG. 6 is a graph showing electric field [MV / m] -current density [mA / cm 2 ] characteristics of a substrate subjected to baking treatment and VUV cleaning and an untreated substrate.
  • 5 is a graph showing electric field [MV / m] -current density [mA / cm 2 ] characteristics in a substrate subjected to baking treatment / VUV cleaning and a substrate subjected only to baking treatment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the organic EL element A manufactured by various apparatuses including the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • a substrate G having an anode (anode) layer 10 formed on its upper surface is prepared.
  • the substrate G is made of a transparent material made of, for example, glass.
  • the anode layer 10 is made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • ITO Indium Tin Oxide
  • a light emitting layer (organic layer) 11 is formed on the anode layer 10 by vapor deposition.
  • the light emitting layer 11 has, for example, a multilayer structure in which a hole transport layer, a non-light emitting layer (electron block layer), a blue light emitting layer, a red light emitting layer, a green light emitting layer, and an electron transport layer are stacked.
  • a cathode (cathode) layer 12 made of, for example, Ag, Al or the like is formed on the light emitting layer 11 by, for example, sputtering using a mask.
  • the light emitting layer 11 is patterned by, for example, dry etching the light emitting layer 11 using the cathode layer 12 as a mask.
  • an insulating sealing film layer made of, for example, silicon nitride (SiN) so as to cover the periphery of the light emitting layer 11 and the cathode layer 12 and the exposed portion of the anode layer 10. 13 is formed.
  • the sealing film layer 13 is formed by, for example, a ⁇ wave plasma CVD method.
  • the organic EL device A thus manufactured can cause the light emitting layer 11 to emit light by applying a voltage between the anode layer 10 and the cathode layer 12.
  • Such an organic EL element A can be applied to a display device and a surface light emitting element (illumination, light source, etc.), and can be used for various other electronic devices.
  • a substrate processing apparatus 1 includes a light emitting layer 11 on a substrate G in which an anode layer 10 is formed as described in FIG.
  • a film formation chamber (deposition chamber 40 described below) used when performing the film formation, and a processing chamber (hereinafter referred to as “cleaning process”) for pretreatment (cleaning process) of the substrate G when the substrate G is carried into the film formation chamber.
  • cleaning process a processing chamber for pretreatment (cleaning process) of the substrate G when the substrate G is carried into the film formation chamber.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the substrate processing apparatus 1. 2 and 3, the substrate transport direction L when performing substrate processing is the right direction in the drawing.
  • the substrate processing apparatus 1 is provided with a carry-in chamber 20 for carrying a substrate W, a transfer chamber 30 disposed adjacent to the carry-in chamber 20, and a transfer chamber 30.
  • the film forming chamber 40 is configured.
  • the carry-in chamber 20 and the transfer chamber 30 are connected via a gate valve 45, and the transfer chamber 30 and the film forming chamber 40 are connected via a gate valve 46.
  • the carry-in chamber 20 is provided with a gate valve 47 for carrying a substrate into the carry-in chamber 20.
  • a carry-in chamber 21 into which a substrate G is carried is provided inside the carry-in chamber 20, and a multistage support table 22 that supports the substrate G is arranged in the carry-in chamber 21.
  • an exhaust port 24 communicating with a vacuum pump (not shown) is provided on the bottom surface of the carry-in chamber 21 so that the carry-in chamber 20 can be evacuated.
  • an O 2 introduction port 25 for introducing oxygen gas and an N 2 introduction port 26 for introducing nitrogen gas as a purge gas are provided on the bottom surface of the carry-in chamber 21, and oxygen gas and nitrogen gas are introduced into the carry-in chamber 21. It is configured to be introduced as necessary.
  • a transmission window 50 that is a quartz window, for example, is provided on the gate valve 45 side (the side connected to the transfer chamber 30) on the upper surface of the transfer chamber 20.
  • the transmission window 50 has a linear shape extending in a direction orthogonal to the substrate transport direction L.
  • the length a of the transmission window 50 is longer than the width b of the substrate G.
  • a light irradiation mechanism 60 that is, for example, a xenon excimer lamp is installed immediately above the transmission window 50 (the upper vicinity), and the light irradiation mechanism 60 is large enough to cover the transmission window 50. is there.
  • the light emitted from the light irradiation mechanism 60 is preferably so-called vacuum ultraviolet light (hereinafter also referred to as VUV: Ultra Ultra Violet) having a wavelength of 200 nm or less, and more preferably light having a wavelength of 172 nm or less.
  • VUV light is irradiated through the transmission window 50 toward the inside of the carry-in chamber 20 (the carry-in chamber 21) (downward in FIG. 2). That is, when the substrate G is transported from the carry-in chamber 20 toward the transport chamber 30, when the substrate G passes immediately below the light irradiation mechanism 60, light is transmitted from the light irradiation mechanism 60 to the substrate G. 50 is irradiated.
  • a transfer chamber 31 is provided inside the transfer chamber 30, and a substrate transfer mechanism 32 that transfers the substrate along the substrate transfer direction L is disposed in the transfer chamber 31.
  • the substrate transfer mechanism 32 transfers the substrate G between the transfer chamber 20 and the transfer chamber 30 when the gate valve 45 is opened, and transfers the substrate G between the transfer chamber 30 and the film formation chamber 40 when the gate valve 46 is opened.
  • an exhaust port 34, an O 2 introduction port 35, and an N 2 introduction port 36 are also provided on the bottom surface of the transfer chamber 31.
  • a film forming chamber 43 is provided inside the film forming chamber 40, and a substrate supporting table 41 that supports the substrate G and a film forming material from above the substrate supporting table 41 are formed in the film forming chamber 43.
  • a head 42 that is ejected to G and communicates with a film forming material supply unit (not shown) is disposed.
  • the substrate support base 41 is configured to be movable in the substrate transport direction L by a rail mechanism (not shown), for example.
  • an exhaust port 44 is provided on the bottom surface of the film forming chamber 43.
  • the case where the head 42 is provided in a six-line type (in a state where six heads are connected) is shown as an example.
  • Film forming materials corresponding to the hole transport layer, the non-light-emitting layer (electron block layer), the blue light-emitting layer, the red light-emitting layer, the green light-emitting layer, and the electron transport layer are ejected from the six heads 42. That is, the number of heads 42 and the configuration thereof should be changed as appropriate according to the type of film formed in the film forming chamber 40 and the number of film layers to be formed, and are not limited to the illustrated form. .
  • the light irradiation mechanism 60 is provided with a control unit 52 that can control the irradiation amount and irradiation intensity of the light irradiated into the carry-in chamber 20.
  • the control unit 52 is configured to be able to control the irradiation amount and irradiation intensity of light irradiating the substrate G to desired values.
  • the control unit 52 is described as controlling the light irradiation mechanism 60 in the present embodiment, it is not always necessary to control only the light irradiation amount and the irradiation intensity.
  • the cleaning conditions in the carry-in chamber 20, such as the flow rate of oxygen gas that sometimes flows into the carry-in chamber 20 (the carry-in chamber 21), may be controlled.
  • actual measurement results will be illustrated and described for measurement data for suitably determining control by the control unit 52.
  • the ITO work function is increased by irradiating the ITO (anode layer 10) on the substrate G to which an organic substance or the like is adhered with the vacuum ultraviolet light.
  • the potential difference (energy difference) with the hole injecting and transporting layer in the light emitting layer 11 to be formed becomes small.
  • the absolute value of the ITO work function is increased by performing VUV cleaning, the potential difference between the hole injection transport layer and the hole injection transport layer is reduced, and the transport of holes is facilitated only by giving a relatively low potential difference between them.
  • the organic EL element A emits light efficiently.
  • FIG. 4 shows that when scrub cleaning / ultrasonic cleaning is performed on a substrate on which ITO is formed, scrub cleaning / ultrasonic cleaning and annealing are performed, and scrub cleaning / ultrasonic cleaning / annealing VUV irradiation is performed. It is the graph which showed the measurement result which measured ITO work function about each case by the absolute value (size).
  • there are two types of measurement values for example, scrub cleaning / ultrasonic cleaning 1 and scrub cleaning / ultrasonic cleaning 2 because data measurement was performed on two substrates (ITO) under the same conditions. It is.
  • the substrate on which ITO is deposited is in a state where scrub cleaning / ultrasonic cleaning is performed (scrub cleaning / ultrasonic cleaning 1, scrub cleaning / ultrasonic cleaning 2 in FIG. 4) and
  • the work function was about 5.00 eV
  • the work function was performed up to VUV irradiation (VUV1, VUV2 in FIG. 4).
  • the work function has increased to about 5.50 eV.
  • the hole injection barrier between the ITO and the hole injection / transport layer is in a low state as described above, so that the power and time required for light emission of the organic EL element A are made efficient.
  • the lifetime of the element is increased.
  • the lifetime of the element is increased by, for example, each of an untreated substrate and a substrate after VUV cleaning by an analyzer in which a gas chromatograph (GC) and mass spectrometry (MS) are directly connected. The improvement is confirmed by analyzing the composition of the organic matter on the surface.
  • GC gas chromatograph
  • MS mass spectrometry
  • FIG. 5 is a graph showing measurement results of measuring how much the cleaning effect differs by changing the light irradiation time when performing VUV irradiation on a substrate on which ITO is formed.
  • the contact angle CA: Contact Angle
  • the horizontal axis is Light irradiation time [sec] at the time of VUV irradiation (Initial is unprocessed state).
  • the measurement result is graphed as [degree].
  • the organic impurity which is the object of VUV irradiation has hydrophobicity, in FIG. A.
  • the C.V. is larger than the untreated state (Initial in FIG. 5).
  • A. The number of has decreased. From this, it can be seen that when VUV cleaning is performed on a substrate on which ITO is formed, a sufficient cleaning effect can be obtained even if the light irradiation time is short. For example, as shown in FIG. A. Is 2.1 [degree] (measured value at the time when 10 seconds have elapsed after the droplet is dropped), which is greatly reduced from 30.5 [degree] in the untreated state. That is, from the data shown in FIG. 5, when a substrate on which ITO is formed is irradiated with VUV light, a sufficient cleaning effect can be obtained simply by scanning the substrate with the irradiated light for a short time. it is obvious.
  • FIG. 6 shows the flow rate (sccm) of oxygen (hereinafter also referred to simply as O 2 ) supplied at the time of VUV cleaning (the carry-in chamber 20 in this embodiment) and the contact angle C.I. A.
  • O 2 oxygen
  • the relationship with [degree] is shown in a graph.
  • the O 2 flow rate at the place where the VUV cleaning is performed correlates with the desorption of organic substances from the substrate in the VUV cleaning. This is because light (VUV) irradiation in an O 2 atmosphere generates ozone (hereinafter also simply referred to as O 3 ) necessary to effectively desorb organic substances.
  • the VUV cleaning process is performed by performing only the light irradiation without flowing O 2. (No gas in FIG. 6) A.
  • the C.I. A The value of has not decreased. That is, it can be seen that the cleaning effect is not sufficiently ensured even if light irradiation is performed in a state where no O 2 is allowed to flow.
  • O 2 is flowed when performing the VUV cleaning process (in the case of the flow rate 60 in FIG. 6, in the case of 300), the C.V. A.
  • the value of is greatly reduced, and it can be seen that the washing is sufficiently performed.
  • the case where the flow rate is 300 [sccm] is not necessarily C.I.
  • A. Is not necessarily large (for example, the flow rate 60 and irradiation time 10 seconds in FIG. 6 are compared with the flow rate 300 and irradiation time 10 seconds). This is because the light irradiated with O 2 or O 3 is absorbed as described above, and sufficient light irradiation to the substrate is not performed. That is, when performing the VUV cleaning process, it is understood that it is preferable to flow O 2 at a predetermined flow rate to the place where the cleaning process is performed.
  • the substrate G is carried into the carry-in chamber 20 (the carry-in chamber 21) from the gate valve 47 and fixed to the support base 22.
  • the support base 22 is a multistage type, it is possible to carry a plurality of substrates G into the carry-in chamber 20 (the carry-in chamber 21).
  • the inside of the carry-in chamber 20 (the carry-in chamber 21) is evacuated by the operation of a vacuum pump communicating with the exhaust port 24 in a sealed state.
  • oxygen gas controlled to a suitable flow rate by the controller 52 is introduced from the O 2 introduction port 25 into the carry-in chamber 20 (load-in chamber 21).
  • the introduction of the oxygen gas adjusts the pressure in the loading chamber 21 (pressure adjustment), and the gate valve 45 is opened in a state where the oxygen partial pressure in the loading chamber 21 is 600 Pa or less, more preferably about 300 Pa.
  • the internal pressure of the transfer chamber 31 is also adjusted so that the internal pressure of the carry-in chamber 21 and the internal pressure of the transfer chamber 31 become the same pressure.
  • the pressure adjustment in the carry-in chamber 21 may be performed only by introducing oxygen gas, but is performed by introducing nitrogen gas, which is an inert gas, from the N 2 inlet 26 into the carry-in chamber 21 simultaneously with the introduction of oxygen gas. It is also possible.
  • the oxygen partial pressure in the carry-in chamber 21 and the transfer chamber 31 is set to 600 Pa or less (more preferably about 300 Pa) when the carry-in chamber 21 is irradiated with light that is so-called vacuum ultraviolet light through the transmission window 50. This is because if the oxygen partial pressure in the carry-in chamber 21 is higher than 600 Pa, oxygen in the carry-in chamber 21 absorbs light, and the substrate G may not be irradiated with sufficient light.
  • determining a suitable oxygen partial pressure for example, measurement data as shown in FIG. 6 is used, and a suitable value of the oxygen flow rate introduced by the control unit 52 is determined based on the measurement data. .
  • the substrate transfer mechanism 32 in the transfer chamber 31 is operated to transfer the substrate G from the loading chamber 21 to the transfer chamber 31.
  • Light irradiation from the light irradiation mechanism 60 is started when the gate valve 45 is opened or before the gate valve 45 is opened. That is, the light irradiated from the light irradiation mechanism 60 is irradiated onto the surface of the substrate G on the transfer path where the substrate G is transferred from the loading chamber 21 to the transfer chamber 31 by the substrate transfer mechanism 32.
  • the surface of the substrate G is irradiated with light uniformly.
  • the cleaning conditions irradiation time / intensity of light irradiated to the substrate G from the light irradiation mechanism 60
  • the control is performed under the condition that a sufficient cleaning effect can be obtained by controlling the substrate speed (substrate transport speed) during light irradiation and the intensity of light irradiated from the light irradiation mechanism 60 under the control of the control unit 52.
  • the distance between the substrate G and the transmission window 50 is preferably as short as possible because it is preferable that the light passing through the transmission window 50 is sufficiently applied to the surface of the substrate G, and is, for example, about 20 mm. Even when the substrate G is transported, evacuation of the carry-in chamber 21 and introduction of oxygen gas into the carry-in chamber 21 are appropriately performed, and the oxygen partial pressure in the carry-in chamber 21 is maintained at the predetermined value (600 Pa or less). It is.
  • the gate valve 45 is closed.
  • a cleaning process is performed by uniformly irradiating light onto the surface of the substrate G from the light irradiation mechanism 60, and the transported chamber 31 is cleaned. G will be transported.
  • the gate valve 46 is opened and the substrate transfer mechanism 32 is operated.
  • the cleaned substrate G is transferred from the transfer chamber 31 to the film formation chamber 43.
  • the substrate G transferred into the film forming chamber 43 is supported on the substrate support base 41.
  • the film forming material is ejected from the six-series head 42 in a state where the substrate G is supported on the substrate support base 41, and simultaneously with the ejection, the substrate support base 41 supporting the substrate G extends along the substrate transport direction L. 1 is formed on the surface of the substrate G, and the light emitting layer 11 shown in FIG. 1 is formed on the substrate G.
  • the cathode layer 12 is formed, the light emitting layer 11 is etched, and the sealing film layer 13 is formed, whereby the organic EL element A is manufactured. Is done.
  • the cleaning of the substrate G before the formation of the light emitting layer 11 is performed at a predetermined time when the substrate G is transported from the carry-in chamber 21 to the transport chamber 31. Is performed by uniformly irradiating the substrate G with light of a predetermined wavelength (200 nm or less) from the light irradiation mechanism 60 under the above conditions (for example, conditions controlled by the control unit 52 such as an oxygen partial pressure of 600 Pa or less). Is called.
  • the substrate G is efficiently cleaned in a short time without providing a cleaning chamber for cleaning in the substrate processing apparatus 1.
  • the throughput of the entire substrate processing apparatus can be improved.
  • a cleaning chamber (chamber) for cleaning is not required, so that space efficiency and cost reduction are realized.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus 70 according to the second embodiment of the present invention. Since the main configuration of the substrate processing apparatus 70 is the same as that of the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment, description of main components is omitted, and hereinafter, the first embodiment is described. Only parts different from the substrate processing apparatus 1 according to the above will be described.
  • a transmission window 50 ′ is provided on the upper surface of the carry-in chamber 20 on the gate valve 45 side (side connected to the transfer chamber 30).
  • a reflection mirror 74 is provided in the vicinity of the upper part of the transmission window 50 'so as to be separated from the transmission window 50'.
  • the reflection mirror 74 is supported so as to be rotatable about a rotation center axis 75, and the mirror surface 74a of the reflection mirror 74 is directed in an arbitrary direction while facing the transmission window 50 '.
  • a light irradiation mechanism 60 that irradiates the vacuum surface 74 a of the reflection mirror 74 with vacuum ultraviolet light is provided in the vicinity of the upper side of the transmission window 50 ′ and in the vicinity of the side of the reflection mirror 74. That is, the light irradiated from the light irradiation mechanism 60 is reflected by the mirror surface 74a of the reflection mirror 74, and the reflected light (light indicated by a one-dot chain line in FIG. 7) passes through the transmission window 50 ′, and the carry-in chamber 21 It is configured to be irradiated.
  • the reflection mirror 74 is rotatably supported, the light irradiated from the light irradiation mechanism 60 to the reflection mirror 74 can be reflected and irradiated in all directions by rotating the reflection mirror 74. It is possible.
  • the size of the transmission window 50 ′ is large enough to irradiate the entire upper surface of the substrate G supported by the uppermost stage of the support base 22 by rotating the reflection mirror 74. It is. That is, the size of the transmission window 50 ′ is the distance between the transmission window 50 ′ and the reflection mirror 74, and the upper surface (transmission window 50 ′) of the carry-in chamber 21 and the substrate G supported on the uppermost stage of the support base 22. What is necessary is just to set it as a suitable magnitude
  • the substrate processing apparatus 70 When the substrate processing apparatus 70 according to the second embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 7 performs the VUV cleaning process on the substrate G, the light irradiated to the reflection mirror 74 from the light irradiation mechanism 60 (Vacuum ultraviolet light) is reflected toward the transmission window 50 ′ on the mirror surface 74 a of the reflection mirror 74, and the reflected light is transmitted through the transmission window 50 ′ to irradiate the surface of the substrate G supported on the uppermost stage of the support base 22. As a result, the substrate is cleaned.
  • the light irradiated to the reflection mirror 74 from the light irradiation mechanism 60 (Vacuum ultraviolet light) is reflected toward the transmission window 50 ′ on the mirror surface 74 a of the reflection mirror 74, and the reflected light is transmitted through the transmission window 50 ′ to irradiate the surface of the substrate G supported on the uppermost stage of the support base 22.
  • the substrate is cleaned.
  • the reflection mirror 74 is rotatable as described above, and the reflection light reflected by the reflection mirror 74 is rotated at a predetermined speed on the upper surface of the substrate G to be cleaned by rotating the reflection mirror 74 at a predetermined rotation speed. And the reflected light (vacuum ultraviolet light) can be uniformly irradiated on the entire upper surface.
  • the substrate G is fixed to the support base 22 of the carry-in chamber 21 by scanning the reflected light obtained by reflecting the light from the light irradiation mechanism 60 on the reflection mirror 74 on the upper surface of the substrate G and performing a cleaning process.
  • uniform VUV cleaning can be performed on the entire upper surface of the substrate G.
  • the substrate G is efficiently cleaned in a short time without providing a cleaning chamber for cleaning in the substrate processing apparatus 70. Further, the throughput of the entire substrate processing apparatus can be improved.
  • the cleaning is performed by irradiating light on the transfer path. Since the substrate G is fixed and cleaning is performed by scanning the upper surface of the substrate G with the irradiated light, the VUV cleaning can be completed only in the carry-in chamber 20 (the carry-in chamber 21), and the transfer of the substrate G (gate valve) Therefore, it is not necessary to adjust the pressure in the carry-in chamber 21 and the transfer chamber 31 in accordance with the opening 45), and the VUV cleaning can be performed efficiently, thereby improving the throughput of the entire apparatus. Further, in the present embodiment, it is not necessary to fix the light irradiation mechanism 60 to the upper portion of the carry-in chamber 20, so that maintenance such as lamp replacement in the light irradiation mechanism 60 can be performed very easily.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus 1 ′ in which a light irradiation mechanism 60 and a transmission window 50 according to a modification of the present invention are provided on the gate valve 45 side on the upper surface of the transfer chamber 30, and
  • FIG. 9 is a substrate processing apparatus. It is a schematic plan view of 1 '.
  • the configuration of the substrate processing apparatus 1 ′ shown in FIG. 8 and FIG. 9 is different from the configuration of the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment, except for the location where the light irradiation mechanism 60 and the transmission window 50 are provided. Absent. Therefore, description of the configuration of the substrate processing apparatus 1 ′ is omitted here. 8 and 9, the substrate processing apparatus 1 ′ provided with the light irradiation mechanism 60 having the same configuration as that of the first embodiment is illustrated. However, for example, as in the second embodiment. A light irradiation mechanism 60 having a configuration using a simple reflection mirror 74 may be provided on the upper surface of the transfer chamber 30 on the gate valve 45 side.
  • the carry-in chamber 21 is evacuated and pressure-controlled, and the internal pressures of the carry-in chamber 21 and the transfer chamber 31 are the same.
  • the pressure in the transfer chamber 31 is adjusted.
  • the gate valve 45 is opened in a state where the oxygen partial pressure in the transfer chamber 31 is 600 Pa or less, more preferably about 300 Pa.
  • the substrate G is transferred from the loading chamber 21 to the transfer chamber 31 by the operation of the substrate transfer mechanism 32 in the transfer chamber 31 simultaneously with the opening of the gate valve 45 or after the gate valve 45 is opened.
  • Light irradiation from the light irradiation mechanism 60 is started when the gate valve 45 is opened or before the gate valve 45 is opened.
  • the light irradiated from the light irradiation mechanism 60 is irradiated on the surface of the substrate G on the transfer path when the substrate G is transferred from the loading chamber 21 to the transfer chamber 31 by the substrate transfer mechanism 32.
  • the surface of the substrate G is cleaned by irradiating the surface of the substrate G with light.
  • the substrate processing apparatus 1 ′ is used to clean the substrate G before forming the light emitting layer 11 under a predetermined condition (for example, oxygen partial pressure of 600 Pa or less) when the substrate G is transferred from the loading chamber 21 to the transfer chamber 31. Since the irradiation is performed by irradiating the substrate G with light having a predetermined wavelength (200 nm or less) from the irradiation mechanism 60, the substrate G can be efficiently processed in a short time without providing a cleaning chamber in the substrate processing apparatus 1 ′. Cleaning is performed.
  • a predetermined condition for example, oxygen partial pressure of 600 Pa or less
  • the transmission window 50 has been described as having a linear shape extending in a direction orthogonal to the substrate transport direction L.
  • the transmission window 50 is not necessarily limited to this shape. Absent. Therefore, in the following, a modified example of the transmission window 50 will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
  • FIG. 10 is an enlarged explanatory view of the transmission window 51 provided in the carry-in chamber 20 according to the modification of the present invention.
  • FIG. 10 (a) is a sectional view of the transmission window 51
  • FIG. FIG. 10A is a cross-sectional view of the transmission window 51 when viewed in the direction parallel to the substrate transport direction L (the X direction in FIG. 10B).
  • the light irradiation mechanism 60 is not shown for the sake of explanation.
  • the transmission window 51 includes a plurality of window portions 51a.
  • the plurality of window portions 51a are spaced apart from each other in the substrate transport direction L, and are disposed so as to cover the width of the substrate in the direction orthogonal to the substrate transport direction L. That is, when the substrate G is transported along the substrate transport direction L so as to pass under the transmissive window 51, the light transmitted through the transmissive window 51 is irradiated on the entire surface of the substrate G.
  • the transmission window 51 includes a plurality of (seven in this modification) window portions 51a, as in the case of using the linear transmission window 50 shown in the first embodiment.
  • the light from the light irradiation mechanism 60 is uniformly irradiated on the surface of the substrate G.
  • the substrate G can be efficiently cleaned in a short time without providing the cleaning chamber obtained in the first embodiment, and the throughput of the entire substrate processing apparatus can be improved.
  • the operational effects such as being Further, since the transmission window 51 according to the present modification is composed of a plurality of window portions 51a separated from each other, for example, the strength of the transmission window 51, which is a quartz window, is improved as compared with a case where the transmission window 51 has a linear shape. There is.
  • the strength of the transmission window 51 is improved, so that the strength of the entire carry-in chamber 20 is also improved.
  • the transmission window 51 is composed of a relatively small window portion 51a, the transmission window 51 is superior in cost compared with the case where the transmission window 50 having a large linear shape is provided.
  • FIG. 11 is explanatory drawing to which the permeation
  • FIG.11 (a) is sectional drawing of the permeation
  • FIG.11 (b) is permeation
  • 3 is a plan view of a window 52.
  • FIG. FIG. 11A is a cross-sectional view of the transmission window 52 when viewed in the direction parallel to the substrate transport direction L (the X direction in FIG. 11B). Further, in FIG. 11B as well as FIG. 10B, the light irradiation mechanism 60 is not shown for explanation.
  • the transmission window 52 includes a plurality of window portions 52a.
  • FIG. 11 shows an example in which the transmission window 52 includes seven window portions 52a.
  • the plurality of window portions 52a are arranged in a line in a direction orthogonal to the substrate transport direction L.
  • the window portion 52a has a rectangular shape, and the rectangular window portion 52a is provided in a state where the long side direction is inclined with respect to the substrate transport direction L by a predetermined angle. That is, the plurality of window portions 52a are provided so that the window portions 52a are positioned in parallel with all the window portions 52a being inclined in the same direction.
  • the window portion 52a does not necessarily have a rectangular shape, and may be a shape that allows the substrate G to be uniformly irradiated with light, such as a slit shape.
  • the plurality of window portions 52a are arranged so as to cover the width of the substrate G in the direction orthogonal to the substrate transport direction L as shown in FIG. That is, in FIG. 11B, the direction perpendicular to the substrate transport direction L is defined as the Y direction, the upper direction of the Y direction in the figure is + (Y + direction), and the lower direction in the figure is ⁇ (Y ⁇ direction).
  • the Y + side end portion of the window portion 52a located in the Y-direction and the Y-side end portion of the window portion 52a located in the Y + side direction are It is the structure which is not separated at least in the direction. More specifically, among the seven window portions 52a in FIG.
  • the lowest point P of the third window portion 52a from the top and the uppermost point of the fourth window portion 52a from the top When viewed from the X direction, the point Q has a relationship in which the point Q is positioned in the Y + direction from the point P (or the point P and the point Q overlap). Note that all of the seven window portions 52a adjacent to each other satisfy the relationship described above.
  • the window portion 52a is configured as described above, when the substrate G is transported along the substrate transport direction L so as to pass under the transmission window 52, the width direction of the substrate G with respect to the substrate G is determined.
  • the light irradiation mechanism 60 irradiates light uniformly.
  • the substrate G can be efficiently cleaned in a short time without providing the cleaning chamber obtained in the first embodiment, and the throughput of the entire substrate processing apparatus can be improved.
  • the operational effects such as being Further, similarly to the above modification, the strength of the transmission window 52 has an advantage that it is improved as compared with the case where the transmission window has a linear shape (transmission window 50).
  • the window portions 52a are inclined by a predetermined angle and arranged in a line in a direction orthogonal to the substrate transport direction L, so that the arrangement and configuration of the window portions are compared with the modification shown in FIG. Can be simplified, and efficiency can be improved in terms of apparatus cost and apparatus maintenance.
  • the transmission window 50 is described as being a typical quartz window, for example.
  • the transmission window 50 is irradiated from the light irradiation mechanism 60 as a transmission window (or a window portion constituting the transmission window).
  • a lens or the like that can collect the collected light in the same direction as the substrate transport direction L on the surface of the substrate G.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the transmission window 53 using a lens as viewed from a direction orthogonal to the substrate transport direction L.
  • the transmission window 53 is assumed to have a linear shape extending in a direction orthogonal to the substrate transport direction L, and the light (dashed line) irradiated to the substrate G and the substrate G is illustrated for explanation. Show.
  • the light irradiated from the light irradiation mechanism 60 is condensed in the same direction as the substrate transport direction L (see the broken line in the figure).
  • the light is collected on the substrate G only in the same direction as the substrate transport direction L, the light is uniformly irradiated on the substrate G in the direction orthogonal to the substrate transport direction L.
  • the transmission window 53 configured by the lens shown in FIG. 12 When the transmission window 53 configured by the lens shown in FIG. 12 is used, the light irradiated from the light irradiation mechanism 60 is condensed on the substrate G as described above, and thus, for example, a xenon excimer lamp lamp is used. Even when the light irradiation amount of a certain light irradiation mechanism 60 is small, a sufficient light irradiation amount for cleaning the substrate G is ensured.
  • the light irradiation mechanism 60 has a Even if the light irradiation amount is the same, when the transmission window 53 is used, the light is collected and irradiated onto the substrate G, so that the transport speed of the substrate G can be increased. Thereby, the substrate G is efficiently cleaned in a short time, and the throughput of the entire substrate processing apparatus is improved.
  • the light irradiation mechanism 60 scans (passes) the substrate G while moving (carrying) the substrate G under the light irradiation mechanism 60 in a state where light is irradiated.
  • the surface of the substrate G is irradiated with light uniformly, but the substrate G is fixed to the support table 22 by making the light irradiation mechanism 60 movable along the substrate transport direction L on the upper surface of the loading chamber 20.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram when the light irradiation mechanism 60 is a movable light irradiation mechanism 60 ′ in the substrate processing apparatus 1.
  • the transmission window 50 is provided on the entire upper surface of the carry-in chamber 21 so as to cover the substrate G fixed in the carry-in chamber 21.
  • the light irradiation mechanism 60 moves in the direction opposite to the substrate transport direction L (left direction in FIG. 13) from the vicinity of the gate valve 45 to the vicinity of the gate valve 47 in a state where light is irradiated.
  • the entire surface of the substrate G is irradiated with light.
  • the light irradiation mechanism 60 ′ is movable, it is necessary to provide a large transmission window 50 on the entire upper surface of the carry-in chamber 21 as compared with the first embodiment. Therefore, there are disadvantages in terms of device strength and cost.
  • the substrate G can be cleaned while the gate valve 45 is closed, it is only necessary to adjust the internal pressure of the carry-in chamber 21 at the time of cleaning. Since a step of opening the valve 45 is not required, the throughput can be improved.
  • the movable light irradiation mechanism 60 ′ may be provided on the upper surface of the transfer chamber 30.
  • a single loading chamber 21 is provided inside the loading chamber 20, and a light irradiation mechanism 60 is provided outside the loading chamber 20.
  • the present invention is not limited to this.
  • the irradiation chamber 21a and the loading chamber 21b may be provided in the carry-in chamber 20, and the light irradiation mechanism 60 may be disposed in the irradiation chamber 21a.
  • the irradiation chamber 21a and the loading chamber 21b are provided in the loading chamber 20 will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 14 is a schematic sectional view of a substrate processing apparatus 80 according to a further modification of the present invention.
  • the main configuration of the substrate processing apparatus 80 is the same as that of the substrate processing apparatus 1 according to the first and second embodiments except for the internal structure of the carry-in chamber 20. The description is omitted, and only the parts different from the substrate processing apparatus according to the first and second embodiments will be described below.
  • the internal space is divided into an irradiation chamber (upper space) 21a and a carry-in chamber (lower space) 21b by a quartz plate 84 provided substantially horizontally.
  • the irradiation chamber 21a and the carry-in chamber 21b are provided with exhaust ports 24a and 24b, respectively, and the exhaust ports 24a and 24b communicate with a vacuum pump (not shown). That is, the irradiation chamber 21a and the carry-in chamber 21b are configured such that the internal pressures can be controlled independently.
  • a plurality of light irradiation mechanisms 60 for irradiating light downward are installed on the inner upper surface of the irradiation chamber 21a.
  • the light irradiated from the light irradiation mechanism 60 passes through the quartz plate 84 and is irradiated to the carry-in chamber 21b. That is, the light transmitted through the quartz plate 84 is irradiated on the upper surface of the substrate G supported on the uppermost stage of the support base 22 in the carry-in chamber 21b.
  • FIG. 14 shows the case where the light irradiation mechanisms 60 are installed at three locations.
  • the number of light irradiation mechanisms 60 and the installation locations (location distribution) are determined by the light transmitted through the quartz plate 84 being the substrate. What is necessary is just to set it as the suitable installation number and installation location so that light may be uniformly irradiated to the whole upper surface of the board
  • the carry-in chamber 20 configured to be divided into the irradiation chamber 21a and the carry-in chamber 21b shown in FIG. 14, it is required to reduce the internal pressure difference between the irradiation chamber 21a and the carry-in chamber 21b.
  • the quartz plate 84 that divides the internal space of the carry-in chamber 20 needs to be provided over the entire horizontal direction of the internal space, and therefore there is a large differential pressure between the irradiation chamber 21a and the carry-in chamber 21b. This is because there is a risk of damage.
  • the irradiation chamber 21a and the carry-in chamber 21b are provided with the exhaust ports 24a and 24b, respectively. Therefore, the irradiation chamber 21a and the carry-in chamber are suitably controlled by controlling the vacuum pump connected to the exhaust ports 24a and 24b.
  • the differential pressure with respect to 21b can be made extremely small.
  • uniform light irradiation is performed on the upper surface of the substrate G supported on the uppermost stage of the support base 22 from the plurality of light irradiation mechanisms 60 that are suitably arranged as described above, and the substrate is cleaned.
  • uniform VUV cleaning is performed on the entire upper surface of the substrate G in a state where the substrate G is fixed to the support base 22, whereby, as in the case of the first embodiment, the substrate is The substrate G is efficiently cleaned in a short time without providing a cleaning chamber for cleaning in the processing apparatus. Further, the throughput of the entire substrate processing apparatus can be improved.
  • VUV cleaning can be completed only in the carry-in chamber 20, and it is not necessary to adjust the pressure in the carry-in chamber 20 and the carry chamber 30 accompanying the transfer of the substrate G (opening of the gate valve 45). VUV cleaning can be performed, and the throughput of the entire apparatus can be improved.
  • the carry-in chamber 20 is described as being divided into the irradiation chamber 21 a and the carry-in chamber 21 b by the quartz plate 84, but the transfer chamber 30 is divided into two spaces by the quartz plate.
  • VUV cleaning may be performed only inside the transfer chamber 30.
  • FIG. 15 is a graph showing the electric field intensity (MV / m) -current density (mA / cm 2 ) characteristics of a substrate that has been baked and VUV cleaned and an untreated substrate. It is. As shown in FIG. 15, when comparing the electric field-current density characteristics of the untreated substrate and the substrate subjected to baking / VUV cleaning, the electric field of the substrate subjected to baking / VUV cleaning is lower than that of the untreated substrate. It can be seen that the current density is high underneath (the load voltage to the substrate is low).
  • FIG. 16 is a graph showing the electric field [MV / m] -current density [mA / cm 2 ] characteristics of the substrate subjected to the baking treatment / VUV cleaning and the substrate subjected only to the baking treatment.
  • the substrate subjected to the baking processing / VUV cleaning is more suitable for the substrate subjected only to the baking processing. It can be seen that the current density is high under a low electric field (with a low load voltage on the substrate). Accordingly, it was found that the hole injection efficiency was improved in the substrate subjected to the baking process and the VUV cleaning process as compared with the substrate subjected only to the baking process.
  • the present invention is applied to, for example, a substrate processing apparatus and a substrate processing method for forming an organic electroluminescence element.

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Abstract

【課題】基板処理装置において洗浄用の洗浄室を設けることなく、短時間で効率的に基板表面を均一に洗浄することができ、基板処理のスループット向上を図ることが可能な基板処理装置を提供する。 【解決手段】基板搬入用の搬入室と、基板に成膜処理を行う成膜室と、前記搬入室と前記成膜室との間で基板を搬送させる基板搬送機構を有する搬送室とを備える基板処理装置であって、前記搬入室と前記搬送室は隣接した状態で接続され、前記搬入室または前記搬送室のいずれか一方の外部には、基板の搬送経路上に光を照射する光照射機構と、前記光照射機構から照射される光の照射量および照射強度を制御する制御部が設けられ、前記光照射機構が設けられた前記搬入室または前記搬送室には前記光照射機構から照射された光を透過させる透過窓が設けられ、前記光照射機構から基板に照射される光は基板に対して相対的に移動しながら照射される、基板処理装置が提供される。

Description

基板処理装置および基板処理方法
　本発明は、例えば有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬとも称する）素子を成膜するための基板処理装置および基板処理方法に関する。
　近年、有機物層を含む発光デバイスである有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した有機ＥＬ素子が開発されている。有機ＥＬ素子は自発光するので消費電力が小さく、また、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）などに比べて視野角が優れている等の利点があり、今後の発展が期待されている。
　この有機ＥＬ素子の最も基本的な構造は、ガラス基板上にアノード（陽極）層、発光層およびカソード（陰極）層を重ねて形成したサンドイッチ構造である。発光層の光を外に出すために、ガラス基板上のアノード層には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　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、発光層とカソード層を順に成膜し、更に封止膜層を成膜することによって製造されるのが一般的である。
　ここで、上述した発光層等の有機層を基板上に成膜する基板処理を行う際には、基板表面に吸着した有機物等の汚染物を除去するための洗浄処理を行った後に成膜工程を行うことが一般的である。そこで、従来の有機ＥＬ成膜装置には、上記洗浄処理を行う洗浄装置が備えられている。また、有機ＥＬ素子の製造以外の一般的な半導体装置の製造工程においても、基板上の不純物等を除去するための洗浄処理が行われている。なお、洗浄処理方法としては例えば酸素プラズマ処理やＵＶ－０３（紫外線照射処理）が知られている。
　例えば特許文献１には、紫外線照射処理を行う洗浄室と、成膜室と、該洗浄室と該成膜室を接続する中間室を有する有機ＥＬディスプレイパネルの製造装置が開示されている。
特開２０００－３５３５９３号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造装置においては、洗浄処理（紫外線照射処理）を行う洗浄室を成膜室、中間室とは別に設ける構成と成っていることから、製造装置全体の大型化やそれに伴う製造コストの増大化が問題となる。特に、近年需要の増加している大型の有機ＥＬディスプレイパネル等に対応した大型基板の処理を行う製造装置においては、１つのチャンバ（処理室）の大きさが大きいため、チャンバー数の増加やチャンバーの大型化は大きな問題であった。さらには、製造装置全体におけるチャンバー数の増加は、装置全体における処理のスループットの低下にもつながるという問題点もあった。
　また、上記特許文献１に記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造装置においては、洗浄室の上部に紫外線照射系を設け、洗浄室内の下部中央に基板を固定させた状態で紫外線の照射を行うものとしているが、この方法では基板表面の例えば中央部と周縁部とでは照射される紫外線の量が均一にならない恐れがある。これにより基板の洗浄が均一に行われないといった懸念があった。
　そこで、上記問題点に鑑み、本発明の目的は、基板処理装置において洗浄用の洗浄室（チャンバー）を設けることなく、短時間で効率的に基板表面を均一に洗浄することができ、基板処理のスループット向上を図ることが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。更には大型基板においても効率的に基板の洗浄を行うことが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明によれば、基板搬入用の搬入室と、基板に成膜処理を行う成膜室と、前記搬入室と前記成膜室との間で基板を搬送させる基板搬送機構を有する搬送室とを備える基板処理装置であって、前記搬入室と前記搬送室は隣接した状態で接続され、前記搬入室または前記搬送室のいずれか一方の外部には、基板の搬送経路上に光を照射する光照射機構と、前記光照射機構から照射される光の照射量および照射強度を制御する制御部が設けられ、前記光照射機構が設けられた前記搬入室または前記搬送室には前記光照射機構から照射された光を透過させる透過窓が設けられ、前記光照射機構から基板に照射される光は基板に対して相対的に移動しながら照射される、基板処理装置が提供される。
　上記基板処理装置においては、前記搬入室と前記搬送室との間での基板の搬送時に基板に対して前記光照射機構から光が照射されもよい。
　上記基板処理装置においては、前記光照射機構は波長１７２ｎｍ以下の波長の光を照射してもよい。また、前記光照射機構から基板への光の照射は酸素分圧６００Ｐａ以下の雰囲気下で行われてもよい。
　前記透過窓は基板搬送方向と直交する方向に伸長する直線形状であってもよい。また、前記透過窓は複数の窓部分から構成され、隣接する前記窓部分は、基板搬送方向に互いに離隔して配置され、基板搬送方向と直交する方向には基板を網羅するように配置されていてもよい。
　また、別の観点からの本発明によれば、基板を洗浄する洗浄工程と基板に成膜を行う成膜工程からなる基板処理方法であって、前記洗浄工程は、酸素分圧６００Ｐａ以下の雰囲気下で基板に対して波長１７２ｎｍ以下の光を照射する工程である、基板処理方法が提供される。
　本発明によれば、基板処理装置において洗浄用の洗浄室（チャンバー）を設けることなく、短時間で効率的に基板表面を均一に洗浄することができ、基板処理のスループット向上を図ることが可能な基板処理装置および基板処理方法が提供される。更には大型基板においても効率的に基板の洗浄を行うことが可能な基板処理装置および基板処理方法が提供される。
有機ＥＬ素子の製造工程の説明図である。 基板処理装置の概略断面図である。 基板処理装置の概略平面図である。 ＩＴＯが成膜された基板に対しＩＴＯ仕事関数を測定した測定結果を絶対値で示したグラフである。 光照射時間を変化させることによってどの程度洗浄効果が異なるかを測定した測定結果を示すグラフである。 ＶＵＶ洗浄が行われる場所における酸素流量と接触角Ｃ．Ａ．との関係をグラフで示したものである。 本発明の第２の実施の形態にかかる基板処理装置の概略断面図である。 本発明の変形例にかかる基板処理装置の概略断面図である。 本発明の変形例にかかる基板処理装置の概略平面図である。 （ａ）本発明の変形例にかかる透過窓の断面図である。　　　 　（ｂ）本発明の変形例にかかる透過窓の平面図である。 （ａ）本発明の変形例にかかる透過窓の断面図である。　　　　 （ｂ）本発明の変形例にかかる透過窓の平面図である。 レンズを用いた透過窓を基板搬送方向に直交する方向から見た断面図である。 光照射機構を移動式とした場合の説明図である。 本発明の更なる変形例にかかる基板処理装置の概略断面図である。 ベーク処理・ＶＵＶ洗浄を行った基板と、未処理の基板における、電界［ＭＶ／ｍ］－電流密度［ｍＡ／ｃｍ２］特性を示したグラフである。 ベーク処理・ＶＵＶ洗浄を行った基板と、ベーク処理のみ行った基板における、電界［ＭＶ／ｍ］－電流密度［ｍＡ／ｃｍ２］特性を示したグラフである。
　１、１’、７０、８０…基板処理装置
　１０…アノード層
　１１…発光層
　１２…カソード層
　１３…封止膜層
　２０…搬入チャンバー
　２１…搬入室
　２１ａ…照射室
　２１ｂ…搬入室
　２２…支持台
　２４、２４ａ、２４ｂ…排気口
　２５…Ｏ２導入口
　２６…Ｎ２導入口
　３０…搬送チャンバー
　３１…搬送室
　３４…排気口
　３５…Ｏ２導入口
　３６…Ｎ２導入口
　４０…成膜チャンバー
　４１…基板支持台
　４２…ヘッド
　４３…成膜室
　４４…排気口
　４５、４６、４７…ゲートバルブ
　５０、５０’、５１、５２、５３…透過窓
　５１ａ、５２ａ…窓部分
　６０、６０’…光照射機構
　７４…反射ミラー
　７４ａ…鏡面
　７５…回転中心軸
　８４…石英板
　Ａ…有機ＥＬ素子
　Ｇ…基板
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、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。
　（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる基板処理装置１を含む種々の装置によって製造される有機ＥＬ素子Ａの製造工程の説明図である。図１（ａ）に示すように、上面にアノード（陽極）層１０が成膜された基板Ｇが用意される。基板Ｇは、例えばガラス等よりなる透明な材料からなる。また、アノード層１０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）等の透明な導電性材料よりなる。なお、アノード層１０は、例えばスパッタリング法などにより基板Ｇの上面に形成される。
　先ず、図１（ａ）に示すように、アノード層１０の上に、発光層（有機層）１１が蒸着法によって成膜される。なお、発光層１１は、例えば、ホール輸送層、非発光層（電子ブロック層）、青発光層、赤発光層、緑発光層、電子輸送層を積層した多層構成などからなる。
　次に、図１（ｂ）に示すように、発光層１１の上に、例えばＡｇ、Ａｌ等からなるカソード（陰極）層１２が、例えばマスクを用いたスパッタリングにより形成される。
　次に、図１（ｃ）に示すように、カソード層１２をマスクにして、発光層１１を例えばドライエッチングすることにより、発光層１１がパターニングされる。
　次に、図１（ｄ）に示すように、発光層１１およびカソード層１２の周囲と、アノード層１０の露出部を覆うように、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）よりなる絶縁性の封止膜層１３が成膜される。この封止膜層１３の形成は、例えば、μ波プラズマＣＶＤ法によって行われる。
　このようにして、製造された有機ＥＬ素子Ａは、アノード層１０とカソード層１２の間に電圧を加えることによって、発光層１１を発光させることができる。かかる有機ＥＬ素子Ａは、表示装置や面発光素子（照明・光源等）に適用することができ、その他、種々の電子機器に用いることが可能である。
　以下に説明する本発明の第１の実施の形態にかかる基板処理装置１は、上記説明した図１（ａ）に記載された、アノード層１０が成膜された状態の基板Ｇに発光層１１の成膜を行う際に用いる成膜室（以下に説明する成膜チャンバー４０）と、その成膜室に基板Ｇを搬入する際の基板Ｇの前処理（洗浄処理）を行う処理室（以下に説明する搬入チャンバー２０、搬送チャンバー３０）を示すものである。
　図２は本発明の第１の実施の形態にかかる基板処理装置１の概略断面図である。また、図３は基板処理装置１の概略平面図である。なお、図２および図３において基板処理を行う際の基板搬送方向Ｌは図中右方向である。図２および図３に示すように、基板処理装置１は基板Ｗ搬入用の搬入チャンバー２０と、搬入チャンバー２０に隣接して配置される搬送チャンバー３０と、搬送チャンバー３０に隣接して配置される成膜チャンバー４０から構成される。搬入チャンバー２０と搬送チャンバー３０との間はゲートバルブ４５を介して接続されており、搬送チャンバー３０と成膜チャンバー４０との間はゲートバルブ４６を介して接続されている。また、搬入チャンバー２０には基板を搬入チャンバー２０内に搬入するためのゲートバルブ４７が設けられている。
　図２に示すように、搬入チャンバー２０の内部には、基板Ｇが搬入される搬入室２１が設けられ、搬入室２１には、基板Ｇを支持する多段式の支持台２２が配置されている。また、搬入室２１の底面部には、図示しない真空ポンプに連通する排気口２４が設けられ、搬入チャンバー２０内は真空引き可能となっている。また、搬入室２１の底面部には、酸素ガスを導入するＯ２導入口２５およびパージガスである窒素ガスを導入するＮ２導入口２６が設けられ、搬入室２１内に酸素ガス、窒素ガスが必要に応じて導入される構成となっている。
　また、図２および図３に示すように、搬入チャンバー２０上面のゲートバルブ４５側（搬送チャンバー３０と接続されている側）には、例えば石英製窓である透過窓５０が設けられており、透過窓５０は基板搬送方向Ｌと直交する方向に伸長する直線形状である。ここで、透過窓５０の長さａは基板Ｇの幅ｂよりも長い。また、透過窓５０の直上（上方近傍）には、例えばキセノンエキシマランプである光照射機構６０が設置されており、光照射機構６０の大きさは透過窓５０を十分に覆う程度の大きさである。光照射機構６０から照射される光としては波長２００ｎｍ以下のいわゆる真空紫外光（以下、ＶＵＶ：Ｖａｃｕｕｍ　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔとも呼称する）が好ましく、より好ましくは波長１７２ｎｍ以下の光であることが好ましい。光照射機構６０からは透過窓５０を通して搬入チャンバー２０内（搬入室２１）に向けて（図２中下方向に向けて）ＶＵＶ光が照射される。即ち、基板Ｇが搬入チャンバー２０から搬送チャンバー３０に向けて搬送される場合、基板Ｇが光照射機構６０の直下を通過した際には、基板Ｇに対して光照射機構６０から光が透過窓５０を通して照射される。
　また、搬送チャンバー３０の内部には搬送室３１が設けられ、搬送室３１には基板を基板搬送方向Ｌに沿って搬送する基板搬送機構３２が配置されている。基板搬送機構３２は、ゲートバルブ４５開放時には搬入チャンバー２０と搬送チャンバー３０との間で基板Ｇを搬送し、ゲートバルブ４６開放時には搬送チャンバー３０と成膜チャンバー４０との間で基板Ｇを搬送する。また、搬送室３１の底面部にも、上記搬入室２１と同様に排気口３４、Ｏ２導入口３５、Ｎ２導入口３６が設けられている。
　また、成膜チャンバー４０の内部には、成膜室４３が設けられ、成膜室４３内部には、基板Ｇを支持する基板支持台４１と、基板支持台４１の上方から成膜材料を基板Ｇに対して噴出させる、図示しない成膜材料供給部に連通するヘッド４２が配置されている。基板支持台４１は例えば図示しないレール機構によって基板搬送方向Ｌに移動自在に構成されている。また、成膜室４３の底面部には排気口４４が設けられている。なお、本実施の形態ではヘッド４２は６連式（６つ連なった状態）に設けられる場合を例示して図示しており、上記図１において説明した有機ＥＬ素子Ａを製造する際には、６つのヘッド４２からホール輸送層、非発光層（電子ブロック層）、青発光層、赤発光層、緑発光層、電子輸送層にそれぞれ対応する成膜材料が噴出される。即ち、ヘッド４２の数やその構成については成膜室４０で成膜される膜種や形成すべき膜層の数に応じて適宜変更するべきであり、図示した形態に限定されるものではない。
　また、光照射機構６０には、搬入チャンバー２０内へ照射される光の照射量、照射強度を制御することができる制御部５２が取り付けられている。制御部５２においては、基板Ｇに照射する光の照射量、照射強度を所望の値に制御することが可能な構成となっている。なお、本実施の形態において制御部５２は光照射機構６０の制御を行うものとして記載しているが、必ずしも上記光の照射量、照射強度のみを制御するものでなくてもよく、例えば光照射時に搬入チャンバー２０内（搬入室２１）に流す酸素ガスの流量等の、搬入チャンバー２０内の洗浄条件を制御するものとしてもよい。以下には、制御部５２による制御を好適に定めるための測定データについて実際の測定結果を図示し、説明する。
　本発明者らの知見によれば、有機物等が付着した基板Ｇ上のＩＴＯ（アノード層１０）に対し真空紫外光を照射することにより、ＩＴＯ仕事関数が増加し、アノード層１０の上層に成膜される発光層１１内のホール注入輸送層との電位差（エネルギー差）が小さくなる。即ち、ＶＵＶ洗浄を行うことでＩＴＯ仕事関数の絶対値が増加し、ホール注入輸送層との間のポテンシャルの差が小さくなり、両者間に比較的低い電位差を与えるだけで、ホールの輸送が容易に行われて、効率的に有機ＥＬ素子Ａの発光が実現される。
図４は、ＩＴＯが成膜された基板に対し、スクラブ洗浄・超音波洗浄の場合、スクラブ洗浄・超音波洗浄後アニールを行った場合、スクラブ洗浄・超音波洗浄・アニール後ＶＵＶ照射を行った場合のそれぞれについてＩＴＯ仕事関数を測定した測定結果を絶対値（大きさ）で示したグラフである。なお、図４において測定値が２種類（例えばスクラブ洗浄・超音波洗浄１とスクラブ洗浄・超音波洗浄２）あるのは、データ測定を同条件で２枚の基板（ＩＴＯ）に対して行ったからである。
　図４に示すように、ＩＴＯが成膜された基板において、スクラブ洗浄・超音波洗浄を行った状態のもの（図４中のスクラブ洗浄・超音波洗浄１、スクラブ洗浄・超音波洗浄２）と、アニール処理まで行ったもの（図４中のアニール１、アニール２）は仕事関数の大きさが約５．００ｅＶであるのに対し、ＶＵＶ照射まで行ったもの（図４中のＶＵＶ１、ＶＵＶ２）の仕事関数の大きさは約５．５０ｅＶまで増加している。これにより、上述したようにＩＴＯとホール注入輸送層との間のホール注入障壁が低い状態となるため、有機ＥＬ素子Ａの発光にかかる電力や時間が効率化される。さらには、有機ＥＬ素子にかかる負荷（負荷される電力等）が小さくなるため、素子寿命の長時間化が実現される。なお、素子寿命の長時間化は、例えばガスクロマトグラフ（ＧＣ：Ｇａｓ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）と質量分析（ＭＳ：Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を直結させた分析器によって未処理基板と、ＶＵＶ洗浄後の基板とのそれぞれの基板表面における有機物の組成を分析することで、その改善が確認される。
　また、図５は、ＩＴＯが成膜された基板に対し、ＶＵＶ照射を行うに際し、光の照射時間を変化させることによってどの程度洗浄効果が異なるかを測定した測定結果を示すグラフである。図５においては、洗浄効果がどの程度かを示す指標として、純水を洗浄後の基板に液滴として垂らした際の接触角（Ｃ．Ａ．：Ｃｏｎｔａｃｔ　Ａｎｇｌｅ）を用い数値化し、横軸をＶＵＶ照射時の光の照射時間［ｓｅｃ］（但し、Ｉｎｉｔｉａｌは未処理状態）、縦軸をＣ．Ａ．［ｄｅｇｒｅｅ］として測定結果をグラフ化している。なお、ＶＵＶ照射の対象物である有機不純物は疎水性を有するため、図５中、上記Ｃ．Ａ．の値が小さいほど有機不純物がＶＵＶ照射によって除去されていることを示している。また、図５中の３ｓｅｃ、１０ｓｅｃとは、それぞれＣ．Ａ．（接触角）の測定において純水の液滴を垂らしてから３秒後、１０秒後に測定を行ったときの値であることを示しており、図５中、照射時間６０％と記載されている場合は、他の測定時に比べ照射した光の強度を６０％に落とした場合の測定結果を示している。
　図５に示すように、ＩＴＯが成膜された基板に対しＶＵＶ洗浄を行った場合の何れの場合も、未処理の状態（図５中のＩｎｉｔｉａｌ）と比べ大きくＣ．Ａ．の数値が減少している。このことから、ＩＴＯが成膜された基板に対してＶＵＶ洗浄を行う場合には、光の照射時間を短時間としても十分に洗浄効果が得られることが分かる。例えば、図５に示す、光照射を１秒行った場合のＣ．Ａ．は２．１［ｄｅｇｒｅｅ］（液滴落下後１０秒経過時の測定値）となっており、未処理の状態の３０．５［ｄｅｇｒｅｅ］から大きく減少している。即ち、ＩＴＯの成膜された基板に対しＶＵＶの光を照射するに際し、基板を照射された光に対して短時間スキャンさせるだけで十分な洗浄効果が得られることが図５に示されるデータから明らかである。
　また、図６はＶＵＶ洗浄の際に供給される（本実施の形態においては搬入チャンバー２０）酸素（以下単にＯ２とも記載）流量［ｓｃｃｍ］と接触角Ｃ．Ａ．[ｄｅｇｒｅｅ]との関係をグラフで示したものである。ＶＵＶ洗浄が行われる場所におけるＯ２流量はＶＵＶ洗浄における基板からの有機物の脱離と相関関係がある。これは、Ｏ２雰囲気下において光（ＶＵＶ）照射を行うと、有機物の脱離を有効的に行うために必要なオゾン（以下単にＯ３とも記載）が生成されるからである。しかしながら、ＶＵＶ洗浄が行われる場所において、Ｏ２流量が多すぎる場合、Ｏ２および生成したＯ３が照射される光を吸収してしまい、基板に対し十分な量の光が照射されない恐れがあるため、適切なＯ２流量を定める必要がある。なお、図６中のＣ．Ａ．（接触角）は上述した図５の場合と同様、洗浄効果を示す指標であり、３ｓｅｃ、１０ｓｅｃとは、それぞれＣ．Ａ．（接触角）の測定において純水の液滴を垂らしてから３秒後、１０秒後に測定を行ったときの値であることを示している。
　図６においては、ＩＴＯが成膜された基板に対して、ＶＵＶ照射処理を行わない場合（未処理の場合：図４中のＩｎｉｔｉａｌ）、ＶＵＶ照射処理を行うに際しＯ２を流すことなく光照射のみを行った場合（図６中のガスなし）、Ｏ２流量を６０［ｓｃｃｍ］とした雰囲気下でＶＵＶ照射を行った場合、Ｏ２流量を３００［ｓｃｃｍ］とした雰囲気下でＶＵＶ洗浄を行った場合のそれぞれについてＣ．Ａ．を測定した測定結果をグラフ化している。
　図６に示すように、ＩＴＯが成膜された基板に対してＶＵＶ洗浄処理を行わない場合（図４のＩｎｉｔｉａｌ）と、Ｏ２を流すことなく光照射のみを行うことでＶＵＶ洗浄処理を行った場合（図６中のガスなし）のＣ．Ａ．を比較すると、光照射を行った場合でもそれほどＣ．Ａ．の値が減少していない。即ち、Ｏ２を流さない状態でもって光照射を行ったとしても洗浄の効果が十分に担保されないことが分かる。一方、ＶＵＶ洗浄処理を行うに際しＯ２を流した場合（図６中の流量６０の場合、３００の場合）、上記未処理の場合および光照射のみの場合と比べＣ．Ａ．の値は大きく減少しており、洗浄が十分になされていることが分かる。但し、Ｏ２流量が６０［ｓｃｃｍ］の場合と、３００［ｓｃｃｍ］の場合を比較した場合に、流量が３００［ｓｃｃｍ］の場合の方が、必ずしもＣ．Ａ．の値が大きいとは限らない（例えば図６中の流量６０・照射時間１０秒の場合と流量３００・照射時間１０秒の場合を比較）。これは、上述したようにＯ２やＯ３が照射された光を吸収し、基板への十分な光照射が行われないからである。即ち、ＶＵＶ洗浄処理を行う場合には、洗浄処理を行う場所に所定の流量でもってＯ２を流すことが好適であることが分かる。
なお、図６に示す４つのＯ２流量条件を比較検討した場合には、６０［ｓｃｃｍ］の場合が最も好適に洗浄が行われることがわかるが、ＶＵＶ洗浄処理を行う場所における好適なＯ２流量は、処理する場所（本実施の形態においては搬入チャンバー２０）の形状や容量等の様々な要因によって適宜定まるため、洗浄を行う条件によってＯ２流量は適宜定めることが好ましい。
　以上、図２および図３に示すように構成される本発明の第１の実施の形態にかかる基板処理装置１において、例えば、ＩＴＯであるアノード層が成膜された後の基板Ｇについての洗浄処理が以下のように行われる。
　先ず、基板Ｇがゲートバルブ４７から搬入チャンバー２０内（搬入室２１）に搬入され、支持台２２に固定される。なお、このとき支持台２２が多段式であることから複数の基板Ｇを搬入チャンバー２０内（搬入室２１）に搬入することも可能である。次いで、搬入チャンバー２０内（搬入室２１）が、密閉された状態で排気口２４に連通する真空ポンプの稼動によって真空引きされる。そして、真空引きと同時、あるいは真空引き後にＯ２導入口２５から搬入チャンバー２０内（搬入室２１）に制御部５２によって好適な流量に制御された酸素ガスが導入される。酸素ガスの導入によって搬入室２１の調圧（圧力調整）が行われ、搬入室２１の酸素分圧が６００Ｐａ以下、より好ましくは３００Ｐａ程度になった状態で、ゲートバルブ４５が開放される。この時、搬入室２１の内圧と搬送室３１の内圧とが同じ圧力になるように搬送室３１の内圧も同時に調圧される。なお、搬入室２１の調圧は酸素ガスの導入のみによって行われてもよいが、不活性ガスである窒素ガスをＮ２導入口２６から搬入室２１に酸素ガス導入と同時に導入することで行うことも可能である。
　ここで、搬入室２１および搬送室３１の酸素分圧を６００Ｐａ以下（より好ましくは３００Ｐａ程度）とするのは、搬入室２１に透過窓５０を通していわゆる真空紫外光である光が照射された場合に、搬入室２１の酸素分圧が６００Ｐａより高い場合、搬入室２１内の酸素が光を吸収してしまい、基板Ｇに対して十分な光の照射が行われない恐れがあるからである。なお、好適な酸素分圧を定める際には、例えば上記図６に示すような測定データが用いられ、その測定データに基いて制御部５２が導入する酸素流量の好適な値を定めることとなる。
　ゲートバルブ４５の開放と同時、あるいはゲートバルブ４５の開放後、搬送室３１内の基板搬送機構３２の稼動により、搬入室２１から搬送室３１に基板Ｇが搬送される。また、ゲートバルブ４５の開放時あるいは開放前に光照射機構６０から光の照射が開始される。即ち、基板Ｇが基板搬送機構３２によって搬入室２１から搬送室３１に搬送される搬送経路上において、光照射機構６０から照射された光が基板Ｇ表面に照射される。基板Ｇが所定の一定速度で搬送される際に光照射機構６０から照射された光にスキャンされることで、基板Ｇの表面には均一に光が照射されることとなる。なお、ここで基板Ｇに対して行われる洗浄条件（光照射機構６０から基板Ｇに照射される光の照射時間・強度）は、例えば上記図５に示したような測定結果から好適に求められ、制御部５２による制御によって光照射時の基板速度（基板搬送速度）や光照射機構６０から照射される光の強度を制御することにより十分な洗浄効果が得られる条件でもって行われる。
ここで、基板Ｇと透過窓５０の距離は、透過窓５０を通過した光が十分に基板Ｇ表面に照射されることが好ましいため、なるべく短い距離であることが望ましく、例えば２０ｍｍ程度である。なお、基板Ｇ搬送時においても、搬入室２１の真空引きと搬入室２１への酸素ガスの導入は適宜行われ、搬入室２１内の酸素分圧は上記所定の値（６００Ｐａ以下）に保たれる。
　そして、基板Ｇが搬入室２１から搬送室３１に搬送された後、ゲートバルブ４５が閉じられる。基板Ｇの搬入室２１から搬送室３１への搬送時に、光照射機構６０から基板Ｇ表面に均一に光が照射されることで洗浄処理が行われ、搬送室３１には洗浄された状態の基板Ｇが搬送されることとなる。
　続いて、搬送室３１の内圧と成膜室４３の内圧が同じになるようにそれぞれ調圧が行われ、調圧が行われた後、ゲートバルブ４６が開放され、基板搬送機構３２の稼動により洗浄済みの基板Ｇが搬送室３１から成膜室４３に搬送される。成膜室４３内に搬送された基板Ｇは基板支持台４１上に支持される。そして、基板支持台４１に基板Ｇが支持された状態で６連式のヘッド４２から成膜材料が噴出され、その噴出と同時に基板Ｇを支持する基板支持台４１が基板搬送方向Ｌに沿って移動し、基板Ｇ表面に順次６連式のヘッド４２から噴出する成膜材料が成膜され、図１に示した発光層１１が基板Ｇ上に形成されることとなる。そして、図１に示すように、発光層１１が基板Ｇ上に形成された後にカソード層１２の形成や発光層１１のエッチング、封止膜層１３の形成が実施され、有機ＥＬ素子Ａが製造される。
　以上説明した本発明の第１の実施の形態にかかる基板処理装置１においては、基板Ｇの発光層１１成膜前の洗浄が、搬入室２１から搬送室３１への基板Ｇの搬送時に、所定の条件下（例えば酸素分圧６００Ｐａ以下等の制御部５２によって制御される条件下）で光照射機構６０から所定の波長（２００ｎｍ以下）の光を基板Ｇに対して均一に照射することで行われる。これにより、基板処理装置１に洗浄用の洗浄室を設けることなく、短時間で効率的に基板Ｇの洗浄が行われる。また、基板処理装置全体としてのスループットの向上が図られる。特に、大型の有機ＥＬディスプレイパネル等に対応した大型基板を処理する基板処理装置においては、洗浄用の洗浄室（チャンバー）が不要であることにより、スペース面での効率化やコスト削減が実現される。
　（第２の実施の形態）
　以下には、本発明の第２の実施の形態にかかる基板処理装置７０について図面を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。
　図７は、本発明の第２の実施の形態にかかる基板処理装置７０の概略断面図である。基板処理装置７０の主な構成は、上記第１の実施の形態にかかる基板処理装置１と同じであるため、主な構成要素についての説明は省略し、以下では、上記第１の実施の形態にかかる基板処理装置１と異なる部分についてのみ説明する。
　図７に示すように、搬入チャンバー２０の上面のゲートバルブ４５側（搬送チャンバー３０と接続されている側）には、透過窓５０’が設けられている。また、透過窓５０’の上方近傍には透過窓５０’と離隔して反射ミラー７４が設置されている。反射ミラー７４は回転中心軸７５を中心として回転自在に支持され、反射ミラー７４の鏡面７４ａは透過窓５０’に対面した状態で任意の方向に向けられる構成である。
　また、透過窓５０’の上方近傍かつ反射ミラー７４の側方近傍には、反射ミラー７４の鏡面７４ａに対して真空紫外光を照射する光照射機構６０が設置されている。即ち、光照射機構６０から照射された光は、反射ミラー７４の鏡面７４ａにおいて反射され、反射された光（図７中、一点鎖線で示す光）が透過窓５０’を通過し、搬入室２１へ照射される構成となっている。上述したように、反射ミラー７４は回転自在に支持されているため、反射ミラー７４を回転させることにより光照射機構６０から反射ミラー７４に照射された光をあらゆる方向に反射させ、照射させることが可能となっている。
　ここで、透過窓５０’の大きさは、反射ミラー７４を回転させることにより、反射光を支持台２２の最上段に支持された基板Ｇの上面全面に照射することが可能な程度の大きさである。即ち、透過窓５０’の大きさは透過窓５０’と反射ミラー７４との間の距離や、搬入室２１の上面（透過窓５０’）と支持台２２最上段に支持される基板Ｇとの距離に応じて好適な大きさとすればよい。
　以上図７を参照して説明した本発明の第２の実施の形態にかかる基板処理装置７０において基板ＧのＶＵＶ洗浄処理を行う場合には、光照射機構６０から反射ミラー７４に照射された光（真空紫外光）が反射ミラー７４の鏡面７４ａにおいて透過窓５０’に向けて反射し、反射光が透過窓５０’を透過し、支持台２２の最上段に支持された基板Ｇの表面に照射されることで基板の洗浄が行われる。このとき、反射ミラー７４は上述したように回転自在であり、所定の回転速度で反射ミラー７４を回転させることで、反射ミラー７４において反射した反射光を洗浄対象の基板Ｇの上面に所定の速度で走査させ、上面全面に均一に反射光（真空紫外光）を照射することができる。
　上述したように、光照射機構６０からの光を反射ミラー７４に反射させた反射光を基板Ｇ上面に走査させて、洗浄処理を行うことにより、搬入室２１の支持台２２に基板Ｇを固定させた状態でもって、基板Ｇの上面全面に対して均一なＶＵＶ洗浄を行うことが可能となる。これにより、上記第１の実施の形態の場合と同様に、基板処理装置７０に洗浄用の洗浄室を設けることなく、短時間で効率的に基板Ｇの洗浄が行われる。また、基板処理装置全体としてのスループットの向上が図られる。
加えて、上記第１の実施の形態においては基板Ｇを搬入チャンバー２０から搬送チャンバー３０に搬送する際に、その搬送経路上で光照射を行い洗浄を行うこととしていたが、本実施の形態では、基板Ｇを固定し、照射する光を基板Ｇ上面に走査させて洗浄を行うため、搬入チャンバー２０内（搬入室２１）のみにおいてＶＵＶ洗浄を完了することができ、基板Ｇの搬送（ゲートバルブ４５の開放）に伴う搬入室２１と搬送室３１の調圧を行う必要がなく、効率的にＶＵＶ洗浄を行うことができ、装置全体のスループットの向上が図られる。また、本実施の形態では光照射機構６０を搬入チャンバー２０の上部に固着させて設ける必要がないため、光照射機構６０におけるランプ交換等のメンテナンスを極めて簡単に行うことが可能となる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、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、各種の変形例または修正例に想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。そこで、以下には本発明の各種変形例について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する変形例において上記第１および第２の実施の形態における構成要素と同一の機能構成を有するものについては同一の符号を用いて記載し、その説明は省略する。
　例えば、上記第１および第２の実施の形態においては、光照射機構６０および透過窓５０、５０’は搬入チャンバー２０上面（あるいは上面近傍）のゲートバルブ４５側に設けられる場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、光照射機構６０および透過窓５０、５０’が搬送チャンバー３０上面のゲートバルブ４５側に設けられていてもよい。図８は本発明の変形例にかかる光照射機構６０および透過窓５０が搬送室３０上面のゲートバルブ４５側に設けられた基板処理装置１’の概略断面図であり、図９は基板処理装置１’の概略平面図である。
　図８、図９に示す基板処理装置１’の構成は、光照射機構６０および透過窓５０を設けた場所が異なる以外に、上記第１の実施の形態にかかる基板処理装置１と異なる構成ではない。そのため、ここでは基板処理装置１’の構成についての説明は省略する。なお、図８、図９では、上記第１の実施の形態と同様の構成の光照射機構６０を設けた基板処理装置１’を図示しているが、例えば上記第２の実施の形態のような反射ミラー７４を用いた構成とした光照射機構６０を搬送室３０上面のゲートバルブ４５側に設けてもよい。
　図８、図９に示す基板処理装置１’において基板処理が行われる場合、搬入室２１の真空引き、調圧が行われ、さらに搬入室２１と搬送室３１との内圧が同じになるように搬送室３１の調圧が行われる。ここで、搬送室３１内の酸素分圧が６００Ｐａ以下、より好ましくは３００Ｐａ程度になった状態で、ゲートバルブ４５が開放される。そして、ゲートバルブ４５の開放と同時、あるいはゲートバルブ４５の開放後、搬送室３１内の基板搬送機構３２の稼動により、搬入室２１から搬送室３１に基板Ｇが搬送される。また、ゲートバルブ４５の開放時あるいは開放前に光照射機構６０から光の照射が開始される。そして、基板Ｇが基板搬送機構３２によって搬入室２１から搬送室３１に搬送される際の搬送経路上において、光照射機構６０から照射された光が基板Ｇ表面に照射される。この基板Ｇ表面への光の照射により基板Ｇ表面の洗浄が行われる。
　基板処理装置１’を用いて基板Ｇの発光層１１成膜前の洗浄が、搬入室２１から搬送室３１への基板Ｇの搬送時に、所定の条件下（例えば酸素分圧６００Ｐａ以下）で光照射機構６０から所定の波長（２００ｎｍ以下）の光を基板Ｇに対して照射することで行われるため、基板処理装置１’に洗浄用のチャンバーを設けることなく、短時間で効率的に基板Ｇの洗浄が行われる。
　また、上記第１の実施の形態にかかる基板処理装置１においては、透過窓５０は基板搬送方向Ｌと直交する方向に伸長する直線形状であるとして説明したが、必ずしもこの形状に限られるものではない。そこで、以下には、図１０及び図１１を参照して透過窓５０の変形例について説明する。
図１０は本発明の変形例にかかる搬入チャンバー２０に設けられた透過窓５１を拡大した説明図であり、図１０（ａ）は透過窓５１の断面図、図１０（ｂ）は透過窓５１の平面図である。なお、図１０（ａ）は基板搬送方向Ｌと平行な方向（図１０（ｂ）中のＸ方向）に透過窓５１を見た場合の断面図である。また、図１０（ｂ）においては、説明のため光照射機構６０は図示していない。
図１０に示すように、透過窓５１は複数の窓部分５１ａから構成される。なお、ここでは図１０に示すように透過窓５１が７個の窓部分５１ａから構成されている場合を例として説明する。複数の窓部分５１ａは基板搬送方向Ｌにおいて互いに離隔して配置され、基板搬送方向Ｌと直交する方向においては基板の幅を網羅するように配置されている。即ち、基板Ｇが透過窓５１の下を通るように基板搬送方向Ｌに沿って搬送される際には、基板Ｇの表面全面に透過窓５１を透過した光が照射される。
従って、透過窓５１が複数の（本変形例では７個）窓部分５１ａから構成される場合にも、上記第１の実施の形態に示した直線形状の透過窓５０を用いた場合と同様に、基板Ｇ表面に均一に光照射機構６０からの光が照射される。これにより、上記第１の実施の形態において得られる、洗浄用のチャンバーを設けることなく、短時間で効率的に基板Ｇの洗浄が行われることや、基板処理装置全体としてのスループットの向上が図られることなどの作用効果が担保される。さらに、本変形例にかかる透過窓５１を離隔した複数の窓部分５１ａから構成されるものとしたため、例えば石英製窓である透過窓５１の強度が、直線形状である場合に比べ向上するといった利点がある。また、透過窓５１の強度が向上することにより、搬入チャンバー２０全体の強度も向上することとなる。加えて、透過窓５１は比較的小さな窓部分５１ａから構成されているため、直線形状の大きな透過窓５０を設ける場合に比べコストの面で優れている。
　また、図１１は本発明の変形例にかかる搬入チャンバー２０に設けられた透過窓５２を拡大した説明図であり、図１１（ａ）は透過窓５２の断面図、図１１（ｂ）は透過窓５２の平面図である。なお、図１１（ａ）は基板搬送方向Ｌと平行な方向（図１１（ｂ）中のＸ方向）に透過窓５２を見た場合の断面図である。また、図１１（ｂ）でも図１０（ｂ）と同様、説明のため光照射機構６０は図示していない。
　図１１に示すように、透過窓５２は複数の窓部分５２ａから構成される。図１１には透過窓５２が７個の窓部分５２ａから構成されている場合を例として示している。複数の窓部分５２ａは基板搬送方向Ｌに対して直交する方向に一列に並べて配置されている。また、窓部分５２ａは矩形形状であり、当該矩形形状の窓部分５２ａは、その長辺方向が基板搬送方向Ｌに対して所定の角度だけ傾いた状態で設けられる。即ち、複数の窓部分５２ａは全て同じ方向に傾いた状態で、各窓部分５２ａが平行に位置するように設けられる。なお、窓部分５２ａは必ずしも矩形形状である必要は無く、例えばスリット形状等、光が基板Ｇに均一に照射されるような形状であれば良い。
　また、複数の窓部分５２ａは、図１１（ａ）に示すように基板搬送方向Ｌと直交する方向において基板Ｇの幅を網羅するような配置となっている。即ち、図１１（ｂ）中において基板搬送方向Ｌと直交する方向をＹ方向とし、当該Ｙ方向の図中上方向を＋（Ｙ＋方向）、図中下方向を－（Ｙ－方向）とした場合に、互いに隣接する任意の２つの窓部分５２Ａにおいて、Ｙ－方向に位置する窓部分５２ａのＹ＋側端部と、Ｙ＋側方向に位置する窓部分５２ａのＹ－側端部とが、Ｙ方向において少なくとも離隔していないような構成となっている。より具体的に説明すると、図１１（ｂ）における７個の窓部分５２ａのうち、上から３番目の窓部分５２ａの最下端の点Ｐと、上から４番目の窓部分５２ａの最上端の点Ｑは、Ｘ方向から見た場合に点Ｑの方が点ＰよりＹ＋方向に位置する（或いは点Ｐと点Ｑが重なっている）関係性となっている。なお、７個全ての窓部分５２ａのうち隣接するもの同士については全て、上記説明したような関係性を満たしている。
窓部分５２ａが上述したような構成となっていることから、基板Ｇが透過窓５２の下を通るように基板搬送方向Ｌに沿って搬送される際には、基板Ｇに対してその幅方向に均一に光照射機構６０から光の照射が行われる。これにより、上記第１の実施の形態において得られる、洗浄用のチャンバーを設けることなく、短時間で効率的に基板Ｇの洗浄が行われることや、基板処理装置全体としてのスループットの向上が図られることなどの作用効果が担保される。また、上記変形例と同様に、透過窓５２の強度は透過窓が直線形状である場合（透過窓５０）に比べ向上するといった利点がある。加えて、各窓部分５２ａを所定の角度だけ傾け、基板搬送方向Ｌに直交する方向に一列に並べて配置する構成としたことにより、上記図１０に示した変形例に比べ窓部分の配置・構成を簡素化することができ、装置コストや装置メンテナンスの面で効率化が図られる。
　また、上記第１の実施の形態では、透過窓５０は例えば一般的な石英製窓であるとして説明したが、透過窓（あるいは当該透過窓を構成する窓部分）として光照射機構６０から照射された光を、基板Ｇ表面において基板搬送方向Ｌと同じ方向に集光させることが可能なレンズ等を用いることも可能である。図１２は、レンズを用いた透過窓５３を基板搬送方向Ｌに直交する方向から見た断面図である。なお、図１２においては、透過窓５３は基板搬送方向Ｌに直交する方向に伸長する直線形状であるものとし、また、説明のため基板Ｇと当該基板Ｇに照射される光（破線）を図示している。
　図１２に示すように、レンズで構成される透過窓５３においては、光照射機構６０から照射された光が基板搬送方向Ｌと同じ方向に集光される（図中破線参照）。一方、基板Ｇ上で光が集光されるのは基板搬送方向Ｌと同じ方向についてのみであるため、基板Ｇ上において基板搬送方向Ｌと直交する方向について光は均一に照射される。
　図１２に示すレンズで構成される透過窓５３を用いた場合には、上述したように、光照射機構６０から照射された光が基板Ｇ上において集光されるため、例えばキセノンエキシマランプランプである光照射機構６０の光照射量が少ない場合であっても、基板Ｇの洗浄を行うのに十分な光照射量が確保される。また、レンズである透過窓５３を用いた場合と、上記第１の実施の形態で例示した一般的な石英窓である透過窓５０を用いた場合と比べた場合に、光照射機構６０からの光照射量が同じであっても、透過窓５３を用いた場合には光が集光されて基板Ｇに照射されるため、基板Ｇの搬送速度を高速化することができる。これにより、短時間で効率的に基板Ｇの洗浄が行われ、基板処理装置全体としてのスループットの向上が図られる。
　また、上記第１の実施の形態においては、光照射機構６０から光を照射させた状態でもって、光照射機構６０の下方において基板Ｇを移動（搬送）させながらスキャンさせる（通過させる）ことで、基板Ｇ表面への光の照射を均一に行うこととしたが、搬入チャンバー２０上面において光照射機構６０を基板搬送方向Ｌに沿って移動自在とすることで、基板Ｇを支持台２２に固定させた状態で光を照射させた状態の光照射機構６０を基板Ｇ上方において移動させることで、基板Ｇ表面への光の照射を均一に行うこともできる。
図１３は、基板処理装置１において光照射機構６０を移動式の光照射機構６０’とした場合の説明図である。図１３に示すように、この場合、透過窓５０は搬入室２１内に固定された基板Ｇを覆うように、搬入室２１の上面全面に設けられる。そして、基板Ｇの洗浄を行う際には、光を照射した状態で光照射機構６０がゲートバルブ４５近傍からゲートバルブ４７近傍まで基板搬送方向Ｌと反対の方向（図１３中左方向）に移動することで、基板Ｇ表面全体に光が照射される。
図１３に示す基板処理装置１においては、光照射機構６０’が移動式であるため、上記第１の実施の形態に比べ大きな透過窓５０を搬入室２１の上面全面に設ける必要がある。そのため、装置強度の面やコスト面においてはデメリットがある。しかしながら、ゲートバルブ４５を閉じたままの状態で基板Ｇの洗浄が行えるため、洗浄時に搬入室２１の内圧のみを調圧すればよく、搬入室２１と搬送室３１の内圧を同じ圧力にしてゲートバルブ４５を開放するといった工程が不要となるため、スループットの向上が図られる。なお、図１３では、搬入チャンバー２０において移動式の光照射機構６０’を設ける場合を説明したが、移動式の光照射機構６０’を搬送チャンバー３０上面に設けてもよい。
また、上記本発明の第１・第２の実施の形態においては、搬入チャンバー２０の内部には単一の搬入室２１が設けられており、搬入チャンバー２０の外部に光照射機構６０が設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、搬入チャンバー２０内に照射室２１ａと搬入室２１ｂが設けられ、照射室２１ａ内に光照射機構６０が配置されることとしてもよい。以下には、図面を参照して搬入チャンバー２０内に照射室２１ａと搬入室２１ｂが設けられる場合について説明する。
図１４は本発明の更なる変形例にかかる基板処理装置８０の概略断面図である。ここで、基板処理装置８０の主な構成は、搬入チャンバー２０の内部構造を除き、上記第１・第２の実施の形態にかかる基板処理装置１と同じであるため、主な構成要素についての説明は省略し、以下では、上記第１・第２の実施の形態にかかる基板処理装置と異なる部分についてのみ説明する。
図１４に示すように、基板処理装置８０の搬入チャンバー２０内部においては、略水平に設けられた石英板８４によって内部空間が、照射室（上部空間）２１ａと搬入室（下部空間）２１ｂに分割されている。また、照射室２１ａと搬入室２１ｂにはそれぞれ排気口２４ａ、２４ｂが設けられており、各排気口２４ａ、２４ｂは図示しない真空ポンプに連通している。即ち、照射室２１ａと搬入室２１ｂはそれぞれの内圧が独自に制御可能な構成となっている。
ここで、照射室２１ａの内部上面には、下方に光を照射する複数の光照射機構６０が設置されている。光照射機構６０から照射された光は、石英板８４を透過して搬入室２１ｂに照射される。即ち、搬入室２１ｂ内の支持台２２の最上段に支持された基板Ｇの上面には、石英板８４を透過した光が照射される。なお、図１４には光照射機構６０が３箇所に設置されている場合を図示しているが、光照射機構６０の設置数、設置箇所（配置分布）は石英板８４を透過した光が基板Ｇに照射される際に、基板Ｇの上面全面に均一に光が照射されるように好適な設置数、設置箇所とすればよい。
また、図１４に示す照射室２１ａと搬入室２１ｂに分割されて構成される搬入チャンバー２０においては、照射室２１ａと搬入室２１ｂの内圧差を小さくすることが求められる。これは、搬入チャンバー２０の内部空間を分割する石英板８４は、内部空間の水平方向全面に渡って設けられる必要があるため、照射室２１ａと搬入室２１ｂとの間に大きな差圧がある場合には、破損してしまう恐れがあるからである。上述したように、照射室２１ａと搬入室２１ｂにはそれぞれ排気口２４ａ、２４ｂが設けられているため、排気口２４ａ、２４ｂに連通する真空ポンプを好適に制御することによって照射室２１ａと搬入室２１ｂとの差圧を極めて小さいものとすることができる。
基板処理装置８０においては、上述したように好適に配置された複数の光照射機構６０から支持台２２の最上段に支持された基板Ｇの上面に対し均一な光照射が行われ、洗浄処理される。この時、支持台２２に基板Ｇを固定させた状態でもって、基板Ｇの上面全面に対して均一なＶＵＶ洗浄を行われ、これにより、上記第１の実施の形態の場合と同様に、基板処理装置に洗浄用の洗浄室を設けることなく、短時間で効率的に基板Ｇの洗浄が行われる。また、基板処理装置全体としてのスループットの向上が図られる。加えて、搬入チャンバー２０内のみにおいてＶＵＶ洗浄を完了することができ、基板Ｇの搬送（ゲートバルブ４５の開放）に伴う搬入チャンバー２０と搬送チャンバー３０の調圧を行う必要がなく、効率的にＶＵＶ洗浄を行うことができ、装置全体のスループットの向上が図られる。
なお、図１４に示す基板処理装置８０においては、搬入チャンバー２０が石英板８４によって照射室２１ａと搬入室２１ｂに分割されるものとして説明したが、搬送チャンバー３０を石英板によって２つの空間に分割し、上記説明した分割された搬入チャンバー２０と同様の構成として、搬送チャンバー３０の内部のみにおいてＶＵＶ洗浄を行うこととしてもよい。
　本発明にかかる実施例として、ＩＴＯを成膜した基板に対して、ＶＵＶ洗浄を行った場合と、洗浄を行わない場合とのホール注入効率を比較する測定実験を行った。図１５は、ベーク処理・ＶＵＶ洗浄を行った基板と、未処理の基板における、電界（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｉｅｌｄ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）［ＭＶ／ｍ］－電流密度（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）［ｍＡ／ｃｍ２］特性を示したグラフである。図１５に示すように、未処理の基板とベーク処理・ＶＵＶ洗浄された基板の電界－電流密度特性を比較した場合に、ベーク処理・ＶＵＶ洗浄した基板のほうが、未処理の基板と比べ低い電界下（基板に対する負荷電圧が低い状態）でもって、高い電流密度となっていることが分かる。これは、ベーク処理・ＶＵＶ洗浄された基板においては、低い電界下でもってホールの注入（基板におけるホールの注輸送）が十分に行われていることを示している。即ち、未処理の基板に比べ、ベーク処理・ＶＵＶ洗浄した基板のほうがホール注入効率が向上していることが図１５から読み取れた。
　また、図１６は、ベーク処理・ＶＵＶ洗浄を行った基板と、ベーク処理のみ行った基板における、電界［ＭＶ／ｍ］－電流密度［ｍＡ／ｃｍ２］特性を示したグラフである。図１６に示すように、ベーク処理のみ行った基板とベーク処理・ＶＵＶ洗浄を行った基板の電界－電流密度特性を比較した場合に、ベーク処理・ＶＵＶ洗浄した基板のほうが、ベーク処理のみの基板と比べ低い電界下（基板に対する負荷電圧が低い状態）でもって、高い電流密度となっていることが分かる。これにより、ベーク処理のみ行った基板に比べ、ベーク処理・ＶＵＶ洗浄処理を行った基板のほうが、ホール注入効率が向上していることが分かった。
　本発明は、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子を成膜するための基板処理装置および基板処理方法に適用される。

Claims (7)

  1. 基板搬入用の搬入室と、基板に成膜処理を行う成膜室と、前記搬入室と前記成膜室との間で基板を搬送させる基板搬送機構を有する搬送室とを備える基板処理装置であって、
    前記搬入室と前記搬送室は隣接した状態で接続され、
    前記搬入室または前記搬送室のいずれか一方の外部には、基板の搬送経路上に光を照射する光照射機構と、前記光照射機構から照射される光の照射量および照射強度を制御する制御部が設けられ、
    前記光照射機構が設けられた前記搬入室または前記搬送室には前記光照射機構から照射された光を透過させる透過窓が設けられ、
    前記光照射機構から基板に照射される光は基板に対して相対的に移動しながら照射される、基板処理装置。
  2. 前記搬入室と前記搬送室との間での基板の搬送時に基板に対して前記光照射機構から光が照射される、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記光照射機構は波長１７２ｎｍ以下の波長の光を照射する、請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記光照射機構から基板への光の照射は酸素分圧６００Ｐａ以下の雰囲気下で行われる、請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記透過窓は基板搬送方向と直交する方向に伸長する直線形状である、請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 前記透過窓は複数の窓部分から構成され、隣接する前記窓部分は、基板搬送方向に互いに離隔して配置され、基板搬送方向と直交する方向には基板を網羅するように配置される、請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 基板を洗浄する洗浄工程と基板に成膜を行う成膜工程からなる基板処理方法であって、
    前記洗浄工程は、酸素分圧６００Ｐａ以下の雰囲気下で基板に対して波長１７２ｎｍ以下の光を照射する工程である、基板処理方法。
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